专利名称：Izao透明导电膜的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种透明导电膜的制造方法，特别是涉及IZAO(铟锌铝氧 化物)透明导电膜的制造方法。
背景技术：
众所周知，ITO氧化铟锡透明导电膜以其优良的光电性能广泛地用于信 息显示领域，但也存在一些问题。一是室温或低温成膜电阻率与高温成膜电阻率相差很大； 二是高温成膜是结晶态，结晶晶届会引起光散射，也影响膜表面平滑度，对液晶显示和有机 发光显示OLED不利；三是蓝光波段透过率偏低，对某些应用、特别是对太阳能电池光电转 换效率有不利影响。发明内容本发明要解决的技术问题是针对现有ITO透明导电膜的不足，提供一 种IZAO透明导电膜的制造方法，通过掺杂，解决高低温成膜电阻率相差太大的问题；在结 构上形成非晶态，改善膜表面平滑度，减小由于结晶晶界引起的光散射；并且展宽光学能隙 宽度，改善蓝光波段的透过率。本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现本发明的技术解决方案是采用双阴极直流磁控同时溅射^2O3靶和ZAO靶，形成 锌铝掺杂的IZAO膜；所述ZAO靶是在ZnO中掺杂Al2O3形成的陶瓷靶材，其中ZAO靶中Al2O3 掺杂的重量比是2-4%，在双阴极靶溅射时，改变M2O3靶和ZAO靶的直流输入功率以改变 IZAO膜的ZAO掺杂比例。利用常规的直流磁控溅射技术，将三氧化二铟^2O3靶和锌铝氧化物ZAO靶做成两 个小阴极(即双阴极)同时溅射，对M2O3掺杂形成铟锌铝氧化物IZAO膜。具体做法是一 个阴极安装In2O3靶，另一个阴极安装ZAO靶，它们是紧密相邻的两个小阴极靶；当分别施加 直流电源后，In2O3靶和ZAO靶会同时溅射出In2O3和ZAO原子团或分子团，沉积在基材上形 成ZAO掺杂的IZAO膜。掺AL2O3的目的是展宽光学能隙，同时也是为了使ZAO靶成为导电 性氧化物，以便于直流溅射。所述IZAO透明导电膜的制造方法，所述IZAO透明导电膜掺杂的重量比优选3%。所述IZAO透明导电膜的制造方法，In2O3靶和ZAO靶的直流输入功率比为10 4 时，得到L2OdPZAO在IZAO膜中的重量比为10 3，此时IZAO膜的电阻率最低。同现有技术相比较，本发明的技术效果在于解决高低温成膜电阻率相差大的问 题，通过使用本发明方法制成的IZAO透明导电膜是非晶结构，改善了导电膜表面平滑度， 减小了由于结晶晶界引起的光散射，展宽了光学能隙，改善了蓝光波段的透过率。
图1是本发明采用的双阴极溅射靶示意图。
1-直流磁控溅射阴极24n203直流磁控溅射溅射靶
3-ZA0直流磁控溅射靶4-直流磁控溅射阴极
5-ZA0靶直流电源输入6-h203靶直流电源输入
7-永磁体8-磁体极靴
9-屏蔽板
具体实施方式
以下结合附图所示之优选实施例作进一步详述。参看图1，本实施例采用双阴极即直流磁控溅射阴极1、4，在双阴极1、4上安装 In2O3靶2和ZAO靶3，由ZAO靶直流电源输入5和In2O3靶直流电源输入6分别给In2O3靶 2和ZAO靴3弓丨入直流电源功率。所述双阴极1、4是常规的直流磁控溅射阴极，只是阴极宽度较小，一般为 100-120mm，优选110mm。永磁体7和极靴8构成了磁场磁控体系。本实施例中阴极1、4 长度为1510mm，根据不同的使用场合所述阴极1、4长度可缩短或增长。所述^i2O3靶2是 商用^i2O3靶材，靶材尺寸是6X 100X 1500mm(厚度X宽度X长度)，跟阴极长度一样， 根据不同场合的使用要求，靶材长度可缩短或增长。所述ZAO靶3，是在SiO中掺杂Al2O3 形成的陶瓷靶材，Al2O3的重量比是2-4%，优选的掺杂比例是3%。ZAO靶材的尺寸是 6X 100X 1500mm(厚度X宽度X长度)，跟阴极长度一样，根据不同场合的使用要求，靶材 长度可缩短或增长。所述ZAO靶直流电源输入5和M2O3靶直流电源输入6是常规的磁控 溅射直流电源，最大输出功率均为20KW(1000V，20A)，根据直流磁控溅射阴极1、4、^i2O3靶 2和ZAO靶3长度的变化，可相应选用不同输出功率的直流电源。本实施例中，所述IZAO膜是采用上述双阴极1、4和In2O3靶2和ZAO靶3同时溅 射形成的掺杂膜。在0. 2Pa-0. 5Pa氩压强条件下，对靶2、3输入不同的直流功率溅射会形 成^i2O3和ZAO不同比例的掺杂膜。根据实验结果，在优选的氩压强条件下(0.35 )，所 述In2O3靶2和ZAO靶3同时溅射时，In2O3靶2直流输入功率与ZAO靶3直流输入功率之 比为10 4时，所述In2O3和ZAO的成分比约为10 3，所述IZAO膜的电阻率最低，约为 5 X 10_4 Ω -cm ；此时改变成膜温度，从常温20°C到300°C，所述IZAO膜的电阻率变化不大，且 膜的结构均为非晶态，与成膜温度无关。实验还表明，所述IZAO膜的电阻率随^i2O3和ZAO 成分的比例变化而明显改变，而对溅射压强0. 2Pa-0. 5Pa和成膜温度20°C _300°C不敏感。本实施例用双阴极1、4和In2O3靶2、ZAO靶3同时溅射制备IZAO膜，举例如下例一基材为PET膜(聚酯膜)，厚度175 μ m，可见光透过率88%，In2O3靶材尺 寸 6 X 100 X 1500mm，ZAO 靶材尺寸 6 X 100 X 1500mm，溅射压强(Ar)O. 35Pa，镀膜速度 Im/ min,基材加热温度150°C 士5°C，In2O3靶的输入功率(直流)5. 2KW，ZAO靶的输入功率(直 流)2. 1KW，获得的IZAO膜性能如下表面电阻350 Ω/ 口可见光透过率(380_780nm)彡85%电阻稳定性(RT/R。)彡士 10%&表示150°C加热一小时后的表面电阻R。表示加热前的表面电阻例二 只改变溅射功率，即In2O3靶的输入功率(直流)为4. 3KW，ZAO靶的输入功 率(直流)为1. 7KW，其余条件与例一相同，获得的IZAO膜性能如下表面电阻400 Ω/ 口可见光透过率(380_780nm)彡86%电阻稳定性(RT/R。)彡士 10%&表示150°C加热一小时后的表面电阻R。表示加热前的表面电阻
上述例一、例二获得的所述IZAO膜的结构，均为非晶态。电阻率为7X10_4Q-cm， 比在玻璃基材上获得的最低电阻率(5X10_4Q-cm)要高，这可能是PET表面引起的界面效 应所致。
权利要求
1.一种IZAO透明导电膜的制造方法，其特征在于采用双阴极直流磁控同时溅射^i2O3 靶和ZAO靶，形成锌铝掺杂的IZAO膜；所述ZAO靶是在SiO中掺杂Al2O3形成的陶瓷靶材， 其中ZAO靶中Al2O3掺杂的重量比是2-4%，在双阴极靶溅射时，改变In2O3靶和ZAO靶的直 流输入功率以改变IZAO膜的ZAO掺杂比例。
2.根据权利要求1所述的IZAO透明导电膜的制造方法，其特征在于所述ZAO靶中 Al2O3掺杂的重量比是3%。
3.根据权利要求1所述的IZAO透明导电膜的制造方法，其特征在于=In2O3靶和ZAO 靶的直流输入功率比为10 4时，得到^I2O3和ZAO在IZAO膜中的重量比为10 3，此时 IZAO膜的电阻率最低。
4.根据权利要求1所述的IZAO透明导电膜的制造方法，其特征在于所述IZAO膜的 成膜温度为20°C -300°C。
5.根据权利要求1所述的IZAO透明导电膜的制造方法，其特征在于溅射压强为 0.2Pa-0. 5Pa。
6.根据权利要求5所述的IZAO透明导电膜的制造方法，其特征在于溅射压强优选为 氩压强条件下0. 351^。
全文摘要
本发明涉及一种IZAO透明导电膜的制造方法，采用双阴极直流磁控同时溅射In2O3靶和ZAO靶，形成锌铝掺杂的IZAO膜；所述ZAO靶是在ZnO中掺杂Al2O3形成的陶瓷靶材，其中ZAO靶中Al2O3掺杂的重量比是2-4％，在双阴极靶溅射时，改变In2O3靶和ZAO靶的直流输入功率以改变IZAO膜的Al2O3掺杂比例。同现有技术相比较，本发明的技术效果在于解决高低温成膜电阻率相差大的问题，通过使用本发明方法制成的IZAO透明导电膜是非晶结构，改善了导电膜表面平滑度，减小了由于结晶晶界引起的光散射，展宽了光学能隙，改善了蓝光波段的透过率。
文档编号C23C14/08GK102140623SQ20101916405
公开日2011年8月3日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日
发明者曾鸿斌 申请人:深圳市海森应用材料有限公司