直流反應(yīng)磁控濺射制備ZAO薄膜的工藝及理論研究.pdf

1、該文在綜述國內(nèi)外ZAO薄膜的研究發(fā)展概況基礎(chǔ)上,采用制備實(shí)驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的方法,從生產(chǎn)應(yīng)用的角度出發(fā),對ZAO薄膜的宏觀制備工藝及微觀粒子進(jìn)行了深入的研究.在商用FJS直流磁控濺射鍍膜機(jī)上,采用直流反應(yīng)磁控濺射制備技術(shù)進(jìn)行ZAO薄膜的制備實(shí)驗(yàn).用XRD、EDS、SEM、AES、紫外、紅外光度計(jì)及范德堡法等手段對制備的樣品進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)、光學(xué)和電學(xué)性能分析.得到ZAO薄膜具有(002)峰擇優(yōu)取向的ZnO纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu),Al的摻入沒有

2、形成Al<,2>O<,3>相;ZAO薄膜是由許多圓球狀微晶組成,晶粒尺寸約為100nm左右,大小均勻,晶界清晰;在可見光區(qū)透射率為80﹪以上,紅外波段反射率達(dá)70﹪以上;載流子濃度在10<'20>cm<'-3>數(shù)量級,遷移率在10~30cm<'2>v<'-1>s<'-1>電阻率為10<'-4>Ω·cm;在玻璃基片與ZAO薄膜之間存在20~30nm的過渡層.從大量的制備ZAO薄膜實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,分析直流反應(yīng)磁控濺射制備工藝參數(shù)對ZAO薄膜性能

3、的影響,總結(jié)出最佳制備工藝參數(shù):氧分壓為0.3Pa,氬分壓為0.4Pa,沉積溫度為200℃,濺射功率為150W,制備沉積時(shí)間為40min,靶基距為12cm,然后在真空環(huán)境下退火處理1小時(shí),退火溫度為150℃.用此工藝制備出的ZAO薄膜,其薄膜上的Al含量為2.09wt﹪,膜厚在280nm左右,電阻率平均為7.06×10<'-4>Ω·cm,可見光區(qū)透射率平均為82.41﹪,光、電性能同時(shí)滿足使用要求,并且制備出的ZAO薄膜成分均勻,導(dǎo)電性