ITO导电膜

特性

　　金属特性

　　金属导电的原因：金属键之键结力不强，电子受到外加电位即可自由运动，形成电子流。

　　金属不透明的原因：光波被高密度之电子吸收与反射。

　　氧化物特性

　　氧化物绝缘的原因：氧化物为金属与氧气反应形成共价键，键结中无自由电子，因此不导电。

　　氧化物透明的原因：原子键结的空隙中无自由电子，故光波可穿透氧化物结构。

　　透明导电氧化物

　　氧化物结构中含有氧原子之缺陷，使自由电子可在这些缺陷中运动，因此可以导电，但由於自由电子之密度不高，因此导电率不如金属。

　　由於自由电子之密度不高，因此可以透光，但透光率不如致密氧化物。

　　透光率与导电率之关系

　　ITO薄膜在可见光之范围内，镀膜之透光率与导电镀率约成反比之关系；例如，当镀膜面电阻率在10Ω/sq以下时，可见光透光率可达80%,但若透光率欲达到90%以上，则面电阻必须提高至100Ω/sq以上。

应用

　　近年来，ITO导电膜被广泛应用在LCD屏幕和触控面板，ITO导电膜还被用作飞机座舱玻璃散射雷达波的隐身涂层 , 将雷达波散射到非有效空间方向 , 从而缩减了飞机座舱的雷达散射截面 RCS.此外，在液晶显示、气体放电、电致发光器件以及太阳能电池、建筑玻璃等方面 , ITO导电膜也得到了应用。

制备

　　用直流反应磁控溅射法在无机玻璃上镀制 ITO 膜。溅射时基片不加热 , 溅射后进行空气退火和真空退火。采用由J S - 450 型改造而成的溅射设备 , 溅射室内水平安装直径为300mm的圆形平面磁控溅射靶阴极 （在上方） 和放置基片的可旋转试样台 （在下方） .靶阴极与 d1c高压电源的负极相联 , 试样台与正极相联并接地。In - Sn 合金靶由高纯 In（991999 %In） 和高纯 Sn （991999 %Sn） 制成 , 成分为 92 %In （wt ） + 8 %Sn （wt ） , 靶片直径 280mm.由于制备的试样尺寸较小 , 通过屏蔽的方法只允许直径 170mm 的靶面工作。

　　用 5mm厚的 K9 玻璃作基片 , 尺寸为 30mm ×30mm2和 10mm ×2218mm2两种。高纯Ar作放电气体 , 高纯 O2作为反应气体 , 用 ZZK - 1 型压强自动控制仪控制气体总压强 ,用D07 型质量流量计控制 O2浓度。溅射室总压强为 110Pa , O2浓度变化范围 9. 5 %~12.5 % , 溅射功率85W , 溅射时间根据对膜的厚度要求而定。通过辉光放电 , 使部分Ar 原子电离 , 还有较高功能的 Ar 离子将 In - Sn 合金靶表面的原子溅射下来。被溅射下来的 In、Sn原子和处于激发状态的氧离子发生反应 , 生成 In - Sn 氧化物膜 , 即 ITO 膜。本实验由于基片不加热 , 沉积速率高 , 氧化反应不充分 , 生成的膜中含有黑色低价氧化物 InO 和SnO.这时 ITO 膜的透明性和导电性均不佳 , 必须进行镀后退火 , 使其转化成透明性和导电性都很好的高价氧化物 In2O3 - SnO2.

　　反应溅射后分别在空气中和真空中进行退火。退火温度 450~500 ℃， 保温时间 1~115h.