一种氧化镉基透光波段可调的导电薄膜制备方法

摘要

本发明提供了一种氧化镉（CdO）基透光波段可调的导电薄膜制备方法。该方法的核心技术是导电薄膜的透光波段与导电薄膜中铟（In）组分的含量相关，In组分含量的变化与磁控溅射靶材、溅射功率，与靶材和基片之间的距离相关，导电薄膜厚度与薄膜沉积时间长短相关。该方法以双面抛光玻璃基片为衬底，将两种靶材的溅射参数调至设计数值，进行溅射沉积：测量获得透明导电薄膜中In的含量。本发明所制备的不同铟（In）含量的氧化镉（CdO）基透明导电薄膜，可供不同半导体材料体系太阳能电池选用，使光谱响应范围内的太阳光更多地射入太阳能电池半导体结构中，从而可最大限度地提高太阳能电池的光利用效率，在太阳能电池、光电探测等光电功能材料和器件领域中具有良好的应用前景。

主权项

一种氧化镉基透光波段可调的导电薄膜制备方法，其特征在于：该方法的技术核心为：（1）导电薄膜（以下简称薄膜）的透光波段与导电薄膜中铟（In）组分的含量相关，适度提高薄膜中的In含量，可增加透过紫外波段的光，适度减小薄膜中的In含量可增加透过红外波段的光；（2）薄膜中In组分含量的变化与磁控溅射靶材溅射功率相关，溅射功率越大，溅射出的粒子越多，薄膜沉积的速率越快，薄膜中含有相应靶材的含量越多；（3）薄膜中In组分含量的变化与磁控溅射的氧化镉材料靶、氧化铟锡材料靶各自和基片之间的距离相关，两种靶的溅射功率各自固定后，选择固定其中氧化镉靶与基片之间的距离，减小或增大另一个氧化铟锡靶与基片之间的距离，也可适当增大或减小薄膜中In含量；（4）在相同溅射功率的条件下，导电薄膜厚度与薄膜沉积时间一定范围内的长短相关；该方法具体工艺步骤：（1）取双面抛光玻璃基片和小片单晶Si基片：将双面抛光玻璃基片洗净、干燥；同时取小片单晶Si基片清净、干燥；（2）填充磁控溅射装置靶材：将步骤（1）的双面抛光玻璃基片和小片单晶Si基片作为衬底，装入具有纯度均高于99.99%的氧化镉（简称CdO）、氧化铟锡（Indium tin oxide，简称ITO）两种靶材的磁控溅射装置的衬底架上；（3）衬底的升温：待多靶磁控溅射薄膜沉积系统，真空度降至2×10^‑6 torr以下时，通入溅射氩气，开始进行衬底的逐步升温，待衬底温度稳定至270°C并保持10‑20分钟；（4）溅射沉积：旋转衬底架作溅射操作，并先将步骤（2）中两种靶材的溅射参数调至设计数值，然后溅射，溅射沉积完成后停止溅射、关闭氩气的供给，使薄膜在1.0×10^‑6 torr以下的真空环境下自然冷却至室温；（5）采用卢瑟福背散射（RBS）实验生长在步骤（1）单晶Si基片上的薄膜进行测量，获得透明的导电薄膜中In的含量和薄膜厚度。