文档介绍：鲁东大学硕士学位论文摘要 ZnO是一种直接带隙半导体材料,属于六方纤锌矿结构。由于(002)晶面的表面自由能最低,晶体有c轴择优取向的特性。作为一种直接带隙宽禁带半导体材料,ZnO最具潜力的应用是在光电器件领域。IliA族元素Al,In,Ga等原子掺杂的ZnO透明导电摸作为一种重要的光电子信息材料也得到了广泛的研究,本文主要研究Al原子掺杂的 ZnO薄膜,即ZAO薄膜。ZAO薄膜具有与ITO薄膜可比拟的光学、电学性质,而且在高温条件下,它的成分不易与氢发生互扩散,因此在活性氢和氢等离子体环境中化学稳定性高,不易使太阳能电池材料活性降低,是最有开发潜力的透明导电薄膜,可望成为门的薄膜最佳的替代者,推动廉价透明导电薄膜的发展。本文利用射频磁控溅射技术完成了A1掺杂ZnO(ZAO)薄膜的制备。利用x射线{i亍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外一可见光分光光谱仪、四探针测试仪等对制备的A1原子掺杂的ZnO薄膜进行了表征和性能研究。研究表明: (使用金属靶材制备薄膜时): 随温度升高制备优质薄膜所需要反应的氧气量增加(即氧氩流量比增加)。可能是由于温度高时,锌原子跟氧原子反应充分,从而参与反应的氧原子数目也要相应增加; 同一氧氩流量比l:25时,200"C下制备的ZAO薄膜有最佳的透光性,温度更高或者更低都导致薄膜的透光性能变差;氧气比例增大时薄膜透过率增加同时电阻率增大。、电学和光学性能的影响(使用陶瓷靶和金属铝) 舢掺杂导致薄膜的吸收边向短波方向移动:铝掺杂量对薄膜的结构和电阻率有较大的影响,但对可见光透过率的影响不明显;衬底温度对薄膜的光电性能没有明显影响。 (使用陶瓷靶) 用射频溅射方法制备了ZAO/Ti/ZAO薄膜,n夹层结构可以极大改良透明导电薄膜的性能。跟ZAO薄膜相比,zAO/’n/zAO薄膜因为金属n的扩散机制而使得电学性能大为提高。如果币的沉积时间小于60秒,ZAO/n/ZA0薄膜光学性能几乎不受影响,沉积时间大于120s薄膜的透光率下降。本实验获得的Z/T/×10之Q·cm,透光率接近9096。关键词:ZAO薄膜:RF磁控溅射:透光率:电阻率鲁东大学硕士学位论文 Abstract ZincOxide(ZnO)is asemiconductor with directband—gap and has ahexagonal wurtzite structure. The main purpose of thispaper is tostudy theAIdoped ZnO thinfilms,that is,ZAO parable with monly usedindium tinoxide fifo)films regarding ,the film ischemical stableinthe presence of activehydrogen orhydrogen plasma atmosphere and will not reduce theactivity ofsolarcell materials because position ishard tointeract埘t11 hydrogen allli曲 isemerging asone ofthe bestalternative candidates forITO films,and its uge willPromote thedevelopment ofcheap transparent conducting films. At doped ZnO films were deposited by radiofrequency(1∞ron sputtering -ray diffraction(XRD),SEM,Ultraviolet-visible spectrophotometer and four-point probe were employed tocharacterize andanalyze theZAO films. The study shows that" theinfluence oftheratioofOJAr totheopticalProperties oftheZAO thinfilms (when thefilms were prepared by thetarge