射頻磁控濺射法制備SnS2、Cu2SnS3薄膜及其器件研究.pdf

1、SnS2和Cu2SnS3均為新穎半導(dǎo)體光電子材料。SnS2和Cu2SnS3成本低、無(wú)毒、組成元素儲(chǔ)量豐富，電學(xué)、光學(xué)性能優(yōu)良，在光伏器件、光電探測(cè)器件等方面具有較大的潛在應(yīng)用價(jià)值，近年來(lái)已成為研究熱點(diǎn)。本文研究利用射頻磁控濺射法制備SnS2和Cu2SnS3薄膜及特性，以及基于SnS2薄膜及Cu2SnS3薄膜異質(zhì)結(jié)器件的特性。
　　采用射頻磁控濺射法濺射SnS2靶，在玻璃基片上、以不同射頻功率和氬氣壓強(qiáng)制備一系列薄膜樣品，研究了不同

2、工藝條件對(duì)薄膜特性的影響。利用X射線衍射(XRD)和拉曼光譜(Raman)對(duì)薄膜樣品的晶體結(jié)構(gòu)和物相進(jìn)行表征;利用X射線能量色散譜(EDS)、紫外-可見(jiàn)-近紅外分光光度計(jì)(UV-Vis-NIR)對(duì)SnS2薄膜的化學(xué)組分、光學(xué)特性等進(jìn)行測(cè)試，計(jì)算或分析了SnS2薄膜樣品的組分原子比、光學(xué)常數(shù)和光學(xué)帶隙。結(jié)果表明:制備SnS2薄膜的最佳工藝條件為射頻功率60W，氨氣壓強(qiáng)0.5Pa。在該條件下所制備的SnS2薄膜沿(001)晶面擇優(yōu)取向生長(zhǎng)，

3、可見(jiàn)光透過(guò)率和折射率較高，消光系數(shù)較小，直接帶隙為2.81eV。
　　利用射頻磁控濺射法在玻璃襯底上沉積并經(jīng)快速退火處理制備Cu2SnS3(CTS)薄膜，利用X射線衍射(XRD)、拉曼光譜(Raman)、X射線能量色散譜(EDS)、原子力顯微鏡(AFM)和紫外-可見(jiàn)-近紅外(UV-Vis-NIR)分光光度計(jì)研究了使用SnS2、Cu2S混合靶（摩爾比分別為1∶1、1∶1.5、1∶2）及在不同濺射功率(40和80W)條件下所制備Cu2

4、SnS3薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、物相組成、化學(xué)組分、表面形貌和光學(xué)特性。結(jié)果表明:混合靶的SnS2、Cu2S最佳摩爾比為1∶1.5，利用該靶制備的薄膜均結(jié)晶，較大的濺射功率有利于改善薄膜的結(jié)晶質(zhì)量、擇優(yōu)取向程度和化學(xué)配比，并有利于降低薄膜的粗糙度、增大顆粒尺寸，計(jì)算了薄膜的光學(xué)常數(shù)（折射率、消光系數(shù)、吸收系數(shù)）、介電常數(shù)和光電導(dǎo)率;濺射功率為80W的薄膜樣品結(jié)晶質(zhì)量和擇優(yōu)取向度高，薄膜應(yīng)變最小，Cu∶Sn∶S組分摩爾比為1.89∶1∶2.77，