膜厚对AZO∶Si薄膜性能的影响

来源期刊：材料科学与工程学报2013年第4期

论文作者：周杨 江美福

文章页码：529 - 1131

关键词：AZO∶Si;磁控溅射;膜厚;电光性质;

摘    要：近年来,Si基ZnO∶Al透明导电薄膜界面处Si的渗透对薄膜性能的影响引起了人们的关注。本文采用射频磁控溅射法,在石英和Si衬底上沉积了不同厚度的Al、Si弱掺杂（1wt.%）的ZnO薄膜（AZO∶Si）,系统研究了膜厚（等价于Si的渗透深度）对薄膜电学、光学性质的影响。结果显示,膜厚在几十nm时,薄膜的电阻率、载流子浓度和迁移率都强烈地依赖于膜厚,在膜厚为19nm时,载流子浓度和迁移率接近最小,电阻率较大,且呈现p型导电特性。随着膜厚增加,载流子浓度和迁移率都变大,电阻率减小并趋于稳定,膜厚在396nm附近时电阻率最小是7×10-3Ωc#m,此时的载流子浓度和迁移率分别是1.54×1020cm-3和5.66cm2 V-1s-1。膜厚达300nm以上时,Si的影响已可忽略。结合薄膜的X射线衍射（XRD）图谱、X射线光电子能谱（XPS）和紫外-可见光（UV-Vis）透射光谱探讨了膜厚（Si的渗透深度或过渡层厚度）对薄膜性能的影响及其相关机制。