JPH0390580A - 霧化薄膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分封コ 本発明は、霧化した原料溶液を、加熱された裁板と接触
させて薄膜を形成する方法に関する。

［従来の技術］ 太陽電池、液晶表示装置、プラズマ表示装置等に用いら
れる透明導電膜は、酸化錫や酸化インジウム錫の薄膜に
より形成される。この透明導電膜は、霧化装置によって
生じた原料溶液の霧を、成膜用ノズルから加熱された基
板と接触させ、これを基板上で反応、成ｊ漠させる。こ
の場合、原料溶液としでは、塩化錫等の金属塩化物水溶
液が用いられる。

この方法で透明導電膜を形成するのに用いられている従
来の霧化薄膜形成方法の一例を、第１図と第２図により
、これを実施するための装置ｎの構成と共に説明する。

霧化ｉ５膜形成装置ｕでは、上記原料溶液を、霧化需１
の中に設けられた噴霧器２によって霧化し、これを成膜
用ノズル３の吐出口から放出させる。成膜用ノズル３の
吐出口の上方には、成膜室４が設けられ、そこに霧化さ
れた原料溶液が漂う。」二足基板６は、その表面が上記
成膜室４の天面を形成するよう保持されながら、成膜室
４の上を順次連らなって第１図において左から右へと搬
送される。この成膜室４で天面を形成する位置にある基
板６は、均熱板８を介して背後のヒーター９により所定
の温度に加熱される。

この装置では、成膜用ノズル３から成膜室４に放出され
た霧状の原料溶液は、排気ダクト５に向けて緩やかに流
れ、その間に基板６の表面に接触する。そして、基板６
の表面で、溶液中の原料が空気中の酸素、或いは原料溶
液中の水分と反応し、上記基板６の表面に酸化物の薄膜
が形成される。また、基板６の表面の成膜に寄与しなか
った霧は、排気ダクト５から排出される。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の方法において、基板６としてソーダライムガ
ラス基板を用い、その表面に酸化錫膜等の透明導電膜を
形成する場合、原料溶液中の塩素原子が成膜中の膜の中
に取り込まれると共に、基板６の中のナトリウム原子が
膜中に熱拡ｉＢ！　Ｌ、これが上記塩素と反応して、塩
化ナトリウムの結晶ができる。この塩化ナトリウム結晶
の周囲には、金属酸化物の結晶が成長しないので、この
部分が微細な空孔となったポーラスな薄膜が形成され、
白く濁った透明度の低い薄膜が得られる。

こうした問題を解消するためには、基板６としてナトリ
ウム成分の無い石英ガラス基板、無アルカリガラス基板
を使用するか、或はソーダライムガラス基板の表面に予
め５ｉＯ２１摸をコーティングする方法がとられている
。しかし、前者は基板６の材料費が高価となり、後者は
ＳｉＯ２膜のコーティング工程が必要であるため、何れ
も製造原価が上昇するという欠点がある。

そこで本発明の目的は、上記課題を解消することのでき
る霧化薄膜形成方法を提供するｑｌ？こある。

［課題を解消するための手段］ すなわち、上・足口的を達成するための本発明による手
段の要旨は、成膜用ノズル３と排気ダクト５との間にわ
たって形成されたトンネル状の成膜室４の中に、上記成
膜用ノズル３から霧状の原料溶液を放出し、これを排気
ダクト５から排気すると共に、成膜面が上記成膜室４の
天面となるよう保持された基板６を、加熱し゛た状態で
成膜室４の中で一方向に移動させて、開成膜室４の中で
原料溶液の霧を基板６の成膜面に接触させ、そこに薄膜
を形成する方法において、基板６を排気ダクト５側から
成膜用ノズル３側に向けて成膜室４の中で移動させる霧
化薄膜形成方法である。

［作　　　用］ 成膜室４の中の原料溶液の霧は、成膜用ノズル３から成
膜室４の中に放出され、その後排気ダクト５から排気さ
れるまでの間、状態の変化をｆ′ｒうため、その間に基
板に形成される１摸の性質が違って（る。

すなわち、成膜用ノズル３から放出されＩ７Ｉ料溶液の
霧は、はぼ完全な霧、つまり液体の粒子の状態を維持し
ていることから、これが基板６の表面に接触して形成さ
れる薄ＩＩＮは、結晶の配同軸が三吹元座標上の（２０
０）面に配向しており、比較的平滑な表面を有する膜が
得られれるが、霧中に原料溶液の塩素や弗素等の不純物
が過剰含まれることから、ソーダライムガラスス（板の
」二に膜を形成すると、膜中に塩化ナトリウムが析出し
、ポーラスな膜となりやすい。

これに対し、排気ダクト５に寄った側では、原料溶液の
霧の多くが気化されているため、これが基板６に接触し
て形成される薄膜は、（２００）面の他に様々な結晶面
が多く現れ、多軸配向の膜となり、表面が比較的粗い膜
となる。

また、不純物が少なく、ソーダライムガラス基板の上に
膜を形成しても、ポーラスな膜となりにくい。

本発明による方法では、基板６の上にまず後者の性質を
有する１模が形成され、その上に前者の性質を存する膜
が形成されるが、前者の膜の中に含まれる塩素原子は、
後者の性質の膜によってナトリウムとの接触、反応が阻
まれ、塩化ナトリウムが膜中に析出しない。このため、
全体として緻密な結晶を有する１摸が形成できる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照しな
がら説明する。

まず、この発明を実施するための薄膜形成装置ｎについ
て説明すると、第１図、第２図に示されたように、噴霧
器２により原料溶液を霧化する霧化器■を備え、この霧
化器１の上方に霧化された原料溶液を放出する成１模用
ノズル３が上に向けて設けられ、これが成１模室４の第
１図において左Ｃ（ｑζこ偏って開口している。さらに
、上記成膜室４の右ｆｆ１ｌｌ　ｌこ偏って０１ミ気ダ
クト５が設けられ、これ？こまって、上記霧化器１から
供給された霧状の原料溶液が、成膜用ノズル３から上記
成ｊ摸室４に導かれ、同成膜室４内を通過し、排気ダク
ト５から排出される。

同図において、１０は、上記成ｖ４室４を基板搬出室１
２と仕切るための仕切部材、１１は、成膜室４を基板導
入室１３と仕ｕＪると共に、成膜室４から排気ダクト５
へと霧の流れを案内するための排気ガイドである。

第２図の断面図にも示されるように、成膜室４は、炉床
７と側壁１８．１８とにより各々底面と両側面が閉じら
れた連続するトンネル状の通路となっている。さらに側
壁１８．１８の対向する側面には、基板６の両ａｌｑ辺
を保持する顎状の保ｔ、′？部が設けられ、これに保持
された基板６の下面が上記成膜室４の天面を形成する。

そして、この基板６は、−列に配列され、一定の速度で
移動される。上記基板６の上には、搬出室１２、成膜室
４及び基板導入室１３にわたって均熱板８を介してヒー
タ９が設けられ、上記基板６を所定の温度に加熱する。

本発明による薄膜形成方法では、上記基板６を、第１図
において右から左、すなわち、排気ダクト５の上を通過
した後、成１漠用ノズル３の」二を通過するよう搬送す
る。

これにより、既に述べた通り、成る程度原料溶液の気化
が進んだ状態で基板６の表面に薄膜が形成された後に、
液体の粒子、つまり霧の状態の原料溶液が基板６の表面
に接触して薄ｊ摸が成膜される。

本件発明者の実験によれば、成膜用ノズル３から放出さ
れる霧が気化して、人に板６の上に塩素原子を含まない
膜が形成されるようになる条件は、例えば成膜温度が４
００〜５００″Ｃ１成膜室４での霧の流速が２０〜１２
０ｃｍ／ｓｅＣの場合、成膜用ノズル３の放出口から排
気ダクト５側に２０ｃｍ以上離れた位置であることが分
かっている。従って、この条件で基板６に薄膜を成膜す
る場合、成膜室４の成膜用ノズル３の放出口から排気ノ
ズル１１の排気ダクトｊＺの距離は２０ｃｍ以上である
ことが必要である。

次に具体的な実施例について述べる。

（実施例１） １５％の５ｎＣＩａ　と２００モル％のＮＨ４Ｆと５％
のイソプロピルアルコールとの混合溶液を用い、これを
毎時１２のＷ’１合で霧化し、毎分１００Ｑの空気とｊ
（に成膜用ノズル３から成ｊ摸室４に放出した。また基
板は、ソーダライムガラス基板を用いて、これを４５０
”Ｃの温度に加熱しながら、成膜室４を３分で通過する
よう搬送し、」二足基板の上に酸化錫膜を形成した。

この結果、基板６の上に成膜された酸化錫薄膜は、濁っ
ておらず透明度が良好であり、その扛（抗ｆ直が２００
Ω／口、１摸厚が１０００オングストローム、比抵抗が
２Ｘ１０−’Ωｃｍであった。

（実施例２） 上記実施例において、２ｏｏそル％のＮＨ４Ｆに代えて
２％の５ｂＣ１４を混合した溶液を用い、他は同実施例
１と同様にしてソーダライムガラス基板の表面に酸化錫
膜を形成した。

この結果、基板６の上に成膜された酸化錫薄膜は、濁っ
ておらず透明度が良好であり、その＋ＩＥ抗（Ｉｆが２
７０Ω／口、ｉｆｆがｌ　１００オン’／ストローム、
比抵抗が３×１０司ΩＣｍであった。

［発明の効果コ 以上説明した通り、本発明によれば、ソーダライムガラ
ス基板の上に薄膜を形成しても、原料溶液中の塩素と基
板中のＮａとの接触、反応が阻まれ、塩化ナトリウムが
膜中に析出しない。

このため、ポーラスな膜となりに＜＜、透明度の高い膜
が形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す薄膜形成装置の縦断側
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　成膜用ノズル３と排気ダクト５との間にわたって形成
   されたトンネル状の成膜室４の中に、上記成膜用ノズル
   ３から霧状の原料溶液を放出し、これを排気ダクト５か
   ら排気すると共に、成膜面が上記成膜室４の天面となる
   よう保持された基板６を、加熱した状態で成膜室４の中
   で一方向に移動させて、同成膜室４の中で原料溶液の霧
   を基板６の成膜面に接触させ、そこに薄膜を形成する方
   法において、基板６を排気ダクト５側から成膜用ノズル
   ４側に向けて成膜室４の中で移動させることを特徴とす
   る霧化薄膜形成方法。