[发明专利]一种氧化铟锡锌靶材、氧化物薄膜及其制备方法在审

专利信息
申请号: 202211101171.4 申请日: 2022-09-09
公开(公告)号: CN115418618A 公开(公告)日: 2022-12-02
发明(设计)人: 陈明飞;刘永成;王金科;郭梓旋;徐胜利;陈明高;江长久;王志杰;莫国仁;李跃辉 申请(专利权)人: 长沙壹纳光电材料有限公司
主分类号: C23C14/35 分类号: C23C14/35;C23C14/08;C23C14/24;C04B35/457;C04B35/622
代理公司: 广州嘉权专利商标事务所有限公司 44205 代理人: 罗新
地址: 410000 湖南*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 氧化 铟锡锌靶材 氧化物 薄膜 及其 制备 方法
【说明书】:

发明公开了一种氧化铟锡锌靶材、氧化物薄膜及其制备方法与应用。本发明的氧化铟锡锌靶材包含In、Sn、Zn、O,以原子摩尔比计In:Sn:Zn=0.6988:M+N:N,其中,所述M满足0<M≤0.0199;所述N满足0<N<0.33945;所述氧化铟锡锌靶材的相对密度大于99%。采用本发明的氧化铟锡锌靶材制得的氧化物薄膜表面粗糙度低,相对于氧化铟锡靶材其膜层透过率和电阻无显著性变化,具有广泛的应用价值。

技术领域

本发明涉及透明导电材料技术领域,尤其是涉及一种氧化铟锡锌靶材、氧化物薄膜及其制备方法与应用。

背景技术

透明导电氧化物(transparent conductive oxide,简称TCO)薄膜具有禁带宽、可见光谱区光透射率高和电阻率低等光电特性,广泛地应用于太阳能电池、显示器件及其他光学元件等领域。

随着异质结太阳能电池的发展,提升TCO薄膜的均匀性、与金属电极的接触特性是极为重要的关键点之一。对于异质结太阳能电池的N极,相关技术中,为了降低TCO薄膜的载流子浓度、提高迁移率,通常会牺牲一定的导电性,降低TCO薄膜的掺杂浓度。但掺杂元素浓度过低易导致局部区域膜层晶粒粗大、表面粗糙度增加,甚至出现异常的晶粒凸起,进而造成晶粒间缺陷。这对TCO薄膜与银浆的接触是极为不利的。

铟锡氧化物(ITO)靶材是将二氧化锡固溶于三氧化二铟形成的一种N型半导体材料,其具有优异的导电性和透明度,广泛应用于TCO薄膜的制备,但铟锡氧化物靶材成膜时的晶粒度较大导致薄膜表面粗糙。当氧化铟中掺杂的氧化锡的比例降低时,沉积的薄膜表面粗糙度更大。

因此,需要开发一种氧化铟锡锌靶材,以在兼顾氧化物薄膜的导电性、透过率的同时,降低氧化物薄膜的表面粗糙度。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出了一种氧化铟锡锌靶材,其密度高,并且以其为靶材制得的氧化物薄膜表面粗糙度低,同时兼具优异的导电性和光透过率。

本发明提出了一种氧化铟锡锌靶材的制备方法。

本发明还提出一种氧化物薄膜。

本发明还提出一种上述氧化铟锡锌靶材或氧化物薄膜在制备异质结太阳能电池、显示器或光学元器件中的应用。

本发明的第一方面,提供了一种氧化铟锡锌靶材,包含In、Sn、Zn、O,以原子摩尔比计:

In:Sn:Zn=0.6988:M+N:N,其中,

所述M满足0<M≤0.0199;

所述N满足0<N<0.33945。

根据本发明实施例的氧化铟锡锌靶材,至少具有如下有益效果:本发明提供的氧化铟锡锌靶材相对密度高(大于99%),且颜色均一,在连续使用后靶面光洁、无结瘤。

本发明通过向氧化铟低掺杂氧化锡靶材(通常原子摩尔比In:Sn为0.6988:M)中额外掺杂一定量的氧化锌和氧化锡,使得额外掺杂的锌锡原子摩尔数相同,结果表明,掺杂氧化锌并提高氧化锡的总掺杂量,有利于沉积的薄膜晶粒细化,使薄膜表面粗糙度显著降低。

根据本发明的一些实施例,按照原子摩尔比计,所述N满足0.02122≤N<0.33945;

优选的,所述N满足0.0425≤N≤0.1698;

优选的,所述M满足0.0065016≤M≤0.0199。

在该原子比范围内,所述氧化铟锡锌靶材相对密度高大于(99.5%),以相同方法制得的氧化物薄膜表面粗糙度和电阻率低、膜层透过率高。

本发明的第二方面,提供一种上述氧化铟锡锌靶材的制备方法,包括以下步骤:

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