Analysis of thickness influence on wettability of ITO thin films

• Autorzy: Mazur M. , Wojcieszak D. , Domaradzki J. , Sieradzka K. , Kaczmarek D. , Song S. , Placido F. , Gornicka B.

Warianty tytułu

PL

Analiza wpływu grubości na zwilżalność cienkich warstw ITO

• Konferencja: Electron Technology Conference ELTE 2010. 10 ; International Microelectronics and Packing IMAPS-CPMT. 34 ; 22-25.09.2010 ; Wrocław, Poland
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper contact angle and surface free energy of ITO thin films prepared by microwave-assisted magnetron sputtering process with thick-nesses of 280, 200, 100 and 50 nm were investigaled. The measurement of surface energy and contact angle was carried out with a computer controlled goniometer system with water, ethylene glycol and diodomethane. Contact angle measurements were performed according to the sessile drop method. Results have shown that manufactured ITO thin films with thickness of 280, 200 and 100 nm were hydrophobic, while 50 nm ITO thin film was hydrophilic. Contact angle was about 105 degrees for thin films with thickness above 100 nm. Decrease of thickness down to 50 nm results in 30% decrease of contact angle value (down to 75 degrees). The effect of ITO thin films thickness on the dispersive and polar components of the surface energy was also investigated. Analysis of surface free energy has confirmed that samples with lower surface free energies exhibit higher values of water contact angles.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań kąta zwilżania i wolnej energii powierzchniowej cienkich warstw ITO o grubościach odpowiednio 280, 200, 100 i 50 nm, wytworzonych za pomocą rozpylania magnetronowego wspomaganego mikrofalami. Pomiary energii powierzchniowej oraz kąta zwilżania zostały wykonane za pomocą specjalistycznego stanowiska używając wody, glikolu etylowego oraz diodometanu. Kąty zwilżania określono za pomocą pomiaru osadzonych kropli na powierzchni cienkich warstw. Wyniki pokazały, że wytworzone cienkie warstwy ITO o grubościach 280, 200 oraz 100 nm były hydrofobowe, podczas gdy warstwa ITO o grubości 50 nm wykazała właściwości hydrafilowe. Kąt zwilżania wynosił około 105° dla próbek o grubościach 100, 200 oraz 280 nm. W wypadku próbki ITO o grubości 50 nm kąt zwilżania zmniejszył się o 30% (do 75°). Zbadano również wpływ grubości warstw ITO na składową dyspersyjną i polarną energii powierzchniowej. Analiza wolnej energii powierzchniowej potwierdziła, że próbki z niższą energią powierzchniową odznaczają się wyższymi kątami zwilżania.

Słowa kluczowe

EN

ITO; microwave assisted magnetron sputtering; contact angle; surface free energy

PL

ITO; rozpylanie magnetronowe wspomagane mikrofalami; kąt zwilżania; wolna energia powierzchniowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 3
• Strony: 71--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Mazur M.

autor

Wojcieszak D.

autor

Domaradzki J.

autor

Sieradzka K.

autor

Kaczmarek D.

autor

Song S.

autor

Placido F.

autor

Gornicka B.

• Wrocław University of Technology, Faculty of Microsystem Electronics and Photonics

Bibliografia

• [1] Akkad F., Marafi M., Punnoose A.: Phys. Status Solidi A 177 (2000) 445.
• [2] HashimotoY, Hamagaki M., SakakibaraT.: Jpn. J. Appl. Phys. 40 (2001)4720.
• [3] Yamaguchi M., Ektessabi A., Nomura H., Yasui N.: Thin Solid Films 447 (2004) 115.
• [4] Danson N., Safi I., Hall G. W., Howson R. P.: Surf. Coat. Technol. 99 (1998) 147.
• [5] Alam M., Cameron D.: Thin Solid Films 377 (2000) 455.
• [6] Maki K., N. Komiya, A. Suzuki: Thin Solid Films 445 (2003) 224.
• [7] Betz U., M. K. Olsson, J. Marthy, M. F. Escola, F.: Atamny, Surf. Coat. Technol. 200 (2006) 5751.
• [8] Eite J. and Spencer A. G.: Indium Tin Oxide for transparent EMC shielding and Antistatic applications. Proceedings of EMCUK 2004, Newburry, United Kingdom.
• [9] Yu Z., Yu-qiong Li, F. Xia, W. Xue: The characteristics of indium tin oxide films prepared on various buffer layer-coated polymer substrates. Surface & Coatings Technology 204 (2009) 131-134.
• [10] Decker E. L., B. Frank, Y Suo, S. Garoff: Physics of contact angle measurement, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Vol. 156, 1999, p. 177-189.
• [11] Zisman W. A.: Handbook of Adhesives. Skeist, I., Ed: van Nostrand, NewYork, Chapter3, 1977.
• [12] Meng L. J., Placido F.: Annealing effecton ITO thin films prepared by microwave-enhanced dc reactive magnetron sputtering for telecommunication applications. Surface and Coatings Technology, vol. 166, 2003, pp. 44-50.
• [13] Ogwu A. A., Bouquerel E., O. Ademosu, S. Moh, E. Crossan, F. Placido: An investigation of the surface energy and optical transmittance of copper oxide thin films prepared by reactive magnetron sputtering. Acta Materialia 53 (2005) 5151-5159.