ITO前驱物浆料制备及工艺对薄膜性能的影响

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铟锡氧化物(Indium Tin Oxide,简称ITO)薄膜是一种n型半导体,由于其优异的光电性能及热稳定性,被大量用于各种光电仪器设备中。本文以无机盐为原料采用溶胶.凝胶法制备ITO无机和有机两种前驱物浆料,并在镀有SiO<,2>的玻璃基片上制备ITO薄膜,同时对ITO前驱物浆料和ITO薄膜的性能进行了研究。 在无机前躯体制备法中,利用沉降实验、Zeta电位、透射电镜研究了分散剂对浆料稳定性能的影响。通过考察不同pH值条件下,分散剂的种类及用量对ITO浆料稳定性的作用,探究添加剂对胶体溶液所起的静电效应和空间位阻效应。TEM照片表明浆料中的颗粒粒径范围为10~20mm。通过对不同热处理条件的研究表明,热处理温度越高,薄膜晶体的晶形结构越完全,晶体结构缺陷越少,ITO薄膜的光透过率增大,方电阻减小。不同Sn掺杂量对ITO薄膜光电性能影响的研究表明:不同Sn掺杂的ITO膜均为单一的立方铁锰矿结构;薄膜在可见光区平均透过率≥82%;基于对不同Sn掺杂量ITO薄膜的XRD数据分析,结果表明无机前躯体法制备ITO薄膜的自由载流子主要来源于氧缺位提供的导电电子;薄膜中自由电子由价带至导带的跃迁属于直接跃迁,且光学能隙值随Sn掺杂量的增加呈先增加后减小的趋势。 有机前躯体制备法中,采用溶胶.凝胶法在玻璃基片上制备出了光电性能优异的ITO薄膜。研究了分散剂对ITO薄膜的结构和光电性能的影响,结果表明ITO薄膜晶体的择优生长方向,表面形貌以及光透过率取决于分散剂的种类。随着热处理温度的增加,在不同的分散剂条件下,薄膜呈现出不同的规律性。
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