[发明专利]一种铜铁矿型铜铝氧红外透明导电膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种纳米级红外透明导电膜的制备方法，特别是用于红外窗口的既透明又导电的红外透明导电薄膜的制备方法。本发明选用蓝宝石或硅(111)做为薄膜生长的衬底材料；制备薄膜主要采用高真空磁控溅射工艺；提出共靶溅射的方法，靶材分别选用Cu2O靶和Al2O3靶或Cu靶和Al靶；其是在氮气中于500～600℃下退火3～5小时，使其完成初步化学反应，再继续高温退火3～5小时，退火温度为1000～1200℃，从而使反应完全并结晶。该制备方法可以通过调整两靶功率控制薄膜的组成成分，解决了以往单靶溅射无法精确控制Cu、Al成分比为1∶1而生成多种氧化物的难题，同时采用两步退火方式避免了直接高温退火导致的铜相关氧化物的流失，从而提高了薄膜质量。

主权项

一种CuAlO2红外透明导电膜的制备方法，其步骤如下：(1)阴极靶材为Cu2O和Al2O3双陶瓷靶材或Cu和Al双金属靶材，在溅射室内通入一定比例的氧气和氩气，其中氧气是反应气体，氩气是工作气体，调节阳极和阴极靶材间的电压，使靶材原子或分子获得大于其逸出功的能量从而发生溅射，中性的靶材原子或分子则沉积在衬底表面形成厚度为400nm～600nm的CuAlO2薄膜；衬底温度保持在180～220℃；阴极靶材为Cu2O和Al2O3双陶瓷靶材时，靶电源采用13.56MHz射频电源，功率分别为90～110W和140～160W，电压分别控制在55～65V和75～85V之间，阳极为地电压，两电源开启时间即两靶共溅射时间为30～60min；靶材为双金属靶材时，阴极Cu靶电源采用13.56MHz射频电源，阴极Al靶电源采用直流电源，功率分别为45～55W和70～80W，电压分别控制在35～45V和50～60V之间，阳极为地电压，两电源开启时间即两靶共溅射时间为30～60min；(2)将上一步骤制备的CuAlO2薄膜连同衬底放入氮气中于500～600℃下退火3～5小时，使其完成初步化学反应，再继续高温退火3～5小时，退火温度为1000～1200℃，使反应完全并结晶，从而在衬底上制备得到CuAlO2红外透明导电薄膜。