Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ПРОЗРАЧНЫХ ПЛЕНОК
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ПРОЗРАЧНЫХ ПЛЕНОК

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ПРОЗРАЧНЫХ ПЛЕНОК

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано в технологии изготовления фотоприборов. Сущность изобретения: на кварцевую подложку методом магнетронного распыления из мишени состава In2O3:SnO2, где содержание SnO2 не более 10 мас.%, осаждают пленку окиси индия, легированную оловом, в аргоно-кислородной среде, содержащей 10 - 15% кислорода. Давление смеси 0,2 - 0,4 Па и плотность подводимой к мишени мощности разряда 3,2 - 4,5 Вт/см2. Т подложки 300°С. Далее проводят отжиг в аргоно-кислородной среде при температуре 500 - 550°С. На пленку наносят слой SiO2 1 з.п. ф-лы.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2034363
Класс(ы) патента: H01L21/28
Номер заявки: 92006459/25
Дата подачи заявки: 17.11.1992
Дата публикации: 30.04.1995
Заявитель(и): Московский институт электронной техники
Автор(ы): Демкин В.И.; Жучков В.Б.; Виноградов Б.Г.; Никулин В.Б.
Патентообладатель(и): Московский институт электронной техники
Описание изобретения: Изобретение относится к оптоэлектронике, а именно к технологии изготовления фотоэлектрических приборов.
Известен способ изготовления полупроводникового прибора [1] в котором слой активного электрода наносят пульверизацией холодного спиртового раствора хлоридов индия и олова на нагретую на воздухе до 450-480оС подложку, а затем проводят пиролиз. Пленки при этом неравномерны и неоднородны. Коэффициент пропускания не велик.
Известен способ получения электропроводящих прозрачных пленок [2] включающий нанесение пленки методом ВЧ-распыления из горячепрессованной мишени состава In2O3 SnO2, где содержание SnO2 не более 10% на нагретую до 300оС диэлектрическую подложку в аргоно-кислородной среде при полном давлении 1,1 Па и парциальном давлении кислорода 0,1 Па с последующим отжигом в потоке аргона при Т 450-600oС.
Полученные этим способом структуры имеют хорошую прозрачность (коэффициент пропускания 90% ) и удельное сопротивление порядка (2-4)˙10-3 Ом˙см. Однако в некоторых случаях требуются структуры с максимальной прозрачностью и сохраненным при этом небольшим удельным сопротивлением. Способ [2] принят за прототип как наиболее близкий по технической сущности.
Технический результат изобретения повышение прозрачности пленок при сохранении высокой электропроводности.
В способе изготовления прозрачных электропроводящих пленок на основе окислов металлов, включающем нанесение пленки в аргонокислородной среде методом магнетропного распыления из горячепрессованной мишени состава In2O3 SnO2 содержание SnO2 не более 10% на нагретую до 300оС диэлектрическую подложку и последующий отжиг в аргонокислородной среде при Т 500-550оС, напыление проводят при постоянном давлении 0,25-0,4 Па и плотности подводимой мощности 3,2-4,5 Вт/см2. Парциальное давление кислорода составляет 10-15% от общего давления. На сформированную пленку может быть нанесен защитный слой SiO2 аналогичным методом. Используемое полное давление 0,1-0,2 Па. Подложку при этом также нагревают до 300оС. Подводимая мощность 4,5-5,8 Вт/см2.
Проведение процесса напыления при давлении в интервале 0,2-0,4 Па обусловлено следующим. При более низких давлениях наблюдается нестабильность процесса нанесения за счет "срывов" разряда установки. При более высоких давлениях, чем 0,4 Па наблюдается увеличение шероховатости пленок, возрастает неоднородность и неравномерность по толщине, что влияет на электрооптические показатели.
При использовании подводимой мощности менее 3,2 Вт/см2 качество пленок также снижается. Повышается фон естественных загрязнений (остаточный азот, углерод и т. д. ) за счет неэффективности или малой мощности разряда. При относительно небольшом давлении (0,25-0,4 Па) рост пленки сопровождается внедрением примесей, которые влияют на коэффициент пропускания и проводимость. При использовании мощности более 4,5 Вт/см2пленки имеют разориентированную структуру, неравномерны, прозрачность уменьшается.
Рабочее давление при осаждении диэлектрического защитного слоя SiO2поддерживалось в диапазоне 0,1-0,2 Па. С ростом давления (например 0,4 Па) снижалось качество защитных пленок, оцениваемое по скорости химического травления, которая при этом увеличивается почти на порядок. Это происходит за счет уменьшения коэффициента перераспределения и увеличения пористости пленок.
Известно [2] что напыление аналогичных пленок In2O3 Sn проводят обычно при давлении смеси аргона и кислорода в диапазоне 1-1,1 Па, используя ВЧ-метод напыления. Однако полученные таким образом пленки имеют невысокие прозрачность (80%) и оптическую однородность, и их проводимость в значительной мере зависит от парциального давления кислорода как при нанесении, так и последующем отжиге. Температура отжига 500-600оС и падение сопротивления в пленках, подвергнутых отжигу, связаны с установлением равновесной концентрации кислорода в пленке.
В предлагаемом способе напыление осуществлялось при общем рабочем давлении 0,2-0,4 Па, что является нетрадиционным в данной области техники. Кроме того, совместное использование низкого давления и подводимой мощности в диапазоне 3,2-4,5 Вт/см2 позволяет получать пленки In2O3 Sn, имеющие плотную структуру, близкую к дефектному поликристаллу. Этим объясняется повышение качества пленок. Коэффициент пропускания увеличивается до 98% поверхностное сопротивление составляет 200-250 Ом/□.
Кроме улучшения электрооптических свойств самой пленки, появляется также преимущество для последующего нанесения защитного прозрачного покрытия из SiO2. Структура имеет хорошую адгезию, равномерна и однородна по толщине, шероховатости отсутствуют, и последующее нанесение слоя SiO2 практически не изменяет электрооптические свойства структуры.
Таким образом, предлагаемый способ удовлетворяет критериям "новизна" и "изобретательский уровень".
П р и м е р. На кварцевую подложку размерами 20х20 мм проводили осаждение пленки окиси индия, легированного окисью олова, на установке УВН-2М1, модернизированной магнетронной распылительной ячейкой. Ячейка через согласующее устройство подсоединялась к генератору ВЧ (13,56 МГц) и был обеспечен уровень согласования магнитной распылительной системы с генератором ВЧ не менее 92% Камера снабжена ИК-нагревателем.
В рабочей камере обеспечивали остаточное давление 1˙10-3 Па. Затем напускали рабочий газ и устанавливали давление 0,4 Па. Рабочий газ представлял собой смесь аргона и кислорода при содержании последнего 10-15% Включали генератор ВЧ-установки, устанавливали величину подводимой мощности 350 Вт, что соответствует плотности подводимой мощности 4,5 Вт/см2.
Подложку предварительно нагревали до 350оС и выдерживали при такой температуре в течение 20 мин, затем путем естественного охлаждения устанавливали температуру 300оС.
Распыление проводили из мишени диаметром 100 мм, содержащей горячепрессованный материал In2O3 SnO2. Молярная доля SnO2 составляла 10%
После предварительного распыления мишени в течение 20 мин при закрытой заслонке последнюю открывали и осаждали на подложку пленку толщиной 1 мкм в течение 30 мин. Далее структуру нагревали до 500оС и проводили отжиг в аргонокислородной среде, при содержании кислорода 5-10% в течение 15 мин. Далее охлаждали подложку естественным путем в вакууме.
Защитный слой SiO2 наносили аналогичным образом, используя кварцевую мишень диаметром 100 мм. На подложку со сформированной структурой, нагретую до 300оС, проводили напыление окиси кремния при давлении аргонокислородной смеси 0,1-0,2 Па. Содержание кислорода 5-10% Подводимая мощность составляла 350-450 Вт, что соответствует плотности подводимой мощности разряда 4,5-5,8 Вт/см2. Толщина слоя составила 3 мкм.
Изменений оптоэлектрических свойств структуры с защитным слоем практически не наблюдалось, что подтверждает высокое качество получаемых пленок. Они обладают хорошей адгезией, равномерны и однородны по толщине, процессы диффузии кислорода завершены. Поверхностное сопротивление 200-250 Ом/□. Коэффициент пропускания 98%
Проводили также напыление оптически прозрачных пленок In2O3 Sn на подложку со сферической поверхностью, радиус сферы 4 мм. Полученная пленка обладала всеми перечисленными выше качественными показателями.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет изготавливать пленки повышенного качества, удовлетворяющие требованиям оптоэлектроники.
Формула изобретения: 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ПРОЗРАЧНЫХ ПЛЕНОК, включающий осаждение пленок путем высокочастотного магнетронного распыления из мишени In2O3 SnO2, содержащей не более 10 мас. оксида олова в аргонокислородной среде на нагретую до 300oС диэлектрическую подложку, и последующий высокотемпературный отжиг, отличающийся тем, что осаждение пленок проводят при давлении аргонокислородной смеси 0,25 0,4 Па и парциальном давлении кислорода 10 15% от общего давления и плотности подводимой мощности разряда 3,2 4,5 Вт/см2.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после отжига пленки наносят защитный слой оксида кремния.