FI64128B - FOERFARANDE FOER PAOFOERING AV EN TRANSPARENT FLUORDOPAD STANNIOXIDFILM PAO ETT UPPHETTAT SUBSTRAT MED REGLERAD FLUORFOERORENINGSHALT - Google Patents

FOERFARANDE FOER PAOFOERING AV EN TRANSPARENT FLUORDOPAD STANNIOXIDFILM PAO ETT UPPHETTAT SUBSTRAT MED REGLERAD FLUORFOERORENINGSHALT Download PDF

Info

Publication number
FI64128B
FI64128B FI783195A FI783195A FI64128B FI 64128 B FI64128 B FI 64128B FI 783195 A FI783195 A FI 783195A FI 783195 A FI783195 A FI 783195A FI 64128 B FI64128 B FI 64128B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
fluorine
compound
tin
substrate
gas
Prior art date
Application number
FI783195A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI783195A (en
FI64128C (en
Inventor
Roy Gerald Gordon
Original Assignee
Roy Gerald Gordon
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 Roy Gerald Gordon filed Critical Roy Gerald Gordon
Publication of FI783195A publication Critical patent/FI783195A/en
Publication of FI64128B publication Critical patent/FI64128B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI64128C publication Critical patent/FI64128C/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G19/00Compounds of tin
    • C01G19/02Oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23Oxides
    • C03C17/245Oxides by deposition from the vapour phase
    • C03C17/2453Coating containing SnO2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40Oxides
    • C23C16/407Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C17/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/075Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thin film techniques
    • H01C17/14Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thin film techniques by chemical deposition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/20Manufacture of screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored; Applying coatings to the vessel
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1884Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M14/00Electrochemical current or voltage generators not provided for in groups H01M6/00 - H01M12/00; Manufacture thereof
    • H01M14/005Photoelectrochemical storage cells
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013Heaters using resistive films or coatings
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

ΓβΙ m,KUULUTUS]ULKAISU r Λ Λ η C>ΓβΙ m, ANNOUNCEMENT] EXTENSION r Λ Λ η C>

Ma [BJ ( 1) UTLÄGGNINGSSKRIFT 641 2 OMa [BJ (1) UTLÄGGNINGSSKRIFT 641 2 O

c («) Fr ’ ; ': n I?:3 ^ ^ (51) Kv.lk.jlnt.cM C 03 C 17/2^5 SUOMS-"FiNLAND (21) Pwenttlhtkemu* — Patcnttnsöknlng 7o3199 (22) H»k«mlspttvi — Am6knlngtdag 20.10.78 (23) AlkupUvi —Glltlghetsdag 20.10.78 (41) Tullut julkiseksi — Blivit ofltntllg 21. Oi+. 80c («) Fr '; ': n I?: 3 ^ ^ (51) Kv.lk.jlnt.cM C 03 C 17/2 ^ 5 SUOMS- "FiNLAND (21) Pwenttlhtkemu * - Patcnttnsöknlng 7o3199 (22) H» k «mlspttvi - Am6knlngtdag 20.10 .78 (23) AlkupUvi —Glltlghetsdag 20.10.78 (41) Become public - Blivit ofltntllg 21. Oi + .80

Patentti- ja rekisterlKallitu* (44) Nihttviluipanon j* kuuLJulksisun pvm. — Γι{. q }Patent and registration Expensive * (44) Date of publication of the publication. - {ι {. q}

Patent- och registerstyrelsen Ansöksn utlagd och utl.skriften publkand J JPatent and registration authorities Ansöksn utlagd och utl.skriften publkand J J

(32)(33)(31) Pyydetty etuoikau*—Begird prloritet (71)(72) Roy Gerald Gordon, 22 Highland Street, Cambridge, Massachusetts, USA(US) (TM Oy Kolster Ab (SM Menetelmä läpinäkyvän fluoria vieraana atomina sisältävän stanniok»idikalvon aikaansaamiseksi kuumennetulle alusta!le -Klrfurunde for päföring av en transparent, fluordopad stanni-oxidfi. Lm pä ett upphottat nubntrat med reglerad fluorVöror'·-ningshalt(32) (33) (31) Requested priority * —Begird prloritet (71) (72) Roy Gerald Gordon, 22 Highland Street, Cambridge, Massachusetts, USA (US) (TM Oy Kolster Ab (SM Method of transparent fluorine as a foreign atom) stanniok »to provide an idiol film for a heated substrate le -Klrfurunde for päföring av en transparent, fluordopad stanni-oxidi.

Keksinnön kohteena on parannettu menetelmä sähköä johtavien kerrosten valmistamiseksi, jotka ovat erittäin läpinäkyviä näkyvälle valolle ja joilla on suuri heijastavuus infrapunavalolle, ja erityisesti sen kohteena on sopivia päällysteitä, jotka on valmistettu tällä menetelmällä. Nämä kerrokset ovat käyttökelpoisia läpinäkyvinä elektrodeina aurinko-elektrodivalokennoja, vastusvalokennoja, sähköoptisia nestekide-näyttölaitteita, valosähkökemiallisia kennoja ja monia muuntyyppisiä optisia elektronilaitteita varten. Läpinäkyvinä sähkövastuksina näitä kerroksia käytetään huurteen poistoon lentokoneiden, autojen jne. ikkunoissa. Lämpöä heijastavina läpinäkyvinä päällysteinä lasilla parantavat nämä kerrokset tehot-kuutta aurinkoenergian kokoajissa ja rakennusten ikkunoissa, uuneissa ja natriumhöyrylampuissa sekä lasikuitueristyksissä.The invention relates to an improved method for producing electrically conductive layers which are highly transparent to visible light and have a high reflectivity to infrared light, and in particular to suitable coatings prepared by this method. These layers are useful as transparent electrodes for solar electrode photocells, resistance photocells, electro-optical liquid crystal displays, photoelectrochemical cells, and many other types of optical electronic devices. As transparent electrical resistors, these layers are used to remove frost in the windows of airplanes, cars, etc. As heat-reflective transparent coatings on glass, these layers improve the performance of six in solar collectors and building windows, furnaces and sodium vapor lamps, and fiberglass insulation.

2 641282 64128

Erilaiset metallioksidit, kuten stannioksidi SnC^, indiumok-sidi ln202 ja kadmiumstannaatti Cd2SNO^ ovat olleet eniten käytettyjä aineita läpinäkyvien, sähköä johtavien päällysteiden ja kerrosten valmistusta varten.Various metal oxides, such as stannous oxide SnCl 2, indium oxide ln 2 O 2 and cadmium stannate Cd 2 SNO 2, have been the most widely used materials for the production of transparent, electrically conductive coatings and layers.

Vanhimmat menetelmät näiden päällysteiden levittämiseksi perustuivat metallisuolan (tavallisesti kloridin) liuoksen ruiskut-tamiseen kuumalle pinnalle, esimerkiksi lasille. Tällä tavalla valmistettiin ensimmäiseksi tyydyttäviä läpinäkyviä sähkövastus-kerroksia lentokoneiden ikkunoiden jään poistoa varten. Ruiskutus-menetelmä antoi kuitenkin suhteellisen syövyttäviä sivutuotteita, kuumaa klooria ja kloorivetykaasua, joilla oli taipumus syövyttää kuumaa lasipintaa ja antaa sille utuinen ulkonäkö. Amerikkalaisessa patentissa 2 617 745 esitetään, että tätä ei-toivottua vaikutusta voidaan vastustaa levittämällä ensin lasille puhdas piidioksidi-päällyste. Piidioksidi-suojuskerros ei kuitenkaan ole kovin tehokas lasilla, jolla on suuri alkalipitoisuus ja suuri lämpölaajenerais-kerroin. kuten tavallisella soodakalkki-lasilla. Lisäksi nämä syövyttävät sivutuotteet syövyttävät metalliosia laitteessa ja metalli-epäpuhtauksia, kuten rautaa, voi tällöin erottua päällysteeseen, millä on epäedullisia vaikutuksia sekä päällysteen sähkönjohtokykyyn että läpinäkyvyyteen.The oldest methods of applying these coatings were based on spraying a solution of a metal salt (usually chloride) onto a hot surface, such as glass. In this way, satisfactory transparent electric resistance layers were first prepared for de-icing aircraft windows. However, the spraying method yielded relatively corrosive by-products, hot chlorine and hydrogen chloride gas, which tended to corrode the hot glass surface and give it a hazy appearance. U.S. Patent 2,617,745 discloses that this undesired effect can be counteracted by first applying a pure silica coating to the glass. However, the silica protective layer is not very effective with glass having a high alkali content and a high thermal expansion coefficient. as with regular baking soda glass. In addition, these corrosive by-products corrode metal parts in the device, and metal impurities such as iron can then separate into the coating, which has adverse effects on both the electrical conductivity and transparency of the coating.

Toinen ongelma on ollut tasa-aineisuuden ja toistettavuuden puute mitä päällysteiden ominaisuuksiin tulee. Amerikkalaisessa patentissa 2 651 585 esitetään saatavan parempi tasa-aineisuus ja toistettavuus, jos kosteutta laitteessa säädellään. Höyryn käyttämisestä nesteruiskutuksen asemesta, kuten esimerkiksi saksalaisessa patentissa 1 521 239 selvitetään, on myös seurauksena tasa-aineisempia ja paremmin toistettavia päällysteitä.Another problem has been the lack of uniformity and reproducibility in terms of coating properties. U.S. Patent 2,651,585 discloses that better uniformity and reproducibility can be obtained if the humidity in the device is controlled. The use of steam instead of liquid spraying, as explained, for example, in German Patent 1,521,239, also results in more uniform and reproducible coatings.

Näistä parannuksista huolimatta on viimeaikoina tehty tutkimuksia käyttäen tyhjösaostusmenetelmiä, esimerkiksi haihduttamista ja katodipölyynnystä puhtaampien ja paremmin toistettavien päällysteiden aikaansaamiseksi. Näiden tyhjömeneteImien suuremmista kustannuksista huolimatta katsotaan, että syövyttävien sivutuotteiden ja ei-toivottujen epäpuhtauksien, jotka ruiskutusmenetelmät tuovat mukanaan, pieneneminen on parannus erityisesti sovellutuksissa, jotka käsittävät erittäin puhtaita puolijohteita.Despite these improvements, studies have recently been conducted using vacuum precipitation methods, such as evaporation and cathodic dusting, to provide cleaner and more reproducible coatings. Despite the higher cost of these vacuum processes, it is considered that the reduction of corrosive by-products and unwanted impurities associated with injection methods is an improvement, especially in applications involving high purity semiconductors.

Tiettyjen epäpuhtauksien tarkoituksellisella lisäämisellä on merkitystä näissä menetelmissä suuren sähkö johtokyvyn ja in frapuna- li 3 64128 heijastavuuden aikaansaamiseksi. Siten tinaa yhdistetään epäpuhtaudeksi indiumoksidiin, kun taas antimonia lisätään tinaoksidiin (stanni-oksidiin) näitä tarkoituksia varten. Kaikissa tapauksissa näiden toivottujen epäpuhtauksien kyllästysaineiden tehtävänä on tuoda "ylimääräisiä" elektroneja, jotka myötävaikuttavat sähkönjohtokykyyn. Näiden epäpuhtauksien liukoisuus on suuri ja niitä voidaan vaikeuksitta lisätä käyttäen kaikkia edellä esitettyjä levitysmenetelmiä. Fluorilla on eräs etu verrattuna antimoniin kyllästysaineena tina-oksidille sikäli, että fluorikyllästetyn tinaoksidikalvon läpinäkyvyys on suurempi kuin antimonikyllästetyllä kalvolla, erityisesti näkyvän kirjon punaisessa päässä. Tämä etu fluoria käyttäen on merkittävä mahdollisia sovellutuksia varten aurinkokennoihin ja aurinkolämmön kokoajiin. Huolimatta tästä fluorin edusta käytetään useimpia ja mahdollisesti kaikkia kaupallisesti saatavia tinaoksidipäällysteitä varten antimonia kyllästysaineena. Tämä voi johtua siitä, että fluorikyllästys on osoitettu ainoastaan vähemmän edullisen ruiskutusmenetelmän yhteydessä, kun taas parannettujen levitysmenetelmien (kemiallisen höyrysaostuksen, tyhjö-höyrystyksen ja katodipölyynnyksen) ei oleteta antaneen fluorikyl-lästystä. Lisäksi on erään asiantuntijakomitean äskettäin antamassa selonteossa julkaisussa The American Institute of Physics Conference Proceedings no 25, sivu 288 (1975X esitetty loppupäätelmänä, että fluorin tasapainoliukoisuus tinaoksidiin on luonnostaan alempi kuin antimonin liukoisuus. Tästä huolimatta on havaittu,että alhaisin tekniikan tasolla esitetty ominaisvatus on tinaoksidikal-voilla, jotka on esitetty Gillery'in U.S.patentissa 3 677 816.The deliberate addition of certain impurities is important in these methods to achieve high electrical conductivity and infrared reflectivity. Thus, tin is combined as an impurity in indium oxide, while antimony is added to tin oxide (stannous oxide) for these purposes. In all cases, it is the function of the impregnants of these desired impurities to bring in "extra" electrons which contribute to the electrical conductivity. These impurities have a high solubility and can be easily added using all of the above application methods. Fluorine has an advantage over antimony as an impregnating agent for tin oxide in that the transparency of the fluorine-impregnated tin oxide film is higher than that of the antimony-impregnated film, especially at the red end of the visible spectrum. This advantage of using fluorine is significant for potential applications in solar cells and solar thermal collectors. Despite this advantage of fluorine, antimony is used as a impregnating agent for most and possibly all commercially available tin oxide coatings. This may be due to the fact that fluorine impregnation has only been demonstrated in the less preferred spraying method, while improved application methods (chemical vapor deposition, vacuum evaporation and cathodic dusting) are not expected to provide fluorine impregnation. In addition, a recent report by a committee of experts in The American Institute of Physics Conference Proceedings No. 25, page 288 (1975X) concludes that the equilibrium solubility of fluorine in tin oxide is inherently lower than the solubility of antimony. butts disclosed in U.S. Patent 3,677,816 to Gillery.

Käyttäen erästä ruiskutusmenetelmää saatiin maininitun patentin mukaisesti fluorilla kyllästettyjä tinaoksidikalvoja, joilla on niinkin alhainen ohminen vastus kuin 15 ohmia/neliö käyttäen lähtöaineena yhdistettä, joka sisälsi suoran tinafluorisidoksen. Alin vastus kaupallisesti saatavassa tinaoksidi-päällysteisessä lasissa on tähän asti n. 40 ohmin tienoilla neliötä kohti. Jos halutaan saada päällysteitä, joilla on niin alhainen vastus kuin 10 ohmia/neliö, on tähän saakka ollut pakko käyttää hyvin paljon kalliimpia aineita, kuten indiumoksidia.Using an injection method, fluorine-impregnated tin oxide films having an ohmic resistance as low as 15 ohms / square were obtained according to said patent using a compound containing a direct tin fluorine bond as a starting material. The lowest resistance in commercially available tin oxide-coated glass is about 40 ohms per square. If it is desired to obtain coatings with a resistance as low as 10 ohms / square, it has hitherto been necessary to use very much more expensive materials, such as indium oxide.

Tämän keksinnön eräänä kohteena on tarjota menetelmä fluorilla 4 64128 kyllästetyn stannioksidikerroksen tai -päällysteen levittämiseksi, jolla on suuri läpinäkyvyys näkyvällä alueella, suuri sähkönjohtokyky ja suuri heijastavuus infrapunavalolle.It is an object of the present invention to provide a method for applying a fluorine-impregnated stannous oxide layer or coating having high transparency in the visible range, high electrical conductivity and high reflectivity to infrared light.

Toisena tämän keksinnön kohteena on, että se takaa mahdolliseksi yksinkertaisella tavalla vaihdella sähköjohtokykyä yhden ainoan tällaisen kerroksen levityksen aikana ja että se tekee mahdolliseksi saavuttaa hyvin alhainen ominaisvastus ja pintavas-tus.Another object of the present invention is that it makes it possible to vary the electrical conductivity in a simple manner during the application of a single such layer and that it makes it possible to achieve a very low specific resistance and surface resistance.

Keksinnön yhtenä tavoitteena on aikaansaada ei-syövyttävä saos-tusatmosfääri, josta tällaisia kerroksia, joilla on suuri puhtaus-aste voidaan saostaa helposti alustan saastumatta epäpuhtauksilla tai alustan tai laitteen syöpymättä.It is an object of the invention to provide a non-corrosive precipitating atmosphere from which such layers of high purity can be easily precipitated without contamination of the substrate by impurities or corrosion of the substrate or device.

Edelleen on keksinnön eräänä kohteena aikaansaada kaasumaisia aineita nestemäisten asemesta päällystettyjen tuotteiden valmistamiseksi, kuten keksinnön yhteydessä kuvataan.It is a further object of the invention to provide gaseous substances for the manufacture of coated products instead of liquids, as described in connection with the invention.

Edelleen on keksinnön eräänä tavoitteena aikaansaada menetelmä, joka vaikeuksitta antaa tällaisia kerroksia, joilla on erittäin tasa-aineiset ja toistettavat ominaisuudet laajoilla alueilla ilman rajoituksia, jotka ovat ominaisia ruiskutusmenetelmille.It is a further object of the invention to provide a method which readily provides such layers with highly uniform and reproducible properties over a wide range without the limitations inherent in spraying methods.

Edelleen on eräänä tavoitteena tehdä mahdolliseksi tällaisten kerrosten levittäminen vaikeuksitta putkien tai pullojen sisälle tai muodoltaan monimutkaisille pinnoille, joita ei helpolla tavalla voida ruiskuttamalla päällystää.It is a further object to make it possible to apply such layers without difficulty inside tubes or bottles or on surfaces of complex shape which cannot be easily spray-coated.

Vielä on keksinnön eräänä tavoitteena aikaansaada parannettuja tuotteita, kuten aurinkokennoja, muita puolijohteita, jotka ovat käyttökelpoisia sähköpiireissä, lämpöä heijastavia ikkunoita, parannettuja natriumlamppuja jne.It is a further object of the invention to provide improved products such as solar cells, other semiconductors useful in electrical circuits, heat reflective windows, improved sodium lamps, etc.

Vielä on keksinnön eräänä tavoitteena tehdä mahdolliseksi tällaisten kerrosten levittäminen standardivalmistusmenetelmin puoli johdeteollisuudessa ja lasiteollisuudessa.It is a further object of the invention to make it possible to apply such layers by standard manufacturing methods in the semiconductor and glass industries.

Muut tavoitteet ja edut käyvät ilmi seuraavasta selostuksesta.Other objects and advantages will become apparent from the following description.

Keksinnön eräs erityispiirre on, että reaktiokomponentit valitaan sillä tavalla, että tarvittavaa tina-fluorisidosta ei muodosteta ennenkuin saostus on välittömästi tulossa. Täten tina-fluoridi-aines pysyy paremmin höyryfaasissa ja niin alhaisissa lämpötiloissa että yhdisteen hapettuminen tapahtuu vasta uudelleenjärjestelyn l! 5 64128 jälkeen tina-fluorisidoksen muodostamiseksi. Tällä tavalla fluorilla kyllästetystä tinaoksidista muodostetuilla kalvoilla on erinomaisen alhainen sähköinen ominaisvastus ja erinomaisen suuri heijastavuus infrapunavalolle.A particular feature of the invention is that the reaction components are selected in such a way that the required tin fluorine bond is not formed until precipitation is imminent. Thus, the tin fluoride material remains better in the vapor phase and at such low temperatures that the oxidation of the compound takes place only after rearrangement 1! 5 to 64128 to form a tin fluorine bond. In this way, films formed of fluorine-saturated tin oxide have an exceptionally low electrical resistivity and an excellently high reflectivity to infrared light.

Keksinnön mukainen menetelmä toteutetaan käyttäen kaasumaista seosta, joka sisältää haihtuvan fluori-pitoisen organo-tinayhdisteeg jossa ei ole suoraa tina-fluori-sidosta. Tämä seos sisältää myös haihtuvan hapettuvan tinayhdisteen sekä hapettavan kaasun.Tämä ensimmäinen fluoriyhdiste ei sisällä fluori-tina-sidosta ja muutetaan toiseksi organo-tinafluoridi-yhdisteeksi, jossa on tällainen sidos. Välittömästi tämän muutoksen jälkeen hapetetaan toinen yhdiste fluori-kyllästysaineen muodostamiseksi ja tämä kyllästysaine hapetetaan yhdessä hapettuvan tinayhdisteen kanssa stannioksidikal-von muodostamiseksi, jossa on säädetty määrä fluoriepäpuhtautta jähmeällä alustalla.The process of the invention is carried out using a gaseous mixture containing a volatile fluorine-containing organotin compound having no direct tin-fluorine bond. This mixture also contains a volatile oxidizable tin compound as well as an oxidizing gas. This first fluorine compound does not contain a fluorine-tin bond and is converted to a second organotin fluoride compound having such a bond. Immediately after this change, another compound is oxidized to form a fluorine impregnating agent, and this impregnating agent is oxidized together with an oxidizable tin compound to form a stannous oxide film having a controlled amount of fluorine impurity on a solid support.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti valmistetaan organo-tinamonofluoridihöyry kuumennetulla saostusalueella uudistamalla haihtuvamman yhdisteen, joka sisältää tinaan sidottuina sekä tina-että fluorialkyyliryhmiä, höyry.According to one embodiment of the invention, the organotin monofluoride vapor in the heated precipitation zone is produced by regenerating the vapor of a more volatile compound containing both tin and fluoroalkyl groups bound to tin.

Eräässä toisessa keksinnön edullisessa suoritusmuodossa käytetään hyväksi organotina-monofluoridia, joka muodostuu kaasun ja alustan rajapinnalla tai sen läheisyydessä reaktioilla, jotka käsittävät organotinahöyryä ja tiettyjä fluoripitoisia kaasuja, jotka sisältävät fluorialkyyli- ja/tai fluoririkkiryhmiä.In another preferred embodiment of the invention, organotin monofluoride is formed at or near the gas-substrate interface by reactions comprising organotin vapor and certain fluorine-containing gases containing fluoroalkyl and / or fluorosulfur groups.

Tuotekerros on kummassakin tapauksessa tasa--aineinen, kova, kiinnittynyt läpinäkyvä päällyste, jonka sähkönjohtokyky ja infra-puna-heijastavuus riippuu fluoripitoisen kyllästysaineen väkevyydestä.In both cases, the product layer is a homogeneous, hard, adherent transparent coating whose electrical conductivity and infra-red reflectivity depend on the concentration of the fluorine-containing impregnating agent.

Kuviossa 1 esitetään kaavamaisesti laitteisto, joka sopii menetelmän toteuttamiseen, jolloin fluoripitoisena kyllästysaineena on organotina-fluorialkyylihöyry, joka muutetaan höyryfaasiksi nestemäisestä muodosta.Figure 1 schematically shows an apparatus suitable for carrying out the process, wherein the fluorine-containing impregnating agent is organotin-fluoroalkyl vapor, which is converted into a vapor phase from a liquid form.

Kuvio 2 esittää samanlaista kaaviota toisesta suoritusmuodosta, jonka mukaisesti fluoripitoinen kyllästysaine muodostetaan reaktiolla tiettyjen fluorialkyyli- ja/tai fluoririkkikaasujen kanssa, jotka tuodaan sylinteristä, jossa on puristettua kaasua.Figure 2 shows a similar diagram of another embodiment according to which a fluorine-containing impregnating agent is formed by reaction with certain fluoroalkyl and / or fluorosulfur gases introduced from a cylinder with a compressed gas.

Kuvio 3 esittää yksinkertaistettua suoritusmuotoa laitteesta keksinnön ensimmäisen tai toisen suoritusmuodon toteuttamiseksi.Figure 3 shows a simplified embodiment of a device for carrying out a first or second embodiment of the invention.

6 641286 64128

Kuvio 4 on kaavamainen poikkileikkaus aurinkokennosta ja se havainnollistaa keksinnön käyttöä puolijohteita varten.Figure 4 is a schematic cross-section of a solar cell and illustrates the use of the invention for semiconductors.

Kuvio 5 esittää ikkunaa 120, joka on päällystetty keksinnön mukaisella kerroksella 118.Figure 5 shows a window 120 coated with a layer 118 according to the invention.

Kuviot 6 ja 7 ovat graafisia esityksiä, jotka osoittavat miten johtavuus ja heijastavuus muuttuvat fluori-kyllästysaineen pitoisuuden mukeina. Keksinnön mukainen menetelmä käsittää kaksi päävaihetta: (1) reaktiivisen höyryseoksen, joka kuumennettaessa antaa tina-fluori-sidoksen sisältävän yhdisteen, valmistamisen ja (2) tämän höyryseoksen tuomisen kuumennetulle pinnalle, jolle fluorilla kyllästetty tinaoksidi saostetaan. Seuraavassa kuvatut suoritusmuodot poikkeavat toisistaan fluorikyllästysaineen kemiallisen lähteen suhteen reaktiivisessa höyryseoksessa ja myös mitä aineisiin tulee, joilla höyryseos valmistetaan. Toinen vaihe (saostaminen kuumennetulle pinnalle) on suurinpiirtein sama kummassakin esimerkissä.Figures 6 and 7 are graphs showing how conductivity and reflectivity change as mucus fluoride saturant concentrations. The process of the invention comprises two main steps: (1) preparing a reactive steam mixture which, when heated, yields a compound containing a tin fluorine bond, and (2) applying this steam mixture to a heated surface on which fluorine-saturated tin oxide is precipitated. The embodiments described below differ in terms of the chemical source of the fluorine impregnant in the reactive steam mixture and also in the materials with which the steam mixture is prepared. The second step (precipitation on the heated surface) is approximately the same in both examples.

Tina syötetään haihtuvana, hapettuvana tinayhdisteenä, esimerkiksi tetrametyylitinana, tetraetyylitinana, dibutyylitinadiase-taattina, dimetyylitinadihydridinä, dimetyylitinakloridina jne. Edullinen yhdiste on tetrametyylitina, koska tämä on riittävän haihtuva huoneen lämpötilassa, ei ole syövyttävä, on pysyvä ja voidaan helposti puhdistaa. Tämä haihtuva tinayhdiste johdetaan pulputus-laitteeseen, joka on kuvioissa merkitty 10:llä, ja inerttiä kannin-kaasua, esimerkiksi typpi-kaasua, pulputetaan tinayhdisteen läpi. Erittäin haihtuvia yhdisteitä, esimerkiksi tetrametyylitinaa ja di-metyylitinadihydridiä varten, voidaan pulputuslaite pitää huoneen lämpötilassa, mutta muita vähemmän haihtuvia yhdisteitä varten täytyy pulputuslaitetta ja putkia kuumentaa sopivasti kuten ammattimiehelle on selvää. Tämän keksinnön eräs etu on, että suurlämpöti-lalaitteiden käyttöä voidaan välttää ja että voidaan käyttää yksinkertaisia kylmäseinäisiä laitteita.Tin is fed as a volatile, oxidizable tin compound, for example tetramethyltin, tetraethyltin, dibutyltin diacetate, dimethyltin dihydride, dimethyltin chloride, etc. The preferred compound is tetramethyltin, which is readily volatile, is not sufficiently volatile at room temperature, is not volatile at room temperature. This volatile tin compound is passed to a pulping apparatus, indicated by 10 in the figures, and an inert carrier gas, for example nitrogen gas, is pulped through the tin compound. For highly volatile compounds, for example tetramethyltin and dimethyltin dihydride, the pulping device may be kept at room temperature, but for other less volatile compounds, the pulping device and tubes must be suitably heated as will be apparent to those skilled in the art. One advantage of the present invention is that the use of high temperature devices can be avoided and that simple cold wall devices can be used.

Höyryseoksen täytyy sisältää hapettavaa kaasua, esimerkiksi happea, N2O tms. Happi on edullinen kaasu, koska tätä kaasua on helposti saatavissa ja se toimii yhtä hyvin kuin kalliimmat vaihtoehtoiset hapettimet.The vapor mixture must contain an oxidizing gas, for example oxygen, N2O, etc. Oxygen is the preferred gas because this gas is readily available and works just as well as more expensive alternative oxidants.

Kaasun paine määrätään säätimillä 25 ja happikaasun virtaus-määrä säiliöstä 20 sekä kanninkaasun virtausmäärä säiliöstä 21 li 7 64128 säädetään säätöventtiileillä 30 ja mitataan virtausmittareilla 40. Kaasuvirrat johdetaan senjälkeen yksisuuntaisten sulkuventtiilien 50 läpi sekoitusjohtoon 60 ja suppilonmuotoiseen kammioon 70. Tinaoksidikalvo seostetaan kuumlmmalle pinnalle 80, jota kuumennetaan kuumennuslaitteella 90, tavallisesti lämpötilaan väliltä n. 400 - 600°C.The gas pressure is determined by regulators 25 and the oxygen gas flow rate from tank 20 and the carrier gas flow rate from tank 21 or 7 64128 are controlled by control valves 30 and measured by flow meters 40. with a heating device 90, usually to a temperature between about 400 and 600 ° C.

Edellä kuvatun menetelmän yleinen tyyppi on yleisesti tunnettu höyrysaostustekniikassa. Erilaiset muunnelmat, esimerkiksi että alustapinta järjestetään pystysuoraan tai pyöriväksi tai reaktiokammion alapuolelle ja pyöriväksi ovat ammattimiehet hyvin tuntemia ja voivat olla erityisen sopivia käytettäviksi riippuen alustan geometriasta tai niistä olosuhteista, jotka vaikuttavat tiettyyn käyttöön.The general type of method described above is well known in the steam precipitation technique. Various variations, for example that the substrate surface is arranged vertically or rotatably or below the reaction chamber and rotatable, are well known to those skilled in the art and may be particularly suitable for use depending on the geometry of the substrate or the conditions affecting a particular use.

Alustan pyörimistä suositellaan näytteen liikuttelemiseksi parhaalla tavalla mahdollisten konvektiovirtojen läpi, joita laitteessa saattaa esiintyä ja täten levitetyn kerroksen tasa-aineisuu-den varmistamiseksi parhaalla tavalla. Lisäksi keksinnön mukaisesti on käynyt ilmi, että tuomalla kuumennettu alusta alaspäin käännettynä voidaan saada hyvin tasa-aineisia päällysteitä yksinkertaisemmalla tavalla pyörittämättä, koska kaasussa ylhäältä päin kuumennettaessa ei esiinny häiritseviä konvektiovirtoja. Toinen etu pidettäessä substraattia reaktiivisten höyryjen yläpuolella on, että mahdollinen pöly ja lika tai jauhe, jota muodostuu sivutuotteena homogeenisen ydinmuodostuksen vaikutuksesta kaasussa, ei putoa alas kasvavalle kalvolle.Rotation of the substrate is recommended to best move the sample through any convection currents that may be present in the device and thus to ensure the uniformity of the applied layer in the best possible way. Furthermore, according to the invention, it has been found that by bringing the heated substrate upside down, very homogeneous coatings can be obtained in a simpler manner without rotation, since no disturbing convection currents occur in the gas when heated from above. Another advantage of keeping the substrate above the reactive vapors is that any dust and dirt or powder formed as a by-product due to homogeneous nucleation in the gas does not fall down on the growing film.

Keksintö jota tässä kuvataan, on parannettu menetelmä, jolla säädettyjä määriä fluoria epäpuhtautena voidaan yhdistää kasvavaan tinaoksidikalvoon. Tämän keksinnön yksinkertaisimmassa muodossa on fluori-kyllästysaineena höyry, joka sisältää yhden tina-fluorisidok-sen jokaisessa molekyylissä. Tinan muut kolme valenssia ovat tyydytettyjä orgaanisilla ryhmillä ja/tai muilla halogeeneilla kuin fluori. Tyypillinen esimerkki tällaisista yhdisteistä on tributyyli-tinafluoridi. On havaittu, että fluori, joka on sidottu tällä tavalla ja joka saatetaan käytettävissä olevaksi kuumaa pintaa varten höyryn muodossa, ei lohkea tinasta hapettamisen aikana kuuman pinnan läheisyydessä.The invention described herein is an improved method by which controlled amounts of fluorine as an impurity can be combined with a growing tin oxide film. In its simplest form, the fluorine impregnating agent is steam containing one tin fluorine bond in each molecule. The other three valencies of tin are saturated with organic groups and / or halogens other than fluorine. A typical example of such compounds is tributyltin fluoride. It has been found that fluorine bound in this way and made available for the hot surface in the form of steam does not cleave from the tin during oxidation in the vicinity of the hot surface.

Valitettavasti eivät kaikki ennestään tunnetut yhdisteet, joilla on tällainen suora tina-fluori-sidos, ole oleellisesti haihtuvia lähellä huoneen lämpötilaa.Unfortunately, not all previously known compounds having such a direct tin-fluorine bond are substantially volatile near room temperature.

8 641288 64128

Eräs erityinen etu saavutetaan tällä keksinnöllä muodostamalla fluori-kyllästysaine haihtuvista yhdisteistä, joilla ei ole tarvittavaa tina-fluori-sidosta, mutta joissa kuumennettaessa tapahtuu reaktio tai uudelleenjärjestäytyminen suoran tina-fluori-si-doksen muodostamiseksi. Tämä uudelleenryhmittyminen tapahtuu edullisesti lämpötilassa, joka on riittävän korkea (esimerkiksi —100°C) niin, että tällä tavalla muodostettu tinafluoridi pysyy höyryfaasissa, mutta myös niin alhainen, (esimerkiksi <o400°C ), että yhdisteen hapettuminen tapahtuu uudelleenryhmittymisen jälkeen. Eräs esimerkki tällaisesta yhdisteestä on trimetyylitrifluorimetyylitina, (CH^l^SnCF-j. Kuumennettaessa n. 150°C:n lämpötilaan kuumennetussa vyöhykkeessä saostuspinnan 80 tuntumassa tapahtuu tässä yhdisteessä uudelleenryhmittyminen suoran tina-fluori-sidoksen muodostamiseksi (CH^)^SnF-höyryssä, joka senjälkeen reagoi fluorin luovuttajan eli kyllästysaineen kanssa. Muilla yhdisteillä, joissa tapahtuu samankaltaisia uudelleenryhmittymisiä lämpötiloissa, jotka tietenkin vaihtelevat jonkinverran yhdisteestä toiseen, on yleinen kaava R^SnRF, jossa R on hiilivetyryhmä ja RF on fluorattu hiilivetyryhmä, jossa on vähintään yksi fluoriatomi, joka on sitoutunut siihen hiiliatomiin, joka on sidottu tinaan. Olennaisin etu näillä fluori-kyllästysaineilla on, että ne ovat haihtuvia nesteitä , niin että ne helposti voivat antaa riittävän höyryn paineen höyrystettäessä huoneen lämpötilassa. Tämä yksinkertaistaa laitteen rakennetta, kuten kuviossa 1 esitetään, poistamalla tarpeen ylläpitää kuuma-vyöhyke pulputus laitteen 15 ja reaktiokammion 70 välillä fluori-kyllästysaineen pitämiseksi höyryfaasissa. Laite voi siten ollä tyyppiä, jota tavallisesti nimitetään "kylmäseinätyyppiseksi kemialliseksi höyrysaostusreaktoriksi" ja jota laajalti käytetään esimerkiksi puolijohdeteollisuudessa piin, piidioksidin, piinitri-din jne. saostamiseen. Muita olennaisia "kylmäseinäreaktorin" ominaisuuksia puolijohdetarkoituksiin on, että se vähentää ei-toi-vottujen epäpuhtauksien määrän alhaiselle tasolle sekä substraatissa että päälle levitetyssä kalvossa. Samankaltaisella tavalla voidaan lasin valmistuksessa kaasuseos lisätä hehkutus- ja jäähdytysuuniin siinä vaiheessa, kun lasilla on sopiva lämpötila, esimerkiksi n. 470°C pehmeää lasia varten. Tällä tavalla voidaan aikaansaada hyvin tasa-aineisia kalvoja tavallisessa lasinvalmistuslaitteis-tossa.A particular advantage is achieved by the present invention by forming a fluorine impregnating agent from volatile compounds which do not have the required tin-fluorine bond, but in which reaction or rearrangement occurs on heating to form a direct tin-fluorine bond. This regrouping preferably takes place at a temperature high enough (e.g. -100 ° C) so that the tin fluoride thus formed remains in the vapor phase, but also so low (e.g. <400 ° C) that the oxidation of the compound takes place after regrouping. An example of such a compound is trimethyltrifluoromethyltin, (CH 2 Cl 2). When heated to a temperature of about 150 ° C in a heated zone near the precipitation surface 80, this compound regroups to form a direct tin fluorine bond in (CH 2) SnF vapor, Other compounds which undergo similar rearrangements at temperatures which, of course, vary somewhat from one compound to another have the general formula R 1 SnRF, where R is a hydrocarbon group and RF is a fluorinated hydrocarbon group having at least one fluorine atom which is a fluorine donor, i.e. a saturant. The main advantage of these fluorine impregnants is that they are volatile liquids so that they can easily give a sufficient vapor pressure when evaporated at room temperature.This simplifies the design of the device, as shown in Figure 1, by eliminating the need to maintain a hot Zones, are compatible e pulping between the device 15 and the reaction chamber 70 to keep the fluorine impregnant in the vapor phase. The apparatus may thus be of a type commonly referred to as a "cold wall type chemical vapor deposition reactor" and widely used, for example, in the semiconductor industry for the precipitation of silicon, silica, silicon nitride, etc. Other essential features of a "cold wall reactor" for semiconductor applications are that it reduces the amount of unwanted impurities to a low level in both the substrate and the applied film. Similarly, in the manufacture of glass, the gas mixture can be added to the annealing and cooling furnace at a stage when the glass has a suitable temperature, for example about 470 ° C for soft glass. In this way, very uniform films can be obtained in a conventional glass manufacturing apparatus.

Edullinen yhdiste käytettäväksi kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa on (CH^J^SnCF^, koska tämä on haihtuvampi kuin yhdisteet, <1 9 64128 joissa on useampia hiiliatomeja. Tämä yhdiste on pysyvä, väritön, ei-syövyttävä neste, joka ei hajoa ilmassa huoneen lämpötilassa ja joka ainoastaan äärimmäisen hitaasti reagoi veden kanssa.The preferred compound for use in the embodiment of Figure 1 is (CH 2 Cl 2, as this is more volatile than compounds having more than 1 64 64128 carbon atoms. This compound is a stable, colorless, non-corrosive liquid that does not decompose in air at room temperature). and which reacts only extremely slowly with water.

Eräässä toisessa erityisen edullisessa keksinnön suoritusmuodossa käytetään fluoripitoista kaasua, joka reagoi organotina-höyryn kanssa kuumennettaessa muodostaen tinafluoridihöyryä. Siten voidaan esimerkiksi ^k-fluorialkyylihalogenideja, erityisesti sellaisia, joiden alkyyliryhmässä on 4 hiiliatomia tai vähemmän, sellaisia kaasuja kuin joditrifluorimetaani, CF^I, CF3CF2I, C3F7I jne. sekoittaa organotinahöyryjen, esimerkiksi tetrametyylitinahöyryn, (CH^^Snm, kanssa, huoneen lämpötilassa ts. 32°C:seen asti erityisesti 65°C:n lämpötilaan asti ilman reaktiota. Edelleen ovat fluorialkyylibromidit, kuten CF3Br, C2Fc.Br jne. käyttökelpoisia fluoripitoisina kaasuina. Ne ovat vähemmän reaktiivisia ja n.10-20 kertaa enemmän vaaditaan reaktioainekaasuun, mutta ne ovat paljon halvempia. Tämä on erityisen yllättävää,koska tällaisia yhdisteitä on pidetty inertteinä. Fluorialkyyliklorideja ei pidetä parempina käytettäviksi, koska niiden reaktiivisuus on olennaisesti pienempi kuin bromidien reaktiivisuus.In another particularly preferred embodiment of the invention, a fluorine-containing gas is used which reacts with the organotin vapor when heated to form tin fluoride vapor. Thus, for example, N-fluoroalkyl halides, especially those having 4 alkyl atoms or less in the alkyl group, gases such as iodotrifluoromethane, CFI, CF3CF2I, C3F7I, etc., can be mixed with organotin vapors, for example tetramethyltin vapor, at room temperature, Up to 32 ° C, especially up to 65 ° C without reaction Further fluoroalkyl bromides, such as CF 3 Br, C 2 CF 2 Br, etc., are useful as fluorine-containing gases, are less reactive and about 10 to 20 times more are required for the reactor gas, but they are much cheaper.This is particularly surprising since such compounds have been considered inert.Fluoroalkyl chlorides are not preferred for use because their reactivity is substantially lower than that of bromides.

Kun tällainen höyryseos lähestyy kuumennettua pintaa tapahtuu kaasufaasissa reaktio, niin että toivotut tina-fluoriyhdisteet lopulta muodostuvat. Vaikka reaktiosarja onkin monimutkainen, oletetaan, että tämä alkaa sellasilla reaktioilla kuin CF3J + R4Sn --> R3SnCF3 + Rl organotinafluorialkyylin R3SnCF3 muodostamiseksi höyrymuodossa alueella lähellä rajapintaa kuuman pinnan kanssa, jossa ne vaikuttavat fluorikyllästysaineina kasvavaa tinaoksidikalvoa varten samalla tavalla kuin ensimmäisen suoritusmuodon mukaisesti.As such a steam mixture approaches the heated surface, a reaction occurs in the gas phase so that the desired tin-fluorine compounds are eventually formed. Although the sequence of reactions is complex, it is assumed that this begins with reactions such as CF3J + R4Sn -> R3SnCF3 + R1 to form organotinafluoroalkyl R3SnCF3 in vapor form near the interface with the hot surface in which they act as fluorosaturants in the same manner as the growing tin oxide.

Tietyt muut fluoripitoiset kaasut ovat myös tehokkaita keksinnön tämän toisen suoritusmuodon mukaisesti. Siten on esimerkiksi rikkikloridipentafluoridi SF^Cl tehokas fluorin luovuttajakaasu samoin kuin rikkibromidipentafluoridi SF^Br.Certain other fluorine-containing gases are also effective in accordance with this second embodiment of the invention. Thus, for example, sulfur chloride pentafluoride SF 2 Cl is an efficient fluorine donor gas as is sulfur bromide pentafluoride SF 2 Br.

Samantapaisesti vaikuttaa trifluorimetyylirikkipentafluoridi CF3SF5 kaasun muodossa tina-fluoridi-sidosten muodostamiseksi kaa-sufaasireaktion kautta.Similarly, trifluoromethyl sulfur pentafluoride CF3SF5 acts in the form of a gas to form tin fluoride bonds through a gas phase reaction.

Etuna tässä toisessa suoritusmuodossa on, että fluorin luo- ίο 64128 vuttaja on kaasu ja prosessia havainnollistetaan edelleen kuviossa 2. Edullisia kaasuja ovat CF^I ja CF^Br, jotka ovat ei-syövyttä-viä, palamattomia, eivät oleellisesti myrkyllisiä ja ovat kaupallisesti helposti saatavissa. SF^Cl ja SF^Br ovat voimakkaasti myrkyllisiä ja ovat sentähden vähemmän toivottavia käytettäviksi.The advantage in this second embodiment is that the fluorine generator is a gas and the process is further illustrated in Figure 2. Preferred gases are CF 2 Br and CF 2 Br, which are non-corrosive, non-combustible, substantially non-toxic and commercially readily available. available. SF ^ Cl and SF ^ Br are highly toxic and are therefore less desirable for use.

CF^SF,. on myrkytön mutta jonkinverran vähemmän reaktiivinen kuin cf3i.CF ^ SF ,. is non-toxic but somewhat less reactive than cf3i.

Saostusprosessia voidaan edelleen yksinkertaistaa kuten kuviossa 3 esitetään, jos kaasuseokset esisekoitetaan ja niitä varastoidaan painekaasusylinterissä 19. Varmaa varastointia ja käyttöä varten täytyy hapettuvan yhdisteen pitoisuus tietenkin pitää sellaisena, että se ei voi muodostaa räjähtävää seosta. Esimerkiksi tetrametyylitinalle on alempi räjähtämisraja ilmassa n. 1,9 %. Pitoisuudet, joita on käytetty kemiallista höyrysaostusta varten ovat pienempiä kuin puolet tästä pitoisuudesta. Lisäksi CF3I:n ja CF^tn käyttö fluorikyllästysaineena vaikuttaa myös tulta-vastustavana keinona.The precipitation process can be further simplified as shown in Figure 3 if the gas mixtures are premixed and stored in a compressed gas cylinder 19. For safe storage and use, the concentration of oxidizable compound must of course be kept such that it cannot form an explosive mixture. For example, tetramethyltin has a lower explosion limit in air of about 1.9%. Concentrations used for chemical vapor deposition are less than half of this concentration. In addition, the use of CF 3 I and CF 3 I as a fluorine impregnant also acts as an anti-fire agent.

Keksinnön mukaisesti valmistetuilla kalvoilla on osoittautunut olevan 90 %:n tai suurempi infrapunaheijastuvuus mitattuna, kuten tekniikan tasolla on tunnettua, tavanomaisella valon aallonpituudella lO^um, joka on luonteenomainen termiselle infrapunasäteilyl-le huoneen lämpötilassa. Tätä 90 %:n heijastuvuutta voidaan verrata heijastuvuuteen 80 %, joka tähän asti on saavutettu käyttäen tinaoksidipäällysteitä. Tavallisessa käytössä on näillä infrapunahei jastuskerroksilla paksuus väliltä n. 0,2 - l^um ja paksuudet väliltä 0,3 ja 0,5^um ovat tyypillisiä.The films made according to the invention have been shown to have an infrared reflectance of 90% or more, as measured in the prior art, at a conventional wavelength of 10 μm, which is characteristic of thermal infrared radiation at room temperature. This 90% reflectance can be compared to the 80% reflectance achieved so far using tin oxide coatings. In normal use, these infrared reflecting layers have a thickness between about 0.2 and 1 and thicknesses between 0.3 and 0.5 are typical.

Fluori-kyllästysainepitoisuuksien luonnehtimiseksi kvantita-tiivisemmin kalvoissa mitattiin infrapunaheijastusvuus aallonpituus-välillä 2,5^um - 40 ym. Sijoittamalla nämä arvot teoreettisiin käyriin, kuten R, Groth, E.Kauer ja P.C.van den Linden yksityiskohtaisesti kuvaavat kirjoituksessaan "Optical Effects of Free Carriers in Sn02 Layers", Zeitschrift fur Natur Forschung, nide 179, sivut 789 - 793 (1926), saatiin arvoja vapaiden elektronien pitoisuudelle 20 —3 21 -3 kalvoissa. Saadut arvot olivat väliltä 10 cm - 10 cm ja ne kasvoivat säännöllisesti fluori-kyllästysaineen pitoisuuden kasvaessa. Teoreettisesti tulee luovuttaa yksi vapaa elektroni h 11 64128 jokaista fluoriatomia kohti, joka korvataan happiatomilla hilassa. Tämä hypoteesi vahvistettiin kokonaisfluoripitoisuuden "Auger Electron Spectroscopic"-mittauksin tietyissä kalvoissa, jotka antoivat fluoripitoisuuksia, jotka olivat yhtäpitäviä vapaaelektro-nipitoisuuksien kanssa koetarkkuuden rajoissa. Tämä yhtäpitävyys ilmaisee, että suurempi osa yhdistetystä fluorimäärästä on sähköisesti aktiivinen.To characterize fluorine impregnant concentrations more quantitatively in the films, infrared reflectance was measured in the wavelength range from 2.5 μm to 40 μm. By placing these values in theoretical curves such as R, Groth, E. Kauer, and PCvan den Linden, in detail in their in SnO2 Layers ", Zeitschrift fur Natur Forschung, Volume 179, pages 789-793 (1926), values were obtained for the concentration of free electrons in 20-332 -3 films. The values obtained ranged from 10 cm to 10 cm and increased regularly as the concentration of fluorine impregnant increased. Theoretically, one free electron h 11 64128 should be donated for each fluorine atom, which is replaced by an oxygen atom in the lattice. This hypothesis was confirmed by "Auger Electron Spectroscopic" measurements of the total fluorine content in certain membranes, which gave fluorine concentrations consistent with the free electron concentrations within the experimental accuracy. This concordance indicates that a greater proportion of the combined amount of fluorine is electrically active.

Infrapunaheijastuvuus 10^um:ssä sekä myös kalvojen sähköinen massajohtokyky osoittautuivat olevan suurimmillaan kyllästystasol-la, jossa on 1,5 - 2 % happea oli korvattu fluorilla. Nämä maksimit ovat hyvin leveitä ja lähes maksimaalinen johtokyky ja heijastuvuus on kalvoilla, joissa on 1-2,5 % fluoria.Edelleen esiintyy koko näkyvällä aallonpituusalueella myös heikko, yleinen absorptio, joka kasvaa suoraan fluoripitoisuuden mukana. Kalvojen valmistamiseksi, joilla on suuri sähkönjohtokyky ja suuri näkyvä läpinäkyvyys, on sentähden n. 1 %:n fluoripitoisuus kalvossa (ts. suhde fluori: happo kalvossa 0,01) erityisen toivottava. Tämä optimi vaihtelee kuitenkin jonkinverran riippuen kirjojakautumasta, joka on kiinnostava jotakin annettua käyttöä varten. Vaihtelemalla fluori-kylläs-tysaineen pitoisuutta voidaan rutiinikokein helposti todeta optimaalinen pitoisuus jotakin tiettyä käyttöä varten.The infrared reflectance at 10 μm as well as the electrical mass conductivity of the films turned out to be at their highest at the saturation level where 1.5-2% oxygen had been replaced by fluorine. These maxima are very broad and have near-maximum conductivity and reflectivity on films with 1-2.5% fluorine. There is still a weak, general absorption over the entire visible wavelength range, which increases directly with the fluorine content. Therefore, for the production of films with high electrical conductivity and high visible transparency, a fluorine content of about 1% in the film (i.e. a ratio of fluorine: acid in the film of 0.01) is particularly desirable. However, this optimum varies somewhat depending on the book distribution that is of interest for a given use. By varying the concentration of the fluorine saturant, the optimal concentration for a particular use can be readily determined by routine experimentation.

Fluori-kyllästysaineen pitoisuuksia, jotka ylittävät 3 %, voidaan helposti aikaansaada kalvoihin käyttäen keksinnön mukaisia menetelmiä. Tulokset aikaisemmin tunnetuilla menetelmillä eivät ole ylittäneet 1 % ja aikaisemman käsityksen mukaisesti, kuten edellä on esitetty, on tämän katsottu olevan liukoisuusraja fluorille. Vaikka näin korkeita kyllästysainepitoisuuksia ei tarvita optimaalisen infrapunaheijastuvuuden tai sähkönjohtokyvyn aikaansaamiseksi, saattaa harmailla kalvoilla, jotka on valmistettu 2 %:n tai suuremilla kyllästysainepitoisuuksilla, olla käyttöä laseilla, jotka on tarkoitettu arkkitehtuurikäyttöön auringonlämmön tuonnin rajoittamiseksi ilmastoiduissa rakennuksissa. Tällaisessa käytössä alennetaan kyllästyspätoisuus kalvon pinnalla sopivasti n. 2 %:iin maksimaalisen infrapunaheijastuvuuden aikaansaamiseksi.Concentrations of fluorine impregnating agent in excess of 3% can be readily achieved in films using the methods of the invention. The results by previously known methods have not exceeded 1% and, as previously understood, as discussed above, this is considered to be the solubility limit for fluorine. Although such high levels of impregnant are not required to achieve optimal infrared reflectance or electrical conductivity, gray films made with impregnant contents of 2% or more may have use in glasses intended for architectural use in buildings to limit the import of solar heat. In such use, the impregnation concentration on the surface of the film is suitably reduced to about 2% to achieve maximum infrared reflectance.

Käyttäen mitattuja elektronipitoisuuksia ja sähkönjohtokyvyn arvoja saadaan elektronien käyttöliikkuvuus. Erilaisille kalvoille laskettiin arvoja väliltä 50-70 cm /voltti-sekunti tällä tavalla.Using the measured electron concentrations and the values of electrical conductivity, the mobility of the electrons is obtained. Values between 50-70 cm / volt-second were calculated for different membranes in this way.

12 6412812 64128

Aikaisemmin saadut liikkuvuusarvot tinaoksidikalvoille ovat vaihdel- 2 leet välillä 5-35 cm /voltti-sekunti. Oletetaan, että keksinnön mukaiset kalvot ovat ensimmäisiä kalvoja, joiden liikkuvuusarvot 2 ylittävät 40 cm /voltti-sekunti. Nämä arvot havainnollistavat toisella tavalla keksinnön mukaisen menetelmän ja tällä valmistettujen kalvojen paremman laadun.Previously obtained mobility values for tin oxide films have varied between 5 and 35 cm / volt-second. It is assumed that the films according to the invention are the first films with mobility values 2 exceeding 40 cm / volt-second. These values illustrate in another way the better quality of the method according to the invention and of the films produced with it.

Keksinnön mukainen menetelmä on myös hyvin käyttökelpoinen valmistettaessa uusia laitteita, esimerkiksi sellaisia, joissa on elektroneja johtavia kerroksia valmistettaessa puolijohteita (esimerkiksi integroituja piirejä jne.) sekä myös valmistettaessa lämpöä heijastavia läpinäkyviä esineitä, kuten ikkunoita.The method according to the invention is also very useful in the manufacture of new devices, for example those with electron-conducting layers in the manufacture of semiconductors (for example integrated circuits, etc.) and also in the manufacture of heat-reflecting transparent objects such as windows.

Keksinnön edullisin suoritusmuoto on suoritusmuoto, jossa or-ganotinafluoridiyhdiste, jossa on tina-fluori-sidos, saatetaan hajoamaan substraatilla välittömästi muodostamisen jälkeen. Tämä hajottaminen tapahtuu edullisesti kapeassa reaktiovyöhykkeessä, joka pääasiallisesti kuumennetaan hajoamislämpötilaan itse substraatista saatavalla lämmöllä.The most preferred embodiment of the invention is an embodiment in which an organotin fluoride compound having a tin fluorine bond is decomposed on a substrate immediately after formation. This decomposition preferably takes place in a narrow reaction zone, which is mainly heated to the decomposition temperature by the heat obtained from the substrate itself.

Keksinnön lähemmin havainnollistamiseksi annetaan seuraavassa suoritusesimerkkejä keksinnön mukaisen menetelmän suoritusmuodoista ja niillä valmistetuista tuotteista.In order to further illustrate the invention, exemplary embodiments of the method according to the invention and the products prepared therefrom are given below.

Ellei toisin ole esitetty toteutettiin seuraavat esimerkit seuraavalla yleisellä menettelytavalla:Unless otherwise indicated, the following examples were performed using the following general procedure:

Esimerkki 1Example 1

Menetelmästä esitetään esimerkkinä koe, jossa käytetään kuvion 1 mukaista laitetta kaasuvirran valmistamiseksi, joka sisältää 1 % tetrametyylitinaa (CH^J^Sn, 0,02 % trimetyylitrifluorimetyyli-tinaa (CH-^^SnCF^, 10 % typpeä kanninkaasuna ja loput happea. Saatu virta johdetaan pyrex-iasilevyn yli, jonka läpimitta on 15 cm, ja pidetään 500°C:ssa n. 5 minuutin saostusajan. Kaasun virtaus-määrä on n. 400 cm^/min. Tämä kaasuvirtaus vastaa suppilossa 70 noin yhtä kaasunvaihtoa 2 minuutissa. Saostetaan läpinäkyvä kalvo, jonka paksuus on n. l^um. Kalvon sähköinen vastus on 2 ohmia/ne-liö, mikä vastaa tilavuusominaisvastusta 0,0002 ohmi-cm. Tällä kalvolla mitataan fluori/happi-suhteen olevan n. 0,017 ja käyttöliik-kuvuuden n. 50 cm /volttisekunti.An example of the process is an experiment using the apparatus of Figure 1 to produce a gas stream containing 1% tetramethyltin (CH 2 Cl 2, 0.02% trimethyltrifluoromethyltin (CH 2 Cl 2), 10% nitrogen as a carrier gas and the remainder oxygen. the stream is passed over a 15 cm diameter pyrex glass plate and maintained at a precipitation time of about 5 minutes at 500 ° C. The gas flow rate is about 400 cm 2 / min, this gas flow in funnel 70 corresponds to about one gas exchange in 2 minutes. A transparent film with a thickness of about 1 μm is precipitated, the electrical resistance of the film is 2 ohms / square, which corresponds to a volume specific resistance of 0.0002 ohm-cm This film is measured to have a fluorine / oxygen ratio of about 0.017 and a driving mobility of about 50 cm / volt second.

i3 641 28i3 641 28

Esimerkki 2Example 2

Toistettaessa esimerkin 1 mukainen menettely käyttäen natrium-vapaata piisubstraattia alenee vastusarvo n. 1 ohmiin/neliö, ts. n. puoleen ominaisvastuksen arvosta, joka saavutetaan natriumpi— toisella substraatilla.By repeating the procedure of Example 1 using a sodium-free silicon substrate, the resistance value is reduced to about 1 ohm / square, i.e., about half the value of the resistivity achieved with the sodium-second substrate.

Esimerkki 3Example 3

Menetelmän eräs edullinen suoritusmuoto voidaan havainnollistaa prosessilla, jossa käytetään kuviossa 2 esitettyä laitetta. Saatu kaasuseos käsittää 1 % tetrametyylitinaa (CH3)4Sn, 0,2 % joditrifluorimetaania SF3I, 20 % typpikanninkaasua ja loput happea. Pyrex-lasialustalle saostetuilla kalvoilla oli samat sähköiset ominaisuudet kuin esimerkissä 1.A preferred embodiment of the method can be illustrated by a process using the device shown in Figure 2. The resulting gas mixture comprises 1% tetramethyltin (CH3) 4Sn, 0.2% iodotrifluoromethane SF3I, 20% nitrogen carrier gas and the remainder oxygen. The films deposited on the Pyrex glass substrate had the same electrical properties as in Example 1.

Esimerkki 4 Käytettiin kuvion 3 mukaista yksinkertaistettua laitetta, jolloin valmistetaan esimerkissä 3 kuvattu seos painekaasusylinte-rissä 19. Tulokset ovat samanlaiset kuin esimerkin 3 mukaan saadut. Yhden kuukauden varastoinnin jälkeen kaasusylinterissä koe toistettiin, jolloin saatiin samanlaiset tulokset. Tämä osoittaa seoksen pysyvyyden ja varastointikestävyyden.Example 4 A simplified apparatus according to Figure 3 was used to prepare the mixture described in Example 3 in a compressed gas cylinder 19. The results are similar to those obtained according to Example 3. After one month of storage in a gas cylinder, the experiment was repeated to give similar results. This indicates the stability and shelf life of the mixture.

Esimerkki 5Example 5

Esimerkin 3 mukainen koe toistettiin sillä erotuksella, että saostaminen keskeytetään, kun stannioksidikalvon paksuus on Q,5yUm. Saadun stannioksidikalvon infrapuna-heijastavuus on n.90 %.The experiment of Example 3 was repeated with the difference that the precipitation is stopped when the thickness of the stannous oxide film is Q.5M. The infrared reflectivity of the obtained stannous oxide film is about 90%.

Esimerkit 3-13Examples 3-13

Seuraavassa esitettyjä kaasuja käytettiin kaikkia korvaamaan, ekvimolaareissa määrissä, CF3I esimerkin 3 mukaisessa menetelmässä (sillä poikkeuksella, että fluori-kyllästysaineen pitoisuus nostetaan 15-kert.aiseksi esimerkkien 6, 7, 8 ja 13 mukaisesti). Saadaan erittäin hyvä johtokyky ja heijastuvuus infrapunasäteilylle.The gases listed below were all used to replace, in equimolar amounts, CF3I in the process of Example 3 (with the exception that the fluorine impregnant concentration was increased 15-fold according to Examples 6, 7, 8 and 13). Very good conductivity and reflectivity to infrared radiation are obtained.

Esimerkki Kaasu Esimerkki KaasuExample Gas Example Gas

6 CF3Br 10 C3F7I6 CF3Br 10 C3F7I

7 C2F5Br 11 SF^Br 8 C3F7Br 12 SF5C1 9 C2F5 13 CF3SF5 64128 147 C2F5Br 11 SF ^ Br 8 C3F7Br 12 SF5C1 9 C2F5 13 CF3SF5 64128 14

Tavanomaisten pii-elektrolyyttivalokennojen ("aurinkokennojen") tyypilliset pintavastusarvot ovat olleet 50-100 ohmia/neliö. Hyväksyttävän alhaisen kokonaiskennovastuksen saamiseksi saostetaan piipinnalle metallihila 1 tai 2 mm:n välein. Saostamalla fluori-kyllästetty tinaoksidikerros, jonka kerrosvastus on n. 0,5 ohmia/ neliö (n. 2^um:n paksuinen) kennopinnalle voidaan välit metallihi-lassa nostaa n. 10 mm:iin hilakustannusten vastaavasti alentuessa. Vaihtoehtoisesti voidaan hilakoko pitää pienenä ja kenno voi tällöin toimia tehokkaasti myös kun auringonpaiste keskitetään kertoimella n. 100, edellyttäen, että ylläpidetään tyydyttävä kennon jäähdytys.Typical surface resistance values for conventional silicon electrolyte photocells ("solar cells") have been 50-100 ohms / square. To obtain an acceptably low total cell resistance, a metal lattice is deposited on the silicon surface at 1 or 2 mm intervals. By depositing a fluorine-saturated tin oxide layer with a layer resistance of about 0.5 ohms / square (about 2 μm thick) on the cell surface, the gaps in the metal lattice can be increased to about 10 mm with a corresponding reduction in lattice costs. Alternatively, the lattice size can be kept small and the cell can then operate efficiently even when the sunlight is concentrated by a factor of about 100, provided that a satisfactory cooling of the cell is maintained.

Kaavamainen poikkileikkaus 100 tällaisesta kennosta esitetään kuviossa 4, jossa kerros 102, jonka paksuus on 2 ^um ja joka on valmistettu n-Sn02:sta (käytetään keksinnön mukaista fluorilla kyllästettyä ainetta), kerros 104, jonka paksuus on 0,4^um ja joka on n-piitä (fosforilla kyllästettyä piitä, joka on ennestään tunnettua tyyppiä), kerros 106, jonka paksuus on 0,1 mm ja joka on p-piitä (tunnetuntyyppinen boorilla kyllästetty pii) ovat yhdistetyt alumiinikerrokseen 108, joka toimii elektrodina. Metallihilat 110 on järjestetty n. 10 mm:n sisäisin välimatkoin. Tästä huolimatta saadaan erittäin hyvä tulos.A schematic cross-section 100 of such a cell is shown in Fig. 4, in which a layer 102 having a thickness of 2 μm and made of n-SnO 2 (using a fluorine-impregnated substance according to the invention), a layer 104 having a thickness of 0.4 μm and is n-silicon (phosphorus-saturated silicon of a previously known type), a layer 106 having a thickness of 0.1 mm and which is p-silicon (a known type of boron-saturated silicon) are connected to an aluminum layer 108 which acts as an electrode. The metal gratings 110 are arranged at internal distances of about 10 mm. Nevertheless, a very good result is obtained.

Levitettyjä kerroksia voidaan käyttää valmistettaessa muita puolijohdetuotteita, esimerkiksi johteita tai vastuksia. Tinaoksidi-päällysteitä on käytetty tätä tarkoitusta varten integroiduissa piireissä. Parannettu johtokyky sallii laajemman käytön tälle aineelle. Siten ei ainoastaan kerrosvastusaluetta voida laajentaa paljon alempiin arvoihin (esimerkiksi n. 5 ohmiin/neliö tai pienemmiksi) kuin tähän asti on ollut mahdollista, vaan voidaan myös aikaansaada kerroksen saostuminen samassa laitteessa, jota käytettiin esimerkiksi epitaksiaalisen piin lisäkasvua varten. Tämä poistaa kalliin ja hankalan tyhjentämisen, puhdistamisen ja kuljettamisen vaiheena saostustyövaiheiden välillä.The applied layers can be used in the manufacture of other semiconductor products, such as conductors or resistors. Tin oxide coatings have been used for this purpose in integrated circuits. Improved conductivity allows wider use of this material. Thus, not only can the layer resistance range be extended to much lower values (e.g., about 5 ohms / square or smaller) than has been possible so far, but layer deposition can also be achieved in the same device used for further growth of epitaxial silicon, for example. This eliminates the costly and cumbersome step of emptying, cleaning and transporting between precipitation work steps.

Ominaisvastusarvot, jotka saadaan fluorilla kyllästetylle -4 tinaoksidille piisubstraatilla, ovat n. 10 ohmi-cm, mikä on verrattavissa arvoon höyrystetylle tantalimetallille, jota tietyissä tapauksissa käytetään yhteyksiä varten integroiduissa piireissä.The resistivity values obtained for fluorine-saturated -4 tin oxide on a silicon substrate are about 10 ohm-cm, which is comparable to the value for vaporized tantalum metal used in certain cases for connections in integrated circuits.

Hyvä yhtäpitävyys tinaoksidin ja piin lampolaajenemiskertoimien välillä sallii paksujen kerrosten saostamisen ilman olennaisia jännityksiä.Good agreement between the coefficients of thermal expansion of tin oxide and silicon allows the deposition of thick layers without substantial stresses.

li 15 64128li 15 64128

Kuvio 6 esittää fluorilla kyllästetyn stannioksidikalvon sähkönjohtokykyä mitatun fluori/happi-suhteen funktiona kalvossa saostuslämpötiloja 480 ja 500°C varten.Figure 6 shows the electrical conductivity of a fluorine-saturated stannous oxide film as a function of the measured fluorine / oxygen ratio in the film for precipitation temperatures of 480 and 500 ° C.

Kuviossa 7 esitetään fluorilla kyllästettyjen stannioksidi-kalvojen infrapunaheijastuvuus mitatun fluori/happi-suhteen funktiona kalvossa saostuslämpötiloissa 480 ja 500°C.Figure 7 shows the infrared reflectance of fluorine-saturated stannous oxide films as a function of the measured fluorine / oxygen ratio in the film at precipitation temperatures of 480 and 500 ° C.

Kuvioissa 6 ja 7 esitetään myös (1) aikaisemmin tunnettujen kalliiden indiumoksidi-aineiden johtokyky sekä, kuten van Boort'in ja Groth'in julkaisussa Philips Technical Review, nide 29, sivu 17 (1968) esitetään sekä (2) parhaat ennestään tunnetut arvot kyllästettyjen stannioksidipäällysteiden johtavuudelle ja heijastuvuudelle.Figures 6 and 7 also show (1) the conductivity of previously known expensive indium oxides and, as described by van Boort and Groth in Philips Technical Review, Volume 29, page 17 (1968), and (2) the best known values for impregnated conductivity and reflectivity of stannous oxide coatings.

Vaikka tämän keksinnön useita suoritusmuotoja on kuvattu ja havainnollistettu, on alaan perehtyneelle selvää, että erilaisia muutoksia ja muunteluja voidaan tehdä poikkeamatta keksinnön hengestä tai oheisten patenttivaatimuksien piiristä.Although several embodiments of the present invention have been described and illustrated, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or scope of the appended claims.

Claims (9)

1. Förfarande för framställning av en transparent fluordopad stannioxidfilm med reglerad fluorföroreningshalt pä ett upphettat substrat, kännetecknat därav, att man använder en gas-blandning som fran början innehäller (a) en första fluorhaltig förening som är fri frän direkt tenn-fluorbindning, (b) en oxiderbar tennförening, och (c) en oxiderande gas, samt genomför följande steg: (1) omvandlar den första fluorhaltiga föreningen i gasbland-ntngen tili en andra gasformig fluorhaltig förening med en direkt tenn-fluorbindning, (2) omedelbart oxiderar denna andra fluorhaltiga förening i omedelbar närhet av substratet, sä att ett fluordopnings-medel erhälles i gasblandningen, och (3) bereder en fluordopad stannioxidfilm pä det upphettade substratet genom samtidig tillföring til detta av den oxiderbara tennföreningen och fluordopningsmedlet.A process for preparing a transparent fluorine-doped stannous oxide film with controlled fluorine contamination content on a heated substrate, characterized in that a gas mixture is used initially containing (a) a first fluorine-containing compound free from direct tin-fluorine bonding, (b) an oxidizable tin compound, and (c) an oxidizing gas, and perform the following steps: (1) converting the first fluorine-containing compound in the gas mixture into a second gaseous fluorine-containing compound with a direct tin-fluorine bond, (2) immediately oxidizing this second fluorine-containing compound in the immediate vicinity of the substrate such that a fluorine dopant is obtained in the gas mixture, and (3) prepares a fluorine-doped stannic oxide film on the heated substrate by co-application thereto of the oxidizable tin compound and fluorine dopant. 2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att man tillför en kontinuerlig Ström av gasblandningen innehällande komponenterna (a), (b) och (c) intill substratet sa att den fluorhaltiga föreningen med direkt tenn-fluobind-ning bildas omedelbart intill det upphettade substratet, och brin-gar den fluordopade stannioxidfilmen tili avsättning pä substratet.Process according to Claim 1, characterized in that a continuous stream of the gas mixture containing components (a), (b) and (c) is applied adjacent to the substrate such that the fluorine-containing compound with direct tin-fluobinding is formed immediately adjacent to the heated the substrate, and the fluorine-doped stannic oxide film is deposited on the substrate. 3. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att den första fluorhaltiga gasformiga föreningen beredes genom upphettning av en gasblandning innehällande (a) en gas vald frän gruppen bestäende av CF^I, CF^Br samt med CF^I och CF^Br homologa 0(-fluorerade alkylföreningar, CF^SF,., SF^Br och SF (.Cl eller blandningar av dessa äranen, samt (b) den oxiderbara tennföreningen, varvid komponenterna (a) och (b) är väsentligen inerta i förhällande till varandra vid temperaturer under 65°C.3. A process according to claim 1, characterized in that the first fluorine-containing gaseous compound is prepared by heating a gas mixture containing (a) a gas selected from the group consisting of CF 1, CF 2 Br and with CF 1 and CF 2 Br homologous. O (-fluorinated alkyl compounds, CF 3 SF,. SF 5 Br and SF (.Cl or mixtures thereof), and (b) the oxidizable tin compound, wherein components (a) and (b) are substantially inert relative to each other. at temperatures below 65 ° C. 4. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat därav, att den oxiderbara tennföreningen utgöres av tetrametyltenn, dimetyltenndiklorid eller dimetyltenn-dihydrid.4. A process according to any of the preceding claims, characterized in that the oxidizable tin compound is tetramethyltin, dimethyltin dichloride or dimethyltin dihydride.
FI783195A 1978-10-20 1978-10-20 FOERFARANDE FOER PAOFOERING AV EN TRANSPARENT FLUORDOPAD STANNIOXIDFILM PAO ETT UPPHETTAT SUBSTRAT MED REGLERAD FLUORFOERORENINGSHALT FI64128C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB7841384 1978-10-20
GB7841384A GB2033357B (en) 1978-10-20 1978-10-20 Processes for the production of tin oxide coatings and articles having such coatings

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI783195A FI783195A (en) 1980-04-21
FI64128B true FI64128B (en) 1983-06-30
FI64128C FI64128C (en) 1983-10-10

Family

ID=10500482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI783195A FI64128C (en) 1978-10-20 1978-10-20 FOERFARANDE FOER PAOFOERING AV EN TRANSPARENT FLUORDOPAD STANNIOXIDFILM PAO ETT UPPHETTAT SUBSTRAT MED REGLERAD FLUORFOERORENINGSHALT

Country Status (13)

Country Link
JP (2) JPS5558363A (en)
BE (1) BE871408A (en)
BR (1) BR7806939A (en)
CA (1) CA1121666A (en)
CH (1) CH640276A5 (en)
DE (1) DE2845782A1 (en)
FI (1) FI64128C (en)
FR (1) FR2439240A1 (en)
GB (1) GB2033357B (en)
IT (1) IT1109618B (en)
NL (1) NL191210C (en)
NO (1) NO144140C (en)
SE (1) SE431321B (en)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6018090B2 (en) * 1979-10-03 1985-05-08 日本板硝子株式会社 Method of forming conductive thin film
CA1171505A (en) * 1980-07-23 1984-07-24 Katherine V. Clem Conductive elements for photovoltaic cells
US4377613A (en) * 1981-09-14 1983-03-22 Gordon Roy G Non-iridescent glass structures
DE3300449A1 (en) * 1983-01-08 1984-07-12 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg METHOD FOR PRODUCING AN ELECTRODE FOR A HIGH PRESSURE GAS DISCHARGE LAMP
JPS59190219A (en) * 1983-04-12 1984-10-29 Nippon Sheet Glass Co Ltd Method for forming tin oxide film on substrate
JPS6273783A (en) * 1985-09-27 1987-04-04 Taiyo Yuden Co Ltd Amorphous semiconductor solar battery
GB8624825D0 (en) * 1986-10-16 1986-11-19 Glaverbel Vehicle windows
GB8630791D0 (en) * 1986-12-23 1987-02-04 Glaverbel Coating glass
JPH07112076B2 (en) * 1987-05-07 1995-11-29 日本板硝子株式会社 Transparent conductive film body having a two-layer structure
JPH01227418A (en) * 1988-03-08 1989-09-11 Taiyo Yuden Co Ltd Electric double layer capacitor
JPH021104A (en) * 1988-03-08 1990-01-05 Taiyo Yuden Co Ltd Electric double layer capacitor
DE4243382C2 (en) * 1992-02-27 1994-06-09 Siemens Ag Circuit arrangement for controlling the discharge of a capacitor
DE4303074C2 (en) * 1992-02-27 1994-05-19 Siemens Ag Circuit arrangement for controlling the charge of a capacitor
DE4213747A1 (en) * 1992-04-25 1993-10-28 Merck Patent Gmbh Electroconductive pigment with outer coating of tin or titanium di:oxide - is doped with halogen on opt. coated metal, metal oxide, silica or silicate substrate and used in plastics or lacquer
DE4337986C2 (en) * 1993-11-06 1996-06-05 Schott Glaswerke Uses of Sn (IV) carboxylates as starting compounds for immersion solutions for the production of transparent, electrically conductive one-component layers from pure or doped SnO¶2¶ on glass substrates
US5698262A (en) 1996-05-06 1997-12-16 Libbey-Owens-Ford Co. Method for forming tin oxide coating on glass
DE19801861C2 (en) * 1998-01-20 2001-10-18 Schott Glas Process for producing a hollow, internally coated molded glass body
DE19810848A1 (en) * 1998-02-06 1999-08-12 Heinz Zorn Mirror heater
DE19844046C2 (en) 1998-09-25 2001-08-23 Schott Glas Multi-pane insulating glass
US20030165731A1 (en) * 2002-03-01 2003-09-04 Gayatri Vyas Coated fuel cell electrical contact element
US7372610B2 (en) 2005-02-23 2008-05-13 Sage Electrochromics, Inc. Electrochromic devices and methods
JP2007242340A (en) * 2006-03-07 2007-09-20 Fujikura Ltd Transparent conductive substrate, its manufacturing method and its manufacturing apparatus
DE102014220575A1 (en) * 2014-10-10 2015-10-29 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Refractory component for lining a metallurgical vessel
US10221201B2 (en) * 2015-12-31 2019-03-05 Praxair Technology, Inc. Tin-containing dopant compositions, systems and methods for use in ION implantation systems
JP7129310B2 (en) * 2018-10-17 2022-09-01 株式会社カネカ Evaporation equipment
WO2023214161A1 (en) * 2022-05-03 2023-11-09 Pilkington Group Limited Method of forming a tin oxide coating

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2566346A (en) * 1948-09-08 1951-09-04 Pittsburgh Plate Glass Co Electroconductive products and production thereof
US2651585A (en) * 1949-06-25 1953-09-08 Pittsburgh Plate Glass Co Production of electroconductive articles
US3107177A (en) * 1960-01-29 1963-10-15 Pittsburgh Plate Glass Co Method of applying an electroconductive tin oxide film and composition therefor
US3705054A (en) * 1967-01-25 1972-12-05 Tokyo Shibaura Electric Co Method of applying coatings of tin oxide upon substrates
US3667814A (en) * 1970-09-04 1972-06-06 Alfred Krivda Vacuum loader
BE788501A (en) * 1971-09-17 1973-01-02 Libbey Owens Ford Co PROCESS FOR APPLYING TIN OXIDE COATINGS TO TRANSPARENT SUBSTRATES
US3766053A (en) * 1972-06-29 1973-10-16 Nalco Chemical Co Corrosion inhibitors for refining & petrochemical processing equipment
US3949259A (en) * 1973-08-17 1976-04-06 U.S. Philips Corporation Light-transmitting, thermal-radiation reflecting filter

Also Published As

Publication number Publication date
SE7810973L (en) 1980-06-23
GB2033357A (en) 1980-05-21
NL191210B (en) 1994-10-17
SE431321B (en) 1984-01-30
BR7806939A (en) 1980-04-22
NO144140B (en) 1981-03-23
JPS649399B2 (en) 1989-02-17
CH640276A5 (en) 1983-12-30
DE2845782C2 (en) 1990-04-19
NL191210C (en) 1995-03-16
NL7810511A (en) 1980-04-22
CA1121666A (en) 1982-04-13
GB2033357B (en) 1983-01-06
FR2439240A1 (en) 1980-05-16
JPS6361388B2 (en) 1988-11-29
NO144140C (en) 1981-07-01
IT7869421A0 (en) 1978-10-20
NO783553L (en) 1980-04-22
BE871408A (en) 1979-04-20
FI783195A (en) 1980-04-21
FI64128C (en) 1983-10-10
IT1109618B (en) 1985-12-23
DE2845782A1 (en) 1980-04-30
JPS63245813A (en) 1988-10-12
FR2439240B1 (en) 1984-06-29
JPS5558363A (en) 1980-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI64128B (en) FOERFARANDE FOER PAOFOERING AV EN TRANSPARENT FLUORDOPAD STANNIOXIDFILM PAO ETT UPPHETTAT SUBSTRAT MED REGLERAD FLUORFOERORENINGSHALT
US4265974A (en) Electrically conductive, infrared reflective, transparent coatings of stannic oxide
US4146657A (en) Method of depositing electrically conductive, infra-red reflective, transparent coatings of stannic oxide
USRE31708E (en) Method of depositing electrically conductive, infra-red reflective, transparent coatings of stannic oxide
CA1171328A (en) Method for forming conductive, transparent coating on a substrate
US3949146A (en) Process for depositing transparent electrically conductive tin oxide coatings on a substrate
JPS6238313B2 (en)
EP1056136A1 (en) Conductive substrate for a photoelectric conversion device and its manufacturing method
US20120097222A1 (en) Transparent conducting oxide films with improved properties
EP0463079A1 (en) Zinc oxyfluoride transparent conductor.
JP4468894B2 (en) Transparent conductive substrate, manufacturing method thereof, and photoelectric conversion element
Abdullahi et al. Optical characterization of flourine doped tin oxide (FTO) thin films deposited by spray pyrolysis techniques and annealed under nitrogen atmosphere
KR19990064217A (en) Coating method of glass
KR100407420B1 (en) Liquid methyl tin halide composition
EP0158399B1 (en) Liquid coating composition for producing high quality, high performance fluorine-doped tin oxide coatings
JPH0530907B2 (en)
Kalbskopf Continuous chemical vapour deposition of tin oxide
JP2001035262A (en) Glass plate with conductive film, its manufacture and photoelectric transfer device using the same
EP0225342B1 (en) Method of producing transparent, haze-free tin oxide coatings
JP3984404B2 (en) Glass plate with conductive film, method for producing the same, and photoelectric conversion device using the same
JP4516657B2 (en) SUBSTRATE FOR PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE USING THE SAME
JPS61586A (en) Liquid coating composition for manufacturing high quality high efficiency fluorine dope tin oxide coating
IE47459B1 (en) Processes for the production of tin oxide coatings and articles having such coatings
DK156998B (en) PROCEDURE FOR MAKING TRANSPARENT FILM OF STANNOXIDE ON A SUBSTRATE
GB2080275A (en) Conductive element, method of preparing the conductive element and photovoltaic cell comprising the conductive element

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: GORDON, ROY GERALD