[发明专利]ITO薄膜

说明书

本发明涉及一种ITO薄膜，其包括取向生长层和变温缓冲层。与现有技术相比，本发明的ITO薄膜无需引入异质缓冲层，即可获得透明导电性能优异的择优取向薄膜，该ITO薄膜的禁带宽度E_g宽、可见光透过率高、载流子浓度和迁移率高、光学性能优异。

技术领域

本发明涉及功能薄膜材料及器件领域，尤其涉及一种ITO薄膜。

背景技术

宽禁带透明导电ITO薄膜在室温下的禁带宽度E_g在3.5-4.3 eV之间，其具有高可见光透过率、高载流子浓度和迁移率、高红外发射率等光电输运性能优势，且具有高硬度、非晶薄膜易刻蚀成电极图案等优势，被广泛应用于高迁移率薄膜晶体管、彩色滤光片、触控屏、光伏、节能玻璃等领域。随着应用场景的不断细化，进一步提高ITO薄膜的透明导电性能、降低制造成本一直是相关产业化技术研发所关注的焦点。

直流磁控溅射作为目前最广泛应用的ITO薄膜生长技术，具有生长速率高、大面积成膜均匀、生产成本低等优势，但当前采用直流磁控溅射制备ITO薄膜的择优取向一般以(222)晶面为主。根据Kulkarnia等人的报道-(Thin Solid Films, 1999, 345: 273-277)，(004)择优取向的ITO薄膜相比(222)取向的ITO薄膜具有更低的晶界散射、更高的电导率和更高的可见光透过率。因此，具有(004)择优取向的ITO薄膜及其制备也受到越来越多的关注。

中国专利申请CN2018111147506公开了一种通过溶胶凝胶法制备(004)择优取向ITO薄膜的方法，虽获得了(004)择优取向，但涉及配胶、匀胶、干燥、退火等诸多工艺流程，且薄膜表面粗糙不平，纳米量级膜厚难以控制。

中国专利申请CN2016111663657公开了一种400主峰晶面高度择优取向ITO薄膜的制备方法，通过生长过程中氧分压的梯度控制，在薄膜连续生长的同时降低腔体氧分压，获得 (004)择优的ITO薄膜，但降低氧分压势必使氧缺位浓度提高，导致电子平均自由程和光学带隙减小，影响薄膜电子迁移率和光学性能。

综上，如需获得性能优良的(004)择优的ITO薄膜，需要对现有的ITO薄膜结构进行改进和创新。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种新结构的ITO薄膜。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种ITO薄膜，其包括变温缓冲层和取向生长层。

作为本发明的进一步改进，所述取向生长层沿着变温缓冲层所确定的取向生长而成。

作为本发明的进一步改进，所述变温缓冲层为ITO多晶薄膜同质缓冲层。

作为本发明的进一步改进，所述变温缓冲层为(004)择优取向。变温缓冲层采用磁控溅射生长而成，通过控制溅射生长过程中的温度渐变，使变温缓冲层具有(004)择优取向。

作为本发明的进一步改进，所述变温缓冲层的厚度为20-100 nm。

作为本发明的进一步改进，所述变温缓冲层在300K温度（开尔文温度）下的载流子浓度为1E18-1E22 cm^-3、电子迁移率为20-50 cm²/Vs。

作为本发明的进一步改进，所述变温缓冲层在300K温度下的可见光平均透过率为85%-95%。

作为本发明的进一步改进，所述取向生长层的厚度为20-1000nm。所述取向生长层由任何可延续择优取向的薄膜生长方法制备而成。

作为本发明的进一步改进，所述取向生长层300K下载流子浓度为1E18-1E22 cm^-3、电子迁移率为20-50 cm²/Vs。