2012-07-19################2012-07-19#######2#012-07-19########ITO薄膜厚度和含氧量对其结构与性能的影响辛荣生1，林钰2（1.郑州大学材料科学与工程学院，河南郑州450052；2.河南教育学院化学系，河南郑州450014）摘要:在玻璃衬底上用直流磁控溅射的方法镀制ITO透明半导体膜，采用X射线衍射技术分析了膜层晶体结构与薄膜厚度和氧含量的关系，并测量了薄膜电阻率及透光率分别随膜厚和氧含量的变化情况。以低氧氩流量比(1/40)并控制膜厚在70nm以上进行镀膜，获得了结晶性好、电阻率低且透光率高的ITO透明半导体薄膜，所镀制的ITO膜电阻率降到1.8×10–4Ω·cm，可见光透光率达80%以上。关键词:无机非金属材料；ITO膜；氧氩流量比；电阻率；透光率中图分类号:TN304.055文献标识码:A文章编号:1001-2028（2007）07-0021-03InfluenceofthicknessandoxygencontentofITOthinfilmsonitsstructureandpropertiesXINRong-sheng1,LINYu2(1.CollegeofMaterialScienceandEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052,China;2.DepartmentofChemistry,HenanEducationInstitute,Zhengzhou450014,China)Abstract:ITOtransparentsemiconductingfilmsweredepositedontotheglasssubstratesbyDCmagnetronsputteringmethod.ThefilmstructurerelatedtofilmthicknessandoxygencontentwasdeterminedbyX-raydiffraction.Theresistivityandtransmissivitychangedwithfilmthicknessandoxygencontentindividuallywerealsomeasured.TheITOtransparentsemiconductingfilmswithwellcrystallinity,lowresistivityandhightransmissivitywereobtained,whichdepositedbyprocessingoflowflowratioO2/Ar(1/40)andfilmthicknessabove70nm.TheITOfilmresistivityis1.8×10–4Ω·cmandvisiblelighttransmissivityisbeyond80%.Keywords:non-metallicinorganicmaterial;ITOfilm;ratioO2/Ar;resistivity;transmissivity氧化铟锡（ITO）透明半导体膜具有一系列独特性能，如电导率高、可见光透光率高、膜层硬度高且耐化学腐蚀，在平面显示器、太阳能电池、电致变色镜、热镜、智能窗和薄膜电池等领域获得广泛的应用[1]。近几年来人们已经研究了用多种沉积技术来制备ITO透明半导体膜[2]，但至今为止磁控溅射法还是最普遍使用的方法。很多人在直流磁控溅射法镀制ITＯ膜方面作了大量的工作，特别是镀膜工艺条件对薄膜光电特性影响方面已有较多文献报导，但有关薄膜厚度和含氧量对ITO薄膜结构影响的详细报道却极其少见。笔者采用直流磁控溅射的方法镀制ITO薄膜，研究了膜厚和含氧量对ITO透明半导体膜结构的影响，并讨论了与之对应的性能关系。1实验1.1镀膜采用直流磁控溅射法在玻璃基片上制备ITO薄膜。在CS—300型溅射设备上，先用真空泵把溅射室的压强抽到3×10–3Pa，然后通纯度为99.999%的氩气，氩的压力维持在0.5Pa。基板玻璃装入溅射室前，先用有机溶剂清洗，然后用去离子水超声清洗两遍。靶材用纯度为99.99%的氧化铟锡陶瓷靶(ITO靶)。沉积前，靶材提前预溅射10min，以消除任何黏附物，并杜绝任何其它溅射的影响。改变膜厚时，通入的氧氩体积流量比为1/40；改变氧氩流量比镀膜时，控制膜厚为100nm。衬底温度均保持在330℃。收稿日期：2007-04-09通讯作者：辛荣生2012-07基-金1项9目：#河#南#省科#技#攻#关项#目##（#02#243#80#029#）##2012-07-1.2测试采用MCK2B型测控仪测量镀膜速率，SDY5型双电测四探针仪测薄膜方块电阻，755B紫外可见分光光度计测可见光透光率(测量波长550nm)，X射线衍射仪测XRD谱｡2结果与讨论2.1膜厚的影响XRD谱表明，薄膜具有体心立方氧化铟锌矿结构[3]。图1曲线分别为50，70，100，140和200nm不同薄膜厚度ITO膜样品的XRD谱，所有薄膜均显示氧化铟的（222）加强峰，同时还显示了明显的(400)和(440)峰，说明薄膜中（111）晶面和其它晶面共存。化不再明显；此时，（400）和（440）峰强度增加，膜层随机取向加大，也说明膜层结晶程度变好，并且这时没有观察到衍射峰强度比（如I(400)/I(222)或I(440)/I(222)）与膜厚间再有变化的趋势，说明这时的晶面随机取向不再随膜厚的增加有大的变化。另外，表1中得到...