一種夾層結構透明導電薄膜及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及功能薄膜材料的技術領域，特別是設及一種夾層結構透明導電薄膜及 其制備方法。
【背景技術】
[0002] 透明導電氧化物(TC0)薄膜由于具有高的可見光透射率和低的電阻率，在抗靜電 涂層、防結冰裝置、太陽能電池、觸摸顯示屏、平板顯示、發熱器、光學涂層W及透明光電子 等方面具有廣闊的發展前景。目前，應用最廣的透明導電氧化物薄膜為銅系氧化物（IT0)薄 膜，其綜合光電性能優異，應用最為廣泛，但是銅有毒，且存在價格昂貴，穩定性差，在氨等 離子體氣氛中容易被還原等問題，因此人們力圖尋找一種價格低廉且性能優異的IT0替換 材料。
[0003] 超薄導電金屬層也可W作為透明導電膜，但目前能應用的只有金、銀和銷等電阻 率低且化學穩定性好的貴金屬，但金和銷成本昂貴，限制了其應用。
[0004] 現有技術中的透明導電薄膜，多為單層結構的透明導電薄膜，運種單層結構的透 明導電薄膜，存在電阻率高、厚度不夠薄、化學穩定性差的缺陷，并且運種單層結構的透明 導電薄膜與襯底之間的吸附性不夠強，導致不利于實際生產。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的之一在于針對現有技術中的不足之處而提供一種成本低、電阻率 低、厚度薄、化學穩定性好、且與襯底之間的吸附性強的夾層結構透明導電薄膜。
[0006] 本發明的目的之二在于針對現有技術中的不足之處而提供一種成本低、電阻率 低、厚度薄、化學穩定性好、且與襯底之間的吸附性強的夾層結構透明導電薄膜的制備方 法。
[0007] 為達到上述目的之一，本發明通過W下技術方案來實現。
[000引提供一種夾層結構透明導電薄膜，所述透明導電薄膜為BaSn化/Cu/BaSnO-3的夾層 結構，即包括依次層疊的BaSn化薄膜層、加薄膜層和BaSn化薄膜層。
[0009] 每層所述BaSn化薄膜層的厚度均為lOnm~lOOnm，所述Cu薄膜層的厚度為化m~ 20nm。
[0010] 優選的，每層所述BaSn〇3薄膜層的厚度均為30nm~50nm，所述Cu薄膜層的厚度為 8nm~llnm〇
[0011] 為達到上述目的之二，本發明通過W下技術方案來實現。
[0012] 提供一種夾層結構透明導電薄膜的制備方法，它包括W下步驟： 步驟一，將化Sn〇3祀材和化祀材裝入磁控瓣射系統的腔體內； 步驟二，將磁控瓣射系統的腔體抽至一定的真空度，然后使用氣氧混合氣或者氣氣作 為瓣射氣體用W瓣射BaSn化祀材，在一定的瓣射功率下在襯底上進行沉積得到BaSn化薄膜 層； 步驟Ξ，在一定的瓣射功率下在步驟二得到的化Sn化薄膜層上瓣射化薄膜層； 步驟四，在一定的瓣射功率下在步驟Ξ得到的Cu薄膜層上瓣射BaSn化薄膜層，制得夾 層結構透明導電薄膜。
[0013] 上述技術方案中，所述步驟一中，所述BaSn〇3祀材和所述Cu祀材的純度均為 99.99%〇
[0014] 上述技術方案中，所述步驟二中，所述磁控瓣射系統的真空度為0.1 X l(T3Pa~1.0 X10-3 化。
[0015] 上述技術方案中，所述步驟二中，所述氣氧混合氣中，氧氣和氣氣的摩爾比為0. ^ 0.5:1;所述氣氧混合氣或者氣氣的壓強為0.3 Pa~3 Pa。
[0016] 上述技術方案中，所述步驟二中，所述襯底為玻璃襯底、石英襯底或藍寶石襯底。
[0017] 上述技術方案中，所述步驟二、步驟Ξ和步驟四中，所述瓣射功率均為30W~100W。 [001引上述技術方案中，所述BaSn化祀材和所述Cu祀材分別與所述襯底之間的距離為 30mm~lOOmm。
[0019] 本發明的有益效果： (1)本發明提供的一種夾層結構透明導電薄膜，為BaSn〇3/Cu/BaSnO-3的夾層結構，由于 BaSn03是一種典型的立方巧鐵礦結構氧化物，且為η型寬帶隙半導體材料，其禁帶帶隙為 3.4eV，另外，由于Cu的價格相對于金、銀和銷等金屬價格低廉，因此，該夾層結構透明導電 薄膜相對于現有技術中的單層結構的透明導電薄膜，具有成本低、電阻率低、厚度薄、化學 穩定性好、且與襯底之間的吸附性強的優點。其中，本發明制得的一種夾層結構透明導電薄 膜的導電性能好，且電阻率低至5Χ10Λ
[0020] (2)本發明提供的一種夾層結構透明導電薄膜，為BaSn化/Cu/BaSnO-3的夾層結構， 由于BaSn化薄膜層相對于現有技術中的化Sn化薄膜層(Zn為易揮發元素），不含易揮發元素， 因此，使得該夾層結構透明導電薄膜的化學穩定性好，且BaSn化薄膜層相對于現有技術中 的化Sn化薄膜層的透光性更好，因此，使得該夾層結構透明導電薄膜的透射率高。
[0021] (3)本發明提供的一種夾層結構透明導電薄膜的制備方法，具有制備方法簡單，生 產成本低，且能夠適用于大規模生產的特點。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本發明的一種夾層結構透明導電薄膜的透射率圖。圖1中，在波長為400皿~ 800nm范圍內，本發明的一種夾層結構透明導電薄膜的透射率為70%~90%。
【具體實施方式】
[0023] 為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，W下結合 附圖和實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用 W解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0024] 實施例1。
[0025] 本實施例的一種夾層結構透明導電薄膜，透明導電薄膜為BaSn化/化/BaSnO-3的夾 層結構，即包括依次層疊的BaSn化薄膜層、加薄膜層和BaSn化薄膜層。本實施例中，每層 BaSn化薄膜層的厚度均為50nm，Cu薄膜層的厚度為13nm。
[0026] 本實施例的一種夾層結構透明導電薄膜的制備方法，它包括W下步驟： 步驟一，將BaSn化祀材和化祀材裝入磁控瓣射系統的腔體內；其中，BaSn〇3祀材和所述 Cu祀材的純度均為99.99%; 步驟二，將磁控瓣射系統的腔體抽至一定的真空度，然后使用氣氧混合氣作為瓣射氣 體用W瓣射BaSn化祀材，在60W的瓣射功率下在玻璃襯底上進行沉積得到BaSn化薄膜層;本 實施例中，磁控瓣射系統的真空度為〇.5Xl(T 3Pa;本實施例中，氣氧混合氣中，氧氣和氣氣 的摩爾比為0.3:1，氣氧混合氣的壓強為1.5 Pa;本實施例中，BaSn〇3祀材和Cu祀材分別與 玻璃襯底之間的距離為60mm; 步驟Ξ，在60W的瓣射功率下在步驟二得到的化Sn化薄膜層上瓣射化薄膜層； 步驟四，在60W的瓣射功率下在步驟Ξ得到的化薄膜層上瓣射BaSn化薄膜層，制得夾層 結構透明導電薄膜。
[0027] 本實施例的一種夾層結構透明導電薄膜，為BaSn化/Cu/BaSnO-3的夾層結構，由于 BaSn03是一種典型的立方巧鐵礦結構氧化物，且為η型寬帶隙半導體材料，其禁帶帶隙為 3.4eV，另外，由于Cu的價格相對于金、銀和銷等金屬價格低廉，因此，該夾層結構透明導電 薄膜相對于現有技術中的單層結構的透明導電薄膜，具有成本低、電阻率低、厚度薄、化學 穩定性好、且與襯底之間的吸附性強的優點。其中，本實施例制得的一種夾層結構透明導電 薄膜的方塊電阻為7 Ω/Π 。
[0028] 實施例2。
[0029] 本實施例的一種夾層結構透明導電薄膜，透明導電薄膜為BaSn化/化/BaSnO-3的夾 層結構，即包括依次層疊的BaSn化薄膜層、加薄膜層和BaSn化薄膜層。本實施例中，每層 BaSn化薄膜層的厚度均為10皿，Cu薄膜層的厚度為10皿。
[0030] 本實施例的一種夾層結構透明導電薄膜的制備方法，它包括W下步驟： 步驟一，將BaSn化祀材和化祀材裝入磁控瓣射系統的腔體內；其中，BaSn〇3祀材和所述 Cu祀材的純度均為99.99%; 步驟二，將磁控瓣射系統的腔體抽至一定的真空度，然后使用氣氧混合氣作為瓣射氣 體用W瓣射BaSn化祀材，在30W的瓣射功率下在石英襯底上進行沉積得到BaSn化薄膜層;本 實施例中，磁控瓣射系統的真空度為0.1 X l(T3Pa;本實施例中，氣氧混合氣中，氧氣和氣氣 的摩爾比為0.5 :1，氣氧混合氣的壓強為0.3 Pa;本實施例中，BaSn〇3祀材和Cu祀材分別與 石英襯底之間的距離為30mm; 步驟Ξ，在30W的瓣射功率下在步驟二得到的化Sn化薄膜層上瓣射化薄膜層； 步驟四，在30W的瓣射功率下在步驟Ξ得到的化薄膜層上瓣射BaSn化薄膜層，制得夾層 結構透明導電薄膜。
[0031 ]本實施例的一種夾層結構透明導電薄膜，為BaSn化/Cu/BaSnO-3的夾層結構，由于 BaSn03是一種典型的立方巧鐵礦結構氧化物，且為η型寬帶隙半導體材料，其禁帶帶隙為 3.4eV，另外，由于Cu的價格相對于金、銀和銷等金屬價格低廉，因此，該夾層結構透明導電 薄膜相對于現有技術中的單層結構的透明導電薄膜，具有成本低、電阻率低、厚度薄、化學 穩定性好、且與襯底之間的吸附性強的優點。其中，本實施例制得的一種夾層結構透明導電 薄膜的方塊電阻為9 Ω/Π 。
[0032]實施例3。
[0033]本實施例的一種夾層結構透明導電薄膜，透明導電薄膜為BaSn化/化/BaSnO-3的夾 層結構，即包括依次層疊的BaSn化薄膜層、加薄膜層和BaSn化薄膜層。本實施例中，每層 BaSn化薄膜層的厚度均為50nm，Cu薄膜層的厚度為lOnm。
[0034]本實施例的一種夾層結構透明導電薄膜的制備方法，它包括W下步驟： 步驟一，將BaSn化祀材和化祀材裝入磁控瓣射系統的腔體內；其中，BaSn〇3祀材和所述 Cu祀材的純度均為99.99%; 步驟二，將磁控瓣射系統的腔體抽至一定的真空度，然后使用氣氧混合氣作為瓣射氣 體用W瓣射BaSn化祀材，在100W的瓣射功率下在藍寶石襯底上進行沉積得到BaSn化薄膜層； 本實施例中，磁控瓣射系統的真空度為1.0 X l(T3Pa;本實施例中，氣氧混合氣中，氧氣和氣 氣的摩爾比為0.1:1，氣氧混合氣的壓強為3 Pa;本實施例中，BaSn〇3祀材和Cu祀材分別與 藍寶石襯底之間的距離為100mm; 步驟Ξ，在100W的瓣射功率下在步驟二得到的化Sn化薄膜層上瓣射化薄膜層； 步驟四，在100W的瓣射功率下在步驟Ξ得到的Cu薄膜層上瓣射BaSn化薄膜