用离子束增强沉积法制备In-N共掺杂ZnO薄膜
(Ni、Li)掺杂ZnO薄膜的制备及其性能
ｗｅ ｅ ｏ ｓ ｒ ｅ ． Ｔｈ ｃ ｅ ｃ ｌ ｔ ｔ ｆ Ｎｉ ｒ ｂ ｅ ｖ ｄ ｅ ｈ ｍｉａ ｓ ａ ｅ ｏ ｗａ ｆ ｕ ｄ ｏ ｅ ｉ ａｅ ｔ ｂ Ｘ— ａ ｐ ｏ ｏ ｌ ｃ ｒ ｎ ｓ ｏ ｎ ｔ ｂ ｂ ｖ ｌ ｎ ｙ ｒ ｙ ｈ ｔ ｅｅ ｔ ｏ
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ｎ ｑ ｅ Ｔｈ ｉ ｒ ｒ ｚｔ ｎ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｎ ｔ ｅ ｈ ｓ ｓ ｆ ｕ ｄ ｂ ｒ ｙ ｄ ｆｒ ｃ ｉ ｎ ｉｕ ． ｅ ｆｌ ｗｅ ｅ ｗｕ ｔ ｉｅ ｉ ｔ ｕ ｔ ｒ ｎ ｏ ｏ ｈ ｒ ｐ ａ ｅ ｗａ ｏ ｎ ｙ Ｘ— ａ ｉｆａ ｔｏ ． ｍｓ
纳米材料 与结构
Ｎａｎ ｏｍ ａｅｒ Ｉ Ｓｔｕ ｔ ｒ ｔ ｉ ＆ ａ ｒ ｃｕｅ
（ｉ ｉ Ｎ 、Ｌ ）掺杂 Ｚ Ｏ薄膜 的制备及其性பைடு நூலகம்能 ｎ
宋 海 岸 ，叶 小娟 ，钟 伟 ，都 有 为
（ 南京 大 学 南京微 结构 国家 实验 室，南京 ２ ０ ９ ） １ ０ ３
摘 要 ：采 用溶胶 一凝胶 技 术和旋 涂 的方 法 ，在 Ｓ １ ０ ｉ（ ０ ）衬底 上制备 了 Ｎｉ 杂和 （ 、Ｌ ）共掺 掺 Ｎｉ ｉ
ｓ ｃ ｒ ｓ ｏ ｙ， ｉ ｓ ｒ ｐｌｃ ｍ ｅ ｆ Ｚｎ ｂｙ Ｎｉ ｉ ｈｅ Ｚｎ ｌ ｔ ｉｅ Ａｌ ｔ ｉｍ ｓｗｅ ｅ ｆ ｒ ｏ ａ ｐｅ ｔ ｏ ｃ ｐ ｔｉ ｅ ａ ｅ ｎｔｏ ｎ ｔ Ｏ ａ ｔｃ ． ｌ ｈｅ ｆｌ ｒ ｅ ｒ ｍ ｇ— ｎ ｔｃ ａ ｏ ｅ ｉ ｔｒ ｏｍ ｅ ｔ ｍｐｅ ａ ｕｒ ｒ ｔ ｅ， ａ ｄ ｓ ｔ ｒ ｔ ｄ ｍａ ｅ ｉ ｍ ｅ ｏｒ ｅ ｃ ａ ｅ ｃ ｏ ０ １ ｔ ｎ ａ ｕ ａ ｅ ｇｎ ｔｃ ｍｏ ｎｔ ｆ ａ ｈ Ｎｉｃ ｎ ｒ ａ ｈ ｔ ．２ ０ ｔＢ．
微波电子回旋共振等离子体溅射法沉积ZnO薄膜
微波电子回旋共振等离子体溅射法沉积ZnO薄膜3汪建华(武汉化工学院) 任兆杏 邬钦崇(中国科学院等离子体物理研究所)摘 要 ZnO薄膜具有强的压电和光电效应,广泛用于制作各种声电和声光器件中.本文报道了用微波ECR等离子体溅射法沉积了ZnO薄膜,并研究了该法制备ZnO膜的工艺.结果表明,所形成的ZnO膜的性质强烈地依赖于溅射沉积条件.关键词 氧化锌薄膜;微波ECR等离子体;溅射分类号 O484;O530 引 言ZnO薄膜具有介电常数低,机电耦合系数大,良好的光学性等特点,是一种十分优良的压电薄膜材料.广泛用于各种频段的声体波、声表面波、压电换能器、声光布喇格偏转器之类的声电和声光器件[1～4].ZnO薄膜的实用价值大大推动了成膜技术的发展.这些技术包括DC溅射、R F溅射、离子束蒸发、溅射外延、磁控溅射和化学气相沉积(CVD).由溅射沉积ZnO膜,其膜的晶体结构,如C轴取向,强烈地取决于溅射条件.采用常规方法溅射沉积,虽然能够生成高度C轴取向ZnO膜,但这些方法都必须在较高的基片温度下成膜,往往不适合耐热性较低的GaA s等基片材料的使用,并且膜的表面易被高能离子轰击,通常会损害膜的表面,改变膜的性能,使膜的重复性和质量都会受到影响.为了避免这些问题,通常采用增加气压,将高能粒子能量转变为碰撞热能.然而,在几个到几十个电子伏特范围内的离子会随着气压的增高也有一定的碰撞能量损失,而该范围内的离子能量是较为适宜沉积结晶性好的薄膜.为了补偿能量的损失,不得不通过增加基片温度来沉积薄膜[5].微波电子回旋共振(ECR)等离子体镀膜是近年来发展起来的成膜技术.ECR等离子体在低气压(10-3～10-1Pa)下形成,等离子体密度(1010～1013c m-3)高,电离度也高(一般在10%以上).在发散磁场的约束和推动下形成有方向性的等离子体流,电子能量高,平均能量4～14 eV,离子能量分布很窄,其高能粒子比M axw ell分布少得多,能大大减少高能粒子对沉积薄膜的辐射损伤[6],并可以通过调节磁场位形来控制沉积粒子的能量在几个到几十个eV,因此,利用ECR溅射法能在低气压下,在较低的基片温度下沉积出结晶性能优良的薄膜.本文将详细报告应用微波电子回旋共振(ECR)等离子体溅射法沉积ZnO膜的成膜过程及其膜的结晶性与工艺参数的关系.1 实验过程图1显示出溅射型微波ECR等离子体沉积装置的原理图.当频率为2.45GH z的微波由收稿日期:1995—11—06;修回日期:1997—03—103国家自然科学基金1997年6月JOU RNAL O F W U HAN I N ST ITU T E O F CH E M I CAL T ECHNOLO GY Jun.1997图1 ECR 等离子体溅射沉积装置矩形波导传播经石英窗进入作为微波共振腔的等离子体发生室,在P A r+O 2=10-3～10-1Pa 的低气压下,等离子体中的电子在共振层从微波获得能量,从而电离中性气体产生高密度、高电离度的氩、氧等离子体.该装置的磁场线圈起到约束等离子体和提供共振磁场(B =875×10-4T )的作用.它是一个典型的磁镜发散场.在从ECR 区到基片架这段距离内磁力线密度逐渐变小,它使得等离子体从等离子体产生室引至沉积室,由于微波等离子体中电子作回旋运动的速度大于离子回旋运动的速度,因而,电子首先到达基片表面,从而在基片表面建立起一个恒定的静电场,它使得等离子体流中的正离子加速具有一定的能量打到基片上.溅射气体(氩气)和反应气体(氧气)分别由质量流量计控制进入等离子体发生室和样品室.在等离子体流引出口放置了内径为90mm 圆筒形状的金属靶,并施加直流负偏置电压.真空抽气系统由机械泵和分子泵组成,本底真空抽至为1×10-4Pa .氧化锌膜的沉积机理是等离子体中的A r +离子在负靶电压的作用下轰击金属靶表面产生溅射.溅射出来的锌原子进入等离子体后又被电离,这些金属离子在磁场约束和基片电场的作用下,在样品室与电离的O 2气发生反应,沉积到基片上,形成ZnO 膜.在该装置中,基片架可以平行移动.使用的基片为玻璃、Si 片、N aC l 单晶.基片的温度可以在40～450℃.沉积的薄膜样品厚度为0.5～3.5Λm .腔体中等离子体参数采用朗谬尔静电探计测量.膜的结构,晶粒度大小,表面表貌,膜截面和透射率的测定,分别由XRD 、T E M 、SE M 和日立(荧光)光度计分析完成.2 结果和讨论2.1 薄膜的性能ZnO 压电薄膜,其电声性能与膜的结构有关.我们采用X 射线衍射分析了沉积在玻璃上的膜.图2显示出了典型的X 射线衍射图形.由图中可以看出,ZnO 薄膜(002)面衍射峰特别强,(004)面衍射峰也清晰可见,这表明ZnO 薄膜具有高度择优取向.ZnO 薄膜(002)峰的半高宽反映了膜结晶颗粒的平均尺寸.衍射峰的宽化度虽然可能是由层错等缺陷引起的,但对ZnO 这类六角结构的晶体而言,层错是不影响衍射宽化度的.薄膜的平均粒度尺寸可由Sgerrer’s 方程估算:d =0.94Κ(B 0co s Η).式中B 0是(002)峰的真空宽化度;Κ为衍射波长;Η为布喇格角.由上式测算出我们制备的ZnO 膜的平均晶粒度为15nm .T E M 的形貌观察也表明薄膜由d =10～20nm 的晶粒组成,晶粒尺寸比较均匀.用光谱仪分析测量了ZnO 玻璃双层结构,光透射率超过80%以上.典型的C 轴取向膜的透射谱,其波长的范围为250～850nm .2.2 工艺条件对薄膜晶体结构的影响ZnO 薄膜的质量强烈依赖于ECR 溅射成膜工艺条件,因此准确掌握溅射条件与薄膜性能的关系,对保证获得优质、高重复性薄膜极为重要.2.2.1 基片温度 基片温度是影响薄膜质量最主要的因素,它可以在很大程度上改变薄膜的结晶结构.因为温度会影响基片表面吸附原子的迁移率和再蒸发,冷的表面吸附原子的迁移率58第2期汪建华等:微波电子回旋共振等离子体溅射法沉积ZnO 薄膜 较低,易凝聚成非晶态结构,生长的膜结晶性不好,透明度差.适当的温度则能增加吸附原子的迁移率,使结合不良的原子再蒸发,促使C 轴垂直的晶粒生长,形成取向好、表面光滑的薄膜.过高的温度,沉积的膜晶粒粗大,表面粗糙,取向变差,甚至会出现混合取向.图2 典型的ZnO 膜X射线衍射峰 图3 靶流和靶压的关系图4 靶流与气压之间的关系 图5 不同基片上的X 射线衍射图图6 基片离靶的不同距离的X 射线衍射图2.2.2 沉积特征 我们知道沉积速率首先取决于靶附近的离子流密度,其次是离子能量.实际上,对ECR 溅射,其速率正比于输入的微波功率.此外,ECR 共振层在腔中的位置,靶与基片的距离,气压等都有影响.图3示出了不同微波功率下靶流和靶压的关系曲线.图4示出了靶流与气压之间的关系.在其它工艺条件不变的条件下,一般都是用增加微波功率来提高沉积速率.适当的沉积速率能使薄膜形成的初期在基片上生成较多的核化中心,易于得到较细的晶粒,生长的薄膜更致密、光滑,取向也好.沉积率太低,薄膜的结晶取向差,表面粗糙,透明度差,呈白雾状.2.2.3 基片的种类及表面状态 生长ZnO 膜,基片类型和表面状态是非常重要的.图5显出了同等条件下不同基片的X 射线衍射图.此外,基片表面的清洁度和完整性对防止薄膜形成68武汉化工学院学报第19卷中的缺陷也是重要的,不仅会影响膜的附着力和早期成核率,而且可能导致不完整的结晶中心,引起点阵的畸变,形成高低不平的小丘,从而使膜的取向变差,针孔增多.2.2.4 基片位置 靶与基片的相对位置也是影响薄膜质量的重要因素,靶基片间距不仅影响沉积速率,而且对膜的质量有明显的影响,图6示出不同靶距的X 射线衍射图,基片为镀铝玻璃片.在ECR 溅射装置中,由于外加磁场的作用,通过改变磁场位形,可以改善等离子体密度N e 的均匀性,从而可以得到厚度均匀的薄膜.3 结 论 用微波ECR 溅射法能够在低气压、低温下制备高度C 轴取向的ZnO 压电薄膜,其晶粒大小为几个至几十个纳米,光透射率80%以上.并且膜的结构致密、膜表面平整.我们的研究还表明,膜的质量强烈依赖于ECR 溅射工艺条件,其沉积速率正比于输入的微波功率,此外还与ECR 共振层在腔中的位置、靶与基片的距离、气压等有关.膜的均匀性,可以在该系统通过调节磁场位形而得到改善.参 考 文 献1 Chernets A N ,Ken igsberg N L .P reparati on and p ropertis of th in fil m s of ZnO fo r hyperson ic tran sducers .T h in So lid F il m s ,1973,(18):247～2552 H ickernell F S .ZnO p rocessing fo r bu lk and su rface w ave deivces .IEEE U ltrason ics Sympo sium P roceed 2ings ,1980.785～7953 M itsuyu T ,Yanzak t O ,W asa K .A 4.4GH z SAW filter u sing a single cristal ZnO fil m on sapp line .IEEEU ltrason ics Sympo sium P roceedings ,1981.74～774 钱振型.ZnO 薄膜的应用.压电与声光,1982,(1):1～95 M o rito M atsuoka ,Ken’ich i O ne .C rystal structu res and op tical p roperties of ZnO fil m s p repared by spu t 2tering -type electron cyclo tron resonance m icrow ave p las m a .J V ac Sci T echno l ,1989,A 7(5):2975～29826 M o rito M atsuoka ,Ken’ch i O ne .M agnetic fileld gradien t effects on i on enery fo r electron cyclo tron reso 2nance m icrow ave p las m a stream .J V ac Sci T echno l ,1988,A 6(1):25～29Z i nc Ox ide Th i n F il m s Prepared Usi ng M icrowaveECR Pla s ma Sputter i ng M ethodW ang J ianhua R en Zhaox ing W u Q inchongAbstract Zinc ox ide (ZnO )th in fil m s w ith strong p iezoelectric and p iezoop tic effects havebeen w idely u sed in acou sto -electric and acou sto -op tic devices.T h is p ap er repo rts on structu ral p rop erties of ZnO fil m s by m icrow ave ECR p las m a sp u ttering depo siti on and stud 2ies ZnO fil m s p rocessed .T he resu lts show that p rop erties of the ZnO fil m s fo rm ed in ou r w o rk strongly rely on the sp u tter depo siti on conditi on .Key words ZnO th in fil m ;ECR p las m a ;Sp u tter78第2期汪建华等:微波电子回旋共振等离子体溅射法沉积ZnO 薄膜 。
等离子体增强化学气相沉积制备的zno薄膜研究
等离子体增强化学气相沉积制备的zno薄膜研究等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 是一种制备纳米薄膜的常见方法，常用于制备 ZnO 薄膜等。
ZnO 薄膜是一种高性能的透明导电材料，广泛应用于太阳能电池、LED 等领域。
PECVD 制备 ZnO 薄膜的方法主要有以下几种:
1. 气相沉积法：利用氢气、氮气、ZnO 等气体在基板上形成 ZnO 薄膜。
这种方法制备的薄膜具有较高的透明度和导电性。
2. 等离子体增强化学气相沉积法：利用等离子体增强化学气相沉积技术，将 ZnO 前驱体气体通过等离子体加热，使其发生反应并沉积成 ZnO 薄膜。
这种方法制备的薄膜具有较低的电阻率和较高的透明度。
3. 溅射法：利用 ZnO 粒子的溅射效应，将 ZnO 粒子沉积在基板上形成ZnO 薄膜。
这种方法制备的薄膜具有较高的透明度和导电性。
在 PECVD 制备 ZnO 薄膜的过程中，等离子体增强化学气相沉积技术是一种有效的方法，能够制备出高质量的 ZnO 薄膜。
此外，研究人员还探索了不同的等离子体增强化学气相沉积条件，如等离子体能量、ZnO 前驱体气体浓度、反应温度等，以优化制备 ZnO 薄膜的性能。
PECVD 制备 ZnO 薄膜是一种有效的方法，能够制备出高质量的 ZnO 薄膜，并应用于各种领域，如太阳能电池、LED 等。
ZnO薄膜的制备与性能研究
ZnO薄膜的制备与性能研究ZnO是众所周知的一种半导体材料，近年来，它的应用领域不断扩大，包括光电技术、传感器技术、气敏技术、生物技术等领域。
其具有较高的透明度、电阻率、热稳定性和高电子迁移率等优异特性，使得其在各个领域中拥有巨大市场前景。
在这些应用中，ZnO薄膜则是ZnO材料的重要组件之一。
本文主要探讨ZnO 薄膜的制备及其性能研究。
一、ZnO薄膜制备方法1.溶胶-凝胶法ZnO薄膜制备的一种常见方法为溶胶-凝胶法。
该方法主要涉及将预先制备好的ZnO溶胶放置于合适的基底上，然后通过热退火的方式完成ZnO薄膜的制备。
使用该方法，可以获得良好的薄膜质量和较大的薄膜面积，同时可以随意控制薄膜厚度。
2.物理气相沉积法物理气相沉积法是ZnO薄膜制备中最常用的方法之一。
其主要通过采用物理气相沉积设备将高温气体通入反应室，然后将蒸汽通过传输管道沉积在基底上完成ZnO薄膜的制备。
该方法具有制备ZnO晶体中空气杂质较少、晶粒精细等显著的优点。
3.MBE法MBE法是利用分子束外延设备在超高真空环境下生长晶体的方法。
该方法制备的ZnO薄膜具有非常高的晶体质量。
然而，需要难以实现的极限条件，如超高真空环境和较高的晶体表面温度。
二、ZnO薄膜性能研究1.光电性能ZnO薄膜是光学和电学交叉的半导体薄膜。
关于ZnO薄膜的光学性能，已有许多研究。
例如，有研究人员证实了ZnO条纹薄膜在光学上具有比等宽薄膜更高的透射比，这是由于条纹薄膜的形态依赖性的折射率引起的。
此外，ZnO薄膜具有优越的光电转换性能，可用于太阳能电池、传感器等领域。
2.气敏性能ZnO薄膜的气敏性能是其另一个重要的应用领域，具有广泛的市场前景。
研究表明，ZnO薄膜的气敏性能受到薄膜厚度、沉积温度和掺杂类型等多个因素的影响。
例如，掺杂ZnO薄膜的气敏性能不仅可以提高灵敏度，还可以增加电阻率等方面的特性。
3.化学性质关于ZnO薄膜的化学性质，研究人员通常需要从其表面性质、表面反应等多个方面进行分析。
Li、Na与Mg共掺杂ZnO薄膜的制备与性质研究的开题报告
Li、Na与Mg共掺杂ZnO薄膜的制备与性质研究的开题报告题目：Li、Na与Mg共掺杂ZnO薄膜的制备与性质研究背景：氧化锌（ZnO）是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用前景。
而掺杂是提高材料性能的有效方法之一。
Li、Na和Mg是常见的掺杂元素，它们的掺杂可以调节ZnO材料的电学和光学性能。
特别是，共掺杂可以进一步提高薄膜的性能。
研究目的：本文旨在制备Li、Na和Mg共掺杂的ZnO薄膜，并探究其结构、形貌、光学特性等性质，为ZnO材料的应用提供理论基础和实验支持。
研究内容：1. 通过溶胶-凝胶法制备Li、Na和Mg共掺杂的ZnO薄膜；2. 采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等手段分析其结构和形貌；3. 利用紫外-可见光谱（UV-Vis）等测试薄膜的光学性能；4. 探究掺杂元素对ZnO薄膜性能的影响。
研究意义：本文对于ZnO材料的应用具有重要意义。
首先，共掺杂可以进一步提高ZnO薄膜的性能，可以拓展它在光伏、光电子学等领域的应用；其次，本文探究掺杂元素对薄膜性质的影响，可以指导下一步材料优化设计。
研究方法：1. 溶胶-凝胶法制备Li、Na和Mg共掺杂的ZnO薄膜；2. 利用XRD、SEM、TEM等手段对薄膜的结构和形貌进行分析；3. 利用UV-Vis测试薄膜的光学性质；4. 对实验结果进行统计和分析，探究掺杂元素对薄膜性质的影响。
预期结果：1. 成功制备Li、Na和Mg共掺杂的ZnO薄膜；2. 观察到掺杂元素对薄膜结构和形貌的影响；3. 测得薄膜的光学性质，并发现掺杂元素对光学性质的调节作用；4. 发现掺杂元素对薄膜性能的影响，并提出一定的解释和措施。
参考文献：1. Sheng, Z., & Liu, G. (2019). Influence of Mg-doping on structural and optical properties of ZnO nanowires. Journal of Alloys and Compounds, 795, 679-685.2. Wang, J., & Huang, Y. (2018). Structural and optical properties of Li-doped ZnO films grown by chemical vapor deposition. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 29(6), 4406-4411.3. Shao, F., Li, X., Li, H., & Li, C. (2020). Enhanced photocatalytic performance of Na2CO3-assisted Na-doping ZnO p-n junctions. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 31(12), 9438-9447.。
Al—N共掺杂制备ZnO薄膜及其性能研究
Al—N共掺杂制备ZnO薄膜及其性能研究【摘要】运用真空射频磁控溅射[1]反应系统（JGP500D1）进行薄膜沉积，在经过镜面抛光过的Si单晶片衬底上[2]，利用掺杂质量2%Al的ZnO：Al陶瓷靶（纯度为99.99%），采用施主-受主共掺杂的方法，在N2于Ar体积比1：1的混和气体的气氛下，制备了Al-N共掺杂的ZnO薄膜。
探讨了掺杂对薄膜晶体结构、表面形貌及电学性能影响。
【关键词】AL-N共掺杂；ZnO薄膜；磁控溅射0 引言ZnO作为一种宽带隙（禁带宽度为3.37eV）的光电半导体材料[3]，ZnO是II-VI族化合物，具有禁带宽、激子束缚能高，不仅能制成良好的半导体和压电薄膜，亦能通过掺杂制成良好的透明导电薄膜，此外，ZnO薄膜的外延生长温度较低，有利于降低设备成本，抑制固相外扩散，提高薄膜质量，也易于实现掺杂。
ZnO薄膜所具有的这些优异特性，因而被广泛应用于太阳能电池、液晶显示、透明导电膜（TCO）、气敏传感器、表面声波器件（SAW）、压敏器件、紫外光探测器、显示以等方面[4]。
目前，对ZnO半导体材料研究的热点和重点在于：（1）如何获得性能优异且可重复生长的p型ZnO；（2）ZnO纳米结构的生长极其特殊性能的研究与应用。
实验靶材：掺杂质量2%Al的ZnO：Al陶瓷靶衬底：ITO（In2O3：Sn）玻璃、n-Si（111）、普通载玻片靶基距：11cm衬底温度：室温（RT）、150℃、250℃、300℃工作气氛：Ar（99.99%）、N2（99.99%）气体流量：Ar：25sccm、N2：25sccm工作气压：1.6Pa溅射功率：125W溅射时间：30min1 表面形貌（1）（2）（3）（4）图1 不同衬底温度下制备Al-N共掺杂的ZnO薄膜AFM图像如图1所示，（1）、（2）、（3）、（4）分别代表衬底温度室温（RT）、150℃、250℃、300℃时n型Si（111）衬底表面溅射沉积的Al-N共掺杂的ZnO薄膜的AFM图像。
等离子体辅助化学气相沉积法生长ZnO薄膜的研究
紫 外光 二极管 等电发 光器 件领域 有潜 在 的应 用前
景［ 。研 究发 现 ， 以通过 脉 冲激 光沉 积 法 、 ６ ］ 可 有
机金 属气 相 沉 积 （ ＭＯＣ ＶＤ） 、 力 ｃ 法 热 ＶＤ法 、 喷 雾热 解 法 、 胶 凝 胶 法 以及 溅 射 法 制 备 Ｚ Ｏ 薄 溶 ｎ
器， 反应 压力 为 ２ ７ ０ ａ 反应 时 间为 ６ ｎ ６ ￣８ ０Ｐ ， ０ ｍｉ；
阳 能 电池 的 窗 口材 料 、 损 耗 光 波 导 器 材 料 等 。 低
而 它 的发光 性质 和 电子辐 射稳定 性 则使 其成 为一
种 很好 的单 色场 发 射 低压 平 面显 示 器 材 料 ， 在 并
摘 要 ： 论 了在 不 同基 板 温 度 下 用 等 离 子 体 辅 助 化 学 气 相 沉 积 法 生 长 Ｚ Ｏ 薄 膜 ， ｘ 射 线 衍 射 （ Ｄ 分 析 讨 ｎ 用 ＸＲ ） 仪 、 射 式 高 能 电 子衍 射 （ 反 ＲＨＥ Ｄ） 及 Ｘ射 线 光 电 子 能 谱 （ Ｓ 分 析 Ｚ Ｏ 薄 膜 的 特 征 。分 析 结 果 显 示 ， Ｅ 仪 ＸＰ ） ｎ 在 基 板 温 度 为 ３ ０℃ ， 乙基 锌 （ Ｚ 流 量 为 ５ ／ ｉ 件 下 可 得 到 优 取 向 高 晶 化 的 Ｚ Ｏ 薄 膜 。 光 学 性 能 ０ 二 ＤＥ ） ０ｍＬ ｍ ｎ条 ｎ 分 析 表 明 ，ｎ 薄 膜 是 透 明的 ， 可视 区峰 值 透 光 率 高达 ８ 。 Ｚ０ 在 ５
积 装置 中进行 ， 置上 方 不 锈 钢 电极 与一 喷 头 连 装 接， 电极 又 与功率 为 ５ 的射 频 电源连 接 ， 基 Ｏｗ 将
板 固定 在 加 热器 上 ， 过 热 电偶 传递 温 度 信 号 。 通
中频等离子体化学气相沉积法制备ZnO薄膜
厂 ＿ ］
董
黄 兴 奎
（ 楚理 工 学 院 荆 电子 信 息 学 院 ，湖 北 荆 门 ４ ８ ０ 能材料 ， 目前处 于世 界 范围的研 究热 潮中。为 了拓展和 改善ＺＯ ＺＯ ｎ 的应用 ，采用 中频等 离子体 化 学气相沉积法
Ａｂ ｔａ ｔ Ｚｎ０ ｕｔ．ｕ ｃｉ ｎ ｌ ａｅ ｉ１ｎＯ ｉ ｌｌ ｔｄｉｄ ｉ ｈ ｒｄｗｉ Ｉ ｈｓｐ ｐ ｒ ｓｒ ｃ ： ｉ ａｍ ｌｉｆ ｎ ｔ ａ ｔ ｒａ． Ｗ ｉ ｗｉ ｙｓｕ ｅ ｔ ｅｗｏ ｌ ｄｅ．ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ．Ｚｎ０ Ｓｐ ｅ ａ ｅ ｙ Ｓ ｏ ｍ ｔＳ ｄ ｎ ｉ ｒｐ ｒｄ ｂ
制备方法 ，研究 衬底表面 化学 反应机理 、气体 流动状 态和 传热传 质 过程 ， 以获得 更优 的Ｚ Ｏ ｎ 具有 重 要意 义 。通过 分 析 比较Ｚ Ｏ ｎ 薄膜 的各 种制 备技 术 ，采 用 中频等 离子 体化 学 气相沉积法 （Ｆ Ｐ Ｖ ） 备 了Ｚ Ｏ Ｍ —Ｃ Ｄ制 ｎ 薄膜 。
２ ４ 实验方案设 计 ．
１裔壤宅潦 ２ 一 一上擞扳 （ 目 ｊ －下擞扳 ４锌酒 ５ ≮扳 ３ 一 一氯气 ６ 一氢气 ７ 一质量滚量计 ８ 针阁 ９ － 一真要裘 ｌ 热宅偶 ｌ— ｜真空计
图１ Ｍ — Ｃ Ｄ Ｆ Ｐ Ｖ 实验 装置 图 收稿 日期：２ ０ — ５ １ 修回 日期：２ ０ — ６ ２ ０７０ －７ ０７ ０－６
（ － ＣＤ ＭＦ Ｐ Ｖ ）制备 了Ｚ Ｏ Ｄ薄膜 ，并研 究 了衬底 温度 对 晶型和成膜速率 的影响．
关键词：ＺＯ ｎ 薄膜 ；中频 等 离子体化 学 气相沉 积；衬 底温度 Ｐ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ｏ ０ ｌ ｙ Ｍ Ｆ－ ｒ ｐ ｒ ｔｏ ｆ Ｚｎ ｆ ｍ ｂ ｉ ＰＣＶＤ
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（Ｂ Ｄ 方法对沉积膜作 Ａ Ｎ ＩＥ ） ｒ ／ 注入， 制备 Ｉ． ｎＮ共掺杂氧化锌薄膜。在 氮气氛 中作适 当的退 火， 以方便地获得 可 取 向单一、 结构致密、 性能 良好 的共掺杂 Ｚ Ｏ薄膜。初 步研 究 了Ｉ Ｚ ｎ Ｎ Ｏ共掺 杂薄膜 的电阻率随退火条件 的变化。
【 关键词 】 氧化锌薄膜 ； ； 退火 离子束增 强沉积
第１ ０卷第 ４ 期
用 离子束 增 强沉 积 法 制备 Ｉ— ｎＮ共掺 杂 Ｚ ｎ Ｏ薄膜
金
【 摘
铱 ， 建生， 谢 李金华 ， 袁宁一
（ 常州大学 ， 江苏 常州 ２ ３ １ ） １０ ６
要 】 用 Ｉ ０ 粉 体 与 Ｚ Ｏ粉体 均 匀 混合 ， 制成 溅射 靶。在 Ｓ 和 Ｓ ：Ｓ衬 底 上， 离子 束 增 强沉 积 ｎ ， ２ ｎ 压 ｉ ｉ ／ｉ Ｏ 用
Ｚｉ ｃＯｘ ｄ ｌ ｓＣｏ Ｄｏ ｍ
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【 ｅ ｏｄ】 Ｚ Ｏｆｍ；ａｎａｎ ；ｏ ｅｍ ｅ ｈｎｅ ｅｏｉｏ Ｋ ｙｗ ｒｓ ｎ ｌ ｎｅｌ ｇ ｉｎｂａ ｎ ａｃｄｄｐｓｉｎ ｉ ｉ ｔ
［ 中图分类号 ］０ ５ ． ５２ ６
（ 文献标识码 ］Ａ
［ 文章编 号］１ ７ —３ ２ （０ ０ ０ —０ ５ ６ ４ ２９ ２ １ ）４ ００—０ ３
ｂ ｏ ｉｅ ｏ ｅｍ Ｅ ｈｎｅ ｅｏｉｏ （Ｂ Ｄ）ｍ ｔｏ ．Ｉ２ ３ａ ｄＺ Ｏ ｐｗ ｅ ｅ ｘｄａｄｐｅｓ ｓｔｅ ｙｍ ｄ ｄＩｎＢ ａ ｎ ａｃｄＤ ｐ ｓｉ Ｉ Ｅ ｉ ｆ ｔｎ ｅｈ ｄ ｎ ０ ｎ ｎ ｏ ｄｒ ｗ ｒ ｍｉ ｎ ｒ ｅ ａ ｈ ｓ ｅ ｅ ｓｄ
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２１ 年 ８ ００ 月
廊坊师范学院学报（ 自然 科 学 版 ）
Ｊｕｎ ｆ ａ ｇ ｎ ｅｃｅｓ ｏ ｅｅＮ ｔｒａ Ｓｉ ｃ ｄｔ ｎ ｏｒａ ｏ ｎｆ ｇＴ ａｈｒ Ｃ Ｈ ｇ（ ａｕｎｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｌ Ｌ ａ ｅ ｉ
Ａｕｇ． ０１ ２ ０ Ｖｏ ． ０ Ｎｏ． １１ ４
１ 引言
氧 化锌 （ ｎ 薄 膜 是 一种 性 能 多 样 、 途广 泛 Ｚ ０） 用
目前 ， 已有多种制备技术 可用于沉积 Ｚ Ｏ薄 ｎ
ｍｅ ｈ ｄ ｎ ｅｅ ｒ ｈ ｄ ｒ ｕ ｈ ｙ ｔ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅａ ｄ ｅｅ ｔ ｃ ｒ ｐ ｒｉｓｏ ｈ ＮＺ ｌ ． ｔ ｏ ，ａ ｄ ｒｓ ａ ｃ ｅ ｏ ｐ ｌ ｈ ｔ ｔ ｒ ｎ ｌ ｒ ａ ｐ ｏ ｅ ｔ ｆｔ ｅ Ｉ Ｏ ｆ ｍｓ ｕ ｃ ｉｌ ｅ ｉ