论文摘要
近年来,透明导电薄膜在触控面板、液晶显示器、太阳能电池等多个方面都引起了人们广泛的关注。AZO薄膜因其低电阻率和高透过率成为了主要的透明导电膜材料。相对于别的透明导电薄膜材料而言,AZO薄膜具有原材料丰富、无毒、价格低廉等优点。目前用以制备AZO薄膜的方法有多种,其中磁控溅射技术因其高的沉积速率与均匀性被认为是重要的制备AZO薄膜的技术之一。本论文采用磁控溅射法制备了AZO薄膜,探讨了溅射功率、溅射气压、衬底温度以及氢化处理对AZO薄膜结构性能、光学性能以及电学性能的影响。结论如下：1.溅射功率、溅射气压、衬底温度对AZO薄膜性能有着重大的影响。随着溅射功率的增大,薄膜的结晶性能逐渐变好,薄膜的透过率从85%逐渐降低到65%,薄膜的电阻率先减小后增大,当溅射功率为250W时,薄膜的电阻率达到最低,为5.8×10-3f-Ω·cm。随着溅射气压的增加,AZO薄膜的结晶情况没有发生显著的改变,薄膜的透过率随之略微下降到70%,薄膜的电阻率先减小后有增大的趋势,当溅射气压为1.0Pa时,薄膜的晶粒尺寸最大,电阻率最低,为8.6×10-3Ω·cm。随着衬底温度的增加,薄膜的结晶性能逐渐减小,薄膜的透过率先增大80%后减小到75%左右,薄膜的电阻率先减小后增大,当衬底温度为100℃时,薄膜的电阻率为最低,为6.32×10-3Ω·cm。2.氢化工艺对AZO薄膜的结构、电学和光学性能有着重大的影响。随着H掺杂浓度的增加,薄膜的（002）衍射峰强度逐渐降低,（100）与（101）衍射峰有加强的趋势,薄膜的结晶性能有所降低,但是薄膜的透过率增加到85%,薄膜的电阻率先减小后增大,电阻率最低为2.39×10-3Ω·cm,所以适量的H掺杂对AZO薄膜的结构、光学以及电学性能有很大的提升。当H掺杂浓度为R=0.01时,随着衬底温度的增大,薄膜的结晶性能得到了较大的提高,晶粒尺寸也随之增大,薄膜的透过率先增大后减小到75%,薄膜的电阻率有下降的趋势,最小为7.58×10-3Ω·cm。在对比AZO与AZO：H薄膜的傅立叶红外光谱后,发现掺杂H后的AZO：H薄膜中观察到O-H键的区域振动模式（LVM）吸收带。通过选取的三组不同H掺杂浓度的AZO：H薄膜进行了SEM测试,发现H掺杂对薄膜的形貌有很大的影响,由于H在薄膜的沉积过程中起到刻蚀和钝化的作用,当H掺杂浓度为R=0.04,薄膜的表面形貌为多边形形状和片状形状。