CN101910449B - 透明导电膜的成膜方法和成膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透明导电膜的成膜方法，使用含有氧化锌类材料的靶，通过溅射在基板上形成氧化锌类透明导电膜，在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行上述溅射。

Description

透明导电膜的成膜方法和成膜装置

技术领域

本发明涉及透明导电膜的成膜方法和成膜装置。更具体地说，涉及在平板显示器(FPD)、触控式面板、太阳能电池、电磁屏蔽、防反射(AR)膜、发光二极管(LED)等光电子学领域的各种装置中使用的适当的透明导电膜的成膜方法和成膜装置。 

本申请基于2007年12月28日在日本申请的日本特愿2007-340913号主张优先权，将其内容合并于此。 

背景技术

一直以来，作为太阳能电池、发光二极管的电极材料，有向氧化铟中添加5～10质量％的氧化锡而得到的氧化铟锡(ITO)，并被用作透明导电材料。 

但是，成为ITO的原料的铟(In)为稀有金属，预计以后会因难以得到而导致成本升高。因此，作为替代ITO的透明导电材料，丰富且廉价的氧化锌(ZnO)类材料受到瞩目(例如参照专利文献1)。 

ZnO类材料为n型半导体，其导电性通过仅仅还原ZnO而稍微偏离化学计量组成，并在ZnO结晶中形成氧空穴来释放自由电子，或者作为杂质添加的B、Al、Ga等进入ZnO晶格中的Zn离子的位置而形成离子来释放自由电子等表现。 

ZnO类材料适合于能够对大型基板进行均匀成膜的溅射，在成膜装置中，能够通过将ITO等In₂O₃类材料的靶变更为ZnO类材料的靶进行成膜。此外，ZnO类材料不具有如In₂O₃类材料那样的绝缘性高的低级氧化物(InO)，在溅射时不易发生异常。 

专利文献1：日本特开平9-87833号公报 

以往使用ZnO类材料的透明导电膜虽然透明性不逊色于以往的ITO膜，但是存在电阻率比ITO膜高的问题。 

因此，为了将ZnO类透明导电膜的电阻率降低至所期望的值，考虑在溅射时向腔内导入氢气作为还原气体，在该还原气氛中成膜的方法。 

然而，在该情况下，虽然得到的透明导电膜的电阻率确实得到降低，但是在其表面产生了一点点的金属光泽，存在透过率降低的问题。 

发明内容

本发明是为了解决上述课题而提出的，其目的在于，提供使氧化锌类透明导电膜的电阻率降低，且可以维持对可见光的透明性的透明导电膜的成膜方法和成膜装置。 

本发明人对使用了氧化锌类材料的透明导电膜的成膜方法进行了深入研究。其结果，本发明人发现使用由氧化锌类材料形成的靶，通过溅射法形成氧化锌类透明导电膜时，在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射，进而在氢气的分压(P_H2)与氧气的分压(P_O2)之比R(＝P_H2/P_O2)满足： 

R＝P_H2/P_O2≥5    (1) 

的条件下进行溅射，则可以使氧化锌类透明导电膜的电阻率降低，而且可以维持对可见光的透明性，至此完成了本发明。 

即，本发明的透明导电膜的成膜方法，使用含有氧化锌类材料的靶，通过溅射在基板上形成氧化锌类透明导电膜，在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行所述溅射。 

该成膜方法中，通过溅射法在基板上形成氧化锌类透明导电膜时，在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射，进而，氢气的分压(P_H2)与氧气的分压(P_O2)之比R(＝P_H2/P_O2)满足： 

R＝P_H2/P_O2≥5    (2)。 

由此，通过溅射法在基板上形成氧化锌类透明导电膜时的气氛能够成为 含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或者三种的气氛，即，协调了还原性气体与氧化性气体之比的气氛。由此，如果在该气氛下进行溅射，则得到的透明导电膜，其氧化锌结晶中的氧空穴的数被控制，成为具有所期望的导电率的膜，其电阻率也降低，形成所期望的电阻率的值。 

此外，得到的透明导电膜不产生金属光泽，能够维持对可见光的透明性。 

进行所述溅射时，可以使施加于所述靶的溅射电压为340V以下。 

进行所述溅射时，还可以对所述靶施加在直流电压上叠加高频电压的溅射电压。 

进行所述溅射时的、所述靶的表面的水平磁场强度的最大值可以为600高斯以上。 

所述氧化锌类材料可以为掺铝氧化锌或者掺镓氧化锌。 

本发明的透明导电膜的成膜装置，使用含有氧化锌类材料的靶，在与该靶对向配置的基板上形成氧化锌类透明导电膜，所述成膜装置具备：真空容器，该真空容器所具备的氢气导入设备、氧气导入设备和水蒸气导入设备中的两种以上设备，在所述真空容器内保持靶的靶保持设备，和对所述靶施加溅射电压的电源。 

该成膜装置中，真空容器具备氢气导入设备、氧气导入设备和水蒸气导入设备中的两种以上，由此能够使使用由氧化锌类材料形成的靶，并利用溅射法在基板上形成氧化锌类透明导电膜时的气氛成为使用氢气导入设备、氧气导入设备和水蒸气导入设备中的两种以上，从而协调了还原性气体与氧化性气体之比的反应性气体气氛。由此，氧化锌结晶中的氧空穴的数被控制，从而能够形成电阻率降低、不产生金属光泽、能够维持对可见光的透明性的氧化锌类透明导电膜。 

所述电源还可以并用直流电源和高频电源。 

该成膜装置中，通过并用直流电源和高频电源，能够降低溅射电压。由此，能够形成晶格整齐的氧化锌类透明导电膜，得到的透明导电膜的电阻率也低。 

所述靶保持设备还可以具备在所述靶的表面产生强度的最大值为600高斯以上的水平磁场的磁场产生设备。 

该成膜装置中，通过在靶保持设备设置在靶的表面产生强度的最大值为600高斯以上的水平磁场的磁场产生设备，在靶的表面垂直磁场为0(水平磁场最大)的位置生成高密度等离子体。由此，能够形成晶格整齐的氧化锌类透明导电膜。 

通过本发明的透明导电膜的成膜方法，在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种的反应性气体气氛中进行溅射，从而可以使氧化锌类透明导电膜的电阻率降低，而且可以维持对可见光的透明性。 

因此，可以容易地形成电阻率低、对可见光的透明性优异的氧化锌类透明导电膜。 

通过本发明的透明导电膜的成膜装置，由于真空容器具备氢气导入设备、氧气导入设备和水蒸气导入设备中的两种以上，通过对它们进行控制，真空容器内的形成氧化锌类透明导电膜时的气氛可以成为协调了还原性气体与氧化性气体之比的反应性气体气氛。 

因此，仅改善以往成膜装置的一部分，就可以形成电阻率低、对可见光的透明性优异的氧化锌类透明导电膜。 

附图说明

图1为表示本发明的第一实施方式的溅射装置的结构简图(俯视图)； 

图2为表示第一实施方式的溅射装置的成膜室的主要部分的俯视剖面图； 

图3为表示不加热成膜时的H₂O气体(水蒸气)的效果的图； 

图4为表示基板温度为250℃的加热成膜时的H₂O气体(水蒸气)的效果的图； 

图5为表示在基板温度为250℃的加热成膜中，同时导入H₂气与O₂气时的效果的图； 

图6为表示在基板温度为250℃的加热成膜中，同时导H₂气与O₂气时的效果的图； 

图7为表示不加热成膜时的H₂气的效果的图； 

图8为表示本发明的第二实施方式的往复(ィンタ一バック)式磁控溅射装置的成膜室的主要部分的剖视图。 

符号说明 

1溅射装置 

2装入/取出室 

3成膜室 

4粗抽排气设备 

5基板托盘 

6基板 

7靶 

11加热器 

12阴极 

13高真空排气设备 

14电源 

15气体导入设备 

15a溅射气体导入设备 

15b氢气导入设备 

15c氧气导入设备 

15d水蒸气导入设备 

21磁控溅射装置 

22溅射阴极机构 

23背面板 

24磁路 

24a、24b磁路单元 

25托架 

26第一磁铁 

27第二磁铁 

28磁轭 

29磁力线 

30垂直磁场为0的位置 

具体实施方式

对本发明的透明导电膜的成膜方法和成膜装置的具体实施方式进行说明。 

而且，该方式是为了更好地理解发明的宗旨而进行的具体说明，只要不特别指定，就不限定本发明。 

(第一实施方式) 

图1为表示本发明的第一实施方式的溅射装置(成膜装置)的结构简图(俯视图)，图2为表示第一实施方式的溅射装置的成膜室的主要部分的俯视剖面图。 

该溅射装置1是往复式的溅射装置，例如具备：搬进/搬出无碱玻璃基板(未图示)等基板的装入/取出室2；和在上述基板上形成氧化锌类透明导电膜的成膜室(真空容器)3。 

在装入/取出室2，设置有将该室内粗略抽真空的旋转泵等粗抽排气设备4。另外，在装入/取出室2的室内，用于保持和运送基板的基板托盘5可移动地被配置。 

另一方面，在成膜室3的一方侧面3a，纵向地设置有加热基板6的加热器11。在成膜室3的另一方侧面3b，纵向地设置有保持氧化锌类材料的靶7并对该靶7施加所期望的溅射电压的阴极(靶保持设备)12。进一步，在成膜室3，设置有将该室内抽高真空的涡轮分子泵等高真空排气设备13、对靶7施加溅射电压的电源14以及向该室内导入气体的气体导入设备15。 

阴极12由板状的金属板构成，用焊料等通过焊接(固定)固定靶7。 

电源14将在直流电压上叠加高频电压的溅射电压施加到靶7，具备直流(DC)电源和高频(RF)电源(省略图示)。 

气体导入设备15具备：导入Ar等溅射气体的溅射气体导入设备15a；导入氢气的氢气导入设备15b；导入氧气的氧气导入设备15c和导入水蒸气的水蒸气导入设备15d。 

而且，在该气体导入设备15中，可以根据需要选择氢气导入设备15b、氧气导入设备15c和水蒸气导入设备15d。例如，可以选择使用“氢气导入设备15b和氧气导入设备15c”、“氢气导入设备15b和水蒸气导入设备15d”这样的两种设备。 

接着，对使用上述溅射装置1在基板上形成氧化锌类透明导电膜的方法进行说明。 

首先，用焊料等将靶7焊接固定到阴极12。其中，靶材使用氧化锌类材料，例如，添加了0.1～10质量％氧化铝(Al₂O₃)的掺铝氧化锌(AZO)，添加了0.1～10质量％氧化镓(Ga₂O₃)的掺镓氧化锌(GZO)等。其中，在能够形成电阻率低的薄膜方面上，优选掺铝氧化锌(AZO)。 

然后，将基板6容纳在装入/取出室2的基板托盘5，用粗抽排气设备4将装入/取出室2以及成膜室3粗抽真空至规定的真空度，例如0.27Pa(2.0×10^-3Torr)。然后，将基板6从装入/取出室2搬到成膜室3，将该基板6与靶7对向地配置在设定成关闭状态的加热器11的前面。通过加热器11将该基板6加热至100℃～600℃的温度范围内。 

接着，用高真空排气设备13将成膜室3抽高真空至规定的高真空度，例如2.7×10^-4Pa(2.0×10^-6Torr)。然后，向成膜室3，通过溅射气体导入设备15a导入Ar等溅射气体，并且使用氢气导入设备15b、氧气导入设备15c和水蒸气导入设备15d中的至少两个以上，导入选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或者三种的气体。 

在此，在选择了氢气和氧气的情况下，优选氢气的分压(P_H2)与氧气的分 压(P_O2)之比R(P_H2/P_O2)满足： 

R＝P_H2/P_O2≥5(3)。 

由此，成膜室3内的气氛成为氢气浓度是氧气浓度的5倍以上的反应性气体气氛，通过该反应性气体气氛满足R＝P_H2/P_O2≥5，可以得到电阻率为1.0×10³μΩ·cm以下的透明导电膜。 

此外，在选择了氢气和水蒸气(气体)的情况下，优选氢气的分压(P_H2)与水蒸气(气体)的分压(P_H2O)之比R(P_H2/P_H2O)满足： 

R＝P_H2/P_H2O≥5(4)。 

由此，成膜室3内的气氛成为氢气浓度是水蒸气浓度的5倍以上的反应性气体气氛，通过该反应性气体气氛满足R＝P_H2/P_H2O≥5，可以得到电阻率为1.0×10³μΩ·cm以下的透明导电膜。 

接着，通过电源14对靶7施加溅射电压。 

该溅射电压优选为340V以下。通过降低放电电压，能够形成晶格整齐的氧化锌类透明导电膜，得到的透明导电膜的电阻率也低。 

该溅射电压优选为在直流电压叠加了高频电压的溅射电压。通过在直流电压叠加高频电压，可以进一步降低放电电压。 

通过施加溅射电压，在基板6上产生等离子体，由该等离子体激发的Ar等溅射气体的离子与靶7碰撞。通过该碰撞，使得从该靶7溅出构成掺铝氧化锌(AZO)、掺镓氧化锌(GZO)等氧化锌类材料的原子，在基板6上形成含有氧化锌类材料的透明导电膜。 

在该成膜的过程中，成膜室3内的气氛成为含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种或三种以上的反应性气体气氛。由此，通过在该反应性气体气氛下进行的溅射，可以得到氧化锌结晶中的氧空穴数被控制的透明导电膜。结果，其电阻率也降低，因此可以得到具有所期望的导电率和电阻率的透明导电膜。 

特别是，在成膜室3内，氢气浓度是氧气浓度的5倍以上时，成为协调了氢气与氧气之比的反应性气体气氛。通过在该反应性气体气氛下进行的溅 射，可以得到氧化锌结晶中的氧空穴数被高度控制的透明导电膜。结果，其电阻率也降低为与ITO膜相当，因此可以得到具有所期望的导电率和电阻率的透明导电膜。 

此外，得到的透明导电膜中，不产生金属光泽，能维持对可见光的透明性。 

接着，将该基板6从成膜室3运送到装入/取出室2，破坏该装入/取出室2的真空，取出形成了该氧化锌类透明导电膜的基板6。 

这样，得到形成了电阻率低且对可见光的透明性良好的氧化锌类透明导电膜的基板6。 

接着，对于本实施方式的氧化锌类透明导电膜的成膜方法，对本发明人进行的实验结果进行说明。 

使用5英寸×16英寸大小的、添加了2质量％Al₂O₃的掺铝氧化锌(AZO)靶，用焊料将该靶固定到施加直流(DC)电压的平行平板型阴极12。然后，向装入/取出室2放入无碱玻璃基板，用粗抽排气设备4对装入/取出室2内进行粗略抽真空。然后，将该无碱玻璃基板搬到用高真空排气设备13抽为高真空的成膜室3，与AZO靶对向配置。 

然后，通过气体导入设备15，导入Ar气至5mTorr的压力后，以H₂O气体的分压达到5×10^-5Torr、O₂气的分压达到1×10^-5Torr中的任意一种的方式进行导入。而且，在H₂O气体或O₂气的气氛下，通过电源14对阴极12施加1kW的功率，对安装到阴极12的AZO靶进行溅射，使AZO膜堆积在无碱玻璃基板上。 

图3为表示不加热成膜时的H₂O气体(水蒸气)的效果的图。图3中，A表示没有导入反应性气体时的氧化锌类透明导电膜的透过率，B表示以H₂O气体的分压达到5×10^-5Torr的方式导入H₂O气体时的氧化锌类透明导电膜的透过率，C表示以O₂气的分压达到1×10^-5Torr的方式导入O₂气时的氧化锌类透明导电膜的透过率。 

在没有导入反应性气体的情况下，透明导电膜的膜厚为207.9nm、电阻 率为1576μΩ·cm。 

在导入H₂O气体的情况下，透明导电膜的膜厚为204.0nm、电阻率为64464μΩ·cm。 

在导入O₂气的情况下，透明导电膜的膜厚为208.5nm、电阻率为2406μΩ·cm。 

根据图3可知，通过导入H₂O气体，可以不改变膜厚而变更透过率的峰值波长。另外，与没有导入反应性气体的A相比，导入H₂O气体的B中透过率也整体升高。 

另外，在导入H₂O气体的情况下，电阻率高、电阻劣化大，但是透过率高。即可知，此时得到的透明导电膜能够适用于防反射膜等不要求低电阻的光学部件。 

进一步地，可知通过反复进行在H₂O气体的无导入和导入或者改变导入量的条件下的成膜，用一块靶就能得到每层的折射率变化的层压结构的光器件。 

此外，太阳能电池的缓冲层或串联结构的中间电极由于膜厚薄、且电流向膜厚方向流通，对低电阻的要求低。与此相对地，要求对透过的光的波长的峰值进行调整时，通过本发明的透明导电膜的成膜方法，利用H₂O气体的导入量，不改变膜厚就能变更透过率的峰值波长。由此，可以形成透过所期望波长的光的缓冲层或中间电极。 

进一步地，对LED、有机EL照明等发出特定波长光的元件使用本发明的透明导电膜时，能够调整透明导电膜的透过率以使发光的波长的透过率最大。 

然后，除了将无碱玻璃基板加热到250℃以外，与上述同样地进行，使AZO膜堆积在无碱玻璃基板上。 

图4是表示基板温度为250℃的加热成膜时的H₂O气体(水蒸气)效果的图。图4中，A表示没有导入反应性气体时的氧化锌类透明导电膜的透过率，B表示以H₂O气体的分压达到5×10^-5Torr的方式导入H₂O气体时的氧 化锌类透明导电膜的透过率，C表示以O₂气的分压达到1×10^-5Torr的方式导入O₂气时的氧化锌类透明导电膜的透过率。而且，使用了施加直流(DC)电压的平行平板型的阴极。 

在没有导入反应性气体的情况下，透明导电膜的膜厚为201.6nm、电阻率为766μΩ·cm。 

此外，在导入H₂O气体的情况下，透明导电膜的膜厚为183.0nm、电阻率为6625μΩ·cm。 

此外，在导入O₂气的情况下，透明导电膜的膜厚为197.3nm、电阻率为2214μΩ·cm。 

根据图4可知，即使在加热成膜时，也能得到与不加热成膜同样的效果。 

在导入H₂O气体的情况下，膜厚稍微变薄，但是，峰值波长移动到因膜厚的干涉移动的峰值波长以上。即可知，即使在将基板温度加热到250℃的情况下，也可以得到与不加热的情况同样的效果。 

然后，将H₂O气体改变为H₂气，使用能够叠加直流(DC)电压和高频(RF)电压的平行平板型的阴极，通过电源14对阴极12施加在1kW的DC功率上叠加350W的高频(RF)功率而得到的溅射功率，恒电流控制为4A，除了这些条件以外与上述同样地进行，使AZO膜堆积到无碱玻璃基板上。 

图5是表示对于基板温度为250℃的加热成膜，同时导入H₂气和O₂气时的效果的图。图5中，A表示以H₂气的分压达到15×10^-5Torr、O₂气的分压达到1×10^-5Torr的方式，同时导入H₂气和O₂气时的氧化锌类透明导电膜的透过率，B表示以O₂气的分压达到1×10^-5Torr的方式导入O₂气时的氧化锌类透明导电膜的透过率。 

在同时导入H₂气和O₂气的情况下，透明导电膜的膜厚为211.1nm。 

此外，在仅导入O₂气的情况下，透明导电膜的膜厚为208.9nm。 

根据图5可知，同时导入H₂气和O₂气的情况与仅导入O₂气的情况相比，峰值波长移动到因膜厚的干涉移动的峰值波长以上。此外可知，与仅导入O₂气的情况相比，透过率也得到提高。 

图6是表示对于基板温度为250℃的加热成膜，同时导入H₂气和O₂气时的效果的图。该图显示的是将O₂气的分压固定在1×10^-5Torr(流量换算的分压)，使H₂气的分压在0～15×10^-5Torr(流量换算的分压)之间变化时的氧化锌类透明导电膜的电阻率。而且，得到的透明导电膜的膜厚大体为200nm。 

根据该图6可知，H₂气的压力从0Torr到2.0×10^-5Torr，电阻率急剧降低，但是若超过2.0×10^-5Torr，则电阻率变得稳定。 

在同一条件下，没有导入反应性气体时的透明导电膜的电阻率为422μΩ·cm，由此可知，在同时导入H₂气和O₂气的情况下，电阻率的劣化也小。 

特别是，对于显示器等中使用的透明导电膜，除了要求在可见光区域的透过率高之外，还要求为低电阻。对通常的显示器的透明电极要求在1.0×10³μ·cm以下。图6中，H₂气的压力为5.0×10^-5Torr以上时，电阻率达到1.0×10³μΩ·cm以下。可知，由于O₂气的压力为1×10^-5Torr，为了使电阻率在1.0×10³μΩ·cm以下，优选为满足R＝P_H2/P_O2≥5。 

图7是表示不加热成膜时的H₂气的效果的图。图7中，A表示以H₂气的分压达到3×10^-5Torr的方式导入H₂气时的氧化锌类透明导电膜的透过率，B表示以O₂气的分压达到1.125×10^-5Torr的方式导入O₂气时的氧化锌类透明导电膜的透过率。而且，使用施加直流(DC)电压的对向型的阴极。 

在导入H₂气的情况下，透明导电膜的膜厚为191.5nm、电阻率为913μΩ·cm。 

此外，在导入O₂气的情况下，透明导电膜的膜厚为206.4nm、电阻率为3608μΩ·cm。 

根据图7可知，可以通过导入H₂气，不改变膜厚来变更透过率的峰值 波长。 

并且可知，导入H₂气时的透过率比导入O₂气时的透过率高。 

由如上所述可知，在导入H₂气的工序中，通过将H₂气导入量最优化，可以得到高透过率且低电阻率的氧化锌类透明导电膜。 

通过本实施方式的透明导电膜的成膜方法，在含有选自氢气、氧气和水蒸气中的两种以上气体的反应性气体气氛中进行溅射，从而可以降低氧化锌类透明导电膜的电阻率，并且可以维持对可见光的透明性。 

因此，可以容易地形成电阻率低、对可见光的透明性优异的氧化锌类透明导电膜。 

特别是欲变更透过率的峰值波长时，通过导入水蒸气可以大幅变更峰值的移动量。进一步地，通过导入氢气或氧气，也能够调整移动量。 

此外，特别是想在高水平下同时满足透过率和低电阻的情况下，优选导入氧气和氢气。 

通过本实施方式的透明导电膜的成膜装置，在气体导入设备15，导入Ar等溅射气体的溅射气体导入设备15a、导入氢气的氢气导入设备15b、导入氧气的氧气导入设备15c和导入水蒸气的水蒸气导入设备15d以最佳条件构成。因此，通过对它们进行控制，可以使形成氧化锌类透明导电膜时的气氛成为协调了还原性气体与氧化性气体之比的反应性气体气氛。 

因此，仅改善以往成膜装置的一部分，就可以形成电阻率低、对可见光的透明性优异的氧化锌类透明导电膜。 

(第二实施方式) 

图8为表示本发明的第二实施方式的往复式磁控溅射装置的成膜室的主要部分的俯视剖面图。 

该磁控溅射装置21与上述溅射装置1的不同点在于，在成膜室3的一方侧面3b设置有保持氧化锌类材料的靶7并产生所期望的磁场的纵向配置的溅射阴极机构(靶保持设备)22。 

溅射阴极机构22具备用焊料等焊接(固定)靶7的背面板23，和沿着 背面板23的背面配置的磁路(磁场产生设备)24。该磁路24在靶7的表面产生水平磁场。磁路24具有多个磁路单元(图8中为两个)24a、24b和将这些磁路单元24a、24b连接而形成一体的托架25。磁路单元24a、24b分别具备背面板23侧的表面极性互不相同的第一磁铁26和第二磁铁27，以及装配它们的磁轭28。 

在该磁路24中，通过背面板23侧的极性互不相同的第一磁铁26和第二磁铁27，产生由磁力线29表示的磁场。由此，在靶7的表面上的、相当于第一磁铁26与第二磁铁27之间的区域，产生垂直磁场为0(水平磁场最大)的位置30。在该位置30产生高密度等离子体，由此可提高成膜速度。 

该靶7表面的水平磁场强度的最大值优选为600高斯以上。通过使水平磁场强度的最大值为600高斯以上，可以降低放电电压。 

本实施方式的透明导电膜的成膜装置也能发挥与第一实施方式的溅射装置相同的效果。 

而且，由于在成膜室3的一方侧面3b纵向地设置有产生所期望的磁场的溅射阴极机构22，通过使溅射电压为340V以下、靶7表面的水平磁场强度的最大值为600高斯以上，可以形成晶格整齐的氧化锌类透明导电膜。 

该氧化锌类透明导电膜即使成膜后在高温下进行退火处理也不易氧化，可以抑制其电阻率的增加。进一步地，可以得到耐热性优异的氧化锌类透明导电膜。 

产业上的可利用性 

本发明的透明导电膜的成膜方法和成膜装置，可以使氧化锌类透明导电膜的电阻率降低，且可以维持对可见光的透明性。 

Claims (8)

1.一种透明导电膜的成膜方法，使用含有氧化锌类材料的靶，通过溅射在基板上形成氧化锌类透明导电膜，

在含有氢气、氧气和水蒸气的反应性气体气氛中进行所述溅射，

进行所述溅射时，在所述气氛中至少含有所述氢气和所述氧气的情况下，所述氢气的分压P_H2与所述氧气的分压P_O2之比R＝P_H2/P_O2满足下式(1)：

R＝P_H2/P_O2≥5(1)。

2.根据权利要求1所述的透明导电膜的成膜方法，进行所述溅射时，使施加到所述靶的溅射电压为340V以下。

3.根据权利要求1所述的透明导电膜的成膜方法，进行所述溅射时，对所述靶施加在直流电压上叠加了高频电压的溅射电压。

4.根据权利要求1所述的透明导电膜的成膜方法，进行所述溅射时的、所述靶的表面的水平磁场强度的最大值为600高斯以上。

5.根据权利要求1所述的透明导电膜的成膜方法，所述氧化锌类材料为掺铝氧化锌或者掺镓氧化锌。

6.一种透明导电膜的成膜装置，使用含有氧化锌类材料的靶，在与该靶对向配置的基板上形成氧化锌类透明导电膜，所述成膜装置具备：

真空容器，

该真空容器所具备的氢气导入设备、氧气导入设备和水蒸气导入设备，

在所述真空容器内保持靶的靶保持设备，和

对所述靶施加溅射电压的电源，

所述氢气导入设备和所述氧气导入设备以所述氢气的分压P_H2与所述氧气的分压P_O2之比R＝P_H2/P_O2满足下式(2)的方式导入氢气和氧气，

R＝P_H2/P_O2≥5   (2)。

7.根据权利要求6所述的透明导电膜的成膜装置，所述电源并用直流电源和高频电源。

8.根据权利要求6或7所述的透明导电膜的成膜装置，所述靶保持设备具有使所述靶的表面产生强度最大值在600高斯以上的水平磁场的磁场产生设备。

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