[发明专利]一种多掺杂氧化锌基宽禁带导电材料及其制备方法有效
申请号: | 200910195700.X | 申请日: | 2009-09-15 |
公开(公告)号: | CN101661808A | 公开(公告)日: | 2010-03-03 |
发明(设计)人: | 黄富强;万冬云 | 申请(专利权)人: | 中国科学院上海硅酸盐研究所 |
主分类号: | H01B1/00 | 分类号: | H01B1/00;H01B13/00;H01B5/14;C23C14/35;C23C14/06;H01L31/0224;H01L31/18 |
代理公司: | 上海光华专利事务所 | 代理人: | 许亦琳;余明伟 |
地址: | 200050上*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 掺杂 氧化锌 基宽禁带 导电 材料 及其 制备 方法 | ||
1.一种用于制备氧化锌透明导电薄膜的磁控溅射靶材的多掺杂氧化锌基宽禁带导 电材料,该多掺杂氧化锌基宽禁带导电材料,由含有掺杂元素的原料和含有锌元素的原料 经烧结制得;所述掺杂元素包含掺杂阳离子和掺杂阴离子;其中,所述掺杂阳离子为高价 阳离子Mn+,n为整数且2<n≤6;所述掺杂阴离子为低价阴离子Xm-,m=1;所述高价阳离 子Mn+选自正三价阳离子、正四价阳离子、正五价阳离子和正六价阳离子中的一种或多种, 所述Xm-选自F-或Cl-中的一种或两种;且所述正三价阳离子选自In、Sc、Y或镧系元素阳 离子,所述正四价阳离子选自Si、Ge、Sn、Pb、Ti或Hf元素阳离子,所述正五价阳离子 选自Nb、Ta或Sb元素阳离子,所述正六价阳离子选自Mo、W或Te元素阳离子;所述每 种掺杂元素相对于Zn元素的掺杂摩尔比例为0.25%~10.0%,总掺杂元素相对于Zn元素的 总掺杂摩尔比例为0.5%~15.0%。
2.如权利要求1所述的多掺杂氧化锌基宽禁带导电材料,其特征在于,所述含有掺 杂元素的原料选自所述掺杂元素的元素单质、氧化物、氢氧化物、醋酸盐、草酸盐、含氧 酸、含氧酸铵、柠檬酸盐、醇盐、硫酸盐、硝酸盐、氟氧化物、氟化物和氯化物中的一种 或多种。
3.如权利要求1所述的多掺杂氧化锌基宽禁带导电材料,其特征在于,所述含有锌 元素的原料选自金属锌、氧化锌、醋酸锌、草酸锌、柠檬酸锌、硫酸锌、氟化锌和氯化锌 中的一种或多种。
4.权利要求1~3中所述任一多掺杂氧化锌基宽禁带导电材料的制备方法,包括如下 步骤:将掺杂物源和锌源按照各掺杂元素和锌元素的摩尔配比进行配料,然后经过混合、 烘干和研磨得到前驱掺杂粉体,然后将前驱掺杂粉体在500~1000℃预烧2~24小时,最后将 预烧后的掺杂粉体压模成型并在1100~1450℃烧结1~16小时,即制得所述多掺杂氧化锌基 宽禁带导电材料。
5.权利要求1~3中所述任一多掺杂氧化锌基宽禁带导电材料用于制备氧化锌基透明 导电薄膜。
6.一种氧化锌基透明导电薄膜的制备方法,包括如下步骤:利用高真空磁控溅射技 术,通过磁控溅射将权利要求1~3中所述多掺杂氧化锌基宽禁带导电材料溅射到基板衬底 制得。
7.如权利要求6中所述氧化锌基透明导电薄膜的制备方法,其特征在于,所述高真 空磁控溅射过程中,衬底为玻璃、石英或有机柔性衬底;所述磁控溅射的工作气氛为惰性 气体、惰性气体与H2的混合气体、惰性气体和O2的混合气体或惰性气体与H2和O2的混 合气体;所述工作气氛的压强为0.1Pa~3Pa;衬底的加热温度为在室温至500℃范围内;衬 底和靶材的距离为5~10cm;磁控溅射功率为60~160W;溅射时间为10~60min。
8.一种氧化锌基透明导电薄膜,由权利要求6或7中任一所述方法制得。
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