载流子传输层的制备方法及磁控溅射装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种载流子传输层的制备方法及磁控溅射装置，该制备方法包括：提供一导电基板；将贵金属和载流子传输层材料制成靶材；以及采用磁控溅射，在所述导电基板上同时沉积贵金属和载流子传输层材料，得到贵金属纳米颗粒掺杂的载流子传输层。本发明专利技术的制备方法及磁控溅射装置具有成本低、通用型强、可大面积制备等优势，所得贵金属纳米颗粒掺杂的载流子传输层表面均一性较好且容易进行表面形貌调控，可有效提高LED器件的发光效率和器件稳定性。

Preparation of carrier transport layer and magnetron sputtering device

The present invention provides a device and preparation method of magnetron sputtering a carrier transport layer, the preparation method comprises: providing a conductive substrate; a noble metal and carrier transport layer material target; and by magnetron sputtering, precious metal and carrier transport layer material is deposited on the conductive substrate by carrier transport layer noble metal nanoparticles doped. Preparation method and magnetron sputtering device of the invention has low cost, high universality, can be prepared in a large area and other advantages, the surface uniformity of the carrier transport layer of noble metal nanoparticles doped with good surface morphology and easy to control, can effectively improve the luminous efficiency of LED device and device stability.

【技术实现步骤摘要】
载流子传输层的制备方法及磁控溅射装置
本专利技术涉及半导体领域，特别涉及一种载流子传输层的制备方法及磁控溅射装置。
技术介绍
贵金属纳米颗粒的表面等离子激元效应可以与光耦合，从而实现对光吸收或者光发射的调控。在GaN基传统LED中，这种表面等离子激元增强效应已经被证实是可以有效的提高器件发光效率，在薄膜发光二极管器件中，表面等离子体激元增强效应也多有应用。目前利用贵金属纳米颗粒增强LED器件的技术大多采用MOCVD、电子束刻蚀、电子束蒸发或者先用化学溶液法制备相关贵金属纳米颗粒再通过旋涂、滴涂等方法制膜或直接掺入发光层中的方法加入器件结构中，这些方法虽然能够得到贵金属纳米颗粒，但成本较高，并且不适合进行大面积制备。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种可低成本制备贵金属纳米颗粒掺杂的载流子传输层的方法及装置。为实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种载流子传输层的制备方法，包括：提供一导电基板；将贵金属和载流子传输层材料制成靶材；以及采用磁控溅射，在所述导电基板上同时沉积贵金属和载流子传输层材料，得到贵金属纳米颗粒掺杂的载流子传输层。在本专利技术的制备方法的一个实施方式中，在得到所述贵金属纳米颗粒掺杂的载流子传输层后，还包括利用一遮掩板部分地遮盖所述靶材，使所述载流子传输层材料继续沉积在所述贵金属纳米颗粒掺杂的载流子传输层上以形成一保护层。在本专利技术的制备方法的另一个实施方式中，所述保护层的厚度小于10nm。在本专利技术的制备方法的另一个实施方式中，所述遮掩板将所述贵金属完全遮盖而使所述载流子传输层材料部分或全部地露出。在本专利技术的制备方法的另一个实施方式中，所述载流子传输层材料为圆形且位于所述靶材的中心，所述贵金属以环状附着于所述载流子传输层材料的外围，所述遮掩板为环状，其内径小于所述靶材中所述载流子传输层材料的直径，外径大于所述靶材中所述贵金属的直径。在本专利技术的制备方法的另一个实施方式中，在形成所述保护层后，还包括对所述贵金属纳米颗粒掺杂的载流子传输层进行退火处理。在本专利技术的制备方法的另一个实施方式中，所述退火处理在空气或惰性气体中进行，温度为150-800℃。在本专利技术的制备方法的另一个实施方式中，所述贵金属为金、银或铂。在本专利技术的制备方法的另一个实施方式中，所述载流子传输层材料为ZnO、TiO2、NiO、WO3、MoO3或V2O5。在本专利技术的制备方法的另一个实施方式中，所述载流子传输层为空穴传输层或电子传输层。另一方面，本专利技术提供一种磁控溅射装置，用于将两种不同材料制成的靶材沉积到基板上，所述磁控溅射装置包括一遮掩板，所述遮掩板可遮盖于所述靶材上以将一种材料完全遮盖而使另一种材料部分或全部地露出。在本专利技术的磁控溅射装置的一个实施方式中，所述靶材由第一材料和第二材料制成且所述第一材料与所述第二材料不同，所述第一材料为圆形且位于所述靶材的中心，所述第二材料以圆环状附着于所述第一材料的外围。在本专利技术的磁控溅射装置的另一个实施方式中，所述遮掩板为环状且具有一中心孔，所述中心孔的孔径小于所述第一材料的直径，所述遮掩板的直径大于所述第二材料的直径。在本专利技术的磁控溅射装置的另一个实施方式中，所述遮掩板为圆形，其直径大于所述第一材料的直径且小于所述第二材料的直径。在本专利技术的磁控溅射装置的另一个实施方式中，磁控溅射装置还包括一控制杆，以控制所述遮掩板以同心圆方式遮盖所述靶材或完全移开所述靶材的表面。本专利技术的制备方法及磁控溅射装置具有成本低、通用型强、可大面积制备等优势，所得贵金属纳米颗粒掺杂的载流子传输层表面均一性较好且容易进行表面形貌调控，可有效提高LED器件的发光效率和器件稳定性。附图说明图1为本专利技术一个实施方式的磁控溅射装置的结构示意图；图2为本专利技术一个实施方式的靶材的结构示意图；图3为本专利技术一个实施方式的遮掩板的结构示意图；图4为在本专利技术制得的载流子传输层基础上制造的正式器件的结构示意图；图5为在本专利技术制得的载流子传输层基础上制造的反式器件的结构示意图；图6为利用电子束蒸发法得到贵金属纳米颗粒的表面形貌图；图7为利用化学合成后旋涂法得到贵金属纳米颗粒的表面形貌图；图8为利用本专利技术的制备方法得到贵金属纳米颗粒的表面形貌图；其中，附图标记说明如下：1：负极2：正极3：背板4：磁极5：靶材载台6：靶材7：遮掩板8：基板载台9：基板10：气体入口11：真空泵21：第一材料22：第二材料31：中心孔32：环状结构41：导电衬底42：贵金属纳米颗粒掺杂的空穴传输层43：保护层44：发光层45：电子传输层46：电极51：导电衬底52：贵金属纳米颗粒掺杂的电子传输层53：保护层54：发光层55：空穴传输层56：电极具体实施方式下面根据具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明。本专利技术的保护范围不限于以下实施例，列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限制本专利技术。需了解的是，在此公开的附图并未必按照实际装置及元件的比例绘示。在附图中可能夸大实施例的形状与厚度以便清楚表现出本公开实施例的特征。此外，附图中的结构及装置是以示意的方式绘示，以便清楚表现出本公开实施例的特征。图1为本专利技术一个实施方式的磁控溅射装置的结构示意图，如图1所示，磁控溅射装置具有一真空腔室，负极1和正极2分别位于该真空腔室的底部和顶部，真空腔室内的底部处设有背板3，其与负极1相连，真空腔室内的顶部处设有基板载台8，其与正极2相连。背板3之上设有多个N/S磁极4，以在靶材表面建立与电场正交的磁场，电子受电场加速作用的同时受到磁场的束缚作用，运动轨迹成摆线，增加电子和带电粒子以及气体分子相碰撞的几率，提高气体的离化率，进而提高沉积速率。靶材载台5设置在磁极4上，用于承载靶材6，本专利技术的磁控溅射装置特别适用于将两种不同材料制成的靶材沉积到基板上。基板载台8用于承载基板9，进而承接由靶材6溅射出的靶材原子，最终形成膜结构。真空腔室的一侧设有气体入口10，用于向真空腔室内提供氩气(Ar)，另一侧设有真空泵11，以将腔室的真空度保持在一定范围内。遮掩板7设置于真空腔室中，其为可移动的，可遮盖于靶材6上，特别是将遮盖靶材6中的一种材料而露出另一种材料。在无需对靶材6进行遮盖时，遮掩板7也可移动到真空腔室的其它处而不影响溅射沉积过程。本专利技术对于靶材6的形状没有限制，靶材6可为圆形靶材，也可为矩形靶材，还可以为其它任意形状的靶材。靶材6中第一材料和第二材料之间可为相邻的方式设置，也可为包围环绕的方式设置，只需使两种材料之间具有明显的边界即可。图2为本专利技术一个实施方式的靶材的结构示意图，如图2所示，靶材由第一材料21和第二材料22制成且第一材料21与第二材料22不相同，第一材料21为圆形且位于靶材的中心，第二材料22以圆环状附着于第一材料21的外围。靶材对第一材料21和第二材料22的顺序没有限制，可视需求进行设定。图3为本专利技术一个实施方式的遮掩板的结构示意图，如图3所示，遮掩板为一圆环状，具有一中心孔31和一环状结构32，中心孔31孔径小于第一材料21的直径，环状结构32的直径(即遮掩板的直径)大于第二材料22的直径，如此，当遮掩板以同心圆方式遮盖如图2所示的靶材时，会将第二材料22完全遮盖住，而使第一材料21的全部或一部分露出(具体露出尺寸视中心孔31的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种载流子传输层的制备方法，其特征在于，包括：提供一导电基板；将贵金属和载流子传输层材料制成靶材；以及采用磁控溅射，在所述导电基板上同时沉积贵金属和载流子传输层材料，得到贵金属纳米颗粒掺杂的载流子传输层。

【技术特征摘要】
1.一种载流子传输层的制备方法，其特征在于，包括：提供一导电基板；将贵金属和载流子传输层材料制成靶材；以及采用磁控溅射，在所述导电基板上同时沉积贵金属和载流子传输层材料，得到贵金属纳米颗粒掺杂的载流子传输层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在得到所述贵金属纳米颗粒掺杂的载流子传输层后，还包括利用一遮掩板部分地遮盖所述靶材，使所述载流子传输层材料继续沉积在所述贵金属纳米颗粒掺杂的载流子传输层上以形成一保护层。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述保护层的厚度小于10nm。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述遮掩板将所述贵金属完全遮盖而使所述载流子传输层材料部分或全部地露出。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述载流子传输层材料为圆形且位于所述靶材的中心，所述贵金属以环状附着于所述载流子传输层材料的外围，所述遮掩板为环状，其内径小于所述靶材中所述载流子传输层材料的直径，外径大于所述靶材中所述贵金属的直径。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在形成所述保护层后，还包括对所述贵金属纳米颗粒掺杂的载流子传输层进行退火处理。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理在空气或惰性气体中进行，温度为150-800℃。8.根据权利要求1至7中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：常帅，钟海政，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11