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高 新 技 术
０ 引言
ITO 的主要成分为 In 2O 3和SnO 2，是一种宽禁带高透明的N 型半导体材料。其禁带宽度3.5 eV~4.3 eV，电子迁移率4.3eV15~45cm 2V -1S -1，在可见关波段的光透过率＞85%上，对短波紫外线具有很强的光吸收率能力，而对长波红外线其反射率＞80%，根据材料的性能，ITO 薄膜被广泛运用在各类晶体管、平面显示器、太阳能电池、电致变器件等产业[1-3]。 ITO 薄膜以氧化铟为基底材料，SnO 2中的锡离子一般条件下最大固溶度仅为6%，而在制成薄膜产品后，锡离子比例能够达到39%，溶度超出时锡成分会被析出[4]。目前市场上主要采用磁控溅射法、激光脉冲法、等离子体辅助沉积法、气相沉积法、溶胶凝胶法等制备ITO 薄膜[5]。该文主要采用高真空射频磁控溅射方法，可快速有效沉积大面积ITO 薄膜，然后用快速升降温熔合方法（RTA）为ITO 薄膜提供一个好的氛围，重排RTA 的晶格，可得到产品需求的薄膜质量（如缺陷少、晶格大、透过率高的薄膜）。
１ 实验仪器和方法
采用瑞士Evatec 磁控溅射机台，制备ITO 导电膜，靶材选用In 2O 3和SnO 2比例9∶1纯度99.99%的ITO 陶瓷靶，在镀膜过程中靶材和衬底的间距为120 mm，镀膜真空为7.0×10-4 Pa，溅射温度25 ℃，高纯氩气流量25 sccm~100 sccm，溅射射频功率0.3 kW~0.95 kW ，直流功率0.1 kW~0.4 kW。快速退火设备采用了技鼎科技的RTA 机台快速退火，将ITO 晶格重排使晶体透过率高电阻率小，薄膜厚度量测采用了N&K 多功能薄膜分析仪，采用富丞光电四针电阻计测量薄膜的电阻率，薄膜的透射光谱用安捷伦Cary 5000光谱仪进行检测，薄膜表面形貌采用扫描电子显微镜 （SEM）进行表征。 蚀刻因子２ 结果与讨论种子包装袋
２．１ 直流溅射功率对ＩＴＯ薄膜的影响
实验研究直流溅射功率对ITO 薄膜的性质的影响，制备过程中不通氧气，不开射频，氩气流量为100 sccm，腔体沉积温度为常温。薄膜溅射沉积完成后，采用快速升降温机台进行快速退火，采用600 ℃，氧气通入3 sccm，温度持续300 s 进行熔合重排ITO 晶体。在靶材上使用直流溅射功率，在相同周期中电子比 Ar + 的速度快，所以沉积到靶材上的电子数量比
Ar + 数量多，在基板中需要建立自偏，所以基板上需加偏压，
加速 Ar +的撞击。利用直流辉光放电电子加速撞击氩气，形成 Ar +和电子，Ar +在电场作用下，加速撞击靶材，形成二次发射电子，在稳定放电后进入辉光放电阶段。带电粒子轰击膜面，使得膜在形成过程中达到了吸附和解吸的动态平衡，直流功率的大小主要是改变带电粒子的数量和能量，对于获得的薄膜的
沉积速率和外观形貌都有着重要影响[6]
。
表1 为不同直流功率对获得的ITO 薄膜性能的影响，固定ITO 薄膜厚度为30 nm 情况下，随着直流溅射功率增加，薄膜透过率上升后下降，200 W 条件下透过率最佳。方块电阻200 W 条件下阻值最小。直流溅射功率越大，薄膜沉积速度越快，薄膜致密度越差，当速度过快，ITO 原子沉积在基板无法快速分散时会形成结瘤等缺陷。纵使采用退火手法，仍无法将结瘤缺陷重排，改善ITO 的晶格形貌。图1 为直流溅射功率对薄膜晶格形貌的影响，从扫描电子显微镜（SEM）图上看，随着功率的增加，晶格大小先增大后减小，最佳晶格大小为200 W。综合透过率、方块电阻、晶格大小、直流功率，在200 W 条件下晶格光电性能及其晶格形貌最佳。
弹簧鞋表1 直流溅射功率对薄膜性能影响
DC（w）RF（w）
Ar （sccm）O 2
（sccm）液氨化工厂制备
厚度（nm）透过率（%）方块电阻/（Ω/□）
50010003086.373100010003087.570200010003088.964400010003087.169600010003085.472800
100
30
86.8
76
２．２ 射频溅射功率对ＩＴＯ薄膜的影响
实验研究射频溅射功率对ITO 薄膜性质的影响，实验用
射频RF 进行辅助镀膜，可获得晶体尺寸大、性能好的ITO 薄膜。制备过程中不通氧气，直流功率设置
为200 W，氩气流量为100 sccm，腔体沉积温度为常温。薄膜溅射沉积完成后，采用快速升降温机台采用600 ℃，氧气通入3 sccm，温度持续300 s 进行熔合重排ITO 晶体。射频是利用极高的频率获得的，在电场作用下，带电离子在电极间进行循环往复的相互碰撞电离，无需接触电极与等离子体也能放电，带电粒子将靶材上的分子撞击溅射飞出，沉积在基板上。在很高的频率下靶材的溅射是不易放电的，所以在沉积半导体和绝缘
磁控溅射法制备晶格大尺寸的ITO薄膜
陈婉君
雨水回用（厦门市三安光电科技有限公司芯片部，福建 厦门 361008）
焊接钢板摘 要：该文为了制备一种高透过率、高导电、晶格尺寸大的ITO 薄膜，探讨制备最佳ITO 薄膜的工艺条件，研究了磁控溅射机台的直流功率，射频功率对ITO 薄膜的光电性能及形貌的影响。结果表明：当本体真空在7.0×10-4 Pa 条件下，直流功率为200 W，射频功率400 W，氩气流量100 sccm，用600 ℃快速升降温机台进行熔合3 min，可获得方块电阻为50Ω/□，可见光波段透过率为88.7%，大晶格尺寸且发光均匀的高性能ITO 薄膜，为生产发光二极管提供了一条高效的制备流程。关键词：直流磁控溅射；射频磁控溅射；大尺寸ITO 晶体中图分类号： O484 文献标志码：A
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