研究目的
研究溅射沉积的非晶态In2O3:H薄膜的结晶过程,探究沉积与结晶参数对结晶度和电子霍尔迁移率的影响,并解决对In2O3:H材料认知中的不一致性。
研究成果
In2O3:H薄膜的结晶过程涉及复杂机制,包括金属铟析出、羟基存在及氧化反应。金属铟贡献自由电子,其熔融促进结晶??掌蛘婵胀嘶鹩跋煅趸潭扔胪该鞫?。高迁移率通过结晶与晶粒生长实现,氢在其中起钝化作用。该研究通过阐明多重同步过程,解决了文献中的矛盾结论。
研究不足
该研究仅限于特定的沉积和退火条件;金属铟的存在及其影响可能随工艺参数而变化。由于缺乏外部标准,SIMS分析未能实现绝对定量。透射电镜观察受到电子束加热效应的影响。
1:实验设计与方法选择:
研究采用射频和直流磁控溅射法制备非晶氢掺杂氧化铟(In2O3:H)薄膜,随后在不同条件下(常压空气或超高真空)进行退火处理。运用多种表征技术分析其微观结构、成分、光学及电学特性。
2:样品选择与数据来源:
薄膜沉积于未加热的玻璃基板(Eagle XG,康宁)和硅片上。通过调整厚度、溅射压力及退火参数制备不同样品。
3:实验设备与材料清单:
溅射系统(射频/直流磁控)、退火装置、XPS/UPS系统(CISSY)、二次离子质谱仪(CAMECA SC Ultra)、傅里叶变换红外光谱仪(Vertex 70)、X射线衍射仪(D8 Discover和X'Pert MRD Pro)、霍尔测量系统(Ecopia HMS-3000)、扫描电镜(日立S4100)、透射电镜(飞利浦CM12和蔡司LIBRA 200 FE)。材料包括In2O3靶材、氩气、水蒸气及基板。
4:0)、X射线衍射仪(D8 Discover和X'Pert MRD Pro)、霍尔测量系统(Ecopia HMS-3000)、扫描电镜(日立S4100)、透射电镜(飞利浦CM12和蔡司LIBRA 200 FE)。材料包括In2O3靶材、氩气、水蒸气及基板。 实验流程与操作规范:
4. 实验流程与操作规范:在控制功率、压力及水蒸气分压条件下沉积薄膜,退火温度最高达230°C。表征过程包含退火过程中的阶段性测量及退火后使用上述设备的分析。
5:数据分析方法:
采用谢乐公式计算晶粒尺寸,有效介质近似法分析光谱数据,并运用多种软件工具进行拟合与归一化处理(如光学数据采用RIG-VM软件)。
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