【摘 要】
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采用射频磁控溅射法在蓝宝石衬底上制备了Hf∶ZnO (HZO)薄膜,研究了氧气流速和退火温度对薄膜微观结构和光电性能的影响。为了提高薄膜的结晶性,将制备的薄膜在800 ℃下退火30 min,并自然冷却到室温。测试、分析了退火后薄膜的微观结构和光电性能。研究发现,随着氧气流速从0增加到0.6 mL/min,薄膜的致密度逐渐增大,电阻率逐渐降低,而当氧气流速继续增大到0.8 mL/min时,薄膜的结晶性恶化,电阻率突然升高。氧气流速为0.6 mL/min时制备的薄膜光电性能最佳,利用傅里叶红外光谱仪和霍尔测试
【机 构】
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吉林大学集成光电子学国家重点联合实验室,电子科学与工程学院,吉林长春130012吉林省红外气体传感技术工程研究中心,吉林长春130012
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采用射频磁控溅射法在蓝宝石衬底上制备了Hf∶ZnO (HZO)薄膜,研究了氧气流速和退火温度对薄膜微观结构和光电性能的影响。为了提高薄膜的结晶性,将制备的薄膜在800 ℃下退火30 min,并自然冷却到室温。测试、分析了退火后薄膜的微观结构和光电性能。研究发现,随着氧气流速从0增加到0.6 mL/min,薄膜的致密度逐渐增大,电阻率逐渐降低,而当氧气流速继续增大到0.8 mL/min时,薄膜的结晶性恶化,电阻率突然升高。氧气流速为0.6 mL/min时制备的薄膜光电性能最佳,利用傅里叶红外光谱仪和霍尔测试仪进行测试,得到薄膜在3~5 μm波段的平均透过率为83.87%,电阻率为1.66×10 -2 Ω·cm,载流子迁移率为13.4 cm 2·V -1·s -1,载流子浓度为2.82×10 19 cm -3。利用X射线衍射仪进行测试,发现薄膜样品具有ZnO的六方纤锌矿结构,并沿(002)方向择优生长,通过扫描电子显微镜可以看到薄膜表面生成致密均匀的球状结构颗粒。这种薄膜可以用作3~5 μm波段的透明窗口。
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