JP2001015783A - Method and device for manufacturing tin oxide film - Google Patents

Method and device for manufacturing tin oxide film

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JP2001015783A
JP2001015783A JP11185034A JP18503499A JP2001015783A JP 2001015783 A JP2001015783 A JP 2001015783A JP 11185034 A JP11185034 A JP 11185034A JP 18503499 A JP18503499 A JP 18503499A JP 2001015783 A JP2001015783 A JP 2001015783A
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JP
Japan
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tin oxide
oxide film
water
gas
tin tetrachloride
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JP11185034A
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Japanese (ja)
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Kazuo Sato
一夫 佐藤
Makoto Fukawa
真 府川
Yukio Yoshikawa
幸雄 吉川
Yasushi Fukazawa
寧司 深澤
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make uniform film thickness or the like, without being affected by fluctuations in wind and air pressure around a device by mixing gas containing tin tetrachloride and gas containing water in advance and discharging the obtained gas essentially containing the tin tetrachloride and water by turbulence, and forming a tin oxide film on a glass substrate. SOLUTION: A gas containing tin tetrachloride and water is discharged onto a glass substrate that travels in one direction essentially by turbulence, and a tin oxide film is formed by the reaction with tin tetrachloride enriched water occurring on a high-temperature glass substrate. In this manner, since turbulent gas is used for manufacturing the tin oxide film, air current balance cannot be lost even if wind and air pressure around the device fluctuate, thus obtaining a tin oxide film with a uniform film thickness and crystal particle diameter. More specifically, when the flow of gas is a laminar flow, eddies or the like are generated due to the influence of fluctuation factors and the tin oxide film tends to become nonuniform. However, when it is a turbulent flow, the influence is suppressed. In this manner, the obtained tin oxide film is uniform to the extent that it can be used as an electrode for a solar battery.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、酸化錫膜の製造方
法に関し、詳しくは、太陽電池基板用透明導電膜等とし
て好適に用いられる酸化錫透明導電膜の製造方法に関す
る。また、本発明は、前記製造方法に用いられる酸化錫
膜の製造装置に関する。
The present invention relates to a method for producing a tin oxide film, and more particularly, to a method for producing a tin oxide transparent conductive film suitably used as a transparent conductive film for a solar cell substrate. Further, the present invention relates to an apparatus for producing a tin oxide film used in the production method.

【0002】[0002]

【従来の技術】酸化錫膜の形成方法として、四塩化錫と
水との反応を利用して酸化錫膜をCVD法により形成す
る方法が知られている。この方法では、酸化性雰囲気中
で、加熱した基体表面に四塩化錫の蒸気を接触させて、
基体表面での熱分解・酸化反応により基体表面に酸化錫
膜を形成させる。例えば、特開昭55−15995号公
報には、ガラス基板等の面の上に四塩化錫と水蒸気を含
むガス状媒体を所定温度で接触させ、化学反応および/
または分解により酸化錫被覆を形成する方法が記載され
ている。前記方法においては、錫塩の早期反応で蒸気供
給路内部に固体が沈着することを回避するため、四塩化
錫と水蒸気は別々のガス流で被覆域に供給され、被覆さ
るべき基板面の付近で互いに接触させ反応させる。ま
た、ガス状媒体は、一部はガラス面により規定されかつ
排気ダクトに通じている流路にそって実質的に乱れのな
い層として被覆される基質面に沿い流れること、換言す
れば層流であることが必要と記載されている。しかし、
前記方法では、基板面の付近で四塩化錫を含むガス流と
水蒸気を含むガス流が出会う際に、不均一に混じり合っ
てしまうため、酸化錫膜が均一なものとならない。ま
た、前記方法は、四塩化錫の投与量に対して酸化錫膜の
収率が悪いという欠点も有する。
2. Description of the Related Art As a method of forming a tin oxide film, a method of forming a tin oxide film by a CVD method utilizing a reaction between tin tetrachloride and water is known. In this method, tin tetrachloride vapor is brought into contact with a heated substrate surface in an oxidizing atmosphere,
A tin oxide film is formed on the substrate surface by a thermal decomposition / oxidation reaction on the substrate surface. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-15995 discloses that a gaseous medium containing tin tetrachloride and water vapor is brought into contact with a surface of a glass substrate or the like at a predetermined temperature to perform a chemical reaction and / or
Alternatively, a method of forming a tin oxide coating by decomposition is described. In this method, tin tetrachloride and steam are supplied to the coating area in separate gas streams to avoid depositing solids inside the steam supply channel due to the early reaction of the tin salt, and the vicinity of the substrate surface to be coated. To make them react with each other. Also, the gaseous medium flows along a substrate surface which is partly defined by the glass surface and is coated as a substantially undisturbed layer along a flow path leading to the exhaust duct, in other words laminar flow. It is stated that it is necessary. But,
In the above method, when a gas flow containing tin tetrachloride and a gas flow containing water vapor meet near the substrate surface, they are mixed unevenly, so that the tin oxide film is not uniform. Further, the above method also has a disadvantage that the yield of the tin oxide film is low with respect to the dose of tin tetrachloride.

【0003】また、特許第2833797号明細書に
は、ガラス面に沿うように四塩化錫からなる第一の反応
ガスの流れを作り、その流れ内に20%フッ化水素酸か
らなる水蒸気の第二の反応ガスの乱流の流れを導入し、
結合された乱流の結合流により酸化錫の被層を付着する
方法が記載されている。そして、前記明細書には、第二
の反応ガスを乱流として与えることにより、ガラスと既
に接触している第一の流れと十分な混合度で混合させ、
十分均一な被層を付着させることができる旨記載されて
いる。しかし、前記方法においては、四塩化錫と水は別
々に供給され基板上で混合されるため、実際には、第一
の流れと第二の流れの混合が十分ではなく、得られる酸
化錫膜は電気的・光学的特性等が十分に均一なものとは
いえない。特に、太陽電池基板用透明導電膜として用い
られる酸化錫透明導電膜に要求されるような、高いレベ
ルの電気的・光学的特性の均一性を満たすものではな
い。
Japanese Patent No. 2,833,797 discloses that a flow of a first reaction gas composed of tin tetrachloride is formed along a glass surface, and a flow of water vapor composed of 20% hydrofluoric acid is formed in the flow. Introducing a turbulent flow of the second reaction gas,
A method for depositing a tin oxide coating by means of a combined turbulent flow is described. And, in the specification, by giving the second reaction gas as a turbulent flow, mixed with a sufficient degree of mixing with the first flow already in contact with the glass,
It is described that a sufficiently uniform layer can be deposited. However, in the above method, since the tin tetrachloride and water are separately supplied and mixed on the substrate, actually, the mixing of the first stream and the second stream is not sufficient, and the obtained tin oxide film is obtained. Cannot be said to have sufficiently uniform electrical and optical characteristics. In particular, it does not satisfy a high level of uniformity of electrical and optical characteristics required for a tin oxide transparent conductive film used as a transparent conductive film for a solar cell substrate.

【0004】さらに、特開平9−40442号公報に
は、四塩化錫と水とを別々の流れで、100〜240℃
の範囲内の温度で、供給して、単一の流れを形成し、前
記単一の流れを実質的に層流で基板のガラス上に指向さ
せ、コーティングを形成する方法が記載されている。前
記方法では、あらかじめ四塩化錫と水とが混合されてい
るため、上述した特開昭55−15995号公報に記載
されている方法や特許第2833797号明細書に記載
されている方法が有する問題が解決される。また、特開
平9−40442号公報には、四塩化錫と水蒸気とがガ
ラスの表面でのみ出会う別々の気体の流れで供給される
場合は、このような表面に沿う気体流れが乱流となりコ
ーティングが非能率的であったことが記載され、一方こ
の発明では予備混合気体が通る通路の長さが重要であ
り、通路長さを予備混合した気体が層流となるのにつり
あう程に可能な限り短くし、単一の気体流れを基板に実
質的に層流で衝突させることも記載される。しかし、四
塩化錫と水とを含有するガスの流れを層流で用いること
により酸化錫膜を製造する方法には、以下の問題があ
る。第一に、装置周辺のほんの僅かな風や気圧の微妙な
変動により、気流バランスが狂いやすく、膜厚や結晶粒
径が不均一になってしまうこと。第二に、流れ方向に均
一であり、かつ、それと直角な方向に均一である層流を
作り出すことは技術的に困難であり、実際には膜厚分布
等に、流れ方向および/またはそれと直角方向の筋状の
不均一部分が生じること。第三に、所定寸法に切断され
たガラス基板を一列に並べ、インジェクターの下を連続
的に通過させて酸化錫膜を形成するような場合において
は、ガラス板とガラス板の隙間でガスの流れが乱される
ため、ガラス板の端部(隙間と接している部分)付近で
膜厚等が不均一になることである。これらの問題のた
め、操業時の歩留まりは、80〜85%程度と低いレベ
ルに留まっていた。
[0004] Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-40442 discloses that tin tetrachloride and water are separated from each other at 100 to 240 ° C.
A method is described in which a single stream is provided at a temperature in the range of 1 to form a single stream and the single stream is directed onto the glass of the substrate in a substantially laminar flow to form a coating. In the above method, since tin tetrachloride and water are mixed in advance, there is a problem that the method described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-15959 and the method described in Japanese Patent No. 2833797 have a problem. Is resolved. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-40442 discloses that when tin tetrachloride and water vapor are supplied in separate gas flows that meet only on the surface of the glass, the gas flow along such a surface becomes turbulent, and the coating is performed. Is inefficient, while the length of the passage through which the premixed gas passes is important in this invention, and the length of the passage is such that the premixed gas can be balanced to become laminar. It is also described to be as short as possible and impinge a single gas stream on the substrate in substantially laminar flow. However, a method for producing a tin oxide film by using a gas flow containing tin tetrachloride and water in a laminar flow has the following problems. First, airflow balance tends to be out of order due to slight fluctuations in wind and pressure around the device, resulting in non-uniform film thickness and crystal grain size. Second, it is technically difficult to create a laminar flow that is uniform in the flow direction and uniform in a direction perpendicular to the flow direction. The generation of streak-like uneven portions in the direction. Third, in a case where the glass substrates cut to a predetermined size are arranged in a line and a tin oxide film is formed by continuously passing under the injector, the gas flows in the gap between the glass plates. Is disturbed, so that the film thickness or the like becomes non-uniform in the vicinity of the end portion (the portion in contact with the gap) of the glass plate. Due to these problems, the yield during operation has remained at a low level of about 80 to 85%.

【0005】したがって、四塩化錫と水との反応を利用
して酸化錫膜をCVD法により形成する方法であって、
装置周辺の風や気圧変動の影響を受けず、膜厚等を均一
にすることができ、さらに、所定寸法に切断されたガラ
ス基板に酸化錫膜を形成する場合にも好適な手法が望ま
れていた。
Therefore, a method of forming a tin oxide film by a CVD method utilizing a reaction between tin tetrachloride and water,
A method suitable for forming a tin oxide film on a glass substrate cut to a predetermined size without being affected by wind and atmospheric pressure fluctuations around the apparatus, which can make the film thickness uniform, is desired. I was

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、四塩化錫と
水との反応を利用して酸化錫膜をCVD法により形成す
る方法であって、装置周辺の風や気圧変動の影響を受け
ず、膜厚等を均一にすることができ、さらに、所定寸法
に切断されたガラス基板に酸化錫膜を形成する場合にも
好適な方法、およびそれに用いられる装置を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for forming a tin oxide film by a CVD method utilizing the reaction between tin tetrachloride and water. It is an object of the present invention to provide a method suitable for forming a tin oxide film on a glass substrate cut to a predetermined size, and a device used therefor, which can make the film thickness and the like uniform. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、四塩化錫と水
とを反応させて一方向に移動するガラス基板上に酸化錫
膜をCVD法により形成する酸化錫膜の製造方法であっ
て、予め四塩化錫を含有するガスと水を含有するガスと
を混合し、得られた四塩化錫および水を含有するガスを
実質的に乱流で吐出し、ガラス基板上に酸化錫膜を形成
することを特徴とする酸化錫膜の製造方法を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a method for producing a tin oxide film by forming a tin oxide film on a glass substrate moving in one direction by reacting tin tetrachloride and water by a CVD method. A gas containing tin tetrachloride and a gas containing water are mixed in advance, and the resulting gas containing tin tetrachloride and water is discharged in a substantially turbulent flow to form a tin oxide film on a glass substrate. Provided is a method for manufacturing a tin oxide film, which is characterized by being formed.

【0008】また、本発明は、四塩化錫と水とを反応さ
せて一方向に移動するガラス基板上に酸化錫膜をCVD
法により形成する酸化錫膜の製造装置であって、予め四
塩化錫を含有するガスと水を含有するガスとを混合して
得られた四塩化錫および水を含有するガスを実質的に乱
流で吐出するインジェクターを備える酸化錫膜の製造装
置を提供する。
Further, the present invention provides a method of forming a tin oxide film on a glass substrate moving in one direction by reacting tin tetrachloride with water.
An apparatus for producing a tin oxide film formed by a method, wherein a gas containing tin tetrachloride and water obtained by previously mixing a gas containing tin tetrachloride and a gas containing water is substantially disturbed. Provided is an apparatus for manufacturing a tin oxide film including an injector that discharges by a flow.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の酸化錫膜の製造方法は、
四塩化錫と水とを反応させて一方向に移動するガラス基
板上に酸化錫膜をCVD法により形成する酸化錫膜の製
造方法であって、予め四塩化錫を含有するガスと水を含
有するガスとを混合し、得られた四塩化錫および水を含
有するガスを実質的に乱流で吐出し、ガラス基板上に酸
化錫膜を形成することを特徴とするものである。本発明
に用いられる四塩化錫および水(水蒸気)を含有するガ
スは、四塩化錫を含有するガスと水を含有するガスとを
混合して得られる。本発明においては、予め四塩化錫を
含有するガスと水を含有するガスとを混合し、得られた
四塩化錫および水を含有するガスを酸化錫膜の形成に用
いるので、それらのガスをガラス基板上で混合する場合
のように、得られる酸化錫膜の電気的・光学的特性等が
不均一になるという問題はない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A method for producing a tin oxide film according to the present invention comprises:
A method for producing a tin oxide film by forming a tin oxide film on a glass substrate moving in one direction by reacting tin tetrachloride and water, the method including a gas and water containing tin tetrachloride in advance. And a gas containing tin tetrachloride and water thus obtained is discharged in a substantially turbulent flow to form a tin oxide film on a glass substrate. The gas containing tin tetrachloride and water (steam) used in the present invention is obtained by mixing a gas containing tin tetrachloride and a gas containing water. In the present invention, a gas containing tin tetrachloride and a gas containing water are mixed in advance, and the obtained gas containing tin tetrachloride and water is used for forming a tin oxide film. There is no problem that the electrical and optical characteristics of the obtained tin oxide film become non-uniform as in the case of mixing on a glass substrate.

【0010】四塩化錫を含有するガスは、例えば、バブ
ラータンク中の液状の四塩化錫に不活性気体(四塩化錫
と反応しない気体)、好ましくは窒素を吹き込み、四塩
化錫を気化して得ることができる。四塩化錫を含有する
ガスが窒素等の不活性気体を含有する場合は、四塩化錫
と水との反応がより起こりにくくなるので、好ましい一
態様である。水を含有するガスは、例えば、水蒸気のみ
からなるもの、水蒸気を含有する空気からなるものが挙
げられる。
As the gas containing tin tetrachloride, for example, an inert gas (a gas that does not react with tin tetrachloride), preferably nitrogen, is blown into liquid tin tetrachloride in a bubbler tank to vaporize the tin tetrachloride. Obtainable. When the gas containing tin tetrachloride contains an inert gas such as nitrogen, the reaction between tin tetrachloride and water is less likely to occur, which is a preferred embodiment. The gas containing water includes, for example, a gas containing only steam and a gas containing air containing steam.

【0011】四塩化錫を含有するガスと水を含有するガ
スとは、好ましくは100〜240℃の範囲内の温度で
混合され、維持される。混合後のガスを上記温度範囲で
維持すると、四塩化錫と水との反応が抑制され、反応が
全く起こらないか、起こった場合でもわずかにしか起こ
らない。130〜170℃の範囲内の温度であるのがよ
り好ましい。
The gas containing tin tetrachloride and the gas containing water are mixed and maintained preferably at a temperature in the range of 100 to 240 ° C. When the gas after mixing is maintained in the above temperature range, the reaction between tin tetrachloride and water is suppressed, and no or little reaction occurs. More preferably, the temperature is in the range of 130 to 170C.

【0012】四塩化錫を含有するガスと水を含有するガ
スとは、混合すると気体分子の拡散現象により均一なガ
スになるが、ガスミキサー等により撹拌を行ってもよ
い。
When the gas containing tin tetrachloride and the gas containing water are mixed, the gas becomes a uniform gas due to the diffusion phenomenon of gas molecules. However, the gas may be stirred by a gas mixer or the like.

【0013】四塩化錫および水を含有するガスにおける
四塩化錫と水の割合は、四塩化錫1molに対して、水
が50mol以下であるのが好ましい。上記範囲では、
混合状態での四塩化錫と水との反応が抑制される。前記
割合は、四塩化錫1molに対して、30mol以下で
あるのがより好ましく、20mol以下であるのが特に
好ましい。
The proportion of tin tetrachloride and water in the gas containing tin tetrachloride and water is preferably 50 mol or less per 1 mol of tin tetrachloride. In the above range,
The reaction between tin tetrachloride and water in a mixed state is suppressed. The ratio is more preferably 30 mol or less, particularly preferably 20 mol or less, based on 1 mol of tin tetrachloride.

【0014】四塩化錫および水を含有するガスは、本発
明の目的を損なわない範囲で、他の物質を含有すること
ができる。例えば、塩化水素;フッ化水素、トリフルオ
ロ酢酸等のフッ素化合物;メタノール、エタノール等の
低級アルコール;窒素等の不活性気体を含有することが
できる。四塩化錫および水を含有するガスが塩化水素を
含有する場合は、四塩化錫と水との反応がより起こりに
くくなるので、好ましい一態様である。四塩化錫を含有
するガスと水を含有するガスの少なくとも一方が塩化水
素を含有する場合には、両者の混合は、好ましくは45
0℃以下の温度で行われる。塩化水素の含有量は、四塩
化錫1molに対して1mol以上であるのが好まし
く、3〜5molであるのがより好ましい。また、四塩
化錫および水を含有するガスがフッ素化合物を含有する
場合は、電導性が高くなるので、好ましい一態様であ
る。この場合、さらに低級アルコールを含有すると、フ
ッ素ドーピングが促進される。
The gas containing tin tetrachloride and water can contain other substances as long as the object of the present invention is not impaired. For example, it may contain hydrogen chloride; a fluorine compound such as hydrogen fluoride and trifluoroacetic acid; a lower alcohol such as methanol and ethanol; and an inert gas such as nitrogen. When the gas containing tin tetrachloride and water contains hydrogen chloride, the reaction between tin tetrachloride and water is less likely to occur, which is a preferred embodiment. When at least one of the gas containing tin tetrachloride and the gas containing water contains hydrogen chloride, the mixture of the two is preferably 45%.
It is performed at a temperature of 0 ° C. or less. The content of hydrogen chloride is preferably at least 1 mol per mol of tin tetrachloride, more preferably 3 to 5 mol. Further, when the gas containing tin tetrachloride and water contains a fluorine compound, the conductivity is high, which is a preferable embodiment. In this case, when a lower alcohol is further contained, fluorine doping is promoted.

【0015】本発明は、四塩化錫および水を含有するガ
スを実質的に乱流で吐出し、ガラス基板上に酸化錫膜を
CVD法により形成する方法である。具体的には、一方
向に移動するガラス基板上に前記四塩化錫および水を含
有するガスを実質的に乱流で吐出し、高温のガラス基板
上で起こる四塩化錫と水との反応により、酸化錫膜を形
成する。
The present invention is a method for forming a tin oxide film on a glass substrate by a CVD method by discharging a gas containing tin tetrachloride and water substantially in a turbulent flow. Specifically, the gas containing tin tetrachloride and water is discharged in a substantially turbulent flow onto the glass substrate moving in one direction, and the reaction between tin tetrachloride and water occurs on the high-temperature glass substrate. Then, a tin oxide film is formed.

【0016】本発明に用いられるガラスは、特に限定さ
れない。例えば、酸化物ガラスが挙げられる。酸化物ガ
ラスは、例えば、ケイ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、ホ
ウ酸塩ガラスが挙げられる。ケイ酸塩ガラスは、例え
ば、ソーダ石灰ガラス、ケイ酸ガラス、ケイ酸アルカリ
ガラス、カリ石灰ガラス、鉛(アルカリ)ガラス、ホウ
ケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラスが挙げられる。
The glass used in the present invention is not particularly limited. For example, oxide glass can be used. Examples of the oxide glass include silicate glass, phosphate glass, and borate glass. Examples of the silicate glass include soda lime glass, silicate glass, alkali silicate glass, potassium lime glass, lead (alkali) glass, borosilicate glass, and aluminosilicate glass.

【0017】また、ガラス基板にスパッタリング、真空
蒸着等によって1層以上の薄膜を形成した後、該薄膜の
上に本発明により酸化錫膜を形成し、多層膜とすること
ができる。そのような薄膜としては、例えば、金属、合
金、これらの酸化物、窒化物、炭化物等の薄膜が挙げら
れる。具体的には、ソーダ石灰ガラスを基板として用い
る場合において、該基板からのアルカリ成分の拡散防止
のためのアンダーコート(以下「アルカリバリア層」と
いう。)として、シリカ(SiO2 )膜等を形成したも
のを用いることができる。
Further, after forming at least one thin film on a glass substrate by sputtering, vacuum deposition, or the like, a tin oxide film can be formed on the thin film according to the present invention to form a multilayer film. Examples of such a thin film include thin films of metals, alloys, oxides, nitrides, and carbides thereof. Specifically, when soda-lime glass is used as a substrate, a silica (SiO 2 ) film or the like is formed as an undercoat (hereinafter, referred to as an “alkali barrier layer”) for preventing diffusion of an alkali component from the substrate. Can be used.

【0018】ガラス基板の形状および大きさは、特に限
定されず、例えば、厚みが0.2〜5mmの板状とする
ことができる。板状のガラス基板は、幅10〜500c
mとすることができ、適当な長さに切断されていてもよ
く、また、切断されていない状態(リボン状)であって
もよい。アルカリバリア層の幾何学的膜厚(以下、単に
「膜厚」という。)は、例えば、2〜100nmとする
ことができる。ガラス基板の温度は、450〜620℃
であるのが好ましい。上記範囲で、四塩化錫と水との反
応が十分に起こり、成膜速度が大きいからである。ガラ
ス基板の温度は、500〜600℃であるのがより好ま
しい。
The shape and size of the glass substrate are not particularly limited, and may be, for example, a plate having a thickness of 0.2 to 5 mm. The plate-like glass substrate has a width of 10 to 500 c.
m, and may be cut to an appropriate length, or may be in an uncut state (ribbon shape). The geometric thickness (hereinafter, simply referred to as “film thickness”) of the alkali barrier layer can be, for example, 2 to 100 nm. The temperature of the glass substrate is 450-620 ° C
It is preferred that This is because the reaction between tin tetrachloride and water sufficiently occurs within the above range, and the film formation rate is high. The temperature of the glass substrate is more preferably 500 to 600C.

【0019】CVD法は、常圧(大気圧)で行うことが
好ましい。
The CVD method is preferably performed at normal pressure (atmospheric pressure).

【0020】本発明において、乱流とは、時間的、空間
的に不規則な変動、すなわち乱れを含む流れをいう。乱
流は、円管内にガスを流す場合、下記式で表されるレイ
ノルズ数が約2000以上であるときに不安定な層流か
ら遷移して得られる。 Re=uL/ν (式中、Re:レイノルズ数、u:ガスの代表速度、
L:円管の代表長さ(直径)、ν:動粘度(=粘性率/
密度))
In the present invention, a turbulent flow refers to a flow including irregular fluctuations in time and space, that is, turbulence. Turbulent flow is obtained by transitioning from an unstable laminar flow when the Reynolds number represented by the following equation is about 2,000 or more when a gas flows in a circular pipe. Re = uL / ν (where, Re: Reynolds number, u: representative velocity of gas,
L: representative length (diameter) of a circular tube, ν: kinematic viscosity (= viscosity /
density))

【0021】従来から四塩化錫と水との反応を利用して
酸化錫膜をCVD法により形成する方法においては、基
板に接触させるガス流は、層流であることが好ましいと
考えられてきた。特開昭55−15995号公報には、
ガスの流れは層流であることが好ましいと記載されてい
る。また、特開平9−40442号公報には、ガスの流
れを層流とすれば、ガスの流れが乱流ではコーティング
が非能率的となるという問題はなく、そのためにガスが
通る通路の長さを10cm以上として、ガスを層流とす
ることができる旨記載されている。
Conventionally, in a method of forming a tin oxide film by a CVD method utilizing a reaction between tin tetrachloride and water, it has been considered that a gas flow to be brought into contact with a substrate is preferably a laminar flow. . JP-A-55-15995 discloses that
It is stated that the gas flow is preferably laminar. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-40442 discloses that if the gas flow is laminar, there is no problem that the coating becomes inefficient if the gas flow is turbulent. Is set to 10 cm or more, and it is described that the gas can be made into a laminar flow.

【0022】ところが、驚くべきことに、四塩化錫を含
有するガスと水を含有するガスを混合して得られるガス
を実質的に乱流にして吐出すると、非常によい結果が得
られることが分かった。すなわち、本発明においては酸
化錫膜の製造に乱流のガスを用いるので、以下の利点が
ある。
Surprisingly, however, it has been found that very good results can be obtained if the gas obtained by mixing the gas containing tin tetrachloride and the gas containing water is discharged in a substantially turbulent flow. Do you get it. That is, in the present invention, since a turbulent gas is used for producing the tin oxide film, the following advantages are obtained.

【0023】第一に、装置周辺の風や気圧が変動して
も、気流バランスが狂いにくく、膜厚や結晶粒径が均一
の酸化錫膜が得られる。すなわち、ガスの流れが層流で
あると、変動要因の影響で渦等が発生し、酸化錫膜が不
均一なものとなりやすいが、乱流であるとその影響は抑
制される。特に、太陽電池用基板として用いられる酸化
錫膜は、エネルギー変換効率を高くするために、表面に
均一な凹凸形状を形成する必要があり、そのためには、
膜厚等の均一性が高いレベルで要求されるが、本発明に
より得られる酸化錫膜は、太陽電池のシリコン等に接し
て形成される透明導電膜(太陽電池用電極)として用い
ることができる程度に均一である。
First, even if the wind or air pressure around the apparatus fluctuates, the air flow balance is hardly disrupted, and a tin oxide film having a uniform thickness and crystal grain size can be obtained. That is, if the gas flow is laminar, eddies and the like are likely to be generated due to the influence of fluctuation factors, and the tin oxide film is likely to be non-uniform. However, if the flow is turbulent, the effect is suppressed. In particular, a tin oxide film used as a solar cell substrate needs to form a uniform uneven shape on its surface in order to increase energy conversion efficiency.
Although a high level of uniformity such as film thickness is required, the tin oxide film obtained by the present invention can be used as a transparent conductive film (solar cell electrode) formed in contact with silicon or the like of a solar cell. To the extent uniform.

【0024】第二に、膜厚分布等に、流れ方向および/
またはそれと直角方向の筋状の不均一部分が生じること
がない。
Second, the flow direction and / or
Or, a streak-like non-uniform portion in a direction perpendicular to the direction does not occur.

【0025】第三に、所定寸法に切断されたガラス基板
を一列に並べ、インジェクターの下を連続的に通過させ
て酸化錫膜を形成するような場合においては、ガラス板
とガラス板の隙間でガスの流れが一時乱されるが、その
直後に乱流拡散によりガスの各成分は速やかに均一化す
るため、ガラス板の端部(隙間を形成している部分)付
近で膜厚等が不均一になることもない。
Third, in a case where the glass substrates cut to a predetermined size are arranged in a row and continuously passed under the injector to form a tin oxide film, a gap between the glass plates is required. The gas flow is temporarily disturbed. Immediately after that, the components of the gas are quickly homogenized by turbulent diffusion, so that the film thickness or the like is not good near the edge of the glass plate (portion where the gap is formed). There is no uniformity.

【0026】これらの利点のため、操業時の歩留まり
は、90%以上という高いレベルとすることができる。
Because of these advantages, operating yields can be as high as 90% or more.

【0027】本発明に用いられる乱流は、前述したよう
に、ガス流がガラス基板に接する直前で時間的、空間的
に不規則な変動を含む流れであることをいい、その主た
る流れ方向以外の方向への流れ成分が存在し、例えば、
局所的に見れば渦ができているような状態をいう。この
ような乱流はレイノルズ数の高い流れである場合または
幾分低いレイノルズ数であっても、所定寸法に切断され
たガラス板とガラス板との間の隙間でのガス流の突然の
方向性のある乱れや、気流バランスや温度による突発的
な方向性のある乱れの影響を最小限とすることができる
ほど十分な乱流であることを要する。すなわち、従来、
ガスの流れは層流である必要があると考えられていた
が、本発明者は、乱流にすれば、かえって層流の場合に
問題となっている変動要因の影響を受けなくすむ、とい
うことを知見し、本発明に至った。したがって、本発明
に用いられる乱流は、レイノルズ数を2000〜400
0、好ましくは2500〜3000にすることによっ
て、また、レイノルズ数を2000以下とする場合にお
いては、流れの上流側にせん断等の摂動を与えて乱れを
起こすことによって得ることができる。本発明において
は、レイノルズ数を2000以下とし、流れの上流側に
せん断等の摂動を与えて乱れを起こすことによって得る
ことが好ましい。レイノルズ数を2000以上にするこ
とによって得られる乱流よりも、細かい乱れが発生する
ため、外部からの影響を受けにくく、かつ、膜の電気的
・光学的特性等の均一性が十分なものとなるからであ
る。
As described above, the turbulent flow used in the present invention means a flow including irregular fluctuations in time and space immediately before the gas flow comes into contact with the glass substrate. There is a flow component in the direction of, for example,
This is a state where a vortex is formed when viewed locally. Such a turbulent flow may be a high Reynolds number flow or a slightly lower Reynolds number, but the sudden direction of the gas flow in the gap between the glass plates cut to a predetermined size. The turbulence must be sufficient to minimize the effects of turbulence with abruptness and sudden directional turbulence due to airflow balance and temperature. That is,
It was thought that the gas flow needed to be laminar, but the present inventor said that if turbulent, the influence of the fluctuation factors that are a problem in the case of laminar flow would be eliminated. This led to the present invention. Therefore, the turbulence used in the present invention has a Reynolds number of 2000 to 400.
When the Reynolds number is 2,000 or less, it can be obtained by giving a perturbation such as shear to the upstream side of the flow to cause turbulence. In the present invention, it is preferable to obtain the Reynolds number by setting the Reynolds number to 2000 or less and causing a perturbation such as shearing on the upstream side of the flow to cause turbulence. Since finer turbulence occurs than the turbulence obtained by setting the Reynolds number to 2000 or more, the film is hardly affected by external influences, and the uniformity of the electrical and optical characteristics of the film is sufficient. Because it becomes.

【0028】本発明において四塩化錫および水を含有す
るガスを実質的に乱流で吐出するとは、吐出口から吐出
された直後の状態が実質的に乱流であることをいう。本
発明においては、四塩化錫および水を含有するガスの流
れは、吐出口から吐出されたときに既に乱流となってい
るので、気流バランスや温度による突発的な方向性のあ
る乱れの影響を打ち消すことができ、したがって、得ら
れる膜はそれらの影響を受けにくい。この点で、基板上
でガスを混合することにより乱流化していた従来技術と
は異なる。
In the present invention, discharging a gas containing tin tetrachloride and water substantially in a turbulent flow means that the state immediately after being discharged from the discharge port is substantially a turbulent flow. In the present invention, since the flow of the gas containing tin tetrachloride and water is already turbulent when discharged from the discharge port, the influence of sudden directional turbulence due to airflow balance and temperature. And thus the resulting film is less susceptible to them. In this point, it is different from the prior art in which the gas is mixed on the substrate to make it turbulent.

【0029】なお、特開昭61−586号公報には、有
機フッ素ドーパント化合物、及び四塩化錫からなる液体
コーティング組成物を形成し、前記液体組成物を100
℃〜400℃において気化し、そして湿っていてもよい
酸素含有雰囲気中の前記蒸気により、コーティングを製
造する方法が記載されているが、乱流であることは記載
されていない。また、前記公報においては、曇りがない
膜が望まれており、曇り(ヘイズ)のある膜であること
が必要である太陽電池基板用透明導電膜としての用途は
目的とされていないことは明らかであり、前記公報の方
法は、太陽電池基板用透明導電膜に要求される膜厚等の
均一性を実現することができるものではない。
JP-A-61-586 discloses a liquid coating composition comprising an organic fluorine dopant compound and tin tetrachloride.
A method is described for producing coatings by means of said vapor in an oxygen-containing atmosphere, which evaporates at a temperature of from 400C to 400C and may not be turbulent. Further, in the above-mentioned publication, a film without fogging is desired, and it is apparent that the use as a transparent conductive film for a solar cell substrate, which needs to be a film with haze, is not intended. However, the method disclosed in the above publication cannot realize the uniformity of the film thickness and the like required for the transparent conductive film for a solar cell substrate.

【0030】本発明により得られる酸化錫膜の膜厚(最
大膜厚)は、特に限定されず、用途に合わせて調節でき
るが、太陽電池基板用透明導電膜(太陽電池用電極)と
して用いる場合には、400〜1000nmであるのが
好ましく、600〜800nmであるのがより好まし
い。本発明により得られる酸化錫膜の膜厚(最大膜厚)
の変動幅は、−15〜+15%、特に−10〜+10%
であるのが好ましい。また、本発明により得られる酸化
錫膜は、全表面にわたり均一に凹凸を有する形状とな
り、その凸部の高さは、100〜200nm程度であ
る。
The thickness (maximum thickness) of the tin oxide film obtained according to the present invention is not particularly limited and can be adjusted according to the application. However, when the tin oxide film is used as a transparent conductive film for a solar cell substrate (electrode for a solar cell). Is preferably 400 to 1000 nm, more preferably 600 to 800 nm. Thickness (maximum thickness) of tin oxide film obtained by the present invention
Is -15 to + 15%, particularly -10 to + 10%
It is preferred that Further, the tin oxide film obtained by the present invention has a shape having irregularities uniformly over the entire surface, and the height of the projection is about 100 to 200 nm.

【0031】本発明により得られる酸化錫膜のシート抵
抗は、特に限定されず、用途に合わせて調節できるが、
太陽電池基板用透明導電膜として用いる場合には、5〜
15Ω/□であるのが好ましく、5〜10Ω/□である
のがより好ましい。
The sheet resistance of the tin oxide film obtained according to the present invention is not particularly limited and can be adjusted according to the use.
When used as a transparent conductive film for a solar cell substrate, 5 to 5
It is preferably 15 Ω / □, more preferably 5 to 10 Ω / □.

【0032】本発明により得られる酸化錫膜の可視光線
透過率(以下、単に透過率という。)は、特に限定され
ず、用途に合わせて調節できるが、太陽電池基板用透明
導電膜として用いる場合には、80〜95%であるのが
好ましく、85〜95%であるのがより好ましい。
The visible light transmittance (hereinafter simply referred to as “transmittance”) of the tin oxide film obtained according to the present invention is not particularly limited and can be adjusted according to the application. However, when the tin oxide film is used as a transparent conductive film for a solar cell substrate. Is preferably 80 to 95%, more preferably 85 to 95%.

【0033】本発明により得られる酸化錫膜のヘイズ率
は、特に限定されず、用途に合わせて調節できるが、太
陽電池基板用透明導電膜として用いる場合には、平均3
〜30%であるのが好ましく、平均10〜15%である
のがより好ましい。また、ヘイズ率の変動幅は、ヘイズ
率の平均値に対して、−20〜+20%であるのが好ま
しく、−10〜+10%であるのがより好ましい。
The haze ratio of the tin oxide film obtained according to the present invention is not particularly limited, and can be adjusted according to the intended use.
It is preferably 30% to 30%, more preferably 10% to 15% on average. Further, the fluctuation range of the haze ratio is preferably −20 to + 20%, more preferably −10 to + 10%, with respect to the average value of the haze ratio.

【0034】本発明により得られる酸化錫膜は、その用
途を特に限定されるものではないが、可視光域での高い
透過率と高い導電性を併せ持ち、さらに膜厚等の均一性
に優れるので、例えば、太陽電池用電極;液晶ディスプ
レイ、ELディスプレイ、プラズマディスプレイ、タッ
チパネル等の透明電極;自動車用および建築用の熱線反
射膜;フォトマスクその他各種用途の帯電防止膜;CR
T表面の電磁遮蔽膜;冷凍ショーケース用等の各種の防
曇用の透明発熱体;調光ガラスとしてのエレクトロクロ
ミック素子用電極として用いることができる。
The use of the tin oxide film obtained by the present invention is not particularly limited. However, the tin oxide film has both high transmittance and high conductivity in the visible light region and is excellent in uniformity such as film thickness. For example, an electrode for a solar cell; a transparent electrode for a liquid crystal display, an EL display, a plasma display, a touch panel, etc .; a heat ray reflective film for automobiles and buildings; an antistatic film for photomasks and other various applications;
It can be used as an electromagnetic shielding film on the T surface; a transparent heating element for various types of antifogging such as for a freezing showcase; and an electrode for an electrochromic element as a light control glass.

【0035】本発明の酸化錫膜の製造装置は、四塩化錫
と水とを反応させて一方向に移動するガラス基板上に酸
化錫膜をCVD法により形成する酸化錫膜の製造装置で
あって、予め四塩化錫を含有するガスと水を含有するガ
スとを混合して得られた、インジェクターから吐出され
る四塩化錫および水を含有するガスが、実質的に乱流で
あるものである。以下、図1を参照しつつ、具体的に説
明する。
The apparatus for producing a tin oxide film of the present invention is an apparatus for producing a tin oxide film on a glass substrate which moves in one direction by reacting tin tetrachloride and water by a CVD method. The gas containing tin tetrachloride and water discharged from the injector, which is obtained by mixing a gas containing tin tetrachloride and a gas containing water in advance, is substantially turbulent. is there. Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIG.

【0036】図1は、本発明の酸化錫膜の製造装置の一
例を示す概念図である。なお、本発明の製造装置はこれ
に限定されない。初めに、酸化錫膜の製造装置の構成に
ついて説明する。本発明の酸化錫膜の製造装置は、気化
した四塩化錫を含有するガスと水を含有するガスとが供
給され、予め両者を混合するインジェクター本体1と、
混合したガスを実質的に乱流で吐出するインジェクター
吐出部2とを備える。インジェクター本体1は、内部に
熱媒体(油等)を通しインジェクター本体1を一定温度
に保つためのジャケット5を備えており、インジェクタ
ー吐出部2は、内部に熱媒体(油等)を通しインジェク
ター吐出部2を一定温度に保つためのジャケット6を備
えている。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the apparatus for producing a tin oxide film of the present invention. Note that the manufacturing apparatus of the present invention is not limited to this. First, the configuration of the apparatus for manufacturing a tin oxide film will be described. The apparatus for producing a tin oxide film of the present invention is provided with an injector main body 1 to which a gas containing vaporized tin tetrachloride and a gas containing water are supplied, and the two are mixed in advance.
An injector discharge section 2 for discharging the mixed gas substantially in a turbulent flow. The injector body 1 is provided with a jacket 5 for passing a heat medium (oil or the like) therein to keep the injector body 1 at a constant temperature, and the injector discharge unit 2 passes a heat medium (oil or the like) inside to discharge the injector. A jacket 6 is provided for keeping the part 2 at a constant temperature.

【0037】インジェクター本体1は、バブラータンク
から四塩化錫を含有するガスを供給する導管3を備え
る。バブラータンクにおいては、液状の四塩化錫にボン
ベから窒素等の不活性気体が吹き込まれ、四塩化錫が気
化し、四塩化錫を含有するガスが発生する。バブラータ
ンクは、20〜100℃に保持される。四塩化錫を含有
するガスは、水を含有するガスと混合する前に130〜
170℃に加熱され、インジェクター本体1に供給され
る。
The injector body 1 has a conduit 3 for supplying a gas containing tin tetrachloride from a bubbler tank. In the bubbler tank, an inert gas such as nitrogen is blown into the liquid tin tetrachloride from a cylinder, and the tin tetrachloride is vaporized to generate a gas containing tin tetrachloride. The bubbler tank is kept at 20 to 100C. The gas containing tin tetrachloride should be 130-130 before mixing with the gas containing water.
It is heated to 170 ° C. and supplied to the injector body 1.

【0038】また、インジェクター本体1は、ボイラー
から気化した水(水蒸気)を供給する導管4を備える。
水を供給するボイラーは、100℃以上に保持される。
水を含有するガスは、四塩化錫を含有するガスと混合す
る前に130〜170℃に加熱され、インジェクター本
体1に供給される。
The injector body 1 has a conduit 4 for supplying vaporized water (steam) from the boiler.
The boiler supplying water is kept at 100 ° C. or higher.
The gas containing water is heated to 130 to 170 ° C. before being mixed with the gas containing tin tetrachloride and supplied to the injector body 1.

【0039】インジェクター本体1においては、バブラ
ータンクから導管3を介して供給される四塩化錫を含有
するガスと、ボイラーから導管4を介して供給される水
を含有するガスが混合される。インジェクター本体1の
内部温度は、ジャケット5に熱媒体(油等)を通すこと
により130〜170℃に保持される。
In the injector body 1, a gas containing tin tetrachloride supplied from the bubbler tank via the conduit 3 and a gas containing water supplied from the boiler via the conduit 4 are mixed. The internal temperature of the injector body 1 is maintained at 130 to 170 ° C. by passing a heat medium (oil or the like) through the jacket 5.

【0040】インジェクター吐出部2は、インジェクタ
ー本体1で混合したガスを実質的に乱流で吐出する。イ
ンジェクター吐出部2は、ガスを実質的に乱流で吐出す
ることができれば、その形状、大きさ等を特に限定され
ないが、例えば、内壁に凹凸を有するもの(図2
(a))、吐出部中間部が2つに分岐しており、それぞ
れの出口が吐出口付近で対向する形状のもの(図2
(b))、吐出口に網を有し、網を通してガスを吐出す
るもの、レイノルズ数が2000以上となるように、ガ
スの代表速度および動粘度に応じて、円管の代表長さ
(直径)を決定したもの、インジェクター吐出部2がテ
ーパーを有して狭窄部を形成しているもの、インジェク
ター本体1からインジェクター吐出部2先端までの距離
が十分短く乱流を吐出するもの等を用いることができ
る。これらのインジェクター吐出部2から吐出される四
塩化錫および水を含有するガスは、実質的に乱流であ
る。即ち、四塩化錫および水を含有するガスの吐出口か
ら吐出された直後の状態が実質的に乱流である。インジ
ェクター吐出部2の内部温度は、ジャケット6に熱媒体
(油等)を通すことにより130〜170℃に保持され
る。
The injector discharge section 2 discharges the gas mixed in the injector body 1 substantially in a turbulent flow. The shape and size of the injector discharge unit 2 are not particularly limited as long as the gas can be discharged substantially in a turbulent flow.
(A)), an intermediate portion of a discharge portion is branched into two portions, and each outlet has a shape facing the discharge port (FIG. 2
(B)) a device having a net at the discharge port for discharging gas through the net, and a representative length (diameter) of a circular tube according to the representative speed and kinematic viscosity of the gas so that the Reynolds number becomes 2000 or more. ), Those in which the injector discharge section 2 has a tapered constriction, and those in which the distance from the injector body 1 to the tip of the injector discharge section 2 is sufficiently short to discharge a turbulent flow are used. Can be. The gas containing tin tetrachloride and water discharged from these injector discharge parts 2 is substantially turbulent. That is, the state immediately after the gas containing tin tetrachloride and water is discharged from the discharge port is substantially turbulent. The internal temperature of the injector discharge section 2 is maintained at 130 to 170 ° C. by passing a heat medium (oil or the like) through the jacket 6.

【0041】四塩化錫および水を含有するガスは、イン
ジェクター吐出部2から、ガラス基板7に吐出される。
インジェクター吐出部2の先端と、ガラス基板表面との
距離は、1〜3cmとするのが好ましい。吐出角度は、
ガラス基板表面に対して45〜90度(ガラス基板の移
動方向を0度とする。)とするのが好ましい。
The gas containing tin tetrachloride and water is discharged from the injector discharge section 2 to the glass substrate 7.
The distance between the tip of the injector discharge section 2 and the surface of the glass substrate is preferably 1 to 3 cm. The discharge angle is
The angle is preferably 45 to 90 degrees with respect to the surface of the glass substrate (the moving direction of the glass substrate is 0 degree).

【0042】四塩化錫および水を含有するガスの吐出量
は、ガラス基板の幅1m当たり、0.07〜7m3 /m
inとするのが好ましい。四塩化錫および水を含有する
ガスの吐出速度は、0.5〜7m/sとするのが好まし
い。
The discharge amount of the gas containing tin tetrachloride and water is 0.07 to 7 m 3 / m per 1 m of the width of the glass substrate.
It is preferably in. The discharge speed of the gas containing tin tetrachloride and water is preferably 0.5 to 7 m / s.

【0043】ガラス基板の移動速度は、四塩化錫および
水を含有するガスの吐出量にもよるが、例えば、ガラス
基板の幅1m当たりの吐出量を0.1m3 /minとす
る場合には、0.5〜1.5m/sとするのが好まし
い。
The moving speed of the glass substrate depends on the discharge amount of the gas containing tin tetrachloride and water. For example, when the discharge amount per 1 m of the width of the glass substrate is 0.1 m 3 / min, , And 0.5 to 1.5 m / s.

【0044】本発明の酸化錫膜の製造装置は、本発明の
酸化錫膜の製造方法の実施に最適なものの一例である。
本発明の酸化錫膜の製造装置においては、乱流を作るた
めのインジェクターの形状は、層流を作る場合の形状よ
りも、自由に設計でき、上記で例示した形状に限られな
い。また、層流を作る場合はガスの吐出速度をある程度
遅くする必要があるのに対し、乱流を作る場合は吐出速
度を速くすることができる。したがって、インジェクタ
ーを酸化錫が付着しにくいような形状にしたり、ガラス
基板とインジェクター吐出部先端との間隔を大きくした
りすることにより、酸化錫の付着物の発生を防止するこ
とができる。これにより、酸化錫膜の連続生産が可能と
なり、生産コストの低廉化が図れる。
The apparatus for producing a tin oxide film of the present invention is an example of an apparatus most suitable for implementing the method for producing a tin oxide film of the present invention.
In the apparatus for producing a tin oxide film according to the present invention, the shape of the injector for creating a turbulent flow can be designed more freely than the shape for producing a laminar flow, and is not limited to the shape exemplified above. In addition, when a laminar flow is to be generated, the discharge speed of the gas needs to be reduced to some extent, whereas when a turbulent flow is to be generated, the discharge speed can be increased. Therefore, by forming the injector in a shape such that tin oxide does not easily adhere thereto or by increasing the distance between the glass substrate and the tip of the injector discharge section, it is possible to prevent the generation of deposits of tin oxide. Thus, continuous production of the tin oxide film becomes possible, and the production cost can be reduced.

【0045】[0045]

【実施例】以下に実施例を示して本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに限られるものではない。 1.酸化錫膜の製造 (実施例1)アルカリバリアー層として約50nmの膜
厚のシリカ膜が形成されたソーダライムガラス基板(5
0cm×100cm×3mm)を用意し、十分に洗浄を
行った後、図1に示す本発明の酸化錫膜の製造装置を用
い、CVD法により四塩化錫を主原料とし、水との加水
分解反応により酸化錫透明導電膜を形成した。具体的に
は、以下の手順で行った。四塩化錫を55℃に保持した
バブラータンクに入れ、ボンベから窒素を導入して気化
させた。水は100℃以上に保持したボイラーから供給
した。両者をそれぞれ150℃に加熱した後、150℃
に保温した導管3および4を経由して、インジェクター
本体1に輸送し、混合した。混合比(mol比)は、四
塩化錫:水=1:20とした。インジェクター本体1の
温度は熱媒体(油)により約150℃に保持した。混合
したガスをインジェクター吐出部2から約500℃のガ
ラス基板7に吐出させ、ガラス基板表面に酸化錫透明導
電膜を形成させた。インジェクター吐出部2は、内壁に
凹凸を有するもの(図2(a))を用いた。四塩化錫お
よび水を含有するガスは、インジェクター吐出部2の内
壁の凹凸のため、レイノルズ数は1500であったが、
インジェクターの幅方向(ガラス基板が移動する方向と
直交する方向)全体にわたって実質的に乱流で吐出され
ていた。ガラス基板は、長方形に切断された平板状の2
枚のガラスを2cmの間隔を空けて流し、端部がインジ
ェクター下部を通過する際の影響も観察した。また、C
VD炉と通じているクリーンルームの室圧を変動させ、
その影響も観察した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. 1. Production of Tin Oxide Film (Example 1) A soda lime glass substrate (5) on which a silica film having a thickness of about 50 nm was formed as an alkali barrier layer
(0 cm × 100 cm × 3 mm), and after sufficient cleaning, using a tin oxide film manufacturing apparatus of the present invention shown in FIG. A tin oxide transparent conductive film was formed by the reaction. Specifically, the procedure was as follows. Tin tetrachloride was put into a bubbler tank maintained at 55 ° C., and nitrogen was introduced from a cylinder to evaporate. Water was supplied from a boiler maintained at 100 ° C. or higher. After heating both to 150 ° C,
Was transported to the injector body 1 via the conduits 3 and 4 kept warm, and mixed. The mixing ratio (mol ratio) was tin tetrachloride: water = 1: 20. The temperature of the injector body 1 was maintained at about 150 ° C. by a heating medium (oil). The mixed gas was discharged from the injector discharge unit 2 onto the glass substrate 7 at about 500 ° C., to form a tin oxide transparent conductive film on the surface of the glass substrate. As the injector discharge section 2, one having an uneven inner wall (FIG. 2A) was used. The gas containing tin tetrachloride and water had a Reynolds number of 1500 due to the unevenness of the inner wall of the injector discharge section 2,
Discharge was substantially turbulent over the entire width direction of the injector (the direction orthogonal to the direction in which the glass substrate moves). The glass substrate is a rectangular plate 2
The sheets of glass were flowed at an interval of 2 cm, and the influence of the edge passing under the injector was also observed. Also, C
Vary the room pressure of the clean room communicating with the VD furnace,
The effects were also observed.

【0046】(実施例2)インジェクター吐出部2とし
て、吐出部中間部で2つに分岐しており、それぞれの出
口が吐出口付近で対向する形状のもの(図2(b)、内
壁は平滑)を用いた以外は、実施例1と同様の方法によ
り、ガラス基板表面に酸化錫透明導電膜を形成させた。
四塩化錫および水を含有するガスは、対向する出口から
出た2つの流れが衝突し、その直後に吐出口から吐出さ
れるため、レイノルズ数は1800であったが、インジ
ェクターの幅方向(ガラス基板が移動する方向と直交す
る方向)全体にわたって実質的に乱流で吐出されてい
た。
(Example 2) The injector discharge section 2 is divided into two in the middle of the discharge section, and each outlet has a shape facing each other near the discharge port (FIG. 2 (b), the inner wall is smooth). A tin oxide transparent conductive film was formed on the surface of the glass substrate in the same manner as in Example 1 except that the above method was used.
The gas containing tin tetrachloride and water is discharged from the discharge port immediately after the two flows coming out of the opposed outlets collide with each other. Therefore, the Reynolds number was 1800, but the width direction of the injector (glass The discharge was substantially turbulent over the entire direction (the direction perpendicular to the direction in which the substrate moves).

【0047】(比較例1)インジェクター吐出部2とし
て、内壁が平滑なものを用いた以外は、実施例1と同様
の方法により、ガラス基板表面に酸化錫透明導電膜を形
成させた。四塩化錫および水を含有するガスは、インジ
ェクターの幅方向全体にわたって実質的に層流で吐出さ
れていた。
Comparative Example 1 A tin oxide transparent conductive film was formed on the surface of a glass substrate in the same manner as in Example 1 except that an injector discharge section 2 having a smooth inner wall was used. The gas containing tin tetrachloride and water was discharged in a substantially laminar flow over the entire width of the injector.

【0048】2.酸化錫透明導電膜の物性 得られた酸化錫透明導電膜について、以下の物性を測定
し、評価を行った。結果を第1表に示す。 (1)膜厚 触針式表面あらさ計を用いて、膜厚(最大膜厚)を測定
した。実施例1の膜は400nm、実施例2の膜は60
0nm、比較例1の膜は500nmであった。なお、実
施例1および2の膜厚は、ガラス端部においてもほぼ均
一であったが、比較例1の膜厚はガラス端部に膜厚が1
00nm程度薄い部分があった。また、CVD炉と通じ
ているクリーンルームの室圧を変動させ、膜厚むらの発
生の有無を観察したところ、実施例1および2では膜厚
むらはみられなかったが、比較例1では四塩化錫および
水を含有するガスの流れの変動に起因すると考えられる
筋状の膜厚むらが発生した。
2. Physical properties of tin oxide transparent conductive film The following physical properties of the obtained tin oxide transparent conductive film were measured and evaluated. The results are shown in Table 1. (1) Film thickness The film thickness (maximum film thickness) was measured using a stylus-type surface roughness meter. The film of Example 1 was 400 nm, and the film of Example 2 was 60 nm.
0 nm, and the film of Comparative Example 1 had a thickness of 500 nm. Although the film thicknesses of Examples 1 and 2 were almost uniform at the glass edge, the film thickness of Comparative Example 1 was 1 mm at the glass edge.
There was a portion as thin as about 00 nm. Further, when the room pressure of the clean room communicating with the CVD furnace was varied and the occurrence of film thickness unevenness was observed, in Examples 1 and 2, no film thickness unevenness was observed. Streak-like film thickness unevenness, which is considered to be caused by the fluctuation of the flow of the gas containing tin and water, occurred.

【0049】(2)シート抵抗 シート抵抗は、4端子法で測定した。実施例および比較
例で得られた表面に膜を有するガラス基板を約3cm角
に切り出し、対向する2辺に、長さ3cmの一対の電極
を電極間距離が3cmとなるように、膜の上に平行に取
り付けた。次に、テスターで電極間の抵抗(シート抵
抗)を測定した。実施例1の膜は20Ω/□、実施例2
の膜は10Ω/□、比較例1の膜は15Ω/□であっ
た。
(2) Sheet resistance The sheet resistance was measured by a four-terminal method. A glass substrate having a film on the surface obtained in each of Examples and Comparative Examples was cut into a square of about 3 cm, and a pair of electrodes having a length of 3 cm was placed on two opposing sides so that the distance between the electrodes was 3 cm. Was mounted in parallel. Next, the resistance (sheet resistance) between the electrodes was measured with a tester. The film of Example 1 was 20Ω / □, and the film of Example 2 was
Was 10 Ω / □ and the film of Comparative Example 1 was 15 Ω / □.

【0050】(3)透過率 波長400nm〜800nmでの分光透過率の平均値を
分光光度計によって測定し、透過率とした。実施例1の
膜は86%、実施例2の膜は88%、比較例1の膜は8
7%であった。
(3) Transmittance The average value of the spectral transmittance at a wavelength of 400 nm to 800 nm was measured by a spectrophotometer, and the value was defined as the transmittance. 86% for the film of Example 1, 88% for the film of Example 2, and 8% for the film of Comparative Example 1.
7%.

【0051】(4)ヘイズむらおよびヘイズ率 ヘイズむらを肉眼により観察した。また、基板全面に分
布する10箇所において、波長400nm〜800nm
の光に対するヘイズ率をヘイズメータで測定した。実施
例1の膜は基板全面においてヘイズむらは観察されず、
ヘイズ率は平均8%であり、高い部分では10%、低い
部分では6%であった。実施例2の膜は基板全面におい
てヘイズむらは観察されず、ヘイズ率は平均10%であ
り、高い部分では12%、低い部分では8%であった。
実施例1および2の膜は、太陽電池基板用透明導電膜と
して好適であった。比較例1の膜は基板全面において、
端部におけるガスの流れの乱れに起因すると考えられる
縞模様のヘイズむらが観察され、ヘイズ率は平均9%で
あり、高い部分では18%、低い部分では5%であっ
た。比較例1の膜は、太陽電池基板用透明導電膜として
不適であった。
(4) Haze unevenness and haze ratio Haze unevenness was visually observed. Further, at 10 locations distributed over the entire surface of the substrate, the wavelength is 400 nm to 800 nm.
Was measured with a haze meter. In the film of Example 1, uneven haze was not observed on the entire surface of the substrate.
The haze rate was 8% on average, 10% in the high part and 6% in the low part. In the film of Example 2, haze unevenness was not observed on the entire surface of the substrate, and the haze ratio was 10% on average, 12% in high portions and 8% in low portions.
The films of Examples 1 and 2 were suitable as transparent conductive films for solar cell substrates. The film of Comparative Example 1 was formed on the entire surface of the substrate.
Haze unevenness of a striped pattern considered to be caused by the turbulence of the gas flow at the end was observed, and the haze ratio was 9% on average, 18% in a high portion, and 5% in a low portion. The film of Comparative Example 1 was not suitable as a transparent conductive film for a solar cell substrate.

【0052】3.操業時の歩留まり 酸化錫膜の製造を連続7日間行った際の歩留まりを求め
た。歩留まりは、供給したガラスの枚数から損失分の枚
数を差し引いた値を、供給したガラスの枚数で除して求
めた。損失分の枚数は、筋状の膜厚むらを有するガラス
基板、ヘイズ率が平均に対して2ポイント以上の差とな
るようなヘイズむらを有するガラス基板、その他製造上
不可避的な損失分のガラス基板の枚数の合計とした。歩
留まりは、実施例1が97%、実施例2が95%、比較
例1が85%であった。
3. Yield during operation Yield when the production of the tin oxide film was performed for 7 consecutive days was determined. The yield was determined by dividing the value obtained by subtracting the number of loss pieces from the number of supplied glass pieces by the number of supplied glass pieces. The number of loss pieces is a glass substrate having a streak-like film thickness unevenness, a glass substrate having a haze unevenness such that the haze ratio becomes a difference of 2 points or more with respect to the average, and a glass having an inevitable loss in production. The total number of substrates was used. The yield was 97% in Example 1, 95% in Example 2, and 85% in Comparative Example 1.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明の酸化錫膜の製造方法によれば、
装置周辺の風や気圧変動の影響を受けず、得られる酸化
錫膜の膜厚等を均一にすることができる。また、本発明
の酸化錫膜の製造方法は、所定寸法に切断されたガラス
基板に酸化錫膜を形成する場合にも好適である。さら
に、本発明の酸化錫膜の製造装置は、前記方法の実施に
好適に用いられる。
According to the method for producing a tin oxide film of the present invention,
The thickness and the like of the obtained tin oxide film can be made uniform without being affected by wind and pressure fluctuation around the apparatus. The method for producing a tin oxide film of the present invention is also suitable for forming a tin oxide film on a glass substrate cut to a predetermined size. Further, the apparatus for producing a tin oxide film of the present invention is suitably used for performing the above method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の酸化錫膜の製造装置を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing an apparatus for producing a tin oxide film of the present invention.

【図2】 (a)と(b)は、本発明の酸化錫膜の製造
装置のインジェクター吐出部の一例を示す断面図であ
る。
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views showing an example of an injector discharge unit of the apparatus for manufacturing a tin oxide film of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インジェクター本体 2 インジェクター吐出部 3、4 導管 5、6 ジャケット 7 ガラス基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injector main body 2 Injector discharge part 3, 4 Conduit 5, 6 Jacket 7 Glass substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 幸雄 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 (72)発明者 深澤 寧司 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 Fターム(参考) 2H092 HA04 MA07 MA27 NA29 PA01 4G059 AA08 AC12 EA02 EB01 4K030 AA02 BA16 BA45 BB01 BB13 CA06 DA02 DA05 EA05 FA10 HA04 JA10 LA01 LA16 5F051 FA03 FA19 FA24 FA30 GA03 5G323 BA03 BB03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yukio Yoshikawa 1150 Hazawa-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Asahi Glass Co., Ltd. (72) Inventor Neiji Fukazawa 1150 Hazawa-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F term (reference) 2H092 HA04 MA07 MA27 NA29 PA01 4G059 AA08 AC12 EA02 EB01 4K030 AA02 BA16 BA45 BB01 BB13 CA06 DA02 DA05 EA05 FA10 HA04 JA10 LA01 LA16 5F051 FA03 FA19 FA24 FA30 GA03 5G323 BA03 BB03

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】四塩化錫と水とを反応させて一方向に移動
するガラス基板上に酸化錫膜をCVD法により形成する
酸化錫膜の製造方法であって、予め四塩化錫を含有する
ガスと水を含有するガスとを混合し、得られた四塩化錫
および水を含有するガスを実質的に乱流で吐出し、ガラ
ス基板上に酸化錫膜を形成することを特徴とする酸化錫
膜の製造方法。
1. A method for producing a tin oxide film by forming a tin oxide film on a glass substrate moving in one direction by reacting tin tetrachloride and water, the tin oxide film containing tin tetrachloride in advance. Mixing a gas and a gas containing water, and discharging the obtained gas containing tin tetrachloride and water substantially in a turbulent flow to form a tin oxide film on a glass substrate. Manufacturing method of tin film.
【請求項2】四塩化錫と水とを反応させて一方向に移動
するガラス基板上に酸化錫膜をCVD法により形成する
酸化錫膜の製造装置であって、予め四塩化錫を含有する
ガスと水を含有するガスとを混合して得られた四塩化錫
および水を含有するガスを実質的に乱流で吐出するイン
ジェクターを備える酸化錫膜の製造装置。
2. A tin oxide film manufacturing apparatus for forming a tin oxide film on a glass substrate moving in one direction by reacting tin tetrachloride and water by a CVD method, the tin oxide film containing tin tetrachloride in advance. An apparatus for producing a tin oxide film, comprising an injector for discharging a gas containing tin tetrachloride and water obtained by mixing a gas and a gas containing water in a substantially turbulent flow.
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