JP2004137547A

JP2004137547A - 被膜部材および成膜方法

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Publication number: JP2004137547A
Application number: JP2002302693A
Authority: JP
Inventors: Harutaka Saito; 齋藤　晴貴
Original assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Current assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】コストの高い基板を使用することなく品質の高いＺｎＯ系薄膜を得る。
【解決手段】７０％以上の酸化亜鉛と、酸化亜鉛の割合ｘに対してｙの割合で混晶させた酸化亜鉛とは異なる任意の金属Ｍの酸化物とを混晶させた混晶Ｚｎ_ｘＭ_ｙＯを、基材２の表面に薄膜状に形成した酸化亜鉛系薄膜１７を有する被膜部材Ｘを得るようにした。これにより、結晶性が高く、結晶粒サイズの大きい酸化亜鉛系薄膜１７を形成することができ、酸化亜鉛系薄膜１７中における結晶粒界の数を減らして、品質が高く工業生産に適した酸化亜鉛系薄膜を、コストの高い基板を使用することなく形成することができる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被膜部材および成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＭＢＥ法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｂｅａｍ　Ｅｐｉｔａｘｙ），ＰＬＤ法（Ｐｕｌｓｅｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ），ＭＯＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等を用いて、鏡面研磨されたサファイヤ基板等の上に、酸化亜鉛系の結晶薄膜（以降、ＺｎＯ系薄膜という）をエピタキシャル成長させることで、ｃ軸方向に配向性の揃った六角柱結晶薄膜を形成するようにした技術がある。ＭＢＥ法，ＰＬＤ法，ＭＯＣＶＤ法等を用いることにより、サファイヤ基板上に品質の高い六角柱結晶薄膜を形成することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した方法によって形成したＺｎＯ系薄膜においては、ＺｎＯ結晶の格子定数とサファイヤ基板の格子定数との間に差異があることから、この格子定数の差異を緩和するために、サファイヤ基板上に成長したＺｎＯ系薄膜内では数多くの転移が発生する。
【０００４】
この転移によって、ＺｎＯ系薄膜内には、ナノメートルサイズの非常に微小なＺｎＯ結晶粒が形成され、これにより結晶粒の境である結晶粒界が多数形成されてしまう。このような構造は、ＺｎＯ系薄膜を平面として見た場合に、基板平面上に形成された個々の微細な結晶粒界が位相不整合して密集した状態となっており、モザイク構造と呼ばれている。
【０００５】
結晶粒界は、電流に対して電気抵抗成分となるため、ＺｎＯ系薄膜中に結晶粒界が多数あるとＺｎＯ系薄膜の抵抗値が高くなってしまう。また、結晶粒界は、光の吸収または散乱を発生させる要因となるため、例えば、光電子素子として用いた場合、ＺｎＯ系薄膜中に結晶粒界が多数あると光信号中に損失成分あるいは雑音成分が多くなってしまう。
【０００６】
このようなことから、ＺｎＯ系薄膜を半導体デバイスとして用いるためには、ＺｎＯ系薄膜における結晶粒サイズを大きくし、ＺｎＯ系薄膜における結晶粒界の数を減らさなくてはならないが、上述した技術では、ＺｎＯ系薄膜中にモザイク構造が形成され、微細な結晶粒および結晶粒界との集合体となったＺｎＯ系薄膜が形成されてしまうため、結晶粒サイズを大きくし、結晶粒界の数を減らすことは非常に困難である。このことは、半導体デバイスとして用いるＺｎＯ系薄膜の高性能化を大きく阻害している。
【０００７】
また、ＺｎＯ系薄膜を半導体デバイスとして用いるためには、各ＺｎＯ系薄膜の特性（結晶粒サイズや結晶粒界の数等）を揃えなくてはならないが、上述したような方法では、各ＺｎＯ系薄膜の特性を揃えることは非常に困難である。
【０００８】
加えて、サファイヤ基板は、それ自体が非常に高価な材料を用いることに加えて、加工工程においても多大なコストを要するため、サファイヤ基板を用いたＺｎＯ系薄膜では工業生産的な魅力に欠ける。
【０００９】
本発明の目的は、コストの高い基板を使用することなく品質の高いＺｎＯ系薄膜（酸化亜鉛系薄膜）を得ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の被膜部材は、金属合金材料によって形成された基材と、前記基材の表面に形成されて、７０％以上の酸化亜鉛と、酸化亜鉛の割合ｘに対してｙの割合で混晶させた酸化亜鉛とは異なる任意の金属の酸化物とを混晶させた薄膜状の混晶によって形成された酸化亜鉛系薄膜と、を具備する。
【００１１】
したがって、結晶性が高く、結晶粒サイズの大きい酸化亜鉛系薄膜を形成することができる。これによって、酸化亜鉛系薄膜中における結晶粒界の数を減らすことができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の被膜部材において、前記基材は、少なくとも銅および亜鉛を含む金属合金材料によって形成されている。
【００１３】
したがって、少なくとも銅および亜鉛を含む金属合金材料によって形成された基材の表面に酸化亜鉛系薄膜を形成することにより、酸化亜鉛系薄膜中の結晶粒サイズを大きくし、結晶粒界の数をより効果的に減らすことができる。
【００１４】
請求項３記載の発明の成膜方法は、金属合金材料によって形成された基材の表面に、７０％以上の酸化亜鉛と、酸化亜鉛の割合ｘに対してｙの割合で混晶させた酸化亜鉛とは異なる任意の金属Ｍの酸化物とを混晶させた混晶を薄膜状に成膜した酸化亜鉛系薄膜を形成する。
【００１５】
したがって、結晶性が高く、結晶粒サイズの大きい酸化亜鉛系薄膜を形成することができる。これによって、酸化亜鉛系薄膜中における結晶粒界の数を減らすことができる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の成膜方法において、前記基材は、少なくとも銅および亜鉛を含む金属合金材料によって形成されている。
【００１７】
したがって、少なくとも銅および亜鉛を含む金属合金材料によって形成された基材の表面に酸化亜鉛系薄膜を形成することにより、酸化亜鉛系薄膜中の結晶粒サイズを大きくし、結晶粒界の数をより効果的に減らすことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図１ないし図４を参照して説明する。
【００１９】
図１は、大気圧ＭＯＣＶＤ法により酸化亜鉛系薄膜を形成する本実施の形態の装置の基本構成を概略的に示す説明図である。大気圧ＭＯＣＶＤ法により酸化亜鉛系薄膜（以降、ＺｎＯ系薄膜という）を形成する装置（以降、成膜装置という）１は、基材としての基板２、および、基板２を加熱する基板ヒーター３を内側に保持する石英チューブ４を備えている。
【００２０】
本実施の形態では、基板２として、銅（以降、Ｃｕとする）および亜鉛（以降、Ｚｎとする）を含む金属合金材料であるＣｕ−Ｚｎ合金基板を用いた。本実施例では、Ｚｎを４０％含むＣｕ−Ｚｎ合金基板を用いたが、基板２としてはこれに限るものではなく、少なくともＣｕおよびＺｎを含む金属合金材料であればよい。
【００２１】
基板ヒーター３は、基板２を２８５℃に加熱する。
【００２２】
石英チューブ４の一方の開口部４ａには、石英チューブ４内に原料反応ガスを供給する供給管５の一端が連通されている。本実施の形態では、原料反応ガスとして酸素Ｏ_２を用いた。また、開口部４ａには、一端が、丸底フラスコ６に連通する供給管７の他端が連通されている。丸底フラスコ６内には、アセチルアセトナート亜鉛Ｚｎ（Ｃ_５Ｈ_７Ｏ_２）_２が保持されている。アセチルアセトナート亜鉛Ｚｎ（Ｃ_５Ｈ_７Ｏ_２）_２は、図１中、符号１００で説明する。
【００２３】
丸底フラスコ６には、一端が、別の丸底フラスコ８に連通された供給管９の他端が連通されている。この別の丸底フラスコ８には、丸底フラスコ８内に原料キャリアガス（図１中キャリアガスと記載）を供給する供給管１０が連通されている。本実施の形態では、原料キャリアガスとしてアルゴンＡｒが用いられている。
【００２４】
また、成膜装置１は、丸底フラスコ６内を加熱するブロックヒーター１１を備えている。ブロックヒーター１１は、丸底フラスコ６内に保持されているアセチルアセトナート亜鉛１００が、９０〜１００℃となるように加熱する。
【００２５】
石英チューブ４の他方の開口部４ｂには、一端が冷却器１２に連通する送出管１３の他端が連通されている。公知の技術であるため図示および説明を省略するが、冷却器１２には、入水口１２ａから冷却器１２内を経由して出水口１２ｂから排出されるように、水を還流させるホースが連通されている。
【００２６】
冷却器１２には、三角フラスコ１４に連通する送出管１５が連通されており、送出管１３を経由した石英チューブ４からの加熱排気は、水の還流箇所とは隔絶された冷却路１２ｃおよび三角フラスコ１４を経由して、排気管１６から排気される。
【００２７】
開口部４ａの供給管５と石英チューブ４内との連通位置以外は、ゴム栓等によって密閉されている。開口部４ｂの送出管１３と石英チューブ４内との連通位置以外も、ゴム栓等によって密閉されている。同様に、丸底フラスコ６，８および三角フラスコ１４の開口部６ａ，８ａ，１４ａもゴム栓等によって密閉されている。
【００２８】
以上が、本実施の形態の大気圧ＭＯＣＶＤ法によりＺｎＯ系薄膜を形成する本実施の形態の装置の基本構成を概略的に示す説明図である。
【００２９】
このような成膜装置１を用いて、基板ヒーター３により基板２を加熱し、ブロックヒーター１１によってアセチルアセトナート亜鉛１００を加熱しながら、原料反応ガスＯ_２および原料キャリアガスＡｒを石英チューブ４内に供給することで、基板２上にＺｎＯ系薄膜１７を形成した。このとき、成膜時間を４５分とした。これにより、基板２上には、酸化亜鉛（以降、ＺｎＯ）によって形成されたＺｎＯ系薄膜１７が成膜された。本実施の形態では、ＺｎＯ系薄膜１７および表面にＺｎＯ系薄膜１７が形成（成膜）された基板２によって被膜部材Ｘが実現されている。
【００３０】
本実施の形態では、図１に示すような基本構成を有する成膜装置１によって形成されるＺｎＯ系薄膜１７に加えて、図２に示すような構成を有する成膜装置１’を用いてＺｎＯ系薄膜１７を形成した。
【００３１】
ここで、図２は、図１に示す成膜装置１を基本構成とした成膜装置１’を概略的に示す説明図である。成膜装置１’は、一端が、供給管７から分岐するように連通され、他端が丸底フラスコ２１に連通された分岐供給管２０を備えている。丸底フラスコ２１内には、アセチルアセトナートマグネシウムＭｇ（Ｃ_５Ｈ_７Ｏ_２）_２が保持されている。アセチルアセトナートマグネシウムＭｇ（Ｃ_５Ｈ_７Ｏ_２）_２は、図２中、符号１０１で説明する。
【００３２】
丸底フラスコ２１には、一端が、別の丸底フラスコ２２に連通された供給管２３の他端が連通されている。この別の丸底フラスコ２２には、丸底フラスコ２２内に原料キャリアガス（図２中キャリアガスと記載）を供給する供給管２４が連通されている。本実施の形態では、原料キャリアガスとしてアルゴンＡｒが用いられている。
【００３３】
また、成膜装置１’は、丸底フラスコ２１内を加熱するブロックヒーター２５を備えている。ブロックヒーター２５は、丸底フラスコ６内に保持されているアセチルアセトナートマグネシウム１０１が、９０〜１００℃となるように加熱する。
【００３４】
丸底フラスコ２１，２２の開口部２１ａ，２２ａは、ゴム栓等によって密閉されている。
【００３５】
図２に示す成膜装置１’を用いて、基板ヒーター３により基板２を加熱し、ブロックヒーター１１によってアセチルアセトナート亜鉛１００を加熱するとともに、ブロックヒーター２５によってアセチルアセトナートマグネシウム１０１を加熱しながら、原料反応ガスＯ_２および原料キャリアガスＡｒを石英チューブ４内に供給することで、基板２上にＺｎＯ系薄膜１７を形成した。このとき、成膜時間を４５分とした。
【００３６】
これにより、基板２上には、ＺｎＯとは異なる任意の金属Ｍの酸化物を、ＺｎＯの割合ｘに対して、ｙの割合で混晶させた混晶Ｚｎ_ｘＭ_ｙＯによって形成されたＺｎＯ系薄膜１７が成膜された。
【００３７】
本実施の形態では、任意の金属Ｍとしてマグネシウム（以降、Ｍｇとする）を用いた。このため、混晶Ｚｎ_ｘＭ_ｙＯは、ＺｎＯ中に酸化マグネシウム（以降、ＭｇＯとする）が混晶されたＺｎ_ｘＭｇ_ｙＯとなる。この混晶Ｚｎ_ｘＭｇ_ｙＯは、ＺｎＯの結晶格子中で、一部のＺｎがＭｇに置換された結晶構造を有している。本実施の形態では、ＺｎＯ系薄膜１７および表面にＺｎＯ系薄膜１７が形成（成膜）された基板２によって被膜部材Ｘが実現されている。
【００３８】
なお、本実施の形態では、金属Ｍとして、Ｍｇを用いたが、これに限るものではなく、金属Ｍは金属元素一般であり、Ｍｇの他に、例えば、カドミウム（Ｃｄ）等が好ましい。
【００３９】
次に、上述したように形成したＺｎＯ系薄膜１７の性能について説明する。
【００４０】
図３は、ＺｎＯ系薄膜の室温におけるフォトルミネッセンススペクトルを示している。図３（ａ）が、基板２としてＣｕ−Ｚｎ合金基板を用いて形成したＺｎＯ系薄膜１７、図３（ｂ）が同じ装置を用いて、サファイヤＣ面基板を用いて形成したＺｎＯ系薄膜のスペクトルを示している。
【００４１】
ここで、サファイヤＣ面基板を用いたＺｎＯ系薄膜は、図１に示す成膜装置１を用いて形成した。このとき、丸底フラスコ６内にはアセチルアセトナート亜鉛Ｚｎ（Ｃ_５Ｈ_７Ｏ_２）_２が保持されており、原料反応ガスとして酸素Ｏ_２を用い、原料キャリアガスとしてアルゴンＡｒを用いた。そして、ブロックヒーター１１によって丸底フラスコ６内のアセチルアセトナート亜鉛Ｚｎ（Ｃ_５Ｈ_７Ｏ_２）_２を１１０℃に加熱するとともに、基板ヒーター３により基板２を５００℃に加熱しながら、原料反応ガスＯ_２および原料キャリアガスＡｒの流量をともに１００ｓｃｃｍとして、３０分間成膜を行なった。これにより、サファイヤ基板の表面には約１μｍのＺｎＯ系薄膜が形成された。
【００４２】
図３からも判るように、いずれのＺｎＯ系薄膜も、発光スペクトルの波長ピークが、ＺｎＯ結晶のバンド端発光領域である３７７ｎｍであることが判る。すなわち、いずれのＺｎＯ系薄膜にもＺｎＯ結晶が形成されていることが判る。
【００４３】
図３によれば、基板２としてＣｕ−Ｚｎ合金基板を用いて形成したＺｎＯ系薄膜１７の方が、サファイヤＣ面基板を用いて形成したＺｎＯ系薄膜に対して、約３倍の強度で発光していることが判る。
【００４４】
図４は、ＺｎＯ系薄膜の表面モホロジーを示している。図４（ａ）が、基板２としてＣｕ−Ｚｎ合金基板を用いて形成したＺｎＯ系薄膜１７、図４（ｂ）が同じ装置を用いて、サファイヤＣ面基板を用いて形成したＺｎＯ系薄膜のＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：走査電子顕微鏡）写真を示している。
【００４５】
図４から判るように、サファイヤＣ面基板を用いて形成したＺｎＯ系薄膜では、先端が尖った針状のＺｎＯ結晶が形成されているのに対し、基板２としてＣｕ−Ｚｎ合金基板を用いて形成したＺｎＯ系薄膜１７におけるＺｎＯ結晶は、ほぼ六角柱形状で粒の大きさが揃っており、形状に差が見られることが明らかであることが判る。
【００４６】
また、図４から判るように、サファイヤＣ面基板を用いて形成したＺｎＯ系薄膜では、平均粒径サイズが０．１μｍのＺｎＯ結晶が形成されており、大きいものでも粒径サイズが０．２μｍであるが、これに対し、基板２としてＣｕ−Ｚｎ合金基板を用いて形成したＺｎＯ系薄膜１７におけるＺｎＯ結晶は、粒径サイズが１μｍ近いことが判り、これによっても形状に差が見られることは明らかである。
【００４７】
ところで、本実施の形態では、ＺｎＯを含むＺｎＯ系薄膜１７、および、ＺｎＯとＭｇＯとの混晶Ｚｎ_ｘＭｇ_ｙＯによって形成されたＺｎＯ系薄膜１７について性質を評価した。
【００４８】
次に、ＺｎＯ系薄膜１７中におけるＺｎＯの含有量とＺｎＯ系薄膜１７の性質との関係について以下に説明する。
【００４９】
ここで、表１は、ＺｎＯの含有量を複数段階に調整して、上述と同様にして各種ＺｎＯ系薄膜１７を形成した場合の、ＺｎＯ系薄膜１７中におけるＺｎＯの含有量とＺｎＯ系薄膜１７の性質との関係を示している。表１では、ロッキングカーブ半値幅、結晶性、粒子サイズをＺｎＯ系薄膜１７の性質として評価した。結晶性はロッキングカーブ半値幅に基づいて判定された結果であり、粒子サイズはＺｎＯ系薄膜１７中における最大粒径サイズを示している。表１中、ｙで示す値は、ＺｎＯ系薄膜１７中におけるＭｇＯの組成比を示しており、ＺｎＯ系薄膜１７中におけるＺｎＯの組成比ｘとの関係が、ｘ＋ｙ＝１を満たす値である。本実施の形態では、Ｘ線反射法（ＸＲＤ）測定によってＺｎＯ系薄膜１７の（００２）面（ｃ軸方向）の反射角度位置からベガド則に則って算出した値をｙとして用いている。
【００５０】
なお、このとき、ＣｕとＺｎとが６５：３５の組成比を有する金属合金材料によって形成された基板２を用いた。
【００５１】
【表１】

【００５２】
表１中のロッキングカーブ半値幅とは、Ｘ線回折法によって、ＺｎＯ系薄膜１７を構成する結晶の（００２）面（ｃ軸方向）の回折強度曲線であるロッキングカーブにおけるピーク値の半値となる幅を示している。ロッキングカーブ曲線はガウス分布により近似できることから、この分布の標準偏差σはｃ軸の配向性を定量的に表している。すなわち、ガウス分布におけるσの値が小さい程ｃ軸配向のばらつきが小さく、また、ロッキングカーブ半値幅も小さい程配向性が高くなり、結晶性が高い（結晶性に優れた）薄膜であることが判る。多結晶薄膜の評価に際しては、ロッキングカーブを用いることにより、多結晶薄膜の評価を有効に行なうことができる。表１中では、ロッキングカーブ半値幅の数字が角度（ｄｅｇ）で示されている。
【００５３】
表１によれば、ｘの値が０．３を超えると、配向性が急激に劣化することが判る。同様に、表１によれば、ｘの値が０．３を超えると、ＺｎＯ系薄膜１７中における最大粒径サイズが小さくなることが判る。これは、六方晶系の結晶であるＺｎＯ成分に対して、ＮａＣｌ型の立方晶系の結晶であるＭｇＯが混入することにより、ＺｎＯ系薄膜１７における結晶構造自体が変化し、ＺｎＯ系薄膜１７の結晶性が劣化するためであると推測される。
【００５４】
特に図示しないが、ＺｎＯ系薄膜１７中に混入する金属Ｍを、カドミウムＣｄを始めとする一般的な金属元素とした混晶Ｚｎ_ｘＭ_ｙＯによってＺｎＯ系薄膜を形成した場合も、表１と同様の結果を得ることができる。
【００５５】
このように、基板２の表面に形成されて、７０％以上のＺｎＯと、ＺｎＯの割合ｘに対してｙの割合で混晶させたＺｎＯとは異なる金属Ｍ（但し、Ｍは任意の金属）の酸化物とを混晶させた薄膜状の混晶Ｚｎ_ｘＭ_ｙＯをＺｎＯ系薄膜１７とすることにより、結晶性が高く、結晶粒サイズの大きい酸化亜鉛系薄膜を形成することができる。
【００５６】
これによって、酸化亜鉛系薄膜中における結晶粒界の数を減らして、品質が高く工業生産に適した酸化亜鉛系薄膜を、コストの高い基板を使用することなく形成することができる。
【００５７】
次に、基板２におけるＣｕおよびＺｎの割合と、ＺｎＯ系薄膜１７中の結晶粒サイズと、の関係について以下に説明する。
【００５８】
ここで、表２は、ＣｕおよびＺｎの割合を複数段階に調整した基板２の表面に、ＺｎＯおよび金属Ｍの酸化物の割合を複数段階に調整した各種ＺｎＯ系薄膜を形成した場合の、ＺｎＯ系薄膜１７中のＺｎＯおよび金属Ｍの酸化物の割合と、基板２中のＣｕおよびＺｎの割合と、ＺｎＯ系薄膜１７中の結晶粒サイズとの関係を示している。
【００５９】
【表２】

【００６０】
表２中、“○”印はＺｎＯ系薄膜１７中において最大粒径サイズが１μｍ以上の結晶粒が観察されたＺｎＯ系薄膜１７であることを示し、“×”印はＺｎＯ系薄膜１７中における結晶粒の最大粒径サイズが１μｍ未満のＺｎＯ系薄膜１７であることを示している。また、表２中、“△”は、ＺｎＯ系薄膜１７中において最大粒径サイズが１μｍ以上の結晶粒が観察されたものの、基板２から剥離する等、被膜として判定ができなかったことを示している。
【００６１】
表２によれば、少なくともＣｕおよびＺｎを含む基板２の表面にＺｎＯ系薄膜１７を形成することにより、ＺｎＯ系薄膜１７中の結晶粒サイズをより確実に大きくできることが判る。
【００６２】
これによって、結晶粒界の数をより効果的に減らして、より品質の高いＺｎＯ系薄膜１７を得ることができる。特に、基板２中のＺｎ含有量が多い程、ＺｎＯ系薄膜１７中の結晶粒サイズを大きくすることができることが判る。
【００６３】
これによって、少なくともＣｕおよびＺｎを含む基板２の表面に、ＺｎＯを７０％以上含むＺｎＯ系薄膜１７を形成することにより、ＺｎＯ系薄膜１７中の結晶粒サイズをより確実に大きくし、結晶粒界の数をより効果的に減らして、より品質の高いＺｎＯ系薄膜１７を得ることができる。
【００６４】
なお、本実施の形態では、大気圧ＭＯＣＶＤ法を用いてＺｎＯ系薄膜を形成するようにしたが、これに限るものではなく、例えば、スパッタ蒸着法、真空蒸着法、ＭＢＥ法、ＰＬＤ法、ＰＣＶＤ法等、その他各種気相成長法を用いてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の被膜部材によれば、金属合金材料によって形成された基材と、前記基材の表面に形成されて、７０％以上の酸化亜鉛と、酸化亜鉛の割合ｘに対してｙの割合で混晶させた酸化亜鉛とは異なる任意の金属の酸化物とを混晶させた薄膜状の混晶によって形成された酸化亜鉛系薄膜と、を具備することにより、結晶性が高く、結晶粒サイズの大きい酸化亜鉛系薄膜を得ることができ、酸化亜鉛系薄膜中における結晶粒界の数を減らして、品質が高く工業生産に適した被膜部材を、コストの高い基材（基板）を使用することなく形成することができる。
【００６６】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の被膜部材において、少なくとも銅および亜鉛を含む金属合金材料によって形成された基材の表面に酸化亜鉛系薄膜を形成することにより、酸化亜鉛系薄膜中の結晶粒サイズをより確実に大きくし、結晶粒界の数をより効果的に減らして、より品質の高い酸化亜鉛系薄膜を得ることができる。
【００６７】
請求項３記載の発明の成膜方法によれば、金属合金材料によって形成された基材の表面に、７０％以上の酸化亜鉛と、酸化亜鉛の割合ｘに対してｙの割合で混晶させた酸化亜鉛とは異なる任意の金属Ｍの酸化物とを混晶させた混晶を薄膜状に成膜した酸化亜鉛系薄膜を形成することにより、結晶性が高く、結晶粒サイズの大きい酸化亜鉛系薄膜を得ることができ、酸化亜鉛系薄膜中における結晶粒界の数を減らして、品質が高く工業生産に適した被膜部材を、コストの高い基材（基板）を使用することなく形成することができる。
【００６８】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の成膜方法において、少なくとも銅および亜鉛を含む金属合金材料によって形成された基材の表面に酸化亜鉛系薄膜を形成することにより、酸化亜鉛系薄膜中の結晶粒サイズを大きくし、結晶粒界の数をより効果的に減らして、より品質の高い酸化亜鉛系薄膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の大気圧ＭＯＣＶＤ法により酸化亜鉛系薄膜を形成する本実施の形態の装置の基本構成を概略的に示す説明図である。
【図２】図１に示す成膜装置を基本構成とした成膜装置を概略的に示す説明図である。
【図３】ＺｎＯ系薄膜の室温におけるフォトルミネッセンススペクトルを示しており、（ａ）がＣｕ−Ｚｎ合金基板上に形成したＺｎＯ系薄膜、（ｂ）がサファイヤＣ面基板上に形成したＺｎＯ系薄膜のスペクトルを示している。
【図４】ＺｎＯ系薄膜の表面モホロジーを示しており、（ａ）がＣｕ−Ｚｎ合金基板上に形成したＺｎＯ系薄膜、（ｂ）がサファイヤＣ面基板上に形成したＺｎＯ系薄膜のＳＥＭ写真を示している。
【符号の説明】
２　　　基材
１７　　　酸化亜鉛系薄膜
Ｘ　　　被膜部材

Claims

金属合金材料によって形成された基材と、
前記基材の表面に形成されて、７０％以上の酸化亜鉛と、酸化亜鉛の割合ｘに対してｙの割合で混晶させた酸化亜鉛とは異なる任意の金属の酸化物とを混晶させた薄膜状の混晶によって形成された酸化亜鉛系薄膜と、
を具備する被膜部材。
前記基材は、少なくとも銅および亜鉛を含む金属合金材料によって形成されている請求項１記載の被膜部材。
金属合金材料によって形成された基材の表面に、７０％以上の酸化亜鉛と、酸化亜鉛の割合ｘに対してｙの割合で混晶させた酸化亜鉛とは異なる任意の金属Ｍの酸化物とを混晶させた混晶を薄膜状に成膜した酸化亜鉛系薄膜を形成する成膜方法。
前記基材は、少なくとも銅および亜鉛を含む金属合金材料によって形成されている請求項３記載の成膜方法。