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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer transparenten leitfähigen Schicht auf
In-O- oder In-Sn-O-Basis auf einem Substrat, wobei das Verfahren das Zerstäuben eines
Targets durch Anlegen einer Zerstäubungsspannung an das Target, während ein
Zerstäubungsgas eingeführt wird, um eine Plasmaentladung zwischen dem Substrat und dem Target zu
erzeugen, und das Anlegen eines Magnetfelds an die Oberfläche des Targets umfaßt.
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Solche leitfähigen Schichten (die im folgenden als ITO-Schichten bezeichnet werden) werden
für Anzeigeelemente in Flüssigkristallanzeigevorrichtungen o.ä. verwendet.
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Als Verfahren zur Erzeugung solcher transparenter leitfähiger Schichten sind z.B. Coating,
Ablagerung im Vakuum und Gasphasen-Reaktionsprozesse bekannt und üblich, aber auch
Zerstäubungsverfahren, einschließlich Gleichstrom- oder Hochfrequenz-Doppelpolzerstäubung
und Gleichstrom- oder Hochfrequenz-Magnetronzerstäubung. Von diesen Verfahren werden
die Zerstäubungsverfahren häufig angewendet, weil sie die gleichförmige Ausbildung einer
transparenten leitfähigen Schicht auf einem großen Substrat ermöglichen.
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US-A-4 500 408 beschreibt eine Vorrichtung zur Zerstäubungsbeschichtung mit einer
Einrichtung zur Steuerung des Beschichtungsprozesses sowie ein entsprechendes Verfahren.
Hierbei ist eine Magnetronkathode vorgesehen, die das Zerstäubungstarget trägt und einen auf
der Rückseite der Targetplatte angeordneten Elektromagneten aufweist. Der Elektromagnet
wird von einer Spulen-(Gleichstrom)-Versorgungsquelle gespeist. Zur Erzeugung eines
Zerstäubungsplasmas dient eine Plasma-(Gleichstrom)-Versorgungsquelle, die mit der
Zerstäubungselektrode und der Vakuumkammer (Masse) verbunden ist. Um die Impedanz des
Plasmas konstant zu halten, wird die Magnetfeldstärke mit Hilfe einer Steuervorrichtung geregelt,
die in Abhängigkeit von der gemessenen Plasmaspannung auf die Spulen-Versorgungsquelle
einwirkt, so daß Plasmaspannung (die gleich der Zerstäubungsspannung ist) und Plasmastrom
konstant gehalten werden.
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Eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) steuert den an die Spulen angelegten Strom zur
Erzeugung des Magnetfelds für das Target in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern.
Allerdings befaßt sich diese bekannte Vorrichtung nicht mit der Erzeugung von transparenten
leitfähigen Schichten auf In-O- oder In-Sn-O-Basis. Deshalb enthalten die dort verwendeten
Targets kein In-Sn.
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Bekanntlich sind die Temperatur eines Substrats und der Sauerstoff-Partialdruck Faktoren, die
den spezifischen elektrischen Widerstand einer durch den Zerstäubungsprozeß erzeugten
transparenten leitfähigen Schicht beeinflussen. Was die Temperatur des Substrats betrifft, so
wurde heraus gefunden, daß der spezifische elektrische Widerstand der resultierenden
Schicht um so kleiner ist, je höher die Temperatur des Substrats ist. Andererseits hat sich
bezüglich des Sauerstoff-Partialdruck gezeigt, daß im Bereich niedrigen
Sauerstoff-Partialdrucks die Dichte eines Trägers größer und die Beweglichkeit kleiner ist, weil in diesem
Bereich viele Sauerstoff-Leerstellen vorhanden sind. Im Bereich höheren Sauerstoff-Partialdrucks
sind hingegen die Dichte eines Trägers kleiner und die Beweglichkeit größer. Deshalb existiert
ein optimaler Sauerstoff-Partialdruck, der durch eine gleichbleibende Balance von Dichte und
Beweglichkeit zu einem Minimum des spezifischen elektrischen Widerstands führt. Bei
Zerstäubungsverfahren nach dem Stand der Technik war es deshalb gängige Praxis, eine
transparente leitfähige Schicht mit niedrigerem spezifischen elektrischen Widerstand zu erzeugen,
indem die Parameter Substrat-Temperatur und Sauerstoff-Partialdruck gesteuert wurden.
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Bei Zerstäubungsverfahren nach dem Stand der Technik war die Reduzierung des
spezifischen elektrischen Widerstands der transparenten leitfähigen Schicht begrenzt, wenn eine
Erhöhung der Substrat-Temperatur nicht möglich war. Ein Beispiel bildet der Fall eines
Vollfarben-STN-Systems, bei dem eine ITO-Schicht auf einem Substrat aus einem Farbfiltermaterial
ausgebildet wird, das nur bis zu einer Temperatur von 160º bis 200ºC wärmebeständig ist.
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Bei Verfahren nach dem Stand der Technik tritt zusätzlich das Problem auf, daß die elektrische
Leitfähigkeit nicht konsistent ist. Dies ist dann der Fall, wenn die Zerstäubung kontinuierlich
durchgeführt wird, was dazu führt, daß auf der Oberfläche eines Targets ein isolierendes
Oxyd aus In-O erzeugt und damit die Oberfläche entfärbt und schwarz wird (diese Entfärbung
wird als Schwärzen bezeichnet). Mit zunehmender Schwärzung des Targets kann der
spezifische elektrische Widerstand der auf dem Substrat ausgebildeten transparenten leitfähigen
Schicht ansteigen. Wenn eine transparente leitfähige Schicht kontinuierlich während einer
langen Zeit auf einer Vielzahl von Substraten ausgebildet wird, kann der spezifische
elektrische Widerstand der resultierenden Schicht allmählich größer werden. Deshalb war es bisher
nicht möglich, transparente leitfähigen Schichten mit reproduzierbarem spezifischem
elektrischem Widerstand herzustellen.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das die kontinuierliche
Herstellung einer transparenten leitfähigen Schicht mit niedrigem und relativ gleichmäßigem
spezifischem elektrischem Widerstand ermöglicht.
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Das Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
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- daß das Target In oder In und Sn enthält,
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- daß das Zerstäubungsgas zumindest Sauerstoff enthält und
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- daß die magnetische Feldstärke bei der Ausbildung der leitfähigen Schicht während des
Zerstäubungsprozesses so verstärkt wird, daß eine zeitlich konstante
Zerstäubungsspannung
von 340 Volt oder weniger beibehalten wird.
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Die Erfindung basiert auf eingehenden Studien der Erfinder zur Erreichung des oben
genannten Ziels. Sie haben herausgefunden, daß neben der Substrat-Temperatur und dem
Sauerstoff-Partialdruck als Faktoren, die den spezifischen elektrischen Widerstand einer auf einem
Substrat ausgebildeten transparenten leitfähigen Schicht beeinflussen, die
Zerstäubungsspannung großen Einfluß auf den spezifischen elektrischen Widerstand der resultierenden
transparenten leitfähigen Schicht ausübt, und daß dann, wenn der Zerstäubungsvorgang
während einer langen Zeit kontinuierlich durchgeführt wird, die Zerstäubungsspannung
kontinuierlich erhöht werden soll, daß die Zerstäubungsspannung jedoch herabgesetzt werden
kann, wenn man die magnetische Feldstärke an der Oberfläche des Targets erhöht, und daß
die Zerstäubungsspannung ohne weiteres konstant gehalten werden kann, indem man die
magnetische Feldstärke entsprechend regelt.
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Gemäß vorliegender Erfindung enthalten Targets für eine auf einem Substrat ausgebildete
transparente leitfähige Schicht In, eine In-Sn-Legierung, einen In-Oxyd-Sinter, einen In-Sn-
Oxyd-Sinter usw. Von diesen Substanzen wird der In-Sn-Oxyd-Sinter bevorzugt, weil seine
Verwendung bei der Bildung einer transparenten Schicht auf einem Substrat zu einer Schicht
führt, die langzeitig stabil bleibt. Die magnetische Feldstärke an der Oberfläche des Targets
wird in einem Bereich von 0,317 10&sup5; A/m (400 Oe) oder mehr so geregelt, daß die
Zerstäubungsspannung während des Zerstäubungsvorganges zur Schichtbildung konstant gehalten
wird.
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Die Zerstäubungsgase enthalten z.B. eine Gasmischung mit einem inerten Gas wie Argongas,
dem Sauerstoff zugefügt ist. Wenn als inertes Gas Argongas verwendet wird, kann der Druck
der Gasmischung i.a. in der Größenordnung von 0,133 Pa (10&supmin;³ Torr) liegen, und der
Partialdruck des Sauerstoffgases kann im allgemeinen in der Größenordnung von 1,33 x 10&supmin;³ Pa
(10&supmin;&sup5; Torr) liegen.
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In der Abfolge zur Ausbildung einer transparenten leitfähigen Schicht auf In-O oder In-Sn-O-
Basis durch einen Zerstäubungsprozeß werden in der Nähe der Oberfläche eines Targets
Anionen wie O&supmin;, O²&supmin; oder InO&supmin; erzeugt. Wenn die Targetspannung beispielsweise 400V
beträgt, können diese Anionen durch eine Energie von 100 eV beschleunigt werden, so daß sie
in das Substrat einschlagen und dadurch Mikrobeschädigungen in der gerade gebildeten
transparenten leitfähigen Schicht hervorrufen. Wenn durch die Mikrobeschädigungen ein
zweiwertiges Ion wie In²&spplus; und Sn²&spplus; erzeugt wird, das als Akzeptor wirkt, kann die Trägerdichte
reduziert werden. Wenn die Sauerstoff-Fehlstellen kollabiert sind, kann die Trägerdichte ebenfalls
verringert werden. Die Verringerung der Trägerdichte bewirkt eine Erhöhung des spezifischen
elektrischen Widerstands.
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Gemäß vorliegender Erfindung erfolgt der Zerstäubungsvorgang bei einer magnetischen
Feldstärke von 0,317 10&sup5; Nm (400 Oe) oder mehr an der Oberfläche des Targets, wodurch die
Zerstäubungsspannung (die gleich der Targetspannung ist) abgesenkt wird, um die Energie
von in das Substrat einschlagenden Anionen zu verringern und damit eine Beschädigung der
resultierenden transparenten leitfähigen Schicht zu verringern.
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Wenn der Zerstäubungsvorgang kontinuierlich über lange Zeit erfolgt, kann die Oberfläche des
Targets geschwärzt werden. Damit geht ein Anstieg der Zerstäubungsspannung einher. Wenn
andererseits die magnetische Feldstärke an der Targetoberfläsche während des
Zerstäubungsvorgangs erhöht wird, erhöht sich die Dichte des Plasmas, wodurch die
Zerstäubungsspannung reduziert wird. Auf diese Weise läßt sich die Zerstäubungsspannung während des
Zerstäubungsvorgangs zur Schichtbildung durch Regelung der magnetischen Feldstärke
konstant halten.
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Im folgenden sei die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die
anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt die Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung für die
Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung einer transparenten leitfähigen Schicht
gemäß der Erfindung,
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Fig. 2 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen der Zerstäubungsspannung
und dem spezifischen elektrischen Widerstands bei verschiedenen
Substrat-Temperaturen,
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Fig. 3 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen der magnetische Feldstärke
des Magnetrons und der Zerstäubungsspannung,
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Fig. 4 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen der Zerstäubungszeit und
dem spezifischen elektrischen Widerstand für den Fall, daß der Zerstäubungsvorgang
kontinuierlich über eine lange Zeit ausgeführt wird, wobei die magnetische Feldstärke
geregelt wird, um die Zerstäubungsspannung konstant zu halten,
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Fig. 5 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen der Zerstäubungszeit und
dem spezifischen elektrischen Widerstands für den Fall, daß der Zerstäubungsvorgang
kontinuierlich über eine lange Zeit ausgeführt wird und die magnetische Feldstärke
konstant gehalten wird.
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Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung einer transparenten
leitfähigen Schicht. In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Vakuumkammer, die so konstruiert ist, daß die
Größe des Vakuums in ihrem Innern über einen mit einer geeigneten
Evakuierungseinrichtung, z.B. einer externen Vakuumpumpe, verbundenen Auslaß 2 einstellbar ist, und daß durch
eine mit dieser verbundene Gaseinlaßleitung 3 ein z.B. aus einem
Argon-Sauerstoff-Gasgemisch bestehendes Zerstäubungsgas in die Vakuumkammer 1 eingeführt werden kann. In der
Vakuumkammer 1 sind ein Substrat 4 und eine Zerstäubungskathode 5 einander
gegenüberliegend angeordnet. Hinter dem Substrat 4 ist eine Heizvorrichtung 6 montiert, mit der das
Substrat 4 aufgeheizt werden kann.
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Auf der Frontfläche einer Rückplatte 7 der Zerstäubungskathode 5 ist ein Target 8 mit einem
Lotmaterial befestigt. Hinter der Rückplatte 7 der Zerstäubungskathode 5 ist ein
Kathodengehäuse 11 angeordnet, in dem sich ein Elektromagnet 10 befindet, der mit einer
Plasmaentladungs-Gleichspannungsquelle 9 mit Spannungsmesser verbunden ist. Die Vakuumkammer 1
und das Kathodengehäuse 11 sind über die Plasmaentladungs-Gleichspannungsquelle 9 so
verbunden, daß an das Kathodengehäuse 11 eine negative Spannung angelegt werden kann,
mit der eine Gleichspannungs-Magnetron-Zerstäubung in der Vakuumkammer 1 erzeugt
werden kann. Die Vakuumkammer 1 liegt dabei auf Erdpotential. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel ist eine Steuerung 13 vorgesehen, die mit der Plasmaentladungs-Gleichspannungs-
Stromversorgung 9 und einer Gleichspannungsquelle 12 für den Elektromagneten verbunden
ist. Die Steuerung 13 kann den Änderungen der von der Plasmaentladungs-Gleichspannungs-
Versorgungsquelle 9 angelegten Zerstäubungsspannung entsprechende Änderungssignale
aufnehmen und den von der Gleichspannungsquelle 12 dem Elektromagneten zuführten
Strom in Abhängigkeit von diesem Änderungssignal steuern. Dadurch kann die auf der
Oberfläche des Targets 8 erzeugte magnetische Feldstärke in dem Bereich von 0,198 10&sup5; bis
1,270 10&sup5; A/m (250 Oe bis 1600 Oe) variiert werden.
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In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 14 die mit der Vakuumkammer 1 verbundene Erde,
das Bezugszeichen 15 eine lsolierplatte, bestehend aus einer Teflonscheibe, die zwischen der
Vakuumkammer 1 und dem Kathodengehäuse 11 angeordnet ist, das Bezugszeichen 16 eine
Erdabschirmung und das Bezugszeichen 17 eine Platte zur Verhinderung eines Niederschlags.
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Es sei noch erwähnt, daß das Target 8 durch eine in dem Kathodengehäuse 11 montierte
(nicht dargestellte) Wasserkühlungseinrichtung gekühlt wird.
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Mit der vorangehend beschriebenen Herstellungsapparatur wurde folgendes Experiment
durchgeführt, um die Beziehung zwischen der Zerstäubungsspannung und dem spezifischen
elektrischen Widerstand des resultierenden transparenten leitfähigen Filmes zu überprüfen.
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In der Vakuumkammer 1 der oben beschriebenen Herstellungsapparatur wurden ein Substrat
4 aus einem lichtdurchlässigen Glas (Nr. 7059 der Firma Corning Co. Corp.) der Größe 210
mm x 210 mm und ein Oxydtarget 8 angeordnet, das In&sub2;O&sub3; aufwies und 10 Gewichts-%
SnO&sub2; enthielt (und dessen Größe 125 mm x 406 mm betrug). Die Vakuumkammer wurde
dann mit Hilfe der Evakuierungsvorrichtung durch den Auslaß 2 auf 1,084 10&supmin;³ Pa (8 10&supmin;&sup6; Torr)
evakuiert. Anschließend wurde ein Zerstäubungsgas, bestehend aus Argon und Sauerstoff,
durch die Gaseinlaßleitung 3 in die Vakuumkammer 1 eingeführt, bis im Innern der
Vakuumkammer
der Druck 6,65 10&supmin;¹ Pa (5 10&supmin;³ Torr) herrschte.
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Dann wurde die Temperatur des Substrates 4 auf Raumtemperatur (auf 25ºC), 160ºC bzw.
460ºC eingestellt, indem das Substrat 4 durch die Haltevorrichtung 6 erhitzt wurde. Bei jeder
dieser Temperaturen wurde ein Zerstäubungsvorgang ausgeführt, wobei der von der
Gleichspannungsquelle 12 an den Elektomagneten 10 gelieferte Strom von der Steuerung 13
gesteuert wurde, um die magnetische Feldstärke an der Oberfläche des Targets 8 einzustellen,
und die Zerstäubungsspannung in Übereinstimmung mit der Einstellung der magnetischen
Feldstärke variiert wurde. Auf diese Weise wurde auf dem Substrat 4 eine transparente
leitfähige Schicht auf In-Sn-O-Basis mit einer Dicke von 100 nm (1000 Angström) erzeugt. Dabei
wurde der Sauerstoff-Partialdruck so eingestellt, daß die Bedingungen der
Substrat-Temperaturen und der Zerstäubungsspannungen optimiert wurden. Der Abstand zwischen dem
Substrat 4 und dem Target 8 betrug 80 mm.
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Für jede Zerstäubungsspannung wurde bei jeder Substrat-Temperatur der spezifische
elektrische Widerstand der durch das obige Verfahren erzeugten transparenten leitfähigen Schicht
gemessen. Die Meßergebnisse sind in Fig. 2 dargestellt.
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Wie Fig. 2 zeigt, bestätigte sich, daß der spezifische elektrische Widerstand der transparenten
leitfähigen Schicht durch Reduzierung der Zerstäubungsspannung herabgesetzt werden
konnte. Dies ist bei allen Substrat-Temperaturen der Fall.
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Um die Beziehung zwischen der magnetischen Feldstärke und der Zerstäubungsspannung zu
prüfen wurde mit der oben beschriebenen Herstellungapparatur folgendes Experiment
durchgeführt.
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In der Vakuumkammer 1 der oben beschriebenen Herstellungsapparatur wurden ein Substrat
4 aus lichtdurchlässigem Glas (Nr. 7059 der Firma Corning Co. Corp.) der Größe 210 mm x
210 mm und ein Oxydtarget 8 angeordnet, das In&sub2;O&sub3; aufwies und 10 Gewichts-% SnO&sub2;
enthielt (und dessen Größe 125 mm x 406 mm betrug). Die Vakuumkammer wurde dann mit
Hilfe der Evakuierungsvorrichtung durch den Auslaß 2 auf 1,084 10&supmin;³ Pa (8 10&supmin;&sup6; Torr)
evakuiert. Anschließend wurde ein Zerstäubungsgas, bestehend aus Argon und Sauerstoff, durch
die Gaseinlaßleitung 3 in die Vakuumkammer 1 eingeführt, bis im Innern der Vakuumkammer
ein Druck von 6,65 10&supmin;¹ Pa (5 10&supmin;³ Torr) herrschte. Der Partialdruck des Sauerstoffes betrug in
diesem Fall 5,32 10&supmin;³ Pa (4 10&supmin;&sup5; Torr). Der Abstand zwischen dem Substrat 4 und dem Target
8 betrug 80 mm.
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Dann wurde der Gleichstrom-Magnetron-Zerstäubungsvorgang ausgeführt, während der von
der Gleichspannungsquelle 12 an den Elektromagneten 10 gelieferte Strom von der Steuerung
13 geregelt wurde, um die magnetische Feldstärke auf der zentralen Seite zwischen den an
der Oberfläche des Targets 8 erzeugten Magnetpole, das heißt, die magnetische Feldstärke
des Magnetron-Felds von 0,189 10&sup5; bis 1,270 10&sup5; A/m (250 Oe bis 1600 Oe) zu variieren.
Außerdem wurde die Zerstäubungsspannung jeweils in den beiden folgenden Stadien des
Zerstäubungsvorganges erfaßt: In einem Anfangszustand der Zerstäubung (als die Oberfläche
des Targetmaterials noch nicht geschwärzt war, d.h. vor der Schwärzung des Targets), und
einem Stadium nach 40 Stunden dauerndem Zerstäubungsvorgang (wenn die Oberfläche des
Targetmaterials geschwärzt war, d.h. nach der Schwärzung des Targets).
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In jedem dieser Stadien wurde die Zerstäubungsspannung für jede magnetische Feldstärke
(magnetische Feldstärke des Magnetrons) gemessen. Die gewonnenen Meßergebnisse sind
in Fig. 3 dargestellt.
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Wie Fig. 3 zeigt, bestätigte sich, daß die Zerstäubungsspannung sowohl im Anfangsstadium
der Zerstäubung als auch in dem Stadium nach einer Zerstäubungszeit von 40 Stunden
reduziert wurde, wenn die magnetische Feldstärke erhöht wurde. Es ist also möglich, die
Zerstäubungsspannung durch Variierung der magnetischen Feldstärke (in Richtung des in Fig. 3
dargestellten Pfeiles) an der Oberfläche des Targets konstant zu halten.
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Im folgenden sei ein spezielles Beispiel für ein Verfahren zur Erzeugung einer transparenten
leitfähigen Schicht sowie ein Vergleichsbeispiel beschrieben.
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In der Vakuumkammer 1 der Herstellungsapparatur wurden ein Substrat 4 aus
lichtdurchlässigem Glas (Nr. 7059 der Firma Corning Co. Corp.) der Größe 210 mm x 210 mm und ein
Oxydtarget 8 angeordnet, das In&sub2;O&sub3; aufwies und 10 Gewichts-% SnO&sub2; enthielt (und dessen Größe
125 mm x 406 mm betrug). Die Vakuumkammer wurde dann mit Hilfe der
Evakuierungsvorrichtung durch den Auslaß 2 auf 1,084 10&supmin;³ Pa (8 10&supmin;&sup6; Torr) evakuiert. Anschließend wurde ein
Zerstäubungsgas, bestehend aus Argon und Sauerstoff, durch die Gaseinlaßleitung 3 in die
Vakuumkammer 1 eingeführt, bis im Innern der Vakuumkammer der Druck 6,65 10&supmin;¹ Pa
(5 10&supmin;³ Torr) herrschte. Der Partialdruck des Sauerstoffes betrug in diesem Fall 5,32 10&supmin;³ Pa
(4 10&supmin;&sup5; Torr). Der Abstand zwischen dem Substrat 4 und dem Target 8 betrug 80 mm.
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Anschließend wurde die Temperatur des Substrates 4 mit Hilfe der Heizvorrichtung 6 auf
160ºC gebracht. Mit einem Strom aus der Gleichspannungsquelle 12, der dem
Elektromagneten 10 zugeführt und von der Steuerung 13 variiert wurde, wurde eine Langzeitzerstäubung
durchgeführt, während derer die Intensität des an der Oberfläche des Targets 8 erzeugten
Magnetfelds so eingestellt wurde, daß die Zerstäubungsspannung (in diesem Beispiel auf
340 V) konstant gehalten wurde. Dies führte zur Bildung einer transparenten leitfähigen
Schicht auf In-Sn-O-Basis mit einer Dicke von 100 nm (1000 Angström) auf jedem von
mehreren Substraten 4.
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Für jede individuelle Zerstäubungszeit wurde der spezifische elektrische Widerstand der
einzelnen durch den beschriebenen Prozeß erzeugten leitfähigen Schichten gemessen.
Außerdem wurden für jede individuelle Zerstäubungszeit die Zerstäubungsspannung und die
magnetische Feldstärke (die magnetische Feldstärke des Magnetrons) gemessen. Die gewonnenen
Meßergebnisse sind in Fig. 4 dargestellt.
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Ähnlich wie beim obigen Beispiel wurde eine Langzeitzerstäubung durchgeführt, um auf
mehreren Substraten 4 einen transparenten leitfähigen Film auf In-Sn-O-Basis mit eine Dicke von
100 nm (1000 Angström) zu erzeugen. Der Unterschied bestand darin, daß die Stärke des an
der Oberfläche des Targets 8 erzeugten Magnetfelds auf 0,317 10&sup5; A/m (400 Oe) gehalten
und nicht geregelt wurde.
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Für jede individuelle Zerstäubungszeit wurde wieder der spezifische elektrische Widerstand
der einzelnen durch den beschriebenen Prozeß erzeugten leitfähigen Schichten gemessen.
Außerdem wurden für jede individuelle Zerstäubungszeit die Zerstäubungsspannung und die
magnetische Feldstärke (die magnetische Feldstärke des Magnetrons) gemessen. Die
gewonnenen Meßergebnisse sind in Fig. 5 dargestellt.
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Wie Fig. 4 zeigt, wurde durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren, bei dem die
Zerstäubungsspannung durch Nachregelung der magnetischen Feldstärke auf einem konstanten
Niveau gehalten wurde, eine transparente leitfähige Schicht mit konsistentem spezifischem
elektrischem Widerstand erzeugt. Bei dem Verfahren des Vergleichsbeispiels, bei dem keine
Regelung der magnetischen Feldstärke stattfand, fand hingegen, wie Fig. 5 zeigt, eine
Schwärzung der Oberfläche des Targetmaterials statt, und die Zerstäubungsspannung stieg
von einem Punkt nach Ablauf von etwa 10 bis 30 Stunden nach Beginn des
Zerstäubungsvorgangs an. Dies war begleitet von einer Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstands
der transparenten leitfähigen Schicht.
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Damit wurde also bestätigt, daß das Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung die
Ausbildung von transparenten leitfähigen Schichten mit gleichmäßigem spezifischem elektrischem
Widerstand auf den Substraten ermöglicht, und zwar von der Zeit unmittelbar nach dem
Beginn bis zur Beendigung der Zerstäubung (Ersatz durch ein neues Target).
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer transparenten leitfähigen
Schicht wird, wie oben erläutert wurde, ein Zerstäubungsvorgang so ausgeführt, daß die
magnetische Feldstärke an der Oberfläche eines Targets im Bereich von 0,317 10&sup5; A/m (400
Oe) oder mehr so geregelt wird, daß die Zerstäubungsspannung während des
Zerstäubungsvorgangs zur Schichtbildung konstant gehalten wird. Bei der Zerstäubung eines Target zur
Herstellung einer transparenten leitfähigen Schicht auf einem Substrat kann deshalb die
Zerstäubungsspannung während der Schichtbildung auf einem vergleichsweise niedrigerem Wert
konstant gehalten werden, indem die Intensität des Magnetfelds geregelt wird. Dies ist selbst
dann der Fall, wenn die Zerstäubung kontinuierlich über einen langen Zeitraum durchgeführt
wird. Dies eröffnet die Möglichkeit, transparente leitfähige Schichten mit einem niedrigeren
und gleichförmigen spezifischen elektrischen Widerstand herzustellen, und es ist möglich,
eine transparente leitfähige Schicht mit einem niedrigeren spezifischen elektrischen
Widerstand auch dann auszubilden, wenn das Substrat aus einem weniger hitzebeständigem
Werkstoff besteht.
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Bei der Vorrichtung zur Herstellung einer transparenten leitfähigen Schicht nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren ist der Elektromagnet zur Regelung der magnetischen Feldstärke
an der Oberfläche des Targets an der Rückseite des Targets montiert. Die Steuervorrichtung
zur Steuerung des dem Elektromagneten zugeführten Stroms in Abhängigkeit von einer
Änderung der Zerstäubungsspannung ist mit einer Gleichspannungsquelle zur Speisung des
Elektromagneten verbunden. Deshalb läßt sich die Stärke des Magnetfelds an der Oberfläche
eines Targets durch den Elektromagneten so nachregeln, daß eine niedrigere konstante
Zerstäubungsspannung beibehalten wird, was dazu führt, daß die Herstellung einer transparenten
leitfähigen Schicht mit niedrigerem und reproduzierbar gleichförmigem spezifischem
elektrischem Widerstand ohne großen Aufwand möglich ist.