沉积气压对磁控溅射制备ZnO薄膜的结构与光学性能影响

功能材料, 2009, 40(4): 560-563.

沉积气压对磁控溅射制备ZnO薄膜的结构与光学性能影响

蒋平 ^1, , 吴雪梅 ^2, , 诸葛兰剑 ^3, , 吴兆丰 ^4,

1.苏州大学物理科学与技术学院,江苏苏州,215006;江苏省薄膜材料重点实验室,江苏苏州,215006

2.苏州大学物理科学与技术学院,江苏苏州,215006;江苏省薄膜材料重点实验室,江苏苏州,215006

3.苏州大学分析测试中心,江苏苏州,215006;江苏省薄膜材料重点实验室,江苏苏州,215006

4.苏州大学物理科学与技术学院,江苏苏州,215006;江苏省薄膜材料重点实验室,江苏苏州,215006

基金项目: 江苏省高校自然科学基金(03KJB140116) 国家自然科学基金(10275047.10575073)

关键词：射频磁控溅射 , ZnO薄膜 , 透射率 , 光学带隙 , PL谱

The structural and optical properties of ZnO films

采用CS-400型射频磁控溅射仪在Si(111)和石英基底上成功的制备了ZnO薄膜,分别用XRD、SEM、紫外-可见光分光光度计和荧光分光光度计表征样品的结构和光学性质.实验表明,采用射频磁控溅射制备的ZnO薄膜具有六角纤锌矿结构的(002)峰和(101)峰的两种取向.在沉积气压>1.0Pa时所制备的ZnO薄膜具有(002)择优取向,并且十分稳定.SEM图表明,ZnO薄膜颗粒大小较为均匀,晶粒尺寸随着气压升高而变小,沉积气压不同时,薄膜样品的生长方式有所差异.在400～1000nm范围内,可以看出除O.5Pa下制备的ZnO薄膜外,其余ZnO薄膜在可见光区域的平均透过率超过80%,吸收边在380nm附近,所对应的光学带隙约为3.23～3.27eV,并随着沉积气压上升而变大.ZnO薄膜的PL谱上观察到了392nm的近紫外峰和419nm的蓝峰;沉积气压对Zno薄膜的发光峰位和峰强有影响.

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