[发明专利]过滤阴极电弧法制备TiO2

说明书

本发明公开了一种过滤阴极电弧法制备TiO₂基透明导电薄膜的方法，包括：在钠钙玻璃基底或塑料基底，以Ti或者Ti合金为阴极靶材，通氧气反应，基底温度在25‑400℃，采用过滤阴极电弧法制备TiO₂基透明导电薄膜。本发明提供的一种过滤阴极电弧法制备TiO₂基透明导电薄膜的方法及应用，利用FCAD的高沉积速率和高离子能量的优点，制备高结晶质量、高致密度、优异光电性能和化学稳定性的TiO₂基透明导电薄膜。

技术领域

本发明涉及显示材料技术领域，尤其涉及过滤阴极电弧法制备TiO₂基透明导电薄膜的方法及应用。

背景技术

透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide,TCO)薄膜，如常见的In₂O₃、ZnO、SnO₂以及它们的掺杂体系薄膜，能作为平板显示器中薄膜晶体管(Thin-FilmTransistors,TFTs)的有源层、显示器像素电极、电阻和电容式触摸屏的透明电极材料，而得到了广泛的研究和应用。

薄膜的成分、结构、光电性能、化学稳定性等均与薄膜制备方法和工艺条件密切相关。TCO薄膜的制备方法多样，主要包括磁控溅射(Magnetron sputtering,MS)，化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)，脉冲激光沉积(Pulsed laser deposition,PLD)，喷射热解法(Spray pyrolysis,SP)，溶胶凝胶法(Sol-gel,SG)以及热蒸发(Thermalevaporation,TE)等。表1列出了TCO薄膜常用的各种制备方法及优缺点。

表1 TCO薄膜常用的制备方法及优缺点

目前，采用上述制备方法制备的透明导电薄膜应用在薄膜晶体管时，载流子迁移率μ偏低(＜1cm²/V·s)，通常保持在0.05-0.7cm²/V·s的水平，开关电流比较小，通常保持在10³-10⁵的水平,上述制备工艺的主要难点在于无法同时控制TiO₂薄膜中的晶相(金红石或锐钛矿)和缺陷(氧空位)；这些都严重制约着薄膜晶体管的进一步发展。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的问题之一。为此，本发明的目的在于提供一种过滤阴极电弧法制备TiO₂基透明导电薄膜的方法及应用，利用FCAD的高沉积速率和高离子能量的优点，制备高结晶质量、高致密度、优异光电性能和化学稳定性的TiO₂基透明导电薄膜。

为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：一种过滤阴极电弧法制备TiO₂基透明导电薄膜的方法，包括：在钠钙玻璃基底或塑料基底，以Ti或者Ti合金为阴极靶材，通氧气反应，基底温度在25-400℃，采用过滤阴极电弧法制备TiO₂基透明导电薄膜。

进一步的，以Ti为阴极靶材时，采用过滤阴极电弧法制备TiO₂透明导电薄膜。

进一步的，以原子比为2-20％Nb掺杂Ti合金为阴极靶材时，采用过滤阴极电弧法制备NbTiO₂透明导电薄膜。

进一步的，以原子比为1-6％Ta掺杂Ti合金为阴极靶材时，采用过滤阴极电弧法制备TaTiO₂透明导电薄膜。

进一步的，以原子比为1-9％W掺杂Ti合金为阴极靶材时，采用过滤阴极电弧法制备WTiO₂透明导电薄膜。