RU2446233C1 - Способ получения тонких пленок диоксида олова - Google Patents
Способ получения тонких пленок диоксида олова Download PDFInfo
- Publication number
- RU2446233C1 RU2446233C1 RU2010129860/02A RU2010129860A RU2446233C1 RU 2446233 C1 RU2446233 C1 RU 2446233C1 RU 2010129860/02 A RU2010129860/02 A RU 2010129860/02A RU 2010129860 A RU2010129860 A RU 2010129860A RU 2446233 C1 RU2446233 C1 RU 2446233C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tin
- solution
- tetra
- dialkylcarbamate
- tin dioxide
- Prior art date
Links
Landscapes
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано при изготовлении дисплеев, светоизлучающих диодов, затворов полупроводниковых структур типа металл-диэлектрик-полупроводник и защитных покрытий. Способ включает приготовление раствора исходного компонента, нанесение раствора на подложку, сушку на воздухе при комнатной температуре с последующей термообработкой, при этом в качестве исходного компонента используют тетра(N,N-диалкилкарбамат)олова, термообработку осуществляют при температуре 250-300°С, а в качестве растворителя используют эфирный или спиртовой растворитель с концентрацией тетра(N,N-диалкилкарбамата)олова 0,1-15,0%. Технический результат: упрощение способа получения пленок диоксида олова. 2 з.п. ф-лы, 12 пр.
Description
Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано при изготовлении дисплеев, светоизлучающих диодов, затворов полупроводниковых структур типа металл-диэлектрик-полупроводник и защитных покрытий.
В настоящее время пленки диоксида олова широко используются при создании газовых сенсоров (заявка 1416268, ЕВП: МПК7 G01N 27/14. Industrial technology research Inst. Intelligent gas identification system and method thereof Y. Huang, I.Chen, С.Tai, W.Tsai. - №02024305.1; заявл. 01.10.2002; опубл. 06.05.2004), различных оптоэлектрических и люминисцентных устройств (патент №2073963 Рос. Федерация: МПК6 Н05В 33/10. Способ получения гибкого электролюминесцентного источника света / Куприянов В.Д., Степанова Н.А. - №5032947/25.; заявл. 10.03.1992; опубл. 20.02.1997), а также в качестве различных защитных покрытий (патент №2198959, Рос. Федерация: МПК7, С23С 30/00, B05D 5/08. Антиадгезионное покрытие. / Орловский гос. тех. университет. В.М.Игошин, С.И.Матюхин, К.Ю.Фроленков. - №2001105612/02: заявл. 27.02.2001; опубл. 20.02.2002).
Известны способы получения пленок диоксида олова методами напыления. Например, пленки In2O3:SnO2 (ITO) наносят электронно-лучевым испарением на полистирол при комнатной температуре с последующим отжигом при 150°С. Отжиг в озоне приводит к большему увеличению пропускания и проводимости, чем отжиг в чистом кислороде или на воздухе. (Mori N., Ooki S., Masubuchi N., Tanaka A., Kogoma M., Ito T. Effects of postannealing in ozone environment on opto-electrical properties of Sn - doped In2O3 thin films. / Thin Solid Films. 2002. 411, №1, c.6-11).
Известен способ получения пленок диоксида олова способом магнетронного распыления мишени из сплава индий-олово в среде аргона и кислорода, напыления оксидной пленки и ее отжиг в высоком вакууме при температуре 400°С в течение не менее 30 мин. Изобретение направлено на улучшение электрических характеристик пленок на основе оксидов индия-олова и уменьшение трудоемкости их изготовления (патент №2181389, Рос. Федерация: МПК7 С23С 14/08, С23С 14/56. Способ получения прозрачной электропроводящей пленки на основе оксидов индия и олова/ Омский научно-исследовательский институт приборостроения. В.Н.Зима. - №99114197/02: заявл. 29.06.1999: опубл.: 20.04.2002).
Однако данные методы требуют применения сложного специального оборудования для напыления, создания высокого вакуума для проведения процесса, а также специфических условий отжига.
Известен способ нанесения пленок диоксида олова на прозрачные гибкие стеклянные подложки, который осуществляют в следующей последовательности: приготовление водной среды, содержащей соль Sn(IV) или смесь солей Sn(IV) и Sb(V) (1); химическое восстановление добавлением к раствору соли KBH4 (2); промывка полученной суспензии методами ультра- и диафильтрования (3); нанесение слоя суспензии металла на подложке (4); окисление слоя нагреванием в кислородсодержащей атмосфере (заявка 1031642, ЕВП: МПК7 С23С 18/12. AGFA - GEVAERT N.V., Conductive metal oxide based layer/ Andriessen Hieronymus, Lezy Steven - №992005546: заявл. 26.02.1999; опубл. 30.08.2000).
Данный способ сложный, требует специальных условий окисления слоя, а также затруднительно равномерное нанесение суспензии металла в воде на подложку.
Известен способ получения пленок диоксида олова методом разбрызгивания. При низкой скорости осаждения и комнатной температуре получают прозрачные проводящие золь-гель покрытия SnO2:Sb из раствора SnCl2 в 1-пропаноле с 5 моль % SbCl3 и смесью 2-изопропоксиэтанола и 2-бутоксиэтанола в качестве добавок. Выбор растворителей и регулировка скорости осаждения являются необходимыми условиями для получения однородных, не содержащих дефектов типа «апельсиновой корки» пленок. Нанесенные на шероховатые и гладкие подложки размером 21*30 см2 покрытия SnO2:Sb имеют толщину до 120 нм, уд. сопротивление ≈2*10-2 Ом·см и коэффициент пропускания в видимом диапазоне выше 85% (J.Puetz, G.Gasparro, M.A.Aegerter. Liquid film spray deposition of transparent conducting oxide coatings / Thin Solid Films 2003, 442, №1-2, c.40-43).
Наличие трудноудаляемых ионов, не участвующих в структурообразовании пленок, а именно галогенид-ионов, приводит к появлению дефектов пленок и нарушению их целостности.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому является способ получения пленок диоксида олова из спиртовых растворов модифицированных алкоксидов олова, которые наносят на подложку, сушат и проводят термообработку при температуре 300-400°С. В качестве модификатора используют β-дикетоны, которые повышают гидролитическую устойчивость растворов алкоксидов олова (Martine Verdenelli, Stepan Parola, Liliane G.Hubert-Pfalzgraf, Sylvain Lecocq. Tin dioxide thin films from Sn(IV) modified alkoxides - synthesis and structural characterization of Sn(OEt)2(η2-acac)2 and Sn4(µ3-O)2(µ2-OEt)4(OEt)6(η2-acac)2. / Polyhedron. - 2000. - Vol.19. - p.2069-2075).
Применение данного способа затруднительно из-за сложностей получения исходных компонентов, а именно алкоксидов олова. Алкоксиды олова являются высококипящими, чрезвычайно легко гидролизующимися веществами. Их очистка возможна только перегонкой в высоком вакууме, что связано с определенными сложностями при промышленном применении, а именно, требует применения дорогостоящего вакуумного оборудования и инертоной атмосферы. Получение модифицированных алкоксидов олова протекает с низким выходом (19-26%). При нанесении на подложку модифицированных алкоксидов олова с последующей сушкой на воздухе алкоксигруппы отщепляются под действием влаги воздуха, а хелатные заместители (β-дикетоны) остаются в составе покрытия, поэтому требуется высокая температура отжига для полного их выжигания из состава покрытия.
Техническим результатом является разработка простого способа получения пленок диоксида олова.
Технический результат достигается тем, что в качестве исходного компонента для получения пленок диоксида олова используют раствор тетра(N,N-диалкилкарбамата)олова. Эти соединения легко гидролизуются с образованием легко летучих углекислого газа и вторичного амина, а полистанноновая кислота, образующаяся в процессе гидролиза, обезвоживаясь, образует диоксид олова по схеме:
R = алкил (Me, Et, i-Pr и т.д.).
Для получения пленок диоксида олова тетра(N,N-диалкилкарбамат)олова растворяют в спиртовом или эфирном растворителе в количестве 0,1-15%. Полученный раствор тетра(N,N-диалкилкарбамата)олова наносят на подложку, сушат при комнатной температуре. При этом происходит гидролиз и отщепление карбаматных групп, удаление растворителя и образование равномерной по толщине пленки гидроксида олова. Покрытие подвергают термообработке при температуре 250-300°С, получаем тонкие пленки от 0,1-1 мкм, прозрачные в видимой области. Добавление воды не менее эквимольного количества к раствору тетра(N,N-диалкилкарбамата)олова позволяет получать более равномерные пленки за счет протекания частичного предварительного гидролиза. Получаемые пленки диоксида олова могут быть донированы другими элементами (Sn2+, In3+, Sb5+ и др.) путем введения в раствор тетра(N,N-диалкилкарбамата)олова растворов солей данных элементов в количестве 0,1-30% от массы тетра(N,N-диалкилкарбамата)олова, что позволяет получить тонкие пленки диоксида олова с удельным сопротивлением 3,5-4 Ом·см. Экспериментальным путем было установлено, что введение растворов солей данных элементов в количестве менее 0,1% не оказывает влияния на значение электропроводности получаемых пленок, а, взяв их в количестве более 30%, получаемые пленки имеют дефекты структуры, снижающие качество пленок.
Пример 1. Навеску тетра(N,N-диэтилкарбамата)олова массой 0,1 г растворяют в 100 г монометилового эфира этиленгликоля. Полученный раствор наносят на стеклянную подложку, сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 300°С в течение 30 мин. Получают равномерную пленку диоксида олова, имеющую оптическую прозрачность при длине волны 500 нм, равную 96%.
Пример 2. Навеску тетра(N,N-диэтилкарбамата)олова массой 1 г растворяют в 100 г монометилового эфира этиленгликоля. Полученный раствор наносят на стеклянную подложку, сушат на воздухе при комнатной температуре. Затем полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 300°С в течение 30 мин. Получают равномерную пленку диоксида олова, толщиной 0,3 мкм, имеющую оптическую прозрачность при длине волны 500 нм, равную 94%.
Пример 3. Навеску тетра(N,N-диэтилкарбамата)олова массой 15 г растворяют в 100 г монометилового эфира этиленгликоля. Полученный раствор наносят на стеклянную подложку, сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 300°С в течение 30 мин. Получают равномерную пленку диоксида олова, толщиной 1 мкм, имеющую оптическую прозрачность при длине волны 500 нм, равную 87%.
Пример 4. Навеску тетра(N,N-диэтилкарбамата)олова массой 1 г растворяют в 100 г монометилового эфира этиленгликоля. К полученному раствору добавляют 1 мл воды. Раствор выдерживают в течение 30 мин, наносят на стеклянную подложку и сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 300°С в течение 30 мин. Получают равномерную пленку диоксида олова, толщиной 0,3 мкм, имеющую оптическую прозрачность при длине волны 500 нм, равную 92%.
Пример 5. Навеску тетра(N,N-диэтилкарбамата)олова массой 1 г растворяют в 100 г моноэтилового эфира этиленгликоля. К полученному раствору добавляют 0,1 мл воды. Раствор выдерживают в течение 30 мин, наносят на стеклянную подложку и сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 250°С в течение 30 мин. Получают равномерную пленку диоксида олова, толщиной 0,3 мкм, имеющую оптическую прозрачность при длине волны 500 нм, равную 92%.
Пример 6. Навеску тетра(N,N-диэтилкарбамата)олова массой 1 г растворяют в 100 г диоксана. К полученному раствору добавляют 0,1 мл воды. Раствор выдерживают в течение 30 мин, а затем наносят на стеклянную подложку и сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 250°С в течение 30 мин. Равномерная пленка диоксида олова, толщиной 0,3 мкм, имеет оптическую прозрачность при длине волны 500 нм, равную 95%.
Пример 7. Навеску тетра(N,N-диэтилкарбамата)олова массой 1 г растворяют в 100 г монометилового эфира этиленгликоля. К полученному раствору добавляют 1 мл 10% раствора нитрата индия (III). Раствор выдерживают в течение 30 мин, наносят на стеклянную подложку и сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 300°С в течение 30 мин. Получают равномерную пленку диоксида олова, толщиной 0,4 мкм, имеющую оптическую прозрачность при длине волны 500 нм, равную 85%. Удельное сопротивление пленки составляет 4 Ом·см.
Пример 8. Навеску тетра(N,N-диэтилкарбамата)олова массой 1 г растворяют в 100 г монометилового эфира этиленгликоля. К полученному раствору добавляют 1 мл 10% раствора хлорида олова (II). Раствор выдерживают в течение 30 мин, наносят на стеклянную подложку и сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 300°С в течение 60 мин. Получают равномерную пленку диоксида олова, толщиной 0,4 мкм, имеющую оптическую прозрачность при длине волны 500 нм, равную 90%. Удельное сопротивление пленки составляет 2 Ом·см.
Пример 9. Навеску тетра(N,N-диизопропилкарбамата)олова массой 2 г растворяют в 100 г монометилового эфира этиленгликоля. Полученный раствор наносят на стеклянную подложку, сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 300°С в течение 30 мин. Получают равномерную пленку диоксида олова, толщиной 0,5 мкм, имеющую оптическую прозрачность при длине волны 500 нм, равную 94%.
Пример 10. Навеску тетраморфолилкарбамата олова массой 2 г растворяют в 100 г монометилового эфира этиленгликоля. К полученному раствору добавляют 0,1 мл воды. Раствор выдерживают в течение 30 мин, а затем наносят на стеклянную подложку и сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 250°С в течение 30 мин. Получают равномерную пленку диоксида олова, толщиной 0,5 мкм, имеющую оптическую прозрачность при длине волны 500 нм, равную 91%.
Пример 11. Навеску тетра(N,N-диэтилкарбамата)олова массой 0,1 г растворяют в 100 г бутанола. Полученный раствор наносят на стеклянную подложку, сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 300°С в течение 30 мин. Получают равномерную пленку диоксида олова, имеющую оптическую прозрачность при длине волны 500 нм, равную 93%.
Пример 12. Навеску тетра(N,N-диэтилкарбамата)олова массой 0,1 г растворяют в смеси 50 г бутанола и 50 г диоксана. Полученный раствор наносят на стеклянную подложку, сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 300°С в течение 30 мин. Получают равномерную пленку диоксида олова, имеющую оптическую прозрачность при длине волны 500 нм, равную 93%.
Claims (3)
1. Способ получения тонких пленок диоксида олова, включающий приготовление раствора исходного компонента, нанесение раствора на подложку, сушку на воздухе при комнатной температуре с последующей термообработкой, отличающийся тем, что в качестве исходного компонента используют тетра(N,N-диалкилкарбамат) олова, термообработку осуществляют при температуре 250-300°С, а в качестве растворителя используют эфирный или спиртовой растворитель с концентрацией тетра(N,N-диалкилкарбамата) олова 0,1-15,0%.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в раствор тетра(N,N-диалкилкарбамата) олова в спиртовом или эфирном растворителе дополнительно вводят раствор соли электронодонорного или электороноакцепторного элемента, например, Sn2+, In3+, Sb5+, в количестве 0,1-30% от массы тетра(N,N-диалкилкарбамата) олова.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в раствор тетра(N,N-диалкилкарбамата) олова добавляют не менее эквимольного количества воды.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010129860/02A RU2446233C1 (ru) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | Способ получения тонких пленок диоксида олова |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010129860/02A RU2446233C1 (ru) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | Способ получения тонких пленок диоксида олова |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010129860A RU2010129860A (ru) | 2012-01-27 |
| RU2446233C1 true RU2446233C1 (ru) | 2012-03-27 |
Family
ID=45786131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010129860/02A RU2446233C1 (ru) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | Способ получения тонких пленок диоксида олова |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2446233C1 (ru) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2656916C1 (ru) * | 2017-06-20 | 2018-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") | Способ получения тонких пленок оксида олова-индия |
| RU2671361C1 (ru) * | 2018-03-30 | 2018-10-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Омский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ОНЦ СО РАН) | Способ получения пленок пористого кристаллического диоксида олова |
| RU2711386C1 (ru) * | 2019-10-02 | 2020-01-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Способ нанесения покрытия SnO2 |
| RU2731839C2 (ru) * | 2015-02-26 | 2020-09-08 | Дайнемик Солар Системс Аг | Способ получения электротехнических тонких пленок при комнатной температуре, применение таковых и нагревательная система на основе тонких пленок, полученных таким способом |
| RU2761322C1 (ru) * | 2020-10-21 | 2021-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") | Бис(N,N-диэтилкарбамат) олова, способ его получения и изготовление на его основе легированных пленок оксида олова |
| RU2762687C1 (ru) * | 2020-10-21 | 2021-12-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") | Бис(N,N-диэтилкарбамат) олова, способ его получения и изготовление пленок оксида олова на его основе |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2055948C1 (ru) * | 1992-12-14 | 1996-03-10 | Институт неорганической химии СО РАН | Способ получения пленок сульфида кадмия |
-
2010
- 2010-07-16 RU RU2010129860/02A patent/RU2446233C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2055948C1 (ru) * | 1992-12-14 | 1996-03-10 | Институт неорганической химии СО РАН | Способ получения пленок сульфида кадмия |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2731839C2 (ru) * | 2015-02-26 | 2020-09-08 | Дайнемик Солар Системс Аг | Способ получения электротехнических тонких пленок при комнатной температуре, применение таковых и нагревательная система на основе тонких пленок, полученных таким способом |
| RU2656916C1 (ru) * | 2017-06-20 | 2018-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") | Способ получения тонких пленок оксида олова-индия |
| RU2671361C1 (ru) * | 2018-03-30 | 2018-10-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Омский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ОНЦ СО РАН) | Способ получения пленок пористого кристаллического диоксида олова |
| RU2711386C1 (ru) * | 2019-10-02 | 2020-01-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Способ нанесения покрытия SnO2 |
| RU2761322C1 (ru) * | 2020-10-21 | 2021-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") | Бис(N,N-диэтилкарбамат) олова, способ его получения и изготовление на его основе легированных пленок оксида олова |
| RU2762687C1 (ru) * | 2020-10-21 | 2021-12-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") | Бис(N,N-диэтилкарбамат) олова, способ его получения и изготовление пленок оксида олова на его основе |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010129860A (ru) | 2012-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2446233C1 (ru) | Способ получения тонких пленок диоксида олова | |
| TWI613683B (zh) | 透明導電性膜塗布組成物、透明導電性膜及透明導電性膜之製造方法 | |
| JP5933540B2 (ja) | 酸化インジウム含有層を製造するためのインジウムオキソアルコキシド | |
| RU2656916C1 (ru) | Способ получения тонких пленок оксида олова-индия | |
| JPH0877832A (ja) | 透明導電性被膜付基材、その製造方法および該基材を備えた表示装置 | |
| RU2639169C2 (ru) | Способ получения содержащих оксид индия покрытий | |
| CN104962865A (zh) | 一种离子源辅助ito膜热蒸镀工艺 | |
| WO2004094328A1 (en) | Coating compositions | |
| WO2004022248A1 (en) | A method for depositing a film on a substrate | |
| JPH02258691A (ja) | 透明導電膜の製造方法 | |
| JP4655472B2 (ja) | インジウム−スズ酸化物薄膜形成用塗布液 | |
| RU2649147C1 (ru) | Трис(n,n-диэтилкарбамат) индия, способ его получения и получение пленок оксида индия на его основе | |
| JPH01132004A (ja) | 透光性導基板およびその製造方法 | |
| JPS6146552B2 (ru) | ||
| RU2761322C1 (ru) | Бис(N,N-диэтилкарбамат) олова, способ его получения и изготовление на его основе легированных пленок оксида олова | |
| RU2762687C1 (ru) | Бис(N,N-диэтилкарбамат) олова, способ его получения и изготовление пленок оксида олова на его основе | |
| JPH05262524A (ja) | 酸化亜鉛薄膜の製造方法 | |
| JP4069783B2 (ja) | スズ酸化物薄膜形成用塗布液 | |
| EP0286654A1 (en) | Coating solutions | |
| RU2632835C1 (ru) | Способ получения тонкопленочного покрытия на основе сложных оксидных систем | |
| RU1809846C (ru) | Раствор дл получени полупроводниковых пленок на основе диоксида олова | |
| JPH10226535A (ja) | 高電導性の透明導電膜の製造方法 | |
| JP3154678B2 (ja) | 透明導電性被膜形成用塗布液および該塗布液を使用した透明導電性被膜付きガラス | |
| RU2502667C1 (ru) | Композиция на основе сложных оксидов циркония, фосфора и кальция для получения покрытия | |
| JPH04270143A (ja) | 透明性導電性酸化亜鉛膜の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200717 |