一种制备p型CuAlO2透明导电薄膜的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102560362A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102560362A(43)申请公布日2012.07.11(21)申请号201210059150.0(22)申请日2012.03.08(71)申请人杭州电子科技大学地址310018浙江省杭州市下沙高教园区2号大街(72)发明人黄延伟席俊华季振国(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人杜军(51)Int.Cl.C23C14/08(2006.01)C23C14/30(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图33页(54)发明名称一种制备p型CuAlO2透明导电薄膜的方法(57)摘要本发明涉及一种制备p型CuAlO2透明导电薄膜的方法。本发明首先，以Cu2O和Al2O3为原料，经过人工研磨或机械球磨混合均匀，将混合粉末装入粉末压片机，制成圆柱状靶材坯料，将靶材坯料放入刚玉坩埚中盖好后置于单晶炉中，在温度为1100oC～1200oC之间烧结10～12小时即得到CuAlO2陶瓷靶材；然后，将烧制好的CuAlO2靶材放入电子束蒸发镀膜设备的坩埚内，抽至本底真空，在不通入任何反应气体的情况下，进行电子束蒸发镀膜，控制电子束流和沉积时间即得到p型CuAlO2透明导电薄膜。本发明方法制备的p型CuAlO2导电靶材具有制备过程简单、烧结过程受热均匀、产物纯度高、制备过程清洁无污染。CN102563ACN102560362A权利要求书1/1页1.一种制备p型CuAlO2透明导电薄膜的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：首先，采用Cu2O和Al2O3为原料，经过人工研磨或机械球磨4小时以上，使之混合均匀，将混合粉末装入压片机在30～50MPa的压力下保持1～3分钟，制成直径为1.4cm、厚度为2.1mm的圆柱状靶材坯料，将靶材坯料放入刚玉坩埚中盖好后置于单晶炉中，控制温度为oo1100C～1200C烧结10～15小时即得到CuAlO2陶瓷靶材；然后，将烧制好的CuAlO2陶瓷靶材放入电子束蒸发镀膜设备的铜坩埚或碳坩埚内，抽真空至1×10-4Pa以下，在不通入任何反应气体的条件下，进行电子束蒸发镀膜，控制电子束流为20mA～250mA，蒸发时间为5～45分钟，即得到p型CuAlO2透明导电薄膜。2.根据权利要求1所述的制备p型CuAlO2透明导电薄膜的方法，其特征在于：Cu2O和Al2O3的纯度应在99.99%以上，经研磨后颗粒粒径为300～500nm。3.根据权利要求1所述的制备p型CuAlO2透明导电薄膜的方法，其特征在于：圆柱状靶材坯料烧结制成陶瓷靶直径为1.3cm，厚度为2mm。4.根据权利要求1所述的制备p型CuAlO2透明导电薄膜的方法，其特征在于：在单晶炉中烧结，温度为1150oC，时间为12小时，升温速率为5oC/min，待烧结完成后，自然降温至80oC以下取出。5.根据权利要求1所述的制备p型CuAlO2透明导电薄膜的方法，其特征在于：p型导电薄膜CuAlO2的简单快速制备，由电子束蒸发镀膜设备制得，将烧制好的CuAlO2陶瓷靶材放入电子束蒸发镀膜设备的铜坩埚或碳坩埚内，以充满坩埚的三分之二为宜，本底真空抽至1×10-4Pa以下进行薄膜沉积。6.根据权利要求1所述的制备p型CuAlO2透明导电薄膜的方法，其特征在于：p型CuAlO2导电薄膜的厚度可以通过控制电子束流大小和沉积时间进行调节。7.根据权利要求1所述的制备p型CuAlO2透明导电薄膜的方法，其特征在于：在进行电子束蒸发镀膜时，以基板为普通玻璃载玻片，所制备的p型CuAlO2导电薄膜的具有一定的透明性，通过调节制备参数可使其透射率达到70%以上。2CN102560362A说明书1/3页一种制备p型CuAlO2透明导电薄膜的方法技术领域[0001]本发明属于半导体材料制备技术领域，具体涉及一种制备p型CuAlO2透明导电薄膜的方法。背景技术[0002]透明导电氧化物(TCO)是平板显示器、太阳电池、光电子器件等领域中不可或缺的材料，如In2O3:Sn(ITO),ZnO:Al(AZO),和SnO2:F(FTO)等，它们均为n型导电材料，其薄膜仅作为单一的电学或光学涂层使用，而pn结是半导体器件的基础，p型TCO材料是制作透明pn结的必不可少的材料，但p型TCO发展较为缓慢，制约了半导体相关器件的开发和应用。[0003]1997年Kawazoe等人首次报道了具有p型铜铁矿结构的CuAlO2透明导电氧化物薄膜，引发了人们对p型透明导电薄膜的研发热情，但至今CuAlO2薄膜的性能仍有待于提高。目前CuAlO2薄膜主要是采用脉冲激光沉积设备制得，该方法制得的薄膜均匀性差，制备设备复杂，成本太高，很难实现p型CuAlO2薄膜在工业上