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本论文叙述了用射频磁控溅射的方法在玻璃衬底上低温制备出高质量的ZnO:Ga透明导电膜,并系统的研究了溅射功率,工作气压,薄膜厚度和退火处理对薄膜的结构,表面形貌以及光电特性的影响。本文可得出以下主要结论:
1.采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上淀积出高质量的ZnO:Ga透明导电膜。制备出的薄膜为多晶膜,具有六角纤锌矿结构和(002)方向的择优取向。
2.随着溅射功率的增大,衍射峰强度逐渐增加,半高宽减小。在溅射时间相同的条件下,随着溅射功率的增大薄膜厚度增加,薄膜晶化程度提高,晶粒逐渐增大,薄膜表面变的更加致密,结构趋于完整。薄膜的电阻率随溅射功率的增大而减小,电阻率的减小主要是由载流子浓度和霍尔迁移率的增大引起的。
3.不同溅射Ar气压下制备ZnO:Ga薄膜,薄膜的衍射峰强度随着溅射Ar气压逐渐增加先增强后减弱,衍射峰的半高宽也是先减小后逐渐增大。当气压较小时沉积的薄膜晶粒大,而且粗糙度也大。当溅射压力逐渐增大时,晶粒逐渐变小。
4.在玻璃衬底上低温制备的不同厚度ZnO:Ga透明导电膜,随着薄膜厚度的增加,衍射峰的位置没有发生明显变化,但是衍射峰的强度明显增强,半高宽减小,说明薄膜的晶化程度随着薄膜厚度的增加而增强。
5.对ZnO:Ga薄膜进行不同退火温度的处理,随着退火温度的升高,衍射峰的强度明显增强,半高宽减小,说明薄膜的晶化程度随着退火温度的升高而增强,晶粒增大。