透明導(dǎo)電薄膜ZAO的制備與特性研究.pdf

1、透明氧化物(TCO)薄膜因具有優(yōu)異的光電性能而被應(yīng)用在各種光電器件中，如平面液晶顯示器、太陽能電池等。隨著TCO薄膜制備方法的不斷改進、成熟以及聚合物基TCO薄膜的開發(fā)，TCO薄膜將具有更廣闊的應(yīng)用發(fā)展空間。
　　 本文首先介紹了透明導(dǎo)電氧化物薄膜的發(fā)展歷程以及應(yīng)用領(lǐng)域，針對其面臨的主要問題，引出新一代透明導(dǎo)電氧化物薄膜材料：摻鋁ZnO(ZAO)，論述了ZAO薄膜的電學(xué)、光學(xué)性能；并對制備方法作了比較詳盡的介紹，包括激光脈沖沉積

2、法、噴霧熱解法、分子束外延法、金屬有機物化學(xué)氣相沉積法、溶膠凝膠法和磁控濺射法等。
　　 本文采用自制的ZAO靶材在玻璃基片上用射頻(RF)磁控濺射的方法制備ZAO薄膜。實驗部分從ZAO陶瓷靶材鋁摻雜量的探討開始，選取ZnO、Al2O3為原料(Al摻雜量為2.5wt％)，通過固相反應(yīng)制備ZAO陶瓷靶材。靶材SEM和XRD分析表明，靶材結(jié)晶良好，表面光滑致密。
　　 對射頻濺射生長出來的薄膜通過四探針測試儀測試薄膜方阻，X

3、RD分析晶體結(jié)構(gòu)，分光光度計測量可見光透射率，AFM表征表面形貌和粗糙度，并對光致發(fā)光PL譜做了相應(yīng)的研究。探討了摻鋁以及射頻濺射工藝中濺射時間、濺射功率、氣體壓強、基片溫度等工藝參數(shù)對薄膜性能的影響。研究得出結(jié)論：
　　 1.沉積的薄膜結(jié)構(gòu)均為(002)方向擇優(yōu)生長，且具有較高的透射率(80％)，并且由于Al摻雜，薄膜紫外線截止邊向短波方向移動。室溫光致發(fā)光PL譜出現(xiàn)藍紫雙峰。
　　 2.適當增加濺射時間，提高濺射功率

4、，可以降低薄膜方阻，但是可見光透射率有所下降。綜合考慮光學(xué)和電學(xué)性能，選取60min為參考時間，120W為功率上限。
　　 3.實驗過程中Ar氣流量保持同一水平，氣體壓強的變化改變了真空鍍膜室中氣體的相對濃度比，直接決定了入射離子電流的強度以及濺射粒子在遷移至基片過程中受到散射的強度。當氣體壓強為0.55Pa時，制備所得薄膜方阻最低，且可見光容易透過，因此得出結(jié)論，0.55Pa為最佳工作壓強。
　　 4.當基片溫度小于1