JP2010231972A - 導電体基板、導電体基板の製造方法、デバイス及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板と、前記基板上に設けられ、結晶成長を制御するシード層と、前記シード層上に設けられ、酸化スズ系透明導電体の結晶からなる導電層とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明によれば、基板として非晶質基板を用いることにより、低コスト化が可能となる。
本発明によれば、基板としてガラス基板を用いることにより、低コスト化が可能となる。加えて、ガラス基板上に導電体を形成して用いる製品に対して幅広く適用させることができる。
本発明によれば、シード層がアナターゼTiO2を含むこととしたので、酸化スズ系透明導電体の結晶を(200)軸方向に優先させて成長させることができる。当該(200)軸方向に成長させた結晶を用いる導電体は導電性に優れていることが知られている。本発明では、シード層を用いることにより導電性に優れた結晶を得ることができる。
本発明によれば、アナターゼTiO2にNb及びTaの少なくとも一方がドープされていることにより、(200)軸方向への結晶の優先成長を促進させることができる。
本発明によれば、シード層が結晶構造としてルチル構造を有する物質を含むこととしたので、当該シード層上に形成される酸化スズ系透明導電体の結晶の結晶性を向上させることができる。これにより、低抵抗の導電体を得ることができる。
本発明によれば、ルチル構造を有する物質として、TiO2及びNbO2のうち少なくとも1つを用いることとしたので、低抵抗の導電体を容易に得ることができる。
本発明によれば、シード層形成ステップにおいて、パルスレーザ堆積法及びスパッタリング法のいずれかを用いてシード層を形成することとしたので、シード層を容易に形成することができる。
本発明によれば、基板として非晶質基板を用いることとしたので、低コストで導電体基板を製造することができる。
本発明によれば、シード層形成ステップにおいて、シード層としてアナターゼTiO2を含む層を形成することとしたので、酸化スズ系透明導電体の結晶を(200)軸方向に優先させて成長させることができる。当該(200)軸方向に成長させた結晶を用いる導電体は導電性に優れていることが知られている。本発明では、シード層を用いることにより導電性に優れた結晶を得ることができる。
本発明によれば、シード層形成ステップにおいて、アナターゼTiO2にNb及びTaの少なくとも一方をドープさせることとしたので、(200)軸方向への結晶の優先成長を促進させることができる。
本発明によれば、シード層形成ステップにおいて、シード層として結晶構造がルチル構造である物質を含む層を形成することとしたので、当該シード層上に形成される酸化スズ系透明導電体の結晶の結晶性を向上させることができる。これにより、低抵抗の導電体を得ることができる。
本発明によれば、結晶構造がルチル構造である物質として、TiO2、NbO2及びMgF2のうち少なくとも1つを用いることとしたので、低抵抗の導電体を容易に得ることができる。
本発明によれば、低コストで低抵抗化を実現させた導電体基板を備えることとしたので、電気特性の高いデバイスを低コストで得ることができる。
本発明によれば、電気特性が高く低コストのデバイスを備えることとしたので、良質の電子機器を安価で提供することができる。
図1は導電体基板1の構成を示す断面図である。
同図に示すように、導電体基板1は、基板11、シード層12及び導電層13を有している。
導電体基板1は、基板11上に結晶成長を制御するシード層12を形成するシード層形成ステップと、シード層12上に酸化スズ系透明導電体の結晶を成長させ、導電層13を形成する結晶成長ステップとを経て製造される。
基板11の温度は窓31bを介して、チャンバ31外部に設置された放射温度計37によってモニターされており、常に一定温度となるように制御されている。
チャンバ31の外部には光発振器32が設けられており、該光発振器32により発振されたパルスレーザ光が、照射位置を調節するための反射鏡33、スポット径を制御するためのレンズ34、およびチャンバ31の窓31aを介して、ターゲット39の基板11と対向する表面39aに入射されるようになっている。光発振器32は、上記パルスレーザ光として、例えばパルス周波数が1〜10Hzであり、レーザフルエンス(レーザパワー)が1〜2J/cm2であり、波長が248nmであるKrFエキシマレーザを発振する。発振されたパルスレーザ光は、反射鏡33およびレンズ34により焦点位置がターゲット39近傍となるようにスポット調整され、ターゲット39の表面39aに対して約45°の角度で入射される。
PLD装置30を用いてシード層12を形成するには、まず、基板11をチャンバ31内に設置する。次に、基板表面の不純物を取り除き、原子レベルで平坦な表面を出すため、酸素分圧10−5Torr(1.33×10−3Pa)、基板温度500℃の条件下で前処理アニールを行ってもよい。該前処理アニールは、例えば1時間以上行うことが好ましい。
スパッタリング装置は公知のものを適宜使用できる。例えば反応性DCマグネトロンスパッタリング装置を使用できる。
例えば、上記実施形態においては、アナターゼTiO2を含むシード層12をPLD法によって形成する例を挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば結晶構造がルチル構造の上記各物質についても同様にして形成することができる。
本実施例では、基板11としてガラス基板(コーニング1737無アルカリガラス)を用いた。シード層12としては、ZnO(膜厚30nm)、NbO2(膜厚10nm)、ルチルTiO2(膜厚10nm)、アナターゼTiO2(膜厚10nm)4パターンを作製した。導電層13としては、Taを5%ドープしたSnO2を作製した。導電層13については、PLD法を用いて室温で成膜した。成膜温度は600℃とし、酸素分圧を1.0×10−3Torrとした。レーザの条件については、27.5kV、20mJ、2Hz、1hとした。
同図に示すように、シード層12としてZnOを用いた場合、導電層13であるSnO2の結晶は、(110)軸、(101)軸及び(200)軸にそれぞれ成長していることが認められる。このうち、(200)軸配向が最も強く認められる。電気抵抗率は、ρ=8.40×10−4Ω・cmであった。
同図に示すように、シード層12としてNbO2を用いた場合、導電層13であるSnO2の結晶は、(110)軸及び(101)軸にそれぞれ成長していることが認められる。(200)軸への成長はほとんど認められない。(110)軸配向の結晶及び(101)軸配向の結晶は、共に多結晶ではあるが、電気抵抗率は、ρ=3.94×10−4Ω・cmであった。
同図に示すように、シード層12としてアナターゼTiO2を用いた場合、導電層13であるSnO2の結晶は、(110)軸、(101)軸及び(200)軸にそれぞれ成長していることが認められる。このうち、(200)軸への成長が最も強く認められる。電気抵抗率は、ρ=3.24×10−4Ω・cmと、極めて低い値を示した。
同図に示すように、シード層12としてルチルTiO2を用いた場合、導電層13であるSnO2の結晶は、(110)軸、(101)軸及び(200)軸にそれぞれ成長していることが認められる。このうち、(110)軸への成長が最も強く認められる。電気抵抗率は、ρ=3.46×10−4Ω・cmであった。
Claims (17)
- 基板と、
前記基板上に設けられ、結晶成長を制御するシード層と、
前記シード層上に設けられ、酸化スズ系透明導電体の結晶からなる導電層と
を備えることを特徴とする導電体基板。 - 前記基板は、非晶質基板である
ことを特徴とする請求項1に記載の導電体基板。 - 前記基板は、ガラス基板である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の導電体基板。 - 前記シード層は、アナターゼTiO2を含む
ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の導電体基板。 - 前記アナターゼTiO2は、Nb及びTaの少なくとも一方がドープされている
ことを特徴とする請求項4に記載の導電体基板。 - 前記シード層は、結晶構造としてルチル構造を有する物質を含む
ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の導電体基板。 - 前記物質は、TiO2、NbO2及びMgF2のうち少なくとも1つである
ことを特徴とする請求項6に記載の導電体基板。 - 基板上に結晶成長を制御するシード層を形成するシード層形成ステップと、
前記シード層上に酸化スズ系透明導電体の結晶を成長させる結晶成長ステップと
を含むことを特徴とする導電体基板の製造方法。 - 前記シード層形成ステップは、パルスレーザ堆積法及びスパッタリング法のいずれかを用いて前記シード層を形成する
ことを特徴とする請求項8に記載の導電体基板の製造方法。 - 前記基板として、非晶質基板を用いる
ことを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の導電体基板の製造方法。 - 前記基板として、ガラス基板を用いる
ことを特徴とする請求項8から請求項10のうちいずれか一項に記載の導電体基板の製造方法。 - 前記シード層形成ステップは、前記シード層としてアナターゼTiO2を含む層を形成する
ことを特徴とする請求項8から請求項11のうちいずれか一項に記載の導電体基板の製造方法。 - 前記シード層形成ステップは、前記アナターゼTiO2にNb及びTaの少なくとも一方をドープさせる
ことを特徴とする請求項12に記載の導電体基板の製造方法。 - 前記シード層形成ステップは、前記シード層として結晶構造がルチル構造である物質を含む層を形成する
ことを特徴とする請求項8から請求項11のうちいずれか一項に記載の導電体基板の製造方法。 - 前記物質として、TiO2及びNbO2のうち少なくとも1つを用いる
ことを特徴とする請求項14に記載の導電体基板の製造方法。 - 請求項1から請求項7のうちいずれか一項に記載の導電体基板を備えることを特徴とするデバイス。
- 請求項16に記載のデバイスを備えることを特徴とする電子機器。
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