DE102015215434A1 - Verfahren zur Abscheidung dünner Schichten - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung dünner Schichten (10), welche TCO enthalten oder daraus bestehen, auf zumindest einem Substrat (1), wobei zumindest ein sich in einem Gefäß (4) befindliches Ausgangsmaterial (40) in einer Vakuumkammer (20) verdampft wird, wobei in dem Gefäß die Bestandteile der Schicht (10) in stöchiometrischem Verhältnis vorliegen und die vom Gefäß (4) aufsteigenden Partikel (45) vor dem Abscheiden auf dem Substrat (1) eine Plasmazone (35) durchdringen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung dünner Schichten, welche TCO enthalten oder daraus bestehen, auf zumindest einem Substrat, wobei zumindest ein sich in einem Gefäß befindliches Ausgangsmaterial in einer Vakuumkammer verdampft und auf dem Substrat niedergeschlagen wird. Solche Verfahren können beispielsweise zur Beschichtung von photovoltaischen Zellen oder OLED-Displays verwendet werden.
  • Aus K. Ellmer und T. Welzel: Reactive magnetron sputtering of transparent conductive oxide thin film: rule of energetic particle bombardment, J. Mater. Res., Vol. 27, No. 5, 14. Mai 2012 ist bekannt, dünne Schichten, welche TCO enthalten oder daraus bestehen, durch CVD-Verfahren aus einem Plasma abzuscheiden. Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, dass bei der Abscheidung der Schicht Röntgenstrahlung und/oder hochenergetische Ionen auf das Substrat treffen, welche das Substrat oder die aufwachsende Schicht schädigen. Dies kann nachteilige Auswirkungen auf die optischen und/oder elektronischen Eigenschaften der Schicht haben.
  • Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Abscheidung dünner Schichten anzugeben, welche TCO enthalten oder daraus bestehen und welches eine verbesserte Schichtqualität bereitstellen kann.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, eine Schicht aus TCO mittels Ionenplattieren abzuscheiden. Hierzu wird das Ausgangsmaterial bzw. der Precursor zur Abscheidung der Schicht als Feststoff in eine Vakuumkammer eingebracht. Der Precursor kann sich in einem Gefäß befinden, welches zumindest einseitig offen ausgeführt ist und welches aus einem wärmebeständigen Material besteht, beispielsweise einer Keramik. Das Gefäß kann in an sich bekannter Weise beheizt werden, beispielsweise durch Widerstandsheizung, durch Elektronenstoßheizung, durch eine Induktionsheizung und/oder durch Einwirken einer Infrarotstrahlungsquelle. Die Zufuhr thermischer Energie führt zum Verdampfen des Precursors.
  • Auf der Sichtlinie der Öffnung des Gefäßes ist das für die Abscheidung vorgesehene Substrat angeordnet, sodass der aus dem Gefäß aufsteigende Dampf auf dem Substrat niedergeschlagen wird. Dies führt zum Kondensieren des gasförmigen Precursors, wobei sich die gewünschte dünne Schicht bildet.
  • Zwischen dem Gefäß und dem Substrat befindet sich eine Plasmazone. Beim Durchdringen dieser Plasmazone werden die vom Gefäß aufsteigenden Partikel teilweise ionisiert, wodurch sich positive und/oder negative Ionen bilden können. Diese elektrisch geladenen Partikel können zumindest teilweise mit höherer Energie auf das Substrat auftreffen, wodurch die aufwachsende Schicht modifiziert wird. Beispielweise können schwach anhaftende Verunreinigungen durch den geladenen Partikelstrom desorbiert werden, sodass die Schicht mit größerer Reinheit aufwächst. Ebenso können Atome bzw. Moleküle, welche sich auf Gitterfehlstellen befinden, desorbiert werden, sodass die aufwachsende dünne Schicht aufgrund des Teilchenbeschusses eine verbesserte Morphologie oder Kristallstruktur aufweist. Dies kann zu verbesserten optischen und/oder elektronischen Eigenschaften führen.
  • Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die Precursoren, d.h. die Bestandteile der dünnen Schicht, in stöchiometrischem Verhältnis in das Gefäß einzubringen. Zu Beginn des Verfahrens enthält das Gefäß somit im Wesentlichen das identische Material, welches sich später als dünne Schicht auf dem Substrat wiederfindet. Dies vermeidet die Verwendung von Reaktivgasen, welche sowohl das Substrat als auch die Precursoren im Gefäß kontaminieren können, sodass eine Schicht mit verschlechterten Eigenschaften erzeugt wird oder das Schichtwachstum vollständig zum Erliegen kommt. Weiterhin werden die aus dem Gefäß verdampften Precursoren im Plasma nur in niedrige Ladungszustände umgeladen. Darüber hinaus ist der Ionisierungsgrad im Plasma geringer als bei bekannten Sputterverfahren oder CVD-Verfahren, sodass weniger geladene Teilchen auf die Oberfläche des Substrats auftreffen. Eine Schädigung des Substrats wird dadurch vermieden. Schließlich weist das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil auf, dass bei der thermischen Verdampfung der Precursoren im Gefäß keine hochenergetische Röntgenstrahlung entsteht, welche durch elektronische Anregung zur Desorption anhaftender Adsorbate vom Substrat führen würde. Hierdurch kann die Schichtqualität des auf dem Substrat abgeschiedenen TCO-Materials verbessert werden.
  • Das erfindungsgemäß verwendete Substrat kann beispielsweise eine photovoltaische Zelle sein oder eine solche enthalten. Das Verfahren kann zur vollflächigen Abscheidung der dünnen Schicht auf dem Substrat eingesetzt werden. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann lediglich eine Teilfläche des Substrats beschichtet werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Substrat eine OLED sein oder solche enthalten. Allgemein kann die erfindungsgemäße Schicht aus einem TCO-Material stets dort vorteilhaft eingesetzt werden, wo dem Substrat ein elektrischer Strom zugeführt werden soll oder ein elektrischer Strom aus dem Substrat abgeführt werden soll. Aufgrund der Transparenz des Schichtmaterials bleibt ein Lichtzutritt bzw. ein Lichtaustritt aus dem Substrat weiterhin möglich.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Plasma in der Plasmazone ein Inertgas enthalten oder daraus bestehen. Dieses reagiert nicht mit dem Precursor im Gefäß und nicht mit der auf dem Substrat entstehenden dünnen Schicht, sodass die Prozesskontrolle vereinfacht sein kann. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Plasma in der Plasmazone Argon enthalten oder daraus bestehen. Dieses Edelgas ist chemisch inert und leicht verfügbar, was die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erleichtert.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Plasma in der Plasmazone ein induktiv gekoppeltes Plasma sein. Dieses entsteht durch ein an einer Spule anliegendes Hochfrequenzfeld, welches die Plasmazone in etwa ringförmig umgibt. Das Hochfrequenzfeld der Spule kann beispielweise eine Frequenz zwischen etwa 20 MHz und etwa 50 MHz aufweisen.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Plasma in der Plasmazone ein Mikrowellenplasma sein. Dieses entsteht, wenn eine Spannung von etwa 2 GHz bis etwa 10 GHz an eine Elektrode in der Vakuumkammer angelegt wird.
  • In wiederum einer anderen Ausführungsform kann das Plasma in der Plasmazone ein ECR-Plasma sein. Hierzu liegt die Plasmazone im Einflussbereich eines Magneten. Sodann wird in die Plasmazone mittels eines Wellenleiters eine Mikrowellenstrahlung eingestrahlt, beispielsweise im Frequenzbereich zwischen etwa 2 GHz und etwa etwa 10 GHz. Das ECR-Plasma heizt selektiv das Elektronengas, sodass die Ionenrümpfe vergleichsweise kalt bleiben.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Substrat mit einer Vorspannung beaufschlagt werden. Die Vorspannung kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung eine Gleichspannung sein. Hierdurch werden Ionen eines vorgebbaren Ladungszustands auf das Substrat beschleunigt. Ionen des jeweils anderen Ladungszustands werden vom Substrat ferngehalten. Durch Einstellen der Vorspannung zwischen etwa 2 V und etwa 100 V kann die kinetische Energie und der Ladungszustand der auftreffenden Partikel kontrolliert werden. Hierdurch können die Eigenschaften der aufwachsenden Schichten in weiten Grenzen eingestellt werden.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Plasmazone von zumindest einem Opferelement zumindest teilweise begrenzt sein. Das Opferelement verhindert, dass Elektroden oder Spulen der Plasmaerzeugungseinrichtung mit dem TCO-Material aus dem Gefäß beschichtet werden. Da dieses elektrisch leitfähig ist, könnte eine solche parasitäre Beschichtung auf den Komponenten der Plasmaerzeugungseinrichtung deren Effizienz vermindern oder den Betrieb unmöglich machen. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Opferelemente können in einigen Ausführungsformen der Erfindung so ausgestalten sein, dass diese nur jeweils vergleichsweise kleine Flächen bedecken, sodass sich keine Wirbelströme in den Opferelementen ausbilden. Alternativ oder zusätzlich können die Opferelemente leicht ausgetauscht werden, wenn diese durch parasitäre Beschichtungen zu stark verunreinigt sind. Da die Opferelemente einfacher und kostengünstiger auszutauschen sind als die aktiven Komponenten der Plasmaerzeugungseinrichtung, können die Stillstandszeiten und die Beschichtungskosten minimiert sein.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Opferelement ein Dielektrikum enthalten oder daraus bestehen. Dies führt dazu, dass sich in dem Opferelement keine Wirbelströme ausbilden, welche elektrische oder magnetische Felder von der Plasmazone abschirmen, sodass der Betrieb des Plasmas zum Erlegen kommen würde.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung können mehrere Opferelemente hintereinander angeordnet sein, sodass die parasitäre Beschichtung von Komponenten der Plasmaerzeugungseinrichtung mit größerer Sicherheit verhindert wird. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann zumindest ein ersten Opferelement und zumindest ein zweites Opferelement vorhanden sein.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das TCO-Material Sauerstoff und zumindest ein Metall enthalten. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Metall ausgewählt sein aus Indium und/oder Zinn und/oder Zink und/oder Aluminium und/oder Kadmium und/oder Kupfer und/oder Gallium. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das TCO-Material zwei verschiedene Metalle und Sauerstoff enthalten. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das TCO-Material mit einem Dotierstoff versehen sein, um vorgebbare Werte für die elektrische Leitfähigkeit und/oder vorgebbare optische Eigenschaften zu erzielen.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann ein Dotierstoff gasförmig oder als Dampf in die Plasmazone eingebracht werden und zusammen mit dem aus dem Gefäß verdampften TCO-Material auf dem Substrat niedergeschlagen werden, um dort eine dotierte TCO-Schicht zu erzeugen.
  • In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann sich der Dotierstoff zusammen mit dem TCO-Material in dem Gefäß befinden, sodass aus dem Gefäß sämtliche Konstituenten der dotierten TCO-Schicht verdampfen und in Richtung des Substrats emittiert werden.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Dotierstoff ausgewählt sein aus Phosphor, Antimon, Arsen, Bor, Gallium, Aluminium und/oder Indium. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Dotierstoff ein Element der III. oder V. Hauptgruppe enthalten oder daraus bestehen. Hierbei können Elemente der V. Hauptgruppe, beispielsweise Phosphor, Antimon oder Arsen, eine n-Leitfähigkeit des TCO-Materials bewirken. Elemente der III. Hauptgruppe, beispielsweise Bor, Gallium, Aluminium oder Indium, können eine p-Leitfähigkeit des TCO-Materials bewirken.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Dabei zeigt
  • 1 den Querschnitt durch eine photovoltaische Zelle.
  • 2 zeigt den Querschnitt durch eine Vorrichtung, mit welcher das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.
  • 3 zeigt beispielhaft eine Plasmaerzeugungseinrichtung im Längsschnitt.
  • 4 zeigt die Plasmaerzeugungseinrichtung gemäß 3 im Querschnitt.
  • 1 zeigt ein Substrat 1, welches Teil einer photovoltaischen Zelle sein kann. Im Substrat 1 sind in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Ionenimplantation oder durch Diffusion, n- und p-leitende Bereiche erzeugt, sodass sich ein pn-Übergang ausbildet.
  • Eintreffende elektromagnetische Strahlung kann im Substrat 1 absorbiert werden, sodass sich Elektron-Loch-Paare bilden. Diese können über zumindest einen Vorderseitenkontakt 11 und zumindest einen Rückseitenkontakt 12 als elektrische Spannung bzw. elektrischer Strom abgegriffen werden.
  • Die in 1 beispielhaft gezeigte photovoltaische Zelle ist mit einer Schicht 10 versehen, welche zumindest ein TCO enthält oder daraus besteht. Die Schicht 10 ist somit einerseits optisch transparent, um das Eindringen von Licht in das Substrat 1 zu ermöglichen. Andererseits ist die Schicht 10 auch elektrisch leitfähig, sodass der Strom aus dem Substrat 1 zum Vorderseitenkontakt 11 geleitet werden kann.
  • Der Rückseitenkontakt 12 kann vollflächig hergestellt sein und ein Metall oder eine Legierung enthalten. Optional kann auch zwischen dem Substrat 1 und dem Rückseitenkontakt 12 eine in 1 nicht dargestellte Zwischenschicht vorhanden sein. Die Zwischenschicht kann ebenfalls ein TCO-Material enthalten oder daraus bestehen.
  • 2 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Schicht 10.
  • Die Vorrichtung 2 enthält eine Vakuumkammer 20, welche mit einer Mehrzahl kaskadierter Vakuumpumpen 21 und 22 evakuiert werden kann. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann in der Vakuumkammer 20 ein Hochvakuum erzeugt werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Restgasdruck in der Vakuumkammer 20 weniger als 1·10–6 mbar oder weniger als 1·10–7 mbar oder weniger als 5·10–8 mbar betragen.
  • In der Vakuumkammer 20 befindet sich ein Substrathalter 25, welcher dazu eingerichtet ist, zumindest ein Substrat 1 aufzunehmen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann auch eine Mehrzahl von Substrathaltern 25 vorhanden sein oder der Substrathalter 25 kann dazu eingerichtet sein, eine Mehrzahl von Substraten 1 aufzunehmen. Das Substrat 1 kann beispielsweise die in 1 dargestellte photovoltaische Zelle sein oder eine OLED, welche mit einem transparenten, elektrisch leitfähigen Kontakt versehen werden soll.
  • Weiterhin befindet sich im Inneren der Vakuumkammer 20 eine Spule 3. Die Spule 3 kann mit einer Wechselspannungsquelle VRF verbunden sein. Die Wechselspannungsquelle kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung einen Wechselstrom mit einer Frequenz zwischen etwa 20 MHz und etwa 60 MHz bereitstellen. Bei Betrieb der Spannungs- bzw. Stromquelle VRF wird in der Spule ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, welches induktiv an das im Inneren der Spule befindliche Gasvolumen koppelt.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann zum Betrieb der Vorrichtung in den von der Spule 3 umgrenzten Raum ein Inertgas zugeführt werden, beispielsweise Argon. Dieses bildet bei Betrieb der Stromquelle VRF ein Plasma, welches die Plasmazone 35 ausfüllt. Sofern die Schicht 10 einen Dotierstoff enthalten soll, kann dieser in einigen Ausführungsformen der Erfindung ebenfalls im Plasma enthalten sein und dort mit der Oberfläche der aufwachsenden Schicht 35 reagieren.
  • Weiterhin befindet sich in der Vakuumkammer 20 ein Gefäß 4, welches das Material der abzuscheidenden Schicht 10 in stöchiometrischem Verhältnis enthält. Sofern die Schicht 10 beispielsweise Indium-Zinn-Oxid mit der Summenformel (In2O3)0,9 (SnO2)0,1 enthält, so wird auch diese Verbindung als Ausgangsmaterial bzw. Precursor 40 in das Gefäß 4 eingebracht.
  • Zur Schichtabscheidung wird das Gefäß 4 mit einer in 2 nicht dargestellten Heizvorrichtung erwärmt. Die Heizvorrichtung kann beispielsweise eine unterhalb des Gefäßes 4 befindliche Elektronstoßheizung oder eine Widerstandsheizung oder eine Induktionsheizung umfassen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann auch eine intensive Infrarotstrahlungsquelle, beispielsweise ein CO2-Laser, zur thermischen Verdampfung des Precursors 40 verwendet werden.
  • Der verdampfende Precursor 40 bildet einen Nebel bzw. eine Partikelwolke 45, welche in Richtung des Substrats 1 driftet. Hierbei durchqueren die Partikel die Plasmazone 35, sodass diese zumindest teilweise umgeladen werden.
  • Am Substrathalter 25 befindet sich eine Vorspannung VDC, welche geladene Partikel aus der Plasmazone 35 in Richtung des Substrats 1 beschleunigt. Hierdurch wird auf dem Substrat 1 die gewünschte Schicht 10 durch Ionenplattieren abgeschieden.
  • Nachdem die Schicht 10 in der gewünschten Schichtdicke abgeschieden wurde, wird die Heizung des Gefäßes 4 abgeschaltet, sodass der Partikelstrom 45 zum Erliegen kommt. Zeitgleich, früher oder später wird dann auch die Stromquelle VRF abgeschaltet, sodass das Plasma in der Plasmazone 35 erlischt. Schließlich kann das Substrat 1 entweder über eine Schleuse oder durch Belüften der Vakuumkammer 20 entnommen werden.
  • Anhand der 3 und 4 wird eine Plasmaerzeugungseinrichtung erläutert, welche in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung einsetzbar ist.
  • Diese enthält eine Spule 3 wie vorstehend bereits beschrieben. Diese dient der Erzeugung eines magnetischen Wechselfelds, welches ein im Spuleninneren befindliches Gas ionisiert. Hierdurch kommt es zur Ausbildung einer Plasmazone 35, wie in 4 dargestellt.
  • Da die TCO-Schicht auch als parasitäre Schicht auf der Spule abgeschieden werden kann, kann es durch diese leitfähige Beschichtung auf der Spule 3 zur Ausbildung von Wirbelströmen auf der Oberfläche der Spule kommen, sodass entweder kein Plasma mehr erzeugt werden kann oder zumindest der Energieeinsatz zur Aufrechterhaltung des Plasmas ansteigt.
  • Um zu verhindern, dass die Spule 3 mit dem verdampften Precursor 45 aus dem Gefäß 4 in Kontakt kommt, befindet sich ein erstes Opferelement 31 im Inneren der Spule 3. Das Opferelement 31 kann ein Dielektrikum enthalten oder daraus bestehen. Beispielsweise kann das Opferelement 31 eine Keramik oder ein Kunststoff sein. Um den bei Betrieb der Vorrichtung auftretenden Temperaturen Stand zu halten, kann das Opferelement 31 z.B. Polyimid, Polytetrafluoräthylen oder Aluminiumoxid enthalten oder daraus bestehen. Das erste Opferelement 31 ist im dargestellten Beispiel rohrförmig mit einem runden Querschnitt ausgeführt und in etwa konzentrisch zur Spule 3 angeordnet.
  • Um zu verhindern, dass nun auf dem ersten Opferelement 31 seinerseits wieder eine elektrisch leitfähige TCO-Beschichtung abgeschieden wird, befindet sich im Inneren des konzentrisch zur Spule 3 angeordneten ersten Opferelements 31 zumindest ein zweites Opferelement 32. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind 6 zweite Opferelemente 32 vorhanden, welche jeweils durch einen Spalt 33 von einander beabstandet sind. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Anzahl der zweiten Opferelemente 32 größer oder geringer sein und beispielsweise zwischen etwa 3 und etwa 20 betragen.
  • Die kleineren Opferelemente 32 verhindern, dass sich eine großflächige TCO-Beschichtung ausbildet, in welcher sich bei Betrieb des magnetischen Wechselfelds Wirbelströme bilden, welche das von der Spule erzeugte Feld 3 abschirmen. Wie in 3 ersichtlich, sind die zweiten Opferelemente 32 als vergleichsweise schmale, jedoch lange Streifen ausgebildet, sodass sich in diesen keine zirkulär verlaufenden Wirbelströme ausbilden können, welche dem Magnetfeld der Spule 3 entgegenwirken.
  • Die Spalte 33 zwischen den zweiten Opferelementen 32 sind so gewählt, dass die Diffusion des gasförmigen Precursors auf die Rückseite der zweiten Opferelemente 32 und damit in Richtung auf das erste Opferelement 31 stark unterdrückt ist. Somit bildet sich auch auf dem ersten Opferelement 31 keine vollflächige, leitfähige Beschichtung.
  • Auf diese Weise kann die Betriebsdauer der Vorrichtung vergrößert werden, so dass mehrere Substrate 1 hintereinander in der gewünschten Weise beschichtet werden können, ohne dass eine zeitaufwändige Wartung der Beschichtungsanlage erforderlich ist.
  • In unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung kann die Schicht 10 beispielsweise folgende TCO-Materialen enthalten:
    • 1. SnO2 mit den optionalen Dotierstoffen: Sb, F, As, Nb und/oder Ta
    • 2. In2O3 mit den optionalen Dotierstoffen: Sn, Ge, Mo, F, Ti, Zr, Mo, Hf, Nb, Ta, W, Te, H und/oder Ce
    • 3. ZnO mit den optionalen Dotierstoffen: Al, Ga, B, In, Y, Sc, F, V, S, Ge, Ti, Zr und/oder Hf
    • 4. CdO mit den optionalen Dotierstoffen: In und/oder Sn
    • 5. Ga2O3
    • 6. ZnO-SnO2 als Verbindungen: Zn2SnO4 und/oder ZnSnO3
    • 7. ZnO-In2O3 als Verbindungen: Zn2In2O5 und/oder Zn3In2O6
    • 8. In2O3-SnO2 als Verbindung: In4Sn3O12
    • 9. CdO-SnO2 als Verbindungen: Cd2SnO4 und/oder CdSnO3
    • 10. CdO-In2O3 als Verbindung: CdIn2O4
    • 11. MgIn2O4
    • 12. GaInO3, (Ga,In)2O3 mit den optionalen Dotierstoffen: Sn und/oder Ge
    • 13. CdSb2O6 mit dem optionalen Dotierstoff: Y
    • 14. Zn-In2O3-SnO2 als Verbindung: Zn2In2O5-In4Sn3O12
    • 15. CdO-In2O3-SnO2 als Verbindung: CdIn2O4-Cd2SnO4
    • 16. ZnO-CdO-In2O3-SnO2
    • 17. CuO2 mit den optionalen Dotierstoffen: Al, Sc, Y, In, Ga, Cr und/oder Mg
  • Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung „erste“ und „zweite“ Ausführungsformen definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Ausführungsformen, ohne eine Rangfolge festzulegen.
  • 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 Nicht-Patentliteratur
    • K. Ellmer und T. Welzel: Reactive magnetron sputtering of transparent conductive oxide thin film: rule of energetic particle bombardment, J. Mater. Res., Vol. 27, No. 5, 14. Mai 2012 [0002]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Abscheidung dünner Schichten (10), welche TCO enthalten oder daraus bestehen, auf zumindest einem Substrat (1), wobei zumindest ein sich in einem Gefäß (4) befindliches Ausgangsmaterial (40) in einer Vakuumkammer (20) verdampft wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gefäß die Bestandteile der Schicht (10) in stöchiometrischem Verhältnis vorliegen und die vom Gefäß (4) aufsteigenden Partikel (45) vor dem Abscheiden auf dem Substrat (1) eine Plasmazone (35) durchdringen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma in der Plasmazone (35) ein Inertgas enthält oder daraus besteht oder dass das Plasma in der Plasmazone (35) Argon enthält oder daraus besteht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma in der Plasmazone (35) ausgewählt ist aus einem induktiv gekoppelten Plasma und/oder einem Mikrowellenplasma und/oder einem ECR-Plasma.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat mit einer Vorspannung (VDC) beaufschlagt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung (VDC) eine Gleichspannung ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmazone (35) von zumindest einem Opferelement zumindest teilweise begrenzt ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Opferelement (32) ein Dilektrikum enthält oder daraus besteht.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das das TCO-Material Sauerstoff und zumindest ein Metall enthält, welches ausgewählt sind aus Indium und/oder Zinn und/oder Zink und/oder Aluminium und/oder Cadmium und/oder Kupfer und/oder Gallium
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das das TCO einen Dotierstoff enthält, welcher zumindest ein Element der III. oder V. Hauptgruppe enthält oder dass das das TCO einen Dotierstoff enthält, welcher ausgewählt ist aus Phosphor, Antimon, Arsen, Bor, Gallium, Aluminium und/oder Indium.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1) eine photovoltaische Zelle enthält oder daraus besteht.
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