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射频磁控溅射法制备ZnS多晶薄膜及其性质

谢婧 黎兵 李愿杰 颜璞 冯良桓 蔡亚平 郑家贵 张静全 李卫 武莉莉 雷智 曾广根

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射频磁控溅射法制备ZnS多晶薄膜及其性质

谢婧, 黎兵, 李愿杰, 颜璞, 冯良桓, 蔡亚平, 郑家贵, 张静全, 李卫, 武莉莉, 雷智, 曾广根

Study of ZnS thin films prepared by RF magnetron sputtering technique

Xie Jing, Li Bing, Li Yuan-Jie, Yan Pu, Feng Liang-Huan, Cai Ya-Ping, Zheng Jia-Gui, Zhang Jing-Quan, Li Wei, Wu Li-Li, Lei Zhi, Zeng Guang-Gen
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  • 实验采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积了ZnS多晶薄膜,研究了沉积气压、退火温度和衬底温度对ZnS薄膜质量的影响.利用X射线衍射(XRD)分析了薄膜的微结构,并计算了内应力值.通过紫外-可见光分光光度计测量了薄膜的透过谱,计算了Urbach能量和禁带宽度.利用扫描电子显微镜(SEM)观察了薄膜的表面形貌.结果表明: 衬底温度为室温时沉积的ZnS薄膜具有较大的压应力,并且内应力值随着工作气压增大而增大,在300 ℃下进行退火处理后内应力松弛,衬底温度为350 ℃时制备的ZnS薄膜内应力小,透过率高,经300 ℃退火处理后结晶质量有所提高.
    ZnS thin films were prepared on glass substrate by RF magnetron sputtering technique.The quality of ZnS films formed at different deposition pressures,annealing temperatures and substrate temperatures were studied.The change of the film microstructure was analyzed by XRD and the lattice stress was evaluated.The spectral transmittance was measured by a spectrometer.From the spectrum,the band gap and Urbach energy were calculated.Scanning electron microscopy (SEM) was used to study the morphology of the surface of the sample.The result showed that there is big stress in the lattice when the substrate is at room temperature,and the value of stress increases with the pressure.After annealing at 300 ℃,the stress is minimal.When the substrate temperature is 350 ℃,the stress decreases,at the same time,ZnS films have good transmittance,and annealing at 300 ℃ improves the film quality.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60506004), 国家高技术研究发展计划(批准号: 2003AA513010)资助的课题.
    [1]

    McCandless E B,Dobson D K 2004 Sol.Energy. 77 839

    [2]

    Wu X,Zhou J,Duda A,Keane J C,Dhere R G,Gessert T A,Yan Y,Noufi R 2001 17th European Solar Energy Conference (Munich:WIP) 995

    [3]

    Martin AGreen 2002 Physica E14 65

    [4]

    Martin AGreen 2000 Energy Policy. 28 989

    [5]

    Qin Y,Zhang H,Tan S L,Liu T,Zhang P X 2009 Acta Phys.Sin. 58 3497 (in Chinese)[秦 毅、张 辉、谈松林、刘 婷、张鹏翔 2009 物理学报 58 3497]

    [6]

    Ohashi M,Ichinohe Y,Shigaura G,Sasaki Y,Chikarayumi Y,Kimura Na,Kimura No,Sawada T,Suzuki K,Imai K,Saito H,Trubenko P A,Korostelin Yu V 2005 J.Crystal Growth. 278 320

    [7]

    Li M,Mi X W 2009 Chin.Phys. B 18 5534

    [8]

    Mastro M A,Eddy C R,Gaskill D K,Bassim N D,Casey J,Rosenberg A,Holm R T,Henry R L,Twigg M E 2006 J.Crystal Growth. 287 610

    [9]

    Liu N N,Sun J M,Pan S H,Chen Z H,Wang R P,Shi W S,Wang X G 2000 Acta Phys.Sin. 49 1019 (in Chinese)[刘宁宁、孙甲明、潘少华、陈正豪、王荣平、师文生、王晓光 2000 物理学报 49 1019]

    [10]

    Huang S H,Xiao H,Shou S 2009 Appl.Surf.Sci. 255 4547

    [11]

    Laukaitis G,Lindroos S,Tamulevicius S,Leskel M 2001 Appl.Surf.Sci. 185 134

    [12]

    Rodrigues S A S,Rolo A G,Khodorov A,Pereira M,Gomes M J M 2010 J.Euro.Ceram.Soc. 30 521

    [13]

    Gui P F,Zheng Z R,Zhao Y J,Liu X,2006 Acta Phys.Sin. 55 6459 (in Chinese)[顾培夫、郑臻荣、赵永江、刘 旭 2006 物理学报 55 6459]

    [14]

    L.Eckertova 1984 Physics of Thin Films (New York: Plenum press) p204

    [15]

    Fu Y Q,Du H J,Zhang S,Gu Y W 2005 Surf.Coat.Technol. 198 389

    [16]

    Kstenbauer H,Fontalvo G A,Kapp Marianne,Keckes J,Mitterer C 2007 Surf.Coat.Technol. 201 4777

    [17]

    Hultman L 2000 Vacuum. 57 1

    [18]

    Lv J G,Ye Z Z,Huang J Y,Zhao B H,Wang L 2003 Chin.J.Semicond.24 731 (in Chinese) [吕建国、叶志镇、黄靖云、赵炳辉、汪 雷 2003 半导体学报 24 731]

    [19]

    Chang C R,Li Z Q,Xu Y Y,Zhou H Z,Luo X Y 2006 J.Funct.Mater.Dev.12 95 (in Chinese) [常春荣、李子全、徐芸芸、周衡志、骆心怡 2006 功能材料与器件学报 12 95]

  • [1]

    McCandless E B,Dobson D K 2004 Sol.Energy. 77 839

    [2]

    Wu X,Zhou J,Duda A,Keane J C,Dhere R G,Gessert T A,Yan Y,Noufi R 2001 17th European Solar Energy Conference (Munich:WIP) 995

    [3]

    Martin AGreen 2002 Physica E14 65

    [4]

    Martin AGreen 2000 Energy Policy. 28 989

    [5]

    Qin Y,Zhang H,Tan S L,Liu T,Zhang P X 2009 Acta Phys.Sin. 58 3497 (in Chinese)[秦 毅、张 辉、谈松林、刘 婷、张鹏翔 2009 物理学报 58 3497]

    [6]

    Ohashi M,Ichinohe Y,Shigaura G,Sasaki Y,Chikarayumi Y,Kimura Na,Kimura No,Sawada T,Suzuki K,Imai K,Saito H,Trubenko P A,Korostelin Yu V 2005 J.Crystal Growth. 278 320

    [7]

    Li M,Mi X W 2009 Chin.Phys. B 18 5534

    [8]

    Mastro M A,Eddy C R,Gaskill D K,Bassim N D,Casey J,Rosenberg A,Holm R T,Henry R L,Twigg M E 2006 J.Crystal Growth. 287 610

    [9]

    Liu N N,Sun J M,Pan S H,Chen Z H,Wang R P,Shi W S,Wang X G 2000 Acta Phys.Sin. 49 1019 (in Chinese)[刘宁宁、孙甲明、潘少华、陈正豪、王荣平、师文生、王晓光 2000 物理学报 49 1019]

    [10]

    Huang S H,Xiao H,Shou S 2009 Appl.Surf.Sci. 255 4547

    [11]

    Laukaitis G,Lindroos S,Tamulevicius S,Leskel M 2001 Appl.Surf.Sci. 185 134

    [12]

    Rodrigues S A S,Rolo A G,Khodorov A,Pereira M,Gomes M J M 2010 J.Euro.Ceram.Soc. 30 521

    [13]

    Gui P F,Zheng Z R,Zhao Y J,Liu X,2006 Acta Phys.Sin. 55 6459 (in Chinese)[顾培夫、郑臻荣、赵永江、刘 旭 2006 物理学报 55 6459]

    [14]

    L.Eckertova 1984 Physics of Thin Films (New York: Plenum press) p204

    [15]

    Fu Y Q,Du H J,Zhang S,Gu Y W 2005 Surf.Coat.Technol. 198 389

    [16]

    Kstenbauer H,Fontalvo G A,Kapp Marianne,Keckes J,Mitterer C 2007 Surf.Coat.Technol. 201 4777

    [17]

    Hultman L 2000 Vacuum. 57 1

    [18]

    Lv J G,Ye Z Z,Huang J Y,Zhao B H,Wang L 2003 Chin.J.Semicond.24 731 (in Chinese) [吕建国、叶志镇、黄靖云、赵炳辉、汪 雷 2003 半导体学报 24 731]

    [19]

    Chang C R,Li Z Q,Xu Y Y,Zhou H Z,Luo X Y 2006 J.Funct.Mater.Dev.12 95 (in Chinese) [常春荣、李子全、徐芸芸、周衡志、骆心怡 2006 功能材料与器件学报 12 95]

  • [1] 落巨鑫, 高红丽, 邓金祥, 任家辉, 张庆, 李瑞东, 孟雪. 退火温度对氧化镓薄膜及紫外探测器性能的影响. 物理学报, 2023, 72(2): 028502. doi: 10.7498/aps.72.20221716
    [2] 党新志, 张仁刚, 张鹏, 于润升, 况鹏, 曹兴忠, 王宝义. 不同硫压退火对溅射沉积ZnS薄膜性能的影响. 物理学报, 2023, 72(3): 034207. doi: 10.7498/aps.72.20221737
    [3] 郭红力, 杨焕银, 唐焕芳, 侯海军, 郑勇林, 朱建国. 高压退火对0.65PMN-0.35PT薄膜结构、形貌及电学性能的影响. 物理学报, 2013, 62(13): 130704. doi: 10.7498/aps.62.130704
    [4] 韩亮, 宁涛, 刘德连, 何亮. 氩离子轰击对四面体非晶碳膜内应力和摩擦系数影响的研究. 物理学报, 2012, 61(17): 176801. doi: 10.7498/aps.61.176801
    [5] 徐蕙, 王顺利, 刘爱萍, 陈本永, 唐为华. Cu/TiOx复合薄膜的电子态分析及其对亲水性的影响. 物理学报, 2010, 59(5): 3601-3606. doi: 10.7498/aps.59.3601
    [6] 高立, 张建民. 微量Mg掺杂ZnO薄膜的光致发光光谱和带隙变化机理研究. 物理学报, 2010, 59(2): 1263-1267. doi: 10.7498/aps.59.1263
    [7] 高立, 张建民. 带隙可调的Al,Mg掺杂ZnO薄膜的制备. 物理学报, 2009, 58(10): 7199-7203. doi: 10.7498/aps.58.7199
    [8] 苏海桥, 薛书文, 陈猛, 李志杰, 袁兆林, 付玉军, 祖小涛. Ti离子注入和退火对ZnS薄膜结构和光学性质的影响. 物理学报, 2009, 58(10): 7108-7113. doi: 10.7498/aps.58.7108
    [9] 李阳平, 刘正堂. 等离子体发射光谱诊断用于射频磁控溅射GaP薄膜的工艺参数优化. 物理学报, 2009, 58(7): 5022-5028. doi: 10.7498/aps.58.5022
    [10] 王振宁, 江美福, 宁兆元, 朱 丽. 磁控共溅射法制备的Zn2GeO4多晶薄膜结构及其光致发光研究. 物理学报, 2008, 57(10): 6507-6512. doi: 10.7498/aps.57.6507
    [11] 李阳平, 刘正堂, 刘文婷, 闫 峰, 陈 静. GeC薄膜的射频磁控反应溅射制备及性质. 物理学报, 2008, 57(10): 6587-6592. doi: 10.7498/aps.57.6587
    [12] 王 楠, 孔春阳, 朱仁江, 秦国平, 戴特力, 南 貌, 阮海波. p型ZnO薄膜的制备及特性. 物理学报, 2007, 56(10): 5974-5978. doi: 10.7498/aps.56.5974
    [13] 李阳平, 刘正堂, 赵海龙, 刘文婷, 闫 锋. GaP薄膜的射频磁控溅射沉积及其计算机模拟. 物理学报, 2007, 56(5): 2937-2944. doi: 10.7498/aps.56.2937
    [14] 王宝义, 张仁刚, 张 辉, 万冬云, 魏 龙. ZnO退火条件对硫化法制备的ZnS薄膜特性的影响. 物理学报, 2005, 54(4): 1874-1878. doi: 10.7498/aps.54.1874
    [15] 夏阿根, 杨 波, 金进生, 张亦文, 汤 凡, 叶高翔. 液体基底表面金薄膜中的有序结构和自组装现象. 物理学报, 2005, 54(1): 302-306. doi: 10.7498/aps.54.302
    [16] 张仁刚, 王宝义, 张 辉, 马创新, 魏 龙. 不同参数溅射的ZnO薄膜硫化后的特性. 物理学报, 2005, 54(5): 2389-2393. doi: 10.7498/aps.54.2389
    [17] 张锡健, 马洪磊, 王卿璞, 马 瑾, 宗福建, 肖洪地, 计 峰. 射频磁控溅射法生长MgxZn1-xO薄膜的结构和光学特性. 物理学报, 2005, 54(9): 4309-4312. doi: 10.7498/aps.54.4309
    [18] 王玉恒, 马 瑾, 计 峰, 余旭浒, 张锡健, 马洪磊. 射频磁控溅射法制备SnO2:Sb薄膜的结构和光致发光性质研究. 物理学报, 2005, 54(4): 1731-1735. doi: 10.7498/aps.54.1731
    [19] 张德恒, 王卿璞, 薛忠营. 不同衬底上的ZnO薄膜紫外光致发光. 物理学报, 2003, 52(6): 1484-1487. doi: 10.7498/aps.52.1484
    [20] 崔玉亭, 柳祝红, 王文洪, 张 铭, 陈京兰, 王万录, 吴光恒, 孟凡斌, 曲静萍, 李养贤. Ni52Mn24Ga24单晶中取向内应力的热动力学计算. 物理学报, 2003, 52(7): 1726-1731. doi: 10.7498/aps.52.1726
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-11-26
  • 修回日期:  2009-12-22
  • 刊出日期:  2010-04-05

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