DE19535068A1 - Beschichtung zur strukturierten Erzeugung von Leiterbahnen auf der Oberfläche von elektrisch isolierenden Substraten - Google Patents

Beschichtung zur strukturierten Erzeugung von Leiterbahnen auf der Oberfläche von elektrisch isolierenden Substraten

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Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtung zur strukturierten Erzeugung von Leiterbahnen auf der Oberfläche von elektrisch isolierenden Substraten, insbesondere zur Herstellung von Sensorelementen und Leiterplatten, sowie ein Verfahren zur Erzeugung von Leiterbahnen.
Im Chip- und Waferbereich für Mikrosensoren, für Hybridschaltungen, Displays, etc., kommt der strukturierten Erzeugung von Leiterbahnen eine zentrale Rolle zu. In diesen Bereichen werden sogenannte Master (Masken) zur Strukturierung eingesetzt, welche in der Regel aus Glasmaterial als Trägerwerkstoff bestehen. Auf diesen Werkstoff wird eine dünne homogene oder inhomogene Schicht, in der Regel Chrom, aufgedampft, welche dann mit dem entsprechend geforderten Layout strukturiert werden muß. Auch in vielen anderen Bereichen der Elektronik ist die Strukturierung von dünnen Schichten oder verbunden auf vornehmlich Glassubstraten in Hinblick auf eine Verwendung als Leiter- und Verdrah­ tungssystem sehr interessant. Hier ist es bereits bekannt, eine zu strukturierende dünne Metallschicht von ca. 0,1 µm bis 0,2 µm Stärke mit einem Lack zu beschichten, der dann mittels eines Elektronen- oder Laserstrahls bzw. über optische Systeme belichtet und entwickelt wird. Dann erfolgt ein chemischer Ätzschritt, welcher die freigelegten metalli­ schen Flächen beseitigt.
Im Bereich der Herstellung von Leiterplatten ist es durch die DE 40 10 244 A1 bereits bekannt geworden, auf eine Leiterplatte einen Leitlack aufzutragen und dann aus dem Leitlack das Leiterbild mit Hilfe eines Lasers herauszuarbeiten. Das so erzeugte Leiterbild wird anschließend metallisiert.
Durch die DE 39 22 478 ist es auch bereits bekannt geworden, mit Kunststoff beschichtetes kupferkaschiertes Basismaterial mittels eines Excimerlasers zu strukturieren, d. h. die Kunststoffbeschichtung im Bereich der anschließend durch elektrolytische Metallab­ scheidung aufgebrachten Leiterbahnen zu entfernen. Weiterhin ist es bei diesem semiaddi­ tiven Verfahren alternativ vorgesehen, nach der Metallabscheidung statt des chemischen Ätzens die Restkupferschicht zwischen den Leiterbahnen mittels des Excimerlasers zu ent­ fernen. Hierzu wird jedoch u. a. eine irreal hohe Energiedichte benötigt. Zur wirtschaft­ lichen Feinstrukturierung ist dieses Verfahren schon aus diesem Grunde nicht geeignet.
Durch die EP 0 280 362 B1 ist auch bereits die Verwendung vollflächiger Zinnoxid-Be­ schichtungen für Dünnschicht-Heizelemente bekannt geworden. Hier ist auch bereits eine zweifache Dotierung von Zinnoxid mit Antimon und Indium beschrieben, wodurch der Einsatz derartiger Schichten bei höheren Temperaturen bei Dünnschicht-Heizelementen ermöglicht werden soll. Es ist bekannt, daß Zinnoxid-Schichten besonders bei höheren Temperaturen mit der Atmosphäre (O₂, H₂O) in Wechselwirkung treten, was zu erheblichen Verände­ rungen ihrer elektrischen Leitfähigkeit führen kann. Um derartige Schichten auch bei hohen Temperaturen als elektrisch stabile, transparente Dünnschicht-Heizelemente verwenden zu können, wird Antimon und Indium äquimolar, also in gleicher Menge, dotiert. Es wird hier insbesondere darauf hingewiesen, daß diese Mengen um nicht mehr als 10% voneinander abweichen dürfen. Die Schichten weisen zudem einem Antimon- und Indium-Gehalt von je­ weils 4,5 mol % auf. Dabei werden durch das Antimon die Leitfähigkeit gesteigert und durch das Indium die Kristalldefekte stabilisiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftliche Möglichkeit zu schaffen, in auf Glas- oder Keramik-Substrate aufgebrachte dünne, elektrisch leitfähige Schichten mit hoher Beständigkeit gegenüber chemischen, mechanischen oder thermischen Belastungen, hochauflösend und rückstandsfrei Isolationskanäle direkt zu strukturieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des An­ spruchs 7 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu ent­ nehmen.
Dadurch, daß das Substrat aus Glas oder Keramik besteht und daß die Beschichtung von einer dotierten Zinnoxid-Schicht mit der Zusammensetzung SnxSb(F)yIn(Al)zO₂; (x + y + z = 1) gebildet ist, wobei der Gehalt an den Dotierstoffen durch die Grenzen 0,02 < y + z < 0,11 gegeben ist und gleichzeitig das Verhältnis von Antimon oder Fluor zu Indium oder Aluminium der Bedingung 1,4 < y/z < 2,2 genügt, sowie daß die Strukturierung der Schicht durch Abtrag mittels elektromagnetischer Laser-Strahlung im Wellenlängenbereich von 157 nm bis 308 nm erfolgt, wird überraschenderweise erreicht, daß derartige Schichten hochauflösend und rückstandsfrei mit Isolationskanälen strukturierbar sind. Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß auf ein elek­ trisch isolierendes Substrat aus Glas oder Keramik bei einer Oberflächentemperatur von 400°C bis 600°C mittels eines Aerosol-Sprühpyrolyse-Verfahrens eine Beschichtung mit der Zusammensetzungen SnxSb(F)yIn(Al)zO₂; (x + y + z = 1) bei einer Temperatur von 400°C bis 600°C in einer Dicke zwischen 50 nm und 500 nm aufgetragen wird, daß der Gehalt der Schicht an den Dotierstoffen Antimon oder Fluor und Indium oder Aluminium durch die Grenzen 0,02 < y + z < 0,11 gegeben ist und gleichzeitig das Verhältnis von Antimon oder Fluor zu Indium oder Aluminium der Bedingung 1,4 < y/z < 2,2 genügt und daß anschließend eine Strukturierung der Schicht durch Abtrag mittels elektromagnetischer Laser-Strahlung im Wellenlängenbereich von 157 nm bis 308 nm erfolgt.
Die derart hergestellten, feinen leitfähigen Strukturen zeichnen sich durch senkrechte scharfkantige Wände der Isolationskanäle aus, und die Schicht besitzt eine außergewöhnlich gute Beständigkeit gegenüber chemischen Medien sowie mechanischen und thermischen Belastungen. Die erfindungsgemäßen Beschichtungen können Anwendung finden für Sen­ soren, z. B. für Feuchte-Sensoren für Pkw-Frontscheiben, sowie für Leiterbahnen von mi­ kroelektronischen Schaltungen, hier insbesondere für Hochfrequenz-Bauelemente auf Quarzglas-Substrat, und z. B. in Kombination mit LCD-Schichten als Displays. Die hohe Leitfähigkeit und gleichzeitig hohe Korrosionsbeständigkeit werden erzielt durch die spe­ ziellen Parameter des Beschichtungs- und des Strukturierungs-Prozesses, sowie insbe­ sondere durch die Zugabe von Antimon (Sb) und Indium (In) in den angegebenen Konzentrationen zum Zinnoxid. Alternativ können unter Beibehaltung der angegebenen Konzentrationen für Antimon auch Fluor, und für Indium auch Aluminium eingesetzt werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Schicht die Zusammensetzung Sn0,919Sb0,052In0,029O₂ aufweist. Wie sich gezeigt hat, weist insbesondere eine derartige Schicht eine optimale elektrische Leitfähigkeit auf und ist außerdem mittels eines Excimerlasers hochauflösend, rückstandsfrei und äußerst scharfkantig abtragbar. Eine derartige Schicht ist auf die Oberfläche eines Glassubstrates aufgebracht, nahezu metallisch leitfähig und transparent und weist zudem eine außergewöhnlich hohe Korrosions­ beständigkeit und mechanische Festigkeit auf.
Vorzugsweise wird die Beschichtung bei Temperaturen von 400°C bis 600°C mittels eines Aerosol-Sprühpyrolyse-Verfahrens aufgetragen. Die Dicke der Beschichtung liegt zwischen 50 nm und 500 nm. Die anschließende Strukturierung der Schicht wird gemäß einer be­ vorzugten Ausführungsform der Erfindung durch Abtrag mittels eines Krypton-Fluorid- Excimerlasers mit einer Wellenlänge von 248 nm vorgenommen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß das Substrat aus einem der folgenden Glas- oder Keramik-Materialien besteht: Quarzglas, Glaskeramik, Hartglas, insbesondere Borosilikat-Hartglas, Weichglas, Keramik, insbesondere Aluminiumoxid- Keramik, oder Halbleitersilizium.
Es ist nunmehr möglich geworden, Zinnoxid als Halbleiter mit einer Energiebandlücke von 3,6 eV und somit transparent für sichtbares Licht, als feinststrukturierbare Schicht für z. B. Sensoren zu nutzen. Dabei wird der an sich bekannte Effekt benutzt, daß durch die Zugabe von geeigneten Dotierstoffen in Zinnoxid eine für Halbleiter ungewöhnlich hohe Dichte frei beweglicher Elektronen (bis nahezu 10²¹ pro cm³) erzeugt werden kann. Wird derart do­ tiertes Zinnoxid in Form dünner Schichten auf Glassubstraten abgeschieden, so erhalten diese elektrisch isolierenden Gläser einen nahezu metallisch leitfähigen und gleichzeitig durchsichtigen Überzug.
Erfindungsgemäß wurde überraschenderweise gefunden, daß Zinnoxid-Schichten mit einem Gehalt von vorzugsweise 5,2 mol % Antimon und von 2,9 mol % Indium sich problemlos und exakt mittels Excimerlaser strukturieren lassen und auch danach elektrochemisch und mechanisch stabil sind. Wie sich gezeigt hat, bereiten andererseits z. B. äquimolar mit Antimon und Indium dotierte Schichten hinsichtlich der Strukturierung mittels eines Excimerlasers Schwierigkeiten. Im übrigen sind die elektrische Leitfähigkeit und die me­ chanische Haftfähigkeit der nunmehr erfindungsgemäß eingesetzten Schichten im Vergleich zu den Schichten gemäß dem Stand der Technik in vorteilhafter Weise höher.
Es ist durchaus überraschend, daß es möglich ist, die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtung mittels eines Excimerlasers fein strukturiert abzutragen. Speziell bei Metallen erschien bisher u. a. wegen der hohen Bindungsenergie ein wirtschaftlicher Einsatz von Excimerlasern zum rückstandsfreien Abtrag nicht möglich. Betrachtet man die Wechselwirkungsmechanismen von Laserstrahlung und Materie, so regen die Laserwellenlängen vornehmlich Schwingungsmoden innerhalb der Materie an und erwärmen somit z. B. Metalle bis zum flüssigen bzw. gasförmigen Aggregatzustand. Letztlich ergibt sich ein thermisches Abtragsverfahren, das für eine hochauflösende Strukturierung, insbeson­ dere auch aufgrund hier unvermeidbarer Metallablagerungen, nicht geeignet ist. Der Bereich der wirtschaftlichen Nutzung des Excimerlasers lag daher bisher ausschließlich innerhalb des Bereiches der Ablation von Polymeren. Hier sind erhebliche Vorteile beim Abtrag er­ reichbar, die aus den hohen Photonenenergien dieser Laserstrahlung resultieren. Anders als bei thermisch wirkender Laserstrahlung wird bei Polymeren die Bindungsenergie der Moleküle aufgehoben und Partikel und Monomere kalt abgespalten. Es handelt sich hier um einen nichtthermischen Abtragsprozeß.
Die Vorteile eines Einsatzes von Excimerlasern waren aus den genannten Gründen im Bereich von dotierten Metalloxiden keineswegs zu erwarten. Insbesondere war auch der erfolgreiche Einsatz eines Excimerlasers zum Abtragen der erfindungsgemäß eingesetzten Zinnoxid- Schichten nicht zu erwarten. Immerhin hatten Versuche der Anmelderin zur Herstellung eines Feuchte-Sensors, in ihren Eigenschaften ähnliche Schichten, wie z. B. Chromnitrid- Schichten, direkt zu strukturieren, keinen Erfolg. Es hat sich vielmehr gezeigt, daß es hier beim Einsatz eines Excimerlasers, aufgrund der Verdampfung von Material, innerhalb der abgetragenen Bereiche zu Niederschlägen kam. Ein funktionsfähiger Sensor war aus diesem Grunde bisher mittels eines Laser-gestützten Materialabtrags nicht herstellbar.
Wie sich jedoch überraschenderweise gezeigt hat, ist ein gepulster Excimerlaser für einen wirtschaftlichen Direktabtrag einer nunmehr entwickelten speziellen Beschichtung mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, die auf einem Substrat aus Glas oder Keramik ange­ ordnet ist, sehr gut geeignet. Es ist dabei eine extrem hoch auflösende und rückstandsfreie Strukturierung im µm-Bereich der auf Glas- oder Keramikplatten aufgebrachten dünnen Zinnoxid-Schichten möglich. Der Einsatz des Excimerlasers zur Direktstrukturierung derartiger Beschichtungen erfolgt dabei entweder unter Verwendung einer im Strahlengang angeordneten Maske, deren für die Laserstrahlung durchlässigen Bereiche nach Form und Anordnung mit den abzutragenden Bereichen der Schicht korrespondieren, oder aber mittels eines fokussierten Laserstrahls.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels näher erläutert.
Die erfindungsgemäß eingesetzte Beschichtung wird nach dem Verfahren der Aerosol- Sprühpyrolyse auf das Substrat aufgebracht. Hierbei wurde eine Sprühlösung pneumatisch mit Hilfe einer kommerziellen Sprüheinrichtung in ein Aerosol zerstäubt. Als Treibgas wurde trockener Stickstoff verwendet. Der mittlere Durchmesser der Aerosoltröpfchen lag dabei im Bereich von einigen µm. Die Sprühdüse wurde mit einer XY-Transporteinrichtung in einem Abstand von 10 cm bis 15 cm senkrecht zu dem waagerecht auf einem Flachofen aufliegenden Glassubstrat bewegt. Der Auftrag erfolgte nach Vorreinigung der Glasscheiben mittels eines an sich bekannten Glasreinigungsmittels. Die Substrate wurden in einem Ofen auf eine Oberflächentemperatur von etwa 550°C erwärmt. Eine derartige Temperatur er­ wies sich als besonders vorteilhaft, da die spezifische elektrische Leitfähigkeit der aufge­ tragenen Schicht mit steigender Temperatur generell deutlich zunahm.
Eine erfindungsgemäße Sprühlösung wurde folgendermaßen präpariert: In 100 cm³ n- Butylacetat wurden zunächst 20 cm³ Zinnchlorid SnCl₄ gelöst. Nachfolgend wurden 2,10 g Antimonchlorid SbCl₃ sowie 1,14 g Indiumchlorid InCl₃ als Dotierstoffe gelöst.
Die im Lösungsmittel enthaltenen Chloride werden an der heißen Substratoberfläche beim Auftrag hauptsächlich mittels Hydrolyse in einen Oxidfilm mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung Sn0,919Sb0,052In0,029O₂ umgesetzt. Es wurden dabei Zinnoxid-Film­ dicken von 140 nm bis 400 nm erhalten.
Eine Borosilikatglasscheibe wurde mit einer dotierten Zinnoxid-Schicht in einer Dicke von 140 nm versehen. Der Flächenwiderstand dieser Schicht betrug 93 Ω. Diese Schicht war weiter charakterisiert durch:
- Kristallstruktur: polykristallin, Cassiterit (Rutil-Struktur)
- Mittlere sichtbare Transmission: < 85%
- Brechungsindex: 1,95 ± 0,03
- Visuelle optische Qualität: klar, streufrei, frei von Schlieren und Punktdefekten
- Mikroskopisch: Rißfrei unter Vergrößerung 200
- Haftung: Tesa- und Radiergummi-fest
- Chemische Beständigkeit: unlöslich in Wasser, verdünnten Säuren oder Alkalien (insbes. HNO₃, H₂SO₄, HCl; NaOH, KOH), kein Angriff in wässr. Salzlösungen (NaCl, KCl), beständig gegen handelsübliche Glasreinigungs­ mittel, elektrolytisch nur schwer angreifbar in wässr. NaOH/KOH, beständig im Salzsprühtest nach DIN
- Stabilität Flächenwiderstand: An Luft stabil bis mindestens 400°C, keine Änderung nachweisbar bei Benetzung mit Wasser
- Temperaturbeiwert des Flächenwiderstandes: 3·10-4 K-1 (bez. auf 20°C)
- Mikrohärte: Gegenüber Hartglas keine Erhöhung meßbar (Auf Weichglas deutliche Härtung feststellbar)
Die hier beschriebene Zinnoxid-Schicht auf Borosilikatsubstrat wurde nun mit Hilfe eines Excimer-Lasersystems strukturiert, um einen Benetzungssensor, hier einen Pkw-Wisch- Wasch-Sensor, herzustellen.
Der lasergestützte Strukturierungsprozeß ist bevorzugt gekennzeichnet durch den Einsatz eines Excimerlasers, in Verbindung mit einer Maskenprojektion. Die zum Einsatz gekom­ menen Lasersysteme wiesen folgende technischen Daten auf:
Lasertyp: KrF-Excimerlaser
Wellenlänge: 248 nm
Pulsdauer: 3 bis 25 ns
max. Pulsenergie: 460 mJ
mittl. Leistung: 70 W
Pulsspitzenleistung: < 18 MW
Repetitionsrate: 200 Hz
Divergenz: 2 × 3 mrad
Strahlquerschnitt: (7-10) × 20 mm²
Energiestabilität: +/-4%
Alternativ ist der Einsatz eines Excimerlasers in Verbindung mit einer Fokussierein­ richtung möglich. Eine derartige Anlagentechnik hat den Vorteil einer sehr flexiblen Struk­ turierung. Grundsätzlich ist sowohl die Maskenprojektionstechnik, als auch die fokussierte Bearbeitung mittels eines Excimerlasers möglich. Diese Techniken sind an sich bekannt. Das gilt auch für den möglichen Einsatz eines Spiegelablenksystems.
Der erfindungsgemäße Materialabtrag der Zinnoxid-Schichten mittels eines Excimerlasers gestaltete sich problemfrei. Insbesondere wurden überraschenderweise keinerlei Nieder­ schläge des verdampften Schichtmaterials im Isolierkanal beobachtet, so daß feinste Struk­ turen erzeugbar und keinerlei Nachbearbeitung erforderlich war. Innerhalb der Isolations­ kanäle wurde zusätzlich das Substratmaterial bis zu einer Tiefe von 20 nm abgetragen. Die Isolationskanäle innerhalb des Zinnoxid-Materials zeichnen sich durch nahezu senkrechte Wände und scharfe Sichtkanten aus. Der Flächenwiderstand der erfindungsgemäßen Be­ schichtung liegt bei ca. 50 Ω bis 150 Ω.
Ein hergestellter Pkw-Wisch-Wasch-Sensor war hinreichend empfindlich, um auch eine partielle Bedeckung mit Nebeltröpfchen zu detektieren. Die Untersuchungen zeigten dar­ überhinaus eine gute Verschleißfestigkeit gegen trockenen Abrieb, eine ausreichende Be­ ständigkeit gegenüber handelsüblichen Glasreinigungs- und Autowaschmitteln, sowie eine ausreichende Standzeit in den durch die Autoindustrie vorgegebenen salzsprüh-, umweltbe­ lastungs- und galvanischen Tests.
Ergänzend wurde festgestellt, daß der spezifische elektrische Widerstand der in einer Stärke von 140 nm auf Borosilikatglas angeordneten Zinnoxid-Schicht noch geringfügig zuge­ nommen hatte. Dieses ist z. T. auf die mit zunehmender Schichtdicke etwas ansteigenden Korngrößen des polykristallinen Schichtgefüges zurückzuführen. So wurde bei einer Schicht mit einer Dicke von 360 nm ein Flächenwiderstand von 30 Ω gemessen, anstelle der zu erwartenden 36 Ω.
In Hinblick auf die Tatsache, daß Verbundglasscheiben von Pkw-Frontscheiben auf der Basis von Natron-Kalk-Glas (Weichglas) hergestellt werden, lag der Erfindung insbesondere auch die Aufgabe zugrunde, den oben beschriebenen Sensor auf Weichglas-Substrat zu realisieren. Die erfolgreiche Realisierung des Sensors auf Weichglas-Substrat wird im folgenden als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Da lediglich der Beschichtungsprozeß hier einer Anpassung bedarf, werden nur die Substrat-spezifischen Unterschiede bei der Beschichtung erläutert.
Weichglas besitzt gegenüber Hartglas u. a. einen wesentlich höheren Gehalt an Alkalioxid, insbesondere an Na₂O. Ab Temperaturen von oberhalb 450°C diffundiert bekanntermaßen Natrium als kleines Ion in erheblichem Maße an die Weichglasoberfläche. Wird nun bei einer erfindungsgemäßen Oberflächentemperatur von 500°C bis 550°C eine Zinnoxid- Beschichtung vorgenommen, so bildet sich eine Natrium-haltige Zwischenschicht, die durch die Eigenschaft des Natriums, freie Elektronen in Zinnoxid zu binden, einen hohen spezifi­ schen elektrischen Widerstand aufweist. Bei niedrigen Beschichtungsraten wird somit eine Natrium-haltige Zinnoxid-Schicht gebildet, was bei Schichtdicken im Bereich von 100 nm zu Flächenwiderständen im MΩ-Bereich führen kann. Die Existenz solcher Übertragungs­ schichten wurde spektralphotometrisch nachgewiesen.
Wird jedoch z. B. bei einer Beschichtungsdauer von 7 min. eine hohe Beschichtungsrate von ca. 52 nm/min. gewählt, so wird eine niederohmige, 360 nm dicke Schicht mit einem Flächenwiderstand von (128 ± 6) Ω erhalten. Die Beschichtung erfolgte hier bei einer Be­ schichtungstemperatur von 500°C. Mit Hilfe dieser Schicht konnte ein sehr effektiv arbeitender Sensor für Pkw-Frontscheiben realisiert werden. Um zu vermeiden, daß thermomechanisch bedingte Spannungen zum Bruch der zu beschichtenden Scheiben führen, erscheint es im übrigen vorteilhaft, das Aufbringen der Beschichtung in der Glasindustrie sofort in der Abkühlphase der Floatglasherstellung vorzunehmen. Das problematische Aufheizen der Weichglasscheiben kann so vermieden werden.
Grundsätzlich ist der Einsatzbereich der Erfindung keineswegs auf Feuchtigkeitssensoren beschränkt. So ist es auch möglich, Leitbahnen für elektronische Schaltungen herzustellen. Gegebenenfalls ist es dann auch möglich, zusätzlich eine galvanische oder auch reduktive Beschichtung der erfindungsgemäßen Zinnoxid-Schicht mit Leiterwerkstoffen, wie Kupfer, Gold, Platin, o. a., vorzunehmen. Für Leiterbahnen von elektronischen Schaltungen kann eine derartige Verstärkung zur Reduzierung des Bahnwiderstandes vorteilhaft sein. Die erfin­ dungsgemäßen n-leitenden Zinnoxid-Schichten bilden mit diesen Metallen ohmsche Kontakte mit geringem Widerstand. Außerdem ist hier die Verwendung von Quarzglas mit seinen ge­ ringen dielektrischen Verlusten als Substrat zum Aufbau von Leiterbahnstrukturen für Hochfrequenz-Schaltungen vorteilhaft. Generell bilden die erfindungsgemäßen Zinnoxid- Schichten einen sehr stabilen Verbund mit allen hier genannten Substraten, da eine feste chemische Bindung an den jeweiligen Oberflächen erfolgt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht in der Erzeugung von Strukturen auf Weichglas und Hartgläsern für Display-Anwendungen. Hierbei dient struk­ turiertes Zinnoxid als transparente Elektrodenstruktur für Flüssigkeitskristall-Filme (LCD). Weiterhin ist auch die Anwendung in anderen elektrostatisch gesteuerten Displays möglich. Letztlich ist auch eine Anwendung der beschriebenen strukturierten Zinnoxid- Schicht als strukturiertes Heizelement möglich. Weitere sensorische Anwendungen sind neben Feuchtigkeitssensoren z. B. auch mikrostrukturierte Gassensoren. Bei diesen Gas­ sensoren müssen zwecks Erzielung von Selektivität für bestimmte Gase die einzelnen Zellen unterschiedlich geheizt werden.

Claims (9)

1. Beschichtung zur strukturierten Erzeugung von Leiterbahnen auf der Oberfläche von elektrisch isolierenden Substraten, insbesondere zur Herstellung von Sensorelementen und Leiterplatten, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus Glas oder Keramik besteht und daß die Beschichtung von einer dotierten Zinnoxid-Schicht mit der Zusammensetzung SnxSb(F)yIn(Al)zO₂ (x + y + z = 1)gebildet ist, wobei der Gehalt an den Dotierstoffen Antimon oder Fluor zu Indium oder Aluminium durch die Grenzen 0,02 < y + z < 0,11 gegeben ist und gleichzeitig das Ver­ hältnis der Dotierstoffe der Bedingung 1,4 < y/z < 2,2 genügt, sowie daß die Strukturierung der Schicht durch Abtrag mittels elektromagnetischer Laser-Strahlung im Wellenlängen­ bereich von 157 nm bis 308 nm erfolgt.
2. Beschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung die Zusam­ mensetzung Sn0,919Sb0,052In0,029O₂aufweist.
3. Beschichtung nach Anspruch 1 und gegebenenfalls Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung bei Temperaturen von 400°C bis 600°C mittels eines Aerosol- Sprühpyrolyse-Verfahrens aufgetragen ist.
4. Beschichtung nach Anspruch 1 und gegebenenfalls Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung zwischen 50 nm und 500 nm liegt.
5. Beschichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturierung der Beschichtung durch Abtrag mittels eines Krypton-Fluorid-Excimerlasers mit einer Wellenlänge von 248 nm erfolgt.
6. Beschichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Substrat aus einem der folgenden Materialien besteht: Quarzglas, Glaskeramik, Hartglas, insbesondere Borosilikat-Hartglas, Weichglas, Keramik, insbe­ sondere Aluminiumoxid-Keramik, oder Halbleitersilizium.
7. Verfahren zur Erzeugung von Leiterbahnen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein elektrisch isolierendes Substrat aus Glas oder Keramik bei einer Oberflächen­ temperatur von 400°C bis 600°C mittels eines Aerosol-Sprühpyrolyse-Verfahrens eine Beschichtung mit der Zusammensetzung SnxSb(F)yIn(Al)zO₂; (x + y + z = 1) bei einer Temperatur von 400°C bis 600°C in einer Dicke zwischen 50 nm und 500 nm aufgetragen wird, daß der Gehalt der Schicht an den Dotierstoffen Antimon oder Fluor und Indium oder Aluminium durch die Grenzen 0,02 < y + z < 0,11 gegeben ist und gleichzeitig das Ver­ hältnis von Antimon oder Fluor zu Indium oder Aluminium der Bedingung 1,4 < y/z < 2,2 genügt und daß anschließend eine Strukturierung der Schicht durch Abtrag mittels elektromagne­ tischer Laser-Strahlung im Wellenlängenbereich von 157 nm bis 308 nm erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung mittels eines Krypton-Fluorid-Excimerlasers mit einer Wellenlänge von 248 nm abgetragen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung auf das Substrat in der Abkühlphase während dessen Herstellung aufgebracht wird.
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