作为一种半导体材料,氧化锌的两个最主要特征:直接宽禁带和高激子束缚能。这些特性使氧化锌广泛应用于光电器件、太阳能电池等等。高功率脉冲磁控溅射等离子体具有密度高、电离率高的特点,比传统直流磁控溅射有明显的优势。因此本论文利用高功率脉冲磁控溅射进行了ZnO薄膜制备,并对薄膜的晶体结构、表面形貌、电学性质等进行研究。通过时间分辨发射光谱对放电过程进行了诊断,推测薄膜的生长过程。主要研究工作和结论如下:（1）通过改变O₂/Ar比,发现O₂/Ar比对ZnO薄膜的结晶质量和电学性能有影响。即使在不加热的情况下,也可以得到c轴取向的ZnO薄膜。通过时间分辨OES诊断发现,随着O₂/Ar的增加,放电粒子的强度增加,特别是当O₂/Ar=14/80sccm时,Ar⁺和Zn⁺的密度显著增加。我们认为HiPIMS中存在Penning放电。同时,通过沉积速率的测量也可以证实这一点:O₂/Ar越大,沉积速率越高。（2）通过研究脉冲宽度对n-ZnO薄膜性能的影响,发现在脉冲宽度为60μs和70μs时,ZnO的结晶度相对较好,认为这是因为溅射粒子的能量适合于薄膜的成核和生长。当脉冲宽度大于50μs时,ZnI,ZnII强度在放电开始20μs后基本维持不变,而OI的强度随着时间的变化在降低,这可能导致锌间隙的增加,载流子浓度在60μs和70μs时相对较高。（3）通过研究基底温度对n-ZnO薄膜性能的影响,发现ZnO薄膜的沉积速率从室温下的7.35nm/min升高到280℃下的9.01nm/min,在360℃下降低到6.35nm/min。从AFM和SEM可以看出沉积温度对表面粗糙度也有影响。霍尔效应测试结果表明在300℃下制备的ZnO薄膜的载流子浓度和迁移率高,电阻率低。因此我们可以认为ZnO薄膜的沉积速率、表面形貌、电学性质都与沉积温度有紧密的联系。（4）通过研究HiPIMS制备p-ZnO薄膜时工艺参数,如O₂/Ar/N₂、沉积温度、辅助ICP功率等对其性能的影响,可以看出在室温下制备ZnO薄膜时,N₂流量为8sccm时制备出的薄膜的电学性能最好,前5次霍尔测试结果皆为p型,且载流子浓度达到E+16 cm^-3。基底温度对p-ZnO薄膜电学性能也有影响,由小颗粒组成的致密ZnO薄膜的电学性能更好。霍尔测试时,p-ZnO出现的概率可以达到80%,载流子浓度可以达到E+15 cm^-3。研究辅助等离子体ICP功率对p-ZnO性能的影响时发现,ICP的加入提高了O的活性,增加了薄膜的氧化程度,导致No缺陷的减少,不利于ZnO薄膜电学性能的增强。通过观察制备薄膜的外观和电学性能,可以看出黄色透明的ZnO薄膜出现p型的概率较大。