氧氬比與濺射功率等對(duì)Al摻雜ZnO薄膜結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性影響的研究.pdf

1、ZnO是一種具有六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)的直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體材料，其晶格常數(shù)a=0.13249nm，c=0.15207nm，室溫下的禁帶寬度為3.137eV，激子結(jié)合能為60meV，因此在發(fā)光二極管、藍(lán)紫光激光器等方面都有很好的應(yīng)用價(jià)值. 近年來(lái)，由于ZnO的p型摻雜以及ZnO稀磁半導(dǎo)體的發(fā)展，已經(jīng)形成了ZnO的研究熱潮。在光電子學(xué)、光化學(xué)、微電子學(xué)等領(lǐng)域，ZnO必將成為未來(lái)半導(dǎo)體材料研究中最具前景的材料之一。目前，高質(zhì)量ZnO薄膜的制備是Ⅱ-

2、Ⅵ族氧化物半導(dǎo)體的研究熱點(diǎn)之一。研究者們探索了制備ZnO的多種方法，如化學(xué)氣相沉積法、金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法、分子束外延法、射頻磁控濺射法、脈沖激光沉積(PLD）法等。
　　 本論文中，為了系統(tǒng)的研究制備條件對(duì)ZnO納米薄膜顯微結(jié)構(gòu)及其光學(xué)特性的影響，用射頻反應(yīng)磁控濺射技術(shù)在玻璃襯底上制備出了具有c 軸高擇優(yōu)取向的ZnO薄膜樣品，應(yīng)用X射線衍射儀、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)、熒光分光光度計(jì)關(guān)于Al的摻雜量、濺射功率、氧氬比對(duì)于ZnO

3、薄膜樣品結(jié)構(gòu)及其光學(xué)特性的影響作了詳細(xì)的分析研究。結(jié)構(gòu)分析部分研究結(jié)果表明，所制備樣品的半高寬、晶粒尺寸作為摻雜量、濺射功率以及氧氬比的函數(shù)時(shí)表現(xiàn)出規(guī)律性的變化；合適的濺射功率以及濺射氧氬比有利于提高ZnO薄膜的結(jié)晶質(zhì)量；當(dāng)工作氣壓恒定時(shí)，用射頻反應(yīng)磁控濺射制備的ZnO薄膜的生長(zhǎng)行為主要取決于成膜空間中氧的密度。對(duì)樣品進(jìn)行光吸收譜測(cè)量，觀察到薄膜在紫外區(qū)顯示出較強(qiáng)的光吸收，在可見(jiàn)光區(qū)的平均透過(guò)率達(dá)到80％以上。隨著濺射功率的升高，薄膜的