磁控溅射法制备金属掺杂in2o3薄膜及其特性研究

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1、④万方数据理学硕士学位论文学校代码：10184分类号：04磁控溅射法制备金属掺杂In203薄膜及其特性研究STUDⅢSoNPREPARATl0NANDCHARACTERISTICS0FM匣TAL．DOPEDIn203FILMSBYMAGNETRONSPUTTERnqG张胜德物理学延边大学万方数据分类号⋯⋯⋯Q曼⋯⋯⋯．．密级UDC⋯⋯⋯⋯．510⋯⋯⋯学号⋯⋯一2013010188⋯⋯⋯⋯延边大学硕士学位论文研究生姓名培养单位指导教师姓名、职称张胜德理学院物理系顾广瑞教授学科专业物理学研究方向功能材料物理论文提交日期2016年5月25日万方数据本论文已达到理学硕士学位论文要求答辩委员

2、会主席答辩委员会委员延边大学2016年5月25日万方数据学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果．尽我所知，除了文中特别加以标记和致谢的部分外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料．与我一一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意．本人如违反上述声明，愿意承担由此引发的一切责任和后果．研究生签名：猛丝5塞日期：型!!垒羔月坚旦本人在导师指导下所完成的学位论文，学校有权保存其电子和纸制文档，可以借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部

3、门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容．对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理．本学位论文属于：1．保密口，在年解密后适用于本声明；2．不保密岖研究生签名：燃导师签名：盈'至2t2舐I期：塑兰生￡目纽万方数据摘要氧化铟属于宽禁带半导体材料，化学稳定性强．近年来，随着对Sn掺杂ln2()3薄膜(即[TO)fl勺研究，因其具有低电阻率和高透光率特性，被广泛应用于平板显示、太阳能电池和光电器件等领域．但是制备高品质In203薄膜的实验条件还有待挖掘，高温退火对薄膜的影响不是很清晰，以及其他金属掺杂的相关研究很少．因此，本论文基于以上三个方面进行了研究．利用射频

4、磁控溅射法在Si(100)衬底上和载玻片衬底上分别沉积In203薄膜．通过改变实验参数，得到制备薄膜的最佳沉积条件．x射线衍射(XRD)图谱分析得出所有薄膜显示(222)衍射峰，属于体心立方晶格结构．扫描电子显微镜(SEM)图像表明Si衬底上沉积的薄膜表面光滑致密，结晶性良好，平均晶粒尺寸约为25niil左右，与Scherrer公式计算得出的结果相近(28．3nm)．EDX图谱表明薄膜只含有In，O和Si元素，没有其它杂质元素．载玻片衬底上于最佳制备条件下沉积的薄膜表面晶粒里三角锥形，大小为30n／n左右．用四探针法测量样品的电阻率，si衬底上的样品最低为2．673x10-3Q·cm

5、，小于载玻片上的7．940x10’3Q·cm．用分光光度计研究样品的光学性能，在可见光范围内，Si衬底上沉积的薄膜，对应于651nln处的红光，反射率最低，为8．0％：而相对520nin处的绿光，反射率最大，为17．9％：在载玻片上制备的样品，对应于579nnl处有最高的透射率，达到48．1％，平均透光率为44％．Si(100)衬底上，对最佳制备条件下沉积的Im03薄膜进行800。C退火1h处理．XRD分析表明薄膜的(222)衍射峰宽度变窄，强度增加．SEM图像显示颗粒变大，晶粒尺寸达到7011IIl左右，但是缺陷增多．退火后薄膜的电阻率减小，为8．566x10-4Q·cm，并且反射

6、率下降，最低达到6．6％．万方数据摘要利用射频和直流共溅射的方法，只改变直流靶溅射功率，在si(100)和载玻片衬底上制备zn掺杂In203(Zn—In203)薄膜，并将其在800℃F退火1h．XRD测试表明zn。In20，薄膜显示为多晶并且显示(222)择优取向，随溅射功率增加，峰强先增大后减弱．退火后薄膜(222)衍射峰明显高于未退火的，载玻片衬底上沉积的样品峰强最低．样品电阻率随溅射功率的增加而减小，退火后样品的电阻率最小能达到8．675x10‘4Q·cm．当溅射功率为60w时，si衬底上的Zn—In203薄膜对664．5nnl处的红光反射率最高，达到9．9％．退火后，样品的反

7、射率增强，在366．7nIn紫光处为9．8％．载玻片衬底上沉积的Zn．In203薄膜在可见光范围内的平均透光率达到78．0％．采用射频和直流共溅射的方法，只改变直流靶溅射时问，在Si(100)不ll载玻片衬底上制备A1掺杂In203(A1．Ina03)薄膜，并将薄膜在800℃下退火1h处理．XRD图谱表明薄膜显示(222)择优取向，衍射峰向大衍射角方向偏移，退火后薄膜的(222)衍射峰最强．载玻片上沉积的薄膜的电阻率为7．649x10。2Q·cm．退火前后