DD205193A1 - Verfahren zum aufstaeuben transparenter leitfaehiger cadmiumstannatschichten - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufstaeuben transparenter leitfaehiger Cadmiumstannatschichten fuer Heizscheiben, als Antistatikschichten oder Waermereflexionsfilter. Es sind mittels Plasmatronquelle bei hoher Beschichtungsrate ohne zusaetzlichen Energieaufwand hochqualitative Schichten aufzustaeuben. Erfindungsgemaess wird bei konstantem Inertgaspartialdruck und konstanter Entladungsleistung der Sauerstoffpartialdruck so eingestellt, dass die optische Absorption, der spezifische Schichtwiderstand oder die Beschichtungsrate den Extremwert erreicht.
Description
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Verfahren zum Aufstäuben transparenter leitfähiger Cadmiumstannatschichten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum reaktiven Gleichspannungszerstäuben für die Vakuumbeschichtung zum Aufstäuben von im sichtbaren Spektrum transparenten, elektrisch leitfähigen Schichten aus Cadmiumstannat mittels Ringspaltentladung (Plasmatron) ·
Derartige Schichten auf transparenten Substraten werden z. B* als Heizscheiben, als Deckelelektroden für Flüssigkristalldisplays, als Antistatikschichten für Instrumententafein und als Wärmereflexionsfilter eingesetzt.
Zur Herstellung transparenter leitfähiger Schichten aus Cadmiumstannat (Cd2SnO.) sind neben chemischen Verfahren auch physikalische Verfahren zum Aufbringen der Schichten bekannt. Die Nachteile der chemischen Verfahren, Inhomogene Schichten bei großen Flächen, Beschichtung von beiden Seiten, sind bei physikalischen Verfahren beseitigt, indem die Schichten durch Katodenzerstäubung oder Zerstäubung mittels Plasmatron aufgebracht werden·
Nachteilig bei den genannten physikalischen Verfahren ist der bisher nicht überwundene Mangel, zusätzlich zum Beschiohtungs-
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prozeß Energie-aufwenden zu müssen» um hohe Transparenz und hohe elektrische Leitfähigkeit zu erreiohen« Biese Energie wird entweder während der Beschichtung in Form hoher Substrattemperatur (DE-AS 21 32 796) oder durch HF-induzierten Substratbiasbetrieb bzw« nach der Beschichtung durch einen Temperprozeß (DE-AS 27 55 468, DE-OS 28 39 057) eingebracht.
Ein Nachteil der physikalischen Beschichtungsverfahren besteht weiterhin darin, daß bisher nur relativ niedrige Beschichtungsraten erreicht werden konnten, Sie betrugen bei konventioneller DC-Katpdenzerstäubung um 0,1 nm/s, bei HP-Katodenzerstäubung bis zu 0,7 nm/s und bei Zerstäubung mittels Ringspaltentladung um 1 nm/s·
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Beschichtungsverfahren für transparente, elektrisch leitfähige Cadmiumstannatschichten auf der Basis der Plasmatronbeschichtung zu schaffen, welohes die Mängel der bekannten Verfahren vermeidet und Schichten hoher Qualität, insbesondere bezüglich Schichthomogenität, garantiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im sichtbaren Spektrum transparente, elektrisch leitfähige Schichten aus Oadmiumstannat mittels Plasmatronbeschichtung gleichmäßig so abzusoheiden, daß die geforderten Schichteigenschaften (hohe Transparenz, gute elektrische Leitfähigkeit bzw. hohes Infrarotreflexionsvermögen) ohne zusätzlichen Energieaufwand erreicht werden. Die Besehichtungsrate soll mehr als 5 nm/s betragen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Plasmatronquelle im Inertgas-Sauerstoffgemisch daduroh gelöst, daß der Inertgaspartialdruck im BeSchichtungsraum und die Entladungsleistung
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am Target konstantgehalten werden und der Sauerstoffpartialdruck so eingestellt wird, daß die Schichteigenschaften optische Absorption oder spezifischer Schichtwiderstand ein Minimum erreichen oder die Beschichtungsrate ein Maximum erreicht, d. h. ihre Extremwerte,
Dieser gefundene Zusammenhang der Schichteigenschaften mit den Beschichtungsparametern bildet die Voraussetzung zur Durchführung des Verfahrens und hat den Vorteil, keine zusätzliche Energie während oder nach der Beschichtung aufzuwenden, da die Schichten bereite hohe Transparenz und gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen· Möglicherweise wird bei den genannten Beschichtung ab e dingung en unter Ausnutzung der einige hundert Elektronenvolt betragenden Energie der auf das Target auftreffenden Inertgas- und Sauerstoffionen bereits auf dem Target ständig eine Cadmiumstannatschicht mit den gewünschten optimalen Eigenschaften gebildet und abgetragen«
Mit dieser Verfahrensweise konnten Beschichtungsraten für transparente leitfähige Cadmiumstannatschichten bis zu 7 nm/s erreicht werden·
Es ist auch möglich, die sich bei der erfindungsgemäßen Durchführung des Verfahrens ergebenden Strom- bzw· Spannungswerte der Entladung zur Steuerung des Säuerstoffρartlaldrucks zu verwenden· Dabei muß jedoch berücksichtigt werden, daß diese sich mit wachsender Targetbetriebszeit aufgrund der zunehmenden Erosionsgrabentiefe ändern und die vorgegebenen Strom- bzw, Spannungssollwerte daher von Zeit zu Zeit korrigiert werden müssen·
Die zugehörige Zeichnung zeigt alle für die Durchführung des Verfahrens wichtigen Parameter sowie die der aufgestäubten Sohlcht·
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Als Besohichtungsquelle dient ein Planarplasmatron mit 5 kW Nennleistung und kreisrundem, direkt gekühltem Target aus einer Cd/Sn-Legierung (Atomverhältnis Cd : Sn - 2 t 1)· Als Substrate werden Flachgläser eingesetzt» Der Target-Substrat-Abstand beträgt 90 mm. Nachdem in der BeSchichtungsapparatur mittels Öl-Diffusionspumpe und LNg-Kryofläche ein Startdruck von ρ - 9·10"^ Pa erreicht ist, wird das Saugvermögen der Diffusionspumpe duroh eine mechanische Blende gedrosselt und Argon bis auf einen Druok von p^ «6,10 Pa eingelassen. Anschließend wird Sauerstoff bis auf einen Druck von p^ot p^ pQ
-1 « 1,5.10 Pa eingelassen und die Entladung durch Anlegen einer konstanten Leistung von P * 450 W an das Target gezündet« Nach einer kurzen Einsputterzeit wird der Sauerstoffpartialdruck so eingestellt, daß das Maximum der Beschichtungsrate erreicht ist. Diese Peststellung des Maximums erfolgt derart, daß in situ die optische Absorption bei einer festen Wellenlänge im sichtbaren Spektrum gemessen wird« Ist das Minimum der Absorption erreicht, wird der Sauerstoffpartialdruck konstantgehalten· Dieses Minimum entspricht dem Maximum der Beschichtungsrate·
Im Diagramm sind die Beschichtungsrate aD, die Entladungsspannung U sowie die Schichteigenschaften spezifischer Widerstand^, Absorptionsindex ke8g (gemessen bei einer Wellenlänge A « 589 mn), die mit der relativen spektralen Augenempfindlichkeitskurve V (λ) gewichtete Transmission T*vj a und die Reflexion RQy0n (gemessen bei einer Wellenlänge λ β 8 /m) in Abhängigkeit vom Druckverhält-
«WM C^
nis Pn'/P'tot ^r konstanten Argondruck p> »6.10 Pa und konstante Entladungsleistung P β 450 W dargestellt« Man erkennt, daß optimale Schichteigenschaften, d. h, minimaler Absorptionsindex kcQQ» minimaler spezifischer Schichtwiderstand^, maximale TransmissionT'y^g und maximale Reflexion Rq/^» erfindungsgemäß bei maximaler Beschichtungsrate aD erreicht werden·
Claims (2)
1· Verfahren zum Aufstäuben transparenter leitfähiger Cadmiumstannatsohichten mittels Plasmatron im Inertgas-Sauerstoffgemisch} dadurch gekennzeichnet, daß bei konstantem Inertgaspart ialdruck im BeSchichtungsraum und konstanter Entladungsleistung am Target der Sauerstoffpartialdruck so eingestellt wird, daß die optische Absorption oder der spezifische Schichtwiderstand der aufzustäubenden Schicht oder die Beschiohtungsrate den Extremwert erreicht.
2· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffpartialdruck durch die Strom- oder Spannungswerte der Entladung gesteuert wird·
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DD23973882A DD205193A1 (de) | 1982-05-11 | 1982-05-11 | Verfahren zum aufstaeuben transparenter leitfaehiger cadmiumstannatschichten |
Applications Claiming Priority (1)
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| DD205193A1 true DD205193A1 (de) | 1983-12-21 |
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| DD (1) | DD205193A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5011585A (en) * | 1988-07-08 | 1991-04-30 | Saint-Gobain Vitrage | Process for producing a transparent layer with low resistivity |
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1982
- 1982-05-11 DD DD23973882A patent/DD205193A1/de not_active IP Right Cessation
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