P型透明导电Cu-Al-O薄膜的直流共溅射法制备

采用Cu靶和Al靶直流共溅射法制备了P型透明导电Cu-Al-O薄膜.用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)仪、四探针测量仪、紫外-可见分光光度计对样品进行了表征.结果表明,对所制备的P型透明导电Cu-Al-O薄膜经高温退火后,其结晶质量和导电性能均有一定提高,薄膜在可见光区的平均透过率接近70%,禁带宽度约为3.75 eV.     

透明导电薄膜的研究进展

主要对目前国际上研究较多的几种透明导电薄膜,如金属膜、透明导电氧化物(TCO)薄膜(In2O3基、SnO2基、ZnO基及TiO2基薄膜)、p型材料及多层膜的性能、制备工艺、研究现状及最新进展进行了较为详细的阐述。介绍了一些较为特殊的透明导电薄膜材料。展望了透明导电薄膜未来的研究方向及发展前景。     

Cu／AI比对P型透明导电铜铝氧薄膜性能的影响

采用将反应物沉淀后涂层及高温固相反应，在石英玻璃衬底上沉积了Cu／Al原子比不同的P型透明导电铜铝氧化物。XRD分析结果表明，样品的成分中包含黑铜矿结构的CuO、铜铁矿结构的CuAlO2、尖晶石结构的CuAl2O4和刚玉结构的Al2O3；X光能谱（EDAX）测试结果表明，样品中的Cu／Al比例随原料中Cu／Al比的增加而增加；导电类型测试表明，利用本方法制备的样品均是P型；电阻率测试表明，当Cu／Al原子比在1．0～1．5变化时试样的电阻率较低，而且电阻率变化不大。     

基于磁控溅射技术的ZAO透明导电薄膜及靶材的研究

阐述用磁控溅射技术制备综合性能优良的ZAO透明导电薄膜及其靶材的发展现状和趋势。介绍了透明导电薄膜的基本性能及其存在的问题,进而重点阐述了ZAO薄膜的组织结构、导电机制和透光特性。由于其优良的光电特性(用掺杂Al2O3质量分数达3%的溅射靶材可制备电阻率达4.7×10-4Ω·cm、透射率超过90%的ZAO薄膜)而具有广泛的应用前景。并针对靶材的制备和利用磁控溅射技术制备ZAO透明导电薄膜过程中存在的问题及发展方向进行了分析讨论。     

RF磁控溅射制备AZO透明导电薄膜及其性能

室温下采用RF磁控溅射技术在石英衬底上制备了多晶ZnO: Al (AZO）透明导电薄膜,通过XRD,AFM,AES,Hall效应及透射光谱等测试研究了RF溅射功率、氩气压强对薄膜的结构、电学和光学性能的影响. 分析表明:在最优条件下（溅射功率为250W,氩气压强为1.2Pa时）, 180nm AZO薄膜的电阻率为2.68E-3 Ω· cm,可见光区平均透射率为90%,适合作为发光二极管和太阳能电池的透明电极. 所制备的AZO薄膜具有c轴择优取向,晶粒间界中的O原子吸附是限制薄膜电学性能的主要因素.     

掺杂浓度对AZO薄膜结构和光电性能的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)工艺在普通玻璃基片上成功地制备出高c轴择优取向性、高可见光透过率和低电阻率的Al3+掺杂型的ZnO透明导电薄膜,对这种薄膜进行了X-射线衍射和扫描电镜分析,并对其光电性能作了详细的研究。结果表明,制备的薄膜为钎锌矿型结构,呈c轴方向择优生长;其可见光透过率可达85%以上;Al3+掺杂型的ZnO透明导电薄膜的电阻率在1.5×10-2~8.2×10-2Ω.cm。     

Cr/Cu/Al/Cr薄膜电极的防氧化性能

采用Al作为Cu导电层的主要防氧化保护层,在普通浮法玻璃上利用磁控溅射和湿法刻蚀技术制备Cr/Cu/Al/Cr复合薄膜及其电极,研究不同的热处理温度对复合薄膜及其电极的结构、表面形貌和导电性能的影响。由于有Al层作为保护层,在热处理过程中,Al先与穿过Cr保护层的氧进行反应,从而可以更有效地保护Cu膜层在较高的温度下不被氧化,所制备的薄膜在经过600℃的热处理之后仍然具有较好的导电性能。而对于Cr/Cu/Al/Cr电极,侧面裸露的金属层在热处理过程中的氧化是其导电性能逐渐下降的主要原因,退火温度超过500℃之后,电极侧面裸露部分的氧化范围不断往电极的中间扩散,导致了薄膜电极导电性能显著恶化。虽然如此,Cr/Cu/Al/Cr薄膜电极在430℃附近仍然具有较好的导电性能,电阻率为7.3×10-8Ω.m,符合FED薄膜电极的要求。以此薄膜电极构建FED显示屏,通过发光亮度均匀性的测试验证了Cr/Cu/Al/Cr电极的抗氧化性。     

掺杂浓度对AZO薄膜结构和性能的影响

采用溶胶–凝胶工艺在玻璃基片上制备出Al3+掺杂型的ZnO(AZO)透明导电薄膜,对薄膜进行了XRD和SEM分析,并对其光电性能作了详细的研究。结果表明薄膜为纤锌矿型结构,呈c轴方向择优生长;薄膜的可见光透过率可达80%以上;Al3+掺杂型的ZnO透明导电薄膜的电阻率为1.5×10–2~8.2×10–2?·cm。     

掺杂与非掺杂ZnO薄膜的对比分析

TCO薄膜具有高电导率、高可见光区透射率等特点,ZnO薄膜在透明导电材料（TCO）领域如太阳能电池、半导体激光器（LD）、发光二极管（LED）等光电嚣件上得到了广泛应用。为制备高质量的TCO薄膜,我们选择合适的衬底材料和良好的制备技术及工艺。本文采用磁控溅射实验方法。在相同溅射条件下制备出了Al-N共掺ZnO薄膜和无掺杂ZnO薄膜,然后对这两种薄膜进行了AFM、XRD、Hau测试对比分析,确定了掺杂与非掺杂ZnO薄膜优缺点,实验结果表明掺杂为Al—N共掺ZnO薄膜的各项性能指标均优于未掺杂ZnO薄膜,为进一步研究ZnO薄膜在实际应用打下一定的基础。     

衬底温度对共溅射制备AZO薄膜光电性能影响

以Al金属和ZnO陶瓷作为溅射靶材,采用直流和射频双靶磁控共溅射的方法在玻璃衬底上制备Al掺杂ZnO（AZO）透明导电薄膜,采用X线光电子能谱仪、X线衍射（XRD）仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、紫外 可见分光光度计和霍耳效应测试仪对薄膜的微观形貌结构及光电性能进行了表征和分析,探究了不同衬底温度对薄膜光电性能的影响。结果表明,所制备的AZO薄膜均具有c轴取向生长的六角纤锌矿结构,在衬底温度为300 ℃时AZO薄膜结晶质量最好,电阻率最低（为1.43×10-3 Ω·cm）。所有样品薄膜在380~780 nm区间平均透过率大于90％,随着衬底温度的升高,AZO薄膜的吸收边出现了蓝移。     

直流磁控溅射ZnO：Al薄膜过程中氧气浓度的研究

采用直流磁控溅射的方法制备ZnO:Al(ZAO)透明导电薄膜,研究了氧气浓度对ZAO薄膜的结构、光电性质的影响。实验表明适当的氧气浓度是制备优质ZAO透明导电薄膜的关键。本实验条件下制备的ZAO薄膜最低电阻率为3.67×10-4Ω.cm,可见光部分透过率高于90%。     

纳米晶SnO2薄膜的结晶特性

采用磁控溅射技术，使用混合气体Ar和O2，在衬底温度为150-400℃的耐热玻璃基片上制备了纳米晶SnO2：Sb透明导电薄膜，通过测定X射线衍射谱，表明薄膜择优取向为[110]和[211]方向，测量了SnO2：Sb薄膜的结晶特性随衬底温度变化以及纳米晶SnO2薄膜FE—SEM表面及断面形貌。     

掺铒Al2O3薄膜的性能与制备

简述了几种Al2O3薄膜的制备方法,使用中频孪生靶非平衡磁控溅射系统制备了掺铒Al2O3薄膜,并对其进行检测,结果表明该方法制备的薄膜适于制作光纤放大器.     

RF磁控溅射制备AZO透明导电薄膜及其性能

室温下采用RF磁控溅射技术在石英衬底E制备了多晶ZnO:Al(AZO)透明导电薄膜,通过XRD,AFM,AES,Hall效应及透射光谱等测试研究了RF溅射功率、氩气压强对薄膜的结构、电学和光学性能的影响.分析表明:在最优条件下(溅射功率为250W,氩气压强为1.2Pa时),180nm AZO薄膜的电阻率为2.68×10-3 Ω·cm,可见光区平均透射率为90%,适合作为发光二极管和太阳能电池的透明电极.所制备的AZO薄膜具有c轴择优取向,晶粒问界中的O原子吸附是限制薄膜电学性能的主要因素.     

氮气退火对NiO/ZnO薄膜PN结的影响

利用磁控溅射法,在ITO玻璃基底上沉积NiO薄膜和ZnO:Al（Al掺杂的ZnO或AZO）薄膜,制备具有半导体特性的NiO/ZnO透明异质结二极管。使用UV—1700型分光光度计、KEITHLEY4200-SCS半导体测试仪、JSM-6490LV型扫描电子显微镜等分析氮气退火对NiO/ZnO薄膜性能的影响。实验结果表明： 500℃退火范围内,NiO薄膜的透过率随退火温度的升高单调上升,500℃时透过率在80%以上,NiO/ZnO薄膜的透过率明显提高;在400℃时,NiO/ZnO薄膜整流特性最佳。     

RF磁控溅射功率对ZnO：AI薄膜结构和性能的影响

采用RF磁控溅射技术以ZnO2Al2O3（2wt％Al2O3）为靶材在石英玻璃衬底上制备多晶ZnO：Al（AZO）薄膜,通过XRD、AFM、AES以及Hall效应、透射光谱、折射率等手段研究了RF溅射功率（50-300w）对薄膜的组织结构和电学,光学性能的影响。分析表明：所制备的AZO薄膜具有c轴择优取向,并且通过对不同功率下薄膜载流子浓度与迁移率的研究发现对于室温下沉积的AZO薄膜,晶粒间界中的O原子吸附是影响薄膜电学性能的主要因素。同时发现当功率为250W时薄膜的电阻率降至最低（3．995×10^-33Ω·cm）,可见光区平均透射率为91％。     

电沉积法制备SnS薄膜

采用了电沉积在SnO2透明导电玻璃上制备了硫化锡（SnS)薄膜，并对用电化学法实现Sn和S共沉积的条件参数进行了理论探讨，实验中，利用SnCl2和Na2S2O3的混合水溶液作为电沉积液制备了均匀的SnS薄膜，对实验参数进行了优化，对薄膜进行了X－射线衍射（XRD），扫描电子显微（SEM）测量及光学测试，。实验发现，制备的薄膜为多晶的斜方晶系结构，晶粒大小约为150nm，直接光学带隙在1．36－1．73eV之间可调。     

AZO透明导电薄膜的工艺优化及其在叠层硅薄膜太阳能电池上的应用

本文利用直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了低电阻率、高透光率的掺铝氧化锌（ZnO:Al）透明导电薄膜,经过稀盐酸腐蚀制绒后,作为前电极应用于叠层硅薄膜太阳能电池。详细讨论了溅射和腐蚀工艺参数对薄膜光电性能的影响。优化工艺制备出的AZO薄膜具有高散射能力的表面形貌,其透光率在81%以上（380~1100nm范围）,方块电阻和雾度分别为11Ω/□和41.3%。AZO薄膜作为前电极应用于a-Si:H/μc-Si:H双结薄膜太阳能电池,小面积电池的初始转换效率达到了12.5％。     

Cu/Al比对p型透明导电铜铝氧薄膜性能的影响

采用将反应物沉淀后涂层及高温固相反应,在石英玻璃衬底上沉积了Cu/Al原子比不同的p型透明导电铜铝氧化物.XRD分析结果表明,样品的成分中包含黑铜矿结构的CuO、铜铁矿结构的CuAlO2、尖晶石结构的CuAl2O4和刚玉结构的Al2O3;X光能谱(EDAX)测试结果表明,样品中的Cu/Al比例随原料中Cu/Al比的增加而增加;导电类型测试表明,利用本方法制备的样品均是p型;电阻率测试表明,当Cu/Al原子比在1.0～1.5变化时试样的电阻率较低,而且电阻率变化不大.     

P型TiOx半导体薄膜的特性研究与制备

TiO2陶瓷在射频溅射过程中表面成分发生改变，变化后的陶瓷表面具有良好的导电性，可作为靶材采用直流溅射法在玻璃基片上制备TiO2薄膜，发现当工作气体中不通O2时溅射得到的TiO2薄膜由于氧缺位呈N型导电，而当预先在玻璃衬底上沉积一层金属Ti时TiO2薄膜的导电类型发生了转变，由N型导电转向P型导电，该文对这一现象进行了研究，并讨论了钛层厚度和真空退火条件对薄膜P型导电性质的影响。