磁控溅射中靶-基底距离与Si共掺对ZnOAl薄膜性质的影响.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)1232Acta．一Chim．Sin．2011，27(5)，1232-1238May[Article]Ⅵnvw．whxb．pku．edu．cn磁控溅射中靶一基底距离与Si共掺对ZnO：AI薄膜性质的影响徐浩陆防’傅正文，(上海市分子催化和功能材料重点实验室，表面物理实验室和物理系，复旦大学，上海200433；化学系和激光化学研究所，复旦大学，上海200433)摘要：使用射频磁控溅射，在正方形石英衬底上沉积透明导电掺Al的ZnO(AZO)和Si共掺AZO(AZO：Si)薄

2、膜．系统研究了靶一基底距离(C)和Si共掺对AZO薄膜电学、光学性质的影响．电阻率、载流子浓度和迁移率都强烈地依赖于靶一基底距离，随着靶一基底距离的减少，载流子浓度和迁移率都有显著的增加，电导率也随之提高．在靶一基底距离为4．5cm处，得到最低电阻率4．94x10Q·cm，此时的载流子浓度和迁移率分别是3．75x10。。cm和33．7cm·V-’·s～．X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和边界散射模型被用于分析载流子浓度、迁移率和靶一基底距离的关系．透射谱显示，在可见一近红外范围内所有样品均有大于93％

3、的平均透射率，同时随着靶基距离的减少，吸收边蓝移．AZO：Si表现出可与AZO相比拟的高电导和高透射光学特性，但在热湿环境中却有着更好的电阻稳定性，这在实际使用中很有意义．关键词：AZO；AzO：Si：靶一基底距离：射频磁控溅射中图分类号：0649EfectsofSubstrate-TargetDistanceandSiCo-DopingonthePropertiesofAI—DopedZnOFIlmsDepositedbyMagnetronSputteringXUHao’，LUFang’FUZheng—Wen，Sh

4、anghaiKeyLaboratoryofMo&cu~rCatalystsandInnovativeMaterials,SurfacePhysicsLaboratory＆DepartmentofPhySics，FudanUniversity,Shanghai200433，R．China；DepartmentofChemistry＆LaserChemistryInstitute，FudanUniversity,Shanghai200433，PR．China)Abstract：TransparentconductiveA

5、I-dopedZnO(AzO)andSi-codopedAzO(AzO：Si)f¨msweredepositedonsquarequartzsubstratesbyradiofrequency(RF)magnetronsputering．Theefectofdistancebetweenthesubstrateandtarget(Dst)andtheefectofco-dopingSiontheelectricaJandopticalpropertiesoftheAZOfiImsweresystematicallyi

6、nvestigated．Theresistivity．carriercOncentratiOn．andmobilitywerefoundtobestronglydependentontheDs,values．WithadecreaseinD，thecarrierconcentrationandmobilityincreasedsignificantly．whichresultedinimprovedconductivity．丁helowestresistivityof4．94x10Q-cmwasobtainedata

7、Dstof4．5cm。andthiswasassociatedwithacarrierconcentrationof3．75×10。。cm一。andamobilityof33．7cm·V-’·s一．X—rayphotoelectronspectroscopy(XPS)，X-raydifraction(XRD)spectroscopy，andgrainbounda~scatteringmodelswereusedtoanalyzetherelationshipbetweenthecarrierconcentration

8、andthemobilityatdiferentdeposition(Ds,)values．Transmittancespectrashowedanaveragetransmitanceof>93％inthevisible．nearinfraredrangeforallthesamplesandablueshiftoftheabsorption