Đặc điểm của các phim mỏng Al-doped kẽm oxit dẫn điện trong suốt được lắng đọng trên các nền polyme

Journal of Materials Science: Materials in Electronics - Tập 23 Số 7 - Trang 1352-1360 - 2012
Kao, J. Y.1, Hsu, C. Y.1, Chen, G. C.1, Wen, D. C.2
1Department of Mechanical Engineering, Lunghwa University of Science and Technology, Taoyuan, Taiwan, ROC
2Department of Mechanical Engineering, China University of Science and Technology, Taipei, Taiwan, ROC

Tóm tắt

Các phim mỏng kẽm oxit dẫn điện trong suốt được pha tạp nhôm (AZO) đã được lắng đọng trên các nền polyethylene terephthalate giá rẻ, bằng phương pháp phun magnetron tần số vô tuyến (rf), sử dụng mục tiêu gốm AZO (nội dung Al2O3 khoảng 2 wt%). Bài báo này trình bày một phương pháp hiệu quả để tối ưu hóa các tham số cho quá trình lắng đọng các phim AZO với nhiều đặc tính hiệu suất, sử dụng phương pháp Taguchi kết hợp với phân tích quan hệ xám. Áp dụng khái niệm thiết kế chất lượng Taguchi, một mảng chéo L9 đã được chọn cho các thí nghiệm. Các tác động của các tham số quá trình khác nhau (công suất rf, khoảng cách từ nền đến mục tiêu, nhiệt độ nền và thời gian lắng đọng) lên các đặc tính điện, cấu trúc, hình thái và quang của phim AZO đã được điều tra. Trong các lần xác nhận, sử dụng phân tích quan hệ xám, điện trở suất của các phim AZO đã được tìm thấy giảm từ 5.0 × 10−3 xuống 1.6 × 10−3 Ω-cm và độ truyền quang đã được tìm thấy tăng từ 74.39% lên 79.40%. Các kết quả cho thấy phương pháp Taguchi kết hợp với phân tích quan hệ xám là một cách tiết kiệm để đạt được nhiều đặc tính hiệu suất của các phim AZO với ít dữ liệu thí nghiệm nhất. Thêm vào đó, bằng cách áp dụng một lớp đệm Al với độ dày 10 nm, các kết quả cho thấy điện trở suất là 3.1 × 10−4 Ω-cm và độ truyền quang trung bình trong phần phổ nhìn thấy là khoảng 79.12%.

Từ khóa

#Al-doped zinc oxide #AZO #thin films #transparent conductive films #Taguchi method #grey relational analysis

Tài liệu tham khảo

citation_journal_title=Surf. Coat. Technol.; citation_author=K.T. Ramakrishna Reddy, T.B.S. Reddy, I. Forbes, R.W. Miles; citation_volume=151–152; citation_publication_date=2002; citation_pages=110; citation_id=CR1 citation_journal_title=J. Cryst. Growth; citation_author=BD Ahn, SH Oh, CH Lee, GH Kim, HJ Kim, SY Lee; citation_volume=309; citation_publication_date=2007; citation_pages=128; citation_doi=10.1016/j.jcrysgro.2007.09.014; citation_id=CR2 citation_journal_title=Thin Solid Films; citation_author=T Minami, S Ida, T Miyata, Y Minamino; citation_volume=445; citation_publication_date=2003; citation_pages=268; citation_doi=10.1016/S0040-6090(03)01159-3; citation_id=CR3 citation_journal_title=Mater. Chem. Phys.; citation_author=LW Lai, CT Lee; citation_volume=110; citation_publication_date=2008; citation_pages=393; citation_doi=10.1016/j.matchemphys.2008.02.029; citation_id=CR4 citation_journal_title=Thin Solid Films; citation_author=KY Cheong, N Muti, SR Ramanan; citation_volume=410; citation_publication_date=2002; citation_pages=142; citation_doi=10.1016/S0040-6090(02)00286-9; citation_id=CR5 citation_journal_title=J. Cryst. Growth; citation_author=H Ko, WP Tai, KC Kim, SH Kim, SJ Suh, YS Kim; citation_volume=277; citation_publication_date=2005; citation_pages=352; citation_doi=10.1016/j.jcrysgro.2005.01.061; citation_id=CR6 citation_journal_title=Appl. Surf. Sci.; citation_author=X Yu, J Ma, F Ji, Y Wang, X Zhang, C Cheng, H Ma; citation_volume=239; citation_publication_date=2005; citation_pages=222; citation_doi=10.1016/j.apsusc.2004.05.266; citation_id=CR7 citation_journal_title=Exp. Sys. Appl.; citation_author=E Kilickap; citation_volume=37; citation_publication_date=2010; citation_pages=6116; citation_doi=10.1016/j.eswa.2010.02.023; citation_id=CR8 citation_title=Taguchi Techniques for Quality Engineering; citation_publication_date=1988; citation_id=CR9; citation_author=PJ Ross; citation_publisher=McGraw-Hill citation_journal_title=Comput. Ind. Eng.; citation_author=YM Chiang, HH Hsieh; citation_volume=56; citation_publication_date=2009; citation_pages=648; citation_doi=10.1016/j.cie.2007.12.020; citation_id=CR10 citation_journal_title=J. Mater. Process. Technol.; citation_author=KT Chiang, FP Chang; citation_volume=180; citation_publication_date=2006; citation_pages=96; citation_doi=10.1016/j.jmatprotec.2006.05.008; citation_id=CR11 citation_journal_title=Surf. Coat. Technol.; citation_author=YM Chung, CS Moon, MJ Jung, JG Han; citation_volume=200; citation_publication_date=2005; citation_pages=936; citation_doi=10.1016/j.surfcoat.2005.02.197; citation_id=CR12 citation_journal_title=Thin Solid Films; citation_author=A Miyake, T Yamada, H Makino, N Yamamoto, T Yamamoto; citation_volume=517; citation_publication_date=2008; citation_pages=1037; citation_doi=10.1016/j.tsf.2008.06.052; citation_id=CR13 citation_title=The Essential Method of Grey Systems; citation_publication_date=1992; citation_id=CR14; citation_author=JL Deng; citation_publisher=HUST Press citation_journal_title=Appl. Surf. Sci.; citation_author=DH Zhang, TL Yang, J Ma; citation_volume=158; citation_publication_date=2000; citation_pages=43; citation_doi=10.1016/S0169-4332(99)00591-7; citation_id=CR15 citation_journal_title=Vacuum; citation_author=CH Tseng, WH Wang, HC Chang, CP Chou, CY Hsu; citation_volume=85; citation_publication_date=2010; citation_pages=263; citation_doi=10.1016/j.vacuum.2010.06.006; citation_id=CR16 citation_journal_title=Thin Solid Films; citation_author=V Assuncao, E Fortunato, A Marques, A Goncalves, I Ferreira, H Aguas, R Martins; citation_volume=442; citation_publication_date=2003; citation_pages=102; citation_doi=10.1016/S0040-6090(03)00955-6; citation_id=CR17 citation_journal_title=Microelectron. Reliab.; citation_author=SY Kuo, KC Liu, FI Lai, JF Yang, WC Chen, MY Hsieh, HI Lin, WT Lin; citation_volume=50; citation_publication_date=2010; citation_pages=730; citation_doi=10.1016/j.microrel.2010.01.042; citation_id=CR18 citation_journal_title=Appl. Surf. Sci.; citation_author=M Lv, X Xiu, Z Pang, Y Dai, S Han; citation_volume=252; citation_publication_date=2005; citation_pages=2006; citation_doi=10.1016/j.apsusc.2005.02.131; citation_id=CR19 citation_journal_title=J. Lumin.; citation_author=Y Zhang, H Zheng, J Su, B Lin, Z Fu; citation_volume=124; citation_publication_date=2007; citation_pages=252; citation_doi=10.1016/j.jlumin.2006.03.004; citation_id=CR20 citation_journal_title=Appl. Surf. Sci.; citation_author=KH Bang, DK Hwang, JM Myoung; citation_volume=207; citation_publication_date=2003; citation_pages=359; citation_doi=10.1016/S0169-4332(03)00005-9; citation_id=CR21 citation_journal_title=Thin Solid Films; citation_author=E Fortunato, A Goncalves, V Assuncao, A Marques, H Aguas, L Pereira, I Ferreira, R Martins; citation_volume=442; citation_publication_date=2003; citation_pages=121; citation_doi=10.1016/S0040-6090(03)00958-1; citation_id=CR22 citation_journal_title=Thin Solid Films; citation_author=DR Sahu, JL Huang; citation_volume=516; citation_publication_date=2007; citation_pages=208; citation_doi=10.1016/j.tsf.2007.06.124; citation_id=CR23 citation_journal_title=Thin Solid Films; citation_author=D.R. Sahu, J.L. Huang; citation_volume=515; citation_publication_date=2006; citation_pages=876; citation_id=CR24 citation_journal_title=Appl. Surf. Sci.; citation_author=YS Kim, JH Park, DH Choi, HS Jang, JH Lee, HJ Park, JI Choi, DH Ju, JY Lee, D Kim; citation_volume=254; citation_publication_date=2007; citation_pages=1524; citation_doi=10.1016/j.apsusc.2007.07.080; citation_id=CR25 citation_journal_title=Mater. Lett.; citation_author=L Zhai, G Ling, J Li, Y Wang; citation_volume=60; citation_publication_date=2006; citation_pages=3031; citation_doi=10.1016/j.matlet.2006.02.038; citation_id=CR26 citation_journal_title=Vacuum; citation_author=A Uemura, K Kezuka, S Iwamori, I Nishiyama; citation_volume=84; citation_publication_date=2010; citation_pages=607; citation_doi=10.1016/j.vacuum.2009.06.036; citation_id=CR27