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镁锌氧(MgZnO)薄膜具有带隙较宽且连续可调、透过率高等特点,被广泛用在铜铟硒薄膜太阳电池、紫外探测器中。而目前对MgZnO薄膜的研究尚处在实验室阶段,并未投入大范围的商业应用,因此生长出高质量的MgZnO薄膜显得尤为重要。MgZnO薄膜中Mg元素组分、生长方法、生长条件及后期处理对薄膜性质的影响都决定着器件性能的好坏。采用射频磁控溅射方法生长MgZnO薄膜,重点研究了不同生长条件及后期处理对MgZnO薄膜性质的影响。通过改变溅射时间、溅射功率、生长衬底、溅射靶材中的Mg含量,以及进行不同退火时间、不同退火温度的后期处理,对MgZnO薄膜的结构特性和光学特性进行分析,比较不同条件下生长的薄膜的差异,旨在找出MgZnO薄膜的最佳生长条件。本论文的主要研究内容及结论如下：1、研究了溅射时间对MgZnO薄膜性质的影响。对溅射时间分别为15min,25min,35min和45min的薄膜进行XRD、AFM、透过率测试,分析溅射时间对薄膜结构特性、表面形貌及光学特性的影响。研究发现,随着溅射时间的增加,薄膜晶粒尺寸整体呈现变大的趋势,膜厚变厚,带隙增加,衍射峰位置右移,这说明MgZnO中Mg/Zn比值随着溅射时间的增加而变大。2、研究了溅射功率对MgZnO薄膜性质的影响。对溅射功率分别为100W,150W,200W的样品进行XRD、SEM、透过率测试,分析溅射功率对薄膜结构特性、表面形貌及光学特性的影响。研究发现,随着溅射功率的增大,衍射峰的半高宽减小,说明薄膜结晶质量变好,同时薄膜膜厚增加。而带隙值的变大和衍射峰位置的右移均说明随着溅射功率的增加,薄膜中Mg2+/Zn2+1比变大,原因是在溅射过程中,Mg2+比Zn2+更容易与02-结合,但是溅射功率过大时薄膜晶粒出现熔融现象,因此150W的溅射功率更有利于高质量MgZnO薄膜的生长。3、研究了不同衬底对MgZnO薄膜性质的影响。分别在钠钙玻璃、石英玻璃、硅以及蓝宝石衬底上溅射生长MgZnO薄膜,通过XRD和透过率的测试结果,对薄膜的结晶质量、晶粒尺寸、膜厚、带隙进行分析。研究发现,在蓝宝石和石英衬底上生长的薄膜结晶质量好于在钠钙玻璃和硅衬底上生长的薄膜,而在蓝宝石衬底上生长的MgZnO薄膜的透过率低于在石英衬底上的,因此石英为最适合生长MgZnO薄膜的衬底。4、研究了Mg含量对MgZnO薄膜性质的影响。我们采用射频磁控溅射法,在石英玻璃衬底上分别生长了Mg含量为0.16,0.23,0.30和0.38的薄膜,通过对薄膜进行XRD和透过率的测试,分析其结构特性和光学特性,并计算了其晶粒尺寸、膜厚和禁带宽度。研究发现,MgZnO薄膜中Mg含量为0.16和0.23时,薄膜的结晶质量较好,Mg含量为0.30和0.38的薄膜结晶质量较差。Mg含量为0.16的薄膜的生长速率明显大于其他三种薄膜。同时,随着Mg含量的增加,薄膜的带隙值也不断变大。5、研究了退火处理对MgZnO薄膜性质的影响。我们对MgZnO薄膜在200。C,400。C进行60min的退火,并且在300。C对薄膜分别进行30min,60min和90min的退火,研究不同退火温度及退火时间对薄膜结构特性和光学特性的影响。研究发现,随着退火温度的升高,衍射峰的半高宽减小,说明薄膜的结晶质量变好,退火过程消除了薄膜晶粒间的应力,同时也促使了再结晶过程的发生,退火温度越高,晶粒长大越快,晶粒尺寸越大。ZnMgO薄膜的膜厚在退火后变薄,并且退火温度越高,膜厚越薄。原因是退火可以消除薄膜内部的残余应力,薄膜的带隙值退火后减小。