Al摻雜GZO薄膜的光電性能及殘余應(yīng)力研究.pdf

1、本論文為了研究不同實(shí)驗(yàn)條件下制備的Al摻雜GZO薄膜（簡(jiǎn)稱AGZO薄膜）的光電性能及殘余應(yīng)力等參數(shù)，通過磁控濺射的實(shí)驗(yàn)方法，運(yùn)用兩塊靶材共濺射的方法，利用Al靶和Ga2O3:ZnO靶（以下均簡(jiǎn)稱GZO靶）同時(shí)向玻璃基片上濺射，制備出不同Al靶濺射時(shí)間下、不同Al靶濺射功率下、不同GZO靶濺射功率下的AGZO薄膜樣品，并對(duì)不同Al靶濺射時(shí)間下、不同Al靶濺射功率下制備的AGZO薄膜樣品進(jìn)行了真空退火處理。并且通過X射線衍射分析儀、掃描電子

2、顯微鏡、分光光度計(jì)、霍爾測(cè)試儀等測(cè)試設(shè)備，以及通過相關(guān)理論、公式的計(jì)算，對(duì)制備的AGZO薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能、殘余應(yīng)力、電學(xué)性能等參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量分析。
　　1.當(dāng)改變Al靶進(jìn)行濺射的時(shí)間，使其依次從1分鐘增加至3、5、7、9分鐘時(shí)：(1)制得的AGZO薄膜樣品均具有(002)方向的擇優(yōu)取向，依據(jù)謝樂公式估算的平均晶粒尺寸以及SEM形貌圖來看，其薄膜晶化程度先變好后變差；(2)AGZO薄膜在可見光波段平均透過率先降低，后升高；(

3、3)電阻率先降低后升高，當(dāng)樣品晶化程度變好時(shí)，電阻率下降；結(jié)晶性惡化時(shí)，電阻率增大；(4)殘余應(yīng)力隨著Al靶濺射時(shí)間的增加，基本逐步增大。改變Al靶濺射時(shí)間時(shí)，五個(gè)AGZO薄膜樣品中，在可見光區(qū)，最高的平均透過率為91.41％；電阻率最低值為11.46×10-3Ωcm。
　　2.當(dāng)改變Al靶濺射功率，使其依次為30、40、50、60、70 W時(shí)：(1)制得的AGZO薄膜樣品同樣也為(002)擇優(yōu)取向，其晶化程度先改善后變差；(2)

4、可見光波段的平均透過率先降低后升高；(3)電阻率先升高后降低；(4)殘余應(yīng)力先升高后下落，最后出現(xiàn)小幅回升。改變Al靶濺射功率制備的5個(gè)AGZO薄膜樣品中，可見光平均透過率最高值和殘余應(yīng)力最低值，分別為91.49%和1.77 GPa；電阻率的最低值為8.93×10-3Ωcm。
　　3.當(dāng)使得GZO靶材濺射功率依次為75、100、125、150、175 W時(shí)：(1)制備的AGZO薄膜樣品也僅出現(xiàn)(002)衍射峰，平均晶粒尺寸基本呈逐

5、漸增大趨勢(shì)，配合SEM形貌圖來看，其結(jié)晶性呈改善趨勢(shì)；(2)可見光波段平均透過率變化方向不明確，但可見光波段透過率均在88%以上；(3)電阻率隨GZO靶濺射功率的升高逐漸降低；(4)當(dāng)GZO靶材為150 W的濺射功率時(shí)，制得的AGZO薄膜的殘余應(yīng)力明顯高于其他，其余四個(gè)參數(shù)下殘余應(yīng)力變化幅度較不顯著。其中當(dāng)GZO靶濺射功率為175 W時(shí)，最大平均晶粒尺寸為29.04 nm，最優(yōu)的電阻率為6.36×10-3Ωcm。
　　4.經(jīng)過真空