Contents 不同电流密度对特性的影响 1 不同退火条件的影响 2 不同电压对于光学特性的影响 3 下一阶段实验计划 4
不同电流密度对特性的影响 从电阻率的变化上分析:电流密度小于0.1mA/cm2 ,氧化薄膜才能充分氧化 编号 氧化电压(V) 氧化电流密度 H2 30 0.05 >200 H1 0.1 160 H6 0.15 1E-2 H7 0.2 1.2E-2 H4 0.3 2E-3 从电阻率的变化上分析:电流密度小于0.1mA/cm2 ,氧化薄膜才能充分氧化
从不同电流密度的氧化膜的透过率变化上来分析:透过率的变化明显与氧化的充分性有关。 但是由于从实际的另一组的透过率中可以观察到:在氧化充分的条件下,透过率的变化很小。
在比较透明的区域,氧化的充分进行,使得光学带隙的变化向宽禁带变化,0. 05mA/cm2电流密度下,光学带隙为3 在比较透明的区域,氧化的充分进行,使得光学带隙的变化向宽禁带变化,0.05mA/cm2电流密度下,光学带隙为3.72eV ,相比于ZnO的禁带宽度3.37eV,有一定的增加,推测主要原因是:随着氧化的充分进行,氧离子的不断进入氧化膜,使得氧化膜有序性的减弱,形成的ZnO薄膜是非晶结构。有研究表明:在ZnO中氧离子的作用不仅仅是影响薄膜的特性也会减弱薄膜结构的有序性。这点可以从XRD,SEM的图形中得到。 Adamopoulos G, Bashir A, Thomas S, et al. 2010, 22(42): 4764-4769.
从不同氧化电流密度形成的薄膜的结晶特性中方:低电流密度下氧化才可以充分进行。 氧化形成的ZnO没有表现出结晶特性,形成的薄膜应该是非晶薄膜。
从选取的一片0.05mA/cm2透明的样品中,Zn已经完全被氧化,存在的只有ZnO的002峰,所以热氧硅片测试中的低电流密度下的Zn峰主要是由于选取的区域不是完全氧化的区域。
不同退火条件的影响 氛围 退火温度 电流密度 氧化电压 测试内容 真空 RT 0.05 30 XRD结构测试 200℃ 300℃ 0.1
XRD的图形中得到:随着退火温度的升高,ZnO薄膜的结晶特性明显变好,但是结晶峰的半高宽分析,薄膜的结晶特性不是很好,良好的结晶特性需要更加高的温度。而且测试中电阻率的变化不明显,说明生成的ZnO的氧空位达不到半导体性的要求。 XRD图形中Zn的002 峰存在的原因是因为选取热氧硅片上的氧化膜区域的时候没有选择完全氧化的区域。
不同电压对光学特性的影响 编号 氧化电压(V) 氧化电流密度 (mA/cm2) 电阻率 (Ω/cm) H27 3 0.05 透明区域的电阻率都大于1000 H26 5 H37 10 H24 30 H41 50 H28 100
下一阶段具体实验规划 选出最好条件研究不同的退火条件对于形成的薄膜的结构和电学特性和光学特性的研究。 真空退火下不同的退火温度对于薄膜的电学特性的影响研究。 氛围 退火温度 电流密度 氧化电压 测试内容 真空 RT 0.05 30 SEM测试 电学特性的变化 透过率的变化 300℃ 400℃ 500℃ N2 RT 0.05 30 SEM测试 电学特性的变化 透过率的变化 300℃ 400℃ 500℃
氧化ZnO TFT制备 1、Al:Nd膜(250nm) 2、阳极氧化形成栅介质:Al2O3 3、负胶,Gate或互联Gate 5、正胶,Active large 6、1:1000稀盐酸腐蚀 氧化ZnO TFT制备 通过薄膜的研究,知道在低电流密度下可以充分氧化Zn膜,图形化氧化会有助于薄膜的充分氧化。形成的薄膜表现出非晶的特性,所以需要在一定的退火条件下才能表现出一定的半导体性。制备器件研究不同的退火的条件下对于器件的影响。