[發明專利]一種制備(222)強織構ITO薄膜的方法

有效

• 申請號: 202010523344.6
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111575666B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 張偉;姜智藝;鮑建秋;胡芳仁;張雪花
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/08;C23C14/02;C23C14/54
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

本發明公開了一種制備(222)強織構ITO薄膜的方法，包括以下步驟：(1)清洗硅基片并安裝于磁控濺射設備的腔室中；(2)將靶材放置于磁控濺射設備的腔室內，調整靶材和硅基片之間的距離；(3)對腔室進行抽真空處理；(4)對硅基片進行加熱處理；(5)向腔室通入氬氣和氧氣；(6)開啟磁控濺射設備，對硅基片進行濺射；(7)濺射完成后，得到(222)晶面高度擇優取向的ITO薄膜。本發明通過實現了在普通單晶Si(100)基底上制備(222)晶面高度擇優取向的ITO薄膜，無需引入種子層，利于高質量電子陶瓷薄膜在Si上的集成，具有結晶性良好，工藝簡便，易于工業化的特點。

技術領域

本發明屬于一種半導體導電薄膜制備技術領域，具體涉及一種制備(222)強織構ITO薄膜的方法。

背景技術

ITO(氧化銦錫)薄膜是一種備受關注的半導體材料，由于它具有出色的光電性能，可以作為透明導電氧化物(TCO)材料，通過在沉積過程中對工藝參數的調整，以獲得用于特定應用的材料。由于這些特性，ITO膜可用于開發高性能光電和光伏設備，而為了將ITO薄膜用于光伏應用，需要具有可復制特性的樣品。

制備ITO薄膜的方法有化學溶液沉積、磁控濺射、脈沖激光沉積等方法，在眾多的ITO薄膜制備方法中，射頻磁控濺射應用最為廣泛，它具有效率高，并可大面積均勻成膜等特點，但目前采用射頻磁控濺射制備的ITO薄膜大多是在玻璃等非晶態基底上沉積，而在普通單晶硅(100)上易制備出多晶取向或(400)擇優取向的ITO薄膜。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備(222)強織構ITO薄膜的方法，以實現高質量電子陶瓷薄膜在Si上的集成。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種制備(222)強織構ITO薄膜的方法，包括以下步驟：

(1)清洗硅基片并安裝于磁控濺射設備的腔室中；

(2)將靶材放置于磁控濺射設備的腔室內，調整靶材和硅基片之間的距離；

(3)對腔室進行抽真空處理；

(4)對硅基片進行加熱處理；

(5)向腔室通入氬氣和氧氣；

(6)開啟磁控濺射設備，對硅基片進行濺射；

(7)濺射完成后，得到(222)晶面高度擇優取向的ITO薄膜。

優選的，所述步驟(1)中，硅基片清洗的具體步驟為：依次用丙酮、無水乙醇、去離子水各超聲波清洗15min，清洗處理完成后用高純氮氣吹干。

優選的，所述步驟(2)中，調整靶材和硅基片之間的距離為60mm。

優選的，所述步驟(3)中，對腔室進行抽真空處理至真空度低于2×10^-4Pa。

優選的，所述步驟(4)中，加熱溫度為500℃。

優選的，所述步驟(5)中，氬氣和氧氣的流量比為38：2～30：10。

優選的，所述步驟(5)中，通入氬氣和氧氣后，調節腔室真空度為0.2Pa-0.9Pa。

優選的，所述步驟(6)中，濺射功率為80W，濺射時間為10-20min。

有益效果：本發明采用通過調整合適的磁控濺射工藝參數在單晶Si(100)上實現了(222)高度擇優取向的ITO薄膜的制備，無需引入誘導層或后續退火處理，具有工藝簡單，易于實現工業化的特點，所制備的ITO薄膜具有(222)晶面高度擇優取向、結晶質量高的特點，有利于高質量電子陶瓷薄膜在Si上的集成。

附圖說明