本文關鍵詞：Al摻雜GZO薄膜的光電性能及殘余應力研究

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【摘要】：本論文為了研究不同實驗條件下制備的Al摻雜GZO薄膜(以下均簡稱AGZO薄膜)的光電性能及殘余應力等參數(shù),通過磁控濺射的實驗方法,運用兩塊靶材共濺射的方法,利用Al靶和Ga2O3:ZnO靶(以下均簡稱GZO靶)同時向玻璃基片上濺射,制備出不同Al靶濺射時間下、不同Al靶濺射功率下、不同GZO靶濺射功率下的AGZO薄膜樣品,并對不同Al靶濺射時間下、不同Al靶濺射功率下制備的AGZO薄膜樣品進行了真空退火處理。并且通過X射線衍射分析儀、掃描電子顯微鏡、分光光度計、霍爾測試儀等測試設備,以及通過相關理論、公式的計算,對制備的AGZO薄膜的晶體結構、光學性能、殘余應力、電學性能等參數(shù)進行了測量分析。1.當改變Al靶進行濺射的時間,使其依次從1分鐘增加至3、5、7、9分鐘時:(1)制得的AGZO薄膜樣品均具有(002)方向的擇優(yōu)取向,依據(jù)謝樂公式估算的平均晶粒尺寸以及SEM形貌圖來看,其薄膜晶化程度先變好后變差;(2)AGZO薄膜在可見光波段平均透過率先降低,后升高;(3)電阻率先降低后升高,當樣品晶化程度變好時,電阻率下降;結晶性惡化時,電阻率增大;(4)殘余應力隨著Al靶濺射時間的增加,基本逐步增大。改變Al靶濺射時間時,五個AGZO薄膜樣品中,在可見光區(qū),最高的平均透過率為91.41%;電阻率最低值為11.46×10-3Ωcm。2.當改變Al靶濺射功率,使其依次為30、40、50、60、70 W時:(1)制得的AGZO薄膜樣品同樣也為(002)擇優(yōu)取向,其晶化程度先改善后變差;(2)可見光波段的平均透過率先降低后升高;(3)電阻率先升高后降低;(4)殘余應力先升高后下落,最后出現(xiàn)小幅回升。改變Al靶濺射功率制備的5個AGZO薄膜樣品中,可見光平均透過率最高值和殘余應力最低值,分別為91.49%和1.77 GPa;電阻率的最低值為8.93×10-3Ωcm。3.當使得GZO靶材濺射功率依次為75、100、125、150、175 W時:(1)制備的AGZO薄膜樣品也僅出現(xiàn)(002)衍射峰,平均晶粒尺寸基本呈逐漸增大趨勢,配合SEM形貌圖來看,其結晶性呈改善趨勢;(2)可見光波段平均透過率變化方向不明確,但可見光波段透過率均在88%以上;(3)電阻率隨GZO靶濺射功率的升高逐漸降低;(4)當GZO靶材為150 W的濺射功率時,制得的AGZO薄膜的殘余應力明顯高于其他,其余四個參數(shù)下殘余應力變化幅度較不顯著。其中當GZO靶濺射功率為175 W時,最大平均晶粒尺寸為29.04 nm,最優(yōu)的電阻率為6.36×10-3Ωcm。4.經(jīng)過真空退火處理之后,AGZO薄膜樣品依舊沿(002)方向擇優(yōu)生長,證明真空退火處理并未改變其擇優(yōu)取向,但是薄膜樣品平均晶粒尺寸增大,結晶性變好。隨著結晶性的變好,晶體結構的改善,殘余應力相比退火之前減小,遷移率也相應的增大,載流子濃度減少,但電阻率的變化趨勢不明確。同時可見光波段的平均透過率降低。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O484.4

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本文編號：1212931