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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2009.tde-31052010-165402
Documento
Autor
Nome completo
Larissa Rodrigues Damiani
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2009
Orientador
Banca examinadora
Mansano, Ronaldo Domingues (Presidente)
Massi, Marcos
Onmori, Roberto Koji
Título em português
Filmes de óxido de índio dopado com estanho depositados por magnetron sputtering.
Palavras-chave em português
Filmes finos
Óxido de índio dopado com estanho
Óxidos condutores transparentes
Sputtering
Resumo em português
O óxido de índio dopado com estanho é um semicondutor degenerado de alta transparência no espectro visível e alta condutância elétrica. Por suas propriedades, ele é utilizado como eletrodo transparente em diversas aplicações. Algumas destas aplicações exigem que os filmes sejam depositados sobre substratos poliméricos, que degradam em temperaturas acima de 100 °C. Por este motivo, métodos de deposição que utilizam baixas temperaturas são necessários. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de técnicas de deposição de filmes de óxido de índio dopado com estanho, em baixas temperaturas (< 100 °C), pelo método de magnetron sputtering de rádio fequência. Filmes foram obtidos sobre substratos de silício, vidro e policarbonato, e suas propriedades físicas, elétricas, ópticas, químicas e estruturais foram analisadas por perfilometria, elipsometria, curvas corrente-tensão, prova de quatro pontas, medidas de efeito Hall, difratometria de raios-X e espectrofotometria. Filmes depositados sobre silício e vidro tiveram resistividade elétrica mínima da ordem de 10^-4 Ohm.cm, enquanto a resistividade do filme obtido sobre policarbonato foi da ordem de 10^-3 Ohm.cm. A transmitância óptica média no espectro visível das amostras variou de 66 a 87 %. Do ponto de vista estrutural, as amostras tenderam a apresentar fase amorfa e cristalina, com orientação preferencial ao longo da direção [100]. De modo geral, as amostras obtidas de 75 a 125 W tiveram as melhores propriedades para serem utilizadas em aplicações que exijam eletrodos transparentes, considerando aspectos elétricos e ópticos.
Título em inglês
Indium-tin oxide thin films deposited by magnetron sputtering.
Palavras-chave em inglês
Indium-tin oxide
Sputtering
Thin films
Transparent conductive oxides
Resumo em inglês
Indium-tin oxide is a degenerate semiconductor that shows high transmittance in the visible region of the spectrum and high electrical conductance. Because of its properties, this material is used as transparent electrode in a wide variety of applications. Some of these applications demand the indium-tin oxide layer to be deposited over polymer substrates, which degrade at temperatures above 100 °C. Because of this degradation problem, deposition methods at low temperatures are needed. The purpose of this work is the development of low temperature (< 100 °C) indium-tin oxide deposition processes by radio frequency magnetron sputtering method. Thin films were deposited over silicon, glass and polycarbonate substrates, and their physical, electrical, optical, chemical and structural properties were analyzed by surface high step meter, ellipsometry, current-voltage curves, four-point probe analysis, Hall effect measurements, X-ray diffractometry and spectrophotometry. Films deposited over silicon and glass substrates showed minimal electrical resistivity in the order of 10^-4 Ohm.cm, while the resistivity of the film obtained over polycarbonate was in the order of 10^-3 Ohm.cm. The average transmittance in the visible spectrum varied over the range 66 to 87 %. According to the structural study, the films present both amorphous and crystalline phases, with crystallites showing preferential orientation along the [100] direction. In general, films deposited with power varying over the range 75 to 125 W showed the best results to be applied as transparent electrodes, considering electrical and optical aspects.
 
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RevisadaFinal.pdf (1.00 Mbytes)
Data de Publicação
2010-12-02
 
AVISO: O material descrito abaixo refere-se a trabalhos decorrentes desta tese ou dissertação. O conteúdo desses trabalhos é de inteira responsabilidade do autor da tese ou dissertação.
  • DAMIANI, L. R., and MANSANO, R. D. Thickness dependence of indium-tin oxide thin films deposited by RF magnetron sputtering. ECS transactions, 2010, vol. 131, p. 117-124.
  • RASIA, L. A., et al. Piezoresistive response of ITO films deposited at room temperature by magnetron sputtering [doi:10.1007/s10853-010-4517-1]. Journal of Materials Science [online], 2010, vol. 45, p. 4224-4228.
  • DAMIANI, L. R., and MANSANO, R. D. Thickness dependence of the properties of magnetron sputtered indium-tin oxide thin films. In XXII International Congress on Glass, Salvador, 2010. XXII International Congress on Glass., 2010. Abstract.
  • DAMIANI, L. R., MANSANO, R. D., and SPARVOLI, M. Thickness dependence of the properties of magnetron sputtered indium-tin oxide thin films. In XXXIII encontro nacional de física da matéria condensada, Águas de Lindóia, 2010. XXXIII encontro nacional de física da matéria condensada., 2010. Abstract.
  • DAMIANI, L. R., MANSANO, R. D., e SPARVOLI, M. Thickness dependence of the properties of magnetron sputtered indium-tin oxide thin films. In XXXII Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, Águas de Lindóia, 2009. XXXII Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada., 2009. Resumo.
  • SPARVOLI, M., et al. Hydrogen influence in indium nitride thin films band gap. In XXXIII encontro nacional de física da matéria condensada, águas de lindóia, 2010. XXXIII encontro nacional de física da matéria condensada., 2010. Abstract.
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