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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林子展
研究生(外文):TZU-CHANG Lin
論文名稱:紫外光退火於反應式射頻磁控濺鍍透明導電膜AZO,IZO,ITO之研究
論文名稱(外文):A study of ultraviolet annealing of AZO,IZO,ITO transparent conductive films prepared by RF magnetic sputtering deposition
指導教授:凌國基凌國基引用關係
指導教授(外文):K.J. Ling
學位類別:碩士
校院名稱:輔仁大學
系所名稱:物理學系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:英文
論文頁數:81
中文關鍵詞:透明導電膜(TCO)射頻磁控濺鍍紫外光退火
外文關鍵詞:transparent conductive filmsmagnetron RF sputteringAZOIZOITO
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UV(紫外光) annealing於反應式射頻磁控濺鍍透明導電膜AZO,IZO,ITO之研究
研究生:林子展 指導教授:凌國基
摘要
本實驗利用射頻磁控濺鍍(Magnetron RF sputtering)系統以反應式濺鍍沉積各透明導電膜(TCO)如AZO(ZnO:Al) 、IZO(In O -ZnO) 、ITO等,並以磁性流體真空導入端子( Magnetic Fluid Feedthrough )旋轉基板的方式得其膜層均勻性。經由X-Ray 、Cary-5E、橢圓儀等儀器分析其結構及光學性質。為鍍製於壓克力基板上而基板又不能加熱(80 C為上限)的前提下,以紫外光退火(UV annealing)的處理方式在不影響其光學性質下提高透明導電膜之導電性(電阻值至少降低10 倍)。預備將來試著把UV照光的方式加入製程中,以作干涉式多層膜堆設計,以得到良好膜層均勻性及更良好光學性質和導電性。
系所:輔仁大學物理系研究所
論文總頁數:81頁
關鍵字:透明導電膜(TCO),射頻磁控濺鍍(Magnetron RF sputtering), AZO ,IZO ,ITO,紫外光退火(UV annealing) 。

A study of ultraviolet annealing of AZO,IZO,ITO transparent conductive films prepared by RF magnetic sputtering deposition
Student:TZU-CHANG Lin Advisor:K.J. Ling
Abstract
We used magnetron RF sputtering system to prepare every kinds of transparent conductive oxide films (TCO),such as AZO(ZnO:Al)、IZO(In O -ZnO)、ITO,and routed substrate by using magnetic fluid feedthrough to gain better uniformity of layers 。The structual and optical qualities were observed by every analyzers such as X-Ray diffraction、Cary-5E optical spectrum、ellipsometry。In order to deposite films on acrylics without raising the substrate temperature( 80 C),we took process of samples by UV annealing to raise the conductivity of the transparent conductive oxide films(resistivity decreased for three order at least)。For trying to add UV annealing into the process in the future,we will be able to make some designs of interferencing multilayers to get better uniformity and conductivity。
School :Department of Physics,Fu-Jen Catholic University
Summary:81 pages
Keywords:transparent conductive films(TCO),Magnetron RF sputtering, AZO ,IZO ,ITO,ultraviolet annealing(UV annealing)。

目錄:
第一章 前言與研究目的
第二章 原理
2-1 TCO的導電原理
2-2 TCO的透光原理
2-3 TCO薄膜的特性
2-3-1.結構性質
2-3-2.電性
2-4半導體材料內的過量載電粒子
2-4-1.光吸收
2-4-2.載子生命期與光導電率
2-5薄膜膜層設計
2-5-1.電磁學理論
2-5-2.考慮單層膜
2-5-3. 考慮多層膜
2-5-4.導納軌跡法
2-6濺射原理
2-6-1.直流放電法 ( DC Glow Discharge )
2-6-2.射頻放電法( RF discharge )
2-6-3.電漿 ( plasma )
2-6-4.高週波電漿
2-6-5.濺鍍率及影響因素
2-7磁控濺鍍
2-7-1.平衡式磁控濺鍍
2-7-2.非平衡式磁控濺鍍
2-8反應性濺鍍( reactive sputtering )
第三章 實驗裝置
第四章 分析儀器與量測
4-1電阻率量測
4-2膜厚分析及光學性質量測
4-2-1.橢圓儀
4-2-2.紫外光 - 可見光 - 近紅外光光譜儀
4-2-3.結構分析儀器
第五章 實驗步驟
第六章 結果與討論
6-1膜厚分析
6-2紫外光照光處理
6-3結論
圖目錄:
圖2-1 TCO光穿透反射與吸收光譜之代表圖
圖2-2 The crystal of In2O3
圖2-3 ZnO 之結晶結構
圖2-4 Schematic energy-band model for ITO
圖2- 5 (a) p-polarised light ( TM wave )
圖2- 5 (b) s-polarised light ( TE wave )
圖2-6 平面波入射薄膜的表示圖
圖2-7 表面兩個膜層的表示圖
圖2-8 等反射率及等向位曲線座標
圖2-9 直流放電的發光情形示意圖
圖2-10 直流放電在不同操作區間下的放電反應機構示意圖
圖2-11 高週波電場中電子的運動
圖2-12 平行板電極的電漿概念圖
圖2-13平行板電極的電漿的等效電路
圖2-14 低溫電漿高週波設備
圖2-15(a)平衡式磁控濺鍍靶
(b)非平衡式磁控濺鍍靶
圖3-1全系統示意圖
圖3-2 四個濺鍍槍置於真空室中
圖3-3 磁流體旋轉器
圖3-4 四頭濺鍍槍側面示意圖
圖3-5磁控濺鍍槍(Magnetron Sputtering gun)結構圖
圖3-6磁流體真空導入端子
圖3-7 磁流體真空導入端子示意圖
圖6-1
圖6-2
圖6-3
圖6-4
圖6-5 試片上各區域分布及橢圓儀的量測
圖6-6 X-ray diffraction pattern for ITO (Sample R1)
圖6-7 X-ray diffraction pattern for ITO(Sample R2)
圖6-8 X-ray diffraction pattern for ITO(Sample R3)
圖6-9 Optical transmission spectra for ITO (Sample R1)
圖6-10 Optical transmission spectra for ITO (Sample R2)
圖6-11 Optical transmission spectra for ITO (Sample R3)
圖6-12 X-ray diffraction pattern for AZO(Sample R4)
圖6-13 X-ray diffraction pattern for AZO (Sample R5)
圖6-14 Optical transmission spectra for AZO (Sample R4)
圖6-15 Optical transmission spectra for AZO (Sample R5)
圖6-16 X-ray diffraction pattern for IZO(Sample R6)
圖6-17 X-ray diffraction pattern for IZO(Sample R7)
圖6-18 Optical transmission spectra for IZO(Sample R6)
圖6-19 Optical transmission spectra for IZO(Sample R7)
圖6-20 X-ray diffraction pattern for ZnO (Sample R8)
圖6-21 Optical transmission spectra for ZnO (Sample R8)
表目錄:
表6-1
表6-2
表6-3
表6-4
表6-5
表6-6
表6-7
表6-8
表6-9
表6-10
表6-11
表6-12
表6-13
表6-14

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