JPS61183813A - 導電膜の形成方法 - Google Patents

導電膜の形成方法

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JPS61183813A
JPS61183813A JP2194685A JP2194685A JPS61183813A JP S61183813 A JPS61183813 A JP S61183813A JP 2194685 A JP2194685 A JP 2194685A JP 2194685 A JP2194685 A JP 2194685A JP S61183813 A JPS61183813 A JP S61183813A
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JP
Japan
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conductive film
electrical resistance
film
resistance value
irradiated
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JP2194685A
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English (en)
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弘 長谷川
筒木 徳
章司 横石
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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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】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、ガラス等の基板の表面に導電材を付着させ
て導電膜を形成する製造技術の分野に属する。
而して、この出願の発明はガラス等の基板に酸化インジ
ウム、及び、酸化スズ等から成る導電材をスパッタ等の
物理的薄膜形成法(以下、PVD法と称す。)により付
着させて透明導電膜(以下、ITO膜と称す。)を形成
し、該導電膜に部分的に異なる電気抵抗値を生じさせる
ようにしたITO膜の形成方法に関する発明であり、特
に、上記PVD法による導電膜の形成を所定真空圧下の
密封状態で行った後に、該所定真空圧の酸素分圧より低
い酸素分圧を有する雰囲気下で該導電膜の−部にレーザ
ービーム等の放射ビームを照射し、或いは、所定真空圧
下の密封状態でのPVD法による導電膜形成プロセスに
おいて該所定真空圧下の酸素分圧が降下するようにして
、形成途中の該導電膜の一部にレーザービーム等の放射
ビームを照射して、該放射ビームを照射された部分の電
気抵抗値を非照射部より高くするようにした導電膜の形
成方法に係る発明である。
〈従来技術〉 従来、ガラス等の基板上に酸化インジウム、及び、酸化
スズ等から成る導電材を付着させてITO膜を形成する
場合には、スパッタリング等のPVD法が多く採用され
ている。
そして、該IT’○膜はその使用目的により部分的に異
なる電気抵抗値分布を有することを要求されることがあ
り、その場合にはITO膜の電気抵抗値が膜厚に比例す
ることを利用して、例えば、PVD法により一定膜厚の
ITO膜を形成した後に、導電材と基板との間にマスク
材を介在させて更にPVD法による部分的な膜形成を行
い、該マスクにより導電材の飛翔を制御して、ITO膜
の膜厚分布を任意に設定し、所定の電気抵抗値の分布を
得ている。
又、任意に電気抵抗値を分布させる他の方法として、P
VD法により一定膜厚のITO膜を形成した侵に、該I
TO膜表面に印刷法、写真製版法等により適宜マスク材
を積層し、更に、湿式エツチング、又は、乾式エツチン
グを行ってITO膜の所定部位を削り取り、膜厚を減少
させことにより、所定の電気抵抗値の分布を得ている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 而しながら、上述従来の導電膜の形成方法においては、
上述筒1の方法による場合には、導電材がマスク材を廻
り込んで飛翔して基板に付着することもあるために、複
雑な形状の電気抵抗値分布の形成が困難であるという難
点があり、又、ITO膜の膜厚に差を生じさせているの
で、光の透過率に差が生ずるという欠点があると共に、
膜表面の凹凸は外観上好ましくないという不具合もあっ
た。
又、上述他の方法による場合には、マスク材を1701
11表面に積層するためには、極めて複雑な工程が必要
とされるという不利点があり、電気抵抗値が連続的に変
化する分布に形成することが難かしいという難点もあり
、更に、第1の方法と同様に、光の透過率に差が生ずる
という欠点や、膜表面の凹凸は外観上好ましくないとい
う不具合もあった。
この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく導電膜の
形成方法の問題点を解決すべき技術的課題とし、導電膜
の膜厚を均一にして、光の透過率を一定にすると共に、
外観上も見栄えを向上させて、任意の電気抵抗値分布が
得られるようにして、各種製造産業における薄膜技術利
用分野に益する優れた導電膜の形成方法を提供せんとす
るものである。
〈問題点を解決するための手段・作用〉上述目的に沿い
先述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は、前述問題点を解決するために、所定真空圧下の密封
状態の中でスパッタリング等のPVD法により基板上に
導電材を付着させて、一定の電気抵抗値を有する均一な
膜厚の導電膜を形成し、その後、上記所定真空圧の酸素
分圧より低い一定の酸素分圧以上の酸素雰囲気下で、該
導電膜の任意の一部にレーザービーム等の放射ビームを
照射し部分的な加熱を施して、或いは、上記PVD法に
よる導電膜形成プロセスで所定真空圧下の酸素分圧が降
下するようにして、形成途中の該導電膜の任意の一部に
上記放射ビームを照射し部分的な加熱と共に、結晶性を
向上させて、照射部の電気抵抗値を非照射部より低くす
るようにし、導電膜の均一な膜厚を維持しながら電気抵
抗値に変化を生じさせることが出来、電気抵抗値の変化
を連続的にも、或いは、断続的にも設定することが出来
て、電気抵抗値分布の自由度が向上され、又、導電膜の
表面は平滑で外観上も見栄えが向上され、光の透過率も
均一にすることが出来るようにした技術的手段を講じた
ものである。
〈実施例〉 次に、この出願の発明の実施例を第1図以下の図面に従
って説明すれば以下の通りである。
第1図に示す実施例において、1はスパッタリング装置
であって、この出願の発明の実施に使用するものであり
、当該実施例においては、自動車のデフロスタ−用ウィ
ンドを物理的薄膜形成法としてのスパッタリングで製造
する際に使用するものである。
ガラス製の基板2を真空槽3にセットし、排気弁4を開
放して真空槽3内を1x 10’ Torrの真空度に
保持し、ガス人口弁5を開放してアルゴンと酸素の混合
ガスを導入し、該真空槽3内に於いて、酸素分圧を1x
10′Torr以上となるようにし、又、アルゴン分圧
を1×10″4〜10″3TOrrの範囲になるように
セットする。
次に、基板2を300℃以下に所定に加熱し、更に、酸
化インジウム、及び、酸化スズから成る10wt%の化
学量論組成の導電材としてのターゲット6に高周波電源
7を介して、13.6M Hz、1.5kWの電力を印
加しスパッタリングを行い、約1X10−3Ωcmの比
抵抗を有するITO膜を基板2の表面に形成する。
尚、上述スパッタリング条件はITO膜の比抵抗を約l
X10−3Ωcmにするための一条件であって、スパッ
タリングプロセスにおける基板2の加熱温度は、第5図
に示す様に、ITO膜の抵抗値に大きな影響を与えるた
め、所定に選択する必要があり、又、酸素分圧はITO
膜の透光性を向上させるためには、2x 10−3 T
 orrを上限として高圧力の方が良いが、上記基板2
の加熱温度との関係から制限を受け、概ね2X10′〜
1×10′TOrrとした場合に、良好な結果が得られ
た。
そして、上述スパッタリング条件下で0.1〜2.0μ
の均一な膜厚になるようにITO膜の形成を行ったとこ
ろ、ITO膜はその膜厚に対応して数Ω/口〜数百Ω/
口のシート抵抗を有し、光の透過率は70%以上となっ
た。
次に、排気弁4を開放して真空槽3内の真空度を1x1
0’ Torr以下にして、上述ITO膜形成時におけ
る真空圧下の酸素分圧より低い所定の酸素分圧を有する
雰囲気を形成する。
更に、該低酸素分圧雰囲気下において、基板2の温度を
30℃以下に冷却した後、レーザー発信機8により発生
させた放射ビームとしてのレーザービーム9を窓10、
固定式反射1i11、及び、可動式反射鏡12を介して
、基板2のITO膜の所定部位に照射し、照射部を45
0〜550℃に加熱すると、該照射部のITO膜のキャ
リア濃度が増大してキャリヤ易初度が向上され、その結
果、電気抵抗値は非照射部より低くなり、最良の条件下
においては比抵抗を2x10’Ωci+に低下させるこ
とも可能である。
尚、上記レーザービーム9はITOII!ilの温度を
350℃以上に加熱し得るエネルギーが必要とされ、例
えば、0.5mm径の平行光線束の)le−Jleレー
ザーを使用して5mm厚のガラス製基板上に形成された
膜厚1μのITO膜に対して加熱低抵抗化処理を行うに
は200mW以上の出力を要し、更に、ITo膜を損傷
させることなく加熱するためには、長波長の赤外光レー
ザーが望ましい。
又、上記可動式反射鏡12は外部より制御される駆動機
構を有し、レーザービーム9を基板2のITo膜の任意
の部位に照射し、或いは、走査照射することが出来るよ
うにされており、必要に応じて複数の鏡を組合せること
も可能である。
更に、上記可動式反射鏡12をNC制御し、レーザー出
力を0N−OFF制御するようにすると、電気抵抗値の
複雑な分布形状を有するITO膜も形成可能であり、電
気抵抗値の変化を連続的にも、或いは、断続的にも分布
させることが出来る。
尚、第2図はこの出願の発明を使用して製造され、IT
O膜を被覆されたデフロスタ−用ウィンドの平面図を示
すものであり、シート抵抗値は2〜5Ω/口に分布され
、ハツチング部Aは低い電気抵抗値を有する部位であっ
て、ハツチング部Bは高い電気抵抗値を有する部位であ
る。
又、上述第1実施例において、PVD法によるITO膜
形成後に真空槽3内に残留するアルゴン、酸素の混合ガ
スを真空度5X104〜1×10″4TOrrの水素ガ
スに置換した弱還元性雰囲気下で、上述同一条件のレー
ザービーム9の照射を行った場合には、同一の電気抵抗
値に低下させるために必要な照射時間が約5分の1に短
縮される。
更に、第2図に示す実施例はITOg!の形成にPVD
法として蒸着法を採用した場合のイオンブレーティング
装置を示すものであって、当該第2実施例による場合に
は、基板2をイオンブレーティング装置1′の真空槽3
′にセットし、該真空槽3′内を1x 10−′T o
rrの真空度に保持し、前述第1実施例と同様に、アル
ゴン、酸素の混合ガスを導入し、更に、高周波アンテナ
13に13.6MHzの高周波を発生させる。
上述雰囲気下において、銅製水冷ハース14に載置され
、酸化インジウム、及び、酸化スズから成る10W[%
の化学量論組成のペレット状の導電材6′に、電子銃8
′から発射された電子ビーム9′を照射し、導電材6′
をイオン化させて基板2に蒸着させ、031〜2.0μ
の均一な膜厚を有し、数Ω/口〜数百Ω/口のシート抵
抗を有するITO膜を形成する。
尚、この場合において、高周波アンテナ13による高周
波の発生は導電材6′のイオン化を促進させるためであ
り、又、基板2の加熱は行わなかった。
次に、真空槽3′内を1xlO’ Torr以下の真空
度に維持しつつ、他の電子銃81から発射された放射ビ
ームとしての電子ビーム9′を偏向コイル15によりI
TO膜の所定部位に偏向させて照射し、照射部を所定に
加熱すると、先述第1実施例と同様な作用効果により、
該照射部の電気抵抗値は非照射部より低くすることが出
来る。
尚、上記電子ビーム9′はITO膜の損傷防止のために
パルス的に発生させ、電子銃81に印加される加速電圧
は50v以下とした。
又、上述第2実施例において、電子銃8′に替えて水素
イオン銃を使用し、放射ビームとしてのイオンビームに
よるIT○膜の部分照射加熱を行った場合にも、上述同
様の作用効果により照射部の電気抵抗値を低下させるこ
とが出来る。
更に、又、上述第2実施例において、電子銃81の替わ
りにスズイオンを含む放射ビームとしてのアルゴンイオ
ンビームを発生させるイオン銃を使用し、IT○膜の所
定部位にイオンビームによる部分照射加熱を行うと共に
、スズイオンの打込みを行うと、加熱によりキャリヤ易
動度の向上と共に、ITO膜中のドーパント濃度が増加
され、その結果、電気抵抗値は非照射部より低下させる
ことが出来る。
そして、前述第1実施例、或いは、上述第2実施例は共
に、PVD法による基板上へのITO膜の形成工程とI
TO膜の電気抵抗値低減化のための放射ビーム照射工程
とを別工程で行う方法であるが、スパッタリング、蒸着
等のPVD法によるITO膜の形成と同時に、レーザー
ビーム、イオンビーム等の放射ビームの照射を行う方法
によってもITO膜の部分的な電気抵抗値の低減化が可
能である。
これら場合において、放射ビームの照射によりITO膜
は部分加熱されて結晶性が向上され、同時に、導電材の
飛翔粒子の励起状態への活性化が行われて酸素との反応
性が向上されITO膜の結晶性が向上されて、キャリヤ
易動度が向上され、その結果、放射ビーム照射部の電気
抵抗値は低下される。
尚、第4図に示すグラフはIT○膜形成時において、酸
素分圧P[単位:pa]がIT○膜のシート抵抗値R[
単位:Ω/口]に及ぼす影響を示すものであって、該グ
ラフは基板温度tを350℃で一定とし、I T011
11厚を1.0OOt+ff+とじた場合の一例である
又、第5図に示すグラフはITO膜形成時において、基
板温度t  clt位二℃]がITO膜のシート抵抗値
R[単位Ω/口]に及ぼす影響を示すものであって、該
グラフは酸素分圧Pを2×10う[単位:Pa]で一定
とし、IT○膜厚を1,000nmとした場合の一例で
ある。
更に、第6図に示すグラフはITO膜形成後に局部的加
熱処理をした場合の該加熱温度T[単位:℃]と初期抵
抗値R1に対する加熱処理後の抵抗値R[の比との関係
を示すものであって、一点鎖線は酸素分圧Pを25E単
位:Pa]で一定とした場合でありほぼ大気圧下に相当
し、鎖線は酸素分圧Pを2,5x10−’  [単位:
Pa]r一定とした場合であり、実線は酸素分圧Pを2
.5X10’ [単位:Pa]で一定とした場合である
く他の実施例〉 尚、この出願の発明の実施態様は上述各実施例に限るも
のでないことは勿論であり、例えば、基板はガラス製に
限らず、アルミナ等のセラミックス製、或いは、ポリカ
ーボネイト樹脂等のプラスチックス製、或いは、銅等の
金属製でも良い等種々の態様が採用可能である。
ぐ発明の効果〉 以上、この出願の発明によれば、基板に形成される導電
膜の膜厚を一定に維持させ、任意の部位だけを低い電気
抵抗値に変えることが出来、更に、電気抵抗値の分布形
状を自由に設定することが出来ると共に、電気抵抗値の
変化を連続的にも、或いは、断続的にも設定することが
出来、又、外観を損なうこともなく、光の透過率も一定
にすることが出来るという優れた効果が奏される。
而して、所定真空圧下の密封状態で物理的薄膜形成法に
より基板上に導電材を付着させて、一定の電気抵抗値を
有する均一な膜厚の導電膜を形成し、その後に、L記所
定真空圧の酸素分圧より低い一定の酸素分圧以上の酸素
雰囲気下で上記導電膜の任意の部位に放射ビームを照射
するようにしたことにより、或いは、所定真空圧下の密
封状態での物理的薄膜形成法による基板上への導電膜の
形成プロセスにて、該所定真空圧下の酸素分圧が降下す
るようにして、該形成途中の導電膜の任意の部位に放射
ビームを照射するようにしたことにより、該照射部だけ
を部分的に加熱してキャリヤ濃度を増加させ、電気抵抗
値を低くすることが出来、基本的に導電膜は全域に亘っ
て均一な膜厚にすることが出来、外観上、極めて見栄え
が良くなり、又、光の透過率も一定にすることが出来る
という優れた効果が奏される。
又、放射ビームの照射により導電膜を局部的に加熱し、
低い電気抵抗値に変化させるようにしたことにより、所
定の条件設定によって、任意の電気抵抗値に設定するこ
とが出来、更に、電気抵抗値の分布形状を自由に設定す
ることが出来ると共に、電気抵抗値の変化を連続的にも
、或いは、断続的にも設定することが出来るという優れ
た効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
図面は、この出願の発明の実施例を示すものであり、第
1図は1実施例に使用するスパッタリング装置の概略系
統図、第2図はこの出願の発明の実施により製造された
デフロスタ−用ウィンドの平面図、第3図は他の実施例
に使用するイオンブレーティング装置の概略系統図、第
4図は酸素分圧Pとシート抵抗値Rとの相関グラフ図、
第5図は基板温度でとシート抵抗li!Rとの相関グラ
フ図、第6図は加熱温度Tと加熱処理前後の抵抗値比R
t/Riとの相関グラフ図である。 2・・・基板、  6.6′・・・導電材、9.9′・
・・放射ビーム 第1図 第2図 第4図 一旦」hL− 第5図 一見「a− T(’C)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上に導電材を物理的薄膜形成法により付着さ
    せて導電膜を形成し、該導電膜に部分的に異なる電気抵
    抗値を生じさせるようにした導電膜の形成方法において
    、上記物理的薄膜形成法による導電膜の形成を所定真空
    圧下の密封状態で行った後に、該所定真空圧の酸素分圧
    より低い酸素分圧を有する雰囲気下で該導電膜の一部に
    放射ビームを照射し、該放射ビームによる照射部の電気
    抵抗値を非照射部より低くするようにしたことを特徴と
    する導電膜の形成方法。
  2. (2)基板上に導電材を物理的薄膜形成法により付着さ
    せて導電膜を形成し、該導電膜に部分的に異なる電気抵
    抗値を生じさせるようにした導電膜の形成方法において
    、上記物理的薄膜形成法による導電膜の形成を所定真空
    圧下の密封状態で行い、而して該導電膜形成プロセスに
    て該所定真空圧下の酸素分圧が降下するようにして、該
    形成途中の導電膜の一部に放射ビームを照射し、該放射
    ビームによる照射部の電気抵抗値を非照射部より低くす
    るようにしたことを特徴とする導電膜の形成方法。
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Cited By (5)

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