专利名称：一种p型透明导电的锡锑氧化物薄膜材料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种透明导电的薄膜材料，特别涉及一种P型透明导电的锡锑氧化物薄膜材料及其制造方法。
背景技术：
透明导电金属氧化物薄膜是一种应用很广的光电材料，在半导体发光器件、有机发光器件、液晶显示器、太阳能电池、智能窗等领域已经得到广泛的应用。由于金属氧化物材料中往往存在大量的氧空位、金属间隙原子以及其他类型的施主型缺陷，目前商品化的透明导电金属氧化物薄膜都是电子导电或者说是N型的，例如掺锑、掺氟的二氧化锡，掺铝、掺铟的氧化锌，铟锡氧化物等。而很多情况下，光电器件中还需要使用P型即空穴导电的透明导电金属氧化物薄膜。
发明内容
本发明的目的是提供一种P型透明导电的锡锑氧化物薄膜材料及其制造方法，所述的P型薄膜材料的光学禁带宽度为3.9eV，在可见波段内的平均透光率高达88％，具有制造工艺简单，透光性好，电阻率低，性能稳定可靠等优点。
一种P型透明导电的锡锑氧化物薄膜材料，其特征在于该锡锑氧化物薄膜材料中，锡与锑重量比为1∶4～10。
一种制造P型透明导电的锡锑氧化物薄膜材料的方法，其特征是采用下列工艺步骤1)按锡/锑重量比为1∶4～10，称取金属锡和金属锑放入刚玉坩锅内加热融化后，倒入模具制成锡锑合金块体；2)把锡锑合金块体加工成磁控溅射靶材，靶材的尺寸、形状与实际磁控溅射设备相适应，如圆片型；3)利用锡锑合金靶材，在玻璃衬底上磁控溅射沉积锡锑合金薄膜；4)以空气或工业氧气为氧化气体，将合金薄膜放入热处理炉中热氧化，热氧化温度为400℃，热氧化时间为2小时，获得P型透明导电的锡锑氧化物薄膜材料。
同现有技术比较，本发明的突出优点是该P型透明导电薄膜材料的制造工艺简单，光电性能良好，与目前得到广泛应用的N型透明导电薄膜，如铟锡氧化物薄膜，掺杂的二氧化锡薄膜等的禁带宽度十分相近，是一种十分理想的P型透明导电薄膜材料，具有制造工艺简单，透光性好，电阻率低，性能稳定可靠等优点。
图1是锡锑重量比为1∶10的锡锑氧化物薄膜的紫外-可见透射谱分布图，图中横坐标为光波长，纵坐标为透射率。可以看出这种薄膜在可见波段的平均透过率高于88％。
图2是同一样品的吸收谱分布图，图中的横坐标为光子能量，纵坐标为吸收系数与光子能量之积的平方。可见其禁带宽度约为3，9eV，与铟锡氧化物和二氧化锡的禁带宽度非常接近。
具体实施例方式
实施例1取20克锡、200克锑混合放入刚玉坩锅内，在加热炉中融化后，倒入内径为75mm、深度为10mm的模具内。冷却后从模具中取出锡锑合金圆片。利用线切割机把合金片切割成厚度为5mm的圆片，清洗、烘干后备用；把加工好的锡锑合金片装入磁控溅射设备的靶套内，按磁控溅射沉积工艺在玻璃衬底上沉积一层锡锑合金薄膜；溅射结束后，从磁控溅射室内取出沉积了锡锑合金的玻璃衬底，放入热处理炉中氧化，热氧化温度为400℃，热氧化时间为2小时。
经霍尔效应测试仪测试，薄膜的电阻率为0.15Ω·cm，导电类型为P型，空穴浓度为7.59×1018cm-3。
实施例2取35克锡、200克锑混合放入刚玉坩锅内，在加热炉中融化后，倒入内径为75mm、深度为10mm的模具内。冷却后从模具中取出锡锑合金圆片。利用线切割机把合金片切割成厚度为5mm的圆片，清洗、烘干后备用。清洗后放入烘箱内烘干；
把加工好的锡锑合金片装入磁控溅射设备的靶套内。按磁控溅射沉积工艺在玻璃衬底上沉积一层锡锑合金薄膜；溅射结束后，从磁控溅射室内取出沉积了锡锑合金的玻璃衬底，放入热处理炉中氧化，热氧化温度为400℃，热氧化时间为2小时。
经霍尔效应测试仪测试，薄膜的电阻率为0.22Ω·cm，导电类型为P型，空穴浓度为7.74×1019cm-3。
实施例3取50克锡、200克锑混合放入刚玉坩锅内，在加热炉中融化后，倒入内径为75mm、深度为50mm的模具内。冷却后从模具中取出锡锑合金圆片，利用线切割机把合金棒切割成厚度为5mm的圆片，清洗、烘干后备用；把加工好的锡锑合金片装入磁控溅射设备的靶套内，按磁控溅射沉积工艺在玻璃衬底上沉积一层锡锑合金薄膜；溅射结束后，从磁控溅射室内取出沉积了锡锑合金的玻璃衬底，放入热处理炉中氧化，热氧化温度为400℃，热氧化时间为2小时。
经霍尔效应测试仪测试，薄膜的电阻率为0.16Ω·cm，导电类型为P型，空穴浓度为4.03×1019cm-3。
权利要求
1.一种P型透明导电的锡锑氧化物薄膜材料，其特征在于该锡锑氧化物薄膜材料中，锡与锑重量比为1∶4～10。
2.一种制造权利要求1所述薄膜材料的方法，其特征是采用下列工艺步骤1)按锡/锑重量比为1∶4～10，称取金属锡和金属锑放入坩锅内加热融化后，倒入模具制成锡锑合金块体；2)把锡锑合金块体加工成磁控溅射靶材；3)利用锡锑合金靶材，在玻璃衬底上磁控溅射沉积锡锑合金薄膜；4)以空气或工业氧气为氧化气体，将合金薄膜放入热处理炉中热氧化，热氧化温度为400℃-550℃，热氧化时间为1-2小时，获得P型透明导电的锡锑氧化物薄膜材料。
全文摘要
一种制造P型透明导电的锡锑氧化物薄膜材料的方法，采用以下工艺步骤1)利用金属锡和金属锑，制作锡锑合金块体，其中锡与锑重量比为1∶4～10∶2)把锡锑合金块体加工成磁控溅射靶材；3)利用锡锑合金靶材，在玻璃衬底上磁控溅射沉积锡锑合金薄膜；4)把合金薄膜放入热处理炉中氧化，氧化温度为400℃，氧化气体为空气或氧气，氧化时间为2小时。同现有技术比较，本发明的优点是该P型透明导电薄膜材料的制造工艺简单，光电性能良好，是一种十分理想的P型透明导电的锡锑氧化物薄膜材料，具有制造工艺简单，透光性好，电阻率低，性能稳定可靠等优点。
文档编号C23C14/35GK101045612SQ20071006766
公开日2007年10月3日 申请日期2007年3月28日 优先权日2007年3月28日
发明者季振国, 霍丽娟 申请人:杭州电子科技大学