反应溅射法制备AZO薄膜的结构和透明导电性能

作     者：祝柏林 李昆鹏 谢挺 吴隽 ZHU Bai-lin;LI Kun-peng;XIE Ting;WU Jun

作者机构：武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 

出 版 物：《人工晶体学报》 (Journal of Synthetic Crystals)

年 卷 期：2019年第48卷第3期

页      面：443-449页

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：材料成型与模具技术国家重点实验室开放基金(P2014-06) 

主　　题：复合靶材 反应溅射 AZO薄膜 透明导电性 禁带宽度 品质因子 

摘      要：不同于常用的金属或氧化物靶材,本研究以表面粘贴Al片的Zn/Zn O混合物(Al@Zn/Zn O)为靶材,在衬底温度(Ts)为150℃和300℃,溅射气氛为Ar+O2和Ar+H2下反应溅射制备Al掺杂Zn O(AZO)薄膜。通过干涉显微镜、XRD、Hall效应测试仪、紫外-可见分光光度计研究了Ts以及O2和H2流量对薄膜结构及透明导电性能的影响。结果发现,随O2流量增加,两种Ts下制备的AZO薄膜保持(002)择优取向,薄膜中压应力呈下降的趋势,而薄膜结晶度趋向于先增加后略有下降。薄膜的导电性能随O2流量增加呈逐渐增强的趋势。当O2流量高于一定值时,薄膜可以获得较高的可见光透过率,因此达到较高的品质因子。当Ts从150℃增加到300℃,薄膜的压应力降低,结晶度提高,但导电性未见明显提高。另外,薄膜禁带宽度主要由薄膜中压应力决定。与Ar+O2下制备的AZO薄膜相比,Ar+H2气氛下制备的薄膜基本上为非晶态,其导电性能差,而可见光透过率较高、禁带宽度较大。