铟锡氧化物_ITO_靶材的应用和制备技术
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ITO薄膜简介与产品介绍1. ITO薄膜简介1.1 什么是ITO薄膜?ITO薄膜是一种具有透明导电性能的材料,其中ITO指的是氧化铟锡〔Indium Tin Oxide〕的缩写。
该薄膜具有高透过率和低电阻率的特性,被广泛应用在电子显示器、太阳能电池、触摸屏等领域。
1.2 ITO薄膜的制备方法常见的ITO薄膜制备方法包括物理蒸镀法和化学溶胶-凝胶法。
物理蒸镀法利用高纯度的ITO靶材,通过真空蒸发沉积在基底上形成薄膜;而化学溶胶-凝胶法那么是通过溶液中的化学反响生成ITO凝胶,再通过烧结得到薄膜。
2. ITO薄膜的特性2.1 高透过率ITO薄膜具有高透过率的特性,可在可见光频段保持较高的透过率。
这使得ITO薄膜在显示器等光学设备中可以提供清晰的图像和文字显示。
2.2 低电阻率ITO薄膜具有较低的电阻率,可以实现电流的良好导电性能。
这使得ITO薄膜在触摸屏、太阳能电池等应用中可以提供可靠的电流传输。
2.3 控制面阻抗通过调整ITO薄膜的厚度和微观结构,可以控制其面阻抗。
这对于触摸屏等电容式传感器应用非常重要,可以实现高灵敏度和快速响应的触摸体验。
2.4 抗氧化性能ITO薄膜具有良好的抗氧化性能,可以在高温环境下长时间稳定运行。
这使得ITO薄膜在高温工艺和特殊环境下的应用具有优势。
3. ITO薄膜产品介绍3.1 ITO玻璃ITO玻璃是将ITO薄膜沉积在玻璃基底上形成的产品。
它具有高透过率、低电阻率和良好的平整度,被广泛应用在液晶显示器、有机发光二极管〔OLED〕等光学设备中。
3.2 ITO膜ITO膜是将ITO薄膜沉积在柔性基底上形成的产品。
由于其柔性特性,ITO膜在可弯曲显示器、柔性电子产品等领域有着广阔的应用前景。
3.3 ITO导电布ITO导电布是利用ITO薄膜材料覆盖在纤维布上形成的产品。
它可以在触摸屏、抗静电材料、导电纤维等领域发挥导电和抗静电的功能,具有良好的耐久性和导电性能。
4. 结论ITO薄膜作为一种具有透明导电性能的材料,具有高透过率、低电阻率和良好的控制面阻抗等特性。
ITO靶材是LCD产业链的重要一环,是基本的配套材料。
近年来随着平面显示器行业的蓬勃发展,对ITO靶材的需求也大大增长。
ITO靶材供应以日本为主ITO材料是一种n型半导体材料,该种材料包括ITO粉末、靶材、导电浆料及ITO透明导电薄膜。
其主要应用分为:平板显示器(FPD)产业,如液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管显示器(TFT-LCD)、电激发光显示器(EL)、场发射显示器(FED)、电致有机发光平面显示器(O EL D)、等离子显示器(PDP)等;光伏产业,如薄膜太阳能电池;功能性玻璃,如红外线反射玻璃、抗紫外线玻璃如幕墙玻璃、飞机、汽车上的防雾挡风玻璃、光罩和玻璃型磁盘等三大领域。
2008年全球ITO靶材年需求量1500吨左右,价格1000美元/公斤左右,市场总量15亿美元左右。
目前国内ITO靶材需求量约150吨。
随着中国经济的发展和全球产业分工的深化,日本、我国台湾地区、韩国的许多平板显示器制造企业都将他们的制造基地移到中国大陆,未来中国大陆将成为全球最大的液晶显示器制造中心。
预计2010国内ITO靶材需求量将超过500吨。
ITO靶材的供应,主要的供应商以日本为主,其中日本能源、日本三井矿业公司、日本东曹3家厂商囊括了80%以上的ITO市场。
国内主要生产厂家有山东威海蓝狐特种材料开发有限公司、株洲冶炼集团、柳州华锡集团有限责任公司、中色(宁夏)东方集团公司等。
国内由于ITO靶材生产工艺的局限性,靶材产品尺寸小,品质不高,产品大多只能用于中、低端市场,国内高端显示器用靶材全部依赖进口。
ITO靶材3种生产工艺各具特色ITO靶材的生产工艺可以分为3种:热等静压法(HIP)、热压法(HP)和气氛烧结法。
各种生产工艺及其特点简介如下。
热等静压法ITO靶材的热等静压制作过程是将粉末或预先成形的胚体,在800℃~1400℃及1000kgf/cm 2~2000kgf/cm 2的压力下等方加压烧结。
热等静压工艺制造产品密度高、物理机械性能好,但设备投入高,生产成本高,产品的缺氧率高。
ITO 工艺流程ITO(Indium Tin Oxide)工艺是一种广泛应用于电子显示器、太阳能电池等领域的透明导电薄膜。
以下是ITO工艺的基本流程:首先,需要准备ITO薄膜的基板。
常用的基板材料包括玻璃和塑料。
玻璃基板需要经过去污、清洗、消毒等工艺处理,以确保基板表面的干净和平整。
塑料基板则需要通过表面粗化等处理,以提高ITO薄膜与基板的粘附力。
接下来,将经过处理的基板送入ITO薄膜的制备设备中。
制备ITO薄膜的方法主要有物理蒸发、磁控溅射和化学气相沉积等。
其中,磁控溅射是较常用的方法,通过将含有高纯度的铟和锡的靶材置于真空室中,加入惰性气体并通电产生等离子体,使靶材表面金属离子得以喷射到基板上,形成ITO薄膜。
在薄膜制备过程中,需要控制多个参数以获得优质的ITO薄膜,如靶材的化学成分、离子轰击能量、溅射功率、气氛气压等。
通过调整这些参数,可以控制薄膜的厚度、均匀性和导电性能。
制备完毕的ITO薄膜需要经过退火处理。
退火是将薄膜加热至高温,使其晶格重新排列并提高结晶度和导电性能的过程。
退火温度和时间的选择取决于ITO薄膜的具体用途和性能要求。
获得退火后的ITO薄膜后,需要进行表面处理以提高其抗刮、耐腐蚀等性能。
这可以通过涂覆导电聚合物、氧化铟保护层等工艺来实现。
最后,经过所有工艺的ITO薄膜需要进行质量检验。
常见的检验项目包括膜厚测量、光学透射率测试、面阻测试等。
只有通过严格的质量检验,才能确保制备出优质的ITO薄膜。
总之,ITO工艺通过制备、退火、表面处理和质量检验等工艺步骤,最终得到透明导电薄膜。
这些薄膜广泛应用于电子显示器、太阳能电池等领域。
随着科技的发展,ITO工艺也在不断进步,新的材料和方法被引入以进一步提高ITO薄膜的性能和应用范围。
铟资源的生产现状及ITO粉末制备工艺的研究进展1铟资源概况1.1 铟资源现状全球铟储量2500吨,基础储量6000吨。
铟在自然界中几乎不存在独立的具有工业开采价值的矿床,是资源综合利用的产物。
它主要与锌、铅、铜、锡等与其性质类似的金属共生,闪锌矿、方铅矿、黄锡矿和多金属铜矿等均为铟的主要工业资源。
现已发现50多种矿物中含有铟,其中含铟量最高的是含硫的铅锌矿,其他矿物如锡石、黑钨矿及普通的角闪石也常含较多的铟。
目前,具有工业回收价值的矿物主要为闪锌矿,铟含量一般为0.01%-0.1%(有时可高达1%)。
铟是铅锌冶炼厂的副产品,锡冶炼厂也回收铟。
世界铟探明储量中约17.7%集中分布在美国,18.4%分布在加拿大,日本和秘鲁各占约4%。
中国铟储量居世界第一,约占世界50%左右,主要分布在铅锌矿床和铜多金属矿床中,保有储量为13014 t,分布15个省区,主要集中在云南(占全国铟总储量的40%)、广西(31.4%)、内蒙古(8.2%)、青海(7.8%)、广东(7%)。
云南是我国目前探明铟伴生矿资源储藏最丰富的地区。
铟的再生资源主要有ITO靶材废料、半导体切磨抛废料、半导体废器件、含铟合金加工废料、腐蚀液、废催化剂、含铟废仪器、硒鼓、锗和硒整流器等。
1.2 铟的生产现状中国是世界最大铟生产国,占全球供应量的80%。
国内铟年产量在25 t以上的大型生产企业约有12家,主要的铟冶炼厂及其产能为:广西柳州华锡集团(80 t)、湘潭正坦(72 t)、株洲冶炼厂(60 t)、韶关冶炼厂、株洲经仕实业有限公司(40 t)、广西铟泰科技有限公司(30 t)、葫芦岛冶炼厂(25 t)、韶关锦源实业有限公司(25 t)。
在再生铟方面,南京锗厂2005年产铟142t位居全国第一。
国外主要铟冶生产商有美国铟公司(IndiumCorporation of America)。
2005年1 2月份,该公司入户柳州高新区。
高新区将倾力打造“中国铟谷”,而该公司的加入将为高新区注人更强的实力。
ito靶材行业研究报告
根据最新的研究报告,ITO(铟锡氧化物)靶材行业是全球材料领域中一个快速发展的行业。
ITO靶材是一种用于薄膜技术中的重要材料,主要用于制造导电薄膜,常被应用于平板显示器、液晶显示器、光伏电池和触摸屏等领域。
以下为该行业的研究报告提供的一些关键发现:
1. 市场规模:ITO靶材市场规模持续增长,预计在未来几年内将保持良好的增长势头。
这主要归因于全球平板显示器和液晶显示器行业的发展以及对新型光伏电池技术的需求增加。
2. 市场驱动因素:推动ITO靶材市场增长的主要因素包括可持续能源需求的增加、平板显示器市场规模的扩大以及触摸屏技术的普及。
此外,对高效能源转换技术的需求还将促进市场增长。
3. 市场竞争格局:目前,全球ITO靶材市场竞争激烈,主要厂商包括日本的JX Nippon Mining & Metals Corporation、德国的Umicore和美国的AJA International等。
这些公司通过不断的研发和市场扩张来保持市场优势。
4. 技术挑战:ITO靶材的生产过程面临一些技术挑战,例如高成本、材料稀缺性和环境影响等。
为了应对这些挑战,研究机构和制造商正在开发代替材料,例如氧化铟锡(ITO)和其他替代技术。
综上所述,ITO靶材行业是一个具有巨大发展潜力的领域,受到全球市场的广泛关注。
随着技术进步和需求的不断增加,该行业预计将在未来几年内继续保持稳定增长趋势。
然而,也需要解决一些技术挑战,以确保行业的可持续发展。
ito粉ITO粉:电子导电材料的重要组成导体和绝缘体是电学中两个重要的概念。
导体是一种能够传导电流的材料,而绝缘体是一种阻止电流流动的材料。
然而,在一些特殊的应用中,我们需要一种既能够传导电流又有良好的透明性的材料。
这就是ITO粉的出现背景。
1. ITO粉的定义与组成ITO粉指的是一种透明导电氧化铟锡粉末材料,全称为Indium Tin Oxide(铟锡氧化物)。
其化学组成为In2O3-SnO2。
铟锡氧化物(ITO)是一种广泛应用于电子器件、光电器件和显示器件等领域的透明导电材料。
2. ITO粉的制备工艺ITO粉一般通过溶胶-凝胶法或者热蒸发法来制备。
其中,溶胶-凝胶法是一种透明导电薄膜的常见制备工艺。
该方法首先将铟酸铵和锡酸锡一定比例的溶液混合,制备成胶体溶胶,然后通过加热或光解等方式将溶胶转变为凝胶,并经过干燥和热处理等步骤,最终得到ITO粉末。
3. ITO粉的特性与优势ITO粉具有一系列的特性和优势,使其在电子工业中得到广泛应用。
首先,ITO粉具有良好的透明性。
其透明度在可见光范围内可以达到80%以上,因此可应用于各种需要透明材料的器件中,如触摸屏、液晶显示器等。
其次,ITO粉具有优异的导电性能。
ITO粉与传统金属导电体相比,具有更低的电阻率,因此在传导电流时能产生更小的能量损失。
此外,ITO粉还具有优良的导电稳定性和可调节性,可根据需要的导电性能进行粉料配方调整。
最后,ITO粉具有良好的耐化学性。
ITO粉在常见的化学物质中表现出良好的稳定性,不易腐蚀和氧化。
4. ITO粉的应用领域ITO粉具有广泛的应用领域,在电子工业中扮演着重要角色。
首先,ITO粉常被用于制备触摸屏。
触摸屏是一种广泛应用于智能手机、平板电脑等设备上的输入设备,需要具备透明性和导电性能。
ITO粉作为触摸屏的关键材料,使其能够实现触摸操作。
其次,ITO粉被广泛应用于液晶显示器。
液晶显示器是现代电子产品中常见的显示器件,其背光模组和电极层都需要透明导电材料,而ITO粉作为一种高透明度和导电性能的材料,能够满足这些需求。
氧化铟锡氧化铟锡(ITO,或者掺锡氧化铟)是一种铟(III族)氧化物(In2O3) and 锡(I V族)氧化物(SnO2)的混合物,通常质量比为90% In2O3,10% SnO2。
它在薄膜状时,为透明无色。
在块状态时,它呈黄偏灰色。
氧化铟锡主要的特性是其电学传导和光学透明的组合。
然而,薄膜沉积中需要作出妥协,因为高浓度电荷载流子将会增加材料的电导率,但会降低它的透明度。
氧化铟锡薄膜最通常是用电子束蒸发、物理气相沉积、或者一些溅射沉积技术的方法沉积到表面。
因为铟的价格高昂和供应受限、ITO层的脆弱和柔韧性的缺乏、以及昂贵的层沉积要求真空,其它取代物正被设法寻找。
碳纳米管导电镀膜是一种有前景的替代品。
这类镀膜正在被Eikos发展成为廉价、力学上更为健壮的ITO替代品。
PEDOT和P EDOT:PSS已经被爱克发和H.C. Starck制造出来.PEDOT:PSS层已经进入应用阶段(但它也有当暴露与紫外辐射下时它会降解以及一些其他的缺点)。
别的可能性包括诸如铝-参杂的锌氧化物。
使用ITO主要用于制作液晶显示器、平板显示器、等离子显示器、触摸屏、电子纸等应用、有机发光二极管、以及太阳能电池、和抗静电镀膜还有EMI屏蔽的透明传导镀膜。
ITO也被用于各种光学镀膜,最值得注意的有建筑学中红外线-反射镀膜(热镜)、汽车、还有钠蒸汽灯玻璃等。
别的应用包括气体传感器、抗反射膜、和用于VCSEL 激光器的布拉格反射器。
ITO薄膜应力规可以在高于1400 °C及严酷的环境中是用,例如气体涡轮、喷气引擎、还有火箭引擎在化学上,ITO 是Indium Tin Oxides的缩写。
作为纳米铟锡金属氧化物,具有很好的导电性和透明性,可以切断对人体有害的电子辐射,紫外线及远红外线。
因此,喷涂在玻璃,塑料及电子显示屏上后,在增强导电性和透明性的同时切断对人体有害的电子辐射及紫外、红外。
ITO 是一种N型氧化物半导体-氧化铟锡,ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜,通常有两个性能指标:电阻率和透光率.在氧化物导电膜中,以掺Sn的In2O3(ITO)膜的透过率最高和导电性能最好,而且容易在酸液中蚀刻出细微的图形.其中透光率达90%以上,ITO中其透光率和阻值分别由In2O3与Sn2O3之比例来控制,通常Sn2O3:In2O3=1:9.多用于触控面板、触摸屏、冷光片等。
《磁控溅射法低温制备ITO透明导电薄膜工艺研究》一、引言随着现代电子技术的飞速发展,透明导电薄膜在太阳能电池、触摸屏、液晶显示等领域得到了广泛应用。
ITO(氧化铟锡)因其高导电性、高可见光透过率等优点,成为了透明导电薄膜的首选材料。
而磁控溅射法作为一种制备ITO透明导电薄膜的常见方法,具有薄膜质量高、工艺控制灵活等优点。
本文旨在研究磁控溅射法在低温环境下制备ITO透明导电薄膜的工艺过程及其性能表现。
二、磁控溅射法的基本原理磁控溅射法是一种物理气相沉积技术,其基本原理是在真空环境下,利用高能粒子轰击靶材表面,使靶材中的原子或分子脱离表面,并沉积在基底上形成薄膜。
在磁控溅射过程中,磁场的作用使得等离子体在靶材表面形成环状运动,提高了等离子体的密度和利用率,从而提高了薄膜的制备效率和质量。
三、低温制备ITO透明导电薄膜的工艺研究1. 靶材选择与预处理选择纯度较高的ITO靶材,并进行预处理,如清洗、抛光等,以提高薄膜的质量。
同时,根据需要调整靶材的形状和尺寸,以满足不同的工艺需求。
2. 基底的选择与预处理选择合适的基底材料,如玻璃、石英等,并进行清洗、干燥等预处理,以提高基底与薄膜的结合力。
3. 磁控溅射工艺参数设置(1)溅射气体:选择氩气作为溅射气体,通过调整气体流量和压力来控制溅射速率和薄膜质量。
(2)溅射功率:根据实验需求调整溅射功率,以获得合适的薄膜厚度和导电性能。
(3)基底温度:在低温制备过程中,基底温度的控制尤为重要。
通过调整加热装置,将基底温度控制在合适的范围内,以保证薄膜的结晶性能和导电性能。
4. 薄膜制备过程及性能表征在磁控溅射过程中,通过实时监测薄膜的生长过程,观察薄膜的形貌、厚度等参数。
同时,利用X射线衍射、四探针测试等手段对薄膜的结晶性能、导电性能等进行评价。
根据实验结果,优化工艺参数,提高薄膜的性能。
四、实验结果与讨论1. 薄膜的形貌与结构分析通过SEM(扫描电子显微镜)观察薄膜的表面形貌,发现薄膜表面光滑、致密,无明显缺陷。
ito薄膜磁控溅射制备工艺是一种常用的薄膜制备技术,其基本步骤包括:
1. 准备工作:在实验前,需要对设备和试剂进行准备。
设备包括磁控溅射仪、高温退火炉等,试剂包括ITO靶材(氧化铟锡)、金属银(Ag)、基底等。
需要确保基底和靶材的匹配,以及基底的清洁度。
2. 基底预处理:对玻璃基底进行表面处理,主要是除去油污和杂质,增加表面粗糙度,提高附着力和耐腐蚀性。
这一步骤可以使用丙酮等有机溶剂清洗。
3. 溅射过程:将准备好的ITO靶材安装在真空系统中,并通过控制系统抽真空,直至达到所需的真空度。
然后通入高纯氩气或氪气,启动磁控溅射仪,在一定的气压和溅射功率下进行溅射。
ITO靶材在氩气环境中被溅射出原子,沉积在基底上形成薄膜。
4. 薄膜退火处理:溅射完成后,需要对薄膜进行热处理。
将样品放入高温退火炉中,在一定的温度、时间和气氛条件下,对薄膜进行热处理,以提高薄膜的致密度、结晶度以及与玻璃基底的附着力。
5. 检测与分析:对薄膜进行性能检测和分析,包括膜层表面形貌、膜层厚度、光学性能、电学性能等。
可以通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、光谱仪等设备进行检测。
具体的制备工艺参数可能会因材料、设备、实验条件等因素的差异而有所不同。
此外,ito 薄膜磁控溅射制备工艺还包括不同的后处理工艺,如阻焊膜制备、图形刻蚀等,可根据具体应用需求选择合适的后处理工艺。
以上信息仅供参考,如果需要更多信息,建议咨询专业人士。
氧化铟锡蒸镀温度氧化铟锡(ITO,Indium Tin Oxide)是一种透明导电氧化物,常用于液晶显示器、触摸屏、光伏电池等领域。
其制备通常通过物理气相沉积 (PVD)的方法,例如蒸镀。
ITO材料是一种透明导电氧化物,由铟、锡和氧组成。
它是Indium Tin Oxides的缩写,即掺锡氧化铟。
由于其优异的导电性和透明性,ITO材料被广泛应用于电子显示器、太阳能电池、触摸屏和光电器件等领域。
在制备ITO透明导电薄膜时,通常采用物理气相沉积(PVD)的方法,通过蒸发金属铟和锡并在基底表面生成ITO薄膜。
蒸镀氧化铟锡的温度通常取决于具体的蒸镀工艺和设备。
一般而言,蒸镀温度在300°C到500°C之间。
这个范围可以根据具体的工艺要求和底材的特性进行调整。
在氧化铟锡蒸镀的过程中,通常需要精确控制温度以实现所需的薄膜性能,包括透明度、导电性等。
高温有助于获得较为致密、均匀的氧化铟锡薄膜,但也需要考虑底材的耐热性。
值得注意的是,蒸镀温度并非唯一决定薄膜性能的因素,还包括沉积速率、气氛控制、沉积时间等。
因此,在具体应用中,制备ITO 薄膜时需要仔细调整这些工艺参数,以满足所需的性能和应用要求。
ITO材料具有以下优点:1.导电性能好:ITO薄膜具有高电导率,低电阻率和低电子迁移率等特点,使其能够提供良好的导电性能。
2.透明度高:ITO薄膜对可见光的透过率高,可以有效地传递光线,使得电子设备具有更好的亮度和清晰度。
3.稳定性好:ITO薄膜具有良好的化学和热稳定性,能够在不同的环境条件下保持稳定的性能。
4.附着性强:ITO薄膜可以牢固地附着在不同的基材上,如玻璃、塑料、陶瓷等,能够保证电子元件的稳定性和可靠性。
然而,ITO材料也存在一些缺点:1.成本较高:由于ITO材料中使用的铟和锡是稀有金属,其资源有限且价格较高,导致ITO薄膜的成本也较高。
2.柔性差:ITO薄膜相对较脆,容易碎裂,不易弯曲,因此不适合在柔性电子设备中应用。
ito能承受的最大温度摘要:1.ITO简介及应用领域2.ITO能承受的最大温度概述3.ITO材料的特点与温度关系4.影响ITO最大承受温度的因素5.提高ITO材料耐温性的方法6.总结与应用前景正文:一、ITO简介及应用领域ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)是一种透明导电材料,因其优异的导电性和透明性而备受瞩目。
ITO薄膜广泛应用于太阳能电池、触摸屏、发光二极管(LED)等领域,成为现代科技产业的关键材料。
二、ITO能承受的最大温度概述ITO材料在应用过程中,其承受的温度是有限的。
一旦超过这个最大承受温度,ITO材料将出现性能下降、结构损坏等问题。
因此,了解ITO的最大承受温度对保障器件性能和安全性具有重要意义。
三、ITO材料的特点与温度关系ITO材料的主要特点包括高透明性、高导电性和良好的耐热性。
然而,随着温度的升高,ITO材料的导电性能和透明性能会受到影响。
当温度超过最大承受温度时,ITO材料的性能将显著下降。
四、影响ITO最大承受温度的因素1.材料成分:ITO材料的成分比例对最大承受温度有重要影响。
通常,铟和锡的含量越高,ITO的熔点和最大承受温度越高。
2.制备工艺:制备ITO薄膜的工艺方法会影响其最大承受温度。
例如,溶胶-凝胶法和化学气相沉积法制备的ITO薄膜具有较高的耐温性。
3.薄膜厚度:ITO薄膜的厚度也会影响其最大承受温度。
一般来说,薄膜越厚,承受温度越高。
五、提高ITO材料耐温性的方法1.优化材料成分:通过调整铟锡比例,提高ITO材料的熔点和最大承受温度。
2.改进制备工艺:采用高温烧结、化学气相沉积等方法,提高ITO薄膜的耐温性。
3.薄膜表面处理:通过表面涂层、掺杂等手段,提高ITO薄膜的耐热稳定性。
六、总结与应用前景ITO材料的最大承受温度对其在各个领域的应用具有重要影响。
通过了解ITO的最大承受温度和影响因素,我们可以采取相应措施提高其耐温性,进一步发挥ITO材料在新能源、电子信息等领域的潜力。
ITO靶材的研究现状与发展趋势引言近年来随着平面显示行业以及平板显示器尺寸大型化,性能优良化的高速发展,要求用于高端平面显示器的高密度靶材,具有生产低成本化、尺寸大形化、成分结构均匀化及高利用率的发展趋势。
因为ITO靶材性能是决定TCO产品质量,生产效率,成品率的关键。
TCO 生产厂商要求生产过程中能够稳定连续地生产出电阻和透过率均匀不波动的导电玻璃,这要求ITO靶性能既优良又稳定。
高端TFT- LCD用ITO靶材均来自日本的东曹、日立、住友、日本能源、三井,韩国三星康宁,美国优美克,德国的贺力士等公司。
日本在高端ITO靶材生产技术方面一直处于领先地位,几乎垄断了大部分TFT液晶市场。
然而,由于国内没有完全打破高密度ITO 靶材生产的技术瓶颈,靶材的产品质量无法满足高端平板显示器的要求,同时我国作为LCD 以及其它需要高密度ITO靶材的平面显示器材的消费大国,国内的平面显示器材所需的高密度ITO靶材几乎全部从国外进口,仅有小批量用于低端液晶产品的生产,难以与国外竞争。
因此,对ITO靶材制备工艺的研究具有十分重要的意义。
ITO靶材简介透明导电薄膜的种类很多,主要有ITO,TCO,AZO等,其中ITO的性能最佳,ITO 具有高的透光率,低电阻率。
目前ITO的制备方法主要是磁控溅射,要获得高质量的ITO 薄膜,制备高密度、高纯度和高均匀性的ITO靶材是关键。
ITO溅射靶的理论密度为7115g/cm3。
优质的成品ITO溅射靶应具有≥99%的相对密度。
这样的靶材才具有较低电阻率、较高导热率及较高的机械强度。
高密度靶可以在温度较低条件下在玻璃基片上溅射,获得较低电阻率和较高透光率的导电薄膜。
甚至可以在有机材料上溅射ITO导电膜。
目前ITO靶材的制备方法主要有热压法、冷等静压-烧结法、热等静压法。
其中热等静压法制备的ITO靶材的质量最高,其相对密度能达到99%以上,但是需要昂贵的设备,制备成本较高,周期较长。
ito靶材对角效应近年来,ito靶材在光电子领域引起了广泛关注和应用。
其中一个重要的特性就是其对角效应。
所谓的ito靶材对角效应,指的是ito靶材在不同角度照射下的光电性能表现出的差异。
这个效应对于研究ito靶材的光电转换性能以及应用在太阳能电池等光电子器件中的性能优化具有重要意义。
在研究ito靶材对角效应时,我们首先需要了解ito靶材的结构和光电性能。
ito靶材是一种由铟锡氧化物组成的透明导电材料,具有优异的导电性和透明性。
它通常通过物理气相沉积或化学气相沉积等方法制备而成。
ito靶材在光照下可以产生载流子,进而形成电流,这使得它在太阳能电池、液晶显示器等光电子器件中得到广泛应用。
然而,ito靶材对角效应的存在却给它的应用带来了一定的挑战。
在研究ito靶材对角效应时,我们发现,当光照射到ito靶材的不同角度时,其光电转换效率会有所不同。
这是因为ito靶材的晶体结构和表面形貌在不同角度下会发生变化,导致电子传输和光的吸收发生改变。
因此,为了优化ito靶材的性能,我们需要对其对角效应进行深入研究。
为了研究ito靶材对角效应,我们可以通过实验方法来获取相关数据。
首先,我们可以使用光电子能谱仪来测量ito靶材在不同角度下的能带结构和载流子浓度。
通过这些数据,我们可以得到ito靶材在不同角度下的电子传输性能。
其次,我们可以使用光谱仪来测量ito靶材在不同角度下的光吸收谱,以了解其在不同角度下的光吸收强度。
通过这些实验数据,我们可以进一步分析ito靶材对角效应的机理。
除了实验方法,我们还可以借助计算机模拟来研究ito靶材对角效应。
利用第一性原理计算方法,我们可以模拟ito靶材在不同角度下的晶体结构和电子能带结构。
通过这些计算结果,我们可以进一步理解ito靶材对角效应的原因,并预测和优化其光电性能。
ito靶材对角效应是一个重要而复杂的研究课题。
通过深入研究ito 靶材的对角效应,我们可以更好地理解其在光电子器件中的应用,并为其性能优化提供科学依据。
透明导电氧化物ITO薄膜的制备研究摘要:以掺二氧化锡的氧化铟为靶材,采用射频磁控溅射在玻璃衬底制备了ITO薄膜。
分别用紫外-可见光-红外分光光度计,X射线衍射仪,扫描电子显微镜和四试探针测试仪对所制备的ITO薄膜的透过率、晶体结构、表面形貌和电阻率(方块电阻)进行了表征分析;利用霍尔测试仪对ITO的电学特性进行表征分析。
研究了不同溅射气压、不同溅射功率和不同衬底温度对薄膜质量的影响。
分析结果表明在溅射气压为0.3pa在溅射功率为80W和衬底温度为300℃时所制备的薄膜的透过率最高电阻率最低,薄膜的质量最好。
关键词:ITO薄膜;磁控溅射法;透过率;电导率。
0引言ITO薄膜是一种高度简并的n型掺杂半导体,ITO薄膜材料具有载流子浓度高、电子迁移率高和禁带宽度比较宽的优点,而且ITO薄膜材料在可见光范围内透过率高、电阻率低、附着性良好、硬度及化学稳定性质等优点,使其同时具有好的导电性和高的透光率[1,2],由于这些优越的性能,现在ITO薄膜材料被广泛运用于太阳能电池中做窗口电极层,并取得了高的效率。
近年来特别随着平板显示器的开发和实用化进展,ITO 膜也广泛用于平板显示装置,因此对ITO膜的研制具有广泛的市场前景。
从应用角度出发,通常要求ITO薄膜的成份是In2O3和SnO2,薄膜中铟锡低价化合物愈少愈好[3,5]。
制备ITO薄膜的方法有很多中,主要有磁控溅射[6]、脉冲激光沉积[7]、超声雾化热分解方法[8]和溶胶-凝胶法[9]。
其中磁控溅射制备薄膜因可以准确地控制工艺参数使得成膜速率可以很高、也可在大面积衬底上均匀成膜且重复性好,可获得光电性能优异的ITO薄膜等优点[10]。
本文采用射频磁控溅射方法制备ITO薄膜,并重点研究了不同溅射气压(0.3pa、0.5pa、0.8pa、1.5pa、2pa)、不同溅射功率(40W、60W、80W、100W)不同衬底温度(100℃200℃300℃)对薄膜光电性能的影响,并对ITO薄膜的光电性能进行表征分析。
氧化铟锡纳米粒子的低温溶剂热法制备和上转换发光分析文章用乙二醇为溶剂的溶剂热法200℃下制备氧化铟锡(ITO)纳米粉体,具体探究了氧化铟锡纳米应用低温溶剂热法的制备方法以及转换发光分析。
并且对低温溶剂热法的制备中运用了以下两种上转换纳米荧光粉,即In2O3:Er3+/Yb3+、In2O3:Ho3+/Yb3+。
标签:氧化铟锡;纳米粒子;低温溶剂热法;制备;上转换发光氧化铟锡(ITO)是在In2O3中添加SnO2所形成的一种固体溶液,是一种半导体材料,得到了很多国家的青睐。
氧化铟锡具有良好的导电率、很强的硬度、耐磨性能好、化学腐蚀性能好等方面的特性,被广泛地应用在固体平板显示器、太阳能电池、电磁屏蔽、半导材料中。
在应用的时候需要将氧化铟锡制作成膜,成膜之前需要制备氧化铟锡的靶材,对靶材的密度性能有着很高的要求。
在一般情况下,会应用氧化铟锡纳米粉体真空压制成靶材。
溶剂热法是建立在时代发展基础上得来的一种全新的纳米粉体合成方式,处于相同的温度环境中,溶剂热度形成的压力会大于水热合成压力,进而促进产物的结晶。
1 氧化铟锡纳米粒子的低温溶剂热法制备1.1 实验实验根据计划所需要称量氯化铟、氯化锡,将少量稀盐酸溶剂进行溶解,完成搅拌后,在已经溶解的溶液中滴入25%的氨水溶液,并控制酸碱值保持在7前后,搅拌之后的一小时便可获得前驱体。
最后,再将其移动到聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中,在相应的温度环境下反应一段时间。
待完成反应之后,便可以对所获得的沉淀物离心并洗涤,从而获得氧化铟锡纳米粉体。
1.2 实验结论1.2.1 实验溶剂的选择。
将不同形式的水与有机醇作为实验所需溶剂,基于200℃的环境下,通过溶剂的热反应获取所需的氧化铟锡纳米粉体XRD图,如图1所示。
从图1可知,在用乙二醇作为溶剂的时候,得到的XRD图和In2O3标准卡片的吻合度表现良好,而用水作为溶剂都无法通过实验获取氧化铟锡纳米粉体。
所以,选择正确的溶剂是形成氧化铟锡纳米粉体的重要前提。
第22卷 第1期 1997年2月 昆 明 理 工 大 学 学 报JOURNALOFKUNMINGUNIVERSTYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYVol.22No.1
Feb.1997
收稿日期:1996-12-02
铟锡氧化物(ITO)靶材的应用和制备技术
钟 毅1 王达健2 刘荣佩3 郭玉忠4(昆明理工大学材料工程系
1,3,4,冶金系2
,昆明 650093)
摘要 对铟锡氧化物(ITO)
靶材的现有生产工艺方案和应用现状及前景作了综
合评述.提出了ITO靶材成形的新方案——动态成形技术.
关键词 ITO;靶材成形;ITO粉末;应用中图分类号 TG3
铟在自然界是稀散金属,在矿床中常与锡伴生.已探明我国某矿床的铟储量为440t,
年冶炼铟的生产能力为40t.全世界每年铟的生产能力约为150t,我国年冶炼铟可达50
t,居世界首位.然而我国铟金属主要供外销,对其深加工高新技术产品尚处于起步阶段.为使资源增值,合理利用铟资源的重要途径之一是生产ITO靶材.近年来我国引进了多条ITO膜生产线,为制备高性能的膜,必须优先发展高质量的ITO靶材,但其靶材由国外供给,国外对ITO靶材制备技术严密封锁.为此,有必要对现有ITO靶材生产技术作充分地了解,开发制备ITO靶材的新技术.
1 应用现状及前景靶材是用作镀膜的材料.ITO靶材的应用就必须从ITO膜的应用出发.
铟锡氧化物(ITO)
薄膜具有对可见光透明和良好的导电性.其对可见光透过率≥
95%;对紫外线的吸收率≥85%;对红外线的反射率≥70%;对微波的衰减率≥85%,ITO
膜层硬度高且耐磨耐蚀,因而在工业上获得了广泛应用.
按照美国铟公司对全世界铟的需求量所作的推算与预测:1989年为102.6t,1991年达171.1t,铟产量的增长是基于ITO膜的需求量,特别是在玻璃工业及液晶显示器上的发展.在全世界铟市场中日本占有率最高,达到65%~70%,日本国内最大的铟需求领域是液晶电视机的ITO透明电极,日本1992年的ITO用量比1991年提高30%,1993年消耗的铟约28t,其中56%用于ITO膜.预计1995年日本ITO市场可达80亿日元.
ITO薄膜及靶材的快速发展是由于它具有优良特性和广泛应用前景.自1988年以来,大量的铟用于制作ITO液晶显示装置,如计算器和电脑的透明导电玻璃膜、手表、挂钟等,汽车制造业已开始应用ITO防雾膜,予计在工业及民用建筑业中将很快得到普及.
ITO膜能防静电、防雾除雾.可应用于需要屏蔽电磁波的地方,如计算机机房、雷达的屏蔽保护区,甚至防雷达飞机上.国内已成功地将ITO膜应用于平面及曲面飞机风档、双37战车及医疗喉镜.
国内轿车风档是ITO膜潜在的巨大应用市场.国内在这方面尚处于起步阶段,当前许多真空镀膜厂家正纷纷着手改造设备和工艺以适应轿车ITO膜的制备要求.专家们注意到,到2000年,中国汽车的保有量为2000万辆,其中轿车450万辆,同期汽车年产量为300万辆,其中轿车为150万辆,与之配套的ITO靶材需求量将急剧上升.
平面显示技术特别是液晶显示技术正向彩色显示和大型化发展,近年增长率达30%.作为液晶显示器用的透明导电极ITO获得高速发展,约占功能膜的50%以上.利用ITO膜的透明导电性及其良好的加工性能,它在液晶屏幕、电子发光显示屏幕、计算器、电脑显示器、高清晰电视等的应用将进一步扩大.
具有电致变色(EC)的灵巧窗的曲型结构是在普通白玻璃上沉积多层膜,其内外两层
为ITO膜,研究表明,EC玻璃可将建筑物内暖气、冷气和照明等能耗减少50%以上.美国、日本、西欧等国相继制定计划,投入大量人力财力开发,例如日本在“阳光计划”中提出从1992年起五年内实施EC玻璃的开发.国内正广泛开展ITO膜在太阳能方面的应用研究和开发.
茶色ITO膜是铟锡氧化膜的新品种.它能防紫外和红外,可滤去对人体有害的紫外波段,有良好的微波屏蔽作用和低功率激光辐射防护功能,因此镀ITO膜的玻璃镜片可作特种防护镜.
ITO膜也可用于炉门、冷冻食品的显示器以及低压纳灯方面.
2 现有ITO靶材制备工艺ITO靶材的生产方案现有以下几种〔1~3〕:
铟锡氧化物超微粉的制备工艺有湿法〔3〕和干法〔4〕之分.硝酸铟的分解是湿法制备氧化铟超细粉的常规工艺,采用硝酸铟水溶液加氨水,生成氢氧化铟后焙烧,或者从外部活加沉淀剂生成氢氧化铟再焙烧,但粉体易引入杂质,颗粒易团聚且不规则.采用改进后的高氯酸盐沉淀氢氧化铟、冷冻干燥法制粉工艺,能获得颗粒粒径在1Λm以下的单分散超微粉.金属铟直接氧化的干法制粉的技术能制备平均粒径在0.1Λm以下,以表面积10
m2g以上,凝聚程度小、粒度均匀的高纯氧化铟超微粉.铟锡氧化物超微粉的制备质量直接影响高密度ITO靶材的的事续成形加工.国内还没有关于干法制备铟锡氧化物微分的报道.
国内长沙矿冶研究院采用化学合成的方法适当控制合成条件,制得10~200nm的超细粉末,经热压或模压予成形,并在特定条件下烧结,实验规模制得化学组成为In2O
3:
SnO2=9.1,纯度为99.99%,相对密度达90%平板状靶材〔5〕.
国外制靶工艺都以专利的形式报道.日本住友金属矿山公司,采用湿法制粉工艺,通
・76・第1期钟 毅等:铟锡氧化物(
ITO)
靶材的应用和制备技术 过大于100MPa压力模压,在不同压力下成形和不同温度下烧结,其靶材密度如表1.采用干法制粉,平均粒径为0.1Λm以下,凝集度小,比表面积为10m
2g以上,烧结性良好,
粒度分布波动小,与SnO2粉末的混合状态好,经300MPa冷等静压,在1500℃,10个大气压下保持6h时烧结,其靶材指标如表2.
表1 不同成形压和烧结温度下的靶材相对密度
试样号比表面m2g-1
烧结温度℃
靶材相对密度%
成形压(×100)MPa成形压(×150)MPa成形压(×300
)
MPa
12345672.25.812.131.539.455.533.01100101098083057050060055.555.560.075.883.180.070.158.360.164.881.788.085.073.262.863.868.388.394.588.876.0
表2 不同粉末粒径下的靶材相对密度试样号粉未粒径Λm靶材相对密度%烧结后结晶粒径Λm
123450.050.080.090.240.59989595857835
323095
由此可见,ITO靶材的成形方案选择不同,粉末粒径和成形压力的变化以及烧结温度的改变都会影响靶材的密度.在现有成形技术中,热等静压设备昂贵,成本较高;粉浆浇注成形难以获得密度高而均匀的靶材;粉浆浇注加冷等静压成形,可获得较高密度的靶材,但需要非常细的粉末,如要求颗粒的比表面积达到39.4m
2g(粉末粒径相当于
21
nm),才能使靶材的相对密度达到94.5%,这热必使制粉的成本急刷上升,因此有必要引
入新的成形工艺.
3 ITO靶材的动态成形方案为满足溅射用靶材的质量要求,必须重点解决确保ITO靶材质量的几项关键技术,
即(1)铟锡氧化物粉末要高纯超细;(2)靶材相对密度要高(>90%);(3)靶材组织结构要均匀.传统的ITO靶材成形存在一定的问题,这里针对成形工序提出适合管状靶材的动态成形方案.
3.1 开发管状靶材的必要性常用的平面溅射靶材材料利用率低(20%~40%),刻蚀靶材均匀性差〔6〕.而管状靶
材溅射原子可向各个方向飞行,均匀性好,溅射面积大,更换操作方便,生产效率高,靶材利用率高(>80%)〔3〕,并且对零件内壁的沉积具有独特的优越性.国内引进的多条生产
・86・ 昆明理工大学学报1997年线均采用旋转靶,要求使用管状靶材,随着大面积ITO镀膜器件的需要,其应用将更为普遍.由ITO平面靶材发展到管状靶材对提高经济效益和改善ITO膜质量将产生重要影响.
3.2 动态成形混合粉的成形工艺拟采用动态成形方案,包括冲击成形和爆炸成形工艺.冲击成形是粉末冶金中成形速度较快的一种方法〔7〕,现已出现了粉末冲击成形机,压坯体的密度和
强度较高.冲击压力机的冲击速度为6.1~18.3ms,这个速度大约与锻锤速度相当,冲击成形效果显著.如为了得到同一密度的压坯,用钢模压制需压力50000N,而冲击成形时,只要用20N落锤,以4ms的速度冲击两次即可以了,冲击成形示意图如图1.
图1 粉末冲击成型示意图图2 粉末爆炸成型装置爆炸成形或称爆炸等静压制,其装置示意图如图2.爆炸成形是利用炸药产生的高压以冲击波形式均匀地传给粉末,不需要昂贵的模具和设备费,操作方便,成本低,能得到比普通压制密度高得多的密度〔8〕.采用该法加工成形钨粉所得的压坯相对密度达到97.
6%,氧化铝粉的相对密度达到95.5%.在爆炸成形中,震动波穿过粉末,并且在几微秒(10-6s)内产生非常高的压力,可达100×103MPa,比等静压制的压力(300MPa)高约
300
多倍.震动波的穿行将引起颗粒间的剪切,并且由于温升可能伴随粉末表面间的焙化,
使粉末粒子间达到理想的粘结和高的压坯密度,由于压力脉冲的作用时间极短,抑制了扩散,因此爆炸成形能够保持成形后快速固化颗粒所固有的亚稳性.爆炸成形用于靶材成形具有以下几点技术优势.
1)特别适合于管状靶材的成形
众所周知,爆炸冲击震动波属于疏密波,若用于棒状的成形,只能用外爆加载,疏密波在棒中心总是存在使压实材料松驰的波,常常会形成马赫孔,通常用卸波体来减弱其作用.而管状靶材的成形,无论是采用内爆加载还是外爆加载,总是存在自然卸波边界,那么它的压实工艺条件将比棒材压实工艺条件容易挖制得多.
2)对制粉的要求将大大降低
实验证明,爆炸成形所要求的粉末尺寸,并非越小越好,相反在小于某一粒径时,将得不到压实的材料.如爆炸烧结永磁铁Sm2Fe17NY,粉体尺寸必须大于0.3Λm
〔9〕.但无论如
何,制粉质量仍是至关重要的.采用爆炸压实新工艺来成形ITO靶材,可以降低对制粉技术的要求,从而找出粉末粒度、靶材相对密度和靶材利用率三者之间存在的优化关系,达到理想的技术经济结合.
・96・第1期钟 毅等:铟锡氧化物(
ITO)
靶材的应用和制备技术