透明导电氧化物薄膜的湿热衰减特性研究

将制备的3种透明导电氧化物(TCO)薄膜材料,即掺铝氧化锌(Zn O∶Al,AZO)、掺硼氧化锌(Zn O∶B,BZO)和掺氟氧化锡(Sn O∶F,FTO)薄膜进行温度为85℃和相对湿度为85%的湿热实验并进行退火,研究其光学和电学性质衰减特性以及恢复情况。研究表明:湿热实验和经过后续热处理的3种TCO薄膜的表面形貌基本不变;AZO和FTO薄膜光学和电学性能都相对稳定;但BZO薄膜的迁移率则是在湿热实验20 h内由初始的19 cm2/Vs迅速下降到1.99 cm2/Vs,而BZO薄膜载流子浓度是在湿热处理327 h由初始值7.2×1019/cm3迅速下降到8.8×1018/cm3,载流子浓度的降低导致薄膜在800~2200 nm波长范围内的光吸收减少;通过对晶粒间迁移率和晶界处迁移率分析得到BZO薄膜的迁移率衰退主要与水分子侵入薄膜内部并被吸附在晶界处;适当的热处理可使BZO薄膜的电学性能得到恢复。