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文檔簡介
1、鋁摻雜氧化鋅(AZO)薄膜,具有良好的光電學(xué)性能,同時(shí)原料豐富、成本低、無毒,而在平板顯示器、薄膜太陽能電池、觸摸屏等光電設(shè)備上有較好的應(yīng)用前景,是目前替代氧化銦錫(ITO)主流透明導(dǎo)電薄膜的研究熱點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)AZO薄膜的低成本制備,同時(shí)提高其光電性能,對于降低光電器件的成本具有重大意義。磁控濺射法因具有沉積速率高、基底溫度較低且薄膜的附著性好等優(yōu)點(diǎn),而被研究者廣泛用來制備AZO薄膜。
不同于常規(guī)的AZO陶瓷靶材,本文以金屬Zn和
2、Al為靶材,采用雙靶反應(yīng)磁控共濺射法,以期更低成本地制備出AZO透明導(dǎo)電薄膜;再通過退火,以提升 AZO薄膜的光電綜合性能;在此基礎(chǔ)上,為克服室溫沉積的較小厚度 AZO薄膜光電性能較差的問題,分別引入金屬Al層和Ag層,制備了三明治結(jié)構(gòu)的AZO/Al/AZO和ZnO/Ag/ZnO兩種ZnO基多層薄膜。
AZO薄膜的濺射試驗(yàn)表明,襯底溫度不變時(shí),隨著濺射功率、濺射氣壓和氧氬比的分別增大,AZO薄膜結(jié)晶質(zhì)量都先提高后降低;固定 Z
3、n靶材的直流濺射功率,逐漸增大Al靶的射頻功率,可制備出Al摻雜含量也逐漸增大(0.57~2.57at.%)的AZO薄膜。
將AZO薄膜在氮?dú)夂蜌錃饣旌蠚夥障?00℃退火處理1.5 h后,研究不同Al的摻雜含量對AZO薄膜結(jié)構(gòu)性能的影響。測試表明,隨著Al摻雜含量的增加,薄膜的光學(xué)帶隙先增大后減小,電阻率先降低后增加,可見光區(qū)透光率逐漸減小。當(dāng)Al摻雜含量為1.34at.%時(shí),薄膜的光學(xué)帶隙最大為3.511 eV,電阻率最低為
4、3.95×10-3Ω·cm,可見光區(qū)平均透過率達(dá)到83.68%。
濺射AZO/Al/AZO和ZnO/Ag/ZnO三明治結(jié)構(gòu)薄膜的試驗(yàn)表明,隨著中間層厚度的增加,薄膜的電阻率先減小后基本不變,透過率逐漸降低;隨著上下層厚度的增加,薄膜的電阻率逐漸增大,透過率先增大后減小。當(dāng)AZO/Al/AZO薄膜厚度為65/15/65 nm時(shí),薄膜電阻率為7.06×10-4Ω?cm,可見光區(qū)平均透過率65.76%,薄膜品質(zhì)因子為3.15×10-
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