[发明专利]一种透明导电氧化物CuAlO2薄膜的制备方法

摘要

CuAlO2透明导电薄膜具有宽禁带、低电阻率、可见光范围高光学透过率等特性，可广泛应用于太阳能电池、平面显示、电磁防护罩、功能窗、传感器以及其它光电器件领域。本发明涉及一种p型CuAlO2光电薄膜材料，提供了一种结晶质量好、高c轴取向、高透过率的CuAlO2薄膜制备方法。本发明首先采用脉冲激光沉积技术，以CuAlO2为靶材，在蓝宝石衬底上沉积CuAlO2薄膜，然后对制备的薄膜样品进行了900-1100℃高温气氛退火处理，获得了高结晶度、均匀致密、高c轴择优取向的纯相CuAlO2薄膜。本发明制备工艺简单、容易控制、重复性好、沉积速率稳定、绿色环保。

主权项

一种透明导电氧化物CuAlO2薄膜的制备方法，其特征在于，采用脉冲激光等离子体沉积技术，以CuAlO2为靶材，在蓝宝石衬底上沉积CuAlO2薄膜，并通过高温气氛退火处理提升其结晶质量，具体包括以下步骤：步骤1、采用蓝宝石为衬底材料，并对蓝宝石衬底进行表面清洗处理；步骤2、安装CuAlO2陶瓷靶材，将表面清洗干净的蓝宝石衬底送入脉冲激光沉积系统的真空生长腔，并将其固定在衬底支架上，使衬底正面与靶材保持正对；步骤3、采用机械泵和分子泵对真空生长腔抽真空，抽真空后的本底真空度小于或等于3×10‑4Pa；步骤4、加热衬底，使衬底升到所需温度，并向真空室内通入工作气体，通过控制气体流量，稳定腔内气压在一个固定值；步骤5、开启激光器，通过激光烧蚀CuAlO2靶材，调节激光的能量、脉冲频率、工作气压、衬底温度和沉积时间这些工艺参数，在蓝宝石衬底上沉积CuAlO2薄膜；步骤6、沉积结束后，关闭激光、衬底加热、机械泵和通气阀门，待样品冷却到室温取出；步骤7、将沉积的样品放入真空管式炉中，通过机械泵和分子泵对石英管抽真空至5×10‑4Pa，然后再通入保护性气体；步骤8、设置真空管式炉的升温速率，使其加热至所需的退火温度，之后在保护性气氛下对CuAlO2薄膜进行退火热处理；步骤9、退火结束且样品冷却到室温后，关闭管式炉、气瓶阀门，将样品取出。