工作气压对室温溅射柔性AZO薄膜性能的影响
溅射氩气压强对AZO薄膜光电性能的影响
溅射 氨气 压强 对 ＡＺＯ 薄膜 光 电性 能 的影 响 ①
王坤 傅 刚 刘 志宇 （ 广州大 学物理 与 电子 工程学 院 广州 ５ ０ ６ １ ０） ０
方 要： 譬控溅射方法在玻璃衬底上制 采用 备出了 ｌ ｚ０Ａ０薄膜， Ａ掺杂 ｎ（ｚ） 研究了 溅射过程中 氲气 不同 压强对薄膜光学， 和微结构等 电学 面 性能的影响。Ｒ 测 ｘ Ｄ 试结果表明， 所制备的薄膜均具有呈ｃ 轴择优取向的纤锌矿结构。 当氢气 压强为 ．Ｐ时Ａ０ 膜的电 主 ０３ａ ｚ 薄 阻率
结 晶 质量 最好 ， 随 着氩 气 压强 的进 一 步增 而 大 ， 射峰 强 度逐 渐 变弱 ， 衍 晶化 质量 变差 。 这 是 由于 随 着氩 气压 强 的 增 大 溅射 出来 的粒 子平 均 自由程 增大 ， 到达 衬 底表 面 之前 溅 在 射 出的粒 子 与氩 气粒 子 碰撞 ， 导致 粒子 在 到 达 衬 底 的 过 程 中 动 能 逐 渐 减 少 ， 而 使 结 从 晶 质量 变 差 【 。 ＡＺ０薄 膜 的 透 过 率 是 重 要 参数 之 一 。 图２为 氩 气 压 强 分 别 为 ０． Ｐａ和 ０． Ｐａ ３ ６ 时 ３０ ０ ｎ ０ ～８ ０ ｍ波 长范 围 内薄 膜 的光 波透 过率 曲线 ， 膜 都 具 有 陡峭 的 截 止 吸 收 限 ， ０ 薄 在 ． ３ ａ ． Ｐ 的氩 气压 强 下 的透 过率 几 乎相 Ｐ 和０ ６ ａ 同， 特别 是在 可 见波 长（８ ～７ ０ ｍ） 围内 ３０ ８ｎ 范 的透 过 率 曲 线 几 乎 重 合 ， 均 透 过 率 均 在 平 ３结果与讨论 ９ ％以 上 。 图 中 还 可 以 看 出 ， ３ 从 当氩 气 压 强 图 １ 出 了不 同氩 气压 强下 生 长ＡＺ 给 Ｏ薄 从０．Ｐａ 大Ｎｏ． Ｐ ， ３ 增 ６ ａ 吸收 限 向长 波方 向移 膜的ＸＲＤ。 固定衬底温 度为２ Ｏ 溅射功率为 动 ， 是 由 于 氩 气 压 强 的 增 大 使 薄 膜 中 的 Ｏ ℃， 这 ２０ 。 ０Ｗ 氩气压 强分别为０ １Ｐ 、 ．０ ａ ０４ Ｐ 、 缺 陷 增 多 ， 而 使 散射 中心 增 多 ， ．５ ａ０ ３Ｐ 、 ．５ ａ 从 导致 吸收 ０．０ ａ ６ Ｐ 条件下生 长的样 品其（０ ） ０ ２晶面衍 射峰 限 向长 波 方 向移 动 。 图３ 薄 膜 样 品 的 电 阻 率 随 溅 射 氩 气 为 分 别是 ３ Ｏ 、 ４． ２ ３ ． ５ ３ １ 这 与标 ４． ８ ３ １ 、 ４ ０ 、 ４． ４， 在０ １ Ｐ ￣ Ｏ ４ Ｐ 范 ］ 准 的 Ｚ Ｏ（ ０ ） 的 峰 位 相近 。 以判 断 出 ｎ ０ ２面 可 压强 的变 化 曲线 。 ． ５ ａ １ ．ｓ ａ 围内 ０ ３Ｐ 时 所 沉 积 的 薄 膜 具 有 六 角 纤 锌 矿 结 构 且 呈 Ｃ 薄膜 的 电 阻率 变化 并 不 明 显 ， ． ０ ａ 有 ２试 验 轴 择 优 取 向 生 长 ， 的 掺 杂 并 没 有 改 变 最 小 电 阻 率 。 以 认 为 ， 着 氩 气 压 的 增 Ａｌ 可 随 ｎ 而是 取 代 了晶 体 中 Ｚ ２ 大 ， Ｏ薄 膜 的沉 积 速 率 有 所提 高 ， 样 就 ｎ ＋ ＡＺ 这 试验 采 用Ｊ Ｐ ３ ０ 控溅 射镀 膜 机 。 Ｃ 一 ５磁 玻 Ｚ Ｏ的 晶体 结 构 ， 璃 基 片先 在 盐酸 溶 液 中 浸 泡 ２ ｈ ４ 以去 除表 的位 置。 随着氩气压强从０ １Ｐ 增加到０ ３ ａ 有更 多 的 被 离化 Ａｒ粒 子 撞 击 到 靶材 表 面 ， ．Ｓ ａ ．Ｐ ， Ｏ薄 膜 的 （ ０ ） 的 衍 射 峰 强 度 变 化 很 单 位 时 间 内轰 击 靶 面 的 粒 子数 增加 ， 而 ０ ２面 从 面的有机物和杂 质， 然后 在 加 热 的 丙 酮 和 ＡＺ 导 而 ．Ｐ 时 说 酒 精 中分 别超 声 清洗 ｌｍｉ ， 用 去离 子 水 大 ， 且在０ ３ ａ 候最 强 ， 明此时薄 膜的 更 多 的 靶 材 原 子 向 衬 底 溅 射 ， 致 薄 膜 的 Ｏ ｎ再
乱谈磁控溅射
磁控溅射技术是目前最重要的工业化大面积真空镀膜技术之一。
溅射技术的历史发展如图3-1所示，从中可以看出发展的驱动力主要来自：降低工艺成本、解决工艺难题和满足进一步提高薄膜性能的工艺参数优化。
前者关注于靶材利用率、沉积速率、薄膜均匀性以及溅射过程稳定性等方面的问题；后者由于低能离子轰击在薄膜沉积过程中的重要作用，主要要求增加溅射原子离化率和能独立控制/调节微观等离子体工艺参数等，以更好地满足实际镀膜工艺中的多种需求。
其中，HIPIMS：高功率脉冲磁控溅射high power impulse magnetron sputtering，MFMS：中频磁控溅射middle frequency magnetron sputtering，CFUBMS：闭合场非平衡磁控溅射closed field unbal anced magnetron sputtering，UBMS：非平衡磁控溅射unbalanced magnetron sputtering，IBAMS：离子束辅助磁控溅射ion beam aiding magnetron sputtering，HCM：空心阴极磁控溅射hollow cath ode sputtering，ICPMS：感应耦合等离子磁控溅射inductively coupled plasma magnetron sputterin g。
（一）磁控溅射工艺原理相对于其它的制备工艺（如CVD、PLD、Spray pyrolysis等），磁控溅射是目前制备薄膜最为常用的方法之一。
概括起来磁控溅射主要具有如下优点[20]：●∙∙∙∙∙∙∙ 较低的制备温度（可室温沉积）；●∙∙∙∙∙∙∙ 较高的成膜质量，与衬底附着力好；●∙∙∙∙∙∙∙ 可控性好，具有较高的沉积速率；●∙∙∙∙∙∙∙ 可溅射沉积具有不同蒸汽压的合金与化合物；●∙∙∙∙∙∙∙ 成本较低，重复性好，可实现规模化大面积生产。
本贴对一般性溅射过程原理部分从略，其详细介绍可参考文献[147-150]，而主要结合制备AZO薄膜的情况，重点对磁控靶构造、磁路设计和部分表观工艺参数（external paramet ers）与微观/等离子体参数（plasma parameters）的关系做一简要评述。
磁控溅射对薄膜附着力的影响_概述及解释说明
磁控溅射对薄膜附着力的影响概述及解释说明1. 引言1.1 概述随着科学技术的不断发展，薄膜材料的制备和应用在各个领域中起到了至关重要的作用。
而通过磁控溅射技术来制备薄膜已经成为一种常见且有效的方法。
然而，薄膜的附着力是影响其性能和稳定性的关键因素之一。
因此，深入研究磁控溅射对薄膜附着力的影响机理以及优化策略具有重要意义。
1.2 文章结构本文将围绕磁控溅射技术对薄膜附着力的影响进行系统论述，并结合实验验证和数据分析，解释结果差异的原因。
具体而言，本文分为五个主要部分：引言、磁控溅射技术概述、影响薄膜附着力的因素分析、实验验证与数据分析以及结论与展望。
1.3 目的本文旨在全面阐明磁控溅射技术对于薄膜附着力方面所产生的影响，并深入探讨影响因素的机理。
通过实验验证和数据分析，我们将尽力揭示磁控溅射下薄膜附着力变化的规律，并提出优化策略。
最终，期望为相关领域的科研工作者提供有益的参考和指导，推动薄膜制备技术在更广泛的应用中发挥更大的作用。
2. 磁控溅射技术概述：2.1 原理介绍：磁控溅射技术是一种常用的物理气相沉积技术，主要用于制备薄膜材料。
其原理是在真空条件下，通过施加外加磁场和高能粒子轰击靶材表面，使得靶材中的原子或分子离开靶面并沉积在衬底上形成薄膜。
利用这种方法可以制备出均匀、致密且具有优异性能的薄膜。
2.2 工艺参数与薄膜附着力关系研究：磁控溅射工艺的参数对最终薄膜的质量和性能有很大影响。
诸如气体种类、压力、功率、溅射时间等参数都会影响到溅射过程中产生的离子束特性以及靶材表面和溅射沉积层之间的相互作用。
在进行磁控溅射时，合适选择和调节这些工艺参数可以优化沉积层的结构和性能，并且提高薄膜附着力。
2.3 典型应用领域：磁控溅射技术在许多领域有广泛应用。
其中包括但不限于光电子器件、集成电路、光学薄膜、传感器和太阳能电池等。
这种技术可以制备具有高透明性、低反射率、优异导电性以及耐腐蚀性的材料，满足不同领域对薄膜材料的需求。
氧气流量对磁控溅射制备AZO薄膜特性的影响
口
８
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一
详 细 研 究 氧 气 流 量对 薄膜 的光 电学 性 能 的影 响 实 验 表 明 ． 射 溅 功率 的改 变对 薄膜 的特 性 有 着 显 著 的 影 响 ．且 所 有 制备 样 品 在 可见 光 区 的平 均透 过率 都 大 于 ８ ％ ．分 析 光 电学 性 质 改 变 的 机 ０
， Ｎ 和电阻率（） ｐ。 机 和 无 机 发 光管 等 多 种 光 电 子元 器 件 中【 目前 商 业 使 用 的透 明 阻和载流子迁移率（）并计算出载流子浓度（） ｌ ｎ 导 电薄 膜 材 料 基 本 上 是 掺 锡 氧 化 铟 （ Ｏ ． 是 ＩＯ材 料 存 在 价 Ｉ ）但 Ｔ Ｔ ３． 果 与讨 论 结 ３１薄 膜 的沉 积速 率 ． 格 高 以 及 钢 有 一 定 的 毒 性 等 缺 点 口 因此 ． 年 来 科 学 工 作 者 不 ： 近
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其 中 其 中 Ｒ 为 方 块 电阻 ， 为 霍 尔 电压 ， 为 霍 尔 电流 ． Ｕ Ｉ Ｂ 为垂 直 于 膜 面 的磁 场 强 度 ， 电子 电量 。 ｅ为
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图 ３不 同氧 气 流量 的 Ａ ｏ 薄 膜 的 沉 积速 率 ｚ
性 质 产 生 重 要 的 影 响 。如 ： ｈｎ等 『 研 究 了基 片温 度 对 溅 射 沉 Ｃｅ 则 图 ３给 出 了 Ａ Ｏ 薄膜 的沉 积 速 率 （ 随 氧气 浓度 （ Ｏ ） Ｚ Ｒ） Ｆ ， 的变 积 的 Ａ Ｏ薄 膜 的影 响 发 现 ２ ０ Ｃ基 片温 度 下 制 备 的薄 膜 的 电 Ｚ ５ｏ 化 特 性 ， 由 图 可 见 ，随 着 氧 气 浓 度 从 ０ ％增 加 到 ０５ ， 则 从 ．％ Ｒ 阻 率 最小 ： Ｌ ｅ等 究 了 溅 射 功 率 从 ３ Ｗ 增 加 到 １０ 对 在 ３ ｎ ｉ 而 ｅ 研 ０ ２Ｗ ０ ｒ ｎ升 高 到 ３ ｎ ／ ｎ ｄｍ ４ ｍ ｍｉ．而 且 Ｒ 随 Ｐ的 增 加 是 非 线 性 增 加 塑料 基 片 上 沉 积 Ａ Ｏ 薄 膜 的 特性 影 响 ．发 现 薄 膜 的 电阻 率 随 着 的 。 （ 什 么 会 出 现 这 种 变 化 呢 ． 以 参 考 我 发 表 在 中 国 光 学 快 Ｚ 为 可 溅 射 功率 的增 加 而 减 小 。Ｇ ｐａ等 分 析 了 薄 膜 厚 度 、 ｕｔ 氧气 流 量 和 报 上 的 文 章 ， 真 看 懂 了 ， 知 道 原 因 。 ） 认 就 溅 射 功率 等对 制备 薄膜 的 电 阻 率 和 成 分 的变 化 情 况 ［ 由此 可 ８ ３ ３ ． 膜 的 结 构 和 形貌 ２薄 见 ，Ｚ Ａ Ｏ薄 膜 的 性 能 与 其 制 备 的 工 艺 条 件 参 数 密 切 相 关 。 因此 ． 在 本 文 中 ． 者 利 用 直 流 磁 控溅 射 方 法 制 备 Ａ Ｏ薄 膜 ． 细 研 究 作 Ｚ 详 氧气 流量 对 薄 膜 的结 构 、 貌 、 阻率 、 流子 浓 度 、 移 率 和 光 形 电 载 迁
氧气流量对磁控溅射AZO薄膜光电性能的影响
率， 也影响薄膜的光学透射率。从表 ２ 可见 ， 在常温 下 用直 流反 应磁 控 溅 射 制 备 Ａ Ｏ时 当氧 气 流 量 ≥ Ｚ ００ ．８×１ ｍ ／ 后 ， 得 薄 膜 透 明但 不 导 电 （ 图 ０ ｓ 所 见
Ｄｅ ｓｔｄ ｂ ａ ｎｅ ｒ ｎ Ｓ ｕｔｅ ｉ ｅ ｈ ｄ ｐｏ ｉｅ ｙ Ｍ ｇ ｔ ｏ ｐ ｔ ｒｎｇ Ｍ ｔ ｏ
Ｄ Ｎ ｕ ＪＡ Ｇ Ｂ ｉｎ ， Ｉ Ｎ Ｙ ｐｎ ， ｒｕ ，Ｚ Ｎ ｉ ｊ ｇ Ｃ Ｏ Ｚ ｉ ｉ Ｚ Ａ ｈｎｉ Ｉ Ｇ Ｙ ， Ｉ Ｎ ａ ｉｇ ＴＡ ａ ｉｇ ＭＡ Ｅ ｙ ｎ ＨＡ Ｇ Ｘ ａ ｉ ， Ａ ｈｒ ， Ｈ Ｏ Ｚ ｉｌ ｇ ｌ ｏｎ ｕ ｎ
２氩氧 比为 ０２ ：．８的样 品 照 片 ） 且 薄 膜透 光 率 ．５００ ， 高 ， 阻超 出 四点 探 针 测 量 范 围 （ 方 电阻 率 ＞１×１ ０ ｎ ・ ｍ） 但 当氧 气 流 量 为 ０ ０ ×１ ｍ ／ ｅ ； ． ４ ０ ｓ时 ， 薄
膜 导 电但不 透 明 （ 图 １氩 氧 比为 ０ ２ ： ． 的样 见 ．５０ ０ ４
１ 实验 方 法
在 室 温 下 ， 用 直 流反 应 磁 控溅 射 工 艺 在 载 玻 利 片 和 单 晶 硅 片 衬 底 上 沉 积 Ａ Ｏ 薄 膜 ， 验 在 Ｚ 实 Ｕ Ｐ５ Ｄ ４ ０型磁控 溅射 离 子 镀 设 备 上 完 成 。溅 射 靶 材
看，气 量 影向 膜 能 重 叁 对 控 氧 流 ０ 性 的 耍 数， 其 制 薄
ｌ ｎ ｅ ｆｏ ｙ ｅ ｌｗ ｎ ｏ ｔ ｅｅ ｔｏ ｉ ｒ ｐ ｒｉ ｓａ ｄ ｍｉｒ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｏ Ｏ ｒ ｔ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｓ ｏ ｘ ｇ ｎ ｆｏ ｏ ｐ ｏ ｌｃ ｒ ｎｃ ｐ ｏ ｅｔｅ ｎ ｃ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｆＡＺ ａ ｅ ｓｕ ｉ ｄ ． Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｕ ｈ ｅ ｕｔ ｓ ｏ ｔ ａ ｘ ｇ ｎ ｆｕ ａ ｒ ｍａｉａｌ ｆｅ ｔｔ ｅ ｏ ｔ ｅｅ ｔｏ ｉ ｒ ｐ ｒｉｓ ａ ｄ ｃ ｙ ｔ ｌｉｅ ｓａｕ ｆＡＺＯ ｈ ｗ ｈ ｔｏ ｙ ｅ ｘ ｃ ｎ ｄ ａ ｔｃ ｌ ａｆ ｃ ｈ ｐ ｏ ｌｃ ｒ ｎｃ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｎ ｒ ｓａｌｎ ｔｔ ｓ ｏ ｌ ｙ ｉ ｆ ｍｓ ｌ ．Ｔｈ ｌ ａ ｅ ｅ ｃ ｌｅ ｔｔａ ｓ ｔａ ｃ ｕ ｏ ｌｃ ｒｎｉ ｏ ｄｕ ｔｖｔ ｔ ａ ｘ ｇ ｎ ｆ ｘ ｈｉｈ ｒ ｅ ｆ ｍｓ ｈ ｖ ｘ ｅ ｌｎ ｒ ｎ ｍｉ ｎ ｅ ｂ ｔｐｏ ｒ ｅｅ ｔｏ ｃ ｃ ｎ ｃｉｉｙ ａ ｎ ｏ ｙ ｅ ｕ ｇ ｅ ｉ ｔ ｌ
AZO透明导电薄膜的性能和制备
体 显示器 （ Ｐ Ｄ Ｐ ） 、 有 机薄 膜 电致 发 光器 件 （ Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ） 以
及 场发射 显 示 器 （ Ｆ Ｅ Ｄ） 电极 、 太 阳能 电池玻 璃 和抗 静 电膜 等多种 应用 领域 。
到压 机大小 的 限制 不 能 成 型 大 尺寸 坯 体 ， 且 模 具 成
靶材 的使 用 寿 命 。 目前 的 Ａ Ｚ Ｏ靶 材 面 临 的主 要 问
第６期
董
凯， 等： Ａ Ｚ Ｏ透明导电薄膜的性能和制备
４ ５
题是 大尺 寸 靶 材 的 获得 和 靶 材致 密度 的 提 高 ， 而 用 常用 的压 制 成 型 就 面 ｌ 临设 备 大 型 化 的 问 题 ， 所 以探 索一 种 大尺 寸靶材 制 备方法 就 成为 了主要 的问题 。
致荧 光显 示器 （ Ｅ Ｌ Ｄ） 、 电致 彩 色显 示 （ Ｅ Ｃ Ｄ） 、 等离 子
注 成型 等 。 干 压成 型就 是将 粉料 填 入 金 属 模 腔 中 ， 施 以 压
力 使其 形成 致密坯 体 ， 常用 的加 压方 法 有 单 向加 压 、 双 向加 压 、 四 向加 压等 。干压 成 型 的生 产 率高 ， 废 品
基金项 目： 宁夏 自治区 自然基金项 目（ Ｎ Ｚ １ ３ ２ ５ ６ ） 作者简介： 董凯 （ １ ９ ８ ９一） ， 男， 助理工程师 ， 主要从事金属材 料的研究
和开发工作。
镀膜 时 问。靶 材 的 颗粒 均 匀 性 也 至 关 重 要 ， 颗 粒 均
匀性不好会 导致靶材在溅 射过程 中更易结瘤 ， 缩短
湖 南有 色金属
ＨＵＮＡＮ ＮＯＮＦ ＥＲＲＯＵＳ ＭＥＴＡＬＳ
直流磁控溅射制备大面积AZO透明导电薄膜
第47卷第4期2010年7月真空VACUUMVol.47,No.4Jul.2010收稿日期：2010-02-05作者简介：郭杏元(1976-)，女，湖南省衡阳市人，博士*基金项目：中国博士后科学基金资助项目（20090450914）。
直流磁控溅射制备大面积AZO 透明导电薄膜*郭杏元1,2，许生1，曾鹏举2，谭晓华1，严松涛1，范垂祯1（1.深圳豪威真空光电子股份有限公司，广东深圳518057；2.深圳大学光电子学研究所，广东深圳518060）摘要：采用直流磁控溅射工艺于200℃的玻璃基板制备了大面积AZO 透明导电薄膜。
重点研究了样品晶体结构、方阻、可见光透过率、样品形貌等随其位置变化的情况。
研究表明，大面积AZO 薄膜的晶体结构、可见光透过率、样品形貌等随样品位置变化比较小，大面积AZO 样品均按C 轴取向生长，表面平整，晶粒尺寸为20nm 左右。
在本实验条件下获得的大面积AZO 薄膜方阻在86~110Ω/□范围内,方阻线性变动率为28%,样品电阻率为6.34~7.26×10-4Ω·cm ，可见光平均透过率均高于87%。
关键词：薄膜太阳能电池；大面积镀膜；掺铝氧化锌；磁控溅射中图分类号：TB32;TB43文献标识码：B文章编号：1002-0322（2010）04-0046-05Deposition of large-area AZO thin films by DC magnetron sputteringGUO Xing-yuan 1,2,XU Sheng 1,ZENG Peng-ju 2,TAN Xiao-hua 1,YAN Song-tao 1,FAN Chui-zhen 1(1.Shenzhen Hivac Vacuum Photo-Electronics Co.Ltd.,Guangdong,Shenzhen 518057,China;2.Institute of Optoelectronics,Shenzhen University,Shenzhen 518060,China)Abstract:Large -area AZO thin films have been deposited on glass substrate by DC magnetron sputtering at 200℃.Theeffect of sample spatial location on the structural,electrical,optical properties and morphology of the AZO thin films were investigated.It was found that all AZO thin films grow with c -axis orientation of the hexagonal ZnO phase normal to the substrate,the surface of AZO thin films are smooth,and the grain size is around 20nm.The sheet resistance of large -area AZO thin film obtained in the testing is in a range of 86~110Ω/□;change rating of sheet resistance is 28%;resistivity lies in 6.34~7.26×10-4Ω·cm;the average visible transmittance is higher than 87%.Key words:thin-film solar cell;large-area;aluminum doped zinc oxide (AZO);magnetron sputtering随着全球环境的日益恶化，气候变暖日益严峻，世界各国对绿色能源的开发与应用越来越重视。
AZO透明导电薄膜的制备技术及应用进展
收稿日期：２００６－０９－２５．基金项目：华中科技大学校基金（Ｎｏ．２００６Ｍ０４４Ｂ）资助；教育部留学归国人员科研启动基金资助（２００６）。
作者简介：刘玉萍（１９７９－），女，湖北省荆州市人，在读硕士，从事低温等离子体技术在光电材料制备、改性方面的研究。
ＡＺＯ透明导电薄膜的制备技术及应用进展刘玉萍，陈枫，郭爱波，李斌，但敏，刘明海，胡希伟（华中科技大学电气与电子工程学院，湖北武汉４３００７４）摘要：概述了国内外ＡＺＯ透明导电薄膜的多种制备技术和开发应用进展。
详细介绍了磁控溅射、溶胶－凝胶、脉冲激光沉积、真空蒸镀、化学气相沉积等工艺在ＡＺＯ薄膜制备中的研究现状，并且在对ＡＺＯ膜与ＩＴＯ膜性能比较的基础上，指出ＡＺＯ薄膜的产业化前景好。
关键词：ＡＺＯ薄膜；制备技术；综述；透明导电氧化物薄膜中图分类号：ＴＮ３０４．２＋１；Ｏ４８４文献标识码：Ａ文章编号：１００６－７０８６（２００７）０１－０００１－０５ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＯＦＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴＣＯＮＤＵＣＴＩＶＥＡＺＯＴＨＩＮＦＩＬＭＬＩＵＹｕ－ｐｉｎｇ，ＣＨＥＮＦｅｎｇ，ＧＵＯＡｉ－ｂｏ，ＬＩＢｉｎ，ＤＡＮＭｉｎ，ＬＩＵＭｉｎｇ－ｈａｉ，ＨＵＸｉ－ｗｅｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｍｕｌｔｉｆｏｒｍｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｎＡＺＯｔｈｉｎｆｉｌｍａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅ－ｄ．Ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｍａｇｎｅｔｒｏｎｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ，ｓｏｌ－ｇｅｌ，Ｐｕｌｓｅｄｌａｓｅｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｖａｃｕｕｍｅｖａｐｏｒａｔｉｎｇａｎｄｃｈ－ｅｍｉｃａｌ－ｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＡＺＯｔｈｉｎｆｉｌｍｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ－ｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＡＺＯｆｉｌｍｓｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅｉｓｍｏｒｅｐｒｏｍｉｓｅｆｕｌｔｈａｎＩＴＯｔｈｉｎｆｉｌｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＺＯｔｈｉｎｆｉｌｍ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｓｕｍｍａｒｉｚｅ；ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｏｘｉｄｅｆｉｌｍ１引言随着半导体、计算机、太阳能等产业的发展，一种新的功能材料———透明导电氧化物薄膜（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｏｘｉｄｅ，简称ＴＣＯ薄膜）随之产生、发展起来。
Al浓度对AZO薄膜结构和光电性能的影响
Ｆ ｇ １ ＸＲＤ ａ ｔ ｒ ｓ ｏ Ｏ ｈ ｎ ｆｌ ｓ ａ ｉ ｅ ｅ ｔ ｉ ｐ ｔｅ ｎ ｆ ＡＺ ｔ ｉ ｉ ｔ ｄ ｆ ｒ ｎ ｍ ｆ ｄ ｐ ｎ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔｏ ｏ ａ ｔｃ ｎ ｅ ｔ ａ ｉ ｎ
中 图 分 类 号 ： ０４ ４ ４ ８ ． 文献 标识 码 ： Ａ
文 章编 号 ：０ １９ ３ （０ ７ ０ －０ １０ １ ０ －７ ｌ ２ ０ ） １０ ９ －２
３ 结 果 与 讨 论
图 １为纯 Ｚ Ｏ薄 膜 和不 同掺杂 量 薄膜 的 Ｘ Ｄ衍 ｎ Ｒ 射 图 。从 图 １可 以 看 出 纯 氧 化 锌 薄 膜 和 １ 、 ５ Ｏ １ （ 子分数 ） 杂量 的薄 膜均 只有 一个衍 射 峰（ ０ ） 表 原 掺 ０２ ， 明制备 出来 的 ＡＺ 薄 膜 具 有纤 锌 矿 结构 且 呈 ｃ轴择 Ｏ 优 取 向 。薄膜 的衍 射 峰角度 随 着掺杂 量 的增 加 向高 角 度移 动 ， 衍射 峰强 度 随 着 掺 杂量 的增 加 逐渐 降 低 。这
溅射 功率 为 ｌ Ｏ ， 积 时 间 ３ ， ＯＷ 沉 ｈ 衬底 温度 ４ ０ 。样 ５℃ 品的结 构特 性 用 英 国 Ｂ ｄ 公 司制 造 的 Ｂ ｄ ｅｅ ｅ ｅＤ１多功
分数 ） ， Ｏ 薄膜 结 构 为 纤锌 矿 结构 ， ｃ 方 向择 时 Ａ． ５ ０ ６ ｍ 进行 表征 ； 品 ｕ ＝０ １ ４ ５ ｎ 样
维普资讯
李 金 丽 等 ： 浓 度对 Ａ Ｏ 薄膜 结 构 和 光 电 性 能 的 影 响 Ａｌ Ｚ
Ａｌ 度 对 ＡＺ 薄 膜 结构 和光 电性 能 的 影 响 浓 Ｏ
李金 丽 ， 邓 宏 ， 刘财 坤 ， 庆 亮 ， 袁 韦 敏
（ 电子科 技 大学 微 电子与 固体 电子学 院 ， 四川 成都 ６ ０ ５ ） １ ０ ４
射频溅射功率对AZO薄膜结构及光电特性和热稳定性的影响
第 ２期
发 光 学 报
ＣＨＩ ＮＥＳ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＵＭ Ｉ Ｅ Ｊ ＮＥＳ ＣＥＮＣＥ
Ｖｏ ． １ ３ｌ
Ｎｏ ２ ．
２１ ０ ０年 ４月
Ａｐ ．，２ ０ ｒ ０１
文章编号 ：１０ －０ ２ ２ １ ）２０ ３ －４ ０ ０７３ （０ ０ ０ －２ ５０
制 备 了 Ａ Ｏ 薄 膜 。靶 与 衬 底 的 距 离 为 ６ Ｚ ５～７ ０ ｍｍ。本底 真 空度 优于 １０Ｘ１ Ｐ ， 射 用高 纯 ． ０～ ａ溅
氩 气压 保持 在 １Ｐ ， 射 功 率 分 别 为 ４ ８ ，２ ａ溅 ０，０ １０， １０ ２ ０ Ｗ ， 应 的 膜 厚 分 别 为 １ ９ ２ ２ ４ ９， ６ ，０ 对 ６ ，２ ，７ ６ ６ ６ ０ｎ 依 次记 为 １ ２ ３ ４ ５号样 品 。 ６ ，７ ｍ， ，， ，，
样 品的结 构 特征 采 用 Ｂ ｕ ｅ ８ Ａ ｖｎ ｅＳ ｒｋ ｒＤ ｄ ａｃ Ｓ
ＴｎＯ ｉｅ简 称 ＩＯ薄 膜 ） ｉ ｘｄ ， Ｔ 。但 是 ， Ｏ 薄 膜 有 些 Ｉ Ｔ
不足 ， ： 有毒 ， 格昂贵 ， 如 铟 价 稳定 性 差 ， 氢 等 离 在
１ Ｗ 衍射 仪 Ｃ ｃ（ ８ｋ ｕＫＬ Ａ＝ ０ １４２ｎ 进 行 表 ．５ ｍ）
射 频 溅 射 功 率 对 ＡＺ 薄 膜 结构 及 Ｏ 光 电特 性 和热 稳 定 性 的影 响
马 晓 翠 ，叶 家聪 ，曹培 江 ， 文 军 ，贾 芳 ， 德 亮 ，吕有 明 柳 朱
（ 圳 大学 材 料 学 院 深 圳 市 特 种 功 能 材 料 重 点 实 验 室 ，广 东 深 圳 深 ５ ８６ ） １０ ０
Ｐ Ｓ ７ ．６ Ｈ ＡＣ ： ８６ ． ｆ Ｐ Ｃ ７６Ｋ Ａ Ｃ： ８ ５ 文献标识码 ： Ａ
AZO透明导电薄膜的特性_制备与应用
A Z O 透明导电薄膜的特性、制备与应用Ξ范志新(河北工业大学应用物理系,天津,300130)2000年7月27日收到摘 要 综述了A Z O 透明导电薄膜的结构特点,冶金学、电学和光学的特性,薄膜研究、应用和开发现状,认为A Z O 薄膜具有较好的开发前景。
关键词 A Z O 薄膜 特性 制备 应用中图分类号:O 484文献标识码:A文章编号:10052488X (2000)04202552051 引 言透明导电薄膜在光电池和液晶显示等多方面的应用日益受到人们的重视。
在氧化锡(TO )和氧化铟锡(ITO )薄膜的研究取得成功并获得工业化应用之后,尽管提高薄膜透光率和降低电阻率仍然是研究者们继续不断向“极限”挑战的目标,国内外的刊物上仍不断有论文发表,但这已不是主攻方向。
接下来,研究者又把研究的主要目标转向其它材料,掺铝氧化锌(A Z O )薄膜就是目前最具开发潜力的薄膜材料之一[1～21]。
氧化锌(Z O )是一种典型的纤锌矿结构材料,作为良好的半导体、压电功能材料,多年前就已经达到实用化的程度。
氧化锌薄膜也可以作为良好的透明导电材料,由于ITO 薄膜含有稀散贵金属铟,成本较高,而氧化锌原料丰富,价格低,性能优异,引起人们研究与开发的兴趣,从20世纪70年代末开始就不断有论文发表,近年来更成为研究的热门课题。
而掺铝氧化锌又属透明导电薄膜中目前效果最好的氧化锌系薄膜[19]。
多种制备技术都可以用于沉积A Z O 薄膜,如磁控溅射、激光沉积、溶胶2凝胶工艺在A Z O 薄膜制备方面都取得了相当大的进展,大量国内外文献作了多方面的报道[1～21]。
2 A Z O 薄膜的特性优质的氧化锌薄膜具有C 轴择优取向生长的众多晶粒,每个晶粒都是生长良好的六角形纤锌矿结构。
按照一般的晶体学模型[22,23],氧化锌晶体是由氧的六角密堆积和锌的六角密堆积反向嵌套而成的。
晶格常数a =0.325nm ,c =0.521nm ,配位数为4∶4,每一个锌原子都位于四个相邻的氧原子所形成的四面体间隙中,但只占据其中半数的氧四面体间隙,氧第20卷第4期2000年12月 光 电 子 技 术O PTO EL ECTRON I C T ECHNOLO GY V o l .20N o.4D ec .2000Ξ范志新 男,1960年11月生,吉林市人,河北工业大学应用物理系系主任,副教授,博士生,研究方向:液晶器件物理与光电子材料。
溅射氩气压对射频磁控溅射制备 ZnO∶Al 薄膜性能的影响
溅射氩气压对射频磁控溅射制备ZnO∶Al 薄膜性能的影响刘超英;陈玮;徐志伟;付静;左岩;马眷荣【摘要】采用磁控溅射方法在玻璃衬底上使用掺杂3％(质量分数)Al2 O 3的 ZnO 陶瓷靶材制备出了掺铝氧化锌(ZnO ∶ Al,AZO)透明导电薄膜.分别用XRD、SEM、四探针测试仪、紫外-可见分光光度计对薄膜的性能进行了表征和分析.研究了溅射过程中不同氩气压强(0．3~1．2 Pa)对薄膜结构、形貌及光电性能的影响.XRD 测试结果表明,所制备的薄膜均具有呈c 轴择优取向的纤锌矿结构.当氩气压强为0．3 Pa时,AZO 薄膜的电阻率最低为6．72×10－4Ω•cm.所有样品在可见光波段的平均透过率超过85％.%Transparent conductive aluminum-doped zinc oxide (AZO)films were deposited on glass substrates by RF magnetron sputtering from ZnO∶3wt% Al2 O 3 ceramic target.The films obtained we re characterized and analyzed by XRD,SEM,four-point probes,ultraviolet-visible light spectrophotometer.The dependence of ar-gon gas pressure on the structure,morphology,electrical and optical properties were investigated.The argon sputtering pressure was varied between 0.3 and 1.2 Pa.The XRD analysis indicated that AZO films deposited under various argon gas pressures were a polycrystalline wurtzite structure with a [002]preferred orientation. The lowest resistivity was 6.7×10 -4 Ω•cm (sheet resistance=1 1.2 Ω/□ for a thickness=600 nm)which was obtained at an argon sputtering pressure of 0.3 Pa.The average transmittance was over 85% in the visible range for all samples.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】4页(P7052-7055)【关键词】氩气压力;射频磁控溅射;AZO 薄膜;光电性能【作者】刘超英;陈玮;徐志伟;付静;左岩;马眷荣【作者单位】中国建筑材料科学研究总院，北京 100024; 国家玻璃深加工工程技术中心，北京 100024; 绿色建筑材料国家重点实验室，北京 100024;中国建筑材料科学研究总院，北京 100024; 国家玻璃深加工工程技术中心，北京 100024;中国建筑材料科学研究总院，北京 100024; 国家玻璃深加工工程技术中心，北京100024;中国建筑材料科学研究总院，北京 100024; 绿色建筑材料国家重点实验室，北京 100024;中国建筑材料科学研究总院，北京 100024; 国家玻璃深加工工程技术中心，北京 100024;中国建筑材料科学研究总院，北京 100024【正文语种】中文【中图分类】TB341 引言透明导电薄膜是一种重要的半导体光电材料，具有高电导率的同时具备高的可见光区透过率，广泛地应用于平面显示、太阳能电池、特殊功能窗口涂层、气体传感器及其它光电、热电器件领域［1－4］。
工作气压对磁控溅射薄膜的影响
工作气压对磁控溅射薄膜的影响杨仲秋【摘要】结合近几年的相关研究报道,归纳总结磁控溅射法制备薄膜过程中,工作气体压力变化对膜层沉积速率、膜层形貌和表面粗糙度的影响及相关规律,为磁控溅射制备Mo薄膜、ZnO光学膜层时调控膜层厚度、透光率等性能提供参考.【期刊名称】《黑龙江科学》【年(卷),期】2019(010)014【总页数】2页(P38-39)【关键词】磁控溅射;工作气压;薄膜【作者】杨仲秋【作者单位】黑龙江省科学院技术物理研究所,哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TB431 引言溅射镀膜是指在低真空环境中利用等离子体轰击靶材，将其以原子、原子簇形式从固体表面射出，在基片上沉积形成薄膜。
溅射镀膜的工艺及参数在很大程度上影响了溅射镀膜的质量，其中，工作气压对薄膜沉积速率、薄膜形貌、薄膜结构及薄膜性能都有很大的影响。
2 工作气压对沉积速率的影响通常在磁控溅射中，当工作气压小于0.5 Pa时，薄膜的沉积速率基本保持不变。
而当气压大于0.5 Pa后，沉积速率会随着工作气压的升高而逐渐增加，且在磁控溅射镀膜中，最大沉积速率总会对应一个最佳的工作气压。
廖国等[1]研究了不同工作气压对Mo膜沉积速率的影响及其规律。
试验结果表明，当气压从0.1 Pa升高到0.5 Pa时，薄膜的沉积速率基本不变。
而当工作气压从0.5 Pa升到1.5 Pa 时，其沉积速率则随之增加，并从Ar离子的浓度与能量两个方面对沉积速率的变化给予了解释。
任永聪等[2]在研究工作气压对涤纶面料表面镀膜影响时，分析讨论了薄膜的沉积速率问题。
试验结果表明，金属氧化物薄膜的沉积速率都比较低，这是因为溅射靶材时，其表面形成的一层金属化合物所致。
在分析铜比不锈钢更容易成膜时认为，这是因为不锈钢的主要成分Cr和Ni比铜分子更难被氩气分子撞击而从靶材表面溅射出来所致。
3 薄膜形貌与结构与工作气体压力间的关系工作气压不仅影响薄膜的沉积速率，也对其形貌和结构有着重要的影响。
本底真空度对磁控溅射法制备AZO 薄膜的影响
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
本底真空度对磁控溅射法制备AZO 薄膜的影响
采用直流磁控溅射方法在平板玻璃基体表面沉积AZO 薄膜，研究了本底真空度对薄膜厚度、方块电阻以及在300～1100nm 波长范围内透过率的影响。
结果表明：薄膜的方块电阻和透过率随本底真空度的提高而降低，厚度随
本底真空度的提高而增加；本底真空度较低时，其变化对薄膜的厚度、方块电
阻和透过率的影响较大，随着本底真空度的增加，影响程度逐渐降低。
透明氧化物导电薄膜(TCO)具有高的紫外光吸收率、可见光透过率、红外
光反射率及低的电阻率，被广泛应用于太阳电池、显示器透明电极、触控面板
和热辐射屏蔽(LOW-E)等领域。
近年来，氧化锌基薄膜由于具有与
1、实验
采用JGP450 型磁控溅射设备制备AZO 薄膜。
靶材是含1.5%(质量分数) 氧化铝的AZO 陶瓷靶，基体是透明的平板玻璃，溅射气体是纯度为99.99%的
氩气。
磁控溅射工艺参数为：靶基距90mm，溅射功率1kW，溅射时间10min。
溅射前打开真空室，在大气中暴露2h 后，将清洗并吹干的基体放入其中，开始抽真空，在本底真空度分别为2.0 乘以10-3，4.0 乘以10-3，6.0 乘以10-3，8.0 乘以10-3 Pa 的条件下，制备四个样品。
沉积薄膜前先进行10min 的预溅射过程，以清洁靶材表面存在的毛刺、油污等。
用ST-21 型方块电阻测试仪(广州四探针科技公司)测试薄膜的方块电阻，用lambda950 型分光光度计(美国PerkinElmer 公司)测试薄膜的透过率，用dektak150 型探针式表面轮廓仪(美国VEECO 公司)测试薄膜厚度。
2、结果与分析。
温度对膜的影响
对电阻率的影响
（Al掺杂浓度、衬底和退火时间对ZnO薄膜特性的影响[D],20பைடு நூலகம்1西北师范大学。）
方块电阻随衬底温度的升高先降低后升高.
室温下沉积的AZO薄膜结晶情况较差，一般为非晶体或为晶粒尺寸较小的晶体，导致晶界增多，晶界附近堆积着大量的吸附氧，这些吸附氧作为电子陷阱捕获电子从而使载流子浓度降低，薄膜电阻率升高，导电性能变差；
3.但衬底温度过高(300℃)时，所沉积的AZO薄膜在各个方向上出现自由生长，晶粒趋向混乱，出现大颗晶粒，薄膜表面也较为粗糙，为多晶甚至非晶状态。
1.在温度较低的时候，薄膜的晶粒大小很不均匀，表面粗糙度较大，结构疏松,呈现出絮状结构。
2.较高的衬底温度有利于溅射粒子在衬底表面的横向扩散，这将有助于薄膜的成核和生长，有利于薄膜的结晶和择优取向。
3.随着衬底温度的升高，薄膜的结晶质量逐渐改善，由絮状结构转变为蜂窝状结构。薄膜表面平整，晶粒大小均匀，晶粒间隙少，结构致密。所以，随着衬底温度的升高，AZO薄膜的表面粗糙度逐渐降低。
三、
对透过率的影响
（Al掺杂浓度、衬底和退火时间对ZnO薄膜特性的影响[D],2011西北师范大学。）
随衬底温度的升高，晶粒尺寸逐渐变大，且薄膜致密性提高，形成AZO薄膜的缺陷减少，对光的散射和吸收少，透过率提高；
但是，较高的衬底温度有利于Al2O3的生成，使替位Al原子数量相对减少，降低载流子浓度；温度过高时，薄膜的结晶状况变差，空洞增多，导致薄膜结构疏松，晶界缺陷增多，晶界势垒增大，这也将降低载流子浓度，使电阻率上升，可见光透过率下降。
退火对膜的影响
一、对膜结构的影响
（Al掺杂浓度、衬底和退火时间对ZnO薄膜特性的影响[D],西北师范大学，2011。）
磁控溅射工艺中的工作气体控制技巧与注意事项
磁控溅射工艺中的工作气体控制技巧与注意事项磁控溅射是一种常用的薄膜制备技术，通过磁控溅射工艺可以在各类基片上制备出具有优良性能的薄膜材料。
在磁控溅射工艺中，工作气体的控制是非常重要的一环，它直接影响到薄膜的成分、结构和性能。
首先，我们来看一下工作气体的选择。
常用的工作气体有氮气、氩气、氧气等，每种气体都有其特定的作用。
氮气主要用于保护靶材，防止靶材氧化；氩气则用于产生离子束，提供动力，以及稳定过程中的离子空洞；而氧气主要用于氧化反应，产生氧化物薄膜。
在选择工作气体时，需要考虑靶材材料的性质和所需要制备的薄膜的性质。
对于想要制备金属薄膜的靶材，可以选择氮气作为工作气体，通过氮化反应可形成金属氮化物薄膜，提高膜层的硬度和耐磨性。
而对于想要制备氧化物薄膜的靶材，可以选择氧气作为工作气体，通过氧化反应形成氧化物薄膜，提高膜层的绝缘性能。
其次，我们需要掌握好工作气体的流量控制。
工作气体的流量是决定薄膜成分和结构的重要参数。
如果流量过大，会导致薄膜中掺杂气体过多，影响到膜层的性能。
而如果流量过小，则无法形成均匀的薄膜。
在控制流量时，可以通过流量计来实时监测气体流量，并根据需求进行调整。
一般来说，流量控制在sccm（standard cubic centimeters per minute）的量级上，具体数值需要根据实际情况进行调整。
实际操作时，还需要注意流量计的准确度和灵敏度，确保准确控制工作气体的流量。
此外，磁控溅射过程中还需要注意工作气体与靶材的相互作用。
工作气体在离子束轰击下会发生反应，并影响到靶材表面的成分和结构。
这就需要根据靶材的特性，选择合适的工作气体，并控制好其流量，以达到理想的薄膜制备效果。
注意事项中还有一个重要的一点是真空度的控制。
在磁控溅射过程中，需要在真空环境下进行。
充分的真空度可以有效地减少气体分子和杂质的干扰，提高薄膜的纯度和均匀性。
因此，需要采取合适的排气系统，确保真空度的稳定和达到所需的要求。
磁控溅射中压力的作用
磁控溅射中压力的作用1 磁控溅射的简介磁控溅射是一种常用的薄膜制备技术，利用高能离子轰击靶材表面，使其离子化、气化，并在靶材表面上形成直径为数纳米至数百纳米的微小颗粒，然后沉积在基底上形成薄膜。
这种技术可以制备出高品质、均匀性好、结晶度高、结构复杂的薄膜。
磁控溅射过程中，压力是一个重要的参数，对薄膜制备的质量和性能有着重要影响。
2 压力对薄膜成分和结构的影响磁控溅射过程中，靶材表面受到高能离子的轰击，将产生大量的某些元素的离子，如在制备氮化硅薄膜的过程中，氮气离子和硅离子就是较为重要的离子种类。
而这些离子与气体分子会发生碰撞，最终在基底表面形成纳米颗粒并沉积成薄膜。
显然，压力越大，气体分子越密集，离子之间的碰撞机率就越大，制备出的薄膜中的杂质元素就越少。
此外，高压环境下，气体流动速度快，离子能量高，会使得基底表面颗粒着陆的速率增加，因此颗粒直径也随之增大，这就大大减少了在薄膜中出现小粒子的数量，对保证薄膜的完整性和均匀性有着至关重要的作用。
3 压力对薄膜物理性质的影响薄膜的物理性质很大程度上受到压力的控制。
高压条件下，由于离子能量高，颗粒的冲击力也会大于低压条件下，这样可以增加颗粒在基底表面的紧密度，强化薄膜基体的稳定性和抗腐蚀性能。
此外，高压环境下，气体分子碰撞机率增大，促使离子能量分布更加均匀，因此薄膜中晶格缺陷的密度会相对较低，晶粒尺寸也会增大，进一步稳定和优化薄膜物理结构。
4 压力的优化与调控总的来说，压力对于磁控溅射薄膜制备的影响是十分重要的，影响因素复杂，需要根据所制备的薄膜的特殊要求来考虑。
优化压力的选择可以带来显著的效益提升，同时也可以较好地补偿靶材中杂质的影响等不利因素。
调控压力需要结合各种其他工作参数一起考虑，如离子能量、离子注入率、靶材性质和基底材料等方面，才能达到理想的制备效果。
在实际制备过程中，一般会进行反复实验和调整，不断优化，以使薄膜满足各种应用要求。
综上所述，我们可以看出，压力在磁控溅射中扮演着十分重要的角色，而对其理解和熟练使用，更有助于薄膜的制备和成分优化，为新型微电子器件和光电器件的发展提供了有力支持。
温度对气调包装薄膜透气性的影响
农 业 机 械 学 报
第 ４ １卷 第 ２期
温度对气调包装薄膜透气性的影响
李 霞 王相友 王 娟
（ 山东理工大学农业工程与食品科学学院， 淄博 ２ ５ ５ 膜 对 该 气 体 的 透 气 系 数 ［ 。计
际条件下测算薄膜 透 气 系 数 的 新 方 法， 对于正确指 Ｐ设计， 从而使这一技术在果蔬保鲜中得 到有 导 ＭＡ 效应用和推广， 具 有 重 要 的 现 实 意 义。 本 文 通 过 小 袋法测定包装薄膜的透气系数， 且通过对不同厚度、 不同材料的薄膜在不同 温 度 下 Ｏ Ｏ ２与 Ｃ ２ 体积分数 变化的研究， 分析气调包装中薄膜的透气性。
小袋法测算薄膜透气系数的原理在大气压为的环境条件下如果在密封的薄膜袋中注入初始气体体积为某种气体并且它的体积分数大于大气中该种气体的体积分数则在薄膜袋内外的气体分压差的作用下经过时间后袋内的气体体积分数由原来的根据这种被测气体体积分数下降的快慢就可以计算具有一定表面积和厚度的薄膜对该气体的透气系数13hpal薄膜厚度ma薄膜袋表面积m薄膜透气系数的测算在预先密封的薄膜小袋中用玻璃注射器容量100ml在密封垫片位置注入500ml后用气相色谱仪测定气体体积分数值计算薄膜的薄膜厚度不同材料薄膜的实测厚度的测量值如表从表中可以看出对于不同材料的薄膜不同位置的厚度并不十分均匀
［ ４～ ８ ］ 法） ， 有关 ＭＡ Ｐ下薄膜透气性的研究非常少， 这
引言 薄膜的透气性是包装材料性能的一个重要指 标， 准确测定果蔬 包 装 用 薄 膜 的 透 气 性 是 作 好 果 蔬 气调包装（ ＭＡ Ｐ ） 设计的前提
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距 离为 １ ｃ ４ｍ。柔 性 衬 底 采 用 Ｐ Ｎ（ 萘 二 甲酸 乙二 Ｅ 聚
备 了 Ａｚ 薄膜 ， Ｏ 并对 不 同工作 气压 下 （ ． ５ ． Ｐ ） ０ ０ ～０ ４ ａ 沉积 薄膜 的结 构及 光 电性 能进 行 了研 究。 结果 表 明 ，
醇酯 ， 度 ７ ￣ ， 用普通 载玻 片 同时沉 积 以作 性能 厚 ５ ｍ） 并
比较 。制备前 衬底 依 次经 丙 酮 、 水 乙 醇 和 去离 子 水 无
超声清 洗 ， 气 吹 干 。系 统 本 底 真 空 度 为 ４×１ Ｎ ０ Ｐ ， 射在 高 纯 氩 气 （ 度 ９ ． ９ ） ａ溅 纯 ９ ９ ９ 中进 行 ， 射 功 溅 率 保持 在 １ ０ ， 气流量 为 ２ ｍＬ ｍｉ， 作 气压 在 ５ Ｗ Ａｒ ０ ／ ｎ工 ０ ０ ～０ ４ ａ之 间调节 。溅 射 过程 中未对 衬 底进 行 加 ．５ ．Ｐ 热 ， 由于溅射 粒 子 的持续 轰 击 会 使 衬底 温度 稍 有 提 但 高。 利用 Ｂ ｕ ｅ ８Ａｄ ａ ｃ 型 Ｘ射线 衍射 仪对 薄膜 ｒ ｋ ｒＤ ｖ ｎ ｅ 进行 结构 分析 ， ｌｍｏ ｅＮａ ｏ ｃ ｐ ０型 原子 力 显 Ｍｕｔ ｄ ｎ Ｓ ｏ ｅ３ ｉ 微镜 观察 薄膜 表 面 形 貌 ， Ａ Ｉ Ｐ １型 台阶 仪 测 用 Ｂ ｏＳ Ｘ － 试 薄膜厚 度 ， 霍 尔 效 应测 试 仪 在 室 温下 测 得 薄 膜 的 用 电阻率 、 载流子 浓度 以及霍 尔迁 移率 ， 膜 的透射 率是 薄 用 Ｓ ｉ ｄ ｕＵＶ－５ Ｏ型紫外一 ｈｍａ ｚ ２５ 可见分 光光 度计测 得 。
膜 。射 频磁 控溅 射法 可在 低 温 下 制膜 ， 薄 膜 与衬 底 且 粘 附性 高 ， 有可重 复性 ， 于大 面积 生产 。溅 射过 程 具 易
实验所 制 薄 膜 与 衬 底 结 合 牢 固 ， Ｅ 上 沉 积 的 Ｐ Ｎ Ａ Ｏ薄膜 弯 曲多次后 仍 无破 裂 、 落现 象 。薄 膜 厚度 Ｚ 脱 控制在 ６ ０ ｍ 左 右 。 图 ｌ所 示 为 薄膜 生 长 速率 与 工 ０ｎ 作 气压 的关 系 。薄膜生 长速 率 随工作 气压 增 大 明显下 降 ， 与溅射 粒子 平均 自由程 的减 小有 关Ｌ 这 ｌ 。
ｉ
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芒பைடு நூலகம்
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中通过 衬底低 温加 热［ 、 加 负偏 压 、 气共 掺 ［ 等 ７施 ］ ］氢 ９ 方 法可 提高薄 膜 性 能 ， 但仅 在 室 温 条 件下 获 得 高 质 量
２
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柔 性 ＡＺ Ｏ薄膜 仍是 个难题 。
本文 采用 射频 磁 控溅 射 法 在 Ｐ Ｎ 和 玻 璃 衬 底 上 Ｅ 室 温制备 出 高质量 的透 明导 电 ＡＺ 薄膜 ， Ｏ 并对 不 同工
薄膜 具有 良好 的 Ｃ 择优取 向 ， 轴 随工作 气压增 大， 薄膜 （ ０ ） 强度减 弱 ， ０２峰 晶粒减 小 ， 面粗糙 度 增 大 ， 表 电学性 能 下 降 ， 膜 可 见 光 透 过 率 变 化 不 大 ， 禁 带 宽度 变 薄 但
窄 。与玻璃 衬 底相 比 ， Ｅ 衬 底 上 沉积 的 ＡＺ 薄膜 Ｐ Ｎ ｏ 拥有 更 高的品质 因数 ， 获得 的最佳 电阻率 、 流子 浓度 载
Ｗ ｏｒ ｎｇ ｐｒ ｓｕｒ Ｐａ ｋｉ ｅｓ ｅ／
图 １ 生长速 率 与工作 气压 的关 系
Ｆｉ ｏｗｔ ａ ｅ ａ ｕ ｔｏ ｈｅ ｗｏ ｋｉ ｇ ｐｒ ｓ ｇ １ Ｇｒ ｈ ｒ ｔ ｓ ａ ｆ ｎｃ ｉ ｎ ｏｆｔ ｒ ｎ ｅ —
ＳＵ ｒｅ
中图分 类号 ： Ｔ ４ ； ４ ４ ４ Ｂ ３ ０ ８ ． 文献 标识 码 ： Ａ 文章编 号 ：０ 卜９ ３ （０ ０ Ｏ — １ ４０ １ ０ ７ ｌ２ １ ７１ ５ —４ Ｊ
１ 引 言
ＡＺ Ｚ Ｏ ： ） ｏ（ ｎ Ａ１薄膜 作为 透 明导 电氧化物 （ Ｃ Ｔ Ｏ） 薄膜 ， 具有 与 Ｉ Ｏ 相 比拟 的优 异 光 电特 性 ， 且 原料 Ｔ 并
助
材
料
２１年 期（ ） ００ 第７ ４ 卷 １
工作 气 压 对 室 温 溅 射 柔 性 ＡＺ 薄膜 性 能 的 影 响 Ｏ
张 惠 ， 沈鸿 烈 ， 林峰 ， 鲁 江 丰 ， 晓梅 冯
（ 京航空 航 天大学 材料 科学 与技 术学 院 ， 苏 南 京 ２ ０ １ ） 南 江 １ ０ ６
和霍 尔迁 移 率 分 别为 １ １ ×１ Ｑ ・ ｍ、 ． ４ ０。 ．１ Ｏ ｃ ４ １ ×１ 。
ｃ 和 １ ． ０ ｍ （ ・ ） 该 薄膜 可见 光 的绝 对透 射 ｍ ３６ｃ ／Ｖ ｓ，
率达 到 ９ ． ％。 ５７
关 键 词 ： ＡＺ 薄膜 ； 控 溅射 ； ０ 磁 工作 气压 ； Ｅ Ｐ Ｎ衬 底
３ 结 果 与 讨 论
３ １ 结构 与形 貌分 析 ．
丰 富无毒 、 制备 简单 ， 化学 稳 定性 高 ， 已成 为 Ｉ Ｏ 的最 Ｔ 佳替 代材料 。柔 性 衬 底上 制 备 的 ＡＺ 薄 膜 因 其 质量 Ｏ
轻、 体积小 、 可折 叠 、 于携 带等 独特优 势 ， 便 可满 足 现代 光 电子器件 的发 展需求 ， 广泛 应用 于柔 性 太 阳能 电池 、 塑料 液 晶显 示 器 、 摸 屏 、 易 碎 热 反 射 镜 等 多种 领 触 不 域 ， 受人们 关注 。 备 目前 ， 已在 多种 聚合物柔 性衬 底上 制备 了 ＡＺ Ｏ薄 膜 ｌ ］但 因柔性 衬 底 耐 热性 较 差 ， 以 获得 高 质 量 薄 ｌ， 难
作 气压下 沉积 的薄膜 结构 及光 电性能 进行 了研 究 。
图 ２为 不 同 条件 下 生 长 的 Ａ Ｏ 薄 膜 的 Ｘ Ｄ 图 Ｚ Ｒ