一种基于磁控溅射和刻蚀处理制备ITO薄膜的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于磁控溅射和刻蚀处理制备ITO薄膜的方法，所述方法包括以下步骤：步骤S1、旋转衬底，通过清水对衬底表面进行清洗；步骤S2、将聚苯乙烯微球均匀旋涂在所述衬底的表面上；步骤S3、将聚苯乙烯微球进行氧等离子体刻蚀操作，改善聚苯乙烯微球的尺寸；步骤S4、在真空条件下将ITO靶材溅射在所述衬底表面上，形成ITO薄膜，沉积一段时间；步骤S5、将ITO薄膜放在甲苯溶液中进行超声处理，从而刻蚀聚苯乙烯微球，最后得到ITO薄膜，实现ITO薄膜的制备。膜的制备。膜的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁控溅射和刻蚀处理制备ITO薄膜的方法


[0001]本专利技术涉及透明导电薄膜
，特别是一种基于磁控溅射和刻蚀处理制备ITO薄膜的方法。

技术介绍

[0002]透明导电膜是指在可见光范围内透明且具有导电特性的薄膜，在薄膜太阳能电池、有机发光二极管、智能家电、汽车电子等领域具有重要作用。氧化铟锡(Indium Tin Oxide)薄膜是一种重掺杂、高简并n型半导体，简称ITO薄膜。1968年由Philip公司首先制备出具有优良透光性能和导电性能的薄膜后，这种材料就成为了透明导电材料的主流。氧化铟锡薄膜具有一系列独特性能，如高的可见光的透过率；导电性能和加工性能良好；膜层硬度高且既耐磨又耐化学腐烛等等。因此，ITO薄膜仍是目前研究和应用最广泛的透明导电薄膜，特别是用作透明电极的需要量迅速增加。而随着电子科技的飞速发展，电子器件和设备正逐渐向着可移动、轻便、易弯曲变形的方向发展。作为柔性透明导电薄膜的基底薄膜，除了需要较高的透光率和导电性，还需要有良好的柔性和机械强度，而传统工艺制备的ITO薄膜并不具备这个特点。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种能够实现通过刻蚀磁控溅射生长的ITO薄膜内的聚苯乙烯微球，制备出高质量的具有多孔结构ITO薄膜的方法。
[0004]本专利技术采用以下方法来实现：一种基于磁控溅射和刻蚀处理制备ITO薄膜的方法，所述方法包括以下步骤：
[0005]步骤S1、旋转衬底，通过清水对衬底表面进行清洗；
[0006]步骤S2、将聚苯乙烯微球均匀旋涂在所述衬底的表面上；
[0007]步骤S3、将聚苯乙烯微球进行氧等离子体刻蚀操作，改善聚苯乙烯微球的尺寸；
[0008]步骤S4、在真空条件下将ITO靶材溅射在所述衬底表面上，形成ITO薄膜，沉积一段时间；
[0009]步骤S5、将ITO薄膜放在甲苯溶液中进行超声处理，从而刻蚀聚苯乙烯微球，最后得到ITO薄膜，实现ITO薄膜的制备。
[0010]进一步的，所述步骤S1中的衬底为镀钼薄膜、导电玻璃、钠钙玻璃、石英玻璃以及金属箔中的一种。
[0011]进一步的，所述步骤S2中的聚苯乙烯微球的聚苯乙烯纯度为96～99.99％。
[0012]进一步的，所述步骤S2中的聚苯乙烯微球溶解在去离子水中，质量分数在2～20ωt％。
[0013]进一步的，所述步骤S3中的氧等离子体刻蚀的刻蚀功率在30～150w，刻蚀时间在1～20min。
[0014]进一步的，所述步骤S4中的ITO靶材的ITO纯度为96～99.99％，沉积一段时间的范
围为5～60min。
[0015]进一步的，所述步骤S4中的真空条件是0.01～1pa环境，溅射的功率在100～300w。
[0016]进一步的，所述ITO薄膜的厚度在10～500nm之间。
[0017]进一步的，所述步骤S5中超声处理的超声功率在50～200w，超声时间为1～20min。
[0018]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出了一种利用磁控溅射制备出高透过率、抗拉伸应力强的高质量ITO薄膜，其他工艺制备ITO薄膜不具备柔性可拉伸的特点，本专利采用了操作简单、薄膜厚度易控制的磁控溅射和刻蚀方法制备了多孔状柔性可拉伸的ITO薄膜；通过在衬底上旋涂一层PS小球，而后在真空中磁控溅射ITO前驱体薄膜，经过在甲苯溶液中超声刻蚀PS小球的制备方法，具有合成的ITO薄膜具有抗拉应力能力强，导电性质好，制作工艺简单、安全无毒、可实现大面积生产；
[0019]磁控溅射制备薄膜有四大优势：
[0020]其一，在于磁控溅射方法制备ITO前驱薄膜，薄膜厚度通过控制反应温度和时间来实现；
[0021]其二，在于磁控溅射方法制备ITO前驱薄膜，制备过程在真空中完成，溅射环境稳定，物相单一，有利于制备高质量薄膜；
[0022]其三，在于磁控溅射方法制备ITO前驱薄膜，可以降低操作工艺难度，适合工业化大规模制备；
[0023]其四，在于磁控溅射方法制备ITO前驱薄膜，反应无涉及有毒溶剂等，减少制备过程对环境污染；
[0024]刻蚀过程有两大优势：
[0025]其一，通过调节PS小球的大小可以控制最终ITO薄膜孔状结构的大小；
[0026]其二，使用甲苯超声刻蚀PS小球工艺简单，适合工业化大规模制备。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的方法流程示意图。
[0028]图2为本专利技术所述实施例1制备的PS小球层表面SEM图。
[0029]图3为本专利技术所述实施例1制备的柔性透明导电ITO薄膜表面SEM图。
[0030]图4为本专利技术所述实施例1制备的柔性透明导电ITO薄膜的透射光谱图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术做进一步说明。
[0032]请参阅图1所示，本专利技术中提供了一种基于磁控溅射和刻蚀处理制备ITO薄膜的方法，所述方法包括以下步骤：
[0033]步骤S1、旋转衬底，通过清水对衬底表面进行清洗；
[0034]步骤S2、将聚苯乙烯微球均匀旋涂在所述衬底的表面上；
[0035]步骤S3、将聚苯乙烯微球进行氧等离子体刻蚀操作，改善聚苯乙烯微球的尺寸；
[0036]步骤S4、在真空条件下将ITO靶材溅射在所述衬底表面上，形成ITO薄膜，沉积一段时间；
[0037]步骤S5、将ITO薄膜放在甲苯溶液中进行超声处理，从而刻蚀聚苯乙烯微球，最后
得到ITO薄膜，实现ITO薄膜的制备。
[0038]下面通过具体实施例对本专利技术作进一步说明：
[0039]实施例1(请参阅图2所示)
[0040]1、首先对玻璃衬底进行清洗：将玻璃衬底依次浸入洗涤剂、去离子水、乙醇，丙酮溶液中，然后等离子清洗机中清洁，氮气吹干；
[0041]2、将清洗好的玻璃基片放置于旋涂机上，将质量分数为10ωt％的PS小球以2500r/min、15s旋涂在玻璃基片上；
[0042]3、将上述旋涂了一层PS小球的基片放置于等离子体刻蚀设备中，以60w功率刻蚀2min；
[0043]4、将处理过的基片放置于磁控溅射工作室内，使用磁控溅射镀膜系统，将溅射系统的本底真空抽至小于5.0pa；
[0044]5、通过磁控溅射镀膜机溅射气体Ar轰击靶材，
[0045]所述的溅射气体，用纯度为的99.9％氩气；
[0046]所述的靶材，采用纯度为99.8％的ITO靶；
[0047]所述的磁控溅射工作室内工作气压为0～0.2pa；
[0048]6、设置参数为：功率：200W；氧气流量：60sccm；氩气流量：60sccm；沉积时间：10min，所得ITO薄膜厚度80nm；
[0049]7、将步骤6所获的ITO前驱体薄膜置于甲苯溶液中在超声机中以60w功率超声2min，刻蚀PS小球最终得到柔性可拉伸透明导电ITO薄膜；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁控溅射和刻蚀处理制备ITO薄膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1、旋转衬底，通过清水对衬底表面进行清洗；步骤S2、将聚苯乙烯微球均匀旋涂在所述衬底的表面上；步骤S3、将聚苯乙烯微球进行氧等离子体刻蚀操作，改善聚苯乙烯微球的尺寸；步骤S4、在真空条件下将ITO靶材溅射在所述衬底表面上，形成ITO薄膜，沉积一段时间；步骤S5、将ITO薄膜放在甲苯溶液中进行超声处理，从而刻蚀聚苯乙烯微球，最后得到ITO薄膜，实现ITO薄膜的制备。2.根据权利要求1所述的一种基于磁控溅射和刻蚀处理制备ITO薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S1中的衬底为镀钼薄膜、导电玻璃、钠钙玻璃、石英玻璃以及金属箔中的一种。3.根据权利要求1所述的一种基于磁控溅射和刻蚀处理制备ITO薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S2中的聚苯乙烯微球的聚苯乙烯纯度为96～99.99％。4.根据权利要求1所述的一种基于磁控溅射和刻蚀处理制备ITO薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S2中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈桂林，章学堤，黄庆，许德，
申请(专利权)人：福建富兰光学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：