Effects of substrate's radius of curvature film thickness and nitrogen/oxygen addition on electrical and optical properties and microstructure of triple layer thin films

摘要

在第一個實驗中，根據田口式L9(33) 直交表製作九個試件用以探討三層氧化銦鎵鋅/銀/氧化銦鎵鋅鍍製於曲面基板之光學、電學性質以及顯微結構。在此實驗中氧化銦鎵鋅之厚度、銀層厚度、石英玻璃之曲率為實驗之三項變因。由實驗結果得知曲率之變化對於表面顆粒大小以及粗糙度有最大之貢獻率，並且曲率之增加會造成表面顆粒大小以及粗糙度之增加進而引起表面散射而造成載子遷移率之下降和電阻率之上升。然而，曲率之增加亦造成穿透率在 550 nm 波段之增加進而提升了Haack’s figure of merit (FOM)。銀層厚度之增加能夠顯著地提升載子濃度以及載子遷移率，並且提升藍光、綠光、紅光波段之反射率。由於Burstein-Moss effect之影響，載子濃度以及載子遷移率皆隨著氧化銦鎵鋅之厚度提升而增加。適當地選擇氧化銦鎵鋅之厚度、銀層厚度、石英玻璃之曲率能夠顯著提升 FOM。 在第二個實驗中，單層摻鋁氧化鋅以及三層摻鋁氧化鋅/銀/摻鋁氧化鋅之薄膜透過改變氮氣以及氧氣添加含量來探討對於光學、電學性質以及顯微結構之影響。當氮氣含量大於2 5 sccm 時，摻鋁氧化鋅薄膜之粒徑大小以及表面粗糙度會下降，然而殘留應力會增加。氧氣之添加對於鋁氧化鋅薄膜之粒徑大小、表面粗糙度、殘留應力有相同之影響，但是添加氧氣之薄膜會有相對於添加氮氣之薄膜較小之粒徑以及表面粗糙度。實驗結果顯示摻鋁氧化鋅之厚度會和單層以及三層薄膜之粒徑大小以及粗糙度成正相關，但是和殘留應力呈負相關之關係。試件D之三層薄膜有著60 nm厚之摻鋁氧化鋅，並且顯示出在所有試件中最強的抗反射效果。氮氣的添加可以型成p型之摻鋁氧化鋅薄膜，然而氧氣的添加會造成氧空缺之減少進而造成載子濃度以及載子遷移率之下降。在n型三層薄膜試件中，可以觀察到Burstein-Moss effect。

獎項日期	2019
原文	English
監督員	Jen-Fin Lin (Supervisor)