CN106935668A - 包含图案化金属功能层的透明导电层堆叠及其制造方法 - Google Patents

包含图案化金属功能层的透明导电层堆叠及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106935668A
CN106935668A CN201511021951.8A CN201511021951A CN106935668A CN 106935668 A CN106935668 A CN 106935668A CN 201511021951 A CN201511021951 A CN 201511021951A CN 106935668 A CN106935668 A CN 106935668A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductive oxide
layer
transparency conducting
oxide layer
stacking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201511021951.8A
Other languages
English (en)
Inventor
克里什纳库马·维拉潘
斯文·弗劳恩施泰因
彭寿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Triumph International Engineering Co Ltd
CTF Solar GmbH
Original Assignee
China Triumph International Engineering Co Ltd
CTF Solar GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Triumph International Engineering Co Ltd, CTF Solar GmbH filed Critical China Triumph International Engineering Co Ltd
Priority to CN201511021951.8A priority Critical patent/CN106935668A/zh
Priority to PCT/CN2016/112121 priority patent/WO2017114358A1/zh
Publication of CN106935668A publication Critical patent/CN106935668A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/13439—Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/42—Transparent materials
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0016—Processes relating to electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

包含图案化金属功能层的透明导电层堆叠及其制造方法。本发明提出一种具有提高的透光率和提高的导电性的透明导电层堆叠和用于形成这种层堆叠的方法。该透明导电层堆叠包含第一导电氧化物层、第二导电氧化物层和布置在第一导电氧化物层与第二导电氧化物层之间的金属层，其中全部三个层存在于层堆叠的至少一个第一横向部中，且其中至少金属层不被设置在层堆叠的至少一个第二横向部中。

Description

包含图案化金属功能层的透明导电层堆叠及其制造方法
技术领域
本发明涉及包含图案化金属功能层的透明导电层堆叠及其制造方法。特别地，发明涉及这样一种层堆叠：其在光电装置、例如太阳能电池或光传感器中，或者在发光装置、例如发光二极管中，或者在光传输装置、例如液晶显示器或触摸屏中用作透明电极或透明电连接层。
背景技术
关于太阳能电池、特别是关于CdTe太阳能电池来描述技术现状。这种CdTe太阳能电池具有以下结构，其中以所述顺序布置所述层：例如由玻璃制成的透明基板；形成为前触点的由例如透明导电氧化物(TCO)制成的透明导电层；硫化镉层(CdS)；碲化镉层(CdTe)；和收集电荷载流子的金属层。对透明导电层的要求包括：在光的特定光谱、例如可见光中的非常高的透过率，和低的薄膜电阻，以确保电信号的无损传导。
然而，用于透明导电层的大多数材料为掺杂有本征施主的简并n型半导体，本征施主诸如是氧空位和/或间隙金属原子(本质掺杂)和/或施主杂质(外质掺杂)。如果将这些材料用作单一的材料，则它们显示在透过率和传导性方面的局限性。传导性由于因自由电子与离子化的施主中心之间的库伦作用引起的电荷载流子散射而受到限制，而如果材料内的载流子浓度增加，则可见光透过率因生成的等离子体频率而降低。
近来，例如Guillen等人在《TCO/metal/TCO structures for energyand flexible electronics(用于能量与柔性电子技术的TCO/金属/TCO结构)》(Thin Solid Films，520(2011)1～17)中说明了包含透明导电氧化物的两个层和布置在这两个TCO层之间的非常薄的金属层的层堆叠。该ITO/Ag/ITO层结构实现了低于5Ω/cm2的薄膜电阻，高于85％的高可见光透过率，且具有低于100nm的整体层堆叠厚度。在这一结构中，金属层形成为厚度约为6nm的非常薄但完整的(即，非结构化的)夹心层。
发明内容
本发明的目的是提供具有进一步增大的透光率和相当低的薄膜电阻的透明导电层堆叠，以及用于制备这种层堆叠的方法。
根据本发明，透明导电层堆叠包含：第一导电氧化物层、第二导电氧化物层、和布置在第一导电氧化物层与第二导电氧化物层之间的金属层。透明导电层堆叠被图案化，使得透明导电层堆叠包含由第一导电氧化物层、金属层和第二导电氧化物层组成的至少一个第一横向部和其中未设置有至少金属层的至少一个第二横向部。换言之：至少将金属层图案化，使得其在透明导电层堆叠内不设置为完整层。因此，在第一横向部中的金属层有助于电传导，且总体上提高了透明导电层堆叠的导电性，同时由于其中未设置有至少金属层的第二横向部，导致透明导电层堆叠的透光率总体上也提高。即使金属层形成为比几纳米厚，这种布置也提供非常好的透光率，从而关于控制金属层的厚度的要求而言形成更简单的制造方法。
根据第一实施方式，该至少一个第二横向部由第一导电氧化物层和第二导电氧化物层组成。也就是说，在透明导电层的第二横向部内仅未设置金属层。第一和第二导电氧化物层被设置为完整或封闭层，其中透明导电层堆叠总体上在第一和第二横向部两者中可以具有相同的厚度，或者在第一和第二横向部中可以具有不同的厚度。
根据第二实施方式，该至少一个第二横向部由第一导电氧化物层或第二导电氧化物层中的一个组成。也就是说，在第二横向部中没有设置金属层以及第一导电氧化物层或第二导电氧化物层中的一个。因此，第一导电氧化物层或第二导电氧化物层中的仅一个被设置为完整或封闭层。虽然如此，透明导电层堆叠总体上在第一和第二横向部两者中可以具有相同的厚度，或者在第一和第二横向部中可以具有不同的厚度。
在全部实施方式中，第一导电氧化物层和第二导电氧化物层中的至少一个存在于全部第二横向部中。也就是说，至少将第一导电氧化物层或第二导电氧化物层设置为无任何空隙的封闭层。
在上述实施方式中的每一个中，透明导电层堆叠的图案可以选自：交替平行的第一横向部的线条和第二横向部的线条；具有扩大区域的第一横向部的线条，其中一个第二横向部被布置在每两个不同的第一横向部之间；由至少一个第二横向部包围的至少一个隔离的第一横向部；和由至少一个第一横向部包围的至少一个隔离的第二横向部；或它们的组合。在多个隔离的第一横向部的情况下，至少一个第一横向部不直接地、即不物理地与一个或多个其它第一横向部连接。但这同样可适用于第一横向部的线条，至少一个第一横向部可以总体上在例如透明导电层的一个或多个外边界处与一个或多个其它第一横向部连接。与此相反，网格中的不同第一横向部可以跨过透明导电层堆叠的横向范围与邻近的第一横向部连接，从而形成第一横向部的或包围隔离的第二横向部的邻接第一横向部的网格的结和边界，其中至少一个第二横向部不直接地、即不物理地与一个或多个其它第二横向部连接。第二横向部由此形成为“孔”，所述“孔”可具有圆形、椭圆形、方形、矩形、多边形或任何其它横向形状、即在平面图中的形状。这同样适用于非成线条的被隔离的第一横向部。透明导电层堆叠的图案可以在透明导电层堆叠的整个横向面范围上变化。
第一横向部或第二横向部的最小横向尺寸为10nm～1000μm。第一横向部的大横向尺寸提高了透明导电层堆叠的导电性，而第二横向部的大横向尺寸提高了透明导电层堆叠的透光率。因此，必须找到第一横向部和第二横向部的最佳横向尺寸。在特定实施方式中，透明导电层堆叠的第一部分占透明导电层堆叠的整个横向区域(lateral area)的至少30％且至多70％。第一横向部和第二横向部的横向尺寸可以在透明导电层堆叠的整个横向范围上变化。
在特定实施方式中，金属层包含如下中的一种：银、铜、铝，或这些元素与其它元素的组合。第一导电氧化物层和第二导电氧化物层中的至少一个包含如下中的一种：锡酸锌、锡酸镉，和掺杂的或未掺杂的氧化锌或者氧化锡，特别是如果透明导电层堆叠为或要成为薄膜太阳能电池的一部分，其中第一导电氧化物层和第二导电氧化物层的材料可以相同或不同。虽然如此，可以将其它合适的材料用于金属层以及用于第一和/或第二导电氧化物层。
金属层可以具有2nm～20nm、优选4nm～8nm的厚度。第一导电氧化物层和第二导电氧化物层各自的厚度可以为2nm～1000nm，优选为10nm～200nm，更优选为30nm～100nm。不同层的厚度可以在透明导电层堆叠的横向范围上变化。特别地，第一横向部中的第一导电氧化物层或第二导电氧化物层的厚度可以与第二横向部中的不同。透明导电层堆叠的第一部分的总厚度可以为50nm～1000nm，优选为100nm～300nm，更优选为100nm～150nm。第二横向部的厚度可以与第一横向部的厚度相同或比第一横向部的厚度更小。透明导电层堆叠的第一部分以及第二部分的总厚度可以在透明导电层堆叠的整个横向范围上变化。
根据发明，用于形成透明导电层堆叠的方法包括如下步骤：a)在基底层上形成第一导电氧化物层，b)在第一导电氧化物层上形成金属层，和c)至少在金属层上形成第二导电氧化物层，其中至少将金属层在步骤b)期间形成为图案化层或在实施步骤b)后进行图案化。结果，形成上述透明导电层堆叠。可以在任何适当的基底层或基板上形成第一导电氧化物层。例如，在形成太阳能电池用透明导电层堆叠的情况下，当以所谓的覆板构造(superstrate configuration)制造太阳能电池时，基底层为由玻璃或任何其它透明材料制成的透明基板，且当以所谓的基板构造制造太阳能电池时，基底层为半导体材料层，例如硅、硫化镉或其它半导体材料。
根据一个实施方式，将第一导电氧化物层或第二导电氧化物层中的一个也分别在步骤a)或c)期间形成为图案化层，或在实施步骤a)、b)或c)中的一个后进行图案化。
在将第一导电氧化物层、金属层和/或第二导电氧化物层中的至少一个形成为图案化层的情况下，可以使用物理沉积方法例如溅射或蒸发。在这种情况下准直器可以作为掩模装置，其仅允许直线运动的原子通过并到达其上应形成相应层的基底层或基板。
或者，可以将第一导电氧化物层、金属层和/或第二导电氧化物层中的至少一个形成为封闭层，并且随后使用已知图案化方法例如剥离技术或者与湿法刻蚀或干法刻蚀相关的光刻法进行图案化。光刻技术也可以根据图案化结构和便利性使用。例如，可以使用具有适当的硝酸和磷酸组合的硝酸-磷酸(NP-蚀刻溶液)或NH4OH或HNO3对金属层进行蚀刻。
在将第一导电氧化物层、金属层和/或第二导电氧化物层中的至少两个形成为封闭层且然后进行图案化的情况下，可以在形成所述至少两个层之后的至少两个直接连续的工艺步骤中实施所述两个层各自的图案化。在图案化期间，可以使用相同的联合图案化掩模或可以将首先被图案化的那一层用作用于对随后被图案化的底下层进行图案化的掩模。自然地，可以将不同的蚀刻液用于所述至少两个层的不同层。
然而，在所述方法的全部实施方式中，将第一导电氧化物层和第二导电氧化物层中的至少一个形成为封闭层并且随后不进行图案化。结果，至少将第一导电氧化物层或第二导电氧化物层设置为没有空隙的层。
附图说明
包含附图以提供对发明的实施方式的进一步理解，且并入并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施方式且与说明一起用以解释原理。因为通过参考以下的详细说明变得更好理解发明的其它实施方式和许多预期的优点，所以将会容易领会到其它实施方式和许多预期的优点。附图的要素不是一定要彼此成比例的。相同的参考数字指明相应的相似部分。
图1A和1B示意性显示透明导电层堆叠的第一实施方式的横截面，其中第二横向部由第一导电氧化物层和第二导电氧化物层组成。图1A显示其中第二导电氧化物层被形成为平面层的示例，其中图1B显示其中第二导电氧化物层被形成为适形层(conform layer)的另一示例。
图2A和2B示意性显示透明导电层堆叠的第二实施方式的横截面，其中第二横向部由第一导电氧化物层或第二导电氧化物层中的一个组成。
图3A～3E以平面图示意性显示透明导电层堆叠的不同图案的实例。
图4A～4C示意性显示用于形成透明导电氧化物层的方法的不同实施方式的实例。
具体实施方式
图1A和1B显示在基底层或基板2上形成的透明导电层堆叠1的第一实施方式的不同实例的横截面示意图。透明导电层堆叠1包含在基底层或基板2上形成的第一导电氧化物层11、在第一导电氧化物层11上形成的金属层12、和在第一导电氧化物层11上以及在金属层12上形成的第二导电氧化物层13。在第一横向部14中，透明导电层堆叠1由全部三个层组成，且第二导电氧化物层13在金属层12上形成。在第二横向部15中，透明导电层堆叠1仅由第一和第二导电氧化物层11、13组成，即金属层12不存在于第二横向部15中。
基底层或基板2可以例如为玻璃基板或半导体层。第一和第二导电氧化物层11、13可以由任何合适的材料(例如锡酸锌、锡酸镉、掺杂的或未掺杂的氧化锌或者氧化锡)，或本领域中现知的任何其它合适的材料制成。第二导电氧化物层13可以由与第一导电氧化物层11的材料相同的材料制成，并具有相同的特性例如厚度，或可以在材料和/或在至少一个其它特性方面不同。例如如果CdS作为基底层2，则第一导电氧化物层11可以由锡酸锌制成，且第二导电氧化物层13可以由锡酸镉制成。此外，可以以小的厚度、例如50nm形成第一导电氧化物层11，且可以以最小厚度、例如100nm形成第二导电氧化物层13。所述最小厚度为第二导电氧化物层13在第一区域14中所具有的厚度。如果基底层为玻璃基板，则第一和第二导电氧化物层11、13的材料和厚度可以被颠倒或互换。金属层12可以由Ag、Cu、Al或任何其它合适的材料制成，这些材料具有高导电性，并且与第一和第二导电氧化物层11、13的材料以及在加工或操作包含透明导电层堆叠1的装置期间施加到透明导电层堆叠1的工艺条件兼容。
在图1A中示出的实例中，将第二导电氧化物层13形成为平面层，该平面层具有作为透明导电层堆叠1的第一表面10的平坦第一表面131。透明导电层堆叠1的第一表面10为透明导电层堆叠1的与基底层或基板2不相邻的表面。第二导电氧化物层13的平坦第一表面131对包含透明导电层堆叠1的装置的进一步加工、即对在第二导电氧化物层13上施加其它层是有利的。
在图1B中示出的实例中，将第二导电氧化物层13形成为适形层，该适形层具有作为透明导电层堆叠1的第一表面10的不平坦第一表面131。第二导电氧化物层13的该不平坦第一表面131可以被用于在透明导电层堆叠1上提供微结构，例如微透镜或抗反射结构。因此，具有这种结构的透明导电层堆叠1还可以作为光陷阱或抗反射涂层。通过降低光反射损耗，可能有助于提高太阳能电池的短路电流。
图2A和2B显示在基底层或基板2上形成的透明导电层堆叠1的第二实施方式的不同实例的横截面示意图。透明导电层堆叠1包含在基底层或基板2上形成的第一导电氧化物层11、在第一导电氧化物层11上形成的金属层12、和在金属层12上形成的第二导电氧化物层13。在第一横向部14中，透明导电层堆叠1由形成在彼此之上的全部三个层组成。在第二横向部15中，透明导电层堆叠1仅由第一或第二导电氧化物层11、13中的一个组成，即金属层12以及第一或第二导电氧化物层11、13中的一个不存在于第二横向部15中。
在图2A中示出的实例中，第二横向部15仅包含第一导电氧化物层11，而不存在金属层12和第二导电氧化物层13。例如通过如下方式可以形成该布置：将第一导电氧化物层11、金属层12和第二导电氧化物层13一个接一个的施加在基底层或基板2上，且随后例如通过蚀刻从第二横向部15去除第二导电氧化物层13和金属层12。
在图2B中示出的实例中，第二横向部15仅包含第二导电氧化物层13，而不存在第一导电氧化物层11和金属层12。例如通过如下方式可以形成该布置：将第一导电氧化物层11和金属层12施加在基底层或基板2上，且随后例如通过蚀刻从第二横向部15去除金属层12和第一导电氧化物层11，然后在得到的结构上施加第二导电氧化物层13。第二导电氧化物层13可被施加使得其具有平坦第一表面131，如图2A所示，或者可以被施加为适形层使得其具有不平坦第一表面，如关于图1B解释的。
关于透明导电层堆叠1的不同层的材料和厚度的以上说明也适用于透明导电层堆叠1的第二实施方式。
关于图3A～3E，作为图案的实例，以平面图示意性地说明了透明导电层堆叠的不同图案。
图3A显示第一实例，其中透明导电层堆叠的图案包含多个第一横向部14a～14e和多个第二横向部15a～15c，其中可以根据如上所述的第一或第二实施方式中的任一个形成第一横向部14a～14e和第二横向部15a～15c。将大多数第一横向部14a～14d形成为平行直线条，这些线条具有关于与它们的延伸方向垂直的第一方向的宽度d1，且由在第一方向上具有宽度d2的第二横向部15a～15c的直线条间隔开。也就是说，将第一和第二横向部14a～14d、15a～15c形成为交替的平行直线条，其中d1和d2可以相同或可以不同，并且不同的第一横向部14a～14d可以具有相同的宽度d1或不同的宽度，和/或不同的第二横向部15a～15c可以具有相同的宽度d2或不同的宽度。在示出的实例中，将一个第一横向部14e形成为连接其它第一横向部14a～14d的线条，以在这些第一横向部14a～14d之间提供电传导路径。也可以将该连接第一横向部14e形成为以与平行的第一横向部14a～14d的方向不同的方向延伸的直线条。因此，该连接第一横向部14e可以在与平行的第一横向部14a～14d的方向垂直或倾斜的方向上延伸。该连接第一横向部14e可以布置在透明导电层堆叠的图案内的任何位置，即在图案的边缘上(如在图3A中所示)，或在图案的中间，或在任何其它位置。此外，该连接第一横向部14e具有在垂直于其延伸方向的方向上的宽度，其中该宽度与宽度d1可以相同或不同。
尽管在图3A中示出的实例中将全部第一和第二横向部14a～14e、15a～15c均形成为直线条，但也可以将第一和第二横向部14、15形成为弯曲线条或弯折线条。
如在图3B中所示，可以将第一横向部14形成为具有扩大区域141的线条。一个特定的第一横向部14的扩大区域141在第一方向上具有宽度d3(d3大于d1)，且被布置在沿着第一横向部14的延伸的隔离位置处，即一个特定的第一横向部14的不同扩大区域141由第一横向部14的具有宽度d1的区域沿着第一横向部14以线条延伸的方向相互间隔开。扩大区域141具有沿着第一横向部14的延伸方向的宽度b3，其中不同的扩大区域141在第一横向部14的延伸方向上可以具有相同的宽度b3或不同的宽度。此外，不同的扩大区域141在第一方向上可以具有相同的宽度d3或不同的宽度。然而，在第一方向上的宽度、即d3选择为使得特定的第一横向部14的扩大区域141与邻近的第一横向部14间隔开，而不直接物理连接。邻近的第一横向部14的扩大区域141可以以如图3B中示出的交错顺序布置。此外，扩大区域141在平面图中可以具有任何形状。它们可以具有如在图3B中示出的矩形形状，或其它任何多边形形状，例如六边形形状，或圆形或椭圆形形状，或者甚至是不规则形状。
在图3C中示出透明导电层堆叠的图案的另一个实例。在该实例中，将第一横向部14形成为直线条，其中第一横向部14中的第一多个142以第一方向延伸，且第一横向部14中的第二多个143以与第一方向不同的第二方向延伸，以使第一多个第一横向部14和第二多个第一横向部14交叉。在图3C中示出的实例中，第一和第二方向彼此垂直。第一横向部14中的第一多个142各自具有在第二方向测得的宽度b1，而第一横向部14中的第二多个143各自具有在第一方向测得的宽度d1。宽度b1对于第一多个142中的各第一横向部14可以是相同的，或者对于不同的第一横向部14可以是不同的，且宽度d1对于第二多个143中的各第一横向部14可以是相同的，或者对于不同的第一横向部14可以是不同的。此外，宽度d1和b1可以相同或不同。交叉的第一横向部14形成由第一横向部14包围的隔离的第二横向部15。各第二横向部15具有在第一方向上测得的宽度d2和在第二方向上测得的宽度b2，而对于不同的第二横向部15，一种或两种宽度可能不同。换言之：第一横向部14形成网格或格栅，其中第二横向部15为在网格中的“孔”。
图3D示出与图3C的实例非常相似的透明导电层堆叠的图案的实例。在该实例中，存在一个连续的第一横向部14，该第一横向部14被隔离的第二横向部15打断。第二横向部15在平面图中可以具有任何形状，例如圆形形状、椭圆形形状、多边形形状或不规则形状。这些第二横向部15可以以均一顺序、交错顺序或任何其它顺序布置。
在图3E中示出的透明导电层堆叠的图案的实例与关于图3C和3D说明的图案相反。在此，至少一些第一横向部14形成为由连续的第二横向部15包围的隔离部。然而，至少两个第一横向部14可以由包含与第一横向部14相同的层排列的连接区域144进行物理连接。因此，可以将连接区域144称为第一横向部14的一部分，尽管其横向尺寸不同于其它第一横向部14的横向尺寸。另外，第一横向部14在平面图中的形状可以选自如上所述的各种形状。第一横向部14可以以均一顺序、交错顺序或任何其它顺序布置。
一个第二横向部15的最小横向尺寸、即相应地图3A～3D中的宽度d2或b2或者在图3E中在两个相邻第一横向部14之间的距离可以为10nm～1mm。
在全部已经说明的透明导电层堆叠的图案实例中，第一横向部14和/或第二横向部15的横向尺寸和形状可以在透明导电层堆叠的整个横向范围上变化。因此，也可以在一个透明导电层堆叠中实现不同的所述实例。
关于图4A～4C，将通过实例说明用于形成透明导电氧化物层的方法的不同实施方式。在以下，“形成层”包括在下方层上产生层的全部适当方法，例如沉积方法，像所有类型的化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)或电化学沉积，液态或固态膜的溅射或施加，以及包括源材料变换的方法，像氧化法，或它们的组合。
如在图4A中所示，在用于形成透明导电氧化物层的方法的第一实施方式中，在第一步骤S10中，第一导电氧化物层在基底层或基板上形成为封闭层。随后，在第一导电氧化物层上或之上形成金属层(S11)。此外，例如通过应用掩模如光致抗蚀剂掩模并且在没有被掩模覆盖的位置处对金属材料进行蚀刻而将金属层图案化(S12)。也可以使用剥离技术使金属层图案化。在接下来的步骤S13中，第二导电氧化物层在金属层上和在第一导电氧化物层上形成为封闭层。第二导电氧化物层可以形成为具有平坦表面的平面层，或具有不平坦表面的适形层。结果，形成图1A或图1B的透明导电层堆叠。
任选地，也可以在使金属层图案化的步骤S12中或在该步骤之后且在形成第二导电氧化物层(S13)之前使第一导电氧化物层图案化。在这种情况下，在金属层上以及在基底层或基板上形成第二导电氧化物层。结果，形成图2B的透明导电层堆叠。
根据图4B中示出的方法的第二实施方式，首先，第一导电氧化物层在基底层或基板上形成为封闭层(S20)。然而，与第一实施方式的方法不同，金属层在接下来的步骤中在第一导电氧化物层上形成为图案化层(S21)。这可以通过使用如溅射或蒸发的物理沉积方法和准直器来实现，准直器如掩模那样作用，使得要沉积的材料仅到达指定位置。这种方法特别适用于其中第二横向部的最小横向尺寸等于或大于100nm的情况。随后，第二导电氧化物层在金属层上和在第一导电氧化物层上形成为封闭层(S22)。结果，形成图1A或图1B的透明导电层堆叠。
根据第一和/或第二导电氧化物层的材料，也可以在各个步骤S10、S13、S20或S22中实施与形成图案化金属层相似的形成图案化第一导电氧化物层或第二导电氧化物层。结果，形成图2A或2B的透明导电层堆叠。
在图4C中示出的方法的第三实施方式中，与第一实施方式的各个步骤S10和S11相似，在第一步骤S30中，第一导电氧化物层在基底层或基板上形成为封闭层，且金属层形成在第一导电氧化物层上或之上(S31)。随后，第二导电氧化物层在金属层上或之上形成为封闭层(S32)。然后通过已知技术如蚀刻或剥离将第二导电氧化物层图案化(S33)。之后，将金属层图案化(S34)，其中可以使用与在使第二导电氧化物层图案化中相同的蚀刻用掩模。结果，形成图2A的透明导电层堆叠。
在前述说明中所述的发明的实施方式是以说明方式提供的实例，且本发明绝不限于此。任何修改、变体和等价布置以及实施方式的组合都应视为涵盖在发明的范围内。

Claims (13)

1.一种透明导电层堆叠，所述透明导电层堆叠包含第一导电氧化物层、第二导电氧化物层和布置在所述第一导电氧化物层与所述第二导电氧化物层之间的金属层，
其特征在于
所述透明导电层堆叠被图案化，使得所述透明导电层堆叠包含由所述第一导电氧化物层、所述金属层和所述第二导电氧化物层组成的至少一个第一横向部和未设置有至少所述金属层的至少一个第二横向部。
2.根据权利要求1所述的透明导电层堆叠，其特征在于，所述至少一个第二横向部由所述第一导电氧化物层和所述第二导电氧化物层组成。
3.根据权利要求1所述的透明导电层堆叠，其特征在于，所述至少一个第二横向部由所述第一导电氧化物层或所述第二导电氧化物层中的一个组成。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的透明导电层堆叠，其特征在于，所述透明导电层堆叠的图案选自：交替平行的第一横向部的线条和第二横向部的线条；具有扩大区域的第一横向部的线条，其中一个所述第二横向部被布置在每两个不同的第一横向部之间；由所述至少一个第二横向部包围的至少一个隔离的第一横向部；和由所述至少一个第一横向部包围的至少一个隔离的第二横向部；或它们的组合。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的透明导电层堆叠，其特征在于，第二横向部的最小横向尺寸为10nm～1000μm。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的透明导电层堆叠，其特征在于，所述透明导电层堆叠的第一部分占所述透明导电层堆叠的整个横向区域的至少30％且至多70％。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的透明导电层堆叠，其特征在于，所述金属层包含如下中的一种：银、铜、铝，或这些元素与其它元素的组合。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的透明导电层堆叠，其特征在于，所述第一导电氧化物层和所述第二导电氧化物层中的至少一个包含如下中的一种：锡酸锌，锡酸镉，以及掺杂的或未掺杂的氧化锌或者氧化锡。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的透明导电层堆叠，其特征在于，所述金属层的厚度为2nm～10nm，优选地4nm～20nm。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的透明导电层堆叠，其特征在于，所述第一导电氧化物层和所述第二导电氧化物层各自的厚度为2nm～1000nm，优选为10nm～200nm，更优选为30nm～100nm。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的透明导电层堆叠，其特征在于，所述透明导电层堆叠的至少第一部分的总厚度为50nm～1000nm，优选为100nm～300nm，更优选为100nm～150nm。
12.一种用于形成透明导电层堆叠的方法，所述透明导电层堆叠包含第一导电氧化物层、第二导电氧化物层和布置在所述第一导电氧化物层与所述第二导电氧化物层之间的金属层，其中所述透明导电层堆叠包含由所述第一导电氧化物层、所述金属层和所述第二导电氧化物层组成的第一横向部和其中未设置有至少所述金属层的第二横向部，
所述方法包括以下步骤：
a)在基底层上形成所述第一导电氧化物层，
b)在所述第一导电氧化物层上形成所述金属层，和
c)至少在所述金属层上形成所述第二导电氧化物层，
其特征在于
至少所述金属层在步骤b)期间被形成为图案化层，或在实施步骤b)后被图案化。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，所述第一导电氧化物层或所述第二导电氧化物层中的一个也分别在步骤a)或c)期间被形成为图案化层，或在实施步骤a)、b)或c)中的一个后被图案化。
CN201511021951.8A 2015-12-30 2015-12-30 包含图案化金属功能层的透明导电层堆叠及其制造方法 Pending CN106935668A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511021951.8A CN106935668A (zh) 2015-12-30 2015-12-30 包含图案化金属功能层的透明导电层堆叠及其制造方法
PCT/CN2016/112121 WO2017114358A1 (zh) 2015-12-30 2016-12-26 包含图案化金属功能层的透明导电层堆叠及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511021951.8A CN106935668A (zh) 2015-12-30 2015-12-30 包含图案化金属功能层的透明导电层堆叠及其制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106935668A true CN106935668A (zh) 2017-07-07

Family

ID=59225894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511021951.8A Pending CN106935668A (zh) 2015-12-30 2015-12-30 包含图案化金属功能层的透明导电层堆叠及其制造方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN106935668A (zh)
WO (1) WO2017114358A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108807634A (zh) * 2018-07-26 2018-11-13 广东省半导体产业技术研究院 一种深紫外led结构及其制作方法
CN109585582A (zh) * 2018-12-06 2019-04-05 北京大学东莞光电研究院 一种用于太阳能发电的透明导电面板
CN112201733A (zh) * 2020-10-13 2021-01-08 西安电子科技大学 基于自组装亚微米ITO/Sc/ITO电流扩展层的GaN基发光二极管及制备方法
JPWO2021186733A1 (zh) * 2020-03-19 2021-09-23

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004017388A2 (en) * 2002-08-15 2004-02-26 Freescale Semiconductor, Inc. Lithographic template and method of formation
TW201010113A (en) * 2008-06-27 2010-03-01 Polymers Crc Ltd Method for preparing dye sensitised solar cells
CN101989628A (zh) * 2009-07-31 2011-03-23 江国庆 具有聚光组件及高有效面积之太阳能电池及其制造方法
CN103713765A (zh) * 2012-09-28 2014-04-09 三星康宁精密素材株式会社 透明传导基板和具有该基板的触摸面板
CN103843156A (zh) * 2011-07-29 2014-06-04 Lg伊诺特有限公司 太阳能电池及其制造方法
US20140182674A1 (en) * 2011-09-05 2014-07-03 Fujifilm Corporation Transparent conductive film, method of producing the same, flexible organic electronic device, and organic thin-film solar battery
CN103946986A (zh) * 2011-11-14 2014-07-23 太平洋银泰格拉泰德能源公司 用于电磁能量收集的设备、系统和方法
CN104781445A (zh) * 2012-11-07 2015-07-15 住友金属矿山株式会社 透明导电膜层叠体及其制造方法、以及薄膜太阳能电池及其制造方法
CN104854542A (zh) * 2013-10-30 2015-08-19 Lg化学株式会社 导电膜,制造该导电膜的方法以及包含该导电膜的显示设备
CN105009190A (zh) * 2013-03-06 2015-10-28 日东电工株式会社 图像显示装置
WO2015174678A1 (ko) * 2014-05-12 2015-11-19 주식회사 엘지화학 전도성 구조체 및 이의 제조방법

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004017388A2 (en) * 2002-08-15 2004-02-26 Freescale Semiconductor, Inc. Lithographic template and method of formation
TW201010113A (en) * 2008-06-27 2010-03-01 Polymers Crc Ltd Method for preparing dye sensitised solar cells
CN101989628A (zh) * 2009-07-31 2011-03-23 江国庆 具有聚光组件及高有效面积之太阳能电池及其制造方法
CN103843156A (zh) * 2011-07-29 2014-06-04 Lg伊诺特有限公司 太阳能电池及其制造方法
US20140182674A1 (en) * 2011-09-05 2014-07-03 Fujifilm Corporation Transparent conductive film, method of producing the same, flexible organic electronic device, and organic thin-film solar battery
CN103946986A (zh) * 2011-11-14 2014-07-23 太平洋银泰格拉泰德能源公司 用于电磁能量收集的设备、系统和方法
CN103713765A (zh) * 2012-09-28 2014-04-09 三星康宁精密素材株式会社 透明传导基板和具有该基板的触摸面板
CN104781445A (zh) * 2012-11-07 2015-07-15 住友金属矿山株式会社 透明导电膜层叠体及其制造方法、以及薄膜太阳能电池及其制造方法
CN105009190A (zh) * 2013-03-06 2015-10-28 日东电工株式会社 图像显示装置
CN104854542A (zh) * 2013-10-30 2015-08-19 Lg化学株式会社 导电膜,制造该导电膜的方法以及包含该导电膜的显示设备
WO2015174678A1 (ko) * 2014-05-12 2015-11-19 주식회사 엘지화학 전도성 구조체 및 이의 제조방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108807634A (zh) * 2018-07-26 2018-11-13 广东省半导体产业技术研究院 一种深紫外led结构及其制作方法
CN109585582A (zh) * 2018-12-06 2019-04-05 北京大学东莞光电研究院 一种用于太阳能发电的透明导电面板
JPWO2021186733A1 (zh) * 2020-03-19 2021-09-23
WO2021186733A1 (ja) * 2020-03-19 2021-09-23 株式会社 東芝 太陽電池、多接合型太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽光発電システム
JP7135215B2 (ja) 2020-03-19 2022-09-12 株式会社東芝 太陽電池、多接合型太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽光発電システム
EP3923348A4 (en) * 2020-03-19 2022-12-21 Kabushiki Kaisha Toshiba SOLAR CELL, MULTI-JUNCTION SOLAR CELL, SOLAR CELL MODULE AND SOLAR POWER GENERATION SYSTEM
US11888076B2 (en) 2020-03-19 2024-01-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Solar cell, multi-junction solar cell, solar cell module, and photovoltaic power generation system
CN112201733A (zh) * 2020-10-13 2021-01-08 西安电子科技大学 基于自组装亚微米ITO/Sc/ITO电流扩展层的GaN基发光二极管及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017114358A1 (zh) 2017-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105655427B (zh) 太阳能电池及其制造方法
CN104854542B (zh) 导电膜，制造该导电膜的方法以及包含该导电膜的显示设备
US20120103669A1 (en) Metal transparent conductors with low sheet resistance
TWI300996B (en) Organic electroluminescence device and method for manufacturing same
EP3333891B1 (en) Array substrate having conductive planarization layer and preparation method therefor
DE102008055028A1 (de) Solarzelle
CN106935668A (zh) 包含图案化金属功能层的透明导电层堆叠及其制造方法
WO2011101338A2 (en) Transparent electrode based on combination of transparent conductive oxides, metals and oxides
CN103972046B (zh) 用于制造电容器的方法及包括该电容器的显示设备
US20140197424A1 (en) Optoelectric device and method for manufacturing the same
KR101368902B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
EP2724380A1 (en) Method of making a structure comprising coating steps and corresponding structure and devices
KR100990108B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
JP5680106B2 (ja) 電子光学デバイス、電子光学デバイス用電極、及び電極とそれを設けた電子光学デバイスの生産方法と装置
CN106462015A (zh) 液晶显示装置及其制造方法
CN105206619B (zh) 一种阵列基板及其制备方法、显示面板
CN108336027A (zh) 一种阵列基板、oled显示面板及oled显示器
CN103941448B (zh) 一种薄膜晶体管阵列基板及其制备方法、液晶显示器
KR101363328B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
CN109713014A (zh) 有机发光显示面板、装置和有机发光显示面板的制造方法
CN103558722B (zh) 阵列基板及其制作方法、显示装置
CN107359212A (zh) 透明导电基底、其制作方法与太阳能电池
CN208422919U (zh) 一种ito基片
CN206774559U (zh) 透明导电基底与太阳能电池
CN205539835U (zh) 显示面板及显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170707

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication