[发明专利]性能改进的氮化锌系复合薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种性能改进的氮化锌系复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：

准备表面清洁的单晶硅基片；

在所述单晶硅基片表面以第一磁控溅射工艺参数沉积第一ZnO层，其中，所述第一ZnO层的厚度为10-15nm；

在所述第一ZnO层表面以第二磁控溅射工艺参数沉积金属Zn层，其中，所述金属Zn层的厚度为5-10nm；

在所述金属Zn层表面以第三磁控溅射工艺参数沉积第二ZnO层，其中，所述第二ZnO层的厚度为20-30nm；

在所述第二ZnO层表面以第四磁控溅射工艺参数沉积第一AZO层，其中，所述第一AZO层的厚度为25-40nm；

在所述第一AZO层表面以第五磁控溅射工艺参数沉积第二AZO层，其中，所述第二AZO层的厚度为15-30nm；

在所述第二AZO层表面以第六磁控溅射工艺参数沉积第一Zn₃N₂层，其中，所述第一Zn₃N₂层的厚度为10-20nm；

在所述第一Zn₃N₂层表面以第七磁控溅射工艺参数沉积第二Zn₃N₂层，得到性能改进的氮化锌系复合薄膜，其中，所述第二Zn₃N₂层的厚度为15-30nm；以及

对所述性能改进的氮化锌系复合薄膜进行退火处理；

其中，在所述单晶硅基片表面以第一磁控溅射工艺参数沉积第一ZnO层的具体工艺为：溅射靶材为ZnO靶材，溅射气氛为氩气，氩气流量40-60sccm，电源脉冲频率为70-150kHz，溅射电压为300-500V，溅射功率为200-400W，基片温度为300-400℃；在所述第一ZnO层表面以第二磁控溅射工艺参数沉积金属Zn层的具体工艺为：溅射靶材为Zn靶材，溅射气氛为氩气，氩气流量40-60sccm，电源脉冲频率为50-100kHz，溅射电压为200-400V，溅射功率为100-300W，基片温度为200-300℃；在所述金属Zn层表面以第三磁控溅射工艺参数沉积第二ZnO层的具体工艺为：溅射靶材为ZnO靶材，溅射气氛为氩气，氩气流量40-60sccm，电源脉冲频率为100-200kHz，溅射电压为200-300V，溅射功率为100-200W，基片温度为300-400℃；在所述第二ZnO层表面以第四磁控溅射工艺参数沉积第一AZO层的具体工艺为：溅射靶材为掺铝氧化锌靶材，其中，在所述掺铝氧化锌靶材中，Al与Zn的原子百分比为(4-9)：100，溅射气氛为氩气，氩气流量40-60sccm，电源脉冲频率为150-250kHz，溅射电压为250-350V，溅射功率为150-300W，基片温度为300-400℃；在所述第一AZO层表面以第五磁控溅射工艺参数沉积第二AZO层的具体工艺为：溅射靶材为掺铝氧化锌靶材，其中，在所述掺铝氧化锌靶材中，Al与Zn的原子百分比为(8-13)：100，溅射气氛为氩气，氩气流量40-60sccm，电源脉冲频率为150-250kHz，溅射电压为350-500V，溅射功率为50-150W，基片温度为450-650℃；在所述第二AZO层表面以第六磁控溅射工艺参数沉积第一Zn₃N₂层的具体工艺为：溅射靶材为金属Zn靶材，溅射气氛为氩气和氮气的混合气，混合气流量100-200sccm，其中，氩气和氮气的体积比为(1-3)：1，电源脉冲频率为50-100kHz，溅射电压为150-300V，溅射功率为200-300W，基片温度为450-550℃，溅射时间为15-25min；在所述第一Zn₃N₂层表面以第七磁控溅射工艺参数沉积第二Zn₃N₂层的具体工艺为：溅射靶材为金属Zn靶材，溅射气氛为氩气和氮气的混合气，混合气流量100-200sccm，其中，氩气和氮气的体积比为(4-8)：1，电源脉冲频率为150-300kHz，溅射电压为100-200V，溅射功率为150-200W，基片温度为500-600℃，溅射时间为5-15min；对所述性能改进的氮化锌系复合薄膜进行退火处理的具体工艺为：退火气氛为氩气气氛，退火温度为400-500℃，退火时间为30-60min。