優(yōu)可測白光干涉儀和薄膜厚度測量儀:如何把控ITO薄膜的黃金參數(shù)
ITO薄膜(Indium Tin Oxide,氧化銦錫)是一種透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜,由氧化銦(In?O?)和氧化錫(SnO?)按一定比例(90%In?O?和10%SnO?)混合制成,兼具高透光性和優(yōu)良導(dǎo)電性,因其優(yōu)異特性在各行業(yè)都有著廣泛應(yīng)用。
一、ITO薄膜的核心特性
1、光學(xué)特性——高透明度
可見光透光率(85%-95%):通過優(yōu)化濺射工藝,可減少光散射和吸收,使其接近玻璃的透光率。
紫外-紅外調(diào)控能力:對紫外光有著強吸收性能,可用于抗紫外線涂層;其紅外反射率可調(diào)控,適用于節(jié)能建筑玻璃。
2、電學(xué)特性——優(yōu)良導(dǎo)電性
低電阻率(10??~10?3 Ω·cm):載流子濃度高——1021 cm?3級,源于Sn??摻雜In?O?形成的氧空位和自由電子。其方阻范圍在5-100 Ω/sq(薄膜厚度50-300nm時),滿足多數(shù)電子器件需求。
導(dǎo)電機制:導(dǎo)帶電子為主要載流子,遷移率可達30-50 cm2/(V·s)。
3、化學(xué)穩(wěn)定性
耐腐蝕性:在常溫下對水、有機溶劑穩(wěn)定。
熱穩(wěn)定性:空氣中可耐受300-400℃高溫。
附著力強:與玻璃、PET基材的結(jié)合力優(yōu)異(在表面預(yù)處理的前提下)。
4、機械性能
硬度高但脆性大:莫氏硬度6~7,耐磨性好,但彎曲半徑<5mm時易開裂,制約柔性應(yīng)用。
可加工性強:可以通過光刻、激光蝕刻來制備微米級圖案(分辨率~10μm)。
二、ITO薄膜的行業(yè)應(yīng)用
1、光伏能源
ITO薄膜作為透明材料電極,在異質(zhì)結(jié)太陽能電池中,可以優(yōu)化光的吸收和電荷傳輸,以此提升光電轉(zhuǎn)換效率。此外,ITO薄膜的導(dǎo)電透光特性也影響著鈣鈦礦電池和CIGS薄膜電池的轉(zhuǎn)換效率。
2、顯示面板
ITO薄膜憑借高透光率85%-95%(接近玻璃的透光率),以及其低電阻率(10??~10?3 Ω·cm),成為LCD、OLED、觸摸屏的關(guān)鍵材料,其廣泛應(yīng)用在智能手機、平板電腦、電子白板等設(shè)備。
3、智能調(diào)光
憑借其ITO薄膜的高透光性和導(dǎo)電性,通過電場調(diào)節(jié)透光率,可以實現(xiàn)動態(tài)節(jié)能與遮陽,應(yīng)用于綠色節(jié)能建筑和汽車玻璃。
4、新興行業(yè)應(yīng)用
目前,ITO薄膜在AR/VR光學(xué)器件、醫(yī)療檢測傳感器等多個新興行業(yè)中嶄露頭角,未來或?qū)⒃诟嘈驴萍紙鼍爸邪l(fā)揮重要作用。
三、ITO薄膜的表面粗糙度與厚度把控的重要性
1、表面粗糙度
ITO表面粗糙度影響其電學(xué)性能、光學(xué)性能與器件可靠性。
若表面粗糙度過大,會降低載流子注入效率、影響光散射、降低透光率等等,甚至?xí)?dǎo)致后續(xù)鍍膜(如SiO?保護層)出現(xiàn)針孔或剝離。
優(yōu)可測白光干涉儀AM-7000系列,可以精準(zhǔn)測量ITO薄膜的表面粗糙度,精度高達亞納米級,實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量與性能的把控,減少客訴。
2、厚度
ITO薄膜厚度影響其電學(xué)性能、光學(xué)性能以及工藝成本。
不同厚度的ITO薄膜,其方阻大小不一,需要根據(jù)實際需求調(diào)控薄膜厚度;
厚度影響光程差,且厚度不均會導(dǎo)致可見光波段透光率曲線偏移;
在性能需求范圍下適當(dāng)減小薄膜厚度,減少成本。厚度每降低10nm,可減少約15%的銦用量,對成本敏感的大面積光伏應(yīng)用尤為重要。
優(yōu)可測薄膜厚度測量儀AF-3000系列,亞納米級精度測量ITO薄膜厚度,可適應(yīng)離線、在線等多種測量場景,單點測量速度<0.5s(包括運動時間)。
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