RU2491372C1 - METHOD TO PRODUCE TRANSPARENT CONDUCTING FILM InSnO - Google Patents
METHOD TO PRODUCE TRANSPARENT CONDUCTING FILM InSnO Download PDFInfo
- Publication number
- RU2491372C1 RU2491372C1 RU2012111841/02A RU2012111841A RU2491372C1 RU 2491372 C1 RU2491372 C1 RU 2491372C1 RU 2012111841/02 A RU2012111841/02 A RU 2012111841/02A RU 2012111841 A RU2012111841 A RU 2012111841A RU 2491372 C1 RU2491372 C1 RU 2491372C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- extracts
- substrate
- film
- annealing
- mixture
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области тонкопленочных технологий, в частности технологии получения тонких пленок оксида индия-олова (ITO).The invention relates to the field of thin-film technologies, in particular technology for producing thin films of indium tin oxide (ITO).
Пленки InSnO (ITO) находят широкое применение в электролюминесцентных дисплеях, мониторах с сенсорным экраном для банкоматов, автомобильных навигационных систем, портативных игровых приставок, мобильных телефонов. Прозрачные проводящие пленки используются также для электродов солнечных батарей.InSnO films (ITO) are widely used in electroluminescent displays, touch screen monitors for ATMs, car navigation systems, portable game consoles, and mobile phones. Transparent conductive films are also used for solar cell electrodes.
Проводящие прозрачные пленки (ITO) содержат индий, кислород и олово, добавленное в качестве донора электронов. Атомы олова замещают атомы индия в структуре оксида индия. Поэтому доминирующим является оксид индия, который относится к оксидным полупроводникам с высокой запрещенной зоной (2,9 эВ) для проникновения света, но также содержит большую концентрацию носителей с высокой мобильностью.Conductive transparent films (ITO) contain indium, oxygen, and tin added as an electron donor. Tin atoms replace indium atoms in the structure of indium oxide. Therefore, indium oxide is dominant, which refers to oxide semiconductors with a high forbidden gap (2.9 eV) for light penetration, but also contains a high concentration of carriers with high mobility.
ITO является твердым раствором оксида индия и олова, то есть оксид индия (In2O3) имеет редкоземельный тип кристаллической структуры, в которой олово (Sn) внедряется в решетку, как твердый раствор. Содержание оксида олова (SnO2) в тонкой пленке ITO, как правило, 6-15 мас.%. Выражая в мол. %, содержание SnO2 в тонкой пленке ITO, как правило, 4-8 мол.%. Когда содержание SnO2 превышает 20 мас.% или 10,5 мол.%, низкое сопротивление не может быть реализовано из-за наличия SnO2 фазы. Когда содержание SnO2 ниже, чем 5% по мас.% или 2,8 мол.%, низкое сопротивление не может быть реализовано из-за небольшого количества ионов Sn в твердом растворе.ITO is a solid solution of indium and tin oxide, that is, indium oxide (In 2 O 3 ) has a rare-earth type of crystal structure in which tin (Sn) is embedded in the lattice as a solid solution. The content of tin oxide (SnO 2 ) in the ITO thin film is typically 6-15 wt.%. Expressing in the pier. %, the content of SnO 2 in a thin ITO film, as a rule, 4-8 mol.%. When the content of SnO 2 exceeds 20 wt.% Or 10.5 mol.%, Low resistance cannot be realized due to the presence of SnO 2 phase. When the content of SnO 2 is lower than 5% by weight or 2.8 mol%, low resistance cannot be realized due to the small amount of Sn ions in the solid solution.
Высокая прозрачность пленок может быть достигнута с применением высокочистых веществ. Эта задача решается с использованием дорогостоящих высокочистых химических реактивов, стоимость которых резко повышается с увеличением степени очистки.High transparency of the films can be achieved using highly pure substances. This problem is solved using expensive high-purity chemicals, the cost of which increases sharply with increasing degree of purification.
Известен способ (US патент №6425990 от 30 июля 2002 г.) изготовления прозрачных проводящих ITO пленок, где индий и кислород присутствуют как основные элементы, и олово добавляется в качестве донора, включающий распыление на подложку смеси оксидов In и Sn в течение 30 минут в атмосфере инертного газа и кислорода. Пленка формируется постепенно на каждом из множества субстратов путем прерывания первого шага в атмосфере аргона и кислорода, добавлением кислорода во втором шаге, чтобы компенсировать кислородный дефицит мишени. Первый и второй шаги повторяются поочередно на одной подложке, причем, продолжительность первого этапа 30 мин, а второго - около 10 часов.A known method (US patent No. 6425990 of July 30, 2002) for the production of transparent conductive ITO films, where indium and oxygen are present as the main elements, and tin is added as a donor, which involves spraying a mixture of In and Sn oxides on a substrate for 30 minutes atmosphere of inert gas and oxygen. The film is formed gradually on each of the many substrates by interrupting the first step in an atmosphere of argon and oxygen, adding oxygen in the second step to compensate for the oxygen deficiency of the target. The first and second steps are repeated alternately on the same substrate, moreover, the duration of the first stage is 30 minutes, and the second is about 10 hours.
Недостаток способа. Формирование пленок путем магнетронного распыления является достаточно трудоемким, поскольку сложно управлять получением пленок с необходимой толщиной и заданным составом, сложно равномерно формировать прозрачные проводящие пленки на больших подложках, таких как стекло.The disadvantage of this method. The formation of films by magnetron sputtering is quite time-consuming, since it is difficult to control the production of films with the required thickness and predetermined composition, it is difficult to uniformly form transparent conductive films on large substrates, such as glass.
Известен способ (US патент №7309405 В2, опубликован 18 декабря 2007 г) получения ITO пленок путем последовательного нанесения посевного и объемного слоев, имеющих различные условия распыления, которые могут применяться для различных дисплейных приборов, например в светоизлучающих приборах, для которых нужна ультрапланарная поверхность. Способ предполагает на первом этапе нанесение посевного слоя, имеющего кристаллическую ориентацию, где распылительный газ - это поток кислорода у поверхности подложки, а на втором этапе распылительным нанесением формируется объемный слой. Температура подложки при нанесении оксидов индия и олова варьируется от 150 до 400°C.A known method (US patent No. 7309405 B2, published December 18, 2007) for producing ITO films by sequentially depositing seed and bulk layers having different spraying conditions, which can be used for various display devices, for example, in light-emitting devices for which an ultraplanar surface is needed. The method involves, at the first stage, applying a seed layer having a crystalline orientation, where the spray gas is the oxygen flow at the surface of the substrate, and at the second stage, a bulk layer is formed by spray application. The temperature of the substrate during the deposition of indium and tin oxides varies from 150 to 400 ° C.
Недостаток способа - сложное многошаговое нанесение пленки в атмосфере кислородно-аргоновой смеси из ионного источника.The disadvantage of this method is the complex multi-step film deposition in the atmosphere of an oxygen-argon mixture from an ion source.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения прозрачной проводящей пленки InSnO (ITO) (US патент №201010035179 A1, XP 00003 5179, опубликован 11 февраля 2010 г.) из раствора, полученного путем растворения тетрагидрата хлорида индия и дигидрата хлорида олова в этаноле с последующим нанесением полученного раствора на подложку и, отжига пучком электронов. ITO пленка синтезируется на подложке после отжига электронным пучком. Тонкая пленка формируется на подложке, имеющей температуру 500-1000°С.The closest technical solution, selected as a prototype, is a method of obtaining a transparent conductive film InSnO (ITO) (US patent No.201010035179 A1, XP 00003 5179, published February 11, 2010) from a solution obtained by dissolving indium chloride tetrahydrate and chloride dihydrate tin in ethanol, followed by applying the resulting solution to the substrate and, annealing with an electron beam. An ITO film is synthesized on a substrate after annealing by an electron beam. A thin film is formed on a substrate having a temperature of 500-1000 ° C.
Недостаток способа - сложность изготовления ITO пленок с применением высоких температур и электронных пучков. Другой недостаток способа состоит в использовании этанольных растворов хлоридов индия и олова, которые не сохраняют концентрацию при хранении и не являются истинными растворами, а также обладают высокими значениями поверхностного натяжения и, следовательно, низкой способностью смачивания подложки.The disadvantage of this method is the difficulty of manufacturing ITO films using high temperatures and electron beams. Another disadvantage of the method is the use of ethanol solutions of indium and tin chlorides, which do not maintain concentration during storage and are not true solutions, and also have high surface tension values and, therefore, low substrate wetting ability.
В основу изобретения положена задача повышения чистоты и однородности ITO пленок за счет использования растворов экстрактов индия и олова, а также сохранения концентрации раствора при хранении и улучшения смачиваемости подложки при минимальных затратах.The basis of the invention is the task of increasing the purity and uniformity of ITO films by using solutions of indium and tin extracts, as well as maintaining the concentration of the solution during storage and improving the wettability of the substrate at minimal cost.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения проводящей прозрачной пленки InsnO (ITO), включающем нанесение на подложку смеси растворов солей In и Sn, подсушивание и отжиг, согласно изобретению, перед нанесением на подложку экстрагируют In и Sn из растворов неорганических солей карбоновыми кислотами, отделяют органические фазы (экстракты In и Sn) от водных и смешивают их в соотношении 9:1, далее центрифугируют подложку вместе с нанесенной смесью экстрактов In и Sn со скоростью преимущественно 2500 об/мин до ее равномерного распределения по подложке, после чего подложку подсушивают при 100-130°С до удаления свободной и химически связанной воды, затем подвергают пиролизу на воздухе при 400-500°С до разложения органики и последующему отжигу, при этом нанесение на подложку смеси экстрактов In и Sn, центрифугирование, подсушивание и пиролиз циклируют от 5 до 30 раз в зависимости от требуемой толщины получаемой пленки. Последующий отжиг проводят на воздухе при 450°С не менее 30 минут. Последующий отжиг проводят в вакууме при 300°С в течение 3 минут.The problem is solved in that in a method for producing a conductive transparent InsnO (ITO) film, comprising applying a mixture of In and Sn salts solutions to a substrate, drying and annealing, according to the invention, In and Sn are extracted from solutions of inorganic salts with carboxylic acids before applying to a substrate, organic phases (In and Sn extracts) are separated from aqueous phases and mixed in a ratio of 9: 1, then the substrate is centrifuged together with the applied mixture of In and Sn extracts at a speed of mainly 2500 rpm until it is uniformly distributed over the substrate, after which the substrate is dried at 100-130 ° C to remove free and chemically bound water, then it is pyrolyzed in air at 400-500 ° C to decompose the organics and subsequent annealing, while applying a mixture of In and Sn extracts to the substrate, centrifugation , drying and pyrolysis are cycled from 5 to 30 times depending on the required thickness of the resulting film. Subsequent annealing is carried out in air at 450 ° C for at least 30 minutes. Subsequent annealing is carried out in vacuum at 300 ° C for 3 minutes.
Для пояснения заявляемого способа воспользуемся графическими материалами, где на фиг.1 представлены кривая роста температуры In-ВИК (высшие изомеры карбоновых кислот) (1), дериватографический анализ (ДТА) (2) и термограмма зависимости потери массы от температуры (3); на фиг.2 - кривая роста температуры Sn-ВИК (1), дериватограмма (ДТА) (2) и термограмма зависимости потери массы от температуры (3); на фиг.3 - зависимость поверхностного сопротивления прозрачной проводящей пленки ITO от температуры отжига; на фиг.4 - мониторинг процесса отжига пленок ITO на воздухе при 450°С в течение 2 часов; на фиг 5 - изменение коэффициента пропускания пленки In0,9Sn0,1O в зависимости от длины волны.To clarify the proposed method, we will use graphical materials, where Fig. 1 shows the temperature growth curve of In-VIC (higher isomers of carboxylic acids) (1), derivatographic analysis (DTA) (2) and a thermogram of the dependence of mass loss on temperature (3); figure 2 - curve of the temperature increase Sn-VIC (1), derivatogram (DTA) (2) and thermogram of the dependence of mass loss on temperature (3); figure 3 - dependence of the surface resistance of a transparent conductive film ITO from the annealing temperature; figure 4 - monitoring the process of annealing of ITO films in air at 450 ° C for 2 hours; in Fig.5 - change in the transmittance of the film In 0.9 Sn 0.1 O depending on the wavelength.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Из растворов неорганических солей (InCl3, SnCl2) проводят экстракцию индия и олова органическими карбоновыми кислотами, в частности, концентратом а-разветвленных монокарбоновых кислот, содержащих 7-8 атомов углерода в молекуле (ВИК), при добавлении необходимого количества щелочи в соответствии с расчетом на заданную концентрацию экстракта.From solutions of inorganic salts (InCl 3 , SnCl 2 ), indium and tin are extracted with organic carboxylic acids, in particular, a-branched monocarboxylic acid concentrate containing 7-8 carbon atoms in the molecule (VIC), with the addition of the necessary amount of alkali in accordance with based on a given concentration of the extract.
В процессе экстракции происходит очистка In и Sn от примесей. Полученные экстракты гомогенны, обладают низким поверхностным натяжением и поэтому хорошо смачивают любые подложки, в том числе стекло. Экстракты хранятся длительное время (белее 10 лет) без изменения концентрации. Концентрация экстрактов уточняется методом атомной адсорбции. Поэтому экстракты смешивают в точной заданной стехиометрии, которая не изменяется при хранении. Полученные экстракты индия и олова смешивают в пропорции 9:1.In the extraction process, In and Sn are purified from impurities. The extracts obtained are homogeneous, have a low surface tension and therefore well wet any substrates, including glass. The extracts are stored for a long time (whiter than 10 years) without changing the concentration. The concentration of extracts is verified by atomic adsorption. Therefore, the extracts are mixed in the exact specified stoichiometry, which does not change during storage. The obtained extracts of indium and tin are mixed in a ratio of 9: 1.
Для получения пленок подготавливают подложку. Очистка подложки является очень важным фактором приготовления качественных пленок. Были проведены эксперименты по использованию различных очищающих средств, в том числе щелочных и кислотных растворов, которые не привели к хорошим результатам из-за подтравливания и нарушения гладкости подложки (например, стекла). Наилучшие результаты были получены при использовании ультразвуковой ванны с частотой 22 кГц с растворами моющих средств, содержащих поверхностно-активные вещества.To obtain the films, a substrate is prepared. Cleaning the substrate is a very important factor in preparing high-quality films. Experiments were carried out on the use of various cleaning agents, including alkaline and acid solutions, which did not lead to good results due to etching and violation of the smoothness of the substrate (for example, glass). The best results were obtained using an ultrasonic bath with a frequency of 22 kHz with detergent solutions containing surfactants.
На подготовленную подложку наносят раствор смеси экстрактов In и Sn методом накатывания, в результате чего на ее поверхности образуется пленка. Затем эту подложку центрифугируют при скорости вращения преимущественно 2500 об/мин. Установлено, что при скорости вращения менее 2000 об/мин происходит утолщение пленки в центре подложки, а при скорости вращения 3000 об/мин происходит утолщение пленки по краям.A solution of a mixture of In and Sn extracts is applied onto the prepared substrate by rolling, as a result of which a film forms on its surface. This substrate is then centrifuged at a rotation speed of preferably 2500 rpm. It was found that at a rotation speed of less than 2000 rpm, a film thickens at the center of the substrate, and at a rotation speed of 3000 rpm, a film thickens at the edges.
Таким образом раствор смеси экстрактов In и Sn формирует на поверхности подложки смачивающую пленку, которую подсушивают при 100-130°С в течение 1 минуты и затем подвергают пиролизу на воздухе при температуре 450°С в течение 3 минут. В результате пиролиза происходит разложение In- и Sn-ВИК и формирование их оксидов. При этом изменения соотношения компонентов сложных оксидов In и Sn в смеси экстрактов не происходит. Как установлено методом термогравиметрии (фиг.1, 2) при пиролизе из пленки, образованной смесью экстрактов In и Sn, происходит удаление растворителя и свободной и химически связанной воды при 100-130°С в течение 1 минуты, а затем термическое разложение органических экстрактов при температуре 400-450°С.Thus, a solution of a mixture of In and Sn extracts forms a wetting film on the surface of the substrate, which is dried at 100-130 ° C for 1 minute and then subjected to pyrolysis in air at a temperature of 450 ° C for 3 minutes. As a result of pyrolysis, In- and Sn-VIC decompose and their oxides form. In this case, there is no change in the ratio of the components of the complex In and Sn oxides in the mixture of extracts. As established by thermogravimetry (Fig.1, 2) during pyrolysis from a film formed by a mixture of In and Sn extracts, the solvent and free and chemically bound water are removed at 100-130 ° С for 1 minute, and then the thermal decomposition of organic extracts occurs temperature 400-450 ° С.
Процессы нанесения смеси экстрактов In и Sn, центрифугирования, подсушивания и пиролиза чередуют 5-30 раз для достижения проводимости пленки. Оптимизация технологических процессов получения проводящей прозрачной пленки с минимальным поверхностным сопротивлением и высокой прозрачностью осуществлялась при варьировании толщины пленки, температуры и времени пиролиза. Сопротивление пленки измеряли с использованием цифрового мультиметра VA 18 В с записью данных на персональный компьютер.The processes of applying a mixture of In and Sn extracts, centrifugation, drying and pyrolysis are alternated 5-30 times to achieve film conductivity. The optimization of technological processes for the production of a conductive transparent film with a minimum surface resistance and high transparency was carried out by varying the film thickness, temperature, and pyrolysis time. Film resistance was measured using a VA 18 V digital multimeter with data recorded on a personal computer.
После пиролиза первого слоя пленки, полученной из смеси экстрактов In и Sn, на подложке формируется островковая структура твердой оксидной пленки ITO. Последующие слои заполняют поры в предыдущих слоях и способствуют формированию сплошной пленки. Установлено, что минимальным поверхностным сопротивлением пленка ITO обладает после 10 циклов, включающих нанесение смеси экстрактов In и Sn, центрифугирование, подсушивание и пиролиз.After pyrolysis of the first layer of the film obtained from a mixture of In and Sn extracts, the island structure of the ITO solid oxide film forms on the substrate. Subsequent layers fill the pores in the previous layers and contribute to the formation of a continuous film. It was found that the ITO film has a minimum surface resistance after 10 cycles, including the application of a mixture of In and Sn extracts, centrifugation, drying, and pyrolysis.
При достижении проводящей прозрачной пленки с минимальным поверхностным сопротивлением и высокой прозрачностью подложку подвергают отжигу.Upon reaching a conductive transparent film with minimal surface resistance and high transparency, the substrate is annealed.
Оптимизация по температуре и времени отжига была проведена для пленки ITO толщиной 300 нм при температурах 20-650°C. Мониторинг процесса отжига пленок на воздухе показал, что минимальное поверхностное сопротивление пленок 3,4 кОм наблюдалось после отжига при 420°C на воздухе (фиг.3). Отжиг пленки ITO на воздухе при 420°C проводился в течение 2 часов и показал, что поверхностное сопротивление пленки ITO достигает минимального значения через 3 минуты отжига и остается на этом уровне и при повышении времени отжига (фиг.4). Для полного разложения органической фазы целесообразно проводить отжиг на воздухе в течение 30 мин.Annealing by temperature and annealing time was carried out for an
С целью снижения поверхностного сопротивления пленки проводился отжиг в вакууме при температурах 20-500°С. Отжиг проводился в вакуумной камере Альфа-1 при вакууме порядка 10-5 Па. Полученные результаты представлены в табл.1.In order to reduce the surface resistance of the film, annealing was carried out in vacuum at temperatures of 20–500 ° C. Annealing was carried out in an Alpha-1 vacuum chamber at a vacuum of the order of 10 -5 Pa. The results are presented in table 1.
На основании полученных данных можно заключить, что отжиг в вакууме в течение 3 минут приводит к значительному снижению поверхностного сопротивления ITO пленки. При этом установлено, что выдержка в вакууме при температуре 600°C свыше 10 минут приводит к испарению пленки.Based on the data obtained, it can be concluded that annealing in vacuum for 3 minutes leads to a significant decrease in the surface resistance of the ITO film. It was found that holding in vacuum at a temperature of 600 ° C for more than 10 minutes leads to evaporation of the film.
Оптический коэффициент пропускания исследуемых ITO пленок определялся при комнатной температуре для длины волны в видимом диапазоне от 300 до 800 нм, при этом использовали спектрометр (SPECORD M400). Чистая стеклянная подложка использовалась для сравнения. Изменение оптического коэффициента пропускания пленок ITO изображено на фиг.5, как зависимость от длины волны. Исследования показали, что коэффициент пропускания пленки в видимом диапазоне более чем 80%, при этом на длине волны видимого света 580 нм коэффициент пропускания близок к 100%, что очень важно для практического применения проводящих прозрачных пленок ITO.The optical transmittance of the studied ITO films was determined at room temperature for a wavelength in the visible range from 300 to 800 nm, using a spectrometer (SPECORD M400). A pure glass substrate was used for comparison. The change in optical transmittance of ITO films is depicted in FIG. 5 as a function of wavelength. Studies have shown that the transmittance of the film in the visible range is more than 80%, while at the wavelength of visible light of 580 nm, the transmittance is close to 100%, which is very important for the practical use of conductive transparent ITO films.
Также при исследовании процессов получения прозрачных проводящих пленок InSnO выявлено, что пленки ITO с минимальным поверхностным сопротивлением получаются после отжига на воздухе при температуре 450°C в течение 3-30 мин или отжига в вакууме при 300°C не более 3 минут.Also, when studying the processes of obtaining transparent conducting InSnO films, it was revealed that ITO films with a minimum surface resistance are obtained after annealing in air at 450 ° C for 3-30 min or annealing in vacuum at 300 ° C for no more than 3 minutes.
Проводящие пленки ITO на подложке (стекле) с довольно высоким поверхностным сопротивлением целесообразно использовать для обогреваемого стекла. В предварительных экспериментах установлен факт нагрева поверхности стекла (с пленкой ITO с поверхностным сопротивлением 2,4 кОм) до 60°C. Такое стекло можно использовать в автомобилях и витринах торговых центров, а также на крышах зданий для таяния снега.It is advisable to use ITO conductive films on a substrate (glass) with a fairly high surface resistance for heated glass. In preliminary experiments, the fact of heating the glass surface (with an ITO film with a surface resistance of 2.4 kOhm) to 60 ° C was established. Such glass can be used in cars and shop windows of shopping centers, as well as on the roofs of buildings for melting snow.
При снижении поверхностного сопротивления открываются перспективы использования ITO пленок для сенсибилизированных красителем солнечных ячеек с повышенной эффективностью, а также для приборов электроники и тонких панелей дисплеев.With a decrease in surface resistance, prospects for using ITO films for dye-sensitized solar cells with increased efficiency, as well as for electronic devices and thin display panels, open up.
Широкомасштабная малозатратная технология способствует снижению стоимости получения ITO пленок и упрощению их производства.Large-scale, low-cost technology helps reduce the cost of producing ITO films and simplifies their production.
Примеры конкретного выполненияCase Studies
Экстракцию индия проводят органическими карболовыми кислотами из водного 1М хлоридного или нитратного раствора соли индия (InCl3, In(NO3)3). Экстракцию олова проводят карбоновыми кислотами из водного 1 М хлоридного или нитратного раствора соли олова (SnCl2, Sn(NO3)2).Extraction of indium is carried out with organic carbolic acids from aqueous 1M chloride or nitrate solution of indium salt (InCl 3 , In (NO 3 ) 3 ). The tin is extracted with carboxylic acids from an aqueous 1 M chloride or nitrate solution of tin salt (SnCl 2 , Sn (NO 3 ) 2 ).
Процесс экстракции проходит в соответствии с уравнениями:The extraction process is carried out in accordance with the equations:
3 CH3(CH2)6COOH орг.+InCl3 водн.→In[(CH3(CH2)6COO)]3 орг.+3 HCl водн.3 CH 3 (CH 2 ) 6 COOH org. + InCl 3 aq. → In [(CH 3 (CH 2 ) 6 COO)] 3 org. + 3 HCl aq.
2 CH3(CH2)6COOH орг.+SnCl2 водн.→Sn[(CH3(CH2)6COO)]2 орг.+2 HCl водн.2 CH 3 (CH 2 ) 6 COOH org. + SnCl 2 aq. → Sn [(CH 3 (CH 2 ) 6 COO)] 2 org. + 2 HCl aq.
УточнениеClarification
Органические экстракты отделяют от водных фаз и используют для синтеза ITO. Концентрации экстрактов определяют на приборе AAS-1M методом атомной абсорбции.The organic extracts are separated from the aqueous phases and used for the synthesis of ITO. Concentrations of extracts are determined on an AAS-1M instrument by atomic absorption.
Экстракты с установленной концентрацией смешивают в соотношении In:Sn=9:1. Полученную смесь экстрактов, содержащую In и Sn, наносят на подложку, которую предварительно очищают в ультразвуковой ванне с раствором моющего средства, высушивают и гидрофобизируют толуолом. Пленку из смеси экстрактов индия и олова на поверхности подготовленной подложки выравнивают методом центрифугирования.The extracts with the established concentration are mixed in the ratio In: Sn = 9: 1. The resulting mixture of extracts containing In and Sn is applied to a substrate, which is pre-cleaned in an ultrasonic bath with a detergent solution, dried and hydrophobized with toluene. The film from a mixture of indium and tin extracts on the surface of the prepared substrate is aligned by centrifugation.
После подсушивания при 100-130°C подложку со смесью экстрактов In и Sn (в соотношении 9:1) помещают в печь для пиролиза в вертикальном положении для исключения образования кратеров в образующейся твердой оксидной пленке ITO. Последующие слои смеси экстрактов In и Sn не только заполняют поры в предыдущих слоях оксидной пленки, но и стекают в противоположном направлении за счет смены положения подложки в держателе при пиролизе, что приводит к выравниванию толщины пленки.After drying at 100-130 ° C, a substrate with a mixture of In and Sn extracts (in a 9: 1 ratio) is placed in a pyrolysis furnace in a vertical position to prevent the formation of craters in the resulting solid ITO oxide film. The subsequent layers of the mixture of In and Sn extracts not only fill the pores in the previous layers of the oxide film, but also flow in the opposite direction due to a change in the position of the substrate in the holder during pyrolysis, which leads to a smoothing of the film thickness.
В результате пиролиза органическая фаза экстрактов разлагается до 86% CO2 и 12% паров H2O, H2 и CO, согласно данным газовой хроматографии, и образуется твердый раствор оксида индия-олова.As a result of pyrolysis, the organic phase of the extracts decomposes to 86% CO 2 and 12% H 2 O, H 2 and CO vapors, according to gas chromatography, and a solid solution of indium tin oxide is formed.
Последующий отжиг для удаления остатков органических примесей и кристаллизации пленки ITO проводят на воздухе при оптимальной температуре 420°C не менее 30 мин. Или осуществляют отжиг в вакууме при 300°C не более 3 мин.Subsequent annealing to remove residual organic impurities and crystallization of the ITO film is carried out in air at an optimum temperature of 420 ° C for at least 30 minutes. Or, they carry out annealing in vacuum at 300 ° C for no more than 3 min.
Таким образом, за счет использования гомогенных растворов экстрактов индия и олова повышенной чистоты, а также сохранения концентрации этих растворов при хранении и улучшения смачиваемое™ подложки, решается задача получения прозрачных проводящих ITO пленок при минимальных затратах.Thus, by using homogeneous solutions of high purity indium and tin extracts, as well as maintaining the concentration of these solutions during storage and improving the wettable ™ substrate, the problem of obtaining transparent ITO conductive films at minimal cost is solved.
Claims (3)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012111841/02A RU2491372C1 (en) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | METHOD TO PRODUCE TRANSPARENT CONDUCTING FILM InSnO |
| EA201200698A EA020830B1 (en) | 2012-03-27 | 2012-06-04 | METHOD TO PRODUCE TRANSPARENT CONDUCTING FILM InSnO |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012111841/02A RU2491372C1 (en) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | METHOD TO PRODUCE TRANSPARENT CONDUCTING FILM InSnO |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2491372C1 true RU2491372C1 (en) | 2013-08-27 |
Family
ID=49163834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012111841/02A RU2491372C1 (en) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | METHOD TO PRODUCE TRANSPARENT CONDUCTING FILM InSnO |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA020830B1 (en) |
| RU (1) | RU2491372C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU99114197A (en) * | 1999-06-29 | 2001-04-27 | Омский научно-исследовательский институт приборостроения | METHOD FOR PRODUCING TRANSPARENT ELECTRIC CONDUCTING FILM BASED ON INDIA AND TIN OXIDES |
| US6537845B1 (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-25 | Mccandless Brian E. | Chemical surface deposition of ultra-thin semiconductors |
| US6627544B2 (en) * | 2001-05-22 | 2003-09-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of making a metal film pattern |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6222312A (en) * | 1985-07-23 | 1987-01-30 | アルプス電気株式会社 | Formation of transparent conducting film |
| RU2110604C1 (en) * | 1991-01-22 | 1998-05-10 | Гомельский государственный университет им.Франциска Скорины | Method of preparing oxide films |
| RU2181389C2 (en) * | 1999-06-29 | 2002-04-20 | Омский научно-исследовательский институт приборостроения | Process of production of clear current-conducting film based on indium and tin oxides |
-
2012
- 2012-03-27 RU RU2012111841/02A patent/RU2491372C1/en not_active IP Right Cessation
- 2012-06-04 EA EA201200698A patent/EA020830B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU99114197A (en) * | 1999-06-29 | 2001-04-27 | Омский научно-исследовательский институт приборостроения | METHOD FOR PRODUCING TRANSPARENT ELECTRIC CONDUCTING FILM BASED ON INDIA AND TIN OXIDES |
| US6627544B2 (en) * | 2001-05-22 | 2003-09-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of making a metal film pattern |
| US6798032B2 (en) * | 2001-05-22 | 2004-09-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Metal film pattern and manufacturing method thereof |
| US6537845B1 (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-25 | Mccandless Brian E. | Chemical surface deposition of ultra-thin semiconductors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA020830B1 (en) | 2015-02-27 |
| EA201200698A1 (en) | 2013-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cho et al. | Characterization of indium tin oxide (ITO) thin films prepared by a sol–gel spin coating process | |
| Lee et al. | Electrical and optical properties of ZnO transparent conducting films by the sol–gel method | |
| Zhou et al. | Preparation of aluminum doped zinc oxide films and the study of their microstructure, electrical and optical properties | |
| CN104183697B (en) | Solar cell of perovskite structure and preparing method of solar cell | |
| AU2006213445B2 (en) | A process for large-scale production of CdTe/CdS thin film solar cells, without the use of CdCl2 | |
| US8932495B1 (en) | Transparent conductor materials and processes for forming such materials | |
| US20200287137A1 (en) | Processing of perovskite films using inks with complexing agents | |
| Wang et al. | Highly transparent and conductive γ-CuI films grown by simply dipping copper films into iodine solution | |
| WO2018028244A1 (en) | Transparent conductive film, preparation method therefor and application thereof | |
| TW201506495A (en) | Transparent metal oxide nanoparticle composition, method of manufacturing the same, and article containing the same | |
| Zhang et al. | Characterization studies of the structure and properties of Zr-doped SnO2 thin films by spin-coating technique | |
| Parvazian et al. | Fabrication of perovskite solar cells based on vacuum-assisted linear meniscus printing of MAPbI3 | |
| CN114094019A (en) | A method for improving the adsorption density of self-assembled monomolecular carrier transport layers | |
| JPS61227946A (en) | Electroconductive glass | |
| CN104962865A (en) | Ion-source auxiliary ITO film thermal evaporation process | |
| RU2491372C1 (en) | METHOD TO PRODUCE TRANSPARENT CONDUCTING FILM InSnO | |
| JP4377003B2 (en) | Method for adjusting sheet resistance value of transparent conductive film and method for forming transparent conductive film | |
| WO2012093658A1 (en) | Method for producing conductive zinc oxide film | |
| Chen et al. | Optimization of the process for preparing Al-doped ZnO thin films by sol-gel method | |
| JP4705340B2 (en) | Method for producing indium oxide film | |
| CN102212780A (en) | Method for preparing p-type cadmium sulfide film | |
| Tsai et al. | The preparation of ITO films via a chemical solution deposition process | |
| CN103774098A (en) | Thin film with stannous oxide texture and preparation method thereof | |
| JPH06187832A (en) | Method for producing transparent conductive film | |
| CN103866253A (en) | High-carrier concentration ultrathin AZO transparent conducting thin film and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170328 |