室溫下射頻濺射制備AZO薄膜及其性能研究.pdf

1、同 ITO薄膜相比，鋁摻雜氧化鋅（AZO）薄膜由于具有可以媲美的光電性能，并且其具有原材料豐富、制備成本低、性價比高、無毒害作用、環(huán)境穩(wěn)定性好、便于后期加工等優(yōu)點，可以廣泛應用于平板顯示器、薄膜太陽能電池等重要領域，大有在未來取代 ITO薄膜在透明導電薄膜領域地位的趨勢。近幾十年來，關(guān)于AZO薄膜的制備工藝以及性能優(yōu)化的研究，國內(nèi)外的研究者已經(jīng)做了大量的工作，同時也取得了很多成果。磁控濺射法具有操作簡單、工藝穩(wěn)定、鍍膜均勻等突出優(yōu)點，是

2、制備AZO薄膜最常用和最成熟的方法。但是，在大多數(shù)關(guān)于用磁控濺射法制備 AZO薄膜的報道中，沉積 AZO薄膜都是要在高溫下進行的，即在鍍膜時要對基片加熱，或者是在鍍膜過程結(jié)束后對樣品進行退火處理。如此一來，就限制了薄膜在柔性襯底和某些敏感的光阻材料等不能耐受高溫的材料上的應用。
　　鑒于此，本論文對室溫下采用磁控濺射法制備AZO薄膜進行了研究。采用射頻濺射，使用Al摻雜量為2 wt％的AZO陶瓷靶材，普通載玻片作為基片，在室溫下制

3、備AZO薄膜樣品。研究了多組參數(shù)對薄膜性能的影響，并引入性能指數(shù)作為衡量薄膜光電綜合性能的指標。同時，提出了在基片和膜層之間使用SiO2薄膜作為緩沖層，對引入緩沖層前后樣品的性能進行了對比，得出結(jié)論如下：
　?。?）在本論文所述的實驗條件下，所制備的 AZO薄膜結(jié)晶性能良好，樣品中的晶粒都是在（002）面擇優(yōu)取向生長的；
　?。?）經(jīng)過各組樣品的性能比對，得出的制備AZO薄膜的最佳工藝參數(shù)為：濺射功率300 W，工作氣壓0.

4、25 Pa，沉積時間30 min。在最佳參數(shù)下沉積的薄膜，晶粒尺寸較大、結(jié)構(gòu)完整，方塊電阻為27.98Ω/□，可見光波段的平均透過率大于80%，性能指數(shù)ΦTC為4.32×10-3Ω-1；
　?。?）引入SiO2緩沖層可以大幅度地提高AZO薄膜的電學性能。所制備的薄膜樣品相較于直接在載玻片上鍍膜，其方塊電阻值都大幅度減小。使用合適厚度 SiO2薄膜作為緩沖層，可以減少薄膜中的殘余應力，還可以起到阻礙基片中的Na+進入到膜層中的作用，