ITO薄膜厚度和含氧量对其结构与性能的影响.doc

2012-07-19################2012-07-19#######2#012-07-19######## ITO 薄膜厚度和含氧量对其结构与性能的影响 辛荣生 1，林 钰 2 （1. 郑州大学 材料科学与工程学院，河南 郑州 450052；2. 河南教育学院 化学系，河南 郑州 450014） 摘要: 在玻璃衬底上用直流磁控溅射的方法镀制 ITO 透明半导体膜，采用 X 射线衍射技术分析了膜层晶体结构与 薄膜厚度和氧含量的关系，并测量了薄膜电阻率及透光率分别随膜厚和氧含量的变化情况。以低氧氩流量比(1/40)并控 制膜厚在 70 nm 以上进行镀膜，获得了结晶性好、电阻率低且透光率高的 ITO 透明半导体薄膜，所镀制的 ITO 膜电阻 率降到 1.8×10–4 ?·cm，可见光透光率达 80 %以上。 关键词: 无机非金属材料；ITO 膜；氧氩流量比；电阻率；透光率 中图分类号: TN304.055 文献标识码:A 文章编号:1001-2028（2007）07-0021-03 Influence of thickness and oxygen content of ITO thin films on its structure and properties XIN Rong-sheng1, LIN Yu2 (1. College of Material Science and Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, China; 2. Department of Chemistry, Henan Education Institute, Zhengzhou 450014, China) Abstract: ITO transparent semiconducting films were deposited onto the glass substrates by DC magnetron sputtering method. The film structure related to film thickness and oxygen content was determined by X-ray diffraction. The resistivity and transmissivity changed with film thickness and oxygen content individually were also measured. The ITO transparent semiconducting films with well crystallinity, low resistivity and high transmissivity were obtained, which deposited by processing of low flow ratio O2/Ar(1/40) and film thickness above 70 nm. The ITO film resistivity is 1.8×10–4 ?·cm and visible light transmissivity is beyond 80 %. Key words: non-metallic inorganic material; ITO film; ratio O2 /Ar; resistivity; transmissivity 氧化铟锡（ITO）透明半导体膜具有一系列独特性 能，如电导率高、可见光透光率高、膜层硬度高且耐 化学腐蚀，在平面显示器、太阳能电池、电致变色镜、 热镜、智能窗和薄膜电池等领域获得广泛的应用[1]。 近几年来人们已经研究了用多种沉积技术来制备 ITO 透明半导体膜[2]，但至今为止磁控溅射法还是最普 遍使用的方法。很多人在直流磁控溅射法镀制 ITＯ膜 方面作了大量的工作，特别是镀膜工艺条件对薄膜光 电特性影响方面已有较多文献报导，但有关薄膜厚度 和含氧量对 ITO 薄膜结构影响的详细报道却极其少见。 笔者采用直流磁控溅射的方法镀制 ITO 薄膜，研 究了膜厚和含氧量对 ITO 透明半导体膜结构的影响， 并讨论了与之对应的性能关系。 1 实验 1.1 镀膜 采用直流磁控溅射法在玻璃基片上制备 ITO 薄 膜。在 CS—300 型溅射设备上，先用真空泵把溅射室 的压强抽到 3×10–3 Pa，然后通纯度为 99.999 %的氩气， 氩的压力维持在 0.5 Pa。基板玻璃装入溅射室前，先 用有机溶剂清洗，然后用去离子水超声清洗两遍。靶 材用纯度为 99.99 %的氧化铟锡陶瓷靶(ITO 靶)。沉积