Elektronika 2012-08 I.pdf - Instytut Systemów Elektronicznych

Stwierdzono, że trawienie w roztworach R1 i R3powoduje wzrost, a trawienie w roztworze R2 minimalnezmniejszenie chropowatości podłoża ITO.Wartości średniej (R a) i średnio-kwadratowej chropowatości(R rms) wzrastają w kolejności R2, R0, R1 i R3.W przypadku trawienia w sekwencji roztworów R1otrzymano odmienne wyniki niż w pracy [2], w którejstwierdzono, że trawienie w ultradźwiękach nieznaczniezmniejsza chropowatość próbek ITO (od 0,623 do0,517 nm) i jest za delikatnym sposobem trawienia,który nie usuwa całkowicie zanieczyszczeń z powierzchniITO. W niniejszej pracy natomiast po trawieniuw sekwencji roztworów R1 wartość chropowatościR awzrasta od 0,433 nm do 0,491 nm, a wartośćchropowatości R rmsod 0,559 do 0,663 nm. Nieznacznezmniejszenie chropowatości warstw ITO uzyskanonatomiast w przypadku trawienia próbek w sekwencjiroztworów R2 (od 0,433 do 0,419 nm dla R aoraz od0,599 do 0,544 nm dla R rms). Wyniki te różnią się oduzyskanych w pracach [4] i [11]. W pracy [4] stwierdzono,że trawienie warstw ITO w kąpieli z acetonui alkoholu w ultradźwiękach powoduje zwiększeniechropowatości próbek ITO (od 2,5 do 3,2 nm dla R aoraz od 3,0 do 3,9 nm dla R rms). Również w pracy [11]uzyskano zwiększenie chropowatości R rmswarstw ITOz 2,6 do 3,4 nm.Rezultaty pracy [2] i [11] pokazują także, że najwydajniejszeczyszczenie utrzymujące integralnośćpowierzchni warstw ITO i znaczne zmniejszeniejego chropowatości uzyskuje się dla próbek trawionychw roztworze R3. W pracy [2] uzyskano zmniejszeniewartości chropowatości R rmspowierzchni ITOz 0,623 do 0,230 nm. Natomiast w pracy [11] z 2,6do 2,4 nm. W niniejszej pracy otrzymano odmiennewyniki. Jak widać na rys. 2, chropowatość powierzchniITO wzrastała po trawieniu w roztworzeR3 – wartość R rmsod 0,559 do 0,598 nm oraz wartośćR aod 0,443 do 0,447 nm. Na mikrografiach powierzchnipróbek (rys. 2) wyraźnie widać, że próbkaR3 ma dużo mniej homogeniczną i gładką strukturęw porównaniu z próbkami R1 i R2. Oznacza to, żewarstwa ITO była dość znacznie wytrawiana przezroztwór R3. Z tego powodu uznano, że ten sposóbtrawienia był za agresywny do czyszczenia powierzchniwarstwy ITO.PodsumowanieW pracy oceniano chropowatość tlenku indowo- cynowego (ITO)za pomocą mikroskopu sił atomowych (AFM). Określano wartościśredniej (R a) i średnio-kwadratowej chropowatości (R rms) próbekITO nie trawionych i czyszczonych w różnych sekwencjachroztworów. Zastosowano trzy sposoby trawienia powierzchniITO. Czyszczenie w ultradźwiękach w temperaturze otoczeniapowodowało nieznaczne zwiększenie (w kąpieli z acetonu i alkoholuetylowego – R1) lub zmniejszenie (w kąpieli z acetonui alkoholu izopropylowego – R2) chropowatości powierzchni próbekITO. Natomiast czyszczenie w roztworze amoniakalnym (R3)w podwyższonej temperaturze powodowało zwiększenie wartościchropowatości powierzchni ITO, większe niż po czyszczeniuw roztworze R1. Dla próbek ITO czyszczonych w roztworze R3obserwowano na mikrografach AFM widoczne nierówności strukturypowierzchni świadczące o znacznym wytrawianiu warstwyITO przez ten roztwór. Na podstawie wyników badań stwierdzono,że roztwór R3 jest zbyt agresywny do czyszczenia powierzchniwarstwy ITO, natomiast odpowiednim sposobem czyszczeniajest mycie w ultradźwiękach w sekwencji roztworówOpracowanie wykonane w ramach prac statutowych InstytutuTele- i Radiotechnicznego.Rys. 2. Mikrografie AFM powierzchni próbek ITO po różnych sposobach trawienia:a) bez trawienia (R0), b) po trawieniu w R1, c) po trawieniu w R2, d) potrawieniu w R3Fig. 2. AFM micrographs of the ITO samples for different surface treatments:(a) untreated (R0), (b) R1 treatment, (c) R2 treatment, (d) R3 treatmentLiteratura[1] Xu X. i in.: Electrode modification in organic light-emitting diodes. Displays27, 24 (2006).[2] Besbes S. i in.: Effect of surface treatment and functionalization the ITOproperties for OLEDs. Mater. Sci. Eng., C26, 505 (2006).[3] Li C.N. i in.: Improved performance of OLEDs with ITO surface treatments.Thin Solid Films, 477, 57 (2005).[4] Zhong Z.Y., Jiang Y.D.: Surface modification and characterization of indium–tinoxide for organic light-emitting devices. J. Coll. Inter. Sci. 302,613 (2006).[5] Kim Ch.: E_ects of Surface Treatment on Work Function of ITO (IndiumTin Oxide) Films. J. Korean Phys.Soc., 47, S417 (2005).[6] Petrosino M. i in.: Effect of electrodes properties on OLED performances. PhotonicMater., Devices, and Appl. II, Proc. of SPIE Vol. 6593, 659311, (2007).[7] Kavei G., Zare Y., Gheidari A. Mohammadi: Evaluation of Surface Roughnessand Nanostructure of Indium Tin Oxide (ITO) Films by Atomic ForceMicroscopy. SCANNING Vol. 30, 232 (2008).[8] Kim Ki-Beom I in.: Relationship between Surface Roughness of Indium TinOxide and Leakage Current of Organic Light-Emitting Diode. Jpn. J. Appl.Phys. Vol. 42, L 438 (2003).[9] Lin Yow-Jon i in.: Changes in surface roughness and work functionof indium-tin-oxide due to KrF excimer laser irradiation. J. Vac. Sci. Technol.A, vol. 23, 1305 (2005).[10] Tak Yoon-Heung i in.: Criteria for ITO (indium–tin-oxide) thin film as the bottomelectrode of an organic light emitting diode. Thin Solid Films 411, 12 (2002).[11] Kim J. S. i in.: Indium–tin oxide treatments for single- and double-layerpolymeric lightemitting diodes: The relation between the anode physical,chemical and morphological properties and the device performance.J. Appl. Phys. 84, 6859 (1998).30Elektronika 8/2012