一種二氧化鈦導(dǎo)電薄膜的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種二氧化鈦導(dǎo)電薄膜的制備方法，該制備方法簡單易操作，設(shè)備要求低、制備簡單、重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)，具有較好的推廣價(jià)值，制備的摻雜二氧化鈦薄膜，導(dǎo)電性能優(yōu)良，耐溫性好，透光率高；并且，透明導(dǎo)電薄膜原材料成本低廉資源豐富。

Method for preparing titanium dioxide conductive film

The invention discloses a method for preparing TiO2 films, the preparation method is simple and easy to operate, low equipment requirement, simple preparation, good repeatability, and has good popularization value, doped TiO2 thin films were prepared, excellent electrical conductivity, good heat resistance, high transmittance; and the transparent conductive film of low-cost raw materials rich in resources.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種二氧化鈦導(dǎo)電薄膜的制備方法
本專利技術(shù)涉及導(dǎo)電薄膜領(lǐng)域，具體涉及一種二氧化鈦導(dǎo)電薄膜的制備方法。
技術(shù)介紹
近些年透明導(dǎo)電氧化物薄膜一直是光電領(lǐng)域的熱點(diǎn)，其中ITO薄膜是目前研究和應(yīng)用最廣泛的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜，因其良好的光電特性而被廣泛應(yīng)用于各種光電器件，但因原材料價(jià)格昂貴、銦資源稀少且對環(huán)境造成污染，從而限制了它的發(fā)展和應(yīng)用。據(jù)初步測算，到2020年世界范圍內(nèi)TCO玻璃基板的需求量將超過12億平方米。現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)界廣泛應(yīng)用的透明導(dǎo)電膜主要包括氧化銦錫(縮寫ITO)，氧化鋅鋁(縮寫AZO)和氟摻雜氧化錫(縮寫FTO)三大類。其中ITO因大量使用昂貴的銦材料，使其應(yīng)用受到極大限制。FTO和AZO體系的光電性能接近ITO水平，在平板顯示器中得到部分應(yīng)用，但是FTO和AZO的制備過程中需要引入高溫工藝，對生產(chǎn)條件要求比較高，因此對FTO和AZO的廣泛應(yīng)用造成了限制。二氧化鈦基薄膜以其優(yōu)異的光電性能及價(jià)廉且資源豐富而在光催化等應(yīng)用上已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用，但是，作為導(dǎo)電薄膜時(shí)，其導(dǎo)電性和透光性較差，無法取得良好的效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種二氧化鈦導(dǎo)電薄膜的制備方法，該制備方法簡單易操作，設(shè)備要求低、制備簡單、重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)，具有較好的推廣價(jià)值，制備的摻雜二氧化鈦薄膜，導(dǎo)電性能優(yōu)良，耐溫性好，透光率高；并且，透明導(dǎo)電薄膜原材料成本低廉資源豐富。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種二氧化鈦導(dǎo)電薄膜的制備方法，該方法包括如下步驟：（1）制備靶材以二氧化鈦粉和氧化鉻粉末為主要原料，純度為4N-5N，按照Ti：Cr摩爾比為10:1配料，混合后經(jīng)過研磨，使之混合均勻。而后放入高溫硅鉬爐中在820℃下預(yù)燒3h；完成后加入聚合劑聚乙烯醇5mL，用粉末壓片機(jī)壓制成3.5mm厚、直徑5cm的圓形靶材，然后放入高溫硅鉬爐中以5℃/min升至1350℃燒結(jié)5h，冷卻后，固定0.5mm厚的銅背底，即制得鉻摻雜二氧化鈦靶材；（2）處理襯底研磨拋光并清洗SiO2/Si襯底，備用；（3）采用磁控濺射法，將所述鉻摻雜二氧化鈦靶材在所述襯底上制成所述鉻摻雜二氧化鈦膜；磁控濺射制成所述鉻鉭摻雜二氧化鈦膜的具體條件為，濺射腔壓強(qiáng)1-5Pa，濺射腔氣氛為氬氣或氮?dú)饣驓鍤浠旌蠚猓r底溫度為100-300℃，濺射功率為5-8W/cm2，沉積速率為10-100nm/min，濺射時(shí)間為2-4h。優(yōu)選的，在所述步驟（2）中，所述研磨拋光，可將襯底先在600目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行粗磨10min，然后在1200目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行細(xì)磨10min，再用W2.5的金剛石拋光粉進(jìn)行拋光至試樣表面均勻光亮，所述超聲清洗，可將研磨拋光后的襯底按以下順序清洗，丙酮超聲清洗5min→無水乙醇超聲清洗5min→烘干待用，所述離子源清洗，可采用霍爾離子源對襯底進(jìn)行清洗5min，壓強(qiáng)為2×10-2Pa，襯底溫度為300℃，氬氣通量為10sccm，偏壓為-100V，陰極電流為29.5A，陰極電壓為19V，陽極電流為7A，陽極電壓為80V，以清除襯底表面的吸附氣體以及雜質(zhì)，提高濺射層與襯底的結(jié)合強(qiáng)度以及成膜質(zhì)量。具體實(shí)施方式實(shí)施例一以二氧化鈦粉和氧化鉻粉末為主要原料，純度為4N，按照Ti：Cr摩爾比為10:1配料，混合后經(jīng)過研磨，使之混合均勻。而后放入高溫硅鉬爐中在820℃下預(yù)燒3h；完成后加入聚合劑聚乙烯醇5mL，用粉末壓片機(jī)壓制成3.5mm厚、直徑5cm的圓形靶材，然后放入高溫硅鉬爐中以5℃/min升至1350℃燒結(jié)5h，冷卻后，固定0.5mm厚的銅背底，即制得鉻摻雜二氧化鈦靶材。研磨拋光并清洗SiO2/Si襯底，備用。所述研磨拋光，可將襯底先在600目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行粗磨10min，然后在1200目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行細(xì)磨10min，再用W2.5的金剛石拋光粉進(jìn)行拋光至試樣表面均勻光亮，所述超聲清洗，可將研磨拋光后的襯底按以下順序清洗，丙酮超聲清洗5min→無水乙醇超聲清洗5min→烘干待用，所述離子源清洗，可采用霍爾離子源對襯底進(jìn)行清洗5min，壓強(qiáng)為2×10-2Pa，襯底溫度為300℃，氬氣通量為10sccm，偏壓為-100V，陰極電流為29.5A，陰極電壓為19V，陽極電流為7A，陽極電壓為80V，以清除襯底表面的吸附氣體以及雜質(zhì)，提高濺射層與襯底的結(jié)合強(qiáng)度以及成膜質(zhì)量。采用磁控濺射法，將所述鉻摻雜二氧化鈦靶材在所述襯底上制成所述鉻摻雜二氧化鈦膜；磁控濺射制成所述鉻鉭摻雜二氧化鈦膜的具體條件為，濺射腔壓強(qiáng)1Pa，濺射腔氣氛為氬氣或氮?dú)饣驓鍤浠旌蠚猓r底溫度為100℃，濺射功率為5W/cm2，沉積速率為10nm/min，濺射時(shí)間為2h。實(shí)施例二以二氧化鈦粉和氧化鉻粉末為主要原料，純度為5N，按照Ti：Cr摩爾比為10:1配料，混合后經(jīng)過研磨，使之混合均勻。而后放入高溫硅鉬爐中在820℃下預(yù)燒3h；完成后加入聚合劑聚乙烯醇5mL，用粉末壓片機(jī)壓制成3.5mm厚、直徑5cm的圓形靶材，然后放入高溫硅鉬爐中以5℃/min升至1350℃燒結(jié)5h，冷卻后，固定0.5mm厚的銅背底，即制得鉻摻雜二氧化鈦靶材。研磨拋光并清洗SiO2/Si襯底，備用。所述研磨拋光，可將襯底先在600目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行粗磨10min，然后在1200目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行細(xì)磨10min，再用W2.5的金剛石拋光粉進(jìn)行拋光至試樣表面均勻光亮，所述超聲清洗，可將研磨拋光后的襯底按以下順序清洗，丙酮超聲清洗5min→無水乙醇超聲清洗5min→烘干待用，所述離子源清洗，可采用霍爾離子源對襯底進(jìn)行清洗5min，壓強(qiáng)為2×10-2Pa，襯底溫度為300℃，氬氣通量為10sccm，偏壓為-100V，陰極電流為29.5A，陰極電壓為19V，陽極電流為7A，陽極電壓為80V，以清除襯底表面的吸附氣體以及雜質(zhì)，提高濺射層與襯底的結(jié)合強(qiáng)度以及成膜質(zhì)量。采用磁控濺射法，將所述鉻摻雜二氧化鈦靶材在所述襯底上制成所述鉻摻雜二氧化鈦膜；磁控濺射制成所述鉻鉭摻雜二氧化鈦膜的具體條件為，濺射腔壓強(qiáng)5Pa，濺射腔氣氛為氬氣或氮?dú)饣驓鍤浠旌蠚猓r底溫度為300℃，濺射功率為8W/cm2，沉積速率為100nm/min，濺射時(shí)間為4h。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種二氧化鈦導(dǎo)電薄膜的制備方法，該方法包括如下步驟：（1）制備靶材以二氧化鈦粉和氧化鉻粉末為主要原料，純度為4N?5N，按照Ti：Cr摩爾比為10:1配料，混合后經(jīng)過研磨，使之混合均勻，而后放入高溫硅鉬爐中在820℃下預(yù)燒3h；完成后加入聚合劑聚乙烯醇5mL，用粉末壓片機(jī)壓制成3.5mm厚、直徑5cm的圓形靶材，然后放入高溫硅鉬爐中以5℃/min升?至1350℃燒結(jié)5h，冷卻后，固定0.5mm厚的銅背底，即制得鉻摻雜二氧化鈦靶材；（2）處理襯底研磨拋光并清洗SiO

【技術(shù)特征摘要】
1.一種二氧化鈦導(dǎo)電薄膜的制備方法，該方法包括如下步驟：（1）制備靶材以二氧化鈦粉和氧化鉻粉末為主要原料，純度為4N-5N，按照Ti：Cr摩爾比為10:1配料，混合后經(jīng)過研磨，使之混合均勻，而后放入高溫硅鉬爐中在820℃下預(yù)燒3h；完成后加入聚合劑聚乙烯醇5mL，用粉末壓片機(jī)壓制成3.5mm厚、直徑5cm的圓形靶材，然后放入高溫硅鉬爐中以5℃/min升至1350℃燒結(jié)5h，冷卻后，固定0.5mm厚的銅背底，即制得鉻摻雜二氧化鈦靶材；（2）處理襯底研磨拋光并清洗SiO2/Si襯底，備用；（3）采用磁控濺射法，將所述鉻摻雜二氧化鈦靶材在所述襯底上制成所述鉻摻雜二氧化鈦膜；磁控濺射制成所述鉻鉭摻雜二氧化鈦膜的具體條件為，濺射腔壓強(qiáng)1-5Pa，濺射腔氣氛為氬氣或氮?dú)饣驓鍤浠旌蠚猓r底溫度為100-300℃，濺射...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：不公告發(fā)明人，
申請(專利權(quán))人：蘇州思創(chuàng)源博電子科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32