JPH07211164A - 透明導電膜の製造方法 - Google Patents
透明導電膜の製造方法Info
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- JPH07211164A JPH07211164A JP2181394A JP2181394A JPH07211164A JP H07211164 A JPH07211164 A JP H07211164A JP 2181394 A JP2181394 A JP 2181394A JP 2181394 A JP2181394 A JP 2181394A JP H07211164 A JPH07211164 A JP H07211164A
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- JP
- Japan
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- substrate
- transparent conductive
- film
- conductive film
- sputtering
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- Pending
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- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡易な方法で低抵抗な透明導電膜を得る方法
を提供する。 【構成】 絶縁性の透明基板上に透明導電層をスパッタ
法により設けて透明導電膜を製造する。スパッタ法を行
う際に、基板もしくは基板ホルダーに交流電源を接続し
て、基板に４０〜１００Ｖの負電位が印加されるように
する。
を提供する。 【構成】 絶縁性の透明基板上に透明導電層をスパッタ
法により設けて透明導電膜を製造する。スパッタ法を行
う際に、基板もしくは基板ホルダーに交流電源を接続し
て、基板に４０〜１００Ｖの負電位が印加されるように
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスパッタ法により透明導
電膜を製造する方法に関する。
電膜を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】透明導電膜の品質は膜の
比抵抗値によって決まり、特にＴＦＴ（薄膜トランジス
タ方式）等の液晶ディスプレイにおいてはより低抵抗な
ものが望まれている。そこで、透明導電膜の低抵抗化の
種々の試みがなされている。
比抵抗値によって決まり、特にＴＦＴ（薄膜トランジス
タ方式）等の液晶ディスプレイにおいてはより低抵抗な
ものが望まれている。そこで、透明導電膜の低抵抗化の
種々の試みがなされている。
【０００３】現在、透明導電膜の作製法は量産の点から
スパッタ法が主流となっている。透明基板としてはガラ
ス基板が汎用されている。最も使用されている膜の低抵
抗化の手段は、基板の耐熱性を利用して、成膜中あるい
は成膜後に結晶化温度以上（ＩＴＯ膜の場合１５０〜２
００℃）に加熱するという手法である。ところが、この
方法は、耐熱性の低いプラスチック基板等には使用でき
ない。
スパッタ法が主流となっている。透明基板としてはガラ
ス基板が汎用されている。最も使用されている膜の低抵
抗化の手段は、基板の耐熱性を利用して、成膜中あるい
は成膜後に結晶化温度以上（ＩＴＯ膜の場合１５０〜２
００℃）に加熱するという手法である。ところが、この
方法は、耐熱性の低いプラスチック基板等には使用でき
ない。
【０００４】このような観点から、スパッタ中の放電イ
ンピーダンスを下げ、低電圧スパッタ化することによ
り、スパッタ放電中に発生したイオンによる膜損傷を低
減させて低抵抗な膜を得る試みが行われた。ターゲット
上に熱電子発生用フィラメント‐対電極を設けた４極ス
パッタ（特開昭61-292817 号公報）、あるいはカソード
部の磁場を強めることによりターゲット上の漏洩磁束密
度を高めた強磁場スパッタ（特開平2-232358号公報）が
その例として挙げられる。しかし、前者はカソード回り
が複雑になり、操作性が悪くなるという問題がある。ま
た、後者は有効な方法といえるが、低電圧化にはかなり
の高磁場磁石が必要となり、取扱いが容易でないなどの
問題がある。さらに、これらの方法ではなお、十分に低
抵抗な膜を得ることができない。
ンピーダンスを下げ、低電圧スパッタ化することによ
り、スパッタ放電中に発生したイオンによる膜損傷を低
減させて低抵抗な膜を得る試みが行われた。ターゲット
上に熱電子発生用フィラメント‐対電極を設けた４極ス
パッタ（特開昭61-292817 号公報）、あるいはカソード
部の磁場を強めることによりターゲット上の漏洩磁束密
度を高めた強磁場スパッタ（特開平2-232358号公報）が
その例として挙げられる。しかし、前者はカソード回り
が複雑になり、操作性が悪くなるという問題がある。ま
た、後者は有効な方法といえるが、低電圧化にはかなり
の高磁場磁石が必要となり、取扱いが容易でないなどの
問題がある。さらに、これらの方法ではなお、十分に低
抵抗な膜を得ることができない。
【０００５】そこで本発明は、比較的簡易な方法を用い
て低抵抗な透明導電膜を得る方法を提供することを目的
とする。
て低抵抗な透明導電膜を得る方法を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、スパッタ法
における透明導電膜の作成方法について鋭意検討を重ね
た結果、低抵抗な透明導電膜を得るために行われる従来
の成膜条件では膜自体が直接損傷を受けることはあまり
起こらず、むしろその基体である基板に耐熱性の低いプ
ラスチック基板等を用いたときに基板自体がプラズマに
よりその表面に損傷を受け、結果としてその上に堆積さ
れる膜が劣化し、膜の抵抗が大きくなる傾向が強いこと
を見出した。そこで、基板ホルダーを交流電源に接続
し、基板が劣化しない程度に基板に電圧をかけることに
より、前記した低抵抗化のための加熱処理における熱エ
ネルギーに代わるエネルギーを膜に付加すれば膜の低抵
抗化に有効であると考え、本発明に到達した。
における透明導電膜の作成方法について鋭意検討を重ね
た結果、低抵抗な透明導電膜を得るために行われる従来
の成膜条件では膜自体が直接損傷を受けることはあまり
起こらず、むしろその基体である基板に耐熱性の低いプ
ラスチック基板等を用いたときに基板自体がプラズマに
よりその表面に損傷を受け、結果としてその上に堆積さ
れる膜が劣化し、膜の抵抗が大きくなる傾向が強いこと
を見出した。そこで、基板ホルダーを交流電源に接続
し、基板が劣化しない程度に基板に電圧をかけることに
より、前記した低抵抗化のための加熱処理における熱エ
ネルギーに代わるエネルギーを膜に付加すれば膜の低抵
抗化に有効であると考え、本発明に到達した。
【０００７】すなわち本発明は、絶縁性の透明基板上に
透明導電層を少なくとも有する透明導電膜の製造方法に
おいて、該透明導電層をスパッタ法により設け、かつ該
スパッタ法を行う際に、基板もしくは基板ホルダーに交
流電源を接続して、基板に４０〜１００Ｖの負電位が印
加されるようにすることを特徴とする方法を提供するも
のである。
透明導電層を少なくとも有する透明導電膜の製造方法に
おいて、該透明導電層をスパッタ法により設け、かつ該
スパッタ法を行う際に、基板もしくは基板ホルダーに交
流電源を接続して、基板に４０〜１００Ｖの負電位が印
加されるようにすることを特徴とする方法を提供するも
のである。
【０００８】本発明において使用する基板としては、絶
縁性の透明基板であれば特に限定されず、ガラス、プラ
スチック等の透明基板が使用できる。プラスチックとし
ては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレ
ンテレフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリ
塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン、ポリアリーレート等（単独重
合体の他に共重合体も含む）が挙げられる。また、基板
はこれらを２種以上含む積層体であっても良い。基板の
厚さは、用途によって異なるが、通常２５μｍ〜３．０
ｍｍである。
縁性の透明基板であれば特に限定されず、ガラス、プラ
スチック等の透明基板が使用できる。プラスチックとし
ては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレ
ンテレフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリ
塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン、ポリアリーレート等（単独重
合体の他に共重合体も含む）が挙げられる。また、基板
はこれらを２種以上含む積層体であっても良い。基板の
厚さは、用途によって異なるが、通常２５μｍ〜３．０
ｍｍである。
【０００９】透明導電層としては、慣用の透明導電層の
材料、例えば金属酸化物を用いることができる。具体的
には例えばＳｎＯ2 、ＣｄＯ、ＺｎＯ、ＣＴＯ系（Ｃｄ
ＳｎＯ3 、Ｃｄ2 ＳｎＯ4 、ＣｄＳｎＯ4 ）、Ｉｎ2 Ｏ
3 、ＣｄＩｎ2 Ｏ4 等が挙げられる。好ましくは上記の
金属酸化物に、Ｓｎ、Ｓｂ、ＦおよびＡｌから選ばれる
１種または２種以上を添加した複合（ドープ）相であ
る。その中でも好ましいものは、Ｓｎを添加したＩｎ2
Ｏ3 （ＩＴＯ）、Ｓｂを添加したＳｎＯ2 、Ｆを添加し
たＳｎＯ2 、Ａｌを添加したＺｎＯ等である。透明導電
層はこれらの層を単層または多層で使用することができ
る。層厚は、材質によって異なるが、例えばＩＴＯ層で
は３００〜３５００オングストロームが好ましく、より
好ましくは３６０〜３１００オングストロームである。
また透明導電層のシート抵抗は４００Ω／□以下であれ
ば特に制限はない。
材料、例えば金属酸化物を用いることができる。具体的
には例えばＳｎＯ2 、ＣｄＯ、ＺｎＯ、ＣＴＯ系（Ｃｄ
ＳｎＯ3 、Ｃｄ2 ＳｎＯ4 、ＣｄＳｎＯ4 ）、Ｉｎ2 Ｏ
3 、ＣｄＩｎ2 Ｏ4 等が挙げられる。好ましくは上記の
金属酸化物に、Ｓｎ、Ｓｂ、ＦおよびＡｌから選ばれる
１種または２種以上を添加した複合（ドープ）相であ
る。その中でも好ましいものは、Ｓｎを添加したＩｎ2
Ｏ3 （ＩＴＯ）、Ｓｂを添加したＳｎＯ2 、Ｆを添加し
たＳｎＯ2 、Ａｌを添加したＺｎＯ等である。透明導電
層はこれらの層を単層または多層で使用することができ
る。層厚は、材質によって異なるが、例えばＩＴＯ層で
は３００〜３５００オングストロームが好ましく、より
好ましくは３６０〜３１００オングストロームである。
また透明導電層のシート抵抗は４００Ω／□以下であれ
ば特に制限はない。
【００１０】なお、任意的に基板と透明導電層との間
に、保護層として例えばＳｉＯ2 層を設けることも可能
である。
に、保護層として例えばＳｉＯ2 層を設けることも可能
である。
【００１１】本発明の方法は、上記の透明導電層をスパ
ッタ成膜する際に、基板もしくは基板ホルダーに交流電
源を接続して、基板に４０〜１００Ｖ、好ましくは５０
〜９０Ｖの負電位が印加されるようにすることを特徴と
する。スパッタ成膜には直流スパッタ法、高周波スパッ
タ法、反応性高周波スパッタ法など任意のスパッタ法を
用いることができ、また、スパッタ条件は慣用の透明導
電層の成膜条件を使用することができる。
ッタ成膜する際に、基板もしくは基板ホルダーに交流電
源を接続して、基板に４０〜１００Ｖ、好ましくは５０
〜９０Ｖの負電位が印加されるようにすることを特徴と
する。スパッタ成膜には直流スパッタ法、高周波スパッ
タ法、反応性高周波スパッタ法など任意のスパッタ法を
用いることができ、また、スパッタ条件は慣用の透明導
電層の成膜条件を使用することができる。
【００１２】基板ホルダーは基板を保持するためのもの
であり、導電性物質から成るものであっても絶縁性物質
から成るものであってもよい。導電性物質としては、例
えばＣｕ、Ｗ、ＳＵＳ（スチンレス鋼）、Ｍｏ、Ｔａな
どの金属、炭素等が挙げられ、また絶縁性物質として
は、例えばガラスなどのセラミックス材料が挙げられ
る。さらに、導電性物質および／または絶縁性物質を積
層した多層の基板ホルダーを使用することもできる。基
板ホルダーには、スパッタ成膜の際に汎用されているＳ
ＵＳ製のホルダーを使用すると、その特性およびコスト
の面から好ましい。基板もしくは基板ホルダーに接続す
る交流電源は、通常１００Ｈｚ〜１００ＭＨｚ、好まし
くは５０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚの高周波電源を使用でき
る。基板に印加される負電位が上記の範囲より小さいと
イオンの膜へのボンバード効果が弱すぎて膜の低抵抗化
に有効でなく、また上記範囲より大きいとボンバード効
果が強すぎて基板あるいは膜自体に損傷を与え、膜の劣
化を引き起こす。
であり、導電性物質から成るものであっても絶縁性物質
から成るものであってもよい。導電性物質としては、例
えばＣｕ、Ｗ、ＳＵＳ（スチンレス鋼）、Ｍｏ、Ｔａな
どの金属、炭素等が挙げられ、また絶縁性物質として
は、例えばガラスなどのセラミックス材料が挙げられ
る。さらに、導電性物質および／または絶縁性物質を積
層した多層の基板ホルダーを使用することもできる。基
板ホルダーには、スパッタ成膜の際に汎用されているＳ
ＵＳ製のホルダーを使用すると、その特性およびコスト
の面から好ましい。基板もしくは基板ホルダーに接続す
る交流電源は、通常１００Ｈｚ〜１００ＭＨｚ、好まし
くは５０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚの高周波電源を使用でき
る。基板に印加される負電位が上記の範囲より小さいと
イオンの膜へのボンバード効果が弱すぎて膜の低抵抗化
に有効でなく、また上記範囲より大きいとボンバード効
果が強すぎて基板あるいは膜自体に損傷を与え、膜の劣
化を引き起こす。
【００１３】本発明の方法によって製造される透明導電
膜は、太陽電池、光センサ等の光電変換用途；液晶、エ
レクトロルミネセンス、エレクトロクロミック、ＥＬ等
の表示素子用途；建築物、自動車、航空機、炉ののぞき
窓等の各種窓の熱線反射用途、可視光の可変遮光用途、
防曇防氷用途；帯電防止用途；タッチスイッチ用途；光
通信用途等の広い分野で使用することができる。
膜は、太陽電池、光センサ等の光電変換用途；液晶、エ
レクトロルミネセンス、エレクトロクロミック、ＥＬ等
の表示素子用途；建築物、自動車、航空機、炉ののぞき
窓等の各種窓の熱線反射用途、可視光の可変遮光用途、
防曇防氷用途；帯電防止用途；タッチスイッチ用途；光
通信用途等の広い分野で使用することができる。
【００１４】
【作用】本発明の方法においては、成膜中に、スパッタ
ガスイオン（Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等）が基板表面へ引き寄
せられ、そのため、透明導電膜へイオンの適度なボンバ
ード効果が及ぼされるために、そのエネルギー付与によ
り膜の低抵抗化が達成されるものと推測される。
ガスイオン（Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等）が基板表面へ引き寄
せられ、そのため、透明導電膜へイオンの適度なボンバ
ード効果が及ぼされるために、そのエネルギー付与によ
り膜の低抵抗化が達成されるものと推測される。
【００１５】
【実施例】以下の実施例により、本発明をさらに詳しく
説明する。実施例１〜４および比較例１〜３ 基板搬送通過型（インライン方式）の直流プレーナー型
マグネトロンスパッタ装置（ＵＬＶＡＣ社製）を使用し
て、厚さ１．１ｍｍのガラス基板（40×40cm）上にスパ
ッタ成膜を行った。ターゲットとしてＩｎ2 Ｏ3 とＳｎ
Ｏ2 の粉末焼結体（重量比９０：１０）（日鉱共石社
製）を用いた。このとき、基板を保持するＳＵＳ製のホ
ルダーに、汎用の１３．５６ＭＨｚ高周波電源（交流電
源）を接続し、表１に示す負電位が基板に印加されるよ
うにした。なお、他のスパッタ条件は以下の通りであっ
た：初期真空度 3×10-6torr以下、ガス種（ガス流
量）Ａｒ＋Ｏ2 （160 SCCM：3.5 SCCM）、ガス圧 4.0
×10-3 torr 、ターゲット投入電力 ４．５ W/cm2 お
よび、ターゲット上漏洩磁束密度 １１００ガウス。な
お、基板は特に加熱せず、スパッタ放電による温度上昇
のみとした。かくして膜厚１５００オングストロームの
ＩＴＯ膜を成膜した。
説明する。実施例１〜４および比較例１〜３ 基板搬送通過型（インライン方式）の直流プレーナー型
マグネトロンスパッタ装置（ＵＬＶＡＣ社製）を使用し
て、厚さ１．１ｍｍのガラス基板（40×40cm）上にスパ
ッタ成膜を行った。ターゲットとしてＩｎ2 Ｏ3 とＳｎ
Ｏ2 の粉末焼結体（重量比９０：１０）（日鉱共石社
製）を用いた。このとき、基板を保持するＳＵＳ製のホ
ルダーに、汎用の１３．５６ＭＨｚ高周波電源（交流電
源）を接続し、表１に示す負電位が基板に印加されるよ
うにした。なお、他のスパッタ条件は以下の通りであっ
た：初期真空度 3×10-6torr以下、ガス種（ガス流
量）Ａｒ＋Ｏ2 （160 SCCM：3.5 SCCM）、ガス圧 4.0
×10-3 torr 、ターゲット投入電力 ４．５ W/cm2 お
よび、ターゲット上漏洩磁束密度 １１００ガウス。な
お、基板は特に加熱せず、スパッタ放電による温度上昇
のみとした。かくして膜厚１５００オングストロームの
ＩＴＯ膜を成膜した。
【００１６】かくして得られた透明導電膜の抵抗率を四
端子法により測定した。結果を表１に示す。
端子法により測定した。結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、簡易な方法で低抵抗な
透明導電膜を得る方法を提供することができる。
透明導電膜を得る方法を提供することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 絶縁性の透明基板上に透明導電層を少な
くとも有する透明導電膜の製造方法において、該透明導
電層をスパッタ法により設け、かつ該スパッタ法を行う
際に、基板もしくは基板ホルダーに交流電源を接続し
て、基板に４０〜１００Ｖの負電位が印加されるように
することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 印加される負電位が５０〜９０Ｖである
請求項１記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181394A JPH07211164A (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | 透明導電膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181394A JPH07211164A (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | 透明導電膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07211164A true JPH07211164A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=12065508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2181394A Pending JPH07211164A (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | 透明導電膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07211164A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001332133A (ja) * | 2000-05-21 | 2001-11-30 | Tdk Corp | 透明導電積層体 |
-
1994
- 1994-01-24 JP JP2181394A patent/JPH07211164A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001332133A (ja) * | 2000-05-21 | 2001-11-30 | Tdk Corp | 透明導電積層体 |
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