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在科学技术日新月异的当今社会，半导体薄膜材料以其优异的半导体特性和特殊的小尺寸效应已经成为了科技材料研究的热点。目前研究比较广泛的是锌类和氮族化合物，而Zn3N2正是兼属于这两类材料的特殊化合物。因此，近年来Zn3N2薄膜开始引起人们极大的研究兴趣。Zn3N2具有较高导电率、高载流子迁移效率、低制备成本等优点;禁带宽度大且宽度可调;本征Zn3N2氧化后可获得p型ZnO，帮助解决先前通过受主掺杂技术将本征n型ZnO转变为p型ZnO时，由于受主杂质固溶度低而导致转变难以成功的问题。 本论文研究工作采用射频反应磁控溅射技术，用金属锌与氮气反应生长Zn3N2薄膜，研究基底材料、溅射功率、N2-Ar混合气体流量比和基底温度四项实验参数对Zn3N2薄膜生长质量的影响。应用多种检测方法分析不同实验条件下生长的薄膜的晶格结构、择优取向、晶粒尺寸、表面形貌、透过率及光波导特性。 在石英玻璃、单晶硅<100>和<111>三种不同基底上生长的Zn3N2薄膜，经XRD检测后发现，石英玻璃基薄膜样品在同组实验中具有最大的晶粒尺寸，最强的衍射峰和择优取向，且可获得多晶结构Zn3N2薄膜。 选定石英玻璃作基底，在不同的溅射功率下制备Zn3N2薄膜。XRD分析结果显示，溅射功率在30W和60W时，生长的Zn3N2薄膜为准单晶结构，只有(321)择优取向，晶粒尺寸随溅射功率提高而增大。溅射功率提高到90W时，薄膜结构变为多晶结构，出现(400)和(600)两个衍射峰，择优取向由(321)变为(400)，晶粒尺寸继续增大。当溅射功率继续提高到150W后，由于薄膜与基底附着能力变差，薄膜质量开始下降。应用棱镜耦合检测薄膜的波导结构，在633nm波长下，无论是TE模还是TM模，其有效折射率均大于基底的折射率，且折射率随溅射功率提高而增大，证明了样品形成了Zn3N2/SiO2薄膜波导结构。 采用XRD分析不同N2-Ar流量比下薄膜的结晶情况和晶粒尺寸。随着N2-Ar气体流量比从2∶3提高到3∶2，Zn3N2生成量增多。在3∶2条件下，薄膜结构为多晶，晶粒尺寸增大。N2-Ar比提高到4∶1时，薄膜结构为准单晶，只有(321)衍射峰，衍射峰强度和晶粒尺寸都继续增大。薄膜透射光谱显示，随着N2-Ar流量比提高，薄膜透射率下降，表明薄膜厚度增大，致密性提高。且Zn3N2薄膜禁带宽度大，不仅对可见光有较高透过率，而且在紫外光波段透过率随波长增大而提高。 XRD结果显示，200℃基底上生长的薄膜的晶粒尺寸比常温基底上的小，说明高温基底不利于Zn3N2薄膜的生长。在常温下石英玻璃上制备的Zn3N2薄膜经SEM检测结果表明薄膜晶粒大小均匀，排列整齐且致密，具有明显的六棱柱形晶粒。AFM检测结果为表面方均根不平度(Rq)3.45nm，平均面粗糙度(Ra)2.46nm，说明Zn3N2薄膜颗粒整体排列均匀、致密，表面较光滑。棱镜耦合分析结果显示，在常温和加热基底上都获得了Zn3N2/SiO2薄膜波导结构，加热基底上薄膜的折射率小于常温基底上的。