高功率脉冲磁控溅射制备 ZnO 薄膜的研究进展 *

作者:张玉琛,张海宝,陈 强 (北京印刷学院等离子体物理与材料实验室,北京 102600)

关键词:高功率脉冲磁控溅射;氧化锌薄膜;放电特性;掺杂

摘要:

氧化锌薄膜材料由于具有高电导率、良好的光学透过率、原料储存丰富、成本低廉的特点,被 认为是最具有潜力的透明导电薄膜。特别是其宽禁带(3.37eV)和高达 60meV 的激子束缚能,使其在环境温度制备同质结发光器件、太阳能电池电子传输层具有巨大的应用前景。然而,传统制备方法难以实现薄膜质量的综合调控,存在 p-ZnO 稳定性差、制备的薄膜重复性差、组装的器件效能较低等问题。高功率脉 冲磁控溅射(HiPIMS)技术具有溅射材料离化率高的特点,非常适合需要离子反应的各类薄膜。当采用 HiPIMS 制备氧化物、碳化物、氮化物薄膜时,利用其高电离率还可以获得较高的靶离子和掺杂离子,可实 现晶格替代、间隙原子等缺陷的形成,制备稳态的材料,如制备稳定 p-型半导体材料。本文综述了近年来HiPIMS 制备氧化锌薄膜的研究进展,主要是给出 HiPIMS 制备 ZnO 薄膜的放电特性和工艺参数的影响, 最后展望了 HiPIMS 制备稳定 p-ZnO 薄膜的发展方向。

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