AZO薄膜作為一種新興的半導(dǎo)體材料,一經(jīng)問世便引起了科學(xué)家們的普遍關(guān)注。目前,AZO薄膜的研究重點主要集中在其透明導(dǎo)電方向上,國內(nèi)外科研人員針對AZO透明導(dǎo)電薄膜的光電性能、晶體結(jié)構(gòu)、鍍膜技術(shù)及其相關(guān)器件的開發(fā)應(yīng)用已進行了深入研究。隨著薄膜研究的不斷進展,發(fā)現(xiàn)由導(dǎo)體的ZnO和絕緣的Al_2O_3復(fù)合而成的AZO薄膜材料具有寬范圍的電阻可調(diào)性,能夠滿足微通道板導(dǎo)電層的電阻率要求。不同于傳統(tǒng)AZO透明導(dǎo)電膜薄的低阻特性,AZO薄膜高阻特性相關(guān)工藝的研究可以為改善微通道板電子倍增器件的電學(xué)性能提供一定的技術(shù)支持,但目前高阻AZO薄膜光電特性的研究卻鮮有報道。本文采用原子層沉積技術(shù)(Atomic Layer Deposition,ALD)及退火處理工藝制備高阻AZO薄膜。首先,對ALD工藝參數(shù)進行優(yōu)化,研究Al_2O_3循環(huán)百分比、子循環(huán)系數(shù)及生長溫度等工藝參數(shù)對AZO薄膜表面形貌和電學(xué)特性的影響,研究前驅(qū)體脈沖時長及生長溫度對AZO薄膜包覆度的影響。其次,對不同退火工藝處理后的AZO薄膜進行表征和分析,研究退火溫度、退火時間對薄膜形貌、結(jié)構(gòu)及電學(xué)穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明:Al_2O_3循環(huán)百分比在40%~80%之間,且子循環(huán)系數(shù)≤10時,AZO薄膜方塊電阻在7.56×10~(11)Ω/□~6.82×10~(13)Ω/□范圍變化,滿足微通道板打拿極導(dǎo)電層電阻率的要求。通過SEM、AFM表征發(fā)現(xiàn),制備出的AZO薄膜表面平整均勻,且薄膜表面形貌隨著Al_2O_3循環(huán)百分比含量升高呈現(xiàn)出越來越光滑的趨勢,粗糙度減小,符合相關(guān)文獻報道。通過對AZO薄膜厚度的測量發(fā)現(xiàn),實驗制得的薄膜厚度值均比設(shè)計的厚度值200 nm要小,證明了AZO薄膜生長過程中存在ZnO的腐蝕虧損。AZO薄膜的包覆性可以通過改變生長溫度和前驅(qū)體的通氣時長進行改善,生長溫度200~?C、前驅(qū)體脈沖時長在2 s以上時,薄膜表面覆蓋度達到100%。經(jīng)400~?C,6 h退火處理后的AZO薄膜,表面平整光滑,粗糙度為0.185 nm,并在10~1000 V范圍內(nèi)依次增加測試電壓進行薄膜方阻測量,測得薄膜方塊電阻隨電壓升高而降低的趨勢減小,方阻最大值為5.76×10~(12)Ω/□,最小值為5.55×10~(12)Ω/□。該工藝制備的AZO薄膜滿足微通道板電子倍增器的應(yīng)用要求。
【學(xué)位單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O484
【部分圖文】：

能力強以及良好的機電耦合性等特點了重要作用，因而被廣泛地用于太陽能、壓敏傳感器等。ZnO 作為第三代半。摻雜技術(shù)是半導(dǎo)體材料研究的核心，性能，還會使摻雜后的薄膜材料具有某擇的摻雜元素有很多，包括Ⅲ族元素最為廣泛的就是摻雜Ⅲ族的 Al 元素。膜方法下生長 AZO 透明導(dǎo)電薄膜的微為六角棱柱形纖鋅礦多晶結(jié)構(gòu)（即六.521 nm，配位數(shù)為 4∶4。如圖 1.1 所個四面體結(jié)構(gòu)，同樣每個 O 原子和最位晶格中含有兩個分子，體積 V =0.04生成焓比較低，半徑較小的原子容易形 Al 原子就很容易形成間隙固溶體式其晶格常數(shù)也會產(chǎn)生一定影響。

有足夠高的電阻以承受 MCP 工作時 10~10V/cm例可以調(diào)整薄膜的物理和電學(xué)性質(zhì)，使其電阻率微通道板導(dǎo)電層的電阻率要求。大的介電常數(shù)和較高的擊穿電場，同時與 Si 接觸作裝置（如電場可能超過 106Vm-1）的 MCP 是有國內(nèi)外發(fā)展面積光電探測器應(yīng)用需求的薄膜材料，最早基于驗室提出，2003 年 J. W. Elam 教授與 D. RoutkevnO 的 ALD 循環(huán)比對薄膜各項性能的影響，包括中 ZnO 的循環(huán)比在 0~100%范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。他積方法方程式。另外研究發(fā)現(xiàn) Zn 摩爾百分含量 Al 含量的增加，薄膜越來越光滑且不斷向非晶存在異�，F(xiàn)象，并將這些異�，F(xiàn)象歸因于于 AZO應(yīng)。

圖 1.4 陽極 Al2O3板頂部、中部、底部 SEM 圖[36]學(xué)的George小組[37]曾對ALD生長AZO薄膜的底層表面采用原位石英晶體微天平對AZO薄膜的生長過程進行嚴(yán)重偏離估算的膜厚，在ZnO表面上沉積Al2O3的AZOZO薄膜生長率的76%，而在ZnO表面上沉積Al2O3相81%的Zn原子沉積。研究認為，實際AZO薄膜生長速沉積材料的孕育時間不同，在Al2O3表面上沉積ZnO的而后恢復(fù)為ZnO單獨沉積時的生長速率。在ZnO表面3個ALD循環(huán)，而后恢復(fù)為Al2O3單獨沉積時的生長速AZO薄膜更快的成核。J. Lee、H. M. Kim 等人[38]通過透射電子顯微鏡（TraM）觀察到 AZO 薄膜是由 ZnO 層和 Al2O3層形成的多理工大學(xué)[39]首先開展了利用 ALD 技術(shù)制備高電阻 A通道板打拿極導(dǎo)電層。中國科學(xué)院高能物理研究所的ZO 薄膜的電學(xué)特性進行了研究，同時還對微通道板中

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前8條

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8 朱毅f

本文編號：2826299