Flash Lamp Annealing (FLA) of Magnetron Sputtered Low‐Temperature TCO Coatings: Post‐growth treatment enhances highly conductive and transparent thin films

• Published in: Vakuum in Forschung und Praxis : Zeitschrift für Vakuumtechnologie, Oberflèachen und Dünne Schichten Oberflèachen und Dünne Schichten, 2017-08, Vol.29 (4), p.21-25
• Main Authors: Panckow, Andreas N., David, Clement, Weber, Jörg
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0947-076X; 1522-2454
• DOI: 10.1002/vipr.201700652

Thin 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. Flash 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.