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引言

      为了应用于透明导电氧化物电极(transparent conductive oxide electrodes)，在RF磁控溅射方法中的年玻璃基板上沉积了氧化锌薄膜。为了实际的消磁应用，通过光子光成像形成pattern，通过湿式蚀刻探讨其特性。湿式蚀刻中使用的蚀刻溶液(etchant)使用了多种酸溶液(硫酸、草酸、磷酸)，并了解了酸浓度变化时的蚀刻特性以及蚀刻时间和蚀刻图像(表面形状)的变化。结果，氧化锌的湿式蚀刻与酸的种类无关，很大程度上取决于所买溶液的农度(即pH)，随着pH的增加，蚀刻率在指数函数上下降，同时首次考察了各种蚀刻图像的出现。

实验

      氧化锌薄膜的合成：为了用作透明导电电极，需要高透光率和低电阻。氧化锌根据溅射沉积条件(例如目标与基板的距离、基板的温度、RF power、沉积温度等)进行其特性的变化。为了了解氧化锌薄膜在优化条件下的结构特征(与目标和基板的距离为30毫米、RF功率为200 W、常温沉积)，本烟区观察了wide scan XRD，如图1所示。众所周知氧化锌是从基体表面开始平行于C轴生长的。该林1显示了以(002)面生长的氧化锌，在34附近以高C轴生长的图表。另外，图1中插入的图表示33~36之间的高解析XRD模式。

图1 典型氧化锌薄膜的XRD图谱

图2 氧化锌薄膜的截面扫描电镜(左)和原子力显微镜(右)图像

      通过SEM图像，可以亲眼看到形成columnar结构的氧化锌薄膜，通过AFM可以看到0.676 nm的表面粗糙度。图3和4是表示沉积时、目标与基板的距离以及根据RF power的氧化锌薄膜的电阻率值的图。基板和目标的距离越近，或者RF功率增加，电阻率值就越低。

      图5是在优化条件下增强的氧化锌薄膜利用紫外分光仪显示透射率的图。如图所示，具有85%以上的高透射率，光学上可以确认能量带隙为3.35 eV，暗示由此获得的氧化锌薄膜作为透明电极完全

可用。

图5 光学传输氧化锌薄膜

      图6通过SEM观察了从硫酸溶液中蚀刻的氧化锌薄膜。硫酸溶液下蚀刻的氧化锌薄膜的表面产生了火山口形式的表面，随着其浓度的增加，可以观察到火山口的大小增加。

      图7在0.01米以上的高浓度草酸中，氧化锌薄膜可以观察到食角不漏，形成Znx(C2H2O4)y，在0.01米以下的低浓度下形成食角。而且，与其他酸溶液一样，随着酸的浓度增加，表面火山口的大小也会增加。

      图8显示了酸溶液的种类和浓度以及随时间变化的蚀刻氧化锌薄膜的截面SEM图像。在高浓度酸溶液中蚀刻的氧化锌形成各向异性的白天slope，随着浓度的降低，可以观察到slope的气哭增加。

      图9是根据酸溶液浓度的氧化锌薄膜的蚀刻率的图表。蚀刻率是根据蚀刻时间和剩余氧化锌的厚度计算出来的。

      图10是根据pH变化的氧化锌薄膜的蚀刻率的图表。

结果和讨论

      本研究利用RF磁控管冲刷法在室温下形成应用于透明电极的优化条件下的氧化锌薄膜； 利用它，对比分析了利用各种酸溶液（硫酸、草酸、磷酸）湿法蚀刻的特性。

总结

      利用溅射法将酸的氧化锌薄膜沉积在glass上，以作为透明导电电极的应用。根据沉积条件，氧化锌薄膜的物性有所不同，通过XRD和SEM观察了作为透明电极应用的最佳条件、RF power 200 W、目标与基板的距离为30毫米时薄膜的旧结构特征，并通过AFM调查了表面粗糙度。为了作为实质性的器件应用，利用光刻形成了图案，并通过湿法观察了氧化锌的蚀刻特性。在湿式蚀刻的情况下，根据氧化锌在酸溶液中易解离的一般特征，应用多种酸溶液研究了蚀刻的特征。此外，氧化锌的湿式蚀刻首次发现，不管酸的种类如何，都严重依赖酸溶液的pH，并观察了根据酸溶液浓度而蚀刻的slope的变化。