專利名稱：Izao透明導電膜的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種透明導電膜的制造方法，特別是涉及IZAO(銦鋅鋁氧 化物)透明導電膜的制造方法。
背景技術：
眾所周知，ITO氧化銦錫透明導電膜以其優良的光電性能廣泛地用于信 息顯示領域，但也存在一些問題。一是室溫或低溫成膜電阻率與高溫成膜電阻率相差很大； 二是高溫成膜是結晶態，結晶晶屆會引起光散射，也影響膜表面平滑度，對液晶顯示和有機 發光顯示OLED不利；三是藍光波段透過率偏低，對某些應用、特別是對太陽能電池光電轉 換效率有不利影響。發明內容本發明要解決的技術問題是針對現有ITO透明導電膜的不足，提供一 種IZAO透明導電膜的制造方法，通過摻雜，解決高低溫成膜電阻率相差太大的問題；在結 構上形成非晶態，改善膜表面平滑度，減小由于結晶晶界引起的光散射；并且展寬光學能隙 寬度，改善藍光波段的透過率。本發明解決所述技術問題可以通過采用以下技術方案來實現本發明的技術解決方案是采用雙陰極直流磁控同時濺射^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，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。利用常規的直流磁控濺射技術，將三氧化二銦^2O3靶和鋅鋁氧化物ZAO靶做成兩 個小陰極(即雙陰極)同時濺射，對M2O3摻雜形成銦鋅鋁氧化物IZAO膜。具體做法是一 個陰極安裝In2O3靶，另一個陰極安裝ZAO靶，它們是緊密相鄰的兩個小陰極靶；當分別施加 直流電源后，In2O3靶和ZAO靶會同時濺射出In2O3和ZAO原子團或分子團，沉積在基材上形 成ZAO摻雜的IZAO膜。摻AL2O3的目的是展寬光學能隙，同時也是為了使ZAO靶成為導電 性氧化物，以便于直流濺射。所述IZAO透明導電膜的制造方法，所述IZAO透明導電膜摻雜的重量比優選3%。所述IZAO透明導電膜的制造方法，In2O3靶和ZAO靶的直流輸入功率比為10 4 時，得到L2OdPZAO在IZAO膜中的重量比為10 3，此時IZAO膜的電阻率最低。同現有技術相比較，本發明的技術效果在于解決高低溫成膜電阻率相差大的問 題，通過使用本發明方法制成的IZAO透明導電膜是非晶結構，改善了導電膜表面平滑度， 減小了由于結晶晶界引起的光散射，展寬了光學能隙，改善了藍光波段的透過率。





圖1是本發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
具體實施方式
以下結合附圖所示之優選實施例作進一步詳述。參看圖1，本實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是常規的直流磁控濺射陰極，只是陰極寬度較小，一般為 100-120mm，優選110mm。永磁體7和極靴8構成了磁場磁控體系。本實施例中陰極1、4 長度為1510mm，根據不同的使用場合所述陰極1、4長度可縮短或增長。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長度)，跟陰極長度一樣， 根據不同場合的使用要求，靶材長度可縮短或增長。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長度)，跟陰極長度一樣，根據不同場合的使用要求，靶材 長度可縮短或增長。所述ZAO靶直流電源輸入5和M2O3靶直流電源輸入6是常規的磁控 濺射直流電源，最大輸出功率均為20KW(1000V，20A)，根據直流磁控濺射陰極1、4、^i2O3靶 2和ZAO靶3長度的變化，可相應選用不同輸出功率的直流電源。本實施例中，所述IZAO膜是采用上述雙陰極1、4和In2O3靶2和ZAO靶3同時濺 射形成的摻雜膜。在0. 2Pa-0. 5Pa氬壓強條件下，對靶2、3輸入不同的直流功率濺射會形 成^i2O3和ZAO不同比例的摻雜膜。根據實驗結果，在優選的氬壓強條件下(0.35 )，所 述In2O3靶2和ZAO靶3同時濺射時，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，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 膜的結構均為非晶態，與成膜溫度無關。實驗還表明，所述IZAO膜的電阻率隨^i2O3和ZAO 成分的比例變化而明顯改變，而對濺射壓強0. 2Pa-0. 5Pa和成膜溫度20°C _300°C不敏感。本實施例用雙陰極1、4和In2O3靶2、ZAO靶3同時濺射制備IZAO膜，舉例如下例一基材為PET膜(聚酯膜)，厚度175 μ m，可見光透過率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(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/ 口可見光透過率(380_780nm)彡85%電阻穩定性(RT/R。)彡士 10%&表示150°C加熱一小時后的表面電阻R。表示加熱前的表面電阻例二 只改變濺射功率，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/ 口可見光透過率(380_780nm)彡86%電阻穩定性(RT/R。)彡士 10%&表示150°C加熱一小時后的表面電阻R。表示加熱前的表面電阻
上述例一、例二獲得的所述IZAO膜的結構，均為非晶態。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 應所致。
權利要求
1.一種IZAO透明導電膜的制造方法，其特征在于采用雙陰極直流磁控同時濺射^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，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.根據權利要求1所述的IZAO透明導電膜的制造方法，其特征在于所述ZAO靶中 Al2O3摻雜的重量比是3%。
3.根據權利要求1所述的IZAO透明導電膜的制造方法，其特征在于=In2O3靶和ZAO 靶的直流輸入功率比為10 4時，得到^I2O3和ZAO在IZAO膜中的重量比為10 3，此時 IZAO膜的電阻率最低。
4.根據權利要求1所述的IZAO透明導電膜的制造方法，其特征在于所述IZAO膜的 成膜溫度為20°C -300°C。
5.根據權利要求1所述的IZAO透明導電膜的制造方法，其特征在于濺射壓強為 0.2Pa-0. 5Pa。
6.根據權利要求5所述的IZAO透明導電膜的制造方法，其特征在于濺射壓強優選為 氬壓強條件下0. 351^。
全文摘要
本發明涉及一種IZAO透明導電膜的制造方法，采用雙陰極直流磁控同時濺射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，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。同現有技術相比較，本發明的技術效果在于解決高低溫成膜電阻率相差大的問題，通過使用本發明方法制成的IZAO透明導電膜是非晶結構，改善了導電膜表面平滑度，減小了由于結晶晶界引起的光散射，展寬了光學能隙，改善了藍光波段的透過率。
文檔編號C23C14/08GK102140623SQ20101916405
公開日2011年8月3日 申請日期2010年2月2日 優先權日2010年2月2日
發明者曾鴻斌 申請人:深圳市海森應用材料有限公司