Оксид цинка распыляемые мишени. Изделия из оксидной керамики на основе оксида цинка, легированного галлием (GZO) и
Изделия из оксидной керамики на основе оксида цинка, легированного галлием (GZO) и алюминием (АZO) – это новое поколение высокоэффективных распыляемых мишеней, разработанных по уникальной технологии ПОЛЕМА для создания прозрачных электропроводящих пленок в производстве солнечных батарей, низко-эмиссионных покрытий на стеклах, TFT ЖК-панелей (LCD) и OLED дисплеев. Усовершенствованные распыляемые мишени позволяют получать тонкие, сверхстабильные пленки, не содержащие на поверхности узелковых утолщений, с однородной структурой и отличными электрическими характеристиками, устойчивыми в различной атмосфере. Основные преимущества распыляемых мишеней: · отсутствие островковых утолщений на поверхности распыляемой мишени, характерных, например, для ITO (In2O3-SnO2) материала; · однородная структура пленки (отсутствие столбчатой структуры) при температуре подложки 2000С; · отличная электрическая проводимость пленки, сравнимая с ITO; · прозрачность пленки в видимой части спектра ( 450-650нм) более 90%; · сопротивление влиянию тепла и влажности атмосферы на прозрачность и проводимость пленки. Содержание примесей Fe, Cu, Al, Si, Ni, Pb, а также Na, Mg, Ca, контролируемых дополнительно по желанию потребителя и определяемых методом ICP-MS, не превышает 0,01%.
Изделия поставляются в виде механически обработанных пластин, дисков и труб, размерами, установленными заказами в пределах следующих габаритов:
Значения электрического сопротивления керамики из чистого ZnO, GZO и АZO (справочные данные) Оптические свойства пленок Оптическая прозрачность слоев GZO (ТСО-G3), осажденных при различных температурах Tsub Средний коэффициент прозрачности слоев GZO в видимой части спектра Тr ≥ 90 %.
Устойчивость пленок Осажденные из GZO керамики пленки отличаются высокой устойчивостью оптических и электрических свойств. Прозрачность и электропроводность не ухудшаются при нагреве во влажной атмосфере Электронный снимок поперечного сечения осажденной пленки GZO (ТСО-G3) до и после испытания во влажной (100%) атмосфере в течение 100 час при 90 0С.
ITO и GZO мишени после распыления На электронных снимках представлена морфология поверхности ITO, слева, и GZO (ТСО-G3 ), справа, мишеней после распыления. Островковые наросты на поверхности GZO распыляемых мишеней не обнаруживаются, что характеризует улучшенную однородность структуры материала.
Выводы: Технологии нанесения тонких пленок и покрытий из различных материалов на разнообразные изделия применяются во многих отраслей техники, в частности: - в электронике для осаждения тонких пленок полупроводников, диэлектриков, металлов; - в оптике для нанесения фильтрующих, проводящих, отражающих, поглощающих покрытий; - в машиностроении для нанесения специальных покрытий, улучшающих свойства поверхности используемых материалов; - в автомобилестроении и строительстве в качестве декоративных, светоотражающих, теплосберегающих покрытий стекол. До середины 70-х годов прошлого столетия тонкие слои наносились на подложки в вакууме, в основном, методом термического испарения исходного материала или химическими методами осаждения. В начале семидесятых годов прошлого века было изобретено магнетронное распыление. По сравнению с другими методами осаждения тонких пленок, такими как термическое испарение, химическое газофазное осаждение (СУБ) или струйный пиролиз, магнетронное распыление имеет ряд преимуществ: - низкие температуры подложки (вплоть до комнатной температуры); - хорошая адгезия пленки к подложке; - высокие скорости осаждения (до 12 мкм/мин); - хорошая однородность по толщине и высокая плотность покрытий; - хорошая управляемость и долговременная устойчивость процесса; - могут распыляться сплавы и материалы сложного состава с различным давлением насыщенных паров; - могут наноситься покрытия сложного состава из металлических мишеней реактивным распылением в газовых смесях инертного и химически активного газов; - это относительно дешевый метод осаждения; - есть возможность нанесения покрытий на большие площади (до 3x6 м2). Хотя сегодня магнетронное распыление широко применяется в промышленности для нанесения покрытий на архитектурные стекла (низкоэмиссионные покрытия), интегральные схемы (металлические пленки), индикаторные панели (прозрачные проводящие пленки) 'или износостойкие покрытия (ПЫ и т.д.), существует потребность в дальнейших исследованиях, особенно в области нанесения полупроводниковых тонких пленок. Для нанесения полупроводниковых пленок магнетронное распыление начало использоваться существенно позднее. Это связано с более строгими технологическими требованиями, которые должны быть выполнены при производстве высококачественных полупроводящих тонких пленок. Поэтому актуальной задачей является совершенствование технологий и повышение эффективности имеющегося оборудования для нанесения пленок на подложки большой площади с высокой степенью однородности и достаточно высокой скоростью, а также уменьшение энергозатрат и стоимости процесса напыления. Эту задачу можно решить с использованием оборудования, позволяющего эффективно генерировать большие объемы плазмы с контролируемыми в широком диапазоне характеристиками. В настоящее время одними из самых перспективных тонкопленочных покрытий являются прозрачные проводящие покрытия на основе оксидов металлов (цинка, олова, индия). Прозрачные проводящие оксиды (transparent conductive oxide, ТСО) принадлежат к классу полупроводников с широкой запрещенной зоной и находят все более широкое применение в производстве плоских дисплеев, прозрачных электродов и нагревательных элементов, теплосберегающих технологиях и т.п. Широко применяется легирование оксидов металлов различными химическими элементами (алюминием, галлием, фтором и т.д), что значительно улучшает электрофизические свойства напыляемых пленок. Оксид цинка рассматривается как наилучшая альтернатива дорогостоящим покрытиям оксида индий - олова. Наибольшее распространение получило легирование оксида цинка алюминием либо галлием, а оксида олова - фтором. Экспериментальные работы показали, что оксид цинка, легированный алюминием (ZnO:Al) или галлием (ZnO:Ga), обладает меньшим удельным сопротивлением и лучшими оптическими свойствами, по сравнению с оксидом олова, легированным фтором (SnO:F) и является одним из самых перспективных тонкопленочных покрытий. Однако, разработанные к настоящему времени способы магнетронного распыления обеспечивают получение ТСО на основе ZnO с низким удельным сопротивлением только при температуре выше 200°С, что ограничивает область их возможного применения. Например, напыление проводящих покрытий на полимерные подложки возможно при температурах, не превышающих температуру размягчения материала, которая для лавсана составляет 110°С. Для достижения оптимальной структуры и свойств ТСО покрытий важно регулировать плотность ионного тока на подложку J„ энергию бомбардирующих ионов и другие параметры плазмы. Используемый для нанесения ТСО метод магнетронного распыления позволяет контролировать параметры плазмы и, как следствие, управлять условиями осаждения пленки, определяющими электрофизические и структурные свойства наносимого покрытия, в широком диапазоне.
Список литературы: · Минайчев В.Е .Магнетронные распылительные устройства (магратроны). · Берлин ЕВ Вакуумные технологии и оборудование. · Данилин БС Вакуумные технологические процессы. · Интернет.
Популярное: ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (915)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |