ITO 圖形制備工藝1

       透明導(dǎo)電氧化物薄膜主要包括號(hào)In、Zn、Sb和Cd的氧化物及其復(fù)合多元氧化物薄膜材料，具有禁帶寬、可見(jiàn)光譜區(qū)光透射率高和電阻率低，對(duì)紫外線的吸收率大于85%,對(duì)紅外線的反射率大于70%等特性。透明導(dǎo)電薄膜以摻錫氧化銦（Indium TinOxinde）ITO為代表，廣泛地應(yīng)用于平板顯示、太陽(yáng)能電池、特殊功能窗口涂層及其它光電器件領(lǐng)域，它的特性是當(dāng)厚度降到 1800埃 (1埃 =10－ 10米 )以下時(shí)會(huì)突然變得透明，透光率為80％，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度時(shí)又上升到80％。ITO是所有電阻技術(shù)觸屏及電容技術(shù)觸摸屏都用到的主要材料，實(shí)際上電阻和電容技術(shù)觸摸屏的工作面就是ITO涂層。

       一、ITO的特性

       ITO就是在In2O3里摻入Sn后，Sn元素可以代替In2O3晶格中的In元素而以SnO2的形式存在，因?yàn)镮n2O3中的In元素是三價(jià)，形成SnO2時(shí)將貢獻(xiàn)一個(gè)電子到導(dǎo)帶上，同時(shí)在一定的缺氧狀態(tài)下產(chǎn)生氧空穴，形成1020至1021cm-3的載流子濃度和10至30cm2/vs的遷移率。這個(gè)機(jī)理提供了在10-4Ω.cm數(shù)量級(jí)的低薄膜電阻率，所以ITO薄膜具有半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能。

       目前ITO膜層之電阻率一般在5*10-4左右，最好可5*10-5，已接近金屬的電阻率，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，常以方塊電阻來(lái)表征ITO的導(dǎo)電性能，ITO膜之透過(guò)率和阻值分別由In2O3與Sn2O3之比例控制，增加氧化銦比例則可提高ITO之透過(guò)率，通常Sn2O3：In2O3=1：9因?yàn)檠趸a之厚度超過(guò)200埃時(shí)，通常透明度已不夠好--雖然導(dǎo)電性能很好。

        如用是電流平行流經(jīng)ITO脫層的情形，其中d為膜厚，I為電流，L1為在電流方向上膜厚層長(zhǎng)度，L2為在垂直于電流方向上的膜層長(zhǎng)主，當(dāng)電流流過(guò)方形導(dǎo)電膜時(shí)，該層電阻R=PL1/dL2式中P為導(dǎo)電膜之電阻率，對(duì)于給定膜層，P和d可視為定值，P/d，當(dāng)L1=L2時(shí)，其正方形膜層，無(wú)論方塊大小如何，其電阻均為定值P/d，此即方塊電阻定義： R□=P/d，式中R□單位為：奧姆/□（Ω/□），由此可所出方塊電阻與IOT膜層電阻率P和ITO膜厚d有關(guān)且ITO膜阻值越低，膜厚越大。

        ITO膜層的電阻對(duì)高溫和酸堿比較敏感，因?yàn)橥ǔ５碾娮赢a(chǎn)品生產(chǎn)工藝中要使用高溫烘烤及各種酸堿液的浸泡，而一般在300°C *30min的環(huán)境中，會(huì)使R□增大2-3倍，而在10wt%NaOH*5min及6wt%HCL*2min（60°C）下也會(huì)增到1.1倍左右，由此可知，在生產(chǎn)工藝中不宜采用高溫生產(chǎn)及酸堿的長(zhǎng)時(shí)清洗，若無(wú)法避免，則應(yīng)盡量在低溫下進(jìn)行并盡量縮短動(dòng)作時(shí)間。

        ITO 膜在電子行業(yè)應(yīng)用中，除了作為電子屏蔽、紫外線吸收阻斷、紅外線反射阻斷等應(yīng)用外，還有一大應(yīng)用就是在平板顯示器領(lǐng)域作為透明電極線路使用，利用ITO膜制作透明電極線路的方法主要為化學(xué)蝕刻、激光刻蝕兩種。

        二、ITO膜的制作方式

        1、真空磁控濺射鍍膜。
             ITO磁控濺射示意圖
             濺射過(guò)程中，在高氧流量的情況下，從靶材中轟擊出的金屬I(mǎi)n、Sn原子在真空室內(nèi)或襯底表面能充分和氧反應(yīng)生成In2O3和SnO2
        2、絲印或噴墨打印法
           目前僅日本住友有絲印法的實(shí)用技術(shù)，用于該公司自有產(chǎn)品上使用，據(jù)說(shuō)品質(zhì)上要比傳統(tǒng)方式好些。一般微晶ITO粉劑制劑用絲印方式生產(chǎn)較合理，納米級(jí)ITO粉劑制劑則可以使用噴墨找印法。

           這種方式無(wú)疑在生產(chǎn)效率上是最高的，在絕大部分場(chǎng)合，省去了后面的刻蝕工序，直接生產(chǎn)所需要的ITO透明電極圖形，是以后的主要研究和發(fā)展方向

       3、半導(dǎo)體制程之Lift-off 作法
          可以另外在PET薄膜基材上先進(jìn)行印刷負(fù)型圖案，接著進(jìn)行ITO鍍膜，最后將印刷油墨去除。

        三、化學(xué)蝕刻法進(jìn)行ITO圖形制備

          目前行業(yè)中應(yīng)用最廣的ITO膜，絕大部分都是利用磁控濺射的方式生產(chǎn)的。磁控濺射所生成的ITO層，可以理解為一些單個(gè)的原子或原子團(tuán)經(jīng)氧化后堆積在一起所形成的薄膜，所以從宏觀上講，它可以理解為具有各向同性的特性，也就是在光、電、化學(xué)等性能上，各個(gè)方向基本上是一致的。這個(gè)特性可以讓ITO膜在進(jìn)行化學(xué)蝕刻時(shí)，各個(gè)方向的化學(xué)反應(yīng)速度都一致，從而得到很好的圖形重現(xiàn)性。因?yàn)榧词乖趫D形邊緣進(jìn)行三到五倍的過(guò)蝕時(shí)間，也只是在邊緣損失幾百到幾千埃的側(cè)蝕區(qū)，對(duì)于微米級(jí)以上的線路而言，埃級(jí)的公差可以完全忽略。ITO層在宏觀上理解為各向同性特性這點(diǎn)與一些場(chǎng)合強(qiáng)調(diào)ITO是一種非等鍵晶體結(jié)構(gòu)所體現(xiàn)的各向異性是完全不同的概念，強(qiáng)調(diào)其晶體結(jié)構(gòu)，是為了強(qiáng)調(diào)表述其微觀結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性，這種穩(wěn)定性能夠具體描述它的一些物理化學(xué)參數(shù)的相對(duì)恒定值，然而從宏觀上講，ITO不可能真正的成為完整結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)。