[发明专利]一种导电膜、其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于光电材料技术领域，尤其涉及一种导电膜、其制备方法和应用。

背景技术

透明导电薄膜是把光学透明性能与导电性能复合在一体的光电材料。氧化锌薄膜是应用范围广泛的一种透明导电薄膜，但是对于单一元素的氧化锌掺杂(如Al-doped ZnO，简称AZO)，生产中不容易制备得到低电阻的薄膜，导电薄膜在使用中存在电阻上升，电阻不稳定现象；同时，AZO在表面和晶粒间界氧吸附导致电学性能下降等；采用磁控溅射方法制备透明导电薄膜，具有沉积速率高、衬底温度相对较低、薄膜附着性好、易控制并能实现大面积沉积等优点，但是，普通的溅射法也存在一些问题。比如说，溅射时轰击出来的靶材粒子，能量不一，速度有较大的差异。粒子能量过高，容易损伤基底，能量过低，则不能移动到合适的位置沉积，影响结晶质量，并最终影响到导电膜的电阻率。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种导电膜制备方法，解决现有技术中氧化锌薄膜电阻率高而且导电膜使用中电阻不稳定的技术问题。

本发明是这样实现的，

将三氧化二铝、二氧化硅掺杂于氧化锌混合，烧结作为靶材；所述混合物中三氧化二铝的质量百分含量为0.5％～3％，所述二氧化硅的质量百分含量为0.5％-1.5％，余量为所述氧化锌；

将所述靶材装入磁控溅射腔体内，抽真空至1.0×10^-3Pa～1.0×10^-5Pa，设置工作压强为0.2Pa～1.5Pa，以氢气与惰性气体混合气体为工作气体，其中，氢气的体积百分含量为1％～10％，气体流量15sccm～25sccm，衬底温度为300℃～650℃，所述磁控溅射中在垂直于溅射粒子飞行方向施加线圈匝数为50N～500N，励磁电流为0.1A～5A的电磁场，得到导电膜。

以及，

上述导电膜制备方法制备的导电膜，该导电膜的晶粒尺寸为200nm～500nm，电阻率为3.8×10^-4Ω·cm～10×10^-4Ω·cm。

本发明实施例进一步提供上述导电膜制备方法制备的导电膜在电致发光器件、太阳能器件、场致发光器件中的应用。

采用本发明的制备方法能够提高导电膜的结晶质量，降低电阻率。

附图说明

图1是本发明实施例制备方法的磁控溅射步骤中施加的电磁场示意图；

图2是本发明实施例提供的制备方法磁控溅射步骤中含有外加磁场和对比例不含有外加磁场所制备的导电膜的XRD对比图；

图3是本发明实施例制备的导电膜和对比例制备的导电膜电阻率对比图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种导电膜制备方法，包括如下步骤：

将三氧化二铝、二氧化硅掺杂于氧化锌混合，烧结作为靶材；所述混合物中三氧化二铝的质量百分含量为0.5％～3％，所述二氧化硅的质量百分含量为0.5％-1.5％，余量为所述氧化锌；

将所述靶材装入磁控溅射腔体内，抽真空至1.0×10^-3Pa～1.0×10^-5Pa，设置工作压强为0.2Pa～1.5Pa，以氢气与惰性气体混合气体为工作气体，其中，氢气的体积百分含量为1％～10％，气体流量15sccm～25sccm，衬底温度为300℃～650℃，所述磁控溅射中在垂直于溅射粒子飞行方向施加线圈匝数为50N～500N，励磁电流为0.1A～5A的电磁场，得到导电膜。

具体地，步骤S01中，该氧化锌为粉体状，纯度为99.9％以上；该三氧化二铝为粉体结构，纯度为99.9％以上；该二氧化硅为粉体结构，纯度为99.9％以上。步骤S01得到的混合物中，三氧化二铝的质量百分含量为0.5-3％，优选1％-2％；二氧化硅的质量百分含量为0.5-1.5％，优选1％-1.2％，其余的为氧化锌。通过在氧化锌中掺杂三氧化二铝和二氧化硅，使得得到的导电膜中的氧化锌晶体中掺杂有铝和硅，实现了导电膜电阻的降低，同时使得导电膜在使用中电阻稳定。

具体地，步骤S02中，将混合物进行烧结的温度为900-1300℃，优选1000℃，烧结的时间没有限制，烧结的气氛为惰性气氛或空气气氛；步骤S02中所得到的溅射靶材的尺寸为Φ50×2mm。