低溫制備高電導(dǎo)摻氫AZO透明導(dǎo)電薄膜.pdf

1、與錫摻雜氧化銦（ITO）相比，摻鋁氧化鋅（AZO）透明導(dǎo)電薄膜有材料無毒、材料豐富、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為了目前TCO薄膜研究熱點(diǎn)。然而低溫下制備的AZO薄膜的電阻率還沒有達(dá)到ITO的水平，因此降低AZO薄膜的電阻率是一個重要的研究課題。最近有學(xué)者指出摻雜H可以改變AZO薄膜的光電性質(zhì)，所以本論文主要圍繞提高摻氫AZO薄膜性能來進(jìn)行。
　　一、AZO薄膜沉積參數(shù)的優(yōu)化。我們實(shí)驗(yàn)室之前沒有用陶瓷靶、直流磁控濺射方法制備ZnO的研究

2、，因此我們先不摻雜氫氣，通過改變?yōu)R射功率、摻雜氧氣、濺射時間、濺射壓強(qiáng)、襯底溫度來尋找最優(yōu)參數(shù)。
　　1）濺射功率對AZO薄膜性能的影響。隨著濺射功率的增加（100-230W），AZO薄膜的電阻率減小，最小為5×10-3Ω.cm；在可見光區(qū)的透射率最大為91％；AZO薄膜的擇優(yōu)取向由（002）面轉(zhuǎn)向（103）面；AZO薄膜的表面晶粒增大，晶界減小。
　　2）摻雜氧氣對AZO薄膜的影響。在濺射過程中通入0.2sccm氧氣，AZ

3、O薄膜的電阻率由7.6×10-3Ω.cm減小到5×10-3Ω.cm；薄膜的透射率有輕微的增加。
　　3）濺射時間對AZO薄膜性能的影響。隨著沉積時間的增多（10-20min）,AZO薄膜的電阻率先減小后增大，濺射時間15min時，薄膜的電阻率最低為4.18×10-3Ω.cm；薄膜在可見光區(qū)的透射率為93%；薄膜厚度變厚，薄膜的表面晶粒變大，致密性更好。
　　4）濺射壓強(qiáng)對AZO薄膜的影響。隨著壓強(qiáng)的增加（0.4-0.6Pa）

4、，AZO薄膜的電阻率先減小后增大，當(dāng)濺射壓強(qiáng)0.5Pa時，薄膜的電阻率最低為5×10-3Ω.cm；薄膜透射率為92%；薄膜表面的晶粒最致密，且缺陷較少。
　　5）襯底溫度對AZO薄膜的影響。隨著襯底溫度的增加（100-200℃），AZO薄膜的電阻率減小，最低為2×10-3Ω.cm；薄膜的表面形貌也隨著襯底溫度的升高而變得更致密、晶粒更大、晶界更小。
　　二、上面最佳參數(shù)的基礎(chǔ)上，在AZO薄膜的制備過程中摻雜氫氣。主要研究氫氣

5、的流量和襯底溫度對AZO薄膜性能的影響。
　　1）氫氣流量對AZO薄膜性能的影響。隨著氫氣流量的增加（0.4-1.2sccm），薄膜的電阻率先減小后增大，氫氣流量0.8sccm時電阻率最低為3.07×10-3Ω.cm；薄膜在可見光區(qū)的透射率為93%以上。
　　2）襯底溫度對氫摻雜 AZO薄膜性能的影響。隨著襯底溫度的增加（100-200℃），摻氫 AZO薄膜的電阻率先減小后增大，襯底溫度175℃時電阻率為1×10-3Ω.cm