[发明专利]高迁移率透明导电氧化物薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种高迁移率透明导电氧化物薄膜的制备方法，包括：根据第一预定功率和第一预定压力，设置靶功率密度以及工艺气压；在衬底上以预定生长速度生长出第一预定膜厚的薄膜基础层；使工艺气体的等离子体，按预定时间轰击所述薄膜基础层，诱导所述薄膜基础层再结晶，使所述薄膜基础层沿指定晶面生长出籽晶层；将靶功率密度降低至第二预定功率，并根据第二预定压力设置工艺气压，以诱导所述籽晶层沿指定晶面生长为第二预定膜厚的透明导电氧化物薄膜；获得高迁移率透明导电氧化物薄膜。本发明在改善TCO薄膜的综合性能的同时，可以有效降低能耗，节约成本。

技术领域

本发明涉及透明导电氧化物薄膜的磁控溅射技术领域，尤其涉及一种高迁移率透明导电氧化物薄膜的制备方法。

背景技术

透明导电氧化物(TCO)薄膜广泛应用于触摸显示屏、太阳能光伏电池和发光二极管等领域，在应用TCO薄膜时，通常要求其既要具备高透光率，又要有良好的导电性。特别是在太阳能光伏电池领域，TCO薄膜用来收集光生载流子，并提高太阳光辐照能量吸收率，因而TCO薄膜的透光率影响电池的短路电流密度，且其电导率则影响电池的填充因子。

为了提高TCO薄膜导电性的同时又不损失其透光性，业内通识的最佳方案即为提高TCO薄膜的迁移率，因此，通过改善薄膜结晶性以实现提高迁移率，对于TCO薄膜的综合性能的整体提升至关重要。

目前TCO薄膜的制备技术主要是物理气相沉积法，制备方式多采用磁控溅射工艺，通常在科研或生产中，采用加热衬底的方法改善薄膜的结晶性，降低薄膜中的晶界散射，从而实现薄膜中载流子迁移率的提升。但该方法中由于需要维持衬底的温度在200℃左右，因此会产生过多的能源消耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种高迁移率透明导电氧化物薄膜的制备方法，通过诱导结晶工艺，提高TCO薄膜的结晶质量及迁移率，从而在有效降低能耗、节约成本的前提下，改善TCO薄膜的综合性能。

本发明采用的技术方案如下：

一种高迁移率透明导电氧化物薄膜的制备方法，包括：

根据第一预定功率和第一预定压力，设置靶功率密度以及工艺气压；

在衬底上以预定生长速度生长出第一预定膜厚的薄膜基础层；

使工艺气体的等离子体，按预定时间轰击所述薄膜基础层，诱导所述薄膜基础层再结晶，使所述薄膜基础层沿指定晶面生长出籽晶层；

将靶功率密度降低至第二预定功率，并根据第二预定压力设置工艺气压，以诱导所述籽晶层沿指定晶面生长为第二预定膜厚的透明导电氧化物薄膜；

获得高迁移率透明导电氧化物薄膜。

优选地，所述第一预定膜厚为10nm～20nm。

优选地，所述预定生长速度为

优选地，所述预定时间为15s～60s。

优选地，所述第二预定膜厚为60nm～75nm。

优选地，所述工艺气体为氢气、惰性气体或者两者的混合气体。

优选地，所述第一预定功率为5W/cm2～20W/cm2，所述第一预定压力为0.1Pa～0.7Pa。

优选地，所述第二预定功率为2W/cm2～10W/cm2，所述第二预定压力为0.2Pa～0.5Pa。