文摘

SnO₂薄膜生长直接在硅衬底上有更大的平均晶粒尺寸随着功率强度的增加,但SnO的平均晶粒尺寸₂薄膜生长在氧气气氛随着功率强度的增加而减少。纯SnO霍尔测量₂薄膜显示承运人密度随着功率的增加而增加。然而,在退火SnO₂薄膜,承运人密度减少和增加电力由于氧空位和SiO的形成₂Si衬底和SnO之间的层₂薄膜。光致发光(PL)的SnO₂薄膜生长在氧气气氛改变了,它是影响氧缺陷在薄膜的表面和界面。

1。介绍

的SnO₂薄膜的透明电极,一个透明的电极显示,太阳能电池,一个透明的热元素,和一个电气元件(1- - - - - -4]。的SnO₂薄膜是由喷涂,化学气相沉积、溅射(3,5- - - - - -8]。它可以通过溅射在大量生产,使产品更便宜。然而,这些由溅射制造缺陷引起的温度变化,沉积时间,室的氧气量,生成大量的等离子体(由于供电强度)的变化,和真空室。宋等人报道,初始状态时的衬底薄膜生长会影响薄膜的电子和光学性质(9]。因此,为了提高SnO的电子和光学性质₂薄膜,有必要保护薄膜的可靠性和控制薄膜中的缺陷。

2。实验的细节

生产的SnO₂薄膜通过无线电频率(RF)溅射,Sn目标是安装在室内,和电力供应商会使等离子体,Sn⁺离子掉落在商会的金属硅衬底上,同时,高纯氧(99.99%)注入SnO存款₂薄膜。此时,Sn +离子的数量下降是密切相关的等离子体室,由功率强度的影响。在这个实验中,通过改变沉积薄膜生长的温度在350°C的室;的氧气引入40 sccm;沉积时间1 h;改为100年,150年和200年W (S1、S2和S3)。此外,S4、S5和S6薄膜沉积在硅衬底温度达到350°C和40 sccm的氧气流量,然后在相同条件下提供的权力S1, S2和S3的电影是100年,150年和200年W。表列出了实验条件1。

薄膜的形状和平均尺寸是衡量电子显微镜(SEM、日立、s - 4700、日本),和薄膜的结构特性是决定通过研究他们的x射线衍射(XRD、Rigaku,里克斯- 2000、日本)模式。SnO的电气性能₂薄膜是使用霍尔效应测量的测量装置(HL5500PC,英格兰)。PL的薄膜在室温下测量。

3所示。结果与讨论

图1(一)XRD结果显示100年电影发展的恒功率,150,和200 W 350°C的沉积温度、沉积时间1 h, 40 sccm的氧气流量。提供电力的强度增加时(110),(101)面和(211)面晶体生长的趋势。

图1 (b)显示了XRD结果在类似条件下薄膜形成S1, S2和S3,在氧气流Si衬底的1 h薄膜沉积之前。(110),(211)和(101)飞机的薄膜表面的强度增长下降。由溅射薄膜生长的影响电力供应商会。XRD峰与薄膜的密度以及薄膜的密度将会改变等离子体提供的数量的变化。图1(一)表明,薄膜的x射线衍射峰的强度增加和减少,当电力供应商会增加到100,150和200 w。看到,薄膜的密度是降低了薄膜的密度减少,这似乎同意图的结果1 (b)。宋et al。10,11)报道,薄膜的生长方向可能会改变根据薄膜的初始生长条件。最初的增长条件可以是一个重要的参数在薄膜的晶粒生长,和生长的薄膜表面的变化会改变粒子形状、粒子大小和电特性的薄膜12]。

图2显示表面的S1、S2和S3薄膜生长350°C的沉积温度、沉积时间1 h, 40 sccm的氧气流量,和提供的100年,150年和200年W。薄膜是圆形,颗粒尺寸增加而提供的权力。薄膜的形状和粒度与晶面的强度的薄膜。如果粒度变化,强度和方向生长的薄膜表面可能会发生变化。

此外,图2 (b)显示SiO₂层沉积通过提供氧在硅衬底;在相同的条件下形成的薄膜被S1、S2、S3薄膜。薄膜是圆形,如S1, S2和S3薄膜和粒度增加而提供的权力。进一步了解微观结构演化的考虑到起始物料展品结构性缺陷,提出的Cirera et al。13),高氧空位浓度相关。

图3显示的平均粒径S1-S6电影。平均粒子尺寸的S1、S2、S3薄膜是23日,22日和27 nm。S4的平均粒径、S5和S6薄膜烧结在氧气气氛是26日,27日和29海里。S4的平均大小间距、S5和S6电影烧结在氧气气氛低于S1-S3电影。当SnO₂薄膜生长氧气流过Si衬底后,平均粒径的SnO₂SiO薄膜的影响₂层,因此,减少了偏差即使粒子的能量强度增加。

图4显示的流动性和表面电荷密度薄膜通过大厅测量薄膜S1 S6;S1-S6的流动是11.9,7.41,7.31,10.2,8.24,和3.39,分别。薄膜的流动性下降随着提供功率的增加,并减少一致时,电力供应薄膜S4, S5, S6增加氧气的气氛。因此,电力供应薄膜的强度似乎影响薄膜的流动性。表面电荷密度的S1, S2和S3增加到8.785×10¹³,1.266×10¹⁴和6.246×10¹³,分别。即权力的强度提供薄膜沉积时薄膜的影响传输电荷密度。S4的表面电荷密度,S5, S6电影在氧气气氛烧结2.646×10¹⁴,3.071×10¹⁴和1.747×10¹⁵分别和传输电荷密度S4-S6时相同的权力,对于S1-S3供应略大于S1-S3。这是因为SiO₂+ SnO₂薄膜硅衬底上形成,载体密度增加,因为大量的氧气比在纯SnO₂薄膜。这是确认提供力量的强度影响表面电荷密度和流动性的薄膜,从而SiO₂层和Si衬底之间的SnO₂薄膜影响薄膜的电气性能(14]。一般来说,薄膜的快速增长导致穷人电气和光学特性由于粗糙度的增加和销孔。在数据4和5流动性和PL强度,减少在S3和S6,电影中拥有最大的权力增长,似乎是由于穷人薄膜的性质。

图5显示了PL薄膜S1-S6测量。S4的PL强度、S5和S6和SiO电影₂层不到S1、S2、S3的电影。在S4、S5和S6电影、发射波长431 nm和444 nm(对应于S1-S3电影)转移到434 nm和415 nm,分别。的SnO₂SiO薄膜生长₂层有不同的薄膜表面的氧缺陷,和基体之间的界面薄膜和衬底之间不同于纯粹的SnO₂薄膜的光致发光的发射峰的转变。这符合承运人密度的变化还有雪地的表面₂薄膜,如表所示2。

4所示。结论

的SnO₂薄膜直接在硅衬底上生长,(110)飞机的强度,飞机(101)和(211)面表现出加强趋势下降。然而,在SiO₂+ SnO₂薄膜,(110),(101)和(211)面表现出下降趋势缓慢,和SnO的增长模式₂根据初始薄膜改变薄膜的生产环境。薄膜的SEM照片表明SnO₂薄膜生长直接在硅衬底上有一个大的平均粒径随着力量强度,和平均粒径区间的SnO₂SiO薄膜生长₂层在氧气气氛小。霍尔效应测量的强度SnO电力供应₂薄膜是影响薄膜的表面电荷密度,但薄膜沉积在氧气气氛烧结表面电荷密度。这是确认SiO₂层和衬底之间的薄膜影响电气性能的薄膜由于SnO缺陷₂表面和薄膜。薄膜的光学性质直接在衬底上生长的SnO也不同₂SiO薄膜生长₂层的烧结氧气气氛。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。