JPH06299347A - 電気絶縁性板状材料の製造方法 - Google Patents
電気絶縁性板状材料の製造方法Info
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- JPH06299347A JPH06299347A JP10490593A JP10490593A JPH06299347A JP H06299347 A JPH06299347 A JP H06299347A JP 10490593 A JP10490593 A JP 10490593A JP 10490593 A JP10490593 A JP 10490593A JP H06299347 A JPH06299347 A JP H06299347A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 １工程で膜欠陥や電気的弱点部をほぼ皆無に
した絶縁性に優れた電気絶縁材料を提供すること。 【構成】 Ａｌ2Ｏ3ターゲットを用いたスパッタリング
法によりステンレス基板上にＡｌ2Ｏ3薄膜をＡｒ雰囲気
中で形成する電気絶縁性板状材料の製造方法において、
薄膜形成時の酸素分圧を０．０１ｍＴｏｒｒ以上０．０
４ｍＴｏｒｒ以下に調整する。 【効果】 後処理等を必要とせず成膜の工程だけで、電
気絶縁性に非常に優れた板状材料を製造できる。
した絶縁性に優れた電気絶縁材料を提供すること。 【構成】 Ａｌ2Ｏ3ターゲットを用いたスパッタリング
法によりステンレス基板上にＡｌ2Ｏ3薄膜をＡｒ雰囲気
中で形成する電気絶縁性板状材料の製造方法において、
薄膜形成時の酸素分圧を０．０１ｍＴｏｒｒ以上０．０
４ｍＴｏｒｒ以下に調整する。 【効果】 後処理等を必要とせず成膜の工程だけで、電
気絶縁性に非常に優れた板状材料を製造できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はステンレス基板上にＡｌ
2Ｏ3ターゲットを用いるスパッタリング法によりＡｌ2
Ｏ3薄膜をＡｒ雰囲気中で形成する電気絶縁性板状材料
の製造方法に関するものである。
2Ｏ3ターゲットを用いるスパッタリング法によりＡｌ2
Ｏ3薄膜をＡｒ雰囲気中で形成する電気絶縁性板状材料
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気絶縁性板状材料はＩＣ基板，太陽電
池基板等に使用され、電気，情報産業には欠かせない素
材となっている。
池基板等に使用され、電気，情報産業には欠かせない素
材となっている。
【０００３】また、コンデンサや静電アクチュエイター
等の絶縁性以外の特性を必要とする素子においても、そ
の固有特性に加え電気絶縁性は不可欠な特性の一つとな
っていることが多い。
等の絶縁性以外の特性を必要とする素子においても、そ
の固有特性に加え電気絶縁性は不可欠な特性の一つとな
っていることが多い。
【０００４】この絶縁性材料には、従来セラミック材料
や有機材料が用いられているが、セラミック材料は強度
或いは加工性に欠け、有機材料は耐熱性に劣る等の欠点
を持つ。しかしながら代替材料は見出されていないのが
現状である。
や有機材料が用いられているが、セラミック材料は強度
或いは加工性に欠け、有機材料は耐熱性に劣る等の欠点
を持つ。しかしながら代替材料は見出されていないのが
現状である。
【０００５】絶縁性材料として考えられ得るものにドラ
イコーティング法を用いセラミック薄膜を表面にコーテ
ィングすることによって電気絶縁性を付与した金属複合
材料がある。
イコーティング法を用いセラミック薄膜を表面にコーテ
ィングすることによって電気絶縁性を付与した金属複合
材料がある。
【０００６】この金属複合材料は加工性を有し耐熱性や
強度に優れ、また安価である。しかしこの金属材料とし
ては、耐薬品性，強度等の面よりステンレス鋼を基板と
して用いるのが最適である。
強度に優れ、また安価である。しかしこの金属材料とし
ては、耐薬品性，強度等の面よりステンレス鋼を基板と
して用いるのが最適である。
【０００７】尚、ドライコーティング法はＬＳＩの製造
時にシリコンウエハの上に絶縁皮膜を作成する方法等が
広く利用されており、高真空中において薄膜を作成する
方法の総称であり、スパッタリング法，プラズマＣＶＤ
法等がある。
時にシリコンウエハの上に絶縁皮膜を作成する方法等が
広く利用されており、高真空中において薄膜を作成する
方法の総称であり、スパッタリング法，プラズマＣＶＤ
法等がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ステンレス鋼板を基板
として用いる場合、その表面は圧延疵，非金属介在物，
凹凸等により均一ではないため、その上に形成された膜
も均一ではなく、ピンホール等の膜欠陥或いは電気的に
絶縁性の弱い部分が多数存在する。
として用いる場合、その表面は圧延疵，非金属介在物，
凹凸等により均一ではないため、その上に形成された膜
も均一ではなく、ピンホール等の膜欠陥或いは電気的に
絶縁性の弱い部分が多数存在する。
【０００９】このためステンレス鋼板の表面にセラミッ
ク薄膜を形成している材料は、表面に絶縁性膜が存在し
ているにも関わらず一般に絶縁性は良好ではない。
ク薄膜を形成している材料は、表面に絶縁性膜が存在し
ているにも関わらず一般に絶縁性は良好ではない。
【００１０】徒って、ステンレス鋼板を基板とする電気
絶縁性板状材料の絶縁性を向上させるには膜欠陥や電気
的弱点部をできる限り減少させる必要がある。
絶縁性板状材料の絶縁性を向上させるには膜欠陥や電気
的弱点部をできる限り減少させる必要がある。
【００１１】膜欠陥や電気的弱点部を低減する手段の一
つとしてステンレス鋼基板の表面欠陥を低減する方法が
ある。
つとしてステンレス鋼基板の表面欠陥を低減する方法が
ある。
【００１２】例えば、特開平４―１１０４５９号公報に
は表面粗さおよびかぶさり疵の低減，特開平４―１１０
４６０号公報には基板の非金属介在物の低減により大幅
に絶縁性を向上させる方法が開示されている。
は表面粗さおよびかぶさり疵の低減，特開平４―１１０
４６０号公報には基板の非金属介在物の低減により大幅
に絶縁性を向上させる方法が開示されている。
【００１３】しかしながら、これによってもセラミック
や有機材料の絶縁性には及ばない。
や有機材料の絶縁性には及ばない。
【００１４】もう一つの手段として、本発明者等は形成
膜自体の電気抵抗を向上させる方法を特願平４―１２２
８９８に提示した。
膜自体の電気抵抗を向上させる方法を特願平４―１２２
８９８に提示した。
【００１５】この方法は、絶縁膜として用いる酸化物膜
のうち最も電気抵抗の高いＡｌ2Ｏ3薄膜をスパッタリン
グ法によって形成した絶縁材料において、膜形成後に大
気中で膜を酸化処理することにより電気抵抗を向上させ
るものである。
のうち最も電気抵抗の高いＡｌ2Ｏ3薄膜をスパッタリン
グ法によって形成した絶縁材料において、膜形成後に大
気中で膜を酸化処理することにより電気抵抗を向上させ
るものである。
【００１６】この酸化処理により絶縁性は大幅に向上す
るが、膜形成工程と後処理工程の２工程が必要となり工
程が複雑になり、かつコスト高になる。
るが、膜形成工程と後処理工程の２工程が必要となり工
程が複雑になり、かつコスト高になる。
【００１７】本発明はステンレス鋼基板上にＡｌ2Ｏ3薄
膜を形成する際に、成膜条件の適正化により１工程で膜
欠陥や電気的弱点部をほぼ皆無にした絶縁性に優れた電
気絶縁性板状材料を提供することを目的とする。
膜を形成する際に、成膜条件の適正化により１工程で膜
欠陥や電気的弱点部をほぼ皆無にした絶縁性に優れた電
気絶縁性板状材料を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明はＡｌ2Ｏ3ターゲ
ットを用いるスパッタリング法によりステンレス基板上
にＡｌ2Ｏ3薄膜を形成する電気絶縁性板状材料の製造方
法において、前記薄膜形成時の雰囲気中の酸素分圧を
０．０１ｍＴｏｒｒ以上０．０４ｍＴｏｒｒ以下に調整
することを特徴とする。
ットを用いるスパッタリング法によりステンレス基板上
にＡｌ2Ｏ3薄膜を形成する電気絶縁性板状材料の製造方
法において、前記薄膜形成時の雰囲気中の酸素分圧を
０．０１ｍＴｏｒｒ以上０．０４ｍＴｏｒｒ以下に調整
することを特徴とする。
【００１９】
【作用】以下、本発明を詳細に説明する。
【００２０】スパッタリング法で成膜するときには一般
に、高真空のチャンバー中にＡｒガスを導入したＡｒ雰
囲気の低真空状態でプラズマを発生させる。
に、高真空のチャンバー中にＡｒガスを導入したＡｒ雰
囲気の低真空状態でプラズマを発生させる。
【００２１】本発明者らはこのＡｒ雰囲気中に微量の酸
素を加えることで、成膜されたＡｌ2Ｏ3薄膜の絶縁性が
非常に向上することを見出した。
素を加えることで、成膜されたＡｌ2Ｏ3薄膜の絶縁性が
非常に向上することを見出した。
【００２２】その導入量は酸素分圧にして０．０１ｍＴ
ｏｒｒ以上０．０４ｍＴｏｒｒ以下の範囲でなければな
らない事を見出した。
ｏｒｒ以上０．０４ｍＴｏｒｒ以下の範囲でなければな
らない事を見出した。
【００２３】以下、前記薄膜形成時の雰囲気中の酸素分
圧と電気絶縁性の関係について説明する。
圧と電気絶縁性の関係について説明する。
【００２４】スパッタリング法は、プラズマからのエネ
ルギーによって高速に加速されたＡｒイオンで、成膜し
たい物質（蒸着源物質）で形成されたターゲットを叩き
蒸着源物質の分子を弾き飛ばして基板に積層させる。
ルギーによって高速に加速されたＡｒイオンで、成膜し
たい物質（蒸着源物質）で形成されたターゲットを叩き
蒸着源物質の分子を弾き飛ばして基板に積層させる。
【００２５】Ａｌ2Ｏ3ターゲットを用いたスパッタリン
グ法により薄膜を形成すると、ターゲット中の酸素より
Ａｌの方がスパッタリング率（弾き飛ばされ易さ）が若
干高いため、雰囲気がＡｒのみであると形成された薄膜
のＡｌ2Ｏ3は酸素欠乏状態になり、絶縁性が低下する。
グ法により薄膜を形成すると、ターゲット中の酸素より
Ａｌの方がスパッタリング率（弾き飛ばされ易さ）が若
干高いため、雰囲気がＡｒのみであると形成された薄膜
のＡｌ2Ｏ3は酸素欠乏状態になり、絶縁性が低下する。
【００２６】従って特願平４―１２２８９８に示した大
気中熱処理を行うことによって酸素欠乏状態が解消し絶
縁性が向上する。
気中熱処理を行うことによって酸素欠乏状態が解消し絶
縁性が向上する。
【００２７】それと同様に本発明のように成膜雰囲気中
に酸素を加えることによっても形成されるＡｌ2Ｏ3の酸
素欠乏状態が解消され絶縁性が向上する。
に酸素を加えることによっても形成されるＡｌ2Ｏ3の酸
素欠乏状態が解消され絶縁性が向上する。
【００２８】実験の結果、酸素の分圧が０．０１ｍＴｏ
ｒｒ以上であると上記の効果が発揮される事を見出し
た。
ｒｒ以上であると上記の効果が発揮される事を見出し
た。
【００２９】一方、酸素分圧が０．０４ｍＴｏｒｒを超
えると逆に絶縁性が低下する。雰囲気中に酸素を加える
と一部Ａｒの代わりに酸素がプラズマからエネルギーを
貰いターゲットに衝突するが、質量が小さいためＡｒよ
り蒸着源物質の弾き飛ばされる率が低下し、その結果全
体として成膜速度が減少する。
えると逆に絶縁性が低下する。雰囲気中に酸素を加える
と一部Ａｒの代わりに酸素がプラズマからエネルギーを
貰いターゲットに衝突するが、質量が小さいためＡｒよ
り蒸着源物質の弾き飛ばされる率が低下し、その結果全
体として成膜速度が減少する。
【００３０】そのため同一膜厚を得るのに成膜する時間
が長くなる。その結果長時間プラズマにさらされること
となり前記の効果よりもプラズマによる膜損傷の方が大
きくなるためと考えられる。
が長くなる。その結果長時間プラズマにさらされること
となり前記の効果よりもプラズマによる膜損傷の方が大
きくなるためと考えられる。
【００３１】従ってＡｒ雰囲気中の酸素分圧を０．０１
ｍＴｏｒｒ以上０．０４ｍＴｏｒｒ以下と限定した。
ｍＴｏｒｒ以上０．０４ｍＴｏｒｒ以下と限定した。
【００３２】
【実施例】基板として、第１表に示す性状を有するＳＵ
Ｓ４３０鋼板の光輝焼鈍材を用い、これに絶縁膜として
Ａｌ2Ｏ3膜をＲＦマグネトロンスパッタリング法を用い
て成膜した。
Ｓ４３０鋼板の光輝焼鈍材を用い、これに絶縁膜として
Ａｌ2Ｏ3膜をＲＦマグネトロンスパッタリング法を用い
て成膜した。
【００３３】酸素分圧を第２表に示す通り０から０．１
ｍＴｏｒｒまで変化させた。その他のコーティング条件
は前処理；ＲＦイオンボンバードメント，ＲＦ出力；２
ｋＷ，温度；２００℃である。膜厚はすべて０．８μｍ
となるようにコーティング時間を調整した。
ｍＴｏｒｒまで変化させた。その他のコーティング条件
は前処理；ＲＦイオンボンバードメント，ＲＦ出力；２
ｋＷ，温度；２００℃である。膜厚はすべて０．８μｍ
となるようにコーティング時間を調整した。
【００３４】このようにして作成した材料の直流電圧５
０Ｖにおける漏れ電流を測定した。測定方法は、表面に
Ａｌ電極（５ｍｍ×５ｍｍ×０．１μｍ）を蒸着した材
料の上に荷重５０ｇを載せた直径２φのステンレス製電
極を接触させた測定系で、印加電圧を１Ｖ／ｓｅｃの速
度で上昇させ、漏洩電流を測定した。
０Ｖにおける漏れ電流を測定した。測定方法は、表面に
Ａｌ電極（５ｍｍ×５ｍｍ×０．１μｍ）を蒸着した材
料の上に荷重５０ｇを載せた直径２φのステンレス製電
極を接触させた測定系で、印加電圧を１Ｖ／ｓｅｃの速
度で上昇させ、漏洩電流を測定した。
【００３５】図１はこれらの材料の５０Ｖにおける漏洩
電流値である。酸素分圧約０．０２ｍＴｏｒｒで極小値
となり、０．０１ｍＴｏｒｒ〜０．０４ｍＴｏｒｒの範
囲で非常に良好な絶縁性を有する。
電流値である。酸素分圧約０．０２ｍＴｏｒｒで極小値
となり、０．０１ｍＴｏｒｒ〜０．０４ｍＴｏｒｒの範
囲で非常に良好な絶縁性を有する。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、ステンレス鋼板を基板
として電気絶縁性の優れた板状材料を提供することがで
きる。
として電気絶縁性の優れた板状材料を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ステンレス光輝焼鈍基板にＲＦマグネトロンス
パッタリング法を用いＡｌ2Ｏ3薄膜を形成した電気絶縁
材料において、成膜雰囲気中の酸素分圧と電気絶縁性と
の関係を示した図である。
パッタリング法を用いＡｌ2Ｏ3薄膜を形成した電気絶縁
材料において、成膜雰囲気中の酸素分圧と電気絶縁性と
の関係を示した図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ａｌ2Ｏ3ターゲットを用いたスパッタリ
ング法によりステンレス基板上にＡｌ2Ｏ3薄膜をＡｒ雰
囲気中で形成する電気絶縁性板状材料の製造方法におい
て、前記Ａｒ雰囲気中の酸素分圧を０．０１ｍＴｏｒｒ
以上０．０４ｍＴｏｒｒ以下に調整することを特徴とす
る電気絶縁性板状材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10490593A JPH06299347A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 電気絶縁性板状材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10490593A JPH06299347A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 電気絶縁性板状材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06299347A true JPH06299347A (ja) | 1994-10-25 |
Family
ID=14393146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10490593A Withdrawn JPH06299347A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 電気絶縁性板状材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06299347A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012077827A1 (ja) | 2010-12-10 | 2012-06-14 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 太陽電池基板用鋼箔、太陽電池基板、太陽電池およびそれ等の製造方法 |
| WO2013065337A1 (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-10 | 株式会社フェローテックセラミックス | スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
| WO2013175643A1 (ja) | 2012-05-23 | 2013-11-28 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ステンレス箔製太陽電池基板材およびその製造方法 |
| WO2014181768A1 (ja) | 2013-05-10 | 2014-11-13 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 絶縁性に優れた熱膨張係数の小さいステンレス製太陽電池用基板およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-04-08 JP JP10490593A patent/JPH06299347A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012077827A1 (ja) | 2010-12-10 | 2012-06-14 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 太陽電池基板用鋼箔、太陽電池基板、太陽電池およびそれ等の製造方法 |
| KR20140074248A (ko) | 2010-12-10 | 2014-06-17 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 태양전지 기판용 강박, 태양전지 기판, 태양전지 및 그들의 제조 방법 |
| WO2013065337A1 (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-10 | 株式会社フェローテックセラミックス | スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
| US10504706B2 (en) | 2011-11-04 | 2019-12-10 | Ferrotec Ceramics Corporation | Sputtering target and method for producing the same |
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| US9837567B2 (en) | 2013-05-10 | 2017-12-05 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Stainless steel substrate for solar cell having superior insulating properties and low thermal expansion coefficient and method of producing the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |