文档介绍：退火处理对MgZn0薄膜性能的影响
吴昀卓 高晓红 秦大双 曾一明 张耕严 刘建文 岳廷峰 摘要:采用射频磁控溅射的方法在室温下制备了MgZn0薄膜,并将制备的薄膜在200℃、N2下进行退火处理。采用XRD表征薄膜的结晶情况,用m。
AFM分析
如图2所示,为了更好地理解MgZn0薄膜的微观结构,拍摄了描绘薄膜表面形态的AFM图像,未退火和2000C处理的MgZn0薄膜的均方根(RMS)。说明退火有利于消除薄膜近表面的缺陷,获得结晶良好的薄膜材料,光滑的表面显示出良好的界面特性,并可以有效地抑制界面电荷陷阱的形成并减少载流子散射[12],从而实现高的场效应迁移率进而提高TFT的性能。
EDS分析
图3为退火前后MgZn0薄膜的EDS图。,其中最高的是锌元素。通过比较可以发现:薄膜经过退火处理后,%%;%%;%%。EDS测得退火前薄膜表面Mg元素所占比例较少,经过退火处理后Mg元素更加均匀,因此EDS测得的Mg元素比例相对提高。
图4表示MgZn0薄膜在200nm - 800nm波长范围内的透射光谱。薄膜退火前后在可见光区域内的平均投射率几乎没有变化,平均透射率约为96%,而且在波长380nm处有较为明显的吸收边。退火后薄膜光学吸收边蓝移,表明退火后薄膜带隙宽度变大,根据对应Tauc公式[13]:
(ahv)=B(hv - Eg)1/2
可计算出其带隙宽度,图5为退火前后MgZn0薄膜的带隙图。,。相比退火前,退火后的薄膜带隙宽度有所增大,我们认为这是由于退火使样品中的Mg元素获得足够的能量迁移至Zn0膜层,并取代了Zn原子,同时退火也使其在薄膜内部的分布更加均匀,,,我们认为这是退火后薄膜带隙宽度增大的主要原因[14]。
4 结论
本文研究了退火对MgZn0薄膜晶体管薄膜性能的影响。结果表明,退火之后薄膜的结晶质量变好,晶格缺陷减少且晶粒尺寸变大,薄膜材料表面粗糙度降低,Mg元素原子百分比增加分布更均匀,可见光区域平均透过率96%,具有陡峭的吸收边。对薄膜进行退火处理,可以降低MgZn0薄膜的缺陷,提高其在应用中的电学性能。
参考文献:
[1] Park J-S. The annealing effect on properties of Zno thin filmtransistors with Ti/Pt source-drain contact[Jl. Journal of Elec-troceramics. 2010,25(2-4):145-9.
[2] Fan JC, Sreekanth KM, Xie Z,Chang SL, Rao KV. p-TypeZno materials: Theory, growth, properties