掺杂氧化锌透明导电薄膜的制备与性能研究

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1、中南大学硕士学位论文摘要本文在讨论搀杂氧化锌透明导电薄膜优异性能的基础上，对氧化锌薄膜的晶体结构、搀杂、制备方法和用途进行了综合分析。采用直流磁控溅射法，在玻璃基底上制备了掺灿氧化锌(zao)薄膜和在聚酯(PErI')柔性基底上制备了掺Ga氧化锌(zGo)薄膜。采用台阶仪、原子力显微镜(ARM)、X射线衍射仪仪RD)、分光光度计和方块电阻测量仪等分析测量手段，对薄膜的厚度、表面形貌、结构和光电性能进行了测试和分析。研究了不同工艺参数(溅射功率、基底温度、沉积压强、沉积时间和氧分压)对薄膜的结构、形貌和光电性能的影响，得到了以下的结论：(

2、1)在沉积压强为0．5Pa、溅射功率为150W、衬底温度为250"12、氧分压为1％和沉积时间为15分钟的条件下，ZAO薄膜的电阻率和平均可见光透过率分别达到了8．35x10-4Qocm和85．2％。(萄在氧分压为1％的条件下，ZAO薄膜电阻率随温度变化的幅度非常小，最大电阻率为1．44x10-3Qocm，最小电阻率为8．35x10-4Q*cm，这对工业生产极为有利，这使得制备ZAO薄膜的工艺窗口大大拓宽。(3)ZGO薄膜的方块电阻，随溅射功率和沉积时间的增大，先迅速降低，而后其下降趋势趋于平缓，但都有阀值存在，薄膜的方块电阻只有在溅射

3、功率高于100W，沉积时间大于1小时的条件下才迅速降低至300(f2／n)以内，薄膜的方块电阻随着沉积压强的升高而升高。(4)基底温度和沉积压强对薄膜的可见光透过率影响不大，可见光透过率随氧分压的增加而增大，随沉积时间的增加而降低。关键词透明导电薄膜，磁控溅射，电阻率，可见光透过率中南大学硕士学位论文ABSTRACTAtfirst，theexcellentperformanceofthedopped-ZnOthinfilmshasbeendiscussedinthispaper．Then，thecrystalstructure，dopi

4、ng,preparm-entandusageofthefilmshasbeensyntheticallyanalysed．D．Cmagnetro-nsputteringhasbeenuesdtoprepareAIdopedZnO(ZAO)filmson西aSSsubstratesandGadopedZnO(ZGO)filmsonPETflake．Manytypesofequipment，suchasAFM，XRD，spectrometerandsheetresistanceprobehavebeenusedtomeasuereandan

5、alysethestructure，morphologyandoptoelectricperformanceofthefilms．Theinfluenceonthefilmswithchangingthesputteringpower,tempretureofsubstrates，presuure，deposi—tiontimeandoxygenpartialpressurehasbeenresearched．Finally,wegetseveralconclusionsasfollowing：(1)Theoptimalsputteri

6、ngparametersforZAOfilmsareasfollows：sputeringpower150W,sputeringpressure0．5Pa，oxygenpartialpressure1％，spuReringtime15rain，andsubstratetemperature250"C．TheoptimalproperitiyofZAOfilmsarethat：resisitivtyattains8．35x104Q·cmandtransmittancearrives85．2％．(2)Thereisverylittlecha

7、ngeofresistivityofZAOfilmfollowingvariationoftemperaturewhenoxygenpartialpressureatl％．Themaxresistivityis1．44x10-3Q·cm．andminresistivityis8．35x10qf2·cm．11lisisverygoodforindurstrialproduction，andwildentheprocessingwidowofZAOfilmpreparation．(3)FirstthesheetresistivityofZG

8、Ofilmdecreasessharplyasincreasingsputteringpowerandtime，thendecreasingbecomesflatlyatlast，andtheyallhav