利用直流磁控溅射制备高阻透明ZnO薄膜的方法

摘要

本发明涉及一种利用直流磁控溅射制备高阻透明ZnO薄膜的方法，其特征在于基于富Zn(或缺O2)氧化锌基宽禁带陶瓷材料靶材，利用直流磁控溅射取代了传统的射频磁控溅射制备高阻ZnO基透明薄膜，用于薄膜太阳能电池扩散阻挡层和窗口层。通过调整工艺参数，制备的氧化锌基高阻透明薄膜的电阻率可控制在104～108Ω·cm的范围内，在可见及近红外光区平均透过率在90％左右，与基于商用本征ZnO陶瓷靶材射频磁控溅射法制备的高阻ZnO薄膜相比，在相同的膜厚条件下，制备的薄膜透过率、电阻率及表面粗糙度与之相当。本发明制备工艺简单，成本低廉，并具有可见和近红外光区高的透明度，可广泛地应用于透明电子学和新型光电器件领域尤其是薄膜太阳能电池。

主权项

一种利用直流磁控溅射制备高阻透明ZnO薄膜的方法，其特征在于：(1)利用富锌或缺氧的ZnO基靶材，以普通玻璃、石英玻璃或有机柔性材料为衬底，控制本底真空度为1.0×10‑4‑3.0×10‑4Pa；(2)以惰性气体和氧气的混合气体为工作气体，通过控制磁控溅射的功率、时间、工作气体的压力以及靶材与衬底间的距离，制备出n型高阻透明的ZnO薄膜以替代传统的射频磁控溅射的工艺；所述的富锌或缺氧的ZnO基靶材的结构式为Zn1+xO或ZnO1‑x，式中0.05＜X≤0.2；所述的工作气体中氧气占总气量的体积百分比为大于0‑1.5％；所述的靶材与衬底间的距离为5‑10cm；所述的磁控溅射的功率为40‑120w。