磁控濺射技術(shù)制備Al2O3摻雜ZnO透明導(dǎo)電膜的薄膜性能研究.pdf

1、氧化鋅(ZnO)薄膜是一種直接寬禁帶(3.3eV)半導(dǎo)體材料,由于其在結(jié)構(gòu)、電學(xué)和光學(xué)等方面的諸多優(yōu)點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用于光電器件上。ZnO:Al(AZO)薄膜相對(duì)于ITO薄膜具有更低的電阻率和更高的可見光透過率,因而有望成為替代ITO主要的透明導(dǎo)電材料。AZO薄膜相對(duì)于ITO材料,具有價(jià)格低廉且無污染,原材料豐富的優(yōu)點(diǎn),是目前較為理想的透明導(dǎo)電材料。目前制備AZO薄膜的方法有很多,其中磁控濺射技術(shù)相對(duì)于其他薄膜制備技術(shù),具有較高的沉積速率

2、與均勻性,從而成為AZO薄膜的重要制備技術(shù)之一。
　　本文首先對(duì)氧化鋅薄膜和透明導(dǎo)電薄膜的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、以及發(fā)展進(jìn)行了總結(jié),再對(duì)鋁摻雜氧化鋅薄膜(AZO)的性能特點(diǎn)進(jìn)行了介紹,之后對(duì)AZO薄膜的制備方法和用途進(jìn)行了綜合描述,并指出了透明導(dǎo)電薄膜未來的發(fā)展趨勢(shì)。
　　在此基礎(chǔ)上,本實(shí)驗(yàn)采用射頻磁控濺射的方法,以純度3N的98wt％ZnO,2wt%Al2O3陶瓷靶為濺射靶材,在玻璃襯底上制備了Al2O3摻雜的ZnO薄膜。采用X射線

3、衍射(XRD)儀、掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外可見光譜儀(UV-Vis)等方法測(cè)試和分析了不同襯底溫度,濺射偏壓以及退火工藝對(duì)AZO薄膜的形貌結(jié)構(gòu)、光電學(xué)性能的影響。得到了以下的結(jié)論:
　　通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了:襯底溫度、濺射偏壓和熱處理氣氛等因素對(duì)薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、光電性能均有很大的影響。所有制備得到的AZO薄膜,均為c軸垂直于襯底的(002)面擇優(yōu)取向的六角鉛鋅礦結(jié)構(gòu),在可見光區(qū)區(qū)域內(nèi)均表現(xiàn)出了良好的光透過性。其中當(dāng)襯底溫度