ito高阻薄膜的制备及光电特性研究

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1、25．ITO高阻薄膜的制备及光电特性研究李东平+，李青(东南大学电子科学与工程学院。江苏南京210096)娶三亟卫!垡巳壁12鱼：￡Q坚摘要：采用直流磁控溅射法在玻璃基板上制备ITO薄膜，研究了溅射功率、溅射时间、溅射气压等工艺条件对ITO薄膜的方阻和透过率的影响。并在溅射功率45W，溅射时间3min，溅射气压3Pa的工艺条件下得到了我们所需要的高阻薄膜，其方阻为2．873MQ／sq，对550nm可见光的透过率为96．466％。关键词：ITO膜，高阻，薄膜方阻，透过率PreparationandStudyofPhotoelectri

2、caIPropertiesofIT0FilmswithHighResistanceDong-pingLi，QingLi(CollegeofElectronicScienceandEngineering，SoutheastUniversity,Nanjing210096)Abstract：ITOthinfilmswerepreparedonglasssubstratesbyDCmagnetronsputteringtechnology．Theeffectsofsputteringpower,sputteringtimeandsputt

3、eringpressureonthesheetresistanceandtransmittanceofITOthinfilmswereinvestigated．UndertheprocessparameterS，thatis，asputteringpowerof45W，asputteringtimeof3min，asputteringpressureof3Pa,wegottheITOthinfilmthatisneeded．ThesheetresistanceoftheITOfilmis2．873MD．／sq，andthetrans

4、mittanceof550hmvisiblelightis96．466％．Keywords：ITOfilm，highresistance，sheetresistance，transmittance1引言铟锡氧化物(IndiumTinOxide，ITO)薄膜是一种lq型半导体晶体薄膜，由于能将其导电性与晶体透光性有机地结合在一起，因此具有良好的导电性、较高的可见光透过率以及红外反射率，同时又有良好的机械强度和化学稳定性。因此在液晶显示器、太阳能电池、防静电、防微波辐射、电致变色功能膜红外遥感探测器等领域有着广泛的实际应用n’21。近年

5、来人们已经研究了多种沉积技术用来制备ITO透明半导体膜n1，如磁控溅射、化学气相沉积、真空反应蒸发、溶胶一凝胶法、喷射热分解等，其中磁控溅射法因具有成膜速率高、均匀性好和可控性等优点而得到广泛的研究和应用。几年来人们在直流磁控溅射法镀StllTO膜方面己作了大量的工作，也有较多的关于工艺参数对ITO膜光电性能影响的文献报道。但这些文献报道大多是关于如何使镀制的ITO膜的方阻变得更小的。高阻层在模式控制自适应液晶透镜研究中是一种重要的膜层，文献“1和仿真结果表明，需要方阻应在MQ级。笔者采用直流磁控溅射的方法镀St]ITO薄膜作为高阻

6、膜层，研究了溅射功率、溅射时间和溅射气压对ITO薄膜光电性能的影响，并得到了所需要的高阻薄膜。2实验采用直流磁控溅射法在玻璃基板(尺寸为25minX25minXl-Imm)上镀膜，所用靶材为In。0。：SnO。=9：l(质量比)的氧化铟锡陶瓷靶，尺寸为巾80mmX0．6mm。镀膜所用设备为JS3S一80Z型磁控溅射台，反应室规格为由500mmX350mm。先用真空泵把溅射室的压强抽到3X10～3Pa，然后通入纯度为99．999％的氩气，再设置不同的工艺参数进行镀膜。镀膜完成后，采用SZ-82型数字式四探针测试仪测量薄膜方阻，用UV一

7、3600型紫外可见分光光度计测可见光透过率(文中的透过率都指对550nm可见光的透过率)。3结果与讨论3．1溅射功率的影响图l是溅射时间为lOmin、溅射气压为0．5Pa时ITO薄膜的方阻和透过率与溅射功率的关系曲线图。从图l中可以看出，随着溅射功率的增大，薄膜的透过率先增大后减小，而薄膜的方阻却是一直在减小的。当溅射功率比较小时，从靶上溅射到基底的粒子数量和动能都很小，靶原子在飞向基底时易被散射，沉积到基底上的粒子能量较小，使高价铟锡氧化物的反应活性降低甚至出现一些低价的铟锡氧化物而使薄膜呈暗棕色n1。从而导致薄膜的透过率较低，方

8、阻较高。当溅射功率较大时，从靶上溅射出的粒子数量和动能都较大，粒子具有较高的能量沉积到基片上反应形成ITO膜，这样形成的工T0膜的晶体结构就比较好，同时溅射粒子数量的增大使工TO薄膜的厚度增大，随着厚度的增加，薄膜的方阻和透过率减小“