RU2649147C1 - Трис(n,n-диэтилкарбамат) индия, способ его получения и получение пленок оксида индия на его основе - Google Patents
Трис(n,n-диэтилкарбамат) индия, способ его получения и получение пленок оксида индия на его основе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649147C1 RU2649147C1 RU2017121719A RU2017121719A RU2649147C1 RU 2649147 C1 RU2649147 C1 RU 2649147C1 RU 2017121719 A RU2017121719 A RU 2017121719A RU 2017121719 A RU2017121719 A RU 2017121719A RU 2649147 C1 RU2649147 C1 RU 2649147C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- indium
- diethylcarbamate
- tris
- films
- solution
- Prior art date
Links
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 4
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 title description 40
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 title description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 5
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 title 1
- APRJFNLVTJWEPP-UHFFFAOYSA-M n,n-diethylcarbamate Chemical compound CCN(CC)C([O-])=O APRJFNLVTJWEPP-UHFFFAOYSA-M 0.000 title 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 25
- AGDIBONBSVCKBI-UHFFFAOYSA-K CCN(CC)C(=O)O[In](OC(=O)N(CC)CC)OC(=O)N(CC)CC Chemical compound CCN(CC)C(=O)O[In](OC(=O)N(CC)CC)OC(=O)N(CC)CC AGDIBONBSVCKBI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 21
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 15
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000005265 dialkylamine group Chemical group 0.000 claims description 2
- HDITUCONWLWUJR-UHFFFAOYSA-N diethylazanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC[NH2+]CC HDITUCONWLWUJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 2
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 claims 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- FFSAMSOGQOPVML-UHFFFAOYSA-L indium(3+);dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[In+3] FFSAMSOGQOPVML-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 37
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K indium(iii) chloride Chemical compound Cl[In](Cl)Cl PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 229910021617 Indium monochloride Inorganic materials 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 4
- APHGZSBLRQFRCA-UHFFFAOYSA-M indium(1+);chloride Chemical compound [In]Cl APHGZSBLRQFRCA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 3
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 3
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004657 carbamic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021627 Tin(IV) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003849 aromatic solvent Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005493 condensed matter Effects 0.000 description 1
- 125000005131 dialkylammonium group Chemical group 0.000 description 1
- -1 dialkylammonium halide Chemical class 0.000 description 1
- IQZWUDTVQGKBOM-UHFFFAOYSA-K dicarbamoyloxyindiganyl carbamate Chemical class C(=O)(N)O[In](OC(=O)N)OC(=O)N IQZWUDTVQGKBOM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 125000004177 diethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 150000002471 indium Chemical class 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000000467 secondary amino group Chemical group [H]N([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C269/00—Preparation of derivatives of carbamic acid, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atom not being part of nitro or nitroso groups
- C07C269/04—Preparation of derivatives of carbamic acid, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atom not being part of nitro or nitroso groups from amines with formation of carbamate groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C271/00—Derivatives of carbamic acids, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atom not being part of nitro or nitroso groups
- C07C271/02—Carbamic acids; Salts of carbamic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
- C07F5/003—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table without C-Metal linkages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
- C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
- C23C18/1204—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material inorganic material, e.g. non-oxide and non-metallic such as sulfides, nitrides based compounds
- C23C18/1208—Oxides, e.g. ceramics
- C23C18/1216—Metal oxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
Изобретение относиться к трис(N,N-диэтилкарбамату) индия. Также предложены способ его получения, применение и способ получения тонких пленок оксида индия (III). Пленки, полученные из раствора трис(N,N-диэтилкарбамата) индия, более равномерны, имеют меньше дефектов и более прозрачны в видимом диапазоне. 4 н.п. ф-лы, 2 ил., 10 пр.
Description
Изобретение относится к неорганической химии, а именно к получению производных солей индия, нашедших широкое применение для получения тонких проводящих пленок, используемых в оптоэлектронике.
Оксид индия(III) является перспективным полупроводником [H.S. Kirn, P.D. Byrne, A. Facchetti, T.J. Marks; J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12580-12581]. Кроме того, тонкие пленки оксида индия толщиной несколько сотен нанометров обладают высоким светопропусканием в видимой спектральной области. Он находит применение, в частности, в сфере жидкокристаллических дисплеев, прежде всего в качестве «прозрачного электрода». Таким образом, содержащие оксид индия пленки и их формирование имеют большое значение для промышленного производства полупроводников и дисплеев.
В настоящее время известны карбаматы титана, циркония, гафния, ниобия, тантала, бора, цинка, магния, сурьмы, железа, олова и некоторых других элементов [Forte С., Pampaloni G., Pinzino С., Renili F. // Inorganica Chimica Acta - 2011. - T. 365 - №1 - C. 251-255; Tang Y., Zakharov L.N., Rheingold A.L., Kemp R. a. // Organometallics - 2004. - T. 23 - №20 - C. 4788-4791; Calucci L., Forte C., Pampaloni G., Pinzino C., Renili F. // Inorganica Chimica Acta - 2010. - T. 363 - №1 - С. 33-40; Belli D., Amico D., Calderazzo F., Labella L., Marchetti F. - 2008. - T. 47 - №12 - C. 5372-5376; Dell’Amico D.B., Calderazzo F., Labella L., Marchetti F., Mazzoncini I. // Inorganica Chimica Acta - 2006. - T. 359 - №10 - C. 3371-3374; Horley G. a., Mahon M.F, Molloy K.C., Haycock P.W., Myers C.P. // Inorganic Chemistry - 2002. - Т. 41 - №20 - C. 5052-5058; Belli D., Amico D., Boschi D., Calderazzo F., Ianelli S., Labella L., Marchetti F., Pelizzi G., Guy E., Quadrelli F. - 2000. - T. 302 - C. 882-891; Mishra a. K., Gupta V.D. // Synthesis and Reactivity in Inorganic and Metal-Organic Chemistry - 1987. - T. 17 - №8-9 - C. 827-835]. В то же время карбаматы индия до настоящего времени не получены.
Известен способ получения карбаматов металлов взаимодействием амидов металлов, например тетрааминоолова, с углекислым газом [Dalton R.F, Jones K. // J. Chem. SOC. (A) - 1970. - С. 590-594]. Однако данный метод сложен из-за труднодоступности соответствующих амидов, которые необходимо получать металлоорганическим синтезом. Кроме того, они чрезвычайно легко гидролизуются.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому является способ получения тетра(N,N-диалкилкарбаматов)олова смешением тетрахлорида олова и диалкиламина в среде толуола с последующим пропусканием через реакционную смесь углекислого газа в течение 12 часов. Осадок хлорида диалкиламмония отфильтровывают, фильтрат упаривают, продукт перекристаллизовывают из гептана (Luigi Abis, Daniela Belli Dell'Amico, Fausto Calderazzo, Ruggero Caminiti, Fabio Garbassi, Sandra Ianelli, Giancarlo Pelizzi, Pierluigi Robino, Alessandra Tomei. N,N-Dialkylcarbamato complexes as precursors for the chemical implantation of metal cations on a silica support. Part 1. Tin./J. of Molec. Cat. A: Chemical. - 1996. - Vol. 108. - p. L113-L117).
Известны способы получения пленок оксида индия методами магнетронного напыления. При этом пленки осаждают на подложки методом реактивного магнетронного распыления в плазме аргона и кислорода (50% Ar + 50% О2) при общем давлении в вакуумной камере Робщ=26,7⋅10-2 Па. Время распыления 30 минут. Материалом катода служит мишень металлического индия с содержанием примесей не более 0,01 ат. %. Последующее термоокисление осуществляют в реакторе печи резистивного нагрева в течение 30 минут при температурах: 473-723 К. [А.М. Ховив, Н.Н. Афонин, В.А. Логачева, Ю.А. Герасименко, А.Н. Лукин, М.В. Лобанов, Ю.Ю. Шамарина // Конденсированные среды и межфазные границы. - 2014. - Т. 16. - №3. - С. 361-366]. Однако данные методы сложны в исполнении и требуют применения дорогостоящего оборудования.
Известны способы получения пленок оксида индия методом пиролиза. Например, наносят пленку методом пиролиза аэрозоля пленкообразующего раствора, содержащего 0,2 моль/л InCl3, 0,05 моль/л NH4F, 0,1 моль/л H2O в метаноле. Аэрозоль доставляют в камеру напыления с помощью газа носителя (Ar + 5% O2) со скоростью 0,8 л/мин. Перед осаждением пленок поверхность обрабатывают 10 мин в перекисно-аммиачном растворе и 30 с в 4% растворе HF. Распыление аэрозоля производят на нагретую до 475°С подложку, помещенную на массивную плиту. Температуру плиты контролируют термопарой [Г.Г. Унтила, Т.Н. Кост, А.Б. Чеботарева, М.А. Тимофеев // Физика и техника полупроводников. - 2013. - Т. 47]. Недостатком метода пиролиза является сложность процесса и получение неоднородных пленок.
Известны золь-гель способы получения пленок оксида индия. Например, в патенте [патент RU №2570201, МПК C07F 5/00 (2006.01). С23С 18/12 (2006.01), опубл. 10.12.2015] описывается получение галогенсодержащего оксоалкоксида индия общей формулы In6O2X6(OR)6(R'CH(O)COOR'')2(HOR)x(HNR'''2)y, в которой X означает фтор, хлор, бром и/или йод, R означает алкил с 1-15 атомами углерода, R' означает алкил с 1-15 атомами углерода, R'' означает алкил с 1-15 атомами углерода, R''' означает алкил с 1-15 атомами углерода, х означает число от 1 до 10 и y означает число от 1 до 10. Способ позволяет получить галогенсодержащий оксоалкоксид индия, который используется для формирования содержащих оксид индия слоев, обладающих улучшенными электрическими рабочими характеристиками. Для нанесения пленок, используют, например, 5% раствор галогенсодержащего оксоалкоксида индия в этаноле. Наносят методом центрифужного полива (2000 об/мин). По завершении процесса нанесения покрытия снабженную покрытием основу в течение часа термостатируют на воздухе при температуре 260°С или 350°С. Недостатком данного метода является сложность получения исходных соединений, а также наличие в них галогена, который при удалении нарушает однородность покрытия.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому способу получения пленок оксида индия является способ, в котором в качестве исходного раствора для получения пленок используют соль InCl3 и этаноламин в качестве добавленного основания [Hyun Sung Kim, P.D. Byrne, A. Facchetti, T.J. Marks // J. Am. Chem. Soc. - 2008. - V 130. - P. 12580-12581]. Оптимальная концентрация InCl3 составляет 0,1 М в метоксиэтаноле. Приготовленные растворы перемешивают в течение 30 мин при комнатной температуре и затем наносят методом центрифужного полива на подложки. Далее пленки сушат на воздухе и отжигают при 400°С в течение 10 мин в трубчатой печи. Недостатком данного метода является применение хлорида индия, который легко гидролизуется с образованием нерастворимых оксидов и гидроксидов, что часто приводит к неоднородности покрытий. Кроме того, присутствующий в растворе хлорид ион является трудноудаляемым, что тоже приводит к нарушению однородности.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение вещества, используемого для формирования пленок оксида индия, и повышение их однородности.
Для достижения технического результата предлагается новое вещество - трис(N,N-диэтилкарбамата)индия, которое получают в среде ароматического растворителя в соответствии со схемой:
InCl3 + 6 Et2NH + 3 CO2 → In(OOCNEt2)3 + 3 Et2N+H2Cl-
Смешивают диэтилами и хлорид индия в среде толуола с последующим пропусканием через реакционную смесь углекислого газа в течение 8 часов. Осадок галогенида диалкиламмония отфильтровывают, фильтрат упаривают, получают трис(N,N-диэтилкарбамат) индия. Для получения более чистого продукта его перекристаллизовывают из гептана. Данный способ позволяет получать трис(N,N-диэтилкарбамат) индия с выходом 71%.
Для получения тонких пленок оксида индия(III) в качестве исходного компонента используют трис(N,N-диэтилкарбамат) индия в спиртовом или эфирном растворителе. Данное соединение плавно гидролизуются с образованием легколетучих углекислого газа и вторичного амина, а образующиеся в процессе гидролиза гидроксиды, обезвоживаясь, образуют оксид индия(III) по схеме:
и может использоваться для получения модифицированных тонких пленок оксида индия. Трис(N,N-диэтилкарбамат) индия растворяют в спиртовом или эфирном растворителе в количестве 0,01-0,5 М. Полученный раствор трис(N,N-диэтилкарбамата) индия наносят на подложку методом центрифужного полива. Покрытие подвергают термообработке при температуре 300-500°С в течение 5-60 мин. Получают модифицированные тонкие пленки оксида индия(III) толщиной 50-150 нм, прозрачные в видимой области. Раствор для нанесения пленок оксида индия может хранится не менее 3 месяцев. Пленки, полученные из раствора трис(N,N-диэтилкарбамата) индия, более равномерны, имеют меньше дефектов и более прозрачны в видимом диапазоне.
На фигуре 1 представлены микрофотографии поверхностей пленок оксида индия, нанесенных на стеклянные подложки при 5-кратном увеличении: 1a) - из раствора трис(N,N-диэтилкарбамата) индия; 1б) - из раствора хлорида индия.
Пример 1. Получение трис(N,N-диэтилкарбамата) индия
В трехгорлую колбу объемом 25 мл помещают 0,9715 г (0,0044 моль) хлорида индия(III) и 10 мл толуола. При перемешивании по каплям добавляют 2,7 мл (0,0043 моль) диэтиламина в 7 мл толуола. Пропускают углекислый газ в течение 8 часов. Осадок хлорида диэтиламмония отфильтровывают, полученный раствор упаривают на ротационном испарителе. Продукт дополнительно очищают перекристаллизацией из гептана. Получают 1,42 г вещества (71,12%).
Пример 2. Получение пленок оксида индия(III)
Раствор трис(N,N-диэтилкарбамата)индия в диоксане с концентрацией 0,01 М наносят на стеклянную подложку, сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 300°С в течение 5 мин. Получают равномерную прозрачную пленку оксида индия, имеющую удельное сопротивление >18000 Ом⋅см.
Пример 3. Получение пленок оксида индия(III)
Раствор трис(N,N-диэтилкарбамата)индия в бутаноле с концентрацией 0,5 М наносят на стеклянную подложку, сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 300°С в течение 60 мин. Получают равномерную прозрачную пленку оксида индия, имеющую удельное сопротивление 18 Ом⋅см.
Пример 4. Получение пленок оксида индия(III)
Раствор трис(N,N-диэтилкарбамата)индия в метоксиэтаноле с концентрацией 0,1 М наносят на стеклянную подложку, сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 300°С в течение 60 мин. Получают равномерную прозрачную пленку оксида индия, имеющую удельное сопротивление 230 Ом⋅см.
Пример 5. Получение пленок оксида индия(III)
Раствор трис(N,N-диэтилкарбамата)индия в метоксиэтаноле с концентрацией 0,1 М наносят на стеклянную подложку, сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 400°С в течение 60 мин. Получают равномерную прозрачную пленку оксида индия, имеющую удельное сопротивление 0,13 Ом⋅см.
Пример 6. Получение пленок оксида индия(III)
Раствор трис(N,N-диэтилкарбамата)индия в метоксиэтаноле с концентрацией 0,1 М наносят на стеклянную подложку, сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 400°С в течение 30 мин. Получают равномерную прозрачную пленку оксида индия, имеющую удельное сопротивление 0,17 Ом⋅см.
Пример 7. Получение пленок оксида индия(III)
Раствор трис(N,N-диэтилкарбамата)индия в метоксиэтаноле с концентрацией 0,1 М наносят на стеклянную подложку, сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 400°С в течение 5 мин. Получают равномерную прозрачную пленку оксида индия, имеющую удельное сопротивление 1,0 Ом⋅см.
Пример 8. Получение пленок оксида индия(III)
Раствор трис(N,N-диэтилкарбамата)индия в метоксиэтаноле с концентрацией 0,1 М наносят на стеклянную подложку, сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 500°С в течение 60 мин. Получают равномерную прозрачную пленку оксида индия, имеющую удельное сопротивление 0,10 Ом⋅см.
Пример 9. Получение пленок оксида индия(III)
Раствор трис(N,N-диэтилкарбамата)индия в изопропаноле с концентрацией 0,3 М наносят на стеклянную подложку, сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 500°С в течение 60 мин. Получают равномерную прозрачную пленку оксида индия, имеющую удельное сопротивление 0,05 Ом⋅см.
Пример 10. Получение пленок оксида индия(III)
Раствор хлорида индия в метоксиэтаноле с концентрацией 0,1 М наносят на стеклянную подложку, сушат на воздухе при комнатной температуре. Полученное покрытие подвергают термообработке при температуре 400°С в течение 60 мин. Получают неоднородную прозрачную пленку оксида индия, имеющую удельное сопротивление >18000 Ом⋅см.
Приведенные примеры иллюстрируют возможность достижения технического результата, а именно получение нового вещества формулы:
[(C2H5)2NCOO]3In,
Не известного из уровня техники; использование его для формирования пленок оксида индия, обладающих лучшей однородностью.
Предлагаемые объекты являются новыми, обладают изобретательским уровнем и промышленной применимостью, а следовательно, охраноспособны.
Claims (4)
1. Трис(N,N-диэтилкарбамат) индия.
2. Способ получения трис(N,N-диэтилкарбамата) индия смешением хлорида металла и диалкиламина в среде толуола с последующим пропусканием через реакционную смесь углекислого газа, отфильтровыванием осадка хлорида диэтиламмония, упариванием и перекристаллизацией из гептана, отличающийся тем, что в качестве хлорида металла используют хлорид индия (III), пропускают углекислый газ в течение 8 часов.
3. Применение соединения, полученного по п. 2, в качестве исходного соединения для получения тонких пленок оксида индия (III).
4. Способ получения тонких пленок оксида индия (III), включающий приготовление раствора исходного компонента в растворителе с концентрацией 0,01-0,5 М, нанесение раствора на подложку, сушку на воздухе при комнатной температуре с последующей термообработкой, отличающийся тем, что в качестве исходного компонента используют раствор трис(N,N-диэтилкарбамата) индия в эфирном или спиртовом растворителе, термообработку осуществляют при температуре 300-500°C в течение 5-60 мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121719A RU2649147C1 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Трис(n,n-диэтилкарбамат) индия, способ его получения и получение пленок оксида индия на его основе |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121719A RU2649147C1 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Трис(n,n-диэтилкарбамат) индия, способ его получения и получение пленок оксида индия на его основе |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2649147C1 true RU2649147C1 (ru) | 2018-03-30 |
Family
ID=61866988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017121719A RU2649147C1 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Трис(n,n-диэтилкарбамат) индия, способ его получения и получение пленок оксида индия на его основе |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2649147C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101187353B1 (ko) * | 2010-02-17 | 2012-10-05 | 한국화학연구원 | 신규의 인듐 디알킬글리신 화합물 및 그 제조 방법 |
| RU2570201C2 (ru) * | 2010-07-21 | 2015-12-10 | Эвоник Дегусса Гмбх | Оксоалкоксиды индия для получения содержащих оксид индия слоев |
-
2017
- 2017-06-20 RU RU2017121719A patent/RU2649147C1/ru active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101187353B1 (ko) * | 2010-02-17 | 2012-10-05 | 한국화학연구원 | 신규의 인듐 디알킬글리신 화합물 및 그 제조 방법 |
| RU2570201C2 (ru) * | 2010-07-21 | 2015-12-10 | Эвоник Дегусса Гмбх | Оксоалкоксиды индия для получения содержащих оксид индия слоев |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ABIS L. et al. N,N-Dialkylcarbamato complexes as precursors for the chemical implantation of metal cations on a silica support. Part 1. Tin, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 1996, v. 108, p. L113-L117. * |
| KIM H.S. et al. High Perfomance Solution-Processed Indium Oxide Thin-Film Transistors, J. Am. Chem. Soc., 2008, v. 130, no. 38, p. 12580-12581. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Valet et al. | Synthesis of homoleptic gallium alkoxide complexes and the chemical vapor deposition of gallium oxide films | |
| Ahmet et al. | Tin guanidinato complexes: oxidative control of Sn, SnS, SnSe and SnTe thin film deposition | |
| US7723493B2 (en) | Metal complexes of tridentate BETA -ketoiminates | |
| 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 | |
| US20130122647A1 (en) | Process for producing indium oxide-containing layers, indium oxide-containing layers produced by the process and use thereof | |
| Edleman et al. | Synthesis and characterization of volatile, fluorine-free β-ketoiminate lanthanide MOCVD precursors and their implementation in low-temperature growth of epitaxial CeO2 buffer layers for superconducting electronics | |
| TW201606115A (zh) | 用於薄膜沉積之含鉬及鎢之前驅物 | |
| RU2649147C1 (ru) | Трис(n,n-диэтилкарбамат) индия, способ его получения и получение пленок оксида индия на его основе | |
| JP2013532640A (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 | |
| Barry et al. | Chemical vapour deposition of In 2 O 3 thin films from a tris-guanidinate indium precursor | |
| Schlafer et al. | Fluorinated cerium (IV) enaminolates: Alternative precursors for chemical vapor deposition of CeO2 thin films | |
| US6627765B2 (en) | Volatile organometallic complexes suitable for use in chemical vapor depositions on metal oxide films | |
| JP2003501360A (ja) | 化学蒸着のための原料試薬としてのテトラヒドロフラン付加ＩＩ族β−ジケトネート錯体 | |
| KR100807947B1 (ko) | 비대칭형 β-케토이미네이트 리간드 화합물의 제조방법 | |
| Fragalà et al. | Synthesis, characterization, and mass transport properties of a self-generating single-source magnesium precursor for MOCVD of MgF2 films | |
| Lai et al. | Synthesis and characterization of ruthenium complexes with two fluorinated amino alkoxide chelates. The quest to design suitable MOCVD source reagents | |
| Kim et al. | Synthesis and characterization of lead (IV) precursors and their conversion to PZT materials through a CVD process | |
| Malandrino et al. | Synthesis, characterization and application of Ni (tta) 2· tmeda to MOCVD of nickel oxide thin films | |
| 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 | |
| JP6373373B2 (ja) | インジウムアルコキシド化合物を製造するための方法、当該方法に従って製造可能なインジウムアルコキシド化合物及び当該化合物の使用 | |
| US20120070690A1 (en) | Composition and Method for Producing ITO Powders or ITO Coatings | |
| Jakob et al. | Phosphane-and phosphite-silver (I) phenolates: Synthesis, characterization and their use as CVD precursors | |
| EP1170251A1 (en) | Compositions for forming metal oxide films | |
| JP3664422B2 (ja) | 塗布液およびこれを用いた金属酸化物薄膜作成方法 |