工艺参数对离子束溅射ZnO∶Al薄膜结构与性能的影响

摘要

以ZnO(掺杂2%Al2O3)陶瓷靶作为靶材,采用离子束溅射技术在BK7玻璃基底上制备AZO透明导电薄膜。研究不同工艺参数对ZnO∶Al(AZO)薄膜结构与光电性能的影响。结果表明,不同等离子体能量下制备的AZO薄膜均出现ZnO(002)特征衍射峰,具有纤锌矿结构且c轴择优取向;AZO薄膜的结晶质量和性能对基底温度有较强的依赖性,只有在适当的基底温度下,可改善结晶程度且利于颗粒的生长,呈现较低的电阻率;不同厚度的AZO薄膜均出现较强的ZnO(002)特征衍射峰且随着厚度的增加,ZnO(110)峰强度不断加强,相应晶粒尺寸变大,但缺陷也随之增多;同时得出利用离子束溅射方法制备AZO薄膜的最佳工艺为:等离子体能量为1.3 keV、基底温度200℃和沉积厚度为420 nm,该参数下制备的薄膜结晶程度较高、生长的颗粒较大,相应薄膜的电阻率较低且薄膜透射率在可见光区均达到80%以上。