一种三明治式透明导电薄膜及制备方法

摘要

本发明提供一种三明治式结构的透明导电薄膜，其特征在于，所述透明导电薄膜的模系氧化锌/铜/氧化锌。所述氧化锌薄膜的厚度为20-400nm，所述铜膜的厚度为2-8nm。本发明还提供一种三明治式结构的透明导电薄膜的制备方法，即运用原子层沉积或磁控溅射方法制备高质量的氧化锌薄膜作为底层薄膜和上层薄膜，运用磁控溅射方法制备铜薄膜作为中间层。铜膜厚度在2-8nm范围时，这种三明治式透明导电薄膜，同时具有优异的电导性能和良好的光学透过率，技术参数达到可商业化应用的水平。

主权项

一种三明治式结构的透明导电薄膜的制备方法，所述透明导电薄膜的膜系氧化锌/铜/氧化锌；所述氧化锌薄膜的厚度为100nm；所述铜膜的厚度为2 nm；其特征在于包括以下步骤：步骤1、原子层沉积方法制备底层氧化锌薄膜：用真空泵将反应腔抽到20hPa以下的低真空并加热到反应温度，用纯度为5N的高纯氮清洗反应腔，将清洗好的衬底放入反应腔，待达到反应温度，前驱体二乙基锌随高纯氮气以脉冲形式通入反应室，通过化学吸附到衬底上，再通入高纯氮气脉冲清洗衬底上以物理方式吸附的、反应腔中过量的锌前驱体，通入水蒸汽脉冲，与之前化学吸附的二乙基锌发生表面化学反应，用高纯氮气脉冲清洗掉多余的水蒸汽，上述过程完成一个循环的氧化锌薄膜的沉积；根据原子层沉积的循环数量能精确控制氧化锌薄膜的厚度；或采用磁控溅射方法制备底层氧化锌薄膜：在5×10^‑4 Pa以上的高背底真空度下，以氧化锌靶射频溅射氧化锌薄膜；步骤2、磁控溅射方法制备中间层铜薄膜：将步骤1沉积有氧化锌薄膜衬底放入溅射反应腔，抽到5×10^‑4 Pa以上的真空度，以铜纯度为99.99%作为靶材直流溅射铜薄膜；步骤3、原子层沉积方法或磁控溅射方法制备上层氧化锌薄膜；所述氧化锌薄膜采用原子层沉积方法制备，氧化锌的反应温度为100～300℃，所用前躯体为二乙基锌和水，二乙基锌脉冲时间为0.1‑0.3秒，清洗二乙基锌的脉冲时间至少3秒，水蒸气脉冲时间为0.2‑0.4秒，清洗水蒸汽的脉冲时间至少4秒；所述磁控射频溅射制备氧化锌薄膜，溅射气压为0.5‑0.7Pa，射频溅射功率为50‑80W；所述磁控直流溅射制备铜膜，溅射气压为0.6‑0.8Pa，溅射功率为70‑90W。