基于PVD法的鋅薄膜及特性研究.pdf

1、本論文對真空蒸發(fā)法和直流濺射法沉積鋅膜的工藝進行了研究，結合XRD、SEM、AFM等分析手段，以探索這兩種方法在制備鋅膜方面的一般規(guī)律。 利用X射線衍射法對鋅膜物相進行了分析，結果表明鋅膜的物相為單質鋅，沒有氧化鋅和其它物質的物相，鋅膜優(yōu)先在(101)和(102)晶面上有序生長。 實驗研究了蒸發(fā)沉積條件對鋅膜晶體形貌的影響，結果表明當加熱電流較低或源基距較大時，晶體形狀為葉片形；當加熱電流較大或源基距較小時，晶體形狀為不

2、規(guī)則的三角形或四邊形；在適宜沉積條件下，鋅膜的晶體形狀則為六邊形。 研究了蒸發(fā)沉積條件對鋅膜晶體生長模式的影響，結果表明，在低加熱電流或較大源基距條件下，鋅膜傾向于三維島狀生長；在高加熱電流或較小源基距條件下，鋅膜則以二維層狀生長。實驗研究了薄膜沉積速率和基片溫度對鋅膜生長的影響，結果表明，當溫度一定時，沉積速率越高，鋅膜的形核速率也越高，形成的鋅膜也就越致密；當沉積速率一定時，基片溫度越高，鋅膜的形核半徑越大，鋅膜的結晶粒度也

3、就越大。 實驗比較了蒸發(fā)法與濺射法對鋅膜結晶粒度的影響，真空蒸發(fā)法沉積鋅膜的結晶粒度約為400nm，直流濺射沉積鋅膜的結晶粒度約為50nm。 利用AFM研究了加熱電流、源基距對真空蒸發(fā)沉積鋅膜表面形貌的影響，以及濺射電壓、靶基距對直流濺射沉積鋅膜表面形貌的影響。在加熱電流為42A，源基距為2.0cm條件下，真空蒸發(fā)法沉積鋅膜的平均表面粗糙度為30.0nm，輪廓最大高度為306nm，開方表面平均粗糙度為37.5nm，十點平

4、均粗糙度為292nm。在濺射電壓為1.6kV，靶基距為4.0cm的條件下，直流濺射沉積鋅膜的平均表面粗糙度為5.98nm，輪廓最大高度為58.1nm，開方表面平均粗糙度為7.49，十點平均粗糙度為56.8。 實驗研究了沉積條件對鋅膜沉積速率和表面形貌的影響，得到真空蒸發(fā)法沉積鋅膜的適宜工藝條件如下：加熱電流42A，源基距2.0cm，沉積時間15s，此時鋅膜的沉積速率為21 nm·s<'-1>。直流濺射法沉積鋅膜的適宜工藝參數(shù)為：