[发明专利]一种具有优良环境稳定性的氧化锌透明导电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化锌薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)提供经掺杂的氧化锌基靶材；所述经掺杂的氧化锌基靶材是如下制备的：

i)提供含氧化锌粉体、第一氧化物粉体和第二氧化物粉体的第一混合物；

ii)将所述第一混合物、分散剂和溶剂混合得到第二混合物；

iii)球磨处理所述第二混合物，得到第三混合物；

iv)干燥处理所述第三混合物，得到第四混合物；

v)任选地研磨处理所述第四混合物，得到第五混合物；

vi)压制成型前述步骤所得混合物，得到初始陶瓷坯体；

vii)烧结处理所述初始陶瓷坯体，得到所述经掺杂的氧化锌基靶材；

所述第一氧化物选自下组：氧化铝、氧化镓、氧化铟、氧化硼、或其组合；

所述第二氧化物选自下组：氧化锡、氧化镁、氧化钛、氧化锆、氧化钇、或其组合；

2)将所述经掺杂的氧化锌基靶材置于磁控溅射设备中，抽真空达到第一压力；

3)通入第一气体和第二气体的混合气体，直至腔体内部达到第二压力；

4)在基片上使用所述经掺杂的氧化锌基靶材进行磁控溅射制膜，得到所述氧化锌薄膜；

所述基片的预设温度为20-50℃；

所述磁控溅射的溅射功率密度为1-20w/cm²。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一氧化物选自下组：氧化铝、氧化铟、或其组合；

所述第二氧化物选自下组：氧化锡、氧化钛、或其组合。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤i)中所述氧化锌粉体、所述第一氧化物粉体和所述第二氧化物粉体的混合质量比为80-99：1-10：0.01-5；和/或

步骤ii)中所述第一混合物、所述分散剂和所述溶剂的混合质量比为80-120：0.1-10：20-60。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一气体选自下组：氩气、氦气、或其组合；和/或

所述第二气体选自下组：水气、氢气、氨气、或其组合。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一气体和所述第二气体的摩尔比为1-3：0.01-0.5。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁控溅射的手段选自下组：直流、射频、或其组合。

7.一种氧化锌薄膜，其特征在于，所述氧化锌薄膜是采用权利要求1所述方法制备的；

所述氧化锌薄膜具有选自下组的一个或多个特征：

i)所述氧化锌薄膜在酸性溶液浸泡10分钟，其电阻变化率≤50％；

ii)所述氧化锌薄膜在温度为121℃且湿度为97％下处理24h后，方阻变化率≤80％；

iii)所述氧化锌薄膜在500℃的空气气氛条件下处理30min后，方阻变化率≤80％。

8.如权利要求7所述的氧化锌薄膜，其特征在于，所述氧化锌薄膜具有选自下组的一个或多个特征：

1)所述氧化锌薄膜的厚度为100－2000nm；

2)所述氧化锌薄膜的方块电阻为3－50Ω/□；

3)所述氧化锌薄膜的电阻率为2×10^-4－15×10^-4Ω·cm；

4)所述氧化锌薄膜的载流子浓度为2×10²⁰－15×10²⁰cm^-3；

5)所述氧化锌薄膜的迁移率为10－40cm²/v·s；

6)所述氧化锌薄膜在400-800nm的光学透过率为70％－90％。