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专利号: 2016112531778
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 对金属材料的镀覆;用金属材料对材料的镀覆;表面化学处理;金属材料的扩散处理;真空蒸发法、溅射法、离子注入法或化学气相沉积法的一般镀覆;金属材料腐蚀或积垢的一般抑制〔2〕
更新日期:2024-02-23
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摘要:

权利要求书:

1.一种氧化物透明电极薄膜的制备方法,其特征在于:在石英片上利用双层辉光等离子溅射反应成膜的方法实现低熔点氧化锌透明电极薄膜的制备,其具体步骤如下:步骤(一)基片的预处理:以石英片作为基片,首先对其表面进行丙酮预处理,而后利用高纯氮气进行烘干处理,处理完成后将基片置于双层辉光等离子溅射成膜设备中;

步骤(二)靶材的预处理:以高纯低熔点金属作为靶材,对靶材表面进行预处理;将基片置于溅射室内的基体台上,调节基体台与靶材架之间的距离,基体与靶材之间的距离为极间距;分别从基片、靶材及真空炉腔体中引出三个电极,其中基片和靶材作为阴极,腔体作为阳极;基片和靶材均采用脉冲电源加热,占空比为60%,频率为40kHz;成膜过程中基片表面形成一层等离子辉光放电,同时靶材表面也形成一层等离子辉光放电区,由两层等离子辉光放电区交叠增强成膜效率;

步骤(三)高纯低熔点金属氧化物薄膜在石英片表面的形成:

(1)打开双层辉光等离子溅射反应成膜设备以及与其配套的冷水泵等,使用机械泵对镀膜炉体抽压,使炉内保持高真空状态;

(2)向炉体充入一定比例的氩气和氧气,使得炉体内气压达到3-8Pa,将基体阴极电压调压至300-350V,使得基体进行5-10分钟预热和轰击,镀膜时间保持在10-30mim;

(3)基体预热轰击结束之后,打开靶材阴极电源,调节靶材阴极电压调节至300-350V,缓慢向上调节电压待基片与靶材之间其辉后继续调节源极电压至900-1000V,待辉光及参数稳定后按计划镀膜时间计时镀膜;

(4)待镀膜结束后,关闭靶材阴极电源;基体阴极电压逐渐降到200-300V,并采用微辉保护5min后关闭双脉冲阴极电源;

(5)关闭氩气和氧气气源,继续使用分子泵将炉内抽真空,待样品冷却到室温出炉即可。

2.根据权利要求1所述的氧化物透明电极薄膜的制备方法,其特征在于:步骤(一)中,对基片表面进行丙酮预处理为用丙酮进行超声清洗。

3.根据权利要求1所述的氧化物透明电极薄膜的制备方法,其特征在于:步骤(二)中,所述的高纯低熔点金属为高纯锌或高纯铝。

4.根据权利要求1所述的氧化物透明电极薄膜的制备方法,其特征在于:步骤(三)第(1)步中,使用机械泵将镀膜炉体气压抽至4-7Pa,再使用分子泵将炉体气压进一步抽至(3-

6)×10-4Pa。

5.根据权利要求1所述的氧化物透明电极薄膜的制备方法,其特征在于:步骤(三)第(2)步中,氩气与氧气的比例在5:1-10:1;极间距保持在18-22mm。

6.根据权利要求1所述的氧化物透明电极薄膜的制备方法,其特征在于:步骤(三)第(3)步中,基体阴极电流控制在1.0-1.5A,源极电流控制在0.20-1.0A。

7.根据权利要求1所述的氧化物透明电极薄膜的制备方法,其特征在于:步骤(三)第(4)步中,基体阴极电压以5V/s的速度逐渐降到200-300V。

8.根据权利要求1所述的氧化物透明电极薄膜的制备方法,其特征在于:步骤(三)第-4(5)步中,炉内抽到(2-5)×10 Pa真空度。