溶胶-凝胶法制备AZO薄膜工艺参数的优化

(华中科技大学材料科学与工程学院， 武汉 430074)

摘 要：采用正交设计法，对溶胶-凝胶方法制备AZO薄膜的工艺参数进行了优化研究，确定了最佳工艺参数，为制备AZO薄膜的工业化控制提供了一种可行的方法。

关键词：AZO薄膜；溶胶-凝胶；正交设计

中图分类号：TN304.055；TG174.45 文献标识码：A 文章编号：1003-353X(2005)05-0022-02


1 引言
近年来，具有宽禁带(3.3eV)的n型半导体氧化锌(ZnO)薄膜成为国内外科技人员的研究热点。ZnO及ZnO∶Al薄膜在UV、VIS和NIR范围内的光透性和导电性都显示出非常好的性能，并且因为具有易产生缺陷和进行杂质掺杂，以及价格低、无毒性等优点，使得它在压电转换、光电显示及电子器件等方面有着广泛的应用[1]。

目前制备ZnO:Al透明导电薄膜的方法主要有电子束蒸发法[2，3]、磁控溅射法[4-7] 、激光脉冲沉积法[8]、溶胶-凝胶法[9，10] 、化学汽相沉积法[11]和喷雾热分解法[12，13] 。尽管制备方法多，但在制备AZO薄膜工艺参数优化设计方面的研究较少。为了满足采用溶胶-凝胶方法制备AZO薄膜发展的需要，我们通过正交设计法，推导溶胶浓度、掺杂量、镀膜次数和热处理温度对薄膜性能的影响，确定制备AZO薄膜的最佳工艺参数。

2 实验方法

2.1 薄膜的制备

将二水合乙酸锌、乙二醇甲醚和单乙醇胺按照一定的比例制成溶液，然后在60℃经充分搅拌后形成透明均匀的溶液，再加入一定量的六水合三氯化铝，最终配制成不同浓度不同掺杂量的溶液，此溶液静置两天后采用提拉法制备薄膜。薄膜制备结束并经过退火处理后测试其性能。

2.2 性能测试

采用721型分光光度计测量薄膜的透射率(