光吸收层及含该层层系统、层系统制造方法及适用溅镀靶的制作方法_2

文档序号:9422467阅读:来源:国知局
粉碎(颗粒大小<IOym) 并将该粉末在纯氧下在l〇〇〇°C条件下退火1小时,就会达到重量的增加。因此,运样由重量 增长而确定还原度R[% ]:
[0033]R[% ]=IOOX重量增加/退火样本的氧的总重量。
[0034] 由成分Kl和K2组成的层材料在下文中也称为"基础材料"。黑化成分K2的份额 量(例如钢份额)由亚化学计量的氧化物/氮氧化物的份额或基质内部的金属的份额而确 定,其中份额分别由重量而确定,该重量仅表现出成分K2的元素金属,并且该金属重量与 基质的重量相关。黑化成分K2的运样得出的金属重量份额在20至50重量%范围之间,但 是优选为至少25重量%并理想地在30至45重量%之间的范围内。
[0035] 由具有上述份额的Kl和K2组成的基础材料得到具有W下特性的层:
[0036] -该层能够通过使用稀释酸并借助于基于KOH+H2O2的方法或通过添加含氣的化合 物(例如NH4HF2)而在没有颗粒形成的条件下蚀刻,该稀释酸了来自hn〇3、肥1和有机酸(例 如草酸、醋酸、憐酸)的群组。并不需要氣氨酸。
[0037]-在550皿的波长中,该层具有大于0. 7的吸收系数kappa。
[0038] 就此对于吸收系数kappa适用:
[0039] n*kappa二k
[0040] 其中k=消光系数,该消光系数再用于复折射率
[0041] N二n+i本k
[0042] 并借助于该消光系数而考虑由该层的折射率中的虚部对衰减的贡献。
[0043] 该基础材料的蚀刻速率取决于该组成成分。成分K2的亚化学计量或金属相并不 会倾向于形成难W蚀刻的结构。该蚀刻速率因此首先通过基础成分Kl的份额而确定。氧 化锋、氧化锡和氧化铜却是具有更高的单位蚀刻速率的、相对更容易蚀刻的氧化物。
[0044] 该基础材料的蚀刻速率可W通过由氮来替代一部分的氧而减小,其中运个效果却 很微弱并且最多只能适用于精确调准。基本上,基础材料的蚀刻速率只能够在由组成成分 W及特别是由Kl的份额所确定的极限值内而变化。
[0045] 特别是,基础材料的蚀刻速率在低于由Kl与K2共同预设的单位蚀刻速率的情况 下几乎不再减慢。然而,在对蚀刻速率的变化有特别高需求的情况下并且特别是在额定蚀 刻速率必须小于由Kl预设的单位蚀刻速率的情况下,基础材料却几乎不适用。
[0046] 根据本发明,因此通过用附加成分K3来代替基础成分Kl的一部分而对纯基础材 料的蚀刻行为进行调整。附加成分K3(正如基础成分Kl)作为完全氧化的金属(=完全氧 化物(Volloxid))或者作为亚化学计量的氧化物(具有氧缺陷)而存在并从由氧化妮、氧 化给、氧化铁、氧化粗、氧化饥、氧化锭、氧化错和/或氧化侣组成的群组中选择。可W通过 附加成分K3的类型、组成和份额量而在极限值W内调整该层材料的蚀刻行为,与没有附加 成分K3相比运些极限值的范围更宽。通过运种添加可W使层材料的蚀刻速率在宽的极限 值内减慢并精确调准。
[0047] 与氧化的基础成分Kl相比,氧化的附加成分K3更难蚀刻,即蚀刻得更慢。附加成 分K3(大概像是佩2〇5)替代了基础成分(大概像是化0)-部分,不过最多为其75重量%。 基础成分Kl和附加成分K3共同构成了层材料的50重量%至80重量%。层材料的主要 氧化基质在运种情况下由基础成分Kl和附加成分K3共同组成;黑化成分K2在其中分布。 附加成分K3的份额就此作为附加成分K3相对于完全氧化的基质的总重量的重量比例而算 出。
[0048] 基础材料和附加成分K3运样根据彼此而调整,即,使附加成分K3引起基础材料的 蚀刻速率的减慢。鉴于此方面,文献中目前还没有描述到具有成分K3的基础材料,其组成 总体由上述的总式来概括。基于对附加成分K3对于基础材料蚀刻速率的作用的理解(如 图10所示出的大约为线性的),上述总式实现了对并不完全氧化的层材料的特性描述,而 无需繁复的试验来研究,也并不排除找到该总式W外的具有多种组成的其它适合的混合氧 化物系统。
[0049] 光吸收层(吸收层)的蚀刻行为或者含有该吸收层的层系统的蚀刻行为可W通过 附加成分K3来与邻接层的蚀刻速率相匹配,从而例如避免了层的下陷OJnteraetzen)。根 据层材料的预设单位蚀刻速率的不同,附加成分K3的份额y处于0至< 15重量% (对于 相对高的额定蚀刻速率);在15至< 30重量%之间(对于中等额定蚀刻速率);在30至 < 45重量% (对于相对低的额定蚀刻速率)或者在45至60重量% (对于非常低的额定 蚀刻速率)。
[0050] 鉴于该层材料的光学特性方面并且特别鉴于尽量高的kappa值W及较低的层反 射率方面,已证实为特别有利的是,由附加成分K3来替代基础成分的最多=分之一。
[0051] 就此,氧化的或基本氧化的附加成分K3替代了氧化或基本氧化的基础成分Kl的 一部分并与其形成了混合氧化结构。在该混合氧化结构中K2的份额均匀地分布。
[0052] 关联到尽可能均匀的蚀刻行为而特别有利的是,使层材料具有狂射线照片的)非 晶质、均相的结构,从而使该层材料不具有能够借助于X射线衍射仪检测而测得的晶体结 构。
[0053] 由此得到均匀的蚀刻行为,例如在通过氣离子的蚀刻中或在基于K0H+H2化的方法 中。运样特征化的层即使在透射电子显微镜的观察中直到低至2nm的分辨率极限都并不显 示出任何结构。但是非晶质结构却并不是热力学稳定的,从而可能通过退火或加热而使得 晶体沉积形成。
[0054] 报据本发巧的房系统
[0055] 鉴于光吸收层系统方面上述的目的根据本发明而通过一种实施方式达成,该实施 方式包括根据本发明的光吸收层作为背向观察者的吸收层并结合面向观察者的抗反射层, 其中该层系统在380至780nm的波长范围内突出特点在于小于2%的可见光透射率Tv W及 小于6%的可见光反射率Rv。
[0056] 该层系统含有至少一个光吸收层(如W上对光吸收层的描述,并就此也称为"吸 收层")和至少一个抗反射层。下文会对该抗反射层进一步说明。
[0057] 抗反射层可W施加在由透光的材料组成的基体上,例如在玻璃板上、在塑料载体 上或薄膜上。或者直接地或者经过一个或多个中间层而接着该抗反射层的是根据本发明的 吸收层,该吸收层可W配有其它的功能层。
[0058] 对于可见光透射率Tv和对于可见光反射率Rv的说明就此设及到整个层系统。就 此可见光透射率Tv理解为根据视觉灵敏度而标准化的透射率,该透射率从该层系统的整 体透射率而算出。为了计算可见光透射率Tv将光谱仪的测量值与视觉灵敏度的标准化系 数卷积(gefaltet)并且积分或相加。运些视觉灵敏度的系数在DINEN410中规定。
[0059]与此类似地将可见光反射率Rv理解为根据视觉灵敏度而标准化的反射率,该反 射率从该层系统的整体反射率中算出。就像对可见光透射率已描述的一样,W类似的方式 为了计算可见光反射率Rv而将光谱仪的测量值与视觉灵敏度的标准化系数卷积并且积分 或相加,其中视觉灵敏度的系数在DINEN410中规定。如果将光吸收层施加在透明的基体 上,为了计算可见光反射率还要减去基体未覆层表面上的反射率值。可见光反射率Rv小于 6%,优选小于3%。
[0060] 层系统总体应该对于观察者是光学不透明的,也就是看起来看不透的。运需要在 380至780nm的可见光谱范围内的高吸收作用。至少在从观察者所见的后层层面(也就是 吸收层)中由此确保了较低的可见光透射率Tv,从而为层系统总体调整出在前述的波长范 围内较小的可见透射率Tv:小于2%,优选小于1%并且特别优选小于0.2%。出于同样的 原因,也期望较低的可见光反射率Rv:优选小于3%。
[0061] 为了抗反射层的设计而基本上并优选地考虑与吸收层相同的物质,但是却使其具 有完全的化学计量或者至少具有较不显著的氧缺陷值。甚至证实为有利的是,使抗反射层 也具有一定的氧缺陷值,其中该氧缺陷值却小于在吸收层中的氧缺陷值并且氧含量至少为 化学计量的氧含量的95%。由此并不仅仅是吸收层,而是抗反射层也产生了一定的吸收作 用,从而为了确保所需的整体吸收作用而使层系统的整体厚度可W保持为较小。
[0062] 不过,在文献中用于抗反射覆层的其它绝缘层系统也适用,例如A1N、Sn化、Si3N4、 册〇2、ZnO、Ti〇2、册〇2、AI2O3、氮氧化娃或其混合物。
[0063] 抗反射层的功能(也就是将对于在可见光波长范围内的射入的光的反射保持得 尽可能小)由此W有利的方式而得W满足,即,使该抗反射层施加在基体上并使该反射层 具有折射率叫,对其适用:ns<nK<riA,其中ns是基体的折射率并且n,是吸收层的折射 率。不过也可W考虑运样的解决方案,其中该层或层系统例如能根据空气而调节。
[0064] 虽然由抗反射层和吸收层组成的双层的实施在技术上更简单,但是也可能使层系 统的结构由W其氧的亚化学计量而分层的多个层组成或者由一个梯度层组成,该梯度层从 观察者的视线方向出发而所见为连续越来越少氧的。 阳0化]该吸收层的重要功能是对于经抗反射层而射入的光照射产生尽可能高的吸收作 用。用于满足该功能的参数除了吸收层的材料W外还有其层厚度W及氧缺陷的程度。
[0066]鉴于生产成本方面,用于保持预设的最大透射率的该层系统的总厚度应尽可能地 小。就此,最重要的参数为氧缺陷值W及吸收层的厚度。必需的最小厚度可W通过试验而 简单地得出。作为在层系统的高吸收作用W及覆层成本之间适当的折衷方案而证实出一种 层结构,其中光吸收层具有小于600nm、并优选在250至450nm范围内的层厚度。
[0067]为了在射入的光线的相反方向上的尽可能小的反射率W及与吸收层良好的反射 配合,该抗反射层具有在45至60nm范围内的厚度。
[0068] 通过亚化学计量的第二种成分的含量的增加(例如通过亚化学计量的氧化钢的 含量的增加,运意味着氧缺陷值的增加),相应层的折射率增加并因此使足够抗反光的难度 增加。当吸收层的氧含量为完全氧化的层的化学计量的氧含量的30至65%,优选40至 60%,会得到在尽可能高的光吸收作用和良好的抗反射作用之间的最佳折衷效果。吸收 层就此缺少了本应该在完全化学计量的、绝缘层中出现的氧原子的30至65%,优选40至 60%。
[0069] 上述目的根据本发明还通过光吸收层系统的另一种实施方式而达到,该实施方式 包括了根据本发明的光吸收层作为面向观察者的吸收层并结合背向观察者并充当了导体 电路的金属层。
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