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铟镓锌氧化物(IGZO)薄膜具有高透射率、宽光学带隙、高电子迁移率和低温制备工艺等优点,是具有发展前景的透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide,TCO)材料。其可应用于具有更高透射率、更大分辨率、更低功耗的TFT器件,是制备OLED(Organic Light-Emitting Diode)、柔性和超大尺寸LCD等高端显示屏的关键基材。通过磁控溅射法制备IGZO薄膜的工艺参数在很大程度上影响了薄膜的质量,通过优化磁控溅射工艺制备最佳性能的IGZO薄膜是获得高性能IGZO TFT器件的关键。目前为止,国内对IGZO靶材及薄膜的研究比较少,限制了IGZO材料的应用和国产化,因此,本论文分别系统研究了溅射气压、溅射功率和基底温度对薄膜的微观组织、形貌、光电性能以及化学价态等性质的影响机制,通过控制品质因子探究IGZO薄膜最佳制备工艺参数,此外,基于IGZO薄膜与溅射前后靶材性能之间相互影响机理,研究了溅射前后靶材的微观变化,开展了IGZO靶材溅射前后物相组成、微观结构及开裂、结瘤的研究,分别选取靶材溅射后的中心区域、刻蚀区域和边缘区域进行详细研究。得到的主要研究结果如下:(1)随着溅射气压从0.2 Pa增加至0.8 Pa,薄膜的均方根粗糙度和电阻率先减小后增加,溅射气压为0.4 Pa时薄膜具有更低的均方根粗糙度(0.204 nm)及电阻率值(4.012×10-3Ω·cm);薄膜的光学透射率和品质因子值均先增加后减小,在溅射气压为0.4 Pa时,薄膜具有最佳的平均透射率(89.06%)和品质因子值(26.38×10-4Ω-1)。(2)随着溅射功率从60 W增加至120 W,薄膜的溅射速率、光学带隙和品质因子逐渐增加,薄膜的表面粗糙度和电阻率逐渐减小;溅射功率为120 W时,溅射速率、光学带隙、品质因子均达最大值,分别为18.20 nm/min、3.83 e V、14.26×10-4Ω-1,薄膜的均方根粗糙度和电阻率分别达最小值0.185 nm和9.028×10-3Ω·cm。(3)随着基底温度从室温升高到300℃,不同基底温度下制备的薄膜均为非晶结构,综合考虑品质因子、薄膜粗糙度以及柔性衬底不耐高温的性质,探明了最佳制备工艺温度:基底温度为室温时,IGZO薄膜的品质因子、可见光范围内的平均透射率和光学带隙具有较大值,分别为28.66×10-4Ω-1、86.69%和3.842 e V,均方根粗糙度和电阻率具有较小值分别为0.32 nm和2.919×10-3Ω·cm。(4)溅射前的靶材由主相In2Ga2Zn O7和二次相Zn Ga2O4组成,溅射后不同区域的靶材含有不同类型的纳米颗粒,中心区域和刻蚀区域主要由In2Ga2Zn O7和富含镓的氧化物组成,此外中心区域的结瘤部位除了富含Ga元素还含较高的C元素(由溅射腔室内的灰尘和脱落物导致),污染物C容易在裂纹和孔洞处堆积,成为结瘤的核心;边缘区域主要由In2Ga2Zn O7组成。同时也发现溅射后靶材化学组成分布不均匀会使得靶材表面的结瘤进一步扩大。