透明導電氧化物(TCO)是半導體工業(yè)中非常重要的材料,因為它們具有優(yōu)異的光學和電學性能,已成功應用于薄膜光伏太陽能電池,平板顯示器,觸摸屏和LED/OLED。目前使用最廣泛的透明導電氧化物材料是氧化銦錫(ITO),而且它具有極低的電阻率(10-4Ω·cm)和可見光區(qū)域的高透射率(90%)和高熱穩(wěn)定性。但是地球表面的銦資源嚴重不足,并且價格昂貴。因此,研發(fā)和制備新型透明導電氧化物薄膜迫在眉睫。本課題采用遠源等離子體濺射設備在普通玻璃襯底和石英玻璃襯底以及單晶硅襯底上成功制備了兩種高性能的透明導電氧化物薄膜。然后對所制備出的透明導電薄膜樣品進行了一些列表征。具體結論如下:1、鈮摻雜二氧化錫薄膜(1)分別通過調節(jié)鈮條寬度和氧氣流量來控制鈮的摻雜含量。當鈮條和錫靶的面積比為3%,氧氣流量為4 sccm時,薄膜具有最低的電阻率4.2×10-3Ω·cm和較好透光性。此時的Nb的含量為3.5 at.%。(2)所有的沉積態(tài)薄膜均在室溫條件下生長,此時的薄膜結晶性差。隨著退火溫度的升高,薄膜的透光性逐漸提高,薄膜的導電性先提高后降低,在250℃時具有最低電阻率。2、鉭摻雜二氧化錫薄膜(1)通過調節(jié)Ar和O2的比例,來調節(jié)薄膜的光電性能。隨著氧氣比例的增加,薄膜的透光性逐漸提高,而薄膜的導電性降低,當O2為1.5 sccm時,薄膜具有最好的電學性能。(2)通過對樣品進行變溫霍爾測試發(fā)現(xiàn)在溫度為280℃時,薄膜的電阻率降到最低為2.0×10-3 Ω·cm。同時隨著退火溫度的升高,薄膜的透光性得到改善,經過480℃退火之后,可見光范圍平均透過率達到91%左右。(3)為了進一步提高薄膜的性能,在制備過程中對襯底進行加熱至250℃,并將沉積所得到的薄膜在氫氬混合氣氛下進行低溫退火30 min,當退火溫度為280℃時,薄膜的電學性能最佳。
【學位單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TB383.2;TN304
【部分圖文】：

帶電粒子以及氣體分子相碰撞的幾率大大提高，氣體更容易被電離，Ａｒ＋在高壓逡逑電場加速作用下，和靶材撞擊使靶材表面的靶原子離開靶材飛向基底，并沉積逡逑在基底上形成薄膜［７５＿７６１，圖１．１所示為磁控濺射原理圖［１］。逡逑Ｉ邋－邋邐．．ｉ—．，．—￣Ｉ逡逑５邋—邐ｉ＂邋■邋Ｉ邋■邐，邐—邐Ｉ邋：Ｒｏｔａｒｙ邋ｓｕｂｓｔｒａｔｅ邋ｈｏｌｄｅｒ邋（ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ）逡逑？？邋？邐＼邋ｔ邐２：Ｓｕｂｓｌｒａｔｅ逡逑Ａｔ＊邋＾邋＼邋ｑ邋ｑ邋ｑ邐３：Ｔａｒｇｃｔ邋（ｃａｔｈｏｄｅ）逡逑＼邐＾邋Ａ逡逑ｗ邐４：Ｍａｇｎｅｔｉｃ邋ｆｉｅｌｄ邋ｃｏｉｌ逡逑■＾＂（ｉｒｏｕｉｕｌｉｎｇ逡逑圖１．１磁控濺射原理圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｔｈｅ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｍａｇｎｅｔｒｏｎ邋ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ逡逑在１８４２年發(fā)現(xiàn)陰極濺射到二十世紀３０年代利用二極濺射沉積作為導電底逡逑底電極，之后又先后出現(xiàn)射頻濺射、三極濺射和磁控濺射技術，磁控濺射作為逡逑一種新型鍍膜技術，具有以下優(yōu)點：逡逑（１）

帶電粒子以及氣體分子相碰撞的幾率大大提高，氣體更容易被電離，Ａｒ＋在高壓逡逑電場加速作用下，和靶材撞擊使靶材表面的靶原子離開靶材飛向基底，并沉積逡逑在基底上形成薄膜［７５＿７６１，圖１．１所示為磁控濺射原理圖［１］。逡逑Ｉ邋－邋邐．．ｉ—．，．—￣Ｉ逡逑５邋—邐ｉ＂邋■邋Ｉ邋■邐，邐—邐Ｉ邋：Ｒｏｔａｒｙ邋ｓｕｂｓｔｒａｔｅ邋ｈｏｌｄｅｒ邋（ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ）逡逑？？邋？邐＼邋ｔ邐２：Ｓｕｂｓｌｒａｔｅ逡逑Ａｔ＊邋＾邋＼邋ｑ邋ｑ邋ｑ邐３：Ｔａｒｇｃｔ邋（ｃａｔｈｏｄｅ）逡逑＼邐＾邋Ａ逡逑ｗ邐４：Ｍａｇｎｅｔｉｃ邋ｆｉｅｌｄ邋ｃｏｉｌ逡逑■＾＂（ｉｒｏｕｉｕｌｉｎｇ逡逑圖１．１磁控濺射原理圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｔｈｅ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｍａｇｎｅｔｒｏｎ邋ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ逡逑在１８４２年發(fā)現(xiàn)陰極濺射到二十世紀３０年代利用二極濺射沉積作為導電底逡逑底電極，之后又先后出現(xiàn)射頻濺射、三極濺射和磁控濺射技術，磁控濺射作為逡逑一種新型鍍膜技術，具有以下優(yōu)點：逡逑（１）

化學氣相沉積過程一般包括三步：產生揮發(fā)性物質；氣態(tài)物質發(fā)生逡逑分解或者與其他氣體發(fā)生反應；在基底上沉積成膜�；瘜W氣相沉積的原理圖如逡逑圖１．３所示。根據(jù)不同需要，化學氣相沉積分為常壓化學氣相沉積、低壓化學氣逡逑相沉積、等離子體增強化學氣相沉積等�；瘜W氣相沉積之所以被廣泛應用于透逡逑明導電氧化物薄膜的制備是因為具有以下優(yōu)點：逡逑（１）

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本文編號：2822151