[發明專利]氧化銦錫膜及其制作方法

無效

• 申請號: 201110302041.2
• 申請日: 2011-10-09
• 公開（公告）號: CN103031517A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 楊能輝
• 申請（專利權）人: 光洋應用材料科技股份有限公司
• 主分類號: C23C14/08
• 分類號: C23C14/08;C23C14/34
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 韓蕾

技術領域

本發明涉及一種包含低含氧量氧化銦錫覆蓋層的氧化銦錫膜，以及該氧化銦錫膜的制作方法。

背景技術

氧化銦錫(Indium?Tin?Oxide，ITO)是一種在氧化銦(In₂O₃)中添加適量的氧化錫(SnO₂)所形成的半導體材料。由于結晶型態的氧化銦錫薄膜能同時具備絕佳的導電性、透光性與低反射特性，近年來已被廣泛地應用在平面顯示器、觸控式面板、太陽能電池、或各種光學鍍膜等領域，成為光電產業中不可或缺的一種透明電極材料。

然而，氧化銦錫薄膜一旦結晶后，便不易再進行蝕刻工藝。因此，通常會先在基板上沉積非結晶型態的氧化銦錫薄膜，以適當的蝕刻液蝕刻出預定的電極圖形后，再對薄膜進行退火處理，藉以形成具備導電性與透光性的結晶型態氧化銦錫薄膜。

目前用以制作氧化銦錫薄膜的方法包括：溶膠凝膠法、噴霧熱解法、物理氣相沉積法或化學氣相沉積法等。其中，物理氣相沉積法是最常用于鍍制氧化銦錫膜的方法。一般是在常溫狀態下，以氧化銦錫靶材進行濺鍍沉積，為達到較佳阻值及穿透率，通常通入少量的氧氣。當氧化銦錫膜沉積在基板經過濕蝕刻工藝后，會在大氣中進行高溫退火工藝，此時，氧化銦錫膜會不斷地被氧化，使薄膜中的載子濃度降低、電阻率提高，進而劣化氧化銦錫薄膜的導電特性。

為克服先前技術所面臨的問題，本發明發展一種具有覆蓋層保護的氧化銦錫薄膜，以避免薄膜在退火工藝中不斷被氧化所造成的不良影響。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種氧化銦錫膜，其包含一層用以保護主體層的氧化銦錫覆蓋層，能避免氧化銦錫膜在退火工藝中不斷氧化所造成的不良影響，藉此提升氧化銦錫膜的光電特性。

為達成上述目的，本發明提供一種氧化銦錫膜，包括：氧化銦錫主體層；以及設置于該主體層上的氧化銦錫覆蓋層；其中，該氧化銦錫覆蓋層中氧原子對銦錫原子的原子比值(atomic?ratio?of?oxygen?to?sum?of?Indium?and?tin)(O/(In+Sn))小于該氧化銦錫主體層中O/(In+Sn)的原子比值。

于本發明的氧化銦錫膜中，主體層與覆蓋層中氧原子占銦原子與錫原子總數的比例(即，主體層與覆蓋層的含氧量)為影響氧化銦錫膜特性的關鍵因素。于本說明書中，“O/(In+Sn)”代表氧原子對于銦原子與錫原子兩者總數的比值，以此表示氧化銦錫膜中主體層或覆蓋層的含氧量。

于本發明的氧化銦錫膜中，為了確保氧化銦錫覆蓋層穩定薄膜電性質量的功效，較佳是將氧化銦錫覆蓋層中O/(In+Sn)的原子比值控制于1.25以下，更佳是將氧化銦錫覆蓋層中O/(In+Sn)的原子比值控制于1.19與1.24之間。此外，氧化銦錫主體層的含氧量亦為影響氧化銦錫膜的薄膜特性的關鍵因素。當氧化銦錫主體層的含氧量過高時，會提高氧化銦錫膜的電阻率；當氧化銦錫主體層的含氧量過低時，則會降低氧化銦錫膜的透光性。因此，為了確保氧化銦錫膜的電阻率及透光性，較佳是將氧化銦錫主體層中O/(In+Sn)的原子比值控制于1.3至1.45之間。

于本發明的氧化銦錫膜中，氧化銦錫覆蓋層會影響薄膜的透光率。因此，為了確保氧化銦錫膜的透光性，較佳是將氧化銦錫覆蓋層的厚度控制為50至200埃之間。

本發明的另一目的是在提供一種氧化銦錫膜的制作方法，能夠不需增加額外的工藝步驟，直接于同一濺鍍腔體中以一次濺鍍工藝完成包含主體層及覆蓋層的氧化銦錫膜的制作，藉以形成具有良好穩定性及光電特性的氧化銦錫膜。

為達成上述目的，本發明提供一種氧化銦錫膜的制作方法，其包括下列步驟：(A)、在氧氣與氬氣環境下沉積一氧化銦錫主體層；以及(B)、在氬氣與氫氣環境下，于氧化銦錫主體層上沉積一氧化銦錫覆蓋層，以制得上述的氧化銦錫膜；其中，步驟(A)及步驟(B)是于同一濺鍍腔體中以一次濺鍍工藝完成氧化銦錫膜的制作。

于本發明氧化銦錫膜的制作方法中，由于該方法主要是在同一濺鍍腔體以一次工藝完成兩種不同膜性薄膜的制作，通過調整主體層及覆蓋層的含氧量，制得具有覆蓋層保護的氧化銦錫薄膜。于此制作方法中，濺鍍工藝的參數設定會隨著濺鍍機臺或靶材的不同而變化，因此，該濺鍍工藝參數并無需局限于某一特定的范圍。

因此，本發明對應不同的濺鍍機臺與靶材，可分別控制兩階段工藝的鍍膜參數，直接于同一濺鍍腔體中以一次濺鍍工藝形成包含主體層及覆蓋層的氧化銦錫膜，以不提高工藝復雜度的前提下，制得更為穩度且不受退火工藝破壞的氧化銦錫膜。