制备氧化锌薄膜的方法技术

一种制备氧化锌（ZnO）薄膜的方法，其中ZnO薄膜的表面形状可在ZnO薄膜的沉积过程中得到控制。该方法包括：通过化学气相沉积法（CVD）在基板上沉积ZnO薄膜。CVD在供应源气体和氧化剂气体的同时，供应蚀刻ZnO薄膜的蚀刻气体，从而控制正在沉积的氧化锌薄膜的表面形状。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种制备氧化锌（ZnO）薄膜的方法，其中ZnO薄膜的表面形状可在ZnO薄膜的沉积过程中得到控制。该方法包括：通过化学气相沉积法（CVD）在基板上沉积ZnO薄膜。CVD在供应源气体和氧化剂气体的同时，供应蚀刻ZnO薄膜的蚀刻气体，从而控制正在沉积的氧化锌薄膜的表面形状。【专利说明】相关申请的交叉引用本申请要求2012年11月28日提交的韩国专利申请第10_2012_0136263号的优先权,其全部内容出于所有目的通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种制备氧化锌(ZnO)薄膜的方法，更具体地，涉及其中ZnO薄膜的表面形状可在ZnO薄膜的沉积过程中得到控制的一种制备ZnO薄膜的方法。
技术介绍
透明导电氧化物，如氧化铟锡(IT0)、氧化锌(ZnO)和氧化锡(SnO2),作为一种关键材料广泛用于各种产品，如平板显示器、有机发光显示器和CIGS光伏电池，这些产品目前被视为重大议题。这些产品要求透明导电氧化物的共同属性包括高透光率、高导电率及平坦的表面形状。具体而言，当半导体器件在透明导电氧化物上形成时，平坦的表面形状防止了一些问题发生。这样，平坦的表面形状作为一个重要元素，直接关系到显示器面板的产量。与此相反，与上述产品不同，当透明导电氧化物的表面具有图案化的纹理结构或随机的纹理结构时，串联型光伏电池和用于照明的有机发光二极管(OLED)等可具有较高的效率。这是因为纹理表面结构增加了光的路径使得在光伏电池中增加了吸收光的机会，并且降低了总的内部光反射使得在用于照明的OLED中更多的光被提取到外部。目前，ITO广泛地用于需要光滑的表面形状的产品，而ZnO或SnO2则广泛地用于需要有纹理的表面形状的产品。在这些材料中，由于ITO的高昂价格，人们已作出许多尝试以找到ITO的替代品。因此，正·在开发具有高导电率和高透光率的优点的ZnO既用于光滑的表面又用于有纹理的表面。虽然制备ZnO的技术还在不断开发，但表面形状取决于沉积过程。通常，溅射沉积法使得ZnO具有非常光滑的表面形状，而化学气相沉积法(CVD)会在ZnO表面上形成纹理。在某些情况下，根据产品所需的特性，需要蚀刻以便通过溅射在ZnO的表面形成纹理。然而，这会存在增加成本的问题。此外，为了通过CVD形成具有光滑表面形状的ZnO薄膜，需要工艺优化。在
技术介绍
部分公开的信息仅为了更好地理解本专利技术的背景而提供，不应被视为承认或以任何形式暗示该信息形成了本领域技术人员已知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的各方面提供一种制备氧化锌(ZnO)薄膜的方法，其中所述ZnO薄膜的表面形状可在ZnO薄膜的沉积过程中得到控制。在本专利技术的一个方面，提供了一种制备ZnO薄膜的方法，所述方法包括:通过化学气相沉积法(CVD)在基板上沉积所述ZnO薄膜。所述CVD在供应源气体和氧化剂气体的同时，供应蚀刻所述ZnO薄膜的蚀刻气体，从而控制正在沉积的ZnO薄膜的表面形状。根据本专利技术的示例性实施方式，所述源气体可由二乙基锌和烃类溶剂的混合物构成，所述氧化剂气体可由H2O构成。在此,所述CVD可包括以1.0g/min至9.0g/min供应所述源气体和以0.5g/min至5.0g/min供应所述氧化剂气体。所述蚀刻气体的流速可控制在Isccm至50sccm的范围内。所述蚀刻气体可实施为选自由CF4、C2F6、C3F6、C3F8和NF3组成的含氟气体的组中的一种。所述方法可进一步包括在将所述源气体和所述氧化剂气体供应到进行所述CVD的处理室前预热所述源气体和所述氧化剂气体。所述CVD可包括将所述源气体和所述氧化剂气体沿不同的路径供应到所述处理室中。所述源气体和所述氧化剂气体的每种可由载气带入所述处理室中,所述载气由惰性气体构成。此外，所述CVD可 包括以2英寸/分钟的速度控制所述基板穿过吹有所述蚀刻气体的区域。根据本专利技术的实施方式，能够通过在用于ZnO薄膜沉积的CVD工艺过程中同时供应待形成氧化锌薄膜的源气体和蚀刻气体并控制所述蚀刻气体的流速进行选择性蚀刻，平面化所述ZnO薄膜的表面形状或将所述ZnO薄膜的表面形状转换为凹凸结构。本专利技术的方法和装置具有的其它特征和优点将通过附图变的明了或在附图中阐明更多细节，所述附图合并于此，在以下专利技术详述中，连同附图一起用来解释本专利技术的特定原理。【专利附图】【附图说明】图1至图5是根据本专利技术实施例1制备的氧化锌(ZnO)薄膜的扫描电子显微镜(SEM)照片，显示了取决于蚀刻气体流速的ZnO薄膜的表面形状；图6是根据本专利技术实施例1的制备ZnO薄膜的方法制备的ZnO薄膜的X-射线衍射(XRD)曲线图；图7是显示根据本专利技术实施例1制备的ZnO薄膜取决于蚀刻气体流速的平均粗糙度(Rms)的变化的曲线图；和图8至图10是根据本专利技术实施例2制备的ZnO薄膜的SEM照片，显示了取决于蚀刻气体流速的ZnO薄膜的表面形状。【具体实施方式】现将详细参考根据本专利技术的制备氧化锌(ZnO)薄膜的方法，其实施方式示于附图中并说明如下，以便本专利技术相关领域的普通技术人员可易于将本专利技术付诸实践。在整个说明书中，应参考附图，其中相同的附图标记和符号用于所有不同的图以表示相同或相似的部件。在本专利技术的以下说明中，当并入本文的已知功能和部件的详细说明会使本专利技术的主题不清楚时将被省略。根据本专利技术的制备氧化锌(ZnO)薄膜的方法通过化学气相沉积法(CVD)在基板上沉积ZnO薄膜。在此，CVD工艺使用源气体以便沉积ZnO薄膜。也就是，CVD工艺适于使气态的金属源和氧化剂在一定温度下发生化学反应并粘附到并沉积在基板上。具体而言，根据本专利技术一个实施方式的CVD工艺包括，首先，将基板加载到处理室中，然后将基板加热到一定温度，例如，约450°C。在此，基板可实施为透明的玻璃基板。然后，将待沉积以形成ZnO薄膜的源气体和氧化剂气体吹入处理室中。根据本专利技术的一个实施方式，使用二乙基锌(DEZn)和烃类溶剂的混合物作为源气体，使用H2O蒸气作为氧化剂气体。在此，为了防止源气体和氧化剂气体在进入处理室前过早混合，优选沿不同路径控制源气体和氧化剂气体的供应。另外，可在供应前加热源气体和氧化剂气体以便激活源气体和氧化剂气体之间的化学反应。源气体和氧化剂气体可由载气带入处理室中，载气实施为惰性气体，如氮气、氦气或氩气。例如，当根据本专利技术的一个实施方式制备的ZnO薄膜应用于光伏电池的透明电极时，必须确保导电率。对此，根据本专利技术的一个实施方式，可将多种掺杂剂注入正在沉积的ZnO薄膜中。这种掺杂剂替代ZnO内部晶格中的Zn或0，从而改善ZnO的电特性。根据本专利技术的一个实施方式，作为用于控制待沉积的ZnO薄膜的表面形状的方案，在供应吹入处理室的源气体和氧化剂气体的同时，供应蚀刻ZnO薄膜的蚀刻气体，在处理室中加载基板用于ZnO沉积。在这种情况下，根据本专利技术的一个实施方式，控制基板使其以2英寸/分钟的速度穿过吹有这些气体的区域。在此，在蚀刻气体供应过程中，蚀刻气体的流速调整为在Isccm至50sccm的范围内。此外，源气体的流速调整为在1.0g/min至9.0g/min的范围内，氧化剂气体的流速调整为在0.5g/min至5.0g/min的范围内。蚀刻气体的流速可在固定源气体流速和氧化剂气体流速的同时得到调整。例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备氧化锌薄膜的方法，包括通过化学气相沉积法在基板上沉积氧化锌薄膜，其中所述化学气相沉积法包括在供应源气体和氧化剂气体的同时，供应蚀刻所述氧化锌薄膜的蚀刻气体，从而控制正在沉积的氧化锌薄膜的表面形状。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：尹根尚，金序炫，李铉熙，刘泳祚，
申请(专利权)人：三星康宁精密素材株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR