ZnO基透明導(dǎo)電薄膜的制備及性能優(yōu)化.pdf

1、透明導(dǎo)電薄膜是一種把透明性和導(dǎo)電性相結(jié)合的功能薄膜材料，廣泛應(yīng)用于液晶顯示器、太陽(yáng)能電池、節(jié)能玻璃等光電領(lǐng)域。在這類材料中，ZnO透明導(dǎo)電薄膜不僅具有良好的光電性能，而且原材料豐富，價(jià)格便宜，無(wú)毒無(wú)污染，在氫等離子環(huán)境中穩(wěn)定性好，是一種最有希望替代ITO的透明導(dǎo)電氧化物。
　　 本文采用射頻磁控濺射制備F摻雜ZnO(FZO)透明導(dǎo)電薄膜，重點(diǎn)研究了濺射氣壓、濺射溫度等工藝參數(shù)對(duì)薄膜性能的影響。為了獲得更好的薄膜光電性能，我們采用

2、直流磁控技術(shù)與射頻磁控技術(shù)相結(jié)合的方法制備了FZO/AgFZO多層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜，重點(diǎn)研究了Ag層厚度對(duì)薄膜性能的影響.通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究主要得到以下結(jié)果：
　　 1.采用射頻磁控濺射FZO陶瓷靶，在玻璃襯底上制備了FZO透明導(dǎo)電薄膜。當(dāng)F含量(3at.％)、濺射壓強(qiáng)(0.7Pa)、濺射功率(100W)等工藝參數(shù)一定時(shí)，關(guān)鍵在于控制濺射溫度。在濺射溫度為350℃時(shí)，薄膜性能達(dá)到最佳；此時(shí)FZO透明導(dǎo)電薄膜的電阻率為6.24×10-2

3、Ωcm，Hall遷移率和載流子濃度分別為1.64cm2/Vs和8.96×1019cm-3，透射率達(dá)90％，品質(zhì)因子最高為1.68×10-4Ω-1。
　　 2.室溫條件下在玻璃襯底上制備了FZO/Ag/FZO透明導(dǎo)電薄膜，重點(diǎn)研究了Ag層厚度對(duì)多層膜各項(xiàng)性能的影響。隨著Ag層厚度的變化，F(xiàn)ZO/Ag/FZO透明導(dǎo)電薄膜透明導(dǎo)電薄膜的結(jié)構(gòu)形貌、電學(xué)性能和光學(xué)性能也發(fā)生相應(yīng)變化。當(dāng)Ag層厚度控制在8nm左右，制備得到了綜合性能最佳的透

4、明導(dǎo)電薄膜，在可見光波段的平均透射率高達(dá)90％，電阻率為5.65×10-5Ω·cm，方塊電阻為4.71Ω/sq，載流子濃度為6.49×1021cm-3，Hall遷移率為17cm2/Vs，品質(zhì)因子高達(dá)7.41×10-2Ω-1。
　　 3.室溫條件下在PC柔性襯底上制備了FZO/Ag/FZO透明導(dǎo)電薄膜，并與Ag/FZO和FZO/Ag雙層膜進(jìn)行性能比較。重點(diǎn)研究Ag層的沉積時(shí)間對(duì)這三種透明導(dǎo)電薄膜性能的影響。Ag層沉積時(shí)間對(duì)FZO/