ITO Sputter制程中各个因素对ITO 薄膜参数的影响

【摘 要】本文介绍了I ITO Sputter成膜过程中，主要有以下参数对成膜的参数有较大影响.在不同的制程条件下，这些参数会有不同程度的影响，都是一些大致的影响方向，对我们实际的工作有大方向的指导，但实际操作时候还得以实际数据和实验结果为准。仅供大家参考。

【关键词】温度 溅射功率 氧气流量

引言：在ITO薄膜溅镀的过程中，玻璃基板的温度、溅射的功率以及氧气流的分压等因素对我们最后所得到的ITO薄膜的特性都有很大的影响，如何控制好这些参数，得通过重复的实验和经验来判断并操作。

一. 基板温度对成膜参数的影响

在不同的基板温度下，溅射得到的ITO薄膜方阻和透光率的曲线图，从图中可以分析得到我们在所需要的薄膜特性下以什么温度来镀膜为最佳。当然这只是一个趋势，至于真正要在确定多少度下镀膜，还得通过实验来验证，因为这和镀膜的环境有很大关系。

不同温度生长的ITO薄膜中均以三氧化二铟的立方铁锰矿结构为主，因为其周围呈缺氧状态，所以提供了空穴的数量，从而提高了导电率。

较高基板温度时，二氧化锡参杂几率增大，提高薄膜导电性能。

而在低温制备的薄膜中有四氧化三锡晶体存在，低价的锡氧化物不但降低了薄膜导电能力，而且其本身的物理特性，使得薄膜的光电特性变差。低温生长的薄膜晶体具有一定的取向性。而较高温度度制备薄膜表现出多晶生长特性。

本来是衬底温度越高，我们得到的薄膜的电阻率和透光率越好，可是我们一直在尽量控制着基板温度不能太高，原因就是我们溅射的玻璃上已经镀上了R/G/B等光阻材料，而这些材料都有一定的温度特性和高温下的老化性，温度太高会对光阻造成影响。所以我们也一直控制基板温度。我们的溅射温度控制在230摄氏度以下。

二. 溅射功率对成膜特性的影响

如图是溅镀功率对成膜的电阻率和透光率的影响，较大的溅射功率会导致Arcing的增加，对成膜造成一定影响，这点也要在实际的实验中得出一个比较适中的数据。

溅射功率的增加，致使薄膜方阻急剧降低，透过率的增加逐渐变得平缓。这是因为溅射功率增大时，溅射速率提高，当溅射功率太大时，溅射速率过高，ln、Sn原子来不及与制程气体中的氧气进行充分反应，从而又形成过多的低价氧化物，且过高的溅射功率对ITO薄膜表面造成一定的损伤，致使透过率稍有降低。当溅射功率增加时，溅射速度增加，使薄膜的厚度增加，因此，薄膜方阻降低。增大溅射功率，可以增加薄膜的沉积速率，减少镀膜时间，提高产量。而同时要得到想要得薄膜特性，就必须得加大氧气流分压，使溅镀的氧化物氧化适当，氧气流分压增大后，会导致靶材中毒即靶材表面被氧化，致使溅镀速度变慢，以至停止；同时增大溅射功率后会导致Arcing增多，会破坏到薄膜和玻璃表面，较大的溅射功率会导致溅射在玻璃表面的薄膜物质具有很大的能量，也会对玻璃表面造成破坏。所以必须得控制溅射功率在一定的程度。

三. 氧气流量与分压对成膜特性的影响

如图：氧气流分压并不是一两幅图能说明其在ITO制程中有什么样的规律和趋势，它受到其他的参数影响，要想得到较好的膜系，控制好氧气流分压也是关键因素。

在ITO膜溅镀的过程中，这些制程因素都不是单独存在的，也不是独立决定成膜特性参数的。尤其是氧气流和分压，就要受到很多因素的制约与影响。比如说，氧气流和分压受到溅射功率的影响，受到溅射压强的影响，受到基板温度的影响等等，而制程中控制好氧气流分压也是一项比较困难的因素。制程中通入氧气的作用就是将没有氧化到一定程度的低价氧化物进一步氧化，使其更加透明，让我们能得到我们希望得到的薄膜特性。

四. 结语

在了解了各项因素会对成膜特性有什么样的影响之后，加上对影响成膜特性的原因做完分析后，会使以后再实验和工作中目的性和方向性更强，以便减少重复实验的次数，减少得到我们想要得成膜特性时间，这些认知是必要的。

作者簡介：

陈长增（1986-），男，南京中电熊猫液晶材料科技有限公司镀膜科工程师，主要从事技术管理和生产管理工作。