摘要: 银薄膜在可见光区的高反射及最低的电阻率(超导除外)已被广泛应用于各种光电子器件中。然而，在退火过程中不可避免的凝聚现象，使银薄膜原本较差的附着力更差，也影响了它的光电性质，以至阻碍了银良好性能的发挥。本论文详细研究了大气环境下退火过... 展开 银薄膜在可见光区的高反射及最低的电阻率(超导除外)已被广泛应用于各种光电子器件中。然而，在退火过程中不可避免的凝聚现象，使银薄膜原本较差的附着力更差，也影响了它的光电性质，以至阻碍了银良好性能的发挥。本论文详细研究了大气环境下退火过程中Ag薄膜凝聚现象的发生发展及对银薄膜热稳定性的影响，分析实验条件对凝聚现象的影响；研究不同金属作附加缓冲层，对Ag薄膜凝聚现象及对光电性质的改善。具体内容有： 首先，利用热蒸发技术在玻璃基片上沉积银薄膜，并在大气环境下在温度为200到400℃之间退火1h。观察分析薄膜的结构和形貌变化及对光电性质的影响。结果表明，大气环境下退火银薄膜的结构和形貌变化过程是：颗粒变大--凝聚--表面的氧化，凝聚现象严重影响着银薄膜的热稳定性。 其次，研究基片温度对银薄膜热稳定性的影响。结果发现，基片温度越高，退火态的银薄膜表面越容易氧化。制备态的颗粒尺寸及表面粗糙度影响着银薄膜退火过程中的凝聚方式：对于较低基片温度生长的薄膜，制备态颗粒尺寸较小，凝聚主要是通过空隙的分形生长；而对于较高基片温度生长的薄膜，制备态颗粒尺寸较大，凝聚主要是通过颗粒的边界沟槽加深凝聚。分形生长凝聚相对于颗粒边界沟槽加深凝聚对薄膜的热稳定性影响小些。 最后，以铝、铜两种金属作附加缓冲层，制备Ag/Al、Ag/Cu和Ag/Cu/Al薄膜，并将制备薄膜在400、500℃温度大气条件下退火1h。结果发现，相对于同等条件下制备的纯银薄膜，附加缓冲层有效地提高了银薄膜在高温大气环境下的热稳定性。在可见光区，退火态Ag/Al薄膜的反射率最高；而铜作附加缓冲层的Ag/Cu和Ag/Cu/Al薄膜的电阻率小于只用铝作附加缓冲层的Ag/Al薄膜，且在退火温度为500℃时Ag/Cu薄膜的电阻率最小。 银(Ag)薄膜由于它在可见光区域的高反射率和良好的导电性等优点，成为现代工业极其重要的材料。特别是随着半导体工艺的高速发展，存储密度的不断提升，银被认为是最具有潜力的用于超大规模集成电路(ULSI)的互连线材料；而且银薄膜还广泛应用于发光二极管(LED)、太阳能电池、显示器等多种光电子器件。但银薄膜与基底材料(如：玻璃、GaN等)之间较差的附着性以及高温情况下的凝聚现象等缺点，阻碍了它良好性能的进一步发挥。因此，为了提高光电子器件的性能，提高银薄膜的热稳定性，改善凝聚现象一直是科学研究的热点。 Alford等人经过十几年的努力，终于解决了银薄膜在真空、氨气等环境下银薄膜的热稳定性问题。但很少有人研究大气环境下银薄膜的热稳定性问题，大气环境下银薄膜的的应用仍然十分广泛，如气体传感器的导电电极。因此，本论文着重研究银薄膜在大气环境下退火后其结构、表面形貌、光电学性质的变化特征，研究沉积时的基片温度对银薄膜在大气条件下热稳定性能的影响，并采用附加铜、铝金属材料作为缓冲层来提高银薄膜的热稳定性。 收起