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1、反应压力对MOCVD法沉积ZnO薄膜性质的影响第18卷第7期2007年7月光电子?激光Journalofoptoelectronics?LaserVo1.18No.7Ju1.2007?光电子器件和系统?反应压力对MOCND法沉积ZnO薄膜性质的影响陈新亮一,薛俊明,张德坤,孙健,任慧志,赵颖,耿新华(南开大学光电薄膜器件与技术研究所,光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津300071)摘要:研究了反应压力对金属有机化学气相沉积(M0cvD)技术制备未掺杂ZnO薄膜的微观结构和光电特
2、性影响.X射线衍射(XRD)和扫描电子镜(SEM)的研究结果表明,随着反应压力的降低,Zn0薄膜(002)择优峰的强度呈现相对减弱趋势,并且出现了较强的(110)峰;Hall测量表明,低的反应压力有助于提高薄膜电学特性.200Pa时制备出的zn0薄膜具有明显的"类金字塔"状绒面结构,电阻率为1.28×10—2Q?cm.实验中沉积的ZnO薄膜在600~2600nm内平均透过率超过8O,而短波长范围由于光散射作用,0薄膜的垂直透过率有所下降.关键词:金属有机化学气相沉积(MOCVD);Zn0薄膜;透明导电氧化物(TC0);
3、太阳电池中图分类号:TN304;0484.1文献标识码:A文章编号:10O5～OO86(20O7)070763-04EffectofReactionPressureontheChracteristicsZnOThinnlrnasTCOGrownbyⅣ【(ICDTechniqueCHENXin-liang一,XUEJun-ming,ZHANGDe-kun,SUNJian,RENHui-zhi,ZHAOYing,GENGⅪn-hua(InstituteandTianjinKeyLaboratoryofPhoto-Elect
4、ronicsThinFi1mDevicesandTechnique,NankaiUniversity,KeyLaboratoryofOpto-electronicInformationScienceandTechnologyofEMC,Tianjin300071,China)Abstract:Micmstructural,opticalandelectricalpropertiesofup-dopedZnOfilmsgrownbymetalorganicchemicalvap0rdep-osition(MOCVD)at
5、differentreactionpressureswereinvestigated.XRDspectraandSEMimagesindicatedthat(002)weakenedwiththedecreaseofreactionpressureand(110)peakofZnOfilmstrengthenedatacertainpressure,espedallyat200Pa.LowreactionpressurecontributedtoenhancetheelectricalpropertiesofZnOfi
6、lms.At200Pa,ZnOfilmpresentedpyramide-liketexturedmorphologywiththelowresistivityof1.28X10—Q?CI'ILTheaveragetransmittanceofthesefilmswasabove80%inthewavelengthrangefrom600tO2600nin,whiledecreasedinshortwavelengthregionduetOthelightscattering.Keywords:metalorganic
7、Chemicalvapordeposition(MOCVD);ZnOfilms!transparentconductiveoxide(TCO);SO一】atce11s1引言近年,透明导电氧化物(TC0)薄膜被应用在非晶硅(a-Si)和微晶硅(ue-Si)薄膜太阳电池的前电极和背反射层[1,2l.ZnO是Ⅱ_Ⅵ族具有纤锌矿结构的直接宽带隙化合物质半导体材料,ZnO薄膜结构上天然存在zn间隙和O空位,使其呈现n型半导体[.与In2Oa,Sn02等TCO材料相比,ZnO由于其材料价格低廉,可较低温下沉积以及在H等离子体氛围中
8、性能稳定而备受青睐.制备ZnO-212;O薄膜的方法很多l_4~7],其中金属有机化学气相沉积(MOCv】])技术可直接生长出具有粗糙表面的绒面ZnO薄膜,并且生长温度低(～150℃),可以实现大面积沉积__8l8.在MOCvD技术生长ZnO薄膜的实验中,反应压力是重要参数之一.Wenas等[9]研究了反应压力在1600~2660
