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氧化锌（ZnO）薄膜是一种Ⅱ-Ⅵ族宽禁带半导体氧化物材料，室温下禁带宽度约为3.37eV，具有六角纤锌矿结构，由于光电性能良好、资源丰富、无毒、制备方法多，已成为国内外的研究热点。氧化铟锡（ITO）薄膜是目前应用最广泛的透明导电氧化物（TCO）薄膜材料，但铟储量很少，价格不断上涨，近年来，普遍认为ZnO是最有潜力的ITO替代材料，能应用到平板显示器、太阳能电池、紫外光探测器、声表面波器件以及传感器等光电子领域。本征ZnO的电阻率较高，一般需要对ZnO进行掺杂以提高其导电性，典型的掺杂元素有III族的B、Al、In、Ga和IV族的Si、Sn等。其中Sn是一种重要的掺杂改性元素，当Sn掺杂进入ZnO，Sn4+替代Zn2+的位置产生两个自由电子，与相同掺杂浓度的Ⅲ族元素相比，能获得更高的载流子浓度；Zn和Sn离子半径相近(rZn2+=0.074nm，rSn4+=0.069nm)，Sn能够容易的替代Zn的位置而不会产生很大的晶格畸变。目前，对Sn掺杂ZnO（ZnO: Sn，TZO）薄膜的研究报道较少，因此有必要对其进行系统的研究，为高质量TZO薄膜的制备及其应用奠定基础。本论文将高纯度的ZnO和SnO2粉末充分研磨压制成靶，利用射频磁控溅射技术在石英玻璃衬底上制备了ZnO:Sn薄膜，用XRD、SEM、XPS、Hall测试仪和紫外-可见-红外分光光度计对薄膜的结构、形貌、成分、电学和光学性能进行了表征，系统研究了Sn掺杂浓度、衬底温度、薄膜厚度对薄膜性能的影响，通过实验和研究分析，得出的主要结果有：○1制备的ZnO:Sn薄膜具有六角纤锌矿结构，在薄膜中未发现Sn的氧化物峰，Sn是以替位的方式存在于晶格中或是以间隙原子方式存在于晶界处的非晶部分，在（002）方向上表现出择优生长，薄膜表面平整致密。②XPS结果表明：不同掺杂浓度的ZnO:Sn薄膜中均包含Zn、Sn、O、C元素，Sn成功掺入了ZnO中。在ZnO:Sn薄膜中，元素Zn和Sn分别以Zn2+和Sn4+的形式存在。③ZnO:Sn薄膜呈n型导电，其电学性能与制备参数有关。薄膜的电阻率随着掺杂浓度和薄膜厚度的增加，先降低后增加；而随着衬底温度的升高，电阻率下降。在本实验中，制备的ZnO:Sn薄膜的最低电阻率为2.063×10-2.cm。○4Sn掺杂进入ZnO后，对薄膜的光学性能的影响很大。当掺杂量较小时，薄膜在可见光范围内有较高的透光率，随着掺杂浓度的增大，薄膜的光学带隙先增大后减小；高衬底温度下制备的薄膜的透光率要高于低衬底温度的，随着衬底温度的升高，薄膜的光学带隙先增大、再减小，最后再增大；随着薄膜厚度的增加，在可见光范围内薄膜的透光率是呈下降的趋势，且光学带隙值一直呈增大的趋势。在本实验中，制备的ZnO:Sn薄膜在可见光范围内最高透光率为76.93%。○5综合分析ZnO:Sn薄膜电学和光学性能，得出最优工艺参数为：掺杂浓度为3at.%，衬底温度为300℃，溅射时间为1.5h（对应的薄膜厚度为440nm左右），工作压强为2.5Pa，溅射功率为120W，Ar流量为40sccm，靶基距为7cm。在此工艺参数下制备的薄膜，其电阻率为4.182×10-2Ω·cm，在可见光范围内的透光率为59.81%。