本研究目標是將透明導電薄膜ITO(Indium Tin Oxide氧化銦錫)沉積在塑膠基板上，做為可撓式基板的導電電極，以應用在可撓式顯示器上。ITO薄膜沉積是利用RF濺鍍(sputter)設備，藉著改變濺鍍功率、控制壓力、溫度參數等，以得最佳光電特性之ITO薄膜。
本研究在室溫以及低功率的條件下，薄膜厚度為150nm，電阻值己可低於30 Ω/□ 。在XRD分析中ITO薄膜結晶方向為(211)、(400)、(440)。透光率在可見光(400nm~800nm)範圍內平均有80%以上的穿透量。薄膜表面粗糙度也可以

Indium Tin Oxide (ITO) films were deposited onto the flexible substrate as the conductive electrode of the flexible display. ITO films were deposited by RF reactive magnetron sputtering. We changed process conditions, such as RF power, process pressure and substrate temperature to get good optical and electrical properties.
ITO films with good electrical and optical properties have been obtained. The sheet resistance of the ITO films (150nm) was below 30 Ω/□ under low temperature and low power process condition. The (211)、(400)、(440) peaks were observed from the XRD profiles. The UV-visible spectra indicate that the average optical transmittance of ITO films is around 80% in the visible range. The surface roughness of the ITO films is also good.

誌 謝 II
中文摘要 V
英文摘要 VI
目 錄 VII
圖表目錄 X
第一章 研究背景與方向 1
1-1 簡介 1
1-2 研究動機 5
第二章 理論基礎 6
2-1 氧化銦錫(ITO)晶體結構 6
2-2 濺鍍(Sputter)系統原理 8
2-3 薄膜結晶特性與基板溫度的探討 11
2-4 薄膜電阻率與穿透率在不同製程條件下的關係 13
第三章 實驗的步驟與方法 16
3-1 實驗基板與靶材的備置 17
3-2 鍍膜參數的設定 18
3-3 薄膜分析與量測儀器 20
3-3.1 四點探針儀(Four-point-probe) 20
3-3.2 X光繞射分析儀 21
3-3.3 紫外光-可見光光譜儀(UV-Visible Spectrophotometer)25
3-3.4 原子力掃瞄探針顯微鏡(AFM) 27
3-3.5 光電子譜分析儀 31
第四章 結果與討論 32
4-1 功率調整 32
4-1.1 功率對電阻率的影響 32
4-1.2 功率對XRD的影響 36
4-1.3 功率對穿透率的影響 38
4-1.4 功率對功函數的影響 40
4-2 壓力調整 42
4-2.1 壓力對電阻率的影響 42
4-2.2 壓力對XRD的影響 44
4-2.3 壓力對穿透率的影響 45
4-2.4 壓力對功函數的影響 46
4-3 溫度調整 47
4-3.1 溫度對電阻率的影響 47
4-3.2 溫度對XRD的影響 49
4-3.3 溫度對穿透率的影響 51
4-3.4 溫度對功函數的影響 52
4-4 表面粗糙度(Surface Roughness)分析結果 53
第五章 總結 57
參考文獻 59
中英對照表 61

圖表目錄
圖目錄

第二章 理論基礎

圖2-1 氧化銦(In2O3)的單位晶體結構 7
圖2-2 氧化銦(In2O3)的晶體結構(cubic structure) 7
圖2-3 直流(DC)濺鍍與射頻(RF)濺鍍系統之示意圖 9
圖2-4 濺鍍時所產生原子解離的現象 9
圖2-5 粒子被濺射出來時基板表面沉積之示意圖 10
圖2-6 XRD繞射圖在不同基板溫度條件下薄膜結晶變化情形[21] 12
圖2-7 薄膜電性與鍍膜基板溫度之關係圖[21] 12
圖2-8 薄膜電阻率與濺鍍功率之關係圖[22] 15
圖2-9 薄膜穿透光譜與濺鍍功率之關係圖[22] 15

第三章 實驗的步驟與方法

圖3-1 RF濺鍍機台示意圖 19
圖3-2 四點探針量測儀示意圖 20
圖3-3 晶體繞射X光時，布拉格方程式之幾何關係圖 24
圖3-4 XRD繞射圖在濺鍍功率條件下薄膜結晶之變化情形[23] 24
圖3-5 XRD繞射圖在濺鍍壓力條件下薄膜結晶之變化情形[23] 24
圖3-6 光學干涉原理之示意圖 26
圖3-7 原子力掃瞄探針顯微鏡之基本架構圖 29
圖3-8 AFM表面粗糙度之示意圖 30
圖3-9 光電子譜分析儀之示意圖 31

第四章 結果與討論

圖4-1 ITO/PES在室溫及1.5mtorr時濺鍍功率與片阻值之曲線圖 34
圖4-2 ITO/PC在室溫及1.5mtorr時濺鍍功率與片阻值之曲線圖 34
圖4-3利用CCD觀察60W及1.5mtorr條件下之基板表面圖 35
圖4-4 PES基板未濺鍍前之XRD繞射圖 36
圖4-5 PC基板未濺鍍前之XRD繞射圖 36
圖4-6 ITO/PES在室溫及1.5mtorr時濺鍍功率與XRD繞射之關係 37
圖4-7 ITO/PC在室溫及1.5mtorr時濺鍍功率與XRD繞射之關係 37
圖4-8 PES基板未濺鍍薄膜前之UV光譜圖 38
圖4-9 PC基板未濺鍍薄膜前之UV光譜圖 38
圖4-10 ITO/PES在室溫及1.5mtorr時濺鍍功率與薄膜穿透率之關係 39
圖4-11 ITO/PC在室溫及1.5mtorr時濺鍍功率與薄膜穿透率之關係 39
圖4-12 ITO/PES在室溫及30W時濺鍍壓力與片阻值之曲線圖 43
圖4-13 ITO/PC在室溫及30W時濺鍍壓力與片阻值之曲線圖 43
圖4-14 ITO/PES在室溫及30W時濺鍍壓力與XRD繞射之關係 44
圖4-15 ITO/PC在室溫及30W時濺鍍壓力與XRD繞射之關係 44
圖4-16 ITO/PES在室溫及30W時濺鍍壓力與薄膜穿透率的關係 45
圖4-17 ITO/PC在室溫及30W時濺鍍壓力與薄膜穿透率的關係 45
圖4-18 ITO/PES在30W及1.5mtorr時基板溫度與XRD繞射之關係 50
圖4-19 ITO/PC在30W及1.5mtorr時基板溫度與XRD繞射之關係 50
圖4-20 ITO/PES在30W及1.5mtorr時基板溫度與薄膜穿透率的關係 51
圖4-21 ITO/PC在30W及1.5mtorr時基板溫度與薄膜穿透率的關係 51
圖4-22 PES基板之表面粗糙度Rms：0.376nm 54
圖4-23 PC基板之表面粗糙度Rms：7.869nm 54
圖4-24 ITO/PES在30W及1.5mtorr時之薄膜粗糙度Rms：1.915nm 55
圖4-25 ITO/PC在30W及1.5mtorr時之薄膜粗糙度Rms：6.196nm 55
圖4-26未濺鍍時玻璃基板之表面粗糙度Rms：1.306nm 56
圖4-27 ITO/Glass高溫及高功率濺鍍出來之薄膜粗糙度Rms:9.837nm 56

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