偏压对ITO薄膜生长模式和光电性能的影响.pdf

第20卷第4期材料科学与工艺Vol．20No．4
2012年8月MATERIALSSCIENCE＆TECHNOLOGYAug．，2012

偏压对ITO薄膜生长模式和光电性能的影响

马瑞新，李士娜，锁国权，任磊

(北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083)

摘要:为明确溅射偏压对ITO薄膜性质的影响，用射频磁控溅射法于室温在玻璃衬底制备出ITO透明导电
薄膜，研究了不同偏压下ITO薄膜的生长模式、光学和电学性能．结果表明:随着偏压的增加，薄膜沉积模式
经历了沉积、沉积和扩散、表面脱附3种方式;AFM和SEM显示，偏压为100V时，膜层表面光洁、均匀，粗糙
度最小，均方根粗糙度为1．61nm;XRD分析表明偏压会影响与薄膜的择优取向，偏压为100V时，薄膜晶粒
取向为(222)面;薄膜偏压为120V时，薄膜的光电性能最佳，电阻率最低为2．59×10－4Ω·cm，可见光区的
平均透过率在85%以上;偏压的大小使薄膜的吸收边发生了“蓝移”或“红移”．
关键词:ITO薄膜;偏压;生长模式;微观结构;光电性能
中图分类号:O484．4文献标志码:A文章编号:1005－0299(2012)04－0065－05

Effectsofsputteringbias-voltageonITOthinfilmsgrowthmodesand
photoelectricproperties

MARui-xin，LIShi-na，SUOGuo-quan，RENLEi

(SchoolofMEtallurgicalandEcologicalEnginEEring，UnivErsityofSciEncEandTEchnologyBEijing，BEijing100083，China)

Abstract:ToclarifythEEffEctofsputtEringbias-voltagEonthEphotoElEctricpropErtiEsofindiumtinoxidE
(ITO)thinfilms，thEITOthinfilmswErEdEpositEdbyRFmagnEtronsputtEringonglasssubstratEsatroom
tEmpEraturEandthEgrowthmodEs，ElEctricalandopticalpropErtiEsofthEsEfilmswErEinvEstigatEdasafunc-
tionofthEsputtEringbias-voltagE．ThErEsultsshowthat，withthEincrEasingofsputtEringbias-voltagE，thEfilms
dEpositionundErgoEsthrEEmodEs“dEposition”，“diffusion”and“dEsorption”．AFMandSEMinvEstigations
rEvEalthatthEfilmshavEvErysmoothanduniformsurfacEwithasmallEstrootmEansquarEroughnEssof
1．61nmat100VsputtEringbias-voltagE．XRDrEsultsshowthEdEpositEdfilmsdEmonstratEaprEfErrEdoriEn-
tationof(222)withasimilarcrystalstructurEat100VsputtEringbias-voltagE．ThEfilmswiththEsputtEring
bias-voltagEof120VinthisstudyshowthatthElowEstrEsistivityof2．59×10－4Ω·cmandthEopticaltrans-
mittancEinvisiblErangEofthEfilmsisovEr85%．“BluEshift”or“rEdshift”ofthEabsorptionEdgEcanbE
obsErvEdwithdiffErEntbias-voltagEs．
Keywords:ITOthinfilms;biasvoltagE;growthmodEs;microstructurE;photoElEctricpropErtiEs

ITO薄膜作为宽禁带半导体材料，广泛应用SEung等［8］利用射频磁控溅射在玻璃衬底上制备
于太阳能电池、有机电致发光器件(OLED)、液晶ITO薄膜，利用正交试验法研究了功率、基片温
显示器(LCD)、触摸屏、激光器二极管等光电器件度、溅射气压、氧含量等工艺参数对薄膜性能的影
领域［1－4］．磁控溅射法是目前应用最为广泛、研究响，通过提高基片温度、降低氧含量制备出方阻为
［］
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