CN111733388A - 一种ito薄膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种ITO薄膜的制备方法,所述方法包括步骤:将钠钙基玻璃清洗后,烘干;在真空度为1×10‑6torr条件下,衬底转速为10~20r/min,预溅射3~4min,清洗靶面;在钠钙基玻璃温度90℃~120℃,溅射压强为真空度2.5×10‑1Pa~3.5×10‑1Pa和衬底转速10‑20r/min条件下,按照氩氧体积比为16:0.1~16:1通入氩气和氧气,在溅射功率为300w~1000w,速度为20mm/s~35mm/s的条件下溅射镀膜;在退火温度为300~400℃条件下退火冷却后得到镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃。本发明方法通过对钠钙基玻璃清洗去除其表面脏污及灰尘,然后进行真空溅射镀膜,溅射电压和功率均低于传统的直流磁控溅射镀膜和蒸发镀膜,能耗低,较为节能环保,有利于降低制备成本,而且制备得到的镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃的的ITO薄膜的厚度均匀性较好,防静电效果好。

Description

一种ITO薄膜的制备方法
技术领域
本发明属于电子材料制备技术领域,具体涉及一种ITO薄膜的制备方法。
背景技术
ITO薄膜的制作过程是将一种材料(薄膜材料)转移到另一种材料(基板)的表面,形成和基底牢固结合的薄膜的过程。常用的ITO薄膜制备工艺有直流或射频磁控溅射、化学气相沉积、真空反应蒸发、溶胶-凝胶法、喷射热分解、微波ECR等离子体反应蒸发沉积和脉冲激光沉积等,目前,对TFT(Thin-Film Transistor)基板进行防静电的方法大多采用直流溅射镀膜或蒸发镀膜的方法在TFT基板制备ITO薄膜(氧化铟锡薄膜)。
传统的直流溅射镀膜及蒸发镀膜所制备的ITO薄膜的厚度均匀性较差,为了不断的挺高ITO薄膜的制作工艺水平,需要对上述方法以及其他方法不断地改进。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种ITO薄膜的制备方法以降低工艺难度,降低制备成本,改善ITO薄膜性能。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种ITO薄膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将钠钙基玻璃依次经过去离子水、碱液、丙酮、乙醇、去离子水超声清洗后,烘干;
(2)在真空度为1×10-6torr条件下,衬底转速为10~20r/min,预溅射3~4min,清洗靶面;其中靶材中包含锡铟氧化物;
(3)保证腔体温度加热钠钙基玻璃至90℃~120℃,在溅射压强为真空度2.5×10- 1Pa~3.5×10-1Pa和衬底转速10~20r/min条件下,按照氩氧体积比为16:0.1~16:1通入氩气和氧气,在溅射电压为250V~300V,溅射功率为300w~1000w,速度为20mm/s~35mm/s的条件下溅射镀膜;
(4)将步骤(3)得到的镀膜钠钙基玻璃在退火温度为300~400℃条件下退火40~60min,冷却后得到镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃。
上述方法通过对钠钙基玻璃清洗去除其表面脏污及灰尘,然后进行真空溅射镀膜,溅射电压和功率均低于传统的直流磁控溅射镀膜和蒸发镀膜,能耗低,较为节能环保,有利于降低制备成本。
优选地,步骤(3)中钠钙基玻璃的温度为95℃~110℃。
发明人经过反复研究发现,在上述溅射温度下所制备的ITO薄膜的厚度均匀性较好,镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃的防静电效果好。
优选地,步骤(2)中的靶材为铟锡氧化物陶瓷靶。
优选地,步骤(3)中氩氧体积比为16:0.7~16:1。
优选地,步骤(2)中、步骤(3)中衬底转速为15r/min。
优选地,步骤(3)中溅射镀膜的速度为:25mm/s~30mm/s。
发明人经过反复研究发现,在上述溅射速度下所制备的ITO薄膜的厚度均匀性较好,镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃的防静电效果好。
优选地,步骤(1)中清洗的方法为:将钠钙基玻璃依次在去离子水中浸泡30min、在氢氧化钠溶液中超声清洗20min、在丙酮中超声清洗30min、在乙醇中超声清洗20min、在去离子水超声清洗15~25min。
本发明的有益效果在于:本发明提供了一种ITO薄膜的制备方法,本发明方法通过对钠钙基玻璃清洗去除其表面脏污及灰尘,然后进行真空溅射镀膜,溅射电压和功率均低于传统的直流磁控溅射镀膜和蒸发镀膜,能耗低,较为节能环保,有利于降低制备成本,而且制备得到的镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃的的ITO薄膜的厚度均匀性较好,防静电效果好。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
作为本发明实施例的一种ITO薄膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将钠钙基玻璃依次在去离子水中浸泡30min、在氢氧化钠溶液中超声清洗20min、在丙酮中超声清洗30min、在乙醇中超声清洗20min、在去离子水超声清洗15~25min,烘干;
(2)在真空度为1×10-6torr条件下,衬底转速为15r/min,预溅射3~4min,清洗靶面;其中靶材为铟锡氧化物陶瓷靶;
(3)保证腔体温度加热钠钙基玻璃至90℃,在溅射压强为真空度2.5×10-1Pa~3.5×10-1Pa和衬底转速15r/min条件下,按照氩氧体积比为16:0.7通入氩气和氧气,在溅射电压为250V~300V,溅射功率为300w~1000w,速度为25mm/s的条件下溅射镀膜;
(4)将步骤(3)得到的镀膜钠钙基玻璃在退火温度为400℃条件下退火40min,冷却后得到镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃。
实施例2
作为本发明实施例的一种ITO薄膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将钠钙基玻璃依次在去离子水中浸泡30min、在氢氧化钠溶液中超声清洗20min、在丙酮中超声清洗30min、在乙醇中超声清洗20min、在去离子水超声清洗15~25min,烘干;
(2)在真空度为1×10-6torr条件下,衬底转速为15r/min,预溅射3~4min,清洗靶面;其中靶材为铟锡氧化物陶瓷靶;
(3)保证腔体温度加热钠钙基玻璃至95℃,在溅射压强为真空度2.5×10-1Pa~3.5×10-1Pa和衬底转速15r/min条件下,按照氩氧体积比为16:0.7通入氩气和氧气,在溅射电压为250V~300V,溅射功率为300w~1000w,速度为25mm/s的条件下溅射镀膜;
(4)将步骤(3)得到的镀膜钠钙基玻璃在退火温度为400℃条件下退火40min,冷却后得到镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃。
实施例3
作为本发明实施例的一种ITO薄膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将钠钙基玻璃依次在去离子水中浸泡30min、在氢氧化钠溶液中超声清洗20min、在丙酮中超声清洗30min、在乙醇中超声清洗20min、在去离子水超声清洗15~25min,烘干;
(2)在真空度为1×10-6torr条件下,衬底转速为15r/min,预溅射3~4min,清洗靶面;其中靶材为铟锡氧化物陶瓷靶;
(3)保证腔体温度加热钠钙基玻璃至100℃,在溅射压强为真空度2.5×10-1Pa~3.5×10-1Pa和衬底转速15r/min条件下,按照氩氧体积比为16:0.7通入氩气和氧气,在溅射电压为250V~300V,溅射功率为300w~1000w,速度为25mm/s的条件下溅射镀膜;
(4)将步骤(3)得到的镀膜钠钙基玻璃在退火温度为400℃条件下退火40min,冷却后得到镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃。
实施例4
作为本发明实施例的一种ITO薄膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将钠钙基玻璃依次在去离子水中浸泡30min、在氢氧化钠溶液中超声清洗20min、在丙酮中超声清洗30min、在乙醇中超声清洗20min、在去离子水超声清洗15~25min,烘干;
(2)在真空度为1×10-6torr条件下,衬底转速为15r/min,预溅射3~4min,清洗靶面;其中靶材为铟锡氧化物陶瓷靶;
(3)保证腔体温度加热钠钙基玻璃至105℃,在溅射压强为真空度2.5×10-1Pa~3.5×10-1Pa和衬底转速15r/min条件下,按照氩氧体积比为16:0.7通入氩气和氧气,在溅射电压为250V~300V,溅射功率为300w~1000w,速度为25mm/s的条件下溅射镀膜;
(4)将步骤(3)得到的镀膜钠钙基玻璃在退火温度为400℃条件下退火40min,冷却后得到镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃。
实施例5
作为本发明实施例的一种ITO薄膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将钠钙基玻璃依次在去离子水中浸泡30min、在氢氧化钠溶液中超声清洗20min、在丙酮中超声清洗30min、在乙醇中超声清洗20min、在去离子水超声清洗15~25min,烘干;
(2)在真空度为1×10-6torr条件下,衬底转速为15r/min,预溅射3~4min,清洗靶面;其中靶材为铟锡氧化物陶瓷靶;
(3)保证腔体温度加热钠钙基玻璃至110℃,在溅射压强为真空度2.5×10-1Pa~3.5×10-1Pa和衬底转速15r/min条件下,按照氩氧体积比为16:0.7通入氩气和氧气,在溅射电压为250V~300V,溅射功率为300w~1000w,速度为25mm/s的条件下溅射镀膜;
(4)将步骤(3)得到的镀膜钠钙基玻璃在退火温度为400℃条件下退火40min,冷却后得到镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃。
实施例6
作为本发明实施例的一种ITO薄膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将钠钙基玻璃依次在去离子水中浸泡30min、在氢氧化钠溶液中超声清洗20min、在丙酮中超声清洗30min、在乙醇中超声清洗20min、在去离子水超声清洗15~25min,烘干;
(2)在真空度为1×10-6torr条件下,衬底转速为15r/min,预溅射3~4min,清洗靶面;其中靶材为铟锡氧化物陶瓷靶;
(3)保证腔体温度加热钠钙基玻璃至100℃,在溅射压强为真空度2.5×10-1Pa~3.5×10-1Pa和衬底转速15r/min条件下,按照氩氧体积比为16:0.7通入氩气和氧气,在溅射电压为250V~300V,溅射功率为300w~1000w,速度为20mm/s的条件下溅射镀膜;
(4)将步骤(3)得到的镀膜钠钙基玻璃在退火温度为400℃条件下退火40min,冷却后得到镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃。
实施例7
作为本发明实施例的一种ITO薄膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将钠钙基玻璃依次在去离子水中浸泡30min、在氢氧化钠溶液中超声清洗20min、在丙酮中超声清洗30min、在乙醇中超声清洗20min、在去离子水超声清洗15~25min,烘干;
(2)在真空度为1×10-6torr条件下,衬底转速为15r/min,预溅射3~4min,清洗靶面;其中靶材为铟锡氧化物陶瓷靶;
(3)保证腔体温度加热钠钙基玻璃至100℃,在溅射压强为真空度2.5×10-1Pa~3.5×10-1Pa和衬底转速15r/min条件下,按照氩氧体积比为16:0.7通入氩气和氧气,在溅射电压为250V~300V,溅射功率为300w~1000w,速度为30mm/s的条件下溅射镀膜;
(4)将步骤(3)得到的镀膜钠钙基玻璃在退火温度为400℃条件下退火40min,冷却后得到镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃。
实施例8
作为本发明实施例的一种ITO薄膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将钠钙基玻璃依次在去离子水中浸泡30min、在氢氧化钠溶液中超声清洗20min、在丙酮中超声清洗30min、在乙醇中超声清洗20min、在去离子水超声清洗15~25min,烘干;
(2)在真空度为1×10-6torr条件下,衬底转速为15r/min,预溅射3~4min,清洗靶面;其中靶材为铟锡氧化物陶瓷靶;
(3)保证腔体温度加热钠钙基玻璃至100℃,在溅射压强为真空度2.5×10-1Pa~3.5×10-1Pa和衬底转速15r/min条件下,按照氩氧体积比为16:0.7通入氩气和氧气,在溅射电压为250V~300V,溅射功率为300w~1000w,速度为35mm/s的条件下溅射镀膜;
(4)将步骤(3)得到的镀膜钠钙基玻璃在退火温度为400℃条件下退火40min,冷却后得到镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃。
发明人通过对实施例1-8的方法应用后,对制备得到的镀覆ITO薄膜进行检测,发现上述实施例的方法得到的镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃的的ITO薄膜的厚度均匀性较好,防静电效果好。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种ITO薄膜的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将钠钙基玻璃依次经过去离子水、碱液、丙酮、乙醇、去离子水超声清洗后,烘干;
(2)在真空度为1×10-6torr条件下,衬底转速为10~20r/min,预溅射3~4min,清洗靶面;其中靶材中包含锡铟氧化物;
(3)保证腔体温度加热钠钙基玻璃至90℃~120℃,在溅射压强为真空度2.5×10-1Pa~3.5×10-1Pa和衬底转速10-20r/min条件下,按照氩氧体积比为16:0.1~16:1通入氩气和氧气,在溅射电压为250V~300V,溅射功率为300w~1000w,速度为20mm/s~35mm/s的条件下溅射镀膜;
(4)将步骤(3)得到的镀膜钠钙基玻璃在退火温度为300~400℃条件下退火40~60min,冷却后得到镀覆ITO薄膜的钠钙基玻璃。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中钠钙基玻璃的温度为95℃~110℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(2)中的靶材为铟锡氧化物陶瓷靶。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(3)中氩氧体积比为16:0.7~16:1。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(2)中、步骤(3)中衬底转速为15r/min。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(3)中溅射镀膜的速度为:25mm/s~30mm/s。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(1)中清洗的方法为:将钠钙基玻璃依次在去离子水中浸泡30min、在氢氧化钠溶液中超声清洗20min、在丙酮中超声清洗30min、在乙醇中超声清洗20min、在去离子水超声清洗15~25min。
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