低電阻高穿透率金屬氧化物製備與其特性研究

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題名:	低電阻高穿透率金屬氧化物製備與其特性研究
作者:	陳邦旭
貢獻者:	化學工程與材料科技系
關鍵詞:	銦錫氧化物;銅薄膜;鋁薄膜；透明導電電極
日期:	2013-12-31
上傳時間:	2014-01-13 11:45:28 (UTC+8)
摘要:	本計畫將研究利用射頻濺鍍法來製備低電阻與高穿透率的透明電極薄膜，並使其具有作為發光二極體歐姆電極或脈衝電磁波防護之功能。我們預計所採用的材料系統為氧化銦錫，與金屬薄膜，此導電氧化物或其他具有低電阻之氧化物成長以低溫方式於玻璃基板或其他基板上而不致降低其整體在可見光之穿透率，其導電玻璃導電率可以有效保持。在本研究中，尋找最佳化的薄膜成長條件與技術，並加入適當之摻雜元素，研究其對可見光之穿透率，與導電玻璃導電率和射頻濺鍍法之關聯，並研究其作為脈衝電磁防護之功能的影響。後期將嘗試金屬氧化物之導電氧化物或其他具有低電阻之氧化物與玻璃基板的界面特性及其多層結構；以降低可見光在此界面的反射以增進其整體之可見光穿透率。並嘗試尋找研究適當蝕刻方法來移除金屬氧化物，並量測氧化銦錫或其他具有低電阻之金屬薄膜之導電氧化物與基板的附著力，以加強其機械性質。並使用奈米結構，增加透明電極之導電性與可見光穿透量。本計畫的目標是探討射頻濺鍍實驗參數對其薄膜結構，結晶、及其光學特性等之影響。並研究後續還原退火溫度對低電阻與高穿透率的透明電極的影響。此外並針對低溫成長金屬氧化物之環境抵抗之能力進行初步研究與脈衝電磁防護之功能。本研究中使用直流磁控濺鍍金屬Al膜與Cu膜，形成ITO/Al/ITO(IAI)與 ITO/Cu/ITO(ICI)結構。對稱的ITO薄膜厚度(60 nm)對ITO/Cu/ITO 有最佳的可見光穿透性。在固定Cu膜厚度為12 nm，在近於光子波長為600 nm其有相對透光度較佳，60 nm ITO有最佳的透光率(約86%)和薄膜品質係數(約1.87×10-2 ohm-1)；在波長550 nm 光子穿透率下，薄膜品質係數略微下降(9.37×10-3 ohm-1)。上下ITO以濺鍍功率150W同時加入O2流量1 sccm時，休補更多的ITO薄膜缺陷已增加其透光率，在ITO膜厚60 nm下時，其IC(12 nm)I薄膜品質係數較好；ICI經過退火之後，組成60/12/60的ICI薄膜經過還原氣氛在400 C時退火10 min中，有最佳薄膜品質係數為(9.46×10-2 ohm-1)。 IAI結構中，Al層厚度與ITO厚度為7與60 nm時，有最佳薄膜品質係數 (6.87×10-3 ohm-1)，具有較高氧化物生成能的氧化鋁的為其片電阻與品質係數不高的可能原因。IAI經過退火之後，組成60/9/60的IAI薄膜經過在還原氣氛下500℃時熱退火10 min中，有最佳薄膜品質係數為7.4×10-3 ohm-1。環境測試的結果顯示薄膜組成60/9/60的ITO的厚度大於60 nm可以有效保護ICI之Cu層使之不被氧化，而IAI因氧化程度嚴重。
顯示於類別:	[化學工程與材料科技系] 校內專題研究計畫

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