ZnO：Al透明導(dǎo)電薄膜的磁控濺射制備及其特性研究.pdf

1、本文采用直流磁控濺射技術(shù)在玻璃襯底上制備ZnO:Al透明導(dǎo)電薄膜,研究了襯底溫度、濺射功率、退火氣氛等工藝參數(shù)對(duì)薄膜性能的影響,并對(duì)薄膜其影響機(jī)制進(jìn)行了探討。在此基礎(chǔ)上,以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量ZnO:Al薄膜的低溫沉積為目標(biāo),采用在濺射氣氛中引入H2和ZnO:Al靶、Zn靶兩靶共濺射兩種方法制備ZnO:Al薄膜來(lái)改善低溫沉積下的電學(xué)性質(zhì)。得出以下主要結(jié)果:
　　 (1)采用直流(DC)磁控濺射技術(shù),以ZnO:Al陶瓷靶(ZnOwt％:Al

2、2O3wt％=98:2)為靶材,在玻璃襯底上制備高透明和高導(dǎo)電的ZnO:Al薄膜。所制備的ZnO:Al薄膜均為具有(002)面擇優(yōu)取向的六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)且c軸垂直于襯底,薄膜的晶粒尺寸均在18-32nm之間。
　　 (2)襯底溫度、濺射功率和退火氣氛等因素對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)、光學(xué)及電學(xué)性能均有很大的影響。襯底溫度為400℃、濺射功率為120 W時(shí),ZnO:Al薄膜的結(jié)晶性能最好。所有的ZnO:Al薄膜在可見(jiàn)光區(qū)域均表現(xiàn)出了良好的透過(guò)性能

3、。隨著襯底溫度的升高,薄膜電阻率下降,當(dāng)襯底溫度為500℃時(shí),ZnO:Al薄膜的電阻率降到最低,在真空、Ar氣等氣氛下退火后,ZnO:Al薄膜電阻率降低,而在O2,N2和空氣等氣氛下退火后,ZnO:Al薄膜電阻率增加。
　　 (3)采用在濺射氣氛中通入H2、襯底溫度為200℃的低溫條件下制備ZnO:Al薄膜。隨著濺射氣氛中H2流量的增加,薄膜的晶粒尺寸減小,載流子濃度上升,電阻率下降；薄膜在400-900 nm范圍內(nèi)透過(guò)率均保持