【摘要】：Al摻雜ZnO(AZO)薄膜因其原材料豐富無毒、制造成本低和光電性能優(yōu)異等特點,逐步取代了銦錫氧化物(ITO)薄膜,成為了目前研究最廣泛的半導體氧化物薄膜。由原子層沉積法(ALD)制備的ZnO/Al_2O_3納米疊層薄膜因其寬范圍的電阻率能夠滿足微通道板打拿極導電層對電阻的要求,成為了微通道板打拿極導電層的一種材料選擇。本文基于微通道板(MCP)打拿極導電層薄膜的電阻要求,分別通過原子層沉積法和溶膠凝膠法(Sol-gel)制備了高阻的AZO薄膜,并對制備出的薄膜樣品進行了掃描電子顯微鏡測試(SEM)、原子力顯微鏡測試(AFM)和薄膜方塊電阻測試。通過對測試結(jié)果的分析討論,研究了沉積溫度、疊層比例和退火處理對ALD-ZnO/Al_2O_3薄膜表面形貌和電學性能的影響;研究了薄膜組分和熱處理工藝對Sol-gel-AZO薄膜表面形貌和電學性能的影響。最終得到了以下結(jié)論:1)ALD法制備ZnO/Al_2O_3薄膜的沉積溫度窗口為170℃~200℃,當沉積溫度高于170℃時,ZnO/Al_2O_3薄膜方阻的數(shù)量級達到10~(12),可以滿足微通道板打拿極導電層的電阻要求。2)對于Al_2O_3循環(huán)百分比為50%的ALD-ZnO/Al_2O_3薄膜,當子循環(huán)系數(shù)k≥10時,薄膜的橫截面SEM測試圖中可以觀察到明顯的疊層結(jié)構(gòu);4≤k≤7時,薄膜方阻數(shù)量級在10~(12)~10~(14)之間,滿足微通道板打拿極導電層電阻要求。3)隨著Al含量的增加,Sol-gel-AZO薄膜的晶粒尺寸變小,薄膜表面粗糙度降低;薄膜的電阻隨Al含量的增加而變大,當Al含量在50%~80%之間時,薄膜方阻的數(shù)量級在10~(12)~10~(14)范圍內(nèi),滿足微通道板打拿極導電層電阻的要求。4)隨著退火溫度的增加,Sol-gel-AZO薄膜的表面粗糙度降低,在退火溫度為550℃時,表面粗糙度為0.810 nm,薄膜的電阻隨退火溫度的增加呈下降趨勢;隨著退火時間的增加,薄膜中的晶粒逐漸長大并趨向于六邊形結(jié)構(gòu),且薄膜的電阻先增大后減小。
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN304.055
【圖文】：

圖 1.1 ZnO 的結(jié)構(gòu)示意圖當某些電介質(zhì)由于受外力作用發(fā)生形外力消除后，電荷消失。這種現(xiàn)象被向與極化方向相同時，會導致電解稱為逆壓電效應。因為 ZnO 是一壓電性質(zhì)。而對 ZnO 進行 Al 摻雜相應的，AZO 薄膜也具有良好的壓特性主要體現(xiàn)在以下三方面： 薄膜具備 3.37 eV 的禁帶寬度，可，導致在可見光范圍內(nèi) AZO 薄膜具近紅外波段，AZO 薄膜的紅外反射

圖 1.4 微通道板的結(jié)構(gòu)及工作原理板是一種由一系列的電子倍增管構(gòu)成的特殊具有空間占用率小、工作電壓比較低和低噪受到粒子的撞擊，將會產(chǎn)生二次電子，電場速后的二次電子會對下一個探測器表面進行對接收到的信號起到了放大的作用。板打拿極為雙層結(jié)構(gòu)，主要由導電層和二次因為其主要作用是及時補充并傳導電子，所定的電阻，來保證微通道板的增益特性，所其重要。AZO 薄膜作為 MCP 打拿極的導電ZO 薄膜的電阻范圍很大，高阻的 AZO 薄膜可l2O3材料的介電常數(shù)大且能夠承受非常高的電偏移較大[33]，正好滿足 MCP 這種高壓工作器

【參考文獻】

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本文編號：2722327