[发明专利]一种绑定单靶溅射制备Cu3

权利要求书

1.一种绑定单靶溅射制备Cu₃SnS₄吸收层的方法，其特征在于，具体步骤为：

（1）将预处理衬底放置到磁控溅射腔室内的样品架上，将绑定纯铜靶的三元铜锡硫靶材安装于磁控溅射腔室内，调整绑定纯铜靶的三元铜锡硫靶材和溅射腔体内基底之间的靶基距为80~90mm；其中绑定纯铜靶的三元铜锡硫靶材为三元铜锡硫靶材通过铟料焊接绑定在纯铜靶材上，绑定纯铜靶的三元铜锡硫靶材中铜、锡和硫的摩尔比为3:1:4；

（2）调节溅射镀膜仪参数：将溅射室内本底真空度抽至2.0×10^-4~6.0×10^-4Pa，设定工作真空度为0.4~0.5Pa，衬底温度为80~320℃、样品旋转速度为10~20r/min，工艺气体的流量为25~30sccm；

（3）预溅射除去靶材表面杂质；

（4）在衬底上采用绑定纯铜靶的三元铜锡硫靶直流溅射沉积铜锡硫（Cu₃SnS₄）前驱体层薄膜，其中溅射功率为30~70w，铜锡硫Cu₃SnS₄前驱体层薄膜厚度为790~810nm；

（5）在氮气氛围下，将步骤（4）的铜锡硫Cu₃SnS₄前驱体层薄膜置于过量硫粉中进行硫化退火处理得到Cu₃SnS₄吸收层。

2.根据权利要求1所述绑定单靶溅射制备Cu₃SnS₄吸收层的方法，其特征在于：步骤（1）衬底为钠钙玻璃衬底，三元铜锡硫靶材的纯度不小于99.99%，纯铜靶材的纯度不小于99.99%。

3.根据权利要求1所述绑定单靶溅射制备Cu₃SnS₄吸收层的方法，其特征在于：步骤（2）工艺气体为氩气，氩气的纯度不小于99.999%。

4.根据权利要求1所述绑定单靶溅射制备Cu₃SnS₄吸收层的方法，其特征在于：步骤（5）氮气的纯度不小于99.999%。

5.根据权利要求1所述绑定单靶溅射制备Cu₃SnS₄吸收层的方法，其特征在于：步骤（5）中硫化退火处理的方法为将覆有铜锡硫Cu₃SnS₄前驱体层薄膜的衬底置于装有过量固态硫粉的石英坩埚中，然后送入管式退火炉，将炉内气压抽至30~60mTorr，通入氮气至气压为40~50Torr，在升温速率为10~15℃/min的条件下加热至温度为500~600℃并保温30~40min，自然冷却至室温。