ITO薄膜的制備及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、透明導(dǎo)電薄膜(ITO)作為一種獨特的光電功能材料，兼具了較高的可見光透過性和良好的導(dǎo)電性能，受到人們的青睞。由于其優(yōu)異的光電特性，使其在太陽能電池、氣體傳感器、液晶顯示等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著相關(guān)領(lǐng)域在光電轉(zhuǎn)換、發(fā)光亮度等方面進一步的深入研究和開發(fā)，對系統(tǒng)組成部分(包括ITO)提出了更加苛刻的要求。例如，ITO薄膜層作為新一代顯示器件OLED的射出面并擔(dān)負(fù)透明陽極材料，其性能優(yōu)劣直接關(guān)系到OLED器件的性能。而OLED用ITO除了高標(biāo)

2、準(zhǔn)的光電性能要求，對OLED器件起關(guān)鍵作用的粗糙度方面更需要嚴(yán)格控制。
　　 圍繞制備這種高要求的ITO薄膜，本文計劃分為兩大步完成這個目標(biāo)：一、對影響ITO薄膜的幾個重要工藝參數(shù)：氧氬比、濺射壓強、溫度、功率進行探討優(yōu)化，找到制備ITO的最優(yōu)制備條件。二、在最優(yōu)條件下，使用該實驗室自主研發(fā)的能量過濾磁控濺射(EFDMS)技術(shù)進行進一步的研發(fā)制備。本論文主要結(jié)論如下：
　　 對氧氬比、濺射壓強、溫度、功率幾個工藝參數(shù)進行

3、了探討優(yōu)化，找出了制備符合要求的ITO透明導(dǎo)電薄膜的最優(yōu)參數(shù)區(qū)間。分別為：
　　 在Ar流量保持44sccm的情況下，控制O2流量在0.6sccm左右時，透過率可達85％以上并可保證較低的電阻率，此時制備出的ITO薄膜有較強的衍射峰。對于濺射壓強，取0.7-0.9pa，可制備出有高透過率、低電阻的ITO薄膜。溫度選定范圍為75℃-375℃，實驗表明375℃條件下制備的ITO薄膜光電性能最為優(yōu)越。并且SEM表征，375℃條件下制備

4、的ITO薄膜消除了凹坑等晶界缺陷，晶體結(jié)構(gòu)更加有序，表面更加平整。功率提供沉積粒子能量促使晶粒的長大，但在平行方向受到其它晶粒和基片的抑制，最終導(dǎo)致晶粒柱狀生長，形成尖峰，從而增大了表面粗糙度。因此，盡可能的降低功率可制備出高性能、低粗糙度的ITO薄膜。
　　 使用EFDMS技術(shù)制備可對制備的ITO透明導(dǎo)電薄膜進行進一步的優(yōu)化。而就有著直接影響的網(wǎng)柵的網(wǎng)孔大小進行研究，得出600目網(wǎng)柵制備的ITO薄膜晶粒更加細(xì)小，表面更加平整。

5、但EFDMS技術(shù)降低了沉積速率，于是采用EFDMS技術(shù)在常規(guī)磁控濺射(DMS)技術(shù)基礎(chǔ)上加鍍第二層ITO制備雙層ITO薄膜，這樣可以提高ITO薄膜粗糙度和沉積速率的同時，又不影響其光電性能，從而節(jié)約了靶材。實驗比較了90+20、95+15、100+10(nm)三種組合和DMS、EFDMS技術(shù)所制備ITO樣品的薄膜形貌、晶粒大小、光電性能。結(jié)果表明：在總厚度保持110nm，EFDMS技術(shù)沉積厚度為20nm時，即90+20組合雙層ITO薄膜