文档介绍：学校编号 10394 图书分类号
学号 2004466 密级
福建师范大学
硕士学位论文
In2O3 基透明导电薄膜的制备及特性研究
Preparation and Properties of Transparent
Conductive Film Based on In2O3
林丽梅
学科专业:凝聚态物理
研究方向:薄膜物理
指导教师:赖发春副教授
申请学位级别:理学硕士
论文提交日期:2007 年 04 月
论文评阅人:
论文答辩日期:2007 年 06 月
答辩委员会主席:
学位授予单位:福建师范大学
学位授予日期:2007 年06月
2007 年 04 月
摘要
摘要
In2O3 基透明导电薄膜由于其独特的光学和电学性能:可见光区域的高透过、红
外区域的高反射以及低的电阻率,而在光电器件特别是平板显示方面具有极其广阔
的市场,因此,开展透明导电薄膜的制备及其特性研究有很好的实际意义。本论文
针对透明导电薄膜的制备、后续热处理以及薄膜光学常数的求解等方面展开研究,
具体内容有:
首先,采用给定物理限制条件的方法来优化拟合薄膜可见光区域的正入射透射
光谱计算 Nb2O5 光学薄膜和透明导电的 ITO 薄膜的光学常数和厚度。结果表明,拟
合和测量的光谱曲线非常吻合,得到的薄膜厚度与实验事实一致。另外,这种方法
对于厚度较薄光谱几乎没有干涉条纹的薄膜也适用。
其次,提出以 Forouhi-Bloomer 模型和修正的 Drude 自由电子模型相结合的光学
常数介电模型,通过优化光学模型系数的方法从透射光谱计算了 ITO 薄膜的光学常
数和厚度,以及从光谱拟合的结果求解薄膜的电学参数。光谱拟合效果良好,优化
的薄膜厚度和光学常数均符合实验事实,计算的电学参数和电学测量的结果相符。
再次,利用直流磁控溅射制备 ITO 薄膜,研究氮气气氛中不同温度退火处理对
ITO 薄膜结构、表面形貌和光电学性质的影响。研究结果表明,刚制备薄膜的可见
光区域透过率可达 90%,薄膜电阻率为~10-3 Ωcm;低温退火薄膜的性质几乎不变,
当退火温度升高薄膜的结晶性能提高,电阻率降低,同时可见光区域的高透过率仍
然保持。
最后,对掺钛氧化铟(ITiO)薄膜做了初步的实验研究,发现直流磁控溅射制备的
ITiO 薄膜的光电学性质与溅射功率和气压密切相关,在较高的溅射功率和较高气压
下制备的 ITiO 薄膜的光学和电学性能较好。
关键词透明导电、掺锡氧化铟、薄膜、磁控溅射、光电学性质
I
Abstract
Abstract
Doped indium oxide transparent conductive films have been widely used in various
optoelectronic devices, because of their unique optical and electrical properties such as
high transmittance in the visible region, high reflectance in the IR region and low
resistivity. It is, therefore, very important and useful to study the preparation and
properties of the transparent conductive films. This dissertation is focused on the
preparation, post-deposited annealing treatment and determination of optical constants of
the transparent conductive films. The main contents are arranged as follows,
Firstly, the optical constants and thickness of Nb2O5 optical films and ITO
transparent conductive films have been retrieved by simulating normal incidence
transmittance in the visible region. As a result, th