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一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法

文檔序號:3294320閱讀:179來源:國知局
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,使用注漿成型制備新型氧化鋅鋁鎵靶材,不使用氧化銦材料,降低靶材的成本。搭配中間層的銀或銀合金薄膜,形成三明治的多層薄膜結(jié)構(gòu)設(shè)計,在適當(dāng)?shù)暮穸瓤刂葡麓蠓档捅∧さ碾娮瑁S持薄膜在可見光的高透光度,提高了氧化鋅鋁鎵薄膜在非晶硅及CIGS等薄膜光電池中的應(yīng)用性,滿足了生產(chǎn)的要求。由于適合低溫度(<150℃)鍍膜,所以可以應(yīng)用于玻璃基材或者可撓性PET基材,擴大了應(yīng)用范圍。電阻值可降低至6x10-5Ωcm以下,透光性可高達85%以上。
【專利說明】一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種透明導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的制備方法,屬于薄膜光電池的應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的突飛猛進,人類對功能材料的需求日益迫切。新的功能材料已成為新技術(shù)和新興工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。隨著顯示器、觸膜屏、半導(dǎo)體、太陽能等產(chǎn)業(yè)
的發(fā)展,一種新的功能材料-透明導(dǎo)電氧化物薄膜(transparent conducting oxide,簡
稱為TCO薄膜)隨之產(chǎn)生、發(fā)展起來。所謂透明導(dǎo)電薄膜是指一薄膜材料在可見光范圍內(nèi)的透光率達到80%以上,而且導(dǎo)電性高,比電阻值低于1χ10_3Ω.cm ο習(xí)知Au、Ag、Pt、Cu、Rh、Pd、Al、Cr等金屬,在形成3-15nm厚的薄膜時,都具有某種程度的透光性,都曾應(yīng)用于透明薄膜電極。但這些金屬薄膜對光的吸收太大,硬度低且穩(wěn)定性差,因此漸漸發(fā)展成以金屬氧化物為透明導(dǎo)電薄膜材料(Transparent Conduction Oxide, TC0)為主,這類薄膜具有禁帶寬、可見光譜區(qū)光透射率高和電阻率低等共同光電特性,在太陽能電池、平面顯示、特殊功能窗口涂層及其它光電器件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。其中制備技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬In2O3基(In2O3 =Sn簡稱ΙΤ0)薄膜。但是,由于ITO薄膜中In2O3價格昂貴,從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高;非氧化銦 系列的材料如氧化錫或者氧化鋅,近年也有相當(dāng)多得研究,目前在非晶硅及銅銦鎵硒薄膜光電池的領(lǐng)域中,主要是使用氧化鋅鋁的透明導(dǎo)電膜,因為其價格只有氧化銦系列材料的20%。
[0003]靶材是具有固定形狀用于濺射鍍膜之母材。靶材若依材料分類可簡單地分為金屬與陶瓷兩大類,若依制程分類通??纱舐詤^(qū)分為熔煉制程與粉末冶金制程兩大類。大多數(shù)金屬靶材采熔煉制程(Al,Sb,Bi,Cd,Ce,Co,Cu,Ge,Au,Hf, In,Ir, Fe,Pb,Mg,Ni,N1-Cr,N1-Fe,N1-V,Nb,Pd,Pt,Se,Si,Ag,Sn,Ti,V,Y,Zn,Zr)獲得,少數(shù)靶材鑒于使用時晶粒大小控制、合金成份熔點差距太大等諸因素才采用粉末冶金制程(As,B,Cr,Co, Mn, Mo, N1-Cr,Permalloy, Re,Ru,Te,W,90W_10Ti)。陶瓷靶材中只有 SiO2 與 ThF4, Na3AlF6 采熔煉制程,大多數(shù)采粉末冶金制程(壓制+燒結(jié)、熱壓、熱均壓),包括氧化物(Al2O3, BaTi O3, PbTi O3,Ce O2, ΙΤ0, LiNbO3, SiO, Ta2O5, TiO2, ZrO2, Hf O2, MgO),碳化物(SiC,TiC, TaC, WC),硼化物(TiB2, Zr B2, LaB6),氮化物(Si3N4, TaN, TiN),氟化物(CaF2, CeF3, MgF2),硫化物(CdS,MoS2,TaS2),硒化物(CdSe,PbSe,MoSe),碲化物(CdTe,MoTe)及硅化物(MoSi2, TaSi2, TiSi2, WSi2);其中氟化物、硫化物、硒化物與碲化物于制作與使用中可能產(chǎn)生毒性必須小心處理;碳化物,硼化物,氮化物其熔點皆十分高,通常以熱壓(相當(dāng)高溫)方式制作。針對氧化物靶材傳統(tǒng)是用熱壓制程或者冷均壓再燒結(jié)制程,材料混合均勻性差,且燒結(jié)過程中應(yīng)力分布不均,不易生產(chǎn)高密度大尺寸的氧化物靶材。
[0004]在大尺寸的觸控屏、液晶電視及CIGS薄膜太陽能電池的發(fā)展中透明導(dǎo)電膜(TCO)在大面積的導(dǎo)電性及透光度是關(guān)鍵,且TCO的透光度及電性一定程度影響電池的轉(zhuǎn)換效率及觸控屏的反應(yīng)速率,傳統(tǒng)的ITO及ZAO已漸漸無法滿足大尺寸產(chǎn)品在高透光及低電組的需求。由其是目前在銅銦鎵硒(CIGS)光電池的使用中,為達低電阻的要求往往氧化銦鋁(ZAO)透明導(dǎo)電明的厚度需達600-1000nm,這也使得透光度大幅降低,使得薄膜光電池的效率無法大幅提高。目前氧化鋅系列透明導(dǎo)電膜仍存在可見光及長波長區(qū)域透光度較低及低溫鍍膜電性不佳等問題,需要熱處理才能獲得較佳的電性。由于傳統(tǒng)的ZAO (Zn0+2%A1203)材料需在較高的溫度鍍膜及需要較厚的厚度才能達到較佳的電性,也不利于可撓性基材的使用。如何在維持透明導(dǎo)電膜的性能,且降低生產(chǎn)成本,也是擴大運用的重要關(guān)鍵,以制造出低成本且符合消費者需求的電子產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是提供一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵(ZAGO)材料及薄膜的方法。注漿成型的氧化鋅鋁鎵靶材控制氧化鋁含量在0.1-5.0wt%,氧化鎵含量0.1-5.0 wt %,余量為氧化鋅。首創(chuàng)始用氧化鋅鋁鎵(ZAGO)材料,濺鍍薄膜時采用三明治結(jié)構(gòu)設(shè)計,應(yīng)用非晶硅及CIGS薄膜于薄膜光電池的透明導(dǎo)電膜。首先在玻璃或可撓性PET基板上先濺鍍10-75nm的氧化鋅鋁鎵薄膜,接著濺鍍5_15nm的銀或銀合金薄膜,最后在濺鍍10_75nm的氧化鋅鋁鎵薄膜,形成三明治結(jié)構(gòu)的薄膜,使得薄膜在低溫(<150°C )狀態(tài)下濺鍍成膜,搭配中間金屬層能獲的較低的電阻,符合玻璃及各種可撓性基材得使用,提高濺鍍薄膜質(zhì)量及性能,大幅提升了薄膜在可見光的透光度,形成一種低成本、高透光、低電阻、耐候性良好的透明導(dǎo)電的薄膜結(jié)構(gòu)。電阻值可降低至6xlO_5Qcm以下,透光性可高達85%以上。
[0006]所述氧化鋅鋁鎵靶材優(yōu)選氧化鋁質(zhì)量分數(shù)含量在l_3wt%,氧化鎵的所述氧化鋅鋁鎵靶材最優(yōu)選氧化鋁質(zhì)量分數(shù)含量在1.5wt%,氧化鎵的質(zhì)量分數(shù)含量1.5 wt %,余量為氧化鋅。
[0007]濺鍍第一層和第三層氧化鋅鋁鎵薄膜的還優(yōu)選厚度為15_25nm,銀或銀合金薄膜的厚度為8-10nm。
[0008]一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,首創(chuàng)始用氧化鋅鋁鎵(ZAGO)多元氧化物的鍍膜材料,濺鍍薄膜時采用三明治結(jié)構(gòu)設(shè)計,應(yīng)用于非晶硅及CIGS薄膜光電池的透明導(dǎo)電膜。首先在玻璃(康寧7095)先濺鍍10-75nm的氧化鋅鋁鎵薄膜,接著濺鍍5-15nm的純銀或銀合金薄膜,最后在濺鍍10_75nm的氧化鋅鋁鎵薄膜,形成三明治結(jié)構(gòu)的薄膜。采用注漿成型的方式,自制氧化鋅鋁鎵靶材控制氧化鋁含量在0.1-5.0wt%,并添加氧化鎵含量在0.1-5.0wt%,使用氧化鋯球、純水及分散劑研磨充分混合相關(guān)氧化鋁、氧化鎵、氧化鋅等粉末材料,粉末重:氧化鋯球重:水重:分散劑重=1:3.0:0.25:0.02,分散劑為羧酸鹽類分散劑,研磨時間約24小時,然后將漿料灌入三吋的多孔性模具中,經(jīng)過一段時間的干燥后脫膜形成三元氧化物混合的低密度胚體,然后經(jīng)過1400-1550°C的高溫?zé)Y(jié),即能形成濺鍍用高密度靶材胚體,經(jīng)切割與表面研磨成三寸的自制氧化鋅鋁鎵(ZAGO)靶材。純銀靶材的制備使用周波爐,在1100°C溶解純銀顆料,然后澆注在鑄鐵模具中在加工成3吋靶材備用。首先將玻璃基板、純銀靶材及氧化鋅鋁鎵靶材放入真空濺鍍機中(臺灣北儒科技)、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7\10_5-0.9父10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3tOrr,玻璃基板不加熱。接著先以DC電源濺鍍第一層10-75nm厚的氧化鋅鋁鎵薄膜,然后以DC電源濺鍍第二層5-15nm厚的純銀薄膜,最后以DC電源濺鍍第三層10_75nm厚的氧化鋅鋁鎵薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/Ag/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0009]一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,首創(chuàng)始用氧化鋅鋁鎵(ZAGO)多元氧化物的鍍膜材料,濺鍍薄膜時采用三明治結(jié)構(gòu)設(shè)計,應(yīng)用于非晶硅及CIGS薄膜光電池的透明導(dǎo)電膜。首先在玻璃(康寧7095)先濺鍍10-75nm的氧化鋅鋁鎵薄膜,接著濺鍍5-15nm的純銀合金薄膜,最后在濺鍍10_75nm的氧化銦錫鋅薄膜,形成三明治結(jié)構(gòu)的薄膜。采用注漿成型的方式,自制氧化鋅鋁鎵靶材控制氧化鋁含量在0.1-5.0wt%,并添加氧化鎵含量在0.1-5.0wt%,使用氧化鋯球、純水及分散劑研磨充分混合相關(guān)氧化鋁、氧化鎵、氧化鋅等粉末材料,粉末重:氧化鋯球重:水重:分散劑重=1:3.0:0.25:0.02,分散劑為羧酸鹽類分散劑,研磨時間約24小時,然后將漿料灌入三吋的多孔性模具中,經(jīng)過一段時間的干燥后脫膜形成三元氧化物混合的低密度胚體,然后經(jīng)過1400-1550°C的高溫?zé)Y(jié),即能形成濺鍍用高密度靶材胚體,經(jīng)切割與表面研磨成三寸的自制氧化鋅鋁鎵(ZAGO)靶材。銀鈦合金靶材的制備使用周波爐,在1100°C溶解純銀及純鈦顆料,然后澆注在鑄鐵模具中在加工成3寸Ag-Ο.5Τ?的靶材備用。首先將玻璃基板、銀鈦靶材及氧化鋅鋁鎵靶材放入真空濺鍍機中(臺灣北儒科技)、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7 X 10_5-0.9 X 10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著先以DC電源濺鍍第一層10_75nm厚的氧化鋅鋁鎵薄膜,然后以DC電源濺鍍第二層5-15nm厚的銀鈦薄膜,最后以DC電源濺鍍第三層10_75nm厚的氧化鋅鋁鎵薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/AgTi/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0010]一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,首創(chuàng)始用氧化鋅鋁鎵(ZAGO)多元氧化物的鍍膜材料,濺鍍薄膜時采用三明治結(jié)構(gòu)設(shè)計,應(yīng)用于非晶硅及CIGS薄膜光電池的透明導(dǎo)電膜。首先在玻璃(康寧7095)先濺鍍10-75nm的氧化鋅鋁鎵薄膜,接著濺鍍5-15nm的銀合金薄膜,最后在濺鍍10_75nm的氧化鋅鋁鎵薄膜,形成三明治結(jié)構(gòu)的薄膜。采用注漿成型的方式,自制氧化鋅鋁鎵靶材控制氧化鋁含量在0.1-5.0wt%,并添加氧化鎵含量在0.1-5.0wt %,使用氧化鋯球、純水及分散劑研磨充分混合相關(guān)氧化鋁、氧化鎵、氧化鋅等粉末材料,粉末重:氧化鋯球重:水重:分散劑重=1:3.0:0.25:0.02,分散劑為羧酸鹽類分散劑,研磨時間約24小時,然后將漿料灌入三寸的多孔性模具中,經(jīng)過一段時間的干燥后脫膜形成三元氧化物混合的低密度胚體,然后經(jīng)過1400-1550°C的高溫?zé)Y(jié),即能形成濺鍍用高密度靶材胚體,經(jīng)切割與表面研磨成三寸的自制氧化鋅鋁鎵(ZAZO)靶材。銀合金靶材的制備使用周波爐,在1100°C溶解純銀、純鈦及純銅顆料,然后澆注在鑄鐵模具中在加工成3寸Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu的靶材備用。首先將玻璃基板、銀鈦銅靶材及氧化鋅鋁鎵靶材放入真空濺鍍機中(臺灣北儒科技)、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3torr,玻璃基板不加熱。接著先以DC電源濺鍍第一層10_75nm厚的氧化鋅鋁鎵薄膜,然后以DC電源濺鍍第二層5-15nm厚的銀鈦銅薄膜,最后以DC電源濺鍍第三層10-75nm厚的氧化鋅鋁鎵薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/AgTiCu/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0011]一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,首創(chuàng)始用氧化鋅鋁鎵(ZAGO)多元氧化物的鍍膜材料,濺鍍薄膜時采用三明治結(jié)構(gòu)設(shè)計,應(yīng)用于非晶硅及CIGS薄膜光電池的透明導(dǎo)電膜。首先PET上面先濺鍍10-75nm的氧化鋅鋁鎵薄膜,接著濺鍍5_15nm的純銀合金薄膜,最后在濺鍍10-75nm的氧化鋅鋁鎵薄膜,形成三明治結(jié)構(gòu)的薄膜。采用注漿成型的方式,自制氧化鋅鋁鎵靶材控制氧化錫含量在0.1-5.0?丨%氧化鋁,并添加氧化鎵含量在0.1-5.0wt %,使用氧化鋯球、純水及分散劑研磨充分混合相關(guān)氧化鋁、氧化鎵、氧化鋅等粉末材料,粉末重:氧化鋯球重:水重:分散劑重=1:3.0:0.25:0.02,分散劑為羧酸鹽類分散劑,研磨時間約24小時,然后將漿料灌入多孔性模具中,經(jīng)過一段時間的干燥后脫膜形成三元氧化物混合的低密度胚體,然后經(jīng)過1400-1550°C的高溫?zé)Y(jié),即能形成濺鍍用高密度靶材胚體,經(jīng)切割與表面研磨成尺寸700x100x6mm的氧化鋅鋁鎵(ZAGO)靶材。純銀靶材的制備使用周波爐,在1100°C溶解純銀顆料,然后澆注在鑄鐵模具中在加工成尺寸700x100x6mm的靶材備用。首先將PET、純銀靶材及氧化鋅鋁鎵(ZAGO)靶材放入真空卷對卷的濺鍍機中(臺灣勤友科技)、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3torr,PET不加熱。接著先以DC電源濺鍍第一層10_75nm厚的氧化鋅鋁鎵薄膜,然后以DC電源濺鍍第二層5-15nm厚的純銀薄膜,最后以DC電源濺鍍第三層10-75nm厚的氧化鋅鋁鎵薄膜,即形成所需的ΡΕΤ/ZAGO/Ag/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0012]一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,首創(chuàng)始用氧化鋅鋁鎵(ZAGO)多元氧化物的鍍膜材料,濺鍍薄膜時采用三明治結(jié)構(gòu)設(shè)計,應(yīng)用于非晶硅及CIGS薄膜光電池的透明導(dǎo)電膜。首先PET上面先濺鍍10-75nm的氧化鋅鋁鎵薄膜,接著濺鍍5_15nm的銀合金薄膜,最后在濺鍍10_75nm的氧化鋅鋁鎵薄膜,形成三明治結(jié)構(gòu)的薄膜。采用注漿成型的方式,自制氧化鋅鋁鎵靶材控制氧化鋁含量在0.1-5.0wt%氧化錫,并添加氧化鎵含量在0.1-5.0%,使用氧化鋯球、純水及分散劑研磨充分混合相關(guān)氧化鋁、氧化鎵、氧化鋅等粉末材料,粉末重:氧化鋯球重:水重:分散劑重=1:3.0:0.25:0.02,分散劑為羧酸鹽類分散劑,研磨時間約24小時,然后將漿料灌入多孔性模具中,經(jīng)過一段時間的干燥后脫膜形成三元氧化物混合的低密度胚體,然后經(jīng)過1400-1550°C的高溫?zé)Y(jié),即能形成濺鍍用高密度靶材胚體,經(jīng)切割與表面研磨成尺寸700x100x6mm的氧化鋅鋁鎵(ZAGO)靶材。銀合金靶材的制備使用周波爐,在1100°C溶解純銀及鈦顆料,然后澆注在鑄鐵模具中在加工成尺寸700x100x6mm的Ag-Ο.5Τ?靶材備用。首先將PET、銀鈦靶材及氧化鋅鋁鎵靶材放入真空卷對卷的濺鍍機中(臺灣勤友科技)、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3torr,PET不加熱。接著先以DC電源濺鍍第一層10_75nm厚的氧化鋅鋁鎵薄膜,然后以DC電源濺鍍第二層5-15nm厚的銀鈦薄膜,最后以DC電源濺鍍第三層10-75nm厚的氧化鋅鋁鎵薄膜,即形成所需的PET/ZAGO/AgTi/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0013]一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,首創(chuàng)始用氧化鋅鋁鎵(ZAGO)多元氧化物的鍍膜材料,濺鍍薄膜時采用三明治結(jié)構(gòu)設(shè)計,應(yīng)用于非晶硅及CIGS薄膜光電池的透明導(dǎo)電膜。首先PET上面先濺鍍10-75nm的氧化鋅鋁鎵薄膜,接著濺鍍5_15nm的純銀或銀合金薄膜,最后在濺鍍10_75nm的氧化鋅鋁鎵薄膜,形成三明治結(jié)構(gòu)的薄膜。采用注漿成型的方式,自制氧化鋅鋁鎵靶材控制氧化鋁含量在0.1-5.0wt%,并添加氧化鎵含量在0.1-5.0%,使用氧化鋯球、純水及分散劑研磨充分混合相關(guān)氧化鋁、氧化鎵、氧化鋅等粉末材料,研磨時間約24小時,然后將漿料灌入多孔性模具中,經(jīng)過一段時間的干燥后脫膜形成三元氧化物混合的低密度胚體,然后經(jīng)過1400-1550°C的高溫?zé)Y(jié),即能形成濺鍍用高密度靶材胚體,經(jīng)切割與表面研磨成尺寸700x100x6mm的氧化鋅鋁鎵(ZAGO)靶材。銀合金靶材的制備使用周波爐,在1100°C溶解純銀、鈦及銅顆料,然后澆注在鑄鐵模具中在加工成尺寸700x100x6mm的Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu靶材備用。首先將PET、銀鈦銅靶材及氧化鋅鋁鎵靶材放入真空卷對卷的濺鍍機中(臺灣勤友科技)、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,PET不加熱。接著先以DC電源濺鍍第一層10_75nm厚的氧化鋅鋁鎵薄膜,然后以DC電源濺鍍第二層5-15nm厚的銀鈦銅薄膜,最后以DC電源濺鍍第三層10-75nm厚的氧化鋅鋁鎵薄膜,即形成所需的PET/ZAGO/AgTiCu/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0014]本發(fā)明的特點是在制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的過程中,首創(chuàng)始用氧化鋅鋁鎵(ZAGO)多元氧化物的鍍膜材料,濺鍍薄膜時搭配中間層的銀或銀合金薄膜,行成三明治的多層薄膜結(jié)構(gòu)設(shè)計,應(yīng)用于非晶硅及CIGS薄膜光電池的透明導(dǎo)電膜。在適當(dāng)?shù)暮穸瓤刂葡麓蠓档捅∧さ碾娮?,并提高薄膜在可見光的透光度,提高了氧化鋅鋁鎵薄膜在非晶硅及CIGS等薄膜光電池中的應(yīng)用性,滿足了生產(chǎn)的要求,不使用昂貴的氧化銦材料有助于降低透明導(dǎo)電薄膜的生產(chǎn)成本。由于適合低溫度(<150°C)鍍膜,所以可以應(yīng)用于玻璃基材或者可撓性PET基材,擴大了應(yīng)用范圍。電阻值可降低至5χ10-5 Ω cm以下,透光性可高達85%以上。【具體實施方式】
[0015]實施例1:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、純銀靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層IOnm厚的純銀薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+1.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/Ag/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0016]實施例2:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、純銀靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層70nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層IOnm厚的純銀薄膜,第三層70nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+1.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/Ag/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0017]實施例3:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、純銀鈦(Ag-0.5Ti)靶材及氧化鋅鋁鎵(ZnO+1.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+1.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦(Ag-0.5Ti)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+1.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ITZO/AgTi/ITZO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0018]實施例4:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ITZO/AgTiCu/ITZO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0019]實施例5:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀(Ag)靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%A1203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層IOnm厚的銀薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+1.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/Ag/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0020]實施例6:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀(Ag)靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%A1203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層70nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層IOnm厚的銀薄膜,第三層70nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+1.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/Ag/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。[0021]實施例7:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀鈦(Ag-Ο.5Τ?)靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦(Ag-0.5Ti)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/AgTi/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0022]實施例8:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)靶材及氧化鋅鋁鎵(ZnO+1.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+1.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/AgTiCu/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0023]實施例9:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀(Ag)靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7 X 10_5-0.9 X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層IOnm厚的銀(Ag)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的 Glass/ZAG0/Ag/ZAG0 多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0024]實施例10:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀(Ag)靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7 X 10_5-0.9 X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層70nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層IOnm厚的銀(Ag)薄膜,第三層70nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的 Glass/ZAG0/Ag/ZAG0 多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。[0025]實施例11:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀鈦(Ag-0.5Ti)靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦(Ag-0.5Ti)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/AgTi/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0026]實施例12:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/AgTiCu/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0027]實施例13:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、純銀靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層IOnm厚的純銀薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/Ag/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0028]實施例14:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、純銀靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層70nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層10nm厚的純銀薄膜,第三層70nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/Ag/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0029]實施例15:一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、純銀鈦(Ag-Ο.5Τi)靶材及氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦(Ag-0.5Ti)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/AgTi/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0030]實施例16:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)靶材及氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/AgTiCu/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。[0031]實施例17:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀(Ag)靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+3.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+3.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層IOnm厚的銀薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+3.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/Ag/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0032]實施例18:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀(Ag)靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+3.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層70nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+3.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層IOnm厚的銀薄膜,第三層70nm厚的氧化銦錫鋅氧化鋅鋁鎵(Zn0+3.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的 Glass/ZAGO/Ag/ZAGO 多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0033]實施例19:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀鈦(Ag-Ο.5Τ?)靶材及氧化鋅鋁鎵(ZnO+3.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+3.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦(Ag_0.5Ti)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+3.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/AgTi/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0034]實施例20:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)靶材及氧化鋅鋁鎵(ZnO+3.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+3.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+3.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/AgTiCu/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0035]實施例21:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀(Ag)靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+3.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7 X 10_5-0.9 X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。 接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+3.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層IOnm厚的銀(Ag)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+3.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的 Glass/ZAGO/Ag/ZAGO 多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0036]實施例2:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀(Ag)靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+3.0wt%A1203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7 X 10_5-0.9 X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層70nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+3.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層IOnm厚的銀(Ag)薄膜,第三層70nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+3.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的 Glass/ZAGO/Ag/ZAGO 多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0037]實施例23:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀鈦(Ag-0.5Ti)靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+3.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+3.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦(Ag-0.5Ti)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+3.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/AgTi/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0038]實施例24:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將玻璃基板、銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)靶材及氧化鋅鋁鎵(ZnO+3.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+3.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+3.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAGO/AgTiCu/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0039]實施例25:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將PET基板、純銀靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景 壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2Xl(T3torr,基材不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層IOnm厚的純銀薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的PET/ZAG0/Ag/ZAG0多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0040]實施例26:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將PET基板、純銀靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2Xl(T3torr,基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層70nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層IOnm厚的純銀薄膜,第三層70nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的PET/ZAG0/Ag/ZAG0多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0041]實施例27:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將PET 基板、純銀鈦(Ag-0.5Ti)靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦(Ag-0.5Ti)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的PET/ZAG0/AgTi/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0042]實施例28:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將PET基板、銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)靶材及氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3ton.,基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%A1203+l.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的PET/ZAGO/AgTiCu/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0043]實施例29:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將PET基板、銀(Ag)靶材及氧化銦氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3ton.,基板不加熱。接著以D`C電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層IOnm厚的銀薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的 PET/ZAG0/Ag/ZAG0 多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0044]實施例3O:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將PET基板、銀(Ag)靶材及氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%A1203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2Xl(T3torr,基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層70nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層IOnm厚的銀薄膜,第三層70nm厚的氧化鋅鋁鎵(Zn0+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的PET/ZAG0/Ag/ZAG0多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0045]實施例31:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將PET 基板、銀鈦(Ag-0.5Ti)靶材及氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦(Ag-0.5Ti)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的PET/ZAGO/AgTi/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0046]實施例32:
一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先將PET基板、銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)靶材及氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X10_5-0.9X10_5torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X10_3ton.,基板不加熱。接著以DC電源順序濺鍍第一層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,第二層 IOnm 厚的銀鈦銅(Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu)薄膜,第三層45nm厚的氧化鋅鋁鎵(ZnO+2.0wt%Al203+3.0wt%Ga203)薄膜,即形成所需的PET/ZAGO/AgTiCu/ZAGO多層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0047]對比例1:
現(xiàn)有技術(shù)中制備導(dǎo)電氧化鋅鋁靶材的方法,將氧化鋅中添加氧化鋁2wt%,使用冷均壓成型及1500°C高溫?zé)Y(jié)的方式制作坯體,然后加工成靶材。首先將玻璃基板及氧化鋅鋁(Zn0+2wt%Al203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至
0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源濺鍍一層IOOnm厚的氧化鋅鋁(Zn0+2wt%A1203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAO的層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0048]對比例2:
現(xiàn)有技術(shù)中制備導(dǎo)電氧化鋅鋁靶材的方法,將氧化鋅中添加氧化鋁2wt%,使用冷均壓成型及1500°C高溫?zé)Y(jié)的方式制作坯體,然后加工成靶材。首先將PET基板及氧化鋅鋁(Zn0+2wt%A1203)靶材放入真空濺鍍機中、真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至
0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3torr,玻璃基板不加熱。接著以DC電源濺鍍一層IOOnm厚的氧化鋅鋁(Zn0+2wt%A1203)薄膜,即形成所需的Glass/ZAO的層膜結(jié)構(gòu),然后使用可見光譜儀進行透光度量測,使用四點探針電阻測試儀進行電性的量測。
[0049]各實施例和對比例制得的透明導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵薄膜的性能如下表所示:
【權(quán)利要求】
1.一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,其特征在于:所述氧化鋅鋁鎵靶材的氧化鋁質(zhì)量分數(shù)含量在0.1-5.0wt%,氧化鎵的質(zhì)量分數(shù)含量0.1-5.0 Wt %,余量為氧化鋅;使用氧化鋯球、純水及分散劑研磨充分混合氧化鋁、氧化鎵、氧化鋅粉末材料,研磨時間24小時,然后將漿料灌入三寸的多孔性模具中,經(jīng)過干燥后脫膜形成三元氧化物混合的低密度胚體,然后經(jīng)過1400-1550°C的高溫?zé)Y(jié),即能形成濺鍍用高密度靶材胚體; 成膜工藝:濺鍍薄膜時采用三明治結(jié)構(gòu),首先在玻璃或可撓性PET基板上先濺鍍10-75nm的氧化鋅鋁鎵薄膜,接著濺鍍5-15nm的銀或銀合金薄膜,最后在濺鍍10-75 nm的氧化鋅鋁鎵薄膜,形成三明治結(jié)構(gòu)的薄膜,使得薄膜在<150°C狀態(tài)下濺鍍成膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,其特征在于質(zhì)量比為:氧化鋁、氧化鎵和氧化鋅粉末重:氧化鋯球重:水重:分散劑重=1:3.0:0.25:0.02。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,其特征在于分散劑為羧酸鹽類分散劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,其特征在于濺鍍第一層和第三層氧化鋅鋁鎵薄膜的優(yōu)選厚度為10-50nm,銀或銀合金薄膜的厚度為5_10nmo
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,其特征在于純銀靶材的制備使用周波爐,在1100°c溶解純銀顆料,然后澆注在鑄鐵模具中在加工成靶材備用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,其特征在于:將玻璃或者PET基板、純銀靶材及氧化鋅鋁鎵靶材放入真空濺鍍機中,真空抽氣系統(tǒng)將濺鍍腔體背景壓力抽至0.7X 10_5-0.9X 10_5 torr后,利用氬氣當(dāng)作工作氣體,透過節(jié)流閥將通入氬氣控制濺鍍腔體的工作壓力為2X 10_3tOrr,玻璃基板不加熱。`
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,其特征在于:銀合金為 Ag-Ο.5Τ? 或 Ag-Ο.5Τ?-1.0Cu0
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,其特征在于:所述氧化鋅鋁鎵靶材優(yōu)選氧化鋁質(zhì)量分數(shù)含量在l_3wt%,氧化鎵的質(zhì)量分數(shù)含量1-3wt %,余量為氧化鋅。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,其特征在于:所述氧化鋅鋁鎵靶材最優(yōu)選氧化鋁質(zhì)量分數(shù)含量在1.5wt%,氧化鎵的質(zhì)量分數(shù)含量1.5 wt %,余量為氧化鋅。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備新型導(dǎo)電氧化鋅鋁鎵材料及薄膜的方法,其特征在于:濺鍍第一層和第三層氧化鋅鋁鎵薄膜的還優(yōu)選厚度為15-25nm,銀或銀合金薄膜的厚度為8-10nm。
【文檔編號】C23C14/18GK103510058SQ201310494570
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】黃信二 申請人:研創(chuàng)應(yīng)用材料(贛州)有限公司
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