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研究生:曾奕森
論文名稱:熱處理溫度對浸漬法製備氧化銦錫薄膜之影響
論文名稱(外文):Effects of heat treatment temperature on properties of indium tin oxide films prepared by dip coating
指導教授:周長彬周長彬引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:機械工程系所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:68
中文關鍵詞:透明導電膜
外文關鍵詞:ITO
相關次數:
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氧化銦錫是ㄧ種透明導電的材料,由於它的高導電性(120 ohm/square)和高透光率(90%)的特殊性質,所以被廣泛的利用在平面顯示器與太陽能電池上;在這篇論文中,我們將利用浸漬法(Dip Coating Process)和熱處理來製作ITO導電玻璃,實驗目的在於改變熱處理溫度和氣氛觀察對ITO導電玻璃的影響並且對於量測結果加以分析討論。

實驗將用四點探針量測其片電阻,利用Hall量測儀測量其載子濃度與遷移率,光譜儀測量其透光率與反射率,XRD與SEM量測薄膜厚度、晶粒大小和晶粒的優選方向。實驗結果顯示隨熱處理溫度越高其片電阻越低,熱處理氣氛中添加還原氣體可以降低其片電阻;最低的片電阻到達120Ω/□,已經到達商業用途(觸控面板)的要求。
Indium tin oxide (ITO) is an important transparent conducting material, especially as transparent electrodes of flat panel display (FPD) including solar cells and touch panels. In this study, we use ITO nano-partical in ethanol solution to prepare the thin film used by dip coating process on quartz glasses. Heat treatment temperature was changed and three different atmospheres were blowing over the ITO thin film during thirty minutes in order to know the relationship between heat treatment conditions and films properties.

The heat treatment temperature made the grain size and grain orientation changes. The different atmosphere made different electrical property. We investigated that good film structure and surface morphology decreased the sheet resistance. The optical transmittance was more than 85% in the visible range and the lowest sheet resistance is 120Ω/□. These qualities already reached to the order of touch panel in the industry.
第一章 序論 1
1-1 透明導電氧化物歷史與簡介 1
1-2 透明導電膜的應用 2
1-2-1 透明電極 2
1-2-2 TCO玻璃的應用 4
1-3 透明導電氧化物的成膜技術 7
1-4 研究動機 8
1-5 研究方法與目的 9
1-5-1 研究方法 9
1-5-2 研究目的 9
第二章 文獻回顧 10
2-1 銦、錫的基本性質 10
2-2 氧化銦(In2O3)晶體結構 11
2-3 金屬氧化物的導電原理 13
2-3-1 電阻、電阻係數與片電阻12 13
2-3-2 氧化銦錫的導電原理 14
2-4 金屬氧化物的光學性質 20
2-4-1 TCO的透光原理 20
2-4-2 Burstein-Moss Shift效應(BM-Shift) 22
2-4-3 ITO載子密度和遷移率與光學性質的關係 23
2-5 浸漬法(Dip coating) 24
2-6 熱處理(Heat treatment) 25
2-7 四點探針的量測原理 26
第三章 實驗設備與方法 30
3-1 實驗材料 30
3-1-1 實驗基材-GE124石英玻璃(Quartz plate) 30
3-1-2 實驗漿料-氧化銦錫奈米粒子懸浮液 31
3-2 實驗設備 33
3-2-1 浸漬鍍膜機台 33
3-2-2 熱處理器 35
3-3 量測設備 36
3-3-1 四點探針 36
3-3-2 光譜儀 38
3-3-3 掃描式電子顯微鏡 38
3-3-4 霍爾量測儀 39
3-3-5 X光繞射儀(XRD) 39
3-4 實驗流程 40
3-5 浸漬法鍍膜 42
3-5-1 實驗前處理 42
3-5-2 鍍膜實驗參數設定 42
3-6 熱處理ITO試片 44
3-6-1 試片編號 44
3-6-2 熱處理實驗設定 44
3-6-3 試片保存 45
第四章 ITO材料性質與儀器分析 47
4-1 氧化銦錫晶體微結構 47
4-1-1 X-ray繞射分析 47
4-1-1-1 微結構分析 47
4-1-1-2 氧化銦錫晶粒大小(Average crystallite size) 50
4-1-2 SEM微結構分析 50
4-1-2-1 氧化銦錫薄膜厚度 50
4-1-2-2 熱處理溫度對ITO晶體結構的影響 51
4-1-2-3 混合氣中熱處理ITO薄膜 55
4-2 氧化銦錫薄膜的導電性質 57
4-2-1 四點探針分析片電阻 57
4-2-2 霍爾效應量測 59
4-3 氧化銦錫薄膜的光學性質 61
4-4 補充各項實驗數據 62
第五章 結論 64
參考文獻 66
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