JP4705340B2 - 酸化インジウム膜の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、酸化インジウム膜の製造方法に関し、より詳細には、従来の方法に比してより簡便に低抵抗化を行なうことのできる酸化インジウム膜の製造方法に関する。

スズードープ酸化インジウム膜（以下ＩＴＯ膜ということがある。）等の酸化インジウム膜を低抵抗化する方法はいくつか知られており、例えば、成膜後、還元雰囲気下で焼成する方法等が知られている。

しかしながら、従来の方法では時間、エネルギーコスト、及び特殊な装置が必要であるという問題があった。

本発明は、より簡便にＩＴＯ膜等の酸化インジウム膜を低抵抗化できる方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、赤外線を照射することにより、短時間で抵抗値が低下することを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、
（１）赤外線照射処理工程を有することを特徴とする酸化インジウム膜の製造方法に関し、
（２）赤外線照射処理工程と同時に加熱処理工程を設けることを特徴とする（１）に記載の酸化インジウム膜の製造方法、
（３）赤外線照射処理工程を、酸化インジウム膜の成膜工程後に行なうことを特徴とする（１）または（２）に記載の酸化インジウム膜の製造方法、
（４）酸化インジウム膜成膜工程が、ＣＶＤ法、スプレー熱分解法、またはパイロゾルプロセス法用いて成膜する工程であることを特徴とする（３）に記載の酸化インジウム膜の製造方法、
（５）酸化インジウム膜が、スズドープ酸化インジウム膜であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の酸化インジウム膜の製造方法、、
に関する。

以上述べたように、本発明の方法を用いることにより、特殊な装置を用いることなく、短時間に低抵抗化が可能となり、しかも、仕事関数が向上する効果も得られた。低抵抗のＩＴＯ膜等の酸化インジウム膜は、液晶パネル、有機ＥＬ素子等の各種デバイスの電極として有用であり、産業上の利用価値は高いと言える。

本発明の方法に用いられる酸化インジウム膜は、酸化インジウムを構成成分とする膜であれば、特に限定されないが、特に、スズをドープした酸化インジウム膜（ＩＴＯと称す）やフッ素をドープした酸化スズ膜（ＦＴＯと称す）、アンチモンをドープした酸化スズ膜（ＡＴＯと称す）、アルミニウムをドープした酸化亜鉛膜、インジウムをドープした酸化亜鉛膜等を例示することができ、特にＩＴＯ膜を好ましく例示することができる。

本発明の方法に用いられる酸化インジウム膜の成膜方法は、特に限定されないが、具体的には、スパッター法、電子ビーム法、イオンプレーテイング法または化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、スプレー熱分解法等を例示することができるが、特に、ＣＶＤ法、スプレー熱分解法、パイロゾルプロセス法を好ましく例示することができる。

本発明の製造方法は、赤外線処理工程を有することを特徴とするが、赤外線処理工程を酸化インジウム膜製造工程のどの段階で用いるかは特に制限されず、成膜と同時、または、成膜後であっても構わないが、成膜工程後に行うのが好ましい。

また、赤外線照射時の基板温度は特に限定されないが、基板の加熱処理工程を同時に設けるのが好ましい。また、赤外線処理時における酸素の影響を避けるために、不活性ガス下で照射を行うのが好ましい。

以下実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の範囲は、実施例に限定されるものではない。

基板として、酸化珪素膜で表面をコーティングしたソーダライムガラス基板（５０ｍｍ×５０ｍｍ）を用い、図１に示す簡易パイロゾル装置を用いて成膜した。インジウム原子とスズ原子比（Ｉｎ／Ｓｎ）が、１００／５のインジウムアセチルアセトネート−ジアセチルスズのアセチルアセトン溶液（インジウムアセチルアセトンの０．２Ｍアセチルアセトン溶液を使用）を用い、周波数を８１８ｋＨｚに設定し溶液を霧化し、空気をキャリアガス（５ｍｌ／ｍｉｎ）として流しながら、基板を４００℃から５９０℃の各温度に加熱して、基板上に５分かけて成膜し、ＩＴＯ層が形成された導電性基板を得た。

得られたＩＴＯ基板を、図２に示す乾燥窒素で満たされたクウォーツ製チューブ内に設置し、赤外線ランプ（ＵＳＨＩＯＤＥＮＫＩ社製、ＱＩＲＺ１００−５００／Ｄ）を用いて赤外線をチューブ壁越しに照射した。尚、照射時の温度を、５０〜４３０℃の間の所定温度に、温度コントローラを用いて設定した。

尚、各ＩＴＯサンプルの評価は、下記に示す機器により測定した。
シート抵抗値：ｆｏｕｒ ｐｏｉｎｔ ｐｒｏｂｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｍｅｔｅｒ（三菱油化社製、ＬｏｒｅｓｔｅｒＩＰＭＣＰ−Ｔ２５０）
ＡＦＭ：セイコーインスツルメンツ社製、ＳＰＡ４００）
Ｘ線結晶解析：ＲＩＧＡＫＵ社製、ＣＮ４１４８Ｂ２（Ｘ線源：ＣｕＫα（４０ｋＶ、３０ｍＡ）
ＦＥＭ−ＳＥＭ：日立社製、Ｓ−５０００
透過率：ＵＶ−ＶＩＳ、島津社製、ＵＶ−２４０
膜厚：エリプソメータ
仕事関数：ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｏｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｅ（理研計器社製、ＡＣ−２）
（１）シート抵抗値が２００〜４００Ω／□の各ＩＴＯサンプルを５０〜４３０℃の各温度に設定して、１時間照射を行った。照射前後でのシート抵抗値を測定し、照射時の温度と、照射後のシート抵抗値の減少率[［（照射前のシート抵抗値）−（照射後のシート抵抗値）］／（照射前のシート抵抗値）]の関係を図３に示す。この結果より、照射時の温度を４００〜４３０℃に設定した場合に、抵抗値の減少率が最大となることがわかった。
（２）シート抵抗値が２００〜４００Ω／□の各ＩＴＯサンプルを４００℃の温度に設定して、照射時間を１０〜１８０分の各時間に設定し、照射時間によるシート抵抗値の経時変化を測定した。その結果を、図４に示す。この結果より、シート抵抗値は、最初の１０分間で急激に減少し、その後、ゆっくりと減少することがわかった。
（３）成膜時の温度を４３０〜５７０℃の各温度に設定して得られた各ＩＴＯサンプルを、４００℃、１時間赤外線照射を行った前後において、各ＩＴＯサンプルの仕事関数を測定した。その結果を図５に示す。この結果より、赤外線照射することにより、仕事関数値が上昇することがわかった。
（４）成膜時の温度を５３０℃に設定して得られたＩＴＯサンプルを、４００℃、１時間赤外線照射を行った前後において、膜のＸ線回折を測定した。その結果を図６に示す。赤外線照射を行うことにより、回折ピークの増加することが判った。このことは、赤外線照射により、結晶性が向上したことがし示している。また、上記ＩＴＯサンプルの表面をＦＥ−ＳＡＭで測定した結果を図７（ａ）、及び図７（ｂ）に示す。赤外線照射することにより、１００ｎｍサイズの三角形型の結晶が照射前に比較して多く生成しているのがわかった。

実施例１に用いた簡易パイロゾル装置を示す。 実施例１に用いたＩＴＯサンプルの赤外線照射装置を示す。 赤外線照射時の温度と、赤外線照射後のシート抵抗値の減少率[［（照射前のシート抵抗値）−（照射後のシート抵抗値）］／（照射前のシート抵抗値）]の関係を示す。 赤外線照射時間によるシート抵抗値の経時変化を示す。 赤外線照射前後の仕事関数を示す。 赤外線照射前後のＸ線回折図を示す。 （ａ）赤外線照射前のＩＴＯ膜表面のＦＥ−ＳＥＭ測定図を示す。（ｂ）赤外線照射後のＩＴＯ膜表面のＦＥ−ＳＥＭ測定図を示す。

Claims (3)

1. 酸化インジウム膜の成膜工程後に、赤外線照射処理工程と４００〜４３０℃での加熱処理工程を同時に行うことを特徴とする酸化インジウム膜の製造方法。
2. 酸化インジウム膜成膜工程が、ＣＶＤ法、スプレー熱分解法、またはパイロゾルプロセス法を用いて成膜する工程であることを特徴とする請求項１に記載の酸化インジウム膜の製造方法。
3. 酸化インジウム膜が、スズドープ酸化インジウム膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化インジウム膜の製造方法。