AZO薄膜的制備及性能研究.pdf

1、Al摻雜的ZnO(AZO)薄膜作為一種新興的半導(dǎo)體光電材料，不僅具有高電導(dǎo)率，可見光范圍的高透過率，而且儲量豐富，價格低廉，在氫等離子體中穩(wěn)定性好，現(xiàn)已成為替代ITO薄膜的首選材料。本文采用實驗室自制的超高密度的AZO 陶瓷靶材，運用射頻磁控濺射法制備了AZO薄膜，用XRD、SEM、四探針測試儀、紫外-可見分光光度計對薄膜的性能進(jìn)行表征和分析，研究了不同的工藝參數(shù)對薄膜結(jié)構(gòu)，形貌，電學(xué)，光學(xué)性能的影響，并試探性的研制了AZO/ZnO、I

2、TO/AZO復(fù)合薄膜。主要結(jié)論如下：XRD和SEM的分析表明，所有AZO薄膜均具有C軸方向的擇優(yōu)取向。隨著薄膜基底溫度的增加，薄膜的結(jié)晶性能變好，但當(dāng)高于450℃后，由于高溫接近玻璃的熔點導(dǎo)致薄膜結(jié)晶性變差。濺射功率的提高有利于提高薄膜的結(jié)晶性能。薄膜在較低的氧氬比（0.1%）下，薄膜結(jié)晶性能變差，但較高的氧氬比有利于薄膜的（002）面擇優(yōu)生長。薄膜的電阻率隨著基底溫度的增加而降低，溫度大于450 ℃后，電阻率又增加。隨著濺射時間的增加

3、，薄膜的電阻率降低，這是由于薄膜厚度增加，晶粒長大，晶界散射降低，遷移率提高。薄膜的電阻率隨著濺射功率的增加而減小，這是由于功率的增加可以同時增加載流子濃度和遷移率。隨著靶基距的增加，薄膜的電阻率增加，這是因為靶基距的增加減少了濺射離子與其他粒子的碰撞，從而降低了濺射產(chǎn)率和粒子能量；但是靶基距過小會增加薄膜的電阻率。電阻率隨氣壓的增加先減后增，在0.3Pa時具有最低的電阻率。隨著氧分壓的增加，薄膜的電阻率升高。薄膜的透過率隨溫度的增加先

4、增后減，在400 ℃時，透過率最大為84.47%。濺射時間的增加會導(dǎo)致薄膜透過率的下降，在200 ℃的基底溫度下AZO 薄膜的短波吸收限會隨濺射時間的增加向長波方向移動。隨著功率的增加，薄膜的透過率降低。隨著靶基距的增加，薄膜的透過率呈增加趨勢。薄膜的透過率隨著濺射氣壓、氧氬比的增加均呈先增后減的趨勢。ZnO緩沖層的加入有利于提高AZO薄膜的結(jié)晶性能，且隨AZO薄膜，ZnO薄膜厚度的增加結(jié)晶性能變好。增加ZnO緩沖層的厚度有利于提高薄膜