1 引言

在氧化物导电膜中，以掺Sn 的In2O3（ITO） 膜的透过率最高和导电性能最好，而且容易在酸液中蚀刻出微细的图形。其透过率已达90%，ITO 中其透过率和阻值分别由In2O 与Sn2O3 之比例来控制，ITO 透明导电薄膜是一种宽能隙半导体材料，能隙值约3.5-4.3ev，在可见光范围内具有良好的穿透性和良好的导电性能，折射率可达1.8-2.1，ITO 属于n 型半导体，可能的导电原理为：一种解释为掺杂机制，另一种解释为氧空位机制。由于ITO 薄膜具有这些优良的性能，从而被广泛应用于电脑显示器LCD 上的导电薄膜，触摸型显示器在氧化等。

2 实验

样品制备：配置清洗溶液，将浓H2SO4 和H2O2 按照3:1比例混合，温度控制在120℃左右，将BK7 玻璃片和生长完外延层的外延片放入溶液中浸泡1min，然后用去离子水冲洗5min，然后用甩干机甩干处理。 将清洗甩干的BK7 玻璃片和外延片分成两组：编号BK7-X、WY-Y；X、Y 是样品编号，分别取值1-6，1-3；放入电子束蒸发设备中蒸镀1100Å 厚度的ITO 样品，玻璃片用来测试不同退火温度对应的可见光下的穿透率和方块电阻，外延片用来测试不同退火温度下对应的电压值。

3 实验与讨论

3.1 不同退火温度对ITO 薄膜性质的影响

3.1.1 不同退火温度对ITO 薄膜光学性质的影响

表1 是BK7 玻璃衬底上蒸镀ITO 厚度1100Å， 分别在300℃、500℃、550℃条件下退火的记录表，蒸镀条件为：腔体真空度5.6×106Pa，蒸镀温度为310℃，镀膜速率为1Å/s，氧气流量为10sccm。

根据下图图1 可知，ITO 厚度1100Å, 分别在300 ℃、500℃、550℃条件下退火30min，在可见光范围内穿透率有明显差异，当退火温度为300℃时，其穿透率明显较低，在460nm 处不到90%，当温度上升到500℃时，穿透率明显上升，最高可98%，550℃相对500℃而言，穿透率基本无明显上升。原因分析，当退火温度较低时，ITO 薄膜内部原子没有获得足够的能量进行扩散，结晶质量不好，无法修复内部缺陷，对光子吸收严重，当温度达到500℃以上，能提供足够的能量让ITO 原子重新排列，重结晶，大量缺陷被修复，薄膜穿透率上升。

3.1.2 不同退火温度对ITO 薄膜电学性质的影响

表2 是在玻璃衬底上蒸镀ITO 厚度1100Å， 分别在300℃、500℃、550℃条件下退火的记录表，蒸镀条件为：腔体真空度5.6×106Pa，蒸镀温度为310℃，镀膜速率为1Å/s，氧气流量为10sccm。

从图2 可以看出，随着温度的上升，ITO 薄膜的片电阻值呈现下降趋势，推断片电阻随温度上升下降原因如下：随着温度的增加，原子获得足够的热能转变为动能，晶格重新排列，薄膜缺陷不断被修复，随着温度不断升高，所获得的动能不断增大，原子排列更加整齐，修复的缺陷更多，因此薄膜导电性变好，片电阻降低；同时随着N2的流动，将腔体内的O2 不断带走，形成氧空位，增加ITO 薄膜内部自由电子的浓度，从而增加薄膜导电性。

3.1.3 不同退火温度对LED 蓝光性质的影响

表三是在玻璃衬底上蒸镀ITO 厚度1100Å， 分别在300℃、500℃、550℃条件下退火的记录表，蒸镀条件为：腔体真空度5.6×106Pa，蒸镀温度为310℃，镀膜速率为1Å/s，氧气流量为10sccm。蒸镀完ITO 后，按照芯片加工工艺，镀膜、光刻、去胶、清洗、等步骤完成LED 芯片的制作，制作成单颗尺寸18mi*35mil 的芯片，然后测试LED 芯片在150MA 下的正向工作电压VF 和发光亮度LOP。

从图3 来看，除ITO 退火温度不同外，三个样品的芯片加工工艺相同，在150mA 电流驱动下，样品1 电压最高，样品三最低，说明1 号样品ITO 的导电能力最差，3 号样品导电能力最好，这正与上面讨论ITO 片电阻随退火温度升高而降低的结论相吻合。

4 结论

当退火温度较低时，ITO 薄膜内部原子没有获得足够的能量进行扩散，结晶质量不好，无法修复内部缺陷，对光子吸收严重，当温度达到500℃以上，能提供足够的能量让ITO 原子重新排列，重结晶，大量缺陷被修复，薄膜穿透率上升可达

98%。

随着温度的增加，晶格重新排列，薄膜缺陷不断被修复，因此薄膜导电性变好，片电阻降低；同时随着N2 的流动，将腔体内的O2 不断带走，形成氧空位，增加ITO 薄膜内部自由电子的浓度，从而增加薄膜导电性。