透明导电薄膜（Ⅲ）：TCO/M/TCO三层透明导电薄膜

闫彩波，周艳文，粟志伟，王 鼎，杨东明

（辽宁科技大学 材料与冶金学院，辽宁 鞍山114051）

电子光学器件的飞速发展，需要更低电阻率和更高透过率的薄膜材料。尽管透明导电氧化物（Transparent conductive oxide，TCO）薄膜研究取得很多成果，但典型的掺杂单体TCO薄膜，如掺锡氧化铟（Indium tin oxide，ITO）［1-2］、掺铝氧化锌（Aluminum zinc oxide，AZO）［3-4］、掺氟氧化锡（Fluorinedoped tin oxide，FTO）［5］等，都无法同时满足超薄、高透光和高导电性的使用需求。一方面受半导体导电机制的限制，使掺杂单体TCO薄膜无法与纯金属相媲美［6］；另一方面，目前应用的TCO薄膜厚度均比金属薄膜厚，ITO薄膜的厚度大于200 nm，AZO薄膜和FTO薄膜的厚度都大于500 nm。而多元的TCO薄膜，如锡酸镉（Cd2SnO4）［7］、锡酸锌（Zn2SnO4）和偏锡酸锌（ZnSnO3）［8-10］等，虽然能够一定程度上调控其透光性能和导电性能，但制备工艺较复杂，制备条件也较苛刻［11］。

近年来，随着柔性基体及挠曲器件的使用，需要更薄的氧化物陶瓷材料的透明导电薄膜，而上述透明导电薄膜较厚，无法在柔性基体上应用，因此研究者们开始研究具有金属夹层的三层透明导电薄膜（TCO/M/TCO）。TCO层作为具有高折射率的介质层，能够减少反射作用，提高薄膜在可见光区的透光率，金属夹层M的作用是提高薄膜电学性能。本文阐述三层薄膜厚度设计原理，介绍中间金属夹层材料的选择范围，分析介质层和金属夹层厚度对薄膜性能产生的影响，介绍溅射氛围和后处理工艺对薄膜性能产生的影响。

1 三层透明导电薄膜厚度设计

TCO/M/TCO薄膜具有材料选取范围广、成本低、机械加工性能好、制备工艺简单、电导率和透射率可调等优点，在制备柔性电子光学器件方面独具优势。……