[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

本發(fā)明屬于紅外光學(xué)材料技術(shù)和電子薄膜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多層紅外透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法，其中一種多層紅外透明導(dǎo)電薄膜包括五層結(jié)構(gòu)，從下至上依次為：襯底、IHfO透明導(dǎo)電層、金屬層、IHfO透明導(dǎo)電層和Al₂O₃保護(hù)層，該多層薄膜在中紅外波段具有較高的透過率和電導(dǎo)率，而且具有良好的穩(wěn)定性，本發(fā)明還同時(shí)提供了一種多層紅外透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，采用磁控濺射法和離子束輔助蒸鍍法制備該類薄膜，制備工藝簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)大批量制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紅外光學(xué)材料技術(shù)和電子薄膜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多層紅外透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)

紅外透明導(dǎo)電膜可以很好的解決探測(cè)器窗口的防塵、除濕問題，它能使其表面聚集的靜電及時(shí)的釋放，從而使表面抗靜電不粘灰塵，而且可以通電加熱除去表面的水汽。因此高透過率、低電阻率的紅外透明導(dǎo)電膜對(duì)紅外系統(tǒng)防塵、除濕具有重要的作用，除此之外，紅外透明導(dǎo)電膜還在電磁波屏蔽技術(shù)、紅外成像、航天器窗口等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

在紅外光波段，自由載流子對(duì)紅外光的吸收很強(qiáng)烈，高透過率、低電阻率的紅外透明導(dǎo)電氧化物薄膜需具有較高的載流子遷移率和較低的載流子濃度，因此對(duì)于單層氧化物薄膜而言，在紅外波段，尤其是中紅外以及遠(yuǎn)紅外波段很難同時(shí)兼?zhèn)涓咄高^率和高導(dǎo)電性，而且對(duì)于一般透明導(dǎo)電氧化物薄膜而言，當(dāng)其長(zhǎng)期暴露在空氣中時(shí)，它會(huì)吸附空氣中的水汽、氧氣等，從而降低薄膜的光電性能，因此目前急需研制一種在紅外波段仍具有高透過率和低電阻率的導(dǎo)電氧化物薄膜。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述問題，本發(fā)明提出了一種多層紅外透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法，該方法制備的多層薄膜在中紅外波段具有較高的透過率和電導(dǎo)率，而且具有良好的穩(wěn)定性。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種多層紅外透明導(dǎo)電薄膜，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。

所述的襯底1是紅外透明材料，具體為藍(lán)寶石或者石英。

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。

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，該層用于增加多層薄膜的導(dǎo)電性。

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。

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。

本發(fā)明同時(shí)提供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)在超聲清洗器中清洗15min，再用乙醇溶液(分析純)在超聲清洗器中清洗15min，然后用去離子水在超聲清洗器中清洗15min；