JPH05171437A - 透明導電膜の形成方法 - Google Patents
透明導電膜の形成方法Info
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- JPH05171437A JPH05171437A JP33911191A JP33911191A JPH05171437A JP H05171437 A JPH05171437 A JP H05171437A JP 33911191 A JP33911191 A JP 33911191A JP 33911191 A JP33911191 A JP 33911191A JP H05171437 A JPH05171437 A JP H05171437A
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Abstract
付き基板やプラスチック製基板上に、低抵抗で透明性の
良いITOからなる透明導電膜を形成する。 【構成】 InにSnをドープした金属ターゲット4、
もしくはIn2 O3 にSnO2 をドープした焼結体ター
ゲット4をイオン源9から放出されたイオンビームでス
パッタし、アシスト用のイオン源14から放出されるイ
オンビームで基板22を照射しながら基板22上にIT
O膜を形成する方法において、アシスト用イオン源14
からのイオンビームが主として酸素イオンからなる第1
段階と酸素イオンが主成分でない第2段階の少なくとも
2つの工程を含むようにする。
Description
透明かつ低抵抗なITOからなる透明導電膜をイオンビ
ームスパッタ法で高速で形成する方法に関する。
プレーでは、その駆動電極として透明導電膜が用いられ
る。この透明導電膜としては、通常In2 O3 やSnO
2 ,ZnOを主体とするものが知られており、その形成
方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、CVD法、ス
プレー法などがある。とくにIn2 O3 にSnO2 をド
ープしたターゲットより得られるITOからなる透明導
電膜は、その透過率や導電性、エッチング特性に優れて
おり、表示素子の電極材料として、最もよく用いられて
いる。このITOからなる透明導電膜の形成方法として
は、真空蒸着法やスパッタ法が、膜特性の面から優位と
なっている。
ラー化にともない、透明電極のパターンは細く長いもの
になっており、より低抵抗な透明導電膜が要求されてい
る。必要とされる面抵抗は、その駆動方式によっても異
なるが、低いものでは10Ω/□以下のものが要求され
ている。成膜時の基板の温度が比較的高温の場合には、
抵抗率が2.0E−4Ω・cm程度のものが安定して得
られており、膜厚2000Aで10Ω/□が得られる。
たり、基板自身がプラスチックなど有機物の場合には、
温度はせいぜい200℃程度までしか上げられない。従
って、ITOからなる透明導電膜の抵抗率を小さくする
ために酸化度を大きくして結晶性を向上させる手段とし
ては基板を加熱する以外の方法を用いなくてはならな
い。
成物質をたたき出して基板面に付着させる過程において
基板にもイオンビームを照射する方法は通常イオンビー
ムアシスト−イオンビームスパッタ法と呼ばれ、最も有
効な手段の一つである。通常スパッタ用イオンビームに
は運動量の大きなイオンビームである必要があるのでア
ルゴンのような重い原子よりなるイオンを用い、アシス
ト用イオンビームには酸化性のイオン、すなわち酸素イ
オンを含んだイオンビームが用いられる。
からなる透明導電膜の結晶性を向上させるためには酸素
イオンを多く含んだアシストイオンビームを基板に照射
する必要があり、このような条件下ではITOからなる
透明導電膜の酸化度が高くなって結晶性が向上する反
面、酸素欠陥が欠乏してキャリアー濃度が低下する。そ
の結果、ITOからなる透明導電膜の抵抗率は増大する
ことになる。
を増やす必要があり、そのためにはアシスト用イオンビ
ーム中の酸素イオン濃度を低下させる必要があるが、十
分なキャリアー濃度が得られる程度の酸素欠陥が生成す
ると結晶性が低下してキャリアー移動度が低下し、これ
もまた抵抗率増大の原因となる。このように、従来の技
術では、キャリアー濃度とキャリアー移動度の両方が満
足な値を示すようなアシスト条件が存在しないという問
題点があった。
するために、本発明は、ITOからなる透明導電膜をイ
オンビームアシスト−イオンビームスパッタによって形
成する際に、成膜工程をアシスト用のイオンガンから出
射されるイオンビームが主として酸素イオンからなる第
一段階と酸素イオンが主成分でない第二段階の少なくと
もふたつの工程を含むものから構成した。
ンの90モル%以上が酸素イオンであることが必要であ
る。この段階では酸化度の非常に高い膜を成膜する。当
然キャリアー濃度は低くなるが、この段階では結晶性を
向上させることのみが目標となる。この層の厚みは薄い
方が良いが、薄すぎると結晶性が低下するのである程度
の厚みが必要になる。この層の厚みとしては、1nm以
上100nm以下が好ましい。より好ましくは、10n
m以上30nm以下である。膜厚1nm以下では膜の結
晶性が低下し、膜厚100nm以上では膜の特性自体に
は問題がないが、抵抗率の高い部分を不必要に厚くする
ことは生産性に悪影響がある。
ンの10モル%以上、30モル%以下が酸素イオンであ
ることが必要である。この段階ではすでに第一段階で結
晶性のきわめて良いITO膜を成膜しているので、その
上に膜が成長することになる。このような下地膜の上に
は、通常のガラス基板上ではきわめて結晶性が悪くなる
ような条件でも良質の結晶がいわゆるエピタキシャル成
長するので、酸素イオン濃度が低いイオンビームでアシ
ストしても膜中のキャリアー移動度は低下しない。従っ
て、キャリアーとなる酸素欠陥を増加させても移動度の
低下が起こることはない。
のシート抵抗値が得られる厚みとすれば良い。ただし、
酸素イオン濃度が10モル%より小さいと酸素欠陥が多
くなり過ぎて吸収が大きくなるので透明電極としての役
割を果たせない。また、酸素イオン濃度が30モル%よ
り大きくなるとキャリアー濃度が低下する。
ムでスパッタし、かつ基板表面へのイオンビームアシス
トを複数のステップに分け、その第一段階で良質の結晶
を成長させて第二段階でキャリアー濃度の高い膜をエピ
タキシャル成長させることによってキャリアー濃度と移
動度の両方を高くすることによって上記の目的を達成す
るものである。
上にそのあとで付着した膜形成物質がエピタキシャル成
長して、通常では結晶性が悪くなるようなキャリアー濃
度の高い膜でも結晶性が良好な膜となって高いキャリア
ー移動度を維持できるので、抵抗率の低いITOからな
る透明導電膜が成膜できると考えられる。本発明によれ
ば、成膜時の基板温度が200℃以下となっているの
で、カラーフィルター付き基板やプラスチック製基板上
への低抵抗のITOからなる透明導電膜の形成が可能と
なり、また密着性も向上する。
ットをイオンビームスパッタし、かつイオンビームアシ
ストを同時に行うという成膜方法は、デュアルイオンビ
ームスパッタ装置を用いて実施することができる。
説明する。図1は、本発明を実施するための真空成膜装
置の概略図であり、図1において、一体のアースされた
真空槽1は、真空ポンプ(図示せず)により排気されて
いる。この真空槽1の中央下部には、電気絶縁体2を介
してスパッタ用カソード3がある角度を持って傾斜して
配置され、このカソード3の上面にスパッタターゲット
であるITM(In−Sn合金)もしくはITO(In
2 O3 −SnO2 混合焼結体)4がボンディングされて
いる。
にスイッチ6を介して接続されている。またスイッチ6
は、アースにも接続されている。真空槽1の下部には、
バルブ8を備えたガス供給管7が設けられ、この供給管
7を通じて酸素ガスや不活性ガスを供給できるようにな
っている。カソード3の対向する位置にはスパッタ用の
イオンガン9が設けられ、このイオンガン9はスイッチ
10を介してイオンガン用電源11に接続されている。
イオンガン9にはバルブ12を備えたガス供給管13が
設けられ、この管を通じて酸素ガスや不活性ガスが供給
できるようになっている。
シスト用イオンガン14が設けられ、スイッチ15を介
してイオンガン用電源16に接続されている。イオンガ
ン13にはバルブ17を備えたガス供給管18が設けら
れ、この管を通じて酸素ガスや不活性ガスが供給できる
ようになっている。
けられ、中心軸20の廻りを回転するようになってい
る。基板テーブル19の上部にはヒーター21が設けら
れ、基板テーブル19を加熱できるようになっている。
基板テーブル19には、カラーフィルター付ガラス基板
もしくはプラスチック製基板22がセットされている。
イオンガン9,14の前方にはそれぞれシャッター2
3,24が設けられている。上記の状態で、以下の実験
を行った。
トを取り付け、真空槽1内を5E−6Torr以下の圧
力に排気した後、カソード3をアース電位にしておき、
バルブ12を開にしてアルゴンガスを導入し、真空槽1
内の圧力を1.5E−4Torrに調節した。さらに、
ガス供給管18のバルブ17を開け、アルゴンと酸素2
の混合ガスを導入し、真空槽1内の圧力を2.5E−4
Torrになるように調節した。ヒーター21を用い
て、基板温度が180℃になるように調節し、基板テー
ブル19を回転させた。
11,16及びスイッチ10,15を閉じてイオンガン
9,14を作動、調節した。シャッター23,24を開
けアルゴンイオンビームスパッタによる成膜を行うと同
時に酸素イオンビームによるアシストを行い、5nmの
膜を形成した。次にそのまま連続的にアシスト用イオン
ガン14への導入気体中にアルゴンを混合して行き、酸
素比率を20%まで低下させ、引続き成膜して200n
mの膜を成膜した。このようにして形成したITOから
なる透明導電膜について、その面抵抗を四端子測定器で
測定し、膜厚を触針式膜厚計で測定したところ、抵抗率
が1.5×10-4Ω・cmの膜が得られた。
トを取り付け、真空槽1内を5E−6Torr以下の圧
力に排気した後、カソード3をアース電位にしておき、
バルブ12を開にしてアルゴンガスを導入し、真空槽1
内の圧力を1.5E−4Torrに調節した。さらに、
ガス供給管18のバルブ17を開け、アルゴンと酸素2
の混合ガスを導入し、真空槽1内の圧力を2.5E−4
Torrになるように調節した。ヒーター21を用い
て、基板温度が180℃になるように調節し、基板テー
ブル19を回転させた。
11,16及びスイッチ10,15を閉じてイオンガン
9,14を作動、調節した。シャッター23,24を開
けアルゴンイオンビームスパッタによる成膜を行うと同
時に酸素イオンビームによるアシストを行い、10nm
の膜を形成した。次にそのまま連続的にアシスト用イオ
ンガン14への導入気体中にアルゴンを混合して行き、
酸素比率を25%まで低下させ、引続き成膜して200
nmの膜を成膜した。このようにして形成したITO透
明導電膜について、面抵抗を四端子測定器で測定し、膜
厚を触針式膜厚計で測定したところ、抵抗率が1.7×
10-4Ω・cmの膜が得られた。
シスト用イオンガンから出射されるイオンビームが主と
して酸素イオンからなる第1段階では、酸化度が非常に
高く、したがって結晶性の高い膜ができ、次の酸素イオ
ンが主成分でない第2段階では、第1段階で形成された
膜を下地としてエピタキシャル成長し、キャリアー移動
度の低下のない低効率の低い膜が成膜される。
下としても、良好な特性を有するITOからなる透明導
電膜が得られ、したがってカラーフィルター付基板やプ
ラスチック製基板上へ低抵抗の透明導電膜を形成でき
る。
す断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 InにSnをドープした金属ターゲッ
ト、もしくはIn2 O3 にSnO2 をドープした焼結体
ターゲットを用いて基板上にITOからなる透明導電膜
を形成する方法において、成膜中の基板面にアシスト用
のイオンガンを用いてイオンビームを照射しながらスパ
ッタ用のイオンガンを用いてイオンビームスパッタによ
る膜形成を行う際に、アシスト用のイオンガンから出射
されるイオンビームが主として酸素イオンからなる第一
段階と酸素イオンが主成分でない第二段階の少なくとも
ふたつの工程を含むことを特徴とする透明導電膜の形成
方法。 - 【請求項2】 前記第一段階において出射されるイオン
の90モル%以上が酸素イオンであることを特徴とする
請求項1記載の透明導電膜の形成方法。 - 【請求項3】 前記第二段階において出射されるイオン
の10モル%以上、30モル%以下が酸素イオンである
ことを特徴とする請求項1記載の透明導電膜の形成方
法。 - 【請求項4】 前記第一段階において成膜されるITO
からなる透明導電膜の膜厚が1nm以上100nm以下
であることを特徴とする請求項1,2または3記載の透
明導電膜の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3339111A JP2628591B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 透明導電膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3339111A JP2628591B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 透明導電膜の形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05171437A true JPH05171437A (ja) | 1993-07-09 |
JP2628591B2 JP2628591B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=18324369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3339111A Expired - Lifetime JP2628591B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 透明導電膜の形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2628591B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6059937A (en) * | 1995-12-22 | 2000-05-09 | Korea Gas Corporation | Sensor having tin oxide thin film for detecting methane gas and propane gas, and process for manufacturing thereof |
US6703130B2 (en) | 2001-09-07 | 2004-03-09 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Substrate coated with transparent conductive film and manufacturing method thereof |
US7309405B2 (en) * | 2003-01-15 | 2007-12-18 | P & I Corp. | Method of forming ITO film |
JP2010237637A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-10-21 | Seiko Epson Corp | 光学物品およびその製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63170974A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-14 | Fujitsu Ltd | イメ−ジセンサ及びその製造方法 |
JPH0310066A (ja) * | 1989-06-06 | 1991-01-17 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 透明導電膜の被覆方法 |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP3339111A patent/JP2628591B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63170974A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-14 | Fujitsu Ltd | イメ−ジセンサ及びその製造方法 |
JPH0310066A (ja) * | 1989-06-06 | 1991-01-17 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 透明導電膜の被覆方法 |
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JP2010237637A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-10-21 | Seiko Epson Corp | 光学物品およびその製造方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2628591B2 (ja) | 1997-07-09 |
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