1、ZnO是一種直接帶隙半導(dǎo)體材料，屬于六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)。由于(002)晶面的表面自由能最低，晶體有C軸擇優(yōu)取向的特性。作為一種直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體材料，ZnO最具潛力的應(yīng)用是在光電器件領(lǐng)域。ⅢA族元素Al，In，Ga等原子摻雜的ZnO透明導(dǎo)電摸作為一種重要的光電子信息材料也得到了廣泛的研究，本文主要研究Al原子摻雜的ZnO薄膜，即ZAO薄膜。ZAO薄膜具有與ITO薄膜可比擬的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)，而且在高溫條件下，它的成分不易與氫發(fā)生互擴(kuò)散，因此

2、在活性氫和氫等離子體環(huán)境中化學(xué)穩(wěn)定性高，不易使太陽能電池材料活性降低，是最有開發(fā)潛力的透明導(dǎo)電薄膜，可望成為ITO薄膜最佳的替代者，推動(dòng)廉價(jià)透明導(dǎo)電薄膜的發(fā)展。 本文利用射頻磁控濺射技術(shù)完成了Al摻雜ZnO(ZAO)薄膜的制備。利用X射線膏亍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外一可見光分光光譜儀、四探針測試儀等對(duì)制備的Al原子摻雜的ZnO薄膜進(jìn)行了表征和性能研究。 研究表明： 1．研究氧氬流量比對(duì)ZAO薄

3、膜(使用金屬靶材制備薄膜時(shí))： 隨溫度升高制備優(yōu)質(zhì)薄膜所需要反應(yīng)的氧氣量增加(即氧氬流量比增加)?？赡苁怯捎跍囟雀邥r(shí)，鋅原子跟氧原子反應(yīng)充分，從而參與反應(yīng)的氧原子數(shù)目也要相應(yīng)增加；同一氧氬流量比1：25時(shí)，200℃下制備的ZAO薄膜有最佳的透光性，溫度更高或者更低都導(dǎo)致薄膜的透光性能變差；氧氣比例增大時(shí)薄膜透過率增加同時(shí)電阻率增大。 2．研究鋁摻雜量和襯底溫度對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)、電學(xué)和光學(xué)性能的影響(使用陶瓷靶和金屬鋁)Al摻雜

4、導(dǎo)致薄膜的吸收邊向短波方向移動(dòng)；鋁摻雜量對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)和電阻率有較大的影響，但對(duì)可見光透過率的影響不明顯；襯底溫度對(duì)薄膜的光電性能沒有明顯影響。 3．研究ZAO/Ti/ZAO薄膜中Ti夾層對(duì)薄膜光電性能的影響(使用陶瓷靶)用射頻濺射方法制備了ZAO/Ti/ZAO薄膜，Ti夾層結(jié)構(gòu)可以極大改良透明導(dǎo)電薄膜的性能。跟ZAO薄膜相比，ZAO/Ti/ZAO薄膜因?yàn)榻饘賂i的擴(kuò)散機(jī)制而使得電學(xué)性能大為提高。如果Ti的沉積時(shí)間小于60秒，ZA