ITO透明導(dǎo)電膜的制備及特性研究.pdf

1、ITO(Indium Tin Oxide)膜為體心立方鐵錳礦型結(jié)構(gòu)的多晶體,為n型半導(dǎo)體薄膜材料,其半導(dǎo)化機(jī)理為摻雜(摻錫)和組分缺陷(氧空位)半導(dǎo)化.ITO膜是目前綜合性能最優(yōu)異的透明導(dǎo)電薄膜,具有禁帶寬、可見光譜區(qū)光透射率高和電阻率低等光電特性,成為LCD以及其它平面顯示器所需透明電極的最佳材料,目前還無其它材料可以取代.另外,ITO膜在交通、宇航、國防、建筑、太陽能等方面有著廣泛的應(yīng)用.論文以氯化銦和氯化錫為前驅(qū)物,采用溶膠-凝膠

2、法成功制備了ITO透明導(dǎo)電膜.通過研究發(fā)現(xiàn),制備ITO膜的最佳工藝條件為:溶液濃度3％~4％,甩膜后立即進(jìn)行熱處理,熱處理的初始溫度在400℃,熱處理的保溫溫度在450℃,熱處理時間在15min,銦錫比例在4:1,鍍膜次數(shù)為9遍.采用該工藝制備的ITO膜的方阻約為310Ω/□,可見光平均透過率約為80％,膜厚約為130nm,電阻率約為4.08×10<'-3>Ω·cm.該法制備的ITO膜為立方In<,2>O<,3>結(jié)構(gòu)的多晶體,Sn<'+

3、4>離子取代In<,2>O<,3>晶格中的In<'+3>離子,薄膜的成份為銦、錫和氧元素.對不同的熱處理溫度、熱處理時間和銦錫比例樣品的X射線衍射分析(XRD)表明,熱處理溫度、熱處理時間和銦錫比例對ITO膜的晶格常數(shù)、衍射峰強(qiáng)度和晶粒尺寸有影響.晶格常數(shù)方面,熱處理溫度在400℃時ITO膜的晶格常數(shù)最大,熱處理溫度高于或低于400℃時,晶格常數(shù)減小;熱處理時間小于15min時，晶格常數(shù)隨著熱處理時間的增加迅速下降，熱處理時間超過15m

4、in后，晶格常數(shù)變化不大;銦錫比例小于4：1時，晶格常數(shù)隨著銦錫比例增大迅速增大，銦錫比例超過4：1后，晶格常數(shù)隨銦錫比例減小緩慢增大.衍射峰強(qiáng)度方面，熱處理溫度高于375℃后，ITO膜（400）晶面衍射峰強(qiáng)度較高;隨著熱處理時間的延長，ITO膜（400）晶面的衍射峰強(qiáng)度線性減小，熱處理時間超過15min后，（400）晶面的衍射峰強(qiáng)度低于（222）晶面的衍射峰強(qiáng)度;銦錫比例小于4：1時，ITO膜（400）晶面衍射峰強(qiáng)度小于（222）晶面

5、的衍射峰強(qiáng)度，銦錫比例超過4：1后，ITO膜（400）晶面衍射峰強(qiáng)度最高.晶粒尺寸方面，晶粒尺寸隨著熱處理溫度的升高而增大;熱處理時間小于15min時，晶粒尺寸隨著熱處理時間的增加略有增加，熱處理時間超過15min后，晶粒尺寸基本不變;銦錫比例小于4：1時，晶粒尺寸隨著銦錫比例的增加而快速增加，銦錫比例大于4：1后，晶粒尺寸隨著銦錫比例的增加而緩慢增加，銦錫比例為4：1時，晶粒尺寸最大.研究發(fā)現(xiàn)，晶格常數(shù)、衍射峰強(qiáng)度和晶粒尺寸三者中，晶