ITO Sputter制程中各個因素對ITO 薄膜參數的影響

【摘 要】本文介紹了I ITO Sputter成膜過程中，主要有以下參數對成膜的參數有較大影響.在不同的制程條件下，這些參數會有不同程度的影響，都是一些大致的影響方向，對我們實際的工作有大方向的指導，但實際操作時候還得以實際數據和實驗結果為準。僅供大家參考。

【關鍵詞】溫度 濺射功率 氧氣流量

引言：在ITO薄膜濺鍍的過程中，玻璃基板的溫度、濺射的功率以及氧氣流的分壓等因素對我們最后所得到的ITO薄膜的特性都有很大的影響，如何控制好這些參數，得通過重復的實驗和經驗來判斷并操作。

一. 基板溫度對成膜參數的影響

在不同的基板溫度下，濺射得到的ITO薄膜方阻和透光率的曲線圖，從圖中可以分析得到我們在所需要的薄膜特性下以什么溫度來鍍膜為最佳。當然這只是一個趨勢，至于真正要在確定多少度下鍍膜，還得通過實驗來驗證，因為這和鍍膜的環境有很大關系。

不同溫度生長的ITO薄膜中均以三氧化二銦的立方鐵錳礦結構為主，因為其周圍呈缺氧狀態，所以提供了空穴的數量，從而提高了導電率。

較高基板溫度時，二氧化錫參雜幾率增大，提高薄膜導電性能。

而在低溫制備的薄膜中有四氧化三錫晶體存在，低價的錫氧化物不但降低了薄膜導電能力，而且其本身的物理特性，使得薄膜的光電特性變差。低溫生長的薄膜晶體具有一定的取向性。而較高溫度度制備薄膜表現出多晶生長特性。

本來是襯底溫度越高，我們得到的薄膜的電阻率和透光率越好，可是我們一直在盡量控制著基板溫度不能太高，原因就是我們濺射的玻璃上已經鍍上了R/G/B等光阻材料，而這些材料都有一定的溫度特性和高溫下的老化性，溫度太高會對光阻造成影響。所以我們也一直控制基板溫度。我們的濺射溫度控制在230攝氏度以下。

二. 濺射功率對成膜特性的影響

如圖是濺鍍功率對成膜的電阻率和透光率的影響，較大的濺射功率會導致Arcing的增加，對成膜造成一定影響，這點也要在實際的實驗中得出一個比較適中的數據。

濺射功率的增加，致使薄膜方阻急劇降低，透過率的增加逐漸變得平緩。這是因為濺射功率增大時，濺射速率提高，當濺射功率太大時，濺射速率過高，ln、Sn原子來不及與制程氣體中的氧氣進行充分反應，從而又形成過多的低價氧化物，且過高的濺射功率對ITO薄膜表面造成一定的損傷，致使透過率稍有降低。當濺射功率增加時，濺射速度增加，使薄膜的厚度增加，因此，薄膜方阻降低。增大濺射功率，可以增加薄膜的沉積速率，減少鍍膜時間，提高產量。而同時要得到想要得薄膜特性，就必須得加大氧氣流分壓，使濺鍍的氧化物氧化適當，氧氣流分壓增大后，會導致靶材中毒即靶材表面被氧化，致使濺鍍速度變慢，以至停止；同時增大濺射功率后會導致Arcing增多，會破壞到薄膜和玻璃表面，較大的濺射功率會導致濺射在玻璃表面的薄膜物質具有很大的能量，也會對玻璃表面造成破壞。所以必須得控制濺射功率在一定的程度。

三. 氧氣流量與分壓對成膜特性的影響

如圖：氧氣流分壓并不是一兩幅圖能說明其在ITO制程中有什么樣的規律和趨勢，它受到其他的參數影響，要想得到較好的膜系，控制好氧氣流分壓也是關鍵因素。

在ITO膜濺鍍的過程中，這些制程因素都不是單獨存在的，也不是獨立決定成膜特性參數的。尤其是氧氣流和分壓，就要受到很多因素的制約與影響。比如說，氧氣流和分壓受到濺射功率的影響，受到濺射壓強的影響，受到基板溫度的影響等等，而制程中控制好氧氣流分壓也是一項比較困難的因素。制程中通入氧氣的作用就是將沒有氧化到一定程度的低價氧化物進一步氧化，使其更加透明，讓我們能得到我們希望得到的薄膜特性。

四. 結語

在了解了各項因素會對成膜特性有什么樣的影響之后，加上對影響成膜特性的原因做完分析后，會使以后再實驗和工作中目的性和方向性更強，以便減少重復實驗的次數，減少得到我們想要得成膜特性時間，這些認知是必要的。

作者簡介：

陳長增（1986-），男，南京中電熊貓液晶材料科技有限公司鍍膜科工程師，主要從事技術管理和生產管理工作。