Studiul proprietatilor electrice ale straturilor subtiri de oxid de zinc

CuprinsIntroducereMetode de obtinere-Depunerea prin ablatie laser(PLD)-Metoda pulverizarii magnetron in regim RF Rezultate si discutiiConcluziiBibliografie

Introducere

ZnOeste un semiconductor de tip AIIBVIband interzis larg de 3,4 eVrezistivitatea electric -102 cm i 106 cm dup depunere i se micsoreaza pana la 10-3-10-2 cm incalzirii in vid

Metoda de obtinerePLDtransfer stoichiometric de material de la tinta la substrat, rate de depunere relativ mari ~ 10 nm/min, obtinute la fluenta moderata proces de depunere foarte curatposibilitatea de depunere de filme(straturi subtiri) multistrat folosind un carusel cu multe tinteConditiile/parametrii de depunere a straturilor subtiri Substraturi: SiO2Sursa de lasert: KrFFrecventa:1HzFluenta laser: 2,8J/cm2 Presiune de lucru: 13 Pa O2 Rata de depunere: 2.5 nm/min; Temperatura sinterizare: 1100C Spalare prin ultrasonare in alcool

Metoda de obtinere

Schematica a principiului pulverizarii magnetron in regim RF Conditiile/parametrii de depunere a straturilor subtiri RF-MS-presiune de pulverizare-atmosfera de depunere-distanta tinta-substrat;-temperatura substrat

Figura 1.Imaginele SEM ale straturilor subtiri de oxid de zinc depuse prin metoda magnetron sputtering

-

Figura 2.Imagine tipica SEM (a) si imaginea complementara AFM (b) a unei probe de ZnO simplu depusa pe SiO2 la 150 0C si 13 Pa O2

-

Figura 3. Difractrograma de raze X tipica a filmului de ZnO simplu depus la RT si 13 Pa O2 pe SiO2Figura 4. constant dielectric i pierderi dielectric pentru ZnO strat subire ca o functio de frequencys

-

Figure 5.Coeficientul de temperature al rezistentei al straturilor subtiri de ZnO

Figura 6. Modulul de elasticitate al straturilor subtiri de ZnO

-

Figura 7. Dependenta rezistivitati electrice in functie de presiunea partiala

ConcluziiIn urma acestor depuneri se observa o aderenta buna strat-substrat, uniformitatea compozitionala, puritatea inalta.

Cristalinitatea este mai scazuta in cazul depuneri prin pulverizare magnetron, fata de ablatia laser deoarece energia particulelor de depunere nu este suficient de mare astfel in cat sa aiba o organizare cristalina a filmului.

Diferenta dintre cele doua metode este ca una se realizeaza in vid inaintat si alta in vid mai scazut.In cazul ablatiei laser filmele sunt stoechiometrice stoechiometria filmelor prin magnetron sputtering se poate atinge prin folosirea O2 impreuna cu Ar (ca si gaze de lucru)Sunt piezorezistivi datorita modulului de elasticitate ridicat si rezistivitate scazuta

Bibliografie

1.T Ohshima, R.K. Thareja,Y. Yamagata, T. Ikegami, Laser-ablated plasma for deposition of ZnO thin films on various substrates, Science and Technology of Advanced Materials, 2, 3-4, 517-523, 2001

2. Chitanu Elena, Ionita Gheorghe, Obtaining thin layers of ZnO with magnetron sputtering method, International Journal of Computers, 4, 4, 2010

3. W.X.Cheng, A. L.Ding, X. S. Zheng, P. S. Qiu and X. Y. He, Optical and electrical properties of ZnO nanocrystalline textured films prepared by DC reactive magnetron sputtering, Journal of Physics: Conference Series 152 (2009) 012036

*********