目的 选取影响氧化铟锡(ITO)薄膜生长关键的3种参数,即薄膜生长的氧气流量、薄膜厚度和热处理退火,系统研究其对ITO薄膜光学和电学性能的影响规律.方法 采用直流溅射法,在氩气和氧气混合气氛中溅射陶瓷靶材制备ITO薄膜样品.利用真空热处理技术对所制备的ITO薄膜进行真空退火处理.通过表面轮廓仪测试厚度、X-射线衍射仪(XRD)表征结构、X-射线光电子能谱仪(XPS)分析元素含量、分光光度计测试透过率和四探针测试薄膜方块电阻,分别评价薄膜厚度、光学性能和电学性能,并对比研究热处理对薄膜结构和光电性能的影响规律.结果 电阻率随氧气流量的增加呈现出先缓慢后急剧升高的规律,在氩气和氧气流量比为150:8时,可得到400 nm厚、电阻率为8.0×10?4?·cm的ITO薄膜.厚度增加可降低薄膜电阻率,氧气流量的增加可明显改善薄膜透光性.通过真空热处理可提高室温沉积ITO薄膜的结晶性能,较大程度地降低电阻率.在真空热处理条件下增大薄膜厚度可降低薄膜电阻率,氧气流量增加不利于ITO薄膜电阻率的降低.在氩气和氧气流量为150:6条件下制备的ITO薄膜,经500℃真空热处理后电阻率可达到最低值(2.7×10?4?·cm).结论 通过调控氧气流量和厚度来优化ITO薄膜的结构和氧空位含量,低温下利用磁控溅射法可制备光电性能优异的ITO薄膜;真空热处理可提高薄膜结晶性能,通过氧气流量、厚度和热处理温度3种参数调控可获得最低电阻率的晶态ITO薄膜(2.7×10?4?·cm),满足科技和工程领域的需求.

氧化铟锡薄膜;磁控溅射法;薄膜结构;热处理;光电性能

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[1]雷沛;束小文;刘培元;罗俊杰;李佳明;郝常山;纪建超;张旋-.氧化铟锡(ITO)薄膜溅射生长及光电性能调控)[J].表面技术,2022(08):100-106

室温沉积

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