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1、磁控溅射法制备AZO透明导电薄膜及其性能研究暨南大学硕士论文磁控溅射法制备AZO透明导电薄膜及其性能研究论文摘要近年来,透明导电薄膜已成为液晶显示、触控面板、太阳能电池等的关键性材料之一,越来越受到人们的重视。且随着LCD的商品化、彩色化、大型化和提高太阳能电池能量转换效率的要求,对透明导电薄膜的要求也越来越高,需满足如下条件:电阻率低;透过率高;镀膜温度更接近室温;热稳定性优良;耐热性和耐碱性优良;硬度高;表面形状良好;与基底的附着性良好;能大面积均匀地镀膜;价格较低等。研究发现,掺铝氧化锌AZO薄膜具有同ITO薄膜可比
2、拟的光电特性,且在等离子体中化学稳定性较好、氧化锌和铝材料来源丰富、价格低廉、几乎无毒性,逐渐成为化合物半导体材料中一个新的研究热点,呈现取代ITO薄膜的趋势,开始逐步应用到众多领域中。本论文采用常温固相烧结法,自制不同Al掺杂浓度的AZO陶瓷靶材;采用射频磁控溅射法,通过改变沉积工艺参数,制备不同性能的AZO薄膜样品;研究分析了不同参数对AZO薄膜结构和性能的影响,提出昀佳工艺条件。结论如下:1)不同工艺条件下均得到了呈现较强002衍射峰的AZO薄膜;溅射功率为150W以下时,随着功率的提高,薄膜的结晶性越来越好,电阻率
3、呈下降趋势;随着工作压强的降低,002衍射峰越来越强,电阻率越来越小,0.4Pa时结晶效果昀佳;随着薄膜厚度的增加,电阻率逐渐减小,可见光区透过率有所下降。2)基底为室温时所得AZO薄膜的结晶性良好,导电性和透光性也较佳;随着基底温度的提高,薄膜晶粒变大,结晶程度有所提高;电阻率较大幅度下降。3)不同Al掺杂浓度的AZO薄膜均呈六方纤锌矿结构,且随着Al浓度的提高,薄膜的导电性有所下降,2at%掺杂浓度的AZO样品效果昀好。4)在空气中,不同温度、不同时间退火后,AZO样品的结晶性和导电性并未提高,但可见光区透过率有所增加
4、。关键词:AZO透明导电薄膜,磁控溅射,溅射功率,光学性能,电学性能I暨南大学硕士论文磁控溅射法制备AZO透明导电薄膜及其性能研究AbstractTransparentconductingthinfilmshaveattractedpeople’sattentionasmuchastheycaninrecentyears,andtheyarebecomingonekindofthekeymaterialstoproducethinfilmdisplays,touchpanelsandsolarcells.Withthede
5、velopmentofLCDtechnologyandtheenhancementofsolarcells’efficiency,thequalitydemandismuchmorerigorouslyfortransparentconductingthinfilms,suchas:lowresistivity,hightransmittance,andlowdepositingtemperature,goodthermalstability,highsharpness,goodsurfacecondition,higha
6、dhesivequality,lowpriceandsoonAluminumdopedzincoxidehassimilarelectricalandopticalpropertiestoITO,butitisanon-toxicmaterial,hashightemperaturestability,andcostlesstomanufacture,whichinturnmakesAZOasanidealalternativematerialforITOanddrawsgreatattentionnowadaysInth
7、ispaper,high-qualityZnO:AlAZOfilmswerepreparedbyusingRFmagnetronsputteringmethodwithhome-madeAZOceramictargetbychangingthesputteringconditions,andtheirsurfacemorphology,electricalandopticalpropertieswerestudied.Theresultsareasfollows:1Allthefilmspreparedshowgood00
8、2diffractionpeaks;inthisstudy,thecrystallizationandconductivityofAZOfilmsimproveswhenthesputteringpowerincreases;astheworkingpressuregoesup,theintensity
