[go: up one dir, main page]

NO144140B - PROCEDURE FOR PREPARING TRANSPARENT FILM TINNOXY MOVIES - Google Patents

PROCEDURE FOR PREPARING TRANSPARENT FILM TINNOXY MOVIES Download PDF

Info

Publication number
NO144140B
NO144140B NO783553A NO783553A NO144140B NO 144140 B NO144140 B NO 144140B NO 783553 A NO783553 A NO 783553A NO 783553 A NO783553 A NO 783553A NO 144140 B NO144140 B NO 144140B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
fluorine
compound
organotin
tin
oxidizable
Prior art date
Application number
NO783553A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO783553L (en
NO144140C (en
Inventor
Roy Gerald Gordon
Original Assignee
Roy Gerald Gordon
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Roy Gerald Gordon filed Critical Roy Gerald Gordon
Publication of NO783553L publication Critical patent/NO783553L/en
Publication of NO144140B publication Critical patent/NO144140B/en
Publication of NO144140C publication Critical patent/NO144140C/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G19/00Compounds of tin
    • C01G19/02Oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23Oxides
    • C03C17/245Oxides by deposition from the vapour phase
    • C03C17/2453Coating containing SnO2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40Oxides
    • C23C16/407Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C17/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/075Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thin film techniques
    • H01C17/14Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thin film techniques by chemical deposition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/20Manufacture of screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored; Applying coatings to the vessel
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M14/00Electrochemical current or voltage generators not provided for in groups H01M6/00 - H01M12/00; Manufacture thereof
    • H01M14/005Photoelectrochemical storage cells
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/138Manufacture of transparent electrodes, e.g. transparent conductive oxides [TCO] or indium tin oxide [ITO] electrodes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013Heaters using resistive films or coatings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Landscapes

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

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved fremstilling av elektrisk ledende filmer som er sterkt gjennomsiktige for synlig lys og som er sterkt reflekterende overfor infrarødt lys. Slike filmer er nyttige som gjennomsiktige elektroder for solceller av fotovolttypen, fotoledende celler, elektrooptiske fremvisnings-anordninger av typen flytende krystall, fotoelektrokjemiske celler og en rekke andre typer av optiskelektronisk utstyr. Som gjennomsiktige elektriske motstander anvendes slike filmer for avising av vinduer i fly eller biler etc. Som varmereflekterende, gjennomsiktige filmer på glass forbedrer disse filmer effektivi-teten av termiske solenergioppsamlere og av vinduer i bygninger, husholdningsovner, industriovner og natriumdamppærer og av fiber-glass isolering. The invention relates to a method for producing electrically conductive films which are highly transparent to visible light and which are highly reflective to infrared light. Such films are useful as transparent electrodes for solar cells of the photovoltaic type, photoconductive cells, electro-optical display devices of the liquid crystal type, photoelectrochemical cells and a variety of other types of optoelectronic equipment. As transparent electrical resistors, such films are used for de-icing windows in airplanes or cars, etc. As heat-reflecting, transparent films on glass, these films improve the efficiency of thermal solar energy collectors and of windows in buildings, household furnaces, industrial furnaces and sodium vapor bulbs and of fiber-glass insulation .

Forskjellige metalloxyder, som fireverdig tinnoxyd (Sn02), indiumoxyd (ln203) og kadmiumstannat (Cd2Sn04), har vært de mest utstrakt anvendte materialer for dannelse av gjennomsiktige elektrisk ledende filmer eller belegg. Various metal oxides, such as tetravalent tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (ln 2 O 3 ) and cadmium stannate (Cd 2 SnO 4 ), have been the most widely used materials for forming transparent electrically conductive films or coatings.

De tidligste metoder for <p>åføring av disse belegg var The earliest methods of <p>applying these coatings were

basert på påsprøyting av en oppløsning av et metallsalt (som regel kloridet) oå en varm overflate, som en glassoverflate. based on spraying a solution of a metal salt (usually the chloride) onto a hot surface, such as a glass surface.

På denne måte ble tilfredsstillende gjennomsiktige, elektriske motstandslag først fremstilt for avising av flyvinduer. Sprøyte-prosessen ga imidlertid forholdsvis korroderende biprodukter, In this way, satisfactory transparent electrical resistance layers were first produced for de-icing aircraft windows. However, the spray process produced relatively corrosive by-products,

varmt klor og hydrogenkloridgasser som var tilbøyelige til å angripe den varme glassoverflate under dannelse av et tåket ut-seende. I US patentskrift nr. 2617745 er det beskrevet at denne uønskede virkning kan unngås ved først å påføre et belegg av rent siliciumdioxyd på glasset. Et beskyttende lag av siliciumdioxyd er imidlertid ikke særlig effektivt på glass med et høyt alkali- hot chlorine and hydrogen chloride gases which tended to attack the hot glass surface forming a foggy appearance. In US patent no. 2617745 it is described that this undesirable effect can be avoided by first applying a coating of pure silicon dioxide to the glass. However, a protective layer of silicon dioxide is not very effective on glass with a high alkali

innhold og en høy varmeekspansjonskoeffisient, som vanlig soda-kalkglass. Dessuten angriper disse korroderende biprodukter metalldeler i apparaturen, og de metalliske forurensninger, som jernforurensninger, kan derefter avsettes i belegget med skadelige virkninger både for beleggets elektriske ledningsevne og gjennomsiktighet . content and a high thermal expansion coefficient, like normal soda-lime glass. Moreover, these corrosive byproducts attack metal parts in the apparatus, and the metallic contaminants, such as iron contaminants, can then be deposited in the coating with harmful effects both for the coating's electrical conductivity and transparency.

Et annet problem har vært mangelen på jevnhet og reproduserbarhet for beleggenes egenskaper. I US patentskrift nr. 2651585 er det beskrevet at en bedre jevnhet og reproduserbarhet fås dersom fuktigheten i apparatet reguleres. Anvendelsen av en damp istedenfor en væskedusj, som beskrevet f.eks. i tysk patentskrift nr. 1521239, fører også til jevnere og bedre reproduserbare belegg. Another problem has been the lack of uniformity and reproducibility of the coatings' properties. In US patent no. 2651585 it is described that a better uniformity and reproducibility is obtained if the humidity in the apparatus is regulated. The use of a steam instead of a liquid shower, as described e.g. in German patent document no. 1521239, also leads to smoother and better reproducible coatings.

Selv efter disse forbedringer er mer nylige undersøkelser blitt gjort med anvendelse av vakuumavsetningsmetoder, som fordampning og påspruting, for å oppnå renere og bedre reproduserbare belegg. Til tross for en langt høyere omkostning ved disse vakuumprosesser, betraktes den nedsatte dannelse av korroderende biprodukter og uønskede forurensninger som ellers fås ved på-sprøytningsmetodene, som av viktighet, spesielt for anvendelser i forbindelse med høyrene halvledere. Even after these improvements, more recent research has been done using vacuum deposition methods, such as evaporation and sputtering, to achieve cleaner and better reproducible coatings. Despite a much higher cost of these vacuum processes, the reduced formation of corrosive by-products and unwanted contaminants otherwise obtained by the spraying methods is considered to be of importance, especially for applications in connection with pure semiconductors.

Den med hensikt foretatte tilsetning av visse forurensninger er av viktighet for disse prosesser for å oppnå høy elektrisk ledningsevne og høy refleksjonsevne overfor infrarødt lys. Tinn-forurensninger innarbeides således i indiumoxyd, mens antimon tilsettes til tinnoxyd (fireverdig tinnoxyd) for disse formål. I hvert tilfelle er virkningen av disse ønskede forurensninger ("dopemidler") å tilføre "ekstra" elektroner som bidrar til den elektriske ledningsevne. O<p>pløseligheten av disse forurensninger er høy, og de kan lett tilsettes under anvendelse av samtlige ovenfor nevnte avsetningsmetoder. Fluor byr på en fordel fremfor antimon som dopemiddel for tinnoxyd ved at filmer av fireverdig tinnoxyd som er blitt dopet med fluor, har en høyere gjennomsiktighet enn filmer dopet med antimon, spesielt innen den røde ende av det synlige spektrum. Denne fordel ved fluor er av viktighet for potensielle anvendelser for solceller og solvarmeoppsamlere. The intentional addition of certain contaminants is important for these processes to achieve high electrical conductivity and high reflectivity to infrared light. Tin impurities are thus incorporated into indium oxide, while antimony is added to tin oxide (tetravalent tin oxide) for these purposes. In each case, the effect of these desired impurities ("dopants") is to add "extra" electrons that contribute to the electrical conductivity. The solubility of these pollutants is high, and they can be easily added using all of the deposition methods mentioned above. Fluorine offers an advantage over antimony as a dopant for tin oxide in that films of tetravalent tin oxide that have been doped with fluorine have a higher transparency than films doped with antimony, especially in the red end of the visible spectrum. This advantage of fluorine is important for potential applications for solar cells and solar thermal collectors.

Til tross for denne fordel ved fluor anvendes for de fleste, og kanskje for samtlige, handelstilgjengelige tinnoxydbelegg antimon som dopemiddel. Dette skyldes muligens at doping med fluor bare er blitt påvist i forbindelse med den mindre tilfredsstillende sprøytemetode, mens de forbedrede avsetningsmetoder (kjemisk dampavsetning, vakuumfordampning og påspruting) antas ikke å Despite this advantage of fluorine, antimony is used as a dopant for most, and perhaps all, commercially available tin oxide coatings. This is possibly because doping with fluorine has only been demonstrated in connection with the less satisfactory spraying method, while the improved deposition methods (chemical vapor deposition, vacuum evaporation and sputtering) are not believed to

ha vært påvist å gi doping med fluor. Dessuten konkluderer en ekspertkomité i en nylig utgitt rapport i American Institute of Physics Conference Proceedings, No. 25, s. 288 (1975), med at fluorlikevektsoppløselighet i tinnoxyd uvegerlig er lavere enn for antimon. Det bemerkes ikke desto mindre at tinnoxydfilmene med lavest elektrisk motstand beskrevet i teknikkens stand, er tinnoxydfilmene ifølge US patentskrift nr. 3677814. Under anvendelse av en sprøytemetode ble det ifølge dette patentskrift erholdt med fluor dopede tinnoxydfilmer med så lave elektriske motstander som 15 ohm pr. kvadratenhet ved anvendelse som ut-gangsmateriale av en forbindelse med en direkte tinn-fluorbinding. Den laveste elektriske motstand for handelstilgjengelig glass have been proven to provide doping with fluoride. Moreover, an expert committee concludes in a recently published report in the American Institute of Physics Conference Proceedings, No. 25, p. 288 (1975), with the equilibrium solubility of fluorine in tin oxide being inevitably lower than that of antimony. It is nonetheless noted that the tin oxide films with the lowest electrical resistance described in the state of the art are the tin oxide films according to US patent document no. 3677814. Using a spraying method, fluorine-doped tin oxide films with electrical resistances as low as 15 ohm per square unit when using as starting material a compound with a direct tin-fluorine bond. The lowest electrical resistance for commercially available glass

som er belagt med tinnoxyd, er for tiden ca. 40 ohm pr. kvadratenhet. Dersom det er ønsket å erholde belegg med en så. lav elektrisk motstand som 10 ohm pr. kvadratenhet, har det hittil vært nødvendig å anvende de langt mer kostbare materialer, som indiumoxyd. which is coated with tin oxide, is currently approx. 40 ohms per square unit. If it is desired to obtain coating with a so. low electrical resistance such as 10 ohm per square unit, it has so far been necessary to use the far more expensive materials, such as indium oxide.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe en fremgangsmåte for avsetning av en film eller .et belegg av med fluor dopet fireverdig tinnoxyd med høy synlig gjennomsiktighet, høy elektrisk ledningsevne og høy refleksjonsevne overfor infrarødt lys. The invention aims to provide a method for depositing a film or a coating of fluorine-doped tetravalent tin oxide with high visible transparency, high electrical conductivity and high reflectivity to infrared light.

Det tas ved oppfinnelsen også sikte på lett å variere den elektriske ledningsevne under avsetningen aven. slik- enkelt film og å gjøre denne, istand til å få meget lave volummotstand:. og overflatemotstand. The invention also aims to easily vary the electrical conductivity during deposition. such- simple film and to make this, able to get very low volume resistance:. and surface resistance.

Det tas ved oppfinnelsen dessuten sikte på å tilveiebringe The invention also aims to provide

en ikke-korroderende avsetningsatmosfære hvorfra 'slike filmer av høy renhet lett kan avsettes og uten å forurense substratet med forurensninger eller uten korroderende angrep på substratet eller apparatet. a non-corrosive deposition atmosphere from which such high purity films can be easily deposited and without contaminating the substrate with contaminants or without corrosive attack on the substrate or apparatus.

Det tas ved oppfinnelsen også sikte på å tilveiebringe et gassformig, istedenfor flytende, middel for fremstilling av de belagte produkter som beskrevet heri. The invention also aims to provide a gaseous, instead of liquid, agent for the production of the coated products as described herein.

Det tas ved oppfinnelsen dessuten sikte på å tilveiebringe en fremgangsmåte ved hjelp av hvilken det er mulig lett å frem-stille slike filmer "med meget jevne og stérkt reproduserbare egenskaper over store arealer, uten de begrensninger som alltid hefter ved påsprøytingsmetoder. The invention also aims to provide a method by means of which it is possible to easily produce such films "with very uniform and highly reproducible properties over large areas, without the limitations that always apply to spraying methods.

Det tas ved oppfinnelsen også sikte på å muliggjøre en The invention also aims to enable a

enkel avsetning av slike filmer inne i rør eller pærer e'1'léf over overflaten av komplisert formede gjenstander som ikke enkelt kan belegges ved påsprøytning. simple deposition of such films inside pipes or bulbs e'1'léf over the surface of complicatedly shaped objects which cannot be easily coated by spraying.

Det tas dessuten ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe forbedrede gjenstander, som solceller, andre halvledere som er anvendbare i elektriske kretser, varmereflekterende vinduer eller forbedrede natriumlamper etc. The invention also aims to provide improved objects, such as solar cells, other semiconductors that are usable in electrical circuits, heat-reflecting windows or improved sodium lamps, etc.

Det tas også ved oppfinnelsen sikte på å muliggjøre avsetning av slike filmer ved anvendelse av standard fremstillings-prosesser innen halvlederindustrien og glassindustrien. The invention also aims to enable the deposition of such films using standard manufacturing processes within the semiconductor industry and the glass industry.

Et spesielt særtrekk ved oppfinnelsen er å velge reaktantene på en slik måte at den nødvendige tinn-fluorbinding ikke dannes før like før avsetningen skal foretas. Tinnfluoridmaterialet bør således fortrinnsvis holdes i dampfase og ved tilstrekkelig lave temperaturer til at oxydasjon av forbindelsen bare vil inn-treffe efter omordningen for dannelse av en tinn-fluorbinding. Filmer av med fluor dopet tinnoxyd som er blitt fremstilt på denne måte, har en usedvanlig lav elektrisk motstand og en usedvanlig høy refleksjonsevne overfor infrarøde bølgelengder. A special feature of the invention is to choose the reactants in such a way that the necessary tin-fluorine bond is not formed until just before the deposition is to be carried out. The tin fluoride material should thus preferably be kept in the vapor phase and at sufficiently low temperatures that oxidation of the compound will only occur after the rearrangement to form a tin-fluorine bond. Films of fluorine-doped tin oxide which have been prepared in this way have an exceptionally low electrical resistance and an exceptionally high reflectivity towards infrared wavelengths.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte ved fremstilling av gjennomsiktige filmer av fireverdig tinnoxyd med en slik konsentrasjon av fluordopemiddel at 1-3% oxygen er erstattet med fluor, på et oppvarmet substrat under anvendelse av en gassformig blanding som til å begynne med inneholder (1) en første fluorholdig organotinnforbindelse som er fri for enhver direkte tinn-fluorbinding, The invention thus relates to a method for producing transparent films of tetravalent tin oxide with such a concentration of fluorine dopant that 1-3% oxygen is replaced by fluorine, on a heated substrate using a gaseous mixture which initially contains (1) a first fluorine-containing organotin compound free of any direct tin-fluorine bond,

(2) en oxyderbar organotinnforbindelse og (2) an oxidizable organotin compound and

(3) en oxyderende gass, og fremgangsmåten er særpreget ved at (3) an oxidizing gas, and the method is characterized in that

(a) den første fluorholdige organotinnkomponent i den gassformige blanding omvandles til en annen gassformig organo-tinn-fluoridforbindelse med en direkte tinn-fluorbinding ved tilførsel av varme av kort varighet fra det oppvarmede (a) the first fluorine-containing organotin component in the gaseous mixture is converted into another gaseous organotin fluoride compound with a direct tin-fluorine bond by the application of heat of short duration from the heated

substrat umiddelbart før forbindelsen kommer i kontakt med substratet, (b) den annen organotinnfluoridforbindelse oxyderes umiddelbart og i umiddelbar nærhet av substratet for dannelse av et fluordopemiddel i den gassformige blanding, og (c) en med fluor dopet fireverdig tinnoxydfilm dannes på det oppvarmede substrat ved samtidig avsetning på dette av den oxyderbare organotinnforbindelse og fluordopemidlet. substrate immediately before the compound contacts the substrate, (b) the second organotin fluoride compound is oxidized immediately and in close proximity to the substrate to form a fluorine dopant in the gaseous mixture, and (c) a fluorine-doped tetravalent tin oxide film is formed on the heated substrate by simultaneous deposition on this of the oxidizable organotin compound and the fluorine dopant.

Produktfilmen er en jevn, hard, vedheftende, gjennomsiktig film med en elektrisk ledningsevne og refleksjonsevne overfor infrarød stråling som er avhengige av konsentrasjonen av det fluorholdige dopemiddel. The product film is a smooth, hard, adherent, transparent film with an electrical conductivity and reflectivity to infrared radiation which are dependent on the concentration of the fluorine-containing dopant.

Av tegningene viser Fig. 1 et skjematisk diagram av et apparat som er egnet for utførelse av en fremgangsmåte hvor et fluordopemiddel utgjøres av en organtinn-fluoralkyldamp som er blitt fordampet fra flytende tilstand. Fig. 2 viser en forenklet utførelse av et apparat for ut-førelse av den foreliggende fremgangsmåte, Fig. 3 viser et vindu 120 som er belagt med en film 118 ifølge oppfinnelsen, og Fig. 4 og 5 er kurver som viser hvorledes den elektriske ledningsevne og refleksjonsevnen varierer med konsentrasjonen av fluordopemiddel. Of the drawings, Fig. 1 shows a schematic diagram of an apparatus which is suitable for carrying out a method where a fluorine dopant is constituted by an organotin-fluoroalkyl vapor which has been evaporated from a liquid state. Fig. 2 shows a simplified embodiment of an apparatus for carrying out the present method, Fig. 3 shows a window 120 which is coated with a film 118 according to the invention, and Figs. 4 and 5 are curves showing how the electrical conductivity and the reflectivity varies with the concentration of fluorine dopant.

Den foreliggende fremgangsmåte omfatter to hovedtrinn: The present method comprises two main steps:

(1) dannelse av en reaktiv dampblanding som ved oppvarming vil gi en forbindelse med en tinn-fluorbinding, og (2) overføring av denne dampblanding til en oppvarmet overflate hvorpå med fluor dopet tinnoxyd vil avsettes. (1) formation of a reactive vapor mixture which, when heated, will give a compound with a tin-fluorine bond, and (2) transfer of this vapor mixture to a heated surface on which fluorine-doped tin oxide will be deposited.

Tinn tilføres i. form av en flyktig, oxyderbar, organisk tinnforbindelse, som tetramethyltinn, tetraethyltinn, dibutyltinndiacetat, dimethyltinndihydrid eller dimethyltinndiklorid etc. Den foretrukne forbindelse er tetramethyltinn da denne er tilstrekkelig flyktig ved værelsetemperatur, ikke-korroderende, stabil og lett lar seg rense. Denne flyktige tinnforbindelse fylles i et bobleapparat 10 ifølge tegningen, og en inert bærergass, som nitrogen, bobles gjennom tinnforbindelsen. Ved anvendelse av de sterkt flyktige forbindelser, som tetramethyltinn og dimethyl-tinnhydrid, kan bobleapparatet holdes ved værelsetemperatur, mens bobleapparatet og røret må oppvarmes til egnet temperatur ved anvendelse av de andre mindre flyktige forbindelser, som en fag-mann vil forstå. Det er en fordel ved den foreliggende oppfinnelse at bruk av et høytemperaturapparat kan unngås og at enkle "kald-vegg"-tilførselsanordninger kan anvendes. Tin is supplied in the form of a volatile, oxidizable, organic tin compound, such as tetramethyltin, tetraethyltin, dibutyltin diacetate, dimethyltin dihydrogen or dimethyltin dichloride, etc. The preferred compound is tetramethyltin as it is sufficiently volatile at room temperature, non-corrosive, stable and easy to clean. This volatile tin compound is filled in a bubble apparatus 10 according to the drawing, and an inert carrier gas, such as nitrogen, is bubbled through the tin compound. When using the highly volatile compounds, such as tetramethyltin and dimethyltin hydride, the bubble apparatus can be kept at room temperature, while the bubble apparatus and the tube must be heated to a suitable temperature when using the other less volatile compounds, as a person skilled in the art will understand. It is an advantage of the present invention that the use of a high-temperature apparatus can be avoided and that simple "cold-wall" supply devices can be used.

Dampblandingen må inneholde en oxyderende gass, som oxygen eller dinitrogenoxyd etc. Oxygen er den foretrukne gass da den er lett tilgjengelig og gir like godt resultat som de mer kostbare, også anvendbare oxydasjonsmidler. The steam mixture must contain an oxidising gas, such as oxygen or dinitrogen oxide etc. Oxygen is the preferred gas as it is easily available and gives just as good results as the more expensive, also usable oxidising agents.

Gasstrykkene opprettholdes ved hjelp av regulatorene 25, The gas pressures are maintained using the regulators 25,

og strømningshastighetene for oxygenet fra tanken 20 og for bærergassen fra tanken 21 reguleres ved hjelp av doseringsventiler 30 og måles ved hjelp av strømmålere 40. Gasstrømmene passerer derefter gjennom enveisventiler 50 og inn i et blanderør 60 og et traktformet kammer 70. En tinn oxydfilm avsettes på den varmeste overflate 80 som oppvarmes ved hjelp av et varmeapparat 90, som regel til en temperatur av 400-600°C. and the flow rates for the oxygen from the tank 20 and for the carrier gas from the tank 21 are regulated by means of dosing valves 30 and measured by means of flow meters 40. The gas flows then pass through one-way valves 50 and into a mixing tube 60 and a funnel-shaped chamber 70. A tin oxide film is deposited on the hottest surface 80 which is heated by means of a heater 90, usually to a temperature of 400-600°C.

Den generelle prosesstype som er beskrevet ovenfor, er vanlig kjent innen den angjeldende teknikk som kjemisk dampavsetning. Forskjellige forandringer, som en vertikal anbringelse av substratoverflåtene med rotasjon eller en anbringelse under reaksjonskammeret med rotasjon, er kjente for fagmannen og kan være spesielt egnede avhengig av substratets geometriske ut-formning eller av andre betingelser som innvirker på en gitt på-føring. The general type of process described above is commonly known in the art as chemical vapor deposition. Various changes, such as a vertical arrangement of the substrate surfaces with rotation or an arrangement under the reaction chamber with rotation, are known to the person skilled in the art and may be particularly suitable depending on the geometric design of the substrate or on other conditions affecting a given application.

Det anbefales å rotere substratet for best å kunne bevege prøven gjennom eventuelle konveksjonsstrømmer som kan forekomme i apparatet og for derved best å sikre at de avsatte lag blir jevne. Det har imidlertid ifølge oppfinnelsen vist seg at dersom det oppvarmede substrat anbringes slik at det er vendt nedad, It is recommended to rotate the substrate in order to best move the sample through any convection currents that may occur in the apparatus and thereby best ensure that the deposited layers are even. According to the invention, however, it has been shown that if the heated substrate is placed so that it faces downwards,

kan sterkt jevne belegg erholdes mer enkelt uten rotasjon fordi gassen når den oppvarmes ovenfra, ikke forårsaker at det dannes besværlige konveksjonsstrømmer. En annen fordel ved å ha substratet anordnet over de reaktive damper er at eventuelt støv eller smuss eller pulverformig biprodukt dannet ved homogen kimdannelse i gassen, ikke faller ned på den voksende film. highly even coatings can be obtained more easily without rotation because the gas, when heated from above, does not cause troublesome convection currents to form. Another advantage of having the substrate arranged above the reactive vapors is that any dust or dirt or powdery by-product formed by homogeneous nucleation in the gas does not fall onto the growing film.

Ifølge oppfinnelsen omfatter denne en forbedret fremgangsmåte hvor regulerte mengder av fluorforurensning kan innføres i den voksende tinnoxydfilm. Ifølge den enkleste utførelsesform av oppfinnelsen utgjøres fluordopemidlet av en damp som inneholder én tinn-fluorbinding i hvert molekyl. De andre tre tinnvalenser er tilfredsstilt av organiske grupper og/eller andre halogener enn fluor. Typisk for slike forbindelser er tributyltinnfluorid. According to the invention, this includes an improved method where regulated amounts of fluorine pollution can be introduced into the growing tin oxide film. According to the simplest embodiment of the invention, the fluorine dopant consists of a vapor containing one tin-fluorine bond in each molecule. The other three tin valencies are satisfied by organic groups and/or halogens other than fluorine. Typical of such compounds is tributyltin fluoride.

Det har ifølge o<p>pfinnelsen vist seg at fluoret bundet på denne måte og gjort tilgjengelig i dampform for en varm overflate, ikke spaltes av fra tinnet under oxydasjon på en varm overflate. According to the invention, it has been shown that the fluorine bound in this way and made available in vapor form to a hot surface, does not split off from the tin during oxidation on a hot surface.

Dessverre er alle kjente forbindelser med en slik direkte tinn-fluorbinding ikke særlige flyktige ved temperaturer nær værelsetemperatur. Unfortunately, all known compounds with such a direct tin-fluorine bond are not particularly volatile at temperatures close to room temperature.

Det er en spesiell fordel ved oppfinnelsen at ved denne dannes fluordopemidlet fra flyktige forbindelser som ikke har den nødvendige tinn-fluorbinding, men som vil omarrangeres ved oppvarming under dannelse av en direkte tinn-fluorbinding. Denne omarrangering finner med fordel sted ved tilstrekkelig høye temperaturer (f.eks. over 100 C), slik at det således dannede tinn-fluorid holder seg i dampfase, men også ved tilstrekkelig lave temperaturer (f.eks. under 400°C), slik at oxydasjonen av forbindelsen bare finner sted efter omarrangeringen. Et eksempel på en slik forbindelse er trimethyltrifluormethyltinn, (CH-^^SnCF-j. Ved oppvarming til en temperatur av ca. 150°C i en oppvarmet sone nær avsetningsoverflaten 80 vil denne forbindelse omarrangeres under dannelse av en direkte tinn-f luorbinding til (CH^J-jSnF- It is a particular advantage of the invention that with this the fluorine dopant is formed from volatile compounds which do not have the necessary tin-fluorine bond, but which will rearrange upon heating to form a direct tin-fluorine bond. This rearrangement advantageously takes place at sufficiently high temperatures (e.g. above 100 C), so that the tin fluoride thus formed remains in the vapor phase, but also at sufficiently low temperatures (e.g. below 400°C), so that the oxidation of the compound only takes place after the rearrangement. An example of such a compound is trimethyltrifluoromethyltin, (CH-^^SnCF-j. When heated to a temperature of about 150°C in a heated zone near the deposition surface 80, this compound will rearrange to form a direct tin-fluorine bond to (CH^J-jSnF-

damp som derefter reagerer som fluordonator eller -dopemiddel. vapor which then reacts as a fluorine donor or dopant.

Andre forbindelser som utsettes for lignende omarrangeringer Other compounds subject to similar rearrangements

ved temperaturer som selvfølgelig vil variere noe fra forbindelse til forbindelse, har den generelle formel R^SnRF, hvori R betegner et hydrocarbonradikal og RF et fluorert hydrocarbonradikal med minst ett fluoratom bundet til det carbonatom som er bundet til tinnet. Hovedfordelen ved disse fluordopemidler er at de er flyktige væsker, slik at de lett kan gi et tilstrekkelig damptrykk når de fordampes ved værelsetemperatur. Dette forenkler kon-struksjonen av apparatet, som vist på Fig. 1, ved at behovet for å opprettholde en varm sone mellom bobleapparatet 15 og reaksjonskammeret 70 for derved å holde fluordopemidlet i dampfase unngås. Apparatet kan således være av den type som vanligvis betegnes som en "kaldveggreaktor for kjemisk dampavsetning" som er utstrakt anvendt f.eks. innen halvlederindustrien for å avsette silicium, siliciumdioxyd eller siliciumnitrid etc. Et annet viktig særtrekk ved "kaldveggreaktoren" for anvendelse innen halvlederindustrien er at ved anvendelse av denne senkes innholdet av uønskede forurensninger til et minimum både i substratet og i den avsatte film. Innen glassproduksjonen kan på lignende måte gassblandingen tilsettes til gløde- og avkjølingsovnen på det trinn når glasset har den egnede temperatur, f.eks. ca. 4 70°C, for mykt glass. at temperatures which will of course vary somewhat from compound to compound, has the general formula R^SnRF, in which R denotes a hydrocarbon radical and RF a fluorinated hydrocarbon radical with at least one fluorine atom bound to the carbon atom bound to the tin. The main advantage of these fluorine dopants is that they are volatile liquids, so that they can easily produce a sufficient vapor pressure when evaporated at room temperature. This simplifies the construction of the apparatus, as shown in Fig. 1, in that the need to maintain a hot zone between the bubble apparatus 15 and the reaction chamber 70 to thereby keep the fluorine dopant in the vapor phase is avoided. The apparatus can thus be of the type usually referred to as a "cold wall reactor for chemical vapor deposition" which is widely used, e.g. within the semiconductor industry to deposit silicon, silicon dioxide or silicon nitride, etc. Another important feature of the "cold wall reactor" for use within the semiconductor industry is that when it is used, the content of unwanted contaminants is lowered to a minimum both in the substrate and in the deposited film. Within glass production, the gas mixture can be added to the annealing and cooling furnace in a similar way at the stage when the glass has the appropriate temperature, e.g. about. 4 70°C, for soft glass.

På denne måte kan meget jevne filmer erholdes ved anvendelse av varlig glassproduks jonsutstyr. In this way, very even films can be obtained by using durable glass production equipment.

Den foretrukne forbindelse for anvendelse The preferred compound for use

ifølge Fig. 1 er (CH^J^SnCF^ da denne forbindelse er mer flyktig enn-forbindelsene med flere carbonatomer. Den er en stabil, farveløs, ikke-korroderende væske som ikke spaltes i luft ved værelsetem<p>eratur og som bare reagerer meget langsomt med vann. according to Fig. 1 is (CH^J^SnCF^ as this compound is more volatile than the compounds with more carbon atoms. It is a stable, colorless, non-corrosive liquid which does not decompose in air at room temperature and which only reacts very slowly with water.

Filmer fremstilt ifølge oppfinnelsen har vist seg å ha en refleksjonsevne overfor infrarød stråling av 90% eller derover når den måles, som velkjent innen den angjeldende teknikk, ved den vanlige bølgelengde for lys av 10 um som er typisk for termisk infrarød stråling ved værelsetemperatur. Denne refleksjonsevne på 90% må sammenlignes med refleksjonsevnen på 80% som hittil er blitt oppnådd ved anvendelse av tinnoxydbelegg. I vanlig praksis vil disse lag som er istand til å reflektere infrarød stråling, ha en tykkelse av 0,2-1 pm, idet tykkelser av 0,3-0,5 jim er typiske. Films produced according to the invention have been shown to have a reflectivity towards infrared radiation of 90% or more when measured, as is well known in the relevant art, at the usual wavelength for light of 10 µm which is typical for thermal infrared radiation at room temperature. This reflectivity of 90% must be compared with the reflectivity of 80% which has hitherto been achieved using tin oxide coatings. In normal practice, these layers which are capable of reflecting infrared radiation will have a thickness of 0.2-1 pm, with thicknesses of 0.3-0.5 µm being typical.

For mer kvantitativt å karakterisere fluordopemiddel-konsentrasjonene i filmene ble den infrarøde refleksjonsevne målt for bølgelengdeområdet 2,5-40 ^im. Ved å tilpasse disse data til teoretiske kurver, som detaljert beskrevet av R. Groth, To more quantitatively characterize the fluorine dopant concentrations in the films, the infrared reflectance was measured for the wavelength range 2.5-40 µm. By fitting these data to theoretical curves, as described in detail by R. Groth,

E. Kauer og P.C. van den Linden, "Optical Effeets of Free E. Kauer and P.C. van den Linden, “Optical Effects of Free

Carriers in SnC^ Layers," Zeitschrift fur Naturforschung, bind Carriers in SnC^ Layers,” Zeitschrift fur Naturforschung, vol

179, s. 789 - 793 (1962), ble verdier erholdt for konsentrasjonen av frie elektroner i filmene. De erholdte verdier lå innen om-rådet 10 20 cm -3 til 10 21 cm —3og økte jevnt med økende konsentrasjon av fluordopemidlet. Teoretisk bør en fri elektron frigjøres for hvert fluoratom som erstatter et oxygenatom i gitteret. Denne hypotese ble bekreftet ved elektronspektroskopiske målinger med et elektronspektroskop av typen Auger av den samlede fluorkonsentrasjon i en del av filmene, og disse målinger ga fluorkonsentrasjoner i overensstemmelse med konsentrasjonene av frie elektroner, innen grensene for forsøksfeil. Denne overensstemmelse tyder på at hoveddelen av det innarbeidede fluor er elektrisk aktiv. 179, pp. 789-793 (1962), values were obtained for the concentration of free electrons in the films. The values obtained were in the range 10 20 cm -3 to 10 21 cm -3 and increased steadily with increasing concentration of the fluorine dopant. Theoretically, a free electron should be released for each fluorine atom that replaces an oxygen atom in the lattice. This hypothesis was confirmed by electron spectroscopic measurements with an electron spectroscope of the Auger type of the overall fluorine concentration in a part of the films, and these measurements gave fluorine concentrations in accordance with the concentrations of free electrons, within the limits of experimental error. This agreement indicates that the main part of the incorporated fluorine is electrically active.

Den infrarøde refleksjonsevne ved 10 pn og også filmenes elektriske volumledningsevne viste seg å være høyest ved en dopemiddelkon-sentrasjon av 1,5-2% fluor som hadde erstattet oxygen. Maksimums-områdene er meget vide, og filmer med 1-2,5% fluor oppviser nesten maksimale ledningsevner og refleksjonsevner. Det forekommer også en svak, bred absorpsjon innen hele det synlige bølgelengdeområde, og denne øker direkte med fluorkonsentrasjonen. For fremstilling av filmer med høy elektrisk ledningsevne og høy synlig gjennomsiktighet er derfor en fluorkonsentrasjon i filmen av ca. 1% The infrared reflectivity at 10 pn and also the electrical volume conductivity of the films proved to be highest at a dopant concentration of 1.5-2% fluorine which had replaced oxygen. The maximum areas are very wide, and films with 1-2.5% fluorine exhibit almost maximum conductivity and reflectivity. There is also a weak, broad absorption within the entire visible wavelength range, and this increases directly with the fluorine concentration. For the production of films with high electrical conductivity and high visible transparency, a fluorine concentration in the film of approx. 1%

(dvs. et forhold fluor:oxygen av 0,01 i filmen) sterkt foretrukken. Dette optimum vil imidlertid variere noe avhengig av den spektral-fordeling som er av interesse for en gitt anvendelse. Ved å (ie a fluorine:oxygen ratio of 0.01 in the film) is strongly preferred. However, this optimum will vary somewhat depending on the spectral distribution that is of interest for a given application. By

variere konsentrasjonen av fluordopemiddel kan ved hjelp av rutine-forsøk den optimale prosent for enhver gitt anvendelse lett fast-slås . vary the concentration of fluorine dopant, the optimum percentage for any given application can easily be determined by means of routine experiments.

Fluordopemiddelkonsentrasjoner av over 3% kan lett oppnås Fluoride dopant concentrations of over 3% can easily be achieved

i filmene under anvendelse av fremgangsmåtene ifølge oppfinnelsen. Tidligere resultater har ikke overskredet 1%, og den oppfatning hersket, som angitt ovenfor, at dette var oppløselighetsgrensen for fluor. Selv om slike høye konsentrasjoner av dopemiddel ikke er nødvendige for å erholde en optimal infrarød refleksjonsevne eller en optimal elektrisk ledningsevne, kan de gråe filmer som dannes ved konsentrasjoner av dopemiddel på 2% eller derover, være anvendbare for arkitekturglass for å begrense solvarmeøkning i luftkondisjonerte bygninger. For slike anvendelser er det fordelaktig å senke konsentrasjonen av dopemiddel ved filmens overflate til ca. 2% for å oppnå en maksimal infrarød refleksjonsevne. in the films using the methods according to the invention. Previous results have not exceeded 1%, and the opinion prevailed, as stated above, that this was the solubility limit for fluorine. Although such high concentrations of dopant are not necessary to obtain optimal infrared reflectivity or optimal electrical conductivity, the gray films formed at dopant concentrations of 2% or more may be useful for architectural glass to limit solar heat gain in air-conditioned buildings . For such applications, it is advantageous to lower the concentration of dopant at the film's surface to approx. 2% to achieve a maximum infrared reflectivity.

Ved å anvende de målte elektronkonsentrasjoner og elektriske ledningsevner kan elektronmigreringsmobilitetene beregnes. For forskjellige filmer ble verdier av 50-70 cm 2/V-sekund beregnet på denne måte. Tidligere erholdte mobilitetsverdier for tinnoxyd- By using the measured electron concentrations and electrical conductivities, the electron migration mobilities can be calculated. For various films, values of 50-70 cm 2 /V-second were calculated in this way. Previously obtained mobility values for tin oxide

filmer har variert fra 5 til 35 cm 2/V-sekund. Det antas at de foreliggende filmer er de første som har slike mobiliteter som overskrider 40 cm 2/V-sekund. Disse verdier viser på en annen måte den overlegne kvalitet for den foreliggende fremgangsmåte og for de ved hjelp av denne fremstilte filmer. films have ranged from 5 to 35 cm 2 /V-second. It is believed that the present films are the first to have such mobilities exceeding 40 cm 2 /V-second. These values show in another way the superior quality of the present method and of the films produced by means of it.

Den foreliggende fremgangsmåte er også meget nyttig for anvendelse ved fremstilling av nye innretninger, som de som har elektrisk ledende lag,ved fremstilling av halvledere (f.eks. integrerte kretser eller lignende innretninger), og dessuten ved fremstilling av varmereflekterende, gjennomsiktige gjenstander, som vinduer. The present method is also very useful for use in the manufacture of new devices, such as those with electrically conductive layers, in the manufacture of semiconductors (e.g. integrated circuits or similar devices), and also in the manufacture of heat-reflective, transparent objects, such as windows.

Den. ^eii::sterkt fordelaktig ifølge oppfinnelsen at It. ^eii::strongly advantageous according to the invention that

. org.anoti-iin^f-l-ucfridf arbindels.en som har en tinn- . org.anoti-iin^f-l-ucfridf arbindels.one who has a tin-

fluorbinding, spaltes på substratet straks efter at den er blitt dannet. Denne spaltning finner fortrinnsvis sted innenfor en snever reaksjonssone som i det vesentlige oppvarmes til spaltnings-temperaturen av varme fra selve substratet. fluorine bond, is cleaved on the substrate immediately after it has been formed. This cleavage preferably takes place within a narrow reaction zone which is essentially heated to the cleavage temperature by heat from the substrate itself.

eksempler ved hjelp av typiske utførelsesformer av den foreliggende fremgangsmåte og av de ved hjelp av denne fremstilte produkter. examples by means of typical embodiments of the present method and of the products produced by means of it.

Dersom intet annet er nærmere angitt, utføres de nedenfor angitte spesielle eksempler i overensstemmelse med den følgende generelle metode: If nothing else is specified, the special examples given below are carried out in accordance with the following general method:

Eksempel 1 Example 1

Den foreliggende fremgangsmåte er her eksemplifisert ved hjelp av et forsøk under anvendelse av apparatet ifølge Fig. 1 for fremstilling av en gasstrøm som inneholder 1% tetramethyltinn ,(CH3)4Sn, 0,02%' trimethyltrifluormethyltinn,(CH3)3SnCF3, 10% nitrogenbærergass og resten oxygengass. Den erholdte strøm ledes over en plate av ildfast glass 0'Pyrex") med en diameter av 15 cm og som i en avsetningsperiode på ca. 5 minutter holdes ved en temperatur av 500°C. Strømningshastigheten for gasstrømmen er ca. 400 cm /min. Denne strømningshastighet er slik at gassut-skiftningshastigheten i trakten 70 er ca. en gang pr. 2 minutter. En gjennomsiktig film med en tykkelse av ca. 1 jum avsettes. Den har en elektrisk motstand av 2 ohm pr. kvadratenhet som svarer til en volummotstand av 0,0002 ohm-cm. Denne film viser seg ved måling å ha et forhold fluor:oxygen av ca.0,017 og en migreringsmobilitet ("drift mobility") av ca. 50 cm o/V-sekund. The present method is exemplified here by means of an experiment using the apparatus according to Fig. 1 for the production of a gas stream containing 1% tetramethyltin, (CH3)4Sn, 0.02%' trimethyltrifluoromethyltin, (CH3)3SnCF3, 10% nitrogen carrier gas and the rest oxygen gas. The current obtained is passed over a plate of refractory glass (Pyrex") with a diameter of 15 cm and which is maintained at a temperature of 500°C for a deposition period of approximately 5 minutes. The flow rate of the gas stream is approximately 400 cm/min This flow rate is such that the gas exchange rate in funnel 70 is about once every 2 minutes. A transparent film about 1 µm thick is deposited. It has an electrical resistance of 2 ohms per square unit which corresponds to a volume resistance of 0.0002 ohm-cm This film is found by measurement to have a fluorine:oxygen ratio of about 0.017 and a migration mobility ("drift mobility") of about 50 cm o/V-second.

Eksempel 2 Example 2

Når fremgangsmåten ifølge eksempel 1 gjentas under anvendelse av et natriumfritt siliciumsubstrat, synker motstandsverdien til ca. 1 ohm pr. kvadratenhet, dvs. til ca. halvparten av verdien for motstand erholdt med et natriumholdig substrat. When the method according to example 1 is repeated using a sodium-free silicon substrate, the resistance value drops to approx. 1 ohm per square unit, i.e. to approx. half the value for resistance obtained with a sodium-containing substrate.

Vanlige fotoelektriske siliciumceller (solceller) har hittil hatt typiske overflatemotstander av 50-100 ohm pr. kvadratenhet. For å oppnå en aksepterbar lav samlet cellemotstand avsettes et metallgitter med en avstand av 1 eller 2 mm på siliciumoverflaten. Ved å avsette et med fluor dopet tinnoxydlag med en arkmotstand av ca. 0,5 ohm pr. kvadratenhet (ca. 2 pm £ykt) på celleoverflaten kan metallgitteravstanden økes til ca. 10 mm med en tilsvarende minskning av omkostningene for gitteret. Gitterstørrelsen kan eventuelt holdes liten, og cellen vil da være istand til å virke effektivt selv dersom sollyset er blitt konsentrert med en faktor av ca. 100, forutsatt at en tilstrekkelig avkjøling av cellen op<p>rettholdes. Conventional photoelectric silicon cells (solar cells) have so far had typical surface resistances of 50-100 ohms per square unit. In order to achieve an acceptably low total cell resistance, a metal grid with a distance of 1 or 2 mm is deposited on the silicon surface. By depositing a fluorine-doped tin oxide layer with a sheet resistance of approx. 0.5 ohm per square unit (approx. 2 pm £ykt) on the cell surface, the metal grid spacing can be increased to approx. 10 mm with a corresponding reduction in the costs for the grid. The grid size can possibly be kept small, and the cell will then be able to work effectively even if the sunlight has been concentrated by a factor of approx. 100, provided that sufficient cooling of the cell is maintained.

Et skjematisk snitt 100 gjennom en slik celle er vist på A schematic section 100 through such a cell is shown on

Fig. 2, hvor et 2 pm tykt lag 102 av n-Sn02 (det med fluor dopede materiale ifølge oppfinnelsen anvendes), et 0,4 pm tykt lag 104 Fig. 2, where a 2 pm thick layer 102 of n-SnO 2 (the fluorine-doped material according to the invention is used), a 0.4 pm thick layer 104

av n-silicium (med fosfor dopet silicium som kjent innen den angjeldende teknikk), et 0,1 mm tykt p-siliciumlag 106 (med bor dopet silicium som kjent innen den angjeldende teknikk) for-bindes med et aluminiumlag 108 som tjener som en elektrode. Metall-gitterne 110 er anordnet i en avstand av 10 mm fra hverandre. of n-silicon (with phosphorus doped silicon as known in the art), a 0.1 mm thick p-silicon layer 106 (with boron doped silicon as known in the art) is bonded to an aluminum layer 108 which serves as a electrode. The metal grids 110 are arranged at a distance of 10 mm from each other.

Det fås igjen et utmerket resultat. An excellent result is again obtained.

De avsatte filmer kan anvendes for fremstilling av andre halv-ledergjenstander, f.eks. elektriske ledere eller motstander. Tinnoxydbelegg er tidligere blitt anvendt slik for integrerte kretser. Den forbedrede elektriske ledningsevne vil tillate en mer utstrakt anvendelse av dette materiale i fremtiden. Ikke bare er arkmot-standsområdet utvidet til langt lavere verdier (f.eks. ca. 5 ohm pr. kvadratenhet eller derunder) enn hittil mulig, men også avsetning av filmer kan.erholdes i det samme apparat som anvendes f.eks. for å vokse epitaksialt silicium. Dette fjerner de kostbare og om-stendelige uttømnings-, rense- og fyllingstrinn mellom avsetningene. The deposited films can be used for the production of other semiconductor objects, e.g. electrical conductors or resistors. Tin oxide coatings have previously been used in this way for integrated circuits. The improved electrical conductivity will allow a more extensive use of this material in the future. Not only has the sheet resistance range been extended to far lower values (e.g. approx. 5 ohms per square unit or less) than hitherto possible, but also deposition of films can be obtained in the same apparatus used e.g. to grow epitaxial silicon. This removes the costly and time-consuming emptying, cleaning and filling steps between deposits.

Motstandsverdiene erholdt for siliciumsubstratene med avsatt tinnoxyd som er dopet med fluor, er ca. 10 -4ohm cm som er sammen-lignbare med motstandsverdiene for fordampet tantalmetall som av og til anvendes for forbindelser i integrerte kretser. Den gode avpasning mellom varmeekspansjonskoeffisientene for tinnoxyd og silicium muliggjør avsetning av tykke lag uten vesentlige spenninger. The resistance values obtained for the silicon substrates with deposited tin oxide doped with fluorine are approx. 10 -4 ohm cm which are comparable to the resistance values for evaporated tantalum metal which is occasionally used for connections in integrated circuits. The good match between the thermal expansion coefficients for tin oxide and silicon enables the deposition of thick layers without significant stresses.

På Fig.4 er den elektriske ledningsevne for de med fluor dopede filmer av fireverdig tinnoxyd vist som en funksjon av det målte forhold fluor:oxygen i filmene ved avsetningstemperaturer av 480°C og 500°C. På Fig.5 er den infrarøde refleksjonsevne for de med fluor dopede filmer av toverdig tinnoxyd vist som funksjon av det målte forhold fluor:oxygen i filmene for avsetningstemperaturer av 480°C og 500°C. In Fig.4, the electrical conductivity of the fluorine-doped films of tetravalent tin oxide is shown as a function of the measured fluorine:oxygen ratio in the films at deposition temperatures of 480°C and 500°C. In Fig.5, the infrared reflectivity of the fluorine-doped films of divalent tin oxide is shown as a function of the measured fluorine:oxygen ratio in the films for deposition temperatures of 480°C and 500°C.

På Fig.4 og 5 er også (1) den elektriske ledningsevne for On Fig.4 and 5 is also (1) the electrical conductivity for

de innen teknikken kjente kostbare indiumoxydmaterialer og som beskrevet i Philips Technical Review, vol. 29, s. 17 (1968), av van Boort og Groth, og (2) de beste påståtte kjente verdier for den elektriske ledningsevne og refleksjonsevne for dopede belegg av toverdig tinnoxyd vist. the expensive indium oxide materials known in the art and as described in Philips Technical Review, vol. 29, p. 17 (1968), by van Boort and Groth, and (2) the best claimed known values for the electrical conductivity and reflectivity of doped coatings of divalent tin oxide shown.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av gjennomsiktige filmer av fireverdig tinnoxyd med en slik konsentrasjon av fluordopemiddel at 1-3% oxygen er erstattet med fluor, på et oppvarmet substrat under anvendelse av en gassformig blanding som til å begynne med inneholder1. Process for the production of transparent films of tetravalent tin oxide with such a concentration of fluorine dopant that 1-3% oxygen is replaced by fluorine, on a heated substrate using a gaseous mixture initially containing (1) en første fluorholdig organotinnforbindelse som er fri for enhver direkte tinn-fluorbinding,(1) a first fluorine-containing organotin compound that is free of any direct tin-fluorine bond; (2) en oxyderbar organotinnforbindelse og(2) an oxidizable organotin compound and (3) en oxyderende gass, karakterisert ved at (a) den første fluorholdige organotinnkomponent i den gassformige blanding omvandles til en annen gassformig organo-tinn-fluoridforbindelse med en direkte tinn-fluorbinding ved tilførsel av varme av kort varighet fra det oppvarmede substrat umiddelbart før forbindelsen kommer i kontakt med substratet, (b) den annen organotinnfluoridforbindelse oxyderes umiddelbart og i umiddelbar nærhet av substratet for dannelse av et fluordopemiddel i den gassformige blanding, og (c) en med fluor dopet fireverdig tinnoxydfilm dannes på det oppvarmede substrat ved samtidig avsetning på dette av den oxyderbare organotinnforbindelse og fluordopemidlet.(3) an oxidizing gas, characterized in that (a) the first fluorine-containing organotin component in the gaseous mixture is converted into another gaseous organotin-fluoride compound with a direct tin-fluorine bond by the application of heat of short duration from the heated substrate immediately before the compound comes into contact with the substrate, (b) the second organotin fluoride compound is oxidized immediately and in close proximity to the substrate to form a fluorine dopant in the gaseous mixture, and (c) a fluorine-doped tetravalent tin oxide film is formed on the heated substrate by simultaneous deposition on this of the oxidizable organotin compound and the fluorine dopant. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes et slikt forhold mellom fluordopemidlet og den oxyderbare organotinnforbindelse at den frie elektronkonsentrasjon for filmene vil ligge innen et område av 10 cm 21 -32. Method according to claim 1, characterized in that such a ratio is used between the fluorine dopant and the oxidizable organotin compound that the free electron concentration for the films will lie within a range of 10 cm 21 -3 10 cm , idet den frie elektronkonsentrasjon øker med økende mengde av fluordopemidlet.10 cm, as the free electron concentration increases with increasing amount of the fluorine dopant. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det som den første fluorholdige organotinnkomponent anvendes en flyktig komponent som er fri for en direkte tinn-fluorbinding, men som omarrangeres ved oppvarming under dannelse av en direkte tinn-fluorbinding ved temperaturer som er tilstrekkelig høye til at den nydannede forbindelse med en direkte tinn-fluorbinding vil holde seg i dampfase inntil den omsettes sammen med den oxyderbare organotinnforbindelse under avsetning av filmen av med fluor dopet tinnoxyd.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that a volatile component is used as the first fluorine-containing organotin component which is free of a direct tin-fluorine bond, but which rearranges upon heating to form a direct tin-fluorine bond at temperatures that are sufficient high enough that the newly formed compound with a direct tin-fluorine bond will remain in the vapor phase until it reacts with the oxidizable organotin compound during deposition of the film of fluorine-doped tin oxide. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at det som den første fluorholdige organotinnkomponent anvendes en komponent som inneholder er. fluoralkylgruppe eller substituert fluoralkylgruppe bundet til et tinnatom.4. Method according to claims 1-3, characterized in that a component containing er is used as the first fluorine-containing organotin component. fluoroalkyl group or substituted fluoroalkyl group attached to a tin atom. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det anvendes en første fluorholdig organotinnkomponent bestående av trimethyltrifluormethyltinn.5. Method according to claim 4, characterized in that a first fluorine-containing organotin component consisting of trimethyltrifluoromethyltin is used. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det som den første fluorholdige organotinnkomponent anvendes trimethylpentafluorethyltinn.6. Method according to claim 4, characterized in that trimethylpentafluoroethyltin is used as the first fluorine-containing organotin component. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6, karakterisert ved at det som den oxyderbare organotinnforbindelse anvendes en forbindelse som inneholder minst én carbon-tinnbinding.7. Method according to claims 1-6, characterized in that a compound containing at least one carbon-tin bond is used as the oxidizable organotin compound. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det som den oxyderbare organotinnforbindelse anvendes tetramethyltinn.8. Method according to claim 7, characterized in that tetramethyltin is used as the oxidizable organotin compound. 9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det som den oxyderbare organotinnforbindelse anvendes dimethyltinndiklorid.9. Method according to claim 7, characterized in that dimethyltin dichloride is used as the oxidizable organotin compound. 10. Fremgangsmåte ifølge krav 1-8, karakterisert ved at tetramethyltinndamp i en konsentrasjon av opp til 1% anvendes som den oxyderbare tinnforbindelse, at oxygengass ved et. partialtrykk av opp til 1 atmosfære anvendes som den oxyderende gass, og at det fireverdige tinnoxyd avsettes på en overflate som er oppvarmet til ca. 500°C.10. Method according to claims 1-8, characterized in that tetramethyltin vapor in a concentration of up to 1% is used as the oxidizable tin compound, that oxygen gas at a. partial pressure of up to 1 atmosphere is used as the oxidizing gas, and that the tetravalent tin oxide is deposited on a surface that is heated to approx. 500°C. 11. Fremgangsmåte ifølge krav 1-10, karakterisert ved at det som substrat som skal belegges, anvendes et fast materiale med sin flate vendt nedad, og at den gassformige blanding rettes oppad mot overflaten.11. Method according to claims 1-10, characterized in that a solid material with its surface facing downwards is used as the substrate to be coated, and that the gaseous mixture is directed upwards towards the surface.
NO783553A 1978-10-20 1978-10-20 PROCEDURE FOR PREPARING TRANSPARENT FILM TINNOXY MOVIES NO144140C (en)

Applications Claiming Priority (1)

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

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO783553L NO783553L (en) 1980-04-22
NO144140B true NO144140B (en) 1981-03-23
NO144140C NO144140C (en) 1981-07-01

Family

ID=10500482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO783553A NO144140C (en) 1978-10-20 1978-10-20 PROCEDURE FOR PREPARING TRANSPARENT FILM TINNOXY MOVIES

Country Status (13)

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

Families Citing this family (26)

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

Family Cites Families (8)

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

Also Published As

Publication number Publication date
DE2845782A1 (en) 1980-04-30
JPS649399B2 (en) 1989-02-17
JPS5558363A (en) 1980-05-01
GB2033357B (en) 1983-01-06
JPS6361388B2 (en) 1988-11-29
NO783553L (en) 1980-04-22
DE2845782C2 (en) 1990-04-19
GB2033357A (en) 1980-05-21
BE871408A (en) 1979-04-20
IT7869421A0 (en) 1978-10-20
CH640276A5 (en) 1983-12-30
FR2439240A1 (en) 1980-05-16
FI783195A (en) 1980-04-21
JPS63245813A (en) 1988-10-12
SE431321B (en) 1984-01-30
FR2439240B1 (en) 1984-06-29
BR7806939A (en) 1980-04-22
SE7810973L (en) 1980-06-23
NO144140C (en) 1981-07-01
NL191210C (en) 1995-03-16
NL7810511A (en) 1980-04-22
FI64128B (en) 1983-06-30
IT1109618B (en) 1985-12-23
NL191210B (en) 1994-10-17
FI64128C (en) 1983-10-10
CA1121666A (en) 1982-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO144140B (en) PROCEDURE FOR PREPARING TRANSPARENT FILM TINNOXY MOVIES
US4146657A (en) Method of depositing electrically conductive, infra-red reflective, transparent coatings of stannic oxide
US4265974A (en) Electrically conductive, infrared reflective, transparent coatings of stannic oxide
USRE31708E (en) Method of depositing electrically conductive, infra-red reflective, transparent coatings of stannic oxide
Manifacier et al. Deposition of In2O3 SnO2 layers on glass substrates using a spraying method
US9181124B2 (en) Transparent conductive oxide coating for thin film photovoltaic applications and methods of making the same
US4371740A (en) Conductive elements for photovoltaic cells
EP1533850A2 (en) Photoelectric conversion device and substrate for photoelectric conversion device
RU2447030C2 (en) Method of making glass article with doped zinc oxide coating, having low resistivity, and coated glass article made using said method
US6504139B1 (en) Substrate for photoelectric conversion device, method of manufacturing the same, and photoelectric conversion device using the same
JP4468894B2 (en) Transparent conductive substrate, manufacturing method thereof, and photoelectric conversion element
CN101477846B (en) Transparent substrate with transparent conductive film, method for producing the same, and photoelectric conversion element including the substrate
JP4467707B2 (en) Glass plate with conductive film, method for producing the same, and photoelectric conversion device using the same
JP4460108B2 (en) Method for manufacturing substrate for photoelectric conversion device
JP3984404B2 (en) Glass plate with conductive film, method for producing the same, and photoelectric conversion device using the same
JP2004362842A (en) Transparent base substrate with transparent conductive film, its manufacturing method, photoelectric conversion device and substrate therefor
JP2001060707A (en) Photoelectric transfer device
JP4516657B2 (en) SUBSTRATE FOR PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE USING THE SAME
JP2005029464A (en) Glass plate with thin film, its production method, and photoelectric conversion device using the glass plate
JPS6214221B2 (en)
DK156998B (en) PROCEDURE FOR MAKING TRANSPARENT FILM OF STANNOXIDE ON A SUBSTRATE
JP2001036107A (en) Photoelectric transducer and substrate there for
CN116395981B (en) Glass substrate with transparent conductive film and manufacturing method thereof
JP2005029463A (en) Glass plate with transparent conductive film, its production method, and photoelectric conversion device using the glass plate
IE47459B1 (en) Processes for the production of tin oxide coatings and articles having such coatings