AZO靶材的制备与镀膜应用研究

摘要

以ZnO和Al2O3粉体为原料，在不同的热压温度下制备AZO靶材。通过阿基米德法测量靶材的密度，压汞法测量靶材的孔径分布，扫描电镜观察靶材的断面形貌。将所制备的靶材作为溅射源，进行射频磁控镀膜测试。采用台阶仪测量膜厚，紫外分光光度计测量薄膜透光率，四探针电阻图谱仪测量薄膜电阻率，XRD分析薄膜结构，研究靶材密度及孔径分布与薄膜光电性能的关系。结果表明，经过机械合金化和煅烧处理制备的原料粉（m（ZnO）：m（Al2O3）=98：2），Al部分扩散进入ZnO晶格中，另一部分由于固溶度的限制形成了ZnAl2O4尖晶石。在相同的溅射条件下，靶材密度越高，薄膜沉积速率越快，所得薄膜电阻率越低，但溅射功率较高时薄膜透光率明显减小。平均孔径较小且孔径分布集中的靶材，溅射所得薄膜电阻率较低。在溅射功率密度为3．9W／cm2下，相对密度高于80％的AZO靶材，靶材寿命大于150W·h。相对密度为94．79％的靶材在溅射功率30W下沉积20min得到薄膜的电阻率为3．14×10-4Ω·cm，平均透过率大于85％，具有（002）择优取向，满足薄膜太阳能对透明导电薄膜性能的要求。