热效应下奈米金粒分布对提升AZO薄膜光电特性之研究-义守大学.PDF

義守大學電子工程學系 專題 製作計畫書 熱效應下奈米金粒分布對提升 AZO 薄 膜光電特性之研究 Enhancement of optoelectronic properties of AZO thin films by thermal affect on the distribution of nano-Au particles 專題生 :黃馨葒 林易錚 指導教授 : 林彥勝 博士 中 華 民 國 104 年 6 月 摘 要 本專題研究主要以摻鋁氧化鋅 （Al:ZnO,AZO ）薄膜做為種子層結構 ，先對 其表面進行乾蝕刻和濕蝕刻處理 ，使其表面產生出粗化結構，以利後續奈米金粒 在其尖端沉積。之後再滴定上以化學還原法還原出的奈米金溶液於 AZO種子層 上，由於奈米金粒周邊 之機物質將影響其光電特性，故研究中 將以不同熱退火處 理來去除此有機物質 ，以改善薄膜 光電特性，最後再完成 AZO覆蓋 沉積製程 。 製成後之薄膜再藉由掃描式電子顯微鏡 SEM （Scanning Electron Microscope ） 分析其緻密性及膜厚量測，霍爾效應(Hall-effect量測系統) 對其電性進行分析 ， XRD （X-ray diffractometer ）對薄膜結晶特性及成分作分析，UV-VIS （UV-VIS-NIR Spectrophotometer ）紫外線可見光譜儀分析薄膜對於不同波長下之穿透率。 I 目 錄 摘 要 I 目 錄II 圖目錄 III 第一章 緒論 1 1-1研究背景與動機 1 第二章 研究方法及設備 2 2-1研究流程圖 2 2-2 製程內容 3 2-2-1種子層製程 3 2-2-2 奈米金粒製程 3 2-2-3高溫燒結處理 3 2-2-4覆蓋層製程 3 2-2-5 光電特性量測及結構分析 3 2-3 製程設備 5 2-3-1射頻磁控濺鍍（ RF magnetron sputtering ） 5 2-3-2 快速熱退火處理（Rapid Thermal Annealing ，RTA ） 7 2-3-3載子特性量測系統 9 2-3-5 X 光繞射分析儀（X-ray Diffraction ，XRD ） 12 2-3-6 紫外光可見光光譜儀（/ UV-VIS-NIR Spectrophotometer ） 14 第三章 預期研究結果及期進度 16 參考文獻 17 II 圖目錄 圖 1-1 ：射頻磁控濺鍍機（a ）實照圖及（b ）儀器結構圖6 圖 1-2 ：快速熱退火爐（a ）實照圖及（b ）儀器結構圖8 圖 1-3 ：載子特性量測系統（a ）實照圖及（b ）儀器結構圖9 圖 1-4 ：場發射掃描式電子顯微鏡（a ）實照圖及（b ）儀器結構圖 11 圖 1-5 ：（a ）X 光繞射分析儀實照圖及（b ）布拉格定律繞射示意圖 13 圖 1-6 ：UV-VIS 光譜儀（a ）實照圖及（b ）儀器結構圖 15