JP2003217353A - 透明導電性薄膜とその製造方法及びその製造に用いるスパッタリングターゲット - Google Patents
透明導電性薄膜とその製造方法及びその製造に用いるスパッタリングターゲットInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スパッタリング法により透明プラスチック基
板上にも低温で成膜できる低抵抗の透明導電性薄膜を提
供する。また、この透明導電性薄膜をスパッタリング法
により再現性良く安定に製造する方法、及びその際に用
いるスパッタリングターゲットを提供する。 【解決手段】 酸化インジウムを主成分とし、スズがＳ
ｎ／Ｉｎの原子数比で０.１３８以下、及びレニウムが
Ｒｅ／Ｉｎの原子数比で０.００２〜０.０８０の割合で
分散含有されている透明導電性薄膜である。インジウ
ム、スズ、レニウムを含む金属系のスパッタリングター
ゲットを用い、透明プラスチック基板上に１５０℃以下
の基板温度にて、アルゴンガスと酸素ガスの混合ガス中
で反応性スパッタリングを行うことにより形成する。
板上にも低温で成膜できる低抵抗の透明導電性薄膜を提
供する。また、この透明導電性薄膜をスパッタリング法
により再現性良く安定に製造する方法、及びその際に用
いるスパッタリングターゲットを提供する。 【解決手段】 酸化インジウムを主成分とし、スズがＳ
ｎ／Ｉｎの原子数比で０.１３８以下、及びレニウムが
Ｒｅ／Ｉｎの原子数比で０.００２〜０.０８０の割合で
分散含有されている透明導電性薄膜である。インジウ
ム、スズ、レニウムを含む金属系のスパッタリングター
ゲットを用い、透明プラスチック基板上に１５０℃以下
の基板温度にて、アルゴンガスと酸素ガスの混合ガス中
で反応性スパッタリングを行うことにより形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池や液晶表
示素子、エレクトロルミネッセンス等に用いられる低抵
抗の透明導電性薄膜、この透明導電性薄膜のスパッタリ
ング法による製造方法、及びその方法に用いるスパッタ
リングターゲットに関する。
示素子、エレクトロルミネッセンス等に用いられる低抵
抗の透明導電性薄膜、この透明導電性薄膜のスパッタリ
ング法による製造方法、及びその方法に用いるスパッタ
リングターゲットに関する。
【０００２】
【従来の技術】高い導電性と可視光領域での高い透過率
とを有する透明導電性薄膜は、太陽電池や液晶表示素
子、その他各種受光素子の電極等に利用されている他、
自動車や建築用の熱線反射膜、帯電防止膜、冷凍ショー
ケース等の防曇用透明発熱体としても利用さている。
とを有する透明導電性薄膜は、太陽電池や液晶表示素
子、その他各種受光素子の電極等に利用されている他、
自動車や建築用の熱線反射膜、帯電防止膜、冷凍ショー
ケース等の防曇用透明発熱体としても利用さている。
【０００３】かかる透明導電性薄膜としては、アンチモ
ンやフッ素をドーパントとして含む酸化スズ（Ｓｎ
Ｏ２）、アルミニウムやガリウムをドーパントとして含
む酸化亜鉛（ＺｎＯ）、スズをドーパントとして含む酸
化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）等が知られている。中でも
スズをドーパントとして含む酸化インジウム膜、即ちＩ
ｎ ２Ｏ３−Ｓｎ膜はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏ
ｘｉｄｅ）膜と称され、特に低抵抗の膜が容易に得られ
ることから広く利用されている。
ンやフッ素をドーパントとして含む酸化スズ（Ｓｎ
Ｏ２）、アルミニウムやガリウムをドーパントとして含
む酸化亜鉛（ＺｎＯ）、スズをドーパントとして含む酸
化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）等が知られている。中でも
スズをドーパントとして含む酸化インジウム膜、即ちＩ
ｎ ２Ｏ３−Ｓｎ膜はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏ
ｘｉｄｅ）膜と称され、特に低抵抗の膜が容易に得られ
ることから広く利用されている。
【０００４】これらの透明導電性薄膜の製造方法として
は、通常スパッタリング法が用いられている。スパッタ
リング法は、蒸気圧の低い材料の成膜や精密な膜厚制御
を必要とする際に有効な手法であり、操作が非常に簡便
であるため、工業的に広範に利用されている。このスパ
ッタリング法は、一般的に、約１０Ｐａ以下のアルゴン
ガス雰囲気のもとで、基板を陽極とし、ターゲットを陰
極として、これらの間にグロー放電を起こしてアルゴン
プラズマを発生させ、プラズマ中のアルゴン陽イオンを
陰極のターゲットに衝突させることにより、弾き出され
るターゲット成分の粒子を基板上に堆積させて膜を形成
するものである。
は、通常スパッタリング法が用いられている。スパッタ
リング法は、蒸気圧の低い材料の成膜や精密な膜厚制御
を必要とする際に有効な手法であり、操作が非常に簡便
であるため、工業的に広範に利用されている。このスパ
ッタリング法は、一般的に、約１０Ｐａ以下のアルゴン
ガス雰囲気のもとで、基板を陽極とし、ターゲットを陰
極として、これらの間にグロー放電を起こしてアルゴン
プラズマを発生させ、プラズマ中のアルゴン陽イオンを
陰極のターゲットに衝突させることにより、弾き出され
るターゲット成分の粒子を基板上に堆積させて膜を形成
するものである。
【０００５】スパッタリング法はアルゴンプラズマの発
生方法によって分類され、高周波プラズマを用いる高周
波スパッタリング法と、直流プラズマを用いる直流スパ
ッタリング法とがある。また、ターゲットの裏側にマグ
ネットを配置してプラズマをターゲット直上に集中さ
せ、低ガス圧でもアルゴンイオンの発生効率を上げて成
膜する方法をマグネトロンスパッタ法という。通常、上
記の透明導電性薄膜の製造法には直流マグネトロンスパ
ッタ法が採用されている。
生方法によって分類され、高周波プラズマを用いる高周
波スパッタリング法と、直流プラズマを用いる直流スパ
ッタリング法とがある。また、ターゲットの裏側にマグ
ネットを配置してプラズマをターゲット直上に集中さ
せ、低ガス圧でもアルゴンイオンの発生効率を上げて成
膜する方法をマグネトロンスパッタ法という。通常、上
記の透明導電性薄膜の製造法には直流マグネトロンスパ
ッタ法が採用されている。
【０００６】Ｉｎ２Ｏ３−Ｓｎ系等の透明導電性薄膜を
直流マグネトロンスパッタ法で形成する場合、基板の温
度を上げないと低抵抗の膜が得られない。成膜時の基板
の加熱温度が高いほど、得られる膜の結晶性と添加成分
のドーピングが改善され、抵抗値が低下するからであ
る。しかしながら、透明導電性薄膜の基板としてプラス
チック板やプラスチックフィルムを用いる場合、その軟
化点以上には加熱できないため、基板の加熱温度には限
界がある。例えば、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）
基板では２００℃程度、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）基板やポリカーボネート（ＰＣ）基板では８
０℃程度が限界とされている。
直流マグネトロンスパッタ法で形成する場合、基板の温
度を上げないと低抵抗の膜が得られない。成膜時の基板
の加熱温度が高いほど、得られる膜の結晶性と添加成分
のドーピングが改善され、抵抗値が低下するからであ
る。しかしながら、透明導電性薄膜の基板としてプラス
チック板やプラスチックフィルムを用いる場合、その軟
化点以上には加熱できないため、基板の加熱温度には限
界がある。例えば、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）
基板では２００℃程度、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）基板やポリカーボネート（ＰＣ）基板では８
０℃程度が限界とされている。
【０００７】このような理由から、液晶表示素子等に広
範に利用されているプラスチック基板では、その加熱温
度は、プラスチック板の場合で１５０℃程度、またプラ
スチックフィルムの場合は５０℃以下が通常である。そ
のため、プラスチック基板上に形成したＩｎ２Ｏ３−Ｓ
ｎ系透明導電性薄膜の比抵抗は、基板がプラスチック板
の場合で４.０×１０−４Ω・ｃｍ程度が下限であり、
プラスチックフィルムの場合には５.０×１０−４Ω・
ｃｍ以下にすることも困難であった。
範に利用されているプラスチック基板では、その加熱温
度は、プラスチック板の場合で１５０℃程度、またプラ
スチックフィルムの場合は５０℃以下が通常である。そ
のため、プラスチック基板上に形成したＩｎ２Ｏ３−Ｓ
ｎ系透明導電性薄膜の比抵抗は、基板がプラスチック板
の場合で４.０×１０−４Ω・ｃｍ程度が下限であり、
プラスチックフィルムの場合には５.０×１０−４Ω・
ｃｍ以下にすることも困難であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記Ｉｎ２Ｏ３−Ｓｎ
系を始めとする透明導電性薄膜について、基板材質にか
かわらず、従って基板温度が低温であっても、低抵抗を
実現する方法が研究されている。その一つとして、Ｉｎ
２Ｏ３にＳｎ以外の成分を添加することが検討され、特
開平７−１５７８６３号公報にはレニウム（Ｒｅ）を添
加したＩｎ２Ｏ３透明導電性薄膜が提案され、基板温度
が低温でも低抵抗の膜を得ることができるとされてい
る。
系を始めとする透明導電性薄膜について、基板材質にか
かわらず、従って基板温度が低温であっても、低抵抗を
実現する方法が研究されている。その一つとして、Ｉｎ
２Ｏ３にＳｎ以外の成分を添加することが検討され、特
開平７−１５７８６３号公報にはレニウム（Ｒｅ）を添
加したＩｎ２Ｏ３透明導電性薄膜が提案され、基板温度
が低温でも低抵抗の膜を得ることができるとされてい
る。
【０００９】このＩｎ２Ｏ３−Ｒｅ系透明導電性薄膜膜
は、上記公報によれば、Ｉｎ２Ｏ３燒結体上にレニウム
片又はレニウム酸化物片を載置したターゲットを用い
て、スパッタリング法により製造される。しかし、この
製造方法によれば、連続的に長時間のスパッタリングを
行うと、レニウム片又はレニウム酸化物片が優先的に消
費されて膜の組成が変化するため、一定の特性の透明導
電性薄膜膜を安定して製造することができなかった。
は、上記公報によれば、Ｉｎ２Ｏ３燒結体上にレニウム
片又はレニウム酸化物片を載置したターゲットを用い
て、スパッタリング法により製造される。しかし、この
製造方法によれば、連続的に長時間のスパッタリングを
行うと、レニウム片又はレニウム酸化物片が優先的に消
費されて膜の組成が変化するため、一定の特性の透明導
電性薄膜膜を安定して製造することができなかった。
【００１０】また、高パワーを投入して成膜すると、レ
ニウム片又はレニウム酸化物片の突起にプラズマが集中
して、アーキングが生じやすいという問題があった。成
膜中にアーキングが生じると、膜の破損や膜組成の変化
が生じるため、電気的特性及び光学的特性の優れた膜が
得られない。また、膜の比抵抗は成膜時のガス圧、酸素
混合量、成膜パワー等のパラメータに大きく依存する
が、このような金属片を載せたターゲットを用いたスパ
ッタリング法では成膜速度を精密にコントロールするこ
とができないため、安定して低抵抗の透明導電性薄膜膜
を成膜することができなかった。
ニウム片又はレニウム酸化物片の突起にプラズマが集中
して、アーキングが生じやすいという問題があった。成
膜中にアーキングが生じると、膜の破損や膜組成の変化
が生じるため、電気的特性及び光学的特性の優れた膜が
得られない。また、膜の比抵抗は成膜時のガス圧、酸素
混合量、成膜パワー等のパラメータに大きく依存する
が、このような金属片を載せたターゲットを用いたスパ
ッタリング法では成膜速度を精密にコントロールするこ
とができないため、安定して低抵抗の透明導電性薄膜膜
を成膜することができなかった。
【００１１】本発明は、このような従来の事情に鑑み、
スパッタリング法によりプラスチック基板上にも低温で
成膜できる低抵抗の透明導電性薄膜を提供すること、こ
の透明導電性薄膜をスパッタリング法により再現性良く
安定に製造する方法、及びその際に用いるスパッタリン
グターゲットを提供することを目的とする。
スパッタリング法によりプラスチック基板上にも低温で
成膜できる低抵抗の透明導電性薄膜を提供すること、こ
の透明導電性薄膜をスパッタリング法により再現性良く
安定に製造する方法、及びその際に用いるスパッタリン
グターゲットを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が提供する透明基板上に形成された透明導電
性薄膜は、酸化インジウムを主成分とし、スズがＳｎ／
Ｉｎの原子数比で０.１３８以下、及びレニウムがＲｅ
／Ｉｎの原子数比で０.００２〜０.０８０の割合で分散
含有されていることを特徴とする。尚、上記スズについ
て、Ｓｎ／Ｉｎの原子数比は０.００２〜０.１３８の範
囲が好ましい。
め、本発明が提供する透明基板上に形成された透明導電
性薄膜は、酸化インジウムを主成分とし、スズがＳｎ／
Ｉｎの原子数比で０.１３８以下、及びレニウムがＲｅ
／Ｉｎの原子数比で０.００２〜０.０８０の割合で分散
含有されていることを特徴とする。尚、上記スズについ
て、Ｓｎ／Ｉｎの原子数比は０.００２〜０.１３８の範
囲が好ましい。
【００１３】上記本発明の透明導電性薄膜においては、
前記透明基板が、プラスチック板又はプラスチックフィ
ルムか、表面に酸化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜を
施したプラスチック板又はプラスチックフィルムである
ことを特徴とする。
前記透明基板が、プラスチック板又はプラスチックフィ
ルムか、表面に酸化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜を
施したプラスチック板又はプラスチックフィルムである
ことを特徴とする。
【００１４】上記本発明の透明導電性薄膜は、前記透明
基板がプラスチック板か、表面に酸化シリコン膜又は酸
窒化シリコン膜を施したプラスチック板であって、比抵
抗が３.０×１０−４Ω・ｃｍ以下であることを特徴と
する。また、前記透明基板がプラスチックフィルムか、
表面に酸化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜を施したプ
ラスチックフィルムであって、比抵抗が４.０×１０
−４Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする。
基板がプラスチック板か、表面に酸化シリコン膜又は酸
窒化シリコン膜を施したプラスチック板であって、比抵
抗が３.０×１０−４Ω・ｃｍ以下であることを特徴と
する。また、前記透明基板がプラスチックフィルムか、
表面に酸化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜を施したプ
ラスチックフィルムであって、比抵抗が４.０×１０
−４Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】また、本発明が提供する透明導電性薄膜の
製造方法は、インジウムを主成分とし、スズがＳｎ／Ｉ
ｎの原子数比で０.１３８以下、及びレニウムがＲｅ／
Ｉｎの原子数比で０.００２〜０.０８０の割合で分散含
有されているスパッタリングターゲットを用い、アルゴ
ンガスと酸素ガスの混合ガス中において反応性スパッタ
リングを行うことを特徴とする。
製造方法は、インジウムを主成分とし、スズがＳｎ／Ｉ
ｎの原子数比で０.１３８以下、及びレニウムがＲｅ／
Ｉｎの原子数比で０.００２〜０.０８０の割合で分散含
有されているスパッタリングターゲットを用い、アルゴ
ンガスと酸素ガスの混合ガス中において反応性スパッタ
リングを行うことを特徴とする。
【００１６】更に、本発明における透明導電性薄膜形成
用のスパッタリングターゲットは、インジウムを主成分
とし、スズがＳｎ／Ｉｎの原子数比で０.１３８以下、
及びレニウムがＲｅ／Ｉｎの原子数比で０.００２〜０.
０８０の割合で分散含有されていることを特徴とする。
用のスパッタリングターゲットは、インジウムを主成分
とし、スズがＳｎ／Ｉｎの原子数比で０.１３８以下、
及びレニウムがＲｅ／Ｉｎの原子数比で０.００２〜０.
０８０の割合で分散含有されていることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】一般に、ｎ型半導体である酸化イ
ンジウム系透明導電性薄膜の比抵抗は、キャリア電子の
密度と移動度により決定され、密度と移動度が大きいほ
ど比抵抗は低下する。酸化インジウムにスズが固溶され
るとキャリア電子の発生量は増加するが、スズ固溶量が
増えるに従って移動度は低下することが知られている。
これに対して、発明者の研究によると、酸化インジウム
にスズと共に適量のレニウムが固溶されると移動度の低
下が抑制され、低抵抗が得られることが判明した。
ンジウム系透明導電性薄膜の比抵抗は、キャリア電子の
密度と移動度により決定され、密度と移動度が大きいほ
ど比抵抗は低下する。酸化インジウムにスズが固溶され
るとキャリア電子の発生量は増加するが、スズ固溶量が
増えるに従って移動度は低下することが知られている。
これに対して、発明者の研究によると、酸化インジウム
にスズと共に適量のレニウムが固溶されると移動度の低
下が抑制され、低抵抗が得られることが判明した。
【００１８】本発明は、かかる知見に基づいてなされた
ものであり、酸化インジウムにスズとレニウムとを共に
固溶させたＩｎ２Ｏ３−Ｓｎ−Ｒｅ系の低抵抗の透明導
電性薄膜を提供するものである。即ち、本発明の透明導
電性薄膜は、酸化インジウムを主成分とし、スズがＳｎ
／Ｉｎの原子数比で０.１３８以下、好ましくは０.００
２〜０.１３８、及びレニウムがＲｅ／Ｉｎの原子数比
で０.００２〜０.０８０の割合で分散含有されている。
ものであり、酸化インジウムにスズとレニウムとを共に
固溶させたＩｎ２Ｏ３−Ｓｎ−Ｒｅ系の低抵抗の透明導
電性薄膜を提供するものである。即ち、本発明の透明導
電性薄膜は、酸化インジウムを主成分とし、スズがＳｎ
／Ｉｎの原子数比で０.１３８以下、好ましくは０.００
２〜０.１３８、及びレニウムがＲｅ／Ｉｎの原子数比
で０.００２〜０.０８０の割合で分散含有されている。
【００１９】また、本発明によるＩｎ２Ｏ３−Ｓｎ−Ｒ
ｅ系の透明導電性薄膜については、インジウムを主成分
とし、スズがＳｎ／Ｉｎの原子数比で０.１３８以下、
レニウムがＲｅ／Ｉｎの原子数比で０.００２〜０.０８
０の割合で分散含有されているスパッタリングターゲッ
トを用い、酸素を含むアルゴンガス中での反応性スパッ
タリングにより形成することができる。
ｅ系の透明導電性薄膜については、インジウムを主成分
とし、スズがＳｎ／Ｉｎの原子数比で０.１３８以下、
レニウムがＲｅ／Ｉｎの原子数比で０.００２〜０.０８
０の割合で分散含有されているスパッタリングターゲッ
トを用い、酸素を含むアルゴンガス中での反応性スパッ
タリングにより形成することができる。
【００２０】反応性スパッタリングを用いた上記方法に
よれば、成膜中にアーキングが生じることがなく、成膜
時のガス圧、酸素混合量、成膜パワー、成膜速度等のパ
ラメータを容易にコントロールすることができるため、
電気的特性及び光学的特性の優れた低抵抗の透明導電性
薄膜を安定して形成することができる。
よれば、成膜中にアーキングが生じることがなく、成膜
時のガス圧、酸素混合量、成膜パワー、成膜速度等のパ
ラメータを容易にコントロールすることができるため、
電気的特性及び光学的特性の優れた低抵抗の透明導電性
薄膜を安定して形成することができる。
【００２１】このようにして形成される本発明のＩｎ２
Ｏ３−Ｓｎ−Ｒｅ系の透明導電性薄膜は、従来のＩｎ２
Ｏ３−Ｓｎ系（ＩＴＯ）に比べて、低い比抵抗を実現す
ることができる。ただし、薄膜中のレニウム又はスズの
インジウムに対する原子数比が上記範囲を逸脱すると、
膜の抵抗値が増大する。
Ｏ３−Ｓｎ−Ｒｅ系の透明導電性薄膜は、従来のＩｎ２
Ｏ３−Ｓｎ系（ＩＴＯ）に比べて、低い比抵抗を実現す
ることができる。ただし、薄膜中のレニウム又はスズの
インジウムに対する原子数比が上記範囲を逸脱すると、
膜の抵抗値が増大する。
【００２２】具体的に、本発明の透明導電性薄膜は、基
板温度１５０℃でプラスチック板上にスパッタリング法
により形成したもので比抵抗が３.０×１０−４Ω・ｃ
ｍ以下であり、また基板温度５０℃でプラスチックフィ
ルム上に成膜したもので比抵抗が４.０×１０−４Ω・
ｃｍ以下と非常に低抵抗である。
板温度１５０℃でプラスチック板上にスパッタリング法
により形成したもので比抵抗が３.０×１０−４Ω・ｃ
ｍ以下であり、また基板温度５０℃でプラスチックフィ
ルム上に成膜したもので比抵抗が４.０×１０−４Ω・
ｃｍ以下と非常に低抵抗である。
【００２３】
【実施例】実施例１
スズとレニウムの含有量が異なった、数種類のスパッタ
リングターゲットを以下の手順で製造した。即ち、Ｉｎ
粉末、Ｓｎ粉末、及びＲｅ粉末を所定の割合で混合し、
２００℃に加熱した黒鉛製坩堝内に入れ、Ａｒ中にて１
０００℃で２時間加熱して溶融させた。これを直径１５
２ｍｍ及び厚み５ｍｍの円筒状の型を設けた銅製のバッ
キングプレート上に流し込み、徐冷してターゲットを得
た。ターゲット中のＳｎとＲｅの含有量をＩＣＰ発光分
析法で定量分析したところ、原料粉末を混合する際の仕
込み組成が維持されていることが確認できた。
リングターゲットを以下の手順で製造した。即ち、Ｉｎ
粉末、Ｓｎ粉末、及びＲｅ粉末を所定の割合で混合し、
２００℃に加熱した黒鉛製坩堝内に入れ、Ａｒ中にて１
０００℃で２時間加熱して溶融させた。これを直径１５
２ｍｍ及び厚み５ｍｍの円筒状の型を設けた銅製のバッ
キングプレート上に流し込み、徐冷してターゲットを得
た。ターゲット中のＳｎとＲｅの含有量をＩＣＰ発光分
析法で定量分析したところ、原料粉末を混合する際の仕
込み組成が維持されていることが確認できた。
【００２４】得られた各ターゲットを直流マグネトロン
スパッタ装置の非磁性体ターゲット用カソードに取り付
け、ターゲットの対向面にターゲット−基板間の距離を
７０ｍｍとして透明プラスチック基板を取り付けた。
尚、使用した透明プラスチック基板は表面に厚み５０ｎ
ｍの酸化シリコン膜を施した厚み０.２ｍｍのＰＥＳフ
ィルムであり、基板温度は１５０℃に設定した。
スパッタ装置の非磁性体ターゲット用カソードに取り付
け、ターゲットの対向面にターゲット−基板間の距離を
７０ｍｍとして透明プラスチック基板を取り付けた。
尚、使用した透明プラスチック基板は表面に厚み５０ｎ
ｍの酸化シリコン膜を施した厚み０.２ｍｍのＰＥＳフ
ィルムであり、基板温度は１５０℃に設定した。
【００２５】次に、チャンバ内を排気し、真空度が１×
１０−４Ｐａ以下に達した時点で、純度９９.９９９９
重量％のＡｒガスと、Ａｒガスに対して２〜１０％のＯ
２ガスを導入してガス圧を０.５Ｐａとした。その後、
ターゲッットと透明プラスチック基板の間に直流電力３
００Ｗを投入して直流プラズマを発生させ、反応性スパ
ッタリングを実施して約５００ｎｍの膜厚の透明導電性
薄膜を形成した。
１０−４Ｐａ以下に達した時点で、純度９９.９９９９
重量％のＡｒガスと、Ａｒガスに対して２〜１０％のＯ
２ガスを導入してガス圧を０.５Ｐａとした。その後、
ターゲッットと透明プラスチック基板の間に直流電力３
００Ｗを投入して直流プラズマを発生させ、反応性スパ
ッタリングを実施して約５００ｎｍの膜厚の透明導電性
薄膜を形成した。
【００２６】得られたＳｎとＲｅの含有量の異なる複数
の透明導電性薄膜について、その組成をＩＣＰ発光分析
で定量分析し、比抵抗を四探針法により測定した。各試
料について、ターゲットと透明導電性薄膜の組成（Ｓｎ
／Ｉｎ原子比及びＲｅ／Ｉｎ原子比）と、透明導電性薄
膜の比抵抗値を下記表１に示した。尚、比抵抗は成膜時
の酸素混合量に大きく依存するため、酸素量２〜１０％
の間で１％きざみで条件を振って成膜したときの最も低
い抵抗値を採用した。
の透明導電性薄膜について、その組成をＩＣＰ発光分析
で定量分析し、比抵抗を四探針法により測定した。各試
料について、ターゲットと透明導電性薄膜の組成（Ｓｎ
／Ｉｎ原子比及びＲｅ／Ｉｎ原子比）と、透明導電性薄
膜の比抵抗値を下記表１に示した。尚、比抵抗は成膜時
の酸素混合量に大きく依存するため、酸素量２〜１０％
の間で１％きざみで条件を振って成膜したときの最も低
い抵抗値を採用した。
【００２７】比較のため、Ｒｅを含まず、ＳｎをＳｎ／
Ｉｎ原子比で０.０１８〜０.１６２の範囲で含む以外は
上記と同様に製造したスパッタリングターゲットを用
い、上記と同様の条件で透明導電性薄膜を作製し、その
ターゲットと膜の組成及び膜の比抵抗を上記と同様にし
て求め、得られた結果を表１に併せて示した。
Ｉｎ原子比で０.０１８〜０.１６２の範囲で含む以外は
上記と同様に製造したスパッタリングターゲットを用
い、上記と同様の条件で透明導電性薄膜を作製し、その
ターゲットと膜の組成及び膜の比抵抗を上記と同様にし
て求め、得られた結果を表１に併せて示した。
【００２８】
【表１】
【００２９】上記表１から明らかなように、ターゲット
と膜の組成においてＳｎ／Ｉｎ原子比が０.１３８以下
で且つＲｅ／Ｉｎ原子比が０.００２〜０．０８０の範
囲にある本発明の試料１〜２７では、３.０×１０−４
Ω・ｃｍ未満の低抵抗の透明導電性薄膜が得られた。一
方、Ｒｅを含まない比較例の試料２８〜３２では、４.
５〜６.１×１０−４Ω・ｃｍの高い比抵抗を有する透
明導電性薄膜しか得られなかった。
と膜の組成においてＳｎ／Ｉｎ原子比が０.１３８以下
で且つＲｅ／Ｉｎ原子比が０.００２〜０．０８０の範
囲にある本発明の試料１〜２７では、３.０×１０−４
Ω・ｃｍ未満の低抵抗の透明導電性薄膜が得られた。一
方、Ｒｅを含まない比較例の試料２８〜３２では、４.
５〜６.１×１０−４Ω・ｃｍの高い比抵抗を有する透
明導電性薄膜しか得られなかった。
【００３０】また、透明プラスチック基板を含めた透明
導電性薄膜の光透過率を分光光度計で測定したところ、
本発明の全ての試料１〜２７において平均可視光透過率
は８５〜８９％であった。尚、使用した透明プラスチッ
ク基板自体の可視光波長領域での平均光透過率は９０％
であった。
導電性薄膜の光透過率を分光光度計で測定したところ、
本発明の全ての試料１〜２７において平均可視光透過率
は８５〜８９％であった。尚、使用した透明プラスチッ
ク基板自体の可視光波長領域での平均光透過率は９０％
であった。
【００３１】更に、従来例として、ＳｎＯ２を添加した
Ｉｎ２Ｏ３焼結体ターゲットと、Ａｒガスのみの雰囲気
を用いた以外は、上記と同様の条件で直流マグネトロン
スパッタ法により透明導電性薄膜を成膜したところ、１
０重量％ＳｎＯ２−Ｉｎ２Ｏ ３焼結体ターゲットの場合
の比抵抗は最低で４.３×１０−４Ω・ｃｍ、及び５重
量％ＳｎＯ２−Ｉｎ２Ｏ３焼結体ターゲットの場合の比
抵抗は最低で４.１×１０−４Ω・ｃｍであり、いずれ
も上記本発明の透明導電性薄膜よりも高い値であった。
Ｉｎ２Ｏ３焼結体ターゲットと、Ａｒガスのみの雰囲気
を用いた以外は、上記と同様の条件で直流マグネトロン
スパッタ法により透明導電性薄膜を成膜したところ、１
０重量％ＳｎＯ２−Ｉｎ２Ｏ ３焼結体ターゲットの場合
の比抵抗は最低で４.３×１０−４Ω・ｃｍ、及び５重
量％ＳｎＯ２−Ｉｎ２Ｏ３焼結体ターゲットの場合の比
抵抗は最低で４.１×１０−４Ω・ｃｍであり、いずれ
も上記本発明の透明導電性薄膜よりも高い値であった。
【００３２】実施例２
透明プラスチック基板として厚み０.１８８ｍｍのＰＥ
Ｔフィルム（基板Ａ）、及び表面に厚み５０ｎｍの酸窒
化シリコン膜を施した厚み０.４ｍｍのＰＣ板（基板
Ｂ）を用いた以外は、上記実施例１と同様にして、直流
マグネトロンスパッタ装置を使用した反応性スパッタリ
ングにより薄膜を形成した。
Ｔフィルム（基板Ａ）、及び表面に厚み５０ｎｍの酸窒
化シリコン膜を施した厚み０.４ｍｍのＰＣ板（基板
Ｂ）を用いた以外は、上記実施例１と同様にして、直流
マグネトロンスパッタ装置を使用した反応性スパッタリ
ングにより薄膜を形成した。
【００３３】その際、透明プラスチック基板はヒーター
加熱せず、またスパッタ時の自然加熱による影響を極力
抑えるよう基板ホルダーを工夫して、成膜時の基板の最
高温度が５０℃以下になるように制御した。尚、基板温
度以外は全て上記実施例１の条件と同じにして成膜を行
った。
加熱せず、またスパッタ時の自然加熱による影響を極力
抑えるよう基板ホルダーを工夫して、成膜時の基板の最
高温度が５０℃以下になるように制御した。尚、基板温
度以外は全て上記実施例１の条件と同じにして成膜を行
った。
【００３４】得られた各透明導電性薄膜について、実施
例１と同様に比抵抗を評価して、その結果をターゲット
と透明導電性薄膜のＳｎ／Ｉｎ原子比及びＲｅ／Ｉｎ原
子比と共に下記表２に示した。また、比較のために、レ
ニウムを含まず、Ｉｎ２Ｏ３粉末に５重量％のＳｎＯ２
粉末を添加して焼結したターゲットを用いた以外、上記
実施例１と同様にして形成した薄膜についても同様の評
価を行い、その結果を下記表２に併せて示した。
例１と同様に比抵抗を評価して、その結果をターゲット
と透明導電性薄膜のＳｎ／Ｉｎ原子比及びＲｅ／Ｉｎ原
子比と共に下記表２に示した。また、比較のために、レ
ニウムを含まず、Ｉｎ２Ｏ３粉末に５重量％のＳｎＯ２
粉末を添加して焼結したターゲットを用いた以外、上記
実施例１と同様にして形成した薄膜についても同様の評
価を行い、その結果を下記表２に併せて示した。
【００３５】
【表２】
【００３６】比較例の薄膜はいずれも比抵抗が５×１０
−４Ω・ｃｍを越えるのに対して、本発明の試料では基
板温度５０℃で成膜したにもかかわらず、３.２〜３.５
×１０−４Ω・ｃｍと非常に低い比抵抗が得られた。ま
た、透明プラスチック基板を含めた透明導電性薄膜の光
透過率は、本発明の試料３３〜３４において平均可視光
透過率は８８〜９２％の範囲内であった。
−４Ω・ｃｍを越えるのに対して、本発明の試料では基
板温度５０℃で成膜したにもかかわらず、３.２〜３.５
×１０−４Ω・ｃｍと非常に低い比抵抗が得られた。ま
た、透明プラスチック基板を含めた透明導電性薄膜の光
透過率は、本発明の試料３３〜３４において平均可視光
透過率は８８〜９２％の範囲内であった。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、従来のＩｎ２Ｏ３−Ｓ
ｎ（ＩＴＯ）系よりも低抵抗の透明導電性薄膜を、ガラ
スは勿論のこと、プラスチック板やプラスチックフィル
ムの透明基板上にも、基板温度１５０℃以下の低温で形
成することができる。しかも、このような低抵抗の透明
導電性薄膜を、金属系のスパッタリングターゲットを用
いた反応性スパッタリングにより、再現性良く、簡単に
安定して、且つ安価に製造することができる。
ｎ（ＩＴＯ）系よりも低抵抗の透明導電性薄膜を、ガラ
スは勿論のこと、プラスチック板やプラスチックフィル
ムの透明基板上にも、基板温度１５０℃以下の低温で形
成することができる。しかも、このような低抵抗の透明
導電性薄膜を、金属系のスパッタリングターゲットを用
いた反応性スパッタリングにより、再現性良く、簡単に
安定して、且つ安価に製造することができる。
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フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4F100 AA12C AA17B AA20C AA28B
AA33B AA33K AK01A AR00A
BA02 BA03 BA10A BA10B
EH662 GB41 JG01B JG04
JG04C JM02B JN01A JN01B
YY00C
4K029 AA11 AA24 AA25 BA45 BC09
CA06 DC05 EA08 FA07
5G307 FA02 FB01 FC09
5G323 BA02 BB05
Claims (7)
- 【請求項１】 透明基板上に形成された透明導電性薄膜
であって、酸化インジウムを主成分とし、スズがＳｎ／
Ｉｎの原子数比で０.１３８以下、及びレニウムがＲｅ
／Ｉｎの原子数比で０.００２〜０.０８０の割合で分散
含有されていることを特徴とする透明導電性薄膜。 - 【請求項２】 前記Ｓｎ／Ｉｎの原子数比が０.００２
〜０.１３８であることを特徴とする、請求項１に記載
の透明導電性薄膜。 - 【請求項３】 前記透明基板が、プラスチック板又はプ
ラスチックフィルムであるか、表面に酸化シリコン膜又
は酸窒化シリコン膜を施したプラスチック板又はプラス
チックフィルムであることを特徴とする、請求項１又は
２に記載の透明導電性薄膜。 - 【請求項４】 前記透明基板がプラスチック板か、表面
に酸化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜を施したプラス
チック板であって、比抵抗が３.０×１０− ４Ω・ｃｍ
以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか
に記載の透明導電性薄膜。 - 【請求項５】 前記透明基板がプラスチックフィルム
か、表面に酸化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜を施し
たプラスチックフィルムであって、比抵抗が４.０×１
０−４Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする、請求項１
〜３のいずれかに記載の透明導電性薄膜。 - 【請求項６】 インジウムを主成分とし、スズがＳｎ／
Ｉｎの原子数比で０.１３８以下、及びレニウムがＲｅ
／Ｉｎの原子数比で０.００２〜０.０８０の割合で分散
含有されているスパッタリングターゲットを用い、アル
ゴンガスと酸素ガスの混合ガス中において反応性スパッ
タリングを行うことを特徴とする透明導電性薄膜の製造
方法。 - 【請求項７】 インジウムを主成分とし、スズがＳｎ／
Ｉｎの原子数比で０.１３８以下、及びレニウムがＲｅ
／Ｉｎの原子数比で０.００２〜０.０８０の割合で分散
含有されていることを特徴とする透明導電性薄膜形成用
のスパッタリングターゲット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002009788A JP2003217353A (ja) | 2002-01-18 | 2002-01-18 | 透明導電性薄膜とその製造方法及びその製造に用いるスパッタリングターゲット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002009788A JP2003217353A (ja) | 2002-01-18 | 2002-01-18 | 透明導電性薄膜とその製造方法及びその製造に用いるスパッタリングターゲット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003217353A true JP2003217353A (ja) | 2003-07-31 |
Family
ID=27647702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002009788A Pending JP2003217353A (ja) | 2002-01-18 | 2002-01-18 | 透明導電性薄膜とその製造方法及びその製造に用いるスパッタリングターゲット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003217353A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010198934A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Nitto Denko Corp | 透明導電積層体の製造方法、透明導電積層体およびタッチパネル |
| CN106531615A (zh) * | 2015-09-14 | 2017-03-22 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | 一种提高led芯片发光效率的制备方法 |
-
2002
- 2002-01-18 JP JP2002009788A patent/JP2003217353A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010198934A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Nitto Denko Corp | 透明導電積層体の製造方法、透明導電積層体およびタッチパネル |
| CN106531615A (zh) * | 2015-09-14 | 2017-03-22 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | 一种提高led芯片发光效率的制备方法 |
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