ITO导电膜工艺全解

在19世纪末，ITO薄膜的研究工作开始真正地发展了起来，当时是在光电导的材料上获得很薄的金属薄膜。而关于透明导电材料的研究进入一个新的时期，则是在**次世界大战期间，主要应用于飞机的除冰窗户玻璃。

而在1950年，**种透明半导体氧化物 In2O3 **被制成，特别是在 In2O3 里掺入锡以后，使这种材料在透明导电薄膜方面得到了普遍的应用，并具有广阔的应用前景。

目前制备ITO薄膜的方法有很多种，如低电压溅射、直流磁控溅射和HDAP法。

低电压溅射

低电压溅射制备ITO薄膜由于ITO薄膜本身含有氧元素，磁控溅射制备ITO薄膜的过程中，会产生大量的氧负离子，氧负离子在电场的作用下，以一定的粒子能量会轰击到所沉积的ITO薄膜表面，使ITO薄膜的结晶结构和晶体状态造成结构缺陷。

溅射的电压越大，氧负离子轰击膜层表面的能量也越大，那么造成这种结构缺陷的几率就越大，产生晶体结构缺陷也越严重，从而导致了ITO薄膜的电阻率上升。

一般情况下，磁控溅射沉积ITO薄膜时的溅射电压在-400V左右，如果使用一定的工艺方法将溅射电压降到-200V以下，那么所沉积的ITO薄膜电阻率将降低50%以上，这样不仅提高了ITO薄膜的产品质量，同时也降低了产品的生产成本。

直流磁控溅射

两种在直流磁控溅射制备ITO薄膜时，降低薄膜溅射电压的有效途径磁场强度对溅射电压的影响当磁场强度为300G时，溅射电压约为-350v；但当磁场强度升高到1000G时，溅射电压下降至-250v左右。

一般情况下，磁场强度越高、溅射电压越低，但磁场强度为1000G以上时，磁场强度对溅射电压的影响就不明显了。因此为了降低ITO薄膜的溅射电压，可以通过合理的增强溅射阴极的磁场强度来实现。

RF+DC电源使用对溅射电压的影响

为了有效地降低磁控溅射的电压，以达到降低ITO薄膜电阻率的目的，可以采用一套特殊的溅射阴极结构和溅射直流电源，同时将一套3KW的射频电源合理地匹配叠装在一套6KW的直流电源上，在不同的直流溅射功率和射频功率下进行降低ITO薄膜溅射电压的工艺研究。

当磁场强度为1000G，直流电源的功率为1200W时，通过改变射频电源的功率，经大量的工艺实验得出：“当射频功率为600W时，ITO靶的溅射电压可以降到-110V”的结论。因此，RF+DC新型电源的应用和特殊溅射阴极结构的设计也能有效的降低ITO薄膜的溅射电压，从而达到降低薄膜电阻率的目的。

HDAP法

降低ITO薄膜电阻率的新沉积方法——HDAP法，是利用高密度的电弧等离子体（HDAP）放电轰击ITO靶材，使ITO材料蒸发，沉积到基体材料上形成ITO薄膜。由于高能量电弧离子的作用导致ITO粒子中的In、Sn达到完全离化，从而增强沉积时的反应活性，达到减少晶体结构缺陷，降低电阻率的目的。

利用同样成分的ITO材料，其它工艺条件保持一样，并在同样的基片温度下，分别进行“DC磁控溅射”、“DC+RF磁控溅射”、“HDAP法制备ITO薄膜”的实验。

实验结果可以看出，利用HDAP法能获得电阻率较低的ITO薄膜，尤其是在基片温度不能太高的材料上制备ITO薄膜时，使用HDAP法制备ITO薄膜可以得到较理想的ITO薄膜。基片温度到350℃左右时，这三种沉积方法对ITO薄膜电阻率的影响较小。