DE102011116062A1 - Keramisches Erzeugnis zur Verwendung als Target - Google Patents

Keramisches Erzeugnis zur Verwendung als Target Download PDF

Info

Publication number
DE102011116062A1
DE102011116062A1 DE201110116062 DE102011116062A DE102011116062A1 DE 102011116062 A1 DE102011116062 A1 DE 102011116062A1 DE 201110116062 DE201110116062 DE 201110116062 DE 102011116062 A DE102011116062 A DE 102011116062A DE 102011116062 A1 DE102011116062 A1 DE 102011116062A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ceramic product
intrinsically conductive
conductive ceramic
producing
sputtering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE201110116062
Other languages
English (en)
Inventor
Dr.-Ing. Langguth Jochen
Dietrich Mund
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vaciontec GmbH
Sintertechnik GmbH
Original Assignee
Vaciontec GmbH
Sintertechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vaciontec GmbH, Sintertechnik GmbH filed Critical Vaciontec GmbH
Priority to DE201110116062 priority Critical patent/DE102011116062A1/de
Priority to PCT/EP2012/070373 priority patent/WO2013057065A2/de
Publication of DE102011116062A1 publication Critical patent/DE102011116062A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/0072—Heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/44—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminates
    • C04B35/443—Magnesium aluminate spinel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/453—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/486—Fine ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0749—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type including a AIBIIICVI compound, e.g. CdS/CulnSe2 [CIS] heterojunction solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/90—Electrical properties
    • C04B2111/94—Electrically conducting materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3284—Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C04B2235/6583—Oxygen containing atmosphere, e.g. with changing oxygen pressures
    • C04B2235/6584—Oxygen containing atmosphere, e.g. with changing oxygen pressures at an oxygen percentage below that of air
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C04B2235/6588—Water vapor containing atmospheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/661—Multi-step sintering
    • C04B2235/662—Annealing after sintering
    • C04B2235/664—Reductive annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/79—Non-stoichiometric products, e.g. perovskites (ABO3) with an A/B-ratio other than 1
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein keramisches Erzeugnis, welches als Target für die Beschichtung von Substraten eingesetzt werden kann, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das keramische Erzeugnis ist geeignet, als Target in Sputter-Prozessen eingesetzt zu werden und dient der Erzeugung einer Schicht auf einem Substrat, wobei die erzeugte Schicht eine hohe Transparenz sowie eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Das keramische Erzeugnis besteht aus Zinkoxid und ist nicht oder nur geringfügig dotiert. Mittels einer Sauerstoffreduktion während eines Wärmebehandlungsprozesses wird die elektrische Leitfähigkeit des keramischen Erzeugnisses derart gesteigert, dass es für ein Sputter-Prozess geeignet ist. Während des Sputter-Prozesses wird gezielt eine Aufoxidation durchgeführt, um eine extrem geringe elektrische Leitfähigkeit des keramischen Materials in der auf dem Substrat erzeugten Schicht zu erhalten.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein intrinsisch leitfähiges keramisches Erzeugnis, welches durch eine temporär erhöhte elektrische Leitfähigkeit als Target für die Beschichtung von Substraten mittels Sputterverfahren, insbesondere auch für Gleichstrom-Sputterverfahren, verwendet werden kann, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Verfahren zu dessen Verwendung.
  • Bestimmte keramische Erzeugnisse können vorteilhaft als Target in Sputter-Prozessen eingesetzt werden, wobei eine Schicht auf einem Substrat erzeugt werden kann. Derartige Schichten können eine hohe Transparenz sowie eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
  • Keramische Targets sind generell vorteilhaft gegenüber beispielsweise metallischen Targets, weil sie kostengünstig endmaßnah hergestellt werden können und stabile Zerstäubungsprozesse erlauben, welche ohne aufwendige und kritische Maßnahmen zur Prozessregelung auskommen sowie weitgehend frei von Hysterese-Effekten ablaufen können.
  • Auf Substrate, beispielsweise aus Glas, werden häufig dünne Schichten appliziert, um bestimmte optische und/oder elektrische Funktionen zu bewirken. Derartige Substrate können etwa verwendet werden für Solarzellen oder TFT-Displays.
  • So werden beispielsweise dünne Zinkoxid-Schichten (ZnO-Schichten) auf Substrate aufgebracht, um eine hohe Transparenz und eine bestimmte elektrische Leitfähigkeit zu bewirken.
  • Typischerweise können derartige Schichten über Sputterverfahren erzeugt werden. Hierbei wird das auf das Substrat zu applizierende Schichtmaterial über das Target als Festkörper in den Prozeß eingebracht, der üblicherweise in einer Vakuumbeschichtungsanlage abläuft.
  • Im Falle von Dünnschicht-Solarzellen wie beispielsweise Cu(In,Ga)Se2-Solarzellen (CIGS-Solarzellen) werden etwa zwischen einer sogenannten Absorberschicht aus Cu(In,Ga)Se2 und einer äußeren Schicht aus Aluminium-Zinkoxid sogenannte Pufferschichten eingebracht, die eine möglichst hohe Transparenz aufweisen sowie elektrisch nichtleitend sein sollen.
  • Die Pufferschichten können dabei aus Cadmiumsulfid (CdS) bestehen wie beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2009 050 988 B3 beschrieben. Als nachteilig erweist sich jedoch die Toxizität des Cadmiumsulfids, so dass alternative Materialien für diese Pufferschichten gesucht werden.
  • Die Offenlegungsschrift DE 10 2008 009 339 A1 beschreibt ein Verfahren zur Beschichtung eines Substrates mit einer transparenten ZnO-Schicht mittels DC-Sputterns. Das ZnO-Targetmaterial ist mit Aluminium im Prozentbereich dotiert, um eine gewünschte Leitfähigkeit zu erzielen. Ein derartiges Schichtmaterial ist auch als AZO oder ZnO:Al bekannt. Die auf das Substrat applizierte Schicht weist hiernach einen Flächenwiderstand im Bereich von 700 bis 1000 μΩcm auf. Zur Erzeugung leitfähiger, transparenter Schichten ist das Material AZO daher als Targetmaterial bekannt.
  • Soll durch das Target allerdings eine gering oder nichtleitende, transparente Zinkoxid-Schicht auf ein Substrat aufgebracht werden, beispielsweise als Pufferschicht auf Dünnschicht-Solarzellen, so ist eine Dotierung etwa mit Aluminium möglichst zu vermeiden.
  • Wird die Dotierstoffkonzentration vermindert, so gestaltet sich jedoch aufgrund der dadurch bedingten geringeren elektrischen Leitfähigkeit des Zinkoxids eine Verwendung als Target, insbesondere für Sputterverfahren, als sehr schwierig, da der elektrische Widerstand hoch bzw. für einen erfolgreichen Sputterprozess sogar zu hoch sein kann.
  • Um einen größtmöglichen elektrischen Widerstand der erzeugten Schicht zu erhalten, ist dagegen idealerweise auf eine Dotierung vollständig zu verzichten. In diesem Fall ist die extrem hochohmige Keramik allerdings kaum noch als Target in Wechselstrom-Sputterprozessen verwendbar und kann häufig nur mit Hochfrequenz-Magnetrons zerstäubt werden. Außerdem besteht die Gefahr von elektrischen Durchschlägen und Bogenentladungen an derartigen hochohmigen ZnO-Targets.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, vorstehende Nachteile zu mildern oder sogar zu vermeiden. Insbesondere soll ein als Target verwendbares keramisches Erzeugnis zur Verfügung gestellt werden, welches es erlaubt, auf einem Substrat eine gering oder idealerweise nicht leitende Schicht mittels eines Sputterverfahrens aufzubringen. Dabei soll das keramische Erzeugnis einfach und kostengünstig hergestellt werden können.
  • Insbesondere soll das keramische Erzeugnis als Target sowohl für Wechsel- und Gleichstrom-Sputterverfahren als auch für Hochfrequenz-Sputterverfahren verwendet werden können.
  • Überraschend einfach wird die Aufgabe bereits durch ein Verfahren und ein keramisches Erzeugnis nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfinder haben ein sogenanntes intrinsisch leitfähiges keramisches Erzeugnis sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung entwickelt, bei dem in überraschender Weise ein elektrisch gering oder nichtleitendes keramische Erzeugnis durch eine Wärmebehandlung bei erhöhter Temperatur und/oder verminderter Sauerstoffkonzentration in der umgebenden Atmosphäre eine Steigerung der elektrischen Leitfähigkeit erfährt und auf diese Weise ”intrinsisch” leitfähig wird.
  • Daher kann ein mittels dieses Verfahrens hergestelltes intrinsisch leitfähiges keramisches Erzeugnis als Target in Beschichtungsprozessen, bei denen das Material für die aufzubringende Schicht mittels Sputterverfahren aus einem Festkörper abgeschieden wird, verwendet werden.
  • Die Sputterverfahren können Verfahren der Kathodenzerstäubung, Gleichstrom-, Mittel- und Hochfrequenz-Sputterverfahren, Magnetronsputtern sowie insbesondere auch Wechselstrom-Sputterverfahren umfassen.
  • Hierbei wird typischerweise das abzuscheidende Material in fester Form als Festkörper einer häufig evakuierten Beschichtungskammer zugeführt. Mittels physikalischer Prozesse wird dieses Material dann abgetragen. Das abgetragene Material kann auf zu beschichtende Substrate in der Beschichtungskammer treffen und dort eine Schichtbildung bewirken. Diese Schicht kann beispielsweise für elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich transparente Eigenschaften aufweisen. Zudem kann sich elektrisch leitfähig oder auch nicht bzw. gering leitend ausgebildet sein.
  • Die Erfinder haben herausgefunden, dass bestimmte keramische Erzeugnisse, umfassend keramische Erzeugnisse aus Zinkoxid, Aluminiumoxid, Titandioxid oder Siliziumdioxid, auch ohne oder nur mit geringer Dotierung mit Elementen zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit wie etwa Aluminium, dennoch als hinreichend elektrisch leitfähige Targetmaterialien eingesetzt werden können, wenn mittels einer Wärmebehandlung dem keramischen Erzeugnis während der Herstellung gezielt Sauerstoff entzogen wird und wenn nachfolgend während des Beschichtungsprozesses Sauerstoff wieder gezielt zugegeben wird.
  • Hierbei wird die elektrische Leitfähigkeit des keramischen Erzeugnisses temporär erhöht durch den gezielten Sauerstoffentzug unter Wärme. Ein keramisches Erzeugnis, bei welchem auf diesem Wege die elektrische Leitfähigkeit erhöht wird, wird nachfolgend als intrinsisch leitfähiges keramisches Erzeugnis verstanden.
  • Die Temperatur des erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsprozesses liegt vorteilhaft bei 500°C oder darüber; in jedem Fall unterhalb der Schmelztemperatur der Ausgangsrohstoffe. Unter temporär ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass der Zustand der erhöhten elektrischen Leitfähigkeit des Materials des keramischen Erzeugnisses vorübergehend, mit anderen Worten also von einer begrenzten Dauer, ist.
  • Insbesondere ist hierunter zu verstehen, dass die elektrische Leitfähigkeit des Materials des keramischen Erzeugnisses nach einem Aufbringen oder Applizieren auf ein Substrat wieder auf einen niedrigeren Wert verringert ist. Vorzugsweise liegt die elektrische Leitfähigkeit des auf ein Substrat applizierten oder aufgebrachten Materials also in dem Bereich der elektrischen Leitfähigkeit, den dieses Material vor der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung innehatte.
  • Besonders vorteilhaft kann daher auf dem Substrat eine Schicht erzeugt werden, dessen elektrische Leitfähigkeit im Bereich derjenigen elektrischen Leitfähigkeit liegt, welche das Material des keramischen Erzeugnisses ursprünglich, das heißt vor der Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit durch die Wärmebehandlung, aufweist.
  • Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren hervorragend geeignet zur Herstellung von Targets aus keramischen Materialien für eine Verwendung in Sputterverfahren, insbesondere auch für eine Verwendung in Gleichstrom-Sputterverfahren, und kann zur Erzeugung von Schichten auf Substraten mit geringen oder nichtleitenden elektrischen Eigenschaften eingesetzt werden.
  • So können auch Targets aus keramischen Materialien hergestellt werden, wobei das Ausgangsmaterial eine nur geringe Eignung für eine Verwendung als Target aufweisen kann. Die elektrische Leitfähigkeit des Materials kann temporär erhöht werden und auf diese Weise zu der sogenannten intrinsischen Leitfähigkeit führen. Derartige intrinsisch leitfähige keramische Erzeugnisse können daher als Target für die Kathodenzerstäubung, das Gleichstromsputtern sowie das Magnetronsputtern verwendet werden. Überraschend gut kann ein derartiges Target auch für ein Wechselstrom-Sputtern verwendet werden.
  • Unter einem keramischen Erzeugnis wird ein Erzeugnis verstanden, welches auf anorganischen, feinkörnigen Rohstoffen basiert, typischerweise unter Wasserzugabe gemischt, dann getrocknet, bei Raumtemperatur geformt und anschließend erhitzt werden kann.
  • Zur Herstellung derartiger keramischer Erzeugnisse kann das keramische Material also in Pulverform zur Verfügung gestellt werden. Das keramische Material kann dabei Materialien der Gruppe Zinkoxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid, Siliziumdioxid oder auch Spinelle umfassen. In Abhängigkeit von den Eigenschaften der zu applizierenden Schicht auf dem Substrat werden bevorzugt sehr reine, undotierte oder nur sehr gering dotierte Ausgangsrohstoffe eingesetzt.
  • Hierunter ist zu verstehen, dass das keramische Erzeugnis wenigstens 99 Gew.-%, bevorzugt 99,5 Gew.-% und besonders bevorzugt 99,9 Gew.-% Material der jeweiligen Materialgruppe umfasst. Somit wird als Ausgangsrohstoff also insbesondere ein keramisches Material mit Verunreinigungen von weniger als 1000 ppm verwendet.
  • Bevorzugt wird als Ausgangsrohstoff jeweils nur Material einer der oben genannten Gruppen ausgewählt. Es können aber auch Mischungen aus verschiedenen Materialien, beispielsweise Zinkoxid und Aluminiumoxid, als Ausgangsmaterial verwendet werden.
  • Als besonders geeignet für die Erzeugung einer Schicht auf einem Substrat mit einer sehr niedrigen elektrischen Leitfähigkeit hat sich Zinkoxid als keramisches Material erwiesen. Dabei kann vorzugsweise Zinkoxid mit einer sehr hohen Reinheit und ohne eine gezielte Dotierung eingesetzt werden.
  • Die Summe aller Verunreinigungen kann bei keramischen Erzeugnissen auf der Basis von Zinkoxid vorzugsweise bei kleiner als 100 ppm, bevorzugt bei < 50 ppm liegen.
  • Das Ausgangsmaterial kann somit vorzugsweise wenigstens 99,5 Gew.-% ZnO, bevorzugt > 99,9 Gew.-% und besonders bevorzugt > 99,99 Gew.-% ZnO umfassen.
  • Besonders bevorzugt ist das keramische Ausgangsmaterial nicht mit Elementen zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit dotiert, um eine sehr niedrige elektrische Leitfähigkeit der erzeugten Schicht zu erhalten.
  • Häufig wird zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit das Ausgangsmaterial mit Al2O3 dotiert. Besonders bevorzugt kann daher eine Verunreinigung mit Al2O3 bei einer ZnO-Keramik bei < 20 ppm Al2O3, bevorzugt < 10 ppm Al2O3 und besonders bevorzugt < 5 ppm Al2O3 liegen.
  • Das Ausgangsmaterial kann also in Pulverform vorliegen. Sodann kann es mit Wasser, bevorzugt mit destillierten Wasser und verschiedenen organischen Additiven versetzt werden, umfassend hochreines Wasser und/oder Stabilisatoren und/oder Verflüssiger und/oder Bindern. Mittels Sprühtrocknung oder Tellergranulierung können hieraus hochreine Kugeln oder Hohlkugeln als Vorprodukt hergestellt werden, wodurch ein pressfähiges Granulat erzeugt werden kann. Die organischen Additive können einen Zusammenhalt des Granulats nach einem Verdichtungsprozess wie beispielsweise das uniaxiale oder das isostatische Pressen verbessern.
  • Dieses kugelförmige Vorprodukt kann sodann in eine entsprechende Form, beispielsweise eine Stahlmatrix für Platten, eingebracht werden. Im Fall von Platten kann nachfolgend eine uniaxiale Trockenpressung erfolgen. Weiterhin kann das keramische Vormaterial auch in Formen aus Gummi eingebracht werden und mittels kalt-isostatischer Pressung geformt werden. Dieses Verfahren kann etwa für die Erzeugung von rohrförmigen keramischen Produkten verwendet werden. Das derart geformte keramische Erzeugnis wird auch als Grünkörper bezeichnet.
  • Der Grünkörper kann in dieser Form bereits mechanisch bearbeitet werden. Vorteilhaft kann die Bearbeitung des Grünkörpers beispielsweise bei der Erzeugung von rohrförmigen keramischen Produkten sein, um etwa eine hohe Rundheit der Außenkontur zu erzeugen.
  • Mögliche organische Bestandteile des Grünkörpers, die durch die Stabilisatoren in dem Ausgangsmaterial vorhanden waren, können durch einen ersten Wärmebehandlungsprozess ausgebrannt werden. Dieser Wärmebehandlungsprozess kann beispielsweise bei 400°C erfolgen.
  • Typischerweise durchläuft der Grünkörper weiterhin einen Sinterprozess, bei welchem bei Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur der eingesetzten Rohstoffe das keramische Erzeugnis zu einem härteren, dauerhaften Gegenstand gesintert wird. Die Bestandteile des keramischen Erzeugnisses werden hierbei miteinander „verbacken”. Die Sintertemperaturen liegen dabei beispielsweise in einem Bereich von etwa 1.200 bis 1.620°C, bevorzugt bei 1.300 bis 1.600°C und besonders bevorzugt bei 1.350 bis 1.590°C.
  • Erfindungsgemäß wird mittels einer Wärmebehandlung dem keramischen Erzeugnis Sauerstoff entzogen. Dies kann während des Sinterprozesses erfolgen. Es kann aber auch dem Sinterprozess ein weiterer Wärmebehandlungsprozess nachgeschaltet werden. Hierbei kann das keramische Erzeugnis nach dem Sinterprozess auch auf Raumtemperatur abgekühlt werden und sodann der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung zugeführt werden.
  • Vorteilhaft kann dieses Vorgehen sein, wenn beispielsweise die Beschaffenheit eines Ofens besser für das Sintern und die eines weiteren besser für den Sauerstoffentzug ist, etwa aufgrund der Gasdichtigkeit. Ebenso kann der Wärmebehandlungsprozess zum Sauerstoffentzug aber auch mit dem Sinterprozess kombiniert werden.
  • Der Sauerstoffentzug kann durch Einstellen einer bestimmten Gasatmosphäre während des Wärmebehandlungsprozesses in dem Ofen erfolgen.
  • Das hierdurch entstehende Keramik-Erzeugnis weist vermehrte Sauerstoffleerstellen in seiner Gitterstruktur auf, die zu einer Steigerung von dessen Leitfähigkeit führen. Unter Sauerstoffentzug wird im Sinne der Erfindung also das Erzeugen von Sauerstoff-Leerstellen in der Gitterstruktur des keramischen Erzeugnisses verstanden. Sauerstoffentzug bedeutet also mit anderen Worten, dass die Gitterstruktur des keramischen Erzeugnisses nach dem Sauerstoffentzug mehr Sauerstoff-Leerstellen aufweist als vor der besagten Behandlung.
  • Während der Wärmebehandlung zum Sauerstoffentzug der Keramik kann dabei in dem Ofen eine trockene oder eine feuchte Gasatmosphäre vorherrschen. Bevorzugt liegt eine Schutzgasatmosphäre vor. Hierzu können bekannte Schutzgase basierend auf Helium und/oder Neon und/oder Argon und/oder Krypton und/oder Xenon und/oder Radon zum Einsatz kommen.
  • Weiterhin kann der Sauerstoffentzug auch durch das Beigeben von sogenannten Sauerstoff-Gettern in dem Ofen erfolgen. Selbstverständlich kann der Sauerstoffentzug auch sowohl durch als Sauerstoff-Getter wirkende Materialien in dem Ofen als auch durch eine entsprechende Atmosphäre in dem Ofen zeitgleich erfolgen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform kann zusätzlich während des Wärmebehandlungsprozesses ein zusätzliches Material als Sauerstoff-Getter in dem Ofen eingesetzt werden. Ein derartiges Material kann etwa Graphit, vorzugsweise in feinkörniger Struktur, sein. Besonders bevorzugt wird ein Graphit-Grieß dem Ofen beigegeben. Hierdurch wird der Sauerstoff-Entzug des keramischen Materials verbessert.
  • In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform wird das keramische Erzeugnis in dem Wärmebehandlungsprozess einer Stickstoff-, Chlor- oder Fluoratmosphäre ausgesetzt, wobei diese Atmosphäre ebenfalls sowohl trocken als auch feucht sein kann.
  • In einer zusätzlichen besonderen Ausführungsform wird in dieser Atmosphäre ebenfalls Graphit in feinkörniger Struktur als Sauerstoff-Getter eingesetzt.
  • Ein auf diese Weise hergestelltes intrinsisch leitfähiges keramisches Erzeugnis kann nachfolgend entsprechend mechanisch nachbearbeitet werden, um beispielsweise eine bestimmte Endkontur oder Geometrie zu erzeugen. Die mechanischen Bearbeitungsverfahren können beispielsweise das Schleifen, das Drehen, das Fräsen oder das Bohren umfassen.
  • Im Sinne der Erfindung kann durch dieses Verfahren eine intrinsisch leitfähige Keramik oder, am Beispiel des Zinkoxids, eine sogenannte intrinsisch leitfähige Zinkoxid-Keramik (i-ZnO-Keramik) erzeugt werden, wobei die elektrische Leitfähigkeit dieser intrinsisch leitfähigen Keramik höher ist als die des ursprünglichen keramischen Materials.
  • Das erfindungsgemäß hergestellte intrinsisch leitfähige keramische Erzeugnis kann verschiedene Geometrien aufweisen, wie sie für keramische Erzeugnisse im Allgemeinen bekannt sind. Hierzu gehören insbesondere auch die für die Kathodenzerstäubung bekannten geometrischen Formen, etwa quaderförmig im Falle von Planartargets oder zylinderförmig im Falle von Rohrtargets.
  • So können auch keramische Rohrtargets mit Längen im Bereich von 2.000 mm und darüber hinaus hergestellt werden.
  • Besonders vorteilhaft können durch das erfindungsgemäße Verfahren also auch Erzeugnisse aus keramischen Materialien, welche sich zwar kostengünstig herstellen lassen, welche aber aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit des Ausgangsmaterials nicht oder nur wenig geeignet sind für eine Verwendung als Target bei bestimmten Sputterverfahren, dennoch als Target verwendet werden.
  • Weiterhin vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren daher auch für keramische Erzeugnisse, die sich endkonturnah, also mit nur geringem Verschnitt während des Herstellprozesses, fertigen lassen. Auf diese Weise lassen sich besonders kostengünstig keramische Erzeugnisse als Planar- oder als Rohrtarget fertigen.
  • Das erfindungsgemäß hergestellte keramische Erzeugnis kann aufgrund seiner temporär erhöhten, intrinsischen Leitfähigkeit als Target, bevorzugt als Planar- oder als Rohrtarget, für ein Beschichtungsverfahren auf Basis von Sputterverfahren verwendet werden. Sputterverfahren können das Sputtern mit Gleich- oder Wechselstrom, gepulst und ungepulst umfassen. Ferner kann das intrinsisch leitfähige keramische Erzeugnis auch für Mittel- und Hochfrequenz-Sputterverfahren verwendet werden.
  • Bei einem Sputter-Prozess wird im Allgemeinen in einer Beschichtungskammer unter Vakuum ein Substrat mit einer Schicht appliziert. In der Beschichtungskammer erfolgt die Beschichtung durch Zerstäuben eines Festkörpers, der als Target fungiert.
  • Im Falle großflächiger Substrate wie beispielsweise Glassubstraten für Dünnschicht-Solarzellen haben sich Durchlaufanlagen etabliert, die mit Rohrtargets arbeiten. Rohrtargets bieten im Vergleich zu Planartargets den Vorteil eines homogeneren Materialabtrages, einer hohen Ausnutzungsrate des Targetmaterials sowie einer langen Targetstandzeit.
  • Durch Beschuß des Targets mit Ionen wird aus dem Target Material herausgelöst und auf das Substrat appliziert. In der Beschichtungkammer wird dabei typischerweise ein Edelgas als Arbeitsgas eingeleitet, welches üblicherweise Argon enthält.
  • Eine erfindungsgemäß erzeugte intrinsisch leitfähige Keramik kann als Target in einem derartigen Prozess verwendet werden, wobei die intrinsisch leitfähige Keramik etwa als Planartarget oder auch als Rohrtarget verwendet werden kann.
  • Besonders vorteilhaft im Sinne der Erfindung wird in der Beschichtungskammer dem Arbeitsgas zusätzlich Sauerstoff zugegeben, wodurch das intrinsisch leitfähige keramische Material wiederum eine Sauerstoff-Anreicherung erfährt. Diese Aufoxidation findet bevorzugt in der Gasphase statt, in anderen Worten also nach dem Herauslösen aus dem Target.
  • Die durch den Sauerstoffentzug während des Wärmebehandlungsprozesses erhöhte elektrische Leitfähigkeit des keramischen Materials wird durch die Aufoxidation wieder zurückgeführt. Hierdurch verringert sich die Anzahl der Sauerstoff-Leerstellen in der Gitterstruktur des applizierten keramischen Materials. Somit kann die auf das Substrat applizierte Schicht eine geringere elektrische Leitfähigkeit aufweisen im Vergleich zu der elektrischen Leitfähigkeit des intrinsisch leitfähigen keramischen Targets.
  • Die elektrische Leitfähigkeit der auf dem Substrat erzeugten Schicht kann in dem Bereich der elektrischen Leitfähigkeit des keramischen Ausgangsmaterials liegen, in anderen Worten vor dem erfindungsgemäßen Sauerstoffentzug. Die temporäre Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit des keramischen Materials kann somit wieder zurückgeführt werden.
  • Das erfindungsgemäß hergestellte intrinsisch leitfähige Keramik-Erzeugnis kann für verschiedene Sputterverfahren, umfassend das Wechselstrom- wie auch das Gleichstromsputtern sowohl für den gepulsten als auch für den nicht gepulsten Betrieb eingesetzt werden.
  • Hierdurch kann auf ein Substrat, beispielsweise ein Glas, ganz oder zumindest zum Teil eine Schicht aufgebracht werden.
  • Das Substrat kann eine Solarzelle, eine Halbleiteranordnung oder eine Elektronikbaugruppe umfassen. Die Halbleiteranordnung oder die Elektronikbaugruppe kann auf konventionellen Leiterplatten oder auf Folien- oder Keramikleiterplatten basieren.
  • Auf den Substraten kann vorteilhaft eine elektrische Widerstandsschicht ausgebildet werden, die zudem eine hohe Transmission aufweisen kann.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der dargestellten Ausführungsbeispiele, den Figuren und den angefügten Ansprüchen.
  • Beispielhaft wird ein Verfahren zur Herstellung einer intrinsisch leitfähigen Zinkoxid-Keramik dargestellt. Es sollte aber verstanden werden, dass das beschriebene Verfahren nur ein Beispiel zur Erzeugung einer intrinsisch leitfähigen Keramik darstellt. Sowohl andere keramische Materialien, umfassend Aluminiumoxid, Titandioxid oder Siliziumdioxid sowie Mischungen dieser Materialien untereinander, sind ebenso möglich wie Abweichungen von dem dargestellten Prozessablauf, wobei die dargestellten Verfahrensschritte eine bevorzugte Ausführungsform beschreiben.
  • Schichten auf Basis von Zinkoxid zeichnen sich durch ihre hohe Transmission im sichtbaren Bereich elektromagnetischer Strahlung aus. Häufig werden sie mit geeigneten Elementen, beispielsweise Aluminium, dotiert, um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen und sie auf diese Weise für Prozesse der Gasphasenabscheidung zu qualifizieren.
  • Im Sinne der Erfindung werden Keramiken, bevorzugt Zinkoxid-Keramiken, mit sehr geringen Verunreinigungen eingesetzt, um eine elektrisch isolierende Eigenschaft als Schicht zu bewirken.
  • Unter normalen Bedingungen liegt Zinkoxid in einer Wurtzit-Struktur vor. Durch den Wärmebehandlungsprozess wird dem Zinkoxid Sauerstoff gezielt aus dem Wurtzit-Gitter entzogen, um dessen Leitfähigkeit zu erhöhen: ZnO → Zn + ½O2
  • Tabelle 1 beschreibt einen bevorzugten Verfahrensablauf zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses auf Basis von Zinkoxid.
    Schritt 1 Rohstoff: pulverförmiges Zinkoxid Reinheit: > 99,5 Gew.-% ZnO, bevorzugt > 99,9 Gew.% und besonders bevorzugt > 99,99 Gew.-% ZnO
    Schritt 2 Versetzen mit destillierten Wasser und organischen Stabilisatoren
    Schritt 3 Sprühtrocknung
    Schritt 4 Einfüllen der Kugeln in eine Stahlmatrix
    Schritt 5 Zweiseitige, uniaxiale Trockenpressung
    Schritt 6 Kaltisostatische Pressung P = 2.000 bis 4.000 bar
    Schritt 7 Ausbrennen der organischen Bestandteile des Grünkörpers Temperatur: >= 400°C Haltezeit: 0,5 h bis 5 h
    Schritt 8 Abkühlen des Grünlings auf Raumtemperatur
    Schritt 9 Sintern des Grünkörpers Temperatur: 1.200 bis 1.620°C, Haltezeit: 0,5 bis 12 h
    Schritt 10 Abkühlen des keramischen Erzeugnisses auf Raumtemperatur
    Schritt 11 Aufheizen und Wärmebehandlung zur Erzeugung der intrinsisch leitfähigen Keramik Temperatur: >= 500°C (bis unterhalb der Schmelztemperatur), Haltezeit: 0,5 h bis 100 h
    Schritt 12 Abkühlen der intrinsisch leitfähigen Keramik auf Raumtemperatur
    Schritt 13 Mechanische Nachbearbeitung
    Tabelle 1: Beispielhafter Verfahrensablauf
  • Die Reinheit der eingesetzten Materialien kann vorzugsweise bei wenigstens 99 Gew.-%, bevorzugt 99,5 Gew.-% und besonders bevorzugt 99,9 Gew.-% des jeweiligen Ausgangsmaterials liegen.
  • Im Fall von Materialien auf der Basis von Zinkoxid kann die Reinheit vorteilhafterweise bei wenigstens 99,5 Gew.-% ZnO, bevorzugt > 99,9 Gew.-% und besonders bevorzugt > 99,99 Gew.-% ZnO liegen.
  • Die Prozessschritte 8 und 10 bezüglich des Abkühlens auf Raumtemperatur sind optional und ausgewählt, um den Einsatz von Öfen mit unterschiedlicher Beschaffenheit, beispielsweise mit unterschiedlichen Anforderungen an die Gasdichtigkeit, zu ermöglichen.
  • Auf diese Weise kann ein nicht gasdichter Ofen, etwa ein Durchlaufofen, für den Sintervorgang genutzt werden, um das keramische Erzeugnis kostengünstig herstellen zu können. Die Wärmenachbehandlung zum Sauerstoffentzug kann in einem anderen Ofen, welcher bevorzugt gasdicht ausgebildet ist, durchgeführt werden.
  • Erfolgen dagegen der Sintervorgang sowie die Wärmenachbehandlung in ein und demselben Ofen, so kann beispielsweise auf den Schritt 10 verzichtet werden.
  • Nach der Erzeugung der intrinsisch leitfähigen Keramik kann typischerweise eine mechanische Nachbearbeitung erfolgen. Mittels Schleifen, Fräsen, Bohren, Drehen oder anderen Bearbeitungsverfahren kann eine gewünschte Endkontur der intrinsisch leitfähigen Keramik erzeugt werden. Bevorzugt wird das keramische Erzeugnis bereits endkonturnah vorgeformt bzw. als Grünling mechanisch bearbeitet, jedenfalls vor dem Sinterprozess auf eine endkonturnahe Geometrie gebracht.
  • Der Sauerstoffentzug des keramischen Erzeugnisses unter Wärmebehandlung kann im Sinterprozess und/oder in einem nachgeschalteten Wärmebehandlungsprozess erfolgen. Dabei kann zusätzlich zur Verbesserung des Sauerstoffentzuges eine trockene oder eine feuchte Ofenatmosphäre eingestellt sein. Weiterhin kann dem Sinter- und/oder dem nachgeschalteten Wärmebehandlungsprozess ein als Sauerstoff-Getter wirkendes Material beigegeben sein. Dies kann beispielsweise ein Graphit sein.
  • Nachfolgend werden in Tabelle 2 verschiedene Ausführungsbeispiele für eine erfindungsgemäße Wärmebehandlung dargestellt. Die erläuterten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich in Bezug auf den Temperaturprozess, auf die Ofenatmosphäre sowie die erreichte Temperatur.
  • Beispielhaft wird der Bulkwiderstand verschiedener intrinsisch leitfähiger Keramikerzeugnisse aus Zinkoxid ohne Dotierung (ZnO-Keramik) dargestellt, welche jeweils einen unterschiedlichen Berstellprozesse im Sinne der Erfindung durchlaufen haben. Die Ausgangsrohstoffe der verschiedenen Erzeugnisse waren identisch.
  • Zum Vergleich wurde der Bulkwiderstand bei einem Keramikerzeugnis mit einer Aluminium-Dotierung (AZO-Keramik) gemessen. Die Meßspannung betrug jeweils 0,2 Volt.
  • Der Bulkwiderstand der AZO-Keramik konnte mit 32 Ω als Referenzwert ermittelt werden.
  • Der angegebene Bulkwiderstand gibt den gemittelten Bulkwiderstand aus jeweils drei Meßreihen mit jeweils sechs Proben der jeweiligen Keramik wieder.
    Verfahrensbeispiel Nr. Prozeßbeschreibung Bulkwiderstand der ZnO-Keramik
    1 Sinterprozeß, 1.580°C, Luftatmosphäre 424 Ω
    2 Sinterprozeß, 1.400°C, N2-Atmosphäre, feucht 277 Ω
    3 Sinterprozeß, 1.400°C, Ar-Atmosphäre, feucht 380 Ω
    4 Sinterprozeß, 1.400°C, Ar-Atmosphäre, trocken 264 Ω
    5 Sinterprozeß, 1.580°C, Luftatmosphäre; Nachbehandlung: 890°C, N2-Atmosphäre; trocken; Beigabe P2O5 und Graphitgrieß im Ofen 273 Ω
    6 Sinterprozeß, 1.580°C, Luftatmosphäre; Nachbehandlung: 1.40°C, N2-Atmosphäre; feucht 517 Ω
    7 Sinterprozeß, 1.580°C, Luftatmosphäre; Nachbehandlung: 900°C, Ar-Atmosphäre; feucht 610 Ω
    8 Sinterprozeß, 1.400°C, Luftatmosphäre; Nachbehandlung: 900°C, Ar-Atmosphäre; feucht 675 Ω
    Tabelle 2: Bulkwiderstand von ZnO-Keramiken nach Durchlaufen verschiedener erfindungsgemäßer Herstellprozesse
  • Anhand der Tabelle 2 wird deutlich, dass nach Ausführungsbeispiel Nr. 5 eine intrinsisch leitfähige ZnO-Keramik mit einer überraschend niedrigen Bulkwiderstand in einem Bereich von etwa 270 Ω erzeugt werden kann.
  • Besonders bevorzugt wird daher das keramische Erzeugnis zunächst bei einem Sinterprozess mit Temperaturen in einem Bereich von bis zu 1.580°C gesintert.
  • Nach einem Abkühlen wird das Erzeugnis sodann einer Wärmebehandlung in einem weiteren, gasdichten, Ofen ausgesetzt, bei der Temperaturen im Bereich von etwa 890°C erreicht werden. Während dieser Wärmenachbehandlung wird das keramische Erzeugnis einer trockenen Stickstoff-Atmosphäre ausgesetzt.
  • Die trockene Atmosphäre in dem Ofen kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass der zugeführte Gasstrom außerhalb des Ofens über ein Trocknungsmittel, beispielsweise Silicagel oder P2O5 bzw. Phosphorpentoxid, geleitet wird. Hierdurch kann der Wasserdampfpartialdruck im Gasstrom gesenkt werden.
  • Zusätzlich kann besonders bevorzugt feinkörniges Graphit als Sauerstoff-Getter in dem Ofen zur Wärmenachbehandlung eingesetzt werden. Durch die Zugabe von Graphit kann der Sauerstoffpartialdruck reduziert werden.
  • Auf diese Weise kann ein intrinsisch leitfähiges keramisches Erzeugnis hergestellt werden, welches temporär eine Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit aufweist. Dieses intrinsisch leitfähiges keramisches Erzeugnis ist für eine Verwendung als Festkörper-Target in Sputterverfahren geeignet. Es kann als beispielsweise Rohr- oder Planartarget eingesetzt werden.
  • Bevorzugt wird während des Sputterprozesses das als Target wirkende intrinsisch leitfähige keramische Erzeugnis einem hohen Sauerstoffpartialdruck ausgesetzt, wodurch eine Aufoxidation des keramischen Materials erfolgen kann. Am Beispiel des Zinkoxids kann diese Oxidation nach folgender Regel erfolgen: Zn + ½O2 → ZnO
  • Durch eine gezielte Zugabe von Sauerstoff, bevorzugt über das Arbeitsgas, kann die elektrische Leitfähigkeit der intrinsisch leitfähigen Keramik wieder auf den Wert oder in den ursprünglichen Wertebereich zurückgeführt werden. Somit kann auf dem Substrat eine Schicht ausgebildet werden, deren elektrische Leitfähigkeit niedriger ist als diejenige des Targets.
  • Auf diese Weise kann beispielsweise eine Schicht, welche durch eine Gasphasenabscheidung auf ein Substrat appliziert wurde und wobei ein intrinsisch leitfähiges keramisches Erzeugnis im Sinne der Erfindung eingesetzt wurde, bei einer Schichtdicke in einem Bereich von 1 μm einen elektrischen Widerstandswert in einem Bereich von etwa 5·108 Ω/sq aufweisen.
  • Da die Anforderungen an den Widerstandswert der Schicht auch geringer sein können, etwa im Bereich von 106 Ω/sq, folgt hieraus, dass die applizierte Schicht auch mit einer geringeren Schichtdicke bei vergleichbaren Eigenschaften ausgebildet werden kann.
  • Hierdurch ergeben sich weiterere Vorteile der Erfindung. Zum einen kann durch eine dünnere Schicht bei gleichen oder gleichwertigen Eigenschaften bezüglich der elektrischen Leitfähigkeit die Transmission der applizierten Schicht bezüglich elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Bereich gesteigert werden im Vergleich zu einer dickeren Schicht.
  • Des Weiteren kann eine dünnere Schicht sowohl den Materialaufwand reduzieren, da insgesamt weniger Material verbraucht wird. Zudem kann der Beschichtungsprozess insgesamt kostengünstiger gestaltet werden, da eine dünnere Schicht einfacher und rascher aufgebracht werden kann.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann anstelle eines undotierten keramischen Materials ein Ausgangsmaterial mit einer Dotierung zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist dieses zur Erzeugung von Schichten auf Substraten, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen sollen.
  • Dies kann beispielsweise etwa eine AZO-Schicht auf einem Substrat betreffen, wobei eine mit Aluminiumoxid Al2O3 dotierte Zinkoxid-Keramik (AZO-Keramik) als Target eingesetzt wird. Eine Dotierung kann dabei in einem Umfang von bis zu 1000 ppm erfolgen.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer intrinsisch leitfähigen Keramik kann auf diesem Wege eine dotierte extrinsisch leitfähige Keramik mit temporär nochmals erhöhter elektrischer Leitfähigkeit erzeugt werden. Durch einen Wärmebehandlungsprozess kann ebenfalls gezielt der Sauerstoff nach erfindungsgemäßen Verfahren entzogen werden.
  • Beispielsweise kann hierdurch der Beschichtungsprozess stabiler und effizienter ablaufen, da die Leitfähigkeit des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten dotierten Targetmaterials höher als bei einem unbehandelten Targetmaterial ist.
  • In einer nochmals weiteren Weiterbildung kann anstelle einer mit Aluminiumoxid dotierten Zinkoxid-Keramik eine mit Galliumoxid dotierte Zinkoxid-Keramik (GaZO-Keramik) hergestellt werden, um eine GZO-Schicht auf dem Substrat zu erzeugen.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der dargestellten Ausführungsbeispiele und den angefügten Ansprüchen.
  • Die Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine Ansicht einer Dünnschicht-Solarzelle im Querschnitt
  • 2 Verlauf einer Transmissionskurve
  • 1 zeigt beispielhaft den Schichtaufbau für eine Dünnschicht-Solarzelle, auf die durch das erfindungsgemäße Verfahren und mit dem hergestellten intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnis eine Dünnschicht appliziert werden kann. Hierbei zeigt 10 das Substrat, welches mit einer Molybdän-Schicht 11 als Rückkontakt beschichtet ist.
  • Auf dieser Schicht befindet sich eine Absorber-Schicht 12 bestehend aus dem Halbleiter Cu(In,Ga)Se2. Als Puffer-Schicht ist auf dieser Schicht eine Schicht Cadmiumsulfid 13 sowie eine Schicht undotiertes Zinkoxid 14 aufgebracht. Als weitere Schicht wird eine mit Aluminium dotierte Zinkoxid-Schicht 15 aufgebracht.
  • Die Pufferschicht 14 weist bevorzugt transparente Eigenschaften in Bezug auf elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich sowie geringe elektrische Leitfähigkeit bzw. elektrisch isolierende Eigenschaften auf.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sowie das damit hergestellte instrinsisch leitfähige keramische Erzeugnis sind hervorragend geeignet zur Herstellung einer derartigen Pufferschicht.
  • In 2 ist die Transmission in Prozent in Abhängigkeit von der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung dargestellt. Es werden ein Glas ohne Beschichtung, ein Glas mit einer 100 nm dicken ZnO-Schicht sowie ein Glas mit einer 250 nm dicken ZnO-Schicht miteinander verglichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009050988 B3 [0008]
    • DE 102008009339 A1 [0009]

Claims (27)

  1. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses, bei welchem ein Sinter- und/oder ein Wärmebehandlungsprozess zu dessen Herstellung zum Einsatz kommt und wobei während des Sinter- und/oder Wärmebehandlungsprozesses das keramische Erzeugnis einer Wärmebehandlung bei erhöhter Temperatur und/oder verminderter Sauerstoffkonzentration in der umgebenden Atmosphäre ausgesetzt wird.
  2. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wärmebehandlung die elektrische Leitfähigkeit des keramischen Erzeugnisses im Vergleich zu der ursprünglichen elektrischen Leitfähigkeit desselben keramischen Erzeugnisses bzw. Materials gesteigert ist.
  3. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Erzeugnis Materialien der Gruppe Zinkoxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid, Siliziumdioxid oder Spinelle umfasst.
  4. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material zu mindestens 99 Gew.-%, bevorzugt zu mindestens 99,5 Gew.-% und besonders bevorzugt zu mindestens 99,9 Gew.-% eines oder mehrere der unter Anspruch 3 genannten Materialien umfasst.
  5. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material weniger als 100, bevorzugt weniger als 50 ppm Al2O3 und besonders bevorzugt weniger als 5 ppm Al2O3 enthält.
  6. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material Zinkoxid umfasst mit wenigstens 99,5 Gew.-%, bevorzugt > 99,9 Gew.-% und besonders bevorzugt > 99,99 Gew.-% Zinkoxid.
  7. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material weniger als 20 ppm, bevorzugt weniger als 10 ppm Al2O3 enthält.
  8. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung bei Temperaturen in einem Bereich von 1.200°C bis 1.650°C, bevorzugt zwischen 1.300°C und 1.600°C und besonders bevorzugt zwischen 1.350°C und 1.590°C erfolgt.
  9. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Wärmebehandlung dem keramischen Erzeugnis der Sauerstoff durch eine bestimmte Gasatmosphäre entzogen wird
  10. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Sauerstoff-Leerstellen in der Gitterstruktur des keramischen Erzeugnisses durch die Wärmebehandlung erhöht wird.
  11. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Wärmebehandlung das keramische Erzeugnis von einer feuchten Schutzgasatmosphäre umgeben ist.
  12. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Wärmebehandlung das keramische Erzeugnis von einer trockenen Schutzgasatmosphäre umgeben ist.
  13. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Wärmebehandlung als Schutzgas Helium und/oder Argon und/oder Neon und/oder Krypton und/oder Xenon und/oder Radon oder deren Mischungen eingesetzt werden.
  14. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Wärmebehandlung eine feuchte oder trockene Gasatmosphäre mit Stickstoff, Chlor und/oder Fluor oder deren Mischungen vorherrscht.
  15. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmebehandlung dem Prozess ein zusätzliches Material als Sauerstoff-Getter beigefügt wird.
  16. Verfahren zur Herstellung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sauerstoff-Getter ein feinkörniges Graphit-Grieß eingesetzt wird.
  17. Intrinsisch leitfähiges keramisches Erzeugnis, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Herstellung durch ein Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüchen 1 bis 16 gekennzeichnet ist.
  18. Intrinsisch leitfähiges keramisches Erzeugnis nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das intrinsisch leitfähige keramische Erzeugnis als Target in einem Sputterprozeß, umfassend Gleich- und Wechselstromsputterverfahren, verwendet wird.
  19. Intrinsisch leitfähiges keramisches Erzeugnis nach Anspruch 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das intrinsisch leitfähige keramische Erzeugnis als Planar- oder als Rohrtarget in einem Sputterprozeß verwendet wird.
  20. Verfahren zum Beschichten von Substraten mittels Sputtern, dadurch gekennzeichnet, dass als zu zerstäubender Festkörper ein Target, umfassend ein intrinsisch leitfähiges keramisches Erzeugnis nach vorstehenden Ansprüchen 17 bis 19, verwendet wird.
  21. Verfahren zum Beschichten von Substraten mittels Sputtern nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Sputter-Verfahren, Wechselstrom- und Gleichstromsputterverfahren umfasst.
  22. Verfahren zum Beschichten von Substraten mittels Sputtern nach Anspruch 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren gepulste oder nicht gepulste Sputter-Verfahren umfasst.
  23. Verfahren zum Beschichten von Substraten mittels Kathodenzerstäubung nach Anspruch 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass während des Beschichtungsprozesses über ein Arbeitsgas gezielt Sauerstoff zur Reduzierung der elektrischen Leitfähigkeit zugeführt wird.
  24. Schicht auf einem Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht durch einen Sputterprozess unter Verwendung eines intrinsisch leitfähigen keramischen Erzeugnisses nach vorstehenden Ansprüchen 17 bis 19 appliziert ist und transparent gegenüber elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Bereich ausgebildet ist.
  25. Schicht auf einem Substrat nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht eine Transmission im Bereich von > 60%, besonders bevorzugt von > 80% und besonders bevorzugt von > 95% aufweist.
  26. Schicht auf einem Substrat nach Anspruch 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht elektrisch nicht leitend bzw. gering leitend bzw. als elektrische Widerstandsschicht ausgebildet ist.
  27. Substrat mit einer Schicht nach vorstehenden Ansprüchen 24 bis 26, umfassend Solarzellen, insbesondere Dünnschicht-Solarzellen, Halbleiteranordnungen, Elektronikbaugruppen, Leiterplatten oder TFT-Displays.
DE201110116062 2011-10-18 2011-10-18 Keramisches Erzeugnis zur Verwendung als Target Ceased DE102011116062A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110116062 DE102011116062A1 (de) 2011-10-18 2011-10-18 Keramisches Erzeugnis zur Verwendung als Target
PCT/EP2012/070373 WO2013057065A2 (de) 2011-10-18 2012-10-15 Keramisches erzeugnis zur verwendung als target

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110116062 DE102011116062A1 (de) 2011-10-18 2011-10-18 Keramisches Erzeugnis zur Verwendung als Target

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011116062A1 true DE102011116062A1 (de) 2013-04-18

Family

ID=47115846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201110116062 Ceased DE102011116062A1 (de) 2011-10-18 2011-10-18 Keramisches Erzeugnis zur Verwendung als Target

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011116062A1 (de)
WO (1) WO2013057065A2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014118487A1 (de) 2014-12-12 2016-06-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Abscheiden eines transparenten Mehrschichtsystems mit Kratzschutzeigenschaften
CN113337800A (zh) * 2020-03-02 2021-09-03 杭州海康微影传感科技有限公司 薄膜吸气剂及其制备方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015529616A (ja) * 2012-07-09 2015-10-08 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ アルミナで構成される装置の表面層を処理する方法、及び当該方法に対応する装置、特にｘ線管の部品

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60112620A (ja) * 1983-11-22 1985-06-19 Nok Corp 混合導電性ジルコニアおよびその製造法
US5312614A (en) * 1989-06-21 1994-05-17 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Method for producing white electrically conductive zinc oxide
JPH06206728A (ja) * 1993-01-12 1994-07-26 Fujikura Ltd ジルコニアイオン伝導体
JPH07233469A (ja) * 1994-02-22 1995-09-05 Asahi Glass Co Ltd ターゲットとその製造方法および高屈折率膜の製造方法
US6461686B1 (en) * 1996-01-05 2002-10-08 Bekaert Vds Sputtering targets and method for the preparation thereof
DE102004032635A1 (de) * 2004-07-06 2006-02-09 Gfe Metalle Und Materialien Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Titan-Suboxid-basierten Beschichtungswerkstoff, entsprechend hergestellter Beschichtungswerkstoff und damit versehenes Sputtertarget
US20090205956A1 (en) * 2005-01-19 2009-08-20 Yiwei Lu Method of making low-E coating using ceramic zinc inclusive target, and target used in same
DE102008009339A1 (de) 2008-02-14 2009-09-24 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren zur Beschichtung mit leitfähigen und transparenten Zinkoxid-Schichten
DE102009050988B3 (de) 2009-05-12 2010-11-04 Schott Ag Dünnschichtsolarzelle

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07145479A (ja) * 1993-11-24 1995-06-06 Ulvac Japan Ltd スパッタリングターゲット
FR2835534B1 (fr) * 2002-02-06 2004-12-24 Saint Gobain CIBLE CERAMIQUE NiOx NON STOECHIOMETRIQUE
JP4430014B2 (ja) * 2003-09-30 2010-03-10 日鉱金属株式会社 高純度酸化亜鉛粉末の製造方法
JP2006117462A (ja) * 2004-10-20 2006-05-11 Sumitomo Heavy Ind Ltd ＺｎＯ焼結体およびその製造方法
WO2011145665A1 (ja) * 2010-05-21 2011-11-24 住友金属鉱山株式会社 酸化亜鉛焼結体タブレットおよびその製造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60112620A (ja) * 1983-11-22 1985-06-19 Nok Corp 混合導電性ジルコニアおよびその製造法
US5312614A (en) * 1989-06-21 1994-05-17 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Method for producing white electrically conductive zinc oxide
JPH06206728A (ja) * 1993-01-12 1994-07-26 Fujikura Ltd ジルコニアイオン伝導体
JPH07233469A (ja) * 1994-02-22 1995-09-05 Asahi Glass Co Ltd ターゲットとその製造方法および高屈折率膜の製造方法
US6461686B1 (en) * 1996-01-05 2002-10-08 Bekaert Vds Sputtering targets and method for the preparation thereof
DE102004032635A1 (de) * 2004-07-06 2006-02-09 Gfe Metalle Und Materialien Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Titan-Suboxid-basierten Beschichtungswerkstoff, entsprechend hergestellter Beschichtungswerkstoff und damit versehenes Sputtertarget
US20090205956A1 (en) * 2005-01-19 2009-08-20 Yiwei Lu Method of making low-E coating using ceramic zinc inclusive target, and target used in same
DE102008009339A1 (de) 2008-02-14 2009-09-24 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren zur Beschichtung mit leitfähigen und transparenten Zinkoxid-Schichten
DE102009050988B3 (de) 2009-05-12 2010-11-04 Schott Ag Dünnschichtsolarzelle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014118487A1 (de) 2014-12-12 2016-06-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Abscheiden eines transparenten Mehrschichtsystems mit Kratzschutzeigenschaften
CN113337800A (zh) * 2020-03-02 2021-09-03 杭州海康微影传感科技有限公司 薄膜吸气剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013057065A3 (de) 2013-07-25
WO2013057065A2 (de) 2013-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69305794T2 (de) Transparenter, leitfähiger Film und Target und Material zur Gasphasenabscheidung für seine Herstellung
DE69909987T2 (de) Sputtertarget, transparenter leitender film und verfahren zu dessen herstellung
EP2066824B1 (de) Verfahren zur abscheidung einer oxidschicht auf absorbern von solarzellen und verwendung des verfahrens
DE102006057750B4 (de) Thermoelektrisches Material und thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung unter Verwendung desselben
DE112011100972T5 (de) Transparenter leitender Film
DE3639508A1 (de) Transparenter, elektrisch leitender film und verfahren zu seiner herstellung
DE202012013088U1 (de) Anlage zur Beschichtung und Wärmebehandlung
DE60037753T2 (de) Sputtertarget, verfahren für dessen herstellung und verfahren zum bilden eines films
DE112011100332T5 (de) Oxidverdampfungsmaterial, dampfabgeschiedene dünnschicht und solarzelle
DE112014001540T5 (de) Sinterkörper auf Zinkoxid-Basis, Verfahren zu dessen Herstellung, sowie Sputtertarget und transparenter, elektrisch leitfähiger Film
DE102011116062A1 (de) Keramisches Erzeugnis zur Verwendung als Target
KR20140138614A (ko) 스퍼터링 타깃 및 고저항 투명막 그리고 그 제조 방법
JP5145228B2 (ja) 透明導電膜の成膜方法
EP2028695A1 (de) Verfahren zur Erzeugung einer transparenten leitfähigen Oxidbeschichtung
DE102010023407B4 (de) Glaskeramik-Gegenstand für die Herstellung von Photovoltaik-Elementen
DE112008003495T5 (de) Verfahren zum Herstellen einer fotovoltaischen Zelle sowie fotovoltaische Zelle
DE3201783A1 (de) Verfahren zum herstellen von in der draufsicht und durchsicht weitgehend farbneutralen, einen hohen infrarotanteil der strahlung reflektierenden scheiben durch katodenzerstaeubung von targets sowie durch das verfahren hergestellte glasscheiben
DE102009040621A1 (de) Dünnschichtsolarmodul und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102015109994A1 (de) Elektrisches Speichersystem mit einem scheibenförmigen diskreten Element, scheibenförmiges diskretes Element, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
JP5952031B2 (ja) 酸化物焼結体の製造方法およびターゲットの製造方法
WO2004075212A1 (de) Pvd-beschichtungsmaterial
DE102008028140B3 (de) Verfahren zur Herstellung einer transparenten und leitfähigen Metalloxidschicht durch gepulstes, hochionisierendes Magnetronsputtern
DE102014117640A1 (de) Elektrisches Speichersystem mit einem scheibenförmigen diskreten Element, diskretes Element, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
DE102013210155A1 (de) Verfahren zum Abscheiden einer transparenten, elektrisch leitfähigen Metalloxidschicht
DE2032639C3 (de) Verfahren zum Niederschlagen einer dünnen Goldschicht auf einem Träger durch Kathodenzerstäubung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20140603