一種低電阻率的ZnO/CdO復(fù)合薄膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合薄膜的制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低電阻率ZnO/CdO復(fù)合薄膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]TCO薄膜能夠得以廣泛應(yīng)用，主要依賴于其主同的導(dǎo)電率和光透過度。因此很多研究者通過不同的方法來優(yōu)化改良TCOS薄膜的性能。在這些薄膜中，ZnO是一種最重要的材料。但ZnO的電阻率高，電導(dǎo)率性能不好，為了降低ZnO薄膜的電阻率，很多傳統(tǒng)的金屬摻雜方法用來制備低電阻率的透明導(dǎo)電薄膜。但是傳統(tǒng)摻雜方法制備的摻雜ZnO薄膜的光致發(fā)光峰發(fā)生了偏移，這是因?yàn)閆n原子被摻雜原子替換后改變了原來ZnO本征光學(xué)禁帶寬度。困因此制備復(fù)合薄膜，使得它既保持ZnO的光致發(fā)光特性，同時(shí)，也可以降低薄膜的電阻率。而CdO是一種良好的半導(dǎo)體材料，它具有非常低的電阻率，這是由于其本身具有大量的O空間和Cd間隙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種電導(dǎo)導(dǎo)率高性能優(yōu)異的低電阻率的ZnO/CdO復(fù)合薄膜。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種低電阻率的ZnO/CdO復(fù)合薄膜，其特征在于，采用如下方法制成，用四靶托脈沖激光沉積設(shè)備，所述靶托采用高純金屬Zn靶和Cd靶，在1Pa氧氣氣氛下，基底溫度為300°C，激光濺射沉積10層ZnO和CdO相間隔的復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)；優(yōu)選的，所述Zn靶中Zn的純度為99.99%, Cd靶中Cd的純度為99.99% ；
[0005]優(yōu)選的，所述激光沉積薄膜先從Zn靶開始，沉積5min的ZnO薄膜，然后轉(zhuǎn)動(dòng)到Cd靶，在ZnO薄膜上繼續(xù)沉積CdO薄膜，所述ZnO的沉積速率為0.2nm/s, CdO沉積速率為0.072nm/s ；
[0006]優(yōu)選的，所述CdO層的沉積厚度時(shí)間為15、30、45、60、75或90秒。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面以具體實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的低電阻率的ZnO/CdO復(fù)合薄膜制備過程及性能。
[0008]一種低電阻率的ZnO/CdO復(fù)合薄膜，采用如下方法制備而成，用四靶托脈沖激光沉積設(shè)備，靶托采用高純金屬Zn靶和Cd靶，其中，Zn靶中Zn的純度為99.99%,Cd靶中Cd的純度為99.99% ;在1Pa氧氣氣氛下，基底溫度為300°C，激光沉積薄膜先從Zn靶開始，沉積5min的ZnO薄膜，然后轉(zhuǎn)動(dòng)到Cd靶，在ZnO薄膜上繼續(xù)沉積CdO薄膜，依次激光濺射沉積10層ZnO和CdO相間隔的復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)，為了獲得不同的Cd/(Zn+Cd)的原子比，CdO層的沉積厚度時(shí)間為15、30、45、60、75和90秒。并且根據(jù)ZnO的沉積速率為0.2nm/s,Cd0沉積速率為0.072nm/s計(jì)算ZnO厚度為30nm，CdO的厚度分別為1、2、3、4、5和6nm。
[0009]本發(fā)明的方法，通過脈沖激光沉積法在石英玻璃基底上制備ZnO/CdO復(fù)合薄膜。采用X射線衍射儀鑒定薄膜的相組成、晶體結(jié)構(gòu)和晶體擇優(yōu)取。使用日本Sh1-madzu公司生產(chǎn)的JSM6700F型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡不觀察表面形貌，同時(shí)使用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡配套的能譜分析薄膜的成分含量。薄膜由ZnO和CdO兩相納米級(jí)晶粒組成，并且晶粒尺寸隨著CdO的增大而顯著減?。凰械腪nO/CdO在可見光范圍內(nèi)具有較高的透過率。更重要的是ZnO/CdO復(fù)合薄膜保持了 ZnO的發(fā)光特性，即呈現(xiàn)出的傳統(tǒng)的紫外發(fā)光特性，且光致發(fā)光峰的位置不變；同時(shí)在保持了 ZnO光學(xué)特性外，ZnO/CdO復(fù)合薄膜還具有較低的電阻率可達(dá)到10-2-1(Γ3Ω.CM，接近純CdO薄膜的電阻率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低電阻率的ZnO/CdO復(fù)合薄膜，其特征在于，采用如下方法制成，用四靶托脈沖激光沉積設(shè)備，所述靶托采用高純金屬Zn靶和Cd靶，在1Pa氧氣氣氛下，基底溫度為3000C，激光濺射沉積10層ZnO和CdO相間隔的復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合薄膜，其特征在于，所述Zn靶中Zn的純度為99.99%,Cd靶中Cd的純度為99.99%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合薄膜，其特征在于，所述激光沉積薄膜先從Zn靶開始，沉積5min的ZnO薄膜，然后轉(zhuǎn)動(dòng)到Cd靶，在ZnO薄膜上繼續(xù)沉積CdO薄膜，所述ZnO的沉積速率為0.2nm/s, CdO沉積速率為0.072nm/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合薄膜，其特征在于，所述CdO層的沉積厚度時(shí)間為15、.30、45、60、75 或 90 秒。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低電阻率ZnO/CdO復(fù)合薄膜，該薄膜的主要制備步驟為用四靶托脈沖激光沉積設(shè)備，所述靶托采用高純金屬Zn靶和Cd靶，在10Pa氧氣氣氛下，基底溫度為300℃，激光濺射沉積10層ZnO和CdO相間隔的復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的方法，通過脈沖激光沉積法在石英玻璃基底上制備ZnO/CdO復(fù)合薄膜。采用X射線衍射儀鑒定薄膜的相組成、晶體結(jié)構(gòu)和晶體擇優(yōu)取。使用日本Shi-madzu公司生產(chǎn)的JSM6700F型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡不觀察表面形貌，同時(shí)使用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡配套的能譜分析薄膜的成分含量。薄膜由ZnO和CdO兩相納米級(jí)晶粒組成，并且晶粒尺寸隨著CdO的增大而顯著減?。凰械腪nO/CdO在可見光范圍內(nèi)具有較高的透過率。更重要的是ZnO/CdO復(fù)合薄膜保持了ZnO的發(fā)光特性，即呈現(xiàn)出的傳統(tǒng)的紫外發(fā)光特性，且光致發(fā)光峰的位置不變；同時(shí)在保持了ZnO光學(xué)特性外，ZnO/CdO復(fù)合薄膜還具有較低的電阻率可達(dá)到10-2-10-3Ω·CM，接近純CdO薄膜的電阻率。
【IPC分類】B32B9-00, C23C14-34, C23C14-08
【公開號(hào)】CN104561911
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310479638
【發(fā)明人】鮑云根
【申請(qǐng)人】鮑云根
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月11日