以化學浴沉積法製備CuO與Cu₂O及其特性分析
王辛晉1*, 楊宥朋1, 蘇峻揚1, 李文仁2
1先進薄膜製程學士學位學程, 國立屏東大學, 屏東市, Taiwan
2物理系, 國立屏東大學, 屏東市, Taiwan
* presenting author:Xin,Jin Wang, email:jim40929@gmail.com
氧化銅(CuO)與氧化亞銅(Cu₂O)為p型的直接能隙半導體材料,其能隙分別為1.3eV及2.1eV,並能和n型半導體材料(如:二氧化鈦、氧化鋅等)結合形成異質接面結構,目前已廣泛應用在太陽能電池、光偵測器、氣體感測器等領域。此外,製備氧化銅與氧化亞銅的常見方法為水熱法、電鍍沉積及化學浴沉積法等,其中化學浴沉積法具有低成本和製程步驟簡單之優點,因此常被用來製備氧化銅及氧化亞銅薄膜。

本研究以化學浴沉積法成長氧化亞銅(Cu₂O)薄膜在玻璃基板上,首先將玻璃基板浸在硫酸銅(CuSO₄)與硫代硫酸鈉(Na₂S₂O₃)之混合溶液中,浸泡20秒後將玻璃基板取出,再接續浸泡於氫氧化鈉(NaOH)水溶液中,浸泡20秒後即可取出玻璃基板,並完成第一次化學浴沉積循環,本實驗藉由改變沉積循環次數(40、80及120),再將試片置於高溫爐以300、400及500°C作熱退火處理,結果顯示氧化亞銅薄膜在經過400及500°C之熱退火處理後,其結構會從氧化亞銅(Cu₂O)轉變為氧化銅(CuO),此外沉積氧化亞銅之試片以X光繞射儀、掃描式電子顯微鏡、UV-visible分光光譜儀、光致螢光頻譜儀、拉曼光譜儀進行分析檢測,探討氧化亞銅(Cu₂O)薄膜的表面結構及其光學特性。


Keywords: 氧化亞銅, 化學浴沉積法