Wpływ parametrów osadzania na właściwości warstw ITO wytwarzanych w procesie reaktywnego rozpylania magnetronowego typu pulse-DC

• Autorzy: Dudek M.

Warianty tytułu

EN

Effect of deposition parameters on properties of ITO films perpetrated by reactive pulse-DC magnetron sputtering

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania nad domieszkowanym cyną tlenkiem indu (ITO) od wielu lat są stymulowane potrzebą optymalizacji procesu wytwarzania w celu otrzymania transparentnej i przewodzącej warstwy na elastycznych podłożach z tworzywa sztucznego. W prezentowanej pracy warstwy ITO są osadzane metodą reaktywnego rozpylania magnetronowego podtrzymywanego asymetrycznym pulsującym sygnałem stałoprądowym, gdzie docierający do magnetronu sygnał przyjmuje na przemian polaryzację dodatnią i ujemną (rys. 1). Proces ten przez odpowiedni dobór częstotliwości oraz cyklu pracy pozwala wytworzyć w temperaturze pokojowej transparentne w obszarze widzialnym (T > 80%) i o małej rezystancji ( p- 2,2×10-4 ?cm) cienkie warstwy ITO. Ponadto warstwy te charakteryzują się dużą twardością, ważną z aplikacyjnego punktu widzenia, otrzymaną przy relatywnie wysokim współczynniku osadzania.

EN

Investigation on tin doped indium oxides (indium tin oxide - ITO) during the last decade is stimulated by optimization of deposition process with the purpose of obtaining transparent and conductive films on elastic plastic substrate. In present paper the ITO films are deposited by reactive magnetron sputtering support by asymmetric pulse direct current (DC) signals, where power supplied to magnetron changed polarization from negative on positive (Fig. 1). Thanks to a proper selection of frequency and duty cycle, deposited at room temperature the thin films of ITO possessing high transparency in the visible region (T > 80%) and low resistivity ( p- 2.2×10-4 ?cm). Moreover these films have high hardness, important from viewpoint of application, obtained at relatively higher deposition rate.

Słowa kluczowe

PL

ITO; transparentne warstwy przewodzące; reaktywne rozpylanie magnetronowe typu pulse-DC

EN

ITO; transparent conducting oxides; reactive pulse-DC magnetron sputtering

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 4
• Strony: 935--938
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys.

Twórcy

autor

Dudek M.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka,

Bibliografia

• [1] Vossen J. L.: Transparent conducting films. Physics of Thin Films 9 (1977) 1-71.
• [2] Hamberg I., Granqvist C. G.Ł Evaporated Sn-doped In2O3 films: basic optical properties and applications to energy-efficient windows. Journal of Applied Physics 60 (1986) R123-R159.
• [3] Bender M., Trube J., Stoollenwerk J.Ł Deposition of transparent and conducting indium-tin-oxide films by the r.f.-superimposed DC sputtering technology. Thin Solid Films 354 (1999) 100-105.
• [4] Lee B. H., Kim I. G., Cho S. W., Lee S. H.Ł Effect of process parameters on the characteristics of indium tin oxide thin film for flat panel display application. Thin Solid Films 302 (1997) 25-30.
• [5] Kim J. S., Granstrom M., Friend R. H.Ł Indium-tin oxide treatments for single- and double-layer polymeric light-emitting diodes: The relation between the anode physical, chemical, and morphological properties and the device performance. Journal of Applied Physics 84 (1998) 6859-6870.
• [6] Tahar R., Ban T., Ohya Y., Takahashi Y.Ł Tin doped indium oxide thin films: Electrical properties. Journal of Applied Physics 83 (1998) 2631- 2645.
• [7] Yang Z. W., Han S. H., Yang T. L., Lina Ye, Zhang D. H., Maa H.L., Cheng C.F.: Bias voltage dependence of properties for depositing transparent conducting ITO films on flexible substrate. Thin Solid Films 366 (2000) 4-7.
• [8] Honda S., Chihara K., Watamori M., Oura K.: Depth profiling of oxygen content of indium tin oxide fabricated by bias sputtering. Applied Surface Science 113/114 (1997) 408-411.
• [9] Sujatha C., Mohan Rao G., Uthanna S.: Characteristics of indium tin oxide films deposited by bias magnetron sputtering. Materials Science and Engineering B 94 (2002) 106-110.
• [10] Coutts T. J., Young D. L., Li X.: Characterization of transparent conducting oxides. MRS Bulletin 25 (2000) 58-65.
• [11] Dudek M., Zabeida O., Klemberg-Sapieha J. E., Martinu L.: Ion-induced effects during reactive sputtering of ITO films. Materiały konferencyjne 48th Annual SVC Technical Conference and Smart Materials Symposium, Denver, Colorado, Aprill 23-28 (2005) 192-196.
• [12] Dudek M.: Struktura i właściwości warstw ITO wytwarzanych metodą reaktywnego rozpylania magnetronowego. Inżynieria Materiałowa 5 (153) (2006) 935-938.
• [13] Amassian A., Dudek M., Zabeida O., Gujrathi S., Klemberg-Sapieha J. E., Martinu L.: Oxygen incorporation and charge donor activation via subplantation during growth of indium tin oxide films. Journal of Vacuum Science and Technology A 27 (2009) 362-366.
• [14] Dudek M., Amassian A., Zabeida O., Klemberg-Saphieha J. E., Martinu L.: Ion bombardment-induced enhancement of the properties of indium tin oxide films prepared by plasma-assisted reactive magnetron sputtering. Thin Solid Films 517 (2009) 4576-4582.
• [15] Kelly P. J., Henderson P. S., Arnell R. D., Roche G. A., Carter D.: Reactive pulsed magnetron sputtering process for alumina films. Journal of Vacuum Science and Technology A 18 (2000) 2890-2896.
• [16] Carter D., Walde H., McDonough G., Roche G.: Parameter optimization in pulsed DC reactive sputter deposition of aluminum oxide. 45th Annual Technical Conference Proceedings of the Society of Vacuum Coaters, Lake Buena Vista, Florida (2002) 570-577.
• [17] Dudek M., Zabeida O., Klemberg-Saphieha J. E., Martinu L.: Effect of substrate bias on the microstructure and properties of nanocomposite titanium nitride-based films. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 37/2 (2009) 416-421.
• [18] Ohring M.: The materials science of thin films. Plenum Press, New York (1992) 418-552.
• [19] Rogozin A., Vinnichenko M., Shevchenko N., Kolitsch A., Moller W.: Plasma influence on the properties and structure of indium tin oxide films produced by reactive middle frequency pulsed magnetron sputtering. Thin Solid Films 496 (2006) 197-204.
• [20] Mientus R., Ellmer K.: Reactive magnetron sputtering of tin-doped indium oxide (ITO): influence of argon pressure and plasma excitation mode. Surface and Coatings Technology 142/144 (2001) 748-754.
• [21] Lin Y. C., Li J. Y., Yen W. T.: Low temperature ITO thin film deposition on PES substrate using pulse magnetron sputtering. Applied Surface Science 254 (2008) 3262-3268.
• [22] Moon C. S., Han J. G.: Low temperature synthesis of ITO thin film on polymer in Ar/H2 plasma by pulsed DC magnetron sputtering. Thin Solid Films 516 (2008) 6560-6564.
• [23] Sittinger V., Ruske F., Werner W., Jacobs C., Szyszka B., Christie D. J.: High power pulsed magnetron sputtering of transparent conducting oxides. Thin Solid Films 516 (2008) 5847-5859.
• [24] Horstmann F., Sittinger V., Szyszka B.: Heat treatable indium tin oxide films deposited with high power pulse magnetron sputtering. Thin Solid Films 517 (2009) 3178-3182.
• [25] Lin Y. C., Shi W. Q., Chen Z. Z.: Effect of deflection on the mechanical and optoelectronic properties of indium tin oxide films deposited on polyethylene terephthalate substrates by pulse magnetron sputtering. Thin Solid Films 517 (2009) 1701-1705.
• [26] Bradley J. W., Backer H., Aranda-Gonzalvo Y., Kelly P. J., Arnell R. D.: The distribution of ion energies at the substrate in an asymmetric bi-polar pulsed DC magnetron discharge. Plasma Sources Science and Technology 11 (2002) 165-174.