Раствор для получения полупроводниковых пленок на основе диоксида олова Советский патент 1993 года по МПК C30B7/00 C30B29/16 

Изобретение касается получения прозрачных полупроводниковых покрытий и может быть использовано в оптоэлектронике.

Цель изобретения - повышение устой- .чивости раствора, снижение его агрессивности при одновременном повышении прозрачности получаемых пленок, а также возможность регулирования проводимости в пределах от 0,1 до 10 Ом-сми температурного коэффициента сопротивления (ТКС) от -1.13 до+3,9%.

Поставленная цель достигается тем, что в состав раствора вводят оксалат олова, растворенный в пероксиде водорода, и N-оксид третичного амина С12-18 в качестве смачивателя и использованием воды в качестве растворителя. В качестве добавки для получения проводящих покрытий используется хлорид сурьмы до 6%.

Предлагаемый раствор исключает использование хлоридов олова, загрязняющих пленку и снижающих ее электрофизические и оптические характеристики. Кроме того раствор обладает высокой устойчивостью, сохраняя свои свойства в течение длительного времени, не требуется сложное оборудопание для нанесения пленок, пленки,полученные из него,обладают высокой адгезией к подложке, имеют более высокую проводимость, прозрачность. Использование предлагаемого раствора по- зволяет управлять проводимостью и ТКС получаемых пленок.

со

Осаждение пленок при использовании предлагаемого раствора может производиться методом полива или центрифугирования на подложки из стекла, кварца, ситалла. слюды, кремния, термостойких пластмасс и других материалов. После высушивания пленочный раствор прокаливают при 300-400°С.

Пример 1. 2,4 г SnCaCU.растворяют в 3 мл 30% раствора пероксида водорода (НгОа), добавляют 0,2 мл 4%-ного раствора N-оксида третичного амина в воде, после .чего доводят раствор водой до 50 мл. Методом полива раствор наносят на заранее очищенную поверхность стекла, сушат при 100°С в течение 30 мин. и прокаливают при 400°С 2 часа.

В результате, как показывает рентгенографический анализ, получают пленку 5пз04 толщиной 0,5 мкм с следующими характеристиками:

удельное

сопротивление р 1,06x10 Ом см

ТКС в области

температур 18-100°С - 1,13 %

оптическое

пропускание в

видимой области

спектра, Т85 % Раствор сохраняет свои свойства более одного года. Состав раствора:

SnCa04-48 г

НаОа- 18 г

N-оксид третичного

амина-0,16 г

Н20ДО 1 Л.

Пример 2. 2,4 SnC20/i растворяют в Змл30% Н202вводе,растворяютО,1 rSbCla добавляют 0,2 мл 4%-ного раствора N-оксида третичного амина в воде, доводят раствор водой до 50 мл, центрифугированием наносят раствор на кварцевую подложку. В результате получают пленку 8пз04 : ЗЬаОз толщиной 0,53 мкм со следующими характеристиками:

р- 9 Ом-см, ТКС в области температур, . указанной выше, 3,9% . Т 80%.

Раствор сохраняет свои свойства в течение 1 года и более. Состав раствора:

SnC204 48 г НаОа 18 г SbCIs 2 г N-оксид третичного амина 0,16 г

Н20ДО 1 Л

Пример 3. 2,5 г SnCaO растворяют в 3 мл 30 % раствора Н20а в воде, растворяют

0,2 г SbCIs, доводят объем до 50 мл. Далее

как в примере 1. Полученная пленка имеет

следующие характеристики:

/о 7,20м-см ТКС 1,9% Т 79 %

Раствор сохраняет свои свойства не менее

1 года.

Состав раствора: SnC204100 г

Н20218 Г

SbCb4,1 г N-оксид третичного амина 0,16 г

Н20ДО 1 Л.

Пример 4. 6r SnC204 растворяют в 5 мл 30 % раствора Н202 в воде, растворяют 0,38 г SbCIs и 0,5 мл 4% раствора N-оксида третичного амина в воде, доводят раствор водой до 50 мл. Далее как в примере 1. Полученная пленка имеет следующие характеристики:

р 630м-см ТКС 1,6% Т 78 %

раствор сохраняет свои свойства не менее,, чем 1 год Состав раствора:

SnC204120г

H2U2i 30 Г

5ЬСЫ Ц. 7-5.г

N-оксид третичного амина .0,2 г

Н20 ДО 1 Л.

Пример 5. 6 г 8пС2р4 растворяют в 5 мл 30% Н20а в воде, растворяют 0,65 г и 0,5 мл 4% раствора N-оксида третичного амина в воде, доводят раствор водой до 50 мл и наносят его центрифугированием на кварцевую подложку. Далее как в примере 1.

Пленка имеет следующие характеристики: р 400м-см ТКС 1,2% Т 82 %

Состав раствора:

SnC204120 г И202 30 г SbCla 13 г N-оксид третичного амина . 0,16 г до 1 л. Раствор сохраняет свои свойства более 1 года.

Пример 6. 6 г SnC204 растворяют в 5 мл 30% раствора Н202. растооряют 0,9 г SbCis затем 0,5 мл 4% раствора N-оксида третичного амина в воде, доводят раствор водой до 50 мл. Далее как в примере 1. Полученная пленка имеет следующие характеристики:

/э 20 Ом см ТКС 1,2% Т 77%

Раствор сохраняет свои свойства более 1

года.

Состав раствора:

SnCaCM120 г Н202 30 г 18 г N-оксид третичного амина 0,2 г НаО до 1 л. Пример 7. При составе раствора SnC204 120 г

Н20230 Г

N-оксид третичного амина0,2 г

Н20до 1 л приготовленного вышеописанным методом, получают пленки с

р.180м-см

ТКС 1,1 %

Т 75%

При увеличении количества вводимого оксалата олова в предлагаемый состав, сопротивление пленок изменяется незначительно и остается на уровне 103 - 104 Ом-см, ГКС; также не изменяется (-1,13 - 1,1%) пропускание ухудшается. Это говорит о том, что для достижения цели нет необходимости повышать расход исходной.соли. Умень- шение количества вводимого оксалата олова .приводит к резкому возрастанию сопротивления до 109 Ом.см и уменьшению адгезии пленки и ее растрескиванию, Таким образом, указанное количество оксалата олова, вводимого в раствор,является оптимальным, при котором достигается цель изобретения.

При концентрациях , вводимого в раствор;больших 18 г существенного повышения проводимости и изменения ТКС не .наблюдается, а прозрачность получаемых пленок падает. Отсюда вытекает вывод, что повышение концентрации SbCIs вышз 24 г в составе предлагаемого раствора нецелесообразно по экономическим соображениям, Цель изобретения может быть достигнута при указанных в формуле изобретения концентрациях .

Избыток пероксида водорода по сравнению с указанным в примерах приводит к уменьшению стабильности раствора. Его количество выдержано в пределах, необхо- димых для полного растворения вводимого оксалата олова.

N-оксид третичного амина использован в качестве смачивателя, уменьшение его количества ухудшает адгезионные свойства получаемых слоев, увеличение сверх 0,5 г/л ухудшает стабильность раствора.

Предлагаемые растворы позволяют получать пленки с большим набором удельных сопротивлений (20 Ом-см - 103 Ом«см) и ТКС (-1,13-3,9%).

Заявляемое изобретение позволяет ис: ключить использование агрессивных и легко воспламеняющихся жидкостей, сократить энергозатраты при получении пленок, упрощает технологию их изготовле-- ния, повышает срок службы используемых растворов и производительность работ при нанесении покрытий.

Фор.мула изобретения 1. Раствор для получения полупроводниковых пленок на основе диоксида олова, содержащий соль олова, органическое соединение и воду, отличающийся тем, что, с целью снижения агрессивности, повы- шения устойчивости раствора и прозрачности пленок, раствор дополнительно содержит пероксид водорода, в качестве соли олова он содержит оксалат олова, а в качестве органического соединения - N-ок- сид третичного амина при следующем соотношении компонентов:

Оксалатолова48-120 г Пероксид водорода 8-30 г Оксид третичного

амина 0,1-0,5 г Вода До 1 л. 2. Раствор по п. 1,отличающийся тем, что, с целью регулирования проводимости пленок от 10 до 103 Ом См итемператур- ного коэффициента сопротивления от + 1,1 до 3,9% раствор дополнительно содержит трихлорид олова в количестве 0,002 до 20% по отношению к оксалату олова.

Использование: в оптоэлектронике. Раствор содержит следующие компоненты: оксалат олова 48-120 г, пероксид водорода 8-30 г, Nl-оксид третичного амина 0,1-0,5 г, вода до 1 л. Этот состав обеспечивает снижение агрессивности, повышение устойчивости раствора и прозрачности пленок. Для регулирования проводимости пленок от 10 до 10 Ом-сми температурного коэффициента сопротивления от +1.1 до 3,9% раствор дополнительно содержит трихлорид олова в количестве 0,002 до 20% по отношению к оксалату олова. Получены прозрачные пленки ЗпзОз толщиной 0,5 мкм с пропусканием в видимом диапазоне длин волн 75-83%. 1 з.п, ф-лы. (Л