專利名稱：一種氧化銦錫透明導(dǎo)電氧化物薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于透明導(dǎo)電氧化物薄膜的制備領(lǐng)域，特別涉及一種氧化銦錫透明導(dǎo)電氧化物薄膜的制備方法。
背景技術(shù)：
透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜具有優(yōu)異的光電性能，不但透明，而且導(dǎo)電，因而被廣泛地應(yīng)用于各種光電器件中，包括用作場(chǎng)致發(fā)光(EL)器件、平面液晶顯示(LCD)、電致變色顯示器件(ECD)以及太陽電池中的電極材料。各類薄膜太陽電池以及高效薄膜硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池都需要有TCO薄膜作為前電極，原因是這些類型的太陽電池前表面上的摻雜層一般非常薄，具有很大的橫向電阻，為改善光電流橫向收集特性，必須在其上制備高導(dǎo)電性的電極，但太陽電池前表面還要求具有非常高的透光性，由此，TCO薄膜就成為這些電池前電極的優(yōu)選材料。并且，在太陽電池應(yīng)用中，TCO作為透明導(dǎo)電電極使用的同時(shí)，也可以起到表面減反射的作用。TCO中最具代表性的是氧化銦錫(ITO)薄膜。在ITO(In2O3 SnO2質(zhì)量比=9 1) 薄膜中，Sn原子代替了 In2O3晶格中的一些原子，貢獻(xiàn)一個(gè)電子到導(dǎo)帶上，同時(shí)在一定的缺氧狀態(tài)下還以產(chǎn)生氧空穴，從而具有非常優(yōu)異的電導(dǎo)率。目前，制備ITO薄膜最常用的方法是磁控濺射，包括直流磁控濺射、射頻磁控濺射等。直流反應(yīng)磁控濺射采用金屬靶材，金屬靶材會(huì)因表層氧化而出現(xiàn)靶中毒現(xiàn)象，嚴(yán)重影響濺射穩(wěn)定性和薄膜質(zhì)量。射頻磁控濺射用的是陶瓷靶材，但電導(dǎo)率高的ITO薄膜中往往具有較高的載流子濃度，由于自由載流子吸收的影響，會(huì)使近紅外波段的光透過率降低，如何獲得非常高的光透射率是人們重點(diǎn)關(guān)注的問題，這對(duì)太陽電池的效率有很大影響。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了在玻璃襯底上制備出優(yōu)異的TCO薄膜，對(duì)玻璃襯底的清洗也非常復(fù)雜并且耗時(shí)。有的采用硫酸和過氧化氫的混合液加熱煮沸，有的采用丙酮等有機(jī)溶劑清洗。這些清洗方法都有一定的危險(xiǎn)性，耗時(shí)耗能增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在玻璃襯底上制備ITO薄膜的近紅外波段光透射率不夠高，同時(shí)襯底清洗成本較高，提供一種氧化銦錫透明導(dǎo)電氧化物薄膜的制備方法，該方法抽真空的時(shí)間大大減少，降低制造成本；襯底清洗采用簡(jiǎn)單的洗滌劑清洗再用去離子水沖凈完成，沒有采用較昂貴和危險(xiǎn)的化學(xué)試劑，進(jìn)一步降低了成本。本發(fā)明的一種氧化銦錫透明導(dǎo)電氧化物薄膜的制備方法，包括(1)使用洗滌劑對(duì)玻璃襯底進(jìn)行清洗，然后用去離子水沖凈，再用氮?dú)鈱⒉ＡТ蹈桑?2)將上述玻璃襯底裝入磁控濺射腔，然后對(duì)濺射腔體抽真空至3X 7X 10 ,將襯底加熱到150 250°C，通入氬氣作為濺射氣體，將壓強(qiáng)調(diào)節(jié)到0. 3Pa 1. 3Pa，對(duì)氧化銦錫靶材濺射6 30min，獲得透明導(dǎo)電氧化銦錫薄膜。
所述步驟(1)中的洗滌劑為日用洗滌劑，比如洗滌靈。
所述步驟O)中對(duì)濺射腔體抽真空至5 X 10 .所述步驟O)中的氧化銦錫靶材的成分質(zhì)量比為9 1的In2O3和Sn02。所述步驟O)中的濺射的工藝條件為射頻源13. 56MHz，濺射功率200 600W。有益效果(1)本發(fā)明不但在很大程度上降低薄膜電阻率的同時(shí)提高光透射率，而且采用廉價(jià)的玻璃襯底清洗技術(shù)，目前制備ITO薄膜的常用磁控濺射工藝大都采用達(dá)到10_4Pa量級(jí)的真空度，本發(fā)明所采用的真空度為5X 10-3 左右，抽真空的時(shí)間大大減少，進(jìn)而省去很大一部分電力消耗，降低制造成本；(2)本發(fā)明也不需要制作高成本的種子層；(3)襯底清洗采用簡(jiǎn)單的洗滌劑清洗再用去離子水沖凈完成，沒有采用較昂貴和危險(xiǎn)的化學(xué)試劑，進(jìn)一步降低了成本，具有良好的應(yīng)用前景。


圖1為實(shí)施例1制備的ITO薄膜的透射率曲線；圖2為實(shí)施例2制備的ITO薄膜的透射率曲線；圖3為實(shí)施例3制備的ITO薄膜的透射率曲線；圖4為實(shí)施例4制備的ITO薄膜的透射率曲線；圖5為實(shí)施例5制備的ITO薄膜的透射率曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1將超白玻璃兩面用洗滌靈清洗一遍，再用去離子水正反面各清洗1分鐘，用N2吹干；將吹干的玻璃放入磁控濺射腔室中，加熱到250°C，將真空度抽至7X ；通入氬氣， 流量選為22sCCm增大壓強(qiáng)到0. 3Pa，采用射頻電源功率450W濺射30分鐘。由此濺射得到的ITO薄膜的電阻率為3.07Χ10_4Ω -Cm0如附圖1所示，該ITO薄膜在400 1300nm波段范圍的透射率在80%以上。實(shí)施例2將超白玻璃兩面用洗滌靈清洗一遍，再用去離子水正反面各清洗1分鐘，用N2吹干；將吹干的玻璃放入磁控濺射腔室中，加熱到150°C，將真空度抽至3X10_3I^ ；通入氬氣， 流量選為22sCCm增大壓強(qiáng)到1. OPa，采用射頻電源功率600W，濺射6分鐘。由此濺射得到的ITO薄膜的電阻率為2.6Χ10_4Ω .cm。如附圖2所示，該ITO薄膜在360 1400nm波段范圍的透射率在80%以上。實(shí)施例3將超白玻璃兩面用洗滌靈清洗一遍，再用去離子水正反面各清洗1分鐘，用N2吹干；將吹干的玻璃放入磁控濺射腔室中，加熱到200°C，將真空度抽至5X 10-3 ；通入氬氣， 流量選為22sCCm增大壓強(qiáng)到1. OPa，采用射頻電源功率200W，濺射30分鐘。由此濺射得到的ITO薄膜的電阻率為2.6Χ10_4Ω .cm。如附圖3所示，該ITO薄膜在360 1300nm波段范圍的透射率在80%以上。實(shí)施例4將超白玻璃兩面用洗滌靈清洗一遍，再用去離子水正反面各清洗1分鐘，用N2吹干；將吹干的玻璃放入磁控濺射腔室中，加熱到250°C，將真空度抽至5X ；通入氬氣， 流量選為22sCCm增大壓強(qiáng)到1. 3Pa，采用射頻電源功率200W濺射15分鐘。由此濺射得到的ITO薄膜的電阻率為2.6Χ10_4Ω .cm。如附圖4所示，該ITO薄膜在370 1400nm波段范圍的透射率在80%以上。實(shí)施例5將超白玻璃兩面用洗滌靈清洗一遍，再用去離子水正反面各清洗1分鐘，用N2吹干；將吹干的玻璃放入磁控濺射腔室中，加熱到250°C，將真空度抽至5X ；通入氬氣， 流量選為25sCCm增大壓強(qiáng)到0. 8Pa，采用射頻電源功率450W，濺射10分鐘。由此濺射得到的ITO薄膜的電阻率為3.3Χ10_4Ω .cm。如附圖5所示，該ITO薄膜在400 1400nm波段范圍的透射率在80%以上。
權(quán)利要求
1.一種氧化銦錫透明導(dǎo)電氧化物薄膜的制備方法，包括(1)使用洗滌劑對(duì)玻璃襯底進(jìn)行清洗，然后用去離子水沖凈，再用氮?dú)鈱⒉ＡТ蹈桑?2)將上述玻璃襯底裝入磁控濺射腔，然后對(duì)濺射腔體抽真空至3X10_3!^ 7X 10 ,將襯底加熱到150 250°C，通入氬氣作為濺射氣體，將壓強(qiáng)調(diào)節(jié)到0. 3Pa 1. 3Pa，對(duì)氧化銦錫靶材濺射6 30min，獲得透明導(dǎo)電氧化銦錫薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化銦錫透明導(dǎo)電氧化物薄膜的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的洗滌劑為日用洗滌劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化銦錫透明導(dǎo)電氧化物薄膜的制備方法，其特征在于所述步驟O)中對(duì)濺射腔體抽真空至5X10_3Pa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化銦錫透明導(dǎo)電氧化物薄膜的制備方法，其特征在于所述步驟⑵中的氧化銦錫靶材的成分質(zhì)量比為9 1的L2O3和Sn02。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化銦錫透明導(dǎo)電氧化物薄膜的制備方法，其特征在于所述步驟O)中的濺射的工藝條件為射頻源13. 56MHz，濺射功率200 600W。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧化銦錫透明導(dǎo)電氧化物薄膜的制備方法，包括(1)使用洗滌劑對(duì)玻璃襯底進(jìn)行清洗，然后用去離子水沖凈，再用氮?dú)鈱⒉ＡТ蹈桑?2)將上述玻璃襯底裝入磁控濺射腔，然后對(duì)濺射腔體抽真空至3×10-3Pa～7×10-3Pa，將襯底加熱到150～250℃，通入氬氣作為濺射氣體，將壓強(qiáng)調(diào)節(jié)到0.3Pa～1.3Pa，對(duì)氧化銦錫靶材濺射6～30min，獲得透明導(dǎo)電氧化銦錫薄膜。本發(fā)明抽真空的時(shí)間大大減少，降低制造成本；不需要制作高成本的種子層，襯底清洗采用簡(jiǎn)單的洗滌劑清洗再用去離子水沖凈完成，沒有采用較昂貴和危險(xiǎn)的化學(xué)試劑，進(jìn)一步降低了成本，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102544233SQ201210042640
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者彭德香, 彭錚, 李媛媛, 王文靜, 王革 申請(qǐng)人:上海中智光纖通訊有限公司