JP3855051B2 - Method of forming low contact resistance electrode on n-type conductive zinc oxide - Google Patents

Method of forming low contact resistance electrode on n-type conductive zinc oxide Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、n型伝導性を特徴とする酸化亜鉛を用いた電気抵抗体、センサー、バリスター、透明電極などの電気、電子素子の酸化亜鉛上へ低抵抗でオーミック性の良い金属電極を形成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、金属と半導体との接合においては、金属の仕事関数と半導体の電子親和力によって決定されるエネルギー障壁が形成されるため、オーミック性に優れた低抵抗電極を形成するには、様々な努力がなされてきている。これまで、電気、電子素子に利用される酸化亜鉛へのオーミック電極は銀ペースト等の金属微粒子を分散させたペーストの塗布とその焼き付け、あるいは、金をはじめとする金属のスパッタ蒸着によって形成されてきた。
【0003】
また、インジウムが低抵抗の電極として利用可能であることが知られてきている。特に、n型にドープされた酸化亜鉛に対してインジウムが有効である(例えば、非特許文献1参照)。インジウム電極の形成には、インジウム箔を圧着する方法、インジウム・ガリウム系アマルガムを塗布する方法、あるいは、インジウム系の金属を半田として利用する方法が用いられている。
【0004】
【非特許文献1】
N.Ohashi et al.,Japanese Journal of Applied Physics Vol.38, pp5028-5032,1999
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
酸化亜鉛へのインジウム電極の形成方法において、インジウム・ガリウム系のアマルガムを塗布すると、酸化亜鉛との反応が起こり、酸化亜鉛単結晶表面にダメージを与えることがあった。さらに、焼き付けを必要とする電極では、温度履歴に敏感な酸化亜鉛の欠陥構造を変質させてしまうこともあった。また、塗布による方法では微小な素子への電極形成が困難である。
【0006】
上記の非特許文献1に示されるように、酸化亜鉛に対してインジウムが高濃度に拡散した場合、亜鉛とインジウムとからなる複合酸化物を形成する可能性があり、この複合酸化物は絶縁体になり易い性質を持つ。
【0007】
通常のインジウム蒸着では、インジウムが酸化亜鉛に拡散してこのような問題を引き起こす可能性がある。さらに、インジウムが酸化されることによって、電極の特性が失われることがある。
【0008】
本発明の課題は、電気、電子素子に利用されるn型伝導性を特徴とする酸化亜鉛との接触抵抗が小さく、また、耐酸化性に優れたインジウム金属電極を蒸着法により形成することである。特に、1ミリを下回るサイズの小型の良質なインジウム金属電極をn型伝導性酸化亜鉛膜上に形成すること、また、熱処理を施すことなく、すなわち、酸化亜鉛材料の欠陥構造や不純物の状態を変化させることなく、小型の電極を形成する技術を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、低い接触抵抗を実現してくれる金属であるインジウムを酸化亜鉛に拡散せず、且つ密着性よく付着させる条件で蒸着する方法を見出した。
この方法によれば、インジウム金属が付着しないための覆いをマスクによってかけ、必要な部分にのみ蒸着することが可能であり、小型の電極を容易に形成することができる。
【0010】
さらに、蒸着膜は薄く、また、酸化亜鉛を室温で蒸着した後に、大気中に曝すと、インジウムが酸化して電極としての特性が損なわれるため、耐酸化性に優れた被膜を連続して蒸着することによってこの問題も解決可能であることを見出した。
【0011】
すなわち、本発明は、(1)真空槽に、直流プラズマ放電を可能とするためのアノード電極と該アノード電極に対向して配置したカソード電極と、インジウム金属の真空加熱蒸着を実現するに足る高温を実現できるインジウム金属を充填した加熱容器と、を配置し、該カソード電極上にn型伝導性酸化亜鉛を用いた電子素子を配置し、該真空槽内を気し、しかる後に、アルゴンガスを真空槽に導入し、直流プラズマが発生するに適当な圧力を保持し、直流プラズマが発生した状態において、インジウム金属を加熱・蒸発させて、n型伝導性酸化亜鉛表面に直流電界下でプラズマを照射しながらインジウムを蒸着させてインジウム金属電極を形成することを特徴とするn型伝導性酸化亜鉛上への低接触抵抗電極の形成法、である。
【0012】
また、本発明は、(2)上記(1)の酸化亜鉛上への低接触抵抗電極の形成法であって、インジウム金属蒸着の後に、直流プラズマの発生を停止し、真空を破ることなく、インジウム金属電極上に、酸化防止のための貴金属膜を蒸着させることを特徴とするn型伝導性酸化亜鉛上への低接触抵抗電極の形成法、である。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の方法を実施するためには、下記のような直流プラズマ真空蒸着装置を使用する。真空槽内には、直流プラズマ放電を可能とし、n型伝導性酸化亜鉛表面に直流電界下でプラズマを照射するためのアノード電極とカソード電極を対向して設置する。n型伝導性酸化亜鉛を用いた電気、電子素子は、カソード電極上に配置して酸化亜鉛膜表面をアノード電極に対向させる。
【0014】
真空槽内に抵抗線加熱又はそれと同等の加熱機構を設置する。この加熱機構は、インジウムを真空蒸着するに足る高温を発生できる加熱機構とする。この加熱機構によって加熱される加熱容器は、抵抗加熱ヒーターを成形してバスケット状にしたものが望ましいが、磁器坩堝を抵抗線加熱する等、インジウムを加熱蒸発させることが可能な機構であれば特に限定されない。この加熱容器に蒸発させるインジウム金属を充填する。
【0015】
インジウムを充填した加熱容器は、直流プラズマ放電用の対向する電極の間に設置することが好ましいが、蒸発したインジウムが酸化亜鉛膜表面に蒸着される配置となっていれば、その他の設置場所でも構わない。
【0016】
上記のとおり、アノード電極とカソード電極及びインジウムを充填した加熱容器を真空槽に配置し、カソード電極上にn型伝導性酸化亜鉛を用いた電気、電子素子を配置した後に、真空槽を排気する。真空槽の真空排気機構は適宜のものを使用できる。排気前に真空槽内をアルゴンガスで置換しパージすることによって、真空槽内の酸素成分を除き、インジウム金属の酸化を防止することが望ましい。
【0017】
真空槽内の排気が完了した後に、アルゴンガスを真空槽に導入し、直流プラズマが安定して発生するに適当な圧力を保持する。この際の圧力(真空度)は、数パスカル程度であるが、使用する真空槽、放電電極の形状、放電用電圧によって、適当な真空度を選択する。
【0018】
真空度が安定した状況下で、放電電極に電圧を印加し、真空槽内にアルゴンプラズマを形成する。このアルゴンプラズマが発生した後に、先に示したインジウムを充填した加熱装置により、インジウム金属の蒸発を開始する。所望の厚さの電極が形成されるに足るインジウムを蒸着した後に、加熱装置の温度を降下させ、直流プラズマの発生を停止する。
【0019】
この直流プラズマの照射下において蒸着を実施することによって、電極を付けようとする酸化亜鉛を用いた電気、電子素子へのインジウム金属電極の密着強度が増加する。その詳細な機構については不明である。プラズマ照射を施さないインジウム金属電極では、大気中で酸化されやすい蛍光が認められ、また、電極の接触抵抗の値にばらつきが認められた。一方、プラズマ照射下でインジウム金属電極を形成した場合、ばらつきが少なく、比較的酸化されにくい電極が得られた。
【0020】
このプラズマ照射の効果は、プラズマ中のイオンが直流電極で加速され、イオン密度を高めて酸化亜鉛表面上に堆積中のインジウムに叩きつけられることによって、イオンの運動エネルギーが熱エネルギーとして堆積中のインジウムに与えられ、その効果によって、酸化亜鉛表面上に堆積したインジウムが孤立した微粒子とならず、粒子間の結合が形成された多結晶体の状態になることによって密着性が強化されるためと理解される。
【0021】
しかし、一方で、過剰なエネルギーをもった化学種が酸化亜鉛表面又は堆積中のインジウム薄膜に衝突した場合、必要以上の熱エネルギーが加えられ、酸化亜鉛中の欠陥の形成又は堆積中のインジウムが酸化亜鉛と反応するという問題が生じる。現実に、r.f.スパッタリング法で合成された酸化亜鉛は、高い欠陥密度を持つことが知られており("Microstructure of Zinc Oxide Grown by rf Magnetron Sputtering ; Aspect of Oxygen Vacancy" T.Ogino, M.Komatsu, I.Sakaguchi, S.Hishita, N.Ohashi, T.Takenaka, K.Oki, N.Kuwano and H.Haneda, Key Engineering Materials, Vol.181〜182,(2000) pp101〜104 ,Trans. Tech. Publ.)、高出力の高周波プラズマを用いることは、酸化亜鉛にダメージを与えることになるため、交流の高出力のプラズマを用いることは、高エネルギーの粒子を照射し密着性を高めるという意味において有効ではあるが、電極を形成しようとする対象物である酸化亜鉛へのダメージの導入をおそれる場合、高出力の交流プラズマを用いることは好ましくない。
【0022】
インジウム金属電極を付着した試料を酸素を含まない雰囲気下で熱処理することによっても、インジウム金属と酸化亜鉛の密着性を高めることは可能であるが、その場合、酸化亜鉛素子自身の温度も上昇し、酸化亜鉛の変質を招く恐れがある。プラズマからのイオン照射では、電極部分のみの局所的な加熱が実現するという長所が有るためと、理解される。
【0023】
インジウム金属電極を形成した後、酸化性雰囲気下での該電極付き酸化亜鉛の使用、又は、酸化性雰囲気下での工程を経る場合、形成したインジウム金属電極の表面が酸化され、インジウム自身の電気伝導性が損なわれる場合がある。これを避けるために、インジウム金属電極を形成した後に、インジウム金属電極上に金をはじめとする耐酸化性の強い貴金属を酸化防止膜として形成する。
【0024】
そのために、インジウムを加熱蒸発させる加熱容器の他に金などを加熱蒸発させる加熱容器を真空槽内に設けておけば、そのまま真空蒸着装置内においてその真空を破ることなく、酸化防止膜をインジウム金属電極上に蒸着できる。なお、この酸化防止膜の形成のための金属膜の形成にはプラズマによりエネルギーの高い粒子が降り注ぐ方法を用いても、酸化亜鉛がインジウムで被覆されているので酸化亜鉛への直接のダメージは小さくなる。
【0025】
【実施例】
実施例1
図1に示す構成の真空蒸着装置において、n型伝導性酸化亜鉛を用いた電気、電子素子3を直径0.2mmの円形の穴を多数個設けた厚さ0.2mmのステンレス鋼からなるマスク4で覆い、プラズマ発生用に設置した下部カソード電極板2上に配置した。プラズマ発生用の上部アノード電極板1と下部カソード電極板2の間に、バスケット状に成形した第1の抵抗加熱ヒーター5を配置し、真空槽9の外部に設けた加熱用電源7に接続した。この抵抗加熱ヒーター5のバスケット部分に、金属インジウム粒子を充填した。
【0026】
これらの準備が完了した後に、真空槽を排気装置10により排気し、10-3パスカルまで排気した。その後、真空槽9に流量制御弁を介してアルゴンガスを導入し、真空度が10パスカルほどで安定した状態を維持した。この真空度の安定が実現された後に、真空槽9外に設置された直流プラズマ発生用電源8に電圧を印加し、直流プラズマを発生させた。
【0027】
プラズマの発生が確認された後に、インジウム金属を充填した抵抗加熱ヒーター5に、加熱用電源7から電流を通じ、インジウム金属を加熱・溶融・蒸発させ、直流電界下でプラズマを照射しながらインジウム金属を電気、電子素子3の酸化亜鉛膜上にマスクに沿って膜厚が約300ナノメータとなるように蒸着した。この蒸着の後に、抵抗加熱ヒーター5への通電を停止し、インジウム金属の蒸発を終了し、プラズマ発生用電源を遮断して、インジウム金属電極の形成を終了した。
【0028】
得られたインジウム金属電極について、オーミック特性の評価を行った結果、1nA〜0.1Aの範囲で、電極抵抗の直線性が認められ、良好なオーミック接触が形成されたことが確認された。
【0029】
実施例2
実施例1と同じ方法でインジウム金属電極の形成を終了した後、金を蒸発させるためのバスケット状に成形した第2の抵抗加熱ヒーター6へ電力を通じ、金を蒸着させて先に蒸着したインジウム金属電極の上に膜厚が約300ナノメータとなるように金薄膜を蒸着した。
得られた金薄膜で被覆したインジウム金属電極について、オーミック特性の評価を行った結果、1nA〜0.1Aの範囲で、電極抵抗の直線性が認められ、良好なオーミック接触が形成されたことが確認された。
【0030】
比較例1
真空槽9外に設置された直流プラズマ発生用電源8に電圧を印加しないで、直流プラズマを発生させなかったことを除いて、実施例1と同じ方法で酸化亜鉛膜上にインジウム金属電極を形成した。
【0031】
このインジウム金属電極を形成した電気、電子素子を大気中に取り出したところ、インジウム金属部分の金属光沢が失われ、白色化した。この白色化に伴い、インジウム金属の表面が高抵抗化し、実施例1及び2で得られた電極特性は実現されず、高抵抗の接触抵抗が認められた。
【0032】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、電気、電子素子に利用されるn型伝導性酸化亜鉛膜にインジウム金属電極を真空蒸着によって形成する方法を採用した場合に問題となる電極の密着性、インジウム金属電極が持つ低い耐酸化性を改善することによって、オーミック性に優れた安定した低抵抗インジウム金属電極を形成することができ、インジウム金属電極の接触抵抗による発熱を低減し、また、インジウム金属電極の抵抗によるノイズの発生を低減することが可能であり、電気、電子素子の安定動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施する直流プラズマ真空蒸着装置の概略図である。
【符号の説明】
1 アノード電極
2 カソード電極
3 n型伝導性酸化亜鉛を用いた電気、電子素子
4 マスク
5 バスケット状に成形した第1の抵抗加熱ヒーター
6 バスケット状に成形した第2の抵抗加熱ヒーター
7 抵抗加熱ヒーター加熱用電源
8 直流プラズマ電源
9 真空槽
10 排気装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention forms a metal electrode with low resistance and good ohmic properties on zinc oxide of electrical and electronic elements such as electrical resistors, sensors, varistors, transparent electrodes, etc. using zinc oxide characterized by n-type conductivity On how to do.
[0002]
[Prior art]
In general, since an energy barrier determined by the work function of a metal and the electron affinity of a semiconductor is formed at the junction between a metal and a semiconductor, various efforts have been made to form a low-resistance electrode with excellent ohmic properties. Has been made. Up to now, ohmic electrodes on zinc oxide used in electrical and electronic devices have been formed by applying and baking a paste in which fine metal particles such as silver paste are dispersed, or by sputter deposition of metals such as gold. It was.
[0003]
It has also been known that indium can be used as a low resistance electrode. In particular, indium is effective for n-type doped zinc oxide (for example, see Non-Patent Document 1). For forming the indium electrode, a method of pressure bonding an indium foil, a method of applying an indium / gallium amalgam, or a method of using an indium metal as solder is used.
[0004]
[Non-Patent Document 1]
N. Ohashi et al., Japanese Journal of Applied Physics Vol.38, pp5028-5032,1999
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the method of forming an indium electrode on zinc oxide, when an indium-gallium amalgam is applied, a reaction with zinc oxide occurs, which may damage the surface of the zinc oxide single crystal. Further, in an electrode that requires baking, the defect structure of zinc oxide that is sensitive to temperature history may be altered. In addition, it is difficult to form electrodes on minute elements by the coating method.
[0006]
As shown in Non-Patent Document 1 above, when indium diffuses at a high concentration with respect to zinc oxide, there is a possibility of forming a composite oxide composed of zinc and indium. This composite oxide is an insulator. It is easy to become.
[0007]
In normal indium deposition, indium can diffuse into zinc oxide and cause such problems. Furthermore, the properties of the electrode may be lost due to oxidation of indium.
[0008]
An object of the present invention is to form an indium metal electrode having low contact resistance with zinc oxide characterized by n-type conductivity used for electric and electronic elements and having excellent oxidation resistance by vapor deposition. is there. In particular, forming a small, high-quality indium metal electrode with a size of less than 1 mm on an n-type conductive zinc oxide film, and without applying heat treatment, that is, the defect structure and impurity state of the zinc oxide material. It is an object of the present invention to provide a technique for forming a small electrode without changing it.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The inventor has found a method of depositing indium, which is a metal that realizes a low contact resistance, under conditions that do not diffuse into zinc oxide and adhere well.
According to this method, it is possible to cover the indium metal not to be attached with the mask and to deposit only on a necessary portion, and a small electrode can be easily formed.
[0010]
In addition, the deposited film is thin. Also, when zinc oxide is deposited at room temperature and then exposed to the atmosphere, indium oxidizes and the properties as an electrode are impaired. Therefore, a film with excellent oxidation resistance is continuously deposited. It was found that this problem can also be solved.
[0011]
That is, the present invention provides (1) an anode electrode for enabling direct current plasma discharge in a vacuum chamber, a cathode electrode disposed opposite to the anode electrode, and a high temperature sufficient to realize vacuum heating deposition of indium metal. And a heating vessel filled with indium metal capable of realizing the above, an electronic device using n-type conductive zinc oxide is placed on the cathode electrode, the inside of the vacuum chamber is evacuated, and then argon gas is introduced. Introduced into a vacuum chamber and maintained at a suitable pressure to generate DC plasma. In a state where DC plasma was generated, indium metal was heated and evaporated to generate plasma on the n-type conductive zinc oxide surface under a DC electric field. A method of forming a low contact resistance electrode on an n-type conductive zinc oxide, characterized in that indium is evaporated while irradiating to form an indium metal electrode.
[0012]
Further, the present invention is (2) a method for forming a low contact resistance electrode on zinc oxide as described in (1) above, after the indium metal deposition, after stopping the generation of DC plasma, without breaking the vacuum, A method for forming a low contact resistance electrode on n-type conductive zinc oxide, characterized by depositing a noble metal film for preventing oxidation on an indium metal electrode.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to carry out the method of the present invention, the following DC plasma vacuum deposition apparatus is used. In the vacuum chamber, a direct current plasma discharge is possible, and an anode electrode and a cathode electrode for irradiating the plasma under a direct current electric field on the surface of the n-type conductive zinc oxide are placed facing each other. An electric or electronic device using n-type conductive zinc oxide is disposed on the cathode electrode, and the surface of the zinc oxide film faces the anode electrode.
[0014]
Install resistance wire heating or equivalent heating mechanism in the vacuum chamber. This heating mechanism is a heating mechanism capable of generating a high temperature sufficient to vacuum deposit indium. The heating container heated by this heating mechanism is preferably a basket formed by forming a resistance heater, but particularly if it is a mechanism capable of heating and evaporating indium, such as heating a porcelain crucible by resistance wire. It is not limited. The heating container is filled with indium metal to be evaporated.
[0015]
The heating vessel filled with indium is preferably installed between the opposing electrodes for direct current plasma discharge, but it can be installed at other installation locations as long as the evaporated indium is deposited on the surface of the zinc oxide film. I do not care.
[0016]
As described above, a heating vessel filled with an anode electrode, a cathode electrode, and indium is placed in a vacuum chamber, and after the electric and electronic elements using n-type conductive zinc oxide are placed on the cathode electrode, the vacuum chamber is evacuated. . An appropriate vacuum evacuation mechanism of the vacuum chamber can be used. It is desirable to remove the oxygen component in the vacuum chamber and prevent the oxidation of indium metal by replacing the vacuum chamber with argon gas and purging before evacuation.
[0017]
After the evacuation in the vacuum chamber is completed, argon gas is introduced into the vacuum chamber, and an appropriate pressure is maintained to stably generate DC plasma. The pressure (degree of vacuum) at this time is about several pascals, but an appropriate degree of vacuum is selected according to the vacuum chamber used, the shape of the discharge electrode, and the discharge voltage.
[0018]
Under the condition that the degree of vacuum is stable, a voltage is applied to the discharge electrode to form argon plasma in the vacuum chamber. After the argon plasma is generated, the evaporation of indium metal is started by the above-described heating device filled with indium. After depositing enough indium to form an electrode with a desired thickness, the temperature of the heating device is lowered to stop the generation of DC plasma.
[0019]
By performing the deposition under the irradiation of the direct current plasma, the adhesion strength of the indium metal electrode to the electric and electronic elements using zinc oxide to which the electrode is to be attached is increased. Its detailed mechanism is unknown. In the indium metal electrode not subjected to plasma irradiation, fluorescence that is easily oxidized in air was recognized, and variation in the contact resistance value of the electrode was recognized. On the other hand, when an indium metal electrode was formed under plasma irradiation, an electrode with little variation and relatively less oxidation was obtained.
[0020]
The effect of this plasma irradiation is that the ions in the plasma are accelerated by the DC electrode, and the ion density is increased and struck against the indium being deposited on the zinc oxide surface, so that the kinetic energy of the ions becomes the indium being deposited as thermal energy. It is understood that the indium deposited on the surface of zinc oxide does not become isolated fine particles, and the adhesion is strengthened by the state of a polycrystalline body in which bonds between the particles are formed. Is done.
[0021]
However, on the other hand, if a chemical species with excess energy collides with the zinc oxide surface or the indium film being deposited, more thermal energy is applied, causing the formation of defects in the zinc oxide or the indium being deposited. The problem of reacting with zinc oxide arises. In fact, zinc oxide synthesized by r.f. sputtering is known to have a high defect density ("Microstructure of Zinc Oxide Grown by rf Magnetron Sputtering; Aspect of Oxygen Vacancy" T. Ogino, M Komatsu, I. Sakaguchi, S. Hishita, N. Ohashi, T. Takenaka, K. Oki, N. Kuwano and H. Haneda, Key Engineering Materials, Vol. 181-182, (2000) pp101-104, Trans. Tech. Publ.) Using high-power high-frequency plasma will damage zinc oxide, so using AC high-power plasma will irradiate high-energy particles and improve adhesion Although effective in the meaning, it is not preferable to use high-power AC plasma when there is a risk of introducing damage to zinc oxide, which is an object for forming an electrode.
[0022]
It is possible to improve the adhesion between indium metal and zinc oxide by heat-treating the sample with the indium metal electrode in an atmosphere that does not contain oxygen, but in that case, the temperature of the zinc oxide element itself also increases. , Zinc oxide may be altered. It is understood that ion irradiation from plasma has an advantage that local heating of only the electrode portion is realized.
[0023]
After the indium metal electrode is formed, when the zinc oxide with the electrode is used in an oxidizing atmosphere or when the process is performed in an oxidizing atmosphere, the surface of the formed indium metal electrode is oxidized, and the indium's own electrical Conductivity may be impaired. In order to avoid this, after forming the indium metal electrode, a noble metal having high oxidation resistance such as gold is formed on the indium metal electrode as an antioxidant film.
[0024]
For this purpose, if a heating vessel for heating and evaporating gold or the like in addition to a heating vessel for heating and evaporating indium is provided in the vacuum chamber, the antioxidant film is made of indium metal without breaking the vacuum in the vacuum deposition apparatus. It can be deposited on the electrode. In addition, even when a method in which high-energy particles are poured by plasma is used for forming the metal film for forming the antioxidant film, the direct damage to zinc oxide is small because zinc oxide is coated with indium. Become.
[0025]
【Example】
Example 1
In the vacuum vapor deposition apparatus having the configuration shown in FIG. 1, a mask made of stainless steel having a thickness of 0.2 mm, in which a large number of circular holes having a diameter of 0.2 mm are provided for the electric and electronic elements 3 using n-type zinc oxide 4 and placed on the lower cathode electrode plate 2 installed for plasma generation. Between the upper anode electrode plate 1 and the lower cathode electrode plate 2 for generating plasma, a first resistance heater 5 formed in a basket shape is disposed and connected to a heating power source 7 provided outside the vacuum chamber 9. . The basket portion of the resistance heater 5 was filled with metal indium particles.
[0026]
After these preparations were completed, the vacuum chamber was evacuated by the evacuation device 10 and evacuated to 10 −3 Pascal. Thereafter, argon gas was introduced into the vacuum chamber 9 through a flow rate control valve, and a stable state was maintained at a degree of vacuum of about 10 Pascals. After the stability of the degree of vacuum was realized, a voltage was applied to the DC plasma generating power source 8 installed outside the vacuum chamber 9 to generate DC plasma.
[0027]
After the generation of the plasma is confirmed, the indium metal is heated, melted and evaporated through the resistance heater 5 filled with indium metal through a current from the heating power source 7 and irradiated with plasma under a direct current electric field. Vapor deposition was performed on the zinc oxide film of the electric and electronic elements 3 along the mask so that the film thickness was about 300 nanometers. After this vapor deposition, the energization of the resistance heater 5 was stopped, the evaporation of indium metal was terminated, the power source for plasma generation was shut off, and the formation of the indium metal electrode was terminated.
[0028]
As a result of evaluating the ohmic characteristics of the obtained indium metal electrode, it was confirmed that the linearity of the electrode resistance was recognized in the range of 1 nA to 0.1 A, and a good ohmic contact was formed.
[0029]
Example 2
After the formation of the indium metal electrode was completed in the same manner as in Example 1, power was supplied to the second resistance heater 6 formed into a basket shape for evaporating gold, and gold was vapor-deposited before the indium metal was vapor-deposited. A gold thin film was deposited on the electrode so that the film thickness was about 300 nanometers.
As a result of evaluating the ohmic characteristics of the indium metal electrode coated with the obtained gold thin film, it was confirmed that the linearity of the electrode resistance was recognized in the range of 1 nA to 0.1 A, and a good ohmic contact was formed. It was done.
[0030]
Comparative Example 1
An indium metal electrode was formed on the zinc oxide film in the same manner as in Example 1 except that no DC plasma was generated without applying a voltage to the DC plasma generating power source 8 installed outside the vacuum chamber 9. did.
[0031]
When the electric and electronic elements on which the indium metal electrode was formed were taken out into the atmosphere, the metallic luster of the indium metal portion was lost and whitened. Along with this whitening, the surface of the indium metal became highly resistive, the electrode characteristics obtained in Examples 1 and 2 were not realized, and a high resistance contact resistance was observed.
[0032]
【The invention's effect】
According to the method of the present invention, the indium metal electrode, which is a problem when the method of forming an indium metal electrode by vacuum deposition on an n-type conductive zinc oxide film used for electrical and electronic devices, is employed. By improving the low oxidation resistance of the metal, a stable low-resistance indium metal electrode with excellent ohmic properties can be formed, heat generation due to the contact resistance of the indium metal electrode is reduced, and the resistance of the indium metal electrode is reduced. It is possible to reduce the generation of noise due to the above, and to realize stable operation of electric and electronic elements.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a DC plasma vacuum deposition apparatus for carrying out the method of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Anode electrode 2 Cathode electrode 3 Electric and electronic element using n-type conductive zinc oxide 4 Mask 5 First resistance heater 6 formed in a basket shape 6 Second resistance heater 7 formed in a basket shape Resistance heater Power supply for heating 8 DC plasma power supply 9 Vacuum chamber
10 Exhaust system

Claims (2)

真空槽に、直流プラズマ放電を可能とするためのアノード電極と該アノード電極に対向して配置したカソード電極と、インジウム金属の真空加熱蒸着を実現するに足る高温を実現できるインジウム金属を充填した加熱容器と、を配置し、該カソード電極上にn型伝導性酸化亜鉛を用いた電気、電子素子を配置し、該真空槽内を排気し、しかる後に、アルゴンガスを真空槽に導入し、直流プラズマが発生するに適当な圧力を保持し、直流プラズマが発生した状態において、インジウム金属を加熱・蒸発させて、n型伝導性酸化亜鉛表面に直流電界下でプラズマを照射しながらインジウムを蒸着させてインジウム金属電極を形成することを特徴とするn型伝導性酸化亜鉛上への低接触抵抗電極の形成法。Heating a vacuum chamber filled with an anode electrode for enabling direct current plasma discharge, a cathode electrode arranged opposite to the anode electrode, and indium metal capable of realizing a high temperature sufficient to realize vacuum heating deposition of indium metal And an electric and electronic element using n-type conductive zinc oxide on the cathode electrode, evacuating the vacuum chamber, and then introducing argon gas into the vacuum chamber and While maintaining a suitable pressure to generate plasma and in the state where DC plasma is generated, indium metal is heated and evaporated to deposit indium while irradiating the plasma on the surface of the n-type zinc oxide under DC electric field. Forming a low contact resistance electrode on n-type conductive zinc oxide, characterized in that an indium metal electrode is formed. 請求項1記載の酸化亜鉛上への低接触抵抗電極の形成法であって、インジウム金属の蒸着の後に、直流プラズマの発生を停止し、真空を破ることなく、インジウム金属電極上に、酸化防止のための貴金属膜を蒸着させることを特徴とするn型伝導性酸化亜鉛上への低接触抵抗電極の形成法。2. The method of forming a low contact resistance electrode on zinc oxide according to claim 1, wherein after the deposition of indium metal, the generation of direct current plasma is stopped and the oxidation is prevented on the indium metal electrode without breaking the vacuum. A method of forming a low contact resistance electrode on n-type conductive zinc oxide, characterized by depositing a noble metal film for the purpose.
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