目前,氧化铟锡(ITO)薄膜应用越来越广泛,在显示器、太阳能电池等高科技领域有着不可取代的地位。我国的铟资源储量丰富,且生产工艺趋于成熟,但产品较为单一,缺乏多元化发展,产品附加值低。目前较为先进的工艺是氧化铟等光电薄膜材料的生产和制备,但这方面的技术和相关专利均由欧美地区的发达国家所掌握。如何进一步提升我国氧化铟领域竞争力,进一步对ITO进行深入研究是非常重要的,具有十分重要理论意义和现实意义,不仅能够更好地丰富我国关于ITO薄膜制备以及快速退火处理理论研究水平,而且对进一步解决我国在ITO薄膜直流磁控溅射制备与热处理的发展提供理论支撑。现如今,关于氧化铟锡(ITO)薄膜的研究主要有以下几个方面:一是工艺研究,如镀膜工艺和掺杂工艺及组织结构,二是半导体光电性能及其机理方面的研究。大量的研究表明,在镀膜工艺中由于过冷度较低[1],合理采用相应的制膜技术,例如磁控溅射制膜法,比较容易获得非晶态结构。在一般条件下,比如室温状态下的沉积薄膜,想要令其性能达到预期要求,就一定要通过后期处理来实现。因此,在制膜过程中,除了采用合适的制膜工艺外,必要的后期处理也是提高薄膜性能的关键环节。笔者整理了前人对此的相关研究资料,并且在撰写论文前期做了有关工作,初步了解到,想要提高ITO薄膜的光电性能,行之有效的手段之一便是热处理。近年来,国内外诸多学者在ITO薄膜方面做了大量的研究,也取得了许多研究成果,其中比较具有代表性的研究成果主要集中在ITO薄膜的热处理对其晶体结构和光电性能的影响方面,但退火处理方面对ITO薄膜结构及性能影响的研究目前还比较少。为此,本文将研究重点放在退火处理对ITO薄膜结构及性能的影响,主要通过退火处理过程中的退火温度、时间、退火通氧量以及不同的ITO厚度对薄膜的结构和光电性能的影响,试图探寻其中的影响规律,从而为ITO薄膜在光电器件中的实际应用提供理论基础和依据。通过研究,本论文主要得出以下几点结论:(1)当厚度越薄时,薄膜为多晶结构,结晶度高,晶粒尺寸越大,但薄膜表面变差,表面粗糙,缺陷多。随着膜厚的增加,表面逐渐形成连续结构,其致密度也得到很大的改善,生长更均匀,缺陷减少,晶粒明显增大。随着膜厚的增加,薄膜的电阻率相应的降低。ITO透明薄膜厚度越大,正向电压越小,同时发光功率越低。ITO薄膜厚度的增加,对光吸收的影响较大,厚度上升,发光功率下降明显。当ITO厚度为300A时,ITO薄膜与P-GaN欧姆接触好,结晶程度好,电流扩展最佳,亮度最高,为LED芯片生产过程中的优选条件。(2)经过快速退火后,ITO电阻明显降低,透光率均有明显上升。进行退火处理,可以改善ITO膜层结晶质量及ITO与P-GaN欧姆接触,提升透光率,同时降低接触电压。通过不同退火温度、不同退火氧气流量、不同退火时间实验验证,在退火温度为560℃-600℃范围之内,正向电压及发光功率变化不大,其中在退火温度为580℃时,发光功率达到最大;当氧流量从0-5sccm之间变化时,薄膜的电导率呈现上升的趋势,说明氧气流量的增加对薄膜的电导率有着促进的作用。实验证明在氧流量为3sccm时,发光功率最大;在加热处理条件下,随着热处理时间的延长,ITO透明导电膜的电阻率呈现出增大的趋势,在退火时间为250s时,发光功率最大,可作为LED生产优化条件。