磁控溅射制备透明导电氧化物薄膜一些研究.pdf

学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均巳在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名:差l王蕴日期:2芝丑』:窆学位论文授权使用声明本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定,. 。学位论文作者签名:旖丁葳日期:土匹Z.≤:篁: 导师签名:赵;芬日期:.婴2 1』:』华东师范大学硕士学位论文(2007年) 摘要 7,-0是一种宽禁带半导体材料,被广泛应用于压电器件,发光器件,紫外探测器,透明导电薄膜等领域。近年来,ZnO透明导电薄膜的研究发展备受关注。本文综合论述了透明导电薄膜尤其是ZnO薄膜的研究进展及应用前景,介绍了薄膜的制备技术和一些分析方法,研究了ZnO薄膜的制备条件对其光电特性的影响。另一方面,本研究通过分析热处理对LaNi03薄膜导电性能的影响提出了对提高ZnO薄膜导电性能的一些建议。首先,在不同氧分压下,采用直流磁控溅射锌靶制备ZnO薄膜,发现当氧分压达到20%后薄膜的透明性好并且具有很高的电阻率,另外,随着氧分压的增加,薄膜的光学折射率、晶面间距和内应力也在逐渐增大。薄膜的晶粒尺寸大小除了受到内应力的影响外,还受到薄膜厚度等因素的影响。薄膜的带隙变化具有明显的尺寸效应。在对Zn0薄膜进行了10分钟800℃热处理后,。其次,由于本征ZnO不导电,我们对ZnO薄膜掺铝作为施主杂质,对压、 m靶在02、Ar气氛下直流共溅射制备高度(002)取向的掺铝氧化锌薄膜,通过改变灿靶的溅射功率可改变薄膜中Al的含量。在掺Al的前后,薄膜的光学折射率具有较大幅度的变化,这是由于掺杂越对晶格中的电子分布状况产生影响导致了疡和易的减小。在室温下制备的掺铝ZnO薄膜导电性能不理想,而光谱分析结果表明薄膜内具有丰富的载流子,这可能是由于薄膜内存在的晶格缺陷引起载流子局域化从而降低薄膜的导电性能。在对§=2。68wt%的AZO薄膜进行了10分钟600℃热处理后,薄膜的电阻率下降到了5Xlff20Z,m. 最后,本文分析了热处理对I,aNi03薄膜导电性能的影响,发现热处理可以使LaNi03薄膜的晶格氧含量下降,从而导致LaNi03薄膜的导电能力下降。事实上熟处理可以影响薄膜的化学成分,从而改变薄膜的导电能力。关键词:ZnO,透明导电氧化物薄膜,直流磁控溅射,光电特性 3 华东师范大学硕士学位论文(2007年) A b St r a ct Tk semiconductor ZnO has been widely used in areas such as piezoelectric devices,luminateddevices,ultra-violetdetector,transparentconducting thinfilmsate, because ofitslarge exciton binding energy(60mev).ne development ofZnO transparent conducting thinfilms hasattractedmore andmore attention. We have discussed the development and applications of the transparent conducting thinfilmsespecially theZnO thinfilms,and have introduced some thin filmpreparing techniques andsome characteranalyzing methods,nlorcover'we have studied how the preparing condition of ZnO thinfilm influences itsopticaland theother hand,some suggestions about how toimproving 勖O thin丘lm’s electricalconductivity have been given弱we have found the influences on electricalconductivity ofLa