射頻磁控濺射大尺寸ZnO-Al薄膜生長工藝及性能研究.pdf

1、透明導(dǎo)電薄膜（TCO）具有低的電阻率、可見光范圍高的透射率，由于其獨特的電學(xué)和光學(xué)特性，在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。相對于ITO材料，Al摻雜ZnO（AZO薄膜）透明導(dǎo)電薄膜原料來源豐富、價格低廉、無毒，而且在氫等離子體氣氛中比ITO薄膜穩(wěn)定的優(yōu)點，是理想的透明氧化物材料。
　　本課題采用射頻磁控濺射方法，以ZnO:Al2O3（2wt％Al2O3）為靶材在大尺寸襯底玻璃（300×300mm）上制備ZnO:Al透明導(dǎo)電薄膜。利用掃描

2、濺射模式在不同工藝條件下制備ZnO:Al薄膜，分析襯底基片上薄膜膜厚和電阻率的橫向分布，研究掃描濺射模式下制備薄膜的均勻性問題。在討論薄膜均勻性基礎(chǔ)上，研究濺射功率、襯底溫度、工作氣壓對薄膜的沉積速率、組織結(jié)構(gòu)、表面形貌、光學(xué)及電學(xué)性質(zhì)的影響。利用X射線衍射儀、SEM、臺階儀、紫外可見光分光光度計、Hall效應(yīng)自動測試儀對ZnO:Al薄膜的結(jié)構(gòu)及光電性能進行表征。
　　研究結(jié)果表明：掃描濺射模式下制備ZnO:Al薄膜均勻性良好，薄

3、膜樣品膜厚和電阻率在橫向襯底基片上分布均勻。在不同濺射條件下，制備的ZnO:Al薄膜為六方鉛鋅礦多晶結(jié)構(gòu)并沿c軸（002）垂直于襯底表面擇優(yōu)取向性生長。在不同的濺射功率條件制備的ZnO:Al薄膜，功率增加，薄膜的沉積速率提高，薄膜的結(jié)構(gòu)與光電性能改善明顯，在1400W時取得最低電阻率為1.006×103cm。不同溫度變化參數(shù)條件下，襯底溫度的增加，薄膜結(jié)晶性能變好，當(dāng)襯底溫度為280℃時，薄膜的光電性能最優(yōu)，電阻率為2.0224×103