磁控溅射氢化AZO薄膜研究

摘要

氢在ZnO∶Al中是一种n型掺杂,所以它能够降低应用于太阳电池的AZO透明导电薄膜的电阻率.但是由于在ZnO中H和Al的掺杂机制不同,为了得到高性能的ZnO∶Al/H薄膜,有必要对其磁控溅射沉积的工艺进行再优化.研究了沉积温度和气压对射频磁控溅射法制备的氢化AZO薄膜的影响，发现在272℃的较高温度下，薄膜的电阻率随溅射载气中氢含量的增加而增加;当沉积温度降低至200℃时，电阻率受氢气含量影响的幅度趋于平缓;当进一步降低沉积温度到室温附近后，在一定范围内，氢化AZO薄膜的电阻率随着溅射气氛中氢含量的增加反而减小:如在1Pa和0.5Pa沉积气压下，溅射气氛中氢气含量直到5%时薄膜的电阻率都随氢气含量的增加而单调地减小。沉积温度降低到200℃或200℃以下时AZO薄膜在可见光波长范围内的平均透过率有所降低，但是氢气在溅射气氛中含量为1%和3%时可以改善薄膜在可见光范围内的平均透过率。将进一步报道氢化AZO薄膜经高温退火处理后性能变化。