（凝聚态物理专业论文）溅射法制备掺锆氧化锌透明导电薄膜与薄膜特性研究.pdf

山东大学博士学位论文 中文摘要 由于在可见光区域的高透过率和良好的导电性能，透明导电薄膜在很多微电子 领域得到了广泛应用。现在，应用最多的透明导电薄膜为铟锡氧化物( i t 0 ) 薄 膜，该薄膜有非常优异的光电性能。掺氟的氧化锡( f r o ) 和掺铝的氧化锌( a z 0 ) 薄膜是另外两种得到广泛应用的透明导电薄膜。a z o 薄膜的光电性能已经可以和 i t o 薄膜相比，并且具有原料丰富和成本低等优点，在很多方面被认为是取代i t o 薄膜的理想材料。尽管如此，透明导电薄膜仍然有很多值得研究的地方。 当应用到某些方面( 如透明加热器和化学传感器) 时，要求透明导电薄膜可以 在反复高温下稳定工作。但是，当温度大于7 0 0k 时，i t 0 薄膜会出现性能退化现 象，这主要是由i n 向衬底的扩散引起的。对于a z o 薄膜，其热稳定温度约为8 0 0 k 。同时，对于i t 0 、a z 0 和f t 0 薄膜，掺杂原子与被替代原子的价位差为1 ，即对 于每一次成功替代( s n 替代i n 、a 1 替代z n 和f 替代o ) 只能产生一个自由电子。 对于上述薄膜，为获得理想的载流子浓度来提高薄膜的导电性，必须进行较高比例 的掺杂；而较高的掺杂比例会增加电离杂质对载流子的散射作用，从而使迁移率降 低。从理论上讲，如果能找到与替代原子价位差更大的掺杂剂，用比较低的掺杂浓 度就可以得到同样的载流子浓度，同时降低了电离杂质对载流子的散射，可以获得 较高的迁移率，因此，高价位差掺杂有可能获得更好的导电性能。 不掺杂的z n 0 薄膜，热稳定温度只有4 5 0 k 左右，但是掺入b 、f 和a 1 后，热 稳定温度可以分别提高到约5 5 0 k 、7 0 0 k 和8 0 0 k 。因此，通过掺入不同的杂质可以 有效改变z n 0 基透明导电薄膜的热稳定温度。z r 0 2 是一种被广泛应用的陶瓷材 料，它具有高熔点和高硬度( 硬度与金刚石接近) 等显著的特点。有人曾报道制备 了i n 2 0 3 - - z r 0 2 复合薄膜和z n o - - z r 0 2 复合薄膜，经过反复高温( 1 0 0 0 k ) 测试 后薄膜性能稳定。因此z z 0 薄膜有望在高温下稳定工作。 对于掺锆的氧化锌( z z o ) ，从理论上分析，z r 在z r 0 2 中以z ，的形式存在， z n 在z n o 中以z n 2 + 的形式存在，在z z o 薄膜中，z r 原子可以占据z n o 中部分z n 山东大学博士学位论文 原子的位置形成替位式掺杂，同时可以提供两个自由电子做为载流子，从而提高薄 膜的导电性能：并且，在z n o 结构中z n 的位置上( 配位数为4 ) ，z ，与z n 2 + 的 离子半径分别为0 5 9a 和0 6 0a ，十分接近，应该容易形成替位式掺杂，并且可 以将对晶格结构的影响降到最低。这说明z r 是一种很好的掺杂剂。已经有报道制 备出了z z o 透明导电薄膜。 此外，z z 0 薄膜的原料z n 0 和z r 0 2 还具有储量丰富、无毒和价格便宜等优 点，这对于薄膜的实用和工业化生产是非常重要的。 目前，关于z z o 薄膜的研究很少，有报道用p l d 和s o l - - g e l 方法制备出了 z z o 透明导电薄膜，几乎没有用溅射法制备该薄膜的报道。射频溅射法做为一种现 在广泛使用的镀膜方法，与p l d 相比具有价格便宜、易于大面积均匀成膜等优点， 与s o l - - g e l 相比具有成膜质量好、易于控制、与电子和微电子工艺相适应等优 点。因此，有必要用溅射法制备z z 0 薄膜并研究其性能。 在本论文中，我们报道了用磁控射频溅射法制备z z o 透明导电薄膜，系统分 析了掺杂比例和制备参数，如薄膜厚度、溅射气压和溅射功率等，对z z o 薄膜的 结构、成分、电学和光学等性质的影响。 所有制备的样品都是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜，并且具有垂直于衬底的 c 轴择优取向。 为研究掺杂比例对薄膜性质的影响，我们选取了五个掺杂比例不同的靶材制备 样品，靶中z r 0 2 的比例分别为0w t 3 5 训，7 吼和l o 。实验 中，溅射气压为0 6p a ，溅射功率为1 0 0w ，薄膜厚度约为3 0 0n l n 。a r + 溅射剥离 前的薄膜表面有明显的有机碳污染，无法分辨出对应于z r3 d 的峰；剥离之后，绝 大多数碳污染被去除，z r3 d 的峰也同时出现。剥离前的表面，约有一半的0 原子 为吸附的o 离子，这些氧存在于一o h 或o h o 结构中。剥离后，对于所有的样 品，大多数z n 原子和。原子分别以z n 2 + 和0 2 。的形式存在于理想化学配比的z n o 的纤锌矿结构中，- - d , 部分o 原子以0 2 的形式存在于缺氧区域( 即，氧空位附 近) ；大多数z r 原子以z ，的形式存在，但是对于不同的样品处于不同的结构 中，有时主要作为替位原子取代z n 的位置，而有时主要存在于z r 0 2 结构中。对于 每一个样品，薄膜中的o z n 和z r z n 的值都要小于靶中的相应值。未掺杂的样品 1 l 山东大学博士学位论文 处于严重的缺氧状态；对于掺杂的样品，o z n 都大于8 0a t ，并且随掺杂比例没 有明显变化。对于所有的样品，c 轴方向的晶格常数都大于标准z n o 体材料的相应 数值。当掺杂比例从0 w t 增加到5 w t ，晶格常数从5 2 4 a 增加到5 2 7 a ；当 掺杂比例从5 叭增加到1 0w t ，晶格常数更明显地从5 2 7a 增加到5 4 0a 。当 掺杂比例从0w t 增加到5 吼，薄膜结晶质量提高，晶粒尺寸由1 6 6n n l 增加到 2 0n n l ；随着掺杂比例进一步增加到1 0 叭，晶粒尺寸又降至1 1 1 蛳。掺杂比例 为5w t 的样品表面有比较致密的结构并且起伏比较平缓。对于未掺杂的样品， 当r 小于1 7 9k 时，电离杂质散射是主要的散射机制；当r 大于1 7 9k 时，起主导 作用的是晶粒间界散射。对于掺杂比例为5 叭的样品，在整个温度范围内，主 要的散射机制是电离杂质散射。对于掺杂比例为7 、t 的样品，在整个温度范围 内，晶粒间界散射为主要的散射机制。对于我们制备的薄膜，载流子的主要来源是 氧空位和z r 取代z n 而形成的替位掺杂。当掺杂比例从0w t 增加到5w t ，薄 膜的电阻率减小；但是，当掺杂比例进一步增加到1 0w t ，电阻率明显增加。获 得的最低电阻率为1 6 1 x l o 3 q c m ，此时霍尔迁移率为l o 3c m 2 v 1s 一，载流子浓度 为3 7 8 x 1 0 2 0 c m 一。所有薄膜在可见光区域的平均透过率都在9 0 以上。随掺杂比 例从0w t 增加到5w t ，光学带隙从3 2 8e v 增i n n3 3 5e v 当掺杂比例进一 步增加到l o1 t 时，光学带隙减小到3 3 2e v 。 为研究薄膜厚度对薄膜性质的影响，我们制备了六个厚度分别为1 0 0n m ，1 7 0 n m , 2 2 5n m , 3 4 5 n m , 4 7 5n l n 和6 0 0 n m 的样品，实验中，所用靶材的z r 0 2 掺杂比例 为5 研，溅射气压为0 6p a ，溅射功率为1 2 5w 。对于所有样品，生长速率约为 3 0n m m i n ，随溅射时间并没有明显变化。当厚度从1 0 0n n l 增加到3 4 5n m 时，薄 膜的结晶质量提高，晶粒尺寸从9 3 9 姗增：i i i ! i1 4 衄；从3 4 5n n l 到4 7 5n m ，晶 粒尺寸几乎不变；当厚度继续增加时，晶粒尺寸略有变小。随着晶粒尺寸的增加， 薄膜表面粗糙度也同时增加。当厚度从1 0 0 姗增加到4 7 5n l n ，薄膜的电阻率持续 减小；当厚度进一步增加到6 0 0n n l 时，电阻率有所增加。获得的最低电阻率为 2 9 3 x 1 0 3 qc m ，此时霍尔迁移率为1 3c m 2 v 1s 1 ，载流子浓度为1 7 1 x l o g o 啪d 。 所有薄膜在可见光区域的平均透过率为9 0 左右，随厚度的增加，透过率有所降 低。随厚度的增加，光学带隙从3 4 2e v 减小到3 2 7e v 。 山东大学博士学位论文 为研究溅射气压对薄膜性质的影响，我们分别在0 6 p a , 1 2 p a , 1 6 p a , 2 1p a 和 2 5p a 气压下制备了样品。实验中，所用靶材的z r 0 2 掺杂比例为5 叭，溅射功 率为1 0 0w ，薄膜厚度约为3 0 0n m 。当溅射气压由0 6p a 增加到2 5p a , 生长速率 明显降低，由2 0n m m i n 降至9n m m i n 。晶粒尺寸随溅射气压的变化不大。当溅射 气压从0 6p a 增加到1 6p a ，晶粒尺寸由2 0n m 增加为2 3 5a n l ，随着溅射气压继续 增加到3 0p a ，晶粒尺寸减小为2 0 5n n l 。当溅射气压比较低时，薄膜具有相对致 密的结构，表面有一定的起伏；随着溅射气压的升高，薄膜表面结构转变为分离的 晶粒，晶粒的周围为孔洞。当溅射气压由0 6p a 增加到2 5p a ，薄膜的电阻率由明 显增加。获得的最低电阻率为2 0 7 x 1 0 3 qc m ，此时霍尔迁移率为1 6c m 2 v d s ， 载流子浓度为1 9 5 x i 0 2 0 c m - 3 。随溅射气压的增加，透过率有所降低，但是所有薄 膜在可见光区域的平均透过率都大于9 0 。随溅射气压由0 6p a 增加到2 5p a ， 光学带隙从3 3 5e v 减小到3 2 0e v 。 为研究溅射功率对薄膜性质的影响，我们分别用7 5w ，1 0 0w ，1 2 5w 和1 5 0w 的功率制备了样品。实验中，所用靶材的z r 0 2 掺杂比例为5 、t ，溅射气压为0 6 p a ，薄膜厚度约为3 0 0r i t i 。随着溅射功率由7 5w 增加到1 5 0w ，薄膜的生长速率 从1 4n m m i n 明显增加到3 3n m m i n 。所有样品c 轴方向的晶格常数都介于5 2 5a 和5 2 8a 之间，这些数值都比z n o 体材料的相应参数( 5 2 0 7a ) 大。当溅射功率 从7 5w 增加到1 0 0w ，薄膜的结晶质量提高，晶粒尺寸从1 5 1 衄增加到2 0 衄；但是随着溅射功率进一步增加到1 5 0w ，晶粒尺寸从2 0 蛳减小到1 0 3n n l 。 当溅射功率从7 5w 增加到1 0 0w ，薄膜表面形貌从小晶粒分散分布的结构转变为 比较致密的结构；当溅射功率进一步增加到1 5 0w ，薄膜表面粗糙度明显增加，表 面转变为由空洞围绕的晶粒的结构。当溅射功率从7 5 w 增加到1 0 0 w ，薄膜的电 阻率明显减小；但是，当溅射功率从1 0 0w 增加到1 5 0w ，电阻率有所增加。获 得的最低电阻率为2 0 7 x 1 0 3 qc m ，此时霍尔迁移率为1 6c m 2 v - 1s ，载流子浓度 为1 9 5 x1 0 2 0 c m 一。所有薄膜在可见光区域的平均透过率约为9 2 ，光学带隙都约 为3 3 3e v 。 关键词：锆；氧化锌；透明导电薄膜；溅射 山东大学博士学位论文 a b s t r a c t t r a n s p a r e n tc o n d u c t i n gf i l m sa r ee x t e n s i v e l yu s e df o rav a r i e t yo f a p p l i c a t i o n sd u et o l l i g ht r a n s p a r e n c yi nt h ev i s i b l er e g i o na n d l o wr e s i s t i v i t y p r e s e n t l y , i n d i u m 血o x i d e ( i t o ) f i l m i st h em o s tw i d e l yu s e dt r a n s p a r e n tc o n d u c t i n gf i l m f l u o r i n e - d o p e dt i no x i d e ( f r o ) a n da l u m i n u m - d o p e dz i n co x i d e ( a z o ) a r ea l s ow i d e l yu s e da n da z o i s c o n s i d e r e d 鹪a na p p r o p r i a t es u b s t i t u t eo f l t oi nm a n ya p p l i c a t i o n s i na p p l i c a t i o n si n v o l v i n gt r a n s p a r e n th e a t e r sa n dc h e m i c a ls c r $ o r s ，i ti sm q u h r e dt h a t t h ef i l m sb ec h e m i c a l l ys t a b l e 鹅t h e yc y c l et h r o u g hh i g ht e m p e r a t u r e s h o w e v e r , i t o f i l m sa r en o ts t a b l ea n ds h o wd e g r a d a t i o na tt e m p e r a t u r e sa b o v e7 0 0l ( a n da z oc a l l o n l yw o r ks t a b l yb e l o w8 0 0km e a n w h i l e , f o ri t o ，f t oa n da z o ，o n l yo n ef l e e e l e c t r o nc a nb es u p p l i e dt ot h ec o n d u c t i o nb a n df o re v e r ys u b s t i t u t i o n a li n c o r p o r a t i o n , t h u sar e l a t i v e l yh i 咖d o p i n gc o n t e n ti sn e e d e dt oo b t a i nh i 砂c a r t i e rc o n c e n t r a t i o n , w h i c h d e c r e a s e st h em o b i l i t yd u et ot h ei n c r e a s eo f i o n i z e di m p u r i t ys c a t t e r i n g i ti sr e p o r t e dt h a td o p i n gi sa ne f f i c i e n tw a yt oi m p r o v et h et h e r m a ls t a b i l i t yo f z n o f i l m s z r 0 2 - z n of i l m sh a v eb e e np r e p a r e da n dp r o v e dt ob es t a b l ea f t e rm u l t 砸l ec y c l e s o v e r a w i d er a n g e o f t e m p e r a t u r e s t h u s ，z z o i s a p r o m i s i n gs u b s t i t u t e o f i t o t o w o r k a t h i 曲t e m p e r a t u r e ss t a b l y a n di nt h ec a s eo f z i r c o n i u m - d o p e dz i n co x i d e ( z z o ) ，t w of r e e e l e c t r o n sa r ep r o d u c e df o re v e r yz n 2 + r e p l a c e db yz r 针t h e r e f o r e i ti sp o s s i b l et h a th i g h c a r d e rc o n c e n t r a t i o nc a nb ea c h i e v e dw i t har e l a t i v e l yl o wd o p i n gc o n t e n t , w h i c h c o n s e q u e n t l yr e s u l t si nh i g hm o b i l i t y a n dt h er a d i io f z n 2 + a n d z 1 。a r ea l m o s tt h es a l t l e i nz n o s t r a c t u r e , w h i c hi sb e n e f i c i a lt ot h es u b s t i t u t i o na n dm a k e st h el a t t i c ev a r yl i t t l e a f t e rd o p i n g t r a n s p a r e n tc o n d u c t i n gz z of i l m sh a v eb e e np r e p a r e db ys o m e g r o u p s m o r e o v e r , z n oa n dz r 0 2a r en o n t o x i c ，i n e x p e n s i v e ，a n da b u n d a n tc o m p a r e dw i t hi t o a n df t o t oo u rk n o w l e d g e ，t h es t u d yo f z z of i l m si sl i m i t e da n dm e yh a v eb e e nr a r e l y p r e p a r e db yr fm a g n e t r o ns p u t t e r i n g i nt h i sd i s s e r t a t i o n , w er e p o r tt h ep r e p a r a t i o no f t r a n s p a r e n ta n dc o n d u c t i n gz z of i l m s u s i n gr fm a g n e t r o ns p u t t e r i n ga n da n a l y z e t h ee f f e c t so f d o p i n gc o n t e n ta n dd e p o s i t i o n p a r a m e t e r s ( f i i mt h i c k n e s s ，d e p o s i t i o np r e s s u r ea n dr fp o w e r ) o n t h ep r o p e r t i e s ( s t r u c t u r a l ，c h e m i c a l ，e l e c t r i c a l ，a n do p t i c a lp r o p e r t i e s ) o f z z of i l mi nd e t a i l v 山东大学博士学位论文 a l l t h ef i l l sp r e p a r e da r ep o l y c r y s t a l l i n e 谢血t h eh e x a g o n a ls t r u c t u r ea n dh a v ea p r e f e r r e do r i e n t a t i o n 谢mt h eca x i sp e r p e n d i c u l a rt ot h es n b s t r a t e s f i v es a m p l e sw i t hz r 0 2c o n t e n to f 0 ，3 ，5 ，7a n d1 0w t a r eu s e df o rt h ea n a l y s i so f d o p i n gc o n t e n te f f e c t w h i c ha r ep r e p a r e du n d e r 0 6p aa n d1 0 0ww i t l lat h i c k n e s so f a b o u t3 0 0n n lf o ra l lt h es a m p l e s t h ea s - p r e p a r e ds u r f a c ei sc o n t a m i n a t e db yo r g a n i c c a r b o na n dt h ep e a k so f z r3 d c a nn o tb ed i s t i n g u i s h e d a f t e r 心e t c h i n g , c a r b o ni s m o s t l yr e m o v e da n dt h ep e a k so f z r3 d a p p e a r a b o u th a l f o f oa t o m s e x i ta s c h e m i s o r b e r d o x y g e n i o n s i n t h e f o r m s o f o h o r o h o f o r t h ea s - p r e p a r e d f i l m f o r a l lm es a m p l e sa f t e re t c h i n g m o s tz i n ca t o m sa n do x y g e na t o m se x i ta sz + i o n sa n d r e s p e c t i v e l yi nt h es t o i c h i o m e t r i cw u r t z i t es t r u c t u r eo f z n o ，a n da l i t t l ea m o u n to f o x y g e n a t o m se x i ti no x y g e nd e f i c i e n tr e g i o n s m o s to f z i r c o n i u ma t o m sa r ei nt h es a t eo f 盈舻 b u tt 1 1 e ye i t h e rr e p l a c ez i n ca t o m so ri nt h ef o r mo f z r 0 2f o rd i f f e r e n ts a m p l e s b o t h a t o m i cr a t i o so f o z na n dz i ，z ni nt h ef i l ma r el o w e rt h a nt h o s ei nt h et a r g e tf o re a c h s a m p l e t h ef i l mw i t h o u td o p i n gi si na s t a t eo f h i 曲o x y g e nd e f i c i e n c ya n dt h er a t i oo f o z ni sa b o v e8 0 a n ds h o w sl i t t l ec h a n g ew i mt h ev a r i a t i o no f z r 0 2c o n t e n tf o rt h e d o p e df i l m s f o ra l lt h es a m p l e s ，t h ec a x i sl a t t i c ep a r a m e t e rv a l u e sa r el a r g e rt h a nt h a to f b u l kz n o w i t ht h ei n c r e a s eo f t h ez r 0 2c o n t e n tf r o m0t o5w t t h el a t t i c ep a r a m e t e r i n c r e a s e sf r o m5 2 4t o5 2 7a w h e nt h ez r 0 2c o n t e n ti n c r e a s e sf r o m5t o1 0w t t h e l a t t i c ep a r a m e t e rs h o w sas i g n i f i c a n ti n c r e a s et o5 4 0a a st h ez r 0 2c o n t e n ti n c r e a s e s f r o m0t o5w t t h ec r y s t a l l i n i t yo f t h ef i l li si m p r o v e da n dt h ec r y s t a l l i t es i z e i n c r e a s e sf r o m1 6 6t o2 0 脚a st h ez r 0 2c o n t e n ti n c r e a s e sf u r t h e rt o1 0w t ，t h e c r y s t a l l i t es i z ed e c r e a s e st o11 1n l lt h e5 叭z r 0 2f i l mh a sac o m p a c ta n dr e l a t i v e l y s m o o t hs u r f a c e f o rt h eu n d o p e ds a m p l e ，w h e nr 1 7 9l 己f o r5w t z r 0 2s a m p l e i o n i z e di m p u r i t ys c a t t e r i n gi sd o m i n a n ti nt h em e a s u r i n g t e m p e r a t u r er a n g e f o r7w t z r 0 2s a m p l e g r a i nb o u n d a r ys c a t t e r i n gp l a y sam a i nr o l e i nt h es c a t t e r i n go f c a r r i e r s n 圮c a r r i e rs o u r c e sa r eo x y g e nv a c a n c i e sa n dz i r c o n i u m d o p i n gf o ro u r f i l m s t h er e s i s t i v i t yi n i t i a l l yd e c r e a s e sw i t l li n c r e a s i n gt h ez r 0 2c o n t e n t f r o m0t o5w t a n dt h e ns h o w sa s h a r pi n c r e a s ew i t ht h ef u r t h e ri n c r e a s eo f t h ez r 0 2 c o n t e n t t o1 0 w t t h e l o w e s t r e s i s t i v i t y o b t a i n e d i s1 6 1 x 1 0 4 q c m w i t h a h a l l m o b i l i t y o f l 0 3c m 2 v 1s a n dac a r r i e r c o n c e n t r a t i o n o f 3 7 8 x 1 0 2 0 e r r l 3 t h ea v e r a g e 山东大学博士学位论文 t r a n s m i t t a n c ei nt h ev i s i b l er a n g ei sa b o v e9 0 f o ra l lt h ef i l m s t h eo p t i c a lb a n dg a p v a l u ei n i t i a l l yi n c r e a s e sf r o m3 2 8t o3 3 5e vw i t l lt h e2 1 0 2c o n t e n ti n c r e a s i n gf r o m0t o 5 嘶a n dt h e ns h o w sas l i g h td e c r e a s et o3 3 2e vw i t hf t r t h e ri n c r e a s eo f t h ez r 0 2 c o n t e n tt o1 0w t s i xs a m p l e sw i t ht h i c k n e s s e so f1 0 0 ，1 7 0 , 2 2 5 ，3 4 5 ，4 7 5a n d6 0 0 姗a l eu s e df o rt h e a n a l y s i so f f i l mt h i c k n e s se f f e c t , w h i c ha r ep r e p a r e du n d e r1 2 5w a n d0 6p aw i t ht h e5 叭z r 0 2t a r g e t f o rs a m p l e sw i md i f f e r e n tt h i c k n e s s e s t h eg r o w t hr a t e sa 坞a b o u t3 0 n m m i nw i t hl i r l ev a r i a t i o n a st h et h i c k n e s si n c r e a s e sf r o m1 0 0t o3 4 5n m t h e c r y s t a l l i n i t yo f t h ef i l mi si m p r o v e ds i g n i f i c a n t l ya n dt h ee r y s t a l l i t es i z ei n c r e a s e sf r o m 9 3 9t o1 4h i l l a st h et h i c k n e s si n c r e a s e sf u r t h e r , t h ee r y s t a l l i t es i z ev a r i e sl i t t l ea n dt h e n s h o w sal i t t l ed e c r e a s ew h e nt h et h i c k n e s si sm o r et h a n4 7 5 姗n 峙s u r f a c er o u g h n e s si s i n c r e a s e ds i m u l t a n e o u s l yw i t ht h ei n c r e a s eo f c r y s t a l l i t es i z e n 圮r e s i s t i v i t yd e c r e a s e s c o n t i n u o u s l yw h e n t h et h i c k n e s si n c r e a s e sf r o m1 0 0t o4 7 5 姗a n dt h e ni n c r e a s e sal i t t l e w h e nt h et h i c k n e s si n c r e a s e sf u r t h e r n el o w e s tr e s i s t i v i t yo b t a i n e di s2 9 3 1 0 3 qc m w i t h a h a l l m o b i l i t y o f l 3e m 2 v 。1s 。1 a n d ac a r r i e rc o n c e n 打a t i o n o f l 7 1 x 1 0 2 0 c m - 3 n e a v e r a g et r a n s m i t t a n c ei nt h ev i s i b l er a n g ei sa p p r o x i m a t e l y9 0 f o ra l lt h ef i l m s ，a n di t s h o w sal i t t l ed e c r e a s ew i t l lt h ei n c r e a s eo f t h i c k n e s s t h eo p t i c a lb a n dg a pv a l u e d e c r e a s e sf r o m3 4 2t o3 2 7e v w i t ht h ei n c r e a s eo f t h i c k n e s s f i v es a m p l e s w i t h d e p o s i t i o n p r e s s u r e o f o 6 ，1 2 ，1 6 ，2 1a n d 2 5 p a a r e u s e d f o r t h e a n a l y s i so f d e p o s i t i o np r e s s u r ee f f e c t w h i c ha r ep r e p a r e du n d e r1 0 0 ww i t ht h e5w t z r 0 2t a r g e tw i t hat h i c k n e s so f a b o u t3 0 0t i mf o ra l lt h es a m p l e s t b eg r o w t hr a t e d e c r e a s e sc l e a r l yf r o m2 0t o9n m m i nw h e nt h ep r e s s u r ei n c r e a s e sf r o m0 6t o2 5p a t h e c r y s t a l l i t es i z ei n c r e a s es h o w sal i t t l ec h a n g ew i mt h ev 撕a t i o no f d e p o s i t i o n p r e s s u r e 皿ee r y s t a l l i t os i z ei n c r e a s e sf r o m2 0t o2 3 5n n lw h e nt h ei n c r e a s e sf r o m0 6t o 1 6p a , a n dt h e nd e c r e a s e st o2 0 5 姗w h e nt h ep r e s s u r ei n c r e a s e sf u r t h e rt o3 0p a a s t h ep r e s s u r ei n c r e a s e s ，t h es u r f a c em o r p h o l o g yt r a n s f o r m sf r o ma r e l a t i v e l yc o m p a c t s t r u c t u r ew i t hs o m er u g g e ds t r u c t u r e so nt h es u r f a c et oi n d i v i d u a l l yg r a i n ss u r r o u n d e db y v o i d s a st h ep r e s s u r ei n c r e a s e sf r o m0 6t o2 5p a , t h er e s i s t i v i t yi n c r e a s e ss h a r p l yw i t h t h es i m u l t a n e o u sd e c r e a s eo f h a l lm o b i l i t ya n dc a r t i e rc o n c e n t r a t i o n t h el o w e s t r e s i s t i v i t ya c h i e v e di s2 0 7 x1 0 3 qc mw i t ha h a l lm o b i l i t yo f1 6c m 2 、r 1s 1a n dac a r t i e r c o n c e n t r a t i o no f1 9 5 x1 0 2 0 c m - 3 t h ea v e r a g et r a n s m i t t a n c ei nt h ev i s i b l er a n g ei sa b o v e v l l 山东大学博士学位论文 9 0 f o ra l lt h ef i l m s a n di ts h o w sai i t t l ed e c r e a s ew i t ht h em c l a s eo f p r e s s u r e t h e o p t i c a lb a n dg a pv a l u ed e c r e a s e sf r o m3 3 5t o3 2 0e vw i m t h ei n c r e a s eo f p r e s s u r e f o u rs a m p l e s 丽t 1 1 r f p o w e r o f 7 5 ，1 0 0 ，1 2 5 ，1 5 0 w a r e u s e d f o r t h e a n a l y s i s o f r f p o w e re f f e c t w h i c ha r ep r e p a r e du n d e r0 6p a 、i mt h e5w t ，z r 0 2t a r g e tw i t ha t h i c k n e s so f a b o u t3 0 0n n lf o ra l lt h es a m p l e s t h eg r o w t hr a t ei n c r e a s e sa p p a r e n t l yf r o m 1 4t o3 3r i m r a i nw i t ht h ei n c r e a s eo f t h er fp o w e rf r o m7 5t o1 5 0w f o ra l lt h es a m p l e s t h eca x i sl a t t i c ep a r a m e t e rv a l u e sa r eb e t w e e n5 2 5a n d5 2 8a w h i c ha r el a r g e rt h a n 5 2 0 7af o rb u l kz n o w h e nt h er fp o w e ri n c r e a s e sf r o m7 5t o1 0 0w t h ec r y s t a l l i n i t y i si m p r o v e da n dt h ec r y s t a l l i t es i z ei n c r e a s e sf r o m1 5 1t o2 0n m h o w e l c e r , a st h er f p o w e r i n c r e a s e sf u r t h e rt o1 5 0w t h ec r y s t a l l i t es i z ed e c r e a s e sc l e a r l yf r o m2 0t o1 0 3 n m t h es u r f a c em o r p h o l o g yt r a n s f o r m sf r o ms m a l la n di n d i v i d u a l l yd i s t r i b u t e dg r a i n st o am u c hm o r ec o m p a c ts t r u c t u r ew h e nt h er fp o w e ri n c r e a s e sf r o m7 5t o1 0 0w ，a n dt h e s u r f a c er o u g h n e s si n c r e a s e so b v i o u s l ya n dt h es u r f a c ei sc o m p o s e do f g r a i n ss u r r o u n d e d b yv o i d sw i m t h ef u f t h e ri n c r e