Flash Lamp Annealing (FLA) of Magnetron Sputtered Low-Temperature TCO Coatings
Post-growth treatment enhances highly conductive and transparent thin films
Dr. Andreas N. Panckow: hat im Jahr 1996 auf dem Gebiet der Dünnschichttechnologie promoviert. Seit 2002 arbeitete er am industriellen Einsatz der Magnetronsputtertechnologie und weiterer Vakuumbeschichtungsverfahren sowie dazugehöriger Anlagentechnik in der deutschen Photovoltaik- und Architekturglassbranche. Im Jahr 2013 begann Dr. Panckow bei der Solayer GmbH als Leiter für Technologie und ist seit 2016 Leiter Forschung und Entwicklung am Standort Kesselsdorf. Er hat über 20 wissenschaftliche Publikationen veröffentlicht und ist Miterfinder mehrerer patentierter Verfahren und Hardwarekomponenten.
Dipl.-Ing. Jörg Weber: hat im Jahr 1990 auf dem Gebiet der Dünnschichttechnologie sein Diplom erlangt. Er arbeitete seit 1995 im Spezialanlagenbau als Ingenieur an Prozessentwicklung, -inbetriebnahme und Service in der Vakuum- und Plasma-Dünnschichttechnik. Seit März 2016 ist Jörg Weber bei der Solayer GmbH als Prozess-Ingenieur verantwortlich für plasmagestützte Schichtabscheidung und für die Weiterentwicklung der FLA-Technologie. Er ist Co-Autor mehrerer wissenschaftlicher Publikationen.
Clement David: erlangte im Jahr 2007 den Mastergrad im Bereich der Materialwissenschaften bei der Universität Poitiers in Frankreich. Seit 2008 betätigt er sich mit der Prozessoptimierung im Bereich Vakuumverfahren und Dünnschichttechnologie. Im Jahr 2013 begann er bei der Solayer GmbH als Prozessentwickler. Dort führte er Reaktivprozesse für die TCO-Beschichtung ein und entwickelte Niedrigtemperaturprozesse für hochleitfähige und -transparente Schichten.
Summary
enThin TCO layers, like ITO and AZO, are commonly used in applications where highly conductive and transparent thin film systems are necessary for large area applications such as displays, touch panels, electroluminescent devices, electrochromics, energy efficient window systems and photovoltaics. At present the best ITO and AZO quality is attained with films deposited by means of magnetron sputtering using ceramic targets at substrate temperatures above 200 °C. In this study have been investigated TCO films deposited by reactive magnetron sputtering from a rotary indium-tin target, ITO films sputtered from ceramic target and reactively sputter deposited AZO films from zinc-aluminium targets, respectively.
A promising approach to improve the properties of TCO films sputtered at low substrate temperatures is the application of post-growth treatment by flash lamp annealing. This has been applied for ITO and AZO samples that have been deposited at various temperatures and oxygen partial pressures.
Zusammenfassung
deFlash Lamp Annealing (FLA) magnetron-gesputterter TCO Schichten – Nachbehandlung zur Verbesserung hochleitfähiger transparenter Schichtsysteme
Dünne TCO-Schichten, wie ITO und AZO, werden üblicherweise in Anwendungen genutzt, bei denen hoch leitfähige und transparente Systeme notwendig sind. Beispiele großflächiger Anwendungen von TCO-Schichten sind in den Technologiegebieten Display, Touch-Panel, Elektroluminizenz, Elektrochromie, energieeffiziente Fenstersysteme und Photovoltaik zu finden. Gegenwärtig werden die besten ITO- und AZO-Qualitäten mit Schichten erreicht, die durch Magnetronsputtern unter Nutzung keramischer Targets bei Subtrattemperaturen oberhalb von 200 °C abgeschieden werden. In dieser Studie wurden ITO Schichten, die mittels reaktiven Magnetronsputterns von einem rotierenden Indium-Zinn-Target bzw. von einem keramischen ITO-Target abgeschieden wurden, sowie von einem Zink-Aluminium-Target reaktiv gesputterte AZO Schichten untersucht. Ein vielversprechender Ansatz zur Verbesserung der Eigenschaften von TCO-Schichten, die bei niedrigen Substrattemperaturen gesputtert wurden, ist der Einsatz einer Nachbehandlung durch die Blitzlampenmethode „Flash-Lamp-Annealing“ (FLA). Diese Behandlung wurde für ITO- und AZO-Schichten durchgeführt, die bei verschiedenen Temperaturen und Sauerstoffpartialdrücken abgeschieden wurden.
