[发明专利]一种液体氧化膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化物薄膜，尤其是使用溶胶凝胶法能够实现批量生产的液体氧化膜的制备方法。

背景技术

氧化锌是直接跃迁型半导体，其带隙为3.3-3.6eV，室温下激子束缚能为60meV，被广泛采用为光学元件。而氧化物薄膜也已经有效地运用在显示器和半导体器件制造领域。

从电学上来讲，氧化锌属于n型晶体，在制备过程中容易产生氧空位，降低其导电性。如果要使氧化锌的ｎ型导电性更好的话，目前的方法是将III族元素或第VII族元素掺杂到其中，增加其电子浓度，而得到较好的ｎ型半导体。具有代表性的掺杂剂有镓，铝，铟等的化合物。这些化合物作为透明电极的原料，已经广泛的运用在电子设备中，如聚光灯等。

氧化锌薄膜具有良好的延展性和透明性，在通过加入离子半径比锌更大的金属后（例如，铟，锡，铊），更能增加材料的电性能和稳定性，这也使氧化锌被广泛的运用在显示装置的晶体管中。

目前， IGZO(铟镓锌氧化物)等氧化膜的制备通常使用脉冲激光沉积（PLD）法，溅射法，化学气相沉积（CVD）法等，这些方法中大量使用了真空设备，使其制备成本大大提高。若能降低其制备成本，将降低该类氧化物薄膜的价格。

发明内容

本发明目的在于提供一种液体氧化膜的制备方法，该方法通过溶胶凝胶法能够实现该种液体氧化膜批量生产。

本发明的技术方案：

一种液体氧化膜的制备方法，该方法具体步骤如下：称取锌化合物和其它化合物，加入所对应的分散介质经过搅拌和老化形成稳定的分散体系，其中，锌化合物与其它化合物的摩尔比为1:（0.1- 2）。

所述的锌化合物选自二水合柠檬酸锌、乙酸锌、乙酸锌二水合物、乙酰丙酮锌水合物、丙烯酸锌、氯化锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸锌、氟化锌、氟化锌水合物、二水合六氟乙酰丙酮锌、甲基丙烯酸锌、硝酸锌、六水合硝酸锌、三氟甲磺酸锌、十一烯酸锌、锌三氟乙酸盐水合物、四氟硼酸锌水合物、锌六水合高氯酸中的至少一种。

所述的其它化合物选自铟化合物、镓化合物、锡化合物、铊化合物中的至少一种。

所述的分散体系中每种锌化合物，铟化合物、镓化合物、锡化合物、铊化合物的摩尔浓度均为0.1M-10M 。

所述的铟化合物选自氯化铟、氟化铟、氟化铵三水合物铟、氢氧化铟、硝酸铟水合物、乙酰丙酮铟、乙酸铟中的至少一种。

所述的镓化合物选自乙酰丙酮镓、氯化镓、氟化镓、硝酸镓水合物中的至少一种。

所述的锡化合物选自醋酸锡、氯化锡、氯化锡二水合物、氯化锡五水合物、氟化锡中的至少一种。

所述的铊化合物选自乙酸铊、乙酰丙酮、氯化铊、铊的环戊二烯、氟化铊、甲酸铊、六氟铊、硝酸铊、三水合硝酸铊、铊的三氟乙酸盐、高氯酸铊水合物中的至少一种。

所述的分散介质选自至乙二醇甲醚、异丙醇、二甲基甲酰胺、乙醇、去离子水、甲醇、乙酰丙酮、二甲胺、乙腈中的至少一种。

所述的分散体系需要加入溶胶稳定剂来保持分散体系稳定；所述的溶胶稳定剂选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种；所述的溶胶稳定剂与锌化合物在分散体系中具有基本相同的摩尔比。

所述的分散体系还需要加入酸或碱来调整pH值范围在3.8至4.2之间，当分散体系的pH值范围为1-10时，乙酸作为酸添加到的分散体系中调低pH值；氢氧化铵、氢氧化钾或氢氧化钠作为碱添加到的分散体系中调高pH值。

所述的分散体系在25至100摄氏度的温度下搅拌1小时至24小时。

所述的分散体系老化时间为1小时-240小时。

本发明的有益效果：

本发明的液体氧化膜，如IZO（铟锌氧化物）， IGZO（铟镓锌氧化物）， ISZO（铟锡锌氧化物）， SZO（锡锌氧化物）， SGZO（锡镓锌氧化物）， TGZO（铊镓锌氧化物）， TZO（铊锌氧化物）等，能通过溶胶凝胶法以一个简单而廉价的方式，代替以往的昂贵的真空蒸镀法在大规模生产中实现。

具体实施方法

实施例1：IGZO溶胶制备1

以20毫升摩尔浓度为0.7含乙二醇甲醚的去离子水为分散介质，加入乙酸锌二水合物、硝酸镓水合物和硝酸铟水合物，形成每种化合物摩尔浓度都为0.7的分散体系，再加入乙酸使其PH值保持在3.8-4.2，然后在60摄氏度的热板上搅拌一小时后，老化二十四小时后形成IGZO溶胶。

实施例2：IGZO溶胶制备2