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ITO薄膜_百度百科
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ITO薄膜是一种n型半导体材料,具有高的导电率、高的可见光透过率、高的机械硬度和良好的化学稳定性。
ITO薄膜概述
掺锡氧化铟(IndiumTinOxide),一般简称为ITO。因此,它是液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、电致发光显示器(EL/OLED)、触摸屏(TouchPanel)、太阳能电池以及其他电子仪表的透明电极最常用的薄膜材料。
ITO薄膜发展
真正进行ITO薄膜的研究工作还是19世纪末,当时是在光电导的材料上获得很薄的金属薄膜。关于透明导电材料的研究进入一个新的时期还是应该在第二次世界大战期间,主要应用于飞机的除冰窗户玻璃。在1950年,第二种透明半导体氧化物In2O3首次被制成,特别是在In2O3里掺入锡以后,使这种材料在透明导电薄膜方面得到了普遍的应用,并具有广阔的应用前景。
ITO薄膜基本性能
一、ITO薄膜的基本性能ITO(In2O3:SnO2=9:1)的微观结构,In2O3里掺入Sn后,Sn元素可以代替In2O3晶格中的In元素而以SnO2的形式存在,因为In2O3中的In元素是三价,形成SnO2时将贡献一个电子到导带上,同时在一定的缺氧状态下产生氧空穴,形成cm-3的载流子浓度和10至30cm2/vs的迁移率。这个机理提供了在10-4Ω.cm数量级的低薄膜电阻率,所以ITO薄膜具有半导体的导电性能。ITO是一种宽能带薄膜材料,其带隙为3.5-4.3ev。紫外光区产生禁带的励起吸收阈值为3.75ev,相当于330nm的波长,因此紫外光区ITO薄膜的光穿透率极低。同时近红外区由于载流子的等离子体振动现象而产生反射,所以近红外区ITO薄膜的光透过率也是很低的,但可见光区ITO薄膜的透过率非常好,由于材料本身特定的物理化学性能,ITO薄膜具有良好的导电性和可见光区较高的光透过率。
二、影响ITO薄膜导电性能的几个因素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。
三、通过低溅射电压制备ITO薄膜的工艺和方法
1、低电压溅射制备ITO薄膜由于ITO薄膜本身含有氧元素,磁控溅射制备ITO薄膜的过程中,会产生大量的氧负离子,氧负离子在电场的作用下以一定的粒子能量会轰击到所沉积的ITO薄膜表面,使ITO薄膜的结晶结构和晶体状态造成结构缺陷。溅射的电压越大,氧负离子轰击膜层表面的能量也越大,那么造成这种结构缺陷的几率就越大,产生晶体结构缺陷也越严重,从而导致了ITO薄膜的电阻率上升,一般情况下,磁控溅射沉积ITO薄膜时的溅射电压在-400V左右,如果使用一定的工艺方法将溅射电压降到-200V以下,那么所沉积的ITO薄膜电阻率将降低50%以上,这样不仅提高了ITO薄膜的产品质量,同时也降低了产品的生产成本。
2、两种在直流磁控溅射制备ITO薄膜时,降低薄膜溅射电压的有效途径磁场强度对溅射电压的影响当磁场强度为300G时,溅射电压约为-350v;但当磁场强度升高到1000G时,溅射电压下降至-250v左右。一般情况下,磁场强度越高、溅射电压越低,但磁场强度为1000G以上时,磁场强度对溅射电压的影响就不明显了。因此为了降低ITO薄膜的溅射电压,可以通过合理的增强溅射阴极的磁场强度来实现。RF+DC电源使用对溅射电压的影响为了有效的降低磁控溅射的电压,以达到降低ITO薄膜电阻率的目的,可以采用了一套特殊的溅射阴极结构和溅射直流电源,同时将一套3KW的射频电源合理的匹配叠装在一套6KW的直流电源上,在不同的直流溅射功率和射频功率下进行降低ITO薄膜溅射电压的工艺研究。当磁场强度为1000G,直流电源的功率为1200W时,通过改变射频电源的功率,经大量的工艺实验得出:“当射频功率为600W时,ITO靶的溅射电压可以降到-110V”的结论。因此,RF+DC新型电源的应用和特殊溅射阴极结构的设计也能有效的降低ITO薄膜的溅射电压,从而达到降低薄膜电阻率的目的。
3、降低ITO薄膜电阻率的新沉积方法-HDAP法HDAP法是利用高密度的电弧等离子体(HDAP)放电轰击ITO靶材,使ITO材料蒸发,沉积到基体材料上形成ITO薄膜。由于高能量电弧离子的作用导致ITO粒子中的In、Sn达到完全离化,从而增强沉积时的反应活性,达到减少晶体结构缺陷,降低电阻率的目的。
利用同样成分的ITO材料,其它工艺条件保持一样,并在同样的基片温度下,分别进行“DC磁控溅射”、“DC+RF磁控溅射”、“HDAP法制备ITO薄膜”的实验。
实验结果可以看出,利用HDAP法能获得电阻率较低的ITO薄膜,尤其是在基片温度不能太高的材料上制备ITO薄膜时,使用HDAP法制备ITO薄膜可以得到较理想的ITO薄膜。基片温度到350℃左右时,这三种沉积方法对ITO薄膜电阻率的影响较小。
通过扫描电镜对磁控溅射和HDAP法制备的ITO薄膜进行了微观分析。很明显HDAP法制备的ITO薄膜表面平坦、均匀。HDAP法制备ITO薄膜主要是针对基体材料不能加热,同时又要求ITO薄膜的电阻率较低的制成比较适用。
ITO薄膜主要应用
随着显示器件行业的飞速发展,对ITO薄膜的产品性能特性提出了新的要求。同时ITO薄膜制备技术的深入发展,使显示器件的需要变成可能。不同性能的ITO薄膜可以在不同显示器件中的应用。
ITO薄膜在国内的发展
在国内,ITO薄膜设备的制造和发展是20世纪80年代开始的,主要是一些单体式的真空镀膜设备,由于ITO工艺和制成方法的限制,因此产品品质较差、产量较小,当时的产品主要用作普通的透明电极和太阳能电池等方面。
20世纪90年代初,随着LCD器件的飞速发展,对ITO薄膜产品的需求量也是急剧的增加,国内部分厂家纷纷开始从国外引进一系列整厂ITO镀膜生产线,但由于进口设备的价格昂贵,技术服务不方便等因素,使许多厂商还是望而却步。
80年代末,中国诞生了第一条TN-LCD用ITO连续镀膜生产线。该生产线采用的工艺路线是将铟锡合金材料利用直流磁控溅射的原理沉积到基片的表面,并进行高温氧化处理,将铟锡合金薄膜转换成所需的ITO薄膜。这种生产线的特点是设备的产能较低,质量较差,工艺调节复杂。
90年代中期,随着国内LCD产业的发展,对ITO产品的需求量增大的同时,对产品的质量有了新的要求,因此出现了第二代ITO镀膜生产线。该生产线不仅产量比第一代生产线有了大幅度的提升,同时由于直接采用ITO陶瓷靶材沉积ITO薄膜,并兼容了射频磁控溅射沉积SiO2薄膜的工艺,使该生产线无论从产品的质量上、还是工艺可控性等方面与第一代生产线相比均有了质的飞跃。
99年,有效的解决了射频磁控溅射沉积SiO2薄膜的沉积速率慢影响生产线的产能和设备的利用率等一系列问题,同时出现了第三代大型高档ITO薄膜生产线。该生产线成功应用了中频反应溅射SiO2薄膜的工艺、采用全分子泵无油真空系统、独立的全自动小车回架机构。该生产线具备生产中高档STN-LCD用ITO薄膜材料的能力。
随着反射式LCD,增透式LCD、LCOS图影机背投电视等显示器件的发展,对ITO薄膜产品提出了更高的要求,SiO2/ITO两层膜结构的ITO薄膜材料满足不了使用的需要,而比须采用多层复合膜系已达到产品的高反射性、或高透过率等光学性能要求。积累多年的设计开发经验,国内生产企业推出了第四代大型多层薄膜生产线。该生产线由15个真空室组成,采用全分子泵无油真空系统、使用了RF/MF/DC三种磁控溅射工艺、通过PEM/PCV进行工艺气体的控制。该生产线具有连续沉积五层薄膜的能力。
随着PDA、电子书等触摸式输入电子产品的悄然兴起,相应材料的制成设备也应运而生。由于触摸式产品工作原理的特殊性,其所需的ITO薄膜必须是在柔性材料(PET)上制成的,薄膜的沉积温度不能太高(小于120℃),同时要求ITO膜层较薄、面电阻高而且均匀,所以对ITO薄膜的沉积工艺提出了严格的要求。
随着有机电致发光显示器(OLED)以及其它显示器件的发展,对ITO薄膜的制成工艺和设备将会有更新、更高的要求,同时也有力的推动了ITO薄膜制成设备的发展。ITO透明导电薄膜制备工艺及机理的研究--《浙江师范大学》2013年硕士论文
ITO透明导电薄膜制备工艺及机理的研究
【摘要】:氧化铟锡(Indium Tin Oxide简称ITO)薄膜材料是一种重掺杂、高简并的n型半导体材料,具有较宽的能隙(E=3.5-4.3eV)和复杂的立方铁锰矿型(即In203结构,[100]方向是大多数明显取向)结构的多晶体。ITO薄膜不仅具有低电阻率(1×10-4Ω.cm)、高可见光透射率(≥90%)、高红外反射率(≥70%)、高紫外吸收率(≥85%)等优异的光电性能,而且还具有高硬度、耐磨、耐化学腐蚀性以及良好的加工性能,因此,从20世纪80年代工业化生产以来,它在LED芯片、太阳能电池、薄膜晶体管(TFT)、电色层窗口、平板显示器以及抗静电涂层等技术领域有着十分广泛的应用,并且充当着十分重要的角色。随着半导体LED照明产业的迅速兴起,具有高亮度、高稳定性的LED芯片得到越来越多的关注。但是,LED半导体器件中存在的问题也严重制约着它的发展,其中,最严重的就是电流拥堵效应和金属半导体之间的肖特基势垒问题。然而,ITO薄膜以其优异的光电性能充当LED芯片中的电流拓展层,有效的解决了肖特基势垒和电流拥堵效应,对延长LED的寿命、增强LED芯片的稳定性和提高芯片亮度都起到至关重要的作用。
本文采用电子束蒸镀技术研究了制备过程中各参数对ITO薄膜光电性能的影响。本文主要完成以下几个方面的内容:1、了解怎样利用蒸镀手段制备光电性能优异的ITO透明导电薄膜:2、充分利用测试手段对所制备的薄膜进行光学和电学方面的测试。这些手段包括:利用XRD分析薄膜的相结构,分析薄膜的组成成分和晶体结构;利用SEM观测薄膜表面形貌和断层的显微结构,分析薄膜的生长机理:利用Hall测试仪测量薄膜的电学性能,研究退火温度与退火时间和薄膜电导率、载流子浓度和电子迁移率之间的关系;利用紫外分光光度计测量薄膜的透射率;利用四探针仪测量薄膜方阻等。3、通过改变蒸镀过程中的实验条件,分析并找到制备ITO薄膜的最佳工艺参数。探究了在薄膜生长过程当中,通过改变不同的工艺参数和生长条件(例如:反应时的氧气流量、蒸镀速率、薄膜厚度,以及后期的热处理温度和热处理时间等),从而改变ITO薄膜的光学和电学性能。通过大量试验和后期对数据的处理,研究结果表明,电导率随氧气流量的上升,先增加后减小,透射率随氧流量的改变并没有发生较大变化:电导率随退火温度的上升先升高后下降,载流子浓度随退火温度的升高而上升,但超过520℃之后就趋于稳定,迁移率随退火温度的上升先升高后下降,透射率随退火温度变化不大,但透射谱中出现微小的Burstein移动;由实验结果可知,在氧气流量为2.2sccm,腔体温度300℃,镀率为0.15nm/s,在520℃下退火15min时,ITO薄膜的光电性能最佳,,薄膜方阻为6Ω/□;可见光区(400-700nm)平均透射率为94%;电导率为7.314×103(1/Ω cmm)。
【关键词】:
【学位授予单位】:浙江师范大学【学位级别】:硕士【学位授予年份】:2013【分类号】:O484.1【目录】:
摘要4-6ABSTRACT6-10第1绪论10-19 1.1 引言10 1.2 透明导电薄膜的制备方法10-11 1.3 ITO薄膜的晶体结构11-12 1.4 ITO薄膜的光电性能12-15
1.4.1 ITO薄膜的导电机理12-13
1.4.2 ITO薄膜的电学性能13-14
1.4.3 ITO薄膜的光学性能14-15 1.5 国内外研究现状及存在问题15-17 1.6 课题的研究目的及意义17-19
1.6.1 研究目的17-18
1.6.2 研究内容18
1.6.3 本文创新点18-19第2章 电子束蒸镀镀膜原理19-28 2.1 概述19-20 2.2 镀料的蒸发20-24
2.2.1 饱和蒸汽压20-21
2.2.2 蒸发离子的速度和能量21-22
2.2.3 蒸发速率和沉积速率22-24 2.3 电子束蒸镀机台简介24-28
2.3.1 电子束蒸发源24
2.3.2 电子束加热原理与特点24-25
2.3.3 电子束蒸发源的形式25-28第3章 ITO薄膜的制备及表征28-38 3.1 实验装置简介28 3.2 ITO薄膜的制备28-29
3.2.1 ITO薄膜制备参数简介28
3.2.2 ITO薄膜制备的工艺流程28-29 3.3 试验样品的预处理29-30 3.4 ITO薄膜的性能和结构特性30-38
3.4.1 ITO薄膜的厚度30-31
3.4.2 ITO薄膜的方阻测量31-32
3.4.3 ITO薄膜Hall参量的测量32-33
3.4.4 ITO薄膜透射率的测量33-34
3.4.5 ITO薄膜XRD的测量34-36
3.4.6 ITO薄膜SEM的测量36-38第4章 工艺参数对ITO薄膜性能的影响38-56 4.1 氧气流量对ITO薄膜性能的影响38-44
4.1.1 氧气流量对薄膜电导率的影响38-40
4.1.2 氧气流量对薄膜微观结构的影响40-42
4.1.3 氧气流量对薄膜透射率的影响42-44 4.2 退火温度对ITO薄膜性能的影响44-51
4.2.1 退火温度对ITO薄膜载流子浓度的影响45-46
4.2.2 退火温度对ITO薄膜电子迁移率的影响46-48
4.2.3 退火温度对ITO薄膜电导率的影响48-49
4.2.4 退火温度对ITO薄膜透射率的影响49-51 4.3 退火时间对ITO薄膜性能的影响51-56
4.3.1 退火时间对ITO薄膜电学性能的影响51-53
4.3.2 退火时间对ITO薄膜光学性能的影响53-56第5章 总结与展望56-58参考文献58-63致谢63-64攻读学位期间取得的研究成果64-66浙江师范大学学位论文诚信承诺书66
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【参考文献】
中国期刊全文数据库
喻志农;相龙锋;薛唯;王华清;卢维强;;[J];北京理工大学学报;2007年10期
李芝华;任冬燕;;[J];材料导报;2005年05期
李芝华;任冬燕;;[J];材料科学与工艺;2006年02期
江自然;;[J];材料开发与应用;2010年04期
张维佳,王天民,糜碧,洪轲;[J];稀有金属材料与工程;2004年05期
李晓杰,张越举;[J];稀有金属材料与工程;2005年03期
刘家祥,甘勇,朴圣洁;[J];稀有金属材料与工程;2005年07期
张维佳,王天民,吴小文,钟立志,崔敏;[J];稀有金属材料与工程;2005年09期
杨盟,刁训刚,刘海鹰,王天民;[J];稀有金属材料与工程;2005年10期
张久兴;张艳峰;;[J];稀有金属材料与工程;2006年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库
周强;季振国;赵丽娜;陈琛;王超;;[J];半导体光电;2005年06期
杨兵初;马学龙;张丽;颜建堂;;[J];半导体光电;2008年05期
施敏;王强;孙玲;;[J];半导体光电;2010年04期
张化福;袁玉珍;刘汉法;刘云燕;;[J];半导体技术;2008年06期
沈燕;彭璐;杨鑫沼;刘存志;;[J];半导体技术;2008年S1期
林岳明;韩买兴;曾祥华;;[J];半导体技术;2009年05期
季振国;吴秋红;毛启楠;;[J];半导体技术;2010年12期
李晓波;杨瑞霞;王静辉;;[J];半导体技术;2011年05期
陈健;张江;高善民;曲荣君;;[J];微纳电子技术;2007年03期
于忠玺;高善民;张江;陈健;曲荣君;;[J];微纳电子技术;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库
杨军;彭虎;夏广斌;;[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
余刚;赵芳红;张延芳;刘益环;;[A];中国硅酸盐学会玻璃分会2009年全国玻璃科学技术年会论文集[C];2009年
赵芳红;吴云龙;成惠峰;谭欢;;[A];2010全国玻璃技术交流研讨会论文集[C];2010年
陈静;郭卫;;[A];电子玻璃技术(2010年第1、2期)[C];2010年
何志远;张治国;;[A];福建省第五届实验物理教学研讨会论文集[C];2005年
李海江;谢致薇;杨元政;张永章;黎柞坚;匡同春;成晓玲;白晓军;;[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
邢朋飞;邢伟;王政红;张秀勤;薛建强;;[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年
马晓波;钟景明;孙本双;陈焕铭;王东新;;[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
朱协彬;尹大鹏;汪海涛;姜涛;曾祥超;陈琪;;[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
付慧静;傅立新;李俊华;;[A];第四届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库
韦莉;[D];华东理工大学;2010年
江凤仙;[D];太原理工大学;2011年
刘海霞;[D];山东大学;2011年
杨海平;[D];中南大学;2011年
高伟;[D];北京工业大学;2011年
吴芳;[D];重庆大学;2011年
Bui Duc Nguyen(裴德原);[D];华东理工大学;2011年
赵晓华;[D];山东大学;2011年
吕茂水;[D];山东大学;2007年
李东仓;[D];兰州大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库
况琦;[D];浙江理工大学;2010年
田慧;[D];天津理工大学;2010年
王淑珍;[D];江南大学;2010年
吴回君;[D];昆明理工大学;2010年
缪灯奎;[D];武汉理工大学;2010年
张易军;[D];鲁东大学;2011年
张进兵;[D];西北大学;2011年
陈园园;[D];西北大学;2011年
刘磊;[D];西华大学;2011年
魏广源;[D];北京邮电大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
马瑾,赵俊卿,叶丽娜,田茂华,马洪磊;[J];半导体光电;2000年01期
薛松;韩彦军;罗毅;;[J];半导体光电;2006年02期
王军;林慧;杨刚;蒋亚东;张有润;;[J];半导体光电;2007年01期
王云珍,蒋长根;[J];半导体学报;1986年06期
陈猛,白雪冬,黄荣芳,闻立时;[J];半导体学报;2000年04期
范志新,孙以材,陈玖琳;[J];半导体学报;2001年11期
张治国;;[J];半导体学报;2006年05期
郭德博;梁萌;范曼宁;师宏伟;刘志强;王国宏;王良臣;;[J];半导体学报;2007年11期
赵俊卿,马瑾,李淑英,马洪磊;[J];半导体学报;1998年10期
来冰,丁训民,袁泽亮,周翔,廖良生,张胜坤,袁帅,侯晓远,陆尔东,徐彭寿,张新夷;[J];半导体学报;1999年07期
中国博士学位论文全文数据库
李世涛;[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库
王树林;[D];武汉理工大学;2004年
李晶;[D];中南大学;2004年
职利;[D];桂林电子科技大学;2006年
秦利平;[D];中南大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库
陈兆权;刘明海;刘玉萍;陈伟;罗志清;胡希伟;;[J];物理学报;2009年06期
王建恩,王运涛,王军,张兵临,何金田,张艳兰;[J];功能材料;1995年02期
;[J];中国光学与应用光学文摘;2006年05期
刘汉法;张化福;类成新;袁长坤;;[J];液晶与显示;2008年06期
朱锋,薛玉明,孙建,赵颖,耿新华;[J];人工晶体学报;2004年03期
伞海生,李斌,冯博学,何毓阳,陈冲;[J];物理学报;2005年02期
闫军锋;张志勇;邓周虎;赵武;王雪文;;[J];华中科技大学学报(自然科学版);2007年S1期
陈乐;刘亲壮;王海峰;高关胤;吴文彬;;[J];低温物理学报;2009年02期
刘汉法;张化福;类成新;袁玉珍;袁长坤;;[J];液晶与显示;2009年02期
张化福;类成新;刘汉法;袁长坤;;[J];人工晶体学报;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库
魏强;刘圣贤;王丹;刘海;;[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
王杰;梁明会;邱腾飞;方岩;罗彬;王斌;张锦;智林杰;;[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
战可涛;曾凡强;;[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
方昭訓;駱煒翔;徐嘉禧;楊仁傑;蔡定侃;;[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
王明松;;[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
滕繁;刘涌;宋晨路;韩高荣;;[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
刘锴;冯辰;刘亮;张玉莹;孙颖慧;李群庆;范守善;姜开利;;[A];第二届中国科学院博士后学术年会暨高新技术前沿与发展学术会议程序册[C];2010年
马晓波;钟景明;孙本双;陈焕铭;王东新;;[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
陈建毅;黄丽平;张宏亮;魏大程;于贵;刘云圻;;[A];全国第八届有机固体电子过程暨华人有机光电功能材料学术讨论会摘要集[C];2010年
王颖华;张群;李桂锋;;[A];TFC'07全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库
本报记者 顾洪文;[N];计算机世界;2002年
中色(宁夏)东方集团有限公司
张红梅 孙本双
刘孝宁;[N];中国电子报;2009年
;[N];中国电子报;2009年
记者刘其丕 李晓飞;[N];中国有色金属报;2010年
诸玲珍;[N];中国电子报;2009年
长沙壹纳光电材料有限公司技术总监
陈明飞;[N];中国电子报;2011年
;[N];中国电子报;2009年
大连交通大学光电材料与器件研究所所长
柴卫平;[N];中国电子报;2009年
长沙壹纳光电材料有限责任公司技术总监
陈明飞;[N];中国电子报;2009年
闻丹岩;[N];中国计算机报;2002年
中国博士学位论文全文数据库
宋春燕;[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
王晓晶;[D];华中科技大学;2011年
李钢贤(Ri Kang Hyon);[D];华中科技大学;2011年
焦兴利;[D];中国科学技术大学;2010年
黄延伟;[D];复旦大学;2010年
韦莉;[D];华东理工大学;2010年
徐慢;[D];武汉理工大学;2006年
吴炳俊;[D];中国科学技术大学;2010年
赵金博;[D];山东大学;2011年
郑必举;[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库
孟庆哲;[D];浙江师范大学;2013年
辛艳青;[D];山东大学;2010年
韩林兵;[D];西北大学;2010年
蒋志昂;[D];兰州大学;2010年
孙惠娜;[D];兰州大学;2010年
谢存存;[D];南京理工大学;2010年
龙涛;[D];西南交通大学;2004年
丁星伟;[D];鲁东大学;2012年
张俊双;[D];暨南大学;2011年
门智新;[D];中南民族大学;2011年
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京公网安备75号ITO透明导电薄膜替代品发展现状;现在,薄膜液晶显示器的透明电极大量使用的是ITO;1引言;ITO薄膜实际上作为绝大多数液晶显示器的透明电极;2代替ITO用于LCD的TCO的发展;最近几年又发现了多种TCO薄膜材料,至今报道的典;所示;和氧化钛的TCO薄膜,为了获得较低的电阻率,必须;[2-5];另一种方法是利用诸如ZnO和SnO2多元氧化物等;3ITO替代
ITO透明导电薄膜替代品发展现状
现在,薄膜液晶显示器的透明电极大量使用的是ITO和In,本文介绍作为其替代品的透明导电氧化物材料的发展现状与前景.用于LCDs透明电极ITO薄膜的最佳替代材料是掺Al
ZnO和掺Ga ZnO(AZO与GZO)。从资源和环境的角度来看,AZO是最佳的候选材料。有关ZnO取代ITO用于LCDs透明电极的问题已在实验室实验中得到解决。目前看来,(射频和直流)磁控溅射是最好的沉积具有实用价值的掺杂ZnO薄膜的方法。在玻璃衬底上制备的AZO薄膜电阻率在10?4Ω?cm数量级,并且拥有几乎均匀的面电阻分布,其厚度可以超过100nm。为了提高电阻率的稳定性,AZO和GZO共掺杂薄膜有了新进展。一个50nm厚的掺杂V的AZO薄膜具有足够的稳定性,可以作为实际应用中的透明电极。然而,如果薄膜的厚度小于30nm的话要获得与ITO相媲美的掺杂ZnO薄膜还是很困难的。 关键词:透明导电氧化物,薄膜,ITO,AZO, GZO,LCD,透明电极,磁控溅射
ITO薄膜实际上作为绝大多数液晶显示器的透明电极。目前,铟已成为用于液晶显示器的ITO的主要原料。并且,最近用于平板显示,碱性电池,薄膜太阳能电池的铟显著增加。因为世界铟储量很有限,所以人们普遍认为在不久的将来铟将会短缺。除了资源的可用性问题,最近铟的价格也增加了约10倍。对于一个蓬勃发展的液晶显示器市场,ITO的稳定供应将很难实现。因此,发展LCDs透明电极ITO薄膜的替代品显得尤为重要。最近,含少量铟或不含铟的透明导电氧化物作为候选材料备受关注。我们曾经指出ITO的替代品有AZO,GZO,ZnO-In2O3-SnO2或Zn-In-O等多元氧化物[1-5]。本文我们介绍一下作为替代ITO用于液晶显示器透明电极的材料的现状及前景。特别地,有关AZO和GZO代替ITO用在LCDs存在的问题我们将会特别强调其解决方法。
代替ITO用于LCD的TCO的发展
最近几年又发现了多种TCO薄膜材料,至今报道的典型的TCO薄膜材料的基质材料和掺杂物列于表1[2-5]。应当指出,通过直流磁控溅射法在非晶基片(如玻璃)上已能制备出可用LCDs透明电极的ITO。另外,在制备各种液晶显示器时,需要在温度低于200℃的情况下获得电阻率在10?4Ω?cm数量级[7-9],厚度大约15-100nm的薄膜。因此,在目前情况下,很难利用基于氧化镉和氧化钛的TCO材料[6,7],因为镉具有毒性,并且需要高温热处理,如表1
所示。基于二氧化钛
和氧化钛的TCO薄膜,为了获得较低的电阻率,必须经过沉积和高于300摄氏度的热处理,并且在单晶基板上的外延生长也是必要的。另外还有刻蚀问题。在其余的材料中,三种二元化合物(ZnO,In2O3和SnO2)以及有这些二元或三元化合物组成的多元氧化物是最有可能的液晶显示器透明电极的材料。我们以前指出可行的减少铟的使用的方法是用含铟量更少的多元氧化物,例如ZnOCIn2O3, In2O3CSnO2 ,ZnCInCSnCO,以及由ZnO, In2O3 和SnO2组成的任何组分比例的氧化物[2-5]。表2总结了含铟量少的多元氧化物TCO材料的特性。在适当的沉积条件下通过磁控溅射或真空电弧等离子体沉积方法制备的薄膜就具有这些特性
[2-5]。ZnO-In2O3,In2O3-SnO2以及具有适当组分比的Zn-In-Sn-O多元氧化物被认为是能够作为LCDs透明电极的可能的替代材料。这些材料能使铟的使用量降低到一半或更低。
另一种方法是利用诸如ZnO和SnO2多元氧化物等无铟材料[1-5],然而,掺杂SnO2和SnO2基质材料由于不能在低温基板上沉积低电阻率薄膜,所以不适合用在液晶显示器上.并且还有刻蚀难题.因此,目前最好的唯一可行的无铟TCO候选材料是掺杂ZnO.我们前面提到的替代ITO的AZO和GZO透明导电薄膜的重要性.特别地,AZO更适合用在液晶显示器上[1,3-5].
ITO替代品AZO和GZO的相关问题
AZO和GZO的透明导电薄膜代替ITO透明电极用在LCDs上,还有很多苦难要克服.虽然人们相信这些问题最终都可以解决,但是目前急需解决的是发展液晶显示器制膜技术和提高厚度小于100nm的薄膜在各种环境下工作的稳定性
[5,11,12]. 适用于液晶显示器的实用的薄膜制备技术制造工艺要达到以下最低要求:透明导电.在低于200℃快速大面积沉积的厚度约50nm的AZO和GZO
电阻率可达10?4Ω?cm[13].此外,提高在各种环境下工作的稳定性可能还需要满足一些其他要求.虽然已有利用PLD制备电阻率达10?5Ω?cm AZO薄膜的报道,但是上面提到的要求却大大限制了单一使用MS[14-16]和VAPE[17-19]等制膜方法.并且,要想获得厚度小于50nm稳定的AZO薄膜,实际应用中的VAPE方法还要解决许多难题.因此,在LCDs制备流程中,MS是唯一合适的制备AZO和GZO透明导电薄膜的方法.
适合制备AZO和GZO的磁控溅射沉积
上面提到过拥有氧化物陶瓷靶的直流磁控溅射设备已经广泛用来制备用于LCDs的ITO透明导电薄膜.然而,众所周知,在低温下,使用氧化物靶材通过直流磁控溅射法 制备的TCO薄膜面电阻有一定的空间分布[20-25].例如,图1显示了沉积于平行圆形靶材表面放置的基板上的TCO薄膜典型的电阻率分布:电阻率在与靶材侵蚀区相对应的基板区域上升.
据Tominaga et al. and Ishibashi et al.报道,Minami et al. and Ichihara et al. 把电阻率的分布归咎于基板表面吸附氧的量与其活性[20,21,24,26,27],而不认为是高能量粒子轰击造成的[22,25,28]
。因此,减少反应腔中的氧同时提高吸附在基板上图表 1 靶材侵蚀方式与磁控溅射制备的TCO薄膜电阻率空间分布的关系
氧的量及其活性显得尤为重要。为了制备用于LCDs的ITO透明电极,人们回顾了以往十多年的有关利用氧化物陶瓷靶材通过直流磁控溅射制备ITO薄膜的制膜技术[29,30]。例如,高密度ITO靶材和高缺氧制膜技术得到了长足的发展,这种制膜技术可以节约原料。利用此种ITO靶材通过直流磁控溅射,在反应室内通入氧气的情况下,即使在低温下,也能充分改善ITO薄膜表面电阻率的分布。高缺氧的AZO和GZO靶材很难利用,因为高温下,锌的蒸汽压要比铟的高。,利用氧化物靶材通过直流磁控溅射法制备AZO和GZO透明导电薄膜时,氧气的引入是不必要的,因为溅射靶材提供的氧已经过度了。这些过量氧气的存在与我们以前提到的“改善电阻率分布需要减少反应腔氧气含量和增加吸附在基板表面的氧的量”相矛盾[14,31]。此外,最近报道了在直流磁控溅射设备中引入交流电,有或无氢气介入的情况下制备的AZO薄膜电阻率分布得到了改善[5,28,32-34]。图2(a)显示了在80W直流恒压磁控溅射设备中引入各种功率的频率为13.56MHz的交流电源后,有或无氢的介入下AZO薄膜电阻率分布产生的影响,AZO薄膜是在温度为150和200℃的条件下沉积在玻璃基板上的厚度约200nm的薄膜沉积在与靶材表面平行放置的基板上[35]。 应当指出的是,在200
℃或更低温度图表 2
150和200℃没有氢气介入射频磁控溅射制备的AZO薄膜电阻率的空间分布
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 得、成本低廉、无毒易掺杂,且等离子体稳定性好, 因而有可能成为 ITO 的替代...做了重点企业经营状况分析,最后分析了中国透明导电膜 TCO 行业发展趋势与投资预测...  ITO透明导电薄膜的磁控溅射法制备工艺_能源/化工_工程科技_专业资料。JI A N G S U 课程 UNIVERSITY 设计论文 ITO 透明导电薄膜的磁控溅射法制备工艺 学院名称:...  1 用于平面显示 ITO薄膜的透明导电性及其良好的电极加工性能,所以它作为液晶显示器用的 透明电极获得高速发展,约占功能膜的50%以上,例如液晶显示(LCD)、 电致发光...  本项目的主要创新点在于通过低成本方法获得优异性能的透明导电薄膜, 生 产成本低,在导电性、色度、稳定性等主要性能指标方面优于目前市场上占主导 的 ITO 产品。 ...  In 等元素能有效提高薄膜光电性能,未来有望替代 ITO 成为最具竞争力的透明导 ...厚度均匀的透明导电薄膜,可以显著减小薄膜的电阻率具有很好的发展潜力。 掺杂 ZnO...  导电电子主要 来源于氧空位和锡替代原子.不同条件下制备的薄膜有不同的缺陷....4 ITO 薄膜目前的应用状况 电子工业方面的应用:因为 ITO 薄膜具有良好的透明性...  强化玻璃表面分别涂上两层 ITO 透明氧化金 属导电...目前通常情况下基材使用 PET 材料。 导电层为导电膜...并且不受资源限制,目前是最被看好替代 ITO 的一种...  主要用途有: (一)用于平面显示 ITO薄膜的透明导电性及其良好的电极加工性能,所以 它作为液晶显示器用的透明电极获得高速发展,约占功能膜 的50%以上,例如液晶显示(...  目前,ITO 薄膜是应用最为广泛的透明导电薄膜, 但近年来 ZnO 薄膜在太阳能薄膜电池中的应用越来越广泛,并有替代 ITO 薄膜 的趋势。这是因为:①铟有剧毒且非常...}

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