氮化锌的应用

发布日期:2020/10/24 7:56:57

背景及概述^[1][2]

氮化锌的化学式 Zn3N2，灰色晶体，溶于盐酸。在冷水中迅速分解为氢氧化锌和氨。由锌粉在氨气流中于 500～600℃反应制得或由氨基锌加热分解而得。

应用^[2-3]

1、用于制备氮化锌薄膜

氮化锌（Zn3N2）具有反方铁锰矿结构，具有奇异的电学及光学性质，并且氧化锌是间接带隙还是直接带隙半导体，带隙是多少，一直是产业界及学术界具有较大争议的问题，制备方法和生长条件的差异，对其带隙的影响也十分显著。例如现有技术中，利用磁控溅射、化学气相沉积、静电电解法、分子束外延法等方法可以进行氮化锌薄膜的制备。

但多数方法制备的氮化锌薄膜稳定性较差，而且同一种方法制备的氧化锌薄膜，获得的材料光学、电学性能差异也较大。现急需获得高结晶质量、简单易行、可重复控制的制备方法。CN201210545142.7提供一种氮化锌薄膜的制备方法，所述制备方法是利用原子层沉积技术制备氮化锌薄膜，可精确调控氮化锌薄膜的带隙，所制备出的薄膜结构均匀完整，性能显著。

采用的技术方案为：

一种氮化锌薄膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）将衬底放置于原子层沉积设备反应腔中；

（2）向所述原子层沉积设备反应腔中通入含锌前驱体源，所述含锌前驱体源中的锌原子吸附于所述衬底表面；

（3）向所述原子层沉积设备反应腔中通入含氮前驱体源，然后通过等离子体将所述含氮前驱体源电离，电离后所述含氮前驱体源中的氮原子部分沉积，与所述衬底表面的锌原子形成氮锌共价键；或，通过等离子体将含氮前驱体源电离，然后将电离的所述含氮前驱体源通入所述原子层沉积设备反应腔中，电离后所述含氮前驱体源中的氮原子部分沉积，与所述衬底表面的锌原子形成氮锌共价键；

（4）重复所述步骤（2）和步骤（3）即可逐层生长氮化锌薄膜。

本发明是一种简单易行，可获得高结晶质量、可重复的制备方法，通过等离子体将氮源引入原子层沉积系统，再通过调控腔室温度、真空度、循环周期、等离子体条件等条件，精确的调控所制备的氮化锌薄膜的带隙。本发明可根据不同电学、光学应用需求，获得带隙可调控的各种优质氮化锌薄膜。图1为本发明提供的氮化锌薄膜制备方法一实施例的工艺流程图；

2、用于制备一种触摸屏盖板及触摸屏盖板膜

随着科技的进步，智能设备的发展，对于作为人机交互主要窗口的触摸屏需求越来越旺盛。CN201620468912.6的方案可以克服现有技术在采用黑色油墨的丝网印刷术制备触摸屏盖板BM区遮光层时，镀膜良率低、生产成本高、生产效率低，所得产品与液晶显示器进行贴合使用时，易产生气泡，无法实现完美贴合的缺陷，提供一种用氮化锌制作的触摸屏盖板及触摸屏盖板膜。

本实用新型的触摸屏盖板膜采用氮化锌薄膜作为黑色膜的功能层，表面反射率较低，生产成本低；表面硬度高，抗刮伤性能和耐磨性较强；表面能较高，能够有效的贴合液晶显示器；厚度约60～200nm，可消除段差效应。本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题。本实用新型提供了一种触摸屏盖板膜，其包括一氮化锌(Zn3N2)薄膜和一氮化硅 (Si3N4)薄膜；其中，所述氮化锌薄膜的厚度为10～50nm。其中，若所述氮化锌薄膜的厚度＞50nm，则会造成薄膜的附着力下降；若所述氮化锌薄膜的厚度＜10nm，会有透光，无法实现密不透光的效果。所述氮化锌薄膜对可见光有较强的吸收，外观呈黑色，是作为黑色膜的功能层。CN201620468912.6提供了一个触摸屏盖板膜实施例，其依次包括一氮化锌(Zn3N2)薄膜、一氮化硅(Si3N4)薄膜和一保护膜；其中，氮化锌薄膜的厚度为10nm；氮化硅薄膜的厚度为50nm，保护膜为本领域常规的塑料保护膜。本实施例的触摸屏盖板，其包括一玻璃基板和一上述触摸屏盖板膜，触摸屏盖板膜的氮化锌薄膜与玻璃基板相连接。图1为实施例的触摸屏盖板的结构示意图，其中，1为保护膜，2为氮化硅薄膜，3为氮化锌薄膜，4为玻璃基板。