AZO薄膜的制备技术及其电学性能研究

发布时间：2020-06-20 11:06

【摘要】：Al掺杂ZnO(AZO)薄膜因其原材料丰富无毒、制造成本低和光电性能优异等特点,逐步取代了铟锡氧化物(ITO)薄膜,成为了目前研究最广泛的半导体氧化物薄膜。由原子层沉积法(ALD)制备的ZnO/Al_2O_3纳米叠层薄膜因其宽范围的电阻率能够满足微通道板打拿极导电层对电阻的要求,成为了微通道板打拿极导电层的一种材料选择。本文基于微通道板(MCP)打拿极导电层薄膜的电阻要求,分别通过原子层沉积法和溶胶凝胶法(Sol-gel)制备了高阻的AZO薄膜,并对制备出的薄膜样品进行了扫描电子显微镜测试(SEM)、原子力显微镜测试(AFM)和薄膜方块电阻测试。通过对测试结果的分析讨论,研究了沉积温度、叠层比例和退火处理对ALD-ZnO/Al_2O_3薄膜表面形貌和电学性能的影响;研究了薄膜组分和热处理工艺对Sol-gel-AZO薄膜表面形貌和电学性能的影响。最终得到了以下结论:1)ALD法制备ZnO/Al_2O_3薄膜的沉积温度窗口为170℃~200℃,当沉积温度高于170℃时,ZnO/Al_2O_3薄膜方阻的数量级达到10~(12),可以满足微通道板打拿极导电层的电阻要求。2)对于Al_2O_3循环百分比为50%的ALD-ZnO/Al_2O_3薄膜,当子循环系数k≥10时,薄膜的横截面SEM测试图中可以观察到明显的叠层结构;4≤k≤7时,薄膜方阻数量级在10~(12)~10~(14)之间,满足微通道板打拿极导电层电阻要求。3)随着Al含量的增加,Sol-gel-AZO薄膜的晶粒尺寸变小,薄膜表面粗糙度降低;薄膜的电阻随Al含量的增加而变大,当Al含量在50%~80%之间时,薄膜方阻的数量级在10~(12)~10~(14)范围内,满足微通道板打拿极导电层电阻的要求。4)随着退火温度的增加,Sol-gel-AZO薄膜的表面粗糙度降低,在退火温度为550℃时,表面粗糙度为0.810 nm,薄膜的电阻随退火温度的增加呈下降趋势;随着退火时间的增加,薄膜中的晶粒逐渐长大并趋向于六边形结构,且薄膜的电阻先增大后减小。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN304.055
【图文】：

图 1.1 ZnO 的结构示意图当某些电介质由于受外力作用发生形外力消除后，电荷消失。这种现象被向与极化方向相同时，会导致电解称为逆压电效应。因为 ZnO 是一压电性质。而对 ZnO 进行 Al 掺杂相应的，AZO 薄膜也具有良好的压特性主要体现在以下三方面： 薄膜具备 3.37 eV 的禁带宽度，可，导致在可见光范围内 AZO 薄膜具近红外波段，AZO 薄膜的红外反射

图 1.4 微通道板的结构及工作原理板是一种由一系列的电子倍增管构成的特殊具有空间占用率小、工作电压比较低和低噪受到粒子的撞击，将会产生二次电子，电场速后的二次电子会对下一个探测器表面进行对接收到的信号起到了放大的作用。板打拿极为双层结构，主要由导电层和二次因为其主要作用是及时补充并传导电子，所定的电阻，来保证微通道板的增益特性，所其重要。AZO 薄膜作为 MCP 打拿极的导电ZO 薄膜的电阻范围很大，高阻的 AZO 薄膜可l2O3材料的介电常数大且能够承受非常高的电偏移较大[33]，正好满足 MCP 这种高压工作器

【参考文献】

相关期刊论文 前9条

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本文编号：2722327