Abstract
氧化鋅是II-IV 族化合物半導體材料，在基本研究和應用上都有其重要性。其電性和結構近似於CdS 及CdSe, 具有高的壓電性及光學折射率, 常被應用於表面聲波元件上（SAW ）。由於氧化鋅薄膜除了具有良好光和電的性質外，亦可與氣體產生吸附作用，造成材質電性上的變化，所以可被應用在氣體感測器上。一般而言，ZnO 薄膜的製備方法，可以分為兩大類，即物理蒸氣沉積法（PVD ）和化學蒸氣沉積法（CVD ）。本研究中, 將探討以PVD 方法, 包括真空蒸鍍法與濺鍍法製備ZnO 薄膜, 並量測分析所得薄膜的重要基本性質, 如薄膜表面形態, 厚度, 結晶性, 電性及其對氧氣吸附與薄膜電阻止變化之關係。在真空蒸鍍法生長薄膜方面: 主要探討(1) 溫度及退火程序(2) 基板前處理及(3) 時間對薄膜生長之影響, 其中並對基板之臨界沉積溫度進行分析。由於熱蒸鍍所提供之能量較低, 復加以鋅與氧分子反應活化能高, 故此程序僅得鋅膜, 需另以退火程序將之轉化為氧化鋅。而在濺鍍法生長薄膜方面則探討了（１）DC Power（２）氣體流量比對薄膜生長之影響。此處之結果顯示當Ar與O 的流量比為２比１，Power 在75-85W 間, 反應壓力約為4×10 mbar,反應時間為一小時可獲得表面形態平坦, 結晶向為純Zn0 （002 ）結構, 組成份Zn比0 為一比一之Zn0 薄膜。但若改變條件則可能得到鋅與氧化鋅共同存在的薄膜。在量測薄膜電阻時, 通入氧氣後電阻係數會隨之增加, 且隨氧氣壓的增高而有較大的變化。乃是氧氣在薄膜表面產生吸附的效應，且其電阻變化在高溫下變化值較為明顯，響應時間會隨Ｔ值變高而加快，說明在高溫環境下，將是較有利的感測條件。