Preparation of Transparent Conductivity Oxide Thin Films by Atmosphere Micro-Plasma Assisted Ultrasonic Spray Pyrolysis

摘要

氧化鋅(Zinc Oxide ZnO)之導電度與穿透率與現今顯示器所使用之氧化銦錫(Indium Tin Oxide ITO)相近，價格卻相當低廉，被視為其替代材料，為?多研究透明導電薄膜(Transparent Conductive Film TCO)之重點材料。 本研究首先利用氯化鋅為前驅物經超聲波噴霧式熱裂解法，過程中由於溶劑問題，產生沉澱物，使得薄膜緻密度受其影響。更換溶劑為甲醇，沉澱物問題得以改善，薄膜特性隨之提升。由於氧化鋅本質特性並不優秀，參雜鋁離子以提升其載子濃度，為鋁參雜之氧化鋅薄膜(Al-doped ZnO AZO)。參雜鋁離子需提高製程溫度，增加晶體之結晶性。使用大氣微電漿輔助製程以降低製程溫度，以此方式製備之薄膜，其電阻率並不佳，其原因推測為常壓電漿所產生之氧自由基吸附於薄膜，使得氧空位下降，造成自由載子濃度下降。利用真空退火熱處理增進薄膜之特性，最後於微電漿輔助超聲波噴霧熱裂解製備鋁參雜濃度為0 5 at %氧化鋅薄膜經真空輔以氬氣氣氛下退火成?製備出電阻率為5 2 ± 1 1 × 10-3 Ω-cm、穿透率80 %之TCO薄膜。 晶體取向為薄膜之重要指標，高度晶體取向可減少自由載子於晶界之散射，因此(002)晶面比率與薄膜電性具相關關係。本研究未經退火之薄膜之電阻率皆與(002)比率趨勢相近。由於真空退火之薄膜，由於氧之脫附作用，使得(002)晶面強度下降，因此(002)晶面比率不再適用；自由載子濃度於IR波段之吸收可比較出其電性之差異。

獎項日期	2019
原文	English
監督員	Shih-Chen Shi (Supervisor)