溶胶凝胶法制备掺铝氧化锌薄膜

《半导体实验报告》

实验题目： 溶胶-凝胶法制备掺铝氧化锌薄膜 姓 名： 专业年级： 学 号： 指导老师： 时 间： 2015年7月10日

一、实验目的

（1）了解利用紫外可见分光光度计测量样品透光率的方法及步骤。

（2）熟悉利用SZT-2A四探针测试仪测量样品电阻率的原理和方法。

（3）掌握ITO镀膜的方法步骤。

二、实验仪器

超声波清洗器、真空干燥箱、旋涂机、恒温加热台、马沸炉、SZT-2A四探针测试仪、紫外可见分光光度计

三、实验原理

SZT-2A型数字式四探针测试仪是运用四线法测量原理的多用途综合测量装置，配上专用的四探针测试架，即可以测量片状，块状或柱状半导体材料的径向和轴向电阻率，测量扩散层的薄层电阻（亦称方块电阻）。四探针测试架有电动，手动，手持三种可以选配，另外还配有四个夹子的四线输入插头用来作为测量线状或片状电阻的 中，低阻阻值。

1.测试原理：直流四探针法测试原理简介如下；

电阻率测量；

当1，2，3，4四根金属针排成一直线时体材料上时，在1，4两

根探针间通过电流I，则在2，3探针间产生电位差V，材料电阻率

ρ=C (Ω-cm) (3-1)

式中C为探针修正系数，由探针的间距决定。

VI当试样电阻率分布均匀，试样尺寸满足半无穷大条件时

2 C=1 (cm) 111S1S2S1S2S2S3 （3-2）

式中：S1，， S2 S3 分别为探针对1与2，2与3，3与4之间的距离，探头系数由制造厂对探针间距进行测定后确定，并提供给用户。每个探头都有自已的系数。

C≈6.28±0.05,单位为cm。

（a）块状或棒状样品体电阻率测量：

由於块状或棒状样品外形尺寸远大於探针间距，符合半无穷大的边界条件，电阻率值可直接由（3-1）式求出。 （b）薄片电阻率测量：

薄片样品因为其厚度与探针间距相近，不符合半远穷大边界条件，测量时要附加样品的厚度，形状和测量位置的修正系数。 其电阻率值可由下面公式得出 ρ=C G（式中ρG（

0——

VIWd ）D（）=ρSS0

G（W）D（） （3-3）

SdS 为块状体电阻率测量值

W）———为样品厚度修正系数，可由附录1A或附录1B查得。 SW：样品厚度（μm）;S探针间距（mm）

D：（）——为样品形状与测量位置的修正函数可由附

dS2.查得

当园形硅片的厚度满足 ρ=ρ

0

W<0.5条件时，电阻率为 SdW1D () (3-4)

SS2Ln2式中Ｌn2为２的自然对数。

当忽略探针几何修正系数时，即认为Ｃ＝２πＳ时， VWdVWdD()4.53D() (3-5) ILn2SIS(©)扩散层的方块电阻测量

当半导体薄层尺寸满足于半无穷大平面条件时:

R0VV()4.53 (3-6) Ln2II

SZT-2A型四探针测试仪电气部分原理框图:

仪器主体部分由单片计算机, 液晶显示器、键盘、高灵敏度，高输入阻抗的方大器、双积分式A/D变换器、恒流源、，开关电源，DC-DC变换隔离电源。电动，手动或手持式四探针测试架（头）等组成。

四、内容及步骤

1.薄膜的制备

（1）提前调制好胶液。

（2）超声波清洗ITO导电玻璃片。 （3）清洗后烘干ITO导电玻璃片。 （4）设置匀胶机转速。同时预热烤箱。

（5）打开真空泵，将ITO导电玻璃片放在匀胶台上。用针管滴胶液于ITO导电玻璃片上，启东匀胶机。

（6）匀胶台停止工作后将ITO导电玻璃片放在预热完毕的烤箱上5多分钟。

（7）重复（5）、（6）步骤3次

（8）将ito导电玻璃板加热一段时间后取出完成

2.电阻率的测量

（1）设置恒流源、电压、电阻率量程 。

（2）将ITO导电玻璃片有薄膜一面朝上，放在测试架的园形绝缘板的园心上，把探针保护套取下并保存好，按一下测试架上的启动按键（小红键），随即测试头下降探针和被测工件接触稍后显示测量结果，测试头上升。

（3）显示----或0时，适当减小或增大量程。 （4）重复测3组数据并记录。

3.透光率的测量；

（1）将ITO导电玻璃片夹在仪器上，启动软件自动生成薄膜透光率数据

（2）通过origin制图得到波长与透光率曲线

五、实验总结

1.电阻率

在10MA电流档下测得三组数据：4.7、4.9、5.2（单位Ω－cm） 所以得到测量电阻率平均值：4.93Ω－cm

VWdd ）D（）=ρ0 G（W）D（） SSSISWd查附录得到G（ ）=0.1450 D（） =0.9312

SS由公式1-3 ρ=C G（

修正后Ρ=4.93*0.1450*0.9312=0.6657Ω－cm

2.经过origin制图所得到的透光率与波长关系图如下：

3.禁带宽度

由图可得，禁带宽度Eg=3.10867294eV

4.心得体会

通过本次实验让我知道了ITO镀膜的方法和步骤，知道怎么制备ITO薄膜，知道使用超声波清洗仪，知道了涂胶烘干的步骤。知道怎么利用SZT-2A四探针测试仪测量样品电阻率的原理和方法;了解了利用紫外可见分光光度计测量样品透光率的方法及步骤。使我深深的体会到ITO制作的不易，也知道自己的不足。