JP2014514442A - 多元素ドープ酸化亜鉛薄膜、その製作方法及び応用 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図3
Description
全質量に対して0.5%〜10%を占めるGa2O3粉体、全質量に対して0.5%〜5%を占めるAl2O3粉体、全質量に対して0.5%〜1.5%を占めるSiO2粉体及び残部であるZnO粉体を混合し、焼結してターゲット材とする工程と、
前記ターゲット材をマグネトロンスパッタリングチャンバー内に入れ、真空にし、動作圧力を0.2Pa〜5Paに設定し、流量が15sccm〜25sccmである不活性ガスと水素ガスの混合ガスを導入し、スパッタリングパワー40W〜200Wでサブストレートにスパッタリングして多元素ドープ酸化亜鉛薄膜を得る工程と、を含む多元素ドープ酸化亜鉛薄膜の製作方法、それによって製作される薄膜及び応用を提供することによって実現される。
S02:上記ターゲット材をマグネトロンスパッタリングチャンバー内に入れ、真空にし、動作圧力を0.2Pa〜5Paに設定し、流量が15scm〜25sccmである不活性ガスと水素ガスの混合ガスを導入し、スパッタリングパワー40W〜200Wでサブストレート上にスパッタリングして多元素ドープ酸化亜鉛薄膜を得る工程と、を含む本発明の実施例の多元素ドープ酸化亜鉛薄膜の製作方法を示す図1を参照する。
全質量に対して1.5%を占めるGa2O3粉体、全質量に対して2%を占めるAl2O3粉体、全質量に対して1%を占めるSiO2粉体及び全質量に対して95.5%を占めるZnO粉体を均一に混合した後、高温1250℃で焼結してФ50×2mmのセラミクスターゲット材とし、ターゲット材を真空チャンバー内に入れた。その後、前後して絶対エチルアルコールと脱イオン水とを用いて超音波洗浄するとともに、高純窒素ガスで乾燥させた後のPETサブストレートを、真空チャンバーに入れた。ターゲット材とサブストレートとの距離を60mmに設定した。機械ポンプと分子ポンプとを用いてチャンバーを6.0×10−4Paの真空にするとともに、真空チャンバーにアルゴンガスと水素ガスとの混合ガスを導入した。このとき、水素ガスの含有量を3%(モル体積比)、混合ガス流量を20sccm、圧力を1.0Paに調節した。スパッタリングパワー100Wで、薄膜の成長を開始した。スパッタリングによって得られた多元素ドープ酸化亜鉛薄膜は、可視光平均透過率が85%より大きく、比抵抗が9.3×10−4Ω・cmであった。
全質量に対して2.5%を占めるGa2O3粉体、全質量に対して2%を占めるAl2O3粉体、全質量に対して1%を占めるSiO2粉体及び全質量に対して94.5%を占めるZnO粉体を均一に混合した後、高温1250℃で焼結してФ50×2mmのセラミクスターゲット材とし、ターゲット材を真空チャンバー内に入れた。その後、絶対エチルアルコールと脱イオン水とを用いて超音波洗浄するとともに、高純窒素ガスで乾燥させた後のPETサブストレートを、真空チャンバーに入れた。ターゲット材とサブストレートとの距離を60mmに設定した。機械ポンプと分子ポンプとを用いてチャンバーを6.0×10−4Paの真空にするとともに、真空チャンバーにアルゴンガスと水素ガスとの混合ガスを導入した。このとき、水素ガスの含有量を5%(モル体積比)に調節するとともに、混合ガス流量を20sccmに調節し、さらに、圧力を3.0Paに調節した。スパッタリングパワー120Wで、薄膜の成長を開始した。スパッタリングによって得られた多元素ドープ酸化亜鉛薄膜は、可視光平均透過率が78%より大きく、比抵抗が8×10−4Ω・cmであった。
全質量に対して2%を占めるGa2O3粉体、全質量に対して2%を占めるAl2O3粉体、全質量に対して1%を占めるSiO2粉体及び全質量に対して95%を占めるZnO粉体を均一に混合した後、高温1250℃で焼結してФ50×2mmのセラミクスターゲット材を得た。続いて、得たターゲット材を真空チャンバー内に入れた。その後、絶対エチルアルコールと脱イオン水とを用いて超音波洗浄するとともに、高純窒素ガスで乾燥させた後のPETサブストレートを、真空チャンバーに入れた。ターゲット材とサブストレートとの距離を60mmに設定した。機械ポンプと分子ポンプとを用いてチャンバーを6.0×10−4Paの真空にするとともに、真空チャンバーにアルゴンガスと水素ガスとの混合ガスを導入した。このとき、水素ガスの含有量を2%(モル体積比)に調節するとともに、混合ガス流量を20sccmに調節し、さらに、圧力を2.0Paに調節した。スパッタリングパワー100Wで、薄膜の成長を開始した。スパッタリングによって得られた多元素ドープ酸化亜鉛薄膜は、可視光平均透過率が80%より大きく、比抵抗が9.9×10−4Ω・cmであった。
全質量に対して5%を占めるGa2O3粉体、全質量に対して2%を占めるAl2O3粉体、全質量に対して1%を占めるSiO2粉体及び全質量に対して92%を占めるZnO粉体を均一に混合した後、高温1250℃で焼結してФ50×2mmのセラミクスターゲット材を得た。続いて、得たターゲット材を真空チャンバー内に入れた。その後、絶対エチルアルコールと脱イオン水とを用いて超音波洗浄するとともに、高純窒素ガスで乾燥させた後のPETサブストレートを、真空チャンバーに入れた。ターゲット材とサブストレートとの距離を60mmに設定した。機械ポンプと分子ポンプとを用いてチャンバーを6.0×10−4Paの真空にするとともに、真空チャンバーにアルゴンガスと水素ガスとの混合ガスを導入した。このとき、水素ガスの含有量を1%(モル体積比)に調節するとともに、混合ガス流量を20sccmに調節し、さらに、圧力を5.0Paに調節した。スパッタリングパワー90Wで、薄膜の成長を開始した。スパッタリングによって得られた多元素ドープ酸化亜鉛薄膜は、可視光平均透過率が88%より大きく、比抵抗が2.5×10−3Ω・cmであった。
全質量に対して10%を占めるGa2O3粉体、全質量に対して2%を占めるAl2O3粉体、全質量に対して1%を占めるSiO2粉体及び全質量に対して87%を占めるZnO粉体を均一に混合した後、高温1250℃で焼結してФ50×2mmのセラミクスターゲット材を得た。続いて、得たターゲット材を真空チャンバー内に入れた。その後、前後して絶対エチルアルコールと脱イオン水とを用いて超音波洗浄するとともに、高純窒素ガスで乾燥させた後のPETサブストレートを、真空チャンバーに入れた。ターゲット材とサブストレートとの距離を60mmに設定した。機械ポンプと分子ポンプとを用いてチャンバーを6.0×10−4Paの真空にするとともに、真空チャンバーにアルゴンガスと水素ガスとの混合ガスを導入した。このとき、水素ガス含有量を2.5%(モル体積比)に調節するとともに、混合ガス流量を20sccmに調節し、圧力を0.5Paに調節した。スパッタリングパワー80Wで、薄膜の成長を開始した。スパッタリングによって得られた多元素ドープ酸化亜鉛薄膜は、可視光平均透過率が82%より大きく、比抵抗が3.3×10−3Ω・cmであった。
全質量に対して0.5%を占めるGa2O3粉体、全質量に対して0.5%を占めるAl2O3粉体、全質量に対して0.5%を占めるSiO2粉体及び全質量に対して98.5%を占めるZnO粉体を均一に混合した後、高温900℃で焼結してФ50×2mmのセラミクスターゲット材を得た。続いて、得たターゲット材を真空チャンバー内に入れた。その後、前後して絶対エチルアルコールと脱イオン水とを用いて超音波洗浄するとともに、高純窒素ガスで乾燥させた後のPETサブストレートを、真空チャンバーに入れた。ターゲット材とサブストレートとの距離を70mmに設定した。機械ポンプと分子ポンプとを用いてチャンバーを6.0×10−4Paの真空にするとともに、真空チャンバーにアルゴンガスと水素ガスの混合ガスを導入した。このとき、水素ガスの含有量を8%(モル体積比)に調節するとともに、混合ガス流量を15sccmに調節し、さらに、圧力を1.0Paに調節した。スパッタリングパワー40Wで、薄膜の成長を開始した。スパッタリングによって得られた多元素ドープ酸化亜鉛薄膜は、可視光平均透過率が72%より大きく、比抵抗が9.2×10−3Ω・cmであった。
全質量に対して0.5%を占めるGa2O3粉体、全質量に対して5%を占めるAl2O3粉体、全質量に対して1.5%を占めるSiO2粉体及び全質量に対して93%を占めるZnO粉体を均一に混合した後、高温1300℃で焼結してФ60×2mmのセラミクスターゲット材を得た。続いて、得たターゲット材を真空チャンバー内に入れた。その後、前後して絶対エチルアルコールと脱イオン水とを用いて超音波洗浄するとともに、高純窒素ガスで乾燥させた後のPETサブストレートを、真空チャンバーに入れた。ターゲット材とサブストレートとの距離を90mmに設定した。機械ポンプと分子ポンプとを用いてチャンバーを6.0×10−4Paの真空にするとともに、真空チャンバーにアルゴンガスと水素ガスの混合ガスを導入した。このとき、水素ガスの含有量を10%(モル比)に調節するとともに、混合ガス流量を15sccmに調節し、さらに、圧力を1.0Paに調節した。スパッタリングパワー200Wで、薄膜の成長を開始した。スパッタリングによって得られた多元素ドープ酸化亜鉛薄膜は、可視光平均透過率が70%より大きく、比抵抗が8.2×10−3Ω・cmであった。
Claims (10)
- 全質量に対して0.5%〜10%を占めるGa2O3粉体、全質量に対して0.5%〜5%を占めるAl2O3粉体、全質量に対して0.5%〜1.5%を占めるSiO2粉体及び残部であるZnO粉体を混合し、焼結してターゲット材とする工程と、
前記ターゲット材をマグネトロンスパッタリングチャンバー内に入れ、真空にし、動作圧力を0.2Pa〜5Paに設定し、流量が15sccm〜25sccmである不活性ガスと水素ガスの混合ガスを導入し、スパッタリングパワー40W〜200Wでサブストレートにスパッタリングして多元素ドープ酸化亜鉛薄膜を得る工程と、を含むことを特徴とする多元素ドープ酸化亜鉛薄膜の製作方法。 - 前記Ga2O3粉体が全質量に対して2%〜4%を占め、前記Al2O3粉体が全質量に対して0.8%〜1.5%を占め、前記SiO2粉体が全質量に対して0.6%〜1%を占め、残部がZnO粉体であることを特徴とする請求項1に記載の多元素ドープ酸化亜鉛薄膜の製作方法。
- 前記混合ガス流量が18sccm〜22sccmであり、前記チャンバーの動作圧力が0.8Pa〜1.2Paであることを特徴とする請求項1に記載の多元素ドープ酸化亜鉛薄膜の製作方法。
- 前記混合ガスにおける水素ガスのモル体積%含有量が1%〜10%であることを特徴とする請求項1に記載の多元素ドープ酸化亜鉛薄膜の製作方法。
- 前記混合ガスにおける水素ガスのモル体積%含有量が3%〜6%であることを特徴とする請求項1に記載の多元素ドープ酸化亜鉛薄膜の製作方法。
- 前記サブストレートが有機フレキシブルサブストレートであることを特徴とする請求項1に記載の多元素ドープ酸化亜鉛薄膜の製作方法。
- 前記サブストレートの温度が0℃〜100℃に制御されることを特徴とする請求項1に記載の多元素ドープ酸化亜鉛薄膜の製作方法。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の多元素ドープ酸化亜鉛薄膜の製作方法によって製作された多元素ドープ酸化亜鉛薄膜。
- 前記多元素ドープ酸化亜鉛薄膜は、0℃〜120℃で48時間使用された後の抵抗変化率が15%より小さいことを特徴とする請求項8に記載の多元素ドープ酸化亜鉛薄膜。
- 請求項8又は9に記載の多元素ドープ酸化亜鉛薄膜の半導体光電デバイスへの応用。
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