磁控溅射法制备掺铝氧化锌透明导电薄膜及其性能的研究

发布时间：2021-10-23 12:34

　　掺铝氧化锌（AZO）透明导电薄膜是一种新兴的宽带隙半导体材料,具有透过率高、电阻率低的特点,因而在光电子器件中有广泛应用。本文采用射频磁控溅射法（RF-MS）分别在石英玻璃和PET基底上制备了AZO透明导电薄膜,研究了工艺参数对薄膜结构和光电性能的影响。此外,首次研究了长时间紫外线照射对石英玻璃基底和PET柔性基底AZO薄膜结构和光电性能的影响。主要研究结果如下:改变样品制备过程中的射频功率、Ar气压、沉积时间、沉积温度、基底转速等工艺参数,利用XRD、SEM、XPS、UV-vis、四探针测试仪等设备对样品进行测试分析,研究了工艺参数对AZO透明导电薄膜结构和光电性能的影响。不同工艺参数和不同基底材料的样品,在2θ=34.4°附近均具有明显的c轴择优取向。当射频功率为120W时,薄膜可见光透过率最高接近75%,平均晶粒尺寸最大为26.8nm。薄膜结晶质量随Ar气压的增加而先改善后恶化,结晶质量在Ar气压为0.8Pa时最优,此时薄膜方阻最小为8.2Ω/□。适当延长沉积时间对薄膜结晶质量有很大的改善作用,当沉积时间小于90min时,薄膜在可见光区域的透过率均超过85%。较高温度对薄膜结晶有... 

【文章来源】：武汉纺织大学湖北省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 ZnO的结构和性质
        1.2.1 ZnO的结构
        1.2.2 ZnO的性质
    1.3 ZnO透明导电薄膜的研究进展
        1.3.1 AZO透明导电薄膜的研究进展
        1.3.2 其他掺杂ZnO透明导电薄膜研究进展
        1.3.3 AZO薄膜的应用
    1.4 本论文的研究目的和内容安排
2 AZO透明导电薄膜的制备和表征
    2.1 AZO透明导电薄膜的制备
        2.1.1 薄膜制备方法
        2.1.2 实验设备及材料
        2.1.3 AZO薄膜制备工艺流程
    2.2 AZO薄膜的表征
        2.2.1 薄膜结构及成分表征
        2.2.2 薄膜光学和电学性能表征
    2.3 本章小结
3 工艺参数对AZO薄膜结构与光电性能的影响
    3.1 引言
    3.2 工艺参数对AZO薄膜结构与光电性能的影响
        3.2.1 射频功率的影响
        3.2.2 Ar气压的影响
        3.2.3 沉积时间的影响
        3.2.4 沉积温度的影响
        3.2.5 基底转速的影响
    3.3 本章小结
4 紫外辐射对AZO薄膜结构与光电性能的影响
    4.1 引言
    4.2 紫外辐射对AZO薄膜结构和性能的影响
        4.2.1 紫外辐射对玻璃基底AZO薄膜的影响
        4.2.2 紫外辐射对PET基底AZO薄膜的影响
    4.3 本章小结
5 结论
    5.1 主要结论
    5.2 需进一步研究的内容
参考文献
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]溅射条件对ZnO:Al薄膜生长和性能的影响（英文）[J]. 石倩,代明江,林松盛,侯惠君,韦春贝,胡芳.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(05)
[2]Electrical and optical properties of ZnO:Al films with different hydrogen contents in sputtering gas[J]. Fei Qu,Teng Zhang,Hong-Wei Gu,Qing-Quan Qiu,Fa-Zhu Ding,Xing-Yu Peng,Hong-Yan Wang.  Rare Metals. 2015(03)
[3]玻璃基底透明导电氧化物薄膜生产技术及其应用研究[J]. 陈曦,王晓秋,白杨,李向东,李伟.  新技术新工艺. 2014(06)
[4]外加磁场对射频磁控溅射制备铝掺杂氧化锌薄膜影响的研究[J]. 陈明,周细应,毛秀娟,邵佳佳,杨国良.  物理学报. 2014(09)
[5]氢化及沉积温度对掺铝ZnO透明导电薄膜性能影响[J]. 周洪彪,张化宇,王志刚.  复合材料学报. 2012(05)
[6]溅射气压对直流磁控溅射ZnO:Al薄膜的影响（英文）[J]. 孙可为,周万城,黄珊珊,唐秀凤.  无机材料学报. 2012(10)
[7]室温下射频磁控溅射制备ZnO:Al透明导电薄膜及其性能研究[J]. 陈景水,叶芸,郭太良,张志坚,郑灼勇,张永爱,于光龙,姚剑敏.  真空科学与技术学报. 2012(05)
[8]磁控溅射中靶-基底距离与Si共掺对ZnO:Al薄膜性质的影响（英文）[J]. 徐浩,陆昉,傅正文.  物理化学学报. 2011(05)
[9]基底温度对直流磁控溅射制备掺铝氧化锌薄膜性能的影响[J]. 杨昌虎,马忠权,袁剑辉.  光学学报. 2011(05)
[10]Influence of Argon Gas Pressure on the ZnO:Al Films Deposited on Flexible TPT Substrates at Room Temperature by Magnetron Sputtering[J]. 王晓晶,周文利.  Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2011(01)

博士论文
[1]ZnO薄膜的掺杂和光电性质研究[D]. 孙利杰.中国科学技术大学 2010

硕士论文
[1]AZO薄膜表面织构机理和表面织构均匀性的研究[D]. 薛进奎.郑州大学 2011



本文编号：3453193