[发明专利]一种复合透明导电薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合透明导电薄膜。

背景技术

氧化铟锡（ITO）薄膜具有优良的导电性和可见光透射率，其广泛应用于光电器件中，如触摸屏、平板显示及太阳能电池等领域。

制备低阻值、高透过率和稳定的透明导电薄膜是人们一直追求的目标。对于透明导电薄膜来说，降低阻值最有效的方法就是增加薄膜厚度，但是随着薄膜厚度的增加又会影响透过率特性。因此低阻值与高透过率是透明导电薄膜中两个很难同时兼顾的特性。在实际应用中，人们会根据透明导电薄膜的具体使用环境，来对低阻值或高透过率两个特性进行取舍。

通常情况下，结晶的ITO薄膜相比于非晶ITO薄膜具有更低的电阻率以及更良好的可见光透过率。所以，在目前的触摸屏工艺中使用超薄的多晶ITO薄膜以实现高透过率，而在太阳电池中使用超厚ITO薄膜结构得到低阻值的电极层。

多晶ITO薄膜也有其应用局限，就是其图案化较为困难。目前，一般使用王水或三氯化铁+盐酸(FeCl₃+HCl)等强酸来对多晶ITO薄膜进行刻蚀图案化。但是在一些实际应用中，ITO薄膜下有其他器件结构，例如金属图形或是氧化物图形。如果使用强酸对ITO薄膜进行刻蚀势必会对下层结构造成影响，最终器件制作失败或是成品率降低。另一方面，强酸的使用，对设备要求更加严苛，并且容易对操作人员安全造成影响。

非晶ITO薄膜可以使用基于草酸这样的弱有机酸进行刻蚀图案化。草酸刻蚀液对各层薄膜，特别是对金属薄膜材料有很高的刻蚀选择比，因此具有较高的工艺兼容性。但是非晶ITO薄膜制备相对困难。ITO薄膜厚度超过一定限度时会出现自发结晶的现象，所以非晶ITO薄膜往往厚度不超过150 nm。由于薄膜厚度的限制，非晶ITO薄膜往往难以满足低阻值应用的要求。另一方面，在ITO薄膜溅射过程中加入水蒸气，能抑制其结晶性。但是该工艺对设备有较高要求，并且在溅射腔室中容易导致颗粒污染问题，这些因素均可能导致生产成本上升。

因此，本文涉及的一种可使用弱酸刻蚀图案化的低阻值ITO薄膜的制作方法，对于降低透明导电薄膜生产成本，提高工艺兼容性有着重要的实用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合透明导电薄膜。

本发明所采取的技术方案是：

一种复合透明导电薄膜，其包括相互叠加的两层或两层以上的透明薄膜，相邻的两层透明薄膜之间设有一层插入层；所述的透明薄膜为ITO薄膜、AZO薄膜、IZO薄膜中的一种。

所述的透明薄膜厚度为2~150 nm。

所述的AZO薄膜中，Al的质量：Zn与Al的总质量=0~0.1。

所述的IZO薄膜中，In₂O₃的质量：In₂O₃与ZnO的总质量=0.1~0.9。

所述的插入层为厚度为2~20 nm的氧化物薄膜。

所述的复合透明导电薄膜中的ITO薄膜层数为2~20层。

所述的透明薄膜以及插入层是采用物理气相沉积方法或热蒸发方法沉积的。

所述ITO薄膜中In₂O₃/SnO₂重量比为：80/20~95/5。

所述的氧化物薄膜为 (In₂O₃)_x(MO)_y(ZnO)_z、 MoO₃、 CuO、CaO、CsO₂、WO₃、MgO薄膜中的一种。

0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1；且x+y+z=1，M为Ga、Sn、Si、Al、Hf、Ta、Y、Ti、Mg、Zr、Ni、Li、镧系稀土金属元素中的一种。

本发明的有益效果是：（1）采用ITO/插入层/ITO……插入层/ITO的多层复合结构有效地抑制了ITO薄膜随着厚度的增加而呈结晶态，进而得到可使用弱酸对其刻蚀图案化的复合透明导电薄膜。（2）通过增加ITO/插入层/ITO……插入层/ITO这样的多层结构的层数，能够有效的降低透明导电薄膜的方块电阻。（3）作为插入层的氧化物薄膜通常对于可见光部分具有良好的透过率，因此，使用该结构并不会影响透明导电薄膜的透过率特性。

附图说明

图1是玻璃基板上覆盖有200 nm厚的金属铝和200 nm厚的金属钼的双金属图层的结构示意图。