AZO靶材的制备与镀膜应用研究.docx

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AZO 靶材的制备与镀膜应用研究 *王 星 明 ,白雪 ,段 华 英 AZO 靶材的制备与镀膜应用研究 * 王 星 明 ,白 雪 ,段 华 英 ,石 志 霞 ,孙 静 ,卢 世 刚 ,黄 松 涛 (北京有色金属研究总院矿物资源与冶金材料研究所 ,北 京 100088) 摘 要 以 ZnO 和 Al2O3 粉 体 为 原 料 ,在不同的热压温度下制备 AZO 靶 材 。 通过阿基米德法测量靶材的密 度 ,压汞法测量靶材的孔径分布 ,扫描电镜观察靶材的断面形貌 。 将所制备的靶材作为溅射源 ,进行射频磁控镀膜测 试 。 采用台阶仪测量膜厚 ,紫外分光光度计测 量 薄 膜 透 光 率 ,四探针电阻图谱仪测量薄膜电阻率 ,XRD 分 析 薄 膜 结 构 ,研 究 靶 材 密 度及孔径分布 与 薄膜光电性能的关系 。 结 果 表 明 ,经 过机械 合 金 化和煅烧处理制备的原 料 粉 (m(ZnO)∶m(Al2O3)=98∶2),Al部 分 扩 散 进 入 ZnO 晶 格 中 ,另一部分由于固溶度的限制形成了 ZnAl2O4 尖 晶 石 。 在相同的溅射条件下 ,靶 材 密 度 越 高 ,薄膜沉积速率越快 ,所得薄膜电阻率 越 低 ,但溅射功率较高时薄膜透光率明显 减 小 。 平均孔径较小且孔径分布集中的靶材 ,溅 射 所 得 薄 膜 电 阻 率 较 低 。 在溅射功率密度为 3.9W/cm2 下 ,相 对 密 度 高 于 80% 的 AZO 靶 材 ,靶 材 寿 命 大 于 150W·h。 相 对 密 度 为 94.79% 的靶材在溅射功率 30W 下 沉 积 20min得 到 薄 膜 的 电 阻 率 为 3.14×10-4Ω·cm,平均透过率大于 85% ,具 有 (002)择 优 取 向 ,满足薄膜太阳能对透明导电薄膜性 能 的 要 求 。 关 键 词 AZO 靶 材 热 压 薄 膜 溅 射 中 图 分 类 号 :TB321;TB43 文 献 标 识 码 :A ResearchonthePreparationofAZOTargetandSputteringApplication WANG Xingming,BAIXue,DUAN Huaying,SHIZhixia, SUNJing,LU Shigang,HUANGSongtao (Mining,Metallurgyand MaterialsResearchInstitute,GeneralResearchInstituteforNon-Ferrous Metals,Beijing100088) Abstract AZOtargetswerepreparedbyhot-pressingunderdifferenttemperatureusingZnOand Al2O3 mix- turepowderasraw materials.ThedensityoftargetwasmeasuredbyArchimedesmethod.Theporesizedistribution oftarget was measured by mercuryintrusion porosimeterandfracture morphology of AZO target wasobserved throughSEM.TheRFmagnetronsputteringtestwascarriedoutusingthepreparedtargetsassputteringsource.The RF magnetroncoatingtestwascarriedoutusingthepreparedtargetsassputteringsource.Thethicknessofthefilm wasmeasuredbyProfiler,thetransmittancewasmeasuredby UVspectrophotometer,thefilmresistivity was mea- suredbyFour-pointprobemeterandthephasestructurewasmeasuredbyX-raydiffraction,theresearch mainlyfo- cusedontherelationshipbetweenthefilms’electro-opticalpropertyandthedensityandporesizedistributionoftar- get.TheresultsshowthatIntherawpowderwhichwasmixedby MAandcalcinedprocess,someofAlelementdiffu- sesi

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