al摻雜zno薄膜制備工藝的研究

al摻雜zno薄膜制備工藝的研究

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1、中南民族大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要Al摻雜ZnO薄膜(AZO)是一種新型的透明導(dǎo)電薄膜,具有廣泛應(yīng)用前景。采用高密度AZO靶材用RF磁控濺射法在玻璃襯底上制備出AZO薄膜樣品,研究了鍍膜時間、靶襯距、Ar氣壓強、濺射功率、襯底溫度等制備工藝對薄膜的電阻率、透過率及薄膜結(jié)構(gòu)的影響,并進一步優(yōu)化工藝參數(shù),制備出性能優(yōu)良的AZO薄膜;針對AZO薄膜性能上和應(yīng)用中存在的問題,從復(fù)合薄膜的角度對膜系進行了一些改進嘗試。具體如下:1、氬氣壓強小于0.8Pa時方阻在10--20?/□范圍內(nèi),變化很?。划攭簭娫龃蟮?.8Pa以后,方阻迅速增大到96?/□。同時隨著氬氣壓強增大,可見光透

2、過率呈線性下降趨勢。在0.3-0.6Pa的氬氣壓強范圍內(nèi),薄膜綜合性能較好。-32、電阻率隨濺射功率增大呈減小趨勢,功率從100W增加到200W時,從10??cm-4降低到10??cm量級,之后趨于飽和。同時薄膜透過率、紫外吸收區(qū)受濺射功率影響都較小??梢源_定在200-300W范圍內(nèi),是較佳的功率范圍。3、電阻率在靶襯距從38mm增加到45mm時逐步下降,當靶襯距繼續(xù)增大后電阻率開始逐步上升。薄膜透過率也隨靶襯距的增大呈下降趨勢,在38mm靶襯距時可見光透過率只有74%。4、提高襯底溫度可以提高沉積粒子的成膜活性,優(yōu)化薄膜結(jié)構(gòu),減少界面缺陷,改善薄膜的光電性能。但

3、過高的溫度,反而使薄膜晶向變差,薄膜性能降低。本組實驗中,襯底溫度在400--450℃范圍內(nèi),薄膜具有良好電學(xué)及光學(xué)性能。5、隨鍍膜時間增加,薄膜厚度線性增加,AZO薄膜電學(xué)特性改善。但是厚度繼續(xù)增加,薄膜晶體結(jié)構(gòu)反而惡化,電阻率升高。在本組實驗中,30min時的樣品具有良好的導(dǎo)電性。隨鍍膜時間的增加,薄膜的透過率呈下降趨勢。6、綜上所述,選定工藝參數(shù)在濺射功率為300W、襯底溫度為200℃、靶襯距為45mm、工作氣壓為0.3Pa、鍍膜30min時,獲得電阻率為2.3×10-4Ω.cm,透過率為81%的AZO薄膜樣品,綜合性能良好。7、針對AZO薄膜抗功能衰退性等

4、問題,嘗試了在AZO薄膜上加鍍ITO覆蓋層的工-4藝,所制備的AZO復(fù)合薄膜電阻率顯著下降,一般為10Ω.cm量級。同時,針對AZO與玻璃襯底之間晶格匹配的問題,進行了加鍍ZnO過渡層的實驗,結(jié)果表明薄膜結(jié)構(gòu)得IAl摻雜ZnO薄膜制備工藝研究以優(yōu)化,證明了其可行性關(guān)鍵詞:AZO薄膜;電阻率;透過率;制備工藝II中南民族大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractAl-dopedZnOthinfilmsastransparentconductivefilmhasabroadapplicationprospects.WehavepreparedAZOthinfilmsonglas

5、ssubstratesbyRFmagnetronsputteringusingAZOtarget.Westudiedtheeffectsofcoatingtime,target-substratedistance,Arpressure,sputteringpower,substratetemperature,etconresistivity,transmittance,structureofthefilmsandthenfurtheroptimizedtheparameterstoprepareAZOthinfilmsinbetterperformance.Aim

6、ingtoimprovetheperformanceandapplicationsproblemsofAZOfilms,wefollowtheperspectiveofcomplexthinfilmcoatingsandtryanumberofimprovements.Asfollows:1.Resistancehasasmallchanges(inthe10--20?/□range)whenargonpressureislessthan0.8Pa,andasthepressureincreasedto0.8Pa,thesquareresistancerapidl

7、yincreaseto96?/□.Atthesametimeastheincreaseofpressure,transmittanceislineardownwardtrend.Rangeof0.3-0.6Patheargonpressureisappropriate.2.Whenthepowerincrease,energyoffilm-formingparticlesleadtofilmgrainoptimization,conducivetodropofresistivity.However,powertomorethan200w,theresistivit

8、ytend

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