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双膜层ITO/SiO_(2)薄膜制备及其膜电阻均匀性研究
1
作者 朱治坤 陈婉婷 +2 位作者 陈静 朱常青 刘荣梅 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第24期188-196,共9页
目的通过双膜层结构设计制备ITO/SiO_(2)薄膜,研究了靶面磁场强度、镀膜工件移动速度、镀膜功率对ITO/SiO_(2)薄膜膜电阻均匀性的影响,并研究了优化条件制备的ITO/SiO_(2)薄膜物相、形貌和结构,并通过元素分布分析探讨了SiO_(2)薄膜的... 目的通过双膜层结构设计制备ITO/SiO_(2)薄膜,研究了靶面磁场强度、镀膜工件移动速度、镀膜功率对ITO/SiO_(2)薄膜膜电阻均匀性的影响,并研究了优化条件制备的ITO/SiO_(2)薄膜物相、形貌和结构,并通过元素分布分析探讨了SiO_(2)薄膜的作用。方法利用磁控溅射法在TN玻璃基板上沉积生成SiO_(2)薄膜,然后再沉积氧化铟锡(ITO)薄膜,制备ITO/SiO_(2)薄膜样品。利用X射线衍射仪(XRD)、ST-21L型薄膜膜电阻测试仪、原子力显微镜(AFM)、透射电镜(TEM)等仪器,研究了靶面磁场强度、镀膜工件移动速度、镀膜功率对ITO/SiO_(2)薄膜膜电阻均匀性的影响,并研究了优化条件制备的ITO/SiO_(2)薄膜样品的物相结构、表面形貌、截面膜层结构、元素分布与有膜电阻均匀性的关系,探讨了SiO_(2)薄膜结构与晶粒尺寸效应可能发挥的作用。结果(1)磁控溅射优化条件下,磁场强度为780~820 Gs,镀膜工件移动速度为1.2 m/min,镀膜功率为2.5 kW(A21)和3 kW(A23)时,ITO/SiO_(2)薄膜膜电阻极差最小为10~11Ω/sq,平均值为75~76Ω/sq,ITO/SiO_(2)薄膜膜电阻的均匀性最好。(2)ITO/SiO_(2)薄膜表现出晶体谱线和非晶谱线的叠加,In_(2)O_(3)和SnO_(2)特征峰发生轻微左偏移现象,SiO_(2)特征峰较宽,说明薄膜中的SiO_(2)处于非晶态结构,且可能部分发生晶粒尺寸效应,以微晶或纳米晶的形式存在。(3)ITO/SiO_(2)薄膜表面形貌比起SiO_(2)薄膜更均匀、连续、平滑且较致密,且具有明显的双膜层结构,其中ITO薄膜表面均匀平整且膜厚均匀,这与膜电阻均匀性一致;SiO_(2)薄膜与ITO薄膜和玻璃基底都形成了界面层,应该也是ITO薄膜结合力较好的原因;In元素的流失受到一定阻隔,应该与薄膜中的SiO_(2)的非晶态结构或发生晶粒尺寸效应,以及多晶ITO结构有关。结论通过优化控制靶面磁场强度、镀膜工件移动速度和镀膜功率等工艺因素,可以提高ITO/SiO_(2)薄膜膜电阻均匀性,同时通过控制SiO_(2)薄膜成膜质量可以改善ITO薄膜质量,并起到阻隔In元素流失的作用。 展开更多
关键词 磁控溅射法 ITO/SiO_(2)双膜层 微观结构 膜电阻均匀性
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