一种氧化铟锡薄膜热处理及其评价方法

技术领域

本发明属于薄膜热处理技术领域，涉及一种氧化铟锡薄膜热处理方法，具体涉及一种氧化铟锡薄膜热处理及其评价方法。

背景技术

氧化铟锡(Indium Tin Oxide简称ITO)薄膜材料是一种重掺杂、高简并的n型半导体材料，具有较宽的能隙和复杂的立方铁猛矿型(即In

ITO薄膜导电机理为Sn

发明内容

现有技术中一般使用快速退火炉、退货合金炉、封闭退火炉、MOCVD、MBE、Sk-3-3-12退火系统等进行ITO薄膜热处理，但是这些设备造价昂贵，温度和压力条件苛刻，试验误差较大。因此，本发明的目的在于提供一种低成本、操作简单、试验误差小的ITO薄膜热处理方法，以解决上述问题。

基于此，本发明提供了一种氧化铟锡薄膜热处理方法，包括，

采用磁控溅射法制备ITO薄膜；

以稀有气体为载气，控制升温和降温速率，在真空管式高温烧结炉中对ITO薄膜进行热处理；

控制降温速率，得到热处理后的ITO薄膜。

本发明采用现有技术中的磁控溅射法制备ITO薄膜，具体是使用磁控溅射设备进行ITO膜的镀制，靶材为铟锡氧化物，其中In

进一步地，本发明使用了真空管式高温烧结炉中对ITO薄膜进行热处理。

进一步地，所述载气选择氦气、氮气、氩气中的一种。

进一步地，所述载气的通入速率为200sccm。

进一步地，所述真空管式高温烧结炉的升温速率为15℃/min。

进一步地，所述真空管式高温烧结炉的降温速率为1.5℃/min。

本发明还提供了所述氧化铟锡薄膜热处理方法制得的ITO薄膜的评价方法，具体的是通过薄膜透光率和氧空位变化评价ITO薄膜的热稳定性。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果或者优点：

现有技术的使用设备昂贵，工作温度和压力条件苛刻，成本较高、实验结果误差较大。本发明使用真空管式高温烧结炉直接对ITO薄膜进行热处理，操作简单，实验误差小。本发明人对热处理后ITO薄膜的透光率和热稳定性做了客观而全面的评价，具体通过紫外-可见-近红外分光光度计检测低温热处理下ITO薄膜的透光率，发现热处理后的ITO薄膜在低温下透光率基本稳定。而后，又通过XPS测定进行了进一步的拟合分析，通过O

附图说明

图1为ITO膜在661nm处的透光率变化图。

图2为ITO膜中低温透光率图。

图3为未热处理ITO膜氧元素化学状态图。

图4为100℃低温热处理ITO膜氧元素化学状态图。

图5为250℃低温热处理ITO膜氧元素化学状态图。

图6为ITO膜氧空位变化图。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的技术方案进行详细说明，但是，本发明并不限于下述的实施方式。

(1)ITO薄膜热处理

本发明用JGP-350C磁控溅射设备制备ITO薄膜，基片为普通玻璃(尺寸10×20mm)，靶材为铟锡氧化物(其中In

将制备好的ITO薄膜放入真空管式高温烧结炉的真空管中，以200sccm的速率通入高纯氩气，分别设置未热处理、100℃、200℃、250℃四个中低温处理区和300～800℃高温处理区进行试验。每个处理进行试验时，升温速率均设置15℃/min，达到相应温度后保温20min，然后以1.5℃/min的降温速率降至100℃，最后自然冷却至室温得到热处理后的ITO薄膜。

(2)ITO薄膜透射率测试

采用Agilent Cary 5000紫外-可见-近红外分光光度计进行不同温度的透射率测试，实验中将未镀膜玻璃的透射曲线为参比，再将镀膜玻璃放在样品测试架上进行扫描，将两者相比即可得到ITO薄膜的透射率曲线。其中，扫描镀膜玻璃的参数与扫描参比玻璃的参数相同，均为：狭缝宽度1nm，波长扫描范围300～800nm，响应时间1min。其结果如图1和图2所示，结果表明中低温区纯玻璃透光率下降的趋势和薄膜几乎持平，这体现了ITO薄膜在低温热处理时具有较好的热稳定性。

(3)ITO薄膜XPS测试分析

采用美国PHZ.Quantum 2000X射线光电子能谱仪进行XPS测试，选用Al靶，激发源hυ＝1486.69eV，分析室真空度优于5×10

经过分析得出ITO薄膜中的氧空位数量的变化是影响透光率的主要原因。如图3、图4和图5所示，测得的O元素的X光电子能谱并通过高斯函数拟合得到O

如上所述，即可较好地实现本发明，上述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种改变和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。