ITO薄膜的制备及其性能研究

论文摘要

氧化铟锡（Tin-dope indium oxide,ITO）薄膜做为一种新型材料被应用于诸多领域,其优异的特性引起了各国专家的广泛关注和研究。ITO薄膜具有很多优异的特性,如对可见光透过率可达83%以上、红外反射率超过80%、紫外吸收率超过85%、电阻率在10-3-10-4?·cm范围、能隙在3.6-3.9eV范围等。此外,ITO薄膜还具有高硬度、耐磨、耐化学腐蚀,以及容易刻蚀成一定形状的电极图形等诸多优点,这使得ITO薄膜被广泛应用于各种领域。本文利用直流脉冲磁控溅射法在室温下制备ITO薄膜。通过台阶仪、祡外-可见分光光度计、四探针仪,XPS等表征技术,研究了沉积气压、溅射功率,以及Ar/O2流量比对ITO薄膜沉积速率、光电性能,以及薄膜成份的影响。研究结果表明,薄膜沉积速率随沉积气压的增大而减小,随溅射功率的增大而增大;方块电阻随气压的增大而增大,随功率的增大而减小;可见光平均透过率主要受O2流量的影响,随着O2流量的增大稍有增加;薄膜成份中的O2含量随着O2流量的增加也有稍微的增加,但是随着沉积气压或功率的变化,薄膜成份没有太大变化。在沉积气压为0.5Pa,Ar/O2流量比为20:0.2,溅射功率为250W,膜厚为200nm时,薄膜的方块电阻为24Ω/□,可见光平均透过率为84.1%。对ITO薄膜退火处理的研究发现:在对较低O2流量下制备的ITO薄膜进行退火时,220℃下退火20min后,ITO薄膜的方块电阻下降率最大,能大大提高薄膜的导电性能;在对富O2流量下制备的ITO薄膜进行退火时,在400℃下退火10min后薄膜的电阻率下降最大,提高了薄膜的导电性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 ITO 薄膜的晶体结构
• 1.3 ITO 薄膜的半导化机理
• 1.4 ITO 薄膜的应用现状
• 1.4.1 ITO 薄膜在显示器方面的应用
• 1.4.2 ITO 薄膜在太阳能电池方面的应用
• 1.4.3 ITO 薄膜在其它方面的应用
• 1.5 纳米ITO 薄膜的制备方法
• 1.5.1 溅射法
• 1.5.2 化学气相沉积法
• 1.5.3 喷雾热分解法
• 1.5.4 溶胶一凝胶法
• 1.5.5 真空蒸镀法
• 1.6 课题的意义及内容
• 1.6.1 课题的提出
• 1.6.2 课题研究的主要内容
• 本章小结
• 第二章 磁控溅射系统简介及ITO 薄膜的制备
• 2.1 引言
• 2.2 磁控溅射系统简介
• 2.2.1 磁控溅射仪的主要组成
• 2.2.2 磁控溅射仪的操作步骤及技术特点
• 2.2.3 直流脉冲电源工作原理及特点
• 2.3 ITO 薄膜的制备
• 2.3.1 制备ITO 薄膜的参数简介
• 2.3.2 ITO 薄膜制备工艺流程
• 2.4 ITO 薄膜的性能表征
• 2.4.1 ITO 薄膜厚度表征
• 2.4.2 ITO 薄膜光学性能表征
• 2.4.3 X 射线光电子能谱（XPS）分析
• 本章小结
• 第三章 实验参数对ITO 薄膜性能的影响
• 3.1 引言
• 2 流量对ITO 薄膜性能的影响'>3.2 O₂ 流量对ITO 薄膜性能的影响
• 3.2.1 实验
• 2 流量对ITO 薄膜沉积速率的影响'>3.2.2 O₂ 流量对ITO 薄膜沉积速率的影响
• 2 流量对ITO 薄膜方块电阻的影响'>3.2.3 O₂ 流量对ITO 薄膜方块电阻的影响
• 2 流量对ITO 薄膜可见光平均透过率的影响'>3.2.4 O₂ 流量对ITO 薄膜可见光平均透过率的影响
• 2 流量对ITO 薄膜成份的影响'>3.2.5 O₂ 流量对ITO 薄膜成份的影响
• 3.3 溅射功率对ITO 薄膜性能的影响
• 3.3.1 实验
• 3.3.2 溅射功率对ITO 薄膜沉积速率的影响
• 3.3.3 溅射功率对ITO 薄膜方块电阻的影响
• 3.3.4 溅射功率对ITO 薄膜可见光平均透过率的影响
• 3.4 沉积气压对ITO 薄膜性能的影响
• 3.4.1 实验
• 3.4.2 沉积气压对ITO 薄膜沉积速率的影响
• 3.4.3 沉积气压对ITO 薄膜方块电阻的影响
• 3.4.4 沉积气压对ITO 薄膜可见光平均透过率的影响、
• 3.5 结论
• 本章小结
• 第四章 退火对ITO 薄膜方块电阻的影响
• 4.1 引言
• 4.2 实验
• 2 状态下制备ITO 薄膜的退火分析'>4.3 低O₂ 状态下制备ITO 薄膜的退火分析
• 2 状态下制备ITO 薄膜的退火分析'>4.4 富O₂ 状态下制备ITO 薄膜的退火分析
• 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢