RU2451768C2 - Method for transparent conductive coating production - Google Patents
Method for transparent conductive coating production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451768C2 RU2451768C2 RU2009147628/02A RU2009147628A RU2451768C2 RU 2451768 C2 RU2451768 C2 RU 2451768C2 RU 2009147628/02 A RU2009147628/02 A RU 2009147628/02A RU 2009147628 A RU2009147628 A RU 2009147628A RU 2451768 C2 RU2451768 C2 RU 2451768C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- zinc oxide
- cathode
- temperature
- magnetron
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области тонкопленочных покрытий, в частности к вакуумному нанесению прозрачных проводящих покрытий методом магнетронного распыления. В настоящее время пленки оксида цинка, в которых в качестве легирующей примеси используются Аl, В, Ga, In и Si, находят свое применение в производстве жидкокристаллических дисплеев, изготовлении электродов солнечных элементов, прозрачных нагревательных элементов и т.п. Высокая прозрачность в видимом диапазоне и высокое отражение в ИК-диапазоне делает возможным их использование для производства низкоэмиссионного стекла [1]. Прозрачные проводящие оксиды используются также в качестве антистатических слоев в многослойных терморегулирующих покрытиях на поверхности космических аппаратов [2, 3].The invention relates to the field of thin-film coatings, in particular to the vacuum deposition of transparent conductive coatings by magnetron sputtering. Currently, zinc oxide films in which Al, B, Ga, In and Si are used as dopants are used in the manufacture of liquid crystal displays, the manufacture of electrodes for solar cells, transparent heating elements, etc. High transparency in the visible range and high reflection in the infrared range make it possible to use them for the production of low emission glass [1]. Transparent conductive oxides are also used as antistatic layers in multilayer thermoregulatory coatings on the surface of spacecraft [2, 3].
Одним из перспективных методов нанесения пленок легированного оксида цинка на подложки большой площади является метод магнетронного распыления, поскольку он позволяет контролируемым образом изменять условия осаждения, определяющие электрофизические и структурные свойства наносимого покрытия. Напыление пленок легированного оксида цинка может производиться как с использованием металлических сплавных катодов (Zn:Al) методом реактивного магнетронного распыления в кислородсодержащей атмосфере [4], так и керамических катодов (ZnО:Аl2O3) методом высокочастотного (ВЧ) магнетронного распыления в среде аргона [5]. Однако для коммерческих применений предпочтительным является использование керамических катодов, поскольку распыление в атмосфере чистого аргона позволяет значительно упростить процесса нанесения покрытия, а также улучшить его контролируемость и повторяемость свойств получаемых покрытий. Также предпочтительно осуществлять процесс распыления на постоянном токе разряда вследствие меньшей стоимости источников питания постоянного тока в сравнении с ВЧ источниками питания.One of the promising methods for depositing doped zinc oxide films on large-area substrates is the magnetron sputtering method, since it allows a controlled manner to change the deposition conditions that determine the electrophysical and structural properties of the applied coating. Doped zinc oxide films can be sprayed both using metal alloy cathodes (Zn: Al) by reactive magnetron sputtering in an oxygen-containing atmosphere [4] and ceramic cathodes (ZnО: Al 2 O 3 ) by high-frequency (RF) magnetron sputtering in a medium argon [5]. However, for commercial applications, the use of ceramic cathodes is preferable, since sputtering in pure argon atmosphere can significantly simplify the coating process, as well as improve its controllability and repeatability of the properties of the resulting coatings. It is also preferable to carry out the direct current spraying process due to the lower cost of the DC power supplies as compared to the RF power supplies.
В работе [6] приведено сравнение электрических параметров пленок легированного алюминием оксида цинка, полученных магнетронным методом с использованием постоянного, переменного и ВЧ-питания магнетрона. При напылении пленок легированного алюминием оксида цинка с использованием металлического катода-мишени температура подложки составляет 300°С. Высокие температуры подложки (200-300°С) необходимы для улучшения однородности распределения параметров покрытия на ее поверхности. Причиной неоднородного распределения электрофизических параметров покрытия является усиленная бомбардировка областей подложки, находящихся напротив зоны распыления катода, энергетичными (с энергией десятки и сотни эВ) атомами и отрицательными ионами кислорода. Поступление избыточного количества атомов и ионов кислорода в эти области подложки приводит к увеличению удельного сопротивления пленки за счет уменьшения подвижности и концентрации носителей заряда [7, 8]. С повышением температуры подложки увеличивается подвижность атомов распыляемого материала по поверхности; улучшается кристалличность растущей пленки, усиливается десорбция кислорода с границ зерен. Указанные процессы улучшают однородность распределения удельного сопротивления.In [6], a comparison was made of the electrical parameters of films of aluminum doped zinc oxide obtained by the magnetron method using a constant, variable, and high-frequency power supply of a magnetron. When spraying films of aluminum doped zinc oxide using a metal target cathode, the temperature of the substrate is 300 ° C. High substrate temperatures (200-300 ° C) are necessary to improve the uniformity of the distribution of coating parameters on its surface. The reason for the inhomogeneous distribution of the electrophysical parameters of the coating is the enhanced bombardment of substrate regions opposite the cathode sputtering zone, energetic (with energies of tens and hundreds of eV) atoms and negative oxygen ions. The excess of oxygen atoms and ions in these regions of the substrate leads to an increase in the resistivity of the film due to a decrease in the mobility and concentration of charge carriers [7, 8]. With increasing substrate temperature, the atomic mobility of the sprayed material on the surface increases; the crystallinity of the growing film is improved, oxygen desorption from grain boundaries is enhanced. These processes improve the uniformity of the distribution of resistivity.
Однако необходимость использования высоких температур подложек в процессе нанесения пленок ограничивает область их возможного применения. Например, напыление проводящего покрытия на полимерные подложки возможно при температурах, не превышающих температуру размягчения материала [9, 10]. При нанесении пленок оксида цинка на архитектурное стекло уменьшение температуры подложки позволит существенно упростить технологию нанесения. Для снижения температуры подложек в процессе нанесения покрытия необходимо решить задачу минимизирования влияния зоны эрозии и связанной с ней бомбардировки покрытия.However, the need to use high substrate temperatures in the process of film deposition limits the scope of their possible application. For example, the deposition of a conductive coating on polymer substrates is possible at temperatures not exceeding the softening temperature of the material [9, 10]. When applying zinc oxide films to architectural glass, lowering the temperature of the substrate will significantly simplify the application technology. To reduce the temperature of the substrates during the coating process, it is necessary to solve the problem of minimizing the influence of the erosion zone and the associated bombardment of the coating.
Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков способом нанесения легированного оксида цинка является способ, описанный в [11]. Для получения пленок легированного алюминием оксида цинка использовался метод магнетронного распыления, в котором к катоду прикладывалось одновременно постоянное и высокочастотное напряжение. Благодаря этому устранялось избыточное окисление областей пленки, расположенных напротив зоны распыления на катоде, которое, по мнению авторов, приводит к неоднородности распределения сопротивления пленки по подложке.The closest to the claimed invention in terms of features, the method of applying doped zinc oxide is the method described in [11]. To obtain films of aluminum doped zinc oxide, the method of magnetron sputtering was used, in which a constant and high-frequency voltage were applied to the cathode simultaneously. Due to this, excessive oxidation of the film regions located opposite the sputtering zone at the cathode was eliminated, which, according to the authors, leads to an inhomogeneous distribution of the film resistance over the substrate.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится использование в дополнение к источнику питания постоянного тока сложного и дорогого высокочастотного источника питания с согласующим устройством.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below include the use of a complex and expensive high-frequency power source with matching device in addition to the DC power source.
Техническим результатом, достигаемым в данном способе изготовления прозрачных проводящих покрытий легированного оксида цинка, является улучшение электрофизических характеристик и однородности распределения электрофизических параметров покрытия на подложке при относительно низких температурах, не более 110°С. Такая температура является приемлемой для нанесения пленок не только на стекло, но и на полимерные подложки, которые не деформируются при таких температурах, например, лавсан (полиэтилентерефталат).The technical result achieved in this method of manufacturing transparent conductive coatings of doped zinc oxide is to improve the electrophysical characteristics and uniformity of the distribution of the electrophysical parameters of the coating on the substrate at relatively low temperatures, not more than 110 ° C. This temperature is acceptable for applying films not only to glass, but also to polymer substrates that do not deform at such temperatures, for example, lavsan (polyethylene terephthalate).
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе получения прозрачных проводящих покрытий легированного оксида цинка, включающем магнетронное распыление материала катода, состоящего из легированного оксида цинка, осаждение распыленного материала на нагретую подложку с формированием пленки, согласно изобретению, материал катода состоит из оксида цинка легированного галлием, а распыление катода проводят в аргоновой атмосфере на постоянном токе при несбалансированной конфигурации магнитного поля магнетрона, обеспечивающей на подложке плотность ионного тока 1 мА/см2 и более, при этом осаждение проводят на подложку, нагретую до температуры не более 110°С.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method for producing transparent conductive coatings of doped zinc oxide, comprising magnetron sputtering of a cathode material consisting of doped zinc oxide, deposition of the sprayed material on a heated substrate to form a film, according to the invention, the cathode material consists of gallium doped zinc oxide, and the cathode is sputtered in a direct current argon atmosphere with an unbalanced configuration and magnetic field magnetron providing on a substrate an ion current density of 1 mA / cm 2 or more, the precipitation is carried out at a substrate heated to a temperature not exceeding 110 ° C.
Использование несбалансированной конфигурации магнитного поля магнетронов улучшает однородность распределения электрофизических параметров пленок легированного оксида цинка.Using an unbalanced magnetron magnetic field configuration improves the uniformity of the distribution of the electrophysical parameters of the doped zinc oxide films.
Предпосылкой для использования несбалансированной конфигурации магнитного магнетрона являлся тот факт, что низкоэнергетичная бомбардировка растущей пленки частицами с энергией Е<50 эВ позволяет улучшить свойства покрытия за счет увеличения подвижности атомов распыляемого материала по поверхности подложки и улучшения кристалличности покрытия [13]. Поэтому для достижения оптимальной структуры и свойств покрытий важно регулировать плотность ионного тока на подложку Ji и энергию бомбардирующих ионов Еi.A prerequisite for using the unbalanced configuration of the magnetic magnetron was the fact that the low-energy bombardment of the growing film by particles with an energy of E <50 eV allows improving the properties of the coating by increasing the mobility of atoms of the sprayed material on the surface of the substrate and improving the crystallinity of the coating [13]. Therefore, to achieve the optimal structure and properties of the coatings, it is important to control the ion current density on the substrate J i and the energy of the bombarding ions E i .
Объяснение механизма улучшения электрических и структурных свойств покрытия, получаемого в центре подложки в несбалансированном режиме, заключается в следующем. Увеличение тока в электромагнитной катушке сопровождается значительным увеличением плотности ионного тока Ji, наиболее выраженным на оси системы. Это вызвано увеличением степени несбалансированности магнитного поля, силовые линии которого, направляясь в сторону подложки, ограничивают поперечную подвижность электронов и заставляют их двигаться по оси системы. При этом электроны перемещаются совместно с ионами из-за необходимости поддержания электронейтральности плазмы. В центральной части подложки энергия бомбардирующих покрытие ионов, как показывают измерения, составляет 1-20 эВ. Низкоэнергетичная бомбардировка подложки, так же, как и увеличение ее температуры, увеличивает подвижность осаждаемых атомов на ее поверхности, что приводит к улучшению кристалличности пленки, увеличению подвижности зарядов в ней и, как следствие снижению удельного сопротивления.The explanation of the mechanism for improving the electrical and structural properties of the coating obtained in the center of the substrate in an unbalanced mode is as follows. The increase in current in the electromagnetic coil is accompanied by a significant increase in the ion current density J i , most pronounced on the axis of the system. This is caused by an increase in the degree of imbalance in the magnetic field, the lines of force of which, heading toward the substrate, limit the transverse mobility of the electrons and make them move along the axis of the system. In this case, electrons move together with ions because of the need to maintain plasma electroneutrality. In the central part of the substrate, the energy of the ions bombarding the coating, as measurements show, is 1–20 eV. The low-energy bombardment of the substrate, as well as an increase in its temperature, increases the mobility of the deposited atoms on its surface, which leads to an improvement in the crystallinity of the film, an increase in the mobility of charges in it, and, as a consequence, a decrease in resistivity.
Предлагаемый способ формирования ZnO:Ga покрытий осуществляется следующим образом. Нанесение покрытия производится с помощью магнетронной распылительной системы, позволяющей реализовывать несбалансированную конфигурацию магнитного поля и, как следствие, получать плотность ионного тока на подложку Ji=1 мА/см2 и более. Распыляемый катод представляет собой керамический диск из легированного галлием оксида цинка, изготовленный путем спекания смеси порошков ZnO и Gа2О3, в которой содержание Gа3О3 составляет 3-10 масс.%, предпочтительно 3.5 масс.% Gа2O3. Использование керамической мишени позволяет упростить процесс нанесения покрытия за счет распыления в атмосфере чистого аргона без добавления реактивного газа. Покрытия ZnO:Ga наносятся с помощью источника питания постоянного тока при мощности магнетронного разряда 100-150 Вт. Разрядное напряжение лежит в диапазоне от 300 до 400В. Подложки устанавливаются параллельно поверхности мишени на расстоянии 30-100 мм. Рабочее давление в камере составляет 0.1-0.3 Па. При этом температура подложек в процессе напыления составляет не более 110°С.The proposed method for the formation of ZnO: Ga coatings is as follows. Coating is carried out using a magnetron sputtering system, which allows to realize an unbalanced configuration of the magnetic field and, as a result, to obtain the ion current density on the substrate J i = 1 mA / cm 2 or more. The sprayed cathode is a gallium-doped zinc oxide ceramic disk made by sintering a mixture of ZnO and Ga 2 O 3 powders in which the content of Ga 3 O 3 is 3-10 wt.%, Preferably 3.5 wt.% Ga 2 O 3 . The use of a ceramic target makes it possible to simplify the coating process by sputtering pure argon in an atmosphere without adding reactive gas. ZnO: Ga coatings are applied using a DC power source at a magnetron discharge power of 100-150 watts. Discharge voltage is in the range from 300 to 400V. The substrates are mounted parallel to the target surface at a distance of 30-100 mm. The working pressure in the chamber is 0.1-0.3 Pa. The temperature of the substrates during the deposition process is not more than 110 ° C.
Данное техническое решение можно использовать для низкотемпературного нанесения проводящего прозрачного покрытия на основе оксида цинка легированного галлием на подложки большой площади, перемещающиеся относительно магнетронной распылительной системы.This technical solution can be used for low-temperature deposition of a conductive transparent coating based on zinc oxide doped with gallium on substrates of a large area moving relative to the magnetron sputtering system.
Эффективность предложенного способа была продемонстрирована сравнительными экспериментами. Образцы оксида цинка наносились при следующих условиях: распыляемый катод представлял собой керамический диск состава ZnO:Ga диаметром 95 мм и толщиной 9 мм, изготовленный из смеси порошков ZnO и Ga2О3, в которой содержание Gа2О3 равнялось 3.5 масс.%. Магнетронная распылительная система, оснащенная электромагнитной катушкой, позволяла управлять величиной и конфигурацией магнитного поля вблизи подложки [14]. Покрытия ZnO:Ga наносились с помощью источника питания постоянного тока при мощности магнетронного разряда 130 Вт. В зависимости от тока в электромагнитной катушке разрядное напряжение изменялось от 330 до 395 В. Подложки устанавливались параллельно поверхности мишени на расстоянии 80 мм. Рабочее давление во всех экспериментах составляло 0.25 Па. Материал подложки - стекло и лавсан (полиэтилентерефталат). Подложки из стекла нагревались до температуры 110°С. Для подложек из лавсана была достаточна температура 90°С.The effectiveness of the proposed method was demonstrated by comparative experiments. Zinc oxide samples were deposited under the following conditions: the sputtered cathode was a ceramic disk of the composition ZnO: Ga with a diameter of 95 mm and a thickness of 9 mm, made from a mixture of ZnO and Ga 2 O 3 powders in which the content of Ga 2 O 3 was 3.5 mass%. A magnetron sputtering system equipped with an electromagnetic coil made it possible to control the magnitude and configuration of the magnetic field near the substrate [14]. ZnO: Ga coatings were deposited using a DC power source at a magnetron discharge power of 130 watts. Depending on the current in the electromagnetic coil, the discharge voltage varied from 330 to 395 V. The substrates were placed parallel to the target surface at a distance of 80 mm. The working pressure in all experiments was 0.25 Pa. The substrate material is glass and lavsan (polyethylene terephthalate). Glass substrates were heated to a temperature of 110 ° C. A temperature of 90 ° C was sufficient for lavsan substrates.
На фиг.1 представлены радиальные распределения плотности ионного тока на подложку, расположенную на расстоянии 150 мм от катода при различных токах в электромагнитной катушке. Видно, что регулируя ток в электромагнитной катушке 0 до 1 А можно плавно изменять плотность ионного тока на подложку и увеличить ее примерно в 3 раза по сравнению с исходным значением.Figure 1 shows the radial distribution of the density of the ion current on a substrate located at a distance of 150 mm from the cathode at various currents in the electromagnetic coil. It can be seen that by adjusting the current in the electromagnetic coil from 0 to 1 A, it is possible to smoothly change the density of the ion current to the substrate and increase it by about 3 times compared with the initial value.
Исследование влияния тока в электромагнитной катушке на распределения толщины покрытия по поверхности неподвижной подложки показало, что даже при максимальном токе характер распределения толщины не меняется (фиг.2). Скорость роста покрытия при этом составляет 11 нм/мин на краях подложки (положение 5 см от центра) и 35 нм/мин в ее центре.The study of the influence of the current in the electromagnetic coil on the distribution of the coating thickness over the surface of the fixed substrate showed that even at maximum current the nature of the distribution of thickness does not change (figure 2). The growth rate of the coating in this case is 11 nm / min at the edges of the substrate (
Температура подложки является одним из основных факторов, влияющих на свойства ZnO:Ga пленок, осаждаемых магнетронным распылением. На фиг.3 показана зависимость удельного сопротивления ZnO:Ga пленок на стекле от температуры подложки. Измерения проводились на расстоянии 4 см от центра образца, на который пленка осаждалась с выключенной электромагнитной катушкой магнетрона. Как видно, при увеличении температуры подложки от 40 до 170°С удельное сопротивление пленки уменьшается от 1·10-3 до 4,6·10-4 Ом·см.The substrate temperature is one of the main factors affecting the properties of ZnO: Ga films deposited by magnetron sputtering. Figure 3 shows the dependence of the resistivity of ZnO: Ga films on glass on the temperature of the substrate. The measurements were carried out at a distance of 4 cm from the center of the sample onto which the film was deposited with the magnetron’s electromagnetic coil turned off. As can be seen, with an increase in the temperature of the substrate from 40 to 170 ° C, the specific resistance of the film decreases from 1 · 10 -3 to 4.6 · 10 -4 Ohm · cm.
Помимо этого электрофизические свойства пленок ZnO:Ga существенно зависят от положения подложки относительно распыляемого катода. На фиг.4 показано распределение удельного сопротивления пленок оксида цинка на поверхности стекла, измеренное для разных токов электромагнитной катушки магнетрона. Температура подложек во время напыления составляла 110°С. На расстояниях, превышающих 3 см от центра, удельное сопротивление покрытия ρ было ниже 1·10-3 Ом·см-3. Эти области подложки находятся за проекцией зоны распыления катода. Положение ±2.5 см соответствует центру эрозионной канавки катода. Из графиков видно, что удельное сопротивление на краях подложки мало зависит от тока в электромагнитной катушке. Бомбардировка высокоэнергетичными частицами, приводящая к ухудшению кристалличности покрытия, здесь отсутствует, в отличие от центральной области подложки, где наблюдается влияние зон эрозии катода (при Iс=0).In addition, the electrophysical properties of ZnO: Ga films substantially depend on the position of the substrate relative to the sputtered cathode. Figure 4 shows the distribution of the resistivity of zinc oxide films on the glass surface, measured for different currents of the magnetron’s electromagnetic coil. The temperature of the substrates during spraying was 110 ° C. At distances exceeding 3 cm from the center, the specific resistance of the coating ρ was below 1 · 10 -3 Ohm · cm -3 . These regions of the substrate are located behind the projection of the cathode sputtering zone. A position of ± 2.5 cm corresponds to the center of the cathode erosion groove. The graphs show that the resistivity at the edges of the substrate is little dependent on the current in the electromagnetic coil. Bombardment by high-energy particles, leading to a deterioration in the crystallinity of the coating, is absent here, in contrast to the central region of the substrate, where the influence of cathode erosion zones is observed (at I c = 0).
С увеличением тока катушки существенно уменьшается удельное сопротивление покрытия в центре подложки и становится более однородным его распределение. Измерение электрофизических характеристик образцов методом Ван-дер-Пау показали, что уменьшение удельного сопротивления происходит за счет увеличения как концентрации, так и холловской подвижности носителей заряда (фиг.5).As the coil current increases, the resistivity of the coating in the center of the substrate decreases significantly and its distribution becomes more uniform. Measurement of the electrophysical characteristics of the samples by the van der Pauw method showed that a decrease in resistivity occurs due to an increase in both the concentration and the Hall mobility of charge carriers (Fig. 5).
Были проведены эксперименты по осаждению пленки ZnO:Ga на лавсан при температуре 90°С. Зависимость удельного сопротивления покрытий от величины тока Iс в электромагнитной катушке магнетрона при двух температурах подложки показана на фиг.6. Как видно, существует оптимальное значение тока (Iс=0,4 А), при котором удельное сопротивление пленки минимально, при этом эффект более заметен при комнатной температуре подложки.Experiments were conducted on the deposition of a ZnO: Ga film on lavsan at a temperature of 90 ° C. The dependence of the resistivity of the coatings on the current I s in the magnetron’s electromagnetic coil at two substrate temperatures is shown in FIG. 6. As can be seen, there is an optimal current value (I c = 0.4 A) at which the film resistivity is minimal, while the effect is more noticeable at room temperature of the substrate.
Методом атомно-силовой микроскопии были получены изображения поверхности пленок ZnO:Ga, нанесенных при разных токах электромагнитной катушки магнетрона (фиг.7). Хорошо заметно увеличение шероховатости поверхности пленок с увеличением тока катушки. Это связано с увеличением размера зерна в пленке. Увеличение размера зерна в пленке ведет к увеличению холловской подвижности носителей заряда за счет уменьшения их рассеяния на границах зерен. Среднеквадратичная шероховатость покрытий составляет 10 нм для пленок, полученных при Iс=0 А, и 19 нм для покрытий, полученных при Iс=1 А.By atomic force microscopy, surface images of ZnO: Ga films deposited at different currents of the magnetron’s electromagnetic coil were obtained (Fig. 7). The increase in the surface roughness of the films with an increase in the coil current is clearly visible. This is due to an increase in grain size in the film. An increase in the grain size in the film leads to an increase in the Hall mobility of charge carriers due to a decrease in their scattering at grain boundaries. The rms roughness of the coatings is 10 nm for films obtained at I c = 0 A, and 19 nm for coatings obtained at I c = 1 A.
Рентгеноструктурный анализ пленок, полученных на краях подложки, выявил наличие только ZnO (002) пика с углом дифракции 29=34.3°-34.38°. Это свидетельствует о том, что полученные в этих областях подложки пленки являются поликристаллическими с гексагональной структурой и преимущественной ориентацией с-оси перпендикулярно плоскости подложки.X-ray diffraction analysis of the films obtained at the edges of the substrate revealed the presence of only the ZnO (002) peak with a diffraction angle of 29 = 34.3 ° -34.38 °. This indicates that the films obtained in these regions of the substrate are polycrystalline with a hexagonal structure and the preferred c-axis orientation perpendicular to the plane of the substrate.
На фиг.8 приведено сравнение дифрактограмм покрытия, измеренных в центре подложки при Iс=0 и 0.5 А. Для образцов, полученных с меньшей ионной бомбардировкой покрытия (Iс=0) пик ZnO (002) не наблюдался (фиг.8, а). В образцах, полученных в несбалансированном режиме, наблюдается ярко выраженный ZnO (002) пик (фиг.8, б). Это говорит о том, что в несбалансированном режиме структура покрытия в центре подложки становится близка к структуре, формируемой ее на краях.Fig. 8 shows a comparison of coating diffractograms measured in the center of the substrate at I c = 0 and 0.5 A. For samples obtained with a lower ion bombardment of the coating (I c = 0), a ZnO peak (002) was not observed (Fig. 8, a ) In the samples obtained in an unbalanced mode, a pronounced ZnO (002) peak is observed (Fig. 8, b). This suggests that, in an unbalanced mode, the coating structure in the center of the substrate becomes close to the structure formed at its edges.
Были проведены сравнения оптической прозрачности в видимом диапазоне длин волн (фиг.9) пленок ZnO:Ga, полученных в несбалансированном режиме (Iс=0.4 А) на постоянном токе (кривая 1) и пленок ZnO:Al, полученных при импульсном биполярном питании магнетрона (кривая 2) и на постоянном токе (кривая 3). Показано, что пленки ZnO:Ga наносимые несбалансированным магнетронным распылением имеют прозрачность около 90%. Край полосы поглощения пленки ZnO:Ga сдвинут в коротковолновую область вследствие увеличения концентрации носителей заряда в покрытии.Comparisons were made of optical transparency in the visible wavelength range (Fig. 9) of ZnO: Ga films obtained in an unbalanced mode (I c = 0.4 A) at constant current (curve 1) and ZnO: Al films obtained with pulsed bipolar feeding of a magnetron (curve 2) and direct current (curve 3). It was shown that ZnO: Ga films deposited by unbalanced magnetron sputtering have a transparency of about 90%. The edge of the absorption band of the ZnO: Ga film is shifted to the short-wavelength region due to an increase in the concentration of charge carriers in the coating.
Заявленный способ предназначен для формирования прозрачных (прозрачность до 90%), проводящих (удельное сопротивление 5-10·10-4 Ом-см) антистатических, антиотражающих и барьерных покрытий на основе ZnO:Ga. Кроме того, предлагаемый способ позволяет наносить покрытия не только на стекло, но и на полимерные материалы, такие как лавсан.The claimed method is intended for the formation of transparent (transparency up to 90%), conductive (specific resistance 5-10 · 10 -4 Ohm-cm) antistatic, antireflection and barrier coatings based on ZnO: Ga. In addition, the proposed method allows to apply coatings not only to glass, but also to polymeric materials such as lavsan.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009147628/02A RU2451768C2 (en) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | Method for transparent conductive coating production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009147628/02A RU2451768C2 (en) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | Method for transparent conductive coating production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009147628A RU2009147628A (en) | 2011-06-27 |
| RU2451768C2 true RU2451768C2 (en) | 2012-05-27 |
Family
ID=44738685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009147628/02A RU2451768C2 (en) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | Method for transparent conductive coating production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2451768C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2531021C2 (en) * | 2013-03-05 | 2014-10-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт физики им. Х.И. Амирханова Дагестанского научного центра Российской Академии наук" | Method of forming zinc oxide-based layers |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1041644A2 (en) * | 1999-03-30 | 2000-10-04 | Rockwell Science Center, LLC | Transparent and conductive zinc oxide film with low growth temperature |
| JP2007154255A (en) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Kanazawa Inst Of Technology | Manufacturing method and manufacturing apparatus for transparent conductive film |
-
2009
- 2009-12-21 RU RU2009147628/02A patent/RU2451768C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1041644A2 (en) * | 1999-03-30 | 2000-10-04 | Rockwell Science Center, LLC | Transparent and conductive zinc oxide film with low growth temperature |
| JP2007154255A (en) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Kanazawa Inst Of Technology | Manufacturing method and manufacturing apparatus for transparent conductive film |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| R.J.Hong et al, Comparison of the ZnO:Al film, deposited in static and dyamic modes by reactive mid-frequency magnetron sputtering, 05.02.2003, v.207, c.341-350. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2531021C2 (en) * | 2013-03-05 | 2014-10-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт физики им. Х.И. Амирханова Дагестанского научного центра Российской Академии наук" | Method of forming zinc oxide-based layers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009147628A (en) | 2011-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lee et al. | Structural, electrical and optical properties of ZnO: Al films deposited on flexible organic substrates for solar cell applications | |
| Aiempanakit et al. | Effect of peak power in reactive high power impulse magnetron sputtering of titanium dioxide | |
| US7294852B2 (en) | Transparent conductive films and processes for forming them | |
| Li et al. | ZnO thin films with DC and RF reactive sputtering | |
| Shakiba et al. | Effects of processing parameters on crystalline structure and optoelectronic behavior of DC sputtered ITO thin film | |
| JP2004511655A (en) | Preparation method of indium tin oxide thin film using magnetron negative ion sputtering source | |
| EP1734150A1 (en) | Oxide sintered body, oxide transparent conductive film and manufacturing method thereof | |
| Chuang | ITO films prepared by long-throw magnetron sputtering without oxygen partial pressure | |
| Noirfalise et al. | Synthesis of fluorine doped zinc oxide by reactive magnetron sputtering | |
| Sobri et al. | Effect of annealing on structural, optical, and electrical properties of nickel (Ni)/indium tin oxide (ITO) nanostructures prepared by RF magnetron sputtering | |
| Jeon et al. | Effect of post-deposition annealing on the structural, optical and electrical properties of IGZO films | |
| Kon et al. | Impedance control of reactive sputtering process in mid-frequency mode with dual cathodes to deposit Al-doped ZnO films | |
| Fumagalli et al. | Room temperature deposition of high figure of merit Al-doped zinc oxide by pulsed-direct current magnetron sputtering: Influence of energetic negative ion bombardment on film's optoelectronic properties | |
| Hüpkes et al. | Instabilities in reactive sputtering of ZnO: Al and reliable texture-etching solution for light trapping in silicon thin film solar cells | |
| Wang et al. | Improved properties of Ti-doped ZnO thin films by hydrogen plasma treatment | |
| Oskirko et al. | Dual mode of deep oscillation magnetron sputtering | |
| Mian et al. | Improvement of the uniformity of structural and electrical properties of transparent conductive Al-doped ZnO thin films by inductively coupled plasma-assisted radio frequency magnetron sputtering | |
| JP2007246318A (en) | Oxide sintered compact, method for manufacturing the same, method for manufacturing oxide transparent conductive film, and oxide transparent conductive film | |
| RU2451768C2 (en) | Method for transparent conductive coating production | |
| Kavitha et al. | Effect of target power on the physical properties of Ti thin films prepared by DC magnetron sputtering with supported discharge | |
| EP3047054A2 (en) | Methods of producing large grain or single crystal films | |
| RU2316613C1 (en) | Zinc oxide films deposition method | |
| KR20080079048A (en) | Zinc oxide-based thin film and method for preparing the same | |
| Babu et al. | Bias voltage dependence properties of dc reactive magnetron sputtered indium oxide films | |
| Qian et al. | Effect of sputtering conditions on growth and properties of ZnO: Al films |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131222 |