JP2001335918A - Ｉｔｏ透明導電膜の形成方法 - Google Patents
Ｉｔｏ透明導電膜の形成方法Info
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- JP2001335918A JP2001335918A JP2001078577A JP2001078577A JP2001335918A JP 2001335918 A JP2001335918 A JP 2001335918A JP 2001078577 A JP2001078577 A JP 2001078577A JP 2001078577 A JP2001078577 A JP 2001078577A JP 2001335918 A JP2001335918 A JP 2001335918A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特に有機樹脂基板への適用を考慮し、約１０
０℃以下の基板温度でも透明度が高く抵抗率が低いＩＴ
Ｏ透明導電膜の形成方法の提供を目的とするものであ
る。 【解決手段】 スパッタリング法により基板１４表面に
ＩＴＯ透明導電膜を形成する方法であって、アシスト用
紫外光線を照射する光線照射工程を含むことを特徴とす
るものである。
０℃以下の基板温度でも透明度が高く抵抗率が低いＩＴ
Ｏ透明導電膜の形成方法の提供を目的とするものであ
る。 【解決手段】 スパッタリング法により基板１４表面に
ＩＴＯ透明導電膜を形成する方法であって、アシスト用
紫外光線を照射する光線照射工程を含むことを特徴とす
るものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶表示装
置の電極に好適な、透明でかつ低抵抗なＩＴＯ透明導電
膜の形成方法に関するものである。
置の電極に好適な、透明でかつ低抵抗なＩＴＯ透明導電
膜の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上述のＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）
透明導電膜の形成方法としては、従来から、真空蒸着法
とスパッタリング法が主流である。これらの方法では、
膜の透明度と抵抗率は成膜中の被処理基板の保持温度
（以下基板温度とする）に強く依存しており、基板温度
が低くなると抵抗率が増大し、膜質が低下する。例え
ば、基板温度が３００℃で成膜すると、ＩＴＯ透明導電
膜の抵抗率が１．３×１０-4Ωｃｍ程度であり、比較的
透明度の高い低抵抗の膜質が得られるが、基板温度が１
５０℃では抵抗率が３．１×１０-4Ωｃｍ程度まで増加
し、膜の透明度や密着性、エッチング特性等の低下が認
められる。
透明導電膜の形成方法としては、従来から、真空蒸着法
とスパッタリング法が主流である。これらの方法では、
膜の透明度と抵抗率は成膜中の被処理基板の保持温度
（以下基板温度とする）に強く依存しており、基板温度
が低くなると抵抗率が増大し、膜質が低下する。例え
ば、基板温度が３００℃で成膜すると、ＩＴＯ透明導電
膜の抵抗率が１．３×１０-4Ωｃｍ程度であり、比較的
透明度の高い低抵抗の膜質が得られるが、基板温度が１
５０℃では抵抗率が３．１×１０-4Ωｃｍ程度まで増加
し、膜の透明度や密着性、エッチング特性等の低下が認
められる。
【０００３】また、透明導電膜の電気伝導度は、電荷の
キャリアーである電子の濃度と移動度の積に比例する。
ＩＴＯ透明導電膜ではキャリアー濃度を増加させる目的
で酸化インジウムに酸化錫を添加しているが、ＩＴＯの
結晶化温度である１８０℃以下の基板温度で従来の真空
蒸着法やスパッタリング法によって作製した膜はアモル
ファス状態であり、アモルファス状態では酸化錫の添加
によるキャリアー濃度の増加効果は生じないと考えられ
ている。
キャリアーである電子の濃度と移動度の積に比例する。
ＩＴＯ透明導電膜ではキャリアー濃度を増加させる目的
で酸化インジウムに酸化錫を添加しているが、ＩＴＯの
結晶化温度である１８０℃以下の基板温度で従来の真空
蒸着法やスパッタリング法によって作製した膜はアモル
ファス状態であり、アモルファス状態では酸化錫の添加
によるキャリアー濃度の増加効果は生じないと考えられ
ている。
【０００４】一方、近年、有機樹脂基板のような耐熱性
の低い基板上に透明導電膜を作製することが要求されて
いる。有機樹脂基板では基板温度を１８０℃以上にあげ
ることはできないため、膜はアモルファス状態であり、
従来の技術では低抵抗な透明導電膜を形成することは困
難である。
の低い基板上に透明導電膜を作製することが要求されて
いる。有機樹脂基板では基板温度を１８０℃以上にあげ
ることはできないため、膜はアモルファス状態であり、
従来の技術では低抵抗な透明導電膜を形成することは困
難である。
【０００５】そこで、成膜後の透明導電膜にレーザー光
を照射して抵抗率を下げる方法が開発されている（例え
ば特開平１０−１２０６０号公報参照）。しかし、この
方法では成膜と照射の２段階の処理が必要である。ま
た、最適条件で処理した場合でも照射後の抵抗率は１．
４３×１０-4Ωｃｍ程度であり、用途によっては必ずし
も十分とは言えない場合があり、さらに抵抗率を下げる
ことが好ましい。
を照射して抵抗率を下げる方法が開発されている（例え
ば特開平１０−１２０６０号公報参照）。しかし、この
方法では成膜と照射の２段階の処理が必要である。ま
た、最適条件で処理した場合でも照射後の抵抗率は１．
４３×１０-4Ωｃｍ程度であり、用途によっては必ずし
も十分とは言えない場合があり、さらに抵抗率を下げる
ことが好ましい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの不都
合に鑑みてなされたものであり、特に有機樹脂基板への
適用を考慮し、約１００℃以下の基板温度でも透明度が
高く抵抗率が低いＩＴＯ透明導電膜の形成方法の提供を
目的とするものである。
合に鑑みてなされたものであり、特に有機樹脂基板への
適用を考慮し、約１００℃以下の基板温度でも透明度が
高く抵抗率が低いＩＴＯ透明導電膜の形成方法の提供を
目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた発明は、スパッタリング法により基板表面に
ＩＴＯ透明導電膜を形成する方法であって、アシスト用
紫外光線を照射する光線照射工程を含むことを特徴とす
るＩＴＯ透明導電膜の形成方法である。
になされた発明は、スパッタリング法により基板表面に
ＩＴＯ透明導電膜を形成する方法であって、アシスト用
紫外光線を照射する光線照射工程を含むことを特徴とす
るＩＴＯ透明導電膜の形成方法である。
【０００８】ＩＴＯは紫外光領域の吸収係数が極めて高
いため、照射した紫外光線のエネルギーを効率よく吸収
する。従って、当該ＩＴＯ透明導電膜の形成方法によれ
ば、高速粒子をターゲットにあて蒸発させるとともに、
アシスト用紫外光線を照射することにより、次々に基板
表面に到達するＩＴＯ粒子がアシスト用紫外光線から効
率よくエネルギーを得ながら基板上に堆積し、ＩＴＯ膜
全体にわたって結晶化を促進すると考えられる。これに
より、基板を高温に加熱しなくても結晶性の膜を作製す
ることができ、透明度が高く低抵抗率でさらに密着性と
エッチング特性の優れたＩＴＯ透明導電膜を形成するこ
とができる。
いため、照射した紫外光線のエネルギーを効率よく吸収
する。従って、当該ＩＴＯ透明導電膜の形成方法によれ
ば、高速粒子をターゲットにあて蒸発させるとともに、
アシスト用紫外光線を照射することにより、次々に基板
表面に到達するＩＴＯ粒子がアシスト用紫外光線から効
率よくエネルギーを得ながら基板上に堆積し、ＩＴＯ膜
全体にわたって結晶化を促進すると考えられる。これに
より、基板を高温に加熱しなくても結晶性の膜を作製す
ることができ、透明度が高く低抵抗率でさらに密着性と
エッチング特性の優れたＩＴＯ透明導電膜を形成するこ
とができる。
【０００９】上記作用を効果的に奏させるためには、上
記光線照射工程における紫外光線の照射対象を成膜過程
の基板にするとよい。また上記スパッタリング法として
はレーザービームスパッタリング法が好ましい。レーザ
ービームスパッタリング法によれば、（ａ）膜の組成が
均一になる、（ｂ）高い真空度で成膜でき、成膜条件が
任意に設定できる等の作用を奏することができる。
記光線照射工程における紫外光線の照射対象を成膜過程
の基板にするとよい。また上記スパッタリング法として
はレーザービームスパッタリング法が好ましい。レーザ
ービームスパッタリング法によれば、（ａ）膜の組成が
均一になる、（ｂ）高い真空度で成膜でき、成膜条件が
任意に設定できる等の作用を奏することができる。
【００１０】上記アシスト用紫外光線のエネルギー密度
としては、４０ｍＪｃｍ-2以上１２０ｍＪｃｍ-2以下が
好ましい。これは、アシスト用紫外光線のエネルギー密
度が上記範囲より小さいと、上述の膜の結晶化を促進す
る作用が小さく、逆に、当該エネルギー密度が上記範囲
を超えると、基板表面での再スパッタリングが生じて電
気特性や密着性がかえって低下することからである。
としては、４０ｍＪｃｍ-2以上１２０ｍＪｃｍ-2以下が
好ましい。これは、アシスト用紫外光線のエネルギー密
度が上記範囲より小さいと、上述の膜の結晶化を促進す
る作用が小さく、逆に、当該エネルギー密度が上記範囲
を超えると、基板表面での再スパッタリングが生じて電
気特性や密着性がかえって低下することからである。
【００１１】上記アシスト用紫外光線としてはパルス紫
外レーザー光が好適である。かかるパルス紫外レーザー
光によれば、スパッタリング粒子のエネルギーを高める
作用が大きい。
外レーザー光が好適である。かかるパルス紫外レーザー
光によれば、スパッタリング粒子のエネルギーを高める
作用が大きい。
【００１２】かかるパルス紫外レーザー光は、上記レー
ザービームスパッタリング法用のレーザー光からビーム
スプリッターを用いて分けられたものを用いるとよい。
かかる手段によれば、（ａ）当該ＩＴＯ透明導電膜の形
成方法において光線照射工程を備えても消費エネルギー
の増大を招来しない、（ｂ）光線照射工程のために別個
のレーザー光源を備える必要がなく、余分な設備が不要
になる等の作用を奏することができる。
ザービームスパッタリング法用のレーザー光からビーム
スプリッターを用いて分けられたものを用いるとよい。
かかる手段によれば、（ａ）当該ＩＴＯ透明導電膜の形
成方法において光線照射工程を備えても消費エネルギー
の増大を招来しない、（ｂ）光線照射工程のために別個
のレーザー光源を備える必要がなく、余分な設備が不要
になる等の作用を奏することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しつつ本発
明の実施の形態を詳説する。図１は本発明の一実施形態
に係るＩＴＯ透明導電膜の形成方法を実施するためのＩ
ＴＯ透明導電膜の形成装置を示す概略構成図で、図２は
図１の形成装置とは異なる形態のＩＴＯ透明導電膜の形
成装置を示す概略構成図である。
明の実施の形態を詳説する。図１は本発明の一実施形態
に係るＩＴＯ透明導電膜の形成方法を実施するためのＩ
ＴＯ透明導電膜の形成装置を示す概略構成図で、図２は
図１の形成装置とは異なる形態のＩＴＯ透明導電膜の形
成装置を示す概略構成図である。
【００１４】図１のＩＴＯ透明導電膜の形成装置は、タ
ーボ分子ポンプ、ロータリーポンプ等からなる真空排気
系２に接続された真空容器１を装備し、この真空容器１
には酸素ガスを導入するための導入口３と、真空計４と
が取り付けられ、さらにレーザー光を導入するための２
つの透過窓５、６が設けられている。
ーボ分子ポンプ、ロータリーポンプ等からなる真空排気
系２に接続された真空容器１を装備し、この真空容器１
には酸素ガスを導入するための導入口３と、真空計４と
が取り付けられ、さらにレーザー光を導入するための２
つの透過窓５、６が設けられている。
【００１５】真空容器１内にはターゲット１３と基板１
４とが対向状態で保持されている。このターゲット１３
は、ＩＴＯの焼結体またはＩｎ／Ｓｎ合金であり、回転
構造を有するターゲットホルダー１２に固定されてお
り、レーザースパッタによってターゲットの表面に生じ
る穴の位置を変え、堆積速度を一定に保つことができる
ようになっている。また基板１４は基板ホルダー１５に
固定されており、この基板ホルダー１５内には図示して
いないが温度調節器に接続した基板加熱機構（ヒーター
と熱電対）が配設され、基板１４を設定温度に調節可能
にされている。
４とが対向状態で保持されている。このターゲット１３
は、ＩＴＯの焼結体またはＩｎ／Ｓｎ合金であり、回転
構造を有するターゲットホルダー１２に固定されてお
り、レーザースパッタによってターゲットの表面に生じ
る穴の位置を変え、堆積速度を一定に保つことができる
ようになっている。また基板１４は基板ホルダー１５に
固定されており、この基板ホルダー１５内には図示して
いないが温度調節器に接続した基板加熱機構（ヒーター
と熱電対）が配設され、基板１４を設定温度に調節可能
にされている。
【００１６】上記真空容器１外にはレーザー光源７が配
設されており、このレーザー光源７より射出されたレー
ザー光はビームスプリッター８によって２本のレーザー
光（スパッタリング用レーザー光９とアシスト用パルス
紫外レーザー光１０）に分けられる。この際、ビームス
プリッター８を時計回りに回転させることによって、ス
パッタリング用レーザー光９の強度を増加し、逆にアシ
スト用パルス紫外レーザー光１０の強度を減少すること
ができ、一方、ビームスプリッター８を反時計回りに回
転させることによって、スパッタリング用レーザー光９
の強度を減少し、逆にアシスト用パルス紫外レーザー光
１０の強度を増加することができる。このように、ビー
ムスプリッター８の角度を変えることによってスパッタ
リング用レーザー光９とアシスト用パルス紫外レーザー
光１０の強度比を調整することができる。
設されており、このレーザー光源７より射出されたレー
ザー光はビームスプリッター８によって２本のレーザー
光（スパッタリング用レーザー光９とアシスト用パルス
紫外レーザー光１０）に分けられる。この際、ビームス
プリッター８を時計回りに回転させることによって、ス
パッタリング用レーザー光９の強度を増加し、逆にアシ
スト用パルス紫外レーザー光１０の強度を減少すること
ができ、一方、ビームスプリッター８を反時計回りに回
転させることによって、スパッタリング用レーザー光９
の強度を減少し、逆にアシスト用パルス紫外レーザー光
１０の強度を増加することができる。このように、ビー
ムスプリッター８の角度を変えることによってスパッタ
リング用レーザー光９とアシスト用パルス紫外レーザー
光１０の強度比を調整することができる。
【００１７】スパッタリング用レーザー光９は、集光レ
ンズ１１を介して透過窓５を通り、ターゲット１３に照
射される。一方、アシスト用パルス紫外レーザー光１０
は、２つの平面鏡１６、１７によって反射され、シャッ
ター１８を開けると透過窓６を通り、真空容器１内の基
板１４を照射するようになっている。
ンズ１１を介して透過窓５を通り、ターゲット１３に照
射される。一方、アシスト用パルス紫外レーザー光１０
は、２つの平面鏡１６、１７によって反射され、シャッ
ター１８を開けると透過窓６を通り、真空容器１内の基
板１４を照射するようになっている。
【００１８】レーザー光源７としては、強力なパルス型
の紫外線レーザーであるＡｒＦエキシマレーザー、Ｋｒ
ＦエキシマレーザーまたはＹＡＧレーザーが用いられ
る。
の紫外線レーザーであるＡｒＦエキシマレーザー、Ｋｒ
ＦエキシマレーザーまたはＹＡＧレーザーが用いられ
る。
【００１９】次に、上記図１のＩＴＯ透明導電膜の形成
装置によってＩＴＯ透明導電膜を形成する方法について
説明する。まず、真空容器１内を真空排気系２によって
排気した後、酸素ガス導入口３から酸素ガスを流入させ
所定の圧力を保持するように流入量を調整する。また基
板１４を加熱機構により所定の温度に加熱する。次にレ
ーザー光源７から強力なパルス型の紫外線レーザー光９
を射出させ、ターゲット１３表面の物質をスパッタリン
グによって蒸発させると同時に、シャッター１８を開
け、ビームスプリッター８によって分割されたアシスト
用パルス紫外レーザー光１０で基板１４表面を照射す
る。スパッタリング用レーザー光９によりターゲット１
３の表面物質がスパッタされ、スパッタリング粒子は真
空容器１内にターゲット１３と対向して保持された基板
１４の表面に到達し、基板上１４にＩＴＯの膜を堆積さ
せる。また、アシスト用パルス紫外レーザー光１０の照
射によって、基板１４上に堆積されつつあるＩＴＯ膜に
エネルギーを供給し、当該ＩＴＯ膜の結晶性と電気的性
質を向上させることができる。
装置によってＩＴＯ透明導電膜を形成する方法について
説明する。まず、真空容器１内を真空排気系２によって
排気した後、酸素ガス導入口３から酸素ガスを流入させ
所定の圧力を保持するように流入量を調整する。また基
板１４を加熱機構により所定の温度に加熱する。次にレ
ーザー光源７から強力なパルス型の紫外線レーザー光９
を射出させ、ターゲット１３表面の物質をスパッタリン
グによって蒸発させると同時に、シャッター１８を開
け、ビームスプリッター８によって分割されたアシスト
用パルス紫外レーザー光１０で基板１４表面を照射す
る。スパッタリング用レーザー光９によりターゲット１
３の表面物質がスパッタされ、スパッタリング粒子は真
空容器１内にターゲット１３と対向して保持された基板
１４の表面に到達し、基板上１４にＩＴＯの膜を堆積さ
せる。また、アシスト用パルス紫外レーザー光１０の照
射によって、基板１４上に堆積されつつあるＩＴＯ膜に
エネルギーを供給し、当該ＩＴＯ膜の結晶性と電気的性
質を向上させることができる。
【００２０】図２のＩＴＯ透明導電膜の形成装置は、上
記図１のＩＴＯ透明導電膜の形成装置とほぼ同様の装置
であるので同一個所に同一番号を付して説明を省略す
る。当該図２のＩＴＯ透明導電膜の形成装置は、アシス
ト用パルス紫外レーザー光１０の光路中のシャッター１
８を取り外し、その位置に集光レンズ１９を取り付けた
点で、上記図１の形成装置と異なる。この集光レンズ１
９により、アシスト用レーザー光１０のエネルギー密度
を増加させることができる。
記図１のＩＴＯ透明導電膜の形成装置とほぼ同様の装置
であるので同一個所に同一番号を付して説明を省略す
る。当該図２のＩＴＯ透明導電膜の形成装置は、アシス
ト用パルス紫外レーザー光１０の光路中のシャッター１
８を取り外し、その位置に集光レンズ１９を取り付けた
点で、上記図１の形成装置と異なる。この集光レンズ１
９により、アシスト用レーザー光１０のエネルギー密度
を増加させることができる。
【００２１】なお、本発明のＩＴＯ透明導電膜の形成方
法は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、
アシスト用光としてはスパッタリング用の光源とは別の
光源を用いてもよく、パルス紫外レーザー光ではなく単
なる紫外光線をアシスト用光として利用することもでき
る。
法は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、
アシスト用光としてはスパッタリング用の光源とは別の
光源を用いてもよく、パルス紫外レーザー光ではなく単
なる紫外光線をアシスト用光として利用することもでき
る。
【００２２】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、
この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈され
るべきものではないことはもちろんである。
この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈され
るべきものではないことはもちろんである。
【００２３】［実施例１］図１のＩＴＯ透明導電膜の形
成装置と同様の装置を用い、レーザー光源７はＫｒＦエ
キシマレーザーとし、射出されるレーザー光の波長は２
４８ｎｍ、パルスの周波数は２０Ｈｚ、エネルギーは約
３００ｍＪで作動させた。またレーザー光はビームスプ
リッターによって１：１のエネルギーに分割され、その
うちスパッタ用レーザー光はレンズによって絞られ、タ
ーゲット上でのエネルギー密度は照射面積から約３Ｊｃ
ｍ-2であると計算され、アシスト用レーザー光は基板表
面での実測から約４０ｍＪｃｍ-2のエネルギー密度であ
った。またターゲット物質には５ｗｔ％の酸化錫を添加
した酸化インジウム（ＩＴＯ）焼結体を用いた。
成装置と同様の装置を用い、レーザー光源７はＫｒＦエ
キシマレーザーとし、射出されるレーザー光の波長は２
４８ｎｍ、パルスの周波数は２０Ｈｚ、エネルギーは約
３００ｍＪで作動させた。またレーザー光はビームスプ
リッターによって１：１のエネルギーに分割され、その
うちスパッタ用レーザー光はレンズによって絞られ、タ
ーゲット上でのエネルギー密度は照射面積から約３Ｊｃ
ｍ-2であると計算され、アシスト用レーザー光は基板表
面での実測から約４０ｍＪｃｍ-2のエネルギー密度であ
った。またターゲット物質には５ｗｔ％の酸化錫を添加
した酸化インジウム（ＩＴＯ）焼結体を用いた。
【００２４】上記装置を用い、真空容器内を１０-4Ｐａ
台まで排気し、酸素ガスを流入させ１．３Ｐａを保持す
るように流入量を調整し、基板を加熱しない（室温）で
２０分間成膜することで約１００ｎｍのＩＴＯ透明導電
膜を形成した。
台まで排気し、酸素ガスを流入させ１．３Ｐａを保持す
るように流入量を調整し、基板を加熱しない（室温）で
２０分間成膜することで約１００ｎｍのＩＴＯ透明導電
膜を形成した。
【００２５】［実施例２］基板温度を１００℃に保持し
た以外は上記実施例１と同様にしてＩＴＯ透明導電膜を
形成した。
た以外は上記実施例１と同様にしてＩＴＯ透明導電膜を
形成した。
【００２６】［実施例３］基板温度を２００℃に保持し
た以外は上記実施例１と同様にしてＩＴＯ透明導電膜を
形成した。
た以外は上記実施例１と同様にしてＩＴＯ透明導電膜を
形成した。
【００２７】［実施例４］図２のＩＴＯ透明導電膜の形
成装置と同様の装置を用い、集光レンズによりアシスト
用レーザー光のエネルギー密度を約７０ｍＪｃｍ-2に増
加させた以外は上記実施例１と同様の条件でＩＴＯ透明
導電膜を形成した。
成装置と同様の装置を用い、集光レンズによりアシスト
用レーザー光のエネルギー密度を約７０ｍＪｃｍ-2に増
加させた以外は上記実施例１と同様の条件でＩＴＯ透明
導電膜を形成した。
【００２８】［実施例５］基板温度を２００℃に保持し
た以外は上記実施例４と同様にしてＩＴＯ透明導電膜を
形成した。
た以外は上記実施例４と同様にしてＩＴＯ透明導電膜を
形成した。
【００２９】［比較例１］シャッターを閉じアシスト用
レーザー光を基板に照射しない状態にした以外は上記実
施例１と同様にしてＩＴＯ透明導電膜を形成した。
レーザー光を基板に照射しない状態にした以外は上記実
施例１と同様にしてＩＴＯ透明導電膜を形成した。
【００３０】［比較例２］シャッターを閉じアシスト用
レーザー光を基板に照射しない状態にし、かつ、基板温
度を１００℃に保持した以外は上記実施例１と同様にし
てＩＴＯ透明導電膜を形成した。
レーザー光を基板に照射しない状態にし、かつ、基板温
度を１００℃に保持した以外は上記実施例１と同様にし
てＩＴＯ透明導電膜を形成した。
【００３１】［比較例３］シャッターを閉じアシスト用
レーザー光を基板に照射しない状態にし、かつ、基板温
度を２００℃に保持した以外は上記実施例１と同様にし
てＩＴＯ透明導電膜を形成した。
レーザー光を基板に照射しない状態にし、かつ、基板温
度を２００℃に保持した以外は上記実施例１と同様にし
てＩＴＯ透明導電膜を形成した。
【００３２】［特性の評価］上記実施例１〜５及び比較
例１、２で形成したＩＴＯ透明導電膜の面抵抗を測定
し、触針膜厚計で測定した膜厚から抵抗率を計算した。
その結果を下記表１に示す。
例１、２で形成したＩＴＯ透明導電膜の面抵抗を測定
し、触針膜厚計で測定した膜厚から抵抗率を計算した。
その結果を下記表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】上記表１に示すように、本発明の実施例１
〜５によれば基板温度が室温から２００℃において比較
例１、２に比べて低い抵抗率のＩＴＯ透明導電膜を形成
することができる。
〜５によれば基板温度が室温から２００℃において比較
例１、２に比べて低い抵抗率のＩＴＯ透明導電膜を形成
することができる。
【００３５】また、膜のＸ線回折測定結果から、実施例
１、比較例１および比較例２のＩＴＯ透明導電膜はアモ
ルファス状態であった。しかし、基板温度が室温（２０
℃）である実施例１のＩＴＯ透明導電膜は、アシスト照
射の効果により、アシスト照射がなくて基板温度が１０
０℃である比較例２と同程度の抵抗率を示しており、ス
パッタリング時にアシスト用レーザー光を基板に照射す
ることによって、基板を加熱せずに低抵抗率のＩＴＯ透
明導電膜の形成が可能であることを如実に示している。
１、比較例１および比較例２のＩＴＯ透明導電膜はアモ
ルファス状態であった。しかし、基板温度が室温（２０
℃）である実施例１のＩＴＯ透明導電膜は、アシスト照
射の効果により、アシスト照射がなくて基板温度が１０
０℃である比較例２と同程度の抵抗率を示しており、ス
パッタリング時にアシスト用レーザー光を基板に照射す
ることによって、基板を加熱せずに低抵抗率のＩＴＯ透
明導電膜の形成が可能であることを如実に示している。
【００３６】これらに対して、実施例２〜５および比較
例３のＩＴＯ透明導電膜は結晶状態であった。特に、実
施例４のように、基板温度が室温でも、アシスト用レー
ザー光のエネルギー密度を７０ｍＪｃｍ-2程度に増加さ
せることによって、アシスト照射がなくて基板温度が２
００℃である比較例３より低抵抗のＩＴＯ透明導電膜を
形成することができる。
例３のＩＴＯ透明導電膜は結晶状態であった。特に、実
施例４のように、基板温度が室温でも、アシスト用レー
ザー光のエネルギー密度を７０ｍＪｃｍ-2程度に増加さ
せることによって、アシスト照射がなくて基板温度が２
００℃である比較例３より低抵抗のＩＴＯ透明導電膜を
形成することができる。
【００３７】さらに、実施例１〜３のＩＴＯ透明導電膜
の透過率は可視光領域で８５％以上あり、実施例４及び
５のＩＴＯ透明導電膜の透過率は可視光領域で９０％以
上あり、透明度は良好であった。
の透過率は可視光領域で８５％以上あり、実施例４及び
５のＩＴＯ透明導電膜の透過率は可視光領域で９０％以
上あり、透明度は良好であった。
【００３８】そこで、本発明者は、アシスト照射による
ＩＴＯ透明導電膜の低抵抗化の原因を以下のような方法
で調査した。 （１）結晶格子の歪みに及ぼす真空容器内の酸素分圧の
影響 上述の各実施例および各比較例においては、真空容器１
内の酸素分圧は、すべて１．３Ｐａで実験を行ったが、
真空容器１内の真空度は基板上に形成されるＩＴＯ透明
導電膜の性状に影響を与えると考えられるため、「シャ
ッター１８を閉じて、アシスト用レーザー光を基板１４
に照射しない状態にしたこと」と、「基板温度を２００
℃に保持したこと」と、「酸素分圧を０．１３Ｐａ、
０．６７Ｐａ、１．３Ｐａ、２．７Ｐａと変化させたこ
と」以外は、上記実施例１と同様にしてＩＴＯ導電膜を
形成した。そして、そのＩＴＯ導電膜を形成する結晶の
格子間距離（Å）と格子体積（Å3） を斜入射Ｘ線回折
法により測定したので、その結果を図３に示す。
ＩＴＯ透明導電膜の低抵抗化の原因を以下のような方法
で調査した。 （１）結晶格子の歪みに及ぼす真空容器内の酸素分圧の
影響 上述の各実施例および各比較例においては、真空容器１
内の酸素分圧は、すべて１．３Ｐａで実験を行ったが、
真空容器１内の真空度は基板上に形成されるＩＴＯ透明
導電膜の性状に影響を与えると考えられるため、「シャ
ッター１８を閉じて、アシスト用レーザー光を基板１４
に照射しない状態にしたこと」と、「基板温度を２００
℃に保持したこと」と、「酸素分圧を０．１３Ｐａ、
０．６７Ｐａ、１．３Ｐａ、２．７Ｐａと変化させたこ
と」以外は、上記実施例１と同様にしてＩＴＯ導電膜を
形成した。そして、そのＩＴＯ導電膜を形成する結晶の
格子間距離（Å）と格子体積（Å3） を斜入射Ｘ線回折
法により測定したので、その結果を図３に示す。
【００３９】図３において、記号「○」は、その結晶の
水平面内（Ｈ−モード）の格子間距離（Å）であり、記
号「□」は、その結晶の垂直面内（Ｖ−モード）の格子
間距離（Å）であり、記号「△」は、格子体積（Å3）
を示す。図３に明らかなように、酸素分圧が１．３Ｐａ
の場合には、水平面内と垂直面内の格子間距離に差は見
られず、しかも、酸素分圧が０．１３から２．７Ｐａへ
と変わっても格子体積はほとんど変化していないことか
ら、酸素分圧１．３Ｐａにおいて基板上にＩＴＯ透明導
電膜を形成した場合には、その基板温度が２００℃では
結晶格子にはほとんど歪みが発生していないことが分か
る。しかし、その他の酸素分圧の場合には、水平面内と
垂直面内の格子間距離に差が見られるので、基板を加熱
して結晶化を行った場合には、結晶格子には歪みが発生
していることが分かる。 （２）結晶格子の歪みに及ぼすアシスト用レーザー光の
影響 上記の実験で明らかなように、アシスト用レーザー光を
照射することにより、ＩＴＯ透明導電膜の低抵抗化を図
りうることは明らかであるが、この低抵抗化と結晶格子
の歪みとの間の関係を調査するために、表１の実施例５
（基板温度が２００℃でアシスト用レーザー光の照射あ
り）と比較例３（基板温度が２００℃でアシスト用レー
ザー光の照射なし）の場合について、Ｘ線の回折角（２
θ）とその強度を測定した結果を図４に示す。図４の上
段（ａ）の曲線は実施例５の回折線を示し、図４の下段
（ｂ）の曲線は比較例３の回折線を示す。Ｈ−モードは
その結晶の水平面内の回折線であり、Ｖ−モードはその
結晶の垂直面内の回折線である。水平面内の回折線と垂
直面内の回折線のずれが小さいということは、結晶の歪
みが小さい（水平面内の格子間距離と垂直面内の格子間
距離の差が小さいこと）と同義である。
水平面内（Ｈ−モード）の格子間距離（Å）であり、記
号「□」は、その結晶の垂直面内（Ｖ−モード）の格子
間距離（Å）であり、記号「△」は、格子体積（Å3）
を示す。図３に明らかなように、酸素分圧が１．３Ｐａ
の場合には、水平面内と垂直面内の格子間距離に差は見
られず、しかも、酸素分圧が０．１３から２．７Ｐａへ
と変わっても格子体積はほとんど変化していないことか
ら、酸素分圧１．３Ｐａにおいて基板上にＩＴＯ透明導
電膜を形成した場合には、その基板温度が２００℃では
結晶格子にはほとんど歪みが発生していないことが分か
る。しかし、その他の酸素分圧の場合には、水平面内と
垂直面内の格子間距離に差が見られるので、基板を加熱
して結晶化を行った場合には、結晶格子には歪みが発生
していることが分かる。 （２）結晶格子の歪みに及ぼすアシスト用レーザー光の
影響 上記の実験で明らかなように、アシスト用レーザー光を
照射することにより、ＩＴＯ透明導電膜の低抵抗化を図
りうることは明らかであるが、この低抵抗化と結晶格子
の歪みとの間の関係を調査するために、表１の実施例５
（基板温度が２００℃でアシスト用レーザー光の照射あ
り）と比較例３（基板温度が２００℃でアシスト用レー
ザー光の照射なし）の場合について、Ｘ線の回折角（２
θ）とその強度を測定した結果を図４に示す。図４の上
段（ａ）の曲線は実施例５の回折線を示し、図４の下段
（ｂ）の曲線は比較例３の回折線を示す。Ｈ−モードは
その結晶の水平面内の回折線であり、Ｖ−モードはその
結晶の垂直面内の回折線である。水平面内の回折線と垂
直面内の回折線のずれが小さいということは、結晶の歪
みが小さい（水平面内の格子間距離と垂直面内の格子間
距離の差が小さいこと）と同義である。
【００４０】すなわち、ＩＴＯ透明導電膜の抵抗率と結
晶形状との間には関係があり、結晶に歪みが発生しない
ような条件、すなわち、本発明に従って、アシスト用レ
ーザー光を照射しながらＩＴＯ透明導電膜の形成を行っ
た場合には、基板上に形成されるＩＴＯ透明導電膜の結
晶格子の歪みは小さく、低抵抗率の導電膜を形成しうる
のである。 （３）ＩＴＯ透明導電膜の抵抗率に及ぼすアシスト用レ
ーザー光の影響 「図２のＩＴＯ透明導電膜の形成装置と同様の装置を用
い、集光レンズによりアシスト用レーザー光のエネルギ
ー密度を約７０ｍＪｃｍ-2に増加させ、酸素分圧を、
０．１３Ｐａ、０．６７Ｐａ、１．３Ｐａ、２．７Ｐａ
と変化させた以外は上記実施例１と同様にしてＩＴＯ透
明導電膜を形成した場合」と、「シャッター１８を閉じ
てアシスト用レーザー光を基板１４に照射しない状態に
したことと、酸素分圧を０．１３Ｐａ、０．６７Ｐａ、
１．３Ｐａ、２．７Ｐａと変化させた以外は上記実施例
１と同様にしてＩＴＯ透明導電膜を形成した場合」につ
いて、ＩＴＯ透明導電膜の面抵抗と、触針膜厚計で測定
した膜厚から求めた抵抗率の変化を図５に示す。図５に
おいて、記号「□」はアシスト用レーザー光の照射あり
の場合で、記号「○」はアシスト用レーザー光の照射な
しの場合を示す。また、図５の実際の抵抗率（Ωcm）を
下表２に示す。
晶形状との間には関係があり、結晶に歪みが発生しない
ような条件、すなわち、本発明に従って、アシスト用レ
ーザー光を照射しながらＩＴＯ透明導電膜の形成を行っ
た場合には、基板上に形成されるＩＴＯ透明導電膜の結
晶格子の歪みは小さく、低抵抗率の導電膜を形成しうる
のである。 （３）ＩＴＯ透明導電膜の抵抗率に及ぼすアシスト用レ
ーザー光の影響 「図２のＩＴＯ透明導電膜の形成装置と同様の装置を用
い、集光レンズによりアシスト用レーザー光のエネルギ
ー密度を約７０ｍＪｃｍ-2に増加させ、酸素分圧を、
０．１３Ｐａ、０．６７Ｐａ、１．３Ｐａ、２．７Ｐａ
と変化させた以外は上記実施例１と同様にしてＩＴＯ透
明導電膜を形成した場合」と、「シャッター１８を閉じ
てアシスト用レーザー光を基板１４に照射しない状態に
したことと、酸素分圧を０．１３Ｐａ、０．６７Ｐａ、
１．３Ｐａ、２．７Ｐａと変化させた以外は上記実施例
１と同様にしてＩＴＯ透明導電膜を形成した場合」につ
いて、ＩＴＯ透明導電膜の面抵抗と、触針膜厚計で測定
した膜厚から求めた抵抗率の変化を図５に示す。図５に
おいて、記号「□」はアシスト用レーザー光の照射あり
の場合で、記号「○」はアシスト用レーザー光の照射な
しの場合を示す。また、図５の実際の抵抗率（Ωcm）を
下表２に示す。
【００４１】
【表２】
【００４２】図５に明らかなように、アシスト用レーザ
ー光を照射することによって、抵抗率が低下することは
明らかである。
ー光を照射することによって、抵抗率が低下することは
明らかである。
【００４３】また、図６は、「基板温度が室温である実
施例４、基板温度が２００℃である実施例５、基板温度
を１００℃にした以外は上記実施例４と同様にしてＩＴ
Ｏ透明導電膜を形成した場合、および基板温度を３００
℃にした以外は上記実施例４と同様にしてＩＴＯ透明導
電膜を形成した場合」と、「シャッター１８を閉じてア
シスト用レーザー光を基板１４に照射しない状態にし、
かつ基板温度を、室温（２９３Ｋ）、１００℃（３７３
Ｋ）、２００℃（４７３Ｋ）、３００℃（５７３Ｋ）と
変化させた以外は上記実施例１と同様にしてＩＴＯ透明
導電膜を形成した場合」について、ＩＴＯ透明導電膜の
面抵抗と、触針膜厚計で測定した膜厚から求めた抵抗率
の変化を図６に示す。図６において、記号「□」はアシ
スト用レーザー光の照射ありの場合で、記号「○」はア
シスト用レーザー光の照射なしの場合を示す。また、図
６の実際の抵抗率（Ωcm）を下表３に示す。
施例４、基板温度が２００℃である実施例５、基板温度
を１００℃にした以外は上記実施例４と同様にしてＩＴ
Ｏ透明導電膜を形成した場合、および基板温度を３００
℃にした以外は上記実施例４と同様にしてＩＴＯ透明導
電膜を形成した場合」と、「シャッター１８を閉じてア
シスト用レーザー光を基板１４に照射しない状態にし、
かつ基板温度を、室温（２９３Ｋ）、１００℃（３７３
Ｋ）、２００℃（４７３Ｋ）、３００℃（５７３Ｋ）と
変化させた以外は上記実施例１と同様にしてＩＴＯ透明
導電膜を形成した場合」について、ＩＴＯ透明導電膜の
面抵抗と、触針膜厚計で測定した膜厚から求めた抵抗率
の変化を図６に示す。図６において、記号「□」はアシ
スト用レーザー光の照射ありの場合で、記号「○」はア
シスト用レーザー光の照射なしの場合を示す。また、図
６の実際の抵抗率（Ωcm）を下表３に示す。
【００４４】
【表３】
【００４５】図６に明らかなように、アシスト用レーザ
ー光を照射することによって、抵抗率が低下することは
明らかである。
ー光を照射することによって、抵抗率が低下することは
明らかである。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＩＴＯ透
明導電膜の形成方法によれば、室温や１００℃程度の低
い基板温度でも透明度が高く低抵抗なＩＴＯ透明導電膜
を形成することができる。このため、有機樹脂基板のよ
うな耐熱性の低い基板に対しても透明度が高く低抵抗な
ＩＴＯ透明導電膜を作製することができる。この膜は結
晶状態であるため、密着性やエッチング特性も優れてい
ると考えられる。
明導電膜の形成方法によれば、室温や１００℃程度の低
い基板温度でも透明度が高く低抵抗なＩＴＯ透明導電膜
を形成することができる。このため、有機樹脂基板のよ
うな耐熱性の低い基板に対しても透明度が高く低抵抗な
ＩＴＯ透明導電膜を作製することができる。この膜は結
晶状態であるため、密着性やエッチング特性も優れてい
ると考えられる。
【００４７】また、２００℃以上の高い基板温度で本発
明を適用した場合には、１０-5Ωｃｍ台のきわめて低抵
抗なＩＴＯ透明導電膜を作製することができるため、大
型ディスプレイ用ガラス基板に対しても有効な方法であ
る。
明を適用した場合には、１０-5Ωｃｍ台のきわめて低抵
抗なＩＴＯ透明導電膜を作製することができるため、大
型ディスプレイ用ガラス基板に対しても有効な方法であ
る。
【図１】本発明の一実施形態に係るＩＴＯ透明導電膜の
形成方法を実施するためのＩＴＯ透明導電膜の形成装置
を示す概略構成図である。
形成方法を実施するためのＩＴＯ透明導電膜の形成装置
を示す概略構成図である。
【図２】図１の形成装置とは異なる形態のＩＴＯ透明導
電膜の形成装置を示す概略構成図である。
電膜の形成装置を示す概略構成図である。
【図３】格子間距離と格子体積に及ぼす酸素分圧の影響
を示す図である。
を示す図である。
【図４】アシスト用レーザー光の照射の有無によるＸ線
強度の変化を示す図である。
強度の変化を示す図である。
【図５】アシスト用レーザー光の照射の有無によるＩＴ
Ｏ透明導電膜の抵抗率の変化を示す図である。
Ｏ透明導電膜の抵抗率の変化を示す図である。
【図６】アシスト用レーザー光の照射の有無によるＩＴ
Ｏ透明導電膜の抵抗率の変化を示す別の図である。
Ｏ透明導電膜の抵抗率の変化を示す別の図である。
【符号の説明】 １ 真空容器 ２ 真空排気系 ３ 導入口 ４ 真空計 ５ 透過窓 ６ 透過窓 ７ レーザー光源 ８ ビームスプリッター ９ スパッタリング用レーザー光 １０ アシスト用パルス紫外レーザー光 １１ 集光レンズ １２ ターゲットホルダー １３ ターゲット １４ 基板 １５ 基板ホルダー １６ 平面鏡 １７ 平面鏡 １８ シャッター １９ 集光レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500125146 元山 宗之 兵庫県神戸市須磨区横尾７−85−304 (72)発明者 石原 嗣生 兵庫県尼崎市武庫之荘４−１−16サンルイ ス武庫之荘２−Ｃ (72)発明者 吉岡 秀樹 兵庫県神戸市中央区港島中町３−１−41− 1005 (72)発明者 フレデリック アドゥロディジャ 兵庫県神戸市兵庫区松原通４−１−６松原 チャリティー２−Ｂ (72)発明者 泉 宏和 兵庫県神戸市北区若葉台３−14−10 (72)発明者 元山 宗之 兵庫県神戸市須磨区横尾７−85−304
Claims (6)
- 【請求項１】 スパッタリング法により基板表面にＩＴ
Ｏ透明導電膜を形成する方法であって、アシスト用紫外
光線を照射する光線照射工程を含むことを特徴とするＩ
ＴＯ透明導電膜の形成方法。 - 【請求項２】 上記光線照射工程における紫外光線の照
射対象が成膜過程の基板である請求項１に記載のＩＴＯ
透明導電膜の形成方法。 - 【請求項３】 上記スパッタリング法がレーザービーム
スパッタリング法である請求項１又は請求項２に記載の
ＩＴＯ透明導電膜の形成方法。 - 【請求項４】 上記アシスト用紫外光線のエネルギー密
度が４０ｍＪｃｍ-2以上１２０ｍＪｃｍ-2以下である請
求項１、請求項２又は請求項３に記載のＩＴＯ透明導電
膜の形成方法。 - 【請求項５】 上記アシスト用紫外光線がパルス紫外レ
ーザー光である請求項１から請求項４のいずれか１項に
記載のＩＴＯ透明導電膜の形成方法。 - 【請求項６】 上記パルス紫外レーザー光が上記レーザ
ービームスパッタリング法用のレーザー光からビームス
プリッターを用いて分けられたものである請求項５に記
載のＩＴＯ透明導電膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001078577A JP2001335918A (ja) | 2000-03-21 | 2001-03-19 | Ｉｔｏ透明導電膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000077678 | 2000-03-21 | ||
| JP2000-77678 | 2000-03-21 | ||
| JP2001078577A JP2001335918A (ja) | 2000-03-21 | 2001-03-19 | Ｉｔｏ透明導電膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001335918A true JP2001335918A (ja) | 2001-12-07 |
Family
ID=26587911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001078577A Pending JP2001335918A (ja) | 2000-03-21 | 2001-03-19 | Ｉｔｏ透明導電膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001335918A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005120396A (ja) * | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 透明導電膜の製造方法 |
| WO2008123420A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 酸化インジウム系透明導電膜の製造方法 |
| JP2011214043A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Mitsubishi Materials Corp | Ｉｔｏ透明導電膜の形成方法及びその形成装置 |
| CN102383095A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-03-21 | 浙江大学 | 柔性衬底上室温反应溅射沉积氮化铝压电薄膜的方法 |
| JP2012146746A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Hyogo Prefecture | 結晶性薄膜又は結晶性構造体の製造方法、及び結晶性構造体 |
| CN102766849A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-11-07 | 深圳南玻显示器件科技有限公司 | 电阻式触摸屏用氧化铟锡膜及其制备方法和制备设备 |
| JP2012219320A (ja) * | 2011-04-07 | 2012-11-12 | Mitsubishi Materials Corp | 太陽電池用透明導電膜の形成方法およびその形成装置 |
| JP2012231153A (ja) * | 2004-11-10 | 2012-11-22 | Canon Inc | 非晶質酸化物を利用した半導体デバイス |
| CN111560591A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-08-21 | 安徽方兴光电新材料科技有限公司 | 一种加热前后方阻恒定的低温镀膜工艺 |
-
2001
- 2001-03-19 JP JP2001078577A patent/JP2001335918A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005120396A (ja) * | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 透明導電膜の製造方法 |
| JP4513117B2 (ja) * | 2003-10-14 | 2010-07-28 | 株式会社豊田中央研究所 | 透明導電膜の製造方法 |
| JP2012231153A (ja) * | 2004-11-10 | 2012-11-22 | Canon Inc | 非晶質酸化物を利用した半導体デバイス |
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| JP2011214043A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Mitsubishi Materials Corp | Ｉｔｏ透明導電膜の形成方法及びその形成装置 |
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