電子束蒸發(fā)制備AZO薄膜的光電性能研究.pdf

1、摻鋁的氧化鋅薄膜(AZO)具有性價比高、無污染等特點,是摻錫氧化銦(ITO)的最佳替代產(chǎn)品.該文用電子束蒸發(fā)的方法在K9玻璃上制備了AZO薄膜.用正交實驗方法研究了制備過程中的基片溫度、沉積速率、膜厚、摻雜量等主要工藝因素對AZO薄膜的光學和電學性能的影響.用四探針法測量得到薄膜的電阻率,用范德堡實驗方法測量了薄膜的霍爾效應,用分光光度計測量了薄膜的透射光譜.薄膜的晶體結(jié)構的測量是用X射線衍射完成的.通過極差法確定了在電子束蒸發(fā)制備條件

2、下得到的最佳光電性能的AZO薄膜的工藝條件是:基片溫度在250℃左右、沉積速率不大于10A/S.膜厚要根據(jù)AZO薄膜的光學和電學性能的要求適當選取.在所有的因素中,厚度對薄膜的性能的影響最大.該文對薄膜進行的XRD和光電性能的分析表明:膜厚的增加可以改善薄膜的晶體結(jié)構,從而改善薄膜的光電性能.基片溫度的增加可以使薄膜的晶粒長大,改善薄膜的光電性能.但是過高的基片溫度對薄膜的結(jié)構和性能都不利,所以控制溫度在一定的范圍內(nèi)非常重要.沉積速率對

3、薄膜性能的影響很小,選擇范圍相對較寬.摻雜會破壞薄膜的結(jié)構,影響薄膜的透射性能.但是適當?shù)膿诫s量可以改善薄膜的導電性能.熱處理環(huán)境對薄膜的性能的影響相當重要,真空環(huán)境是最理想的.根據(jù)性能的要求也可以選擇在空氣中或者在還原氣氛中退火.該文充分利用半導體的能帶理論,從薄膜晶體結(jié)構、能帶結(jié)構和晶體勢場的角度,分析載流子的遷移、散射以及載流子的產(chǎn)生和晶體結(jié)構缺陷對載流子的捕獲.將薄膜的微觀作用機制和宏觀的光電性能聯(lián)系起來,增強了分析依據(jù)的說服力