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如圖1所示ITO(In203:SN02=9:1)的微觀結(jié)構(gòu),In,O,里摻人sn后,sn元素可以代替In,O,晶格中的In元素而以SnO,的形式存在,因?yàn)镮n20,中的In元素是三價(jià),形成SnO,時(shí)將貢獻(xiàn)~個(gè)電子到導(dǎo)帶上,同時(shí)在一定的缺氧狀態(tài)下產(chǎn)生氧空穴,形成1020至1021cm。3的載流子濃度和10至30cm2/vs的遷移率。這個(gè)機(jī)理提供了在lO叫n.cp!l數(shù)量級(jí)的低薄膜電阻率,所以ITO薄膜具有半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能。
ITO是一種寬能帶薄膜材料,其帶隙為3.5-4.3ev。紫外光區(qū)產(chǎn)生禁帶的勵(lì)起吸收閾值為3.75ev,相當(dāng)于330nm的波長(zhǎng),因此紫外光區(qū)ITO薄膜的光穿透率極低。同時(shí)近紅外區(qū)由于載流子的等離子體振動(dòng)現(xiàn)象而產(chǎn)生反射,所以近紅外區(qū)ITO薄膜的光透過率也是很低的,但可見光區(qū)ITO薄膜的透過率非常好,由圖2可知。由以上分析可以看出,由于材料本身特定的物理化學(xué)性能,ITO薄膜具有良好的導(dǎo)電性和可見光區(qū)較高的光透過率。
磁控濺鍍法(Magnetron sputtering)為目前在許多制程中和積體電路制程技術(shù)相容性較高的技術(shù),具有可連續(xù)生產(chǎn)高品質(zhì)薄膜的特性,低制程溫度且適用在大面積的各種基板上,因此磁控濺鍍法是目前使用最普遍用?沉積ITO薄膜的技術(shù)。
脈沖雷射鍍法(Pulsed laser deposition)固定脈沖頻率、能量約為40-300 mJ的準(zhǔn)分子雷射,將?射脈沖轟擊在ITO靶材上,并加上垂直方向的磁場(chǎng)。此種制程下之成膜速率低,非常耗時(shí)。
電弧放電離子鍍(Arc discharge ion plating)電弧離子鍍乃是運(yùn)用電弧放電電漿,將原料進(jìn)行蒸發(fā)與離子化,藉由基材通以負(fù)偏壓吸引離子加速撞擊并還原沉積於基材表面形成鍍膜的工作方式。在沉積過程中會(huì)有微粒產(chǎn)生,導(dǎo)致薄膜變粗糙影響鍍膜的品質(zhì)。
反應(yīng)性蒸鍍(Reactive evaporation)藉著對(duì)被蒸鍍物體加熱,利用被蒸鍍物在接近熔點(diǎn)時(shí)的高溫所具備的飽和蒸氣壓,來進(jìn)行薄膜沉積。在真空中通過電流加熱、電子束轟擊加熱和鐳射加熱等方法,使薄膜材料蒸鍍成為原子或分子,它們隨即以較大的自由程作直線運(yùn)動(dòng),碰撞基片表面而凝結(jié),形成一層薄膜。
離子束濺鍍法(Ion beam sputtering)離子束助鍍法(Ion beam assisted deposition)