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技術(shù)資料

低電壓濺射、直流磁控濺射和HDAP制備ITO薄膜的方法

時間:2023-07-10瀏覽次數(shù):1185
低電壓濺射制備ITO薄膜由于ITO薄膜本身含有氧元素,磁控濺射制備ITO薄膜的過程中,會產(chǎn)生大量的氧負離子,氧負離子在電場的作用下,以一定的粒子能量會轟擊到所沉積的ITO薄膜表面,使ITO薄膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和晶體狀態(tài)造成結(jié)構(gòu)缺陷。
    濺射的電壓越大,氧負離子轟擊膜層表面的能量也越大,那么造成這種結(jié)構(gòu)缺陷的幾率就越大,產(chǎn)生晶體結(jié)構(gòu)缺陷也越嚴重,從而導(dǎo)致了ITO薄膜的電阻率上升。
    一般情況下,磁控濺射沉積ITO薄膜時的濺射電壓在-400V左右,如果使用一定的工藝方法將濺射電壓降到-200V以下,那么所沉積的ITO薄膜電阻率將降低50%以上,這樣不僅提高了ITO薄膜的產(chǎn)品質(zhì)量,同時也降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
    兩種在直流磁控濺射制備ITO薄膜時,降低薄膜濺射電壓的有效途徑磁場強度對濺射電壓的影響當(dāng)磁場強度為300G時,濺射電壓約為-350v;但當(dāng)磁場強度升高到1000G時,濺射電壓下降至-250v左右。
    一般情況下,磁場強度越高、濺射電壓越低,但磁場強度為1000G以上時,磁場強度對濺射電壓的影響就不明顯了。因此為了降低ITO薄膜的濺射電壓,可以通過合理的增強濺射陰極的磁場強度來實現(xiàn)。

低電壓濺射、直流磁控濺射和HDAP制備ITO薄膜的方法


    為了有效地降低磁控濺射的電壓,以達到降低ITO薄膜電阻率的目的,可以采用一套特殊的濺射陰極結(jié)構(gòu)和濺射直流電源,同時將一套3KW的射頻電源合理地匹配疊裝在一套6KW的直流電源上,在不同的直流濺射功率和射頻功率下進行降低ITO薄膜濺射電壓的工藝研究。
    當(dāng)磁場強度為1000G,直流電源的功率為1200W時,通過改變射頻電源的功率,經(jīng)大量的工藝實驗得出:“當(dāng)射頻功率為600W時,ITO靶的濺射電壓可以降到-110V”的結(jié)論。因此,RF+DC新型電源的應(yīng)用和特殊濺射陰極結(jié)構(gòu)的設(shè)計也能有效的降低ITO薄膜的濺射電壓,從而達到降低薄膜電阻率的目的。
    降低ITO薄膜電阻率的新沉積方法——HDAP法,是利用高密度的電弧等離子體(HDAP)放電轟擊ITO靶材,使ITO材料蒸發(fā),沉積到基體材料上形成ITO薄膜。由于高能量電弧離子的作用導(dǎo)致ITO粒子中的In、Sn達到完全離化,從而增強沉積時的反應(yīng)活性,達到減少晶體結(jié)構(gòu)缺陷,降低電阻率的目的。
    利用同樣成分的ITO材料,其它工藝條件保持一樣,并在同樣的基片溫度下,分別進行“DC磁控濺射”、“DC+RF磁控濺射”、“HDAP法制備ITO薄膜”的實驗。
 
    實驗結(jié)果可以看出,利用HDAP法能獲得電阻率較低的ITO薄膜,尤其是在基片溫度不能太高的材料上制備ITO薄膜時,使用HDAP法制備ITO薄膜可以得到較理想的ITO薄膜�;瑴囟鹊�350℃左右時,這三種沉積方法對ITO薄膜電阻率的影響較小。
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