【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(diǎn),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(dǎo)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(dǎo)電層對電阻的要求,成為了微通道板打拿極導(dǎo)電層的一種材料選擇。本文基于微通道板(MCP)打拿極導(dǎo)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(jìn)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(xué)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(xué)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(dāng)沉積溫度高于170℃時,ZnO/Al_2O_3薄膜方阻的數(shù)量級達(dá)到10~(12),可以滿足微通道板打拿極導(dǎo)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(dāng)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(dǎo)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(dāng)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(dǎo)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(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(dāng)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(dǎo)致電解稱為逆壓電效應(yīng)。因為 ZnO 是一壓電性質(zhì)。而對 ZnO 進(jìn)行 Al 摻雜相應(yīng)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(dǎo)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(jìn)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(dǎo)電層和二次因為其主要作用是及時補(bǔ)充并傳導(dǎo)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(dǎo)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(xiàn)】

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本文編號：2722327