四探针应用|ITO薄膜方块电阻
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发布时间：2024-10-22 06:40
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时间：2024-11-04 13:38
ITO薄膜的制备包含多种方法，如真空蒸镀、溶胶凝胶法与磁控溅射。电子枪蒸镀在精确控制工艺参数方面表现优异，能在大面积衬底上均匀成膜，展现出良好的重复性。
在电子枪蒸发镀膜下，通过调整束流与蒸发速率，制备了不同厚度的ITO薄膜。在未充氧、充氧及充氧后退火的条件下，分别对厚度为7.0，6.1，5.0，4.5和4.0nm的ITO薄膜进行了方块电阻测量。结果显示，在充氧条件下制备的ITO薄膜面电阻较未充氧条件下的大。这是由于低温充氧沉积的ITO薄膜内残存的氧原子，聚集在晶粒边界，增加了载流子的散射或称为电阻的俘获中心，导致薄膜的方块电阻增加。而退火处理则使薄膜充分氧化，导致薄膜中的导电载流子氧空位减少，进而使面电阻增高。实验表明，充氧退火后的ITO薄膜电阻比未充氧条件下的降低了两个数量级。
退火前后ITO薄膜的X射线衍射图显示了显著变化。退火前的衍射图未显示出明显的衍射峰，表明薄膜为非晶态；而退火后的衍射图在2θ为21.45°，30.51°，35.38°，50.90°，60.52°时出现了明显的衍射峰，对应于In₂O₃的（211），（222），（400），（440）与（622）面。没有检测到In，Sn及其亚氧化物的衍射峰，表明薄膜具有体心立方晶体结构，并且（222）晶面有择优取向。退火前的薄膜非晶态结构包含大量缺陷，阻碍了掺杂元素的扩散，产生局部能级对电子的束缚作用。退火后，薄膜转变为晶态结构，缺陷减少，晶粒长大，晶界对载流子的散射减弱，有效提高了载流子的迁移率，这是退火处理降低薄膜电阻的关键。
