JPS6362878A

JPS6362878A - 透明導電膜製造方法

Info

Publication number: JPS6362878A
Application number: JP61206357A
Authority: JP
Inventors: Osamu Tabata; 田畑　収; Saburo Kimura; 三郎木村; Yuko Toyonaga; 豊永　由布子; Ryo Kimura; 涼木村; Masaaki Ueda; 昌明上田
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-09-02
Filing date: 1986-09-02
Publication date: 1988-03-19

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、可視光域で透明であり、なおかつ導電性を持
ち、各種ディスプレイや太陽電池等に用いられる透明導
電膜製造方法に関するものである。

従来の技術近年、透明導電膜は、各種ディスプレイの開発に伴い、
その需要は、増加の傾向にある。透明導電膜のＩＩ頚と
しては、酸化インジウム、酸化亜鉛。

酸化錫等があるが、この中では、導電性の点より、錫を
不純物として含む酸化インジウム（１，Ｔ、Ｏ；）によ
るものが現在主流である。しかしながら、酸化錫は、低
価格、耐寿命性という点で、見直されてきている。

従来、酸化錫膜の製法としては、基材自体を加熱するか
、あるいは、基材を収めた反応室全体を加熱し、基材周
辺の反応性ガスを熱分解して、熱分解生成物である酸化
錫を基材上に、形成する方法が、一般的であった。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、従来の酸化錫膜製造方法では、基材周辺
の空間全体が高温になっているので、反応性ガスの熱分
解生成物が、さらに、二次的、三次的に、熱分解したり
、あるいは、熱分解生成物が、未分解の反応ガスと反応
して、形成した薄膜中に、大小様々なビットが生じる問
題点があった。

また、基材が強く加熱されるので、基材の歪、そり、ｍ
み等、加熱による寸法精度の狂いや、基材自体の組織の
変質や、すでに基材に形成された機能的構造の変化等、
形成薄膜と基材双方に、多くの損傷が発生するという問
題点があった。

また、一方では、酸化錫膜は、一般的に、抵抗が高く、
十分な導電膜としての特性を得ることができないという
問題点もあった。

本発明は、上記問題に鑑み、より導電性が高く、しかも
損傷のない均質な酸化錫膜よりなる透明導電膜を提供す
るものである。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するために、本発明の透明導電膜製造
方法は、大気中、または減圧中で、所用の基材の表面に
接して、気体状のアンチモン化合物を含む錫化合物ガス
と酸素ガスを主成分とするガス状気流を送り、レーザビ
ームで前記基材面を照射加熱することにより、前記ガス
状気流を熱分解し、基材面に、アンチモンを含有する酸
化錫膜を形成するという構成を備えたものである。

作用本発明は、上記した構成によって、レーザビームが照射
された基材表面のみが、瞬間的に、加熱され、その加熱
表面だけに限定して、アンチモン化合物を含む錫化合物
ガスと酸素ガスよりなる反応ガスの熱分解反応を誘発す
ることができる。すなわち、基材に近接する空間に存在
する反応性ガスの熱的過程を伴うことなく、基材表面の
みに、製膜反応を起すことができる。従って、実質的な
低温表面反応によって、高品質のアンチモンを含有した
酸化錫膜よりなる透明導電膜を得ることができる。

実施例以下本発明の透明導電膜製造方法の一実施例について、
図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の一実施例において用いた大気中での
透明導電膜の製造装置の構成を示すものである。レーザ
発振器１より水平に発射されたＣＯ□レーザビーム１４
は反射ミラー２で、下方に方向転換され、次に、２枚の
回転ミラー３でＸＹＹ方向に掃引される。すなわち、試
料台８にのせられた基材であるガラス基板５の表面上を
ＸＹ二二部間掃引照射する。この時、瞬時に基板上のレ
ーザ照射部は加熱される。

さて、酸化錫材料である反応ガス系は、それぞれ液化状
態の、錫化合物である塩化ジメチル錫（（ＣＨ，）　２
ＳｎＣｊ！２　’）１０、およびアンチモン化合物であ
る五塩化アンチモン（ＳｂＣｊ！５）９、をＡｒガス１
１．１２でバブリングすることにより０２１３とともに
、反応ガス供給ノズル６より、錫および、アンチモンを
含有する反応性ガス４として、基板上に噴出している。

なお、噴出されたガスは反応性ガス排気ロアより、回収
される。

第２図は、反応部分の機構を示したものであるが、反応
性ガス供給ノズル６には、噴射溝および溝底には、噴気
孔を一定間隔で設けている。Ａｒ：３ｊ！／ｓｉｎ　　
、ｏ□　ｒ３１　／ｗｉｎ　　、（ＣＨ８）２　　Ｓｎ
Ｃｌ　２ガスを含むＡｒ　：　０．３　Ａ／＋＊ｉｎ　
、５ｂＣｊ！５ガスを含むＡｒ　：　０．　０１〜０．
　３１７ｍ１ｎ　、の反応性ガス組成の時、反応性ガス
供給ノズル６より噴出される反応性ガス４の形状は、幅
１００ｍｍ。

厚さ約Ｌｏｓｍの板状で試料台上のガラス基板５の表面
を水平に、約３ｍ／ｓｅｃの速度で通過する。

レーザ発振器１より発振し、反射ミラー２にて方向転換
したレーザビーム１４を回転ミラー３にて、ガラス基板
５上をＹ一方向に掃引すると、レーザビームの掃引に連
れて、基板面に酸化錫膜の堆積が起る。また、回転ミラ
ーにて、レーザを連続的に、基板上をＸＹＹ方向に、掃
引すれば、２次元の大面積に酸化錫膜の堆積が起る。

酸化錫膜の堆積速度は、レーザ出力、および、レーザの
走行速度に依存している。すなわち、レーザ出力の増加
にともない堆積速度は高くなるとともに、レーザ掃引速
度が高速になると急激に減少する。いずれもレーザ照射
部の基板表面温度に大きく依存しているためである。た
とえばレーザ出力５０Ｗ、レーザビーム径６ｗ、基板上
でのレーザ掃引速度３　ｍ　７５ｅｃのとき、照射部は
、局部的に４００〜６００℃に加熱されている。これは
良質の酸化錫膜を形成するために必要な基板温度を十分
に満足するものであるが、高温加熱部は、基板の表面層
のみ、しかも、レーザビーム照射瞬間のみに限られてい
る。従って、基板自体の温度は上がることなく、実質的
に低温工程で、酸化錫膜が作製されたこととなる。よっ
て、従来の高温工程のために発生した形成薄膜および、
基板双方の多くの…傷が回避され、均質で信鯨性の高い
膜を作成することができる。

また、本−実施例では、酸化錫膜の不純物としてのアン
チモン化合物ガスを独立に流量調整することが可能であ
る。アンチモンは、通常、酸化錫膜の不純物として抵抗
値制御の効果を持つ、第３図は、アンチモン化合物ガス
の流量と、膜の電気特性との関係をグラフにしたもので
あるが、酸化錫膜の比抵抗値は、Ａ「ガスによる５ｂＣ
ｊ１５バブリング流量Ｑ、　　ｌ　１／ｓｉｎの時最小
であり、２〜３Ｘ１０−３Ω・ｌを示す。すなわち、ア
ンチモンを酸化錫膜中に取り入れることにより、膜抵抗
を２桁程低くすることが可能である。また、この時製作
された酸化錫膜の透過率は、可視領域で８０〜９５％と
、良好である。

なお、以上の一実施例では、レーザ源としてＣＯ２レー
ザ、基材として、ガラス基板を用いているが、いずれも
これに限定するものではない、レーザは、基材に照射し
た時、発熱効果の大きいものであれば良い、いいかえれ
ば、基材がレーザを効率良く吸収することが望ましい、
従って、基材とレーザとの間には、最適の組合せという
ものが存在する。

すなわち、実施例としての、ＣＯ２レーザとガラス基板
という組合せの他、Ｓｔ基板に対しては、Ａｒレーザ、
Ｋｒレーザ、ルビーレーザが、セラミックやガラス基板
に対しては、ＣＯ２レーザのほか、ＹＡＧレーザ、ＨＦ
／ＤＦケミカルレーザがある。

また、以上の一実施例において、錫化合物１０としては
、（ＣＨ，）２ＳｎＣ１２を用いているが、これ以外に
も、常温、或いは、加熱時に、液体または気体であり、
反応域へ不活性ガス等によるキャリヤガスを用いること
で、錫化合物のガス状気流として、反応域に供給が可能
なものであればよく、実施例以外にも、５ｎＣ１４＋（
ＣＨ３）４Ｓｎ。

Ｃ，ＩＩ、５ｎＨ８，ｃ、ＩＩ、ＳｎＣ／！８．（Ｃ４
Ｈ０）２Ｓｎ（１！２．（Ｃ４Ｈｇ　）２　ＳｎＯ，（
Ｃ４Ｈ０）、Ｓｎ。

（Ｃ８Ｈｙ　）２５ｎＣＪ２　、　　（ＣＢ　Ｈ，＞２
０゜（Ｃ８Ｈ，）、Ｓ　ｎ、（Ｃ，Ｈｏ）２５ｎ（ＯＣ
Ｈ３）。

（Ｃ，Ｈ２Ｏ）、　Ｓ　ｎ、（Ｃ，Ｈｏ）２Ｓ　ｎ　（
ＯＣＣＨ８）２等があげられる。また、アンチモン化合
物についても同様なことがいえ、実施例の５ｂｃｘ５以
外に、ＳｂＣ！１３．　　（Ｃ０Ｈ５）、Ｓｂ、５ｂＨ
８゜Ｓｂ　　ＯＳｂ　　ＯＳｂ　　Ｏ・ｎＨｚｏ。

２　　　３’　　　　　　　２　　　５’　　　　　　
　２　　　５ＳｂＦ　　５ｂＢｒａ、５ｂｒ８，５ｂｏ
ｃｘ。

Ｓｂ、０５　Ｃ１２，ＳｂＦ５等があげられる。

なお、本−実施例では、酸化錫の製膜反応を大気中で行
っているが、これは、チャンバー等を用いて、密封大気
中、あるいは、減圧中で行うことを可能である。ただし
、この場合は、レーザビームはチャンバー外から入射す
るため、レーザビームの透過窓材が必要となるが、これ
は、Ｃ０２゜ガラス、ＹＡＧ、ＨＦ／ＤＦケミカル等の
赤外光レーザに対しては、Ｓ　ｉ、Ｇｅ、ＫＲ３−５等
の結晶板を、また、Ａ　ｒ、Ｋ　ｒレーザ等の紫外、可
視光には、ＳｉＯ□、Ｌ　ｉ　Ｆ、ＭｇＦ２結晶板を、
透過窓材とし、Ｚｎ５ｅ、ＭｇＦ２．ＬｉＦ３ＣａＦ２
゜ＢａＦ２．ＮａＣ／！、ＫＣＩ、ＫＢｒ等は、可視。

赤外のいずれのレーザビームに対しても透過窓材として
使用できる。

以上のように本−実施例によれば、ＣＯ□レーザビーム
が照射された基板表面のみが、瞬間的に加熱され、その
加熱表面に限定した熱分解により、アンチモンを含有し
た酸化錫膜を作製することで、基板頃傷がなく、低抵抗
の透明導電膜を得ることができる。

発明の効果以上のように本発明は、大気中、または減圧中で、所用
の基材の表面に接して、気体状のアンチモン化合物を含
む錫化合物ガスと酸素ガスを主成分とするガス状気流を
送り、レーザビームで前記基材面を照射加熱することに
より、前記ガス状気流を熱分解し、基材面に、アンチモ
ンを含有する酸化錫膜を形成するため、低抵抗で、基板
１員傷のない、良質の透明導電膜を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における大気中での透明導電
膜の製造装置の構成図、第２図は第１図における透明導
電膜の製造装置の反応部分の機構図、第３図は本発明の
一実施例において作製した、透明導電膜の電気特性図で
ある。１・・・・・・レーザ発振器、４・・・・・・反応性ガ
ス、５・・・・・・基板、６・・・・・・反応性ガス供
給ノズル、９・・・・・・アンチモン化合物、１０・・
・・・・錫化合物。代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名１−−−レ
ーで疋Ｊ長４、？−−−リ＃ミラー３−＠：転　・４−−一贋交七支トス５−−１°°ラス暴不反、１−−−冴７ら本ｔ７スＰｋａ−ノス゛ルｑ−°アソナ
也ンイζ名・甥１０−−一錫化ｔトオ男１ｆ・１２−−アルコ゛ンク”ス＋３−°壜禾η”又＋４−−−Ｌ−デビー４ィー−−レーＴ′定ル炙１（２−７ｆ釣でラー５−一一プ゛ラズ基秋ｆ−−一反Ｒ：社刀・ｐ大イイフノｌ゛ル１４−−−ｂ
−デ°ご−４第３図

Claims

【特許請求の範囲】

所定の基材の表面に接して、気体状のアンチモン化合物
を含む錫化合物ガスと酸素ガスを主成分とするガス状気
流を送り、レーザビームで前記基材面を照射加熱するこ
とを特徴とする透明導電膜製造方法。