本发明专利技术涉及半导体材料制备领域，提供一种多层透明导电薄膜的制备方法及其制备的薄膜和应用，其方法包括如下步骤：将SiO2粉体和ZnO粉体混合，烧结作为SZO靶材，SiO2粉体与ZnO粉体的质量比为1/199～1/9；提供CuSn靶材，Cu和Sn的质量比为7/3～19/1；将SZO靶材和CuSn靶材装入磁控溅射腔体内，交替在衬底上溅射SZO层和CuSn层，得到三文治结构的SZO-CuSn-SZO透明导电薄膜。本发明专利技术还提供采用此方法获得的多层透明导电薄膜及其在半导体光电器件中的应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体光电材料制备领域，具体涉及ー种多层透明导电薄膜的制备方法及其制备的薄膜和应用。
技术介绍
透明导电薄膜是把光学透明性能与导电性能复合在一体的光电材料，由于其具有优异的光电特性，成为近年来的研究热点和前沿课题，可广泛应用于太阳能电池，LED, TFT,LCD及触摸屏等屏幕显示领域。虽然ITO薄膜是目前综合光电性能优异、应用最为广泛的ー种透明导电薄膜材料，但是铟有毒，价格昂贵，稳定性差，在氢等离子体气氛中容易被还原等问题，人们カ图寻找ー种价格低廉且性能优异的ITO替换材料。其中，氧化锌具有材料廉价，无毒，带隙宽等优点，成为近年来研究的热门。掺硅氧化锌(Si-doped ZnO，简称SZO薄膜)，是众多掺杂中最稳定的组合之一，而且，硅材料也是无毒价廉，原料丰富的材料，SZO具有极其深远的研究意义。采用磁控溅射方法制备SZO薄膜，具有沉积速率高、薄膜附着性好、易控制并能实现大面积沉积等优点，因而成为当今エ业化生产中研究最多、エ艺最成熟和应用最广的ー项方法。但是，低温下制备，不加热处理，难以得到低电阻率的SZO薄膜。超薄导电金属层也可以作为透明导电膜，但目前能应用的只有金、银和钼等电阻率低且化学稳定性好的贵金属，成本昂贵，限制了其应用。
技术实现思路
基于以上问题，本专利技术实施例提供一种多层透明导电薄膜的制备方法及其制备的薄膜和应用。本专利技术实施例是这样实现的，第一方面提供一种多层透明导电薄膜的制备方法，其包括如下步骤将SiO2粉体和ZnO粉体混合，烧结作为SZO靶材，所述SiO2粉体与所述ZnO粉体的质量比为1/199 1/9 ；提供CuSn靶材，其中，Cu和Sn的质量比为7/3 19/1 ；将所述SZO靶材和所述CuSn靶材装入磁控溅射腔体内，交替在衬底上溅射SZO层和CuSn层，得到三文治结构的SZO-CuSn-SZO透明导电薄膜。本专利技术实施例的另一方面在于提供上述多层透明导电薄膜的制备方法获得的透明导电薄膜，所述多层透明导电薄膜包括第一 SZO层、CuSn层和第二 SZO层，其中第一 SZO层的厚度为20nm 120nm, CuSn层的厚度为3nm 35nm,第二 SZO层的厚度为30nm 150nmo本专利技术实施例的另一方面在于提供采用上述多层透明导电薄膜的制备方法获得的透明导电薄膜在半导体光电器件中的应用。本专利技术实施例以SZO和CuSn为靶材，采用磁控溅射法，交替溅射，得到多层透明导电薄膜，其具有沉积速率高、衬底温度相对较低、薄膜附着性好、易控制并能实现大面积沉积等优点。此外,三文治结构的SZO-CuSn-SZO，中间的CuSn起到导电作用，两端的氧化物层不仅具有一定的导电能力，而且能够起到增透和保护超薄CuSn层的作用。进一歩，以CuSn为中间导电层，能够达到整体多层透明导电薄膜的低电阻，増加多层透明导电薄膜的稳定性和硬度，同时降低成本。附图说明图I是本专利技术实施例的多层透明导电薄膜的制备方法的流程图；图2是本专利技术实施例的多层透明导电薄膜中CuSn层厚度与在紫外-可见光下的透光率和方块电阻的变化曲线；图3是本专利技术实施例I多层透明导电薄膜在紫外-可见光下的透射光谱图。具体实施方式 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术作进ー步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请參阅图1，示出本专利技术实施例的一种多层透明导电薄膜的制备方法，其包括如下步骤SOl :将SiO2粉体和ZnO粉体混合，烧结作为SZO靶材，所述SiO2粉体与所述ZnO粉体的质量比为1/199 1/9 ；S02 :提供CuSn靶材，其中，Cu和Sn的质量比为7/3 19/1 ；S03 :将所述SZO靶材和所述CuSn靶材装入磁控溅射腔体内，交替在衬底上溅射SZO层和CuSn层，得到三文治结构的SZO-CuSn-SZO透明导电薄膜。步骤SOl中，将SiO2粉体和ZnO粉体混合均匀，例如在900°C 1350°C温度下烧结，得到SZO陶瓷靶材。优选地，烧结温度为1200°C。SiO2与ZnO的质量比优选为1/120 1/20，更优选地，SiO2与ZnO的质量比为1/80 1/40。在本专利技术ー个优选实施例中，SZO靶材选用SiO2和ZnO粉体的质量比为1/49。步骤S02中，CuSn祀材可以为任意市售或者自制祀材，Cu与Sn的质量比优选为9/1。在本专利技术ー个优选实施例中，两种金属的纯度为99. 999%。步骤S03中，三文治结构的SZO-CuSn-SZO透明导电薄膜是由两层SZO层中间夹着CuSn层组成。衬底可以为石英衬底、蓝宝石衬底等常用衬底。使用前用丙酮、无水こ醇和去离子水超声洗涤，并用高纯氮气吹干。靶材与衬底的距离优选为60mm 90mm。靶材装入溅射腔体内后，用机械泵或者分子泵将腔体的真空度抽至I. OX 10_3Pa I. OX 10_5Pa以上，优选为6. OX l(T4Pa。对于三文治结构的SZO-CuSn-SZO透明导电薄膜，中间的CuSn层起导电作用，两端的氧化物层起增加透光的增透作用，同时还可以隔断CuSn层与外面接触，起到保护作用。此外，要得到性能优异的多层透明导电薄膜，エ艺条件设置非常重要。其中，エ艺參数为惰性气体流量为15sccm 35sccm,优选为20sccm,工作压强为O. 2Pa 2. OPa,优选为I. OPa, SZO层的溅射功率为60W 160W，CuSn层的溅射功率为30W 100W。更优选地，所述SZO层的溅射功率为90W 110W，所述CuSn层的溅射功率为50W 701三文治结构的SZO-CuSn-SZO透明导电薄膜的厚度非常重要。SZO层厚度太大，会导致电阻过高，但是CuSn过厚则会导致透光率下降。因此，得到性能优异的透明导电薄膜需要限制各层的厚度。优选地，其中第一 SZO层为20nm 120nm，更优选地，为50nm 70nm，CuSn层的厚度为3nm 35nm,更优选地，CuSn层厚度为12nm 18nm,第二 SZO层的厚度为30nm 150nm,更优选地，SZO层的厚度为50nm 70nm。本专利技术实施例还提供ー种采用所述的多层透明导电薄膜的制备方法制备的薄膜，所述多层透明导电薄膜包括第一 SZO层、CuSn层和第二SZO层，所述透明导电薄膜其中第一SZO层的厚度为20nm 120nm, CuSn层的厚度为3nm 35nm,第二 SZO层的厚度为30nm 150nm。优选地,其中第一 SZO层的厚度为50nm 70nm, CuSn层的厚度为12nm 18nm,第ニ SZO层的厚度为50nm 70nm。更优选地，所述多层透明导电薄膜的其中第一 SZO层的厚度为60nm, Cu层的厚度为15nm,第二 SZO层的厚度为60nm。以及采用所述方法在制备半导体光电器件中的应用，主要是在透明加热元件、抗静电、电磁波防护膜、太阳能透明电极的应用。本专利技术实施例提供的多层导电薄膜的制备方法，采用磁控溅射法，交替溅射，限制层厚，制备三文治结构的SZO-CuSn-SZO透明导电薄膜，实现了薄膜电阻的最大程度降低，同时保持在可见光区的高透过率。CuSn相对于其他金属导电材料，化学稳定性高，制备成功率高，作为夹层，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多层透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 将SiO2粉体和ZnO粉体混合，烧结作为SZO靶材，所述SiO2粉体与所述ZnO粉体的质量比为1/199 1/9 ； 提供CuSn靶材，其中，Cu和Sn的质量比为7/3 19/1 ； 将所述SZO靶材和所述CuSn靶材装入磁控溅射腔体内，交替在衬底上溅射SZO层和CuSn层，得到三文治结构的SZO-CuSn-SZO透明导电薄膜。2.如权利要求I所述的多层透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述SiO2粉体与所述ZnO粉体的质量比为1/120 1/20。3.如权利要求I所述的多层透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述SiO2粉体与所述ZnO粉体的质量比为1/80 1/40。4.如权利要求I至3择一所述的多层透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述溅射的过程在惰性气体氛围下进行，所述惰性气体流量为15sccm 35sccm,所述腔体的工作压强为 0. 2Pa 2. OPa05.如权利要求I所述的多层透明导电薄膜的制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，王平，陈吉星，黄辉，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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