本文關鍵詞：磁控濺射制備銅、氫共摻雜氧化鋅薄膜及其透明導電性能的研究　出處：《武漢科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 磁控濺射 共摻雜ZnO薄膜 H_2流量 透明導電性能 襯底溫度 膜厚 時效 退火處理

【摘要】：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薄膜盡管還有沒有廣泛的研究，但已有的研究已經表明了在光電器件方面具有潛在的應用背景。本論文擬采用磁控濺射法制備薄膜，通過變化靶材中Cu含量，并且擬在濺射過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構、光學、電學等性質，探索制備透明導電薄膜的工藝參數(shù)，分析H、Cu共摻雜的機制，為H、Cu共摻雜ZnO薄膜的進一步研究和應用奠定基礎。 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ZnO薄膜結構和光電性能的影響。實驗結果表明，襯底溫度為150oC時，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H2流量超過一定值時，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。當襯底溫度為300oC時，三種薄膜獲得最低電阻率基本上是當H2流量達到最大值時；除了2at.%Cu摻雜ZnO在H2流量為4.5和6sccm時外，三種薄膜在可見光區(qū)域的平均透光率為80%左右。 其次，論文進一步研究了時效和真空退火處理對薄膜導電性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在150oC下制備的薄膜，只有2at%摻銅氧化鋅具有良好的電學穩(wěn)定性，而在300oC下制備的Cu、H共摻雜ZnO薄膜都有著良好的電學穩(wěn)定性。 最后，，經過真空退火處理后，三種薄膜的電阻率明顯增大，但能其導電穩(wěn)定性也明顯提高。
[Abstract]:Research shows that H doped or Cu doped ZnO thin film can significantly change the optical, electric or magnetic properties, and H, Cu Co doped ZnO films although there is no extensive research, but the existing studies have shown that have potential applications in optoelectronic devices. This paper adopts magnetic controlled sputtering thin film preparation. Through the change of the content of Cu in the target, and intends to pass into the different flow during sputtering of H2, preparation of ZnO films with different H, Cu doping, microstructure, preparation of thin film optical, electrical properties, process parameters, to explore the preparation of transparent conductive film of H mechanism, Cu doped H, lay the foundation for further research and application of Cu Co doped ZnO thin films.
The thesis firstly studies the substrate temperature in 150 degrees and 300 degrees under different H2 flow and the concentration of Cu (0,0.5 and 2at%) and the influence on the photoelectric properties of ZnO thin film structure. The experimental results show that the substrate temperature is 150oC, three different target films were prepared on H2 traffic right, can be a single (002) diffraction peak positions, and get the lowest resistivity (10-2 cm); in addition to the 2at%Cu doped ZnO thin films when H2 flow rate exceeds a certain value, the average transmittance decreased significantly, the average transmission rate of the film the other about 90%. When the substrate temperature is 300oC, the three film obtained the lowest resistivity basic is when the H2 flow reaches to the maximum value; in addition to the 2at.%Cu doped ZnO at the flow rate of H2 is 4.5 and 6sccm, three kinds of films in the visible region of the average transmission rate is about 80%.
Secondly, the paper further studies the limitation and influence of vacuum annealing treatment on the conductivity of the films. The study found that the film prepared under 150oC, only the 2at% copper doped Zinc Oxide has good electrical stability, whereas in 300oC prepared Cu, H Co doped ZnO thin films have good electrical stability.
Finally, after vacuum annealing, the resistivity of the three films increased obviously, but the electrical conductivity of the films increased obviously.

【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ132.41;TB383.2

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 許露;梁紅偉;劉遠達;李春野;柳陽;邊繼明;李國興;李萬程;吳國光;杜國同;;MOCVD法制備Cu摻雜ZnO薄膜[J];發(fā)光學報;2011年09期

2 陳杰;李俊;趙金茹;李幸和;許生根;;ALD氧化鋁薄膜介電性能及其在硅電容器的應用[J];電子與封裝;2013年09期

3 Heshmatollah Alinezhad;Sahar Mohseni Tavakkoli;Pourya Biparva;;室溫下Cu摻雜的ZnO納米粉末催化多組分一鍋法合成完全取代的茚并[1,2-b]吡啶(英文)[J];催化學報;2014年04期

4 劉甲甲;李柏林;段可;袁建英;王凱;;α-Fe_2O_3納米管制備方法的研究進展[J];功能材料;2014年09期

5 楊永強;段羽;陳平;趙毅;;低溫原子層沉積氧化鋁作為有機電致發(fā)光器件的封裝薄膜[J];發(fā)光學報;2014年09期

6 湯洋;陳頡;;電沉積摻鋁氧化鋅納米柱的光學帶隙藍移與斯托克斯位移[J];發(fā)光學報;2014年10期

7 李惠琴;陳曉勇;王成;穆繼亮;許卓;楊杰;丑修建;薛晨陽;劉俊;;原子層沉積技術在微納器件中的應用研究進展[J];表面技術;2015年02期

8 湯洋;郭邐達;張增光;陳頡;;硝酸銨誘導電沉積氧化鋅納米柱的鋁摻雜及光學性質操控[J];光學精密工程;2015年05期

9 于業(yè)梅;李清山;李新坤;徐言東;蒙巖峰;;Cu摻雜ZnO薄膜光學性質的研究[J];激光技術;2010年04期

10 馬德福;胡躍輝;陳義川;劉細妹;張志明;徐斌;;Mg,Sn共摻對ZnO薄膜光電性能的影響[J];人工晶體學報;2014年04期

相關會議論文 前1條

1 孔得霖;張龍;王冊明;桑利軍;楊麗珍;;自組裝單分子膜為鈍化層實現(xiàn)選擇性原子層沉積氧化鋅的研究[A];第十屆全國表面工程大會暨第六屆全國青年表面工程論壇論文集（二）[C];2014年

相關博士學位論文 前10條

1 劉遠達;氧化鋅薄膜銅鎵摻雜及其相關發(fā)光器件制備[D];大連理工大學;2013年

2 沈育德;一元金屬氧化物的原子層沉積及性質研究[D];華東師范大學;2013年

3 樊繼斌;高κ疊層柵MIS結構的實現(xiàn)與性能增強技術研究[D];西安電子科技大學;2013年

4 鄧雪然;Al_xZn_(1-x)O薄膜光電性能的研究與應用[D];電子科技大學;2013年

5 祝元坤;過濾陰極電弧制備銦摻雜氧化鎘透明導電薄膜的性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

6 張超;電沉積Cu-In-Ga金屬預制層的硒化和硫化研究[D];南開大學;2013年

7 哈達;電子舌在環(huán)境監(jiān)測和藥物評價中的應用研究[D];浙江大學;2014年

8 徐瑩;IB族元素在ZnO中摻雜狀態(tài)及其對ZnO性能影響的研究[D];吉林大學;2014年

9 白麗娜;摻雜ZnO和In_2O_3電子結構和光學性質的第一性原理及實驗研究[D];吉林大學;2014年

10 廖榮;無鎘的銅銦鎵硒太陽能電池制備與性能研究[D];廣東工業(yè)大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 馮國彪;ZnO:Cu薄膜的制備及其光、電性能研究[D];電子科技大學;2011年

2 婁W

本文編號：1392443