一种Al掺杂的氧化锌透明导电薄膜的制备方法

摘要

本发明属于透明导电薄膜领域，涉及Al掺杂的ZnO透明导电薄膜的制备方法，尤其涉及电感耦合等离子体增强物理气相沉积法(ICP-PVD)。该ICP-PVD法先制备Zn1-xAlxO(0.01≤x≤0.05)靶材；将清洁干燥衬底放入ICP-PVD系统中，控制ICP-PVD系统各工艺参数进行薄膜沉积得到Al掺杂的ZnO透明导电薄膜。该方法设备简单、易操作、可实现大面积、规模化的镀膜生产。该ICP-PVD系统与传统薄膜设备相比对等离子体中各种带电粒子起到约束和加速作用，从而提高了薄膜的结晶质量、施主掺杂的可控性，易得电阻率低、透过率高、重复性和稳定性好的ZnO薄膜，该薄膜可应用于光电子器件中。

主权项

一种Al掺杂的ZnO透明导电薄膜的制备方法，所述制备方法为电感耦合等离子体增强物理气相沉积法，包括如下步骤：（1）、采用等静压固相反应合成工艺制备化学成分符合化学式Zn1‑xAlxO的靶材，其中0.01≤x≤0.05；（2）、将清洁干燥的衬底放入ICP‑PVD系统反应室中；（3）、将ICP‑PVD系统本底真空抽至P≤1×10‑7Torr，然后加热衬底温度至300～400°C；（4）、在步骤（3）系统中以Ar作为载气和等离子源，反应室压强为20～100Torr，射频溅射功率为150～200W，束缚线圈电流为0.3～0.5A，衬底和靶材间所加正偏压为250～300V，进行薄膜沉积得到Al掺杂的ZnO透明导电薄膜；所述的Al掺杂的ZnO透明导电薄膜表面平整，其表面平均粗糙度为4.0±0.5nm；所述Al掺杂的ZnO透明导电薄膜的电阻率为≤8×10‑4Ω·cm、可见光光谱范围平均透过率≥90%；所述靶材的制备方法为，按Zn1‑xAlxO对应元素的化学计量比称取ZnO和Al2O3，经充分混合后，先预压成型，然后采用冷等静压，最后置于管式电炉中烧制而成。