磁控溅射制备铝掺杂氮化铜薄膜的结构及光电性能研究

• 作者: 崔馨予 吴文静 卢学良 彭香伟 肖剑荣
• 来源期刊: 真空科学与技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 氮化铜薄膜 铝掺杂 磁控溅射 光电性能
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 104-109
• 页数: 6页
• 分类号: TN304
• 语种: 中文
• DOI: 10.13922/j.cnki.cjvst.202107010

摘要

以高纯铜和铝为靶材,氮气和氩气分别为源气体和工作气体,采用双靶共溅射磁控技术在单晶硅和石英片上制备了铝掺杂氮化铜(Cu3N∶Al)薄膜.对Cu3N:Al薄膜的表面形貌、晶体结构、光透射性能和电学性能等进行表征、分析.研究结果表明,掺杂Al原子进入Cu3N晶格空位;随着Al靶的直流溅射功率增大,Cu3N∶Al薄膜中Al含量增加;Al掺杂使得薄膜颗粒尺寸增大,薄膜表面变得粗糙.Cu3N∶Al薄膜表现为半导体特性,其光学带隙范围在1.41-1.80eV;Al掺杂后,Cu3N薄膜的光学带隙减小,其原因是掺杂Al原子改变了晶体内非平衡载流子寿命,导致薄膜的光学带隙降低.可见,通过调控Cu3N薄膜中掺杂金属原子含量,可实现对其光电特性的调制.