ITO薄膜的磁控溅射工艺优化研究.pdf

真空科学与技术学报第29卷第3期

324CHINESEJOURNALOFVACUUMSCIENCEANDTECHNOLOGY2008年5、6月

ITO薄膜的磁控溅射工艺优化研究

常天海13孙凯2
(11华南理工大学电子与信息工程学院广州510640;21上海曙光机械制造厂有限公司上海200127)

GrowthofIndiumTinOxidesFilmsbyMagnetronSputtering

ChangTianhai13,SunKai2
(11CollegeofElectronic&Commun.Eng.,SouthChinaUniv.ofTechnol.,Guangzhou510640,China;
21ShanghaiShu2GuangMachineryWorks&Corp,Shanghai200127,China)

AbstractTheinfluenceofgrowthconditions,includingthesubstratetemperature,sputteringvoltage,andoxygen
partialpressure,onthemicrostructuresandphysicalpropertiesoftheindium2tin2oxides(ITO)filmsdepositedbymag2
netronsputteringofaceramictargetwasstudied.Thefilms,grownunderdifferentgrowthconditions,werecharacterized
with,andX2rayphotoelectronspectroscopy(XPS).Theresultsshowthatthefilmgrowthconditionssignificantlyaffectthe
propertiesoftheITOfilms.Undertheoptimizedconditions,thatis,atasubstratetemperatureof295℃,asputteringvolt2
ageof250V,andanoxygenpartialpressureof8%ofthebasepressure,thesheetresistanceoftheITOfilmsis18Ω,and
thevisiblelighttransmittanceis80%.
KeywordsITO,Opticalandelectricalperformance,Magnetronsputtering,Optimizingtechnics,XPS

摘要通过磁控溅射陶瓷靶制备ITO薄膜的工艺实验,研究了基底温度、溅射电压、氧含量等主要工艺参数对该薄膜光
电性能的影响。实验结果表明:当基底加热温度为295℃、溅射电压为250V、氧分压占镀膜室总压力的8%即主要工艺参数皆
位于最佳范围时,在厚度为5mm的普通浮法玻璃基底上,可制备出表面电阻为18Ω、可见光透过率超过80%的ITO薄膜。XPS

测试结果表明:该ITO薄膜的内部Sn以SnO2相存在,In以In2O3相存在,含量分别在518%和85%左右。
关键词ITO光电性能磁控溅射工艺优化XPS
中图分类号:TB43文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1672-7126.2009.03.21

铟锡氧化物(IndiumTinOxide,简称ITO)薄膜是时,由于溅射过程中作为反应气体的氧会和靶发生
一种用途广泛的透明导电材料,已成熟的应用于电很强的电化学反应,靶面覆盖一层化合物,使溅射蚀
机车挡风玻璃、液晶显示器件、太阳能电池、全息照损区域缩得很小(俗称“靶中毒”),以至很难用直流
相和液晶彩色电视等,蓄势待发的应用领域为有机溅射的方法稳定地制备出优质的ITO膜。也就是
发光二极管显示器(OrganicLight2EmittingDiode,简说,采用合金靶磁控溅射时,工艺参数的窗口很窄且
称OLED)。从应用角度出发,通常要求ITO薄膜的极不稳定。陶瓷靶因能抑制溅射过程中氧的选择性

成份是In2O3和SnO2,薄膜中铟锡低价化合物愈少溅射,能稳定地将金属铟和锡与氧的反应物按所需
愈好[123]。ITO薄膜的制备方法很多,如喷涂、蒸发、的化学配比稳定地成膜,故无中毒现象,工艺窗口
射频溅射和磁控溅射等。随着液晶显示器技术向高宽,稳定性好。但这不等于说陶瓷靶解决了所有的
精细化和大型化发展,磁控溅射法备受欢迎。问题,其薄膜光电性能仍然受制于基底温度、溅射电
ITO薄膜的磁控溅射靶主要分为InSn合金靶、压、氧含量等主要工艺参数的影响,不同工艺制备出

In2O32SnO2陶瓷靶两类。在用合金靶制备ITO薄膜的