ITO薄膜湿法刻蚀研究
本文描述了我们华林科纳一种新的和简单的方法，通过监测腐蚀过程中薄膜的电阻来研究湿法腐蚀ito薄膜的动力学，该方法能够研究0.1至150纳米/分钟之间的蚀刻速率。通常可以区分三种不同的状态：(1)缓慢的初始蚀刻；(2)快速整体蚀刻阶段和(3)结束时的缓慢蚀刻阶段。表明方法特别适合于研究蚀刻过程结束时的现象，在这种情况下，孤立的膜块仍然粘附在衬底上。
由于其相当高的导电性和光学透明度，氧化铟锡(ito)是用于显示器、触摸面板、太阳能电池和其他相关应用的最广泛使用的透明导电氧化物(tco)之一，ito薄膜的图案化通常通过光刻来完成，光刻包括在工业过程中主要是湿法蚀刻的蚀刻步骤。
在ito的湿法蚀刻研究中，通常没有明确提到评估蚀刻速率的程序，由于这些研究的焦点是总的蚀刻速率，所以蚀刻速率可能是通过将膜厚度除以总蚀刻时间来评估的，然而，没有提到如何确定总蚀刻时间，评估蚀刻速率的基本假设是蚀刻速率在蚀刻过程中是恒定的。
在蚀刻ito和其它透明导电材料如sno2和zno的薄膜期间，对蚀刻速率的研究需要监测薄膜的厚度或质量相关量，光学监测方法可以是椭偏测量、直接透射和反射测量或通过光栅结构测量透射和反射，因为对于非常薄的膜(< 50nm)，透射和/或反射的直接测量不足以评估厚度，在ito膜中制备光栅结构需要避免蚀刻不足的蚀刻技术，由于这在部分无定形的ito膜中不总是可能的，并没有考虑应用这种技术。
此外，测量非常薄的ito膜的厚度是麻烦的，因为表面粗糙并且在衬底表面上形成孤立的ito残留物，为了监测蚀刻过程中的蚀刻速率，应用了电阻相关的测量技术，该技术不需要光刻技术来制备样品，并且可能存在上述问题，此外，导电性是诸如ito的透明氧化物膜的最重要的性质之一，电阻是一个便于测量的参数，它与通过蚀刻工艺获得的器件的电特性直接相关，新方法并不局限于ito，还可用于研究各种导电膜的腐蚀动力学。
在描述了蚀刻过程中电阻监测方法的基本要素之后，讨论了电阻监测曲线的形状，并表明从这些曲线中可以获得与ito更相关的蚀刻速率。设计了一种在酸性蚀刻剂如盐酸(hcl)和草酸(h2c2o4)中蚀刻ito薄膜期间监测电阻的方法，这种监测以如下方式进行：每分钟从蚀刻溶液中取出样品，并测量溶液外的电阻，特意选择了这种方式，因为当膜在蚀刻溶液中时，原位测量电阻会受到导电蚀刻溶液中寄生电流的影响，在测量之前，样品在超声浴中在50c的蒸馏水中清洗1分钟，用蒸馏水和酒精冲洗，并在100℃下干燥，该程序将最小蚀刻时间限制为1分钟，而从溶液中取出样品并在蒸馏水中洗涤以停止反应所需的时间通常为7秒，这不会显著增加测定蚀刻时间的误差，没有使用碱来停止反应，确保在测量过程中没有额外的试剂被吸附在ito表面上。
我们通过间隔10 毫米的平行触点测量样品的电阻，这产生了平行的2个方块，因此薄层电阻是测量电阻的两倍。为了保证稳定和低接触电阻，制造了一种特殊结构的夹具，它是由一根长度可调的绳子拉动的悬臂制成的，可以向一个工具施加高达4公斤的力，该工具将样品压向两根由镀锡铜编织线制成的导体，这些线通过pvc隔板在100米内平行(平行度偏差 ~300nm的薄膜中观察到较大的电阻率，观察到的薄膜厚度较小时电阻率的增加，通过蒸发沉积的ito膜的电阻率在100纳米以下增加了2倍，因为当蚀刻后薄膜变得越来越薄时，微晶形态和微晶间电连接的不均匀性可能会起更大的作用。
在蚀刻过程结束时，观察到玻璃上孤立的ito岛，只要ito微晶彼此接触，电阻就具有有限的值，在孤立的ito微晶的情况下，假设电阻将是无穷大，在均匀岛的情况下，这种转变预计是急剧的:类似于从渗透到非渗透的转变，在大多数情况下，没有观察到从有限电阻到无限电阻(> 10m)的急剧转变，因此，一个简单的基于渗流的模型不能解释我们的结果，对我们的结果的一个可能的解释是，在孤立的ito岛之间的玻璃表面上有离子传导。这可能是由于在沉积后的后退火期间na扩散到ito膜中而形成nainxoy化合物造成的。 提出了一种通过监测电阻来研究导电薄膜湿法腐蚀动力学的新方法。该方法已经对25和175nm的ito薄膜进行了测试，这种新方法能洞察蚀刻过程，通常可以区分三个不同的阶段:具有非常慢的蚀刻速率的初始阶段、对于膜的大部分的快速蚀刻速率以及在最后的缓慢蚀刻速率。基于记录总蚀刻时间的蚀刻速率通常会低估相关的蚀刻速率：建议从r0/r曲线中的时间线性阶段计算蚀刻速率。此外，还认为这个方法特别适合于研究蚀刻过程结束时的现象。
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在蚀刻ito和其它透明导电材料如sno2和zno的薄膜期间，对蚀刻速率的研究需要监测薄膜的厚度或质量相关量，光学监测方法可以是椭偏测量、直接透射和反射测量或通过光栅结构测量透射和反射，因为对于非常薄的膜(< 50nm)，透射和/或反射的直接测量不足以评估厚度，在ito膜中制备光栅结构需要避免蚀刻不足的蚀刻技术，由于这在部分无定形的ito膜中不总是可能的，并没有考虑应用这种技术。
此外，测量非常薄的ito膜的厚度是麻烦的，因为表面粗糙并且在衬底表面上形成孤立的ito残留物，为了监测蚀刻过程中的蚀刻速率，应用了电阻相关的测量技术，该技术不需要光刻技术来制备样品，并且可能存在上述问题，此外，导电性是诸如ito的透明氧化物膜的最重要的性质之一，电阻是一个便于测量的参数，它与通过蚀刻工艺获得的器件的电特性直接相关，新方法并不局限于ito，还可用于研究各种导电膜的腐蚀动力学。
在描述了蚀刻过程中电阻监测方法的基本要素之后，讨论了电阻监测曲线的形状，并表明从这些曲线中可以获得与ito更相关的蚀刻速率。设计了一种在酸性蚀刻剂如盐酸(hcl)和草酸(h2c2o4)中蚀刻ito薄膜期间监测电阻的方法，这种监测以如下方式进行：每分钟从蚀刻溶液中取出样品，并测量溶液外的电阻，特意选择了这种方式，因为当膜在蚀刻溶液中时，原位测量电阻会受到导电蚀刻溶液中寄生电流的影响，在测量之前，样品在超声浴中在50c的蒸馏水中清洗1分钟，用蒸馏水和酒精冲洗，并在100℃下干燥，该程序将最小蚀刻时间限制为1分钟，而从溶液中取出样品并在蒸馏水中洗涤以停止反应所需的时间通常为7秒，这不会显著增加测定蚀刻时间的误差，没有使用碱来停止反应，确保在测量过程中没有额外的试剂被吸附在ito表面上。
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