JP3406693B2 - Method for forming tin (IV) oxide film - Google Patents

Method for forming tin (IV) oxide film

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JP3406693B2 JP19289594A JP19289594A JP3406693B2 JP 3406693 B2 JP3406693 B2 JP 3406693B2 JP 19289594 A JP19289594 A JP 19289594A JP 19289594 A JP19289594 A JP 19289594A JP 3406693 B2 JP3406693 B2 JP 3406693B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高配向性を有する酸化
スズ(IV)膜の成膜方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a tin (IV) oxide film having high orientation.

【0002】[0002]

【従来の技術】化学的安定性、耐磨耗性、光透過性、赤
外線反射性、電気導電性等に優れた酸化スズ(IV)膜
は、物理的な成膜法である真空蒸着法、スパッタ法等
や、化学的な成膜法であるスプレー熱分解法、CVD
法、ゾルゲル法等によって基体上に成膜することができ
る。そして、かかる酸化スズ(IV)膜は、耐磨耗膜、
装飾膜、熱線反射膜、透明導電膜等に広く利用されてお
り、あるいは又、半導体ガスセンサーに用いられてい
る。
2. Description of the Related Art Tin (IV) oxide film, which is excellent in chemical stability, abrasion resistance, light transmission, infrared reflectivity, electrical conductivity, etc., is a physical vapor deposition method such as vacuum deposition method, Sputtering method, spray pyrolysis method which is a chemical film forming method, CVD
Method, a sol-gel method or the like can be used to form a film on the substrate. The tin (IV) oxide film is a wear resistant film,
It is widely used as a decorative film, a heat ray reflective film, a transparent conductive film, or the like, or is used in a semiconductor gas sensor.

【0003】ガラス等や酸化ケイ素膜等の非晶質材料か
ら成る基体上に酸化スズ(IV)膜を形成した場合、基
板表面の影響を受けて酸化スズ(IV)の結晶成長が阻
害され、酸化スズ(IV)膜の膜厚が0.5μm以下の
領域では十分な導電性が得られないとされている(例え
ば、特開昭61−227946号公報参照)。この公開
公報においては、かかる問題に対処するために、フッ素
がドープされた酸化スズから成る透明導電膜の下地膜と
して、選択的結晶配向をもたせるためのフッ素がドープ
されていない酸化スズ膜をガラス基板上に設け、フッ素
がドープされた酸化スズの透明導電膜の(211)面の
結晶配向性を強調させて、低抵抗化を図っている。そし
て、フッ素がドープされていない酸化スズ膜は、真空蒸
着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等の物理的
成膜法、あるいはCVD法やスプレー法にて成膜され、
フッ素がドープされた酸化スズ膜はCVD法にて成膜さ
れる。尚、出発材料として、テトラメチルスズ、テトラ
エチルスズ等のアルキルスズ化合物、四塩化スズ、二塩
化スズ等の塩化スズ化合物、2メチルスズジクロライ
ド、モノブチルスズトリクロライド等のアルキル塩化ス
ズ化合物、ジブチルスズジアセテート等のアルキルスズ
アセテート化合物が示されている。
When a tin (IV) oxide film is formed on a substrate made of an amorphous material such as glass or a silicon oxide film, the crystal growth of tin (IV) oxide is hindered by the influence of the substrate surface, It is said that sufficient conductivity cannot be obtained in a region where the thickness of the tin (IV) oxide film is 0.5 μm or less (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 61-227946). In this publication, in order to address such a problem, a fluorine-undoped tin oxide film for imparting a selective crystallographic orientation is used as a base film of a transparent conductive film made of fluorine-doped tin oxide. The resistance is reduced by emphasizing the crystal orientation of the (211) plane of the transparent conductive film of tin oxide provided on the substrate and doped with fluorine. Then, the tin oxide film not doped with fluorine is formed by a physical film forming method such as a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or a CVD method or a spray method,
The tin oxide film doped with fluorine is formed by the CVD method. In addition, as a starting material, an alkyltin compound such as tetramethyltin and tetraethyltin, a tin chloride compound such as tin tetrachloride and tin dichloride, an alkyltin chloride compound such as 2 methyltin dichloride and monobutyltin trichloride, and dibutyltin diacetate. Alkyl tin acetate compounds are shown.

【0004】(200)面配向を有する酸化スズ(I
V)膜が大きな電気導電性を示すこと、あるいは膜表面
に凹凸を形成し易く光閉じ込め効果に優れることが知ら
れてきた。酸化スズ(IV)膜を、例えば太陽電池や液
晶表示装置等の透明導電膜として用いる場合、酸化スズ
(IV)膜の電気導電性は出来る限り低いことが要求さ
れる。また、酸化スズ(IV)膜を太陽電池の透明導電
膜として用いる場合、広いスペクトル範囲に亙って無反
射条件を満たすことが要望され、そのために、透明導電
膜にある大きさの凹凸を形成して多重反射により入射光
を半導体層に導く手段が取られている。
Tin oxide (I) having a (200) plane orientation
V) It has been known that the film exhibits a large electric conductivity, or that unevenness is easily formed on the film surface and the light confinement effect is excellent. When the tin (IV) oxide film is used as a transparent conductive film of, for example, a solar cell or a liquid crystal display device, the tin (IV) oxide film is required to have electric conductivity as low as possible. Further, when a tin (IV) oxide film is used as a transparent conductive film of a solar cell, it is required that the antireflection condition is satisfied over a wide spectrum range. Therefore, unevenness of a certain size is formed on the transparent conductive film. Then, means for guiding incident light to the semiconductor layer by multiple reflection is taken.

【0005】このような酸化スズ(IV)膜の結晶配向
性が光閉じ込め効果や比抵抗に影響を与えることは、例
えば特開平2−258691号公報から公知である。こ
の公開公報によれば、SnCl4・5H2Oと、フッ化ア
ンモニウム(NH4F)あるいは塩化アンチモン(Sb
Cl3)とを水等の溶媒に溶解した透明導電膜の原料溶
液を用意する。そして、かかる原料溶液を霧化して、ガ
ラス基板上に透明導電膜を形成する。この際、基板温度
が高くなると、酸化スズ(IV)膜は(110)面に配
向し、光閉じ込め効果が低下するとされている。それ
故、基板温度を先ず350〜450゜Cとして酸化スズ
(IV)膜を成膜し、次いで、基板温度を高くして酸化
スズ(IV)を成膜する2段階の成膜を行っている。こ
れによって、(200)面に配向した酸化スズ(IV)
膜をガラス基板上に成膜することができる。
It is known, for example, from JP-A-2-258691 that the crystal orientation of such a tin (IV) oxide film affects the light confining effect and the specific resistance. According to this publication, SnCl 4 .5H 2 O and ammonium fluoride (NH 4 F) or antimony chloride (Sb) are used.
A raw material solution for a transparent conductive film is prepared by dissolving Cl 3 ) in a solvent such as water. Then, the raw material solution is atomized to form a transparent conductive film on the glass substrate. At this time, when the substrate temperature rises, the tin (IV) oxide film is oriented to the (110) plane, and the light confinement effect is said to decrease. Therefore, the substrate temperature is first set to 350 to 450 ° C. to form the tin (IV) oxide film, and then the substrate temperature is raised to form the tin (IV) oxide film in two steps. . As a result, tin (IV) oxide oriented in the (200) plane is obtained.
The film can be deposited on a glass substrate.

【0006】あるいは又、例えば、ガラス基板と酸化ス
ズ膜との間に酸化ジルコニウム(ZrO2)を主成分と
する下地膜を介在させて酸化スズ膜の(200)面の結
晶配向性を高めることによって、酸化スズ膜の低抵抗化
を図る技術が、特開昭61−227945号公報から公
知である。
Alternatively, for example, by interposing an underlayer film containing zirconium oxide (ZrO 2 ) as a main component between the glass substrate and the tin oxide film, the crystal orientation of the (200) plane of the tin oxide film is enhanced. Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-227945 discloses a technique for reducing the resistance of a tin oxide film.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の技
術においては、ガラス等の非晶質材料を用いる場合、高
配向性を有する酸化スズ(IV)膜を得るためには、基
板と酸化スズ(IV)膜との間に下地膜や一種のバッフ
ァ層を設ける必要があり、あるいは又、2段階での成膜
工程を必要とする。しかしながら、このような下地膜や
バッファ層の形成は煩雑であり、成膜に余分な工程を必
要とし、酸化スズ(IV)膜の製造コストの上昇を招く
という問題がある。また、2段階での成膜は基板温度の
変更に時間を要し、しかも、成膜工程が複雑になるとい
う問題もある。基板として単結晶材料を用いることによ
って基板上に高配向性を有する酸化スズ(IV)膜を成
膜することは可能であるが、基板のコスト上昇を招き、
あるいは又、基板の選択幅を狭めるといった問題があ
る。
As described above, according to the prior art, when an amorphous material such as glass is used, in order to obtain a tin (IV) oxide film having a high orientation, the substrate and the oxide are not oxidized. It is necessary to provide a base film or a kind of buffer layer between the tin (IV) film and the film forming process in two steps. However, the formation of such a base film and buffer layer is complicated, requires an extra step for film formation, and causes a problem of increasing the manufacturing cost of the tin (IV) oxide film. Further, in the two-stage film formation, there is a problem that it takes time to change the substrate temperature and the film formation process becomes complicated. Although it is possible to form a tin (IV) oxide film having high orientation on the substrate by using a single crystal material as the substrate, it causes an increase in the cost of the substrate,
Alternatively, there is a problem that the selection width of the substrate is narrowed.

【0008】従来の技術においては、酸化スズ(IV)
の成膜材料(出発材料)を選択することによって酸化ス
ズ(IV)膜の配向性を制御することは行われていな
い。
In the prior art, tin (IV) oxide was used.
The orientation of the tin (IV) oxide film has not been controlled by selecting the film forming material (starting material).

【0009】物理的な成膜法である真空蒸着法で酸化ス
ズ(IV)膜を成膜する場合、真空設備が必要とされ、
製造コストの面で不利である。また、化学量論的な面や
ステップカバレッジの面でも問題が多い。CVD法は酸
化スズ(IV)膜の製造コスト面では有利であるが、所
望の配向性を有する酸化スズ(IV)膜を成膜するため
の成膜条件幅が狭いという問題がある。
When a tin (IV) oxide film is formed by a vacuum vapor deposition method which is a physical film forming method, vacuum equipment is required,
It is disadvantageous in terms of manufacturing cost. There are also many problems in terms of stoichiometry and step coverage. The CVD method is advantageous in terms of manufacturing cost of the tin (IV) oxide film, but has a problem that the film forming condition width for forming the tin (IV) oxide film having a desired orientation is narrow.

【0010】従って、本発明の目的は、バッファ層等を
形成する必要や単結晶基板を用いる必要がなく、製造工
程を簡素化でき、しかも所望の配向性を有する酸化スズ
(IV)膜を容易に且つ確実に広い成膜条件にて成膜す
ることを可能にする酸化スズ(IV)膜の成膜方法を提
供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to eliminate the need to form a buffer layer or the like or to use a single crystal substrate, simplify the manufacturing process, and facilitate a tin (IV) oxide film having a desired orientation. Another object of the present invention is to provide a method for forming a tin (IV) oxide film, which makes it possible to form a film under a wide range of film formation conditions.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の酸化スズ(IV)膜の成膜方法は、
A method for forming a tin (IV) oxide film according to the present invention for achieving the above object is described below.

【化2】 から成る有機スズ化合物を、第1段階でR1及びR3を分
解し、第2段階でR2及びR4を分解し、以って酸化スズ
(IV)を基体上に成膜することを特徴とする。
[Chemical 2] An organotin compound consisting of R 1 and R 3 in the first step and R 2 and R 4 in the second step, thereby forming a film of tin (IV) oxide on the substrate. Characterize.

【0012】R1、R2、R3及びR4の組み合わせとし
て、以下を例示することができる。
The following can be exemplified as combinations of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 .

【表1】 R1 23 449 CH349 CH347 CH347 CH349 CH325 CH349 CH3492549 CH3252537 CH337 CH3 [Table 1] R 1 R 2 R 3 R 4 C 4 H 9 CH 3 C 4 H 9 CH 3 C 4 H 7 CH 3 C 4 H 7 CH 3 C 4 H 9 CH 3 C 2 H 5 CH 3 C 4 H 9 CH 3 C 4 H 9 C 2 H 5 C 4 H 9 CH 3 C 2 H 5 C 2 H 5 C 3 H 7 CH 3 C 3 H 7 CH 3

【0013】本発明の酸化スズ(IV)膜の成膜方法に
おいては、上記の有機スズ化合物を出発材料として用い
ることにより、基体上に成膜された酸化スズ(IV)膜
は(200)面配向を有する。
In the method for forming a tin (IV) oxide film according to the present invention, the tin (IV) oxide film formed on the substrate is formed on the (200) plane by using the above organic tin compound as a starting material. Has an orientation.

【0014】本発明の酸化スズ(IV)膜の成膜方法に
おいては、上記の有機スズ化合物が噴霧されそして基体
に到達するまでに、噴霧された有機スズ化合物が第1段
階及び第2段階の分解を経る態様を含めることができ
る。この場合、有機スズ化合物が噴霧されそして加熱さ
れた基体に到達するまでに、有機スズ化合物が通過する
空間領域に、この有機スズ化合物の流れに沿って温度分
布が形成されていることが望ましい。更には、有機スズ
化合物の第1段階の分解が生じる空間領域の温度を26
0乃至320゜C、好ましくは270乃至310゜C、
より好ましくは280乃至300゜Cとし、第2段階の
分解が生じる空間領域の温度を320乃至580゜C、
好ましくは355乃至530゜C、より好ましくは43
0乃至480゜Cとし、基体の加熱温度を355乃至5
80゜C、より好ましくは430゜C乃至530゜C、
一層好ましくは480乃至530゜Cとすることが望ま
しい。
In the method for forming a tin (IV) oxide film according to the present invention, the sprayed organotin compound is in the first and second stages before the organotin compound is sprayed and reaches the substrate. Embodiments that undergo degradation can be included. In this case, it is desirable that a temperature distribution be formed along the flow of the organotin compound in the space region through which the organotin compound passes before the organotin compound is sprayed and reaches the heated substrate. Furthermore, the temperature in the space region where the first-stage decomposition of the organotin compound occurs is 26
0 to 320 ° C, preferably 270 to 310 ° C,
More preferably, the temperature is 280 to 300 ° C, and the temperature of the space region where the second stage decomposition occurs is 320 to 580 ° C.
Preferably 355 to 530 ° C, more preferably 43
0 to 480 ° C, and the heating temperature of the substrate is 355 to 5
80 ° C, more preferably 430 ° C to 530 ° C,
More preferably, the temperature is 480 to 530 ° C.

【0015】有機スズ化合物の第1段階の分解が生じる
空間領域の温度が260゜C未満では、有機スズ化合物
に第1段階の分解が生じ難くなる。また、第1段階の分
解が生じる空間領域の温度が320゜Cを越える場合、
第2段階の分解が同時に始まり、成膜される酸化スズ
(IV)膜の配向性が低下したり、粉末の酸化スズ(I
V)が生成され易くなる。有機スズ化合物の第2段階の
分解が生じる空間領域の温度が320゜C未満では、有
機スズ化合物に第2段階の分解が生じ難くなる。また、
第2段階の分解が生じる空間領域の温度が580゜Cを
越える場合、酸化スズ(IV)が膜化せずに、粉体状の
酸化スズ(IV)が生成し易くなる。基体の加熱温度が
355゜C未満では、酸化スズ(IV)膜の(200)
面の配向性が急激に低下する。また、基体の加熱温度が
580゜Cを越えると、酸化スズ(IV)が膜化せず
に、粉体状の酸化スズ(IV)が生成し易くなる。種々
の実験の結果、上記の範囲内では、基体の加熱温度が高
いほど、高い(200)面配向を有する酸化スズ(I
V)膜を得ることができることが判った。
When the temperature of the space region where the first-stage decomposition of the organotin compound occurs is less than 260 ° C., the first-stage decomposition of the organotin compound is difficult to occur. Also, if the temperature of the spatial region where the first stage decomposition occurs exceeds 320 ° C,
The second-stage decomposition starts at the same time, the orientation of the formed tin (IV) oxide film decreases, and the tin oxide (I) powder
V) is easily generated. When the temperature of the space region in which the second-stage decomposition of the organotin compound occurs is less than 320 ° C., the second-stage decomposition of the organotin compound hardly occurs. Also,
When the temperature of the space region where the second-stage decomposition occurs exceeds 580 ° C., tin (IV) oxide is not formed into a film and powdery tin (IV) is easily generated. If the substrate heating temperature is less than 355 ° C, the tin (IV) oxide film (200)
The orientation of the surface drops sharply. Further, when the heating temperature of the substrate exceeds 580 ° C., tin (IV) oxide is not formed into a film and powdery tin (IV) oxide is easily generated. As a result of various experiments, within the above range, the higher the heating temperature of the substrate, the higher the (200) plane orientation of tin oxide (I).
V) It has been found that a film can be obtained.

【0016】また、有機スズ化合物の第1段階の分解が
生じる空間領域は、基体表面から1cm以上離れている
ことが好ましい。1cm未満では、酸化スズ(IV)膜
中に不純物としての炭素の混入が顕著になる。有機スズ
化合物の第2段階の分解が生じる空間領域は、基体表面
から1cm以内であることが好ましい。
The space region in which the first-stage decomposition of the organotin compound occurs is preferably 1 cm or more away from the substrate surface. If it is less than 1 cm, the incorporation of carbon as an impurity into the tin (IV) oxide film becomes significant. The spatial region in which the second-stage decomposition of the organotin compound occurs is preferably within 1 cm from the surface of the substrate.

【0017】本発明の酸化スズ(IV)膜の成膜方法に
おいては、有機スズ化合物がアルコール中に溶解されて
いることが望ましい。この場合、アルコール溶液中の有
機スズ化合物含有濃度は、SnO2換算で0.1重量%
以上10重量%以下、より好ましくは0.1重量%乃至
3重量%、一層好ましくは0.1重量%乃至1重量%で
あることが望ましい。アルコール溶液中の有機スズ化合
物含有濃度が10重量%を越えると、基体の加熱温度に
よっては、酸化スズ(IV)膜が結晶質とはならず、非
晶質となる虞れがある。また、0.1重量%未満では、
配向性の低い微結晶質になり易くなる傾向にある。種々
の実験により、上記の範囲内では、アルコール溶液中の
有機スズ化合物含有濃度が低いほど、高い(200)面
配向を有する酸化スズ(IV)膜を得ることができるこ
とが判明した。
In the method for forming a tin (IV) oxide film of the present invention, it is desirable that the organotin compound is dissolved in alcohol. In this case, the concentration of the organotin compound in the alcohol solution is 0.1% by weight in terms of SnO 2.
The amount is preferably 10% by weight or less, more preferably 0.1% by weight to 3% by weight, still more preferably 0.1% by weight to 1% by weight. If the concentration of the organotin compound in the alcohol solution exceeds 10% by weight, the tin (IV) oxide film may not be crystalline but may be amorphous depending on the heating temperature of the substrate. If it is less than 0.1% by weight,
There is a tendency that microcrystalline material with low orientation is likely to be formed. Various experiments have revealed that within the above range, the lower the concentration of the organotin compound contained in the alcohol solution, the more the tin (IV) oxide film having a high (200) plane orientation can be obtained.

【0018】有機スズ化合物がアルコール中に溶解され
ている場合、有機スズ化合物を含有するアルコール溶液
を、基体上に1×10-3乃至5×10-2cm3/秒・c
2、好ましくは5×10-3乃至1×10-2cm3/秒・
cm2、噴霧することが望ましい。有機スズ化合物を含
有するアルコール溶液を基体単位面積(1cm2)上に
噴霧する量が5×10-2cm3/秒・cm2を越えると、
基体の温度変化が大きくなり、高い配向性を有する酸化
スズ(IV)膜を基体上に成膜できなくなる虞れがあ
る。一方、基体上への噴霧量が1×10-3cm3/秒・
cm2未満では、微結晶から成る配向性の低い膜となり
易い。
When the organotin compound is dissolved in alcohol, the alcohol solution containing the organotin compound is applied to the substrate at 1 × 10 −3 to 5 × 10 −2 cm 3 / sec · c.
m 2 , preferably 5 × 10 −3 to 1 × 10 −2 cm 3 / sec.
It is desirable to spray it in cm 2 . When the amount of the alcohol solution containing the organotin compound sprayed on the unit area (1 cm 2 ) of the substrate exceeds 5 × 10 -2 cm 3 / sec · cm 2 ,
There is a possibility that the temperature change of the substrate becomes large and a tin (IV) oxide film having high orientation cannot be formed on the substrate. On the other hand, the spray amount on the substrate is 1 × 10 -3 cm 3 / sec.
If it is less than cm 2 , a film of microcrystals having a low orientation tends to be formed.

【0019】基体上に成膜される酸化スズ(IV)膜の
成長速度を、0.5乃至40nm/秒、より好ましくは
1乃至10nm/秒とすることが望ましい。酸化スズ
(IV)膜の成長速度が40nm/秒を越えると、(2
00)面配向が急激に低下する。また、酸化スズ(I
V)膜の成長速度が0.5nm/秒未満では、微結晶か
ら成る配向性の低い膜が成膜され易くなる傾向にある。
種々の実験によれば、上記の範囲内では、酸化スズ(I
V)膜の成長速度が遅いほど、高い(200)面配向を
有する酸化スズ(IV)膜を得ることができることが判
明した。
It is desirable that the growth rate of the tin (IV) oxide film formed on the substrate is 0.5 to 40 nm / sec, more preferably 1 to 10 nm / sec. When the growth rate of the tin (IV) oxide film exceeds 40 nm / sec, (2
The (00) plane orientation sharply decreases. In addition, tin oxide (I
V) When the growth rate of the film is less than 0.5 nm / sec, it tends to be easy to form a film of fine crystals with low orientation.
According to various experiments, tin oxide (I
It was found that the slower the growth rate of the V) film, the more the tin (IV) oxide film having the higher (200) plane orientation can be obtained.

【0020】本明細書において、酸化スズ(IV)膜と
は、SnO2膜だけでなく、化学量論的な組成からずれ
たSnOX(但し、1<X<2))をも包含する。
In the present specification, the tin (IV) oxide film includes not only the SnO 2 film but also SnO x (where 1 <X <2) deviated from the stoichiometric composition.

【0021】[0021]

【作用】本発明においては、特定の配向性を有する酸化
スズ(IV)膜を成膜するために、第1段階及び第2段
階の分解を経ることによって、主にO−Sn−Oの結合
を保持した状態で有機スズ化合物の分解が完了し、この
状態で基体表面に付着し、酸化スズ(IV)として成膜
すると考えられる。このように有機スズ化合物の分解を
2段階で制御することによって、高い(200)面配向
を有する酸化スズ(IV)膜を基体上に成膜することが
できる。尚、主にO−Sn−Oの結合を保持した状態で
有機スズ化合物の分解が完了するためには、上述のよう
に、R13Sn(OCOR2)(OCOR4)から成る有
機スズ化合物を、出発材料として選定する必要がある。
2段階の分解プロセスを経ずに、有機スズ化合物を1段
階の分解プロセスで分解した場合(即ち、第1段階の分
解と第2段階の分解を同時に生じさせた場合)、有機ス
ズ化合物の一部は第2段階の分解が生じる前に基体に到
達してしまい、成膜された酸化スズ(IV)膜の配向性
が低下する。尚、本発明においては、基体上に予めバッ
ファ層等を形成する必要や単結晶基板を用いる必要がな
く、製造工程を簡素化できる。
In the present invention, in order to form a tin (IV) oxide film having a specific orientation, the decomposition of the first step and the second step is mainly performed, so that mainly O-Sn-O bonds are formed. It is considered that the decomposition of the organotin compound is completed in the state of holding, and the organic tin compound is attached to the surface of the substrate in this state to form a film as tin (IV) oxide. By controlling the decomposition of the organotin compound in two stages in this way, a tin (IV) oxide film having a high (200) plane orientation can be formed on the substrate. Incidentally, in order to complete the decomposition of the organotin compound mainly in the state where the O—Sn—O bond is retained, as described above, the organotin composed of R 1 R 3 Sn (OCOR 2 ) (OCOR 4 ) is used. The compound must be selected as the starting material.
When the organotin compound is decomposed by the one-step decomposition process without passing through the two-step decomposition process (that is, when the first-step decomposition and the second-step decomposition are simultaneously generated), one of the organotin compounds is The parts reach the substrate before the second-stage decomposition occurs, and the orientation of the formed tin (IV) oxide film is deteriorated. In the present invention, it is not necessary to previously form a buffer layer or the like on the substrate or to use a single crystal substrate, and the manufacturing process can be simplified.

【0022】[0022]

【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described based on embodiments with reference to the drawings.

【0023】先ず、本発明の実施に適したスプレー熱分
解装置の概要を、図1を参照して説明する。スプレー熱
分解装置は、有機スズ化合物原料供給部10と、キャリ
アガス供給部20と、霧化部30と、基体保持部40
と、補助ヒータ50から構成されている。有機スズ化合
物原料供給部10は、有機スズ化合物原料貯蔵部11
と、ポンプ12と、流量計13と、配管14から成る。
また、キャリアガス供給部20は、例えば圧縮ガス生成
・供給装置21と、流量計22と、配管23から成る。
霧化部30は、二流体式スプレーガンである。基体保持
部40には基体60が保持される。そして基体保持部4
0に備えられたヒータ41によって、基体60を所定の
温度に加熱する。基体60の側面に接触させたシース型
熱電対(図示せず)によって基体60の温度を測定し、
PIDコントローラによってヒータ41を制御する。こ
れによって、有機スズ化合物原料を基体60に噴霧して
いない状態における基体60の温度を所定の一定の温度
に保持した。尚、基体の加熱温度とは、このような、有
機スズ化合物原料を基体60に噴霧していない状態にお
ける基体60の温度を意味する。
First, an outline of a spray pyrolysis apparatus suitable for carrying out the present invention will be described with reference to FIG. The spray pyrolysis apparatus includes an organotin compound raw material supply unit 10, a carrier gas supply unit 20, an atomization unit 30, and a substrate holding unit 40.
And an auxiliary heater 50. The organotin compound raw material supply unit 10 includes an organotin compound raw material storage unit 11
And a pump 12, a flow meter 13, and a pipe 14.
The carrier gas supply unit 20 includes, for example, a compressed gas generation / supply device 21, a flow meter 22, and a pipe 23.
The atomizing unit 30 is a two-fluid spray gun. The base body 60 is held in the base body holding portion 40. And the base holding portion 4
The base body 60 is heated to a predetermined temperature by the heater 41 provided in the No. 0. The temperature of the base body 60 is measured by a sheath type thermocouple (not shown) in contact with the side surface of the base body 60,
The heater 41 is controlled by the PID controller. As a result, the temperature of the substrate 60 in a state where the organotin compound raw material was not sprayed on the substrate 60 was maintained at a predetermined constant temperature. The heating temperature of the substrate means the temperature of the substrate 60 in a state where the organotin compound raw material is not sprayed on the substrate 60.

【0024】霧化部30と基体保持部40との間には、
例えばリング状の補助ヒータ50が配設されている。こ
れによって、有機スズ化合物が噴霧されそして加熱され
た基体60に到達するまでに、有機スズ化合物が通過す
る空間領域に、有機スズ化合物の流れに沿って温度分布
が形成される。具体的には、リング状の補助ヒータ50
の中央部に形成された空間領域70内を霧化された有機
スズ化合物が通過する。かかる空間領域70にはシース
型熱電対(図示せず)が配置されており、これによって
空間領域70の温度を測定し、PIDコントローラによ
って補助ヒータ50を制御する。これによって、有機ス
ズ化合物原料を基体60に噴霧していない状態における
空間領域70の温度を所定の一定の温度に保持した。
Between the atomizing section 30 and the substrate holding section 40,
For example, a ring-shaped auxiliary heater 50 is provided. As a result, a temperature distribution is formed along the flow of the organotin compound in the spatial region through which the organotin compound passes by the time the organotin compound is sprayed and reaches the heated substrate 60. Specifically, the ring-shaped auxiliary heater 50
The atomized organotin compound passes through the space region 70 formed in the central portion of the. A sheath type thermocouple (not shown) is arranged in the space region 70, the temperature of the space region 70 is measured by this, and the auxiliary heater 50 is controlled by the PID controller. With this, the temperature of the space region 70 in a state where the organotin compound raw material was not sprayed on the substrate 60 was maintained at a predetermined constant temperature.

【0025】この補助ヒータ50によって加熱された空
間領域70において、主に有機スズ化合物の第1段階の
分解が生じる。尚、空間領域70の温度とは、基体60
に向かう霧化部30の軸線上で測定した温度を意味す
る。また、空間領域70において温度に分布がある場合
には、最高温度を空間領域70の温度と規定する。
In the space region 70 heated by the auxiliary heater 50, mainly the first-stage decomposition of the organotin compound occurs. It should be noted that the temperature of the space region 70 means the substrate 60.
It means the temperature measured on the axis of the atomizing unit 30 toward the. When the temperature is distributed in the space area 70, the maximum temperature is defined as the temperature of the space area 70.

【0026】一方、基体60をヒータ41によって加熱
したとき、基体60からの輻射熱によって、基体60の
上方の空間領域71が加熱される。この空間領域71に
おいて、主に有機スズ化合物の第2段階の分解が生じ
る。
On the other hand, when the base body 60 is heated by the heater 41, the radiant heat from the base body 60 heats the space region 71 above the base body 60. In this space region 71, the second-stage decomposition of the organotin compound mainly occurs.

【0027】実施例においては、霧化部30と基体60
との間の距離をL(=20cm)とし、補助ヒータ50
を基体60の表面から0.25L(=5cm)の所に配
置した。リング状の補助ヒータ50の内径を10cmと
し、高さHを2cmとした。尚、補助ヒータ50の上端
と霧化部30との間の距離は14cmである。この場
合、空間領域70の温度は、基体60の表面から5cm
離れた空間領域での温度とした。
In the embodiment, the atomizing section 30 and the base 60 are provided.
The distance between the auxiliary heater 50 and L (= 20 cm)
Was placed 0.25 L (= 5 cm) from the surface of the substrate 60. The inner diameter of the ring-shaped auxiliary heater 50 was 10 cm, and the height H was 2 cm. The distance between the upper end of the auxiliary heater 50 and the atomizing unit 30 is 14 cm. In this case, the temperature of the space region 70 is 5 cm from the surface of the substrate 60.
It was the temperature in a distant space area.

【0028】酸化スズ(IV)膜の基体60上での成長
は間欠法にて行った。1回の有機スズ化合物の基体60
への吹き付けによって、基体60は15〜25゜C下降
する。また、空間領域70,71の温度も低下する。そ
れ故、有機スズ化合物の基体60への吹き付け後、基体
60の温度が所定の温度に回復してから、再び有機スズ
化合物の基体60への吹き付けを行うことを繰り返し
た。尚、1回の有機スズ化合物の基体60への吹き付け
時間を1秒間とした。また、霧化部30へ供給される圧
縮空気の圧力をゲージ圧1kg/cm2とした。
The growth of the tin (IV) oxide film on the substrate 60 was performed by the intermittent method. One-time organotin compound substrate 60
The substrate 60 is lowered by 15 to 25 ° C. Further, the temperatures of the space regions 70 and 71 also decrease. Therefore, after the organotin compound was sprayed onto the substrate 60, the temperature of the substrate 60 was restored to a predetermined temperature, and then the organotin compound was sprayed onto the substrate 60 again. It should be noted that the spraying time of the organotin compound onto the substrate 60 once was 1 second. The pressure of the compressed air supplied to the atomizing unit 30 was set to a gauge pressure of 1 kg / cm 2 .

【0029】基体60として、米国、コーニング社、コ
ーニング#7059ガラス(25mm×25mm×1m
m)を用いた。霧化部30から基体60までの距離
(L)を10cmとした。また、アルコールとしては、
イソプロピルアルコール変性(13.6%)エチルアル
コールを用いた。
As the substrate 60, Corning # 7059 glass (25 mm × 25 mm × 1 m, Corning Incorporated, USA) is used.
m) was used. The distance (L) from the atomizing unit 30 to the base 60 was set to 10 cm. Also, as alcohol,
Isopropyl alcohol-modified (13.6%) ethyl alcohol was used.

【0030】また、酸化スズ(IV)膜の配向性は、高
速電子回折法及びX線回折法にて評価した。X線回折装
置として、島津製作所、XD−610型X線回折装置を
用い、CuKα線を用いた。成長した酸化スズ(IV)
膜の全ての結晶面からのX線積分強度の総和ΣIhkl
対する(hkl)面からのX線積分強度Ihklの百分率
を配向度αとした。 α=(Ihkl/ΣIhkl)×100
The orientation of the tin (IV) oxide film was evaluated by the high speed electron diffraction method and the X-ray diffraction method. As an X-ray diffractometer, Shimadzu Corporation XD-610 type X-ray diffractometer was used, and CuKα rays were used. Grown tin (IV) oxide
The percentage of the X-ray integrated intensity I hkl from the (hkl) plane with respect to the total X-ray integrated intensity ΣI hkl from all the crystal planes of the film was defined as the orientation degree α. α = (I hkl / ΣI hkl ) × 100

【0031】酸化スズ(IV)膜を成膜するための有機
スズ化合物原料として(C492Sn(OCOCH3
2を含有するエチルアルコール溶液を用いた。即ち、R1
及びR3をC49とし、R2及びR4をCH3とした。アル
コール溶液中の(C492Sn(OCOCH32含有
濃度を、SnO2換算で1重量%とした。
(C 4 H 9 ) 2 Sn (OCOCH 3 ) as a raw material for an organic tin compound for forming a tin (IV) oxide film
An ethyl alcohol solution containing 2 was used. That is, R 1
And R 3 are C 4 H 9 and R 2 and R 4 are CH 3 . The (C 4 H 9 ) 2 Sn (OCOCH 3 ) 2 content concentration in the alcohol solution was set to 1% by weight in terms of SnO 2 .

【0032】(実施例1)図1に示したスプレー熱分解
装置を用いて基体60上に酸化スズ(IV)膜を成膜し
た。補助ヒータ50によって空間領域70を290゜C
に保持した。このときの、有機スズ化合物が噴霧されそ
して加熱された基体に到達するまでに、有機スズ化合物
が通過する空間領域に、有機スズ化合物の流れに沿って
形成された温度分布のパターンを図2の曲線Aで示す。
Example 1 A tin (IV) oxide film was formed on a substrate 60 by using the spray pyrolysis apparatus shown in FIG. The space area 70 is moved to 290 ° C by the auxiliary heater 50.
Held in. At this time, the temperature distribution pattern formed along the flow of the organotin compound in the space region through which the organotin compound passes by the time the organotin compound is sprayed and reaches the heated substrate is shown in FIG. Shown by curve A.

【0033】基体60を基体保持部40に保持し、ヒー
タ41によって基体60を所定の温度(500゜C)に
加熱した。これによって、基体60の上方の主に有機ス
ズ化合物の第2段階の分解が生じる空間領域71は約3
20゜Cに加熱された。1回のエチルアルコール溶液噴
霧量を4×10-3cm3/秒・cm2として、基体60上
に酸化スズ(IV)膜を成膜した。基体上に成膜される
酸化スズ(IV)膜の成長速度を3nm/秒とした。
The substrate 60 was held by the substrate holding section 40, and the substrate 60 was heated to a predetermined temperature (500 ° C.) by the heater 41. As a result, the space region 71 above the substrate 60 where the second-stage decomposition of the organotin compound mainly occurs is about 3
Heated to 20 ° C. A tin (IV) oxide film was formed on the substrate 60 with the amount of ethyl alcohol solution sprayed once being 4 × 10 −3 cm 3 / sec · cm 2 . The growth rate of the tin (IV) oxide film formed on the substrate was set to 3 nm / sec.

【0034】厚さ9nmの膜を基体上に成膜した時点
で、反射型高速電子回折法にて膜の測定を行ったとこ
ろ、膜は酸化スズ(IV)から成り、しかも、既に(2
00)面に優先配向していた。このように、(200)
面配向を有する極めて薄い酸化スズ(IV)膜は、従来
の技術からは得られるものではなく、本発明の酸化スズ
(IV)膜の成膜方法によって初めて得られたものであ
る。更に成膜を続け、膜厚約0.3μmの酸化スズ(I
V)膜を得た後、かかる酸化スズ(IV)膜の配向性の
評価をX線回折法にて行った。その結果、得られた酸化
スズ(IV)膜は(200)面に高配向していることが
判った。各(hkl)面からのX線積分強度の総和ΣI
hklに対する(hkl)面からのX線積分強度Ihklの百
分率である配向度αの値については後述する。
When a film having a thickness of 9 nm was formed on the substrate, the film was measured by a reflection type high-energy electron diffraction method, and it was found that the film was made of tin (IV) oxide and that
The (00) plane was preferentially oriented. Thus, (200)
An extremely thin tin (IV) oxide film having plane orientation is not obtained from the conventional technique, but is obtained for the first time by the method for forming a tin (IV) oxide film of the present invention. Further film formation is continued, and tin oxide (I
After obtaining the V) film, the orientation of the tin (IV) oxide film was evaluated by the X-ray diffraction method. As a result, it was found that the obtained tin (IV) oxide film was highly oriented on the (200) plane. Sum of the X-ray integrated intensities from each (hkl) plane ΣI
later for values of orientation degree α is the percentage of X-ray integral intensity I hkl from (hkl) face against hkl.

【0035】(比較例1)比較のために、補助ヒータ5
0をオフにして、実施例1と同様の条件で酸化スズ(I
V)膜を成膜した。尚、このときの、空間領域における
有機スズ化合物の流れに沿って形成された温度分布のパ
ターンを図2の曲線Bで示す。
(Comparative Example 1) For comparison, an auxiliary heater 5 was used.
0 is turned off, and tin oxide (I
V) A film was formed. The temperature distribution pattern formed along the flow of the organotin compound in the spatial region at this time is shown by the curve B in FIG.

【0036】(比較例2)比較のために、補助ヒータ5
0によって空間領域70を220゜Cに保持して、実施
例1と同様の条件で酸化スズ(IV)膜を成膜した。
尚、このときの、空間領域における有機スズ化合物の流
れに沿って形成された温度分布のパターンを図2の曲線
Cで示す。
Comparative Example 2 For comparison, the auxiliary heater 5
The tin (IV) oxide film was formed under the same conditions as in Example 1 while maintaining the space region 70 at 220 ° C. by 0.
The temperature distribution pattern formed along the flow of the organotin compound in the spatial region at this time is shown by a curve C in FIG.

【0037】(比較例3)比較のために、補助ヒータ5
0によって空間領域70を430゜Cに保持して、実施
例1と同様の条件で酸化スズ(IV)膜を成膜した。
尚、このときの、空間領域において有機スズ化合物の流
れに沿って形成された温度分布のパターンを図2の曲線
Dで示す。
(Comparative Example 3) For comparison, an auxiliary heater 5 was used.
The tin (IV) oxide film was formed under the same conditions as in Example 1 while maintaining the space region 70 at 430 ° C.
The temperature distribution pattern formed along the flow of the organotin compound in the spatial region at this time is shown by the curve D in FIG.

【0038】実施例1及び比較例1〜3におけるX線積
分強度測定から得られた配向度α(単位:%)の値は、
以下のとおりであった。尚、比較例3では粉末の酸化ス
ズ(IV)しか得られなかった。
The value of orientation degree α (unit:%) obtained from the X-ray integrated intensity measurement in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 is
It was as follows. In Comparative Example 3, only tin (IV) oxide powder was obtained.

【0039】[0039]

【表2】 実施例1 比較例1 比較例2 (200)面 94.7 93 93.4 (211)面 0 0.5 0.4 (310)面 2.6 5.8 5.6 (301)面 0 0.7 0.6 その他の面 トレース トレース トレース[Table 2]                 Example 1 Comparative Example 1 Comparative Example 2 (200) plane 94.7 93 93.4 (211) plane 0 0.5 0.4 (310) plane 2.6 5.8 5.6 (301) plane 0 0.7 0.6 Other surface Trace Trace Trace

【0040】実施例1においては、補助ヒータ50及び
ヒータ41による加熱温度が適切であり、有機スズ化合
物は、空間領域70において、先ず、第1段階でR1
びR3が分解され、次いで、空間領域71において第2
段階でR2及びR4が分解され、主にO−Sn−Oの結合
を保持した状態で有機スズ化合物の分解が完了し、この
状態で基体表面に付着し、酸化スズ(IV)膜が基体6
0上に形成される。このように有機スズ化合物の分解プ
ロセスを2段階にて制御することによって、(200)
面に高い配向性を有する酸化スズ(IV)膜を成膜する
ことができる。
In the first embodiment, the heating temperature by the auxiliary heater 50 and the heater 41 is appropriate, and in the organic tin compound, in the space region 70, R 1 and R 3 are first decomposed in the first stage, and then, Second in the space area 71
At the stage, R 2 and R 4 are decomposed, and the decomposition of the organotin compound is completed in the state where the O—Sn—O bond is retained, and in this state, the tin (IV) film is attached to the surface of the substrate to form a tin (IV) film. Base 6
Formed on 0. Thus, by controlling the decomposition process of the organotin compound in two stages, (200)
A tin (IV) oxide film having high orientation on the surface can be formed.

【0041】比較例1においては、有機スズ化合物は、
基体60の近傍で急激な温度上昇に晒される。この場
合、有機スズ化合物の2段階の分解がほぼ同時に基体6
0の近傍の空間領域71において起こり、有機スズ化合
物の一部は第2段階の分解が生じる前に基体60に到達
してしまう。その結果、成膜された酸化スズ(IV)膜
の配向性が低くなってしまう。比較例2においては、第
1段階及び第2段階の分解を有機スズ化合物は経るもの
の、第1段階の分解が十分ではないため、成膜された酸
化スズ(IV)膜の配向性は十分高いとはいい難い。
In Comparative Example 1, the organotin compound is
The substrate 60 is exposed to a rapid temperature rise in the vicinity thereof. In this case, the two-step decomposition of the organotin compound is almost simultaneously performed on the substrate 6
It occurs in the space region 71 near 0, and a part of the organotin compound reaches the substrate 60 before the second-stage decomposition occurs. As a result, the orientation of the formed tin (IV) oxide film becomes low. In Comparative Example 2, although the organotin compound undergoes the first-stage and second-stage decomposition, the first-stage decomposition is not sufficient, and thus the formed tin (IV) oxide film has sufficiently high orientation. Is hard to say.

【0042】一方、比較例3においては、空間領域70
において、有機スズ化合物の第1段階の分解だけでな
く、第2段階の分解も発生する。第2段階の分解によっ
て生成した反応性の高い分解生成物(主に、SiOX
但し1<X≦2)は、直ちに基体60に到達せず、暫く
の間第2段階の分解に必要な温度以上の温度に曝露され
る。その結果、基体60上に形成された酸化スズ(I
V)膜の配向性が低下したり、粉末の酸化スズ(IV)
が生成し易くなる。
On the other hand, in Comparative Example 3, the spatial region 70
In, not only the first-stage decomposition of the organotin compound but also the second-stage decomposition occurs. Highly reactive decomposition products (mainly SiO x ,
However, 1 <X ≦ 2) does not reach the substrate 60 immediately and is exposed to a temperature higher than the temperature required for the second-stage decomposition for a while. As a result, the tin oxide (I
V) The orientation of the film is reduced, and tin (IV) oxide powder is used.
Are easily generated.

【0043】以上のように、本発明の酸化スズ(IV)
膜の成膜方法においては、補助ヒータ60の制御によっ
て、有機スズ化合物が通過する空間領域に有機スズ化合
物の流れに沿って適切な温度分布が形成され、その結
果、有機スズ化合物の分解を第1段階及び第2段階に細
かく制御でき、高い(200)配向を有する酸化スズ
(IV)膜が基体に成膜できた。尚、従来技術のよう
に、基体表面にバッファ層を設ける必要がなく、しかも
成膜中に成膜条件を変更することなく、成膜の初期段階
から高配向性を有する酸化スズ(IV)膜を成膜するこ
とができる。
As described above, the tin (IV) oxide of the present invention
In the film forming method, by controlling the auxiliary heater 60, an appropriate temperature distribution is formed along the flow of the organotin compound in the space region where the organotin compound passes, and as a result, the decomposition of the organotin compound is prevented. Fine control was possible in the first step and the second step, and a tin (IV) oxide film having a high (200) orientation could be formed on the substrate. It is to be noted that, unlike the prior art, it is not necessary to provide a buffer layer on the surface of the substrate, and the tin (IV) oxide film having high orientation from the initial stage of film formation without changing film forming conditions during film formation. Can be formed.

【0044】(実施例2)基体60の加熱温度を430
゜Cとした以外は実施例1と同様の方法で基体上に(2
00)面配向を有する酸化スズ(IV)膜を成膜した。
尚、酸化スズ(IV)膜を成膜するための有機スズ化合
物原料として、(C372Sn(OCOCH32を含
有するエチルアルコール溶液を用いた。即ち、R1及び
3をC37とし、R2及びR4をCH3とした。アルコー
ル溶液中の(C372Sn(OCOCH32含有濃度
を、SnO2換算で1重量%とした。酸化スズ(IV)
膜の(200)面の配向度αを測定したところ、以下に
示すように、高い配向度αを有していた。 (200)面 α=81.9% (211)面 α= 6.4% (310)面 α= 5.3% (301)面 α= 6.4% その他の面 α=トレース
(Example 2) The heating temperature of the substrate 60 was set to 430.
(2) on the substrate in the same manner as in Example 1 except that
A tin (IV) oxide film having a (00) plane orientation was formed.
An ethyl alcohol solution containing (C 3 H 7 ) 2 Sn (OCOCH 3 ) 2 was used as an organic tin compound raw material for forming the tin (IV) oxide film. That is, R 1 and R 3 were C 3 H 7, and R 2 and R 4 were CH 3 . The alcoholic solution of (C 3 H 7) 2 Sn (OCOCH 3) 2 containing concentration was 1 wt% in terms of SnO 2. Tin oxide (IV)
When the degree of orientation α of the (200) plane of the film was measured, it had a high degree of orientation α as shown below. (200) plane α = 81.9% (211) plane α = 6.4% (310) plane α = 5.3% (301) plane α = 6.4% Other plane α = trace

【0045】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。実施例にて説明した条件や数値は例示であり、
適宜変更することができる。基体としては、ソーダライ
ム・シリケートガラス、アルミノシリケートガラス、硼
珪酸塩ガラス、リチウムアルミノシリケートガラス、石
英ガラス等の各種ガラスに限定されず、酸化スズ(I
V)膜をその上に形成すべき各種無機材料膜や有機材料
膜等を用いることができる。アルコールとしては、エチ
ルアルコール以外にも、イソプロピルアルコール、ブタ
ノール等を用いることができる。有機スズ化合物の噴霧
においては、圧縮空気だけでなく、加圧窒素ガス、加圧
アルゴンガス等と加圧酸素ガスとの混合ガス等を用いる
こともできる。基体上に成膜された酸化スズ(IV)膜
に対してアニール処理を施してもよい。
Although the present invention has been described based on the preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. The conditions and numerical values described in the examples are examples,
It can be changed appropriately. The substrate is not limited to various glasses such as soda lime silicate glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, lithium aluminosilicate glass, and quartz glass, and tin oxide (I
V) Various inorganic material films, organic material films, and the like on which the film is to be formed can be used. As the alcohol, other than ethyl alcohol, isopropyl alcohol, butanol and the like can be used. In spraying the organotin compound, not only compressed air but also mixed gas of pressurized nitrogen gas, pressurized argon gas and pressurized oxygen gas may be used. The tin (IV) oxide film formed on the substrate may be annealed.

【0046】本発明の酸化スズ(IV)膜の成膜方法に
よって得られた高い(200)面配向を有する酸化スズ
(IV)膜は、例えば液晶表示装置やエレクトロルミネ
ッセンス表示装置、プラズマ表示装置、エレクトロクロ
ミック表示装置等の各種表示装置における透明導電膜に
適用することができる。また、太陽電池の反射防止膜を
兼ねた透明導電膜にも適用することができる。これらの
場合、必要に応じて、有機スズ化合物原料に適宜フッ素
(F)やアンチモン(Sb)の化合物から成るドーパン
トを添加したり、有機スズ化合物原料の霧化と同時にド
ーパントを霧化することによって、成膜された酸化スズ
(IV)膜をドーピングし、酸化スズ(IV)膜の一層
の低抵抗化を図ることができる。更には、ガラスから成
る基体からのナトリウムやカリウム等のアルカリ成分の
析出防止のために、例えばSiO2から成るアルカリバ
リア層を基体の表面に形成しておいてもよい。更には、
必要に応じて、酸化スズ(IV)膜の表面に保護層や反
射防止層等を設けてもよい。
The tin (IV) oxide film having a high (200) plane orientation obtained by the method for forming a tin (IV) oxide film according to the present invention is, for example, a liquid crystal display device, an electroluminescence display device, a plasma display device, It can be applied to a transparent conductive film in various display devices such as an electrochromic display device. It can also be applied to a transparent conductive film that also serves as an antireflection film of a solar cell. In these cases, if necessary, a dopant composed of a compound of fluorine (F) or antimony (Sb) is appropriately added to the organotin compound raw material, or the dopant is atomized simultaneously with atomization of the organotin compound raw material. By doping the formed tin (IV) oxide film, it is possible to further reduce the resistance of the tin (IV) oxide film. Further, an alkali barrier layer made of, for example, SiO 2 may be formed on the surface of the substrate in order to prevent precipitation of alkali components such as sodium and potassium from the substrate made of glass. Furthermore,
If necessary, a protective layer, an antireflection layer or the like may be provided on the surface of the tin (IV) oxide film.

【0047】更に、本発明の酸化スズ(IV)膜の成膜
方法を用いて、薄膜抵抗器、赤外線反射膜(例えば、P
ETフィルム表面に酸化スズ(IV)膜を成膜した透明
断熱フィルムへの適用)、冷凍ショーケース用の曇り止
め用の窓の通電加熱体、電気部品の帯電防止用の導電
膜、Cuをドープした酸化物フォトクロミック材料を作
製することが可能である。
Further, by using the method for forming a tin (IV) oxide film of the present invention, a thin film resistor, an infrared reflecting film (for example, P
Application to a transparent heat insulating film having a tin (IV) oxide film formed on the surface of an ET film), a current-carrying heater for anti-fog windows for freezing showcases, a conductive film for preventing electrostatic charging of electric parts, and Cu doping It is possible to produce the above oxide photochromic material.

【0048】あるいは又、特開昭63−23128号公
報に開示されたような光空間変調素子に本発明の酸化ス
ズ(IV)膜の成膜方法を適用することができる。この
場合には、本発明の酸化スズ(IV)膜の成膜方法に基
づき、サファイア、LiF等の単結晶、石英、ガラス等
のガラス系材料から成る基板の上に高配向性を有する酸
化スズ(IV)膜から成る導電性結晶軸配向膜を成膜し
た後、その上に、例えばSr2KNb515、タンタルニ
オブ酸カリウム等から成る強誘電体層を積層する。更に
その上に、II−VI族系、カルゴゲン系、IV族系及
びGeC、SiC系あるいは有機系光伝導体材料から成
る光伝導体層を積層し、この光伝導体層の表面及び基板
の裏面に透明電極を形成する。こうして、光空間変調素
子を作製することができる。
Alternatively, the tin (IV) oxide film forming method of the present invention can be applied to the spatial light modulating element as disclosed in JP-A-63-23128. In this case, based on the method for forming a tin (IV) oxide film of the present invention, tin oxide having high orientation is formed on a substrate made of a sapphire, a single crystal such as LiF, or a glass material such as quartz or glass. After the conductive crystal axis orientation film made of the film (IV) is formed, a ferroelectric layer made of, for example, Sr 2 KNb 5 O 15 , potassium tantalum niobate or the like is laminated thereon. Further thereon, a photoconductor layer made of II-VI group, chalcogen group, IV group group and GeC, SiC or organic photoconductor material is laminated, and the surface of the photoconductor layer and the back surface of the substrate are laminated. A transparent electrode is formed on. In this way, the spatial light modulator can be manufactured.

【0049】本発明の酸化スズ(IV)膜の成膜方法
を、更に、レンズの表面コーティングといった耐磨耗
膜、あるいはショーウインドウにおける装飾膜の形成に
適用することもできる。
The method for forming a tin (IV) oxide film of the present invention can be further applied to the formation of a wear resistant film such as a surface coating of a lens or a decorative film in a show window.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明の酸化スズ(IV)膜の成膜方法
によれば、有機スズ化合物の分解を第1段階及び第2段
階にて行うことによって、高い配向性を有する酸化スズ
(IV)膜を基体に成膜することができる。しかも、基
体上に予めバッファ層等を形成する必要や単結晶基板を
用いる必要がなく、製造工程を簡素化できる。また、所
望の配向性を有する酸化スズ(IV)膜を容易に且つ確
実に広い成膜条件にて成膜することができる。
According to the method for forming a tin (IV) oxide film of the present invention, the tin (IV) oxide having a high orientation is obtained by decomposing the organotin compound in the first step and the second step. ) The film can be deposited on a substrate. Moreover, it is not necessary to previously form a buffer layer or the like on the substrate or to use a single crystal substrate, and the manufacturing process can be simplified. Further, a tin (IV) oxide film having a desired orientation can be easily and surely formed under a wide range of film forming conditions.

【0051】しかも、本発明の酸化スズ(IV)膜の成
膜方法をスプレー熱分解法にて行えば、製造設備も大掛
かりなものが必要でなく、酸化スズ(IV)膜の製造コ
ストを低減することができる。
Moreover, if the method for forming a tin (IV) oxide film of the present invention is carried out by the spray pyrolysis method, no large-scale production equipment is required, and the production cost of the tin (IV) oxide film is reduced. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の酸化スズ(IV)膜の成膜方法の実施
に適したスプレー熱分解装置の概要を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a spray pyrolysis apparatus suitable for carrying out a tin (IV) oxide film forming method of the present invention.

【図2】有機スズ化合物が分解する空間領域の温度分布
パターンを模式的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a temperature distribution pattern in a spatial region in which an organotin compound decomposes.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 有機スズ化合物原料供給部 11 有機スズ化合物原料貯蔵部 12 ポンプ 13 流量計 14 配管 20 キャリアガス供給部 21 圧縮ガス生成・供給装置 22 流量計 23 配管 30 霧化部 40 基体保持部 41 ヒータ 50 補助ヒータ 60 基体 10 Organic tin compound raw material supply department 11 Organic tin compound raw material storage 12 pumps 13 Flowmeter 14 Piping 20 Carrier gas supply section 21 Compressed gas generator / supply unit 22 Flow meter 23 Piping 30 Atomization unit 40 Base holding part 41 heater 50 auxiliary heater 60 base

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 から成る有機スズ化合物を原料として酸化スズ(IV)
を基体上に成膜する酸化スズ(IV)膜の成膜方法であ
って、 該有機スズ化合物が噴霧されそして加熱された該基体に
到達するまでに、該有機スズ化合物が通過する空間領域
に、該有機スズ化合物の流れに沿って温度分布が形成さ
れており、該空間領域は、該有機スズ化合物を噴霧する側から、第
1の空間領域及び第2の空間領域から構成され、 該第1の 空間領域の温度を260乃至320゜Cとし、
該第2の空間領域の温度を320乃至580゜Cとし、
該基体の加熱温度を355゜C乃至580゜Cとするこ
とを特徴とする酸化スズ(IV)膜の成膜方法。
1. Of tin (IV) oxide using an organic tin compound consisting of
A method of forming a tin (IV) oxide film on a substrate, comprising: forming a space in the space through which the organotin compound passes by the time the organotin compound is sprayed and reaches the heated substrate. , A temperature distribution is formed along the flow of the organotin compound, and the space region is
It is composed of a first space region and a second space region, and the temperature of the first space region is 260 to 320 ° C.,
The temperature of the second space region is set to 320 to 580 ° C,
A method for forming a tin (IV) oxide film, wherein the heating temperature of the substrate is 355 ° C to 580 ° C.
【請求項2】基体上に成膜された酸化スズ(IV)膜は
主に(200)面配向を有することを特徴とする請求項
1に記載の酸化スズ(IV)膜の成膜方法。
2. The method for forming a tin (IV) oxide film according to claim 1, wherein the tin (IV) oxide film formed on the substrate mainly has a (200) plane orientation.
【請求項3】前記第1の空間領域は、前記基体表面から
1cm以上離れていることを特徴とする請求項1又は請
求項2に記載の酸化スズ(IV)膜の成膜方法。
3. The method for forming a tin (IV) oxide film according to claim 1, wherein the first space region is separated from the substrate surface by 1 cm or more.
【請求項4】前記有機スズ化合物はアルコール中に溶解
されており、アルコール溶液中の該有機スズ化合物含有
濃度は、SnO2換算で0.1重量%以上10重量%以
下であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいず
れか1項に記載の酸化スズ(IV)膜の成膜方法。
4. The organotin compound is dissolved in alcohol, and the concentration of the organotin compound in the alcohol solution is 0.1 wt% or more and 10 wt% or less in terms of SnO 2. The method for forming a tin (IV) oxide film according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】前記有機スズ化合物はアルコール中に溶解
されており、アルコール溶液中の該有機スズ化合物含有
濃度は、SnO2換算で0.1重量%以上1重量%以下
であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれ
か1項に記載の酸化スズ(IV)膜の成膜方法。
5. The organotin compound is dissolved in alcohol, and the content of the organotin compound in the alcohol solution is 0.1 wt% or more and 1 wt% or less in terms of SnO 2. The method for forming a tin (IV) oxide film according to any one of claims 1 to 3.
【請求項6】有機スズ化合物を含有する前記アルコール
溶液を、前記基体上に1×10-3乃至5×10-2cm3
/秒・cm2、噴霧することを特徴とする請求項4又は
請求項5に記載の酸化スズ(IV)膜の成膜方法。
6. The alcohol solution containing an organotin compound is applied to the substrate at 1 × 10 −3 to 5 × 10 −2 cm 3.
/ Sec · cm 2 is sprayed, The method for forming a tin (IV) oxide film according to claim 4 or claim 5,
【請求項7】前記基体上に成膜される酸化スズ(IV)
膜の成長速度を、0.5乃至40nm/秒とすることを
特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載
の酸化スズ(IV)膜の成膜方法。
7. Tin (IV) oxide deposited on the substrate
The method for forming a tin (IV) oxide film according to any one of claims 1 to 6, wherein a growth rate of the film is set to 0.5 to 40 nm / sec.
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八木績他,スプレー熱分解法による有機スズ化合物からの酸化スズ膜の成長,表面科学,1991年,第12巻,第5号,第50−58頁

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