[發明專利]一種利用準分子激光提高柔性AZO薄膜光電性能的方法

無效

• 申請號: 201210585439.6
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103074593A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 邵景珍;方曉東;董偉偉;鄧贊紅
• 申請（專利權）人: 中國科學院安徽光學精密機械研究所
• 主分類號: C23C14/58
• 分類號: C23C14/58;C23C14/08
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

????本發明涉及光電信息功能材料加工方法領域，具體為一種利用準分子激光提高柔性AZO薄膜光電性能的方法。

背景技術

透明導電氧化物薄膜是一種優良的光電功能薄膜，它在可見光范圍內具有高透過率，紅外區具有高反射率，并且具有接近金屬的低電阻率，這一系列優點使其在電子信息產業得到廣泛的應用，如太陽能電池，平板顯示，紅外熱反射鏡等。透明導電氧化物薄膜種類很多，主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其復合多元氧化物薄膜材料，目前銦錫氧化物（ITO）薄膜研究最為廣泛，但是ITO薄膜材料稀少，價格昂貴，給ITO薄膜的廣泛應用但來很大的不便。近幾年發現鋁摻雜氧化鋅（AZO）透明導電膜的光電性能與ITO薄膜性能相當，且價格便宜，無毒，在氫等離子體等特殊場合下性能穩定，ITO薄膜則無法相比，因此進一步研究的空間很大，有望成為ITO薄膜的代替品。

到目前為止透明導電薄膜的制備通常在玻璃襯底上沉積獲得，但玻璃襯底存在材質脆、不易變形等缺點，因此在某些方面限制了透明導電薄膜的應用。與在玻璃襯底上制備的透明導電薄膜相比，在柔性襯底上制備的透明導電薄膜具有可折疊、重量輕、不易碎、易于大面積生產、便于運輸和設備投資少等獨特的優點。這種薄膜可廣泛應用于制造塑料液晶顯示器和柔性太陽能電池，可以從根本上解決玻璃襯底易碎的問題，利用其在紅外區的高反射率還可作為透明隔熱保溫材料用于塑料大棚、汽車玻璃和民用建筑玻璃貼膜等。隨著薄膜制備工藝的逐步成熟，柔性襯底透明導電薄膜有望獲得更加廣泛的應用。

但是與玻璃襯底相比柔性襯底一般都不耐高溫，因此薄膜的沉積需在低溫下進行，然而太低的溫度不利于薄膜的結晶，對薄膜與襯底之間的附著力也有很大的影響。為了克服以上缺點，人們已做了許多嘗試對襯底材料進行處理，其主要采用等離子體法或化學處理法。然而，這些方法會對柔性材料的表面造成嚴重的物理和化學損傷，襯底的透過率明顯降低。此外用現有的沉積技術在柔性襯底上生長的AZO透明導電薄膜，由于必須在低溫下進行，薄膜不易結晶，電阻率偏大，很難滿足工業的要求。而且AZO透明導電膜的沉積技術也受到了限制，一些成本低、操作工藝簡單，但必須經過后續高溫退火的沉積技術得不到有效的利用。準分子激光退火技術引進，使退火溫度大幅度降低，將此難題解決，并且使各種制備技術被有效利用。

在準分子激光退火過程中，激光束照射到薄膜上使薄膜快速熔融并再結晶，由于時間極短，脈沖激光能量只會對薄膜表面產生影響，從而避免了高溫處理對襯底的損傷和長時間高溫加熱引起的襯底與薄膜間的雜質擴散。

發明內容

本發明的目的是提供一種一種提高柔性鋁摻雜氧化鋅薄膜光電性能的方法，以解決現有技術存在的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種利用準分子激光提高柔性AZO薄膜光電性能的方法，其特征在于：采用柔性襯底，并在柔性襯底上制備鋁摻氧化鋅薄膜，利用準分子激光退火裝置對鋁摻氧化鋅薄膜進行退火處理，通過改變準分子激光退火裝置出射激光束的參數來調節光束能量密度，從而使鋁摻氧化鋅薄膜達到最佳退火效果。

所述的一種利用準分子激光提高柔性AZO薄膜光電性能的方法，其特征在于：所述柔性襯底為柔性透明聚酯薄膜材料制成，優選聚乙烯對苯二甲酯材料，或者是聚酰亞胺材料，或者是聚碳酸酯材料，或者是聚醚砜材料。

所述的一種利用準分子激光提高柔性AZO薄膜光電性能的方法，其特征在于：所述鋁摻雜氧化鋅薄膜通過現有AZO薄膜制備技術制備在柔性襯底上，優選磁控濺射法，或者是脈沖激光沉積法，或者是溶膠凝膠法，或者是真空蒸鍍法。

所述的一種利用準分子激光提高柔性AZO薄膜光電性能的方法，其特征在于：所述準分子激光退火裝置包括承載柔性襯底的基底、依次設置在基底上方的凸透鏡、光闌、光束均勻器、反射鏡，以及準分子激光器和準分子激光器的電源控制器，所述準分子激光器的出射激光束光經過反射鏡反射后，再依次經過光束均勻器均勻、光闌調節、凸透鏡會聚至的柔性襯底上的鋁摻氧化鋅薄膜。

所述的一種利用準分子激光提高柔性AZO薄膜光電性能的方法，其特征在于：所述準分子激光器優選KrF激光器，或者是ArF激光器，或者是XeCl激光器，或者是XeF激光器。

所述的一種利用準分子激光提高柔性AZO薄膜光電性能的方法，其特征在于：所述光束均勻器由一組光楔組成。