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《电子科技大学》 2005年
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制备ITO薄膜的工艺研究

张有润  
【摘要】:20 世纪90 年代以来,平板显示技术地迅猛发展和产业化,极大的促进了透明导电薄膜的发展,同时对透明导电薄膜提出了更高的要求。对于新型显示器件OLED(有机电致发光)来说,由于是电流型驱动器件,作为阳极的薄膜要求有更好的导电性。同时对可见光的透过率和表面平整度也要求更高。论文针对OLED 的要求,对ITO(In_2O_3:SnO_2)薄膜的制备工艺进行了深入的研究。 透明导电氧化物薄膜材料具有大的载流子浓度和光学禁带宽度因而表现出优良的光电特性,如:低的电阻率和高的可见光透过率等。目前,此类材料体系包括In_2O_3、SnO_2、ZnO及其掺杂体系In_2O_3:Sn(ITO)、SnO_2:Sb、SnO_2:F、ZnO:Al(ZAO)等。其中SnO_2(TO)和In_2O_3:Sn(ITO)薄膜作为透明电极在平板显示和太阳能电池等领域得到实际应用。 多种工艺可以用来制备透明导电薄膜,如磁控溅射、真空反应蒸发、化学气相沉积、溶胶-凝胶法以及脉冲激光沉积等。其中磁控溅射工艺具有沉积速率高均匀性好等优点而成为一种广泛应用的成膜方法。 本课题以氧化铟锡靶为靶材,靶材中SnO_2掺杂的重量比例为10%。采用直流磁控溅射工艺在氩气氧气混合气氛中沉积ITO 薄膜。用四探针测试仪、可见光光度计、XRD、SEM 等测试手段对制备的ITO 薄膜进行了分析。试验中发现,对于ITO 薄膜,薄膜的光电性能和表面形貌与溅射压强、氩氧比例、沉积温度、退火温度、退火时间、退火气氛、基板与靶材间距、溅射功率等工艺参数都有关系。考虑到影响薄膜性能的因素很多,试验中采用了正交试验设计法,在众多因素中寻找影响试验结果的主要因素。试验发现,氩氧比例、退火温度对ITO薄膜性能影响最大。 由正交实验结果得出的优化工艺参数:溅射压强为2mTorr、氩氧比例为16:0.5、退火温度为427℃、基板与靶材距离为15cm、退火时间为1h、溅射功率为300W、退火氛围为真空、沉积温度为127℃。按优化工艺参数制备出的ITO薄膜方阻达到17Ω/□,在可见光区域的平均透过率为86.13%。薄膜的XRD 和SEM 分析表明,样品表面较平整,且晶粒也比较致密。可以满足作为OLED 用ITO 薄膜的要求,达到了课题预计的目的。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB43

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【引证文献】
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