Отделение Тонких Пленок ITO От Кремниевой Подложки С Помощью Микросекундного Лазерного Облучения

Abstract

Представлено исследование метода отделения тонких пленок ITO (indium-tin oxide) от кремниевой подложки с помощью импульсного лазерного облучения. Метод предоставляет возможность отделения пленок с толщинами от 360 нм без их разрушения. Процесс отделения заключается в последовательной обработке поверхности одиночными лазерными импульсами микросекундной длительности на длине волны 650 нм. Пленки, полученные методом высокочастотного магнетронного распыления, после отделения от кремниевой подложки обладают пропусканием более 65% в видимом диапазоне и поверхностным сопротивлением ∼ 1.2 кОм/ . Проведена оценка термонапряжений, возникающих в тонких пленках ITO и приводящих к ее отслаиванию. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44568.8444 ВведениеТонкие пленки оксида индия с примесью олова (indium-tin oxide, ITO) находят применение при изго-товлении светоизлучающих полупроводниковых элемен-тов, оптоэлектронных приборов, жидкокристаллических дисплеев и т. п. Широкое распространение покрытия на основе ITO получили благодаря прозрачности в види-мой области спектра и низкому удельному сопротив-лению [1,2]. Известно множество способов получения прозрачных проводящих покрытий на основе оксида индия. В основном для синтеза высококачественных пленок ITO используются такие высокотемпературные методы, как газофазное осаждение, атомное осаждение, осаждение из жидкой дисперсионной среды и др. [3][4][5]. Эти методы в силу требования высокой температуры подложки при осаждении или последующем отжиге накладывают ограничение на использование подложек, не выдерживающих высокотемпературного нагрева. Та-ким образом, сужается область применения пленок ITO в устройствах гибкой оптоэлектроники, солнечных элементах, органической фотоэлектронике и др. [6,7]. В связи с этим в последнее время стало актуальным получение прозрачных проводящих покрытий при пони-женных температурах синтеза на термочувствительных подложках. Однако следует отметить, что низкотемпе-ратурные методы для получения высококачественных пленок ITO выдвигают более жесткие требования к качеству материалов и процессу синтеза [8,9].Известны методы, при которых прозрачные проводя-щие пленки формируются высокотемпературными мето-дами на ростовых подложках, а затем производится отде-ление и перенос пленок на целевые подложки-носители. К таким методам относятся химическое (chemical liftoff) [10,11] и лазерное отделение (laser lift-off) [12][13][14][15][16]. Метод химического отделения позволяет отслаивать пленки ITO без механического повреждения, но требует создания промежуточного слоя на ростовой подложке и дополнительного отжига после отделения, что влияет на качество пленок ITO. Данный метод чаще всего используется для структурирования прозрачных прово-дящих покрытий и отделения пленок ITO с бывших в употреблении устройств для вторичного использования. Метод лазерного отделения, первоначально разработан-ный для отслаивания эпитаксиальных пленок GaN, а затем пленок ITO и других от сапфировых подложек, основан на воздействии ультрафиолетового лазерного излучения на пленку со стороны подложк...