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溅射氩气压对射频磁控溅射制备ZnO∶Al薄膜性能的影响

刘超英;陈玮;徐志伟;付静;左岩;马眷荣

【摘要】采用磁控溅射方法在玻璃衬底上使用掺杂3％(质量分数)Al2O3的ZnO

陶瓷靶材制备出了掺铝氧化锌(ZnO∶Al,AZO)透明导电薄膜.分别用XRD、SEM、

四探针测试仪、紫外-可见分光光度计对薄膜的性能进行了表征和分析.研究了溅射

过程中不同氩气压强(0．3~1．2Pa)对薄膜结构、形貌及光电性能的影响.XRD测

试结果表明,所制备的薄膜均具有呈c轴择优取向的纤锌矿结构.当氩气压强为0．3

Pa时,AZO薄膜的电阻率最低为6．72×10－4Ω•cm.所有样品在可见光波段的平

均透过率超过85％.%Transparentconductivealuminum-dopedzincoxide

(AZO)filmsweredepositedonglasssubstratesbyRFmagnetronsputtering

fromZnO∶3wt%Al2O3ceramictarget.Thefilmsobtainedwere

characterizedandanalyzedbyXRD,SEM,four-pointprobes,ultraviolet-

visiblelightspectrophotometer.Thedependenceofar-gongaspressureon

thestructure,morphology,electricalandopticalpropertieswere

investigated.Theargonsputteringpressurewasvariedbetween0.3and1.2

Pa.TheXRDanalysisindicatedthatAZOfilmsdepositedundervarious

argongaspressureswereapolycrystallinewurtzitestructurewitha

[002]preferredorientation.Thelowestresistivitywas6.7×10-4Ω•cm

(sheetresistance=11.2Ω/□forathickness=600nm)whichwasobtainedat

anargonsputteringpressureof0.3Pa.Theaveragetransmittancewasover

85%inthevisiblerangeforallsamples.

【期刊名称】《功能材料》

【年(卷),期】2015(000)007

【总页数】4页(P7052-7055)

【关键词】氩气压力;射频磁控溅射;AZO薄膜;光电性能

【作者】刘超英;陈玮;徐志伟;付静;左岩;马眷荣

【作者单位】中国建筑材料科学研究总院，北京100024;国家玻璃深加工工程技

术中心，北京100024;绿色建筑材料国家重点实验室，北京100024;中国建筑材

料科学研究总院，北京100024;国家玻璃深加工工程技术中心，北京100024;中

国建筑材料科学研究总院，北京100024;国家玻璃深加工工程技术中心，北京

100024;中国建筑材料科学研究总院，北京100024;绿色建筑材料国家重点实验

室，北京100024;中国建筑材料科学研究总院，北京100024;国家玻璃深加工工

程技术中心，北京100024;中国建筑材料科学研究总院，北京100024

【正文语种】中文

【中图分类】TB34

1引言

透明导电薄膜是一种重要的半导体光电材料，具有高电导率的同时具备高的可见光

区透过率，广泛地应用于平面显示、太阳能电池、特殊功能窗口涂层、气体传感器

及其它光电、热电器件领域［1－4］。在众多的透明导电膜中，ITO（In2

O3∶Sn）薄膜应用最多。随着市场需求的逐年增加和对材料本身性能要求的不断

提高，ITO薄膜逐渐暴露出一些难以克服的缺点，如元素资源匮乏、价格昂贵、有

毒、环境污染等，这些缺点都极大地限制了其推广与应用［5］。所以人们迫切地

寻求新的材料来替代ITO。铝掺杂氧化锌（ZnO∶Al，AZO）薄膜原材料资源丰

富、无毒，具有与氧化铟锡（ITO）透明