一种Mo薄膜及其制备方法和用途与流程

本公开属于薄膜太阳能电池领域，具体涉及一种mo薄膜及其制备方法和用途。

背景技术：

1、钼(mo)金属熔点高，高温强度、硬度及刚度大，抗热震性、导热性及导电性良好，mo薄膜同时具有良好的导电性、热稳定性、化学稳定性和高红外反射率，可广泛应用于薄膜太阳能电池、液晶显示和微电子等领域。制备mo薄膜的技术主要有精密车削加工、精密轧制、物理气相沉积、电子束蒸发等，其中磁控溅射制备的mo薄膜纯度高、表面粗糙度低、厚度均匀性好、电导率高、与基底结合力强，应用广泛。目前为了实现高气压溅射沉积制备高压mo薄膜，通常采用提高通入工艺气体流量的方式以提高沉积气压，此种方式需消耗大量工艺气体，尤其在大面积镀膜工艺中，存在溅射工艺气体消耗量显著增加的问题。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种mo薄膜及其制备方法。本发明制备的mo薄膜表面均匀，电学性能优良，与其他较高流量工艺气体条件下制备的mo薄膜相比，在厚度、结构和性能上达到一致，本发明的制备方法通过蝴蝶阀精确控制沉积室内溅射沉积气压，实现以较低流量的工艺气体高压溅射制备mo薄膜，显著降低工艺成本。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种制备mo薄膜的方法，其中，该方法包括：

3、在沉积室内通入工艺气体，使基片在所述沉积室内进行溅射沉积，以在所述基片表面形成mo薄膜；

4、其中，所述工艺气体的流量与所述沉积室的体积的比例为0.1～4sccm/l，通过设置于所述沉积室的室壁上的蝴蝶阀控制所述溅射沉积的沉积气压，所述沉积气压为0.5～10pa。

5、可选地，所述溅射沉积包括：使靶材固定，并使所述基片在所述沉积室内线性往复式连续移动。

6、所述线性往复式连续移动的速度为0.5～6m/min。

7、可选地，该方法包括如下步骤：

8、(1)将所述基片依次在碱性洗涤剂水溶液、乙醇水溶液和超纯水中进行超声波清洗并干燥，然后将清洗后的基片送入进样室中抽真空，然后传入所述沉积室；

9、(2)当所述沉积室的真空度达到临界真空度时，通入ar气，利用蝴蝶阀调节所述沉积气压至第一压强，靶枪功率升至400w～800w启辉；

10、(3)调节ar气流量，利用蝴蝶阀调节所述沉积气压至第二压强，使基片溅射沉积至所需次数；

11、(4)降低靶枪功率，停止通入ar气，待所述沉积室的真空度达到所述临界真空度时，取出基片；

12、其中所述临界真空度为2×10-5～5×10-3pa。

13、可选地，步骤(1)中，所述碱性洗涤剂水溶液包括碳酸氢钙、碳酸钠、氢氧化钠中的一种或几种；所述清洗的时间为5～30min；

14、所述抽真空直至所述进样室的真空度为2×10-5～5×10-3pa。

15、可选地，步骤(2)中，所述ar气的流量与所述沉积室的体积的比例为0.1～4sccm/l，所述第一压强为1.0～6.0pa。

16、可选地，步骤(3)中，所述ar气的流量与所述沉积室的体积的比例为0.1～4sccm/l，所述第二压强为0.1～3.0pa，所述所需次数为10～50次。

17、可选地，所述蝴蝶阀设置于所述沉积室的顶壁，且所述蝴蝶阀的外侧连接有真空泵。

18、本发明第二方面提供一种采用本发明第一方面所述方法制备的mo薄膜。

19、可选地，所述mo薄膜的厚度为50～1000nm；所述mo薄膜的方阻为0.5～5ω/□，所述mo薄膜的电导率为5000～50000s/cm；所述mo薄膜的xrd谱图在40～41.5°存在特征峰。

20、本发明第三方面提供本公开第二方面的mo薄膜在薄膜太阳能电池、液晶显示或微电子中的用途。

21、通过上述技术方案，本发明通过蝴蝶阀精确调控溅射沉积气压，实现以较低流量的工艺气体高压溅射制备mo薄膜，可节省0～80％的工艺气体消耗，显著降低工艺成本，且制备出的mo薄膜表面均匀，具有在(110)晶面择优取向生长，电学性能优良，与其他较高流量工艺气体条件下制备的mo薄膜相比，在厚度、薄膜均匀性、结晶质量和电学性能上均达到一致。

22、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种制备mo薄膜的方法，其中，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述溅射沉积包括：使靶材固定，并使所述基片在所述沉积室内线性往复式连续移动；

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该方法包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(1)中，所述碱性洗涤剂水溶液包括碳酸氢钙、碳酸钠、氢氧化钠中的一种或几种；所述清洗的时间为5～30min；

5.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(2)中，所述ar气的流量与所述沉积室的体积的比例为0.1～4sccm/l，所述第一压强为1.0～6.0pa。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(3)中，所述ar气的流量与所述沉积室的体积的比例为0.1～4sccm/l，所述第二压强为0.1～3.0pa，所述所需次数为10～50次。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蝴蝶阀设置于所述沉积室的顶壁，且所述蝴蝶阀的外侧连接有真空泵。

8.采用权利要求1～7中任意一项所述的方法制备的mo薄膜。

9.根据权利要求8所述的mo薄膜，其中，所述mo薄膜的厚度为50～1000nm；所述mo薄膜的方阻为0.5～5ω/□，所述mo薄膜的电导率为5000～50000s/cm；所述mo薄膜的xrd谱图在40～41.5°存在特征峰。

10.权利要求8或9所述的mo薄膜在薄膜太阳能电池、液晶显示或微电子中的用途。

技术总结本公开涉及提供一种Mo薄膜的制备方法和用途，包括在沉积室内通入工艺气体，通过设置于沉积室的室壁上的蝴蝶阀控制溅射沉积的沉积气压，使基片在沉积室内进行溅射沉积，以在基片表面形成Mo薄膜。本发明的制备方法实现以较低流量的工艺气体高压溅射制备Mo薄膜，显著降低工艺成本。本发明制备出的Mo薄膜表面均匀，电学性能优良，与其他较高流量工艺气体条件下制备的Mo薄膜相比，在厚度、薄膜均匀性、结晶质量和电学性能上均达到一致。同时，该Mo薄膜在(110)晶面择优生长，可以作为多层Mo膜、CIGS等其他薄膜的优异衬底使用。技术研发人员：范子超,赵笑昆,李博研,黄星烨,钟大龙受保护的技术使用者：龙源电力集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17