專利名稱：一種透光電極及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種透光電極及其制備方法。
背景技術：
目前，常見的有機電致發(fā)光器件是以透明的導電玻璃為襯底的，光從底部射出；但在某些應用中要求光必須從頂部射出。即使有些以ITO為陽極的情況，也要求光從頂部出射。頂出光的有機發(fā)光二極管開辟了有機發(fā)光器件研究的新領域和更廣闊的應用前景，例如，采用硅片作襯底時，可預先在Si上做好有機發(fā)光器件的驅(qū)動電路，然后制作有機發(fā)光層，最后制備頂出光電極，這樣就實現(xiàn)了硅基的光電集成。硅基有機顯示器件的分辨率、刷新速度和功耗一般都要優(yōu)于現(xiàn)有基于ITO的有機發(fā)光器件。在光電轉(zhuǎn)換，如太陽電池和光敏二極管中，也需要透光的電極。
對于透光電極，可選擇的材料比較多，但最終必須在透光率和導電性之間求得平衡。在有機發(fā)光方面，目前采用較多的有ITO和薄Al/Ag或LiF/Al/Ag復合層(Al常為nm量級)，并多用作陰極。但是，前者因為淀積ITO很容易損壞有機發(fā)光層，對于設備與工藝有很高的要求；而后者導致器件內(nèi)量子效率低，而且反射嚴重，透光率較低，另外穩(wěn)定性也較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種功函數(shù)可調(diào)、界面反射小、透光率高和化學穩(wěn)定性好的透光電極及其制備方法。
本發(fā)明所提供的透光電極，包括透明襯底和位于透明襯底上的多晶硅層。
為了提高電極的穩(wěn)定性和電接觸性能，多晶硅膜應在10nm的厚度以上。為保證較高的透光率，這個厚度應在100nm以下。如果用于紅外波段，可以把厚度提高至微米量級。
在使用時可以根據(jù)需要，在上述頂電極加上任何圖形的模版。
該電極可以采用如下兩種方法制備第一種，直接在襯底上沉積多晶硅層；這里，直接沉積多晶硅層可以先在襯底上沉積非晶硅層，然后，非晶硅層在900-1100℃下退火形成多晶硅層；或者，在沉積非晶硅層的同時，在900-1100℃下加熱使襯底上沉積的非晶硅層退火形成多晶硅層，得到所述透光電極。
這里，沉積可以采用磁控濺蒸發(fā)，電子束蒸發(fā)，離子束蒸發(fā)，分子外延蒸發(fā)或氣相化學沉積等方式。
第二種，是在透明襯底上沉積非晶硅層，然后在非晶硅層上沉積Ni層或Al層，接著在450-650℃下退火20min-48h形成多晶硅層，最后清洗去Ni層或Al層，得到所述透光電極。
這里，沉積也可以采用磁控濺蒸發(fā)，電子束蒸發(fā)，離子束蒸發(fā)，分子外延蒸發(fā)或氣相化學沉積等方式。
非晶硅層厚度為10-100nm；所述Ni層或Al層的厚度為1-10nm。清洗可采用鹽酸或硝酸溶液。
本發(fā)明用多晶硅薄膜作為透光電極可以兼顧透光率、穩(wěn)定性和低成本等基本要素。原料可以是非晶硅，單晶硅尾料，也是硅的其他化合物；制備工藝可以用成本很低的磁控濺射或電子束蒸發(fā)等，真空在10-5托以上即可。與采用薄金屬透光電極相比，透光率高且穩(wěn)定。與ITO薄膜相比，材料和工藝成本均較低。本發(fā)明的透光電極在無機薄膜，有機薄膜和半導體發(fā)光，以及光電器件和光探測器等方面也有廣泛用途。
具體實施例方式
實施例1、玻璃襯墊上用磁控濺射制備多晶硅薄膜用磁控濺射設備，在玻璃襯底上沉積非晶硅薄膜25nm，然后再沉積2nm Ni。要求真空度10-5托以上，材料純度在99.99％以上，所用的硅靶材為單晶硅。取出樣品在氮氣保護下600℃退火(晶化)30分鐘，然后，以稀硝酸清洗去Ni層，得到帶有多晶硅薄膜層的電極。經(jīng)測試，該電極的可見透光率為60％，紅外透光率約為80％，導電性能穩(wěn)定。
實施例2、用化學氣相沉積制備多晶硅薄膜用常規(guī)等離子增強化學氣相沉積設備，襯底是玻璃，反應氣體是硅烷，用Ar氣稀釋，在襯底上沉積70nm非晶硅薄膜，然后在真空中950℃退火120min，得到帶有多晶硅薄膜層的電極。經(jīng)測試，該電極的可見透光率為40％，紅外透光率約為60％，導電性能穩(wěn)定。
實施例3、直接沉積制備多晶硅層用磁控濺射設備在石英襯底上進行沉積，在沉積同時，襯底原位加熱至1050℃，真空度10-5托以上，硅單晶靶材料純度在99.99％以上，在石英襯底上沉積25mm厚的多晶硅薄膜層，即得到帶有多晶硅薄膜層的電極。經(jīng)測試，該電極的可見透光率為60％，紅外透光率約為80％，導電性能穩(wěn)定。
實施例4、用磁控濺射設備，在玻璃襯底上沉積非晶硅薄膜50nm，然后再沉積8nm Al。要求真空度10-5托以上，材料純度在99.99％以上，所用的硅靶材為單晶硅。取出樣品在氮氣保護下500℃退火(晶化)1小時，然后，以稀鹽酸清洗去Al層。此時，可見透光率為50％，紅外透光率約為70％，導電性能穩(wěn)定。
權利要求
1.一種透光電極，包括透明襯底和位于透明襯底上的多晶硅層。
2.根據(jù)權利要求1所述的透光電極，其特征在于所述多晶硅層厚度為10-100nm。
3.權利要求1所述透光電極的制備方法，在透明襯底上直接沉積上多晶硅層。
4.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于所述直接沉積多晶硅層是先在襯底上沉積非晶硅層，然后，非晶硅層在900-1100℃下退火形成多晶硅層，得到所述透光電極。
5.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于所述直接沉積多晶硅層是在襯底上沉積非晶硅層的同時，在900-1100℃下加熱使襯底上沉積的非晶硅層退火形成多晶硅層，得到所述透光電極。
6.根據(jù)權利要求3或4或5所述的制備方法，其特征在于所述多晶硅層厚度為10-100nm。
7.權利要求1所述透光電極的制備方法，是在透明襯底上沉積非晶硅層，然后在非晶硅層上沉積Ni層或Al層，接著在450-650℃下退火20min-48h形成多晶硅層，最后清洗去Ni層或Al層，得到所述透光電極。
8.根據(jù)權利要求7所述的制備方法，其特征在于所述非晶硅層厚度為10-100nm；所述Ni層或Al層的厚度為1-10nm。
9.根據(jù)權利要求7所述的制備方法，其特征在于清洗采用鹽酸或硝酸溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種透光電極及其制備方法。本發(fā)明所提供的透光電極，包括透明襯底和位于透明襯底上的多晶硅層。本發(fā)明用多晶硅薄膜作為透光電極可以兼顧透光率、穩(wěn)定性和低成本等基本要素。原料可以是非晶硅，單晶硅尾料，也是硅的其他化合物；制備工藝可以用成本很低的磁控濺射或電子束蒸發(fā)等，真空在10
文檔編號H01L21/28GK101060166SQ20061007583
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月20日 優(yōu)先權日2006年4月20日
發(fā)明者冉廣照, 趙偉強, 秦國剛, 徐萬勁 申請人:北京大學