[发明专利]一种透明导电薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光电材料领域，尤其涉及一种透明导电薄膜及其制备方法。

背景技术

透明导电薄膜是把光学透明性能与导电性能复合在一体的光电材料，由于其具有优异的光电特性，成为近年来的研究热点和前沿课题，可广泛应用于太阳能电池，LED，TFT，LCD及触摸屏等屏幕显示领域。随着器件性能要求的提高，用于作为器件阳极的透明导电膜的性能也在要求提高。除了保持高的可见透过率，低的电阻率，还要求有较高的表面功函数，使其与其他功能层的能级相匹配，降低势垒，提高载流子注入效率，最终达到高的电光效率。

目前商业化的各种透明导电薄膜，如ITO、AZO、ATO以及超薄金属薄膜等，其光透过率、导电性以及表面功函数都较低。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种透明导电薄膜，该薄膜起导电阳极作用。

本发明的技术方案如下：

一种透明导电薄膜，该导电薄膜包括作为缓冲和匹配作用的Al₂O₃层，作为导电作用的CuSn层，以及作为高功函作用的ReO₃层；且Al₂O₃层、CuSn层和ReO₃层形成Al₂O₃-CuSn-ReO₃三文治结构；Al₂O₃层、CuSn层和ReO₃层的厚度分别为50~150nm、5~55nm和0.5~5nm；优选，Al₂O₃层、CuSn层和ReO₃层的厚度分别为80nm、25nm和2nm。

本发明提供的上述透明导电薄膜的制备方法，包括如下步骤：

S1、把衬底、Al靶和CuSn合金靶放入溅镀设备的真空腔中，并对真空腔抽真空；调节Al靶和CuSn合金靶分别与衬底的距离设定为35~90mm；

S2、Al₂O₃薄膜的制备：用Al靶，在通入真空腔的氩气工作气体中通入氧气，且真空腔中氩气和氧气混合气的工作压强0.2~2.0Pa，氧气质量百分含量占1~10%，调节溅镀设备的溅射功率60~160W，随后进行镀膜处理2~5小时，得到厚度为50~150nm的Al₂O₃薄膜；

S3、CuSn薄膜的制备：用CuSn合金靶，在真空腔中通入纯氩气作为工作气体，真空腔中的氩气工作压强0.2~2.0Pa，调节溅镀设备的溅射功率30~100W，随后进行镀膜处理2~5小时，在Al₂O₃薄膜上得到厚度为5~55nm的CuSn薄膜的Al₂O₃-CuSn两层样品；

S4、把步骤S3得到的Al₂O₃-CuSn两层样品以及ReO₃放入蒸镀设备的真空腔中，设置真空腔的真空度为1.0×10^-3Pa~1.0×10^-6Pa；随后在Al₂O₃-CuSn两层样品的CuSn薄膜层表面蒸镀厚度为0.5~5nm的ReO₃薄膜，得到Al₂O₃-CuSn-ReO₃三文治结构的透明导电薄膜。

所述透明导电薄膜的制备方法，步骤S1中，对真空腔抽真空是采用机械泵和分子泵进行的，且真空腔的真空度抽至1.0×10^-3Pa~1.0×10^-6Pa；优选，真空腔的真空度抽至6.0×10^-4Pa。

所述透明导电薄膜的制备方法，步骤S1中，Al靶和CuSn合金靶分别与衬底的距离设定为50mm。

所述透明导电薄膜的制备方法，步骤S2中，真空腔中氩气和氧气混合气的工作压强1.0Pa；氧气质量百分含量占5%；溅镀设备的溅射功率100W。

所述透明导电薄膜的制备方法，步骤S3中，真空腔中氩气和氧气混合气的工作压强1.0Pa；溅镀设备的溅射功率60W。

所述透明导电薄膜的制备方法，步骤S4中，真空腔的真空度为2.0×10^-4Pa。