臺灣博碩士論文加值系統

近年來，氧化鋅透明材料吸引了許多注意，它具有好的半導體特性及壓電與強磁特性，因此可以應用在許多方面，如：半導體、微機電和光電產業等。鍍製氧化鋅薄膜的方法很多，有溶膠凝膠法、化學氣相沉積法、脈衝雷射沉積法、磁控濺鍍法與離子束濺鍍法等。氧化鋅薄膜沉積的過程中，許多加溫或改變結構的研究，甚少探討氧氣多寡在薄膜化合時對光、電與結構的特性之影響。故本研究將以離子束濺鍍系統在室溫下進行改變氧壓之氧化鋅薄膜研究。
本研究中，使用離子束濺鍍系統在室溫下於B270和矽基板上鍍製氧化鋅薄膜。研究發現，氧壓的多寡與氧化鋅薄膜光、電與結構特性密切相關。當氧分壓在1.0×10^(-4)torr以上，可見光穿透率皆在80%以上。使用X-ray繞射量測薄膜，發現當氧分壓在1.0×10^(-4)torr以上，(002)峰值隨著氧壓的多寡而變化。此外，在氧分壓為1.2×10^(-4)torr鍍製，氧化鋅薄膜有最低的電阻值約2.4×10^(-3)Ω-cm。經由晶粒大小分析結果發現，電阻主要受氧空缺影響，最後使用原子力顯微鏡量測薄膜表面粗糙度。由此實驗可知氧分壓不足的情況下，次氧化物形成影響到薄膜光、電特性。

目錄
中文摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧i
英文摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ii
誌謝‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧iv
目錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧v
圖目錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧vii
表目錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ix
第一章 緒論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
第二章 實驗理論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4
2.1 ZnO材料特性‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4
2.2 離子束濺鍍系統‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧6
2.3 薄膜沉積理論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧12
第三章 實驗儀器與架構‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧14
3.1 實驗流程‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧14
3.2 實驗設置‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧14
3.2.1 實驗前準備‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧14
3.2.2 實驗參數設定‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧15
3.3 量測儀器‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧16
3.3.1 鍍膜速率與薄膜厚度量測‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧16
3.3.2 穿透光譜量測‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧19
3.3.3 光學特性量測‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧22
3.3.4 導電率量測‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧24
3.3.5 X光繞射量測‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27
3.3.6 表面粗糙度量測‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧29
第四章 實驗結果與討論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧32
4.1 氧分壓對鍍膜速率之影響‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧32
4.2 光學特性分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧33
4.2.1 氧分壓對穿透光譜之影響‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧33
4.2.2 氧分壓對光學係數之影響‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧35
4.3 氧分壓對電阻率之影響‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧37
4.4 結構特性分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧39
4.4.1 氧分壓對XRD特性之影響‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧39
4.4.2 氧分壓對表面微結構之影響‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧42
第五章 結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧46
參考文獻‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧48

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