透明导电氧化物(TCO)是半导体工业中非常重要的材料,因为它们具有优异的光学和电学性能,已成功应用于薄膜光伏太阳能电池,平板显示器,触摸屏和LED/OLED。目前使用最广泛的透明导电氧化物材料是氧化铟锡(ITO),而且它具有极低的电阻率(10-4Ω·cm)和可见光区域的高透射率(>90%)和高热稳定性。但是地球表面的铟资源严重不足,并且价格昂贵。因此,研发和制备新型透明导电氧化物薄膜迫在眉睫。本课题采用远源等离子体溅射设备在普通玻璃衬底和石英玻璃衬底以及单晶硅衬底上成功制备了两种高性能的透明导电氧化物薄膜。然后对所制备出的透明导电薄膜样品进行了一些列表征。具体结论如下:1、铌掺杂二氧化锡薄膜(1)分别通过调节铌条宽度和氧气流量来控制铌的掺杂含量。当铌条和锡靶的面积比为3%,氧气流量为4 sccm时,薄膜具有最低的电阻率4.2×10-3Ω·cm和较好透光性。此时的Nb的含量为3.5 at.%。(2)所有的沉积态薄膜均在室温条件下生长,此时的薄膜结晶性差。随着退火温度的升高,薄膜的透光性逐渐提高,薄膜的导电性先提高后降低,在250℃时具有最低电阻率。2、钽掺杂二氧化锡薄膜(1)通过调节Ar和O2的比例,来调节薄膜的光电性能。随着氧气比例的增加,薄膜的透光性逐渐提高,而薄膜的导电性降低,当O2为1.5 sccm时,薄膜具有最好的电学性能。(2)通过对样品进行变温霍尔测试发现在温度为280℃时,薄膜的电阻率降到最低为2.0×10-3 Ω·cm。同时随着退火温度的升高,薄膜的透光性得到改善,经过480℃退火之后,可见光范围平均透过率达到91%左右。(3)为了进一步提高薄膜的性能,在制备过程中对衬底进行加热至250℃,并将沉积所得到的薄膜在氢氩混合气氛下进行低温退火30 min,当退火温度为280℃时,薄膜的电学性能最佳。