磁控溅射法制备硒化铟薄膜与性能研究

发布时间：2018-04-25 11:35

  本文选题：磁控溅射 + In_2Se_3薄膜　； 参考：《西南交通大学》2014年硕士论文

【摘要】：In2Se3属于Ⅲ-Ⅵ族化合物半导体,具有二维层状结构,使其拥有独特的性能,在光电材料,相变存储介质,光传感器等领域具有广阔应用前景。In2Se3具有α、β、γ δ、κ五中晶体结构,各相之间生成能差异很小,因此单相的In2Se3(?)艰难获得。现有制备In2Se3薄膜普遍存在结晶质量差,成分偏离化学计量比,不同课题组获得的In2Se3薄膜的光电性能差异很大。制备高质量单相In2Se3薄膜的工艺条件很苛刻,采用磁控溅射法制备In2Se3薄膜的研究,国际上也很少报道。 本论文采用磁控溅射法制备In2Se3薄膜。研究了溅射功率、衬底温度、工作气压、退火条件对薄膜相结构、成分、微观形貌和厚度的影响,实现了对薄膜透过率和光学带隙的调控。研究结果表明： 1.溅射功率对薄膜的成分有显著影响,功率超过80W才能制备出成分符合化学计量比的In2Se3薄膜。衬底温度决定了沉积薄膜的物相,从270℃升高到360℃时观察到薄膜由In2Se3相转变为In2Se3相。衬底温度为360℃时制备出纯相的γ-In2Se3薄膜呈(00l)择优取向,γ-In2Se3的六方层片边界清晰,带隙为2.22eV。 2.低温沉积的In2Se3薄膜为非晶态,300℃退火后薄膜结晶,且光吸收限蓝移,原因可能与Na元素扩散进入到薄膜中相关。Na进入到薄膜中的含量与初始沉积温度密切相关,190℃沉积的非晶In2Se3薄膜退火后得到(00l)择优取向的γ-In2Se3薄膜,薄膜平整致密,光学带隙为2.06eV。 3.薄膜的厚度增加,其相结构不变,都是(00l)取向的γ-In2Se3,表面形貌由平整致密变得粗糙疏松,同时透过率和光学带隙发生“红移”,薄膜光学性能得到控制。 4.工作气压增加,薄膜由γ-In2Se3转变为κ-In2Se3相,薄膜的结晶质量变差,晶粒尺寸减小,其光学带隙变小。其相结构、光学带隙随气压增加的变化趋势与衬底温度降低的相同。
[Abstract]:In2Se3 belongs to 鈪，

本文编号：1801141