Filmes de óxido de índio dopado com estanho depositados por magnetron sputtering.

Abstract

Ao amigo e conselheiro Prof. Dr. Roberto Koji Onmori, que esteve presente desde o início, sempre que precisei, e sem o qual eu talvez não tivesse seguido o caminho que escolhi. Ao Prof. Dr. Marcos Massi, pelo carinho e atenção dispensados no meu Exame de Qualificação. Ao Prof. Dr. Jose Fernando Diniz Chubaci do LACIFID-IFUSP, por todo o apoio técnico e moral. Ao Prof. Dr. Luis da Silva Zambom, pela ajuda geral, tanto na utilização da sala limpa quanto em métodos de caracterização. Aos técnicos do LSI-EPUSP Nelson Ordonez, Carlos Araújo e Rubens Pereira pela paciência e carinho. Ao técnico do IFUSP Antônio Carlos Silveira pelas conversas, risadas e dicas preciosas. Ao amigo Álvaro Diego Maia e ao Prof. Dr. Alain Quivy, do LNMS-IFUSP, pela ajuda e atenção. À Prof.ª Dr.ª Maria Cecília Salvadori, do LFF-IFUSP, pela ajuda com as medições de EDX. A todos os alunos de graduação e de pós-graduação da EPUSP com os quais tive contato e que tanto me ensinaram. À minha família, que sempre me incentivou e me trouxe muito amor. Aos meus amigos de infância e adolescência, que ainda hoje estão presentes em minha vida. À CAPES e à Comissão de Bolsas, pelo apoio financeiro. RESUMO 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 Ω.cm, enquanto a resistividade do filme obtido sobre policarbonato foi da ordem de 10-3 Ω.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. Palavras-chave: Óxido de índio dopado com estanho. Óxidos condutores transparentes. Filmes finos. Sputtering.

Circular economy of ITO thin films deposited on glass obtained from degraded OLED devices

“…Pure indium (In) oxide without doping of tin (Sn) is considered a material with electrical insulator property, but, when it is modified with oxygen vacancies, there is the possibility to reach high levels of n type (negative material), due its intrinsic defects 21 . When doped with Sn, this material becomes an impurity donor, because it is a tetravalent element (Sn) doped with a trivalent chemical element (In) 22 . Then, two mechanisms are possible to occur to generate electrical conduction in ITO thin films, such as:…”

“…Although the tin doping improves the electrical characteristic of ITO, there is a limit value that can be used in the material, because there is reduction of Hall mobility, and it considerably causes the decrease of transmittance. Studies report that the best proportion is 10 mol% of tin and 90 mol% of In oxide 22,23 . Another factor that interferes on the optical and electrical characteristics of ITO is the technique used to fabricate the thin films and also to process the parameters (including the chamber geometry and accessories) used during the deposition.…”