氧化锌（ZnO）前驱体和利用该前驱体沉积ZnO类薄膜的方法，使用该ZnO前驱体可以沉积高质量和高纯度的ZnO类薄膜。所述ZnO前驱体包括混合溶剂和源材料，所述混合溶剂包含混合的至少两种有机溶剂，所述源材料包括稀释在所述混合溶剂内的二乙基锌或二甲基锌。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】氧化锌（ZnO）前驱体和利用该前驱体沉积ZnO类薄膜的方法，使用该ZnO前驱体可以沉积高质量和高纯度的ZnO类薄膜。所述ZnO前驱体包括混合溶剂和源材料，所述混合溶剂包含混合的至少两种有机溶剂，所述源材料包括稀释在所述混合溶剂内的二乙基锌或二甲基锌。【专利说明】相关申请的交叉引用本申请要求2012年10月9日递交的韩国专利申请第10-2012-0111674号的优先权，为所有目的将该申请的全部内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种氧化锌(ZnO)前驱体和利用该前驱体沉积ZnO类薄膜的方法，更具体地，本专利技术涉及一种ZnO前驱体和利用该前驱体沉积ZnO类薄膜的方法，使用该ZnO前驱体可以沉积高质量和高纯度的ZnO类薄膜。
技术介绍
平板显示器(如薄膜晶体管液晶显示器(TFT-1XD)、等离子体显示板(PDP)、场致发射显示器(FED)和有机发光装置(0LED))、利用光电效应的光伏电池、触摸屏等需要透明导电电极，即透射的导电物质。透明导电膜对平板显示器、光伏电池等来说是重要的一种关键材料。透明导电膜用于保护内部电子装置免受外部的影响，将信号和电流传递至电子装置，并将由电子装置发射的光无阻力地传递至屏幕。透明导电膜需要具有优异的传输和导电率。用于这种透明导电膜的材料必须具有低电阻率(10_3 Ω Cm至10_4 Ω cm)并在可见光范围内具有高透光率。此外，由于在内部电子装置的制造过程中的热量，用于透明导电膜的材料的特性需要改变很小。迄今为止最受欢迎的透明电极材料的实例为氧化铟锡(ΙΤ0:1rvxSnxO3)。尽管ITO具有优异的光学特性，但是它具有以下缺点:它的源元素之一 In的制造价格非常高，且当其暴露于等离子体时，ITO的性质因热量而明显改变。相反，至于具有约3.4eV能隙的氧化锌(ZnO)，它的红外线(IR)和可见光透光率非常良好，且它具有优异的导电率和对等离子体优异的忍耐力。此外，ZnO会在低温时生长，且它的制造价格是相对低的。因此，ZnO作为用于大显示器和功能窗口(functional window)的透明电极的前景材料而出现。ZnO可通过物理气相沉积(PVD)沉积在基板上以形成薄膜。当在PVD方法中选择溅射时，将ZnO类靶用作靶材料。作为用于ZnO的制造的前驱体，主要使用其上结合有机配体的Zn络合物。在公知的络合物中，Zn (O2CMe)2、Zn4O(02CNEt2)6等在相对低的温度挥发。然而，它们在薄膜中造成碳污染，这是有问题的。此外，当将金属卤化合物广泛用作用于ZnO的制造的前驱体时，它的低挥发性要求高温，从而使得加工困难。此外，也进行了对使用源材料比如二乙基锌(DEZ)或DEZ辛烷溶液等通过化学气相沉积(CVD)在基板上沉积ZnO类薄膜的工艺的研究。图1为示意性显示等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备的结构图，该设备利用DEZ或二甲基锌(DMZ)作为相关领域源材料沉积氧化锌类薄膜。图1说明了沉积未掺杂的ZnO以及掺杂F的和掺杂B的ZnO的PECVD设备。图1中所示的PECVD设备通过结合作为短效有机金属锌化合物DEZ或DMZ、作为载气的Ar或He、作为氧化剂的CO2以及作为掺杂剂的四乙基硼或三氟化氮(NF3)而形成反应组合物，并将反应组合物吹入沉积室1，从而在基板5上沉积氧化锌类薄膜。在未说明的附图标记中，2表示上电极，3表示下电极，4表示孔，6表示开口，7表示电源，8、9、10、11、12和13表示线路，14、15、16、17、18和19表示质量流量控制器(MFC)，20表示恒温器。图2为示意性显示沉积室的横截面图，该沉积室利用相关领域源材料，即通过将DEZ溶于有机溶剂而制备的溶液，沉积氧化锌类薄膜。将通过将DEZ溶于比如醚、酮、酯、烃或醇的有机溶剂而制备的溶液蒸发。通过导管24将蒸发的溶液供给到沉积室中，同时，通过导管25将氧化剂气体，比如氧气、臭氧气体、氮氧化物气体或水蒸汽供给到沉积室中。在未说明的附图标记中，21表不基板,22表不感受器、23表不加热器,26表不旋转轴，27表不反应气体出口，29表示反应室。然而，如图1中使用DEZ或DMZ时，存在着蒸汽压过高，由于高反应性因此着火的危险较高，不易控制薄膜的组成的问题。具体地，存在着缺点在于必须在低压下利用比如DEZ或DMZ的前驱体进行ZnO类薄膜的沉积，以及不能使用常压化学气相沉积(APCVD)。因此，如图2所示，也研究了通过将DEZ或DMZ溶于有机溶液中而抑制天然挥发性和爆炸性并形成高纯度ZnO类薄膜的方法。然而，因为前驱体和稀释的溶剂具有不同的蒸汽压，这种方法需要在将源材料供应至蒸发器后，通过蒸发源材料进行化学沉积，这是有问题的。此外，当源材料蒸发不完全时，由于源材料的不完全分解，杂质很大可能会沉积在蒸发器的内部，从而堵塞蒸发器或造成薄膜再现性的明显降低。专利技术背景部分公开的信息仅用于更好地理解本专利技术的背景，而不应作为该信息形成本领域技术人员已 知的现有技术的证明或任何暗示的形式。
技术实现思路
本专利技术的多个方面提供氧化锌(ZnO)前驱体和利用该前驱体沉积ZnO类薄膜的方法，使用该ZnO前驱体可以沉积高质量和高纯度的ZnO类薄膜。在本专利技术的一个方面中，提供一种ZnO前驱体，包括:包含混合的至少两种有机溶剂的混合溶剂，和在所述混合溶剂内稀释的氧化锌前驱体源材料。所述氧化锌前驱体源材料包括二乙基锌或二甲基锌。根据本专利技术的示例性实施方式，各种所述有机溶剂都可为由通式CnH2n+2表示的链烷烃类碳氢化合物或由通式CnH2n表示的环烷烃类碳氢化合物，其中η为在5至12的范围内的数字。所述混合溶剂可包括辛烷和庚烷。所述混合溶剂可包括辛烷和己烷。所述混合溶剂可包括辛烷和戊烷。所述源材料的含量可在0.lmol/L至2mol/L的范围内。此外，所述源材料的蒸汽压可在所述混合溶剂的蒸汽压的95%至99%的范围内。在本专利技术的一个方面中，提供一种通过化学气相沉积(CVD)在基板上沉积ZnO类薄膜的方法。所述方法利用ZnO前驱体和氧化剂沉积ZnO类薄膜。所述ZnO前驱体包括混合溶剂和源材料，所述混合溶剂包括混合的至少两种有机溶剂，所述源材料包括稀释在所述混合溶剂中的二乙基锌或二甲基锌。根据本专利技术的示例性实施方式，所述有机溶剂可为由通式CnH2n+2表示的链烷烃类碳氢化合物或由通式CnH2n表示的环烷烃类碳氢化合物，其中η为在5至12的范围内的数字。所述混合溶剂可包括辛烷和庚烷。所述混合溶剂可包括辛烷和己烷。所述混合溶剂可包括辛烷和戊烷。所述CVD可将所述源材料的蒸汽压控制在所述混合溶剂的蒸汽压的95%至99%的范围内。可以常压化学气相沉积(APCVD)实施所述CVD。所述CVD可包括蒸发所述ZnO前驱体并将所述ZnO前驱体的蒸发气体供应至其中放置有所述基板的沉积室中。这里，可不使用蒸发器而通过将气体吹入所述氧化锌前驱体而蒸发所述氧化锌前驱体。所述ZnO前驱体可在载气上运输至所述沉积室，将惰性气体用作所述载气。可将选自由氧气、臭氧气体、氮氧化物气体、水蒸汽和乙醇蒸汽组成的组中的至少一种用作所述氧化剂。 所述CVD可用掺杂剂掺杂所述ZnO类薄膜。·此外，可将选自由Si基板、蓝宝石基板、陶瓷基板、玻璃基板、金属氧化物基本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氧化锌前驱体，所述氧化锌前驱体包括：混合溶剂，所述混合溶剂包括混合的至少两种有机溶剂；和氧化锌前驱体源材料，所述氧化锌前驱体源材料被稀释在所述混合溶剂中。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朴洙昊，朴钟世，刘泳祚，李柱永，金序炫，尹根尚，金荣云，申亨秀，尹承镐，李相度，李相益，任相俊，
申请(专利权)人：三星康宁精密素材株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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