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公司名称信息 PVD制备TCO工艺总结 AZO与GZO比较 在所有金属掺杂元素中，由于Ga和Zn原子半径相近，而且Ga-O键和Zn-O键的键长也很接近，即使在比较高的掺杂浓度下，ZnO的晶格畸变也非常小。GZO可以得到较高的电导率，而AZO则透过性更好。此外，在薄膜的生长过程中，Al表现出非常高的反应活性，易氧化，Ga相对于Al不易氧化,这是Ga作为掺杂元素的另外一个优点。 电 源 电 源 溅射类型 靶与衬底距离 AZO薄膜性能 AZO特性 掺杂浓度的影响 由于铝的掺杂使薄膜出现截止波长和吸收边蓝移的原因是：随着Al的掺入，载流子浓度增加，增加的载流子填充于导带中较低的能级，并使价带电子跃迁到导带中较高的能级，使吸收边缘向短波方向移动。但是，Al在ZnO薄膜中的掺杂有限，当载流子浓度趋于饱和时，吸收边的移动也趋于一个极值。 Marotti等认为当ZnO纳米晶粒尺寸较小时，可能会由于量子限域效应使薄膜的吸收边移动、光学带隙发生变化。Brus和Kayanuma等指出决定量子限域程度的关键因素是颗粒半径R和激子有效玻尔半径0 的比值。(1)当R≥4aB时，为弱限域；(2)当2aB ≤R≤4 时，为中限域；(3)当R≤2a 时，为强限域。根据量子限域效应，纳米晶薄膜的光学带隙为 沉积时间的影响 随着溅射时间延长，溅射室内温度进一步升高，这为晶粒生长提供了较大能量。但溅射时间过长，会使溅射室内温度过高，而过高的温度使晶粒生长过大。同时，过高的温度也加速了基体表面吸附粒子的迁移，并使界面结合不良的粒子再蒸发，导致晶粒的取向性变差，恶化了薄膜形貌和致密度。 沉积时间的影响(厚度) 衬底温度的影响(100~350℃) 衬底温度的影响(100~350℃) 衬底温度的影响 衬底温度的影响 衬底温度的影响 衬底温度的影响 一方面，低温下沉积的ZAO薄膜中晶界附近堆积着大量的吸附氧，这些吸附氧作为电子陷阱捕获电子而使载流子浓度降低。衬底温度的提高，有利于薄膜吸附氧的脱附，从而使晶界缺陷数目减小导致载流子浓度增大，使薄膜的导电性得到改善。另一方面，低温沉积时，薄膜中晶粒尺寸通常较小，晶粒间界散射占主导地位，对载流子的迁移率产生较大的影响，随着基片温度升高，ZAO薄膜在沉积过程中由于获得了较大的能量而使晶粒尺寸增大，大的晶粒可以减少载流子的散射而使迁移率增加。过高的温度会使晶粒过大，其结果是晶粒的取向性变差以及分散度和偏离度变大，晶界中缺陷增多，即形成了更高的晶界势垒，使散射增加，表现出霍尔迁移率降低。载流子浓度与基片温度的关系可表示为，nHall=nexp (-ψB／KT)，式中n为薄膜内部的载流子浓度，ψB为晶界势垒高度，随ψB增大载流子浓度相应减小。另外在基片温度较高的情况下，铝原子与氧原子的氧化反应比较充分，薄膜中的Al2O3含量增加，作为替位杂质的铝原子将相对减少，使薄膜内部的载流子浓度减小。另外生成的Al2O3被隔离在晶界处而增加了载流子的散射使迁移率降低，因此在较高温度下载流子浓度减小和迁移率的降低正是电阻率增大的主要原因。无论低温制备或是高温沉积的ZAO 薄膜的导电电子皆同时来源于氧缺位和Al3+对Zn2+的替换。 紫外光区吸收限的位置取决于透明导电薄膜的禁带宽度，即带隙跃迁引起了光子吸收,在可见光区，吸收系数a受表面粗糙度对光的散射的影响． 衬底温度的影响 在较低的基体温度下，薄膜的结晶情况较差，一般为非晶体或晶粒尺寸小，导致晶界增多，因此薄膜电阻率较高，导电性能差；随着基体温度的升高，被溅射出来的靶材原子在基体吸附后仍有较大的动能，迁移性增加，薄膜容易有序结晶化，晶粒尺寸增 大，晶界等薄膜缺陷的减少，缺陷密度降低，此外，在较高温下制备薄膜有利于薄膜对吸附氧的解吸，导致堆积在晶界附近的吸附氧等缺陷数目大量减少，减少电子的捕获陷阱，导致载流子浓度的增大和迁移率的提高，因此薄膜的导电性能得到很大的提 高当基体温度过高时，薄膜晶粒生长完整，化学计量比偏离小，氧缺位减少，也会减少载流子浓度，从而导致电阻率上升。 功率的影响 功率的影响 随着溅射功率的增大薄膜的电阻率逐渐降低。溅射功率较小时，制备的薄膜晶粒较小，会形成较多的晶粒间界，膜的缺陷较多，所以薄膜的迁移率和载流子浓度较低，致使膜的电阻率较大。溅射功率增大时，溅射出的高能离子或离子团能够获得较高能量而易于键合。同时，高能量溅射离子的轰击效应使衬底温度升高，致使薄膜生长晶化程度较高，制备的薄膜晶粒度增大，晶粒间界减少，使晶粒间界势垒对载流子的散射下降，同时薄膜结构趋于完整，薄膜与衬底之间的附着力以及膜层的致密性都有所提高，掺杂效应更加明显，其晶体结构也会得到进一