氧气流量对磁控溅射AZO薄膜光电性能的影响.pdf

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1、306西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechnology(2011)Vo1．27No．3文章编号：1006-4710(2011)03-0306-05氧气流量对磁控溅射AZO薄膜光电性能的影响丁宇，蒋百灵，田亚萍，马二云，张晓静，曹智睿，赵志明(西安理工大学材料科学与工程学院，陕西西安710048)摘要：采用直流反应磁控溅射方法在载玻片基体上制备AZO薄膜，研究氧气流量对所制备AZO薄膜光电性能及微观结构的影响。结果表明，氧气流量显著影响AZO薄膜的光电性能和结晶状况，当氧气流量高于0．08×10m／s时所制备的薄膜可见光透过率高

2、但薄膜不导电；当氧气流量低于0．04×10m／s时沉积的薄膜呈现出金属性特征，薄膜导电不透明；只有在一个较窄的氧气流量范围内才能制备出光电性能均优的AZO薄膜。当氧气流量为0．06×10m／s时沉积的AZO薄膜具有较低的电阻率，为2．39×10n·cm，且薄膜在可见光区薄膜的平均透过率在90％以上。关键词：AZO薄膜；直流反应磁控溅射；氧气流量；光电性能中图分类号：0484．1文献标志码：AInfluenceofOxygenFluxonOptoelectronicPropertiesofAZOFilmsDepositedbyMagnetronSputteringMe

3、thodDINGYu，JIANGBailing，TIANYaping，MAEryun，ZHANGXiaojing，CAOZhirui，ZHAOZhinling(FacultyofMaterialsScienceandEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China)Abstract：AZOfilmsaredepositedontotheglasssubstratesbyDCmagnetronsputteringmethod．Thein—fluencesofoxygenflowonoptoelectro

4、nicpropertiesandmicrostructureofAZOarestudied．TheresultsshowthatoxygenfluxcandramaticallyaffecttheoptoelectronicpropertiesandcrystallinestatusofAZOfilms．Thefilmshaveexcellenttransmittancebutpoorelectronicconductivityatanoxygenfluxhigherthan0．08×10一m／s．Whiletheoxygenfluxislowerthan0．04×

5、10一m。／s．thefihnsdepositedex．hibitmetalliccharacteristic(conductivebutnottransparent)．Accordingly，onlyinanarrowrangeofOX·ygenfluxAZOfilmswithbothhightransmittanceandlowresistivitycanbeobtainedorprepared．Thefilmpreparedat0．06×10一m／soxygenfluxhasalowresistivityof2．39×10一Q·cm．andatrans-mit

6、tanceofabove90％inthevisiblerange．Keywords：AZOfilms；DCmagnetronsputtering；oxygenflux；optoelectronicproperties自然界中透明的物质往往不导电，如玻璃、水晶定性好等优点，是迄今为止最佳的ITO膜替代品。等，导电的或者说导电性好的物质又往往不透明，如目前制备AZO薄膜的方法，主要包括磁控溅射金属材料、石墨等。但在一些应用中如平板显示器(MS)4。、分子束外延(MBE)、脉冲激光沉积和太阳电池光电板中的电极材料就需要既导电又透(PLD)、化学气相沉积(CVD)、喷射热分

7、解、溶明的物质，透明导电薄膜正好符合这样的要求，是比胶一凝胶(So1．Ge1)等。其中磁控溅射方法以其沉较有特色的一类材料⋯。目前，透明导电膜的研究积速率高、成膜质量好、与衬底附着力强、制备成本主要集中在掺杂金属氧化物如ITO(In0：Sn)、FTO低而适宜大面积生产等优点，颇受人们的青睐，其靶(SnO：F)等。尽管目前ITO薄膜仍是普遍使用的材可以是Zn／A1合金靶，也可以是AZO陶瓷靶。透明导电薄膜材料，但研究者们正在力图寻找一种AZO陶瓷靶虽然能避免成膜过程中靶氧化的发生，价格低廉且性能优异的ITO替代材料。AZO(ZnO但制造复杂、成本高，且只能用射频溅