[发明专利]一种紫外透明导电薄膜及其制造方法

说明书

本发明提供一种氧化铟基透明导电薄膜及其制备方法，该氧化铟基透明导电薄膜包括基底材料、氧化铟籽晶层和氧化铟主体层；所述氧化铟籽晶层附着在基底材料的表面，所述氧化铟主体层附着在氧化铟籽晶层的表面。其通过金属有机化学气相沉积的方式制备，以有机金属三甲基铟作为铟源、高纯氧气作为氧源，四(二甲氨基)锡作为掺杂源制备获得。本发明的氧化铟基透明导电薄膜厚度为20nm～1μm，电阻率小于5×10^‑4Ω·cm，具有4.1～4.7eV的光学带隙，在300nm处的透过率大于50％，且光谱透射区域延伸到深紫外波段，还能精准控制表面形貌，适用于作为近紫外‑深紫外波段的透明导电薄膜。

技术领域

本发明设计半导体技术领域，具体涉及一种透明导电薄膜及制造方法，特别涉及一种紫外透明导电薄膜及其制造方法。

背景技术

传统透明导电薄膜具有较高的可见光透过率和接近金属的导电性而被广泛应用于平板显示、太阳能电池、发光器件、光电探测器等领域，应用前景广阔。目前，随着紫外光电器件的迅速发展，正迫切需要一种紫外透明导电薄膜作为紫外光电器件的透明电极，而传统透明导电薄膜却往往难以透过波长小于300nm的紫外光。因此，如何将透明导电薄膜的光谱透射区域扩展到深紫外光是透明导电薄膜研究和应用的一个重要难题。

掺杂氧化铟，特别是锡掺杂氧化铟(Indium Tin Oxide,ITO)，具有透光率高、导电性好、耐磨性好、化学稳定性高、衬底附着性强及硬度较高等优点，是目前使用最广泛，工艺最成熟的透明导电薄膜。早在1986年，I.Hamberg等人在Journal of Applied Physic上报道了氧化铟薄膜由于掺杂引起获得约0.6eV的光学带隙展宽，可以获得～4.3eV的光学带隙(文献：Hamberg I,Granqvist CG.Evaporated Sn-doped In2O3films:Basic opticalproperties and applications to energy-efficient windows.Journal of AppliedPhysics.1986；60(11):R123～R160.)。掺杂氧化铟薄膜所具有的3.75～4.3eV的光学带隙使得其光谱吸收边处在290～330nm范围内，可以用作近紫外透明导电薄膜，但若要进一步扩展到深紫外区域，使薄膜于300nm处仍有较高透射率，光学带隙需要进一步扩展至4.4eV以上。

目前制备氧化铟薄膜的方法主要包括磁控溅射法、真空蒸发沉积法，溶胶-凝胶法和喷雾热解法等。如J.H.Park等人采用磁控溅射的方法制备掺锡氧化铟薄膜，经过400度退火后获得4.17eV的光学带隙以及＜3×10^-4Ω·cm电阻率(文献：JH Park,et al.“Theeffect of post-annealing on Indium Tin Oxide thin films by magnetronsputtering method”,Applied Surface Science.2014；307:388-92.)；同样采用磁控溅射方法制备ITO薄膜，Xu JIWEN等人获得的掺锡氧化铟薄膜具有1.1×10^-4Ω·cm的低电阻率，但光学带隙却只有3.95eV(文献：Xu JW,et al.“Effect of growth temperature andcoating cycles on structural,electrical,optical properties and stability ofITO films deposited by magnetron sputtering”.Materials Science inSemiconductor Processing.2014；21:104～10.)。