Abstract
本論文以射頻平面磁控濺鍍法製備氧化銦鋅薄膜，探討不同靶材成份In2O3-ZnO(ZnO 5, 10, 20, 30 wt%)濺鍍的薄膜的熱穩定性。以四點探針量測片電阻，霍爾測試量測自由載子濃度和載子移動率，X光繞射儀分析結晶狀態，配合量測可見光穿透率來了解IZO薄膜經大氣及還原氣氛中、700℃以下退火處理後之光電性質及薄膜結晶性的變化，並以掃描電子顯微鏡觀察蝕刻圖案邊界，以原子力顯微鏡分析薄膜經不同清洗步驟處理後之表面粗糙度。 由實驗結果可知，所有IZO薄膜於未退火的狀態下皆為非晶質，其中具有較好的光電性質的薄膜是以靶材組成IZO(ZnO 10或20 wt%)所鍍製出的薄膜，其可見光(390-760 nm)平均穿透率為80%，電阻率為5.8-5.9 10-4Ω-cm。IZO薄膜在大氣及還原氣氛經不同溫度退火後，除了ZnO 5 wt%薄膜在大氣環境300℃及還原氣氛250℃以上，ZnO 10 wt%薄膜在大氣環境400℃及還原氣氛325℃退火後有In2O3及Zn3In2O6結晶存在，其他在500℃以下之溫度退火皆維持非晶質狀態。在還原氣氛下退火比在大氣環境下退火的穩定性好。IZO薄膜導電性的熱穩定度，隨著ZnO含量的增加而增大，以ZnO 20 wt%最佳，而30 wt% ZnO的薄膜又變差。ZnO 20 wt%薄膜在還原氣氛經500℃退火後，仍可維持很好導電性，且電阻率甚至比未退火試片低。ZnO含量較多及在還原氣氛下退火的薄膜的可見光穿透率較穩定；在大氣環境經不同溫度退火後之可見光平均穿透率會降低，在還原氣氛退火則幾乎維持不變。IZO薄膜可利用草酸或稀鹽酸蝕刻且蝕刻圖案精細度高，利用稀鹽酸蝕刻的蝕刻邊界較陡峭，利用草酸蝕刻的蝕刻邊界較平緩。薄膜表面相當平滑，粗糙度為0.76 nm。