不同氧分压下直流反应溅射ZnO薄膜的结构和光学特性

在室温,不同氧分压条件下,采用Zn靶直流反应溅射在石英衬底上制备了具有纤锌矿结构(002)择优取向的ZnO薄膜。薄膜的生长速率随氧分压的增大而减小,在20%~30%之间存在一个拐点,在此点之前,溅射产额减小的速率很快,而在此点之后,溅射产额减小的速率减慢了很多,当氧分压在30%以上时,溅射过程中Zn的氧化在靶表面就已经完成。通过单振子模型分析了薄膜的光学特性,采用X射线衍射的方法对薄膜的晶粒尺寸和应力进行分析。研究结果表明在氧分压20%以上时,薄膜在可见光波段具有较好的光学透明性和很高的电阻率。薄膜的光学折射率、晶面间距和内部应力均随着氧分压的增大而增大。并从薄膜生长机理上给出了理论解释。