[發(fā)明專利]一種多層紅外透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711456751.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN108193179B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鑫;鄭傳濤;王一丁;鄭偉濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C14/35
• 分類號(hào): C23C14/35;C23C14/08;C23C14/18;C23C14/26;C23C14/22
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 郭佳寧

1.一種多層紅外透明導(dǎo)電薄膜，其特征在于包括五層結(jié)構(gòu)，從下至上依次為：襯底(1)、第一IHfO透明導(dǎo)電層(2)、金屬層(3)、第二IHfO透明導(dǎo)電層(4)和Al₂O₃保護(hù)層(5)，其中第一IHfO透明導(dǎo)電層(2)采用射頻磁控濺射方法沉積在襯底(1)上，金屬層(3)采用直流磁控濺射法沉積在第一IHfO透明導(dǎo)電層(2)上，第二IHfO透明導(dǎo)電層(4)采用射頻磁控濺射方法沉積在金屬層(3)上，Al₂O₃保護(hù)層(5)采用離子束輔助熱蒸鍍法蒸鍍?cè)诘诙蘒HfO透明導(dǎo)電層(4)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層紅外透明導(dǎo)電薄膜，其特征在于所述的襯底(1)是紅外透明材料，具體為藍(lán)寶石或者石英。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層紅外透明導(dǎo)電薄膜，其特征在于所述第一IHfO透明導(dǎo)電層(2)為鉿摻雜氧化銦薄膜，通過射頻磁控濺射的方法制備，沉積溫度為25～400℃，厚度20～100nm，工作氣體為Ar，Ar流量為10～100sccm，濺射功率為25W～100W,工作氣壓為0.1～2Pa。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層紅外透明導(dǎo)電薄膜，其特征在于所述金屬層(3)通過直流磁控濺射的方法制備，材料為Cu、Mo或者Ag中的一種，沉積溫度為25～400℃，厚度為1～20nm，工作氣體為Ar，Ar流量為10～100sccm，濺射功率為25W～100W,工作氣壓為0.1～2Pa。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層紅外透明導(dǎo)電薄膜，其特征在于所述第二IHfO透明導(dǎo)電層(4)為鉿摻雜氧化銦薄膜，通過射頻磁控濺射的方法制備，沉積溫度為25～400℃，厚度20～100nm，工作氣體為Ar，Ar流量為10～100sccm，濺射功率為25W～100W,工作氣壓為0.1～2Pa。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層紅外透明導(dǎo)電薄膜，其特征在于所述的Al₂O₃保護(hù)層(5)通過離子束輔助熱蒸鍍法制備，沉積溫度為25～300℃，厚度為1～10nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的一種多層紅外透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：常溫常壓下將襯底(1)用丙酮溶液分析純?cè)诔暻逑雌髦星逑?5min，再用乙醇溶液分析純?cè)诔暻逑雌髦星逑?5min，然后用去離子水在超聲清洗器中清洗15min；

步驟二：將經(jīng)過步驟一清洗后的襯底(1)烘干后放入濺射室內(nèi)，開始抽真空，當(dāng)真空度小于1.0×10^-3Pa時(shí)，通入Ar氣體，進(jìn)行預(yù)濺射15min；

步驟三：通過射頻磁控濺射的方法制備第一IHfO透明導(dǎo)電層(2)，并采用射頻磁控濺射方法在步驟二中經(jīng)過預(yù)濺射15min后的襯底(1)上沉積第一IHfO透明導(dǎo)電層(2)，具體實(shí)驗(yàn)條件為：工作電源采用13.56MHz頻率的射頻電源，靶材采用純度不低于99.99％的HfO₂摻雜的In₂O₃靶材，摻雜濃度為1wt％～6wt％；工作氣體為Ar，Ar流量為10～100sccm，濺射功率為25W～60W,工作氣壓為0.1～2Pa，沉積溫度為20～300℃；得到單層薄膜；

步驟四：采用直流磁控濺射法制備金屬層(3)，材料為Cu、Mo或者Ag中的一種，并采用直流磁控濺射法將金屬層(3)沉積于步驟三中單層薄膜的第一IHfO透明導(dǎo)電層(2)上，具體實(shí)驗(yàn)條件為：工作電源采用直流電源，靶材采用純度不小于99.99％的金屬Cu、Mo或者Ag靶材，工作氣體為Ar，Ar流量為10～100sccm，濺射功率為25W～100W,工作氣壓為0.1～2Pa，沉積溫度為20～300℃；得到兩層薄膜；

步驟五：采用射頻磁控濺射方法制備第二IHfO透明導(dǎo)電層(4)，并采用射頻磁控濺射方法將第二IHfO透明導(dǎo)電層(4)沉積于步驟四中兩層薄膜的金屬層(3)上；具體實(shí)驗(yàn)條件為：工作電源采用13.56MHz頻率的射頻電源，靶材采用純度不低于99.99％的HfO₂摻雜的In₂O₃靶材，摻雜濃度為1wt％～6wt％，工作氣體為Ar，Ar流量為10～100sccm，濺射功率為25W～60W，工作氣壓為0.1～2Pa，沉積溫度為20～300℃；得到三層薄膜；

步驟六：將步驟五中的三層薄膜樣品取出濺射室，在100℃～400℃的氮?dú)鈿夥障峦嘶?0～60分鐘；

步驟七：通過離子束輔助熱蒸鍍法制備Al₂O₃保護(hù)層(5)，并采用離子束輔助熱蒸鍍法在上述退火后的三層薄膜樣品表面蒸鍍Al₂O₃保護(hù)層5，蒸發(fā)材料為純度為不低于99.99％的Al₂O₃顆粒，顆粒大小為1～3mm，沉積溫度為20～300℃，厚度為1～10nm，沉積速率為