Propiedades ópticas y eléctricas de películas delgadas de óxido de indio dopado con estaño

Abstract

En este trabajo, se presenta un estudio sistemático de la influencia del tratamiento térmico postdeposición sobre las propiedades estructurales, eléctricas y ópticas de películas delgadas de óxido de indio dopadas con estaño. Los tratamientos térmicos de recocido se llevaron a cabo en una atmósfera de argón y de aire. Estas películas fueron depositadas a través de la técnica de pulverización catódica de radio frecuencia sobre sustratos de sílice fundida con un target de ITO de alta densidad (90wt. % In2O3 y 10 wt %Sn02). El recocido en argón y en aire aumentan el tamaño de grano con el incremento de la temperatura. Tanto el recocido en argón como en aire disminuyeron la resistividad eléctrica hasta después de tratamientos térmicos a 400ºC. A más de 400ºC, el recocido en aire aumenta la resistividad mientras que el recocido en argón disminuye la resistividad del material. De esta forma se evalúa el impacto de la atmósfera y temperatura de recocido en la resistividad eléctrica. La resistividad más baja obtenida en este trabajo fue de 2,5 x 10-4 Ω-cm, después de calentar en argón a 500ºC. La transmitancia de la película en el rango visible no presentó ninguna diferencia notable tanto en el recocido en argón como en aire. No obstante, los parámetros ópticos, como el índice de refracción, coeficiente de absorción, ancho de banda y energía de Urbach son evaluados en función de la temperatura de recocido.

In this work, a systematic study of the influence of post-deposition heat treatment on the structural, electrical and optical properties of tin-doped indium oxide thin films is presented. The annealing was carried out in an argon and air atmosphere. These films were deposited through the radio frequency sputtering technique on fused silica substrates with a high-density ITO target (90wt. % In2O3 y 10 wt. %Sn02). Annealing in argon and in air increases the grain size with increasing temperature. Both argon and air annealing decreased electrical resistivity until after heat treatments at 400ºC. At over 400ºC, annealing in air increases the resistivity while annealing in argon decreases the resistivity of the material. In this way, the impact of the atmosphere and annealing temperature on electrical resistivity is evaluated. The lo­ west resistivity obtained in this work was 2,5 x 10-4 Ω-cm, after heating in argon at 500ºC. The transmittance of the film in the visible range did not show any noticeable difference in both argon and air annealing. However, the optical parameters, such as the refractive index, absorption coefficient, band gap and Urbach energy are evaluated according to the annealing temperature.