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SnO2层，作为导电作用的Cu层，以及作为高功函作用的ReO3层；且SnO2层、Cu层和ReO3层形成SnO2-Cu-ReO3三文治结构。本发明专利技术提供的透明导电薄膜，为SnO2-Cu-ReO3三文治结构的三层阳极薄膜，第一层SnO2层有一定的导电性，并起着匹配层的作用，中间的Cu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8Ω/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SnO2层，作为导电作用的Cu层，以及作为高功函作用的ReO3层；且SnO2层、Cu层和ReO3层形成SnO2-Cu-ReO3三文治结构。本专利技术提供的透明导电薄膜，为SnO2-Cu-ReO3三文治结构的三层阳极薄膜，第一层SnO2层有一定的导电性，并起着匹配层的作用，中间的Cu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8Ω/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，掺铟的氧化物锡(ΙΤ0)、掺铝的氧化锌(ΑΖ0)、掺锑的氧化锡(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，包括作为缓冲和匹配作用的31102层，作为导电作用的Cu层，以及作为高功函作用的ReO3层；且SnO2层、Cu层和ReO3层形成SnO2-Cu-ReO3三文治结构；SnO2层、Cu层和ReO3层的厚度分别为3(Tl00nm、5~50nm和0.5~5nm。所述透明导电薄膜中，优选,所述SnO2层、Cu层和ReO3层的厚度分别为80nm、25nm和 2nm。本专利技术还提供上述透明导电薄膜的制备方法，包括如下步骤:S1、把衬底(如，石英片，单晶硅片或蓝宝石)、Sn02、Cu和ReO3分别放入蒸镀设备真空腔的四个钥舟中，并对真空腔抽真空；S2、制备透明导电薄膜:首先,控制蒸发速度为50nm/min,在衬底表面制备厚度为30~IOOnm且起缓冲和匹配作用的SnO2层；接着，控制蒸发速度为0.5^20nm/min,在SnO2层表面制备厚度为5~50nm且起导电作用的Cu层；最后，控制蒸发速度为0.flOnm/min,在Cu层表面制备厚度为0.5飞nm且起高功函作用的ReO3层；待蒸镀过程结束后，制得SnO2-Cu-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.0XlO-6Pa ;优选真空度抽至2.0 X 10_4Pa。所述透明导电薄膜的制备方法，步骤S2中，在制备SnO2层时，蒸发速率为IOnm/min ;在制备Cu层时,蒸发速率为3nm/min ;在制备ReO3层时,蒸发速率为0.3nm/min。本专利技术提供的透明导电薄膜，为SnO2-Cu-ReO3三文治结构的三层阳极薄膜，第一层SnO2层有一定的导电性，并起着匹配层的作用，中间的Cu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13 Ω/口，可见光透过率达90%，表面功函数6.2eV，可作为有机电致发光器件OLED、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SnO2-Cu-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(T800nm。【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把石英片、SnO2Xu和ReO3分别放入蒸镀设备的四个钥舟中，用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽至2.0 X 10_4Pa，先后蒸镀SnO2, Cu膜和ReO3薄膜，其蒸发速率分别为IOnm/min、3nm/min、0.3nm/min,制得厚度分别为 80nm、25nm和 2nm 的 SnO2-Cu-ReO3 三文治结构透明导电薄膜，该薄膜的方块电阻为13Ω/ 口，可见光平均透过率为90%，表面功函数6.2eV。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(T800nm。·由图1可知，在可见光47(T790nm波长范围平均透过率达90%。实施例2把单晶硅片、Sn02、Cu和ReO3分别放入蒸镀设备的四个钥舟中，用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽至1.0X 10_3Pa，先后蒸镀SnO2, Cu膜和ReO3薄膜，其蒸发速率分别为lnm/min, 20nm/min, 0.lnm/min,制得厚度分别为 30nm, 50nm, 0.5nm 的 SnO2-Cu-ReO3 三文治结构透明导电薄膜，该薄膜的方块电阻为9 Ω/口，可见光平均透过率为80%，表面功函数5.9eV0实施例3把蓝宝石、SnO2Xu和ReO3分别放入蒸镀设备的四个钥舟中，用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽至1.0 X 10_6Pa，先后蒸镀SnO2, Cu膜和ReO3薄膜，其蒸发速率分别为50nm/min, 0.5nm/min, 10nm/min,制得厚度分别为 IOOnm, 5nm, 5nm 的 SnO2-Cu-ReO3 三文治结构透明导电薄膜，该薄膜的方块电阻为32 Ω/ 口，可见光平均透过率为91%，表面功函数6.0eV0表1是商品化的ITO薄膜(对比例f 3)与实施例f 3制得导电薄膜性能测试结果；从表1中可以看出，在相同的电阻和光透过率下，实施例广3制得的SnO2-Cu-ReOd^膜的表面功函数都高于商用的ITO，具有很大的性能优势。表1【权利要求】1.一种透明导电薄膜，其特征在于，该导电薄膜包括作为缓冲和匹配作用的SnO2层，作为导电作用的Cu层，以及作为高功函作用的ReO3层；且SnO2层、Cu层和ReO3层形成SnO2-Cu-ReO3三文治结构；Sn02层、Cu层和ReO3层的厚度分别为3(Tl00nm、5~50nm和0.5~5nm。2.根据权利要求1所述的 透明导电薄膜，其特征在于，所述SnO2层、Cu层和ReO3层的厚度分别为80nm、25nm和2nm。3.—种的透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 51、把衬底、SnO2,Cu和ReO3分别放入蒸镀设备真空腔的四个钥舟中，并对真空腔抽真空; 52、制备透明导电薄膜:首先，控制蒸发速度为f50nm/min，在衬底表面制备厚度为3(Tl00nm且起缓冲和匹配作用的SnO2层；接着，控制蒸发速度为0.5~20nm/min，在SnO2层表面制备厚度为5~50nm且起导电作用的Cu层；最后，控制蒸发速度为0.flOnm/min,在Cu层表面制备厚度为0.5飞nm且起高功函作用的ReO3层；待蒸镀过程结束后，制得本文档来自技高网...

【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SnO2层，作为导电作用的Cu层，以及作为高功函作用的ReO3层；且SnO2层、Cu层和ReO3层形成SnO2?Cu?ReO3三文治结构；SnO2层、Cu层和ReO3层的厚度分别为30~100nm、5~50nm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：