[發(fā)明專利]一種鋁摻氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510446527.1
• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN105018882B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱華;王艷香;況慧蕓;楊志勝;范學(xué)運;郭平春;馮曉煒
• 申請（專利權(quán)）人: 朱華
• 主分類號: C23C14/08
• 分類號: C23C14/08;C23C14/34
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務(wù)所(普通合伙)11491
• 代理人: 郭偉紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光電材料，具體涉及一種鋁摻氧化鋅導(dǎo)電薄膜的制備方法。

背景技術(shù)

透明導(dǎo)電薄膜是一種既能導(dǎo)電又在可見光范圍內(nèi)具有高透明率的一種薄膜，主要有金屬膜系、氧化物膜系、其他化合物膜系、高分子膜系、復(fù)合膜系等。金屬膜系導(dǎo)電性能好，但是透明率差。半導(dǎo)體薄膜系列剛好相反，導(dǎo)電性差，透明率高。當前研究和應(yīng)用最為廣泛的是金屬膜系和氧化物膜系。透明導(dǎo)電薄膜主要用于光電器件(如LED，薄膜太陽能電池等)的窗口材料。常見的透明導(dǎo)電薄膜為ITO(錫摻雜三氧化銦)、AZO(鋁摻雜氧化鋅)等，它們的禁帶寬度大，只吸收紫外光，不吸收可見光，因此稱之為“透明”。目前廣泛使用的TCO材料是氧化銦錫(ITO)，因為ITO具有良好的電導(dǎo)性并在整個可見光波段具有優(yōu)異的透射率。然而，由于地球上銦元素儲量相對稀少、使用成本高，人們正在尋找能替代氧化銦錫的透明導(dǎo)電氧化物。鋁摻雜氧化鋅(AZO)是目前研究較多的可替代氧化銦錫材料中的一種。鋁摻雜氧化鋅可以通過多種方法制備，包括直流、射頻濺射，脈沖激光沉積，化學(xué)氣相沉積以及溶膠凝膠的方法?；瘜W(xué)氣相沉積及溶膠凝膠雖然對設(shè)備要求低，但成膜的質(zhì)量和間距覆蓋度(step coverage)不夠好。是現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)上需要更加簡便和適合大規(guī)模生產(chǎn)的方法。

目前，磁控濺射法具有沉積速率快、薄膜附著力強、可控性強等優(yōu)點，是工業(yè)生產(chǎn)研究最多、工藝最成熟以及應(yīng)用最廣的薄膜沉積方法。但是存在對設(shè)備、原材料、工藝參數(shù)等要求高的缺點，由此可見，能否發(fā)明出一種采用磁控濺射法低溫低濺射功率在柔性PET襯底上制備鋁摻氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜的方法，并且該方法具有工藝步驟簡單、易操作的優(yōu)點成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，提供一種鋁摻氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，本發(fā)明方法在傳統(tǒng)的磁控濺射法的基礎(chǔ)上，進一步研究和改進，得出一種工藝步驟簡單、可操作性強的鋁摻氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜的制備方法。

為了達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案包括：

一種鋁摻氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，包括以下步驟：以三氧化鋁摻雜的氧化鋅陶瓷作為靶材，調(diào)節(jié)本底真空度為0.5×10^-4～2×10^-4Pa、襯底溫度為80～120℃，以氬為濺射源、工作壓強為0.4～0.8Pa，靶基距為5～7cm，采用梯度濺射功率噴濺1h，得到鋁摻氧化鋅導(dǎo)電薄膜。

所述的三氧化鋁摻雜的氧化鋅陶瓷包括重量份數(shù)為1～5份的三氧化二鋁和90～100份的氧化鋅。

所述的三氧化鋁摻雜的氧化鋅陶瓷的制備方法，包括以下步驟：分別稱取三氧化二鋁和氧化鋅后，均勻混合，經(jīng)壓片燒結(jié)后制得。

所述燒結(jié)溫度為1250～1340℃。

所述梯度濺射功率包括以下步驟：濺射初期5分鐘內(nèi)濺射功率為50～70W、5～10分鐘75～90W、而后功率提高到95～120W。

優(yōu)選地，所述梯度濺射功率包括以下步驟：濺射初期5分鐘內(nèi)濺射功率為65W、5～10分鐘80W、而后功率提高到100W。

所述的鋁摻氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜，紫外可見光范圍為400～900nm，光透過率為90～98％、電阻率為1.2×10^-4～2.5×10^-4歐姆·厘米。

本發(fā)明的有益效果包括：

本發(fā)明的一種鋁摻氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，通過合理的梯度濺射功率設(shè)計，濺射1h，實現(xiàn)大面積、可控、高效沉積。本發(fā)明的一種鋁摻氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜的制備方法所制備的鋁摻氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜，致密度高、附著力強、紫外可見光范圍達到400～900nm，光透過率高達90～98％、電阻率可低至1.2×10^-4歐姆·厘米。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明不同襯底位置的方塊電阻圖。

圖2所示為本發(fā)明制備的鋁摻氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜X射線衍射圖。

圖3所示為本發(fā)明制備的鋁摻氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜紫外-可見光透射光譜圖。

圖4所示為本發(fā)明制備的鋁摻氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜表面SEM圖。

具體實施方式

下文將結(jié)合具體附圖詳細描述本發(fā)明具體實施例。應(yīng)當注意的是，下述實施例中描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當被認為是孤立的，它們可以被相互組合從而達到更好的技術(shù)效果。

實施例1

一種鋁摻氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，包括以下步驟：：