[发明专利]一种制备透明导电膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电材料制备技术领域，特别涉及一种制备透明导电膜的方法。

背景技术

随着社会和科学的发展，人类对功能材料的需求日益迫切。随着显示器、触控屏、发光二极管(Light Emitting Diode，简称“LED”)、太阳能等产业的发展，新型功能材料透明导电氧化膜快速发展起来。透明导电氧化膜(Transparent Conductive Oxide，简称“TCO”)具有优异的光电性能，在可见光范围内不但透过率高，而且导电性好。TCO中最具代表性的是氧化铟锡(Indium Tin Oxide，简称“ITO”)薄膜，ITO最常见的组分是质量比为9:1的In₂O₃和SnO₂，其中Sn原子代替了In₂O₃晶格中的一些In原子，贡献了一个电子到导带上，同时在缺氧状态下还产生氧空穴，因此ITO具有非常优异的电导率；由于ITO中的In₂O₃价格较为昂贵，非氧化铟材料如掺Al氧化锌(Aluminum Zinc Oxide，简称“AZO”)薄膜也得到了相当多的研究，目前AZO在薄膜太阳能行业应用比较广泛。

现有技术中已经研发出多种TCO薄膜的制备技术，各种技术都致力于完善薄膜性能，降低反应温度和生产成本，同时适应大规模生产。目前主要的制备技术有真空蒸镀、化学气相沉积、脉冲激光沉积和磁控溅射，其中生产最常用的是磁控溅射技术。

目前在LED芯片和薄膜高效电池生产中，通过现有的制备技术磁控溅射出来的ITO薄膜都需要经过高温退火处理，退火处理不仅可以大幅降低薄膜的电阻率，而且还可以提高薄膜的透过率。但是现有技术中的退火工序需要使用高温(>500℃)环境，需要配备专门的设备，如管式退火炉或快速退火炉(Rapid Hermal Annealing，简称“RTA”)，使得生产成本增加，生产工序也更为复杂。因此，亟待提供一种能够降低生产成本，进一步降低薄膜电阻率并提高薄膜透过率的制备方法。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种制备透明导电膜的方法，技术方案如下：

本发明实施例提供了一种制备透明导电膜的方法，所述方法包括：

提供一基底，对所述基底进行超声清洗并冲洗干净，对冲洗干净的所述基底进行甩干、烘干；将烘干后的所述基底放入磁控溅射腔，对所述磁控溅射腔的腔体进行抽真空；在所述腔体中通入高纯Ar、O₂和辅助反应气体，保持所述溅射腔体的腔体压强为0.3Pa～1Pa；所述辅助反应气体为H₂或富氢化合物的一种；对靶材进行溅射，在所述基底上形成透明导电膜；对带有所述透明导电膜的所述基底进行退火处理，所述进行退火处理的温度为150～200℃。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述对所述基底进行超声清洗并冲洗干净包括：使用酒精对所述基底进行超声清洗，用去离子水将所述基底冲洗干净。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述对所述磁控溅射腔的腔体进行抽真空包括：使所述腔体内的本底真空度达到1×10^-3Pa。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述对靶材进行溅射包括：采用直流电源对所述靶材进行溅射，溅射功率为3000～5000W。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述对带有所述透明导电膜的所述基底进行退火处理包括：使用电热烘箱对带有所述透明导电膜的所述基底进行退火处理，所述进行退火处理的时间为5～30min。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述基底为超白玻璃、有机玻璃、柔性衬底中的一种。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述靶材为旋转靶材，所述靶材的成分为氧化铟锡或掺铝氧化锌。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述氧化铟锡的组分质量比为：In₂O₃:O₂＝9:1；掺铝氧化锌的组分质量比为：ZnO:Al₂O₃＝97:3。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述富氢化合物为水、丙酮、乙醇中的一种。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述高纯Ar、O₂和辅助反应气体的流量分别为380～400sccm，10～32sccm和5～100sccm。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：