[发明专利]一种直流/射频共溅射法制备高浓度梯度AZO单晶导电薄膜的方法

摘要

一种直流/射频共溅射法制备高浓度梯度AZO单晶导电薄膜的方法，溅射使用的靶材为ZnO靶和Al靶，氧化锌靶安装在磁控溅射设备的射频靶上，铝靶安装在磁控溅射设备的直流靶上，同时在磁控溅射设备的真空室顶部的样品台安装单晶硅基片；采用共溅射法制备梯度AZO薄膜，Al的初始掺杂量为40％～60％，Al靶材的功率在整个镀膜过程中不断变化，变化规律随着溅射沉积薄膜厚度的不断增加，Al靶材的功率减小，Al的掺杂量减少到3％，制得梯度AZO薄膜。优点是该方法所得薄膜梯度均匀，单晶取向好，具有优良的光、电性能，同时成本低廉，可适用于工艺大规模生产。

主权项

一种直流/射频共溅射法制备高浓度梯度AZO单晶导电薄膜的方法，其特征是：具体步骤如下：1)清洗以单晶硅作为基片，对单晶硅基片进行清洗；2)靶材和基片安装溅射使用的靶材为ZnO靶和Al靶，氧化锌靶安装在磁控溅射设备的射频靶上，铝靶安装在磁控溅射设备的直流靶上，同时在磁控溅射设备的真空室顶部的样品台安装单晶硅基片；3)溅射沉积采用共溅射法制备梯度AZO薄膜，首先将真空室抽成高真空，本底真空度到2×10‑4Pa～5×10‑4Pa，基片加热至200℃～400℃，充入溅射气体高纯氩气20sccm～30sccm和氧气0sccm～7sccm混合气，工作气压调0.4Pa～0.8Pa，开始镀膜；镀膜过程中，样品台转动速率为10rad/min～15rad/min，调节ZnO靶材的溅射功率为180W～200W，ZnO靶材的功率保持不变，Al靶材的初始溅射功率为25W～60W，Al的初始掺杂量为40％～60％；Al靶材的功率在整个镀膜过程中不断变化，变化规律随着溅射沉积薄膜厚度的不断增加，Al靶材的功率减小，溅射沉积薄膜厚度每增加8nm～10nm，调节一次功率，当Al靶材的功率低于12W时，在铝靶靶面上用挡板将铝靶靶面部分用遮盖，通过调节Al靶材上面的档板，来进一步降低靶材的溅射功率至6W～4W，制得梯度AZO薄膜。