中科院 ■ 刘光诒 译

清华大学 ■ 殷志强 校

0 引言

由于资源来源丰富和无毒性的优点，Al或Ga掺杂的ZnO膜被认为是一种取代In基透明导电氧化物(TCO)，如Sn掺杂的In2O3(ITO)或非晶态的In2O3-ZnO(IZO)的替代材料。工业应用包括各类平板显示器与太阳电池，这类应用对高沉积速率、高稳定性、低成本的透明导电氧化膜的需求很大。通常反应溅射沉积是高度非线性的制备方法，其沉积速率与膜的化学计量比呈现磁滞廻线状，称为“过渡区”，由靶表面氧化引起，是反应气流的函数。2002～2003年，我们已经报道过高沉积速率的Al掺杂ZnO膜(AZO)的沉积系统，是一种“过渡区”的反应磁控溅射系统，采用双阴极脉冲系统，有等离子体发射或等离子体阻抗反馈系统。

1989年Ishii报道的气流溅射(GFS)是一种高沉积速率的技术。近年来，许多研究工作报道了用GFS积速的金属氧化物膜与金属膜。这一技术基于空阴极放电与气流驱动的材料传输。空阴极放电可在一个管子内发生，也可在一对面对面的矩形平板之间发生，当气压达到10～100 Pa时，无需磁场，在靠近靶表面处会产生高密度等离子体。因而，溅射靶的利用效率被大幅提高。此外，来自两个阴极的大量惰性气体流向衬底，同时将反应气体输送到空阴极与衬底间的空隙内，防止靶表面氧化，看不到过渡区。对于高的沉积速率，这种沉积方法比反应磁控溅射法优越之处是采用了金属靶。我们最近报道了用GFS法，以高沉积速率得到了极高活性的TiO2光催化剂薄膜。

本文采用了GFS法，Zn-Al为合金靶，O2为反应气体，以高沉积速率得到Al掺杂ZnO(AZO)膜。……