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%。     

ZnO过渡层对BiFeO_3薄膜铁电性能的影响

采用溶胶–凝胶法,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上采用逐层退火工艺制备了BFO(BiFeO3)、ZnO/BFO和ZAO(掺铝氧化锌)/BFO薄膜,研究了ZnO、ZAO过渡层对BFO薄膜晶相以及铁电、漏电和介电性能的影响。结果表明:与BFO薄膜相比,ZnO/BFO薄膜的表面更加致密、平整,结晶性更好,双剩余极化强度(2Pr)有非常大的提高,漏电和介电性能也均有改善。ZAO/BFO薄膜的铁电性能比ZnO/BFO薄膜的铁电性能差,这与ZAO的导电性强于ZnO有关。     

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:Al(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2 50℃,镀膜系统工作稳定,沉积薄膜的性能较好.     

对不同制备方法下的ZnO基薄膜晶体管透过率的研究

文章主要是研究采用磁控溅射和电子束热蒸发两种制备方法来制备ZnO—TFT器件，并通过XRD和透射光谱来对样品的性质进行分析比较，得出采用溅射法制备的ZnO-TFT器件有源层的ZnO薄膜从结晶化程度、表面粗糙度及透过率都较采用电子束蒸发制得的ZnO薄膜优异，其有较好的c-axis（002）方向择优取向，器件的平均透过率在85％以上。并研究了退后处理对器件性能的影响，并发现快速热退火有利于薄膜的晶化，降低缺陷态密度。     

射频溅射法生长ZnO薄膜的参数研究

以ZnO陶瓷为溅射靶材,通入纯氩气,使用射频溅射法在玻璃基片上制备ZnO薄膜,研究了气体压强、基片温度、溅射功率等对薄膜性质的影响。通过XRD及原子力显微镜(AFM)等检测得出制备C轴(002)ZAO薄膜的最佳工艺条件为:溅射压强0.4Pa;溅射功率200W;基片温度300℃。     

LiNbO_3/ZnO:Al集成结构的外延生长及电性能研究

采用脉冲激光沉积(PLD)法在蓝宝石衬底上先后外延生长了ZnO:Al(ZAO)和LiNbO3(LN)薄膜。通过X射线衍射分析(XRD)可知二者之间的外延关系为:LN(001)//ZAO(001)、LN[110]//ZAO[110]、LN[100]//ZAO[120]。制备了Au/LN/ZAO和ZAO/LN/ZAO两种电容器结构,对其进行了电流-电压(J-E)测试和铁电(P-E)分析,结果表明:LN/ZAO集成结构具有整流作用,ZAO/LN/ZAO结构表现出较好的绝缘性能,所制备的LN薄膜在室温下的剩余极化强度(Pr)约为1×10–6C/cm2,温度的升高能够促进电畴的翻转,使Pr增加为3×10–6C/cm2。     

柔性衬底硅基太阳电池ZAO透明导电膜的研究

采用孪生对靶直流磁控溅射的方法,在室温下制备了ZnO:Al(ZAO)薄膜材料,将其应用于柔性衬底非晶硅薄膜太阳电池的窗口电极。通过调整Ar气流量(1.67×10-7 m3/s～8.33×10-7 m3/s),优化了ZAO薄膜的结构、成份及光电性能。得到如下结论:理想的Ar气流量为3.33×10-7 m3/s,此时ZAO薄膜具有较高的晶化率和C轴择优取向,薄膜的霍尔电阻率达为4.26×10-4Ω.cm,载流子浓度达到1.8×1021cm-3,可见光波长范围内的光学透过率达到85%以上。将优化后的ZAO薄膜用于柔性衬底非晶硅薄膜太阳电池的窗口电极,转化效率达到了4.26%。     

中频脉冲磁控溅射制备ZnO:Al透明导电薄膜

采用中频磁控溅射工艺,以2%的Al掺杂的Zn(纯度99.99%)金属材料为靶材制备平面及绒面透明导电ZnO:Al(ZAO)薄膜,系统研究了衬底温度、工作气压和溅射功率等对平面ZAO结构和光电特性的影响,并对湿法腐蚀制备绒面ZAO薄膜进行了介绍。获得了适合太阳电池的高性能薄膜,其电阻率为4.6×10-4Ω·cm,载流子浓度为4.9×1020cm-3,霍尔迁移率为56cm2/V·s,可见光范围内(400~800nm)的平均透过率大于85%。     

掺杂及工艺条件对室温制备ZnO∶Al性能的影响

采用直流磁控溅射工艺,在室温条件下制备了ZnO∶Al(ZAO)薄膜,研究了Al掺杂量和溅射工艺参数等对ZAO薄膜光电性能的影响.结果表明:Al掺杂量和溅射工艺参数均对薄膜的电阻率有显著影响,在Al掺杂质量分数为3%、溅射功率为100 W以及Ar压强为1.5 Pa的条件下,室温溅射淀积的ZAO薄膜可获得1.4×10-3 Ω*cm的最小电阻率;Al掺杂量和工艺参数对薄膜的透光率均无明显的影响,薄膜的平均透光率在86～90%,但随Al掺杂量和溅射功率的增加,薄膜的截止吸收边均向短波长方向移动.对薄膜优值因子的分析表明,适合采用的Ar压强值在0.6～2.0 Pa.     

溶胶-凝胶法制备ZnO:Al(ZAO)薄膜的光电特性

采用溶胶-凝胶法在石英衬底上制备了ZAO薄膜.在氮气气氛下进行退火处理,X射线衍射(XRD)谱表明ZAO薄膜具有六角纤锌矿的晶体结构.对ZAO薄膜的光电特性进行测量,结果显示薄膜的光致发光峰发生蓝移,喇曼光谱随A1掺杂浓度的变化发生相应的改变.薄膜的电导率在Al浓度为1%,700℃退火处理时达到最高值.     

ZAO膜磁控溅射变参数制备技术

采用射频磁控溅射技术生长ZnO:Al(ZAO)薄膜,用X射线衍射仪检测薄膜的结晶质量。为了提高薄膜的生长效率,进行了在生长过程中调整生长参数的试验。结果发现,生长过程中适当地改变参数,不仅可以提高薄膜的生长效率,还可以获得结晶质量更好的薄膜。在工作压强0.35Pa、溅射功率120W条件下粗生长后,改变工作压强为0.2Pa、溅射功率80W进行细生长,制得的薄膜平均可见光透射率为88%,电阻率为7.8×10–4Ω·cm。     

反应磁控溅射直接生长绒面结构ZnO:Al-TCO薄膜及其特性研究

利用反应磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长获得了"弹坑状"绒面结构的ZnO:Al-TCO薄膜。通过梯度O2生长(GOG,gradual oxygen growth)方法改善ZnO薄膜的透过率和绒度特性,并且具有较好的电学性能。通过优化实验,GOG方法生长ZnO:Al薄膜(薄膜结构:11.0sccm/10R+9.5sccm/15R)的"弹坑状"特征尺寸为300～500nm,可见光范围透过率达到90%,方块电阻约为4.0Ω/□,电子迁移率为17.4cm2/V-1.s-1。大面积镀制的ZnO:Al具有良好的绒面结构和电学均匀性,可应用于光伏(PV)产业化推广应用。     

Properties of transparent conductive ZnO:Al thin films prepared by magnetron sputtering

Middle-frequency alternative magnetron sputtering was used to deposit transparent conductive ZAO (ZnO:Al) thin films with ZAO (98 wt%ZnO+2 wt%Al₂O₃) ceramic target on glass and Si wafers. The influences of the various deposition parameters on the structural, optical and electrical performances of ZAO films have been studied. The structural characteristics of the films were investigated by the X-ray diffractometer and atomic force microscope, while the visible transmittance, carrier concentration and Hall mobility were studied by UV-VIS and the Hall tester, respectively. The lowest resistivity obtained in the work was 4.6×10⁻⁴ Ω cm for the film with average transmittance of 90.0% within the visible wavelength range and sheet resistance of 32 Ω, which was deposited at 250 °C and 0.8 Pa.     

衬底温度对PLD法制备的ZnO:Ga薄膜结构和性能的影响

利用脉冲激光沉积法在石英衬底上制备了镓掺杂氧化锌(ZnO:Ga)透明导电薄膜,研究了衬底温度对薄膜的结构、表面形貌和光电性能的影响.研究表明:制备的ZnO:Ga薄膜是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜.随着衬底温度的增加,衍射峰明显增强,晶粒尺寸增大.当衬底温度为450℃时,薄膜的最低电阻率为8.5×10<'-4>Ω·cm,...     

氧流量对绒面氧化锌透明导电薄膜性能的影响

利用中频脉冲磁控溅射工艺制备了低阻高透过率的ZAO薄膜,用湿法腐蚀的方法将制备的平面ZAO薄膜在0.5%的稀盐酸中浸泡一定时间得到绒面ZAO薄膜.研究了氧流量对腐蚀后薄膜表面形貌的影响.结果表明,随着氧流量的增大腐蚀后薄膜的表面形貌由花瓣状逐渐为适合太阳电池的陨石坑状,在氧流量为3.6 sc-cm时(氩流量为12 sccm)得到最好的绒面ZAO薄膜,继续增加氧流量,薄膜开始变得粗糙,说明薄膜的表面形貌又变差.     

Sn掺杂量对Sn-Al共掺ZnO薄膜光学性能的影响

利用溶胶-凝胶(sol-gel)法在玻璃和硅衬底上制备了不同Sn掺杂量的Sn-Al共掺的ZnO薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)、光致发光谱(PL)等测试手段,对薄膜的结构、形貌和光学性能进行了表征。结果表明:所制备的样品晶粒均沿(002)方向择优生长,且随着Sn元素掺杂量的增加,择优取向性先增强后减弱,同时薄膜的半高宽先减小后增大,半高宽最小时,薄膜的结晶质量最好。与只掺Al元素的ZnO薄膜相比,共掺后的薄膜近紫外发光峰的强度明显降低,出现了轻微的蓝移,且在600 nm处的缺陷发光强度明显增强;随着Sn掺杂量的增加薄膜的透过率先增加后减小。与AZO薄膜相比,当Sn的掺杂量为0.020时,薄膜的结晶质量更好,缺陷发光更强,光透过率更高。     

高导电性ZAO陶瓷靶材及薄膜的制备

用热等静压法烧结制备了高导电性ZAO(铝掺杂氧化锌)陶瓷靶材,并用直流磁控溅射法制备出ZAO透明导电薄膜。靶材的致密度达98.7%,电阻率为2.2?03·cm;制得薄膜的最低电阻率为9.3?04·cm,可见光平均透射率大于85%。浅析了靶材的组织结构及靶材的电学、力学性能和薄膜制备的主要实验参数对其光、电性能的影响。     

ZnO:Al(ZAO)透明导电薄膜的制备及其特性

笔者采用射频磁控溅射工艺、以氧化锌铝陶瓷靶为靶材制备透明导电ZAO薄膜,系统研究了各工艺参数,如氧流量、工作气压、温度、射频功率和退火条件等对其结构和光电特性的影响。实验结果表明:在纯氩气中且衬底温度为300℃时制备的ZAO薄膜经热处理后电阻率降至8.7104 W·cm,可见光透过率在85%以上。X射线衍射谱表明ZAO晶粒具有六角纤锌矿结构且呈c轴择优取向,晶粒垂直于衬底方向柱状生长。