透明导电薄膜

ITO透明导电薄膜导电机制是什么?
ITO透明导电薄膜导电机制是什么?
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ITO透明导电薄膜导电机制是什么?

ITO透明导电薄膜导电机制: 氧化铟锡的导电机制主要涉及两方面的因素——本征缺陷和杂质缺陷。In2O3晶格中立方体的六个顶角处被氧原子占据,留下两个氧缺位,这样会使得的临近缺位和远离缺位的两种氧离子不等价。在还原气氛中, In2O3中的部分氧离子生成氧气(或与还原剂结合成其他物质)析出,留下一个氧空位,而多余的电子在In2O3中形成满足化学计量比的In3+2-x(In3+·2e)xO2-3-x,,反应式表示为: In2O3→ In3+2-x(In3+·2e)xO2-3-x+ x/2 O2 当In2O3掺入一定比例的锡后,高价的锡离子( Sn4+)占据了铟( In3+)位,从而产生一个电子,最后形成了这样的结构In3+2-x(Sn4+·e)xO3。掺杂反应式如下: In2O3+x Sn4+→In3+2-x(Sn4+·e)xO3+ x In3+ 在低温度下沉积的ITO薄膜中氧缺位提供的电子对其良好的电导率起主要作用;在高温下沉积或进行过退火工艺的ITO薄膜中,Sn4+对In3+的取代产生的电子成为载流子的主要来源。 ITO薄膜的性能主要由制备工艺决定,热处理常作为辅助优化的手段。为获得导电性好,透射率高以及表面形貌平整的ITO薄膜,需选择合适的沉积手段和优化工艺参数。常见的镀膜方式包括电子束蒸发和磁控溅射。

影响ITO薄膜导电性能都有哪些因素?
提示:

影响ITO薄膜导电性能都有哪些因素?

ITO薄膜的面电阻(R)、膜厚(d)和电阻率(ρ)三者之间是相互关联的,这三者之间的计算公式是:R=ρ/d.由公式可以看出,为了获得不同面电阻(R)的ITO薄膜,实际上就是要获得不同的膜厚和电阻率.
一般来讲,制备ITO薄膜时要得到不同的膜层厚度比较容易,可以通过调节薄膜沉积时的沉积速率和沉积的时间来制取所需要膜层的厚度,并通过相应的工艺方法和手段能进行精确的膜层厚度和均匀性控制.
而ITO薄膜的电阻率(ρ)的大小则是ITO薄膜制备工艺的关键,电阻率(ρ)也是衡量ITO薄膜性能的一项重要指标.公式ρ=m/ne2T给出了影响薄膜电阻率(ρ)的几种主要因素,n、T分别表示载流子浓度和载流子迁移率.当n、T越大,薄膜的电阻率(ρ)就越小,反之亦然.而载流子浓度(n)与ITO薄膜材料的组成有关,即组成ITO薄膜本身的锡含量和氧含量有关,为了得到较高的载流子浓度(n)可以通过调节ITO沉积材料的锡含量和氧含量来实现;而载流子迁移率(T)则与ITO薄膜的结晶状态、晶体结构和薄膜的缺陷密度有关,为了得到较高的载流子迁移率(T),可以合理的调节薄膜沉积时的沉积温度、溅射电压和成膜的条件等因素.
所以从ITO薄膜的制备工艺上来讲,ITO薄膜的电阻率不仅与ITO薄膜材料的组成(包括锡含量和氧含量)有关,同时与制备ITO薄膜时的工艺条件(包括沉积时的基片温度、溅射电压等)有关.有大量的科技文献和实验分析了ITO薄膜的电阻率与ITO材料中的Sn、O2元素的含量,以及ITO薄膜制备时的基片温度等工艺条件之间的关系.

透明导电膜的透明导电膜
提示:

透明导电膜的透明导电膜

透明导电膜(transparent conductive film,简称TCF)目前最主要的应用是ITO膜,还有其他AZO等。 ITO 薄膜是一种半导体透明薄膜 ,它是氧化铟锡( indium tin ox ide) 英文名称的缩写。有学者将氧化铟系列(In2O 22SnO 2)也称之为ITO 薄膜。作为透明导电电极,要求ITO薄膜有良好的透明性和导电性。所以,此类材料的禁带宽度E g 一般都大于3 eV ,其掺杂组分要偏离化学计量比。ITO 薄膜的制备方法有蒸发、溅射、反应离子镀、化学汽相沉积、热解喷涂等,但使用最多的是反应磁控溅射法[ 1,2 ]。与其它透明导电薄膜相比,ITO 薄膜具有良好的化学稳定性、热稳定性以及良好的图形加工特性。

磁控溅射靶材是按照什么来进行分类的?
提示:

磁控溅射靶材是按照什么来进行分类的?

靶材的分类方法很多.
根据材料的种类,靶材包括金属及合金靶材、无机非金属靶材和复合靶材等.
无机非金属靶材又分为氧化物、硅化物、氮化物和氟化物等不同种类.
根据不同的几何形状,靶材分为圆靶和矩形靶.
目前最常用的分类方法则根据靶材的应用进行划分,主要包括半导体领域应用靶材、记录介质用靶材、显示薄膜用靶材、光学靶材、超导靶材等.

关于磁控溅射靶材的问题
提示:

关于磁控溅射靶材的问题

回答问题可能不是特别对口,部分题目不是特别详细,也没办法详细。如果有疑问再追问或者联系我。
1.膜层厚度测量问题:如果是纯净的氧化锌,或者说是透明的,就可以用光学方法测量膜层厚度,如果是非透明的,就用台阶仪,这量类的测量厚度的光学仪器不少,我不再细说。需要注意的是选择适当的测量范围的仪器。
2.一般磁控溅射可以分为直流(二级)溅射、中频、射频。直流溅射电源便宜,沉积膜层致密度较差,一般国内光热、薄膜电池选择使用的方法,能量较低,溅射靶材为金属靶材。射频能量较高,一般溅射陶瓷靶材。中频两者之间,溅射靶材也为金属靶材。
3.金属靶材溅射过程中,具有溅射速率和沉积速率。溅射速率是靶材原子被溅射逸出的情况,而沉积在基体上的情况为沉积速率,两者在溅射气压等外界环境不同的情况下,并不成正比。但是需要固定工艺下的长时间计算可以确定镀膜时间的。(但是这个时间一般按照溅射完成后膜层的厚度测量来的更加准确)
4.在金属靶材溅射过程中,如果想达到氧化亚锌的理想值,比较难,需要精确控制溅射产额和氧气流量。一般溅射物质为氩气(价格便宜,溅射产额较高)。主要为控制过程,国内的质量流量计一般都比较粗,建议用压电陶瓷阀,德国的sus04。另一个方案是射频溅射氧化亚锌陶瓷靶材,这个容易控制溅射后沉积膜层的两元素的比值。但是需要靶材符合两元素的比之条件,另外,在射频溅射过程中,需要严格控制靶材,陶瓷靶溅射过程中,容易断裂。还有就是射频的危害性较大。
以上为泛泛而谈。如果不通,精确讨论是免不了的。

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