[发明专利]柔性PET基底ITO薄膜磁控溅射制备方法

说明书

技术领域

本发明属于透明导电薄膜技术领域，涉及运用射频磁控溅射技术制备柔性ITO薄膜的方法。 

背景技术

氧化铟锡(ITO)薄膜是一种重掺杂、高简并的n型半导体材料，它具有复杂的体心立方铁锰矿结构(即立方In2O3结构)，每个惯用元胞中的32个氧离子完全按尖晶石结构排列成立方密堆积，组成氧离子的面心立方子格子。在氧离子的面心立方子格子中，有氧四面体间隙位置(称为A位)和氧八面体间隙位置(称为B位)。尖晶石的分子式是AB2O4，惯用元胞通式是A8B16O32，即阳离子数∶氧离子数为24∶32，而氧化铟分子式是In2O3，惯用元胞通式是In64/3O32，这平均64/3个铟离子无规则地分布在A间隙和B间隙位置。与尖晶石结构相比，每个惯用元胞平均有8/3个阳离子空位。氧离子对氧离子的立方密堆积配位数为12，铟离子对铟离子的A位配位数是4，而B位配位数为8。ITO材料具有高的光学带隙，同时由于掺杂和组分缺陷两种半导化机制，使其具有高的可见光透过率和电导特性，作为光电器件透明导电层具有广泛的科研和应用价值。 

专利CN101054267公开了一种新型铟锡氧化物(ITO)薄膜的制备方法。其制备过程是，首先将15-50nm的ITO纳米颗粒在乙醇中用偶联剂进行表面修饰，然后再用提拉法或旋涂法将表面修饰的ITO纳米颗粒镀在玻璃上，烘干即得到ITO薄膜。与传统的ITO薄膜制备方法相比，该方法无需真空设备、无需高温、工艺简单，适用于大面积且形状复杂的基体，对基体无损伤，对ITO薄膜的大型产业化有非常重要的作用。 

专利CN1872757提供了一种用ITO固体材料制作ITO玻璃的工艺方法，在ITO粉末中加入分散剂、醇溶液、低分子酸，调节pH值4.8～5.5后磨成含ITO粉末为5～16％、粒径为110～140纳米的溶液；稀释到2.0～2.5％；将玻璃加热到40～50℃后，对转速为200～250转/分的玻璃的表面进行旋涂；将玻璃保持在40～50℃后，用含量为1.2～1.4％的纳米SiO2溶液对转速为200～250转/分的玻璃的表面进行旋涂；玻璃加热至75～90度后，用含量为0.9～0.98％的SiO2溶液对转速为200～250转/分的玻璃的表面进行喷涂；20分钟内将玻璃升温至170～190度，保温20分钟，再自然冷却至室温即可。本发明生产的透明导电玻璃具有电阻比较低、透明度高，粘结牢固，导电性好，附着力强，均匀度高的特点，且能制作大尺寸透明导电玻璃。 

专利CN1818129涉及电子束蒸发低温制备锡掺杂氧化铟ITO薄膜的方法。通过控制蒸发条件，在氧分压5.0×10-2Pa，衬底温度100℃，电子枪电压-8.0kv等条件下，实现采用电子束蒸发低温高效无损伤制备锡掺杂氧化铟ITO薄膜，薄膜材料的光学透过率为90％，电阻率为2.168×10-4Ω·cm，方块电阻为22Ω，厚度为100nm，霍尔系数为-4.55×10-2m2/v，迁移率为21.4cm2/v·s，其光电性能满足柔性太阳透明电极的需求，减小太阳电池串联电阻，提高输出效率。 

上述ITO薄膜材料制备方法主要是利用ITO粉体材料通过化学方法或者是电子束蒸发的方法，在玻璃等硬质基底上制备ITO薄膜材料，其优点是制备工艺相对简单，化学方法不需要高真空的设备以及大面积制备等。但是由于采用的是硬质氧化物基底，薄膜的制备条件不能直接使用与有机柔性基底的需要。而本技术即是针对柔性衬底材料，采用常见的磁控溅射方法制备得到高质量的ITO柔性薄膜材料，有利于向柔性光电器件工业生产实用化的推广。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在可见光波段范围内具有良好透过率的柔性PET基底ITO薄膜的磁控溅射制备方法。 

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，柔性PET基底ITO薄膜磁控 溅射制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 

(1)衬底预处理：去除衬底表面的污垢； 

(2)溅射前的准备：将清洗好的衬底置于真空环境中； 

(3)预溅射：在氩气环境下进行预溅射； 

(4)溅射镀膜：完成预溅射后，对有机衬底进行低温溅射镀膜，在镀膜过程中，对基片进行冷却，每次溅射时间控制在30分钟内，然后间隔10分钟～25分钟后继续溅射，直到薄膜达到预定厚度。