通過RF磁控濺射在不同濺射氣壓環境中，在石英襯底上制備得到Li-W共摻雜ZnO薄膜(LWZO) 。對樣品進行X 射線衍射(XRD) 、掃描電鏡(SEM) 、透過率以及電阻率的測試。結果表明：適當濺射氣壓環境下，有助于提高LWZO 薄膜的結晶質量； SEM 結果顯示隨著濺射氣壓增加LWZO 薄膜表面晶粒粒徑更小，表面更平整； 薄膜的透光率保持在85% 左右。光致發光光譜表明：LWZO 的光致發光由本征發光及缺陷發光組成，結晶度高以及擇優取向好，本征發光強度強。同時，薄膜的最低電阻率也達到了6. 9 × 10^-3 Ωcm。

　　氧化鋅(ZnO) 是一種直接寬禁帶氧化物半導體，晶體結構屬于六角纖鋅礦結構； 室溫下其禁帶寬度達到3.37 eV，激子結合能達60 meV，可以成為制備藍光及紫外光電子器件的理想材料。同時，ZnO還可廣泛應用于透明導電薄膜、平板顯示器、太陽電池前電極、化學傳感劑、表面聲波器件及有機發光二極管等相關領域。通常情況下，未摻雜的ZnO 薄膜表現出n 型導電，這主要是由ZnO 薄膜內部的氧空位(VO) 、鋅填隙原子(Zni) 等本征缺陷引起； 通過Ga，Al，W， In 等施主摻雜還可以實現對ZnO 薄膜內部載流子濃度的控制。鎢(W) 作為高價元素，進入ZnO 薄膜內部可以形成更多的氧空位(Vo) ，增加載流子濃度； 同時，鋰(Li) 可作為受主摻雜進入ZnO薄膜，可有效增加ZnO 薄膜電學性能的穩定性。本文主要在不同濺射氣壓制備得到Li-W 共摻雜薄膜(LWZO) ，分析了濺射氣壓對LWZO 薄膜的結晶性能、表面形貌、光學性能的影響以及電學性能的影響。

　　1、實驗

　　本實驗以石英玻璃為襯底采用射頻磁控濺射法，在襯底溫度為100℃，不同濺射氣壓條件下沉積LWZO。所用的材料：靶材( Li-W 共摻ZnO 陶瓷靶：99. 99%，摩爾比：ZnO∶ Li2O∶ WO3 = 97. 5∶ 1. 5∶1) ，濺射氣體Ar∶ 99. 99%。靶基距： 70 mm；背景壓強：5 × 10 ^{- 4} Pa； 工作氣壓為1 Pa，氣體總流量為30.0 mL /min( 標準狀態) (Ar) ，濺射功率為250 W，濺射沉積時間：60 min；在沉積LWZO 薄膜前預濺射15 min，保證靶面清潔。分別得到1# 樣品LWZO 薄膜(0.6 Pa) ，2# 樣品LWZO 薄膜(0.8 Pa) ，3# 樣品LWZO 薄膜(1.0 Pa) ，4# 樣品LWZO 薄膜(1.2 Pa)以及5#樣品LWZO 薄膜( 1.4 Pa) 。

　　LWZO 薄膜的晶體結構分析，采用的是德國Bruker 公司的D8Advance 型X 射線衍射儀( XRD) 。測試條件：Cu 靶Kα 輻射，管電壓40 kV，電流40mA，λ = 0.15418 nm，掃描步頻0.02°，掃描范圍10°～60°。采用FEI QuanTA-200F 型環境電子顯微鏡( ESEM) 觀察LWZO 薄膜的表面形貌和結構。采用Backman-Du 8B 型紫外-可見分光光度計測量LWZO薄膜的光學透過率。所有LWZO 薄膜的電阻率采用四探針電阻率測試儀測定。樣品的光致發光(PL) 光譜用Hitachi F-7000 型熒光分光光度計測定，激發源為150 W 的Xe 燈，激發波長325 nm。所有測試均在室溫下完成。

　　3、結論

　　采用RF 磁控濺射法在石英襯底上制備得到LWZO 薄膜，并且著重研究了薄膜的結晶性、表面形貌、光學透過率以及薄膜的電阻率。通過XRD 可知，隨著濺射氣壓的增加，得到的LWZO 薄膜結晶度先增加后減小，同時(002) 和(100) 峰的2θ 值向小角度移動。SEM 結果顯示隨著濺射氣壓增加LWZO 薄膜表面晶粒粒徑更小，表面更平整。在400 ～1200 nm 波長范圍內，LWZO 平均透過率達到85%以上。室溫PL 分析發現，LWZO 薄膜樣品的發光由本征發光及缺陷發光組成。濺射氣壓在1.0 Pa左右，LWZO 薄膜的本征發光強度明顯增強，說明適當的濺射氣壓有利于提高薄膜的結晶質量以及薄膜的擇優向生長。隨著LWZO 薄膜結晶性的增加，薄膜的電阻率也顯著下降。