一种透明导电薄膜及其制造方法技术

本发明专利技术属于导电氧化物薄膜技术领域，具体的说是一种透明导电薄膜及其制造方法，由下至上包括基片、过渡层、AZO主体层和ITO保护层；所述基片为玻璃；所述AZO主体层厚度180

【技术实现步骤摘要】
一种透明导电薄膜及其制造方法


[0001]本专利技术属于导电氧化物薄膜
，具体的说是一种透明导电薄膜及其制造方法。

技术介绍

[0002]透明导电氧化物（transparent conductive oxide，简称TCO）薄膜是一类同时具有高的可见光透过率与电导率的薄膜，被广泛地应用于低辐射窗口，气敏传感器，平板显示器，薄膜晶体管，发光二极管以及太阳能电池等领域。
[0003]目前在各种透明导电薄膜材料(TCO)中，氧化钢锡薄膜(ITO)的生产和应用最广泛，尤其是在显示器件领域；我国最先引进的TCO薄膜生产设备便是ITO生产线。
[0004]随着人们对各种透明导电薄膜材料(TCO)中的不断研究和突破中发现，铝掺杂氧化锌（Aluminium doped Znic oxide，简称AZO）透明导电薄膜以其成本低、无毒、性能稳定、高辐射抵抗力、在氢等离子体中较稳定等优点。
[0005]且铝掺杂氧化锌（Alumina
‑
doped ZnO，AZO）材料光电特性优异、原料来源丰富、价格低廉，因而成为替代ITO材料的最佳选择。
[0006]AZO薄膜具有良好的性能和发展前景，但是当前作为透明导电薄膜的AZO膜，在膜系设计的方案中，大多是单层膜，很少有采用复合膜系，单层膜的AZO薄膜抗氧化性和抗腐蚀性较差，导致其随着保存时间的延长，薄膜的方块电阻和电阻率升高，电学性能有所降低，所以采用复合膜系提高导电薄膜的电化学性能，是当前导电薄膜研究的又一个方向。

技术实现思路
<br/>[0007]为了弥补不足，提出一种透明导电薄膜及其制造方法，通过膜系优化的方法改善薄膜综合性能。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的一种透明导电薄膜，由下至上包括基片、AZO主体层和ITO保护层；所述基片为玻璃；所述AZO主体层厚度180
‑
210nm；所述ITO保护层厚度为45
‑
52nm；ITO保护层的抗氧化性、抗腐蚀性，有效对导电薄膜进行防护，有效克服了导电薄膜随着保存时间的延长，薄膜的方块电阻和电阻率升高，电学性能有所降低的缺点，同时ITO具有优良的导电性，进一步降低导电薄膜的电阻率。
[0009]所述透明导电薄膜电阻率为1.5*10
‑
4 Ω*cm
‑
2.8*10
‑
4 Ω*cm；透光率为81%
‑
87%。
[0010]优选的，所述AZO主体层靶材为ZnO粉末中掺入质量分数为1.6%
‑
2.1%的Al2O3粉末，所述ZnO粉末和Al2O3粉末的粒度均小于280nm，杂质含量均小于0.002%。
[0011]优选的，一种透明导电薄膜，还包括过渡层，过渡层位于基片和ZAO主体层之间；所述过渡层靶材为ZnO。
[0012]在AZO薄膜厚度较小、衬底温度过高等情况下，成膜质量较差，容易形成无定性薄膜，主要由于AZO与玻璃衬底在晶格上不匹配，沉积结合时界面应力较大导致，在过渡层的
加持下，有效改善AZO薄膜与基片的晶界结合，提高镀膜质量，改善薄膜特性。
[0013]优选的，所述过渡层与AZO主体层镀膜时间比为1:1
‑
1.5。
[0014]一种透明导电薄膜制造方法，包括如下步骤：S1：基片处理：通过蒸馏纯净水对基片水洗12
‑
15min后热风吹干再置于丙酮溶液中超声清洗10
‑
20min，重复进行蒸馏纯净水水洗和丙酮溶液中超声清洗2
‑
3次后置于高纯乙醇器皿中备用；S2：制备过渡层，将S1中经过处理后的基片和ZnO靶材安装在超高真空射频磁控溅射设备的真空腔体内，启动设备制备过渡层；S3：制备AZO主体层：S2中过渡层制备完成后，将靶材换为AZO主体靶材，启动设备制备AZO主体层；S4：制备ITO保护层：S3中AZO主体层制备完成后，将靶材换为ITO靶材，启动设备制备ITO保护层。
[0015]优选的，所述AZO主体层溅射溅射条件为：溅射功率260w
‑
300w，衬底温度不高于400℃，，工作气压为0.2Pa
‑
0.3Pa，溅射气体为高纯氩气。
[0016]优选的，所述过渡层的溅射条件为：溅射功率180w
‑
230w，衬底温度不高于200℃，工作气压为0.25Pa
‑
0.32Pa。
[0017]优选的，所述ITO保护层的溅射条件为：溅射功率180w
‑
230w，衬底温度不高于200℃，工作气压为0.4Pa
‑
0.6Pa。
[0018]本专利技术的有益效果如下。
[0019]1.本专利技术所述的一种透明导电薄膜及其制造方法，通过ITO保护层的抗氧化性、抗腐蚀性，有效对导电薄膜进行防护，有效克服了导电薄膜随着保存时间的延长，薄膜的方块电阻和电阻率升高，电学性能有所降低的缺点，同时ITO具有优良的导电性，进一步降低导电薄膜的电阻率。
[0020]2.本专利技术所述的一种透明导电薄膜及其制造方法，通过设置过渡层，解决了AZO与玻璃衬底在晶格上不匹配，沉积结合时界面应力较大，导致AZO薄膜厚度较小、衬底温度过高等情况下，成膜质量较差，容易形成无定性薄膜，通过过渡层有效改善AZO薄膜与衬底的晶界结合，提高镀膜质量，改善薄膜特性。
[0021]3.本专利技术所述的一种透明导电薄膜及其制造方法，通过调整过渡层、AZO主体层和ITO保护层的溅射参数，实现透明导电薄膜的电阻率进一步降低、透光率进一步提高、综合特性进一步优化。
附图说明
[0022]图1是本专利技术透明导电薄膜的示意图。
[0023]图2是本专利技术的方法流程图。
[0024]图3是本专利技术实施例一至六透明导电薄膜的数据统计图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图1
‑
3及具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明 。
[0026]实施例一
[0027]选取杂质含量小于0.002%的ZnO靶材，将基材通过蒸馏纯净水对基片水洗12
‑
15min后热风吹干再置于丙酮溶液中超声清洗15min，重复进行蒸馏纯净水水洗和丙酮溶液中超声清洗2次后置于高纯乙醇器皿中浸泡4min，取出安装在超高真空射频磁控溅射设备的真空腔体内；关闭所有真空阀，打开冷却水开关，确保所有装置的水路开关打开，打开机械泵，将真空抽至5Pa以下，打开高真空系统阀门，启动分子泵，开启闸板阀，真空抽至2x103Pa以下；调节参数溅射功率200w，衬底温度200℃，工作气压为0.3Pa，溅射气体为99.99%的高纯氩气，启动设备持续时间10min制备过渡层；将靶材换为AZO主体靶材，AZO主体靶材为粒度小于280nm，杂质含量小于0.002%的ZnO粉末中掺入质量分数为1.8%的Al2O3粉末，经过球磨、冷压和烧结后制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透明导电薄膜，其特征在于，由下至上包括基片、AZO主体层和ITO保护层；所述基片为玻璃；所述AZO主体层厚度180
‑
210nm；所述ITO保护层厚度为45
‑
52nm；所述透明导电薄膜电阻率为1.5*10
‑
4 Ω*cm
‑
2.8*10
‑
4 Ω*cm；透光率为81%
‑
87%。2.根据权利要求1所述的一种透明导电薄膜，其特征在于：所述AZO主体层靶材为ZnO粉末中掺入质量分数为1.6%
‑
2.1%的Al2O3粉末，所述ZnO粉末和Al2O3粉末的粒度均小于280nm，杂质含量均小于0.002%。3.根据权利要求2所述的一种透明导电薄膜，其特征在于：还包括过渡层，过渡层位于基片和ZAO主体层之间；所述过渡层靶材为ZnO。4.根据权利要求3所述的一种透明导电薄膜，其特征在于：所述过渡层与AZO主体层镀膜时间比为1:1
‑
1.5。5.一种透明导电薄膜制造方法，适用于权利要求1
‑
4中任一项所述透明导电薄膜，其特征在于：包括如下步骤：S1：基片处理：通过蒸馏纯净水对基片水洗12
‑
15min后热风吹干再置于丙酮溶液中超声清洗1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱华，余石金，祝志文，郑元伟，李禄孙，王艳香，李家科，郭平春，江和栋，
申请(专利权)人：江西联淦电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：