退火温度对氧化铟锡(ITO)薄膜光电性能的影响

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广泛应用的功能优异的透明导电氧化物薄膜多呈结晶态,而目前一些仅通过薄膜室温沉积法制备出的薄膜,在不足以满足性能指标和使用需求时,需要采取后处理[1]。本文首先利用磁控溅射法在化学强化无机玻璃上制备了非晶态氧化铟锡(ITO)薄膜,然后在石英管式炉中真空退火,退火温度分别为150℃、200℃、300℃、400℃、500℃,保温时间为5 min。采用四探针方阻仪、霍尔效应仪、紫外可见近红外分光光度计、表面应力仪等测试手段分别对退火前后ITO薄膜的电学、光学性质以及化学强化无机玻璃力学性能进行了研究。实验结果表明,如图1(a)所示,退火温度超过300℃,ITO方阻明显下降。具体为:300℃时方阻较退火前的下降率约16%。400℃时方阻下降率约51%。500℃时方阻下降率约64%。如图1(b)所示,退火温度低于300℃时,随着温度的增加,ITO中载流子浓度明显增加。超过300℃后,载流子浓度随温度的变化不明显,迁移率明显增大。随着退火温度的增加,ITO薄膜在可见光范围的透光率随之增加。随着退火温度的增加,化学强化玻璃强度表面压应力的下降率随之增加。这些结果对于优化退火工艺、改善薄膜光电性能以及化学强化无机玻璃力学性能具有较高的指导意义。
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