[发明专利]一种降低ITO薄膜红外吸收率的方法

说明书

本发明提供了一种降低ITO薄膜红外吸收率的方法，包括如下步骤：基片清洗步骤：透明的优质浮法玻璃作为基底，使用丙酮在超声的环境下进行清洗；ITO薄膜制备步骤：沉积ITO薄膜，设定靶材转速、溅射功率，经过设定时间得到ITO薄膜；退火处理步骤：使用快速热处理炉对制备好的ITO薄膜进行快速热退火处理，退火后得到最终的ITO薄膜。本发明实现了低红外吸收、高透射率的ITO薄膜的制备，并且薄膜的电阻率较低。且本发明的后续的处理工艺简易、稳定。

技术领域

本发明涉及硅光通讯的薄膜领域，具体地，涉及一种降低ITO薄膜红外吸收率的方法。

背景技术

在硅光通信系统中，光电探测器、调制器等有源器件需要使用电极以使器件正常工作。常用的电极材料一般是Ti/TiN/Al,Al/Ti/Au,W/Cu等金属电极。但是金属电极对红外通信波段的光有强烈的红外吸收，导致光在波导中的传播损耗较大，因此降低了探测器的响应度。而ITO薄膜经过工艺优化兼具高透光率和低电阻特性，可以作为探测器电极，很好地解决金属电极的高红外吸收问题。

林峰等人(专利号：201310306744.1)对透明薄膜基材进行完全的清洁和抛光，选取合适的磁控溅射条件沉积ITO薄膜，最后在90-150℃的环境中退火15-25分钟，得到应用于移动通讯触摸屏领域的高透光率、低电阻率的ITO导电膜。王文君等人(专利号：201310737480.5)通过皮秒激光的焦点距离ITO薄膜2-3mm，移动ITO薄膜做出纳米波纹结构，提高其应用于薄膜太阳能电池领域的红外波段透光率。洪瑞金等人(专利号：201611121607.0)在一定的真空度和一定的功率下，通过电子束辐照轰击Cu/ITO复合薄膜表面使其改性，冷却得到近红外透射增强的复合薄膜。

上述第一种方法主要应用于触摸屏领域，薄膜电阻率仍然较高，不适用于硅光通信；而后两种方法的纳米波纹结构和Cu/ITO复合薄膜制备过程复杂。

为了降低ITO薄膜的红外吸收率和电阻率，提高其透光率，我们在空气氛围中对特定条件下磁控溅射的ITO薄膜进行退火处理，得到的高透射率低电阻率ITO薄膜。这种方法对ITO薄膜的后续处理简单、稳定性好，并且可以作为低红外吸收电极很好地应用于1510-1630nm波段范围内的锗硅光电探测器。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种降低ITO薄膜红外吸收率的方法。

根据本发明提供的一种降低ITO薄膜红外吸收率的方法，包括如下步骤：

基片清洗步骤：透明的优质浮法玻璃作为基底，使用丙酮在超声的环境下进行清洗；

ITO薄膜制备步骤：沉积ITO薄膜，设定靶材转速、溅射功率，经过设定时间得到ITO薄膜；

退火处理步骤：使用快速热处理炉对制备好的ITO薄膜进行快速热退火处理，退火后得到最终的ITO薄膜。

优选地，采用Denton磁控溅射设备沉积ITO薄膜。

优选地，ITO薄膜制备步骤中，靶材转速为3.6rpm，溅射功率为200W。

优选地，ITO薄膜制备步骤中，经过583s得到300nm的ITO薄膜。

优选地，还包括光学性能测试步骤：使用Lamda950紫外可见近红外分光光度计测试薄膜的吸收率(A)、透射率(T)、反射率(R)，实验设置的测量范围是400-1800nm。

优选地，还包括电学性能测试步骤：使用半导体参数测试仪对ITO薄膜进行I-V测试。

优选地，所述半导体参数测试仪包括Aglient BA1500设备。

优选地，快速热处理炉包括RTP-CT150M设备。

优选地，退火处理步骤中，退火温度为300-500℃，退火时间为5分钟。