[發(fā)明專利]一種氧化銦錫透明導電氧化物薄膜的制備方法

無效

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• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN102544233A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王革;李媛媛;彭錚;彭德香;王文靜
• 申請（專利權(quán)）人: 上海中智光纖通訊有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于透明導電氧化物薄膜的制備領(lǐng)域，特別涉及一種氧化銦錫透明導電氧化物薄膜的制備方法。

背景技術(shù)

透明導電氧化物(TCO)薄膜具有優(yōu)異的光電性能，不但透明，而且導電，因而被廣泛地應用于各種光電器件中，包括用作場致發(fā)光(EL)器件、平面液晶顯示(LCD)、電致變色顯示器件(ECD)以及太陽電池中的電極材料。各類薄膜太陽電池以及高效薄膜硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池都需要有TCO薄膜作為前電極，原因是這些類型的太陽電池前表面上的摻雜層一般非常薄，具有很大的橫向電阻，為改善光電流橫向收集特性，必須在其上制備高導電性的電極，但太陽電池前表面還要求具有非常高的透光性，由此，TCO薄膜就成為這些電池前電極的優(yōu)選材料。并且，在太陽電池應用中，TCO作為透明導電電極使用的同時，也可以起到表面減反射的作用。

TCO中最具代表性的是氧化銦錫(ITO)薄膜。在ITO(In₂O₃∶SnO₂質(zhì)量比＝9∶1)薄膜中，Sn原子代替了In₂O₃晶格中的一些In原子，貢獻一個電子到導帶上，同時在一定的缺氧狀態(tài)下還以產(chǎn)生氧空穴，從而具有非常優(yōu)異的電導率。

目前，制備ITO薄膜最常用的方法是磁控濺射，包括直流磁控濺射、射頻磁控濺射等。直流反應磁控濺射采用金屬靶材，金屬靶材會因表層氧化而出現(xiàn)靶中毒現(xiàn)象，嚴重影響濺射穩(wěn)定性和薄膜質(zhì)量。射頻磁控濺射用的是陶瓷靶材，但電導率高的ITO薄膜中往往具有較高的載流子濃度，由于自由載流子吸收的影響，會使近紅外波段的光透過率降低，如何獲得非常高的光透射率是人們重點關(guān)注的問題，這對太陽電池的效率有很大影響。

在現(xiàn)有技術(shù)中，為了在玻璃襯底上制備出優(yōu)異的TCO薄膜，對玻璃襯底的清洗也非常復雜并且耗時。有的采用硫酸和過氧化氫的混合液加熱煮沸，有的采用丙酮等有機溶劑清洗。這些清洗方法都有一定的危險性，耗時耗能增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在玻璃襯底上制備ITO薄膜的近紅外波段光透射率不夠高，同時襯底清洗成本較高，提供一種氧化銦錫透明導電氧化物薄膜的制備方法，該方法抽真空的時間大大減少，降低制造成本；襯底清洗采用簡單的洗滌劑清洗再用去離子水沖凈完成，沒有采用較昂貴和危險的化學試劑，進一步降低了成本。

本發(fā)明的一種氧化銦錫透明導電氧化物薄膜的制備方法，包括：

(1)使用洗滌劑對玻璃襯底進行清洗，然后用去離子水沖凈，再用氮氣將玻璃吹干；

(2)將上述玻璃襯底裝入磁控濺射腔，然后對濺射腔體抽真空至3×10^-3Pa～7×10^-3Pa，將襯底加熱到150～250℃，通入氬氣作為濺射氣體，將壓強調(diào)節(jié)到0.3Pa～1.3Pa，對氧化銦錫靶材濺射6～30min，獲得透明導電氧化銦錫薄膜。

所述步驟(1)中的洗滌劑為日用洗滌劑，比如洗滌靈。

所述步驟(2)中對濺射腔體抽真空至5×10^-3Pa。

所述步驟(2)中的氧化銦錫靶材的成分：質(zhì)量比為9∶1的In₂O₃和SnO₂。

所述步驟(2)中的濺射的工藝條件為射頻源13.56MHz，濺射功率200～600W。

有益效果

(1)本發(fā)明不但在很大程度上降低薄膜電阻率的同時提高光透射率，而且采用廉價的玻璃襯底清洗技術(shù)，目前制備ITO薄膜的常用磁控濺射工藝大都采用達到10^-4Pa量級的真空度，本發(fā)明所采用的真空度為5×10^-3Pa左右，抽真空的時間大大減少，進而省去很大一部分電力消耗，降低制造成本；

(2)本發(fā)明也不需要制作高成本的種子層；

(3)襯底清洗采用簡單的洗滌劑清洗再用去離子水沖凈完成，沒有采用較昂貴和危險的化學試劑，進一步降低了成本，具有良好的應用前景。

附圖說明

圖1為實施例1制備的ITO薄膜的透射率曲線；

圖2為實施例2制備的ITO薄膜的透射率曲線；

圖3為實施例3制備的ITO薄膜的透射率曲線；

圖4為實施例4制備的ITO薄膜的透射率曲線；

圖5為實施例5制備的ITO薄膜的透射率曲線。

具體實施方式