制備ITO薄膜的工藝研究.pdf

1、20世紀90年代以來，平板顯示技術(shù)地迅猛發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化，極大的促進了透明導電薄膜的發(fā)展，同時對透明導電薄膜提出了更高的要求。對于新型顯示器件OLED（有機電致發(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電性。同時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)薄膜的制備工藝進行了深入的研究。
　　透明導電氧化物薄膜材料具有大的載流子濃度和光學禁帶寬度因而表現(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)域得到實際應(yīng)用。
　　多種工藝可以用來制備透明導電薄膜，如磁控濺射、真空反應(yīng)蒸發(fā)、化學氣相沉積、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、XRD、SEM等測試手段對制備的ITO薄膜進行了分析。試驗中發(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、氬氧比例、沉積溫度、退火溫度、退火時間、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。考慮到影響薄膜性能

4、的因素很多，試驗中采用了正交試驗設(shè)計法，在眾多因素中尋找影響試驗結(jié)果的主要因素。試驗發(fā)現(xiàn)，氬氧比例、退火溫度對ITO薄膜性能影響最大。
　　由正交實驗結(jié)果得出的優(yōu)化工藝參數(shù)：濺射壓強為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薄膜方阻達到17Ω/□，在可見光區(qū)域的平均透過率為86.13%。薄