直流反應(yīng)磁控濺射法制備新型透明導(dǎo)電氧化物薄膜的研究.pdf

1、本文采用直流反應(yīng)磁控濺射法金屬鑲嵌靶In／Mo和In／W制備高價態(tài)差摻鉬氧化銦(In203：Mo，IMO)和摻鎢氧化銦(IN203：W，IWO)透明導(dǎo)電薄膜，研究了氧分壓、濺射電流、基板溫度等制備條件參數(shù)對IMO和IWO的薄膜結(jié)構(gòu)、電學(xué)和光學(xué)性能的影響；利用XRD、AFM、XPS等分析手段對薄膜進行表征與分析：制備了結(jié)晶性良好、載流子遷移率高的IMO和IWO薄膜。 直流反應(yīng)磁控濺射技術(shù)制備的IMO透明導(dǎo)電薄膜為多晶的方鐵錳礦結(jié)構(gòu)

2、；改善了由反應(yīng)熱蒸發(fā)法制備的IMO薄膜的結(jié)晶性。建立了直流磁控濺射法制備具有良好光電特性的IMO薄膜的條件；獲得的IMO薄膜的最低電阻率為3·7.7×10-4fi．em，最高載流子遷移率為50cm2V-ls-1，在可見光區(qū)(400-700nm)的平均透射率可高達89％。研究表明，氧分壓對制備薄膜的光電特性有很大影響，薄膜中的自由載流子主要由氧空位和摻雜離子提供，薄膜的光學(xué)禁帶寬度(3．81-3．85eV)變寬主要是由Burstein-M

3、oss效應(yīng)確定。 首次采用直流磁控濺射法制備了高遷移率IWO薄膜。在IWO薄膜中，W原子替代了In203晶格中的In原子的位置，既沒有形成新的化合物，也沒有改變In203的方鐵錳礦晶格結(jié)構(gòu)。所制備的IWO薄膜的最佳電阻率為2．7x10-4f1．cm，最高載流子遷移率為57cm2V-Is～，可見光透射率大于90％，光學(xué)禁帶寬度大于3．9eV，其光電性能指標(biāo)均優(yōu)于在相同制備條件下制備的未摻雜的In203薄膜。研究表明，IWO多晶薄膜

4、(222)和(400)衍射峰強度比值與氧分壓、摻雜含量、襯底溫度以及濺射電流等制備條件參數(shù)密切相關(guān)。 本文還研究在室溫采用直流反應(yīng)磁控濺射法制備IMO薄膜，探索室溫制備IMO薄膜的條件參數(shù)。普通玻璃基板上制備的IMO薄膜為非晶結(jié)構(gòu)。該薄膜具有良好的光電性能，最佳電阻率為5．9x104f~．cm，載流子遷移率為20．2cmW"s-1可見光透射率大于90％。研究表明，氧分壓對室溫制備的薄膜的載流子濃度有很大的影響，因此薄膜的電阻率和