[发明专利]一种高迁移率的掺氟氧化锌基透明导电薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种高迁移率的掺氟氧化锌基透明导电薄膜的制备方法，包括溅射准备和溅射镀膜，其特征在于，还包括如下步骤：

（1）将磁控溅射生长的薄膜进行真空退火处理，柔性衬底的真空热退火的温度为50～150℃，时间为20～60min；

或，硬质衬底的真空热退火的温度为200～500℃，时间为20～40min；

（2）将步骤（1）得到的退火处理的薄膜进行氢等离子处理，制备得到所述的高迁移率的掺氟氧化锌基透明导电薄膜；

所述氢等离子处理工艺为：本底气压低于5×10^-6Torr，工作气压为1～20mTorr，衬底的温度为室温至200℃，射频电源的功率为20～100W。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的柔性衬底为聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二酯。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的柔性衬底的真空热退火的温度为125～150℃。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的氢等离子处理工艺为：工作气压为5～10mTorr，射频电源的功率为40～50W。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的硬质衬底为玻璃、石英或硅片。

6.如权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述的硬质衬底的真空热退火的温度为400～450℃。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的氢等离子处理工艺为：工作气压为5～10mTorr，射频电源的功率为10～20W。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）柔性衬底经超声清洗后吹干，安放在磁控溅射设备的衬底托盘上；

2）装上ZnO：F的陶瓷靶，F，Zn原子比为3%，抽真空至真空度达到4×10^-6Torr，并加热衬底至75～125℃；

3）向生长室中通入纯Ar，调节气压到15mTorr后开始起辉，进行预溅，再打开溅射挡板，调节生长气压至7mTorr，打开射频电源，设置功率至150W，溅射时间15～60min，得到厚度为400～450nm的FZO薄膜；

4）将步骤3）中制备得到的FZO薄膜进行真空退火处理，退火温度为150℃，时间为20～60min，然后冷却到室温；

5）将步骤4）中得到的薄膜重新放入磁控溅射设备的腔体，打开真空系统，到真空度下降至4×10^-6Torr，向腔体中通入纯H₂，调节腔体内气压到7mTorr，开启衬底电源，设置功率为50W，使氢气起辉，在氢等离子体中处理20～30min，得到所述的高迁移率的掺氟氧化锌基透明导电薄膜。

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）硬质衬底经超声清洗后吹干，安放在磁控溅射设备的衬底托盘上；

2）装上ZnO：F的陶瓷靶，F，Zn原子比为3%，抽真空至真空度达到5×10^-6Torr，并加热衬底至300～450℃；

3）向生长室中通入纯Ar，调节气压到12mTorr后开始起辉，进行预溅，再打开溅射挡板，调节生长气压至8mTorr，打开射频电源，设置功率至100W，溅射时间15～60min，得到厚度为100～150nm的FZO薄膜；

4）将步骤3）中制备得到的FZO薄膜进行真空退火处理，退火温度为400～450℃，时间为20～40min，然后冷却到室温；

5）将步骤4）中得到的薄膜重新放入磁控溅射设备的腔体，打开真空系统，到真空度下降至5×10^-6Torr，向腔体中通入纯H₂，调节腔体内气压到8mTorr，开启衬底电源，设置功率为10W，使氢气起辉，在氢等离子体中处理10～20min，得到所述的高迁移率的掺氟氧化锌基透明导电薄膜。