一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及功能薄膜材料的技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 透明導(dǎo)電氧化物(TC0)薄膜由于具有高的可見光透射率和低的電阻率，在抗靜電 涂層、防結(jié)冰裝置、太陽能電池、觸摸顯示屏、平板顯示、發(fā)熱器、光學(xué)涂層W及透明光電子 等方面具有廣闊的發(fā)展前景。目前，應(yīng)用最廣的透明導(dǎo)電氧化物薄膜為銅系氧化物（IT0)薄 膜，其綜合光電性能優(yōu)異，應(yīng)用最為廣泛，但是銅有毒，且存在價(jià)格昂貴，穩(wěn)定性差，在氨等 離子體氣氛中容易被還原等問題，因此人們力圖尋找一種價(jià)格低廉且性能優(yōu)異的IT0替換 材料。
[0003] 超薄導(dǎo)電金屬層也可W作為透明導(dǎo)電膜，但目前能應(yīng)用的只有金、銀和銷等電阻 率低且化學(xué)穩(wěn)定性好的貴金屬，但金和銷成本昂貴，限制了其應(yīng)用。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中的透明導(dǎo)電薄膜，多為單層結(jié)構(gòu)的透明導(dǎo)電薄膜，運(yùn)種單層結(jié)構(gòu)的透 明導(dǎo)電薄膜，存在電阻率高、厚度不夠薄、化學(xué)穩(wěn)定性差的缺陷，并且運(yùn)種單層結(jié)構(gòu)的透明 導(dǎo)電薄膜與襯底之間的吸附性不夠強(qiáng)，導(dǎo)致不利于實(shí)際生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的之一在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種成本低、電阻率 低、厚度薄、化學(xué)穩(wěn)定性好、且與襯底之間的吸附性強(qiáng)的夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜。
[0006] 本發(fā)明的目的之二在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種成本低、電阻率 低、厚度薄、化學(xué)穩(wěn)定性好、且與襯底之間的吸附性強(qiáng)的夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的制備方 法。
[0007] 為達(dá)到上述目的之一，本發(fā)明通過W下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
[000引提供一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜，所述透明導(dǎo)電薄膜為BaSn化/Cu/BaSnO-3的夾層 結(jié)構(gòu)，即包括依次層疊的BaSn化薄膜層、加薄膜層和BaSn化薄膜層。
[0009] 每層所述BaSn化薄膜層的厚度均為lOnm~lOOnm，所述Cu薄膜層的厚度為化m~ 20nm。
[0010] 優(yōu)選的，每層所述BaSn〇3薄膜層的厚度均為30nm~50nm，所述Cu薄膜層的厚度為 8nm~llnm〇
[0011] 為達(dá)到上述目的之二，本發(fā)明通過W下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
[0012] 提供一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，它包括W下步驟： 步驟一，將化Sn〇3祀材和化祀材裝入磁控瓣射系統(tǒng)的腔體內(nèi)； 步驟二，將磁控瓣射系統(tǒng)的腔體抽至一定的真空度，然后使用氣氧混合氣或者氣氣作 為瓣射氣體用W瓣射BaSn化祀材，在一定的瓣射功率下在襯底上進(jìn)行沉積得到BaSn化薄膜 層； 步驟Ξ，在一定的瓣射功率下在步驟二得到的化Sn化薄膜層上瓣射化薄膜層； 步驟四，在一定的瓣射功率下在步驟Ξ得到的Cu薄膜層上瓣射BaSn化薄膜層，制得夾 層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜。
[0013] 上述技術(shù)方案中，所述步驟一中，所述BaSn〇3祀材和所述Cu祀材的純度均為 99.99%〇
[0014] 上述技術(shù)方案中，所述步驟二中，所述磁控瓣射系統(tǒng)的真空度為0.1 X l(T3Pa~1.0 X10-3 化。
[0015] 上述技術(shù)方案中，所述步驟二中，所述氣氧混合氣中，氧氣和氣氣的摩爾比為0. ^ 0.5:1;所述氣氧混合氣或者氣氣的壓強(qiáng)為0.3 Pa~3 Pa。
[0016] 上述技術(shù)方案中，所述步驟二中，所述襯底為玻璃襯底、石英襯底或藍(lán)寶石襯底。
[0017] 上述技術(shù)方案中，所述步驟二、步驟Ξ和步驟四中，所述瓣射功率均為30W~100W。 [001引上述技術(shù)方案中，所述BaSn化祀材和所述Cu祀材分別與所述襯底之間的距離為 30mm~lOOmm。
[0019] 本發(fā)明的有益效果： (1)本發(fā)明提供的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜，為BaSn〇3/Cu/BaSnO-3的夾層結(jié)構(gòu)，由于 BaSn03是一種典型的立方巧鐵礦結(jié)構(gòu)氧化物，且為η型寬帶隙半導(dǎo)體材料，其禁帶帶隙為 3.4eV，另外，由于Cu的價(jià)格相對(duì)于金、銀和銷等金屬價(jià)格低廉，因此，該夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電 薄膜相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的單層結(jié)構(gòu)的透明導(dǎo)電薄膜，具有成本低、電阻率低、厚度薄、化學(xué) 穩(wěn)定性好、且與襯底之間的吸附性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。其中，本發(fā)明制得的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄 膜的導(dǎo)電性能好，且電阻率低至5Χ10Λ
[0020] (2)本發(fā)明提供的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜，為BaSn化/Cu/BaSnO-3的夾層結(jié)構(gòu)， 由于BaSn化薄膜層相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的化Sn化薄膜層(Zn為易揮發(fā)元素），不含易揮發(fā)元素， 因此，使得該夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的化學(xué)穩(wěn)定性好，且BaSn化薄膜層相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中 的化Sn化薄膜層的透光性更好，因此，使得該夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的透射率高。
[0021] (3)本發(fā)明提供的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，具有制備方法簡(jiǎn)單，生 產(chǎn)成本低，且能夠適用于大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本發(fā)明的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的透射率圖。圖1中，在波長(zhǎng)為400皿~ 800nm范圍內(nèi)，本發(fā)明的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的透射率為70%~90%。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，W下結(jié)合 附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用 W解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024] 實(shí)施例1。
[0025] 本實(shí)施例的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜，透明導(dǎo)電薄膜為BaSn化/化/BaSnO-3的夾 層結(jié)構(gòu)，即包括依次層疊的BaSn化薄膜層、加薄膜層和BaSn化薄膜層。本實(shí)施例中，每層 BaSn化薄膜層的厚度均為50nm，Cu薄膜層的厚度為13nm。
[0026] 本實(shí)施例的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，它包括W下步驟： 步驟一，將BaSn化祀材和化祀材裝入磁控瓣射系統(tǒng)的腔體內(nèi)；其中，BaSn〇3祀材和所述 Cu祀材的純度均為99.99%; 步驟二，將磁控瓣射系統(tǒng)的腔體抽至一定的真空度，然后使用氣氧混合氣作為瓣射氣 體用W瓣射BaSn化祀材，在60W的瓣射功率下在玻璃襯底上進(jìn)行沉積得到BaSn化薄膜層;本 實(shí)施例中，磁控瓣射系統(tǒng)的真空度為〇.5Xl(T 3Pa;本實(shí)施例中，氣氧混合氣中，氧氣和氣氣 的摩爾比為0.3:1，氣氧混合氣的壓強(qiáng)為1.5 Pa;本實(shí)施例中，BaSn〇3祀材和Cu祀材分別與 玻璃襯底之間的距離為60mm; 步驟Ξ，在60W的瓣射功率下在步驟二得到的化Sn化薄膜層上瓣射化薄膜層； 步驟四，在60W的瓣射功率下在步驟Ξ得到的化薄膜層上瓣射BaSn化薄膜層，制得夾層 結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜。
[0027] 本實(shí)施例的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜，為BaSn化/Cu/BaSnO-3的夾層結(jié)構(gòu)，由于 BaSn03是一種典型的立方巧鐵礦結(jié)構(gòu)氧化物，且為η型寬帶隙半導(dǎo)體材料，其禁帶帶隙為 3.4eV，另外，由于Cu的價(jià)格相對(duì)于金、銀和銷等金屬價(jià)格低廉，因此，該夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電 薄膜相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的單層結(jié)構(gòu)的透明導(dǎo)電薄膜，具有成本低、電阻率低、厚度薄、化學(xué) 穩(wěn)定性好、且與襯底之間的吸附性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。其中，本實(shí)施例制得的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電 薄膜的方塊電阻為7 Ω/Π 。
[0028] 實(shí)施例2。
[0029] 本實(shí)施例的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜，透明導(dǎo)電薄膜為BaSn化/化/BaSnO-3的夾 層結(jié)構(gòu)，即包括依次層疊的BaSn化薄膜層、加薄膜層和BaSn化薄膜層。本實(shí)施例中，每層 BaSn化薄膜層的厚度均為10皿，Cu薄膜層的厚度為10皿。
[0030] 本實(shí)施例的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，它包括W下步驟： 步驟一，將BaSn化祀材和化祀材裝入磁控瓣射系統(tǒng)的腔體內(nèi)；其中，BaSn〇3祀材和所述 Cu祀材的純度均為99.99%; 步驟二，將磁控瓣射系統(tǒng)的腔體抽至一定的真空度，然后使用氣氧混合氣作為瓣射氣 體用W瓣射BaSn化祀材，在30W的瓣射功率下在石英襯底上進(jìn)行沉積得到BaSn化薄膜層;本 實(shí)施例中，磁控瓣射系統(tǒng)的真空度為0.1 X l(T3Pa;本實(shí)施例中，氣氧混合氣中，氧氣和氣氣 的摩爾比為0.5 :1，氣氧混合氣的壓強(qiáng)為0.3 Pa;本實(shí)施例中，BaSn〇3祀材和Cu祀材分別與 石英襯底之間的距離為30mm; 步驟Ξ，在30W的瓣射功率下在步驟二得到的化Sn化薄膜層上瓣射化薄膜層； 步驟四，在30W的瓣射功率下在步驟Ξ得到的化薄膜層上瓣射BaSn化薄膜層，制得夾層 結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜。
[0031 ]本實(shí)施例的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜，為BaSn化/Cu/BaSnO-3的夾層結(jié)構(gòu)，由于 BaSn03是一種典型的立方巧鐵礦結(jié)構(gòu)氧化物，且為η型寬帶隙半導(dǎo)體材料，其禁帶帶隙為 3.4eV，另外，由于Cu的價(jià)格相對(duì)于金、銀和銷等金屬價(jià)格低廉，因此，該夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電 薄膜相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的單層結(jié)構(gòu)的透明導(dǎo)電薄膜，具有成本低、電阻率低、厚度薄、化學(xué) 穩(wěn)定性好、且與襯底之間的吸附性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。其中，本實(shí)施例制得的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電 薄膜的方塊電阻為9 Ω/Π 。
[0032]實(shí)施例3。
[0033]本實(shí)施例的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜，透明導(dǎo)電薄膜為BaSn化/化/BaSnO-3的夾 層結(jié)構(gòu)，即包括依次層疊的BaSn化薄膜層、加薄膜層和BaSn化薄膜層。本實(shí)施例中，每層 BaSn化薄膜層的厚度均為50nm，Cu薄膜層的厚度為lOnm。
[0034]本實(shí)施例的一種夾層結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，它包括W下步驟： 步驟一，將BaSn化祀材和化祀材裝入磁控瓣射系統(tǒng)的腔體內(nèi)；其中，BaSn〇3祀材和所述 Cu祀材的純度均為99.99%; 步驟二，將磁控瓣射系統(tǒng)的腔體抽至一定的真空度，然后使用氣氧混合氣作為瓣射氣 體用W瓣射BaSn化祀材，在100W的瓣射功率下在藍(lán)寶石襯底上進(jìn)行沉積得到BaSn化薄膜層； 本實(shí)施例中，磁控瓣射系統(tǒng)的真空度為1.0 X l(T3Pa;本實(shí)施例中，氣氧混合氣中，氧氣和氣 氣的摩爾比為0.1:1，氣氧混合氣的壓強(qiáng)為3 Pa;本實(shí)施例中，BaSn〇3祀材和Cu祀材分別與 藍(lán)寶石襯底之間的距離為100mm; 步驟Ξ，在100W的瓣射功率下在步驟二得到的化Sn化薄膜層上瓣射化薄膜層； 步驟四，在100W的瓣射功率下在步驟Ξ得到的Cu薄膜層上瓣射BaSn化薄膜