H、F摻雜ZnO透明導電薄膜的制備及其性能研究.pdf

1、透明導電電極材料在信息科技和新能源技術(shù)中起到了很重要的作用。這些材料，尤其是透明導電氧化物(TCO)廣泛應(yīng)用于低發(fā)射率涂層，平板顯示，薄膜太陽能電池和有機發(fā)光二極管等器件上。在這類材料中，n型摻雜的氧化鋅(ZnO)具有良好的光電性能。怎樣增加載流子遷移率是制備高性能ZnO基透明導電薄膜的關(guān)鍵技術(shù)，因為遷移率的提高不僅可以減低電阻率，而且可以提高光透過率。在本文中，我們研究了H、F兩種非金屬元素分別摻雜和共摻雜ZnO薄膜的制備和性能以及H

2、等離子處理對薄膜遷移率的影響。本論文主要工作包括以下內(nèi)容:
　　1.采用RF磁控濺射法制備ZnO薄膜。分別采用H2/Ar混合氣氛中濺射薄膜和H等離子體處理的方法制備H摻雜ZnO薄膜，分別標記為HZOⅠ和HZOⅡ。我們發(fā)現(xiàn)H的摻入都顯著減低薄膜電阻率。同時我們發(fā)現(xiàn)HZOⅡ薄膜電阻率有很好的熱穩(wěn)定性，并認為這種穩(wěn)定的淺施主是H-Vo。
　　2.采用高真空RF濺射法制備了F摻雜ZnO薄膜。我們發(fā)現(xiàn)薄膜晶體質(zhì)量并沒有隨濺射溫度的增加

3、而增加。從XRD的峰位以及Hall測試的結(jié)果我們推論出，當濺射溫度達到250℃以上之后，F(xiàn)并沒有有效地摻入O位起到施主作用。通過退火可以激活一部分原本不提供自由電子的F。
　　3.分別采用在濺射氣氛中通入H2和H等離子體處理的方法，制備了HFZO薄膜。我們發(fā)現(xiàn)不管是用哪種方法制備HFZO，都能夠在FZO的基礎(chǔ)上明顯地改善電學性能。通過H等離子處理的方法制備的HFZO薄膜，遷移率顯著提高。XPS圖樣發(fā)現(xiàn)高溫下生長的FZO薄膜中Vo含