钟志有,周 金,杨玲玲

(中南民族大学 电子信息工程学院,武汉 430074)

氧化锌(ZnO)作为一种n型半导体材料，可以广泛应用于液晶显示、太阳能电池、发光二极管以及窗口材料等众多领域，同时由于它具有禁带宽(3.30 eV)、原料丰富、无毒性、价格低廉等潜在优势，被普遍认为是传统铟锡氧化物(ITO)的最佳替代品之一[1-4]，因此深受国内外科技界和工业界的广泛关注.人们通过在ZnO中掺入杂质可以改变其特性，以满足特殊用途的需要.例如：掺镉ZnO能够调节薄膜的禁带宽度，应用于光热转换太阳能器件之中，掺铍ZnO能够增强薄膜的电学稳定性，掺锆ZnO能够提高薄膜的热稳定性，而掺铝ZnO(AZO)则有利于改善薄膜的综合光电性能[3-7].

掺镓ZnO(GZO)是近几年出现的一种新型透明导电薄膜，它与AZO相比，具有抗氧化、晶格畸变小等优点.由于Ga3+离子半径为0.062 nm，非常接近Zn2+的离子半径(0.074 nm)，同时Ga3+比Zn2+多出一个自由电子，从而有利于提高薄膜的导电能力，制备出低电阻率、高透过率的GZO透明导电薄膜.GZO薄膜的制备技术多种多样，如磁控溅射法、反应蒸发法、电子束蒸发法、分子束外延法、脉冲激光沉积法、化学气相沉积法、喷雾热分解法、溶胶-凝胶法等[8-18]，相对于其他制备技术，由于磁控溅射法具有设备简单、价格便宜、易于掺杂等特点，所制备的GZO薄膜不仅均匀致密、表面平整、附着性好，而且c轴取向性好、可见光透过率高，因此它是目前应用最为广泛的掺杂ZnO薄膜的制备技术.本文以ZnGa2O4陶瓷靶为靶材，采用射频磁控溅射工艺制……