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    ITO導電膜工藝全解

    日期:2021-10-19 06:34
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    摘要:在19世紀末,ITO薄膜的研究工作開始真正地發展了起來,當時是在光電導的材料上獲得很薄的金屬薄膜。而關于透明導電材料的研究進入一個新的時期,則是在**次世界大戰期間,主要應用于飛機的除冰窗戶玻璃。 而在1950年,**種透明半導體氧化物 In2O3 **被制成,特別是在 In2O3 里摻入錫以后,使這種材料在透明導電薄膜方面得到了普遍的應用,并具有廣闊的應用前景。 目前制備ITO薄膜的方法有很多種,如低電壓濺射、直流磁控濺射和HDAP法。

    19世紀末,ITO薄膜的研究工作開始真正地發展了起來,當時是在光電導的材料上獲得很薄的金屬薄膜。而關于透明導電材料的研究進入一個新的時期,則是在**次世界大戰期間,主要應用于飛機的除冰窗戶玻璃。

    而在1950年,**種透明半導體氧化物 In2O3 **被制成,特別是在 In2O3 里摻入錫以后,使這種材料在透明導電薄膜方面得到了普遍的應用,并具有廣闊的應用前景。

    目前制備ITO薄膜的方法有很多種,如低電壓濺射、直流磁控濺射和HDAP法。

    低電壓濺射

    低電壓濺射制備ITO薄膜由于ITO薄膜本身含有氧元素,磁控濺射制備ITO薄膜的過程中,會產生大量的氧負離子,氧負離子在電場的作用下,以一定的粒子能量會轟擊到所沉積的ITO薄膜表面,使ITO薄膜的結晶結構和晶體狀態造成結構缺陷。

    濺射的電壓越大,氧負離子轟擊膜層表面的能量也越大,那么造成這種結構缺陷的幾率就越大,產生晶體結構缺陷也越嚴重,從而導致了ITO薄膜的電阻率上升。

    一般情況下,磁控濺射沉積ITO薄膜時的濺射電壓在-400V左右,如果使用一定的工藝方法將濺射電壓降到-200V以下,那么所沉積的ITO薄膜電阻率將降低50%以上,這樣不僅提高了ITO薄膜的產品質量,同時也降低了產品的生產成本。

    直流磁控濺射

    兩種在直流磁控濺射制備ITO薄膜時,降低薄膜濺射電壓的有效途徑磁場強度對濺射電壓的影響當磁場強度為300G時,濺射電壓約為-350v;但當磁場強度升高到1000G時,濺射電壓下降至-250v左右。

    一般情況下,磁場強度越高、濺射電壓越低,但磁場強度為1000G以上時,磁場強度對濺射電壓的影響就不明顯了。因此為了降低ITO薄膜的濺射電壓,可以通過合理的增強濺射陰極的磁場強度來實現。

    RF+DC電源使用對濺射電壓的影響

    為了有效地降低磁控濺射的電壓,以達到降低ITO薄膜電阻率的目的,可以采用一套特殊的濺射陰極結構和濺射直流電源,同時將一套3KW的射頻電源合理地匹配疊裝在一套6KW的直流電源上,在不同的直流濺射功率和射頻功率下進行降低ITO薄膜濺射電壓的工藝研究。

    當磁場強度為1000G,直流電源的功率為1200W時,通過改變射頻電源的功率,經大量的工藝實驗得出:當射頻功率為600W時,ITO靶的濺射電壓可以降到-110V”的結論。因此,RF+DC新型電源的應用和特殊濺射陰極結構的設計也能有效的降低ITO薄膜的濺射電壓,從而達到降低薄膜電阻率的目的。

    HDAP

    降低ITO薄膜電阻率的新沉積方法——HDAP法,是利用高密度的電弧等離子體(HDAP)放電轟擊ITO靶材,使ITO材料蒸發,沉積到基體材料上形成ITO薄膜。由于高能量電弧離子的作用導致ITO粒子中的In、Sn達到完全離化,從而增強沉積時的反應活性,達到減少晶體結構缺陷,降低電阻率的目的。

    利用同樣成分的ITO材料,其它工藝條件保持一樣,并在同樣的基片溫度下,分別進行“DC磁控濺射、“DC+RF磁控濺射、“HDAP法制備ITO薄膜的實驗。

    實驗結果可以看出,利用HDAP法能獲得電阻率較低的ITO薄膜,尤其是在基片溫度不能太高的材料上制備ITO薄膜時,使用HDAP法制備ITO薄膜可以得到較理想的ITO薄膜?;瑴囟鹊?/span>350℃左右時,這三種沉積方法對ITO薄膜電阻率的影響較小。

    豫公網安備 41019702002438號

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