激光退火對氧化鋅薄膜壓敏電阻性能影響的研究.pdf

1、ZnO系壓敏陶瓷廣泛應(yīng)用于高壓領(lǐng)域的避雷器和低壓領(lǐng)域的電路保護中，涵蓋了各行各業(yè)的電力電子設(shè)備。近年來，電子技術(shù)迅猛發(fā)展，電子元件集成度提高，電子設(shè)備對電壓的變化越來越敏感，因為靜電、浪涌等因素，設(shè)備受到破壞或發(fā)生誤操作的概率也大大提高，起到穩(wěn)壓和過壓保護作用的壓敏元件有著廣泛應(yīng)用前景，其可靠性和制備工藝也有著更高要求。本文采用自制靶材，通過磁控濺射法制備ZnO薄膜壓敏電阻，并分別采用傳統(tǒng)退火和激光退火對其進行后續(xù)處理，總結(jié)以上實驗研究

2、，得出了一些有意義的成果。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在成型壓力為40MPa，燒結(jié)溫度為950℃時，制備的ZnO基陶瓷靶材致密度最高，斷面氣孔較少，晶粒尺寸約為4-6μm，靶材中主要包括ZnO主晶相、Bi2O3相和Zn2.33Sb0.67O4尖晶石相。⑵選用Ti作為電極材料，能夠保證電極在后續(xù)的退火和激光退火處理中性能穩(wěn)定。當濺射功率為300w時薄膜表面粗糙度達到最小值18.4nm，表面較為平整，得到的薄膜為非晶態(tài)，隨著磁控濺射功

3、率增大，薄膜出現(xiàn)了一定的晶化效果，且越來越明顯。⑶退火可以使非晶薄膜結(jié)晶，當退火溫度達到850℃以上，薄膜晶粒飽滿、均勻、致密，退火效果較好。氧化鉍的熔點為825℃，在這附近，Bi2O3可以熔化，在ZnO晶界處形成富集相，而溫度過高時，Bi元素揮發(fā)較嚴重，造成薄膜電學性能下降。退火溫度為850℃時薄膜電學性能最好，此時樣品的壓敏電壓為4.63V，非線性系數(shù)為13.89。⑷采用能量密度和掃描速度適中的激光對ZnO薄膜進行輻照處理能夠獲得較