氧化銦錫薄膜制備工藝及薄膜性能研究

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1、摘要氧化銦錫薄膜制備工藝及薄膜性能研究氧化銦錫(ITO)薄膜因為具有良好的導(dǎo)電性，對可見光透明，對紅外光反射性強等特性，被廣泛用于平面液晶顯示、建筑用節(jié)能視窗、太陽能電池、轎車風(fēng)擋、電磁輻射防護等方面。本文以錫的無機鹽和金屬銦為原料，分別通過有機法和無機法制備出ITO前驅(qū)物漿料，采用浸漬提拉法在玻璃基片上涂覆薄膜并經(jīng)過熱處理得到ITO薄膜樣品。在ITO前驅(qū)物漿料的制備過程中，通過對有機體系、水解催化劑的選擇及漿料中In3+濃度的調(diào)整來提高ITO薄膜的光電性能，使用硅烷偶聯(lián)劑增強無機法制備的ITO薄膜在玻璃基片上的

2、附著性能并探討了機理；在涂覆工藝方面，討論了涂覆層數(shù)、浸漬提拉速度等因素對薄膜電學(xué)性能的影響；分析了熱處理時間、氣氛與薄膜電學(xué)性能的關(guān)系。本實驗采用四探針法測量薄膜的方電阻；透射電鏡表征漿料的分散性能；掃描電鏡表征薄膜的微觀形貌；納米劃痕法評價薄膜與基材的附著性能；分光光度計儀器測量樣品的透過率；X射線衍射儀表征薄膜的晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，在乙酰丙酮(2，4．戊二酮)有機體系中，用乙酸作催化劑，在無需真空干燥的條件下可制得均一穩(wěn)定的ITO前驅(qū)物漿料。隨著漿料中In3+濃度從O．1mol／L增大到0．3mol／L,所

3、得到的薄膜電阻逐漸降低。偶聯(lián)劑的作用使氧化銦錫薄膜并通過O—Si．O的連接附著在玻璃基片上，即北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文薄膜層與層之間以及薄膜與基片之間的界面由原來簡單的物理吸附變成了強烈的化學(xué)吸附，因此附著性能得到改善。硅烷偶聯(lián)劑的引入，不影響ITO薄膜的晶型結(jié)構(gòu)，薄膜晶體沿(222)平面方向擇優(yōu)生長；薄膜在390．780nm范圍內(nèi)平均光透過率從78．9％提高至83．6％，透過率隨著波長的增加而增大。對比采用硅烷偶聯(lián)劑對基片進(jìn)行處理和將偶聯(lián)劑添加到ITO前驅(qū)物漿料中兩種方法發(fā)現(xiàn)，后者的作用效果更明顯，薄膜剝離基片

4、的臨界載荷從4．16mN增大到6．20mN，增幅為49％。漿料涂覆工藝中，提拉速度越大，薄膜的電阻越小，并且隨著涂覆次數(shù)的增加，薄膜的電阻呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢。關(guān)鍵詞：ITO薄膜，溶膠．凝膠法，光電性能，附著力Ⅱ摘要PRoCESSINGTECHNoLOGYANDFILMPROPERTIESOFINDIUMTIMOXIDETHINFILMABSTRACTIndiumtinoxide(ITO)thinfilmswerewidelyutilizedinliquidcriticaldisplays(LCD)，energy-

5、savingwindowsforconstruction，solarcells，Carwindshields，electromagneticshielding，andSOonduetotheiruniquecharacteristicssuchashighconductivity,excellenttransparencytovisiblelight，andstrongreflectivitytoinfraredlight．Inthiscase，ITOprecursorslurrieswerepreparedby

6、organicandinorganicsol—gelmethodsusingmetalindiumandtinsaltasrawmaterials．Adip—coatingprocesswasperformedtodepositITOprecursorslurryonthesubstrate．Afterheat—treatmenttheITOthinfilmswereobtained．InordertoincreasephotoelectricpropertiesofITOthinfilmthekindoforg

7、anicsystemandhydrolysiscatalystswerediscussedintheprecursorslurrypreparation．Also，theconcentrationoftheIn3+thatwasintheprecursorslurrywasadjusted．SilanecouplingagentswereusedtoenhancetheadhesionofITOthinfilmsonglasssubstrateandtheworkingprincipleWaSinvestigat

8、ed．Besides，ithadbeenstudiedthattheinfluencesofdip—coatingtimesandspeed，北京化T人學(xué)碩fj學(xué)位論文heat-treatmenttimeandatmosphereonthefilmelectricproperties．Thefilmsheetresistancewasmeasuredbyfour-poin