濺射氣壓對Al摻雜ZnO薄膜光電性能的影響

高松華， 高立華， 肖榮輝

(三明學院機電工程學院， 福建三明 365004)

濺射氣壓對Al摻雜ZnO薄膜光電性能的影響

高松華， 高立華， 肖榮輝

(三明學院機電工程學院， 福建三明 365004)

采用射頻磁控濺射技術(shù)，在常溫狀態(tài)下在玻璃襯底上制備了Al摻雜ZnO透明導電薄膜．利用XRD和AFM分別對薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和表面微觀形貌進行了表征，利用紫外-可見分光光度計和霍爾效應(yīng)測試儀對薄膜的光電性能進行了測試，并分析討論了不同濺射氣壓對Al摻雜ZnO薄膜結(jié)構(gòu)、形貌和光電性能的影響．結(jié)果表明，在本實驗條件下制備的薄膜均為良好的c軸擇優(yōu)取向；在可見光范圍內(nèi)樣品的平均透過率都高于85%；在濺射氣壓為1．2Pa時，薄膜的結(jié)晶度、電阻率和透過率都達到了最佳值．

磁控濺射；Al摻雜ZnO薄膜；濺射氣壓；電阻率；透過率

本征氧化鋅薄膜的電阻率高于105Ω·cm， 摻雜(Al、 In、 B、 Ga等)可使其電阻率降低， 導電性能大幅提高[1-4]， 這是因為Al摻雜ZnO時， 鋁原子的半徑(0.057 nm)比鋅的原子半徑(0.083 nm)小， 鋅原子容易被鋁原子代替， 鋁原子容易成為間隙原子而存在. 由于摻鋁氧化鋅(Al∶ZnO)薄膜與納米銦錫(ITO)的光電性能相近， 具有高的透過率和低的電阻率， 所以摻鋁氧化鋅作為n型氧化鋅材料， 是研究最為廣泛的透明導電薄膜[5-7].

制備摻鋁氧化鋅(Al∶ZnO)薄膜的方法很多， 而采用射頻磁控濺射技術(shù)制備的薄膜不僅純度高、 薄膜致密性好、 膜與基片附著力強， 而且制備工藝重復性好. 所以， 本文采用射頻磁控濺射技術(shù)， 常溫狀態(tài)下在普通玻璃基底制備了高……