磁控濺射制備銅、氫共摻雜氧化鋅薄膜及其透明導(dǎo)電性能的研究.pdf

1、研究表明，H摻雜或Cu摻雜可以顯著改變ZnO薄膜的光、電或磁性能，而H、Cu共摻雜ZnO薄膜盡管還有沒(méi)有廣泛的研究，但已有的研究已經(jīng)表明了在光電器件方面具有潛在的應(yīng)用背景。本論文擬采用磁控濺射法制備薄膜，通過(guò)變化靶材中Cu含量，并且擬在濺射過(guò)程中通入不同流量的H2，制備具有不同H、Cu摻雜量的ZnO薄膜，研究制備薄膜的微觀結(jié)構(gòu)、光學(xué)、電學(xué)等性質(zhì)，探索制備透明導(dǎo)電薄膜的工藝參數(shù)，分析H、Cu共摻雜的機(jī)制，為H、Cu共摻雜ZnO薄膜的進(jìn)一步

2、研究和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　論文首先研究了襯底溫度在150℃和300℃下，不同H2流量和Cu摻雜量（0，0.5和2at％）對(duì)ZnO薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，襯底溫度為150℃時(shí)，三種不同靶材制備的薄膜在合適的H2流量下，可得到單一（002）位向的衍射峰，并且獲得最低電阻率（10-2Ω?cm）；除了2at%Cu摻雜ZnO薄膜當(dāng)H2流量超過(guò)一定值時(shí)，其平均透光率顯著降低外，其它薄膜的平均透光率大約在90%左右。當(dāng)襯底溫度為

3、300℃時(shí)，三種薄膜獲得最低電阻率基本上是當(dāng)H2流量達(dá)到最大值時(shí)；除了2at.%Cu摻雜ZnO在H2流量為4.5和6sccm時(shí)外，三種薄膜在可見(jiàn)光區(qū)域的平均透光率為80%左右。
　　其次，論文進(jìn)一步研究了時(shí)效和真空退火處理對(duì)薄膜導(dǎo)電性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在150℃下制備的薄膜，只有2at%摻銅氧化鋅具有良好的電學(xué)穩(wěn)定性，而在300℃下制備的Cu、H共摻雜ZnO薄膜都有著良好的電學(xué)穩(wěn)定性。
　　最后，經(jīng)過(guò)真空退火處理后，三種薄