Shaanxi Yunzhong Industrie Development Co., Ltd
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ITO Dünnfilm

TCO (Transparent Conductive Oxide) Film erschien zu Beginn des 20. Jahrhunderts 1907, Badeker CdO machte die erste transparente leitfähige Film und führte zur Entwicklung und Anwendung von transparenten leitfähigen Film, InSn Oxid und InSn-Legierung im Jahr 1968 wurde berichtet, weit verbreitet Interesse an der theoretischen und angewandten Forschung. Diese sind schwerer Oxid-dotierter degenerierter Halbleiter, Halbleitermechanismus als stöchiometrischer Versatz und Dotierung, die Bandlücke ist im allgemeinen größer als 3eV und mit verschiedenen Komponenten und ändern ihre optischen Eigenschaften abhängig von der Metalloxidations- und Dotierungsmerkmale und -menge.



ITO-Filme haben kubischen Bixbyite-Struktur-Komplex, der niedrigste Widerstand in der Nähe von 10 ^ - 5. Die Reihenfolge der CM, die sichtbare Bereich durchschnittliche Lichtdurchlässigkeit über 90%, seine hervorragenden photoelektrischen Eigenschaften machen TCO-Filme mit praktischen Wert.



ITO transparente leitfähige Folie hat eine hohe sichtbare Lichtdurchlässigkeit und eine hohe Leitfähigkeit, hat aber auch andere hervorragende Eigenschaften, wie z. B. ein hohes Infrarot-Reflexionsvermögen, und Glas hat eine starke Haftung, gute mechanische Festigkeit und chemische Stabilität, Säurelösung durch Naßätzverfahren zur Bildung von Elektrode Weit verbreitet in Flachbildschirmen, Mikrowellen mit der HF-Abschirmung, empfindliche Geräte und Solarzellen und anderen Bereichen eingesetzt. Vor allem in den letzten Jahren, der Anstieg der Flachbildschirm-Geräte wie Flüssigkristall, sondern auch die Forschung und Nachfrage von ITO Dünnfilmen gefördert.



2. Der Leitungsmechanismus und die Eigenschaften von ITO-Dünnfilmen

In2O3 ist ein direkter Übergangs-Breitband-Lücken-Halbleitermaterial, und seine Kristallstruktur ist kubische Eisen-Mangan-Erz-Struktur. Wegen der Bildung von In2O3 im Verfahren stellt sich keine vollständige ideale chemische Zusammensetzung, eine kristalline Struktur des Mangels an Sauerstoffatomen (Sauerstoff-Leerstellen) dar, gibt es einen Überschuss an freien Elektronen, was eine gewisse elektronische Leitfähigkeit zeigt. Zur gleichen Zeit, wenn der hohe Preis von Kationen, wie z. B. Sn-Dotierung im In2O3-Kristallgitter anstelle von In ^ 3 +, erhöht es die Konzentration an freien leitfähigen Elektronen und verbessert so die Leitfähigkeit von Indiumoxid. In ITO-Dünnfilmen ist Sn im allgemeinen in Form von Sn ^ 2 + oder Sn ^ 4 +, da In in In2O3 positiv ist, wird das Vorhandensein von Sn ^ 4 + im Gegensatz zum Vorhandensein ein Elektron für das Leitungsband liefern Von Sn ^ 2 + wird die Dichte der Elektronen im Leitungsband verringern. Darüber hinaus ist SnO selbst dunkelbraun, die Durchlässigkeit des sichtbaren Lichts ist schlecht. Bei dem Prozess der Niedertemperaturabscheidung besteht Sn hauptsächlich in Form von SnO in ITO, was zu einer niedrigeren Trägerkonzentration und einem höheren Filmwiderstand führt. Nach der Glühbehandlung kann einerseits der Übergang zu SnO2 SnO, der Film weitere Oxidation, andererseits zur Entfernung der überschüssigen Sauerstoffdesorption, um die Membranresistenz zu reduzieren, die Filmdurchlässigkeit des sichtbaren Lichts verbessern.



Eigenschaften von transparenten ITO-Folien:

Eine gute elektrische Leitfähigkeit, Widerstand von 10 ^ - 4. Cm;

Die hohe sichtbare Lichtdurchlässigkeit kann mehr als 85% erreichen;

Mit der UV-Absorption, Absorptionsrate größer als 85%;

Die Reflexion der Infrarot-Reflektivität größer als 80%;

Mit der Abklingrate der Mikrowellen-Dämpfungsrate größer als 85%;

Der Film aus hoher Härte, Verschleißfestigkeit, chemische Korrosion;

Der Film, gute Verarbeitung Leistung, einfaches Ätzen.

3, ITO Dünnschicht Vorbereitung Methode und Technologie

ITO-Film kann verwendet werden, um eine Menge von Filmbildungstechnologie, wie Magnetron-Sputter-Abscheidung, Vakuum-Verdampfung Ablagerung und Sol-Gel (-Gel Sol), etc ..

3.1 Magnetron-Sputterabscheidung

Magnetron-Sputter-Abscheidung kann in Gleichstrom-Magnetron-Sputter-Abscheidung und Hochfrequenz-Magnetron-Sputter-Abscheidung aufgeteilt werden.



DC-Magnetron-Sputtern ist ein weit verbreitetes Beschichtungsverfahren, die allgemeine Verwendung von leitfähigem Indium-Zinn-Legierungs-Target, nach dem Sputter-Vakuum, zusätzlich zu dem Inertgas, das in Ar gepumpt werden soll, sondern auch durch das Reaktionsgas O2. Der Grundvorgang des Sputtertargets ist erforderlich: Sputtern von Materialien als Kathode, Anode als Substrat mit Tausenden von Volt Spannung. Nachdem das System vor dem Pumpen, dem richtigen Druck des Inertgases, wie Ar, als Träger der Gasentladung und einer geringen Menge an O & sub2; als Reaktionsgas, liegt, liegt der Gesamtdruck im allgemeinen im Bereich von 10 & supmin; ¹ 10Pa Die positiven und negativen Elektroden mit Hochdruckgasatomen zwischen den Elektroden sind eine große Anzahl von Ionisations-, Ionisierungsprozessen des Ar-Atom-Ionisations-Elektronen-Ar + -Ions und der Unabhängigkeitsbewegung, bei der Elektronen in Richtung der Anode Ar + positiv geladene Ionen in der Beschleunigungseffekt sind Von Hochspannungs-elektrisches Feld unter hoher Geschwindigkeit auf das Ziel als die Kathode, und gibt Energie in den Prozess des Aufpralls mit dem Ziel, einer der Auswirkungen ist das Ergebnis einer großen Anzahl von Ziel-Oberflächen-Atome, um sehr hohe Energie zu erhalten, aus Die Schäkel des ursprünglichen Gitters zum Substrat und die O-Plasmareaktion mit hoher Aktivität und abgeschiedener ITO-Dünnfilm auf einem Substrat.

Nach dem Sputtern wird die Folie im allgemeinen durch Wärmebehandlung behandelt. Für verschiedene Filmbildungsverfahren gibt es zwei Möglichkeiten. Wenn der abgeschiedene Film ITO-Filmhypoxie ist, ist eine lichtundurchlässige allgemeine Wärmebehandlung in einer Sauerstoffatmosphäre oder einer Luftoxidationsatmosphäre durchzuführen; Wenn der abgeschiedene Film mehr Sauerstoff, hohe Transparenz und niedrige Leitfähigkeit enthält, sollte er eine reduzierende Atmosphäre in einer Vakuum- oder Stickstoff-Wasserstoff-Mischung sein. Unter Berücksichtigung der industriellen Produktion sollte so weit wie möglich zu verhindern, dass die Indium-Zinn-Legierung Ziel "Vergiftung", verbessern die Filmrate und Substrattemperatur sollte nicht hohe Anforderungen, die Abscheidung Film im anoxischen Zustand ist eine bessere Wahl.



Das Verfahren eignet sich für die kontinuierliche Beschichtung ITO-Film, ITO-Film mit gleichmäßiger Dicke, einfache Kontrolle, gute Wiederholbarkeit, stabile Folie, kontinuierliche Produktion und ist für große Fläche und die Lage der einzelnen Plating-Substrat und das Ziel kann an jedem Ort, Kann ideal, um kompakte Filmschicht bei niedrigen Temperaturen zu erhalten, ist das Verfahren für groß angelegte Industrialisierung Produktion geeignet, ist derzeit die am häufigsten verwendeten Beschichtung Methode. Notwendigkeit, den Prozess für die Ausrüstung der höheren Vakuumanforderungen zu verbessern; Film photoelektrisch



3.2 Vakuumverdampfung Ablagerung

Die traditionelle Vakuumverdampfung Methode ist weit verbreitet in der Herstellung von Aluminium-Film und optische Dünnfilme für die Verpackung Produktion verwendet, weil es die Vorteile der einfachen Ausrüstung, hohe Abscheidungsrate hat, kann dieses Verfahren für die Herstellung von ITO-Film verwendet werden.

Ein Verfahren besteht darin, das Gemisch aus In2O3 und SnO2 direkt zu erhitzen, die Verdampfungstemperatur des Films ist zu hoch, so dass es durch Elektronenstrahlbeschuss erwärmt werden muss und es nicht geeignet ist, in der industriellen Produktion eingesetzt zu werden. Ein anderer Ansatz ist die Verwendung von Widerstandsheizung Verdampfung Boot Verdampfung von niedrigen Schmelzpunkt der In-und Sn-Mischung, während die Reaktionskammer durch den Sauerstoff, durch die Reaktion zu produzieren ITO-Film. Diese Methode ist einfach und die Kosten sind niedrig. Aber zu der hervorragenden Leistung der Filmabscheidung muß das Substrat auf eine höhere Temperatur erhitzt werden und muß einer Wärmebehandlung unterworfen werden.

In den letzten Jahren, um die Qualität des Films zu verbessern und die Substrattemperatur zu reduzieren, wurde die Entwicklung von Verfahren zur plasmaunterstützten Herstellung des ITO-Filmverdampfungssystems, nämlich die Erzeugung der Elektrode in der Vakuumkammer, unter Verwendung von Gleichspannung in Gleichstromglühen durchgeführt Entladung Plasma. Durch die Bombardierung des Plasmas auf das Substrat und die Aktivierung des Filmmaterials wird die Filmqualität verbessert und die Substrattemperatur reduziert. Aber die Substrattemperatur wird noch bei mehr als 200 Grad Celsius gehalten, und aufgrund der Begrenzung der DC-Glimmentladungsbedingungen muss der Sauerstoffpartialdruck bei 100Pa gehalten werden (im unteren Sauerstoffpartialdruck wird die Entladung erloschen). Wir wissen, dass einer der wichtigsten Parameter, die die elektrischen Eigenschaften von ITO-Filmen bestimmen, die Konzentration von Sauerstoff-Leerstellen ist, der niedrige Sauerstoff-Partialdruck wahrscheinlich eine hohe Konzentration an Sauerstoff-Leerstellen bilden wird, um eine hohe Leitfähigkeit zu erhalten.



3.3 Sol-Gel (Sol-Ge) -Verfahren

Sol-Gel-Verfahren ist eine neue Methode von Hochleistungsfaserpartikeln und Dünnfilme, die nach dem Sol-Gel-Verfahren zu Beginn der 80er Jahre hergestellt wurden, werden auf die Abscheidung von ITO-Film, dem Isopropanol-Indium [In (OC3H7) 3] und [ Sn (OC3H7 4] Zinn-Isopropylalkohol, der in Alkohol löslich ist, Ultraschall-Mischsol und dann Rotations- oder Plattierungsbeschichtungsverfahren in der Glasoberfläche, nach Alterung für 400 bis 500 Grad Wärmebehandlung, um die organischen Bestandteile zu entfernen, und dann in einer reduzierenden Atmosphäre Wird auf 200 ° C abgekühlt. Der Film von 10 ~ 12m ^ 2 großer Fläche kann durch Sol-Gel-Verfahren abgeschieden werden, um Glas (HB) und Hohlglas zu erzeugen.

Diese Methode ist einfach, die Filmzusammensetzung zu kontrollieren, die Dotierung kann auf molekularer Ebene gesteuert werden, geeignete Dotierungsniveaus erfordern einen genauen Film, können auch das Rohmaterial auf molekularer Ebene, sehr gleichmäßigen Dünnfilm, durch die Auswahl des Lösungsmittels, Konzentration, , Katalysator Dosierung Einstellung, kann leicht gesteuert werden Sol, Filmdicken Kontrolle, Czochralski-Methode kann auch doppelte Beschichtung.

Kurz gesagt, die Sol-Gel-Methode braucht keine Vakuum-Ausrüstung, ist der Prozess einfach, geeignet für große Fläche und komplexe Form der Matrix, keine Beschädigung des Substrates, die ITO Dünnschicht der groß angelegten Industrialisierung hat eine sehr wichtige Rolle .

Vorbereitet durch das Sol-Gel-Verfahren mit guter photoelektrischer Eigenschaft von ITO-Filmen wird durch viele Faktoren beeinflusst, darunter: Sn-dotiertes Verhältnis, Metallionenkonzentration, Zuggeschwindigkeit, Brenntemperatur usw. Nur das entsprechende Sn-Dotierungsverhältnis (ca. 12%) , Ist die Konzentration der Metallionen so groß wie möglich (ca. 0,64M), die entsprechende Wachstumsrate, die höchstmögliche Temperatur, um ITO-Filme gut zuzubereiten.



4, anwendung

ITO Dünnfilm ist wegen seiner hervorragenden Eigenschaften von Transparenz und Leitfähigkeit weit verbreitet. Derzeit sind die Hauptanwendungsfelder einer flachen Flüssigkristallanzeige (LCD) und Elektrolumineszenz (ELD), transparente Elektrode der Solarbatterie; Es kann aufgrund des Lichts (selektive hohe sichtbare Lichtdurchlässigkeit, hohe Reflektivität des Infrarotlichtes) als Low-E-Glas verwendet werden, architektonisches Glasfenster für die thermische Barrierewirkung in kaltem Bereich das Strahlungsglühen, Wärmeübertragungsverlust kann um etwa reduziert werden 40% in den hohen Breiten; Weil die ITO in leitfähigem Glas verwendet werden kann, müssen die Abschirmung der elektromagnetischen Welle abschirmen, wie z. B. Reserve-Computerraum, sogar die Radar-Stealth-Flugzeuge, kann ein transparentes Bildschirmfenster oder eine Abschirmungsschicht zur Verhinderung elektromagnetischer Störungen durchführen; Da der Brechungsindex des ITO-Films die Rate (im Bereich von 1,8 bis 1,9) und die Leitfähigkeit ist, eignet er sich für die Antireflexbeschichtung für Silizium-Solarzellen und sammelt Photostrom, die photothermische Umwandlung und Nutzung, auch die Nutzung der Sonne Selektiv durch die Membran, und die Wärmeenergie wird effektiv in den Solarkollektor "eingefangen".

Basierend auf dem DC-Magnetron-Sputtern, der metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung und der neu entwickelten Sol-Gel-Technologie entwickelt sich der ITO-Film in vielen Bereichen, Industrialisierung und nachhaltige Entwicklung, Reife. Aber wegen der Indium ist verstreute Elemente, speichern weniger, höhere Preise in der Natur, sind die Forscher auch für mehr kostengünstige transparente leitfähige Filme, ZnO-Filme mit Aluminium dotiert als eines der vielversprechendsten Materialien anerkannt.



Gegenwärtig, mit einem großen Bildschirm, High-Definition-LCD-Popularisierung, brauchen die ganze Welt Energie-Mangel und Umweltschutz, sondern spiegelt auch die guten Aussichten der Solarzelle, die nahe Zukunft theoretischen Forschung und praktische Anwendung von transparenten leitfähigen Film von ITO vertreten wird Geben Sie eine neue Bühne ein.


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