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《ITO透明導(dǎo)電薄膜的研究進(jìn)展》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、綜合評(píng)述Vol.27,No.3,200810ITO透明導(dǎo)電薄膜的研究進(jìn)展1,222121成立順,孫本雙,鐘景明,何力軍,王東新,陳煥銘(1.寧夏大學(xué),寧夏銀川750021)(2.西北稀有金屬材料研究院,寧夏石嘴山753000)摘要:介紹了ITO薄膜的基本特性和透明導(dǎo)電原理,綜述了ITO薄膜主要的制備技術(shù)及其研究進(jìn)展,并指出了不同制備方法的優(yōu)缺點(diǎn)。還對ITO薄膜晶格常數(shù)畸變、載流子濃度上限和最佳摻雜量、紅外反射率、光吸收邊的移動(dòng)等基礎(chǔ)理論研究進(jìn)展進(jìn)行了歸納。今后,還需要在低溫或室溫ITO薄膜的制備、ITO薄膜的導(dǎo)電機(jī)理、納米尺度ITO材料的特性等
2、方面加強(qiáng)研究。關(guān)鍵詞:透明導(dǎo)電氧化物;ITO薄膜;制備技術(shù)中圖法分類號(hào):TB43文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008-5939(2008)03-010-0721-3可見光透過率高而又有導(dǎo)電性的薄膜稱為透明(3.5～4.3eV),載流子濃度(10cm)和電子遷移率2-1-1導(dǎo)電薄膜。透過性的標(biāo)準(zhǔn)是透過率60%以上,導(dǎo)電(15～45cmVs)較高;②在可見光波段透過率10性的標(biāo)準(zhǔn)是表面電阻在10Ω·cm以下。透明導(dǎo)電高,可達(dá)85%以上;③對紫外線的吸收率較高,薄膜的種類主要有金屬膜、氧化物膜、多層復(fù)合膜可達(dá)85%以上;④對紅外線具有反射性,反射率和高分
3、子膜等,其中氧化物薄膜占主導(dǎo)地位。透明高于80%;⑤對微波具有衰減性,衰減率可達(dá)85%導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜主要包括In,Sn,Zn,Cd的氧以上;⑥膜層硬度高,耐磨,耐化學(xué)腐蝕(氫氟[1,2]化物及其復(fù)合多元氧化物薄膜。1907年Badeker酸等除外);⑦膜層具有很好的酸刻、光刻性能,[3]首先制備并報(bào)道了CdO透明導(dǎo)電薄膜,將物質(zhì)的透便于細(xì)微加工,可以被刻蝕成不同的電極圖案。由明性和導(dǎo)電性這一矛盾統(tǒng)一起來。在隨后的幾十年于具有上述優(yōu)良特性,ITO薄膜被廣泛用于平面顯中,人們發(fā)現(xiàn)和研究了多種材料的TCO薄膜,并示、電致變色(EC)窗、太陽
4、能電池透明電極、微[5]不斷擴(kuò)大它們的用途。目前研究人員主要集中在對波屏蔽和防護(hù)鏡、交通工具的風(fēng)擋玻璃等。SnO2基、In2O3基以及ZnO基透明導(dǎo)電膜的研究,1.2透明導(dǎo)電原理而摻錫In2O(3簡稱ITO)薄膜又是當(dāng)前研究和應(yīng)用最I(lǐng)TO薄膜的光學(xué)性質(zhì)及載流子的濃度可以用廣泛的透明導(dǎo)電薄膜。Drude自由電子理論進(jìn)行定量研究。ITO薄膜一般具有大于可見光子能量(3.1eV)的光學(xué)禁帶寬度,1ITO薄膜的基本特性和光電原理可見光照射不能引起本征激發(fā),所以它對可見光透[6]1.1基本性質(zhì)明。ITO薄膜的光學(xué)及電學(xué)性能主要決定于薄膜錫摻雜的氧化銦是一
5、種體心立方鐵錳礦結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及化學(xué)配比。In2O3是直接躍遷寬禁帶半導(dǎo)體[4]的n型半導(dǎo)體透明導(dǎo)電薄膜,具有以下特性:①導(dǎo)材料,要得到導(dǎo)電且對可見光透明的薄膜則必須使-4電性能好(電阻率可低達(dá)10Ω·cm),帶隙寬其半導(dǎo)化。半導(dǎo)化的途徑一般有2種:①使組分收稿日期:2007-12-26作者簡介:成立順,男,1979年出生,碩士研究生,寧夏大學(xué)物理電氣信息學(xué)院,寧夏銀川750021,電話:0952-2098661,E-mail:chsjack@126.com2008年27卷第3期稀有金屬快報(bào)11[10]存在缺陷(即化學(xué)計(jì)量比偏移);②摻雜處理(即高
6、頻磁控濺射沉積。而直流磁控濺射是當(dāng)前發(fā)展價(jià)或低價(jià)離子替代)。對于In2O3薄膜,一般同時(shí)采最成熟的技術(shù),其原理是在電場和交變磁場作用用這兩種半導(dǎo)化方法。In2O3的摻雜處理時(shí),通常摻下,被加速的高能粒子轟擊銦錫合金(IT)靶材或4+入高價(jià)離子Sn,摻入量一般為10%(摩爾分?jǐn)?shù))。氧化銦錫(ITO)靶材表面,經(jīng)能量交換后靶材表4+3+4+3+由于Sn與In的半徑相近,故Sn將置換部分In。面的原子脫離原晶格而逸出,并轉(zhuǎn)移到襯底表面4+為保持電中性,易變價(jià)的Sn將俘獲一個(gè)電子而變形成薄膜。4+4+[11]成Sn·e。這個(gè)電子與Sn的聯(lián)系比較弱,可以
7、成蔡琪等對制備的ITO薄膜進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析。為載流子的來源之一。在ITO薄膜中,摻入的Sn結(jié)果表明,Sn元素已固溶到In2O3晶格形成了多晶2+4+一般以Sn或Sn的形式存在,由于In在In2O3中ITO。延長退火時(shí)間,薄膜的結(jié)晶度增加,ITO晶4+是正三價(jià),Sn的存在將提供一個(gè)電子到導(dǎo)帶,相粒尺寸表現(xiàn)出增大的趨勢。XPS分峰擬合結(jié)果顯2+反Sn的存在將降低導(dǎo)帶中電子的密度。在低溫沉示,隨著退火時(shí)間的增加,薄膜表面先失氧后附積過程中,Sn在ITO中主要以SnO的形式存在,氧,膜中氧空位含量先增加后減少;SnO被氧化4+導(dǎo)致較低的載流子濃度和高的膜
8、電阻。另外,SnO為SnO2并最終達(dá)到飽和,因此膜中Sn濃度先增自身呈暗褐色,對可見光的透過率較差。熱處理對加后基本保持不變。薄膜中氧空位引起的載流子
