CN102582149A - 一种多层非晶透明导电薄膜 - Google Patents

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吕建国
吴萍
张�杰
叶志镇
张焱
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Abstract

本发明公开的多层非晶透明导电薄膜，包括衬底，在衬底上交替沉积有n层非晶氧化物层和导电改性层，n≥2，其中奇数层为非晶氧化物层，或奇数层为导电改性层。采用脉冲激光沉积法或是磁控溅射法制备。本发明的多层非晶透明导电薄膜具有很低的电阻率，同时保持较高的可见光透过率，光电综合性能优异，而且表面粗糙度低，易于大面积均匀制备和工艺刻蚀，可应用于显示器件、发光器件、太阳能电池等领域，特别是柔性器件领域。

Description

一种多层非晶透明导电薄膜
技术领域
本发明涉及一种多层非晶透明导电薄膜。
背景技术
透明导电薄膜由于其接近金属的导电性以及良好的透过性，而被广泛用于平面显示器、太阳能电池、节能红外反射膜、电致变色窗等。将来发展的趋势是产品的柔性化和全透明特性，为了更好地应用于柔性器件，人们开发了非晶氧化物材料。与晶态氧化物相比，非晶氧化物具有一些显著优势，如：非晶氧化物更容易刻蚀，只需弱酸就能很快刻蚀干净；非晶氧化物具有较低的表面粗糙度，能有效改善界面接触；非晶氧化物柔韧性好，在承受机械压力时不易出现裂纹和损坏，与柔性衬底兼容性好。
但是非晶氧化物也存在一个缺点，即其导电性能略差，电阻率高，目前报道的最低电阻率也通常在10–3Ωcm，不能满足实际应用的需求。因而，如何降低非晶氧化物的电阻率，提高其导电性能，依然是一个需要解决的关键问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种多层非晶透明导电薄膜，通过引入高导电性的导电改性层，形成由非晶氧化物层和导电改性层组成的多层结构薄膜，实现在不显著降低可见光透过率的基础上，提高其导电性能。
本发明的多层非晶透明导电薄膜，包括衬底，在衬底上交替沉积有n层非晶氧化物层和导电改性层，n≥2，其中奇数层为非晶氧化物层，或奇数层为导电改性层。
通常，非晶氧化物层厚度为5纳米至100微米，导电改性层厚度为1纳米至500纳米。
本发明中，所述的非晶氧化物层为非晶态的ZnSnO、InZnO、InWO或InXZnO，其中X为B、Al、Ga、Ti、Zr、Hf、Si、Ge、Sn、Be、Mg、Ca、Sr、Ba或Cd。所述的导电改性层为Cu、Ag、Au、Mg、Ti、Fe、Al或石墨烯。
衬底可以是玻璃、蓝宝石、石英、苯二甲酸乙二酯（PET）、聚碳酸酩（PC）或聚酰亚胺（PI）。
多层非晶透明导电薄膜的制备可采用脉冲激光沉积法或是磁控溅射法。
本发明与现有技术相比具有的优点为：
1）制备方法简单，多层非晶氧化物薄膜可在低温甚至室温下生长，有利于节约能源，降低产品成本。
2）多层非晶氧化物薄膜具有很低的电阻率，同时具有较高的可见光透过率，光学和电学性能达到了综合优化。 
3）制得的多层非晶氧化物薄膜均匀性好，表面粗糙度低，易于大面积均匀沉积，且可以改善界面接触性能。
4）多层非晶氧化物薄膜易于刻蚀，使用弱酸就能很快刻蚀干净。
5）多层非晶氧化物薄膜柔韧性好，在承受机械压力时不易出现裂纹和损坏，与柔性衬底兼容性好。
附图说明
图1是本发明的多层非晶透明导电薄膜结构示意图。
图2是实施例1所得多层非晶透明导电薄膜的光学透射率。
具体实施方式
以下结合附图及具体实例进一步说明本发明。
如图1所示，多层非晶透明导电薄膜基本结构包括衬底1，在衬底1上交替沉积有n层非晶氧化物层和导电改性层，n≥2，其中奇数层为非晶氧化物层，或奇数层为导电改性层。
实施例1：
以玻璃为衬底，在其上依次沉积InAl0.1ZnO3.65非晶氧化物，金属Cu和InAl0.1ZnO3.65非晶氧化物，形成3层非晶透明导电薄膜。
采用脉冲激光沉积法制备，具体步骤如下：
1）以In2O3、Al2O3和ZnO粉末为源材料，按原子比In:Al:Zn=1:0.1:1称量，烧结制得InAl0.1ZnO3.65陶瓷靶。
2）将玻璃衬底经过清洗后固定在样品托盘上，放入反应真空室，将InAl0.1Zn O3.65陶瓷靶装在脉冲激光沉积靶头上，生长室通入O2，控制总压强为0.01Pa，衬底温度升至300℃，沉积56nm厚的非晶InAl0.1Zn O3.65薄膜层。
3）取下InAl0.1ZnO3.65陶瓷靶，将纯Cu金属靶装在靶材架上，然后嵌入脉冲激光沉积装置的靶头上，生长室真空度抽至1×10-3 Pa，沉积2nm 厚的Cu层。
4）取下纯Cu金属靶，换上InAl0.1ZnO3.65陶瓷靶，同步骤2）的方法，在Cu层上生长一层厚度为56nm的非晶InAl0.1ZnO3.65薄膜层。
本例制得的3层非晶透明导电膜表面粗糙度（RMS）为4.4 nm；可见光区域平均透射率为76.5%，如图2所示；方块电阻为36.0Ω/sq，载流子浓度达4.1×1020 cm-3，霍尔迁移率为13.9 cm2/Vs。
实施例2：
以玻璃为衬底，在其上依次沉积金属Cu，InAl0.1ZnO3.65非晶氧化物，形成2层非晶透明导电薄膜。
采用脉冲激光沉积法制备，具体步骤如下：
1）以In2O3、Al2O3和ZnO粉末为源材料，按原子比In:Al:Zn=1:0.1:1称量，烧结制得InAl0.1ZnO3.65陶瓷靶。
2）将玻璃衬底经过清洗后固定在样品托盘上，放入反应真空室。将纯Cu金属靶装在脉冲激光沉积靶头上，生长室真空度抽至1×10-3 Pa，沉积20nm厚的Cu层。
3）取下纯Cu金属靶，将InAl0.1ZnO3.65陶瓷靶装在靶材架上，然后嵌入脉冲激光沉积装置的靶头上，生长室通入O2，控制总压强为0.01Pa，衬底温度升至300℃，沉积120nm厚的非晶InAl0.1ZnO3.65薄膜层。
本例制得的2层非晶透明导电薄膜表面粗糙度（RMS）为0.52 nm；在可见光区域平均透射率为86.5%；方块电阻为114.2Ω/sq，迁移率为17 cm2/Vs，载流子浓度达5.37×1020 cm-3。 
实施例3：
以玻璃为衬底，在其上依次沉积InSi0.1ZnO3.65非晶氧化物、金属Ag、InSi0.1ZnO3.65非晶氧化物，形成3层非晶透明导电薄膜。
采用磁控溅射法制备，具体步骤如下：
1）以In2O3、SiO2和ZnO粉末为源材料，按原子比In:Si:Zn=1:0.1:1称量，烧结制得InSi0.1ZnO3.65陶瓷靶。
2）将玻璃衬底经过清洗后固定在样品托盘上，放入反应真空室，将InSi0.1ZnO3.65陶瓷靶装在磁控溅射靶头上，生长室通入O2，控制总压强为1.5Pa，衬底温度升至300℃，沉积80nm厚的非晶InSi0.1ZnO3.65薄膜层。
3）取下InSi0.1ZnO3.65陶瓷靶，将纯Ag金属靶装在靶材架上，然后嵌入磁控溅射装置的靶头上，生长室真空度抽至2×10-3 Pa，沉积6nm厚的Ag层。
4）取下纯Ag金属靶，换上InSi0.1ZnO3.65陶瓷靶，同步骤2）的方法，在Ag层上生长一层厚度为80nm的非晶InSi0.1ZnO3.65薄膜。
本例制得的3层非晶透明导电膜表面粗糙度（RMS）为6.2 nm；可见光区域平均透射率为79.1%；方块电阻为41.0Ω/sq，载流子浓度达2.5×1020 cm-3，霍尔迁移率为11.8 cm2/Vs。

Claims (4)

1.一种多层非晶透明导电薄膜，其特征在于包括衬底（1），在衬底上交替沉积有n层非晶氧化物层和导电改性层，n≥2，其中奇数层为非晶氧化物层，或奇数层为导电改性层。
2.根据权利要求1所述的多层非晶透明导电薄膜，其特征在于非晶氧化物层厚度为5纳米至100微米，导电改性层厚度为1纳米至500纳米。
3.根据权利要求1所述的多层非晶透明导电薄膜，其特征在于所述的非晶氧化物层为非晶态的ZnSnO、InZnO、InWO或InXZnO，其中X为B、Al、Ga、Ti、Zr、Hf、Si、Ge、Sn、Be、Mg、Ca、Sr、Ba或Cd。
4.根据权利要求1所述的多层非晶透明导电薄膜，其特征在于所述的导电改性层为Cu、Ag、Au、Mg、Ti、Fe、Al或石墨烯。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104078513A (zh) * 2014-07-15 2014-10-01 浙江大学 一种非晶氧化物半导体薄膜及其制备方法和应用
CN105039911A (zh) * 2015-08-14 2015-11-11 陕西师范大学 一种透明导电薄膜及其制备方法
CN105803409A (zh) * 2016-03-23 2016-07-27 华灿光电股份有限公司 一种制备透明导电膜的方法
CN108193179A (zh) * 2017-12-28 2018-06-22 吉林大学 一种多层红外透明导电薄膜及其制备方法
CN109427434A (zh) * 2017-08-25 2019-03-05 张家港康得新光电材料有限公司 透明导电薄膜及具有其的触控传感器
CN112028499A (zh) * 2020-08-21 2020-12-04 河南理工大学 以CuAg合金为缓冲层的可室温制备的非晶态透明导电复合薄膜及其制备方法和应用
CN113437176A (zh) * 2021-01-30 2021-09-24 宣城睿晖宣晟企业管理中心合伙企业(有限合伙) 一种异质结电池制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1369572A (zh) * 2001-04-03 2002-09-18 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 氧化物透明导电薄膜材料
US20080226887A1 (en) * 2007-03-13 2008-09-18 Cheng-Chieh Chang Low resistivity light attenuation anti-reflection coating with a transparent surface conductive layer
CN101609729A (zh) * 2009-07-13 2009-12-23 浙江大学 一种多层透明导电薄膜及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1369572A (zh) * 2001-04-03 2002-09-18 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 氧化物透明导电薄膜材料
US20080226887A1 (en) * 2007-03-13 2008-09-18 Cheng-Chieh Chang Low resistivity light attenuation anti-reflection coating with a transparent surface conductive layer
CN101609729A (zh) * 2009-07-13 2009-12-23 浙江大学 一种多层透明导电薄膜及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
别勋，王钰萍，吕建国,叶志镇: "透明导电GZO/Cu/GZO多层薄膜的室温生长及性能研究", 《西安理工大学学报》 *
孟扬等: "透明导电氧化物薄膜的新进展", 《光电子技术》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104078513A (zh) * 2014-07-15 2014-10-01 浙江大学 一种非晶氧化物半导体薄膜及其制备方法和应用
CN105039911A (zh) * 2015-08-14 2015-11-11 陕西师范大学 一种透明导电薄膜及其制备方法
CN105803409A (zh) * 2016-03-23 2016-07-27 华灿光电股份有限公司 一种制备透明导电膜的方法
CN105803409B (zh) * 2016-03-23 2018-10-09 华灿光电股份有限公司 一种制备透明导电膜的方法
CN109427434A (zh) * 2017-08-25 2019-03-05 张家港康得新光电材料有限公司 透明导电薄膜及具有其的触控传感器
CN108193179A (zh) * 2017-12-28 2018-06-22 吉林大学 一种多层红外透明导电薄膜及其制备方法
CN112028499A (zh) * 2020-08-21 2020-12-04 河南理工大学 以CuAg合金为缓冲层的可室温制备的非晶态透明导电复合薄膜及其制备方法和应用
CN112028499B (zh) * 2020-08-21 2023-01-24 河南理工大学 以CuAg合金为缓冲层的可室温制备的非晶态透明导电复合薄膜及其制备方法和应用
CN113437176A (zh) * 2021-01-30 2021-09-24 宣城睿晖宣晟企业管理中心合伙企业(有限合伙) 一种异质结电池制备方法

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