近年來隨著科技的成長呈現幾何倍數的提升，人們對科技產品的需求 也與過去大不相同。尤其現代人講求便利性、行動性及兼顧環境保護因素，
電子產品由過去的厚重和高耗電量，漸漸朝向薄型化、輕量化、低耗電量 和無輻射污染等設計與製造。如一般常見的顯示器逐漸由液晶顯示器 (Liquid crystal display, LCD)和觸控面板(Touch panel)等輕薄短小設計概念取 代早期陰極射線管(Cathode ray tube, CRT)，成為新一代顯示產品並廣泛用於 手機、PDA、薄膜太陽能電池、筆記型電腦等科技產品中。而這些顯示產 品都需要透明度良好的導電薄膜當作電極層[1]，可見透明導電膜在光電科 技中扮演一個不可或缺的角色(如圖 1.1)。
圖 1.1 透明導電膜相關應用產品
導電膜在可見光範圍內(波長 380~760 nm)具有平均穿透率 80％以上，
且 擁有高 導電性， 其電阻 率低 於 1×10-3 Ω-cm， 則 可 稱 為 透 明 導 電 膜 (Transparent conducting oxide, TCO)[1-2]。常見的透明導電膜可分為兩類：
一類為金屬薄膜，金屬本身即是電的良導體，對可見光而言透光性差，只 要其厚度夠薄(約幾 nm 至十幾 nm)則具有良好的光穿透率[3]。但由於製備 不易，硬度低且化學穩定度差，故學者將研究目標轉移到金屬氧化物半導 體薄膜上。另一類為氧化物半導體膜，目前常見的材料包括氧化銦(In2O3)、
氧化錫(SnO2)和氧化鋅(ZnO)三大系列作為研究對象，如表 1.1 所示[1]。此 類半導體材料大都摻雜(doping)比原化合物的陽離子多一價之金屬離子，或 比其陰離子少一價之非金屬離子，藉以提高其導電性，如氧化銦摻雜錫 (In2O3:Sn,ITO)[4-5] 、 氧 化 錫 摻 雜 氟 (SnO2:F,FTO)[6-7] 及 氧 化 鋅 摻 雜 鋁 (ZnO:Al,AZO)[8-10]等為常見之透明導電薄膜。
表 1.1 常見之透明導電薄膜材料[1]
Material Dopant or compound
SnO2 Sb,F,As,Nb,Ta
In2O3 Sn,Ge,Mo,F,Ti,Zr,Hf,Nb,Ta,W,Te ZnO Al,Ga,B,In,Y,Sc,F,V,Si,Ge,Ti,Zr,Hf
CdO In,Sn 發光二極體(OLED: Organic Light-Emitting Diode)和太陽能電池(Solar cell) 等產品[4-5]。氧化銦錫薄膜中的銦為稀有金屬，價錢昂貴，且銦(In)含有毒 性。為考慮產品環保與永續發展問題，近年來全球替代材料不斷地被研究 與發展，以降低透明導電薄膜生產成本。目前使用氧化鋅或氧化錫發展出 來的透明導電薄膜代替氧化銦錫最為廣泛，且以氧化錫摻氟(FTO)最具潛力，
因為此薄膜優點包括：(1)材料價格低廉、(2)耐化學性佳和(3)熱穩定佳等特
本研究主要的重點係使用 UV 雷射退火於 FTO 透明導電薄膜，探討使 用不同之雷射加工參數於氧化錫摻雜氟薄膜退火效果。實驗過程中調整雷 射參數包括雷射能量、掃描速度和離焦光斑尺寸，藉由這些參數的調整探 討實驗退火後薄膜表面形貌、表面粗糙度、機械性質(微硬度與彈性模數) 和光電性質(光穿透率與電阻率)，並進行綜合比較分析，尋求符合透明導電 薄膜需求(1)低電阻率、(2)高透光性和(3)熱穩定佳等特性[7]。
1.3 論文架構
本篇論文計畫書架構一共分為五章節。第一章為前言，主要說明研究 背景、研究動機與目的；第二章為文獻回顧，介紹透明導電薄膜製備、爐 內與雷射退火相關文獻討論；第三章為實驗方法，介紹實驗流程、雷射參 數探討和薄膜量測儀器簡介；第四章為實驗結果與討論；第五章為結論與 未來研究計畫。