JP2002146536A - 酸化スズ薄膜の低温形成方法 - Google Patents
酸化スズ薄膜の低温形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 過酸化水素を酸化促進剤としてテトラブチル
スズ又は四塩化スズ溶液に添加することにより、３００
〜５００℃と比較的低温の基板温度でも十分な製膜効率
で酸化スズ薄膜をスプレー熱分解法により作製する。 【構成】 過酸化水素を酸化剤として添加したテトラブ
チルスズ又は四塩化スズ溶液を予熱された基板に噴霧し
て熱分解し、原料溶液の噴霧によって低下した基板温度
の回復をまって原料溶液の噴霧を間歇的に繰り返し、酸
化スズ薄膜を基板表面に成長させる。フッ素又はフッ化
物を添加した原料溶液を使用すると、電気抵抗の低い酸
化スズ薄膜が作製される。
スズ又は四塩化スズ溶液に添加することにより、３００
〜５００℃と比較的低温の基板温度でも十分な製膜効率
で酸化スズ薄膜をスプレー熱分解法により作製する。 【構成】 過酸化水素を酸化剤として添加したテトラブ
チルスズ又は四塩化スズ溶液を予熱された基板に噴霧し
て熱分解し、原料溶液の噴霧によって低下した基板温度
の回復をまって原料溶液の噴霧を間歇的に繰り返し、酸
化スズ薄膜を基板表面に成長させる。フッ素又はフッ化
物を添加した原料溶液を使用すると、電気抵抗の低い酸
化スズ薄膜が作製される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種半導体デバイス用
電極，タッチパネル用電極，セラミック薄膜ヒータ，熱
線反射ガラス，帯電防止ガラス，電磁波遮蔽ガラス等と
して有用な酸化スズ薄膜を低温成形する方法に関する。
電極，タッチパネル用電極，セラミック薄膜ヒータ，熱
線反射ガラス，帯電防止ガラス，電磁波遮蔽ガラス等と
して有用な酸化スズ薄膜を低温成形する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】透明導電膜として、フッ素ドープ酸化ス
ズ（ＦＴＯ），スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）等
が知られており、プラズマディスプレー，液晶表示素
子，ＥＬ素子等の発展に伴って研究・開発が急速に進め
られている。導電性及びパターニング性の点で優れてい
ることからスズドープ酸化インジウムが主として使用さ
れているが、耐久性及び原料価格を考慮してフッ素ドー
プ酸化スズ薄膜の実用化が望まれている。透明導電膜の
製法には化学気相蒸着（ＣＶＤ）法，ゾル−ゲル法，分
子線エピタキシー法等が採用されているが、高真空装置
のような高価な特殊機器や煩雑な製膜プロセスを必要と
することから実用向きでないものが多い。
ズ（ＦＴＯ），スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）等
が知られており、プラズマディスプレー，液晶表示素
子，ＥＬ素子等の発展に伴って研究・開発が急速に進め
られている。導電性及びパターニング性の点で優れてい
ることからスズドープ酸化インジウムが主として使用さ
れているが、耐久性及び原料価格を考慮してフッ素ドー
プ酸化スズ薄膜の実用化が望まれている。透明導電膜の
製法には化学気相蒸着（ＣＶＤ）法，ゾル−ゲル法，分
子線エピタキシー法等が採用されているが、高真空装置
のような高価な特殊機器や煩雑な製膜プロセスを必要と
することから実用向きでないものが多い。
【０００３】これに対し、本発明者等が特開平７−３３
０３３６号公報で紹介したスプレー熱分解法は、全製膜
工程を大気中で行うことを可能とし、極めて安価で簡便
な構成の装置を使用できる。スプレー熱分解法では、予
熱した基板上に原料溶液を間歇的に噴霧し、溶液の熱分
解によって酸化スズ薄膜が形成される。また、スプレー
熱分解法で作製されたフッ素ドープ酸化スズ薄膜は、導
電性，光透過率共に従来のフッ素ドープ酸化スズ薄膜よ
り高く、耐久性の面においてもスズドープ酸化インジウ
ム薄膜に遜色ないレベルに達する。
０３３６号公報で紹介したスプレー熱分解法は、全製膜
工程を大気中で行うことを可能とし、極めて安価で簡便
な構成の装置を使用できる。スプレー熱分解法では、予
熱した基板上に原料溶液を間歇的に噴霧し、溶液の熱分
解によって酸化スズ薄膜が形成される。また、スプレー
熱分解法で作製されたフッ素ドープ酸化スズ薄膜は、導
電性，光透過率共に従来のフッ素ドープ酸化スズ薄膜よ
り高く、耐久性の面においてもスズドープ酸化インジウ
ム薄膜に遜色ないレベルに達する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】薄膜形成ラインにスプ
レー熱分解装置を導入することにより、従来法に比較し
て生産コストの低減及び時間短縮が図られる。また、４
００℃以下の低温で製膜できることから、安価な低温用
ソーダガラスを基板に使用でき、消費エネルギーも節減
できる。更には、近赤外域での光反射率が従来のフッ素
ドープ酸化スズ薄膜の２倍程度と高い値を示すことか
ら、熱線反射膜材料としての用途展開も期待できる。
レー熱分解装置を導入することにより、従来法に比較し
て生産コストの低減及び時間短縮が図られる。また、４
００℃以下の低温で製膜できることから、安価な低温用
ソーダガラスを基板に使用でき、消費エネルギーも節減
できる。更には、近赤外域での光反射率が従来のフッ素
ドープ酸化スズ薄膜の２倍程度と高い値を示すことか
ら、熱線反射膜材料としての用途展開も期待できる。
【０００５】本発明者等は、このような長所をもつスプ
レー熱分解法の長所を活用すべく研究・開発を進めた。
その結果、原料溶液に改良を加えることにより、より機
能性に優れた酸化スズ薄膜が一層低温で得られることを
見出した。本発明は、テトラブチルスズ又は四塩化スズ
を含む原料溶液をスプレー熱分解する際に過酸化水素を
熱分解促進剤として使用することにより、可視光透過率
が高く且つ低電気抵抗特性をもつ酸化スズ薄膜を提供す
ることを目的とする。
レー熱分解法の長所を活用すべく研究・開発を進めた。
その結果、原料溶液に改良を加えることにより、より機
能性に優れた酸化スズ薄膜が一層低温で得られることを
見出した。本発明は、テトラブチルスズ又は四塩化スズ
を含む原料溶液をスプレー熱分解する際に過酸化水素を
熱分解促進剤として使用することにより、可視光透過率
が高く且つ低電気抵抗特性をもつ酸化スズ薄膜を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、その目的を
達成するため、テトラブチルスズ又は四塩化スズに加え
て過酸化水素水を添加した原料溶液を基板に噴霧し、熱
分解反応させることによって酸化スズ薄膜を形成する。
このとき、過酸化水素の熱分解によって生成した酸素が
テトラブチルスズ又は四塩化スズの分解・酸化を促進さ
せるため、従来に比較してより低温の製膜が可能にな
る。酸化スズ薄膜の電気抵抗は、フッ素化合物を添加し
た原料溶液を用いてフッ素ドーピングすることにより下
げることができる。
達成するため、テトラブチルスズ又は四塩化スズに加え
て過酸化水素水を添加した原料溶液を基板に噴霧し、熱
分解反応させることによって酸化スズ薄膜を形成する。
このとき、過酸化水素の熱分解によって生成した酸素が
テトラブチルスズ又は四塩化スズの分解・酸化を促進さ
せるため、従来に比較してより低温の製膜が可能にな
る。酸化スズ薄膜の電気抵抗は、フッ素化合物を添加し
た原料溶液を用いてフッ素ドーピングすることにより下
げることができる。
【０００７】
【実施の形態及び作用】スプレー熱分解法は、たとえば
図１に示す設備構成の装置を使用する。このスプレー熱
分解装置は、チャンバ１内にヒータ２で加熱されるホル
ダ３を配置し、ホルダ３に載置したガラス基板４に噴霧
器５のノズルを対向させている。チャンバ１内は、所定
の酸化雰囲気に維持するために大気に解放しても良く、
或いは酸化性ガス源に接続して酸素ポテンシャルを制御
することも可能である。噴霧器５には、圧縮ガス６によ
って原料溶液７が送り込まれる。レギュレータ８で噴霧
圧を制御しながら、ガラス基板４に向けて噴霧器５から
放射状に原料溶液７がスプレーされる。噴霧された原料
溶液７は、ガラス基板４近傍の高温雰囲気に送り込まれ
ると熱分解し、酸化スズとなってガラス基板４上に析出
する。原料溶液７の噴霧によって低下したガラス基板４
の温度が回復した後、原料溶液７を再度噴霧する。噴霧
の繰返しにより、酸化スズ薄膜が必要とする膜厚に成長
する。
図１に示す設備構成の装置を使用する。このスプレー熱
分解装置は、チャンバ１内にヒータ２で加熱されるホル
ダ３を配置し、ホルダ３に載置したガラス基板４に噴霧
器５のノズルを対向させている。チャンバ１内は、所定
の酸化雰囲気に維持するために大気に解放しても良く、
或いは酸化性ガス源に接続して酸素ポテンシャルを制御
することも可能である。噴霧器５には、圧縮ガス６によ
って原料溶液７が送り込まれる。レギュレータ８で噴霧
圧を制御しながら、ガラス基板４に向けて噴霧器５から
放射状に原料溶液７がスプレーされる。噴霧された原料
溶液７は、ガラス基板４近傍の高温雰囲気に送り込まれ
ると熱分解し、酸化スズとなってガラス基板４上に析出
する。原料溶液７の噴霧によって低下したガラス基板４
の温度が回復した後、原料溶液７を再度噴霧する。噴霧
の繰返しにより、酸化スズ薄膜が必要とする膜厚に成長
する。
【０００８】テトラブチルスズを原料とする溶液を用い
たスプレー熱分解法では、製膜効率が低いため実用性に
乏しい。そこで、本発明者等は、テトラブチルスズの分
解・酸化を促進させる物質について種々調査検討した。
その結果、原料溶液に過酸化水素を添加すると、製膜効
率が著しく向上することを見出した。これは、過酸化水
素の熱分解によって生じた酸素又は活性酸素がテトラブ
チルスズの分解反応に寄与し、反応効率、ひいては製膜
速度に影響を及ぼしているものと考えられる。なかで
も、後述の実施例にもみられるように、[Ｈ2Ｏ2]／[Ｓ
ｎ]のモル比を２．０に維持すると製膜効率が最も高
く、過酸化水素無添加時に比較して約１０倍の製膜速度
で酸化スズ薄膜が形成されることが判った。過酸化水素
が製膜速度の上昇に及ぼす影響は、テトラブチルスズに
代えて四塩化スズを含む原料溶液を使用する場合でも同
様である。
たスプレー熱分解法では、製膜効率が低いため実用性に
乏しい。そこで、本発明者等は、テトラブチルスズの分
解・酸化を促進させる物質について種々調査検討した。
その結果、原料溶液に過酸化水素を添加すると、製膜効
率が著しく向上することを見出した。これは、過酸化水
素の熱分解によって生じた酸素又は活性酸素がテトラブ
チルスズの分解反応に寄与し、反応効率、ひいては製膜
速度に影響を及ぼしているものと考えられる。なかで
も、後述の実施例にもみられるように、[Ｈ2Ｏ2]／[Ｓ
ｎ]のモル比を２．０に維持すると製膜効率が最も高
く、過酸化水素無添加時に比較して約１０倍の製膜速度
で酸化スズ薄膜が形成されることが判った。過酸化水素
が製膜速度の上昇に及ぼす影響は、テトラブチルスズに
代えて四塩化スズを含む原料溶液を使用する場合でも同
様である。
【０００９】テトラブチルスズを含む原料溶液は、テト
ラブチルスズをメタノール，エタノール等のアルコール
系溶媒に溶かし、酸化剤としての過酸化水素及び必要に
応じドーパントとしてのフッ素化合物を添加することに
より調製される。フッ化物には、ＮＨ4Ｆ等が使用され
る。原料溶液は、 [ＮＨ4Ｆ]／[Ｓｎ]の組成比を８０〜
３２０モル％の範囲に調整することが好ましく、[ＮＨ4
Ｆ]／[Ｓｎ]＝１６０モル％の原料溶液から最も低い電
気抵抗率を示す薄膜が得られている。四塩化スズを含む
原料溶液は、四塩化スズを同様にアルコール系溶媒に溶
かし、過酸化水素及びフッ素化合物を添加することによ
り調製される。この場合も、[ＮＨ4Ｆ]／[Ｓｎ]の組成
比を８０〜３２０モル％の範囲に調整することが好まし
い。
ラブチルスズをメタノール，エタノール等のアルコール
系溶媒に溶かし、酸化剤としての過酸化水素及び必要に
応じドーパントとしてのフッ素化合物を添加することに
より調製される。フッ化物には、ＮＨ4Ｆ等が使用され
る。原料溶液は、 [ＮＨ4Ｆ]／[Ｓｎ]の組成比を８０〜
３２０モル％の範囲に調整することが好ましく、[ＮＨ4
Ｆ]／[Ｓｎ]＝１６０モル％の原料溶液から最も低い電
気抵抗率を示す薄膜が得られている。四塩化スズを含む
原料溶液は、四塩化スズを同様にアルコール系溶媒に溶
かし、過酸化水素及びフッ素化合物を添加することによ
り調製される。この場合も、[ＮＨ4Ｆ]／[Ｓｎ]の組成
比を８０〜３２０モル％の範囲に調整することが好まし
い。
【００１０】原料溶液が噴霧されるガラス基板４は、テ
トラブチルスズ又は四塩化スズを熱分解反応させるため
に、３００〜５００℃の温度域に維持される。この基板
温度は、ＣＶＤ法でＳｎＯ2薄膜を作製するときの基板
温度５００〜１０００℃に比較すると十分に低いため、
使用可能な基板の選択幅が広がる。原料溶液を噴霧した
後では基板温度が低下するので、一回の噴射後に基板温
度が回復するのをまって再度噴霧する。原料溶液の間歇
噴霧を繰り返すことによって、酸化スズ薄膜が必要膜厚
まで成長する。加熱保持された基板に噴霧された原料溶
液中の過酸化水素は、加熱保持された基板から受熱して
分解し、酸素雰囲気を作り出すだけでなく、原料用液中
でスズ化合物と過酸化水素がペルオキソ錯体を形成す
る。ペルオキソ錯体は、スズ原子と酸素原子が直接結合
していることから熱分解の際に酸化スズ構造を形成しや
すい錯体である。そのため、欠陥導入が少なく結晶性が
良好で、可視光透過率が高く電気抵抗の低い薄膜とな
る。
トラブチルスズ又は四塩化スズを熱分解反応させるため
に、３００〜５００℃の温度域に維持される。この基板
温度は、ＣＶＤ法でＳｎＯ2薄膜を作製するときの基板
温度５００〜１０００℃に比較すると十分に低いため、
使用可能な基板の選択幅が広がる。原料溶液を噴霧した
後では基板温度が低下するので、一回の噴射後に基板温
度が回復するのをまって再度噴霧する。原料溶液の間歇
噴霧を繰り返すことによって、酸化スズ薄膜が必要膜厚
まで成長する。加熱保持された基板に噴霧された原料溶
液中の過酸化水素は、加熱保持された基板から受熱して
分解し、酸素雰囲気を作り出すだけでなく、原料用液中
でスズ化合物と過酸化水素がペルオキソ錯体を形成す
る。ペルオキソ錯体は、スズ原子と酸素原子が直接結合
していることから熱分解の際に酸化スズ構造を形成しや
すい錯体である。そのため、欠陥導入が少なく結晶性が
良好で、可視光透過率が高く電気抵抗の低い薄膜とな
る。
【００１１】
【実施例１】原料溶液として５％テトラブチルスズ−エ
タノール溶液を調製し、３００〜４８０℃に保持された
ガラス基板に原料溶液を噴霧することにより、膜厚１２
０ｎｍの酸化スズ薄膜を作製した。原料溶液の噴霧に
は、１．５ｋｇ／ｃｍ2の圧縮空気をキャリアガスとし
て使用し、スプレー速度を１．２５ｍｌ／秒，１回の噴
霧時間を０．５秒に設定し、１回の噴霧後に基板温度が
回復してから再度噴霧する間歇法を採用した。得られた
酸化スズ薄膜をＸ線回折した結果、基板温度３４０℃で
最もピーク強度が大きく、結晶性に優れていることが判
った（図２）。ジブチルスズジアセチルアセトネートを
原料として基板温度５００℃で製膜した場合に比較する
と、低温での製膜が可能になったものの、製膜効率が噴
霧回数当りの膜厚で１／１０以下の低い値であった。
タノール溶液を調製し、３００〜４８０℃に保持された
ガラス基板に原料溶液を噴霧することにより、膜厚１２
０ｎｍの酸化スズ薄膜を作製した。原料溶液の噴霧に
は、１．５ｋｇ／ｃｍ2の圧縮空気をキャリアガスとし
て使用し、スプレー速度を１．２５ｍｌ／秒，１回の噴
霧時間を０．５秒に設定し、１回の噴霧後に基板温度が
回復してから再度噴霧する間歇法を採用した。得られた
酸化スズ薄膜をＸ線回折した結果、基板温度３４０℃で
最もピーク強度が大きく、結晶性に優れていることが判
った（図２）。ジブチルスズジアセチルアセトネートを
原料として基板温度５００℃で製膜した場合に比較する
と、低温での製膜が可能になったものの、製膜効率が噴
霧回数当りの膜厚で１／１０以下の低い値であった。
【００１２】他方、過酸化水素を添加した５％テトラブ
チルスズ−エタノール溶液を同じ条件でガラス基板に噴
霧すると、製膜効率が著しく向上した（図３）。なかで
も、[Ｈ2Ｏ2]／[Ｓｎ]がモル比で２．０のときに製膜効
率Ｖが最大となり、過酸化水素無添加時に比較して約１
０倍大きくなった。なお、製膜効率Ｖは、ｄ／ｖ（ｖ：
噴霧した原料溶液の全量、ｄ：形成された酸化スズ薄膜
の膜厚）で表した。作製された酸化スズ薄膜の結晶性に
関しては、[Ｈ2Ｏ2]／[Ｓｎ]がモル比で０．４のときに
最大ピーク強度を示した（図４）。
チルスズ−エタノール溶液を同じ条件でガラス基板に噴
霧すると、製膜効率が著しく向上した（図３）。なかで
も、[Ｈ2Ｏ2]／[Ｓｎ]がモル比で２．０のときに製膜効
率Ｖが最大となり、過酸化水素無添加時に比較して約１
０倍大きくなった。なお、製膜効率Ｖは、ｄ／ｖ（ｖ：
噴霧した原料溶液の全量、ｄ：形成された酸化スズ薄膜
の膜厚）で表した。作製された酸化スズ薄膜の結晶性に
関しては、[Ｈ2Ｏ2]／[Ｓｎ]がモル比で０．４のときに
最大ピーク強度を示した（図４）。
【００１３】製膜時の基板温度は、形成された酸化スズ
薄膜の結晶性，電気特性，光学特性等に影響を及ぼすこ
とが考えられる。そこで、基板温度をパラメータとして
得られた酸化スズ薄膜の物性を調査した。なお、表面粗
さ計で膜厚を、分光光度計で透過率を、４探針法でシー
ト抵抗を測定し、膜厚測定の結果から酸化スズ薄膜の電
気抵抗率を算出した。図５の調査結果にみられるよう
に、３４０〜４２０℃の基板温度域では何れも約８０％
の光透過率を示し、光透過率の基板温度依存性はほとん
ど観察されなかった。電気抵抗に関しては、３４０〜４
２０℃の基板温度域では〜１×１０-3Ω・ｃｍの一定値
を示し、４２０℃以上では基板温度の上昇に伴って電気
抵抗も上昇した。図５の結果から、基板温度３４０℃の
低温で酸化スズ薄膜を製膜できることが確認され、過度
に低い抵抗率が要求されず且つ低温での薄膜形成が要求
される用途に適用可能なことが判る。
薄膜の結晶性，電気特性，光学特性等に影響を及ぼすこ
とが考えられる。そこで、基板温度をパラメータとして
得られた酸化スズ薄膜の物性を調査した。なお、表面粗
さ計で膜厚を、分光光度計で透過率を、４探針法でシー
ト抵抗を測定し、膜厚測定の結果から酸化スズ薄膜の電
気抵抗率を算出した。図５の調査結果にみられるよう
に、３４０〜４２０℃の基板温度域では何れも約８０％
の光透過率を示し、光透過率の基板温度依存性はほとん
ど観察されなかった。電気抵抗に関しては、３４０〜４
２０℃の基板温度域では〜１×１０-3Ω・ｃｍの一定値
を示し、４２０℃以上では基板温度の上昇に伴って電気
抵抗も上昇した。図５の結果から、基板温度３４０℃の
低温で酸化スズ薄膜を製膜できることが確認され、過度
に低い抵抗率が要求されず且つ低温での薄膜形成が要求
される用途に適用可能なことが判る。
【００１４】
【実施例２】５％四塩化スズエタノール溶液に過酸化水
素（酸化剤）及びＮＨ4Ｆ（ドーパント）を添加するこ
とにより、原料溶液を調製した。予熱したガラス基板に
原料溶液を噴霧して熱分解することにより酸化スズ薄膜
を作製した。原料溶液の噴霧には、１．５ｋｇ／ｃｍ2
の圧縮空気をキャリアガスとして使用し、スプレー速度
を１．２５ｍｌ／秒，１回の噴霧時間を０．５秒に設定
し、１回の噴霧後に基板温度が回復してから再度噴霧す
る間歇法を採用した。
素（酸化剤）及びＮＨ4Ｆ（ドーパント）を添加するこ
とにより、原料溶液を調製した。予熱したガラス基板に
原料溶液を噴霧して熱分解することにより酸化スズ薄膜
を作製した。原料溶液の噴霧には、１．５ｋｇ／ｃｍ2
の圧縮空気をキャリアガスとして使用し、スプレー速度
を１．２５ｍｌ／秒，１回の噴霧時間を０．５秒に設定
し、１回の噴霧後に基板温度が回復してから再度噴霧す
る間歇法を採用した。
【００１５】作製された酸化スズ薄膜の膜厚を表面粗さ
計で測定すると共に、分光光度計で透過率，４探針法で
シート抵抗を測定し、膜厚測定の結果から酸化スズ薄膜
の電気抵抗率を算出した。３００℃に保持されたガラス
基板に原料溶液を１回噴霧したときに形成された酸化ス
ズ薄膜は、過酸化水素濃度に応じて厚膜になっていた。
すなわち、過酸化水素無添加で作製された酸化スズ薄膜
の膜厚が５．７ｎｍ／回であるのに対し、１００〜１０
００モル％の過酸化水素添加で膜厚が１１〜１５ｎｍ／
回と増加しており、過酸化水素によって四塩化スズの熱
分解・酸化が促進されていることが判る。
計で測定すると共に、分光光度計で透過率，４探針法で
シート抵抗を測定し、膜厚測定の結果から酸化スズ薄膜
の電気抵抗率を算出した。３００℃に保持されたガラス
基板に原料溶液を１回噴霧したときに形成された酸化ス
ズ薄膜は、過酸化水素濃度に応じて厚膜になっていた。
すなわち、過酸化水素無添加で作製された酸化スズ薄膜
の膜厚が５．７ｎｍ／回であるのに対し、１００〜１０
００モル％の過酸化水素添加で膜厚が１１〜１５ｎｍ／
回と増加しており、過酸化水素によって四塩化スズの熱
分解・酸化が促進されていることが判る。
【００１６】光透過率に関しては、図７に示されている
ように、過酸化水素無添加で作製した酸化スズ薄膜
（ａ）は４００〜８００ｎｍの波長域で７１％と低い値
を示したが、過酸化水素を添加した原料溶液から作製さ
れた酸化スズ薄膜（ｂ）では光透過率が全体的に８６％
に向上していた。また、過酸化水素濃度及びＮＨ4Ｆ濃
度が異なる原料溶液を基板温度３００℃のガラス基板に
噴霧することによって酸化スズ薄膜を作製した。作製さ
れた酸化スズ薄膜の電気抵抗は、原料溶液の過酸化水素
濃度及びＮＨ4Ｆ濃度に応じて図８にみられるように変
化した。この場合、過酸化水素２００モル％，[ＮＨ
4Ｆ]／[Ｓｎ]を１６０モル％添加した原料溶液から作製
された酸化スズ薄膜が最小の電気抵抗率５×１０-4Ω・
ｃｍを示した。以上の結果から、原料溶液への過酸化水
素添加及び薄膜へのフッ素ドーピングによって、基板温
度３００℃の低温でも実用レベルの酸化スズ薄膜が作製
できることが判る。
ように、過酸化水素無添加で作製した酸化スズ薄膜
（ａ）は４００〜８００ｎｍの波長域で７１％と低い値
を示したが、過酸化水素を添加した原料溶液から作製さ
れた酸化スズ薄膜（ｂ）では光透過率が全体的に８６％
に向上していた。また、過酸化水素濃度及びＮＨ4Ｆ濃
度が異なる原料溶液を基板温度３００℃のガラス基板に
噴霧することによって酸化スズ薄膜を作製した。作製さ
れた酸化スズ薄膜の電気抵抗は、原料溶液の過酸化水素
濃度及びＮＨ4Ｆ濃度に応じて図８にみられるように変
化した。この場合、過酸化水素２００モル％，[ＮＨ
4Ｆ]／[Ｓｎ]を１６０モル％添加した原料溶液から作製
された酸化スズ薄膜が最小の電気抵抗率５×１０-4Ω・
ｃｍを示した。以上の結果から、原料溶液への過酸化水
素添加及び薄膜へのフッ素ドーピングによって、基板温
度３００℃の低温でも実用レベルの酸化スズ薄膜が作製
できることが判る。
【００１７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、原料溶液に過酸化水素を添加することによりテトラ
ブチルスズ又は四塩化スズの熱分解・酸化を促進させて
いるので、３００〜５００℃の比較的低温に維持された
基板に対しても従来のジブチルスズジアセチルアセトネ
ートを原料とする薄膜に匹敵する製膜効率で酸化スズ薄
膜を作製できる。作製された酸化スズ薄膜は、８０％以
上の高い光透過率を示し、電気抵抗率もフッ素ドーピン
グによって低位に調整される。このようにして得られた
酸化スズ薄膜は、プラズマディスプレイパネル，液晶デ
ィスプレイパネル，ＥＬディスプレイパネル，タッチパ
ネル等の透明電極や、セラミック薄膜ヒータ，熱線反射
ガラス，帯電防止ガラス，電磁波遮蔽ガラス等として広
範な分野で使用される。
は、原料溶液に過酸化水素を添加することによりテトラ
ブチルスズ又は四塩化スズの熱分解・酸化を促進させて
いるので、３００〜５００℃の比較的低温に維持された
基板に対しても従来のジブチルスズジアセチルアセトネ
ートを原料とする薄膜に匹敵する製膜効率で酸化スズ薄
膜を作製できる。作製された酸化スズ薄膜は、８０％以
上の高い光透過率を示し、電気抵抗率もフッ素ドーピン
グによって低位に調整される。このようにして得られた
酸化スズ薄膜は、プラズマディスプレイパネル，液晶デ
ィスプレイパネル，ＥＬディスプレイパネル，タッチパ
ネル等の透明電極や、セラミック薄膜ヒータ，熱線反射
ガラス，帯電防止ガラス，電磁波遮蔽ガラス等として広
範な分野で使用される。
【図１】 スプレー熱分解装置の概略図
【図２】 基板温度が酸化スズ薄膜の結晶性に及ぼす影
響を示したＸ線回折グラフ
響を示したＸ線回折グラフ
【図３】 テトラブチルスズ原料溶液の過酸化水素濃度
が製膜効率に及ぼす影響を示したグラフ
が製膜効率に及ぼす影響を示したグラフ
【図４】 テトラブチルスズ原料溶液の過酸化水素濃度
が酸化スズ薄膜の結晶性に及ぼす影響を示したＸ線回折
グラフ
が酸化スズ薄膜の結晶性に及ぼす影響を示したＸ線回折
グラフ
【図５】 基板温度が酸化スズ薄膜の電気抵抗及び光透
過率に及ぼす影響を示したグラフ
過率に及ぼす影響を示したグラフ
【図６】 四塩化スズ原料溶液の過酸化水素濃度が酸化
スズ薄膜の膜厚に及ぼす影響を示したグラフ
スズ薄膜の膜厚に及ぼす影響を示したグラフ
【図７】 過酸化水素無添加の四塩化スズ溶液（ａ）及
び過酸化水素を添加した四塩化スズ溶液（ｂ）から作製
された酸化スズ薄膜の光透過率を示すグラフ
び過酸化水素を添加した四塩化スズ溶液（ｂ）から作製
された酸化スズ薄膜の光透過率を示すグラフ
【図８】 四塩化スズの過酸化水素濃度及びＦ濃度が酸
化スズ薄膜の電気抵抗に及ぼす影響を示したグラフ
化スズ薄膜の電気抵抗に及ぼす影響を示したグラフ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 AA01 AA11 BA45 CA06 CA12 FA10 JA10 4M104 AA10 BB36 CC01 DD33 DD41 GG20 HH16 HH20
Claims (3)
- 【請求項１】 過酸化水素を酸化剤として添加したテト
ラブチルスズ又は四塩化スズ溶液を所定温度に保持され
た基板に噴霧して熱分解し、原料溶液の噴霧によって低
下した基板温度の回復をまって原料溶液の噴霧を間歇的
に繰り返し、酸化スズ薄膜を基板表面に成長させること
を特徴とする酸化スズ薄膜の低温形成方法。 - 【請求項２】 フッ素化合物を含む原料溶液を使用する
請求項１記載の低温形成方法。 - 【請求項３】 酸化スズ薄膜生成時の基板温度を３００
〜５００℃の温度域に維持する請求項１又は２記載の低
温形成方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000339950A JP2002146536A (ja) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | 酸化スズ薄膜の低温形成方法 |
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| JP2000339950A JP2002146536A (ja) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | 酸化スズ薄膜の低温形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002146536A true JP2002146536A (ja) | 2002-05-22 |
Family
ID=18814937
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