[发明专利]一种InGaZnO透明导电薄膜的L-MBE制备方法

摘要

本发明公开了一种采用InGaZnO陶瓷靶材(In∶Ga∶Zn原子比为1∶1∶1)，利用等离子辅助L-MBE设备，在高真空条件下(本底真空度为10-6Pa，生长时O2分压为10-3Pa，射频功率为100-400W)，在石英玻璃衬底上外延生长非晶态InGaZnO透明导电薄膜的工艺。其中射频功率300W时所得到的InGaZnO薄膜可见光范围透过率超过80％，电阻率为5.24×10-3Ωcm，电子迁移率为16.14cm2v-1s-1，电子浓度为8.31×1019cm-3。该方法利用等离子辅助L-MBE设备，在高真空条件下在石英玻璃衬底上外延生长非晶态InGaZnO透明导电薄膜，在100-400W射频功率得到光学和电学性能优良的非晶态InGaZnO透明导电薄膜。

主权项

一种InGaZnO透明导电薄膜的L-MBE制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将纯度＞99.999％的In2O3、GaO和ZnO按In∶Ga∶Zn原子比为1∶1∶1混合，并在1000-1200℃烧结而成InGaZnO陶瓷靶材；(2)将清洗吹干后的衬底置于等离子辅助L-MBE设备中，然后先以每分钟8-12℃的速率将衬底从室温加热到100-700℃，再向等离子辅助L-MBE设备中通入离化氧气体，气体流量10-40sccm、真空度为1×10-3-2×10-3Pa、射频功率200-400W、处理30-60分钟，去除衬底表面吸附的杂质和水分后将衬底降温至200℃；(3)将InGaZnO陶瓷靶材置于经步骤(2)处理过的衬底上面，采用KrF准分子激光器蒸熔InGaZnO陶瓷靶材，重复频率3-7Hz，能量为80-120mJ，等离子辅助L-MBE设备本底真空度为1×10-6-2×10-6Pa，生长InGaZnO薄膜时衬底温度为100-300℃，气氛为离化氧气氛、离化氧分压为1×10-3-2×10-3Pa，射频离化功率100W-400W，InGaZnO薄膜生长时间为2-3小时。