射頻磁控濺射制備ITO薄膜及其透明導(dǎo)電性能的研究.pdf

1、ITO薄膜由于有良好的透明導(dǎo)電性能，目前已被成功的應(yīng)用在顯示器、觸摸屏和太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域，但仍有部分影響薄膜光電性能的因素和作用機(jī)理缺少研究。本文通過(guò)射頻磁控濺射法在Ar/Ar+H2氣氛、不同襯底溫度(Ts)下制備了不同膜厚的ITO薄膜，并分別在Ar和空氣中進(jìn)行退火處理，研究了Ts、膜厚、H2流量、退火氣氛和退火溫度對(duì)薄膜透明導(dǎo)電性能的影響。得到的主要結(jié)果如下：
　　當(dāng)在Ar氣氛下沉積時(shí)，隨著襯底溫度的升高，ITO薄膜的厚度變化不

2、大，但結(jié)晶性逐漸提高，其擇優(yōu)取向逐漸由(400)晶面轉(zhuǎn)變?yōu)?211)晶面。對(duì)其透明導(dǎo)電性能而言，隨襯底溫度的升高，薄膜在可見(jiàn)光區(qū)間的平均透光率先略有升高后出現(xiàn)明顯降低的趨勢(shì)，電阻率卻反常地出現(xiàn)先增大后降低的變化。在三種襯底溫度(RT，100和200℃)下，隨著膜厚的增加，ITO薄膜結(jié)晶度提高，擇優(yōu)取向降低，電阻率呈不變或上升的趨勢(shì)，透光率呈下降的趨勢(shì)。
　　當(dāng)在Ar+H2氣氛下沉積時(shí)，在三種襯底溫度(RT，100和200℃)下，隨

3、著H2流量的增加，ITO薄膜的厚度變化不大，但結(jié)晶度呈增加的趨勢(shì);對(duì)于襯底溫度為100和200℃時(shí)，在H2流量較大時(shí)出現(xiàn)In的衍射峰。對(duì)其透明導(dǎo)電性能而言，隨著H2流量的增加，三種襯底溫度下制備的ITO薄膜電阻率逐漸下降，透光率先基本上保持不變，后突然降低。與Ar下制備的ITO薄膜類(lèi)似，Ar+H2下制備的ITO薄膜隨著膜厚的增加，其結(jié)晶度提高，透光率呈下降趨勢(shì);但是，ITO薄膜的電阻率在當(dāng)Ts=100℃時(shí)先快速增大后趨于不變，而當(dāng)Ts=

4、200℃時(shí)逐漸下降。
　　當(dāng)在Ar下退火時(shí)，隨著退火溫度的升高，Ar和Ar+H2兩種氣氛下制備的ITO薄膜結(jié)晶度均有所增大，電阻率有所降低，透光率先增加后降低。相對(duì)而言，Ar下制備的ITO薄膜電阻率表現(xiàn)出更明顯的降低。當(dāng)在空氣下退火時(shí)，隨退火溫度升高，兩種氣氛下制備的ITO薄膜結(jié)晶度和透光率均有所增大。但對(duì)電阻率而言，Ar下制備的ITO薄膜降低，Ar+H2下制備的ITO薄膜增加。隨空氣中退火溫度的升高，高H2流量下制備的透光率低的