[發明專利]制備含金屬氧化物層的方法

有效

• 申請號: 201080037333.1
• 申請日: 2010-08-13
• 公開（公告）號: CN102575350A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: J·施泰格;D·V·范;H·蒂姆;A·默庫洛夫;A·霍佩
• 申請（專利權）人: 贏創德固賽有限公司
• 主分類號: C23C18/12
• 分類號: C23C18/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周鐵;林森

本發明涉及一種制備含金屬氧化物層的方法、可以利用該方法制備的層及其應用。

氧化銦(三氧化二銦，In₂O₃)是一種很有前景的半導體，因為其有介于3.6～3.75eV之間大帶隙(蒸鍍層的測定值)[H.S.Kim，P.D.Byrne，A.Facchetti，T.J.Marks；J.Am.Chem.Soc.2008，130，12580-12581]。除此之外，厚度為幾百納米的薄膜在可見光譜范圍內可具有高透明度，在550nm波長下透明度大于90％。在極其高度有序的氧化銦單晶中還能測量到高達160cm²/Vs的載流子遷移率。

通常主要將氧化銦與二氧化錫(SnO₂)一起作為半導體混合氧化物ITO使用。由于ITO層的電導率比較高，同時在可見光譜范圍內具有透明性，因此其主要應用于液晶屏(LCD；液晶顯示器)領域，尤其用作“透明電極”。在工業領域主要采用成本昂貴的蒸鍍方法，在高真空條件下制備這些通常經過摻雜的金屬氧化物層。

除了含金屬氧化物的層之外，含氧化銦的層及其制備、尤其是ITO層和純凈的氧化銦層對于半導體和顯示屏行業而言特別重要。

有許多化合物種類可作為合成含金屬氧化物層的起始原料或前體。例如可使用銦鹽來合成氧化銦。Marks等人描述了使用InCl₃構成的前體溶液以及溶解于甲氧基乙醇中的堿單乙醇胺(MEA)制備的部件。在旋涂該溶液之后，在400℃溫度下進行熱處理，即可產生相應的氧化銦層。[H.S.Kim，P.D.Byrne，A.Facchetti，T.J.Marks；J.Am.Chem.Soc.2008，130，12580-12581?and?supplemental?informations]。

此外也可以使用烷氧基金屬化合物作為合成金屬氧化物的起始原料或前體，所述烷氧基金屬化合物指的是由至少一個金屬原子、至少一個通式為-OR(R＝有機殘基)的烷氧基殘基以及任選地一個或多個有機殘基-R、一個或多個鹵素殘基和/或一個或多個-OH或-OROH殘基構成的化合物。

按照現有技術所述，可以獨立使用不同的烷氧基金屬化合物和氧代烷氧基金屬化合物來形成金屬氧化物。與所提及的烷氧基金屬化合物相比，氧代烷氧基金屬化合物還具有至少另一個直接與一個銦原子結合或者橋連至少兩個銦原子的氧殘基(氧代殘基)。

Mehrotra等人描述了用三氯化銦(InCl₃)與Na-OR制備三烷氧基銦In(OR)₃，式中R表示甲基、乙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基和苯基殘基。[S.Chatterjee，S.R.Bindal，R.C.Mehrotra；J.Indian?Chem.Soc.1976，53，867]。

Carmalt等人的回顧性論文(Coordination?Chemistry?Reviews?250(2006)，682-709)描述了不同的烷氧基鎵(III)和芳氧基鎵(III)以及烷氧基銦(III)和芳氧基銦(III)，這些氧化物部分也可以通過烷氧基基團橋連的形式存在。此外還介紹了一種以氧代基為中心的簇，通式為In₅(μ-O)(OⁱPr)₁₃，更精確的通式為[In₅(μ₅-O)(μ₃-OⁱPr)₄(μ₂-OⁱPr)₄(OⁱPr)₅]，其為一種無法從[In(OⁱPr)₃]制備的氧代烷氧基化合物。