JP5515144B2 - ドープ酸化亜鉛薄膜形成用組成物及びドープ酸化亜鉛薄膜の製造方法 - Google Patents
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(1)大型の真空容器を用いる必要がある
(2)製膜速度が非常に遅いために製造コストが高くなる
(3)真空容器の大きさにより形成することのできる酸化亜鉛薄膜の大きさが制限される為に大型のものを形成することができない
[1]
電子供与性を有する有機溶媒に下記一般式(1)で表される有機亜鉛化合物と下記一般式(2)で表される有機3B族元素化合物とを含有し、前記有機亜鉛化合物に対する前記有機3B族元素化合物のモル比が0.001〜0.3の範囲であることを特徴とする酸化亜鉛薄膜形成用組成物。
R1−Zn−R1 (1)
(式中、R1は炭素数1〜7の直鎖または分岐したアルキル基である)
(式中、Mは3B族元素であり、R2、R3及びR4は独立に、水素または炭素数1〜7の直鎖もしくは分岐したアルキル基である)
[2]
前記3B族元素はB、Al、GaまたはInである[1]に記載の組成物。
[3]
前記有機亜鉛化合物は、R1がエチル基であり、前記有機3B族元素化合物は、Mがアルミニウムであり、R2、R3及びR4がいずれもエチル基である[1]または[2]に記載の組成物。
[4]
前記有機亜鉛化合物は、R1がエチル基であり、前記有機3B族元素化合物は、Mがガリウムであり、R2、R3及びR4がいずれもメチル基である[1]または[2]に記載の組成物。
[5]
前記有機亜鉛化合物は、R1がエチル基であり、前記有機3B族元素化合物は、Mがインジウムであり、R2、R3及びR4がいずれもメチル基である[1]または[2]に記載の組成物。
[6]
前記有機亜鉛化合物と有機3B族化合物の合計濃度が、15質量%以下である[1]〜[5]のいずれかに記載の組成物。
[7]
前記有機溶媒がジイソプロピルエーテルである[1]〜[6]のいずれかに記載の組成物。
[8]
大気圧または加圧下、水が存在する雰囲気下、かつ300℃以下の基板温度で、[1]〜[7]のいずれかに記載の組成物を基板表面にスプレー塗布して、3B族元素がドープされた酸化亜鉛薄膜を形成することを特徴とする3B族元素がドープされた酸化亜鉛薄膜の製造方法。
[9]
前記組成物のスプレー塗布は、組成物をスプレーノズルより液滴の大きさが1〜30μmの範囲になるように吐出し、かつスプレーノズルと基板との距離を50cm以内として行う[8]に記載の製造方法。
[10]
スプレー塗布をする雰囲気温度が40℃以下である[8]または[9]に記載の製造方法。
[11]
前記酸化亜鉛薄膜は、可視光線に対して80%以上の平均透過率を有し、かつ表面抵抗が1×105Ω/□以下である[8]〜[10]のいずれかに記載の製造方法。
本発明のドープ酸化亜鉛薄膜形成用組成物は、電子供与性を有する有機溶媒に下記一般式(1)で表される有機亜鉛化合物と下記一般式(2)で表される有機3B族元素化合物とを含有し、前記有機亜鉛化合物に対する前記有機3B族元素化合物のモル比が0.001〜0.3の範囲であることを特徴とする。
R1−Zn−R1 (1)
(式中、R1は炭素数1〜7の直鎖または分岐したアルキル基である)
(式中、Mは3B族元素であり、R2、R3及びR4は独立に、水素または炭素数1〜7の直鎖もしくは分岐したアルキル基である)
本発明の3B族元素がドープされた酸化亜鉛薄膜の製造方法は、大気圧または加圧下、水が存在する雰囲気下、かつ300℃以下の基板温度で、上記本発明の組成物を基板表面にスプレー塗布して、3B族元素がドープされた酸化亜鉛薄膜を形成することを特徴とする。
表面抵抗はJIS K 7194に順処した四探針法により、三菱化学製ロレスタ−GPを用いて測定した。
塗布用組成物の調製は窒素ガス雰囲気下で行い、溶媒は全て脱水および脱気して使用した。ジイソプロピルエーテル200.1gにジエチル亜鉛10.54g、トリエチルアルミニウムをジエチル亜鉛に対して1.0mol%分(0.11g)を加えた。十分攪拌した後ろ過することで塗布用組成物を得た。
トリエチルアルミニウムをトリメチルガリウムに変えた以外は全て実施例1と同様に行った。基板上に形成された薄膜の膜厚はSEM測定により求め、約210nmであった。基板上に形成された薄膜は、図3に示すとおり、XRDにより酸化亜鉛であることが確認された。また、可視光の平均透過率は86%、表面抵抗は4.3×104Ω/□であり、透過率80%以上の透明、かつ、低抵抗な酸化亜鉛薄膜を得られた
トリエチルアルミニウムをトリメチルインジウムに変えた以外は全て実施例1と同様に行った。基板上に形成された薄膜の膜厚はSEM測定により求め、約150nmであった。基板上に形成された薄膜は、図4に示すとおり、XRDにより酸化亜鉛であることが確認された。また、可視光の平均透過率は83%、表面抵抗は6.7×103Ω/□であり、透過率80%以上の透明、かつ、低抵抗な酸化亜鉛薄膜を得られた。
ガラス基板を200℃に加熱した以外は実施例1と同様に行った。基板上に形成された薄膜の膜厚はSEM測定により求め、約300nmであった。基板上に形成された薄膜は、図5に示すとおり、XRDにより酸化亜鉛であることが確認された。また、可視光の平均透過率は82%、かつ、表面抵抗は1.7×104Ω/□であり、透過率80%以上の透明、かつ、低抵抗な酸化亜鉛薄膜を得られた。
ガラス基板を200℃に加熱した以外は実施例2と同様に行った。基板上に形成された薄膜の膜厚はSEM測定により求め、約250nmであった。基板上に形成された薄膜は、図6に示すとおり、XRDにより酸化亜鉛であることが確認された。また、可視光の平均透過率は86%、表面抵抗は8.0×103Ω/□であり、透過率80%以上の透明、かつ、低抵抗な酸化亜鉛薄膜を得られた。
ガラス基板を200℃に加熱した以外は実施例3と同様に行った。基板上に形成された薄膜の膜厚はSEM測定により求め、約280nmであった。基板上に形成された薄膜は、図7に示すとおり、XRDにより酸化亜鉛であることが確認された。また、可視光の平均透過率は89%、表面抵抗は3.6×103Ω/□であり、透過率80%以上の透明、かつ、低抵抗な酸化亜鉛薄膜を得られた。
エタノール、水の体積比が3:1である混合溶媒200.3gに酢酸亜鉛二水和物10.54g、塩化アルミニウム六水和物を酢酸亜鉛二水和物に対して1.0mol%分(0.09g)を加え、十分攪拌しろ過することで塗布用組成物を得た。
トリエチルアルミニウムをトリメチルガリウムに変えた以外は全て比較例1と同様に行った。XRDからは酸化亜鉛由来のピークは確認されなかった(図示せず)。また、可視光の平均透過率は9%、表面抵抗が>1.0×107Ω/□(測定範囲外)であり、不透明、かつ、高抵抗な薄膜しか得られなかった。
トリエチルアルミニウムをトリメチルインジウムに変えた以外は全て比較例1と同様に行った。XRDからは酸化亜鉛由来のピークは確認されなかった(図示せず)。また、可視光の平均透過率は12%、表面抵抗が>1.0×107Ω/□(測定範囲外)であり、不透明、かつ、高抵抗な薄膜しか得られなかった。
酸化亜鉛薄膜の製造方法。
Claims (11)
- 前記3B族元素はB、Al、GaまたはInである請求項1に記載の組成物。
- 前記有機亜鉛化合物は、R1がエチル基であり、前記有機3B族元素化合物は、Mがアルミニウムであり、R2、R3及びR4がいずれもエチル基である請求項1または2に記載の組成物。
- 前記有機亜鉛化合物は、R1がエチル基であり、前記有機3B族元素化合物は、Mがガリウムであり、R2、R3及びR4がいずれもメチル基である請求項1または2に記載の組成物。
- 前記有機亜鉛化合物は、R1がエチル基であり、前記有機3B族元素化合物は、Mがインジウムであり、R2、R3及びR4がいずれもメチル基である請求項1または2に記載の組成物。
- 前記有機亜鉛化合物と有機3B族化合物の合計濃度が、15質量%以下である請求項1〜5のいずれかに記載の組成物。
- 前記有機溶媒がジイソプロピルエーテルである請求項1〜6のいずれかに記載の組成物。
- 大気圧または加圧下、水が存在する雰囲気下、かつ300℃以下の基板温度で、請求項1〜7のいずれかに記載の組成物を基板表面にスプレー塗布して、3B族元素がドープされた酸化亜鉛薄膜を形成することを特徴とする3B族元素がドープされた酸化亜鉛薄膜の製造方法。
- 前記組成物のスプレー塗布は、組成物をスプレーノズルより液滴の大きさが1〜30μmの範囲になるように吐出し、かつスプレーノズルと基板との距離を50cm以内として行う請求項8に記載の製造方法。
- スプレー塗布をする雰囲気温度が40℃以下である請求項8または9に記載の製造方法。
- 前記酸化亜鉛薄膜は、可視光線に対して80%以上の平均透過率を有し、かつ表面抵抗が1×105Ω/□以下である請求項8〜10のいずれかに記載の製造方法。
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