Ito薄膜的制備方法及ito薄膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種ITO薄膜的制備方法及ITO薄膜，上述ITO薄膜的制備方法包括提供襯底及在還原性氣體氛圍中，在所述襯底上制備ITO薄膜，其中，所述還原性氣體選自氫氣、水蒸氣及一氧化碳中的一種，或選自氬氣和氫氣的混合氣體、氬氣和水蒸氣的混合物氣體及氬氣和一氧化碳的混合物氣體中的一種的步驟。該方法在還原性氣體氛圍中制備ITO薄膜，生成In、Sn氧化物飽和態(tài)和不飽和態(tài)共存的固溶體的多晶體薄膜，控制ITO薄膜向有利于提高表面粗糙度的方向生長，實(shí)現(xiàn)提高ITO薄膜的表面粗糙度的目的。
【專利說明】I το薄膜的制備方法及I TO薄膜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鍍膜【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種ΙΤ0薄膜的制備方法及ΙΤ0薄膜。

【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于電阻式觸摸屏而言，無論采用G+G(Glass+Glass)結(jié)構(gòu)還是采用 F+G(Film+Glass)結(jié)構(gòu)，觸摸屏ΙΤ0 Film和ΙΤ0玻璃上的電阻都很高，ΙΤ0薄膜很薄，其表 面粗糙度比較低，在觸控結(jié)束后都需要少量時(shí)間分離，即觸控存在一定的滯留時(shí)間，影響觸 控響應(yīng)速度。同時(shí)，G+G結(jié)構(gòu)式觸摸屏在上下片玻璃接觸瞬間會(huì)發(fā)出"吱吱"聲，此聲音一些 廠家稱為異音，在夜間或安靜的地方顯得尤為突出。所以觸摸屏廠家一般希望電阻屏用ΙΤ0 玻璃的ΙΤ0薄膜的表面粗糙度越大越好，特別是G+G結(jié)構(gòu)的電阻式觸摸屏，上下片玻璃的 ΙΤ0薄膜的表面粗糙度越高，觸控結(jié)束后越利于表面導(dǎo)電玻璃和底層導(dǎo)電玻璃間的分離，提 高觸摸屏的響應(yīng)速度。同時(shí)，當(dāng)兩片玻璃的粗糙度比較大時(shí)，摁下表面玻璃而在玻璃接觸時(shí) 沒有異常聲音，從而體驗(yàn)感覺更佳。
[0003] 目前，為了提高表面粗糙度，采用了對(duì)玻璃進(jìn)行拋光、化學(xué)法腐蝕玻璃表面或噴砂 的方法，通過提升玻璃基板的粗糙度來提升觸摸屏的響應(yīng)速度，從而提升觸控體驗(yàn)。
[0004] 然而，現(xiàn)有拋光、化學(xué)腐蝕或噴砂的方式雖然可以提高玻璃表面的表面粗糙度，但 無法提高ΙΤ0薄膜的表面粗糙度。同時(shí)，增加以上過程都將進(jìn)一步提高生產(chǎn)成本、壓榨利潤 空間，不利于生產(chǎn)安排、降本增效，也不利于提升公司的營業(yè)利潤。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要提供一種能夠提高ΙΤ0薄膜的表面粗糙度的制備ΙΤ0薄膜的方法。
[0006] -種ΙΤ0薄膜的制備方法，包括如下步驟：
[0007] 提供襯底；
[0008] 在還原性氣體氛圍中，在所述襯底上制備ΙΤ0薄膜，其中，所述還原性氣體選自氫 氣、水蒸氣及一氧化碳中的一種，或選自氬氣和氫氣的混合氣體、氬氣和水蒸氣的混合物氣 體及氬氣和一氧化碳的混合物氣體中的一種。
[0009] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在所述襯底上制備ΙΤ0薄膜的步驟是采用磁控濺射在 所述襯底上制備ΙΤ0薄膜。
[0010] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在所述襯底上制備ΙΤ0薄膜的步驟中，所述襯底的溫 度為 220°C?310°C。
[0011] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述氦氣和氫氣的混合氣體中，氦氣和氫氣的體積比為 95:5、90:10、85:15或80:20 ;所述氬氣和水蒸氣的混合物氣體中，氬氣和水蒸氣的體積比 為95:5、90:10、85:15或80:20 ;所述氦氣和一氧化碳的混合物氣體中，氦氣和一氧化碳的 體積比為95:5、90:10、85:15或80:20。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述氫氣、水蒸氣和一氧化碳的流量均為1?6sccm，所述 氬氣和氫氣的混合氣體、氬氣和水蒸氣的混合物氣體及氬氣和一氧化碳的混合物氣體的流 量均為1?50sccm。
[0013] 一種由上述ΙΤ0薄膜的制備方法制備的ΙΤ0薄膜。
[0014] 上述ΙΤ0薄膜的制備方法在還原性氣體氛圍中制備ΙΤ0薄膜，生成In、Sn氧化物 飽和態(tài)和不飽和態(tài)共存的固溶體的多晶體薄膜，控制ΙΤ0薄膜向有利于提高表面粗糙度的 方向生長，實(shí)現(xiàn)提高ΙΤ0薄膜的表面粗糙度的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為一實(shí)施方式的ΙΤ0薄膜的制備方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā) 明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不 違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。
[0017] 請(qǐng)參閱圖1，一實(shí)施方式的ΙΤ0薄膜的制備方法，包括下述步驟S110和步驟S120。
[0018] 步驟S110 :提供襯底。
[0019] 襯底根據(jù)需要選擇。當(dāng)需要將ΙΤ0薄膜應(yīng)用于LCD、電阻式觸摸屏或電容式觸摸屏 時(shí)，襯底一般為玻璃襯底。
[0020] 首先對(duì)襯底進(jìn)行清洗，并干燥后對(duì)襯底進(jìn)行加熱，并將襯底維持至220?310°C。
[0021] 步驟S120 :在還原性氣體氛圍中，在襯底上制備ΙΤ0薄膜，其中，還原性氣體選自 氫氣、水蒸氣及一氧化碳中的一種，或選自氬氣和氫氣的混合氣體、氬氣和水蒸氣的混合物 氣體及氬氣和一氧化碳的混合物氣體中的一種。
[0022] 可以采用磁控濺射在襯底上制備ΙΤ0薄膜。在還原性氣體氛圍中制備ΙΤ0薄膜， 利用還原性氣體調(diào)整ΙΤ0薄膜中In、Sn的氧化程度和生成不同晶面特征峰，實(shí)現(xiàn)提高ΙΤ0 薄膜的表面粗糙度的目的。
[0023] ΙΤ0薄膜的化學(xué)組成包括Ιη203和Sn02,即In、Sn氧化物的原子理想配比為Ιη:0 = 2:3、Sn:0= 1:2。在鍍膜時(shí)，選擇合適的溫度和在還原性氣體氛圍中，讓?duì)│?膜層沿（222) 衍射峰結(jié)晶生長的同時(shí)沿（400)晶向遷移，并使In和Sn形成不飽和態(tài)，使薄膜中出現(xiàn)一定 的Ιη 20的（411)、（431)晶面衍射峰。形成飽和態(tài)和不飽和態(tài)共存的固溶體，可以保證ΙΤ0 薄膜達(dá)到更高的粗糙度。
[0024] 氫氣（H2)、水蒸氣（H20)及一氧化碳（C0)中的一種及氬氣（Ar)和氫氣（H 2)的混 合氣體、氬氣（Ar)和水蒸氣（H20)的混合物氣體及氬氣（Ar)和一氧化碳（C0)的混合物氣 體中的一種能夠較好地使ΙΤ0薄膜中（222)、（400)、（411)、（431)衍射峰生長，提高粗糙度。 并且，這種氣體不會(huì)與ΙΤ0發(fā)生其他化學(xué)反應(yīng)，不會(huì)影響ΙΤ0薄膜本身的性能，從而能夠保 證ΙΤ0薄膜的質(zhì)量。
[0025] 優(yōu)選地，氦氣和氫氣的混合氣體中，氦氣和氫氣的體積比為95:5、90:10、85:15 或80:20 ;氬氣和水蒸氣的混合物氣體中，氬氣和水蒸氣的體積比為95: 5、90:10、85:15或 80:20 ;氦氣和一氧化碳的混合物氣體中，氦氣和一氧化碳的體積比為95:5、90:10、85:15 或 80:20。
[0026] 還原性氣體的流量太低，則難以達(dá)到提高ΙΤ0薄膜的粗糙度的效果；而還原性氣 體的流量太高，則會(huì)使ΙΤ0薄膜中In、Sn金屬集聚現(xiàn)象過于明顯，從而產(chǎn)品的透過率過低而 難以滿足透過率需要，并且還原性氣體含量過高也易出現(xiàn)In和Sn金屬晶須，在特殊燈光下 觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)有藍(lán)霧現(xiàn)象，經(jīng)擦拭后影響ΙΤ0膜層電阻，影響使用效果。因此，優(yōu)選地，氫氣、 水蒸氣和一氧化碳的流量均為1?6s CCm，氬氣和氫氣的混合氣體、氬氣和水蒸氣的混合物 氣體及氦氣和一氧化碳的混合物氣體的流量均為1?50sccm。
[0027] 可以理解，當(dāng)采用磁控濺射制備ΙΤ0薄膜時(shí)，上述還原性氣體作為反應(yīng)氣體，與工 藝氣體的作用不同。
[0028] 上述ΙΤ0薄膜的制備方法在還原性氣體氛圍中制備ΙΤ0薄膜，生成飽和態(tài)和不飽 和態(tài)共存的固熔體的ΙΤ0薄膜，控制ΙΤ0薄膜向有利于提高粗糙度的多個(gè)晶向的方向生長， 實(shí)現(xiàn)提高ΙΤ0薄膜的表面粗糙度的目的。
[0029] 上述ΙΤ0薄膜的制備方法工藝簡單，鍍膜過程一次完成，無需對(duì)襯底進(jìn)行拋光、腐 蝕或噴砂等物理方法進(jìn)行處理，也無需對(duì)鍍膜設(shè)備進(jìn)行改造，從而在投資和改動(dòng)最小的條 件下提供IT0薄膜的表面粗糙度，提升了觸摸屏的響應(yīng)速度，改善了觸摸屏的觸控體驗(yàn)。
[0030] 由上述ΙΤ0薄膜的制備方法制備的ΙΤ0薄膜的表面粗糙度較高，且制備工藝簡單， 價(jià)格較低，具有較高的市場競爭力，能夠廣泛應(yīng)用于LCD、電阻式觸摸屏或電容式觸摸屏中。
[0031] 以下通過具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 1、提供0. 33mm玻璃襯底，并對(duì)玻璃襯底進(jìn)行清洗并干燥，然后對(duì)玻璃襯底進(jìn)行加 熱至220°C，并維持在220°C。
[0034] 2、通入氫氣作為還原性氣體，在還原性氣體氛圍中，采用磁控濺射在玻璃襯底 上制備透過率為90%、電阻為350?500歐姆的普通TP用ΙΤ0玻璃。其中，氫氣的流量 為4 SCCm，采用Ar作為工藝氣體，Ar的流量為12〇SCCm，磁控濺射的電壓為312V，功率為 3. 2kw，鍍膜節(jié)拍為70s。
[0035] 采用島津生產(chǎn)UV2450分光光度計(jì)測定ΙΤ0薄膜的透光率為> 90%。
[0036] 采用PSIA公司制造的XE-100原子力顯微鏡測試ΙΤ0薄膜的表面粗糙度 Ra > 0. 9nm。除了不在還原性氣體氛圍中進(jìn)行鍍膜以外，按上述相同的氣體工藝制備ΙΤ0 薄膜，采用相同的測定方法測定ΙΤ0薄膜的表面粗糙度Ra< 0. 4nm。可見，在還原性氣氛中 制備的ΙΤ0薄膜，能夠提高ΙΤ0薄膜的表面粗糙度。
[0037] 實(shí)施例2
[0038] 1、提供0. 55mm玻璃襯底，并對(duì)玻璃襯底進(jìn)行清洗并干燥，然后對(duì)玻璃襯底進(jìn)行加 熱至250°C，并維持在250°C。
[0039] 2、通入水蒸氣作為還原性氣體，在還原性氣體氛圍中，采用磁控濺射在玻璃襯底 上制備透過率90%以上、電阻400?600歐姆的普通TP用ΙΤ0玻璃。其中，水蒸氣的流 量為6 SCCm，采用Ar作為工藝氣體，Ar的流量為12〇SCCm，磁控濺射的電壓為327V，功率為 3. 15kw，鍍膜節(jié)拍為56s。
[0040] 采用島津生產(chǎn)UV2450分光光度計(jì)測定ΙΤ0薄膜的透光率為> 90%。
[0041] 采用PSIA公司制造的XE-100原子力顯微鏡測試ΙΤ0薄膜的表面粗糙度 Ra > 0. 8nm。除了不在還原性氣體氛圍中進(jìn)行鍍膜以外，按上述相同的氣體工藝制備ΙΤ0 薄膜，采用相同的測定方法測定ITO薄膜的表面粗糙度Ra < 0. 4nm。可見，在還原性氣氛中 制備的IT0薄膜，能夠提高IT0薄膜的表面粗糙度。
[0042] 實(shí)施例3
[0043] 1、提供0. 7mm玻璃襯底，并對(duì)玻璃襯底進(jìn)行清洗并干燥，然后對(duì)玻璃襯底進(jìn)行加 熱至270°C，并維持在270°C。
[0044] 2、通入一氧化碳作為還原性氣體，在還原性氣體氛圍中，采用磁控濺射在玻璃襯 底上制備透過率為93%以上、電阻為350?500歐姆的高透TP用ΙΤ0玻璃。其中，一氧化 碳的流量為6 SCCm，采用Ar作為工藝氣體，Ar的流量為12〇SCCm，磁控濺射的電壓為297V， 功率為2. 05kw，濺射節(jié)拍為150s。
[0045] 采用島津生產(chǎn)UV2450分光光度計(jì)測定ΙΤ0薄膜的透光率為> 90%。
[0046] 采用PSIA公司制造的XE-100原子力顯微鏡測試ΙΤ0薄膜的表面粗糙度 Ra> l.Onm。除了不在還原性氣體氛圍中進(jìn)行鍍膜以外，按上述相同的氣體工藝制備ΙΤ0 薄膜，采用相同的測定方法測定ΙΤ0薄膜的表面粗糙度Ra < 0. 5nm?？梢?，在還原性氣氛中 制備的ΙΤ0薄膜，能夠提高ΙΤ0薄膜的表面粗糙度。
[0047] 實(shí)施例4
[0048] 1、提供1. 1mm玻璃襯底，并對(duì)玻璃襯底進(jìn)行清洗并干燥，然后對(duì)玻璃襯底進(jìn)行加 熱至280°C，并維持在280°C。
[0049] 2、通入氬氣和氫氣的混合氣體作為還原性氣體（Ar和H2的體積比為95:5)，在還 原性氣體氛圍中，采用磁控濺射在玻璃襯底上制備透過率為93%以上、電阻400?600歐姆 的高透TP用ΙΤ0玻璃。其中，氬氣和氫氣的混合氣體的流量為5〇 SCCm，采用Ar作為工藝氣 體，Ar的流量為12〇SCCm，磁控濺射的電壓為325V，功率為1. 9kw，濺射節(jié)拍為78s。
[0050] 采用島津生產(chǎn)UV2450分光光度計(jì)測定ΙΤ0薄膜的透光率為> 90%。
[0051] 采用PSIA公司制造的XE-100原子力顯微鏡測試ΙΤ0薄膜的表面粗糙度 Ra > l.Onm。除了不在還原性氣體氛圍中進(jìn)行鍍膜以外，按上述相同的氣體工藝制備ΙΤ0 薄膜，采用相同的測定方法測定IT0薄膜的表面粗糙度Ra<0.5nm?？梢姡谶€原性氣氛中 制備的IT0薄膜，能夠提高IT0薄膜的表面粗糙度。
[0052] 實(shí)施例5
[0053] 1、提供1. 8mm玻璃襯底，并對(duì)玻璃襯底進(jìn)行清洗并干燥，然后對(duì)玻璃襯底進(jìn)行加 熱至3KTC，并維持在310°C。
[0054] 2、通入氬氣和水蒸氣的混合氣體作為還原性氣體（Ar和水蒸氣的體積比為 90:10)，在還原性氣體氛圍中，采用電子束蒸鍍在玻璃襯底上制備透過率90%以上、電阻 350?500歐姆的普通TP用IT0玻璃。其中，氬氣和水蒸氣的混合氣體的流量為5〇 SCCm， 磁控濺射的電壓為337V，功率為3. 5kw，鍍膜節(jié)拍為70s。
[0055] 采用島津生產(chǎn)UV2450分光光度計(jì)測定IT0薄膜的透光率為> 90%。
[0056] 采用PSIA公司制造的XE-100原子力顯微鏡測試IT0薄膜的表面粗糙度 Ra > 0. 7nm。除了不在還原性氣體氛圍中進(jìn)行鍍膜以外，按上述相同的氣體工藝制備IT0 薄膜，采用相同的測定方法測定IT0薄膜的表面粗糙度Ra< 0. 4nm。可見，在還原性氣氛中 制備的IT0薄膜，能夠提高IT0薄膜的表面粗糙度。
[0057] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種ITO薄膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 提供襯底； 在還原性氣體氛圍中，在所述襯底上制備ΙΤ0薄膜，其中，所述還原性氣體選自氫氣、 水蒸氣及一氧化碳中的一種，或選自氬氣和氫氣的混合氣體、氬氣和水蒸氣的混合物氣體 及氬氣和一氧化碳的混合物氣體中的一種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ΙΤ0薄膜的制備方法，其特征在于，所述在所述襯底上制備 ΙΤ0薄膜的步驟是采用磁控濺射在所述襯底上制備ΙΤ0薄膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ΙΤ0薄膜的制備方法，其特征在于，所述在所述襯底上制備 ΙΤ0薄膜的步驟中，所述襯底的溫度為220?310°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ITO薄膜的制備方法，其特征在于，所述氬氣和氫氣的混合氣 體中，氬氣和氫氣的體積比為95:5、90:10、85:15或80:20 ;所述氬氣和水蒸氣的混合物氣 體中，氬氣和水蒸氣的體積比為95: 5、90:10、85:15或80:20 ;所述氬氣和一氧化碳的混合 物氣體中，氬氣和一氧化碳的體積比為95:5、90:10、85:15或80:20。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IT0薄膜的制備方法，其特征在于，所述氫氣、水蒸氣和一氧 化碳的流量均為1?6sccm，所述氬氣和氫氣的混合氣體、氬氣和水蒸氣的混合物氣體及氬 氣和一氧化碳的混合物氣體的流量均為1?50sccm。
6. -種由如權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的ITO薄膜的制備方法制備的ITO薄膜。
【文檔編號(hào)】C23C14/35GK104109839SQ201410317651
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】劉玉華, 方鳳軍 申請(qǐng)人:宜昌南玻顯示器件有限公司