[发明专利]含铟醇盐及锡醇盐的组成物的制造方法及借由该方法制得的含铟醇盐及锡醇盐的组成物

说明书

技术领域

本发明涉及一种含铟醇盐及锡醇盐的组成物的制造方法，特别是涉及一种适于以涂布方式来制备铟锡氧化物(indium tin oxide，简称ITO)薄膜的含铟醇盐及锡醇盐的组成物的制造方法，以及借由该方法制得的含铟醇盐及锡醇盐的组成物。

背景技术

铟锡氧化物(ITO)为锡掺杂氧化铟，可以In₂O₃:Sn表示，利用掺杂不同的杂质可以使ITO成为p型(p-type)或n型(n-type)的半导体。ITO属于一种高透明性且具有高导电性的金属氧化物薄膜，其主要成分为In₂O₃，而In₂O₃本身在结构上就容易失去氧而形成氧空缺，因此在制备ITO薄膜的过程中就存在着许多氧空缺，这些氧空缺取代原先O^2-的位置，当失去氧原子后这些位置就留下具有负二价的静电荷(2e^-)，而产生施体中心(donorsite)。这就是In₂O₃本身具有导电性质的原因。另一方面当In₂O₃在添加SnO₂后，因为In³⁺(离子半径为0.79 )与Sn⁴⁺(离子半径为0.69 )具有相近的离子半径，所以Sn⁴⁺会取代In³⁺而提供一个自由电子当做施体中心。当锡掺杂量少时，主要是以Sn⁴⁺为主并以施体的角色存在晶格当中，可以提高导电度；当锡掺杂量多时，则以Sn²⁺为主，比In³⁺少一个电子，而成为受体中心(acceptor site)，降低导电度。此外，掺杂过多的锡会使晶格扭曲，降低载子的移动力，也会降低导电度。由此可知，适当的锡掺杂量可以降低导电性质，而且不同的制备方法其锡最大掺杂量也不同。利用溅镀法(sputtering method)制备ITO膜，其所使用的靶材(target)可为铟锡合金靶材，或是In₂O₃及SnO₂混合烧结而成的氧化物靶材，通常In∶Sn＝90∶10(wt％)，若是能利用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备ITO溶胶，其锡的掺杂量(Sn/In+Sn)将可通过起始物间比例的最佳化，来达到较低的电阻率。

为利用溶胶-凝胶法制备ITO，必须先制造铟醇盐(indiumalkoxide，In(OR)₃)及锡醇盐(stannic alkoxide，Sn(OR)₄)，并且如果能制备出一种同时含高纯度铟醇盐及高纯度锡醇盐且该二者比例是可轻易调控的液态组成物，将非常有利于通过涂布及溶胶-凝胶工艺来制造ITO薄膜。以下先介绍传统单成分金属醇盐(metal alkoxide)的制造方法。

铟醇盐的合成已见于文献，如“J.Indian Chem.Soc.Vol LIII， September 1976，pp.867-869”描述有关铟醇盐的合成法。如三异丙醇铟(indium tri-isopropoxide)的合成是将无水氯化铟(anhydrousindium(III)chloride)与异丙醇(isopropanol)在异丙氧化钠(sodiumisopropoxide)存在下回流反应而制得，通过再将三异丙醇铟醇解可得其他铟醇盐，但是此法所得的三异丙醇铟常含有钠，不为特定行业所接受，且其不易溶于有机溶剂，不利于涂布作业。

另有其他专利描述有关金属醇盐的合成法，是将金属卤化物在碱性环境下与醇类反应而制得，如下段说明。

如美国专利第3946056号揭示的一种通过两步骤来合成锡醇盐的方法：首先是将氯化锡(SnCl₄)与烷基胺类反应(第一步骤)，所得的产品再与三级醇反应(第二步骤)，制得锡醇盐；此方法不适合铟醇盐的合成，因为会在第一步骤时就先生成氯化铟/烷基胺错合体，此错合体相当稳定且不易再与醇类反应。