本實驗以銅靶濺鍍氧化亞銅薄膜，固定基板溫度 500℃，固定工作壓力 5mTorr，同樣氣體氣氛比例，基板不同，分別為康寧玻璃、石英玻璃、藍寶 石、氧化鎂基板來做探討。
實驗參數：基板分別使用康寧玻璃、石英玻璃、藍寶石、氧化鎂基板，
固定基板溫度500℃，固定濺鍍功率為 100W，固定工作壓力 5mTorr，固定氬、
氧、氮氣氛比，為3:1.6:8，實驗參數如表 5-1。
5-1 結晶結構分析
圖5-1、5-2、5-3、5-4 為實驗參數：基板分別使用康寧玻璃、石英玻璃、
藍寶石、氧化鎂基板，固定基板溫度500℃，固定濺鍍功率為 100W，固定工 作壓力5mTorr，固定氬、氧、氮氣氛比(3:1.6:8)的氧化亞銅薄膜成長 XRD 繞 射圖譜。
由圖5-1 跟圖 5-2 為氧化亞銅薄膜成長於康寧玻璃和石英玻璃基板，從圖 中可以看到(111)、(200)之氧化亞銅薄膜的繞射峰，可以看到圖 5-2 的(111)氧 化亞銅薄膜的相不見了，文獻得知[29]，石英玻璃的純度很高，故有利於單晶
表示氧化亞銅薄膜(200)的相，有隨著氧化鎂的繞射峰成長。
5-2 表面形貌分析
圖 5-5 為實驗參數：基板分別使用康寧玻璃、石英玻璃、藍寶石、氧化 鎂基板，固定基板溫度500℃，固定濺鍍功率為 100W，固定工作壓力 5mTorr，
固定氬、氧、氮氣氛比(3:1.6:8)之氧化亞銅薄膜成長 SEM 表面型態及橫截面 鎂基板，固定基板溫度500℃，固定濺鍍功率為 100W，固定工作壓力 5mTorr，
固定氬、氧、氮氣氛比(3:1.6:8)之氧化亞銅薄膜 UV 可見光穿透率圖。
圖 5-7 為實驗參數：基板分別使用康寧玻璃、石英玻璃、藍寶石、氧化 鎂基板，固定基板溫度500℃，固定濺鍍功率為 100W，固定工作壓力 5mTorr，
固定氬、氧、氮氣氛比(3:1.6:8)之氧化亞銅薄膜能隙圖。
由圖中可以看到 600nm~1000nm 的平均穿透率，N8 跟 N8-QP 的平均穿
透率，N8-QP 的平均穿透率(66.88％)比 N8 平均穿透率(68.95％)低，根據文獻
N8、N8-QP、N8-S、N8-MgO 的能隙分別於，2.495 eV、2.485 eV、2.470 eV、2.475 eV，能隙並沒有太大的改變，
5-4 霍爾量測電性分析
表 5-3 為實驗參數：基板分別使用康寧玻璃、石英玻璃、藍寶石、氧化 鎂基板，固定基板溫度500℃，固定濺鍍功率為 100W，固定工作壓力 5mTorr，
固定氬、氧、氮氣氛比(3:1.6:8)之氧化亞銅薄膜霍爾量測電性數據表。
從圖中可以看出 N8-QP 電阻率明顯得很高(389.75Ω-cm)，由文獻得知，
石英玻璃具有很高的介電強度和極低的導電率；而 N8-MgO 的電阻率
表5- 1 實驗參數：基板分別使用康寧玻璃、石英玻璃、藍寶石、氧化鎂基板，
固定基板溫度500℃，固定濺鍍功率為 100W，固定工作壓力 5mTorr，
固定氬、氧、氮氣氛比，為3:1.6:8 試片編號 基板溫度
(℃)
基板 濺鍍氣氛
Ar:O2:N2
工作壓力 (mToor)
N8 500 康寧玻璃 3:1.6:8 5
N8-QP 500 石英玻璃 3:1.6:8 5
N8-S 500 藍寶石 3:1.6:8 5
N8-MgO 500 氧化鎂 3:1.6:8 5
表5- 2 試片編號 N8、N8-QP、N8-S、N8-MgO 之 D-spacing、FWHM、Degree of prefer Orientation(%)
No.
表5- 3 試片編號 N8、N8-QP、N8-S、N8-MgO 之霍爾量測電性數據
Resistivity
Carrier mobility
(cm2/V·s) Carrier concentration(cm-3)
N8 10.45794 2.39232 2.46E17 N8-QP 389.7544 29.64958 1.10911E15 N8-S 103.88989 5.0521 1.19843E16 N8-MgO 91.21591 5.0688 1.46507E16
20 30 40 50 60 70 80
Intensity (a.u.)
2degrees)
N8-P
(111)
(200)
(311)
圖5- 1 康寧玻璃基板，成長溫度 500℃，工作壓力 5mTorr，固定氬、氧、氮 氣氛(3:1.6:8)的 XRD 圖
20 30 40 50 60 70 80
Intensity (a.u.)
2degrees)
N8-Qp-P (200)
(311)
圖5- 2 石英玻璃基板，成長溫度 500℃，工作壓力 5mTorr，固定氬、氧、氮 氣氛(3:1.6:8)的 XRD 圖
20 30 40 50 60 70 80
Intensity (a.u.)
2degrees)
N8-S-P
Sapphire(006)
Cu2O(200) Cu2O(111)
圖5- 3 藍寶石基板，成長溫度 500℃，工作壓力 5mTorr，固定氬、氧、氮氣 氛(3:1.6:8)的 XRD 圖
42 43 44 45
20 30 40 50 60 70 80
Intensity (a.u.)
2degrees)
N8-MgO MgO(200)
Cu2O(200)
圖5- 4 氧化鎂基板，成長溫度 500℃，工作壓力 5mTorr，固定氬、氧、氮氣 氛(3:1.6:8)的 XRD 圖
圖5- 5 (a)~(d)實驗參數：基板分別使用康寧玻璃、石英玻璃、藍寶石、氧化 鎂基板，固定基板溫度500℃，固定濺鍍功率為 100W，固定工作壓力 5mTorr，固定氬、氧、氮氣氛比(3:1.6:8)之氧化亞銅薄膜成長 SEM 表 面型態及橫截面照片
( ( ( a a a ) ) ) N N N 8 8 8 ( ( ( b b) b ) ) N N N8 8 8 - - - Q QP Q P P
( ( ( c c c ) ) ) N N N 8 8- 8 - - S S S ( ( ( d d) d ) ) N N N 8 8 8 - - - M M M g g g O O O
400 600 800 1000 0
20 40 60 80 100
Transmittance (%)
Wavelength (nm)
N8 N8-Qg N8-S N8-MgO
圖5- 6 實驗參數：基板分別使用康寧玻璃、石英玻璃、藍寶石、氧化鎂基板，
固定基板溫度500℃，固定濺鍍功率為 100W，固定工作壓力 5mTorr，
固定氬、氧、氮氣氛比(3:1.6:8)之氧化亞銅薄膜 UV 可見光穿透率圖
1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
第六章 總結論
1. 在溫度 500℃，濺鍍功率 100W，成長壓力 5mTorr 實驗條件下，所有薄 膜均以優選方向成長，且優選方向會隨著混合氣氛氮氣濃度增加，由(200) 優選方向會轉變為(111)優選方向。
2. 在溫度 500℃，濺鍍功率 100W，成長壓力 5mTorr 實驗條件下，隨著氮 氣氛增加，晶粒變小然後再變大；可見光區平均穿透率則隨著氮氣氛增 加，穿透度越來越低，由66.73％降到 54.03％，而能隙大約都在 2.45eV；
3. 在溫度 500℃，濺鍍功率 100W，成長壓力 5mTorr 實驗條件下，霍爾量 測結果顯示氧化亞銅薄膜電阻率隨氮摻雜量由4Ω-cm 增加到 18Ω-cm。
4. 最佳條件為混合氣氛 Ar:O2:N2=3:1.6:3 之氧化亞銅薄膜其可見光區平均 穿透率66.73 ％最高，電阻率 4Ω-cm 最低。
5. 在溫度 500℃，濺鍍功率 100W，成長壓力 5mTorr 實驗條件下，而使用氧 化鎂基板濺鍍氧化亞銅薄膜，可使在實驗參數氣氛比為 3:1.6:8，優選方 向為(200)，更能使氧化亞銅薄膜有單一方向成長的趨勢。
6. 使用氧化鎂基板濺鍍氧化亞銅薄膜，穿透率 76.10％為最為高的。
7. 使用氧化鎂基板濺鍍氧化亞銅薄膜電阻率為 91.22Ω-cm，比在藍寶石基板 上沉積氧化亞銅薄膜電阻率(103.89Ω-cm)來的低，導電性來的好。
8. 氧化亞銅薄膜濺鍍在氧化鎂基板上，有讓氧化亞銅薄膜往磊晶方向成長 的趨勢。