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随着光电产业的快速发展,各种光电材料不断被开发,透明导电薄膜是其中之一。由于在可见光区域内的高透过率和高导电性,透明导电薄膜被广泛应用。目前,应用较为广泛且制备技术比较成熟的是氧化铟掺锡(ITO)薄膜和氧化锡掺氟(FTO)薄膜,其中ITO应用最为广泛。但是,ITO薄膜价格高、且高温时铟易扩散而出现薄膜性能退化现象。相比而言,氧化锌(ZnO)具有成本低、资源丰富、无毒、稳定性强的优点,因此受到广泛的关注。本文采用射频磁控溅射法,首次在室温下以玻璃为衬底制备出钇掺杂的氧化锌透明导电薄膜(YZO)。系统地研究了制备参数(溅射气压、溅射功率)和薄膜厚度对YZO薄膜的结构和光电特性的影响；利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、霍尔测试仪以及紫外-可见光分光光度计对YZO薄膜的结构、表面形貌、光学和电学性质进行了测量。1、厚度对薄膜性质的影响当溅射气压为2.0 Pa,功率为100 W时,分别制备了厚度为200 nm,400 nm,500 nm,600 nm,800 nm的五个样品,它们的生长速率约为52 nm/min,基本不随时间变化。随着薄膜厚度的增加,YZO薄膜的结晶变好,ZnO(002)峰强度增强,薄膜晶粒尺寸从30.4nm增加到了34.6 nm,晶粒较大,但是晶粒随薄膜厚度变化不明显；由于载流子浓度变化不大,随着结晶变好,晶界散射减小,霍尔迁移率增大,电阻率持续下降,可获得的最低电阻率为8.36×10-4Ω·cm,此时迁移率为15.3 cm2V-1s-1,载流子浓度为4.88×1020cm-3。在波长为500 nm-800nm的可见光范围内,所有样品的平均透过率均在90%以上。2、溅射气压对薄膜性质的影响薄膜厚度均为600 nm,溅射功率为100 W,溅射气压分别为：0.8 Pa,1.0 Pa,1.6 Pa,2.0 Pa,3.0 Pa。随着溅射气压的提高,薄膜生长速率呈下降趋势,当0.8 Pa时的56 nm/min降至3.0 Pa时43 nm/min,晶粒尺寸由47.4 nm减小到31.5nm,薄膜的结晶质量变差。在1.0 Pa时,溅射速率快,薄膜中氧空位多,载流子浓度高可达5.2×1020 cm-3,由于电离杂质散射的影响,霍耳迁移率降低为10.8cm2V-1s-1。溅射气压为2.0 Pa时,可获得最低的电阻率8.9×10-4Q·cm,此时载流子浓度降至4.92×1020 cm-3,霍尔迁移率变为14.2 cm2V-1s-1。随着溅射气压的增加,薄膜的透过率有所降低,但是所有样品在可见光区域内的平均透过率均超过了89%。3、溅射功率对YZO薄膜性质的影响薄膜厚度为600 nm,溅射气压2.0 Pa,衬底不加热,溅射功率分别为：40 W,50 W,60 W,90 W,110 W。随着溅射功率由40 W增加到110 W,溅射速率明显增大,从15 nm/min增加到56 nm/min。总体来看,晶粒尺寸变化不大,基本在33 nm-38 nm之间。当溅射功率为90 W时,载流子浓度达到最大为4.99×1020cm-3,霍耳迁移率只有14 cm2V-1s-1。最佳功率为50 W,其电阻率为8.71×10-4Ω·cm,载流子浓度为4.25×1020 cm-3,霍尔迁移率为16.8 cm2V-1s-1。随着溅射功率的增加,高能粒子对薄膜造成损伤,结晶质量变差,导致光子的散射和吸收增加,薄膜在可见光波段的平均透过率降低,但是平均透过率均在90%以上,说明YZO具有良好的透光性。从带隙来看,随着溅射功率的增加,带隙呈增大趋势,从40 W时的3.54 eV增大到了11OW时的3.64 eV。