專(zhuān)利名稱(chēng)：Izao透明導(dǎo)電膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透明導(dǎo)電膜的制造方法，特別是涉及IZAO(銦鋅鋁氧 化物)透明導(dǎo)電膜的制造方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，ITO氧化銦錫透明導(dǎo)電膜以其優(yōu)良的光電性能廣泛地用于信 息顯示領(lǐng)域，但也存在一些問(wèn)題。一是室溫或低溫成膜電阻率與高溫成膜電阻率相差很大； 二是高溫成膜是結(jié)晶態(tài)，結(jié)晶晶屆會(huì)引起光散射，也影響膜表面平滑度，對(duì)液晶顯示和有機(jī) 發(fā)光顯示OLED不利；三是藍(lán)光波段透過(guò)率偏低，對(duì)某些應(yīng)用、特別是對(duì)太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn) 換效率有不利影響。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有ITO透明導(dǎo)電膜的不足，提供一 種IZAO透明導(dǎo)電膜的制造方法，通過(guò)摻雜，解決高低溫成膜電阻率相差太大的問(wèn)題；在結(jié) 構(gòu)上形成非晶態(tài)，改善膜表面平滑度，減小由于結(jié)晶晶界引起的光散射；并且展寬光學(xué)能隙 寬度，改善藍(lán)光波段的透過(guò)率。本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題可以通過(guò)采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)解決方案是采用雙陰極直流磁控同時(shí)濺射^2O3靶和ZAO靶，形成 鋅鋁摻雜的IZAO膜；所述ZAO靶是在ZnO中摻雜Al2O3形成的陶瓷靶材，其中ZAO靶中Al2O3 摻雜的重量比是2-4%，在雙陰極靶濺射時(shí)，改變M2O3靶和ZAO靶的直流輸入功率以改變 IZAO膜的ZAO摻雜比例。利用常規(guī)的直流磁控濺射技術(shù)，將三氧化二銦^2O3靶和鋅鋁氧化物ZAO靶做成兩 個(gè)小陰極(即雙陰極)同時(shí)濺射，對(duì)M2O3摻雜形成銦鋅鋁氧化物IZAO膜。具體做法是一 個(gè)陰極安裝In2O3靶，另一個(gè)陰極安裝ZAO靶，它們是緊密相鄰的兩個(gè)小陰極靶；當(dāng)分別施加 直流電源后，In2O3靶和ZAO靶會(huì)同時(shí)濺射出In2O3和ZAO原子團(tuán)或分子團(tuán)，沉積在基材上形 成ZAO摻雜的IZAO膜。摻AL2O3的目的是展寬光學(xué)能隙，同時(shí)也是為了使ZAO靶成為導(dǎo)電 性氧化物，以便于直流濺射。所述IZAO透明導(dǎo)電膜的制造方法，所述IZAO透明導(dǎo)電膜摻雜的重量比優(yōu)選3%。所述IZAO透明導(dǎo)電膜的制造方法，In2O3靶和ZAO靶的直流輸入功率比為10 4 時(shí)，得到L2OdPZAO在IZAO膜中的重量比為10 3，此時(shí)IZAO膜的電阻率最低。同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的技術(shù)效果在于解決高低溫成膜電阻率相差大的問(wèn) 題，通過(guò)使用本發(fā)明方法制成的IZAO透明導(dǎo)電膜是非晶結(jié)構(gòu)，改善了導(dǎo)電膜表面平滑度， 減小了由于結(jié)晶晶界引起的光散射，展寬了光學(xué)能隙，改善了藍(lán)光波段的透過(guò)率。





圖1是本發(fā)明采用的雙陰極濺射靶示意圖。
1-直流磁控濺射陰極24n203直流磁控濺射濺射靶
3-ZA0直流磁控濺射靶4-直流磁控濺射陰極
5-ZA0靶直流電源輸入6-h203靶直流電源輸入
7-永磁體8-磁體極靴
9-屏蔽板
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示之優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。參看圖1，本實(shí)施例采用雙陰極即直流磁控濺射陰極1、4，在雙陰極1、4上安裝 In2O3靶2和ZAO靶3，由ZAO靶直流電源輸入5和In2O3靶直流電源輸入6分別給In2O3靶 2和ZAO靴3弓丨入直流電源功率。所述雙陰極1、4是常規(guī)的直流磁控濺射陰極，只是陰極寬度較小，一般為 100-120mm，優(yōu)選110mm。永磁體7和極靴8構(gòu)成了磁場(chǎng)磁控體系。本實(shí)施例中陰極1、4 長(zhǎng)度為1510mm，根據(jù)不同的使用場(chǎng)合所述陰極1、4長(zhǎng)度可縮短或增長(zhǎng)。所述^i2O3靶2是 商用^i2O3靶材，靶材尺寸是6X 100X 1500mm(厚度X寬度X長(zhǎng)度)，跟陰極長(zhǎng)度一樣， 根據(jù)不同場(chǎng)合的使用要求，靶材長(zhǎng)度可縮短或增長(zhǎng)。所述ZAO靶3，是在SiO中摻雜Al2O3 形成的陶瓷靶材，Al2O3的重量比是2-4%，優(yōu)選的摻雜比例是3%。ZAO靶材的尺寸是 6X 100X 1500mm(厚度X寬度X長(zhǎng)度)，跟陰極長(zhǎng)度一樣，根據(jù)不同場(chǎng)合的使用要求，靶材 長(zhǎng)度可縮短或增長(zhǎng)。所述ZAO靶直流電源輸入5和M2O3靶直流電源輸入6是常規(guī)的磁控 濺射直流電源，最大輸出功率均為20KW(1000V，20A)，根據(jù)直流磁控濺射陰極1、4、^i2O3靶 2和ZAO靶3長(zhǎng)度的變化，可相應(yīng)選用不同輸出功率的直流電源。本實(shí)施例中，所述IZAO膜是采用上述雙陰極1、4和In2O3靶2和ZAO靶3同時(shí)濺 射形成的摻雜膜。在0. 2Pa-0. 5Pa氬壓強(qiáng)條件下，對(duì)靶2、3輸入不同的直流功率濺射會(huì)形 成^i2O3和ZAO不同比例的摻雜膜。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在優(yōu)選的氬壓強(qiáng)條件下(0.35 )，所 述In2O3靶2和ZAO靶3同時(shí)濺射時(shí)，In2O3靶2直流輸入功率與ZAO靶3直流輸入功率之 比為10 4時(shí)，所述In2O3和ZAO的成分比約為10 3，所述IZAO膜的電阻率最低，約為 5 X 10_4 Ω -cm ；此時(shí)改變成膜溫度，從常溫20°C到300°C，所述IZAO膜的電阻率變化不大，且 膜的結(jié)構(gòu)均為非晶態(tài)，與成膜溫度無(wú)關(guān)。實(shí)驗(yàn)還表明，所述IZAO膜的電阻率隨^i2O3和ZAO 成分的比例變化而明顯改變，而對(duì)濺射壓強(qiáng)0. 2Pa-0. 5Pa和成膜溫度20°C _300°C不敏感。本實(shí)施例用雙陰極1、4和In2O3靶2、ZAO靶3同時(shí)濺射制備IZAO膜，舉例如下例一基材為PET膜(聚酯膜)，厚度175 μ m，可見(jiàn)光透過(guò)率88%，In2O3靶材尺 寸 6 X 100 X 1500mm，ZAO 靶材尺寸 6 X 100 X 1500mm，濺射壓強(qiáng)(Ar)O. 35Pa，鍍膜速度 Im/ min,基材加熱溫度150°C 士5°C，In2O3靶的輸入功率(直流)5. 2KW，ZAO靶的輸入功率(直 流)2. 1KW，獲得的IZAO膜性能如下表面電阻350 Ω/ 口可見(jiàn)光透過(guò)率(380_780nm)彡85%電阻穩(wěn)定性(RT/R。)彡士 10%&表示150°C加熱一小時(shí)后的表面電阻R。表示加熱前的表面電阻例二 只改變?yōu)R射功率，即In2O3靶的輸入功率(直流)為4. 3KW，ZAO靶的輸入功 率(直流)為1. 7KW，其余條件與例一相同，獲得的IZAO膜性能如下表面電阻400 Ω/ 口可見(jiàn)光透過(guò)率(380_780nm)彡86%電阻穩(wěn)定性(RT/R。)彡士 10%&表示150°C加熱一小時(shí)后的表面電阻R。表示加熱前的表面電阻
上述例一、例二獲得的所述IZAO膜的結(jié)構(gòu)，均為非晶態(tài)。電阻率為7X10_4Q-cm， 比在玻璃基材上獲得的最低電阻率(5X10_4Q-cm)要高，這可能是PET表面引起的界面效 應(yīng)所致。
權(quán)利要求
1.一種IZAO透明導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于采用雙陰極直流磁控同時(shí)濺射^i2O3 靶和ZAO靶，形成鋅鋁摻雜的IZAO膜；所述ZAO靶是在SiO中摻雜Al2O3形成的陶瓷靶材， 其中ZAO靶中Al2O3摻雜的重量比是2-4%，在雙陰極靶濺射時(shí)，改變In2O3靶和ZAO靶的直 流輸入功率以改變IZAO膜的ZAO摻雜比例。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IZAO透明導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于所述ZAO靶中 Al2O3摻雜的重量比是3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IZAO透明導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于=In2O3靶和ZAO 靶的直流輸入功率比為10 4時(shí)，得到^I2O3和ZAO在IZAO膜中的重量比為10 3，此時(shí) IZAO膜的電阻率最低。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IZAO透明導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于所述IZAO膜的 成膜溫度為20°C -300°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IZAO透明導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于濺射壓強(qiáng)為 0.2Pa-0. 5Pa。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的IZAO透明導(dǎo)電膜的制造方法，其特征在于濺射壓強(qiáng)優(yōu)選為 氬壓強(qiáng)條件下0. 351^。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種IZAO透明導(dǎo)電膜的制造方法，采用雙陰極直流磁控同時(shí)濺射In2O3靶和ZAO靶，形成鋅鋁摻雜的IZAO膜；所述ZAO靶是在ZnO中摻雜Al2O3形成的陶瓷靶材，其中ZAO靶中Al2O3摻雜的重量比是2-4％，在雙陰極靶濺射時(shí)，改變In2O3靶和ZAO靶的直流輸入功率以改變IZAO膜的Al2O3摻雜比例。同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的技術(shù)效果在于解決高低溫成膜電阻率相差大的問(wèn)題，通過(guò)使用本發(fā)明方法制成的IZAO透明導(dǎo)電膜是非晶結(jié)構(gòu)，改善了導(dǎo)電膜表面平滑度，減小了由于結(jié)晶晶界引起的光散射，展寬了光學(xué)能隙，改善了藍(lán)光波段的透過(guò)率。
文檔編號(hào)C23C14/08GK102140623SQ20101916405
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月2日
發(fā)明者曾鴻斌 申請(qǐng)人:深圳市海森應(yīng)用材料有限公司