In2S3薄膜的磁控濺射法制備及性能研究.pdf

1、In2S3屬于Ⅲ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體，因其優(yōu)良的光學(xué)性能、電學(xué)性能和光電性能，使其在光催化、光電材料、稀磁半導(dǎo)體、光傳感器等不同領(lǐng)域都具有良好的應(yīng)用前景。目前，利用化學(xué)法制備的In2S3薄膜普遍存在結(jié)晶質(zhì)量差、成分偏離化學(xué)計量比、存在雜質(zhì)相等問題。到目前為止，采用磁控濺射法制備In2S3薄膜的研究卻鮮有報道。
　　本論文采用磁控濺射法成功制備了In2S3薄膜。研究了濺射功率、襯底溫度、濺射時間、濺射氣壓、誘導(dǎo)生長對薄膜的相結(jié)構(gòu)、化學(xué)

2、成分、微觀形貌、拉曼光譜等的影響，實現(xiàn)了對薄膜相結(jié)構(gòu)的調(diào)控。研究結(jié)果表明:
　　1.當(dāng)濺射功率超過80W時薄膜的光透過率及電流密度顯著提升，結(jié)晶度提高，成分更加接近化學(xué)計量比，光學(xué)禁帶寬度約為2.45eV。
　　2.薄膜的結(jié)晶度隨著沉積溫度的增大得到提高，在380℃時表面形貌出現(xiàn)平整致密的顆粒狀，薄膜成分更加接近化學(xué)計量比。
　　3.薄膜成分隨厚度增加未發(fā)生明顯變化，表面形貌由最初島狀結(jié)構(gòu)變得均勻致密，但厚度繼續(xù)增大則

3、會降低其平整度，同時薄膜的透過率和光學(xué)帶隙發(fā)生“紅移”，電導(dǎo)率在薄膜厚度達(dá)到1425nn時出現(xiàn)顯著降低。
　　4.濺射氣壓由0.1Pa增大到1.0Pa的過程中，薄膜中主體相結(jié)構(gòu)由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较唳?In2S3，在1.0Pa獲得單一立方相β-In2S3;同時薄膜的結(jié)晶質(zhì)量提高，晶粒尺寸增大，在可見光波段透過率增大，吸收限藍(lán)移。
　　5.通過預(yù)先沉積很薄的立方相β-In2S3做種子層，誘導(dǎo)后續(xù)薄膜的生長，在0.1Pa～0.5P