ITO制作工艺讲解.doc

------------------------------------------------------------精品文档--------------------------------------------------------触摸屏制造工艺实战与难点[二]ITO图形制备工艺[二]ITO图形制备工艺透明导电氧化物薄膜主要包括号In、Zn、Sb和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料,具有禁带宽、可见光谱区光透射率高和电阻率低,对紫外线的吸收率大于85%,对红外线的反射率大于70%等特性。透明导电薄膜以掺锡氧化铟(IndiumTinOxinde)ITO为代表,广泛地应用于平板显示、太阳能电池、特殊功能窗口涂层及其它光电器件领域,它的特性是当厚度降到1800埃(1埃=10-10米)以下时会突然变得透明,透光率为80%,再薄下去透光率反而下降,到300埃厚度时又上升到80%。ITO是所有电阻技术触屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料,实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO涂层。一、ITO的特性ITO就是在In2O3里掺入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,因为In2O3中的In元素是三价,形成SnO2时将贡献一个电子到导带上,同时在一定的缺氧状态下产生氧空穴,形成1020至1021cm-3的载流子浓度和10至30cm2/vs的迁移率。这个机理提供了在10-,所以ITO薄膜具有半导体的导性能。目前ITO膜层之电阻率一般在5*10-4左右,最好可达5*10-5,ITO已接近金属的电阻率,在实际应用时,,ITO膜之透过率和阻值分别由In2O3与Sn2O3之比例控制,增加氧化锢比例则可提高ITO之透过率,通常Sn2O3:In2O3=1:9因为氧化锡之厚度超过200?时,通常透明度已不够好--虽然导电性能很好。如用是电流平行流经ITO脱层的情形,其中d为膜厚,I为电流,L1为在电流方向上膜厚层长度,L2为在垂直于电流方向上的膜层长主,当电流流过方形导电膜时,该层电阻R=PL1/dL2式中P为导电膜之电阻率,对于给定膜层,P和d可视为定值,P/d,当L1=L2时,其正方形膜层,无论方块大小如何,其电阻均为定值P/d,此即方块电阻定义:R□=P/d,式中R□单位为:奥姆/□(Ω/□),由此可所出方块电阻与IOT膜层电阻率P和ITO膜厚d有关且ITO膜阻值越低,膜厚越大。ITO膜层的电阻对高温和酸碱比较敏感,因为通常的电子产品生产工艺中要使用高温烘烤及各种酸碱液的浸泡,而一般在300°C*30min的环境中,会使R□增大2-3倍,而在10wt%NaOH*5min及6wt%HCL*2min(60°C),由此可知,在生产工艺中不宜采用高温生产及酸碱的长时清洗,若无法避免,则应尽量在低温下进行并尽量缩短动作时间。ITO膜在电子行业应用中,除了作为电子屏蔽、紫外线吸收阻断、红外线反射阻断等应用外,还有一大应用就是在平板显示器领域作为透明电极线路使用,利用ITO膜制作透明电极线路的方法主要为化学蚀刻、激光刻蚀两种。.二、ITO膜的制作方式1、真空磁控溅射镀膜。ITO磁控溅射示意图溅射过程中,在高氧流量的情况下,从靶材中轰击出的金属In、Sn原子在真空室内或衬底表面能充分和氧反应生成In2O3和SnO22、真空蒸镀。上世纪八十年代初的技术,基本已淘汰。3、溶胶-凝胶法这种方式不适合用于量产,目前仅用于一些科研机构分析使用。4、丝印或喷墨打印法目前仅日本住友有丝印法的实用技术,用于该公司自有产品上使用,据说品质上要比传统方式好些。一般微晶ITO粉剂制剂用丝印方式生产较合理,纳米级ITO粉剂制剂则可以使用喷墨找印法。这种方式无疑在生产效率上是最高的,在绝大部分场合,省去了后面的刻蚀工序,直接生产所需要的ITO透明电极图形,是以后的主要研究和发展方向。5、半导体制程之Lift-off作法可以另外在PET薄膜基材上先进行印刷负型图案,接着进行ITO镀膜,最后将印刷油墨去除。图形制备ITO三、化学蚀刻法进行目前行业中应用最广的ITO膜,绝大部分都是利用磁控溅射的方式生产的。磁控溅射所生成的ITO层,可以理解为一些单个的原子或原子团经氧化后堆积在一起所形成的薄膜,所以从宏观上讲,它可以理解为具有各向同性的特性,也就是在光、电、化学等性能上,各个方向基本上是一致的。这个特性可以让ITO膜在进行化学蚀刻时,各个方向的化学反应速度都一致,从而得到很好的图形重现性。因为即使在图形边缘进行三到五倍的过蚀时间,也只是在边缘损失几百到几千埃的侧蚀区,对于微米级以上的线路而言,埃级的公差可以完全忽略。ITO层在宏观上理解为各向同性特性这点与一些场合强调I