JP5026786B2 - 金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層をコートされた基板およびそれを製造するプロセスおよび装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属酸化物、窒化物、酸化窒化物をベースとする薄膜コーティングの分野に関し、特に、透明な基板に、特にガラス基板に、真空蒸着法によって堆積される金属酸化物、窒化物、酸化窒化物タイプの薄膜コーティングの分野に関する。

本発明は、コートされた基板、その基板を製造しコートする製造プロセスおよび装置、および／または少なくとも一つの本発明による基板を含むグレージング・アセンブリ、特にダブル・グレージングまたはラミネート・グレージング・アセンブリ、を生産するプロセス、に関する。

いわゆる“機能的”グレージング・アセンブリを製造するために、通常のやり方は、それを構成する少なくとも一つの基板に薄膜の層または薄膜多重層を堆積してグレージング・アセンブリに光学的性質（例えば、反射防止性）、赤外における性質（低放出能）、および／または導電性を付与するということである。しばしば、酸化物および／または窒化物をベースとする層が、例えば銀層またはドープされた金属酸化物層のいずれかの側に、または低および高屈折率金属酸化物、窒化物、酸化窒化物が交互に並ぶ多重層における干渉層として用いられる。

スパッタリングによって堆積される層は、高温（pyrolithic）堆積によって堆積される層に比べて化学的および機械的な抵抗が多少弱いと言われている。このため、イオンビーム、例えば酸素またはアルゴンのイオンビームによってある層を叩いて層の密度を増大させキャリア基板への付着力を高めるイオンビームを援用する堆積の実験方法が開発された。この方法は長い間きわめて小さなサイズの基板にしか応用できなかった。それは特に、一方において非常に局所化された源から発するイオンビームと、他方において標的の蒸発またはスパッタリングから生ずる粒子との間の収斂に関する問題のためであった。

特許文書ＥＰ ６０１ ９２８は、最初にスパッタリング・チャンバである層を堆積し、次に、それが堆積された後にこの金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層を点源から発する“低エネルギー”のイオンビームによって叩くことによる堆積された層のシーケンシャル処理を開示している。用いるエネルギーは、ビームのイオンの衝撃の下での層のスパッタリングを制限できるエネルギーであり、通常５００ｅＶより低く、１００ｅＶ程度である。

この処理は、本質的に層の密度を増大させることによって層の物理的および／または化学的耐久性を高めることを狙っており、低い表面粗さの層を実現して、その後その上に堆積される層の“層形成”を有利にする。

しかし、この処理は完全に堆積された層の上でなければ実行できないという欠点がある。

この処理のもう一つの欠点は、このようにして処理された層に密度増大だけを可能にし、この密度増大は処理された層の屈折率を増大させるということである。したがって、このように処理された層は、光学的性質が異なるために未処理の層の代わりにはならず、この材料を組み込まなければならない多重層システムを改めて完全に定義し直す必要がある。

さらに、この処理は、大きな基板で実行するには、例えば建築のグレージング・アセンブリを生産するには、最適ではない。

さらに、このプロセスはスパッタリング・プロセスと全く両立しない、特に磁気強化型スパッタリング、および好ましくは酸素および／または窒素の存在下における反応性スパッタリングとは、特に非常に異なる作業圧力のため、両立しない：本発明の時点で、スパッタリングのプロセス、特に磁気強化型スパッタリング、および好ましくは酸素および／または窒素の存在下における反応性スパッタリング、で用いられる圧力に比べて、イオン源は１０〜１００倍低い圧力で用いられていた。

最近、スパッタリングによって薄膜を堆積するプロセスともっと両立できるイオン源、特に粒子ビームの収斂の問題を解決し、一方においてカソードの、他方においてイオン源の、サイズと幾何形状のマッチングを改善することによって両立できるイオン源が開発された。これらのシステムは“線状源”と呼ばれており、例えばＵＳ ６ ２１４ １８３またはＵＳ ６ ４５４ ９１０に記載されている。

特許文書ＷＯ ０２／４６４９１は、銀の標的を用いるスパッタリングを酸素イオンビームによる衝撃と機能的な銀酸化物層を生成するためのこのタイプの源の利用を開示している。イオンビームは銀の密度を高め、酸化銀を含む層に転換するために用いられる。密度の増大の結果、酸化銀層はかなりの量のＵＶを吸収および／または反射することができるようになる。

本発明の目的は、従来技術の欠点を矯正し、ガラス・タイプの透明基板をコートするのに用いることができる新しい薄膜材料、新しい堆積・プロセスおよび新しい装置を提供することである。

本発明は、金属酸化物、窒化物、酸化窒化物、特に酸化物および／または窒化物、によって作られる薄膜層を、イオンビームへの曝露によって、従来の仕方で堆積された、すなわち、イオンビームに曝露することなく堆積された物質の結晶化度に比べて、最終層の物質がずっと高度に結晶化されるように条件をコントロールして堆積することが可能であるという事実に依拠している。

この点に関連して、請求項１に記載されるように、本発明の主題は基板、特にガラス基板である。本発明による基板は、イオン源からの少なくとも一つのイオンビームへの曝露と、スパッタリング、特に磁気強化型スパッタリング、および好ましくは酸素および／または窒素の存在下における反応性スパッタリングによって堆積される少なくとも一つの金属酸化物、窒化物、酸化窒化物薄膜層でコートされ、イオンビームに曝露された堆積された金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層は結晶化している。

“結晶化した”という用語は、イオンビームに曝露された金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層の構成物質の少なくとも３０％が結晶化しており、結晶のサイズはＸ線回折で検出できる、すなわち、数ナノメーターよりも大きな直径を有するということを意味するものとする。

本発明を実施するのに用いられるイオンビームはいわゆる“高エネルギー”ビームであり、通常約数百ｅＶから数千ｅＶまでの範囲のエネルギーを有する。

有利な形として、パラメーターは、イオンビームへの曝露と合わせたスパッタリングによって基板に堆積される金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層が非常に低い表面粗さを有するようにコントロールされる。

“非常に低い表面粗さ”という用語は、イオンビームに曝露された金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層が、イオンビームに曝露されない同じ金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層の表面粗さに比べて少なくとも２０％、好ましくは少なくとも５０％、低い表面粗さを有するということを意味するものとする。

こうして、イオンビームに曝露された金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層は、厚さ１０ｎｍに対し０．１ｎｍ未満という粗さを有する。

有利な形として、パラメーターはまた、層の屈折率が、イオンビームなしで堆積された層の屈折率よりもずっと小さく、またはずっと大きくなるような仕方でコントロールすることもできるが、屈折率はまたイオンビームなしで堆積された層の屈折率に近くすることもできる。

本明細書で用いられる場合、“近い”という用語は、基準値から高々約５％の差がある屈折率を意味する。

本発明はまた、堆積された層の内部に屈折率の勾配を作り出すことを可能にする。

ある変型例では、前記層は、このようにイオン源のパラメーターに従って調整された屈折率勾配を有する。

有利な形としては、堆積できる金属酸化物、窒化物、酸化窒化物物質の少なくともいくつかに関して、生ずる屈折率の変化がどうであれ、イオンビームへの曝露に合わせてスパッタリングによって基板に堆積される金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層の密度は同様のまたは同一の値に維持される。

本明細書で用いられる場合、“同様の”密度値は、基準値から高々約１０％しか異ならない。

本発明は特に、化学量論的であれ非化学量論的であれ、金属酸化物またはシリコン窒化物から作られる、または金属窒化物または酸化窒化物またはシリコン窒化物または酸化窒化物から作られる金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層の製造に適用される。

特に、金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層は、シリコン、亜鉛、タンタル、チタン、錫、アルミニウム、ジルコニウム、ニオブ、インジウム、セリウム、およびタングステンから取られる少なくとも一つの元素の酸化物から作ることができる。考えられる混合酸化物としては、特にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）があげられる。

層は、ドープされた金属から作られるカソード、すなわち、ある少量の元素を含む金属、から作られるカソードから得られる：一例として、小さな比率の別の金属、例えばアルミニウムやガリウム、を含む亜鉛から作られるカソードを用いることは通常のことである。本明細書において、“酸化亜鉛”という用語は、小さな比率の別の金属を含む可能性がある酸化亜鉛を意味するものとする。同じことは、上記の他の酸化物にもあてはまる。

例えば、本発明にしたがって堆積された酸化亜鉛層は、結晶化度が９０％より大きく、特に９５％より大きく、ＲＭＳ表面粗さが１．５ｎｍ未満、特に約１ｎｍである。

本発明にしたがって堆積されたこの酸化亜鉛層は、その屈折率が１．９５以下という値、特に約１．３５〜１．９５という値、に調整できる。その密度は、低圧で堆積されたＺｎＯ層の密度、すなわち５．３ ｇ／ｃｍ^３と同一の、５．３ ｇ／ｃｍ^３に近い値、特に約５．３±０．２ ｇ／ｃｍ^３という値に保つことができる。

屈折率が１．８８未満の値、およびこれと同様の値に調整された酸化亜鉛層は、イオン衝撃の影響を補償するように、スパッタリング条件（特に雰囲気の酸素含有量）を意図する酸化物の化学量論から少しずれるように設定することによって得られる。

金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層は、シリコン窒化物または酸化窒化物から作ることもできる。このような窒化物層は、イオン衝撃の影響を補償するように、スパッタリング条件（特に雰囲気の窒素含有量）を意図する窒化物の化学量論から少しずれるように設定することによって得られる。

一般に、イオンビームは金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層の機械的性質を改善する効果がある。

イオン衝撃の結果、打ち込まれる一つ以上のイオン種のある量が層に導入され、その比率は源における気体混合物の性質および源／カソード／基板の形態に依存する。一例として、アルゴン・イオンビームの衝撃の下で堆積された層は、アルゴンを約０．２〜０．６ａｔ％という量で、特に約０．４５ａｔ％という量で、含む。

軟鉄のカソードまたは他の材料、特に常磁性材料のカソード、を用いるイオン源によってイオンビームを発生させると、カソードがこのプロセスで浸食されて、堆積された層に微量の鉄が存在する原因になる。３ａｔ％以下という量で存在する鉄は、層の光学的性質や電気的性質を低下させないので受容できることが確認されている。有利なのは、堆積・パラメーター（特に基板の輸送速度）を調整して鉄含有量を１ａｔ％未満にすることである。

通常の光学的性質を維持することによって、こうして得られた金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層を、いわゆる“機能的”グレージング・アセンブリを、特に銀をベースとする金属の機能層を用いて製造するための公知の多重層に組み込むことは非常に容易である。

標準値と異なる値に調整された屈折率の金属酸化物、窒化物、酸化窒化物を組み込んだ特定の多重層を設計することができる。

したがって、本発明の主題は、イオンビームに曝露された前記金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層の上に銀層が堆積された多重層をコートされた基板である。その後で別の金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層をこの銀層の上に堆積することもできる。

この形態は、下方の金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層が酸化亜鉛および／または酸化錫をベースとしている場合、酸化物の層の上に銀の層が特に良く配向されて成長し、最終的な性質が向上するので特に有利であることが証明された。銀の下に酸化亜鉛層が存在すると銀層の品質に大きなかなり影響があることが知られている。本発明によって堆積された酸化亜鉛層の上の銀層を形成するときわめて著しい改善が得られる。

実際、こうして形成された銀層はより良く結晶化し、アモーファス相に比べて結晶相（（１１１）面からの回折）に１５から４０％の増加が観測された。

この点に関連して、本発明の主題はまた、金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層の上に、特に酸化亜鉛をベースとする金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層の上に堆積される銀層の結晶化を改善するための本発明によるプロセスであって、前記金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層はスパッタリングによって、特に磁気強化型スパッタリング、および好ましくは酸素および／または窒素の存在下における反応性スパッタリングによって、少なくとも一つのイオンビーム、好ましくは線状の源から発するイオンビームへの曝露と、堆積される。このプロセスによれば、少なくとも一つの機能層、特に銀をベースとする機能層、が前記金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層の上に堆積され、前記機能層は結晶化のステップを経る。したがって、銀層の結晶のサイズを、約１５から４０％、特に３０から４０％増加させることができる（（１１１）面からの回折）。

これは、銀の抵抗の減少（それはエネルギー放出性質と直接に関係する）または同じ銀の厚さで少なくとも１０％の表面抵抗Ｒ_□の減少によって現れ、Ｒ_□値は６Ω／□よりも低く、さらに２．１Ω／□よりも低く、特に約１．９Ω／□になる。

したがって、これらの基板は、低放出能または遮光グレージング・アセンブリ、または高導電性の光透過エレメント、例えばプラズマ・ディスプレー装置の電磁遮蔽スクリーン、の生産において有利である。

これらの基板で、別の金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層を銀層の上に作ることもできる。これは上記の酸化物または窒化物または酸化窒化物に基づいて選ぶことができる。この別の層はイオンビームへの曝露と堆積しても、そうしなくてもよい。

多重層は、少なくとも二つの銀層、または三つまたは四つの銀層を含むことができる。

本発明に従って製造できる多重層は次のような層の配列を含む：
ＺｎＯ^（ｉ）／ Ａｇ ／ ＺｎＯなどの酸化物．．．
Ｓｉ_３Ｏ_４ ／ ＺｎＯ^（ｉ）／ Ａｇ ／ ＺｎＯなどの酸化物．．．
Ｓｉ_３Ｏ_４ ／ ＺｎＯ^（ｉ）／ Ａｇ ／ Ｓｉ_３Ｏ_４ ／（オプションとして酸化物）

Ｓｉ_３Ｏ_４ ／ ＺｎＯ^（ｉ）／ Ａｇ ／ Ｓｉ_３Ｏ_４ ／ ＺｎＯ^（ｉ）／ Ａｇ ／ Ｓｉ_３Ｏ_４．．．

Ｓｉ_３Ｏ_４ ／ ＺｎＯ^（ｉ）／ Ａｇ ／ Ｓｉ_３Ｏ_４ ／ ＺｎＯ^（ｉ）／ Ａｇ ／ Ｓｉ_３Ｏ_４ ／（酸化物）

ここで、^（ｉ）は、その層がイオンビームに曝露され、少なくとも一つの銀層の上および／または下にブロックする金属層が挿入できることを示す。

用いられる基板はプラスチック、特に透明プラスチックで作ることもできる。
本発明の主題はまた、上述したような基板を製造するプロセス、すなわち、多重層を堆積するプロセスであって、このプロセスでは、少なくとも一つの金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層がスパッタリング・チャンバでスパッタリングによって、特に磁気強化型スパッタリング、および好ましくは酸素および／または窒素の存在下における反応性スパッタリングによって、イオン源から発する少なくとも一つのイオンビームへの曝露と堆積される。本発明によるプロセスでは、イオンビームは線状源から生成され、イオンビームに曝露される前記金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層の屈折率はイオン源のパラメーターによって調整することができる。

イオンビームに曝露された金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層の屈折率は、イオンビームに曝露されずに堆積された同じ層の屈折率に比べて減少させることもでき、増大させることもできる。

有利な形としては、堆積される金属酸化物、窒化物、酸化窒化物物質の少なくともいくつかについて、生ずる屈折率の変化がどうであれ、イオンビームへの曝露と基板に堆積される金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層の密度は維持される。

イオンビームへの曝露は、スパッタリング・チャンバにおいて、スパッタリングによる層の堆積と同時におよび／またはシーケンスとしてその後で行われる。

“と同時に”という表現は、金属酸化物、窒化物、酸化窒化物薄膜層の構成物質がまだ完全に堆積されていないうちに、すなわち、まだ最終厚さに達していない間にイオンビームの作用にさらされることを意味するものとする。

“シーケンスとしてその後で”という用語は、金属酸化物、窒化物、酸化窒化物薄膜層の構成物質が完全に堆積された後に、すなわち、最終厚さに達した後にイオンビームの作用にさらされることを意味するものとする。

暴露が堆積と同時に行われる変型例では、イオン源の位置は、好ましくは標的から発するスパッターされた粒子の最大密度にイオンビーム（単数または複数）が並置する（juxtaposed）ように最適化される。

好ましくは、酸化物をベースとする金属酸化物、窒化物、酸化窒化物層を生成するには、イオン源で大部分が酸素を含む雰囲気、特に１００％酸素である雰囲気で酸素イオンビームを生成し、他方でスパッタリング・カソードでの雰囲気は１００％アルゴンで構成することが好ましい。

この変型例では、イオンビームへの曝露はスパッタリングによる層の堆積と同時に行われる。このためには、従来のようにイオンエネルギーを制限することは不必要である：逆に、２００から２０００ｅＶの間、さらには５００から５０００ｅＶの間、特に５００から３０００ｅＶの間のエネルギーのイオンビームを生成することが有利である。

イオンビームは基板および／またはスパッタリング・カソードに、特にそれぞれ基板および／またはカソードの表面の方向にまたはそれと非ゼロの角度で、標的からスパッタリングによって放出される中性種の流束とイオンビームが並置する（juxtapose）ように導かれる。

この角度は、例えばカソードの中心線上で垂直にまたはカソードが円筒状の場合はその軸と垂直な線上で測定して、基板の法線に対してほぼ１０〜８０°である。

標的への直接の流束の場合、源からのイオンビームはスパッタリングによって生成される標的の“走路（racetrack）”と並置する、すなわち、それぞれカソードおよびイオン源から来る二つのビームの中心が基板の表面で合致する。

有利な形として、イオンビームはこの走路の外側で用いて、カソードの方に向けて、標的の利用度を増大させることもできる（アブレーション（ablation））。したがって、イオンビームをスパッタリング・カソードに、カソードの中心を通る、特にカソードが円筒形である場合はその軸を通る基板の法線に対して±１０〜８０°の角度で向けることができる。

源／基板の距離は、シーケンシャルまたは同時形態で、５〜２５ｃｍ、好ましくは１０±５ｃｍである。

イオン源は、基板が走行する方向でスパッタリング・カソードの前であっても後であってもよい（すなわち、イオン源とカソードまたは基板の間の角度は、カソードの中心を通る基板の法線に対してそれぞれ負または正である）。

本発明のある変型例では、スパッタリングによる層の堆積と同時にイオンビームが線状イオン源を用いてスパッタリング・チャンバで生成され、堆積された層が少なくとも一つのイオンビームによる追加処理を受ける。

本発明は、例示的な、しかし非限定的な実施例についての以下の詳細な説明を読み、本発明による装置の長手方向断面図を示す添付された図１を見ることによってさらに明らかに理解されるであろう。

“機能的”グレージング・アセンブリ（遮光グレージング、低放出能グレージング、暖房ウインドー、等）を製造するための通常のやり方は、基板上に少なくとも一つの機能的な層を含む薄膜多重層を堆積することである。

この（またはこれらの）機能的層が特に銀をベースとする場合、垂直放出能および／電子抵抗または電子抵抗率が最小である銀層（厚さが８〜１５ｎｍ）を堆積することが必要である。

このためには、銀層を：（ｉ）基板と平行な基底面（（０００２）面）によって形成される好ましい方位を有する完全に結晶化した亜鉛（wurtzite相）から作られる；

（ｉｉ）完全になめらか（最小の粗さ）である；酸化物層に堆積しなければならないことが知られている。
酸化亜鉛を堆積するための現在の技術では、この両方の特性を達成することはできない。

例えば：
−酸化亜鉛を結晶化させる方法（基板を加熱する、カソードのパワーを増大させる、厚さを増す、および酸素の含有量を増大させる）は、層の粗さを増大させ、それはその上に堆積される銀層の性能の顕著な低下につながる；そして

−なめらかな、または粗さが小さい酸化亜鉛を堆積する方法（低圧堆積、非常に小さな厚さでの堆積）は、銀層の部分的な非晶質化を生じ、それはＺｎＯ上の銀のヘテロエピタキシャル成長の質を損なう。

本発明の文脈の中で、驚くべきことに、他の多くの金属酸化物、窒化物、酸化窒化物でもそうであるが特に酸化亜鉛の堆積は、線源から来るイオンビームによって助けられる場合、一定の条件の下できわめて小さな表面粗さの高度に結晶化下層を堆積することが可能であることが認められた。これにより、すぐ下の金属酸化物、窒化物、酸化窒化物上にエピタキシャル成長した銀層の質が、したがって、多重層の光学的および機械的性質がかなり向上する。

対照例１
この例では、厚さが４０ｎｍの酸化亜鉛の層が図１に示される装置（１０）を用いてガラス基板にコートされた。

堆積装置は、真空スパッタリング・チャンバ（２）を含み、それを通って基板（１）が輸送手段（図示せず）に沿って矢印Ｆで示される方向に移動した。

装置（２）は磁気強化型スパッタリング・システム（５）を含んでいた。このシステムは、少なくとも一つの回転する円筒形カソードを含み（しかし、これはフラット・カソードであってもよい）、それはほぼ基板の全幅にわたって伸び、カソードの軸は基板とほぼ平行に置かれている。このスパッタリング・システム（５）は、基板から２６５ｍｍ上の高さＨ５に位置していた。

スパッタリング・システムのカソードから引き出された物質はほぼビーム（６）として基板に導かれた。

装置（２）はまた、イオンビーム（３）を放出する線状イオン源（４）を含み、これもほぼ基板の全幅にわたって伸びていた。この線状イオン源（４）は基板が移動する方向に対してカソードの前方にカソード軸から１７０ｍｍの距離Ｌ４に、基板の上１２０ｍｍの高さＨ４に位置していた。

イオンビーム（３）はカソードの軸を通る基板の推薦に対して角度Ａで導かれた。
この堆積は、公知の堆積方法を用いて、スパッタリング・チャンバ（２）を通って回転カソードを経て移動する基板（１）に、重量で約２％のアルミニウムを含むＺｎをベースとしてアルゴンと酸素を含む雰囲気で行われた。移動スピードは少なくとも１ｍ／分であった。

下の表１ａに示されている堆積条件を、屈折率が１．８８のわずかに化学量論を下回る（substoichiometric）酸化亜鉛層が生成されるように適合させた（これに対して、化学量論的なＺｎＯ層の屈折率は１．９３−１．９５である）。

この層をＸ線反射測定で分析して密度と厚さを決定し、Ｘ線回折測定で分析して結晶度を決定した。スペクトルは、（０００２）ＺｎＯに典型的な２θ＝３４°にピークを示した。結晶のサイズは、回折スペクトルから通常のScherrerの式を用い、基本パラメーターを用いて求められた。

基板の光透過率、基板からの光反射率、および正方形の（per square）抵抗も測定された。測定値は下の表１ｂに示されている。

実施例１
この例では、本発明にしたがって、厚さが４０ｎｍの酸化亜鉛層がガラス基板に成膜された。

この堆積は、基板へのスパッタリングによって行われ、基板は対照例１と同じスペクトル・チャンバを通って移動し、スパッタリング・カソードでの雰囲気はアルゴンだけを含んでいた。スパッタリング・チャンバに配置された線状イオン源を用いて、スパッタリングと同時に、源における１００％酸素で構成される雰囲気を用いてイオンビームが生成された。源は、ビームを３０°の角度で基板に向けるように傾けられた。

変更された堆積条件によって、屈折率が１．８８の酸化亜鉛層を生成することが可能になり、その密度は対照の物質の密度と同じであった。

光学的性質はイオンビームへの曝露によってわずかしか影響されなかった。
Ｘ線回折スペクトルは、非常に強いＺｎＯ（０００２）ピークを示し、一定の厚さのＺｎＯで、結晶化したおよび／または強く配向されたＺｎＯの量の増加を示した。

１ａｔ％未満の鉄定数（ｉｒｏｎｃｏｎｓｔａｎｔ）がＳＩＭＳによって測定された。

Rutherford後方散乱スペクトロスコピー測定は、ＺｎＯ層が０．４５ａｔ％のアルゴンを含むことを示した。

実施例２
この例では、ガラス基板が次の多重層でコートされた：
１０ｎｍ ＺｎＯ ／ １９．５ｎｍ Ａｇ ／ １０ｎｍ ＺｎＯここで、下の酸化亜鉛層は実施例１のようにイオンビームへの曝露と得られた。

実施例１のように、下の層は基板がチャンバに滞留する時間を、酸化物層の厚さが１０ｎｍに減るように調整して生成された。

次に、基板は１００％アルゴンで構成される雰囲気中で銀カソードを通過し、対照例１の条件の下でアルゴン／酸素雰囲気中の亜鉛カソードを再び通過するように移動された。

この多重層をＸ線回折によって分析して結晶化の状態を決定した。スペクトルは、ＺｎＯに典型的な２θ＝３４°のピークと、銀に典型的な２θ＝３８°のピークを示した。銀結晶のサイズは回折スペクトルから通常のScherrerの式を用い、基本パラメーターを用いて求められた。

基板の光透過率、基板からの光反射率、および表面抵抗も測定された。
結果は下の表２に示されている。
これらの性質は、下の酸化亜鉛層をイオンビームへの曝露なしに生成した対照例２の場合と比較された。

この比較から、下の酸化亜鉛層がイオンビームへの曝露と生成されるときに銀層の結晶化がかなり向上することが、表面抵抗の減少、すなわち、導電性の向上によって明らかになる。

表２

対照例３
この例では、次の多重層がガラス基板に作成された：

ここで、下方の酸化亜鉛層は実施例１と同様にイオンビームへの曝露と得られた。

酸化亜鉛層は実施例１と同様に、酸化物の厚さを８ｎｍに減らすようにチャンバにおける基板の滞留時間を調整して生成された。

次に、基板は１００％アルゴンで構成された雰囲気中で銀カソードを通過するように移動された。

シングル・グレージング（ＳＧ）およびダブル・グレージング（４／１５／４ ＤＧで内部空洞は９０％アルゴンで構成）としての対照例３の光学的性質および性能性質は下の表３に示されている。

実施例３
線状イオン源をパッタリング・チャンバに配置し、酸化亜鉛ベース層を生成するときに源の雰囲気を１００％酸素で構成したイオンビームをスパッタリングと同時に用いたことを除いて、対照例３と同じ堆積条件が用いられた。源は、ビームを基板に３０°の角度で向けるように傾けられ、基板から約１４ｃｍの距離に配置された。

この変更された堆積条件によって、屈折率が実質的に対照層の屈折率と同じである酸化亜鉛層を生成することが可能になった。

シングル・グレージング（ＳＧ）およびダブル・グレージング（４／１５／４ ＤＧ、その内部空洞は９０％アルゴンで構成）としての実施例３の光学的性質および性能性質は下の表３に示されている。

表３

見られるように、光学的性質はイオンビームへの曝露によってほとんど影響されないが、正方形の（per square）抵抗（Ｒ_□）および垂直放出能（ε_ｎ）では１０％の利得があるので熱的な性質はかなり改善される。

対照例４
次の層厚（単位、ナノメーター）の多重層がガラス基板に作成された。これは商標名PLANISTARの下でSaint-Gobain Glass Franceによって販売されている多重層に対応するものである：

ダブル・グレージング（４／１５／４、内部空洞は９０％Ａｒで構成）としての対照例４の光学的性質および性能性質は下の表４に示されている。

実施例４
対照例４と同じ層厚を有する多重層が、線状イオン源がスパッタリング・チャンバに置かれ各銀ベース機能層のすぐ下の酸化亜鉛をベースとする層を生成するときスパッタリングと同時にそれを用いてイオンビームを生成するということ以外は、対照例４と同じ条件の下で作成された。

源における雰囲気は１００％酸素で構成された。源は、ビームを基板に３０°の角度で向けるように傾けられ、基板から約１４ｃｍの距離に配置された。イオンビームのエネルギーは、各パスで、約１０００ｅＶであった。チャンバ内の圧力は、最初のパスでは０．１μｂａｒ、二回目のパスでは４．３μｂａｒで、標的パワーは、最初のパスでは５．５
ｋＷ、二回目のパスでは１０ ｋＷであった。

この変更された堆積条件によって、屈折率が実質的に対照層の屈折率と同じである酸化亜鉛層を生成することが可能になった。

ダブル・グレージング（４／１５／４ ＤＧ、その内部空洞は９０％アルゴンで構成）としての実施例４の光学的性質および性能性質も下の表４に示されている。

見られるように、光学的性質はイオンビームへの曝露によってほとんど影響されないが、正方形の（per square）抵抗（Ｒ_□）では約１０％の利得が得られており熱的な性質は大きく改善されている。

表４

実施例５
次の多重層：ガラス／ Ｓｉ_３Ｎ_４ ／ ＺｎＯ（２５ｎｍ）／ Ａｇ（９ｎｍ）が堆積され、酸化亜鉛の結晶学的特性と銀層の電気的性質が測定された。さらに、前と同じ条件の下で生成され銀でコートされなかったＺｎＯ（２５ｎｍ）ガラスのＲＭＳ粗さが評価された。基板に対するイオン源の傾斜角Ａは３０°であった。測定された値を下の表５に示す。

表５

したがって、驚くべきことに、イオンビームによって助けられるＺｎＯの堆積は、上記多重層において、このように堆積された層の粗さを減少させることを可能にするということが認められる。

実施例６
ＴｉＯ_２がガラス上にイオンビームによる助けとおよび助けなしで堆積され、光学的性質のシミュレーション（分散関係）およびＸ線反射測定によって粗さが測定された。基板に対するイオン源の傾斜角Ａは２０°であった。測定された値を下の表６に示す。

表６

本発明を上で実施例について説明してきた。もちろん、当業者は本発明の別のいろいろな態様を特許請求の範囲で定められる本発明の範囲から逸脱することなく作り出すことができるであろう。

（原文に記載なし）

Claims (1)

1. 基板（１）であって、イオン源（４）からの少なくとも一つのイオンビーム（３）への曝露と（with）、酸素および／または窒素の存在下における反応性スパッタリング、によって堆積される少なくとも一つの酸化亜鉛層がコートされ、該イオンビームに曝露された前記酸化亜鉛層が結晶化する基板であり、
   該イオンビームに曝露された酸化亜鉛層が、該イオンビームに曝露されなかった同じ酸化亜鉛層の粗さより少なくとも２０％小さい、非常に小さい粗さを有することを特徴とする基板（１）。

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