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低温ITO薄膜制备及光电特性的研究低温ITO薄膜是指在较低的温度条件下制备的氧化铟锡（Indium Tin Oxide）薄膜。
低温制备的ITO薄膜具有许多优点，例如能耗低、生产成本低、易于集成和加工等。
因此，研究低温ITO薄膜的制备方法和光电特性对于相关领域的科学研究和工程应用具有重要意义。
低温ITO薄膜的制备方法有多种，如溶液法、磁控溅射法、离子束溅射法等。
其中，溶液法是一种简单易行且高效的制备方法。
通过将适量的铟、锡源溶解在有机或无机溶剂中，形成ITO前驱体溶液。
然后，在基底上通过自旋涂覆、喷涂或浸涂等方法，将ITO前驱体溶液均匀涂敷在基底上。
最后，将ITO前驱体溶液在较低的温度下进行热处理，使其形成连续、致密的ITO薄膜。
低温ITO薄膜的光电特性是研究的重点之一、光电特性包括导电性、透明性、热稳定性等。
导电性是指ITO薄膜的电阻率和载流子迁移率等导电性能。
低温ITO薄膜具有良好的导电性能，其电阻率可达到10^-4 Ω·cm级别。
透明性是指ITO薄膜对光的传透性能，它对于光电器件的透明度和亮度至关重要。
低温ITO薄膜在可见光范围内具有较高的透明度，其透光率可以达到90%以上。
热稳定性是指ITO薄膜在高温条件下的稳定性能。
低温ITO薄膜具有较好的热稳定性，可以在高温环境下工作。
此外，低温ITO薄膜的应用也是研究的重要内容。
低温ITO薄膜广泛应用于平板显示器、太阳能电池、有机发光二极管等光电器件中。
在平板显示器中，低温ITO薄膜作为透明电极，可以提供电流导通路径。
在太阳能电池中，低温ITO薄膜作为透明导电膜，可以提高光电转换效率。
在有机发光二极管中，低温ITO薄膜可以作为电子输运层和透明阳极。
总结起来，低温ITO薄膜的制备和光电特性研究对于相关领域的科学研究和工程应用具有重要意义。
探索低温ITO薄膜的制备方法和优化其光电特性，可以为电子器件的高效制备和性能优化提供参考。
真空蒸镀二氧化钛薄膜班级：09材料科学与工程2班姓名：任伟军学号：20090413310080真空蒸镀二氧化钛薄膜真空蒸发镀膜法（简称真空蒸镀）是在真空室中，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸汽流，入射到固体（称为衬底或基片）表面，凝结形成固态薄膜的方法。
真空蒸发镀膜法包括如下三个主要的步骤：（1）加热蒸发过程；（2）气化原子或分子在蒸发源与基片之间的输运；（3）蒸发原子或分子在基片表面上的淀积过程在Ti02薄膜的各种制备方法中，真空蒸镀法成膜速度快，设备工艺简单，易于操作，实验原理简单，制得的薄膜均匀致密，产率高，适应的范围广，易于实现规模化制备Ti02薄膜，已经成为薄膜制备的最重要的方法之一。
Ti02有金红石、锐钛矿和板钛矿这三种晶体结构，其中金红石相最稳定。
Ti02具有良好的化学稳定性、低成本、耐腐蚀、无毒等优点，是一种多功能材料并有良好的物理化学性质，Ti02薄膜被广泛应用于光催化、光电转化、太阳能转换与存储、污水处理、空气净化、除菌保洁、自洁防雾等各方面。
Ti02薄膜用途如此之大，那它是怎样制备的呢？影响Ti02薄膜性能的因素有哪些呢？以下将从Ti02薄膜的制备过程和薄膜性能影响因素这两个方面来进行说明。
1制备过程真空蒸镀法制备Ti02薄膜过程主要包括基片清洗、制备工艺参数设定、抽真空、蒸镀、热处理、性能测试等几个主要步骤。
1.1基片清洗玻璃片是一种很好的衬底，且材料价格低廉。
但玻璃片表面往往会受到大量的分子或离子的污染，因此，须经过严格的化学清洗，清洗步骤如下：（1）用水冲洗。
既可以洗去可溶性物质，又可以使附着在衬底上的灰尘和其它不溶性物质脱落。
（2）将玻璃片置于高锰酸钾溶液中浸泡4-8h，或者将载波片放入浓度为25％H 2S04溶液中加热至沸腾5-10min，两种方法最后都要用流动的自来水冲洗，除去玻璃表面的酸液。
在处理的过程中要特别注意防护事项，防止伤人。
ito导电pi膜ITO导电PI膜是一种应用广泛的导电材料，具有优异的导电性能和机械性能。
本文将从ITO导电PI膜的制备、特性以及应用领域等方面进行介绍。
我们来了解一下ITO导电PI膜的制备方法。
ITO导电PI膜的制备通常采用溶液法或磁控溅射法。
溶液法是将ITO导电粉末溶解在有机溶剂中，通过旋涂、喷涂等方式在基底上制备薄膜，然后经过烘烤、退火等处理得到ITO导电PI膜。
磁控溅射法则是将ITO靶材置于真空室内，通过氩气等惰性气体的离子轰击，使靶材表面的ITO 离子解离并沉积在基底上形成薄膜。
ITO导电PI膜具有良好的导电性能。
ITO薄膜的导电性能主要取决于其电阻率，一般情况下，ITO导电PI膜的电阻率在10-4～10-3Ω·cm范围内。
此外，ITO薄膜还具有较高的透明性，可见光透过率通常在80%以上。
这使得ITO导电PI膜在光电显示、光伏等领域有着广泛的应用。
除了导电性能外，ITO导电PI膜还具有良好的机械性能。
ITO导电PI膜具有较高的硬度和抗刮擦性能，能够很好地抵抗外界物理和化学损害。
此外，ITO导电PI膜还具有较高的柔韧性和可塑性，适用于各种形状的基底。
ITO导电PI膜在各个领域有着广泛的应用。
首先，在光电显示领域，ITO导电PI膜常用于制备触摸屏、液晶显示器等设备。
其高透明性和导电性能使得ITO导电PI膜成为制备高清晰度和高灵敏度触摸屏的理想材料。
在光伏领域，ITO导电PI膜可以作为太阳能电池的电极。
其较低的电阻率和较高的透明性可以提高太阳能电池的光电转换效率。
ITO导电PI膜还可以应用于导电涂层、导电胶带、导电薄膜开关等领域。
导电涂层可以在玻璃、塑料等基底上形成导电膜，用于防静电、抗紫外线等用途。
导电胶带可以用于连接电路、屏蔽电磁辐射等。
导电薄膜开关则可以应用于触控面板、键盘等设备。
ITO导电PI膜具有优异的导电性能和机械性能，在光电显示、光伏等领域有着广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，ITO导电PI膜的性能和制备工艺也将不断进步，为各个领域带来更多的应用和创新。
ITO薄膜基础知识分析首先，ITO薄膜具有高透明度。
由于ITO薄膜的晶格结构具有高度的有序性，使得光线通过薄膜时几乎没有散射，从而具有较高的透明度。
在可见光范围内，ITO薄膜的透明度可以达到80%以上，甚至在特定条件下可以达到90%以上，使得ITO薄膜成为制备高透明度显示屏幕和窗户等透光器件的理想材料。
其次，ITO薄膜具有低电阻。
ITO薄膜中的氧化铟和锡的连接形成了络合键，形成了导电通道。
这种导电通道可以有效地传递电流，从而使ITO薄膜具有低电阻特性。
通常情况下，ITO薄膜的电阻率在10-4至10-5Ω·cm之间，具有良好的导电性能。
因此，ITO薄膜广泛应用于制备导电玻璃、触摸屏和透明导电膜等器件中。
此外，ITO薄膜具有优良的光电性能。
由于ITO薄膜的主要成分是氧化铟和锡，这两种材料具有较高的载流子浓度和迁移率。
这些载流子可以在ITO薄膜中自由运动，产生电子和空穴的很好的分离效应。
这种分离效应可以提高ITO薄膜的光电转换效率，使得其在光电子器件中具有更好的性能。
同时，ITO薄膜的光学常数也可以通过控制制备条件来调节，从而满足不同应用中的光学要求。
最后，ITO薄膜具有较好的化学稳定性。
由于ITO薄膜的铟和锡的氧化物化合物具有稳定的晶格结构，使得ITO薄膜在常温下具有较好的化学稳定性。
不容易被常见的化学物质侵蚀，具有良好的耐腐蚀性。
这种化学稳定性使得ITO薄膜可以在恶劣的环境中长时间工作，比如高温、高湿度等条件下，保持较好的性能。
综上所述，ITO薄膜具有高透明度、低电阻、优良的光电性能和化学稳定性等特点。
这些特点使得ITO薄膜在光电子器件和显示器件中得到广泛应用，如液晶显示器、有机发光二极管、太阳能电池等。
随着技术的发展，ITO薄膜在透明电子器件、光储存材料和生物传感器等领域的应用也将不断扩展。
ITO表面处理方法由于ITO(铟锡氧化物)具有优良的透光性和导电能力,在光电器件中得到了广泛的应用。
ITO的导带主要由In和Sn的5s轨道组成,价带是氧的2p轨道占主导地位,氧空位及Sn取代掺杂原子构成施主能级并影响导带中的载流子浓度。
ITO由于淀积过程中在薄膜中产生氧空位和Sn 掺杂取代而形成高度简并的n型半导体,费米能级E F位于导带底E C之上,因而具有很高的载流子浓度(1×1020~1×1021cm3)及低电阻率(2×10-4~4×10-4Ω·S )。
此外,ITO的带隙较宽(E g=3.5~4.3eV),因而ITO薄膜对可见光和近红外光具有很高的透过率。
由于具有以上独特的性质,ITO已被作为透明电极广泛应用于有机电致发光器件(OLED)。
但ITO属于非化学计量学化合物,淀积条件、清洗方法、后处理工艺等因素都将影响ITO薄膜特性,特别是薄膜表面的化学组成,它将影响ITO的表面功函数。
另外,上述因素还会影响ITO薄膜的表面形态,这将影响ITO薄膜和有机层的接触,进而影响OLED的性能。
ITO玻璃目前已经商用化,可直接在其上制作OLED,但为了改善OLED的性能,需对ITO膜表面进行处理,使之适应有机物薄膜。
虽然表面处理不能改变ITO膜内部的电学、光学性能,但对ITO膜表面的电学性能和表面形态却能得到改进,从而提高OLED的性能。
对OLED而言,常用的表面处理方法有:化学方法(酸或碱处理)和物理方法(氧等离子体处理、惰性气体溅射、氧辉光放电及臭氧环境紫外线处理等)。
下面详细说明各种处理方法。
一、酸碱处理固体表面的结构与组成都与内部不同，处于表面的原子或离子表现位配位上的不饱和性，这是由于形成固体表面时，被切断的化学键造成的。
正是由于这一原因，固体表面极易吸附外来原子，使表面产生污染。
因环境空气中存在大量水份，所以水是固体表面最常见的污染物。
由于金属氧化物表面被切断的化学键位离子键或强极性键，易与极性很强的水分子结合，因此绝大多数金属氧化物的清洁表面，都是被水污染了的。
1：ITO的厚度为什么是2800A，是由什么决定的？
是以所需的主波長去計算nd=(2m+1)λ n=折射率 d=厚度 m=
常數λ=波長
2：度率为什么是1.5，高低起伏会有什么影响？
鍍率是會影響緻密性，但E-gun動能約0.5~1ev，不會有多大的差異，ITO鍍率不能太快是因為較高的鍍率會讓氧分子無法與膜做最好的反應，較低鍍率製程時間太長。
3：薄膜的致密性由哪些因素决定，怎么检测？
致密性的好壞可用酸來測腐蝕速率。
4：在玻璃上镀ITO和在外延片上镀ITO会有多大的差别？测试结果以玻璃还是外延片为准？
以量產的角度來看，鍍在玻璃(BK7)是比較有意義，因為無需考慮外延的好壞與表面平整問題，只要確認每個run的穿透率與片電阻是有再現性，也比較有標準的依據。
5：ITO与下面的外延片和上面的电极接触是否良好？怎样测试？
接觸是否良好一般會使用MLT來確認其接觸電阻。
6：为什么要对ITO退火？
ITO退火主要功能與P-GaN做ohmic contact，另外將α藉由溫度轉換為poly。
7：为什么要氮气保护？氧气是否可以？
正常都會用N2，要將多餘的O2趕出避免在升溫過程中，與ITO膜再反應，片電阻會增加很多。
8：ITO退火温度是否太高？退火炉的升温速率对ITO有什么影响？550℃左右的退火溫度不會太高，升溫曲線不影響，比較有影響的是hold time。
ITO表面处理方法由于ITO(铟锡氧化物)具有优良的透光性和导电能力,在光电器件中得到了广泛的应用。
ITO的导带主要由In和Sn的5s轨道组成,价带是氧的2p轨道占主导地位,氧空位及Sn取代掺杂原子构成施主能级并影响导带中的载流子浓度。
ITO由于淀积过程中在薄膜中产生氧空位和Sn 掺杂取代而形成高度简并的n型半导体,费米能级E F位于导带底E C之上,因而具有很高的载流子浓度(1×1020~1×1021cm3)及低电阻率(2×10-4~4×10-4Ω·S )。
此外,ITO的带隙较宽(E g=3.5~4.3eV),因而ITO薄膜对可见光和近红外光具有很高的透过率。
由于具有以上独特的性质,ITO已被作为透明电极广泛应用于有机电致发光器件(OLED)。
但ITO属于非化学计量学化合物,淀积条件、清洗方法、后处理工艺等因素都将影响ITO薄膜特性,特别是薄膜表面的化学组成,它将影响ITO的表面功函数。
另外,上述因素还会影响ITO薄膜的表面形态,这将影响ITO薄膜和有机层的接触,进而影响OLED的性能。
ITO玻璃目前已经商用化,可直接在其上制作OLED,但为了改善OLED的性能,需对ITO膜表面进行处理,使之适应有机物薄膜。
虽然表面处理不能改变ITO膜内部的电学、光学性能,但对ITO膜表面的电学性能和表面形态却能得到改进,从而提高OLED的性能。
对OLED而言,常用的表面处理方法有:化学方法(酸或碱处理)和物理方法(氧等离子体处理、惰性气体溅射、氧辉光放电及臭氧环境紫外线处理等)。
下面详细说明各种处理方法。
一、酸碱处理固体表面的结构与组成都与内部不同，处于表面的原子或离子表现位配位上的不饱和性，这是由于形成固体表面时，被切断的化学键造成的。
正是由于这一原因，固体表面极易吸附外来原子，使表面产生污染。
因环境空气中存在大量水份，所以水是固体表面最常见的污染物。
由于金属氧化物表面被切断的化学键位离子键或强极性键，易与极性很强的水分子结合，因此绝大多数金属氧化物的清洁表面，都是被水污染了的。
实习（调研）报告一、 ITO薄膜的性能氧化铟锡（ITO）薄膜是一种重参杂、高简并n型半导体氧化物薄膜，由于其具有低电阻率、抗擦伤、良好的化学稳定等优点[9]，已经广泛应用于平板显示器、太阳能电池、汽车挡风玻璃以及电子屏蔽等诸多领域。
是按照质量比为的比例为In2O3：SnO2=9:1的比例,在氧化铟中掺杂氧化锡,并采用一定的热处理工艺得到的一种超细粉体材料。
该材料是一种型宽禁带半导体, 禁带宽度Eg=3.5eV, 禁带宽度值对应的波数为2.8×104cm-1,波长为365nm,已经在紫外线的范围内。
用其制作的薄膜仃膜对可见光的透过率超过90%,对紫外线的吸收率大于85%,对红外线反射率大于70%。
其晶体结构属于立方铁锰矿结构【1】。
二、 ITO薄膜的应用IT O 薄膜具有优良的光电性能,对可见光的透过率达95%以上,对红外光的反射率70%,对紫外线的吸收率≥85%,对微波的衰减率≥85%,导电性和加工性能极好,硬度高且耐磨耐蚀,因而在工业上应用广泛,在高技术领域中起着重要作用。
主要用途有:2. 1用于平面显示ITO薄膜的透明导电性及其良好的电极加工性能,所以它作为液晶显示器用的透明电极获得高速发展,约占功能膜的50%以上,例如液晶显示(LCD)、电致发光显示( ELD)、电致彩电显示(ECD)等。
目前,在各类显示器中,LCD的产值仅次于显像管(CRT)。
随着液晶显示器件的大面积化、高等级化和彩色化,LCD将超过CRT 成为显示器件中的主流产品。
因而ITO 薄膜主要用于高清晰度的大型彩电、计算器、计算机显示器、液晶和电子发光屏幕等。
2. 2用于交通工具风挡ITO 薄膜能除雾防霜,是一种典型的透明表面发热体,可以用作汽车、火车、电车、飞机等交通工具的风挡,用于陈列窗、溜冰眼镜、双引自行战车及医疗喉镜。
还可以用作烹调用加热板的发热体,也可以用于炉门、冷冻食品的显示器及低压钠灯等。
2. 3用于太阳能方面ITO 薄膜用于异质结SIS太阳能电池顶部氧化物层,可以得到高的能量转换效/P-Si太阳能电池可以产生13%～16%的转换效率。
第ｌ３卷第１期 ２００８年２月 哈尔滨理工大学学报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＨＡＲＢＩＮ ＵＮＩＶ．ＳＣＩ．＆ＴＥＣＨ． Ｖｏ１．１３ Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．，２００７
真空蒸镀ＩＴＯ薄膜退火特性分析 许 晶， 桂太龙， 梁丽超， 王 明 （哈尔滨理工大学应用科学学院，黑龙江哈尔滨１５００８０）
摘要：采用真空蒸发镀膜工艺制备了ＩＴＯ透明导电薄膜，以四探针表面电阻仪测量得薄 膜方块电阻为４００ Ｑ，用组合式多功能光栅光谱仪测得透光率为８０％，利用扫描电镜测得膜厚 为１０３ ｎｍ．用ＸＲＤ分析了薄膜的物相，并用原子力显微镜分析了薄膜的表面形貌及粗糙度．对 薄膜进行退火处理，结果表明，随着热处理温度的升高，晶化趋于完整，组织结构逐渐均匀致密， 晶粒有所长大．随退火时间的增加，透光率增加，但方块电阻先减小后增加． 关键词：铟锡氧化物；真空蒸发镀膜；方阻；透光率 中图分类号：ＴＮ３２１．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—２６８３（２００８）ｏｌ一００９３—０３
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＩＴＯ Ｔｈｉｎ Ｆ－ｌｍ Ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ Ｖａｃｕｏｕｓ Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ
ＸＵ Ｊｉｎｇ， ＧＵＩ Ｔａｉ—ｌｏｎｇ，ＬＩＡＮＧ Ｌｉ—ｃｈａｏ， ＷＡＮＧ Ｙｕｅ （Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｈａｒｂｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５００８０。Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｙａｌｏｉｄ ＩＴＯ ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｖａｃｕｏｕｓ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｐｌａｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ａ Ｓｈｅｅｔ ｒｅ－ ｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ４００ Ｄ／ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｆｏｕｒ ｐｏｉｎｔ ｒｅｓｉｔｉｖｉｔｙ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ．Ａｎｄ ｐｅｎｅ￣ａｆｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｗａｓ ８０％ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ ｇｒａｔｉｎｇ ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈ．Ｔｈｅ ｆｉｌｍ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｗａｓ １０３ ｎｍ ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ ＳＥＭ．ＸＲＤ ａｎｄ ａｔｏｍｉｃ ｆｏｒｃｅ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｐｈａｓｅ，ｆｉｎｅ ｔｅｘｔｕｒｅ ａｎｄ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ．Ｔｈｅ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｗａｓ ａｎｎｅａｌｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅ－ ｓｕｉｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｎｄｅｄ ｔｏ ｂｅ ｍｏｒｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅ，ｔｅｘｔｕｒｅ ｔｅｎｄｅｄ ｔｏ ｂｅ ｍｏｒｅ ｃｏｍｐａｃｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌ ｇｒａｉｎ ｇｒｏｗｔｈ ｗａｓ ｆ０ｕｎｄ．Ｔｈｅ ｓｈｅｅｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｆｉｒｓｔｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｕｔ ｔｈｅ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｎｅａｌｉｎｇ ｔｉｍｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＩＴＯ；ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ；ｓｈｅｅｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
１ 引 言 掺锡氧化铟（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ简称ＩＴＯ）是一 种重掺杂、高简并ｎ型半导体．２０世纪末以来，ＩＴＯ 薄膜以其低的方块电阻，高可见光透射率，红外高反 射比，良好的化学稳定性，玻璃基体结合牢固，抗擦 伤及其半导体特性等优点，被广泛应用于太阳能电 池、显示器、气敏元件、抗静电涂层以及半导ｇｔ／绝缘 ｇｔ／半导体（ＳＩＳ）异质结、现代战机和巡航导弹的窗 口等、近年来，由于ＩＴＯ薄膜材料所具有的优异光电 特性，其应用得到迅速发展，特别是在薄膜晶体管 （ＴＦＴ）制造…、平板液晶显示（ＬＣＤ）、太阳能电池 透明电极以及红外辐射反射镜涂层【２ Ｊ、火车飞机用 除霜玻璃、建筑物幕墙玻璃等方面 Ｊ，其应用得到 迅速推广． ＩＴＯ薄膜的制备方法很多，常见的有真空蒸镀 法、化学气相沉积法、喷涂法、磁控溅射法、水热 收稿日期：２００６—１２—２２ 基金项目：黑龙江省自然科技基金（Ｅ２００４一ｏ５）；黑龙江省教育厅科技项目（１１５１１０９１） 作者简介：许晶（１９８２一），女，哈尔滨理工大学硕士研究生．
维普资讯 http://www.cqvip.com 哈尔滨理工大学学报 第１３卷 法 、溶胶一凝胶法 等．本文采用真空热蒸发方 法制备了ＩＴＯ透明导电薄膜．
２ 实 验 ２．１ ＩＴＯ薄膜的制备 本实验采用ＤＭＣ一４５０Ｃ型镀膜机制备ＩＴＯ透 明导电薄膜．蒸发源材料为韩国ＥＵＲＡＭＡ有限公司 生产的ＩＴＯ材料（其中Ｉｎ：０ ：ＳｎＯ：的质量比为 ９０％：１０％）．基片为生物玻璃，规格为２５．５ ｍｍ Ｘ ７５．５ ｎｌｌＴｌ Ｘ １ ｍｍ．玻璃基片首先用丙酮，乙醇及去离 子水分别进行超声波清洗３０ ｍｉｎ．之后在真空干燥 箱中烘干．蒸发装置为钼舟．蒸发源距基片的距离为 ６ ｃｍ．蒸发电流为６５ Ａ．蒸发时问为８０ Ｓ． ２．２ ＩＴＯ薄膜的处理 所制备的ＩＴＯ薄膜在电阻炉中进行退火处理． ２．３ ＩＴＯ薄膜的分析 所制备的ＩＴＯ薄膜的方块电阻由ＺＳ一８２型四探 针表面电阻测试仪测得．透光率由ＷＧＤ一３型组合 式多功能光栅光谱仪测量（波长范围为３００～７８０ ｎｍ 的紫外一可见区域）．表面形貌由Ｎａｎｏ ＳｃｏｐｅｎＩ型原 子力显微镜测得．利用型Ｘ射线衍射仪测量其ＸＲＤ 谱．薄膜的能谱成分由能谱仪获得．
３ 实验结果与讨论 ３．１退火处理对ＩＴＯ薄膜性能的影响 ３．１．１退火处理对结晶程度的影响 图１为未进行退火处理薄膜的ＸＲＤ结果．由图 中可看出谱线为Ｉｎ ０ 和Ｉｎ．图２为退火处理后 （４５０ ｏＣ时退火１０ ｍｉｎ）薄膜的ＸＲＤ谱．其谱线只有 Ｉｎ：０，晶体的衍射谱线．这是由于在空气中退火后， 金属Ｉｎ和空气中的氧气反应生成了Ｉｎ ０，氧化物． 在两种薄膜的ＸＲＤ谱中均未发现ｓｎ元素的存在． 这表明Ｓｎ是以取代Ｉｎ的掺杂方式进入Ｉｎ ０，晶体
０ ２Ｏ ４Ｏ ６０ ８Ｏ １ｏ０ ２衍射角／（。） 图１未进行退火处理薄膜的ＸＲＤ谱
Ｏ ２Ｏ ４０ ６０ ８Ｏ １ｏ０ ２衍射角／（。） 图２ ４５０￣Ｃ温度下退火处理后薄膜的ＸＲＤ谱
的晶格，所制备的薄膜不是Ｉｎ ０。和ＳｎＯ：简单的物 理混合． ３．１．２空气中退火处理对薄膜透光率的影响 在空气中退火后薄膜的透光率增加．原因是未退 火处理时，由于蒸镀到玻璃基片上的膜为Ｉｎ和Ｉｎ：ｏ３ 的混合物，由于存在金属Ｉｎ（黑色），所以薄膜的透光 率很低．在空气中退火处理后，Ｉｎ和空气中的氧反应 生成Ｉｎ：０。，由于Ｉｎ：０。是透明的，所以薄膜的透光率 急剧增加．图３为透光率（测试波长为６７５ Ｉｌｉａ）随退 火时间的变化曲线．退火温度为４５０ ．
斟 ０ １０ ２０ ３０ ４Ｏ 时间／ｍｉｎ 图３透光率随退火时间的变化曲线（温度为４５０℃）
３．１．３空气中退火处理对薄膜方块电阻的影响 ＩＴＯ薄膜的导电主要有两个原因．第一是由于 用Ｓｎ 占据晶格中的Ｉｎ¨的位置，会形成一个一价 正电荷中心ｓｎ和一个多余的价电子，这个价电子 挣脱束缚而成为导电电子．第二是由于氧空位造成 的．薄膜的电性能由载流子浓度和迁移率决定，Ｐ＝ ｌ／ｏ＂＝ｌ／ｈｅ＃，Ｐ为电阻率， 为电导率，ｎ为载流子 浓度， 为迁移率．在常温下沉积的薄膜样品通常是 非晶结构，薄膜基本呈金属态，薄膜的微观结构基本 是非晶的，大量的缺陷对掺杂元素的扩散起到很大 的阻碍作用，产生的局部能级对电子产生很大束缚 作用．另外由于晶粒尺寸较小，大量的晶界对电子有 强烈的散射作用，从而使电子的传导作用大大降低． 随着退火温度的提高，对掺杂效应有很大影响的缺
咖 。 ７ ６ ５ ４ ３ ２ １ ｌ ｓｄ 嚼 维普资讯 http://www.cqvip.com 第１期 许晶等：真空蒸镀ＩＴＯ薄膜退火特性分析 ９５ 陷大大减小，使载流子浓度增加．同时由于薄膜微观结 构的结晶化，晶粒长大，晶界对载流子的散射也减弱， 从而使载流子的迁移率得到提高 Ｊ，薄膜的电导率明 显提高．但如果在空气中退火时间过长（超过１０ ｍｉｎ）， 实验表明，电阻就会迅速增加．这是由于薄膜中的金 属完全和氧气反应生成了氧化物，此时薄膜中的氧 空位降低，致使薄膜的方块电阻急剧增加 Ｊ．退火 温度为４５０ ｏＣ．退火时先将炉温升至４５０ ｏＣ，之后将 样品放人．图４为方阻随退火时间的变化曲线．
Ⅱ－． 室 岛 脚
２ ０ ２ ４ ６ ８ ｌＯ ｌ２ １４ １６ 时间／ｒａｉｎ 圈４方阻随退火时间的变化曲线
３．２ ＩＴＯ薄膜的表面形貌 采用原子力显微镜在轻敲模式（ｔａｐ）下对退火 （４５０ ｏＣ下处理１０ ｍｉｎ）后的ＩＴＯ薄膜的表面形貌进 行测试，得出扫描区域的二维表面形貌及三维形貌， 同时计算该区域的表面粗糙度．退火处理后，薄膜的 表面粗糙度明显得到改善．处理前粗糙度为４ ｎｍ， 处理后下降到２．７ ｎｍ．下降了大约Ｉ／２．图５和图６ 为ＩＴＯ薄膜的二维和三维原子力显微镜照片．
图５ ＩＴＯ薄膜的二维表面形貌 从图５和图６可以看出，真空热蒸镀制备的 ＩＴＯ薄膜均匀、致密，无开裂缺陷，薄膜的底层已连 接成片，颗粒分布窄，形状规整，而表层则随机分布 着一些岛状颗粒，符合薄膜成核一生长论所描述的
ｕｍ 图６Ⅱｏ薄膜的三维表面形貌
薄膜形成过程，表明ＩＴＯ薄膜在基片上的生长过程 实质上是一个异相成核一晶体生长的过程．
４ 结 语 采用氧化铟锡（其中Ｉｎ ０。：ＳｎＯ 的质量比为 ９：１）为蒸发源制备出透明的ＩＴＯ导电薄膜．经退火 处理后薄膜的方阻降低，透光率增加．ＸＲＤ结果表 明Ｓｎ 离子替换Ｉｎ¨离子，形成Ｉｎ Ｏ。置换固溶体． 随着热处理温度的升高，薄膜晶化程度趋于完整， 晶粒有所长大，薄膜结构比较均匀致密．４５０℃热处 理时薄膜完全晶化．薄膜的方块电阻为４００ 口， 透光率为８０％．
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