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ITO薄膜
阅读:14512时间:2011-05-31 17:52:39

  ITO薄膜(即Indium Tin Oxide,掺锡氧化铟)是一种优秀的具有广泛应用性的透明导电薄膜,ITO材料是一种n型半导体材料,由于具有高的导电率、高的可见光透过率、高的机械硬度和化学稳定性,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(Touch Panel)、太阳能电池以及其它电子仪表的透明电极最常用的材料。

基本性能

  如图1所示ITO(In203:SN02=9:1)的微观结构,In,O,里掺人sn后,sn元素可以代替In,O,晶格中的In元素而以SnO,的形式存在,因为In20,中的In元素是三价,形成SnO,时将贡献~个电子到导带上,同时在一定的缺氧状态下产生氧空穴,形成1020至1021cm。3的载流子浓度和10至30cm2/vs的迁移率。这个机理提供了在lO叫n.cp!l数量级的低薄膜电阻率,所以ITO薄膜具有半导体的导电性能。

ITO的结晶结构

  ITO是一种宽能带薄膜材料,其带隙为3.5-4.3ev。紫外光区产生禁带的励起吸收阈值为3.75ev,相当于330nm的波长,因此紫外光区ITO薄膜的光穿透率极低。同时近红外区由于载流子的等离子体振动现象而产生反射,所以近红外区ITO薄膜的光透过率也是很低的,但可见光区ITO薄膜的透过率非常好,由图2可知。由以上分析可以看出,由于材料本身特定的物理化学性能,ITO薄膜具有良好的导电性和可见光区较高的光透过率。

ITO薄膜透过率曲线

生产工艺

  磁控溅镀法(Magnetron sputtering)为目前在许多制程中和积体电路制程技术相容性较高的技术,具有可连续生产高品质薄膜的特性,低制程温度且适用在大面积的各种基板上,因此磁控溅镀法是目前使用最普遍用?沉积ITO薄膜的技术。

  脉冲雷射镀法(Pulsed laser deposition)固定脉冲频率、能量约为40-300 mJ的准分子雷射,将?射脉冲轰击在ITO靶材上,并加上垂直方向的磁场。此种制程下之成膜速率低,非常耗时。

  电弧放电离子镀(Arc discharge ion plating)电弧离子镀乃是运用电弧放电电浆,将原料进行蒸发与离子化,藉由基材通以负偏压吸引离子加速撞击并还原沉积於基材表面形成镀膜的工作方式。在沉积过程中会有微粒产生,导致薄膜变粗糙影响镀膜的品质。

  反应性蒸镀(Reactive evaporation)藉着对被蒸镀物体加热,利用被蒸镀物在接近熔点时的高温所具备的饱和蒸气压,来进行薄膜沉积。在真空中通过电流加热、电子束轰击加热和镭射加热等方法,使薄膜材料蒸镀成为原子或分子,它们随即以较大的自由程作直线运动,碰撞基片表面而凝结,形成一层薄膜。

  离子束溅镀法(Ion beam sputtering)离子束助镀法(Ion beam assisted deposition)

应用

  ITO薄膜问世五十多年以来,在太阳能电池、平板显示、防霜玻璃、气敏器件、节能建筑窗和航空航天领域得到了广泛的应用.同时,近年来氧化铟锡透明导电薄膜作为透明电极,被广泛应用于电化学活性物质的电化学沉积制备及其光电性质研究的领域.

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