反應(yīng)磁控濺射法制備高透明導(dǎo)電FTO薄膜的研究.pdf

1、F摻雜SnO2(FTO)薄膜由于具有優(yōu)異的透明導(dǎo)電性能而備受關(guān)注，但目前在低溫下采用磁控濺射法制備性能優(yōu)良的FTO薄膜還缺少系統(tǒng)的研究。因此，本文以Sn+SnF2為靶材，在Ar+O2氣氛下采用反應(yīng)磁控濺射法制備了FTO薄膜。通過(guò)干涉顯微鏡、XRD、Hall效應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)和紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)系統(tǒng)地研究了不同濺射功率、SnF2含量和基底溫度(Ts)下O2流量對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)與光電性能的影響。
　　結(jié)果表明，制備FTO薄膜的O2流量隨濺射功率

2、的增加而增大，但隨SnF2含量和Ts的增加變化不大。在各濺射功率、SnF2含量和Ts下，隨著O2流量增加，F(xiàn)TO薄膜的生長(zhǎng)速率均無(wú)明顯變化，同時(shí)薄膜均由非晶轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑?，擇?yōu)取向由(101)或(002)面依次過(guò)渡到(211)面或(200)面。增加濺射功率可明顯提高薄膜生長(zhǎng)速率，但對(duì)薄膜結(jié)晶性無(wú)顯著影響;增加SnF2含量對(duì)薄膜生長(zhǎng)速率和結(jié)晶性都無(wú)明顯影響;升高Ts對(duì)生長(zhǎng)速率無(wú)明顯影響，但薄膜結(jié)晶性顯著提高。
　　在各濺射功率、SnF2

3、含量和Ts下，隨著O2流量增加，薄膜載流子濃度先升高后降低或逐漸下降，霍爾遷移率保持先升高后降低的趨勢(shì)，從而電阻率先減小后增大。當(dāng)電阻率最低時(shí)，對(duì)應(yīng)的最佳O2流量隨濺射功率增加而增大，隨SnF2含量或Ts的增加則有所降低。在優(yōu)化的O2流量下，隨濺射功率增加，薄膜載流子濃度先略微升高后有所降低，霍爾遷移率則明顯下降，從而電阻率呈增大趨勢(shì);隨SnF2含量或Ts增加，由于載流子濃度和霍爾遷移率均先升高后降低，因此電阻率先減小后增大。當(dāng)前得到的

4、最優(yōu)濺射功率、SnF2含量和Ts分別為30W、15wt％和200℃，在此條件下，F(xiàn)TO薄膜可達(dá)到的最低電阻率為1.76×10-3Ω·cm，該結(jié)果優(yōu)于已報(bào)道的研究結(jié)果。
　　研究FTO薄膜的透光性發(fā)現(xiàn)，在各濺射功率、SnF2含量和Ts下，隨著O2流量增加，薄膜在可見(jiàn)光區(qū)的平均透過(guò)率均先快速上升后緩慢上升并趨于穩(wěn)定。其中，當(dāng)平均透過(guò)率趨于穩(wěn)定后，其數(shù)值隨SnF2含量的增加先升高后降低，但隨濺射功率和Ts的升高變化不大?？偟膩?lái)看，在各沉