課件薄膜知識(shí)講座

1、ITO薄膜知識(shí)講座薄膜知識(shí)講座王建強(qiáng) 2007年10月19日主要內(nèi)容1.透明導(dǎo)電膜 2.1ITO膜發(fā)展歷史 2.2ITO膜導(dǎo)電機(jī)理 2.3ITO膜特性2.ITO薄摸 2.4ITO膜應(yīng)用 2.5ITO膜鍍膜設(shè)備 2.6ITO鍍膜工藝 2.7ITO膜發(fā)展前景3.ITO產(chǎn)能提升4.ITO品質(zhì)問(wèn)題 1.1透明導(dǎo)電膜的種類(lèi)1)金屬薄膜Au、Ag、Cu 約100埃 低電阻、低透過(guò)率.2)半導(dǎo)體氧化物 ITO、In2O3、SnO2、ZnO 高電阻(與金屬膜相比較),高透過(guò)率1.2透明導(dǎo)電膜的用途1)FPD用的透明電極 LCD(TN、STN、TFT、CF),OLED、PDP、FED2)Touch panel

2、3)太陽(yáng)電池4)AR、屏蔽1954年，G.Rupprecht首次發(fā)現(xiàn)了一種摻雜的In2O3透明導(dǎo)電膜；1968年，Philips公司發(fā)現(xiàn)了電阻率為210-4 cm的ITO導(dǎo)電膜，此時(shí)的ITO導(dǎo)電玻璃還處于研究的萌芽狀態(tài);20世紀(jì)70年代，ITO導(dǎo)電玻璃開(kāi)始應(yīng)用于液晶顯示（LCD）行業(yè)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，ITO導(dǎo)電玻璃進(jìn)入快速增長(zhǎng)的階段;20世紀(jì)80年代，ITO導(dǎo)電玻璃主要應(yīng)用于電子表、計(jì)算器等TN-LCD；20世紀(jì)90年代，ITO導(dǎo)電玻璃開(kāi)始應(yīng)用于STN-LCD，包括手機(jī)、筆記本電腦、PDP;進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著彩屏手機(jī)的興起，ITO導(dǎo)電玻璃除應(yīng)用于TN-LCD、STN-LCD以外，開(kāi)始應(yīng)用

3、于CSTN-LCD、OLED等諸多類(lèi)別的產(chǎn)品領(lǐng)域。 l1.低電阻率(7*10-5)l2.高可見(jiàn)光透射率(90%)l3.紅外高反射比l4.良好的化學(xué)穩(wěn)定性l5.高的機(jī)械強(qiáng)度l6.玻璃基體結(jié)合牢固、抗擦傷基板玻璃基板玻璃基板玻璃基板玻璃偏光片彩色濾光片定向?qū)右壕馄彻庠碔TO陰極CF 基板旋轉(zhuǎn)方向SiO2陰極RV3MTR3FV3TMR3MV3TMR2MV2RV2MTR2FV2TMR1MV1RV1MTR1FV1RV4MTR4 磁控濺射鍍磁控濺射鍍ITO膜原理圖膜原理圖（）+真空泵約0.4Pa工作氣體Ar+離子InSnO原子電子NNS基板玻璃ITO產(chǎn)品的膜層結(jié)構(gòu)、功能及其相應(yīng)靶材產(chǎn)品的膜層結(jié)構(gòu)、功

4、能及其相應(yīng)靶材基片玻璃 0.41.1mmSiO2阻擋層 50150nmITO導(dǎo)電層 200nmITO靶材SiO2靶材 平板顯示器（FPD）對(duì)基片的基本要求透明：不透明的基板上如何把顯示信息傳輸出來(lái)？導(dǎo)電：離開(kāi)了電我們還能做什么事情呢？ ITO薄膜的面電阻(R)、膜厚(d) 和電阻率(p)三者的關(guān)系是: p= R *d ; P=m*/ne2 電阻率(p)是ITO薄膜制備工藝的關(guān)鍵,電阻率(p)也是衡量ITO薄膜性能的一項(xiàng)重要指標(biāo). n 、分別表示載流子濃度和載流子遷移率.當(dāng)n 、越大,薄膜的電阻率越小,反之亦然.而載流子濃度(n)可以通過(guò)調(diào)節(jié)ITO薄膜材料的錫含量和氧含量有關(guān).為了得到較高的載流

5、子濃度(n)而載流子遷移率（）則與ITO薄膜的結(jié)晶狀態(tài)、晶體結(jié)構(gòu)和薄膜的缺陷密度有關(guān)，為了得到較高的載流子遷移率（）可以合理的調(diào)節(jié)薄膜沉積時(shí)的沉積溫度、濺射電壓和成膜的條件等因素。 2.6.4 鍍膜生產(chǎn)工藝控制鍍膜生產(chǎn)工藝控制 控制項(xiàng)目控制項(xiàng)目 影響因素影響因素基板溫度：基板溫度： 膜層結(jié)晶態(tài)、微觀形貌、載流子濃度、霍耳膜層結(jié)晶態(tài)、微觀形貌、載流子濃度、霍耳遷移率、遷移率、折射率折射率氧流量：氧流量： 載流子濃度、霍耳遷移率、膜層結(jié)晶態(tài)、微載流子濃度、霍耳遷移率、膜層結(jié)晶態(tài)、微觀形貌觀形貌濺射功率：濺射功率： 膜層厚度、膜層結(jié)晶態(tài)膜層厚度、膜層結(jié)晶態(tài)基板車(chē)走速：基板車(chē)走速： 膜層厚度膜層厚度靶

6、材表面狀態(tài)：靶材表面狀態(tài)： 濺射速率、打弧、黑化（濺射速率、打弧、黑化（Nodule）、）、Particle背景真空度：背景真空度： 雜質(zhì)原子雜質(zhì)原子載流子濃度、霍耳遷移率載流子濃度、霍耳遷移率基板清洗質(zhì)量：基板清洗質(zhì)量： 膜層附著力膜層附著力膠印、脫膜膠印、脫膜灰塵控制：灰塵控制： 針孔針孔1. 玻璃表面劃傷、導(dǎo)電膜劃傷、針眼玻璃表面劃傷、導(dǎo)電膜劃傷、針眼 電極開(kāi)路電極開(kāi)路2. 產(chǎn)品表面存在難以洗凈的污跡產(chǎn)品表面存在難以洗凈的污跡 光刻膠涂不勻，電極開(kāi)路光刻膠涂不勻，電極開(kāi)路3. 面電阻過(guò)大面電阻過(guò)大 施加于液晶層的有效電壓降低施加于液晶層的有效電壓降低4. 膜厚不勻或膜的理化性能不勻膜厚不

7、勻或膜的理化性能不勻 酸刻時(shí)間控制難度變大、識(shí)別困難酸刻時(shí)間控制難度變大、識(shí)別困難5. 玻璃平整度不良玻璃平整度不良 盒厚均勻性下降，盒厚均勻性下降，STN可能出現(xiàn)彩虹可能出現(xiàn)彩虹ITO缺陷缺陷LCD質(zhì)量質(zhì)量6. 沒(méi)鍍沒(méi)鍍SiO2膜膜 Na+離子溶解到液晶里，增大功耗、出現(xiàn)字肥離子溶解到液晶里，增大功耗、出現(xiàn)字肥7. 玻璃垂直度不良玻璃垂直度不良 曝光、柯式印刷曝光、柯式印刷PI、絲印的對(duì)位困難、絲印的對(duì)位困難 2.6.5產(chǎn)品缺陷及其對(duì)下游工序產(chǎn)品缺陷及其對(duì)下游工序/產(chǎn)品的影響產(chǎn)品的影響 1.我國(guó)是銦錫資源大國(guó),然而我國(guó)金屬銦主要供外銷(xiāo),對(duì)其高技術(shù)產(chǎn)品的深加工尚不及美國(guó)、歐洲和日本.為使銦資源

8、增值,合理利用錫資源的重要途徑是開(kāi)發(fā)高質(zhì)量ITO靶材或ITO薄膜,這樣不僅可改善國(guó)內(nèi)靠進(jìn)口的局面,還可向世界市場(chǎng)提供ITO材料,形成自己的支柱產(chǎn)業(yè). 3.近年來(lái)AZO膜的研究受到越來(lái)越廣泛的重視,因其資源豐富、價(jià)格便宜、無(wú)毒、進(jìn)一步研究的空間很大,在某些方面可以成為ITO薄膜的替代,從而解決銦資源短缺的困擾.的放氣工藝，每鍋時(shí)間可節(jié)省10min.-505101520253035608010012014016018020022021TemperatureTime/min1.節(jié)拍提升2.框架更改3.檢修時(shí)間縮短4.抽氣時(shí)間縮短月份1234567 78 89 9產(chǎn)量CFBatch coater426

9、283949947586416034528846167468034680348896488964962949629In line1254690711973031187863614877266632666329615296152378223782月總產(chǎn)量/片551744857067316727905392461044734667346678511785117341173411ITO廢品率/%0.070.10.0690.090.10.0380.0340.0340.0560.0560.10.1Al膜63864232694103728348202642026437915379153688336883SiO223