导　　师： 王江涌

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 汕头大学

摘　　要： 透明导电氧化薄膜（TCO）是一类兼具优良导电能力和超高光学透明的材料。这类薄膜于节能玻璃、薄膜太阳能电池、平板显示器件和发光二极管等领域有着极为广泛的应用和日益扩大的市场需求。时至今日，锡掺杂氧化铟（ITO）薄膜因其优良的光电学性能，仍是工业生产中使用最为普遍的透明导电薄膜。然而，ITO薄膜因主要原材料In资源稀少，且随着需求日益的增加，导致In的价格愈加昂贵，这严重限制了ITO薄膜的发展潜力。目前，透明导电氧化膜领域迫切需要寻找一种性能接近ITO薄膜的新材料以满足实际生产和市场的需求。我们要研究的ZnO是一种透光性较好的材料，其禁带宽度为3.37eV，但纯ZnO薄膜导电性很差几乎不导电。掺杂Al元素的ZnO（AZO）薄膜具备几乎和ITO薄膜相当的强导电性和高透过性的优点。并且AZO薄膜原材料Zn和Al资源丰富、材料无毒、在氢等离子体中化学稳定性好、成本低廉，有望于不远的未来替代ITO薄膜，成为主流的透明导电薄膜。　　本文采用射频磁控溅射法在玻璃衬底表面制备出Al掺杂ZnO薄膜和Al2O3掺杂的ZnO薄膜，使用四探针薄膜方阻仪、分光光度计、XRD、台阶仪、辉光放电发射光谱仪(GDOES)等测试手段对AZO薄膜电学特性、光学特性、膜厚、物相以及成分进行了表征分析。制备过程中，通过对工艺参数（溅射功率、溅射时间、溅射压强、氩气流量、氧氩比、衬底温度）和退火条件（退火温度/时间/真空度）的调节，研究各个参数对AZO薄膜光电性能的影响。最终确定AZO薄膜制备最佳工艺参数：靶材比例ZnO?Al2O3=98?2%wt，衬底温度300℃，溅射功率160W，溅射压强0.5Pa，氩气流量30sccm，10-3P氛围下400℃退火1h。在此条件下可制备方阻低至15Ω/□，可见光范围透过率高达90%的AZO薄膜。在此基础上，为了进一步提高AZO薄膜的光�

关 键 词： 透明导电氧化膜 射频磁控溅射法 掺杂改性 复合层 方阻 透过率

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