一种透明导电薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于半导体光电材料领域，其公开了透明导电薄膜极其制备方法；该导电薄膜包括作为缓冲和匹配作用的Al2O3层，作为导电作用的CuSn层，以及作为高功函作用的ReO3层；且Al2O3层、CuSn层和ReO3层形成SnO2-CuSn-ReO3三文治结构。本发明专利技术提供的透明导电薄膜，为Al2O3-CuSn-ReO3三文治结构的三层阳极薄膜，第一层Al2O3层起匹配层的作用，中间的CuSn层起主要的导电作用，外层ReO3具有较高的表面功函数，与器件其他功能层的能级匹配；且该薄膜的方块电阻低至10Ω/囗，可见光透过率达92%，表面功函数6.1eV。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于半导体光电材料领域，其公开了透明导电薄膜极其制备方法；该导电薄膜包括作为缓冲和匹配作用的Al2O3层，作为导电作用的CuSn层，以及作为高功函作用的ReO3层；且Al2O3层、CuSn层和ReO3层形成SnO2-CuSn-ReO3三文治结构。本专利技术提供的透明导电薄膜，为Al2O3-CuSn-ReO3三文治结构的三层阳极薄膜，第一层Al2O3层起匹配层的作用，中间的CuSn层起主要的导电作用，外层ReO3具有较高的表面功函数，与器件其他功能层的能级匹配；且该薄膜的方块电阻低至10Ω/囗，可见光透过率达92%，表面功函数6.1eV。【专利说明】
本专利技术涉及半导体光电材料领域，尤其涉及。
技术介绍
透明导电薄膜是把光学透明性能与导电性能复合在一体的光电材料，由于其具有优异的光电特性，成为近年来的研究热点和前沿课题，可广泛应用于太阳能电池，LED, TFT,LCD及触摸屏等屏幕显示领域。随着器件性能要求的提高，用于作为器件阳极的透明导电膜的性能也在要求提高。除了保持高的可见透过率，低的电阻率，还要求有较高的表面功函数，使其与其他功能层的能级相匹配，降低势垒，提高载流子注入效率，最终达到高的电光效率。目前商业化的各种透明导电薄膜，如ΙΤΟ、AZO、ATO以及超薄金属薄膜等，其光透过率、导电性以及表面功函数都较低。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术提供一种透明导电薄膜，该薄膜起导电阳极作用。本专利技术的技术方案如下:一种透明导电薄膜，该导电薄膜包括作为缓冲和匹配作用的Al2O3层，作为导电作用的CuSn层，以及作为闻功函作用的ReO3层；且Al2O3层、CuSn层和ReO3层形成Al2O3-CuSn-ReO3三文治结构；A1203层、CuSn层和ReO3层的厚度分别为5(Tl50nm、5~55nm和0.5~5nm ;优选，Al2O3层、CuSn层和ReO3层的厚度分别为80nm、25nm和2nm。本专利技术提供的上述透明导电薄膜的制备方法，包括如下步骤:S1、把衬底、Al靶和CuSn合金靶放入溅镀设备的真空腔中，并对真空腔抽真空；调节Al祀和CuSn合金祀分别与衬底的距离设定为35~90mm ；S2、A1203薄膜的制备:用Al靶，在通入真空腔的氩气工作气体中通入氧气，且真空腔中氩气和氧气混合气的工作压强0.2~2.0Pa，氧气质量百分含量占f 10%，调节溅镀设备的溅射功率6(Tl60W，随后进行镀膜处理2飞小时，得到厚度为5(Tl50nm的Al2O3薄膜；S3、CuSn薄膜的制备:用CuSn合金靶，在真空腔中通入纯氩气作为工作气体，真空腔中的氩气工作压强0.2~2.0Pa，调节溅镀设备的溅射功率3(Tl00W，随后进行镀膜处理2~5小时，在Al2O3薄膜上得到厚度为5~55nm的CuSn薄膜的Al2O3-CuSn两层样品；S4、把步骤S3得到的Al2O3-CuSn两层样品以及ReO3放入蒸镀设备的真空腔中，设置真空腔的真空度为1.0X 10_3Pa~l.0XlO-6Pa ;随后在Al2O3-CuSn两层样品的CuSn薄膜层表面蒸镀厚度为0.5飞nm的ReO3薄膜，得到Al2O3-CuSn-ReO3三文治结构的透明导电薄膜。所述透明导电薄膜的制备方法，步骤SI中，对真空腔抽真空是采用机械泵和分子泵进行的，且真空腔的真 空度抽至1.0X 10_3Pa~l.0X 10_6Pa ;优选，真空腔的真空度抽至6.0XlO-4Pa0所述透明导电薄膜的制备方法，步骤SI中，Al靶和CuSn合金靶分别与衬底的距离设定为50mm。所述透明导电薄膜的制备方法，步骤S2中，真空腔中氩气和氧气混合气的工作压强1.0Pa ;氧气质量百分含量占5% ;溅镀设备的溅射功率100W。所述透明导电薄膜的制备方法，步骤S3中，真空腔中氩气和氧气混合气的工作压强1.0Pa ;溅镀设备的溅射功率60W。所述透明导电薄膜的制备方法，步骤S4中，真空腔的真空度为2.0X 10_4Pa。所述透明导电薄膜的制备方法，所述衬底为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜(PES)或聚碳酯(PC)。本专利技术提供的透明导电薄膜，为Al2O3-CuSn-ReO3三文治结构的三层阳极薄膜，第一层Al2O3层起匹配层的作用，中间的CuSn层起主要的导电作用，外层ReO3具有较高的表面功函数，能与器件其他功能层的能级匹配；且该薄膜的方块电阻低至15Ω/ 口，可见光透过率达88%，表面功函数6.leV，可作为有机电致发光器件0LED、有机太阳能电池等器件的阳极。本专利技术用的是全蒸镀方法制备三层堆叠式Al2O3-CuSn-ReO3透明导电薄膜，方法简单，工艺容易控制，且可以 与后续的有机材料蒸镀工艺相结合，效率更高。【专利附图】【附图说明】图1为实施例1制得透明导电薄膜的光透过率测试曲线图；使用紫外可见分光光度计进行测试，测试波长30(T900nm。【具体实施方式】下面结合附图，对本专利技术的较佳实施例作进一步详细说明。实施例1把Al靶和CuSn合金靶装入溅镀设备，然后，先后用无水乙醇和去离子水超声清洗PET衬底，并用高纯氮气吹干，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为50mm。用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽到6.0 X IO-4Pa,制备第一层Al2O3,通入含有氧气的氩气，压强调节为1.0Pa,氧气含量占5%，调节溅射功率100W。然后制备第二层CuSn薄膜，用CuSn合金靶，以纯氩气作为工作气体，压强选1.0Pa，溅射功率选60W，之后把样品放入蒸镀设备中，用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽至2.0X 10_4Pa，蒸镀ReO3薄膜。Al2O3, CuSn膜，ReO3薄膜三层的厚度分别为80nm，25nm，2nm，方块电阻为15 Ω / 口，可见光平均透过率为88%，表面功函数6.1eV0图1为实施例1制得透明导电薄膜的光透过率测试曲线图；使用紫外可见分光光度计进行测试，测试波长30(T900nm。由图1可知，在可见光47(T790nm波长范围平均透过率达83%。实施例2把Al靶和CuSn合金靶装入溅镀设备，先后用无水乙醇和去离子水超声清洗PES衬底，并用高纯氮气吹干，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为30mm。用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽到1.0X 10_5Pa，制备第一层Al2O3，通入含有氧气的氩气，压强调节为2.0Pa,氧气含量占10%，调节溅射功率160W。然后制备第二层CuSn薄膜，用CuSn合金靶，以纯氩气作为工作气体，压强选0.2Pa，溅射功率选30W，之后把样品放入蒸镀设备中，用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽至1.0X 10_6Pa，蒸镀ReO3薄膜。Al2O3, CuSn膜，ReO3薄膜三层的厚度分别为50nm，35nm,0.5nm，方块电阻为9Ω / 口，可见光平均透过率为83%，表面功函数5.7eV。实施例3把Al靶和CuSn合金靶装入溅镀设备，先后用无水乙醇和去离子水超声清洗PC衬底，并用高纯氮气吹干，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为90mm。用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽到1.0X 10_3Pa，制备第一层Al2O3,通入含有氧气的氩气，压强调节为0.2Pa，氧气含量占1%，调节溅射功率60W。然后制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透明导电薄膜，其特征在于，该导电薄膜包括作为缓冲和匹配作用的Al2O3层，作为导电作用的CuSn层，以及作为高功函作用的ReO3层；且Al2O3层、CuSn层和ReO3层形成Al2O3?CuSn?ReO3三文治结构；Al2O3层、CuSn层和ReO3层的厚度分别为50~150nm、5~55nm和0.5~5nm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，王平，陈吉星，冯小明，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，
类型：发明
国别省市：