磁控溅射ZnO薄膜的退火热力学行为研究

摘要

本文利用原子力显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射等分析手段研究了反应射频磁控溅射截然不同的阶段,其临界转变温度在790 ℃附近.进一步分析表明,决定低温退火的晶粒长大机制为Zn填隙原子扩散机制,而决定高温退火时的晶粒长大机制为O空位扩散机制.界面分析结果显示:在临界转变温度以下,ZnO薄膜与基体Si之间基本不发生界面反应;在高温退火过程中,ZnO薄膜与基体Si之间的界面反应主要以氧化后的Si表面层向ZnO扩散的方式进行,并导致了薄膜应力的迅速增加,而界面反应开始之前的薄膜应力的变化,则是由于晶粒合并所引起的.