薄厚对gzo透明导电薄膜结构和光电性能的影响

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1、h薄厚对GZO透明导电薄膜结构和光电性能的影响#张传瑜，王绪本，邓邦林，史顺平*510（成都理工大学地球物理学院，成都，610059）摘要：本文主要是采用射频磁控溅射的方法在玻璃衬底上沉积掺镓氧化锌(GZO)透明导电薄膜。通过X射线衍射仪（XRD）、紫外可见分光光度计、Hall效应测试仪等仪器测试分析了薄膜厚度对薄膜的晶体结构、光学和电学性能的影响。实验结果表明，GZO薄膜具有良好的c轴择优取向，且衍射峰强度随膜厚增加呈现出增强趋势。在可见光范围内的光学平均透过率均为90%以上，且随膜厚的增加逐渐降低。同时也表明薄膜的体电阻率受膜厚影响较大。在综合考虑光电性能的前

2、提下膜厚为510nm时的GZO薄膜成膜质量最佳。关键词：应用物理学；掺镓氧化锌；膜厚；磁控溅射；光电特性；中图分类号：O48415EffectoffilmthicknessonstructureandoptoelectricalpropertiesofGZOTransparentconductivefilmsZHANGChuanyu,WANGXuben,DENGBanglin,SHIShunping(GeophysicsSchool,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu,610059)2025303540Abstract:The

3、gallium-dopedzincoxide(GZO)transparentconductivefilmsweresuccessfullypreparedonglasssubstratesbytheradio-frequencymagnetronsputteringtechnique.EmployingX-raydiffraction(XRD),UV-visiblespectrophotometer,HallEffectmeasurementinstrument,thecrystalstructureandoptoelectricalpropertiesofGZOth

4、infilmsweremeasuredandanalyzedindetail.TheexperimentalresultsshowthatallofGZOfilmsarepolycrystallinewithahexagonalstructureandapreferredorientationalongthec-axis.Andthediffractionpeakintensitygraduallyincreaseswiththeincreaseoffilmthickness.Theaverageopticaltransmittanceinthevisiblerang

5、eisallabove90%.Inaddition,thebodyresistivitiesoffilmswereaffectedbythefilmthickness.Finally,thefilmwiththethicknessof510nmhasthebestqualityaccordingtotheoptoelectricalproperties.Keywords:AppliedPhysics;Gallium-dopedZnO;Filmthickness;Magnetronsputtering;Optoelectricalproperty0引言透明导电氧化物(T

6、ransparentConductingOxides,TCOs)薄膜在可见光区具有很高的透过率、在红外区具有很高的反射率且具有较低的电阻率,因此其在太阳能电池、平面液晶显示器(LCD)、节能视窗和有机发光二极管(OLED)等领域得到了广泛应用。近年研究表明，通过ZnO薄膜及其掺杂体系可以获得低电阻、高透过率和高质量的ZnO薄膜，以适应作为电极的需要。故而它是用作透明电极的绝好材料，加之其原料丰富、成本低廉、性能优异，ZnO薄膜有望成为ITO的替代材料。目前，研究人员关于ZnO基薄膜的制备和生长机理的研究很多，且均已采用不同技术制作了掺杂不同元素的ZnO透明导电薄膜，近

7、几年研究Al掺杂ZnO的实验和理论研究较多。较之于ZAO等透明导电薄膜，GZO具有许多独特之处，在未来透明导电薄膜的发展中，基金项目：高校博士点专项科研基金联合资助课题（20095122110016）；四川省教育厅一般项目（11ZB036、11ZB266）作者简介：张传瑜（1980-），男，副教授。主要研究方向：应用物理学，地球物理学.E-mail:zcy0821@163.com-1-hGZO拥有其独特优势。Assunçào等研究了磁控溅射过程中氩气压对GZO薄膜的影响[1]；Tseng等人采用低温射频磁控溅射方法，在玻璃衬底上制备了GZO薄膜[2