JP2904018B2 - 透明電導膜の製造方法 - Google Patents
透明電導膜の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイ、プ
ラズマディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセン
ス）ディスプレイ、タッチパネル、車両用防曇ガラス用
の透明電極膜、各種光学特性を備えたビルディング用窓
に用いられる光学薄膜などに用いられる透明電導膜をス
パッタリング法により形成する透明電導膜の製造方法に
関する。
ラズマディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセン
ス）ディスプレイ、タッチパネル、車両用防曇ガラス用
の透明電極膜、各種光学特性を備えたビルディング用窓
に用いられる光学薄膜などに用いられる透明電導膜をス
パッタリング法により形成する透明電導膜の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、上述の透明電導膜の成膜方法
として、ゾルゲル塗布法、スプレイ法、気相反応（ＣＶ
Ｄ）法などの化学的成膜方法と、真空蒸着法、スパッタ
リング法などの物理的成膜方法が提案されている。
として、ゾルゲル塗布法、スプレイ法、気相反応（ＣＶ
Ｄ）法などの化学的成膜方法と、真空蒸着法、スパッタ
リング法などの物理的成膜方法が提案されている。
【０００３】しかし、これらの透明電導膜の工業的な製
造には、電気特性、光学特性に優れた透明電導膜が容易
に得られるという理由から、真空蒸着法、スパッタリン
グ法などの物理的成膜方法が主に用いられてきた。特に
近年になって、大面積の基板上へ均一に、しかも比較的
低温の基板にも安定に成膜できるという理由から、スパ
ッタリング法が盛んに用いられるようになった。
造には、電気特性、光学特性に優れた透明電導膜が容易
に得られるという理由から、真空蒸着法、スパッタリン
グ法などの物理的成膜方法が主に用いられてきた。特に
近年になって、大面積の基板上へ均一に、しかも比較的
低温の基板にも安定に成膜できるという理由から、スパ
ッタリング法が盛んに用いられるようになった。
【０００４】スパッタリング法は、アルゴンガスを直流
（ＤＣ）放電や高周波（ＲＦ）放電によってイオン化
し、負にバイアスされた金属や酸化物のターゲットに衝
突させ、飛び出したターゲット物質を基板上に析出させ
る成膜方法である。
（ＤＣ）放電や高周波（ＲＦ）放電によってイオン化
し、負にバイアスされた金属や酸化物のターゲットに衝
突させ、飛び出したターゲット物質を基板上に析出させ
る成膜方法である。
【０００５】例えば、酸化錫膜を成膜する場合、ターゲ
ット材料として、酸化アンチモンを０．１〜１０重量％
含んだ酸化錫や、金属アンチモンを０．１〜１０重量％
含んだ錫合金などが用いられる。
ット材料として、酸化アンチモンを０．１〜１０重量％
含んだ酸化錫や、金属アンチモンを０．１〜１０重量％
含んだ錫合金などが用いられる。
【０００６】例えば、ＩＴＯ膜を成膜する場合、ターゲ
ット材料として、酸化錫を５〜１０重量％含んだ酸化イ
ンジウム（ＩＴＯターゲット）や、金属錫を５〜１０重
量％含んだインジウム−錫合金（ＩＴターゲット）など
が用いられる。
ット材料として、酸化錫を５〜１０重量％含んだ酸化イ
ンジウム（ＩＴＯターゲット）や、金属錫を５〜１０重
量％含んだインジウム−錫合金（ＩＴターゲット）など
が用いられる。
【０００７】例えば、酸化亜鉛膜を成膜する場合、ター
ゲット材料として、酸化アルミニウムを０．１〜１０重
量％含んだ酸化亜鉛、酸化ガリウムを０．１〜１５重量
％含んだ酸化亜鉛、金属アルミニウムを０．１〜１０重
量％含んだ亜鉛合金、あるいは金属ガリウムを０．１〜
１５重量％含んだ亜鉛合金などが用いられる。
ゲット材料として、酸化アルミニウムを０．１〜１０重
量％含んだ酸化亜鉛、酸化ガリウムを０．１〜１５重量
％含んだ酸化亜鉛、金属アルミニウムを０．１〜１０重
量％含んだ亜鉛合金、あるいは金属ガリウムを０．１〜
１５重量％含んだ亜鉛合金などが用いられる。
【０００８】スパッタリングガスとしては、必要に応じ
て酸素を添加したアルゴンなどの不活性ガスが用いられ
る。
て酸素を添加したアルゴンなどの不活性ガスが用いられ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のスパッ
タリング法で透明電導膜を製造する場合、ターゲット材
料として、酸化物ターゲット、金属ターゲットのいずれ
を用いても、連続スパッタリング中に、該ターゲット材
料に比較し、著しくスパッタリング率の小さい、低級酸
化物と思われる、黒色の微小突起物（ノジュールと称す
る）がターゲット表面に発生し、透明電導膜の成膜速度
が徐々に低下すると同時に異常放電（アーキング）が多
発し、アーキングによって飛散したターゲット物質が基
板上へ付着し、透明電導膜の欠陥となるなどの問題があ
った。
タリング法で透明電導膜を製造する場合、ターゲット材
料として、酸化物ターゲット、金属ターゲットのいずれ
を用いても、連続スパッタリング中に、該ターゲット材
料に比較し、著しくスパッタリング率の小さい、低級酸
化物と思われる、黒色の微小突起物（ノジュールと称す
る）がターゲット表面に発生し、透明電導膜の成膜速度
が徐々に低下すると同時に異常放電（アーキング）が多
発し、アーキングによって飛散したターゲット物質が基
板上へ付着し、透明電導膜の欠陥となるなどの問題があ
った。
【００１０】例えば、６ｍｍ厚程度の酸化錫ターゲット
を用いて長時間連続のスパッタリングを行うと、ターゲ
ット使用終了直前で、酸化錫の成膜速度は、初期の６０
〜７０％程度まで低下すると同時に異常放電の発生頻度
が急激に増加する。
を用いて長時間連続のスパッタリングを行うと、ターゲ
ット使用終了直前で、酸化錫の成膜速度は、初期の６０
〜７０％程度まで低下すると同時に異常放電の発生頻度
が急激に増加する。
【００１１】したがって、工業的な量産プロセスにおい
ては、成膜速度の低下につれて、スパッタリング電力を
徐々に増加させたり、成膜時間を徐々に伸ばすことによ
って、経験的に対処しているのが現状である。特に、異
常放電発生や成膜速度の低下が著しい場合には、装置を
いったん大気開放し、機械的にノジュールを削り落とし
ているのが現状である。
ては、成膜速度の低下につれて、スパッタリング電力を
徐々に増加させたり、成膜時間を徐々に伸ばすことによ
って、経験的に対処しているのが現状である。特に、異
常放電発生や成膜速度の低下が著しい場合には、装置を
いったん大気開放し、機械的にノジュールを削り落とし
ているのが現状である。
【００１２】また、大電力密度のスパッタリングにより
ノジュールの発生を抑制できることが従来より知られて
いたが、電力密度を上げることは、異常放電が発生しや
すく、いったん発生すると大きなダメージになりやす
い。
ノジュールの発生を抑制できることが従来より知られて
いたが、電力密度を上げることは、異常放電が発生しや
すく、いったん発生すると大きなダメージになりやす
い。
【００１３】特に透明電導膜を形成し得る前述のターゲ
ットでは、ターゲットの冷却不足によりターゲットが割
れやすい。また、スパッタリング速度も高速になりやす
いことから透明電導膜の膜特性も低下するなどの欠点が
あった。
ットでは、ターゲットの冷却不足によりターゲットが割
れやすい。また、スパッタリング速度も高速になりやす
いことから透明電導膜の膜特性も低下するなどの欠点が
あった。
【００１４】さらに、上記の問題点を解決するために、
特開平４−２９３７６７号公報に見られるような窒素あ
るいは窒素成分を持つガスを用いたプラズマにより、上
記ノジュールのクリーニング除去を行う方法も提案され
ている。この方法は、装置を大気開放せずにクリーニン
グを行えるという長所があるが、透明電導膜の成膜工程
を停止して上記クリーニングを行わなければならないこ
と、さらにノジュールの発生が著しい場合には、長時間
のクリーニングを行っても上記ノジュールを除去できな
いなどの欠点もあった。
特開平４−２９３７６７号公報に見られるような窒素あ
るいは窒素成分を持つガスを用いたプラズマにより、上
記ノジュールのクリーニング除去を行う方法も提案され
ている。この方法は、装置を大気開放せずにクリーニン
グを行えるという長所があるが、透明電導膜の成膜工程
を停止して上記クリーニングを行わなければならないこ
と、さらにノジュールの発生が著しい場合には、長時間
のクリーニングを行っても上記ノジュールを除去できな
いなどの欠点もあった。
【００１５】本発明は、プラズマによるクリーニングや
大気開放下での機械的なクリーニング工程を必要とせ
ず、ノジュールの発生、異常放電の発生、および成膜速
度の低下などの上記に示される従来の問題点を解消した
生産性に優れた透明電導膜の製造方法の提供を目的とす
る。
大気開放下での機械的なクリーニング工程を必要とせ
ず、ノジュールの発生、異常放電の発生、および成膜速
度の低下などの上記に示される従来の問題点を解消した
生産性に優れた透明電導膜の製造方法の提供を目的とす
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明電導膜を
形成し得るスパッタリングターゲットを用いて、スパッ
タリング法により酸化物を主成分とする透明電導膜を製
造する方法において、該ターゲットに間欠的な電力が周
期的に供給され、前記間欠的な電力の単位周期における
電圧波形は、負の電圧の印加時間が１０μｓ〜１０ｍｓ
の範囲であり、かつ、無印加時間と正の電圧の印加時間
との総和が１０μｓ〜１００ｍｓの範囲であることを特
徴とする透明電導膜の製造方法を提供する。
形成し得るスパッタリングターゲットを用いて、スパッ
タリング法により酸化物を主成分とする透明電導膜を製
造する方法において、該ターゲットに間欠的な電力が周
期的に供給され、前記間欠的な電力の単位周期における
電圧波形は、負の電圧の印加時間が１０μｓ〜１０ｍｓ
の範囲であり、かつ、無印加時間と正の電圧の印加時間
との総和が１０μｓ〜１００ｍｓの範囲であることを特
徴とする透明電導膜の製造方法を提供する。
【００１７】前記スパッタリングターゲットとしては、
錫または酸化錫を主成分とするスパッタリングターゲッ
ト、インジウムまたは酸化インジウムを主成分とするス
パッタリングターゲット、または、亜鉛または酸化亜鉛
を主成分とするスパッタリングターゲットなどを挙げら
れる。
錫または酸化錫を主成分とするスパッタリングターゲッ
ト、インジウムまたは酸化インジウムを主成分とするス
パッタリングターゲット、または、亜鉛または酸化亜鉛
を主成分とするスパッタリングターゲットなどを挙げら
れる。
【００１８】前記スパッタリングターゲットが、錫また
は酸化錫を主成分とするスパッタリングターゲットの場
合には、金属アンチモンまたはアンチモンの化合物を含
有すると導電性が上がるため好ましい。金属アンチモン
またはアンチモンの化合物の含有量は０．１〜１０重量
％が好ましい。
は酸化錫を主成分とするスパッタリングターゲットの場
合には、金属アンチモンまたはアンチモンの化合物を含
有すると導電性が上がるため好ましい。金属アンチモン
またはアンチモンの化合物の含有量は０．１〜１０重量
％が好ましい。
【００１９】前記スパッタリングターゲットが、インジ
ウムまたは酸化インジウムを主成分とするスパッタリン
グターゲットの場合には、金属錫または錫の化合物を含
有すると導電性が上がるため好ましい。金属錫または錫
の化合物の含有量は５〜１０重量％が好ましい。
ウムまたは酸化インジウムを主成分とするスパッタリン
グターゲットの場合には、金属錫または錫の化合物を含
有すると導電性が上がるため好ましい。金属錫または錫
の化合物の含有量は５〜１０重量％が好ましい。
【００２０】前記スパッタリングターゲットが、亜鉛ま
たは酸化亜鉛を主成分とするスパッタリングターゲット
の場合には、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ホ
ウ素およびケイ素からなる群から選ばれる少なくとも１
種の金属の単体または化合物を含有すると導電性が上が
るため好ましい。アルミニウム、ガリウム、インジウ
ム、ホウ素およびケイ素からなる群から選ばれる少なく
とも１種の金属の単体または化合物の含有量は０．１〜
１５重量％が好ましく、特に、酸化アルミニウムを０．
１〜１０重量％、あるいは、酸化ガリウムを０．１〜１
５重量％含有するものが好ましい。
たは酸化亜鉛を主成分とするスパッタリングターゲット
の場合には、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ホ
ウ素およびケイ素からなる群から選ばれる少なくとも１
種の金属の単体または化合物を含有すると導電性が上が
るため好ましい。アルミニウム、ガリウム、インジウ
ム、ホウ素およびケイ素からなる群から選ばれる少なく
とも１種の金属の単体または化合物の含有量は０．１〜
１５重量％が好ましく、特に、酸化アルミニウムを０．
１〜１０重量％、あるいは、酸化ガリウムを０．１〜１
５重量％含有するものが好ましい。
【００２１】図１は、本発明に係るスパッタリング装置
の一例の概略断面図である。１はスパッタリングターゲ
ット、２は薄膜が形成される基体、３はスパッタリング
電源、４はマグネトロンスパッタリング用マグネット、
５は基体加熱用ヒーター、６はスパッタリングガス導入
口、７は間欠的な電力を供給する制御手段である。
の一例の概略断面図である。１はスパッタリングターゲ
ット、２は薄膜が形成される基体、３はスパッタリング
電源、４はマグネトロンスパッタリング用マグネット、
５は基体加熱用ヒーター、６はスパッタリングガス導入
口、７は間欠的な電力を供給する制御手段である。
【００２２】本発明に用いられるスパッタリング電源と
しては、間欠的な電力が供給できるものであれば特に限
定されない。図２に示すような、負の印加時間ａ1 が１
０μｓ〜１０ｍｓの範囲であり、かつ、無印加時間ｂ1
が１０μｓ〜１００ｍｓの範囲である電圧波形を供給で
きるものや、図３に示すような、負の印加時間ａ2 が１
０μｓ〜１０ｍｓの範囲であり、かつ、正の印加時間ｂ
2 が１０μｓ〜１００ｍｓの範囲である電圧波形を供給
できるものや、あるいは、図４に示すような、負の印加
時間ａ3 が１０μｓ〜１０ｍｓの範囲であり、かつ、正
の印加時間ｂ3および無印加時間ｂ4 の合計が１０μｓ
〜１００ｍｓの範囲である電圧波形を供給できるものが
挙げられる。
しては、間欠的な電力が供給できるものであれば特に限
定されない。図２に示すような、負の印加時間ａ1 が１
０μｓ〜１０ｍｓの範囲であり、かつ、無印加時間ｂ1
が１０μｓ〜１００ｍｓの範囲である電圧波形を供給で
きるものや、図３に示すような、負の印加時間ａ2 が１
０μｓ〜１０ｍｓの範囲であり、かつ、正の印加時間ｂ
2 が１０μｓ〜１００ｍｓの範囲である電圧波形を供給
できるものや、あるいは、図４に示すような、負の印加
時間ａ3 が１０μｓ〜１０ｍｓの範囲であり、かつ、正
の印加時間ｂ3および無印加時間ｂ4 の合計が１０μｓ
〜１００ｍｓの範囲である電圧波形を供給できるものが
挙げられる。
【００２３】また、負の印加電圧の値（−ＶN ）の設定
は、本発明の目的であるノジュール発生抑制のために重
要である。数５に示されるように、負の電圧が印加され
ている時間内の電力の平均値（以下、電力の平均値とい
う）ＷA が一周期の時間内の電力の平均値（以下、電力
の実効値という）Ｗの２〜１０倍になるように負の印加
電圧（−ＶN ）を調整することによって、より好ましい
効果が得られる。
は、本発明の目的であるノジュール発生抑制のために重
要である。数５に示されるように、負の電圧が印加され
ている時間内の電力の平均値（以下、電力の平均値とい
う）ＷA が一周期の時間内の電力の平均値（以下、電力
の実効値という）Ｗの２〜１０倍になるように負の印加
電圧（−ＶN ）を調整することによって、より好ましい
効果が得られる。
【００２４】電力の実効値Ｗは数１のようになる。Ｔは
一周期の時間を表す。これを図２のような波形の場合に
あてはめると、数２のようになる。
一周期の時間を表す。これを図２のような波形の場合に
あてはめると、数２のようになる。
【００２５】一方、実際スパッタリングが起こっている
（負の電圧が印加されている）時間（図２においてはａ
1 ）内での電力の平均値ＷA は、数３のようになる。さ
らに図２においては、時間ａ1 内の電圧Ｖ（ｔ）＝（−
ＶN ）であるのでこれを代入すると数４のようになる。
（負の電圧が印加されている）時間（図２においてはａ
1 ）内での電力の平均値ＷA は、数３のようになる。さ
らに図２においては、時間ａ1 内の電圧Ｖ（ｔ）＝（−
ＶN ）であるのでこれを代入すると数４のようになる。
【００２６】ノジュールを有効に除去するためには、数
５に示されるように、電力の平均値ＷA が電力の実効値
Ｗの２〜１０倍になるようにすることが好ましく、これ
を図２のような波形の場合にあてはめると、数６のよう
になるので、数６を満足するように（−ＶN ）、ａ1
（１０μｓ≦ａ1 ≦１０ｍｓ）、ｂ1 （１０μｓ≦ｂ1
≦１００ｍｓ）を調整すればよい。
５に示されるように、電力の平均値ＷA が電力の実効値
Ｗの２〜１０倍になるようにすることが好ましく、これ
を図２のような波形の場合にあてはめると、数６のよう
になるので、数６を満足するように（−ＶN ）、ａ1
（１０μｓ≦ａ1 ≦１０ｍｓ）、ｂ1 （１０μｓ≦ｂ1
≦１００ｍｓ）を調整すればよい。
【００２７】特に、間欠的な電力の電力密度の平均値ω
A （数７）が、２．５Ｗ／ｃｍ2 〜３０Ｗ／ｃｍ2 の範
囲において良好な結果が得られる。
A （数７）が、２．５Ｗ／ｃｍ2 〜３０Ｗ／ｃｍ2 の範
囲において良好な結果が得られる。
【００２８】この場合、図２に示されるように正確な矩
形波である必要はなく、ターゲットの大きさ、状態、あ
るいは個々の装置によって、（−ＶN ）、ａ1 、ｂ1 を
最適化すればよい。
形波である必要はなく、ターゲットの大きさ、状態、あ
るいは個々の装置によって、（−ＶN ）、ａ1 、ｂ1 を
最適化すればよい。
【００２９】なお、図３および図４のような正の電圧の
印加がある場合には、正の電圧の印加はスパッタリング
には有効に働かないために、数１〜７の計算において
は、ＶP ＝０として考える。
印加がある場合には、正の電圧の印加はスパッタリング
には有効に働かないために、数１〜７の計算において
は、ＶP ＝０として考える。
【００３０】該透明電導膜の成膜速度は、間欠的に供給
されるスパッタリング電力の実効値Ｗにより、容易に制
御できる。例えば、従来のＤＣスパッタリング法で得ら
れる所望の成膜速度を本発明の方法で得ようとする場合
には、間欠的に供給される電力の実効値ＷをＤＣ電力値
と同じに合わせれば、所望の成膜速度が得られる。
されるスパッタリング電力の実効値Ｗにより、容易に制
御できる。例えば、従来のＤＣスパッタリング法で得ら
れる所望の成膜速度を本発明の方法で得ようとする場合
には、間欠的に供給される電力の実効値ＷをＤＣ電力値
と同じに合わせれば、所望の成膜速度が得られる。
【００３１】すなわち、従来のＤＣスパッタリング法に
よる成膜速度／ＤＣ電力＝本発明による成膜速度／電力
実効値Ｗとなる等式がほぼ成り立つ。
よる成膜速度／ＤＣ電力＝本発明による成膜速度／電力
実効値Ｗとなる等式がほぼ成り立つ。
【００３２】本発明に使用される電源としては、間欠的
な電力を供給できるものであれば、特に制限はなく、ま
た、スパッタリングカソード、スパッタリングマグネッ
トなどの他の構成については、特に制限はなく、通常の
スパッタリング装置が使用可能である。
な電力を供給できるものであれば、特に制限はなく、ま
た、スパッタリングカソード、スパッタリングマグネッ
トなどの他の構成については、特に制限はなく、通常の
スパッタリング装置が使用可能である。
【００３３】
【数１】
【００３４】
【数２】
【００３５】
【数３】
【００３６】
【数４】
【００３７】
【数５】
【００３８】
【数６】
【００３９】
【数７】
【００４０】
【作用】本発明は、間欠的なスパッタリング電力の供給
により、成膜工程を停止させることなくターゲット表面
上のノジュールの発生を抑制できるという優れた特徴を
有する。すなわち、１０μｓ以上のスパッタリング電力
の供給の停止、あるいは正の電圧の印加により、異常放
電の原因となる、ターゲット表面上に蓄積された電荷を
消滅させるという優れた作用を有する。
により、成膜工程を停止させることなくターゲット表面
上のノジュールの発生を抑制できるという優れた特徴を
有する。すなわち、１０μｓ以上のスパッタリング電力
の供給の停止、あるいは正の電圧の印加により、異常放
電の原因となる、ターゲット表面上に蓄積された電荷を
消滅させるという優れた作用を有する。
【００４１】しかし、１００ｍｓ超のスパッタリング電
力の供給の停止、あるいは正の電圧印加は、スパッタリ
ング速度の低下を招くだけでなく、基板が所定の搬送速
度でターゲットの前を通過するインライン式装置の場合
には、基板の進行方向に膜厚むらや膜質むらが生じやす
いなどの理由で好ましくない。
力の供給の停止、あるいは正の電圧印加は、スパッタリ
ング速度の低下を招くだけでなく、基板が所定の搬送速
度でターゲットの前を通過するインライン式装置の場合
には、基板の進行方向に膜厚むらや膜質むらが生じやす
いなどの理由で好ましくない。
【００４２】したがって、本発明の効果を十分に発揮さ
せるため、スパッタリング電力の電圧波形は、無印加時
間と正の電圧印加時間との総和が１０μｓ〜１００ｍｓ
の範囲にある。
せるため、スパッタリング電力の電圧波形は、無印加時
間と正の電圧印加時間との総和が１０μｓ〜１００ｍｓ
の範囲にある。
【００４３】また、本発明のように、スパッタリング電
力を間欠的に供給することにより、ターゲットに供給さ
れる電力の平均値ＷA は、ＤＣスパッタリング電力値の
数倍程度にできる。
力を間欠的に供給することにより、ターゲットに供給さ
れる電力の平均値ＷA は、ＤＣスパッタリング電力値の
数倍程度にできる。
【００４４】例えば、スパッタリング電力供給時間と停
止時間との比を１：１とすれば電力の平均値ＷA はＤＣ
スパッタリング電力値の２倍程度となり、１：４とすれ
ば電力の平均値ＷA は５倍程度となる。このことは、ノ
ジュール発生抑制の重要な効果となる。
止時間との比を１：１とすれば電力の平均値ＷA はＤＣ
スパッタリング電力値の２倍程度となり、１：４とすれ
ば電力の平均値ＷA は５倍程度となる。このことは、ノ
ジュール発生抑制の重要な効果となる。
【００４５】すなわち、瞬間的に大電力密度によるスパ
ッタリングが行われ、ノジュール発生の核、あるいはノ
ジュールそのものもスパッタリングにより除去してしま
うという優れた作用を有する。該作用を効果的にもたら
すためには、ノジュール発生抑制に必要な大電力密度を
瞬間的に供給する必要があるために、ターゲットに印加
される電圧波形として、負の印加時間が１０μｓ〜１０
ｍｓの範囲にある。
ッタリングが行われ、ノジュール発生の核、あるいはノ
ジュールそのものもスパッタリングにより除去してしま
うという優れた作用を有する。該作用を効果的にもたら
すためには、ノジュール発生抑制に必要な大電力密度を
瞬間的に供給する必要があるために、ターゲットに印加
される電圧波形として、負の印加時間が１０μｓ〜１０
ｍｓの範囲にある。
【００４６】さらに、負の印加電圧の値の設定は、供給
される電力の平均値が電力実効値の２〜１０倍になるよ
うに設定することが好ましい。これは、２倍未満である
とスパッタリング電力密度が小さくノジュールをスパッ
タリングにより消滅させるためには不十分であり、１０
倍超であると異常放電が多発するためである。
される電力の平均値が電力実効値の２〜１０倍になるよ
うに設定することが好ましい。これは、２倍未満である
とスパッタリング電力密度が小さくノジュールをスパッ
タリングにより消滅させるためには不十分であり、１０
倍超であると異常放電が多発するためである。
【００４７】特に、間欠的な電力の電力密度の平均値ω
A が、２．５Ｗ／ｃｍ2 〜３０Ｗ／ｃｍ2 の範囲におい
て良好な結果が得られる。
A が、２．５Ｗ／ｃｍ2 〜３０Ｗ／ｃｍ2 の範囲におい
て良好な結果が得られる。
【００４８】さらに、本発明のスパッタリング電力の供
給の停止、あるいは正の電圧の印加による異常放電の抑
制効果により、通常のＤＣスパッタリングに比較し、高
いスパッタリング実効電力値まで異常放電が抑制でき、
より高速のスパッタリングを実現できるという作用を有
する。
給の停止、あるいは正の電圧の印加による異常放電の抑
制効果により、通常のＤＣスパッタリングに比較し、高
いスパッタリング実効電力値まで異常放電が抑制でき、
より高速のスパッタリングを実現できるという作用を有
する。
【００４９】また、本発明のスパッタリング速度は、間
欠的に供給される電力の実効値Ｗで容易に制御できると
いう作用も有する。例えば、従来のＤＣスパッタリング
のスパッタリング速度と同等の速度を得るためには、本
発明における間欠的に供給される電力の実効値Ｗをその
ＤＣ電力値に合わせればよい。
欠的に供給される電力の実効値Ｗで容易に制御できると
いう作用も有する。例えば、従来のＤＣスパッタリング
のスパッタリング速度と同等の速度を得るためには、本
発明における間欠的に供給される電力の実効値Ｗをその
ＤＣ電力値に合わせればよい。
【００５０】
［実施例１］図１に示すような通常のマグネトロンスパ
ッタリング装置を用いて、酸化アンチモンを５重量％含
んだ酸化錫のターゲット１に、図２に示すような、ａ1
を１００μｓ、ｂ1 を４００μｓとした電圧の波形を有
する間欠的な電力を供給した。基体２としては、あらか
じめ３００℃に加熱したノンアルカリガラスを使用し
た。
ッタリング装置を用いて、酸化アンチモンを５重量％含
んだ酸化錫のターゲット１に、図２に示すような、ａ1
を１００μｓ、ｂ1 を４００μｓとした電圧の波形を有
する間欠的な電力を供給した。基体２としては、あらか
じめ３００℃に加熱したノンアルカリガラスを使用し
た。
【００５１】まず、成膜室内を１×１０-5Ｔｏｒｒ以下
に排気した後、酸素ガスを１体積％含んだアルゴンガス
をガス圧が３×１０-3Ｔｏｒｒになるように導入し、ス
パッタリング電力は、実効値で１．１ｋＷになるように
設定し、２３時間連続スパッタリング後のノジュールの
発生状況、異常放電の発生頻度と酸化錫膜の特性を調査
した。その結果を表１に示す。
に排気した後、酸素ガスを１体積％含んだアルゴンガス
をガス圧が３×１０-3Ｔｏｒｒになるように導入し、ス
パッタリング電力は、実効値で１．１ｋＷになるように
設定し、２３時間連続スパッタリング後のノジュールの
発生状況、異常放電の発生頻度と酸化錫膜の特性を調査
した。その結果を表１に示す。
【００５２】［実施例２］酸化アンチモンを５重量％含
んだ酸化錫のターゲット１に、図４に示すような、ａ3
を１００μｓ、負の印加電圧ＶN の１０％程度の正の印
加電圧ＶP を印加する時間ｂ3 を１０μｓ、さらにｂ4
を３９０μｓとした電圧の波形を有する間欠的な電力を
供給した他は実施例１と同様に設定し、２３時間連続ス
パッタリング後のノジュールの発生状況などを実施例と
同様に調査した。その結果を表１に示す。
んだ酸化錫のターゲット１に、図４に示すような、ａ3
を１００μｓ、負の印加電圧ＶN の１０％程度の正の印
加電圧ＶP を印加する時間ｂ3 を１０μｓ、さらにｂ4
を３９０μｓとした電圧の波形を有する間欠的な電力を
供給した他は実施例１と同様に設定し、２３時間連続ス
パッタリング後のノジュールの発生状況などを実施例と
同様に調査した。その結果を表１に示す。
【００５３】［比較例１］酸化アンチモンを５重量％含
んだ酸化錫のターゲット１に直流の電圧を印加した他は
実施例１と同様に設定し、２３時間連続スパッタリング
後のノジュールの発生状況などを実施例と同様に調査し
た。その結果を表１に示す。
んだ酸化錫のターゲット１に直流の電圧を印加した他は
実施例１と同様に設定し、２３時間連続スパッタリング
後のノジュールの発生状況などを実施例と同様に調査し
た。その結果を表１に示す。
【００５４】［実施例３〜４および比較例２］酸化アン
チモンを５重量％含んだ酸化錫のターゲットに代えて酸
化錫を１０重量％含んだ酸化インジウムのターゲットを
用いた他は実施例１〜２および比較例１のそれぞれの条
件と同様にして実施例３〜４および比較例２を行い、同
様に調査した。その結果を表２に示す。
チモンを５重量％含んだ酸化錫のターゲットに代えて酸
化錫を１０重量％含んだ酸化インジウムのターゲットを
用いた他は実施例１〜２および比較例１のそれぞれの条
件と同様にして実施例３〜４および比較例２を行い、同
様に調査した。その結果を表２に示す。
【００５５】［実施例５〜６および比較例３］酸化アン
チモンを５重量％含んだ酸化錫のターゲットに代えて酸
化ガリウムを５重量％含んだ酸化亜鉛のターゲットを用
いた他は実施例１〜２および比較例１のそれぞれの条件
と同様にして実施例５〜６および比較例３を行い、同様
に調査した。その結果を表３に示す。
チモンを５重量％含んだ酸化錫のターゲットに代えて酸
化ガリウムを５重量％含んだ酸化亜鉛のターゲットを用
いた他は実施例１〜２および比較例１のそれぞれの条件
と同様にして実施例５〜６および比較例３を行い、同様
に調査した。その結果を表３に示す。
【００５６】図２に示すような電圧の波形を有する間欠
的な電力を供給した実施例１、実施例３および実施例５
では、２３時間連続スパッタリング後（６ｍｍ厚のター
ゲットの掘りきり）においても、ノジュールの発生もご
く微少で、スパッタリング速度の低下もほとんど見られ
ない。さらに異常放電の発生頻度も比較例１、２および
３のそれぞれに示される通常のスパッタリング法に比較
し、５分の１程度に低減する。
的な電力を供給した実施例１、実施例３および実施例５
では、２３時間連続スパッタリング後（６ｍｍ厚のター
ゲットの掘りきり）においても、ノジュールの発生もご
く微少で、スパッタリング速度の低下もほとんど見られ
ない。さらに異常放電の発生頻度も比較例１、２および
３のそれぞれに示される通常のスパッタリング法に比較
し、５分の１程度に低減する。
【００５７】また、実施例１、実施例３および実施例５
で得られた各透明電導膜の比抵抗は通常のスパッタリン
グサンプルと同程度であった。
で得られた各透明電導膜の比抵抗は通常のスパッタリン
グサンプルと同程度であった。
【００５８】図４に示すような電圧の波形を有する間欠
的な電力を供給した実施例２、実施例４および実施例６
では、２３時間連続スパッタリング後（６ｍｍ厚のター
ゲットの掘りきり）においても、ノジュールの発生もご
く微少で、スパッタリング速度の低下もほとんど見られ
ない。異常放電の発生頻度は、図２に示すような電圧の
波形を有する間欠的な電力を供給した各実施例に比較し
て、３分の１に低減する。
的な電力を供給した実施例２、実施例４および実施例６
では、２３時間連続スパッタリング後（６ｍｍ厚のター
ゲットの掘りきり）においても、ノジュールの発生もご
く微少で、スパッタリング速度の低下もほとんど見られ
ない。異常放電の発生頻度は、図２に示すような電圧の
波形を有する間欠的な電力を供給した各実施例に比較し
て、３分の１に低減する。
【００５９】また、実施例２、実施例４および実施例６
で得られた各透明電導膜の比抵抗は通常のスパッタリン
グサンプルと同程度であった。
で得られた各透明電導膜の比抵抗は通常のスパッタリン
グサンプルと同程度であった。
【００６０】比較例１、２および３では、２３時間連続
スパッタリング後（６ｍｍ厚のターゲットの掘りきり）
においては、スパッタリング電力が集中するターゲット
のエロージョン中心を除いたエロージョン領域一面に黒
色のノジュールが多量に発生しており、異常放電の発生
頻度は毎分１５回以上と非常に高い。スパッタリング速
度は約４０％程度も低下する。
スパッタリング後（６ｍｍ厚のターゲットの掘りきり）
においては、スパッタリング電力が集中するターゲット
のエロージョン中心を除いたエロージョン領域一面に黒
色のノジュールが多量に発生しており、異常放電の発生
頻度は毎分１５回以上と非常に高い。スパッタリング速
度は約４０％程度も低下する。
【００６１】このとき、比較例１、２および３で得られ
る各透明電導膜の初期の比抵抗は、２３時間後には、ス
パッタリング速度の低下のために悪化する。また、この
とき生成されるノジュールは非常に強固で機械的な研磨
クリーニングが必要であった。
る各透明電導膜の初期の比抵抗は、２３時間後には、ス
パッタリング速度の低下のために悪化する。また、この
とき生成されるノジュールは非常に強固で機械的な研磨
クリーニングが必要であった。
【００６２】
【表１】
【００６３】
【表２】
【００６４】
【表３】
【００６５】
【発明の効果】本発明は、生産性低下の要因となるよう
な成膜工程の停止手段によらず、透明電導膜を形成する
と同時に、スパッタリング速度低下などの原因となるタ
ーゲット表面上での低級酸化物ノジュールの発生を抑制
できる。同時にまた、透明電導膜の欠陥の原因となる異
常放電を抑制できる。
な成膜工程の停止手段によらず、透明電導膜を形成する
と同時に、スパッタリング速度低下などの原因となるタ
ーゲット表面上での低級酸化物ノジュールの発生を抑制
できる。同時にまた、透明電導膜の欠陥の原因となる異
常放電を抑制できる。
【００６６】上記の異常放電抑制効果により、従来のＤ
Ｃスパッタリング法に比べ、大電力が投入可能となり、
高い成膜速度が得られる。さらに、本発明によれば、Ｄ
Ｃスパッタリング用電源に使用されている異常放電防止
回路を付加しなくとも、簡単に異常放電が抑制できる。
Ｃスパッタリング法に比べ、大電力が投入可能となり、
高い成膜速度が得られる。さらに、本発明によれば、Ｄ
Ｃスパッタリング用電源に使用されている異常放電防止
回路を付加しなくとも、簡単に異常放電が抑制できる。
【００６７】また、間欠的な投入電力の実効値を制御す
るという簡単な手法により、従来のＤＣスパッタリング
法と同様に成膜条件を管理でき、従来と同等の特性を有
する透明電導膜が得られる。
るという簡単な手法により、従来のＤＣスパッタリング
法と同様に成膜条件を管理でき、従来と同等の特性を有
する透明電導膜が得られる。
【図１】本発明のスパッタリング装置の一例の概念的断
面図
面図
【図２】本発明で用いるスパッタリング電源の電圧波形
図
図
【図３】本発明で用いるスパッタリング電源の電圧波形
図
図
【図４】本発明で用いるスパッタリング電源の電圧波形
図
図
【符号の説明】 １：スパッタリングターゲット ２：基体 ３：スパッタリング電源 ４：スパッタリング用マグネット ５：基体加熱用ヒーター ６：スパッタリングガス導入口 ７：間欠的な電力を供給する制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平6−124052 (32)優先日 平６(1994)６月６日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 高木 悟 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町松原1160 番地 エイ・ジー・テクノロジー株式会 社内 (72)発明者 佐藤 一夫 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社 中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−29304（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−38432（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭61−28615（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 H01L 21/203 H01L 21/285
Claims (3)
- 【請求項１】透明電導膜を形成し得るスパッタリングタ
ーゲットを用いて、スパッタリング法により酸化物を主
成分とする透明電導膜を製造する方法において、該ター
ゲットに間欠的な電力が周期的に供給され、前記間欠的
な電力の単位周期における電圧波形は、負の電圧の印加
時間が１０μｓ〜１０ｍｓの範囲であり、かつ、無印加
時間と正の電圧の印加時間との総和が１０μｓ〜１００
ｍｓの範囲であることを特徴とする透明電導膜の製造方
法。 - 【請求項２】負の電圧が印加されている時間内の電力の
平均値が、一周期の時間内の電力の平均値の２〜１０倍
であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。 - 【請求項３】前記負の電圧が印加されている時間内の電
力の電力密度の平均値が、２．５Ｗ／ｃｍ2 〜３０Ｗ／
ｃｍ2 であることを特徴とする請求項１または２に記載
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17273594A JP2904018B2 (ja) | 1993-07-28 | 1994-07-25 | 透明電導膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20570493 | 1993-07-28 | ||
| JP7873194 | 1994-04-18 | ||
| JP12237094 | 1994-06-03 | ||
| JP6-78731 | 1994-06-06 | ||
| JP6-124052 | 1994-06-06 | ||
| JP12405294 | 1994-06-06 | ||
| JP6-122370 | 1994-06-06 | ||
| JP5-205704 | 1994-06-23 | ||
| JP17273594A JP2904018B2 (ja) | 1993-07-28 | 1994-07-25 | 透明電導膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0853761A JPH0853761A (ja) | 1996-02-27 |
| JP2904018B2 true JP2904018B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=27524741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17273594A Expired - Fee Related JP2904018B2 (ja) | 1993-07-28 | 1994-07-25 | 透明電導膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2904018B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007109406A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Kochi Univ Of Technology | タッチパネル用酸化亜鉛系透明導電膜付き基板 |
| DE102006046312B4 (de) * | 2006-09-29 | 2010-01-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Solarzellen mit stabilem, transparentem und leitfähigem Schichtsystem |
| JP4610595B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2011-01-12 | 株式会社アルバック | シリコン半導体に於ける化合物バリア膜形成方法 |
| JP5249560B2 (ja) * | 2007-11-09 | 2013-07-31 | 三井金属鉱業株式会社 | ＳｎＯ２系スパッタリングターゲット |
| JP5348394B2 (ja) * | 2009-03-13 | 2013-11-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 太陽電池用の（Ｚｎ，Ａｌ）Ｏ系透明電極層およびその形成に用いられるＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３系スパッタリングターゲット |
| JP5348399B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2013-11-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 太陽電池用の（Ｚｎ，Ｇａ，Ａｌ）Ｏ系透明電極層およびその形成に用いられるＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３−Ａｌ系スパッタリングターゲット |
| JP5545448B2 (ja) * | 2010-09-29 | 2014-07-09 | 三菱マテリアル株式会社 | スパッタリングターゲット |
| JP2013170302A (ja) * | 2012-02-22 | 2013-09-02 | Shimane Univ | Ａｚｏ成膜用ターゲットおよびその製造方法 |
-
1994
- 1994-07-25 JP JP17273594A patent/JP2904018B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0853761A (ja) | 1996-02-27 |
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