制備ITO薄膜的工藝研究.pdf

1、20世紀(jì)90年代以來，平板顯示技術(shù)地迅猛發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化，極大的促進(jìn)了透明導(dǎo)電薄膜的發(fā)展，同時(shí)對透明導(dǎo)電薄膜提出了更高的要求。對于新型顯示器件OLED（有機(jī)電致發(fā)光）來說，由于是電流型驅(qū)動器件，作為陽極的薄膜要求有更好的導(dǎo)電性。同時(shí)對可見光的透過率和表面平整度也要求更高。論文針對OLED的要求，對ITO(In2O3:SnO2)薄膜的制備工藝進(jìn)行了深入的研究。
　　透明導(dǎo)電氧化物薄膜材料具有大的載流子濃度和光學(xué)禁帶寬度因而表現(xiàn)出優(yōu)良的光

2、電特性，如：低的電阻率和高的可見光透過率等。目前，此類材料體系包括In2O3、SnO2、ZnO及其摻雜體系In2O3:Sn(ITO)、SnO2:Sb、SnO2:F、ZnO:Al(ZAO)等。其中SnO2(TO)和In2O3:Sn(ITO)薄膜作為透明電極在平板顯示和太陽能電池等領(lǐng)域得到實(shí)際應(yīng)用。
　　多種工藝可以用來制備透明導(dǎo)電薄膜，如磁控濺射、真空反應(yīng)蒸發(fā)、化學(xué)氣相沉積、溶膠－凝膠法以及脈沖激光沉積等。其中磁控濺射工藝具有沉積速

3、率高均勻性好等優(yōu)點(diǎn)而成為一種廣泛應(yīng)用的成膜方法。
　　本課題以氧化銦錫靶為靶材，靶材中SnO2摻雜的重量比例為10％。采用直流磁控濺射工藝在氬氣氧氣混合氣氛中沉積ITO薄膜。用四探針測試儀、可見光光度計(jì)、XRD、SEM等測試手段對制備的ITO薄膜進(jìn)行了分析。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，對于ITO薄膜，薄膜的光電性能和表面形貌與濺射壓強(qiáng)、氬氧比例、沉積溫度、退火溫度、退火時(shí)間、退火氣氛、基板與靶材間距、濺射功率等工藝參數(shù)都有關(guān)系?？紤]到影響薄膜性能

4、的因素很多，試驗(yàn)中采用了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法，在眾多因素中尋找影響試驗(yàn)結(jié)果的主要因素。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氬氧比例、退火溫度對ITO薄膜性能影響最大。
　　由正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出的優(yōu)化工藝參數(shù)：濺射壓強(qiáng)為2mTorr、氬氧比例為16:0.5、退火溫度為427℃、基板與靶材距離為15cm、退火時(shí)間為1h、濺射功率為300W、退火氛圍為真空、沉積溫度為127℃。按優(yōu)化工藝參數(shù)制備出的ITO薄膜方阻達(dá)到17Ω/□，在可見光區(qū)域的平均透過率為86.13%。薄