JPH07224383A - インジウム−スズ酸化物膜の高抵抗化方法 - Google Patents
インジウム−スズ酸化物膜の高抵抗化方法Info
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- JPH07224383A JPH07224383A JP8597394A JP8597394A JPH07224383A JP H07224383 A JPH07224383 A JP H07224383A JP 8597394 A JP8597394 A JP 8597394A JP 8597394 A JP8597394 A JP 8597394A JP H07224383 A JPH07224383 A JP H07224383A
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Abstract
り効率的に成膜することができる成膜方法を提供する。 【構成】酸素の含有する雰囲気下で、ITO成膜を20
0℃以上の温度にて加熱処理する方法。 【効果】特にタッチパネル用途に最適な、均一性に優れ
た200Ω/□〜3000Ω/□、リニアリティ値±2
%以内のITO膜を得ることができる。
Description
膜(以下、ITOと略す)の成膜方法に関するものであ
り、特にタッチパネルの透明電極として用いられるIT
O膜の高抵抗で均一性に優れた成膜方法に関する。
上に成膜したITOガラスは、例えば、液晶ディスプレ
イ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、面発熱
体、タッチパネルの電極等に広く使用されている。この
様に広い分野で使用されると、使用目的によってITO
膜の抵抗値は種々のものが要求される。すなわち、フラ
ットパネルディスプレイ用のITO膜では低抵抗のもの
が要求されるが、タッチパネル用のITO膜では逆に高
抵抗の膜が要求される。抵抗値をコントロールする方法
の中で最も普通に行われる方法は膜厚を変えることであ
った。
化させて抵抗値をコントロールすると、当然可視光透過
率が変化する。 シート抵抗=比抵抗/膜厚 高抵抗ITOを得ようとする場合は膜厚を薄くする必要
があるが、通常の製法で成膜すると、200〜3000
Ω/□のシート抵抗の膜を得るためには10Å〜100
Åの膜厚にする必要があるが、この場合は膜厚を均一に
コントロールするのは難しく、面内の抵抗値の均一性は
悪くなる傾向にある。また、可視光透過率を所定の値に
しようとすると、膜厚が決定され、その膜厚で所定の抵
抗値の膜とするためには比抵抗をコントロールすること
が必要であった。
は、酸化インジウム結晶中の微量の酸素欠陥と、In−
O結晶格子にSnが置換して生じる電子がキャリアとな
り、それが、電界中で移動することによる。従って、比
抵抗(ρ)はキャリア密度(n)と移動度(μ)によっ
て決定され、次式が成り立つ。 ρ=6.24×1018/(n×μ) ・・・・・(1) ここで、ρ:Ωcm,n:cm-3,μ:cm2 /V・se
c である。
では100Ω/□以下のシート抵抗の膜となり、キャリ
ア密度として1020〜1021、移動度として20〜5
0、比抵抗は1×10-4〜3×10-4の値をとる。先に
述べたタッチパネル用のITO膜の抵抗値は200〜3
000Ω/□程度のものが要求され、この場合、膜厚を
考慮すると、均一性に優れた膜を得るためには比抵抗値
は5×10-4以上が必要とされるが、この範囲での比抵
抗のコントロールは困難であった。
れるペン入力タッチパネル用導電膜は、位置の認識精度
が高くなくてはならないことから、抵抗値の均一性優れ
た膜であることが要求される。抵抗値の均一性を評価す
る方法として、リニアリティ試験がある。これの方法は
透明導電膜の向かい合った2辺に銀ペースト等で低抵抗
の電極を作成し、両端の電極間の長さをL、印加電圧を
Vとする。透明導電膜の任意の点について、マイナス側
の電極からの距離をl、マイナス側の電極とその点の電
位差をvとすると、(l/L─v/V)×100の値を
リニアリティ(%)と定義する。リニアリティ値は位置
と電位のずれを定義する量であり、文字や図形を認識す
る目的で製作されるタッチパネルでは、通常、リニアリ
ティ値が±2%以内の透明導電膜が要求される。
ので、シート抵抗値が200〜3000Ω/□であっ
て、かつ、リニアリティ値が±2%以内の均一性に優れ
たITO膜を成膜する方法を提供することを目的とす
る。
高抵抗化する方法について鋭意検討した結果、酸素を含
有する雰囲気中でITO膜を200℃以上の温度にて加
熱処理することで、高抵抗の均一性に優れたITO膜が
得られることを見出し、本発明を完成した。
酸素を含有する雰囲気中で200℃以上の温度にて加熱
処理することを特徴とするインジウム−スズ酸化物膜の
高抵抗化方法である。
コントロールする方法は二通りあって、一つは(1)式
のキャリア密度をコントロールする方法と、もう一つは
移動度をコントロールする方法である。キャリア密度を
コントロールする方法としては酸素欠陥量を変化させる
方法と、スズドープ量を変化する方法がある。酸素欠陥
量は、雰囲気、温度によって変化し、次式に示すような
可逆的な反応が起こる。 In2 O3-X +X/2 O2 →In2 O3 (2) In2 O3 −X/2 O2 →In2 O3-X (3)
素欠陥量(X)が減少し、キャリア密度が減少するため
に高抵抗化するが(2)、逆に高温、還元雰囲気又は非
酸化性雰囲気ではIn2 O3 中の酸素が引き抜かれ、酸
素欠陥(X)を生じ(3)、キャリア密度の増加によ
り、低抵抗化する。
換したSn一個から一つのキャリア(e- ) が生成する
ので、Snドープ量を変えることでキャリア密度をコン
トロールすることが可能である。通常、Inに対して3
重量%位まではドープ量が増えるにつれ、nも増加する
が、それ以上増やしてもほぼ一定の値となる。
の動き易さに対応しており、主として、ITO結晶性に
依存する量である。即ち、結晶性が良好であって、不純
物が少なければキャリアの移動度は高い値となるが、結
晶性が悪く、結晶欠陥、転位、結晶粒界が多いとキャリ
アがトラップされてしまうために低い値となる。また、
不純物はキャリアの移動を阻害する大きな要因であり、
通常微量の添加で移動度に大きな影響を与える。
たところ、200〜3000Ω/□、リニアリティ値±
2%以内の均一性の良好なITO膜を得る方法として、
酸素欠陥量をコントロールする方法を見出した。即ち、
均一性を良くするには100Å以上の膜厚が必要であ
り、通常一般に行われている成膜法でITO膜を成膜す
ると150Ω/□以下の膜となり、高抵抗の膜は得られ
ない。即ち、この膜は酸素欠陥量(X)が大きい膜であ
るので、Xを小さくすることによりキャリア密度を下
げ、その結果高抵抗化する方法である。
得られる条件が採用され、その場合のSnドープ量は2
〜10重量%である。この膜のSnドープによって生成
されるキャリア密度は約2×1020個/cm3 と見積も
られ、移動度を30cm2 /Vs、比抵抗 2.5×10-4Ω
cmと仮定すると、総キャリア密度は 8.3×1020個/
cm3 と計算される。即ち、酸素欠陥によるキャリア密
度は約6×1020個/cm3 となりSnによるキャリア
の3倍存在する。
することにより、キャリア密度は2×1020〜8×10
20個/cm3 まで変化させることが可能で、比抵抗は
2.5×10-4〜1.0×10-3Ωcmの範囲でコント
ロールできることになる。これは、初期抵抗の4倍の抵
抗値まで高抵抗化できるということであり、Snドープ
量をコントロールすることによる抵抗変化に比べ広範囲
である。
少なくすれば、Snドープによるキャリア密度を、0.
8×1020個/cm3 迄小さくすることが出来、この場
合、酸素欠陥量を本方法での処理によってコントロール
することで、初期抵抗の10倍程度迄高抵抗化すること
が可能である。
て、空気中での加熱処理条件について検討した結果、酸
素欠陥量を減少する要因は、加熱温度と、処理時間であ
り、温度が高いほど、時間が長いほど高抵抗化する傾向
を示し、500℃で30分の加熱処理によって、抵抗値
はほぼ飽和した。即ち、この条件で処理すれば酸素欠陥
量は0になる(X=0)と考えられた。
加熱温度と抵抗値の関係を求めたところ、200℃まで
は、抵抗上昇が殆どなく、200℃〜350℃の範囲で
ほぼ直線的に抵抗値は増加し、350℃では初期値の2
〜3倍の値となり、それ以上の温度では抵抗増加率は緩
やかになり、500℃で一定値となる。この時の抵抗値
は初期値の3〜4倍の値である。従って、所定の抵抗値
を得るためには、この関係を用いて、所定の初期抵抗値
と、それに合った加熱処理条件を適宜選択すればよいこ
とになる。
知られている方法を採用することができ、例えば、スパ
ッター法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング
法、化学気相成膜法(CVD法)、パイロゾル法等で成
膜した後、酸素を含有する雰囲気中で200℃以上の温
度で一定時間加熱処理することで、均一性に優れた高抵
抗ITO膜を得ることができる。特に、成膜直後の抵抗
値が50Ω/□以上の膜ではタッチパネル用ITO膜と
して最適な、シート抵抗値200〜3000Ω/□、リ
ニアリティ値±2%以内の均一性に優れた高抵抗ITO
膜を得ることができる。
合、本発明を応用して、成膜直後に成膜室内に酸素含有
ガスを導入することにより、容易に高抵抗ITO膜とす
ることができ、実用上メリットの多い方法である。
は、変動係数(標準偏差/平均値)10%以内であり、
リニアリティ値±2%以内の均一性に優れた膜が得られ
る。
〜3000Ω/□の抵抗の膜を得るためには、極端に膜
厚を薄くしなければならず、このため均一性の悪い膜し
か得られなかった。
下で200℃以上の温度で加熱処理する方法であり、簡
単に均一性の良好な高抵抗の膜を得ることができる。
明する。ただし、本発明はこれらに何ら限定されるもの
ではない。 実施例1 Inに対して8重量%Snを含有するIn2 O3 焼結体
をターゲットとして用い、スパッター成膜を行った。ス
パッター条件は、RFスパッター装置を用い、ガラス基
板上に成膜した。ガラス基板は厚さ1mmで30cm角
のソーダライムガラス上に800ÅのSiO 2 膜がコー
トされたものを用いた。RF出力200W,圧力0.5
Pa、ガス組成はAr:O2 =98:2、基板温度=3
00℃、成膜時間4分で行った。得られたITO膜の膜
厚は200Å、シート抵抗は140Ω/□であった。こ
の膜を熱風循環式の乾燥機にて空気中で、330℃×3
0分加熱処理を行ったところ、シート抵抗400Ω/
□、面内ばらつき±20Ω/□、リニアリティ値±0.
9%以内の良好な膜を得た。
に空気を導入し大気圧とし、300℃の温度で1時間保
持して取り出した。この膜は、シート抵抗380Ω/
□、面内ばらつき±25Ω/□、リニアリティ値±1.
2%以内の良好な膜であった。
をターゲットとして用い、スパッター成膜を行った。ス
パッター条件は、RFスパッター装置を用い、ガラス基
板上に成膜した。ガラス基板は厚さ1mmで30cm角
のソーダライムガラス上に800ÅのSiO2 膜がコー
トされたものを用いた。RF出力200W,圧力0.5
Pa、ガス組成はAr:O2 =98:2、基板温度=3
00℃、成膜時間3分で行い、空気を導入して冷却し
た。得られたITO膜の膜厚は150Å、シート抵抗は
1350Ω/□、面内ばらつき±68Ω/□、リニアリ
ティ値±1.0%以内の良好な膜を得た。
で冷却した場合、得られたITO膜の膜厚は150Å、
シート抵抗は620Ω/□、面内ばらつき±25Ω/
□、リニアリティ値は±0.9%以内であった。
よりITO膜を成膜するに際し、インジウム原料として
InCl3 のメチルアルコール溶液を用いた。濃度は
0.15mol/lで、ドープ用錫原料として、SnC
l4 をInに対して5重量%添加した溶液を調製した。
基板には厚さ1mmで30cm角のソーダライムガラス
上に1000ÅのSiO2 膜がコートされたものを用い
た。パイロゾル成膜装置に基板をセットし450℃に加
熱し、超音波により2ml/min霧化させ基板に導入
して2分間成膜したのち、窒素雰囲気下で冷却した。得
られたITO膜は、膜厚220Å、シート抵抗150Ω
/□、比抵抗3.3×10-4Ωcmであった。この膜を
熱風循環式の乾燥機にて空気中で、400℃×30分加
熱処理を行ったところ、シート抵抗460Ω/□、面内
ばらつき±30Ω/□、リニアリティ値±1.3%以内
の良好な膜であった。
し、実施例4と同様の条件で成膜を行った。成膜終了後
450℃×30分空気中で加熱処理を行ったところ、膜
厚235Å、シート抵抗510Ω/□、比抵抗1.2×
10-3ΩcmのITO膜が得られた。シート抵抗の均一
性は±30Ω/□、リニアリティ値±1.2%以内であ
った。
製し、成膜時間を1.5分とした以外は実施例4と同様
の条件で成膜を行ったのち、空気を導入しながら冷却を
行った。得られたITO膜は、膜厚160Å、シート抵
抗1550Ω/□、比抵抗2.48×10-3Ωcm、シ
ート抵抗の均一性は±109Ω/□、リニアリティ値±
1.1%以内であった。
で冷却した場合、得られたITO膜の膜厚は160Å、
シート抵抗820Ω/□、比抵抗1.31×10-3Ωc
m、シート抵抗の均一性は±41Ω/□、リニアリティ
値±1.0%以内であった。
=1:1の雰囲気下で冷却を行った。得られたITO膜
は、膜厚160Å、シート抵抗2200Ω/□、比抵抗
3.52×10-3Ωcm、シート抵抗の均一性は±17
6Ω/□、リニアリティ値±1.5%以内であった。
し、実施例6と同様の条件で成膜を行ったのち、空気を
導入しながら冷却を行った。得られたITO膜は、膜厚
150Å、シート抵抗1750Ω/□、比抵抗2.62
×10-3Ωcm、シート抵抗の均一性は±105Ω/
□、リニアリティ値±1.4%以内であった。
で冷却した場合、得られたITO膜は、膜厚150Å、
シート抵抗920Ω/□、比抵抗1.38×10-3Ωc
m、シート抵抗の均一性は±46Ω/□、リニアリティ
値±1.0%以内であった。
=1:1の雰囲気下で冷却を行った。得られたITO膜
は、膜厚150Å、シート抵抗2400Ω/□、比抵抗
3.6×10-3Ωcm、シート抵抗の均一性は±180
Ω/□、リニアリティ値±1.4%以内であった。
下で、200℃以上の温度で加熱処理をすることで均一
性に優れた高抵抗化したITO膜を得ることができる。
特に初期のシート抵抗が50Ω/□以上のITO膜にお
いては、タッチパネル用途に最適な200〜3000Ω
/□のシート抵抗、リニアリティ値±2%以内のITO
膜を得ることが可能である。また、本処理を成膜直後に
連続して行うことで、作業の簡略化ができるため、実用
的にも優れた方法である。
Claims (3)
- 【請求項1】インジウム−スズ酸化物膜を、酸素を含有
する雰囲気中で200℃以上の温度にて加熱処理するこ
とを特徴とするインジウム−スズ酸化物膜の成膜方法。 - 【請求項2】インジウム−スズ酸化物膜の成膜に引き続
いて加熱処理することを特徴とする請求項1に記載のイ
ンジウム−スズ酸化物膜の成膜方法。 - 【請求項3】インジウム−スズ酸化物膜のシート抵抗値
が200Ω/□〜3000Ω/□、リニアリティ値が±
2%以内である請求項1及び2に記載のインジウム−ス
ズ酸化物膜の成膜方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08597394A JP4079457B2 (ja) | 1993-12-14 | 1994-03-31 | インジウム−スズ酸化物膜の高抵抗化方法 |
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JP5-342476 | 1993-12-14 | ||
JP08597394A JP4079457B2 (ja) | 1993-12-14 | 1994-03-31 | インジウム−スズ酸化物膜の高抵抗化方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07224383A true JPH07224383A (ja) | 1995-08-22 |
JP4079457B2 JP4079457B2 (ja) | 2008-04-23 |
Family
ID=26426985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08597394A Expired - Fee Related JP4079457B2 (ja) | 1993-12-14 | 1994-03-31 | インジウム−スズ酸化物膜の高抵抗化方法 |
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---|---|
JP (1) | JP4079457B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100434528B1 (ko) * | 1997-11-28 | 2004-09-08 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전계방출표시소자의양극판제조방법 |
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-
1994
- 1994-03-31 JP JP08597394A patent/JP4079457B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US9181124B2 (en) | 2007-11-02 | 2015-11-10 | Agc Flat Glass North America, Inc. | Transparent conductive oxide coating for thin film photovoltaic applications and methods of making the same |
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---|---|
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