JPS61213370A - 硫化物薄膜の製造方法 - Google Patents

硫化物薄膜の製造方法

Info

Publication number
JPS61213370A
JPS61213370A JP5348085A JP5348085A JPS61213370A JP S61213370 A JPS61213370 A JP S61213370A JP 5348085 A JP5348085 A JP 5348085A JP 5348085 A JP5348085 A JP 5348085A JP S61213370 A JPS61213370 A JP S61213370A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sputtering
sulfur
film
gas
thin film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5348085A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiji Nunomura
布村 惠史
Nobuyoshi Koyama
小山 信義
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP5348085A priority Critical patent/JPS61213370A/ja
Publication of JPS61213370A publication Critical patent/JPS61213370A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

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〕 本発明は硫化物の成膜法に係り、特にZnS。
CdS、CaS等のスパッタリングに関するものである
〔従来技術とその問題点〕
n−vr族材料であるZnSやCdS、CaS等を代表
する硫化物は発光特性や光導電性等の実用上有用な特質
を有している。またこのような材料を薄膜とすることに
よりその応用を拡げている。
例えばZnSにMnや希土類フッ化物等を添加した薄膜
を発光層とする薄膜EL(エレクトロルミネセンス)素
子は薄型で自己発光型の表示装置として注目されている
。代表的な薄膜EL素子の構造を第3図に示す。この薄
膜EL素子は、ガラス基板ll上にパターン化されたI
TO透明電極12、第1絶縁体層13、ZnS :Mn
、ZnS :LnF3等の発光層14、第2絶縁体層1
5、背面電極16からなる。第1.第2絶縁体層として
は透明であり、絶縁耐圧や誘電率が高く、ピンホール等
がないことが要求され、Al12 o3.Y2O3、B
aTiO3,5rTi03 、S i3 N4 。
Ta205等の薄膜が採用されている。これらの薄膜は
スパッタリングにより作成することが一般的である。発
光層の成膜法としては電子銃や抵抗加熱による真空蒸着
法や高周波スパッタリングが一般に採用されている。真
空蒸着法では発光中心物質を均一に添加することが困難
であり、またピンホールができやすい欠点を有している
。これに対してスパッタリング法は多成分系の材料でも
容易に作成可能であり、ピンホール等も少ないことが知
られている。近年、装置の進歩も大きく、特にマグネト
ロン型スパッタリング装置により生産性も大中に改善さ
れてきた。また、絶縁体層をスパッタリングで作成する
ため、絶縁体層と発光層の連続成膜工程が可能となる。
以上の理由で発光層の成膜手段にスパッタリング法を採
用することは工業的に利点が多い。しかしながらスパッ
タリング法により発光層を作成した薄膜EL素子の発光
輝度や発光効率等の発光特性は優れたものではなかった
スパッタリング法はイオン化したスパッタリングガ、ス
をターゲットに衝突させることにより成膜するものであ
る。スパッタリングガスとしてはHe、Ne、Ar、 
Kr、Xe等の不活性ガスが使用される。放電の安定性
、スパッタ率1価格の点でArが優れており最も一般的
である。しかしながら成膜中にArが膜中にとり込まれ
ることが知られており、特にEL発光特性のように各種
の欠陥に敏感なものでは、スパッタリングガス原子が発
光層に混入していることは著しく発光特性を低下させる
ものである。
この問題を低減するためにスパッタリングガスとしてH
eの使用が有効であることが知られている。Heの場合
は膜中へのとり込みが少なく、また比較的低温の熱処理
において容易に膜から排出される。このようなHeのス
パッタリングガスはZnS:LnF3の成膜にも適用さ
れ、発光特性の改善が報告されている。しかしHeをス
パッタリングガスとした場合は、著しくスパッタ率が小
さいために成膜速度が遅く生産性を悪くする問題がある
以上のような問題に加えて、不活性ガスをスパッタリン
グガスとして成膜された硫化物はSイオンが欠損してお
り化学量論比のずれを生じている。
このようなSイオンの欠損は発光特性を悪くするととも
に、特性の経時変化も大きくするものである。Sイオン
不足を補うためにスパッタリングガスにH2Sを混入し
てスパッタリングを行う反応性スパッタリング法がある
が、あまり特性の改善は得られず、H2Sが分解して生
じる水素に起因すると思われる素子特性の安定性の欠如
やITO透明電極の高抵抗化等の問題があり、有効な方
法ではなかった。
また、以上のようなスパッタ成膜の場合は、いずれも硫
化物のターゲットが必要であり、一般的に硫化物の焼結
性が悪く、ガス放出やターゲット割れの問題があると共
にターゲット自体が高価であった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、スパッタリング法を用いて良好な特性
を示すZnS等の硫化物薄膜を作成する方法を提供する
ことにある。
〔発明の構成〕
本発明は、スパッタリングにより硫化物薄膜を製造する
にあたり、イオウまたはイオウと不活性ガスを混合した
ものをスパッタリングガスとして使用することを特徴と
している。
本発明の一実施例によれば、金属または合金をターゲッ
トとして使用するのが好適である。
〔構成の詳細な説明〕
本発明はイオウ単独か不活性ガスにイオウを混合したも
のをスパッタリングガスとして使用するものである。一
般的にスパッタリングに際してはガス圧を10’)−ル
からIQ−11−−ル程度とする必要がある。イオウは
常温では固体であり、従来の製造方法ではスパッタリン
グガスとして使用されていなかった。しかしイオウの蒸
気圧は比較的大きく、79℃で1×10うトール、10
7℃でlXl0−2)−ルの蒸気圧を存している。本発
明はスパッタ室系を100℃程度に保持することにより
イオウをスパッタリングガスとして使用できることに注
目して得られたものである。特にマクネトロン型スパッ
タ装置では10’)−ルの低圧でもスパッタすることが
可能であり、より容易にイオウをスパッタリングガスと
して使用することができる。
〔実施例〕
実施例1 第1図にイオウをスパッタリングガスとしてスパッタを
行う装置を簡略に示した。スパッタ室1はシースヒータ
ー2により加熱できるようになっており、バルブ3.液
体窒素で冷却されたコールドトラップ4を通して排気さ
れる。ここでバルブ3も110℃以上に全体を加熱でき
る構造となっている。またイオウ5を入れた容器6が加
熱されたパイプ7によりスパッタ室1に接続されている
イオウ容器6は温度制御して加熱できるようになってい
る。スパッタ用の陰極8は内部に永久磁石を装着したマ
グネトロン型となっており、陰極内部には110℃程度
に制御されたオイルが循環するようになっている。陰極
8にはターゲット9が固定され、基板10がスパッタ室
l内に設置される。このような構成により、イオウ容器
6を加熱してスパッタ室1を10−2ト一ル程度のイオ
ウ蒸気圧としても全体が高温に保持されているためにス
パッタ室内壁、陰極8.ターゲット9.バルブ3、基板
10.その他各種の内部治具類にイオウが凝固付着する
ことがない。
この装置を用い、ZnSを成膜した手順を簡単に述べる
。焼結体のZnSターゲット9を陰極8に固定し、基板
10を設置した後、1×10″6トール以下まで排気し
た。その間、スパッタ室1やバルブ3等をシースヒータ
ー2により110℃以上に加熱保持した。基板温度は1
50℃とした。
イオウ容器6を加熱しイオウガスをスパッタ室1へ流出
させた。イオウ容器温度とバルブ3の調整によりスパッ
タ室内の圧力を3X10−3トールとした。陰極8に1
3 、 5 Mllzの高周波高電圧を印加することに
よりスパッタリングを行った。投入電圧を2W/cm2
とした時6人/秒の成膜速度が得られた。これはArを
スパッタリングガスとした場合とほぼ同じであった。
同様の工程によりZnSにMnやTbF3等を微量混合
焼成したターゲットを使用することにより、発光中心と
してMnやTbF3が均一に添加された螢光体薄膜を作
成することができた。
また、スパッタガスとしてイオウ単独ではなく、例えば
Arガスと混合して成膜しても良い。
実施例2 1原子%のMnを固溶させたZn板のターゲットを第1
図の装置に装着して、実施例1で述べた手順でスパッタ
した。なお、本実施例ではメタルターゲットであり直流
スパッタとした。このスパッタにより得られた薄膜は透
明であり、スパッタリングガスのイオウと反応してMn
が添加されたZnS薄膜であった。本実施例によれば、
硫化物の焼結体ターゲットを用いるよりも安価で扱いや
すく高純度のものが得られ、またスパッタ時の不純物吸
着ガス放出の少ないメタルターゲットを利用できるため
工業的価値も大きい。
実施例3 透明ガラス基板上にITO透明導電膜、第1絶縁体層と
してTa−A1−0スパツタ膜をそれぞれ0.2ミクロ
ン、0.4ミクロン成膜後、実施例2で示した方法によ
りZnS:Mnを成膜した。
基板温度は210℃とし、イオウのスパッタリングガス
圧は5×10−3トールとした。成膜速度は5人/秒で
0.5ミクロンの厚さとした。この後、再びTa−Aj
?−0膜を0.4ミクロン成膜後、背面電極としてA7
!を蒸着して薄膜EL素子を作成した。従来のArをス
パッタリングガスとしてZnS:Mnを高周波スパッタ
により成膜した薄l!j!EL素子と本実施例の薄膜E
L素子の交流パルス印加による発光特性を第2図に示す
本実施例の薄膜EL素子は発光輝度が大巾に改善され、
また発光開始電圧も若干低くなっている。
また、イオウをスパッタリングガスとして焼結体のZn
S:MnやZnS :TbF3 、ZnS :S m 
F 3をターゲットとしても同様に発光特性の改善され
た薄膜EL素子が実現された。
実施例4 透明ガラス基板上にITO透明導電膜、第1絶縁体層T
a−Aj!−0スパツタ膜をそれぞれ0゜2ミクロン、
0.4ミクロン成膜後、Ceを微量添加したCa S 
: Ce粉末を石英型に入れターゲットとして第1図に
示した装置に装着し、実施例1に述べた手順でイオウを
スパッタリングガスとして高周波スパッタを行いCa 
S : Ceの薄膜を0.8ミクロン厚さに形成した。
基板温度は、300℃、イオウのスパッタリングカス圧
は5×10−3トールとした。CaS:Ce膜を成膜後
、再びT a −A 1−0膜を0.4ミクロン成膜し
、更に背面電極としてAIを蒸着し薄膜EL素子とした
。この素子に交流パルスを印加することにより明るい緑
色の発光を得た。従来CaS:Ceを蒸発源としてEガ
ン(電子銃)蒸着により成膜した素子では非常に微弱な
発光しか得られなかったが、本実施例の方法により成膜
されたCaS:Ce膜は化学量論比からのずれが少なく
、良好な結晶性を有しており、高い発光輝度特性を示し
た。
CaS:Ce以外に、SrSやBaSあるいはこれらの
混晶を母体として、各種の希土類等を発光中心とした素
子の作成にも、本製造方法は有効である。
〔発明の効果〕 本発明によればスパッタリング法により高品質な硫化物
薄膜を作成することが可能となった。CdSやzn3.
Ca3等の硫化物は光導電性や発光特性を示し高品質な
膜形成は種々の素子の特性改善を実現するものである。
特にZnSを母体とした薄膜発光層を本発明の製造方法
により作成した薄膜EL素子は高輝度でありディスプレ
イ等の実現に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はイオウをスパッタリングガスとして使用できる
実施例1を実施するためのスパッタ装置の概略図、 第2図は実施例3で得られた薄膜EL素子の発光特性を
示す図、 第3図は薄膜EL素子の代表的な構造を示す図である。 1・・・・・スパッタ室 2・・・・・シースヒーター 3・・・・・バルブ 4・・・・・コールドトラップ 5・・・・・イオウ 6・・・・・イオウ容器 7・・・・・パイプ 8・・・・・陰極 9・・・・・ターゲット IO・・・・基板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)スパッタリングにより硫化物薄膜を製造するにあ
    たり、イオウまたはイオウと不活性ガスを混合したもの
    をスパッタリングガスとして使用することを特徴とする
    硫化物薄膜の製造方法。
  2. (2)金属または合金をターゲットとして使用すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の硫化物薄膜の
    製造方法。
JP5348085A 1985-03-19 1985-03-19 硫化物薄膜の製造方法 Pending JPS61213370A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5348085A JPS61213370A (ja) 1985-03-19 1985-03-19 硫化物薄膜の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5348085A JPS61213370A (ja) 1985-03-19 1985-03-19 硫化物薄膜の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61213370A true JPS61213370A (ja) 1986-09-22

Family

ID=12944007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5348085A Pending JPS61213370A (ja) 1985-03-19 1985-03-19 硫化物薄膜の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61213370A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63195259A (ja) * 1987-02-06 1988-08-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 二硫化モリブデン薄膜の形成方法
US5466494A (en) * 1993-01-29 1995-11-14 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Method for producing thin film
JP2012172180A (ja) * 2011-02-18 2012-09-10 Kanazawa Inst Of Technology スパッタリング装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63195259A (ja) * 1987-02-06 1988-08-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 二硫化モリブデン薄膜の形成方法
US5466494A (en) * 1993-01-29 1995-11-14 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Method for producing thin film
US5542979A (en) * 1993-01-29 1996-08-06 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Apparatus for producing thin film
JP2012172180A (ja) * 2011-02-18 2012-09-10 Kanazawa Inst Of Technology スパッタリング装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6090434A (en) Method for fabricating electroluminescent device
JP2006509911A (ja) 複合スパッタターゲット及び燐光物質の蒸着方法
CN1926259B (zh) 活性金属源和沉积硫代铝酸盐无机发光材料的方法
US4389295A (en) Thin film phosphor sputtering process
US4508610A (en) Method for making thin film electroluminescent rare earth activated zinc sulfide phosphors
JPS61213370A (ja) 硫化物薄膜の製造方法
EP1458901B1 (en) Sputter deposition process for electroluminescent phosphors
JP4042895B2 (ja) Pl、cl又はel用酸化物蛍光体及びエレクトロルミネッセンス素子並びにその製造方法
JPH0256897A (ja) 蛍光体薄膜の製造方法および薄膜el素子
JPS6141112B2 (ja)
Kosyachkov 8.4: Blue Emitting Barium Thioaluminate Phosphors by Sputtering of Composite Targets
RU2167467C1 (ru) Способ изготовления блока электродов газоразрядной индикаторной панели переменного тока
JPH08203672A (ja) 薄膜電場発光素子の製造方法および製造装置
JPH056792A (ja) 蛍光体薄膜の製造方法
Davidson et al. Sputter deposition of phosphors for electroluminescent flat panel displays
JP2857624B2 (ja) エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
JPH0367490A (ja) 硫化物蛍光体薄膜の製造方法および薄膜el素子
JPH02162685A (ja) 薄膜el素子の製造方法
JPH06251873A (ja) エレクトロルミネッセンス素子の形成方法
JP2001297877A (ja) 薄膜エレクトロルミネッセンス素子の製造方法および製造装置
KR20030063974A (ko) 유기 전계발광 디스플레이용 투명전극의 제조방법
JPH02114490A (ja) スパッタリングターゲットおよびその製造方法、並びにこのスパッタリングターゲットを用いる蛍光体薄膜の製造方法
JPH01235189A (ja) 薄膜el素子の製造方法
JPH01301850A (ja) GaN系薄膜の形成方法
GB2291259A (en) Manufacture of thin-film electroluminescent elements