磁控溅射法制备ITO薄膜的结构及光电性能研究

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透明导电氧化物(TCO)薄膜因具有透明和导电两大特性,广泛应用于太阳能电池、平面显示器、透明电磁屏蔽、节能视窗等领域。目前有多种工艺可用来制备透明导电薄膜,例如:磁控溅射法、化学气相沉积法、喷雾热分解法、真空蒸发法以及近年来发展起来的可大面积成膜的溶胶-凝胶(Sol-Gel)法等制膜工艺。当前,显示技术越来越趋向于柔性化、超薄化,这大大促进了人们对柔性TCO薄膜的研究,其中在低软化点的柔性衬底上低温制备优质的ITO薄膜,己经成为国际上的热门研究课题。本文采用直流磁控溅射镀膜工艺在普通的载玻片(7.6cm×2.5cm×0.1cm)上制备了ITO透明导电薄膜,并对ITO薄膜的制备工艺及特性进行研究。溅射镀膜用靶材为纯度99.99%的ITO材料,其中In2O3:SnO2的质量比为90%:10%,采用直流磁控溅射法淀积在载玻片上的薄膜厚度约为200nm。对制备出的薄膜在大气环境下进行了等时(1.5h)变温(100℃, 200℃, 300℃, 400℃)热处理。利用XRD, AFM, SEM,多功能光栅光谱仪和四探针电阻测试仪对薄膜的结构、表面形貌、透光率和方阻进行了测定和分析,研究了溅射功率对薄膜透光率的影响。结果表明:ITO薄膜的方阻随溅射功率的增加而下降;经过热处理,ITO薄膜可见光透光率最高达到88.3%;ITO薄膜在360nm到380nm的紫光区域透光率最低,760nm到800nm的红光区域透光率达到最高。
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