直流反應磁控濺射ZnO:Al薄膜的制備與膜厚的測量
近年來，鋁摻雜氧化鋅(ZAO)透明導電薄膜受到了普遍重視，其原因是這種薄膜具有低電阻率、高可見光透過率和對紅外波段的高反射率等優異的光電性能，并且ZAO 薄膜的原材料豐富、成本低廉、化學穩定性好、易于實現業化大面積鍍膜等優點， 有望在太陽能電池、平板顯示器等光電裝置中得到廣泛應用，因此ZAO 薄膜是值得深入研究的新一代透明導電材料。
目前用于制備ZAO 薄膜主要的方法有化學氣相沉積法，溶膠- 凝膠法，脈沖激光法,等離子體沉積法，熱噴涂法及磁控濺射法。在這些工藝中, 直流反應磁控濺射法具有低的沉積溫度,高的沉積速率,薄膜厚度可控性好,合金靶易于制作等優點。但是這種工藝的穩定性不易控制，這主要是因為合金靶表面被氧化而產生靶材中毒現象，從而導致靶電壓和沉積速率的急劇下降，造成進一步沉積的困難。本文研究了O2 氣流量，襯底溫度，反應氣壓和濺射功率等工藝參數對ZAO 薄膜沉積速率的影響規律，以減輕這種現象的影響而進一步提高直流反應磁控濺射技術的沉積速率。
1、薄膜制備
所有薄膜的制備均在JGP- 450 型磁控濺射設備上進行，實驗條件為:靶材為220 mm×80 mm×5 mm 矩形Zn/Al 合金靶,Al 的相對含量為3% ,本底真空度均優于1.3×10- 3 Pa ,靶到襯底的距離為60 mm。選用普通玻璃（50 mm×50 mm×1 mm)作為襯底，用去離子水沖洗后再在丙酮乙醇中采用超聲波清洗10 min，然后再次用去離子水沖洗烘干。鍍膜前,先用Ar+ 離子對靶預濺射15 min。通入O2 氣后, 待靶的電流和電壓充分穩定后轉開擋板進行沉積,沉積時間為30 min。Ar 氣和O2 氣的流量由流量計分別控制，Ar 氣流量固定為20 sccm。通過調節分子泵閘板閥的排氣量以使反應氣壓控制在0.5～1.1 Pa，沉積溫度控制在170～230℃，濺射功率控制在120～180 W。
1、膜厚的測量
實驗中采用干涉光譜法測量薄膜的厚度，所采用的測量儀器是IT- 1810 型紫外可見光分光光度計，利用它繪制薄膜的反射和透射光譜曲線，選取曲線上波長在632.8 nm 相臨波峰或波谷所對應的λa、λb 和對應的折射率n，即可求得膜厚d再除以時間即為沉積速率。
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