学年论文-精细玻璃ITO镀膜工艺的研究与应用

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1、17武汉工程大学邮电与信息工程学院学年论文.学年论文题目精细玻璃ITO镀膜工艺的研究与应用学生学号专业08材料物理班级02指导教师完成时间2011年11月___27日成绩17武汉工程大学邮电与信息工程学院学年论文学年论文成绩评定表姓名学号专业班级学年论文题目成绩指导教师评语：指导教师签名：日期：17武汉工程大学邮电与信息工程学院学年论文目录摘要I引言：1一、磁控溅射法制备ITO薄膜21、实验21.1样品的制备21.2性能的表征21.3ITO薄膜的制备32、结果与讨论42.1靶材角度对ITO薄膜的光电-性能的影响42.2氧流量对ITO薄膜的光电性能的影响52.3溅射时间对

2、ITO薄膜的光电性能的影响62.4溅射功率对ITO薄膜的光电性能的影响73、结论8二、溶胶-凝胶法制备81、Sol—Gel法制备ITO薄膜的工艺过程81.1前驱液的制备91.2薄膜的制备92、结果与讨论92.1掺Sn量对薄膜光电性能的影响92.2热处理温度对薄膜光电性能的影响112.3镀膜层数对薄膜光电性能的影响123、结论13三、ITO薄膜的应用133.1塑料显示器的应用133.2可折叠太阳能电池143.3柔性有机发光器件14结束语15参考文献：1617武汉工程大学邮电与信息工程学院学年论文摘要ITO薄膜有复杂的立方铁锰矿结构，最低电阻率接近cm量级，可见光范围内平均

3、光透过率在90%以上,其优良光电性质使之成为具有实用价值的TCO薄膜。ITO透明导电膜除了具有髙可见光透过率和高电导率，还具备其它优良的性能，如高红外反射率、与玻璃有较强的附着力、良好的机械强度和化学稳定性、用酸溶液湿法刻蚀工艺容易形成电极图等，被广泛地应用于平板显示器件、微波与射频屏蔽装置、敏感器件和太阳能电池等很多领域[1-3]。特别是近年来液晶等平板显示器件的崛起，更促进了ITO薄膜的研究和需求。关键词：ITO薄膜磁控溅射直流溅射溶胶-凝胶旋涂法掺杂17武汉工程大学邮电与信息工程学院学年论文引言：ITO薄膜是一种n型半导体材料，具有高的导电率、高的可见光透过率、高

4、的机械硬度和良好的化学稳定性。因此，它是液晶显示器（LCD）、等离子显示器（PDP）、电致发光显示器（EL/OLED）、触摸屏（TouchPanel）、太阳能电池以及其他电子仪表的透明电极最常用的薄膜材料。对于ITO薄膜材料的研究，目前研究较多的是SnO2基，In2O3基和ZnO基材料，其中以Sn掺杂的In2O3（In2O3:Sn,ITO）和Al掺杂的ZnO（ZnO：Al，AZO）研究较为广泛。磁控溅射法、化学气相沉积(CVD)法、喷雾热分解法、溶胶-凝胶法（sol-gel）是目前制备ITO薄膜常用的方法。ITO薄膜的导电机制[6]：ln203是直接跃迁宽禁带半导体材料

5、，其晶体结构是立方铁锰矿结构。由于在1〜03形成过程中没有构成完整的理想化学配比结构，结晶结构中缺少氧原子（氧空位），因此存在过剩的自由电子，表现出一定的电子导电性。同时，如果利用高价的阳离子如Sn掺杂在ln203晶格中代替In3+的位置,则会增加自由导电电子的浓度，进而提髙氧化铟的导电性。在ITO薄膜中，Sn—般以Sn2+或Sn4+的形式存在，由于In在ln203中是正三价，Sn4+的存在将提供一个电子到导带，相反Sn2+的存在将降低导带中电子的密度。另外，SnO自身呈暗褐色，对可见光的透过率较差。在低温沉积过程中，Sn在ITO中主要以SnO的形式存在，导致较低的载流

6、子浓度和髙的膜电阻。经过退火处理，一方面能促使SnO向Sn02转变，使薄膜进一步氧化，另一方面促使薄膜中多余的氧脱附,从而达到降低膜电阻,提高膜的可见光透过率的目的[17]。ITO导电薄膜是用物理或化学方法在基体表面上沉积得到的。基体材料一般采用玻璃，如采用低温磁控溅射[3][4][7]工艺制备，基体也可以塑料等聚合物材料。基体的热膨胀系数对膜的性质有较大的影响，所以选择基体材料时应根据所采用的方法不同而选取适当的材料。第17页共21页17武汉工程大学邮电与信息工程学院学年论文一、磁控溅射法制备ITO薄膜1、实验1.1样品的制备本实验采用直流溅射方法[7]制备ITO透明

7、导电薄膜，靶材为ITO陶瓷靶(In2O3：SnO2=90％：10％)，靶材纯度>99．99％靶材尺寸为直径60mm、厚度为6mm。首先对靶材进行热处理，在马弗炉中加热至600℃，保温5个小时，在炉中自然冷却，其主要目的是为了清除线切割靶材时遗留的有机液。选用普通苏打玻璃为衬底，实验前先用乙醇对玻璃基底进行超声波清洗，然后用去离子水漂洗，最后在200℃下烘干。玻璃放置在可旋转的试样台上。靶材与试样台间距为190mm，O2(99．997％)、Ar(99．997％)为反应气体，通过D07—7B／ZM型质量流量计来控制气体的流量。溅射前真