RF反应溅射法制备高度取向生长的透明多晶ZnO薄膜

摘要

采用RF反应溅射法在普通玻璃衬底上制备了具有良好c轴取向性的透明多晶ZnO薄膜. 由X射线衍射技术(XRD)分析了样品结构与沉积条件的关系. 溅射气体中O2分压比R(PO2/PAr)和衬底温度Ts对ZnO薄膜的结构有显著和相似的影响, 达到最佳点之前, 这两个参数与ZnO薄膜质量是正相关的, 随后薄膜质量随R和Ts的增大而急剧下降. 在最佳沉积条件下得到的样品XRD谱中只有(002)一个衍射峰, 此衍射峰半高宽(FWHM)仅为0.20°, 由此计算得到晶粒大小为42.8 nm. 同时还发现所有薄膜中都有垂直于c轴的压应变存在, 并且随着衬底温度的升高而减小. 由薄膜折射率数据计算得到的薄膜堆积密度达到97%, 在300～1 000 nm波长范围内样品的平均透过率达到92%, 表明样品具有良好的致密度和透明性.