專利名稱：：一種誘導結構的多層透明導電薄膜的制作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種導電薄膜，特別涉及一種帶誘導結構的導電薄膜。
背景技術：
：透明導電氧化物薄膜具有良好的導電性能和透光性能，廣泛應用于平面液晶顯示(LCD)、電致發光顯示(ELD)、等離子體顯示(PD)以及太陽能電池、熱鏡、電磁屏蔽等。在相當一段時間內，In203:Sn(ITO)薄膜作為一種典型的透明導電氧化物薄膜得到了極廣泛的應用，但ITO薄膜中的銦有毒，在制備和應用中對人體有害；ITO中的In203的價格昂貴，成本較高，ITO薄膜易受氫等離子體的還原作用，這些缺點在很大程度上限制了ITO薄膜的研究和應用。新型透明導電ZnO:A1(AZO)薄膜中的ZnO價格便宜，來源豐富，無毒,并且在氫等離子中穩定性要優于ITO，在很多領域具有逐步取代ITO薄膜的趨勢。目前關于單層AZO薄膜制備與性能的研究較多，而關于多層AZO薄膜的研究較少，限于AZOlM(金屬)lAZO的簡單膜系，并且基于數值優化的設計方法比較繁雜。
發明內容本實用新型是針對現有ITO薄膜易受氫等離子體的還原作用和新型透明導電ZnO:A1(AZO)薄膜僅限于單層薄膜的設計，結構局限性大的問題，提出了一種誘導結構的多層透明導電薄膜，使其性能優越、成本低廉、設計簡捷，并具有多種結構供不同應用選擇。本實用新型的技術方案為一種誘導結構的多層透明導電薄膜，包括導電薄膜，所述導電薄膜包括入射介質、出射介質、金屬層、誘導匹配層，從上到下結構依次為入射介質、誘導匹配層、金屬層、誘導匹配層和出射介質，具有至少一層金屬層，金屬層之間及兩側為誘導匹配層。所述金屬層為Ag或Al,單層厚度為1030nm。所述誘導匹配層為AZO膜及電介質材料。本實用新型的有益效果在于本實用新型誘導結構的多層透明導電薄膜具有多種結構供不同應用選擇，克服了單層導電ZnO:A1(AZO)薄膜的設計結構局限性大，同時性能優越，成本低。圖1是本實用新型誘導結構的多層透明導電薄膜完全匹配結構示意圖；圖2是本實用新型誘導結構的多層透明導電薄膜不完全匹配結構示意圖；圖3是本實用新型誘導結構的多層透明導電薄膜雙層金屬誘導結構示意圖。具體實施方式誘導結構的多層透明導電薄膜從上到下結構依次為入射介質、誘導匹配層、金屬層、誘導匹配層和出射介質，選用AZO誘導多層透明導電薄膜，具有一層或多層金屬薄膜，金屬膜之間及兩側為誘導匹配層。其中，金屬層為Ag或Al，單層厚度為1040nm，膜層數可為一層或多層；誘導匹配層為AZO膜及電介質材料，其膜厚及膜層數由誘導濾光片的設計方法計算并調整；由于AZO膜為導電膜，采用AZO設計誘導匹配層比單純采用電介質膜設計誘導匹配層的膜系具有更好的導電性。下面介紹3中此結構的誘導結構的多層透明導電薄膜。如圖l所示完全匹配結構，GlassI[60nmZnS|78nmAZO]4|148nmAZOI15nmAgl148nmAZO|[78nmAZO60nmZnS|]4|Glass,出射介質、入射介質均為玻璃1;匹配層2由多層高折射率ZnS薄膜和低折射率AZO薄膜交替構成，金屬層3:高純度Ag靶，制備釆用磁控濺射，靶材Zn:Al重量比98:2的AZ0陶瓷靶；ZnS靶；高純度Ag靶；基底玻璃。金屬Ag膜在室溫下制備；AZO及介質膜制備時，基底溫度為200度，退火處理0.5小時。本體真空1*10-33*10-3Pa，工作真空為lPa，濺射在純氬氣氛中進行。濺射ZAO膜所加功率為400W，濺射Ag膜所加功率為200W。該透明導電膜的光電性能指標:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>誘導匹配層由多層高折射率ZnS薄膜和低折射率AZO薄膜交替構成。在誘導設計中，一旦金屬膜的光學常數和厚度選定后，勢透過率僅是出射導納的函數，使勢透射率最大的出射導納即為最佳匹配導納。完全匹配結構使金屬層出射導納為最佳導納，從而獲得最大透過率；帶寬較窄，適用于窄帶濾光片的透明電極，可對要求波段進行設計。如圖2為不完全匹配結構，Glassl41nmAZ0|15nmAg|41nmAZ0|Glass,出射介質、入射介質均為玻璃l，匹配層4采用單層AZ0，金屬層3:高純度Ag。制備采用磁控濺射，靶材Zn:Al重量比98:2的AZ0陶瓷靶，高純度Ag靶。基底玻璃。金屬Ag膜在室溫下制備；AZO膜制備時，基底溫度為200度。本體真空1*10-33*10-3Pa，工作真空為0.7Pa，濺射在純氬氣氛中進行。濺射ZAO膜所加功率為450W，濺射Ag膜所加功率為200W。該透明導電膜的光電性能指標<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>不完全匹配結構，減少誘導匹配膜系的膜層數，只用單層AZO膜，其膜厚由金屬層出射導納對最佳導納偏離最小的條件決定；相對完全匹配，本結構最大透過率有所降低，但結構簡化，帶寬拓展，適用于寬譜應用，如太陽能電池的透明電極。如圖3所述雙層金屬誘導結構，GlassI40nmAZ0|20nmAg|88nmAZO|20nmAg|40nmAZO|Glass入射介質、出射介質均為玻璃l，匹配層4采用單層AZO，兩層金屬層3:高純度Ag。制備采用磁控濺射，靶材ZmAl重量比98:2的AZ0陶瓷靶，高純度Ag靶。基底玻璃。金屬Ag膜在室溫下制備；AZO及介質膜制備時，基底溫度為200度。本體真空1*10-33*10-3Pa，工作真空為0.7Pa，濺射在純氬氣氛中進行。濺射ZAO膜所加功率為450W，濺射Ag膜所加功率為200W。整個濺射過程采用旋轉方式，膜厚可通過基片旋轉速率和旋轉次數控制，或由適應震蕩膜厚監控儀實時監控。該透明導電膜的光電性能指標:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>多層金屬誘導結構，具有兩層或以上金屬層，間隔以AZO誘導匹配層。為了保持較高的透過率，可適當減薄金屬層，由于金屬膜鍍制在已呈連續膜生長的AZO膜上，不會形成孤島結構，因此仍然具有較高的電導率。在誘導結構的AZO透明導電膜中，多層膜的總方塊電阻由誘導層、金屬層、匹配層的方電阻并聯得到^=^~+^~+^~;由于形成連續膜的金屬膜具有優良導電性，因此在一定厚度下，多層膜的導電性主要由金屬層決定。同時，金屬層的最大透過率僅由其膜厚d和光學常數n，k決定，通過誘導結構可以把其最大透過率誘導出來。金屬層越厚，導電性越好，最大透過率越低；因此，金屬層存在一個最佳厚度，設置特征量P-最大勢透過率(金屬膜厚d，金屬膜折射率n，金屬膜吸收系數k)/方電阻(金屬膜厚d)。根據實驗和計算，確定為1530nm。權利要求1、一種誘導結構的多層透明導電薄膜，包括導電薄膜，其特征在于所述導電薄膜包括入射介質、出射介質、金屬層、誘導匹配層，從上到下結構依次為入射介質、誘導匹配層、金屬層、誘導匹配層和出射介質，具有至少一層金屬層，金屬層之間及兩側為誘導匹配層。2、根據權利要求l所述的誘導結構的多層透明導電薄膜，其特征在于所述金屬層為Ag或Al，單層厚度為l(T30nm。3、根據權利要求l所述的誘導結構的多層透明導電薄膜，其特征在于所述誘導匹配層為AZO膜及電介質材料。專利摘要本實用新型涉及一種誘導結構的多層透明導電薄膜，包括入射介質、出射介質、金屬層、誘導匹配層，從上到下結構依次為入射介質、誘導匹配層、金屬層、誘導匹配層和出射介質，具有多種結構供不同應用選擇，克服了單層導電ZnO∶Al(AZO)薄膜的設計結構局限性大，同時性能優越，成本低。文檔編號H01B5/14GK201242892SQ20082005841公開日2009年5月20日申請日期2008年5月15日優先權日2008年5月15日發明者呂瑋閣,張大偉,毅李,楊永才,浩沈申請人:上海理工大學