JP3694766B2 - 放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法 - Google Patents
放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3694766B2 JP3694766B2 JP21081199A JP21081199A JP3694766B2 JP 3694766 B2 JP3694766 B2 JP 3694766B2 JP 21081199 A JP21081199 A JP 21081199A JP 21081199 A JP21081199 A JP 21081199A JP 3694766 B2 JP3694766 B2 JP 3694766B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transparent conductive
- conductive film
- target
- substrate
- synchrotron radiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、放射光照射時の内殻電子励起反応の緩和過程で生じる化学結合の切断を利用する、放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、高導電性及び可視光領域での高透過性を示す透明導電膜は、光・電子工学的デバイス、特に液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、エレクトロルミネッセンス(EL)素子等の平面型表示素子等においては必要不可欠な構成要素であるため、現在まで幅広く研究・開発されている。このような透明導電膜としては、例えば金属薄膜や酸化物半導体薄膜等があるが、現在では主として酸化物半導体薄膜が利用されている。
【0003】
この酸化物半導体薄膜の従来の作製方法としては、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンスプレーティング法等が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の作製方法では、透明導電膜が形成される基板を、200℃を超える高温にする必要があるため、耐熱性の低いプラスチックフィルム等からなるフレキシブル基板等に対しては作製できないという問題点がある。
【0005】
また、基板温度を200℃以下にした場合でも、特性が劣る非晶質の透明導電膜しか作製できないという問題点がある。
【0006】
この発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、200℃以下の低温でも結晶性の透明導電膜を作製できる、放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法は、ターゲット基板上にあらかじめ形成された透明導電膜からなるターゲットに高真空下で放射光を照射し、この放射光照射によるアブレーションによって、前記ターゲットから所定間隔を開けて前記ターゲット基板と相対向して配置された基板上に200℃以下で透明導電膜を堆積させるものである。
【0008】
請求項2の放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法は、前記放射光を、所定径のスリットを通して照射するものである。
【0009】
請求項3の放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法は、前記放射光を前記ターゲット上に集光するものである。
【0010】
請求項4の放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法は、前記ターゲット基板をあらかじめ所定温度に加熱しておくものである。
【0011】
請求項5の放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法は、前記放射光を照射しながら、少なくとも前記基板をその面方向に対して平行に移動させるものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1及び図2に示すように、この実施形態に係る放射光アブレーションによる透明導電膜1の作製方法は、ターゲット基板2上に形成された透明導電膜1からなるターゲットに高真空下で放射光SRを照射し、この放射光SR照射によるアブレーションによって、ターゲットから所定間隔を開けてターゲット基板2と相対向して配置された基板3上に透明導電膜1を堆積させるものである。
【0013】
透明導電膜1は、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンスプレーティング法等の従来公知の方法でターゲット基板2上にあらかじめ形成される。この透明導電膜1の材質としては、導電性や可視光領域での透明性等の点からSnドープIn2O3(ITO,indium tin oxide)が好適であるが、その他SnO2,ZnO,InZnOx等であってもよい。また、結晶性のものの他、非晶質のものでもよい。
【0014】
ターゲット基板2は、透明導電膜1を外側に向けた状態でターゲットホルダー4等により保持されて所定位置に配置される。このターゲット基板2の材質は特に限定されるものではなく、ガラス基板等の各種の基板を使用することができる。
【0015】
基板3は、基板ホルダー5等により保持され、ターゲットから所定間隔を開けてターゲット基板2と相対向して配置される。
【0016】
ターゲットホルダー4や基板ホルダー5は、放射光SRを照射可能な適宜の放射光源6に接続されたビームライン7の例えば試料真空槽部8等の内部に配備しておけばよい。また、試料真空槽部8等を含むビームライン7は、例えば真空ポンプやターボ分子ポンプ等を接続することによって内部を高真空状態に減圧可能としておけばよい。
【0017】
放射光源6としては、例えば図3に示すような電子蓄積リング等が挙げられる。この放射光源6から照射される放射光(シンクロトロン放射光,synchrotron radiation)SRは、可視光から硬X線までの連続スペクトルを有するが、特に小型の放射光源6の場合には軟X線領域の強度が大きい。この軟X線は物質との相互作用が大きいため、放射光源6としては、小型のものを使用するのが望ましい。また、放射光SRの発生を目的としたビームを曲げるための磁場発生手段としては、超伝導電磁石を使用するのが望ましく、この場合には、強力な磁場により電子の軌道半径を小さくできるため、透明導電膜1を作製するためのビームライン7等を光源点に近接して設置できるという利点がある。
【0018】
ビームライン7としては、例えば図4に示す例のように、ターボ分子ポンプTMP1により高真空状態に減圧可能で内部にターゲットホルダー4や基板ホルダー5が配備された試料真空槽部8と、この試料真空槽部8に接続されてターボ分子ポンプTMP2により高真空状態に減圧可能なロードロック部9と、試料真空槽部8に接続されてターボ分子ポンプTMP3により高真空状態に減圧可能な差動排気真空槽部10と、この差動排気真空槽部10及び放射光源6に接続されてターボ分子ポンプTMP4及び真空ポンプIPにより高真空状態に減圧可能で内部に集光用ミラー11が配備されたミラー真空槽部12とを備えたもの等が挙げられる。
【0019】
この例のように、放射光SRを所定の入射角度で集光用ミラー11に照射してターゲット上に集光できるようにしておけば、ターゲット基板2等を光源点に近づけることができると共に、光子密度を大きくできるという利点がある。また、ビームライン7に差動排気真空槽部10を設けておけば、放射光SR照射によってターゲットからガス等が発生する場合でも、集光用ミラー11や放射光源6等が汚染されるのを防止することができる。更に、例えば磁気シール式のトランスファーロッド13等を備えたロードロック部9を設けると共に、このロードロック部9と試料真空槽部8との間にゲートバルブ等を設けておけば、ロードロック部9のみを大気に暴露することができる。そのため、ターゲット基板2等の交換の際にも、排気に長時間を要する試料真空槽部8が大気に暴露されることがなく、作製効率が良いという利点がある。
【0020】
上記のように構成される放射光源6から、ビームライン7内の透明導電膜1からなるターゲットに放射光SRが照射されれば、放射光SRが透明導電膜1を構成する原子の内殻電子の束縛エネルギーと同程度のエネルギーの光子を含んでいるため、内殻電子が励起されて光電子として放出される。このような内殻電子励起反応の緩和過程で生じる化学結合の切断を利用する放射光アブレーションにより、ターゲット基板2と相対向した基板3上に透明導電膜1が堆積する。この放射光アブレーションは、非熱的な光化学作用であり、室温を含む200℃以下の低温で透明導電膜1を堆積可能であるので、基板3として耐熱性の低いプラスチックフィルム等からなるフレキシブル基板等も使用でき、そのため透明導電膜1の利用範囲を拡大できるという利点がある。
【0021】
ここで、図1に示すように、放射光SRを、所定径のスリット14を通して照射すれば、ターゲットの所定範囲のみを選択的にアブレーション可能であるという利点がある。
【0022】
また、ターゲットホルダー4に電熱ヒーター等の適宜の加熱手段を取付けておき、ターゲット基板2をあらかじめ数十〜数百℃の所定温度に加熱しておけば、アブレーションを促進できるという利点がある。
【0023】
更に、放射光SRを照射しながら、基板ホルダー5等を制御することにより基板3をその面方向に対して適当な速度で平行に移動させれば、基板3上に大面積の透明導電膜1を堆積させることができるという利点がある。この場合、ターゲット基板2の方も、必要に応じてターゲットホルダー4等を制御することにより適当な速度でその面方向に対して平行に移動可能としておいてもよい。
【0024】
【実施例】
次に、実施例により更に詳細に説明するが、この発明はかかる実施例に限定されるものではない。
【0025】
〔実施例1〕(放射光照射によるターゲットITO薄膜のアブレーション)
ターゲットITO(SnドープIn2O3)薄膜が放射光照射によりアブレーションできるかどうかを確認した。放射光源としては、超伝導小型電子蓄積リング(AURORA,蓄積エネルギー575MeV,住友重機械工業株式会社製)を使用した。ビームラインとしては、ヒーター付きのターゲットホルダーや基板ホルダーが内部に配備された試料真空槽部と、ロードロック部と、差動排気真空槽部と、内部に集光用ミラーが配備されたミラー真空槽部とを備えたもの(BL−14,住友重機械工業株式会社製)を使用した。
【0026】
RFスパッタ法で形成されたターゲットITO薄膜を有するガラス基板をターゲットホルダーで保持し、室温、高真空下(10-6Torr台)でこのガラス基板上のターゲットITO薄膜にメタルマスクを通して放射光を照射した(照射時間30分,蓄積電流値300〜200mA)。照射後、ターゲットITO薄膜のメタルマスクでカバーされていない部分の溝の深さを接触段差計により測定した。その結果を図5〔図5中の(a)〕に示す。
【0027】
〔実施例2〕(放射光照射によるターゲットITO薄膜のアブレーション)
実施例1と同様の操作を、ターゲットITO薄膜の温度を200℃とした場合でも行った。その結果を図5〔図5中の(b)〕に示す。なお、実施例1及び実施例2において、メタルマスクでカバーされた部分の照射前と照射後の表面形態を走査型電子顕微鏡(SEM)でそれぞれ観察したところ、いずれの場合も照射前と照射後とで変化は認められなかった。
【0028】
〔実施例3〕(放射光アブレーションによるITO薄膜の作製)
実施例1及び実施例2と同様のターゲットを使用した。ITO薄膜を堆積させる基板としては、超音波洗浄済みの石英ガラス板を使用した。これらターゲットと基板の成膜中の間隔は、1.5〜2.0cmとした。集光用ミラーとしては、SiC基板に白金をコーティングした水冷全反射ミラー(長さ300mm,幅30mm,曲率半径100m)を使用し、光源から3.7mの位置で焦点を結ぶように入射角を約0.93度とした。図6に、放射光源からの放射光のスペクトル〔図6中の(a)SR〕と、集光した放射光のスペクトル〔図6中の(b)Focussing〕を示す。
【0029】
基板温度を室温、ターゲット温度を200℃としておき、高真空下(10-6Torr台)で直径2mmのスリットを通して放射光を照射し、集光用ミラーでターゲットITO薄膜上に集光した(照射時間2時間,蓄積電流値300〜220mA)。この操作によって基板上に作製した薄膜の化学特性をX線光電子分光法(XPS,X-ray Photoelectron Spectroscopy)、電子プローブマイクロアナリシス(EPMA,Electron Probe Micro Analysis)、及びオージェ電子分光分析法(AES,Auger Electron Spectroscopy)により評価した。その結果を図7、表1、及び図8にそれぞれ示す。
【0030】
【表1】
【0031】
また、作製した薄膜の膜厚を接触段差計で測定(測定時のエッチングレートはSiO2換算で40Å/分)したところ、1000Åであった。更に、作製した薄膜の結晶性をX線回折法により評価した。その結果を図9に示す。これらXPS、EPMA、AES、及びX線回折の結果より、作製した薄膜が結晶性のITO薄膜であると確認できた。
【0032】
次に、作製したITO薄膜の電気的特性をホール効果測定(ファン・デア・パウ法)により評価した。その結果を表2に示す。
【0033】
【表2】
【0034】
また、作製したITO薄膜の透過率を分光光度計により測定した。その結果を図10に示す。これらの結果より、作製したITO薄膜は、基板温度が室温で作製されたにもかかわらず、10-5(Ω・cm)オーダーに近い優れた抵抗率と、可視光領域において80%以上(波長550nmでは約83%)の優れた透過率とを有することが確認できた。
【0035】
更に、放射光照射前のターゲットITO薄膜と、作製したITO薄膜の表面形態を走査型電子顕微鏡(SEM)でそれぞれ観察したところ、ターゲットITO薄膜ではドメイン構造が観察されたが、作製したITO薄膜では微細な粒子構造が観察された。
【0036】
【発明の効果】
以上のように、請求項1の発明によれば、放射光照射時の内殻電子励起反応の緩和過程で生じる化学結合の切断を利用する放射光アブレーションにより、ターゲット基板と相対向した基板上に透明導電膜を堆積させることができる。この放射光アブレーションは、非熱的な光化学作用であり、室温を含む200℃以下の低温で透明導電膜を堆積可能であるので、基板として耐熱性の低いプラスチックフィルム等からなるフレキシブル基板等も使用でき、そのため透明導電膜の利用範囲を拡大できるという利点がある。
【0037】
請求項2の発明によれば、前記放射光を、所定径のスリットを通して照射するので、ターゲットの所定範囲のみを選択的にアブレーション可能であるという利点がある。
【0038】
請求項3の発明によれば、前記放射光を前記ターゲット上に集光するので、ターゲット基板等を光源点に近づけることができると共に、光子密度を大きくできるという利点がある。
【0039】
請求項4の発明によれば、前記ターゲット基板をあらかじめ所定温度に加熱しておくので、アブレーションを促進できるという利点がある。
【0040】
請求項5の発明によれば、前記放射光を照射しながら、少なくとも前記基板をその面方向に対して平行に移動させるので、基板上に大面積の透明導電膜を堆積させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る透明導電膜の作製方法を示す概略図。
【図2】図1の要部拡大概略図。
【図3】電子蓄積リング(放射光源)の一例を示す概略平面図。
【図4】ビームラインの一例を示す概略図。
【図5】実施例1及び実施例2におけるアブレーション後の溝の深さを示すグラフ。
【図6】実施例3で使用した放射光源からの放射光のスペクトルと集光した放射光のスペクトルを示すグラフ。
【図7】実施例3で作製した薄膜のXPS測定結果を示すチャート。
【図8】実施例3で作製した薄膜の深さ組成分布のAES測定結果を示すチャート。
【図9】実施例3で作製した薄膜のX線回折結果を示すチャート。
【図10】実施例3で作製した薄膜の透過率測定結果を示すグラフ。
【符号の説明】
SR 放射光
1 透明導電膜
2 ターゲット基板
3 基板
14 スリット
Claims (5)
- ターゲット基板上にあらかじめ形成された透明導電膜からなるターゲットに高真空下で放射光を照射し、この放射光照射によるアブレーションによって、前記ターゲットから所定間隔を開けて前記ターゲット基板と相対向して配置された基板上に200℃以下で透明導電膜を堆積させることを特徴とする放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法。
- 前記放射光を、所定径のスリットを通して照射することを特徴とする請求項1記載の放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法。
- 前記放射光を前記ターゲット上に集光することを特徴とする請求項1又は2記載の放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法。
- 前記ターゲット基板をあらかじめ所定温度に加熱しておくことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法。
- 前記放射光を照射しながら、少なくとも前記基板をその面方向に対して平行に移動させることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載の放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21081199A JP3694766B2 (ja) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | 放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21081199A JP3694766B2 (ja) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | 放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001040468A JP2001040468A (ja) | 2001-02-13 |
JP3694766B2 true JP3694766B2 (ja) | 2005-09-14 |
Family
ID=16595528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21081199A Expired - Fee Related JP3694766B2 (ja) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | 放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3694766B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7067843B2 (en) * | 2002-10-11 | 2006-06-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Transparent oxide semiconductor thin film transistors |
JP5839672B2 (ja) * | 2011-09-28 | 2016-01-06 | 株式会社日立製作所 | 低真空軟x線実験装置 |
-
1999
- 1999-07-26 JP JP21081199A patent/JP3694766B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001040468A (ja) | 2001-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3203249B2 (ja) | レーザープラズマ沈着によって製造される無定形ダイヤモンド材料 | |
JP5244396B2 (ja) | 固体凝縮ガス層のエネルギー誘導局所除去を用いるリフトオフパターニング方法 | |
US20100092747A1 (en) | Infrared-reflecting films and method for making the same | |
Butt et al. | Deposition and characterization of multilayer DLC: Mo thin films grown on silicon substrate by off-axis pulsed laser deposition technique | |
Henkel et al. | Self-organized nanocrack networks: a pathway to enlarge catalytic surface area in sputtered ceramic thin films, showcased for photocatalytic TiO2 | |
Yamaguchi et al. | Free‐Standing Bialkali Photocathodes Using Atomically Thin Substrates | |
Chia et al. | Work function alteration of the porous indium tin oxide nanorods film by electron beam irradiation technique | |
JP2010204380A (ja) | 光反射鏡及びその製造方法 | |
JP3694766B2 (ja) | 放射光アブレーションによる透明導電膜の作製方法 | |
Singh et al. | Study on swift heavy ions induced modifications of Ag-ZnO nanocomposite thin film | |
JP4266345B2 (ja) | 有機材料の微細領域分析方法 | |
El Zawawi et al. | Influence of film thickness and heat treatment on the physical properties of Mn doped Sb2Se3 nanocrystalline thin films | |
Tremsin et al. | Polycrystalline diamond films as prospective UV photocathodes | |
JP4327056B2 (ja) | アモルファス酸化チタン薄膜の形成方法および光触媒性複合薄膜 | |
Akagi et al. | Low-resistivity highly transparent indium-tin-oxide thin films prepared at room temperature by synchrotron radiation ablation | |
JP5773354B2 (ja) | 透明導電膜の製造方法及び透明導電膜 | |
Normuradov et al. | Development of technology for obtaining nanosized heterostructured films by ion-plasma deposition | |
Jagadeesh Chandra et al. | Substrate bias voltage influenced structural, electrical and optical properties of dc magnetron sputtered Ta 2 O 5 films | |
Hojo et al. | Effect of annealing with Ar plasma irradiation for transparent conductive Nb-doped TiO2 films on glass substrate | |
Wen et al. | Improved electrical and optical properties of ultra-thin tin doped indium oxide (ITO) thin films by a 3-dimensionally confined magnetron sputtering source | |
Volpian et al. | Magnetron technology of production of gradient optical coatings | |
KR102617884B1 (ko) | 리소그래피 마스크용 반사층의 제조 방법 | |
Klunnikova et al. | Obtaining iron-oxide films on sapphire substrates | |
WO2001022499A1 (en) | Zirconia-containing transparent and conducting oxides | |
JP3116093B1 (ja) | TiO単結晶薄膜の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040202 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040226 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040415 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050519 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050610 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |