JPH06101252B2 - 透明電導性金属酸化物膜の形成方法 - Google Patents
透明電導性金属酸化物膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH06101252B2 JPH06101252B2 JP13399185A JP13399185A JPH06101252B2 JP H06101252 B2 JPH06101252 B2 JP H06101252B2 JP 13399185 A JP13399185 A JP 13399185A JP 13399185 A JP13399185 A JP 13399185A JP H06101252 B2 JPH06101252 B2 JP H06101252B2
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- JP
- Japan
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- transparent conductive
- metal oxide
- conductive metal
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- oxide film
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は反応性スパッタリングにより透明電導性金属酸
化物膜を製造する方法に関するものである。
化物膜を製造する方法に関するものである。
［従来の技術］ 従来より透明電導性金属酸化物膜の形成方法として、反
応性スパッタリング法は比較的容易に、かつ品質の優れ
た薄膜が再現性よく得られることから広く使用されてき
た。
応性スパッタリング法は比較的容易に、かつ品質の優れ
た薄膜が再現性よく得られることから広く使用されてき
た。
［発明の解決しようとする問題点］ しかし、従来の反応性スパッタリング法は、ターゲット
として金属あるいは金属合金、あるいは金属酸化物のい
ずれを用いても均質で高品位の膜を得るためには膜形成
において基板温度を一定の高温におく必要があった。例
えば低抵抗、高透過率であることが望ましい透明電導性
薄膜を得るためには基板の温度を400゜Ｃ程度の高温に
おく必要があった。ターゲットの材料を選択し、スパッ
タリング中のガス圧、ターゲットと基板との距離等の条
件を厳密に制御することによって基板を比較的低温にし
たままで低抵抗の薄膜が得られることもあるが、その抵
抗率、透過率は基板温度を一定高温に保持したものに比
べ、ともに充分なものとは言えなかった。
として金属あるいは金属合金、あるいは金属酸化物のい
ずれを用いても均質で高品位の膜を得るためには膜形成
において基板温度を一定の高温におく必要があった。例
えば低抵抗、高透過率であることが望ましい透明電導性
薄膜を得るためには基板の温度を400゜Ｃ程度の高温に
おく必要があった。ターゲットの材料を選択し、スパッ
タリング中のガス圧、ターゲットと基板との距離等の条
件を厳密に制御することによって基板を比較的低温にし
たままで低抵抗の薄膜が得られることもあるが、その抵
抗率、透過率は基板温度を一定高温に保持したものに比
べ、ともに充分なものとは言えなかった。
本発明は基板温度を比較的低温に保ったままで従来法で
得られるものよりも特性の優れた透明電導性金属酸化物
膜を形成する方法に提供することを目的とするものであ
る。
得られるものよりも特性の優れた透明電導性金属酸化物
膜を形成する方法に提供することを目的とするものであ
る。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、金属単体あるいは金属合金をターゲットとし、反応
性ガスとして酸素を含む雰囲気中で反応性スパッタリン
グ法により基板面上に透明電導性金属酸化物膜を形成す
る方法において基板とターゲットとの間に電子エミッタ
ーを配置し、該電子エミッターからの熱電子電流量によ
り雰囲気ガス及び／又はスパッター粒子をイオン化して
基板とターゲットとの間のプラズマ密度を増加させた雰
囲気下において透明電導性金属酸化物膜を基板面上に被
着することを特徴とする透明電導性金属酸化物膜の形成
方法をある。
り、金属単体あるいは金属合金をターゲットとし、反応
性ガスとして酸素を含む雰囲気中で反応性スパッタリン
グ法により基板面上に透明電導性金属酸化物膜を形成す
る方法において基板とターゲットとの間に電子エミッタ
ーを配置し、該電子エミッターからの熱電子電流量によ
り雰囲気ガス及び／又はスパッター粒子をイオン化して
基板とターゲットとの間のプラズマ密度を増加させた雰
囲気下において透明電導性金属酸化物膜を基板面上に被
着することを特徴とする透明電導性金属酸化物膜の形成
方法をある。
以下、本発明を第１図に従って詳細に説明する。
第１図は、本発明を実施するために使用するスパッター
装置の一例の概略図を示したものであり、１はスパッタ
ー装置、２は真空室、３は基板、４はスパッター用のタ
ーゲット、５は基板３とターゲット４との間に配置され
た電子エミッター、６はマグネトロン、７はフィラメン
ト、８はリフレクター、９はアノード、10はシャッタ
ー、11はバルブ、12はヒーター、13は基板ホルダーを示
す。図示した例はマグネトロンスパッタリング装置であ
り、スパッター源としてのターゲットにマグネトロン６
により特殊な磁界をかけ、スパッター粒子をその磁場の
中に閉じ込め、電離効率を上げてプラズマ密度を上げる
ことにより高付着速度が得られ、又導入される気体の圧
力を下げることができるようにしたものであるが、勿論
これに限定されることなく他の方式のスパッター装置も
利用できる。
装置の一例の概略図を示したものであり、１はスパッタ
ー装置、２は真空室、３は基板、４はスパッター用のタ
ーゲット、５は基板３とターゲット４との間に配置され
た電子エミッター、６はマグネトロン、７はフィラメン
ト、８はリフレクター、９はアノード、10はシャッタ
ー、11はバルブ、12はヒーター、13は基板ホルダーを示
す。図示した例はマグネトロンスパッタリング装置であ
り、スパッター源としてのターゲットにマグネトロン６
により特殊な磁界をかけ、スパッター粒子をその磁場の
中に閉じ込め、電離効率を上げてプラズマ密度を上げる
ことにより高付着速度が得られ、又導入される気体の圧
力を下げることができるようにしたものであるが、勿論
これに限定されることなく他の方式のスパッター装置も
利用できる。
本発明におけるスパッタリングガスとしては通常使用さ
れているアルゴンガスが使用され、又、反応性ガスとし
ては酸素ガスが使用される。又、ターゲットとしては、
形成する薄膜に応じた金属単体又は、金属合金が使用さ
れる。本発明によって、好ましく形成される透明電導性
酸化物膜としてはSbがドーピングされたSnO2、Snがドー
ピングされたIn2O3などの酸化物の透明電導薄膜が代表
的である。
れているアルゴンガスが使用され、又、反応性ガスとし
ては酸素ガスが使用される。又、ターゲットとしては、
形成する薄膜に応じた金属単体又は、金属合金が使用さ
れる。本発明によって、好ましく形成される透明電導性
酸化物膜としてはSbがドーピングされたSnO2、Snがドー
ピングされたIn2O3などの酸化物の透明電導薄膜が代表
的である。
例えば、酸化錫透明電導薄膜の場合にはSn-Sb合金から
なるターゲットと反応性ガスとして酸素ガスを用いて反
応性スパッタリングを行なわせ、Sbのドーピングされた
透明電導性酸化錫薄膜を形成し、又、酸化インジウム透
明電導薄膜の場合には、In-Sn合金からなるターゲット
と反応性ガスとして酸素ガスを用いて反応性スパッタリ
ングを行なわせ、Snのドーピングされた透明電導性酸化
インジウム薄膜を形成する。
なるターゲットと反応性ガスとして酸素ガスを用いて反
応性スパッタリングを行なわせ、Sbのドーピングされた
透明電導性酸化錫薄膜を形成し、又、酸化インジウム透
明電導薄膜の場合には、In-Sn合金からなるターゲット
と反応性ガスとして酸素ガスを用いて反応性スパッタリ
ングを行なわせ、Snのドーピングされた透明電導性酸化
インジウム薄膜を形成する。
第１図に示した電子エミッター５は、基板３とターゲッ
ト４との間に置かれ、熱電子を放出するフィラメント
７、熱電子を反射するリフレクター８、電子を引き出
し、加速し、運動方向を規制するアノード９から構成さ
れている。かかる電子エミッター５により熱電子は真空
室２の中心方向に引き出され、上から飛んでくるスパッ
ター粒子、及び／又は真空室内の雰囲気ガスの一部をイ
オン化、活性化する。このような雰囲気の中でスパッタ
ー粒子と反応性ガスとが反応し、反応性スパッタリング
により金属酸化物膜が基板面に形成される。このよう
に、スパッター粒子及び／又は雰囲気ガスの一部がイオ
ン化され、活性化されているため、基板が比較的低温で
も吸収のない透明な低抵抗の透明電導性金属酸化物膜が
形成される。本発明における電子エミッターとしては、
第１図に挙げたものに限らず、熱電子を放出し、かかる
熱電子により雰囲気ガスやスパッター粒子をイオン化で
きるものであればよい。第１図の例では、電子エミッタ
ーから放出される電子の電流量は、フィラメントに流れ
る電子量と電圧とによって決まり、電子のエネルギーは
主にアノードとフィランメントの間の電位差によって決
められる。
ト４との間に置かれ、熱電子を放出するフィラメント
７、熱電子を反射するリフレクター８、電子を引き出
し、加速し、運動方向を規制するアノード９から構成さ
れている。かかる電子エミッター５により熱電子は真空
室２の中心方向に引き出され、上から飛んでくるスパッ
ター粒子、及び／又は真空室内の雰囲気ガスの一部をイ
オン化、活性化する。このような雰囲気の中でスパッタ
ー粒子と反応性ガスとが反応し、反応性スパッタリング
により金属酸化物膜が基板面に形成される。このよう
に、スパッター粒子及び／又は雰囲気ガスの一部がイオ
ン化され、活性化されているため、基板が比較的低温で
も吸収のない透明な低抵抗の透明電導性金属酸化物膜が
形成される。本発明における電子エミッターとしては、
第１図に挙げたものに限らず、熱電子を放出し、かかる
熱電子により雰囲気ガスやスパッター粒子をイオン化で
きるものであればよい。第１図の例では、電子エミッタ
ーから放出される電子の電流量は、フィラメントに流れ
る電子量と電圧とによって決まり、電子のエネルギーは
主にアノードとフィランメントの間の電位差によって決
められる。
また、本発明において、スパッタリングによる薄膜形成
時の真空室の圧力は３×10-3Torr以下の真空度とし、こ
の真空度で薄膜形成を行なうことが好ましい。
時の真空室の圧力は３×10-3Torr以下の真空度とし、こ
の真空度で薄膜形成を行なうことが好ましい。
また、ターゲットの表面からターゲットの原子を叩き出
すための陽イオンを発生させるための方式としては、陽
極と陰極とを対向させ、アルゴン等の不活性ガスを導入
して、陽極と陰極との間に直流電圧、又は高周波電圧を
加えて、放電を起させ、陽イオンを発生させる方式など
が利用できる。例えば、陰極を構成するターゲットが電
導性の場合には、極間に直流電圧、又は高周波電圧を加
え、又、ターゲットが絶縁性の場合には、高周波電圧が
加えられる。
すための陽イオンを発生させるための方式としては、陽
極と陰極とを対向させ、アルゴン等の不活性ガスを導入
して、陽極と陰極との間に直流電圧、又は高周波電圧を
加えて、放電を起させ、陽イオンを発生させる方式など
が利用できる。例えば、陰極を構成するターゲットが電
導性の場合には、極間に直流電圧、又は高周波電圧を加
え、又、ターゲットが絶縁性の場合には、高周波電圧が
加えられる。
本発明による薄膜を形成するに当っては、まずガラス、
プラスチック、セラミック等の各種材料から選ばれる所
定の基板３を真空室２内の基板ホルダーにセットし、真
空室２内を10-6〜10-5Torr程度減圧にした後、真空室２
内にアルゴンなどのスパッターガスと反応性ガスとして
酸素をを所定量導入し、更に所定の真空度例えば２×10
-4〜３×10-3程度の真空度に調整する。次いでターゲッ
ト４に高周波電圧、あるいは直流電圧を印加するととも
に、電子エミッター５に電流、電圧を加え、プレスパッ
タリングを行なった後、シャッター10を開いてスパッタ
リングを行ない、上記基板３面上に薄膜を形成する。
プラスチック、セラミック等の各種材料から選ばれる所
定の基板３を真空室２内の基板ホルダーにセットし、真
空室２内を10-6〜10-5Torr程度減圧にした後、真空室２
内にアルゴンなどのスパッターガスと反応性ガスとして
酸素をを所定量導入し、更に所定の真空度例えば２×10
-4〜３×10-3程度の真空度に調整する。次いでターゲッ
ト４に高周波電圧、あるいは直流電圧を印加するととも
に、電子エミッター５に電流、電圧を加え、プレスパッ
タリングを行なった後、シャッター10を開いてスパッタ
リングを行ない、上記基板３面上に薄膜を形成する。
［実施例］ 第１図のようなマグネトロン型スパッタリング装置を用
いて次のような方法により酸化インジウム透明電導性被
膜を形成した。ターゲット源のターゲットとしてはIn-9
0wt％ Sn-10wt％の合金を用いた。膜形成に当っては真
空室を５×10-6Torrに減圧した後、酸素とアルゴンの混
合ガスを真空室内に導入し、該室内の圧力を１×10-3To
rrに保ち、直流マグネトロンターゲットの放電を開始さ
せ、ついで電子エミッターのタングステンフィラメント
に電流を流して、電子エミッターから放出される熱電子
によりアルゴンガスと酸素ガスと、スパッター粒子の一
部をイオン化し、活性化して基板とターゲットとの間の
プラズマ密度を増加させた雰囲気下において、室温のガ
ラス基板上に約60Å／分程度の付着速度で酸化インジウ
ム透明導電性被膜（膜厚1000Å）を形成した。
いて次のような方法により酸化インジウム透明電導性被
膜を形成した。ターゲット源のターゲットとしてはIn-9
0wt％ Sn-10wt％の合金を用いた。膜形成に当っては真
空室を５×10-6Torrに減圧した後、酸素とアルゴンの混
合ガスを真空室内に導入し、該室内の圧力を１×10-3To
rrに保ち、直流マグネトロンターゲットの放電を開始さ
せ、ついで電子エミッターのタングステンフィラメント
に電流を流して、電子エミッターから放出される熱電子
によりアルゴンガスと酸素ガスと、スパッター粒子の一
部をイオン化し、活性化して基板とターゲットとの間の
プラズマ密度を増加させた雰囲気下において、室温のガ
ラス基板上に約60Å／分程度の付着速度で酸化インジウ
ム透明導電性被膜（膜厚1000Å）を形成した。
このようにして得られた膜は同一条件で作成した比較法
（電子エミッターなし）と比べ透明で吸収がなく、比抵
抗も２×10-4Ωｍと高温基板（300℃以上）に形成した
膜のそれと同程度であった。
（電子エミッターなし）と比べ透明で吸収がなく、比抵
抗も２×10-4Ωｍと高温基板（300℃以上）に形成した
膜のそれと同程度であった。
［効 果］ 本発明によれば、電子エミッターからに熱電子放出量
（エミッション電流）により基板とターゲットとの間の
プラズマ密度を増加させることができる。又、このプラ
ズマ密度の制御は電子エミッターにより行なうことがで
きるので、ターゲットに加える電力とは独立にプラズマ
密度の制御を行なうことができる。
（エミッション電流）により基板とターゲットとの間の
プラズマ密度を増加させることができる。又、このプラ
ズマ密度の制御は電子エミッターにより行なうことがで
きるので、ターゲットに加える電力とは独立にプラズマ
密度の制御を行なうことができる。
第１図は本発明を実施するためのスパッタ装置の一具体
例の概略図であり、１はスパッター装置、２は真空室、
３は基板、４はターゲット、５は電子エミッター、７は
フィラメント、８はリフレクター、９はアノードを示
す。
例の概略図であり、１はスパッター装置、２は真空室、
３は基板、４はターゲット、５は電子エミッター、７は
フィラメント、８はリフレクター、９はアノードを示
す。
Claims (3)
- 【請求項１】金属単体あるいは金属合金をターゲットと
し、反応性ガスとして酸素を含む雰囲気中で反応性スパ
ッタリング法により基板面上に透明電導性金属酸化物質
を形成する方法において、基板とターゲットとの間に電
子エミッターを配置し、該電子エミッターからの熱電子
により雰囲気ガス、及び／又はスパッター粒子をイオン
化して基板とターゲットとの間のプラズマ密度を増加さ
せた雰囲気下において透明電導性金属酸化物膜を基板面
上に被着することを特徴とする透明電導性金属酸化物膜
の形成方法。 - 【請求項２】透明電導性金属酸化物膜が錫を含む酸化イ
ンジウム透明電導性薄膜であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の透明電導性金属酸化物膜の形成方
法。 - 【請求項３】透明電導性金属酸化物膜がアンチモンを含
む酸化錫透明電導性薄膜であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の透明電導性金属酸化物膜の形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13399185A JPH06101252B2 (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | 透明電導性金属酸化物膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13399185A JPH06101252B2 (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | 透明電導性金属酸化物膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61292817A JPS61292817A (ja) | 1986-12-23 |
| JPH06101252B2 true JPH06101252B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=15117829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13399185A Expired - Lifetime JPH06101252B2 (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | 透明電導性金属酸化物膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101252B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6372875A (ja) * | 1986-09-17 | 1988-04-02 | Hitachi Ltd | スパツタリング装置 |
| JP6577804B2 (ja) * | 2015-09-30 | 2019-09-18 | 神港精機株式会社 | マグネトロンスパッタ法による成膜装置および成膜方法 |
| JP6935897B2 (ja) * | 2017-01-17 | 2021-09-15 | 神港精機株式会社 | マグネトロンスパッタ法による反応膜の形成装置および形成方法 |
| JP6832572B2 (ja) * | 2017-01-26 | 2021-02-24 | 神港精機株式会社 | マグネトロンスパッタ法による装飾被膜の形成方法 |
| JP7299028B2 (ja) * | 2019-01-25 | 2023-06-27 | 神港精機株式会社 | マグネトロンスパッタ法による成膜装置および成膜方法 |
-
1985
- 1985-06-21 JP JP13399185A patent/JPH06101252B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61292817A (ja) | 1986-12-23 |
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