JPH09245519A - 透明導電膜および透明導電材料 - Google Patents

透明導電膜および透明導電材料

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JPH09245519A
JPH09245519A JP9163996A JP9163996A JPH09245519A JP H09245519 A JPH09245519 A JP H09245519A JP 9163996 A JP9163996 A JP 9163996A JP 9163996 A JP9163996 A JP 9163996A JP H09245519 A JPH09245519 A JP H09245519A
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JP
Japan
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film
transparent conductive
silver
tin
atomic
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JP9163996A
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English (en)
Inventor
Yuko Hochido
雄幸 寶地戸
Masakazu Suzuki
正和 鈴木
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Kojundo Kagaku Kenkyusho KK
Original Assignee
Kojundo Kagaku Kenkyusho KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ITO膜の低抵抗化および低温成膜化を目
的とする。 【構成】 酸化インジウムと酸化スズを主成分とする透
明導電膜であって、該透明導電膜中に銀を含有し、スズ
がインジウムに対して1〜20原子%、銀が全金属原子
に対して0.05〜3原子%含有する透明導電膜。酸化
インジウムと酸化スズを主成分とする焼結体であって、
該焼結体中に銀を含有し、スズがインジウムに対して1
〜20原子%、銀が全金属原子に対して0.05〜3原
子%含有する透明導電材料。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子、プラズ
マ発光素子等の透明電極や太陽電池用透明電極、あるい
は熱線反射膜、帯電防止膜、透明発熱体として有用な透
明導電膜および該透明導電膜を成膜するための透明導電
材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】透明導電膜としては、アンチモンやフッ
素を含有する酸化スズ膜、スズを含有する酸化インジウ
ム(ITO)膜、アルミニウム等を含有する酸化亜鉛膜
が知られている。これらの内最高の導電性を有するIT
O膜が主に透明電極として広く使用されている。
【0003】最近、カラー液晶表示素子においては耐熱
温度が200℃程度のカラーフィルター上への低抵抗膜
の成膜が要求されている。また表示素子の大面積化に伴
い加熱による基板の歪みも問題になり、低温でのITO
膜の成膜が強く要望されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ITO膜はn型半導体
であり、その導電率はキャリア電子の密度、キャリア電
子の移動度および電子の電荷の積で表わすことができ
る。従って、導電性を向上させるためにはキャリア電子
の密度および移動度を高める必要がある。
【0005】一般的に低温成膜されたITO膜は結晶性
が低く、またアモルファスITO膜の結晶化温度は約1
50℃であることが知られている。従って、200℃以
下の成膜温度で結晶性の良好な膜を成膜することは困難
となる。結晶性が低い場合、酸化インジウムの結晶格子
がランダムな状態にあり、酸化インジウム格子中のイン
ジウムと置換させる目的で添加したスズの固溶もマトリ
ッグス格子が不完全なためキャリア電子の生成に十分に
寄与しなくなる。
【0006】このためキャリア電子の密度が低く、キャ
リア生成に寄与しないスズ酸化物が酸化インジウム格子
中や粒界に多く存在することになり、キャリア電子の散
乱要因となりキャリア移動度が低下して導電性の向上が
期待できない状態となる。
【0007】従って、低温成膜時において高い結晶性を
有するITO膜を作製する手段を見い出すことがITO
膜の低抵抗化および低温成膜化における課題となり、こ
れらの課題を解消することが本発明の目的である。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、ITO膜
の低抵抗化および低温成膜化を可能にする添加剤の探求
を行った。その結果微量の銀を含有させることにより、
成膜温度に関わらずITO膜より低抵抗膜が得られるこ
とを見い出した。また大気中の熱処理の結果、300℃
程度までITO膜より抵抗値の増加が少ないことも見い
出された。さらにX線回折分析の結果において、銀を含
有する膜は含有しない膜に対して均一歪が小さいことが
認められており、これ即ち高結晶性と判断し得る結果で
あった。
【0009】本発明は、酸化インジウムと酸化スズを主
成分とする透明導電膜であって、該透明導電膜中に銀を
含有することを特徴とし、スズがインジウムに対して1
〜20原子%、および銀が全金属原子に対して0.05
〜3原子%含有することを特徴とする透明導電膜を提供
するものである。
【0010】また本発明は、前記透明導電膜を作製する
ための材料であり、酸化インジウムと酸化スズを主成分
とする焼結体であって、該焼結体中に銀を含有すること
を特徴とし、スズがインジウムに対して1〜20原子
%、および銀が全金属原子に対して0.05〜3原子%
含有することを特徴とする透明導電材料を提供するもの
である。
【0011】本発明の透明導電膜の形成方法に関しては
特に限定しないが、比較的低基板温度で良好な導電特性
が得られるスパッタリング法、真空蒸着法等の物理蒸着
法が好ましく、特に低電圧スパッタや高密度プラズマ等
の手法を用いることでより良好な膜が得られる。
【0012】本発明の透明導電材料の製造方法に関し
て、出発原料に金属粉末、酸化物、塩化物等を用いるか
は特に限定しないが、スズがインジウムに対して1〜2
0原子%、および銀が全金属原子に対して0.05〜3
原子%含有する組成の焼結体であれば良く、焼結体の形
状は、その成膜手法に適合するように粉末状、ペレット
状あるいは一体形状等に適宜成形すれば良い。尚、スズ
および銀に関しては十分に分散している方が好ましく、
特にスパッタリングターゲットにおいては、焼結体の密
度は高い方がより好ましい。相対密度70%程度の焼結
体は常圧焼結で容易に得られる。しかし、それ以上高密
度のものを得るには加圧焼結プロセスを適用する必要が
ある。
【0013】その他本発明の透明導電膜の成膜方法とし
て、粉末原料を用いる成膜手法の場合は焼結体粉末を使
用せず、スズがインジウムに対して1〜20原子%、お
よび銀が全金属原子に対して0.05〜3原子%となる
ように、各々の原料を混合して原料としても良い。また
ターゲットを原料とする場合は、酸化インジウムあるい
はITOターゲット上に、前者で有ればスズおよび銀あ
るいはスズ−銀合金、後者で有れば銀のチップを用い
て、添加物が膜中に均一に分散するようにターゲット上
に配置して成膜することも可能である。
【0014】
【実施例1〜3】金属原子比で95:5からなる酸化イ
ンジウムと酸化スズの大気雰囲気中での固相反応焼結に
より作製した直径6インチ、厚さ5mmの相対密度約7
0%のターゲット上に1mm×1mm×14mmの銀チ
ップを複数個配置し、RFマグネトロンスパッタリング
法により投入電力200Wで、200℃に加熱したホウ
ケイ酸ガラス基板上に成膜した。堆積膜の膜厚は触針式
表面粗さ計により測定し、4探針法により抵抗率を求め
た。また空気をリファレンスとしガラス基板を含めた可
視光(380nm〜780nm)範囲の分光透過率を測
定し平均透過率を求めた。膜の組成はICP発光分光分
析により確認した。表1に膜中のインジウムに対するス
ズおよび全金属原子に対する銀の濃度、膜厚、抵抗率お
よび可視光平均透過率を示す。実施例1、実施例2、実
施例3は各々銀濃度0.27、0.98、1.67原子
%である。
【0015】
【表1】
【0016】
【実施例4〜6】金属原子比で90:10からなる酸化
インジウムと酸化スズの大気雰囲気中での固相反応焼結
により作製した直径6インチ、厚さ5mmの相対密度約
70%のターゲットを用いて、実施例1〜3と同様にタ
ーゲット上にAgチップを配置して成膜を行い評価し
た。その結果を表2に示す。実施例4、実施例5、実施
例6は各々銀濃度0.27、0.49、1.38原子%
である。
【0017】
【表2】
【0018】
【実施例7】出発原料に酸化インジウム、酸化スズおよ
び金属銀の微粉末を用いて、金属原子比でスズがインジ
ウムに対して10原子%、銀が全金属原子に対して1原
子%含有する焼結体を大気雰囲気中での固相反応焼結に
より作製しターゲットとした。ターゲットの相対密度は
約70%であった。実施例1〜3と同様の方法で成膜し
膜の評価を行った。表3にその結果を示す。尚、堆積膜
中のインジウムに対するスズおよび全金属原子に対する
銀含有量はそれぞれ8.5および0.96原子%であっ
た。
【0019】
【表3】
【0020】
【実施例8】出発原料に酸化インジウム、酸化スズおよ
び金属銀の微粉末を用いて、金属原子比でスズがインジ
ウムに対して10原子%、銀が全金属原子に対して1原
子%含有する焼結体をホットプレス法により作製しター
ゲットとした。ターゲットの相対密度は約80%であっ
た。実施例1〜6と同様の方法で成膜し膜の評価を行っ
た。結果を表3に示す。尚、堆積膜中のインジウムに対
するスズおよび全金属原子に対する銀含有量はそれぞれ
8.5および0.95原子%であった。
【0021】
【実施例9および10】実施例1〜3と同様にして成膜
されたスズがインジウムに対して4.3原子%含有し、
銀が全原子に対して0.44原子%(実施例9)、0.
66原子%(実施例10)含有する堆積膜を大気中10
0〜500℃で各1時間熱処理し、シート抵抗の変化率
を調べた。表4にその結果を示す。
【0022】
【表4】
【0023】
【実施例11および12】実施例1〜3と同様にして成
膜されたスズがインジウムに対して8.5原子%含有
し、銀が全原子に対して0.49原子%(実施例1
1)、1.38原子%(実施例12)含有する堆積膜を
実施例9および10と同様にして評価した。表5にその
結果を示す。
【0024】
【表5】
【0025】
【比較例1】金属原子比で95:5からなる酸化インジ
ウムと酸化スズの大気雰囲気中での固相反応焼結により
作製した相対密度約70%のターゲットを用いて、実施
例1〜6と同様の方法で成膜し評価した。結果を表1に
示す。
【0026】
【比較例2】金属原子比で90:10からなる酸化イン
ジウムと酸化スズの大気雰囲気中での固相反応焼結によ
り作製した相対密度約70%のターゲットを用いて、実
施例1〜6と同様の方法で成膜し評価した。結果を表2
に示す。
【0027】
【比較例3および4】比較例1および2と同様に成膜さ
れた堆積膜を実施例9および10と同様に大気中で熱処
理しシート抵抗の変化率を調べた。その結果を表4およ
び5に示す。尚、比較例3および4におけるインジウム
に対するスズは、それぞれ4.3および8.5原子%で
あった。
【0028】表1および2から、堆積膜中のスズ含有量
が異なっても、銀を含有する膜は含有しない膜に対して
低抵抗であることが明かとなった。X線回折分析により
銀を含有する膜は含有しない膜に対して結晶性が高いこ
とが認められており、このことから銀は堆積時の物質移
動を促進し結晶化の助剤として寄与していると推測され
る。また表3から焼結体ターゲットの密度が高いほど堆
積膜が低抵抗となることが認められた。
【0029】表4および5から、銀を含有する膜は含有
しない膜に対して、300℃程度までの抵抗上昇は少な
く耐熱性に優れていることが明かとなった。400℃以
上で急激に抵抗が上昇した要因は酸化によると考えられ
る。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、酸化インジウムを主成
分としスズおよび銀を含有する低抵抗の透明導電膜およ
びその透明導電材料を提供できる。本発明の透明導電膜
は従来のITO膜に比べて同一のスズ含有量および成膜
温度において低抵抗となり、ITO膜と同等の抵抗値な
らば成膜温度を低温化できる効果がある。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年5月10日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、ITO膜
の低抵抗化および低温成膜化を可能にする添加剤の探求
を行った。その結果微量の銀を含有させることにより、
成膜温度に関わらずITO膜より低抵抗膜が得られるこ
とを見い出した。また大気中の熱処理の結果、300℃
程度までITO膜より抵抗値の増加が少ないことも見い
出された。さらにX線回折分析の結果において、銀を含
有する膜は含有しない膜に対して回折強度が強く、格子
定数の低下が認められており、これ即ち高結晶性と判断
し得る結果であった。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】その他本発明の透明導電膜の成膜方法とし
て、粉末原料を用いる成膜手法の場合は焼結体粉末を使
用せず、スズがインジウムに対して1〜20原子%、お
よび銀が全金属原子に対して0.05〜3原子%となる
ように、各々の金属を混合して原料としても良い。また
ターゲットを用いる場合は、酸化インジウムあるいはI
TOターゲット上に、前者で有ればスズおよび銀あるい
はスズ−銀合金、後者で有れば銀のチップを用いて、添
加物が膜中に均一に分散するようにターゲット上に配置
して成膜することも可能である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、酸化インジウムと酸化
スズを主成分とし銀を含有する低抵抗の透明導電膜およ
びその透明導電材料を提供できる。本発明の透明導電膜
は従来のITO膜に比べて同一のスズ含有量および成膜
温度において低抵抗となり、ITO膜と同等の抵抗値な
らば成膜温度を低温化できる効果がある。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化インジウムと酸化スズを主成分とす
    る透明導電膜であって、該透明導電膜中に銀を含有する
    ことを特徴とする透明導電膜。
  2. 【請求項2】 スズがインジウムに対して1〜20原子
    %、および銀が全金属原子に対して0.05〜3原子%
    含有することを特徴とする請求項1の透明導電膜。
  3. 【請求項3】 酸化インジウムと酸化スズを主成分とす
    る焼結体であって、該焼結体中に銀を含有することを特
    徴とする透明導電材料。
  4. 【請求項4】 スズがインジウムに対して1〜20原子
    %、および銀が全金属原子に対して0.05〜3原子%
    含有することを特徴とする請求項3の透明導電材料。
JP9163996A 1996-03-08 1996-03-08 透明導電膜および透明導電材料 Pending JPH09245519A (ja)

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JP9163996A JPH09245519A (ja) 1996-03-08 1996-03-08 透明導電膜および透明導電材料

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006129461A1 (ja) * 2005-06-01 2006-12-07 Konica Minolta Holdings, Inc. 薄膜形成方法及び透明導電膜
JP2012059470A (ja) * 2010-09-07 2012-03-22 Kobe Steel Ltd 有機elディスプレイ用の反射アノード電極

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WO2006129461A1 (ja) * 2005-06-01 2006-12-07 Konica Minolta Holdings, Inc. 薄膜形成方法及び透明導電膜
JPWO2006129461A1 (ja) * 2005-06-01 2008-12-25 コニカミノルタホールディングス株式会社 薄膜形成方法及び透明導電膜
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