宽禁带ZnO 半导体为直接带隙材料,具有六方纤锌矿结构,较高的激子束缚能(60meV),室温下带隙宽度为3.3eV。高质量的外延ZnO 薄膜的制备已成为宽禁带半导体集成器件的关键技术。ZnO 不仅是继GaN 之后紫外发射材料研究的又一个研究热点,而且近年来ZnO 薄膜作为ITO 薄膜的很有发展前景的替代材料,正引起人们日益广泛的关注。掺杂Al 的ZnO(AZO)薄膜,由于具有与ITO 薄膜相比拟的对可见光的高透过率和高电导,又因其在氢等离子体的高稳定性等优点,已成为替代ITO 透明导电薄膜的研究热点。制备ZnO 薄膜的方法有很多如溅射、化学气相沉积、脉冲激光沉积、分子束外延、溶胶-凝胶法等等,然而从实际应用的角度,这些方法大多需要真空设备,成本相对较高。而溶胶-凝胶法则避免了这点,并能在各种基片上制备均匀掺杂的薄膜。本论文研究了在载玻片和Si 基片上,溶胶-凝胶法工艺条件对薄膜的结晶、取向状况以及薄膜形貌等的影响,并探讨了溶胶-凝胶法制备ZnO 薄膜过程中,工艺条件对其性能的影响,以此改善工艺条件来优化薄膜结构。还研究了掺Al的ZnO 薄膜的结构性能与电阻率、透射率之间的关系。运用X 射线衍射谱(XRD)、电子隧道显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、透射光谱等测量手段对样品的结构和光电特性进行了表征。结果表明:前处理温度对ZnO 薄膜的c 轴择优取向影响最大,300℃为最佳前处理温度。此外还对溶胶浓度、烧结温度和薄膜厚度对薄膜c 轴取向和透射率之间的关系进行了分析。同时运用透射光谱和四探针测试仪等对掺Al 的ZnO薄膜光电性能以及能带结构进行了研究,得到以下结论:随着前处理温度升高,晶粒的长大和晶界减少了晶界面积,相应的电阻率升高。随着Al 掺杂浓度的增大光学能隙增大。此外合适的掺杂浓度和涂膜层数对电阻率的降低也很重要。