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磁控溅射法低温制备ITO透明导电薄膜工艺研究

作　者: 门智新
导　师: 何翔
学　校: 中南民族大学
专　业: 等离子体物理
关键词: 透明导电薄膜 ITO 磁控溅射透过率面电阻
分类号: TN304.055
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

氧化铟锡（ITO）是一种宽禁带、高掺杂的n型半导体,广泛应用于各种显示屏幕的透明电极中。大多数研究者都关注于在200～400℃的基底温度下制备多晶ITO薄膜,研究其工艺,优化其光学和电学性质。然而,针对便携式显示屏的应用来说,由于基材不耐高温,只能在低温下沉积ITO薄膜,所以本文分别采用射频和直流磁控溅射方法,使用高纯度（99.99%）的ITO陶瓷靶（wt.90%In₂O₃+wt.10%SnO₂）靶材,在普通载玻片和有机材料聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate, PET）上制备了ITO透明导电薄膜。本文针对低温下沉积ITO薄膜的工艺条件进行了摸索。利用紫外可见分光光度计、四探针、X射线衍射仪对薄膜性能进行了表征。1、用射频溅射方法在普通玻璃基片上制备ITO薄膜,详细讨论了不同工艺条件对薄膜的光学和电学性能的影响。通过实验得到最优工艺条件为基片温度110℃,氧流量0.06sccm,溅射功率60W,工作气压0.2Pa,靶基距为50mm。最优条件下透过率为80.27%,面电阻为35Ω/□。2、选择上述实验中得到的低温下制备ITO薄膜的最优工艺条件,用射频磁控溅射方法在PET有机基底上镀制ITO薄膜。方阻36Ω/□和平均透过率77.83%。3、采用直流磁控溅射方法与射频磁控溅射方法在低温下制备了ITO薄膜,并进行了对比研究,结果表明:所制备的ITO薄膜,无论是条件控制难易程度上还是所得薄膜的光电性能,射频磁控溅射方法均优于直流磁控溅射方法。4、使用了一种简单的干涉膜厚测量方法测量了制备的ITO膜厚,并与探针轮廓仪的测量结果进行了对比。结果表明,这种测量厚度的方法简单可行,误差为几十纳米。综上所述,本文利用射频磁控溅射方法在较低温度下制备了ITO薄膜,得到了透过率为80.27%,面电阻为35Ω/□的优质薄膜。并尝试了在柔性基底上镀膜,也获得初步成功,其平均透过率77.83%,面电阻36Ω/□。

磁控溅射法低温制备ITO透明导电薄膜工艺研究

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