工作气压对磁控溅射ZAO薄膜性能的影响

工作气压在ZnO∶Al(ZAO)薄膜制备过程中是一个重要的工艺参数,直接决定着薄膜的性能。本文利用中频交流磁控溅射方法,采用氧化锌铝(ZnO与Al2O3的质量比为98∶2)陶瓷靶材,在基体温度为250℃,工作气压范围为0.2～8.0Pa条件下,制备了ZAO薄膜。利用X射线衍射仪和原子力显微镜对薄膜的结构和形貌进行了分析和观察,利用分光光度计和霍尔测试仪测量了薄膜的光学和电学性能,研究了制备薄膜时不同的工作气压(氩气压力PAr)对薄膜的结构、形貌、光学性能和电学性能的影响。结果表明:随着工作气压的增加,薄膜的电阻率先略有下降然后上升,相应地,载流子浓度和迁移率先略有上升然后下降,而可见光谱平均透过率保持在80%以上。当基体温度为250℃,氩气压力为0.8Pa时,薄膜的电阻率最低,为4.6×10-4Ω·cm,方块电阻为32Ω时,在范围为490～600nm的可见光谱内的平均透过率可达90.0%。

电子束蒸发沉积ZAO薄膜正交试验

采用电子束真空蒸发沉积薄膜的方法(EBED)制备了ZnO:A1(ZAO)透明导电薄膜。用正交试验法设计试验,并分析了制备ZAO薄膜的主要影响因素(沉积厚度、沉积速率、基片温度)对薄膜性能(透射率、电阻率)的作用。试验结果表明:采用EBED法沉积制备ZAO薄膜时,沉积速率控制为1nm/s、沉积厚度为800nm、基片温度为250℃,镀膜系统工作稳定,沉积薄膜的性能较好。

溶胶-凝胶法制备ZAO薄膜研究

研究了用溶胶-凝胶法制备ZAO薄膜的工艺、掺杂及其显微结构。用六水合氯化铝在溶胶中引入Al2O3。掺杂Al的含量为1%,3%,6%和9%。用浸涂法在石英玻璃基片上浸涂ZnAO薄膜,研究了热处理、掺杂对ZAO薄膜相组成和显微结构的影响。X射线衍射结果表明,衍射图谱中无Al2O3的衍射峰。随着掺杂量的变化,ZnO主要衍射峰的位置、晶面间距均发生了有规律的变化,说明Al掺杂进了ZnO晶格中。研究结果表明,溶胶浓度、Al掺杂量、热处理温度都影响薄膜的显微结构。当薄膜厚度较大时,热处理过程中ZnO晶粒呈现明显的择优生长现象。

ZAO薄膜的溶胶-凝胶法制备及性能研究

以普通玻璃载玻片为衬底,采用溶胶-凝胶工艺成功地制备出沿(002)晶面择优取向生长的ZAO薄膜。用XRD、SEM、紫外-可见光分光光度计和四探针电阻测试仪进行了结构和性能分析,研究了掺Al3+浓度、镀膜层数和退火温度对ZAO薄膜的晶体结构、形貌及光电性能的影响。当掺杂浓度为1%(原子分数)、镀膜层数为12层、在氩气气氛下经过600℃退火时,得到电阻率为1.37×10-2Ω.cm、可见光范围内平均透射率超过90%的ZAO薄膜。

ZAO薄膜的光电特性与应用前景

综述了ZAO透明导电薄膜的光电特性及其导电机理、制备技术与研究现状,认为ZAO薄膜在平板显示、太阳能电池和低辐射器件领域具有广泛的应用前景,要达到工业应用还需对一些关键问题进行系统的研究。

直流磁控反应溅射制备ZAO薄膜工艺参数的研究

本文对直流磁控反应溅射制备 ZAO薄膜的工艺作了具体分析 ,探讨了沉积温度、氧分压、Al含量和靶基距等对 ZAO薄膜的电阻率、可见光区透射率的影响。

ZAO薄膜的研究现状及发展趋势

针对目前ITO膜In、Sn等材料自然储量少、制备工艺复杂、有毒、稳定性差的缺点 ,提出了代替ITO膜的ZAO薄膜。从该膜的基本性能入手介绍了它的优点 。

气流场强度对直流磁控溅射ZAO薄膜性能的影响

用含2%Al的Zn/Al合金靶材,在不同气流场强度下使用直流反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了ZAO(ZnO∶Al)透明导电薄膜样品。定义气流场强度等于总气流量除以总气压。结果表明:气流场强度的大小对ZAO薄膜的表面形貌和电导率有较大影响,对可见光的透射率影响不大。在Ar气压强为0.3Pa,流量为22sccm,O2气压强为0.08Pa,流量为10sccm,气流场强度约为84sccm/Pa时制备ZAO薄膜的最低电阻率为4.2×10-4Ω.cm,可见光透射率为90%。

sol-gel法制备ZAO薄膜的结构与光学性能研究

采用溶胶–凝胶法在普通玻璃衬底上制备了ZAO（ZnO：Al）薄膜，利用XRD、SEM、紫外–可见光谱和光致发光光谱对所制备的AZO薄膜进行了表征，研究了ZAO薄膜的结构和光学性能。结果表明：ZAO薄膜的微晶晶相与ZnO一致，且具有c轴择优取向；ZAO薄膜在可见光区的透过率超过了88%，在350~575 nm范围内有强的发光带。随着Al掺杂量的增加，ZAO薄膜的禁带宽度变大，光吸收边出现蓝移，发射峰强度先变强后变弱；当摩尔比r（Al：Zn）为0.010时，ZAO薄膜的可见光透过率最高，达91%；发射峰强度达46.3。

工作压对射频磁控溅射ZAO薄膜微结构及光电性能影响的研究

运用射频磁控溅射技术,改变工作压(3～10 Pa)在玻璃衬底上生长透明导电ZnO∶Al(ZAO)样品,采用XRD、紫外-可见分光光度计、霍尔效应测量仪及SEM对薄膜微结构、厚度及其光电性能表征。结果发现:随着工作压增大,样品XRD曲线由多峰转变为(002)单峰,峰强变大半高宽减小,晶粒尺寸由10.01 nm增大到13.46 nm,薄膜结晶性能变好;紫外可见光光谱在400～760 nm波长区间平均透射率均在85%以上,且在400 nm以下均有吸收边峰出现,样品带隙宽度随工作压增加有蓝移现象,样品厚度随工作压增加从1085 nm减小到781 nm。样品电阻率随工作压从3～6 Pa增加由0.5×10-4Ω·cm增大到35×10-4Ω·cm,在6～10 Pa区间有减小趋势。

靶材自制ZAO薄膜的制备与光电性能

采用传统陶瓷烧结工艺,制得性能良好的Al掺杂ZnO陶瓷靶。以此靶为溅射源,利用射频磁控溅射法制备ZAO薄膜,着重研究了400℃保温2 h重复退火次数对ZAO薄膜的组织结构及光电性能的影响。结果表明,随着重复退火次数的增加,薄膜晶体结构保持不变,薄膜结晶质量提高,但晶格尺寸逐渐变小;同时,随着退火次数增加,样品的平均透光率虽稍下降,但所有样品的透光率仍保持在80%以上,呈现良好的透光性;除经3次重复退火的样品外,退火使其它样品的紫外吸收边从375 nm附近移至360 nm左右;重复退火次数的增加使样品的电阻率先明显降低,再有较大的回升,之后又降低,当重复退火两次时,电阻率降至最低,为8.5×10-4Ω.cm。对上述现象、结果及机理进行了详细讨论。

sol-gel法工艺条件对ZAO薄膜晶面取向性的影响

分析了溶剂、溶胶稳定剂、溶胶浓度和热处理等工艺因素对sol-gel法制备ZAO薄膜结晶及择优取向生长行为的影响。结果发现上述各因素均需优选。采用乙二醇甲醚做溶剂,乙醇胺为稳定剂,溶胶浓度为0.75mol/L,干燥温度为80℃,预热温度为250℃,退火温度为600℃,可获得(002)高度取向的高质量ZAO薄膜,最低电阻率为1.93×10–2?·cm,可见光范围内平均透射率超过90%。

Sol-gel法制备ZAO薄膜及其红外发射率的研究

采用溶胶-凝胶工艺在石英玻璃基底上制备了ZAO（掺铝氧化锌）薄膜,系统研究了各工艺参数,如溶胶浓度、Al掺杂量及热处理温度对其结构和性能的影响.XRD分析结果表明,ZAO薄膜具有ZnO晶体结构并具有沿（002）晶面择优生长的特性.SEM结果显示,所制薄膜的晶粒尺寸约为50 nm,浸涂1次溶胶所得薄膜的厚度约为2.6μm.溶胶浓度为0.3 mol·L^-1,掺杂Al为3 at.%的薄膜试样在700℃热处理后,8-14μm波段的平均红外发射率降至0.568.

射频反应磁控溅射生长ZAO薄膜的光电性质

采用RF反应磁控溅射技术在不同制备条件下制备了Al掺杂ZnO薄膜(ZAO),研究了不同条件下ZAO薄膜的光电性质.结果表明,薄膜电阻主要由晶界电阻决定,且导电性随Ar∶O2中O2含量增加而减小.薄膜具有强烈的紫外吸收特性,带隙大多超过3.3 eV,可见光区的透明性大于80%,并且透过率和Eg随Ar∶O2中O2含量的增加而增加,薄膜在紫光区域具有较强的光致发光特性,掺铝使光发射峰增强并蓝移.

原子力显微镜在ZAO薄膜表征中的应用

利用磁控溅射法在溅射功率分别为30,50,80,100W条件下制备ZAO薄膜,并通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)谱对制得的薄膜样品进行表面形貌、结构特性和黏附性能进行研究。XRD结果表明,随着溅射功率的增加,ZAO薄膜呈现了明显的(002)择优取向,结晶质量获得提高。通过原子力显微镜对样品的二维、三维以及剖面线图进行分析。随着溅射功率增大,薄膜样品表面较均匀致密,晶粒生长较充分,结晶质量较高,粗糙度和黏附力均增大。

磁控溅射工艺参数对ZAO薄膜性能的影响

通过磁控溅射氧化铝锌陶瓷靶材的方法在玻璃基片上制备ZAO薄膜,研究了溅射电流、溅射气压、基片温度对ZAO膜电学及光学性能的影响,使用X射线衍射仪分析了薄膜相结构,使用台阶仪测试薄膜厚度,使用四探针方阻仪测试薄膜电阻率,采用紫外可见分光光度计测试薄膜透过率。结果表明:溅射电流增加可以改善ZAO薄膜的透过率与电阻率;溅射气压对薄膜的结晶性和透过率影响不大,但电阻率会随溅射气压的增大而上升;基体温度升高可以提高AZO薄膜的透过率与电导率。

交流磁控溅射制备ZAO薄膜工艺参数的研究

对于交流磁控溅射氧化锌铝陶瓷靶材制备ZAO薄膜,研究了氧流量、基体温度、靶电流密度、铝的掺杂量、本底真空压力和工作气体压力对zAO薄膜电学性能的影响规律,优化了工艺参数,为工业化生产提供了实验依据．

Sol-Gel提拉法制备ZAO薄膜及其光电性能

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)浸渍提拉法(基于组装的小型提拉装置)在普通玻璃片上制备出ZnO∶Al(ZAO)薄膜,利用扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、数字式四探针测试仪等检测手段分别对其进行了分析比较.结果表明:Al3+浓度为1.0%的ZAO薄膜表面最为致密均匀;随着退火温度的提高,薄膜的晶体平均粒径明显增大,电阻率逐渐减小;不同掺Al量的ZAO薄膜在可见光区的平均透光率均在70%以上,当A l3+浓度为1.5%时,550℃退火2 h,电阻率最小,为5.9×10-2Ω.cm.

ZAO薄膜使用射频溅射法生长之参数的研究

以氧化铝锌陶瓷为溅射靶材,在氩气环境下,使用射频溅射法在玻璃基片上制备氧化铝锌(ZAO)薄膜。通过调节气体压强、基片温度、溅射功率制膜,得到以C轴(002)为选择取向的氧化锌薄膜。由XRD、原子力显微镜(AFM)等对薄膜进行分析。结果表明,制备薄膜的最佳条件为:溅射压强0.4 Pa,溅射功率200 W,基片温度300℃。

ZnO和ZAO薄膜磁控溅射等离子体发射光谱

采用在线测试等离子体发射光谱的方法,研究了ZnO薄膜和ZAO薄膜磁控溅射生长等离子体的状态,分析了ZAO薄膜生长过程中的工作压强、溅射功率和衬底温度这几个重要参数对等离子体状态影响的规律。结果表明:主要是等离子体中粒子的密度随实验参数发生规律性变化,其变化规律与实验参数对薄膜生长质量影响的规律基本一致,可以定性地解释影响薄膜结晶质量的直接原因。最佳参数为:压强0.2Pa,功率80W和温度450℃。