AZO透明导电薄膜的制备方法和研究进展.doc

ZnO薄膜制备方法和研究进展
摘要本文概述了ZnO的基本性质。综述了制备ZnO薄膜的各种制备方法及它们的优点，并简要介绍了几种制备方法中不同因素对制成的ZnO薄膜性质的影响。最后，介绍了ZnO薄膜的发展现状，并对其发展趋势进行了展望。
关键词ZnOZnO：Al薄膜薄膜太阳能电池气体传感器

PreparationMethodsandResearchDevelopmentofZnOFilm
AbstractThispapersummarizesthebasicpropertiesofZnO.SeveralpreparationmethodsofZnOfilmarebrieflysummarizedincludingtheiradvantagesanddifferentfactorswhichinfluenceZnOthinfilmproperties.Finally,thecurrentsituationofZnOfilmapplicationsisintroduced,anditsdevelopmenttrendwasdiscussedintheend.
KeywordsZnOZnO：Alfilmthinfilmsolarcellgassensor

1引言
ZnO作为一种热稳定性较好的N型半导体材料，有着许多优点，在室温下ZnO的激子束缚能为60meV，禁带宽度3.37eVADDINNE.Ref.{8D25AC2C-1E1E-4991-BC72-C2682114A04D}[1]。因此ZnO薄膜被广泛应用到各个领域，可以用来制造短波长发光材料ADDINNE.Ref.{541C7B5A-017A-48FE-A887-455C2FA8DC4D}[2]，各种压电、电声与声光器件ADDINNE.Ref.{AFCE0F3E-EBB8-4D27-843D-64B82711838F}[3-5]。ZnO薄膜还可以用作表面型气敏元件ADDINNE.Ref.{030232A4-7487-421F-AC08-9E75C3E618E9}[6]，以及透明导电薄膜（主要用于太阳能电池）ADDINNE.Ref.{F590A0B4-14B4-4A77-8316-3C7BB8A695C4}[7]。
在透明导电薄膜研究方面，掺杂Al的ZnO薄膜（AZO）可以用来替代ITO薄膜。ITO薄膜（Sn掺杂In2O3）和AZO薄膜同为氧化物透明薄膜，但是AZO薄膜有着更大的发展前景。因为ZnO在自然界的储量丰富，价格低廉，而且具有的毒性较小ADDINNE.Ref.{267CA545-BE34-42E8-8F86-8DEEBF425D68}[8]。

2ZnO的一些基本性质
ZnO是一种Ⅱ-Ⅵ族宽禁带半导体材料，其晶体结构有3种：纤锌矿型、闪锌矿型和盐岩矿型。一般情况下，ZnO是六角纤锌矿型，晶格常数a=0.3250nm，c=0.5205nm，熔点为1975℃，压电常数为11.9pm/VADDINNE.Ref.{6C051800-CC61-4161-BDD9-3DDF2A69925C}[9]。

3制备方法
制备ZnO薄膜的方法有很多种,几乎所有制备薄膜的方法都可用于制备ZnO薄膜。制备方法主要有物理法和化学法。物理法包括磁控溅射法、真空蒸发法、离子增强沉积、激光脉冲沉积等。化学法包括溶胶􀀁凝胶法、喷雾热解法、化学气相沉积法、均相沉淀法等。
3.1磁控溅射法
磁控溅射是制备各种功能涂层的基本技术之一,其基本原理是低真空条件下的冷等离子体辉光放电。普通磁控溅射是在二极溅射的基础上发展起来的,根据磁控靶的形式可分为平面磁控溅射、圆柱靶磁控溅射以及枪磁控溅射ADDINNE.Ref.{8A5EB3AB-AA65-468F-88BC-E10A476FB89E}[10]。磁控溅射法具有制备工艺简单、生产成本低、沉积温度低、重复性好、膜基结合力好等优点,是制备ZnO薄膜最常用的方法ADDINNE.Ref.{405B254F-EFE6-45DE-AE71-032E1D46E333}[11]。
磁控溅射方法制备ZnO薄膜工艺中，很多因素会影响到最终生成的膜的性质。欧阳紫靛等ADDINNE.Ref.{92A4F77D-2456-4B2B-BE1A-2ED69182657A}[12]研究了生长温度和退火气氛对ZnO：Al薄膜的结果与性能的影响。他们发现随着生长温度的升高，ZnO:Al薄膜结晶质量和取向性得到改善，生长温度为400℃时达到最好。经退火处理后，ZnO:Al薄膜的结晶性能有很大提高，表面粗糙度有所改善。退火气氛对ZnO:Al薄膜的光学透过性能也有很大的影响，在Ar和真空退火下的ZnO:Al薄膜平均透过率最高能达到91%，并且带