溶胶-凝胶法制备氧化锡基薄膜及薄膜晶体管的研究进展

摘要

透明导电氧化物(transparent conductive oxides,TCOs)薄膜和透明氧化物半导体(transparent oxide semiconductors,TOSs)薄膜具有高透明度和良好的导电率等特点,广泛应用于太阳能电池、平板显示、智能窗以及透明柔性电子器件等领域.大多数TCOs和TSOs薄膜主要是以氧化铟、氧化锌和氧化锡三种材料为基础衍生来的,其中,氧化铟薄膜中In元素有毒、含量稀少且价格昂贵,会造成环境污染;氧化锌薄膜对酸或碱刻蚀液敏感,薄膜图形化困难;氧化锡薄膜不仅无毒、无污染、价格低廉,还具有良好的电学性能和化学稳定性,具有巨大的发展潜力.目前,薄膜的制备主要依赖于真空镀膜技术.此类技术的缺点在于设备结构复杂且价格昂贵、能耗高、工艺复杂、生产成本高等.相比传统真空镀膜技术,溶胶-凝胶法具有工艺简单、成本低等优点,受到了人们的广泛关注.本文从TCOs和TSOs薄膜的发展现状和发展趋势出发,先介绍了氧化锡薄膜的结构特性、导电机制、元素掺杂理论以及载流子散射机理,然后介绍了溶胶-凝胶法原理和制备方法,接着介绍了近些年来溶胶-凝胶法制备氧化锡基薄膜在n型透明导电薄膜、薄膜晶体管以及p型半导体薄膜中的应用和发展,最后总结了当前存在的问题以及今后研究的方向.