TW201107513A - Film-formed article and method for manufacturing film-formed article - Google Patents

Description

201107513 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種被膜形成物及被膜形成物之製造方 法0 【先前技術】 氧化鋅對可見光之透射率較高，當添加有適當之雜質 時會表現出導電性’因此作為透明導電膜材料而備受期 待。於專利文獻！中’揭示有摻雜Ga作為雜質之 膜之製造方法。 專利文獻1 :日本專利特開平9_87833號公報 【發明内容】 然而，氧化辞難以實現低電阻率化。作為低電阻率化 之：法，有增加擔負著導電之載子密度之方法但隨著載 子在度之增加’載子之電漿振盪所引起之光學吸收自红外 區域至可見光區域之波長開始。其妨礙於利用可見光之光 疋件中使用氧化鋅。若載子密度成為lxi〇2w左右，則 電聚振堡所引起之光學吸收會自紅外區域至 以不損害氧化鋅之可見光透射率為目 ;: 度之上限之同時，實現氧化鋅之低電阻率化。 本發明人透過如下讲资而―少丄☆ 子密…… 本發明，即，-邊使載 現氧化辞之低電阻率化 邊“載子遷移率，藉此實 4 201107513 "為解決上述課題，本發明之帛1形態之被膜形成物之 製造方法’係藉由濺鍍法將含有靶材之構成元素之被膜形 ;板之表面以製造被臈形成物，其特徵在於：將該乾 才〃 X基板之距離，設為該構成元素在濺鍍氣體中之平均 自由行程之0.5倍至丨乃倍之範圍。 將該距離設為該平均自由行程之0.8倍至i倍之範圍亦 可X平均自由行程為鋅原子在氬氣中飛行時之平均自由 β #為㈣衆化之該滅鍍氣體不與該基板接觸之 距離亦可。 發明之第2形態之被膜形成物之製造方法，係藉由 :鍍法將含有靶材之構成元素之被膜形成於基板之表面以 :造被膜形成物’其特徵在於：設該乾材與該基板之距離 為d[_]、該乾材與該基板之間之氣體壓力為p网時在 d/以為_以上、_以下之範圍之條件下形成該被膜。 乂距離為15〇mm至17〇inm之範圍亦可。該氣體壓力為 至〇.3Pa之|已圍亦可。構成該無材之物質為具有六方 =結晶結構之物質亦可。構成該乾材之該物質為氧化 鋅亦可。 冬發明之第 美搞… 膜形成物，包含有機物之 :二反及形成於該基板上之具“型傳導型之氧化鋅，其特 在於·該乳化鋅之電子遷移率為12[cm2/v.s]以上。、 本發明之第4形態之被膜形成物，具備包 基板及形成於該基板上之具有n t氧化鋅，其特 徵在於.«化鋅之平均粒徑（管柱直徑）為·^以上特 201107513

該基板為樹脂，該樹脂之軟化點為80°C以上、120〇C以 下之範圍亦可。於此，所謂軟化點係指藉由jis ( A 法）所測定之負重彎曲溫度。 再者，上述發明之概要並非列舉本發明之必要特徵之 全部。又，該等特徵群之子組合亦可成為本發明。 【實施方式】 以下’透過發明之實施形態對本發明進行說明，但以 下實施形態並不限定申請專利範圍之發明。又，實施形態 中所說明之特徵之全部組合並非為發明之解決手段所必 需。 圖1係概略性地表示一實施形態之被膜形成物丨〇〇之 截面之一例》被膜形成物丨〇〇包含基板丨〇2及被膜丨〇4。 基板1 02係表面適合於形成被膜丨〇4之基板。基板1 〇2 係作為形成於其上之被膜丨〇4之支承基板而具有充分之機 械強度之基板。基板102可為含有有機物之基板。該含有 有機物之基板之一例為樹脂基板。該樹脂之軟化點可為8〇 C以上且1 20°c以下之範圍。作為樹脂基板之材料，可例示 丙烯酸、環氧樹脂、聚碳酸酯、聚乙烯、聚酯。 基板1 02可為石英基板 '氧化鋁基板、SiC基板、矽基 板、GaAs基板或金屬基板等。基板1 〇2可為單晶、多晶或 非晶質之材料。例如，於形成於基板丨〇2上之化合物被膜 104為氧化鋅之情形時，氧化鋅於非晶質基板上，亦可容易 地進行相對於基板面而於垂直方向上配向有六方晶之c軸 2〇Π〇75ΐ3 之膜成長’因此作為基板102，亦可使用多晶或非晶質材 料。又，於下述化合物被臈之製造方法中，藉由具有高能 =入射方向-致之乾材離子進行成膜，因此於多晶或非 日曰質之基板上’亦可形成結晶性良好之化合物被臈1 04。 被膜104亦可與基才反102之表面接觸而形成。被膜104 :為具有η型傳導型之氧化鋅。上述氧化鋅之電子遷移率 為[cm /v s]以上。上述氧化鋅之平均結晶粒徑（管柱 直徑）可為30[nm]以上。 ^圖2係概略性地表示製造被膜形成物1〇〇之濺鍍成膜 裝置200之構成。成膜裝Ϊ 20〇可為磁控濺鍵成膜裝置。 成膜裝置200包括成膜室2〇2、基板保持具2〇4、陰極η〗、 歡材2 14、陰極2 1 6、乾材21 8、閥門222、質量流量押制 器以、間門咖、氣體容器228、間門232、質量^ = 制器234、閥門236、旋轉泵242、間門2料、渴輪分子系 246、閥Η 248、茂漏闊門252、間門254、泡漏閥門以、 真空儀258。 成膜至202係將被膜1〇4成臈於基板丨〇2上之真空容 器於成膜室202可連接有未圖示之加載互鎖腔室。成膜 前後之基板之進出可藉由加載互鎖方式進行。#由採用加 載互鎖方式，將成膜室202通常保持為真空狀態，從而可 竭力排除意料之外之雜質混入被膜中之可能性。 基板保持具204係於成膜過程中保持基板1〇2。基板 102係使成長被膜1〇4之基板面朝下而設置於基板保^具 2〇4。基板保持具2〇4係於成膜過程中，可以錯直通過基板 201107513 保持具204之令心之Z軸為旋轉軸進行旋轉。藉由該旋轉， 可於基板102之表面生成均勻之被膜丨〇4。 基板保持具204係可於鉛直通過基板保持具2〇4之中 心之Z軸方向，如圖2之h所示於固定範圍内升降。藉由 基板保持具204之升降，可調整靶材214或靶材218與固 定於基板保持具204上之基1()2之距離。作絲材與基 板之距離d之一例，以自靶材2M或靶材218至基板保持 具204之中心為止之距離來表示。 旋轉泵242、閥門244、渦輪分子泵246、閥門248、 浪漏閥門252、閥門254、茂漏閥門256及真空儀258構成 控制成膜室202之内部壓力ρ之真空系統。真空儀258可 為Baratron冑空儀。於真空抽吸之初始階段，開啟闕門 254,使用旋轉泵242抽成真空。於達到既定之真空度後， 關閉閥門254,開啟閥門244與閥門248，使用渦輪分子衆 246,繼續抽成真空。於成膜過程中，藉由調整閥門之 開度，可控制成膜室202之内部壓力p。 陰極212及陰極216設置於成膜室2〇2之下部。革巴材 214絲材218分別以於陰極212及陰極216。於圖2中， 圖示有陰極212及陰極216之兩個陰極，但可於與陰極212 .或陰極216同等之位置上進而設置有陰極，並於各陰極上 固定有把材。於成膜過程中’可利用複數個_同時放 電’藉此進行成膜。於圖2中’以虛線所示之部分將藉由 放電而形成之電漿形象化。 構成材214或乾材218 之物質可為具有六方晶系之 8 201107513 結晶結構之物質。具有六方晶系之結晶結構之物質係容易 進行相對於基板表面而於垂直方向上配向有六方晶之C軸 之膜成長，因此所形成之被膜之結晶粒較大且載子遷移率 較高。再者，由於相同之理由’成膜速度亦較快。構成靶 材214或靶材218之物質可為氧化鋅。靶材214或靶材 可為供給雜質元素之靶材。作為該雜質元素，可例示A】、 Ga、In 等。 閥門222、質量流量控制器224、閥門226、氣體容器 2/8、閥Η 232、質量流量控制g 234及閥門咖構成濺鑛 氣體之供給系統。藉由該濺鍍氣體之供給系統，可將濺鍍 氣體供給至各靶材之附近。濺鍍氣體流量可藉由質量流量 控制器2 2 4及質量流量控制器2 3 4而任意地控制。質量流 量控制S 224及質量流量控制器234可根據控制訊號，隨 時間調變濺鍍氣體之流量。於圖2中，作為濺鍍氣體，表 不有Ar氣體，但濺鍍氣體亦可為其他稀有氣體。 於成膜時，若一邊向成膜室202導入濺鍍氣體一邊向 靶材供給電力，則會於靶材上產生輝光放電，生成由靶材 几素所構成之離子、中性原子、團簇、巨粒子等各種狀態 之粒子。該等粒子被供給至基板1〇2而形成有被膜1〇4。 圖3係表示表現被膜形成物1〇〇之製造方法之一例之 流程圖。被膜形成物100之製造方法包含：進行預備設定 之階段S3 1 0 ;進行成膜裝置之真空抽吸之階段s32〇 ;將基 板設置於成膜裝置之階段S33〇 ;導入濺鍍氣體之階段 S340;放電之階段S35〇;停止放電之階段s36〇;以及取出 201107513 基板之階段S370。 於進行預備設定之階段S31〇中，將 :置:陰極212或陰極-上。亦可一 4=:: I:::於陰極212及陰極216上。例如’於形成含有A1 作為雜質之氧化鋅之情形時， 牙軋化鋅之靶材設置於陰 極212 ’並將A1之靶材設置於陰極216。 使基板保持具2G4進行升降而調整距離d。可使距離d 相對於把材構成元素之粒子在賤鑛氣體中之 為〇.5倍至丨·5倍之範圍。可使距離…述平均自= 之倍至丨倍之範圍。上述平均 氣中飛行時之平均自由行程。距離 =子在- 桃μ产μ 」馬經電t化之上述 濺鍍軋體不與基板102接觸之距離 170画之範圍。 了為15〇_至 又’於使用相同之靶材材料’並於相同之距離d之條 件下反覆製造被膜形成物1〇〇情 …丨“以一次之後，直至其I:，214及 Ο王被/为耗為止，於穩嬙 之製程中’可省略該階段S 3 1 〇。 、、 如上所述’於形成具有„型傳導型之氧化辞之情形時， 由於知害氧化辞之可見光透射率 、 ;而實現低電阻率化存在極限。因此，本發明人考= “載子遷移率而實現氧化辞之低電阻率化。η型氧：鋅之 載子電子之遷移率會受到電子因雜質 2所散射的影響。本發明人嘗試加大氧化辞被膜 之結晶粒而減少粒界散射，從而提高載子遷移率。、 10 201107513 於成膜時，藉由輝光放電而生成具有各種能量之靶材 元素之粒子。其中，存在即便到達基板1〇2亦不具有於成 長中之被膜104中充分擴散之能量者。可認為此種低能量 粒子會妨礙被膜之結晶化。因此，本發明人考慮：若分別 選出該等粒子，僅使用具有較大能量之粒子進行成膜，則 可形成結晶性較高、結晶粒較大、均勻且高品質之被膜， 藉此可提高被膜之載子遷移率，可降低電阻率。此可藉由 與通常之濺鍍相比採用較大之距離d而實現。 採用較大之距離d而設定為接近粒子之平均自由行 程，藉此能量較低之粒子反覆與其他粒子撞擊而失去能 罝’從而無法到達基板1〇2，無助於成膜。只有具有高能量 之粒子於自由仃程之範圍内不與其他粒子撞擊，以保持高 月b量之狀u達基板1 〇2，從而有助於成膜。高能量之粒子 亦可於成長中之被_ 1G4之内部中充分擴散，從而可有助 於被膜104之結晶化及均勻化。 精田休用較大之距離d，如圖2所示，基板⑽不多 激接觸’從而可排除„對基板1()2所造成之不良影奪 藉由採用較大之距離j 離d與基板1〇2接觸於電漿之配3 比，可減少自極端斜向入射至基*反102之粒子，有助次 膜之粒子之大部分會自接近垂直於基板面之方向入射。 射方向保持一^ ^ Tty -η β形及入射粒子之能量較大之情形售 進均勻之膜成長。 通常，於成臈中 然而，於該情形時’ 可加熱基板而促進被膜之結晶化。 無法使用如樹脂基板般容易因加熱而 11 201107513 變形、變質之基板。該情況會極大妨礙元件之輕量化及成 本下降。本實施形態係如上所述，藉由採用較大之距離d， 即便不加熱基板，亦可形成結晶性較高、結晶粒較大、均 勻且咼品質之被膜。又，由於基板不與電漿接觸，因此幾 乎不受電漿之影響。因此，於本實施形態中，亦可無限制 地利用不耐熱且容易因電漿而變質之樹脂基板。 於進行成膜裝置之真空抽吸之階段S320中，將成膜室 2〇2抽成真空。首先，開啟閥門254，使用旋轉泵242抽成 真空。於達到既定之真空度後，關閉閥門254，開啟閥門 244與閥門248，使用渦輪分子泵246，繼續抽成真空。藉 由調整閥門248之開度，可控制成膜室2〇2之内部壓力p。 成膜時之壓力p可為〇·15 Pai 〇 3 pa之範圍。於以 mm單位表示上述距離d且以pa單位表示壓力p之情形時， 成膜時之d與p之比d/p可為_以上且8〇〇以下之月範圍。 藉由採用較低之壓力P，可延長粒子之平均自由行程，於相 同之距離d之條件下’亦可使更多粒子以保持高能量之狀 態到達基板，從而有助於形成結晶性較高之被犋。 於將基板設置於成膜裝置之階段S33〇中，將基板 設置於基板保持具204。若利用加載互鎖方式，則可一邊維 持成膜室2G2之真空度，-邊進行基板1〇2之進出。使基 板保持具2 0 4旋轉。 ’導入Ar等濺鍍氣體。 一邊開啟閥門222與閥 控制流量，一邊自氣體 於導入濺鍍氣體之階段S340中 供給至靶材214附近之濺鍍氣體係 門226 ’並藉由質量流量控制器224 12 201107513 容器228導入。供給至靶材218附近之濺鍍氣體係一邊開 啟閥門232與閥門236，並藉由質量流量控制器234控制流 量，一邊自氣體容器228導入。 於進行放電之階段S350中，向靶材供給電力，從而於 靶材上產生輝光放電。藉由輝光放電，生成由靶材元素所 構成之離子、中性原子、團簇、巨粒子等各種狀態之粒子。 該等粒子被供給至基板1 02而形成有被膜1 〇4。如上所述， 藉由調整距離d與壓力p，而自上述粒子僅分別選出高能量 之粒子進行成膜’因此可形成結晶性較高且結晶粒較大之 被膜104。其結果，可提高被膜丨〇4中之載子遷移率，實現 低電阻率。成膜室202之内部壓力p之控制可藉由調整閥 門248之開度而進行。 於停止放電之階段S360中，停止向靶材214及靶材218 供給電力，關閉閥門222與閥門236,停止濺鍍氣體之供給。 於取出基板之階段S370中，自成膜室2〇2取出基板1〇2 上形成有被膜104之被膜形成物1〇〇。若利用加載互鎖方 式，則可-I維持成膜冑202之真空纟，一邊取出被膜形 成物1〇〇。藉由以上處理，肖束被膜形成物1〇〇之製程。於 連續製造被膜形成物100之情形時，可自將下一個基板1〇2 設置於成膜裝置之階段S33〇反覆進行上述製程。 作為被膜104之其他例，可列舉氮化紹。氮化銘亦且 :六方晶之結晶結構。於該情形時，藉由將上述距離d設 :鋁之平均自由行程左纟，亦可成膜出結晶性較高之氮化 在呂。 13 201107513 [實施例] (實施例1 ) 使用具有圖2所不之構成之成臈裝置2〇〇，依據圖3所 示之製造方法成膜出η型氧化鋅被膜，調查被膜中之電子 遷移率。使用合成石英玻璃晶圓作為基板1〇2。於成膜中， 由於不加熱基板102,再者，基板1〇2設置於充分遠離電锻 之位置’因此基板之溫度大致為室溫。使用Ζη〇作為被膜 之原料靶材214,使用A1作為雜質靶材川。使用心氣體 作為濺鍍氣體。 於105 mm至190 mm夕龁ran 从 mm之靶圍内改變距離d而形成氧化 辞被膜，調查電子遷移率與距離d之關係。又，於〇.22Pa 至0.5 Pa之範圍内改變成膜時之壓力p而形成氧化辞被 膜，調查電子遷移率與壓力P之關係。 設定既定之距離d且將合成石英玻璃晶圓設置 保持具2G4,使基板保持具咖旋轉。將成膜室如抽成真 空，藉由真空儀258確認出成膜室2〇2内之廢力成為卜… h以下之後，自⑽MHz之高頻電源向Zn〇把材214於 =綱w之電力，並向A1乾材218投入22 5 w 又 行放電’從而進行成膜。根據預先之實驗，可知 入電力之㈣摻雜A卜則所形成之Zn〇j^ = 極小值，因此設為本裝置中之最佳換雜條件1由;？： 量控制器224及質量流量控制器… 备置〜 ⑴附近分別供給1〇咖之^氣體作為==及乾材 調整成膜時間，使各條件下所形成之被…= 14 201107513 另一方面，計算出Ar氣體環境氣氛中之靶材元素之平 均自由行程。存在A粒子與B粒子時之A粒子之平均自由 行程λ A係可藉由下式而計算出。 λ A - 1/[ 7Γ . DAB2 .nB[l + {mA/mB}]1/2] ( j ) 〇ab= { ( DA+ db ) }/2 ( 2)

nB=p/kBT n . ( 3) DAB · A粒子與b粒子之直徑之平均值e

Da : A粒子之直徑。

Db : B粒子之直徑。 nB : B粒子之密度。 m/v : A粒子之質量。 mB : B粒子之質量。 P :成膜時之壓力。 kB :玻耳茲曼常數。 於將作為構成靶材之金屬成分之鋅離子設為A粒子， 且將濺鍍虱體之氬氣設& B粒子之情形時，將以下資料代 =(3)、（2)及⑴中，計算出鋅離子之平均自由行

Zn2+離子之直徑· Dzn= 1 5χ1〇-丨〇 m。 Ar 之直徑：DAr= 1.4x10.10 m。

Zn 之質量：mZn= l.lxl〇-25 kg。

Ar 之質量：mAr= 6.6xl0-26 kg。 成膜時之壓力p: p=〇.22Pa。 15 201107513 絕對溫度T: T=3〇〇K。 计算之結果，鋅離子之平均 175 mm。 订程又 zn = 0.1 75 m = 於代替上述鋅離子，而 之氧離子設為A粒子之情;成乾杆之非金屬成分 ⑺及⑴，計算出氧離子之代入式⑺、 :離子之直經一二1自由仃程。 〇 離子之質量·· m〇= 2.7χ1〇·26 kg。 計算之結果，氧離子之平 m麵。 由仃程又。=〇_114 m = 將雜質推雜中所使用之構成乾材之紹離子設 為拉子之情形時，將以下資料代入式㈠）、 計算出鋁離子之平均自由行程。

Al3+離子之直徑：Dai= Uxio-io m。

Al3+離子之質量：mAi=4 5χ1〇.26 ^。 計算之結果，紹離子之平均自由行程λ a|=〇 2% m = 296 mm。 又’對氧化鋅被膜進行X射線繞射，根據Zn〇 ( 〇〇2 ) 晶格面之擺動曲線之半寬值評價氧化鋅被膜之結晶性。對 將成膜時之壓力Ρ固定為0 3 Pa且將距離d分別設定為1〇5 、1 35 mm、1 60 mm、1 70 mm、1 80 mm、1 90 mm 之條件 下所形成之氧化鋅被膜進行評價之結果，可知當距離d == 1 70 mm時，擺動曲線之半寬值最窄，所形成之被膜之結晶 性最佳。該距離與認為最有助於ZnO之結晶成長之Zn離子 16 201107513 之平均自由行程之上述計算值非當一 I升m井吊致。亦即，可認為將 距離d設定為接近Zn離子之平均自出广 <卞叼自由仃程，則可形成結晶 性良好之氧化辞被膜。 圖4係表示載子遷移率與 ^ m ^ m ^ 膜時之壓力p固定為0.22 ^且將距離d分別設定為i〇5 軸、135 mm、160麵、17〇麵、18〇職、19〇隱之條件 下所形成《氧化鋅被膜t載子遷移率的敎結$。載子遷 移率係使用霍爾電阻測定裝置進行測定。橫軸表示距離d， 縱軸表示氧化鋅被膜之載子遷移率。 載子遷移率係隨著將距離1〇5mm增加而增加，但 於d=160 mm時，表現出極大值17 4 cm2/v_s。當進一步 ^加^時，載子遷移率緩慢下降。亦即，存在相對於某固 疋之[力p而載子遷移率表現出極大值之最佳距離d。於該 最佳距離d之附近，即便不加熱基板1G2，亦可形成載子遷 移率較高之氧化鋅被膜。 左—至於其原因，考慮如下所述之情形。於某壓力P時， 隨著距離d變長，具有低能量之粒子漸漸無法到達基板， :向入射至基板之粒子之比例亦減少。於有助於成膜之粒 中’具有較大能量且垂直入射至基板之粒子占支配地 :，破骐之結晶性提高，載子遷移率上升。然π，若使距 d極端大於由壓力卩所決定之平均自由行程，則有助於 、之粒子所具有之能量因與其他粒子撞擊而下降之概率 丨曰力口。甘么士 m 八，、、°果，到達基板之粒子於被膜中之擴散距離縮短， 骐之結晶性劣化’載子遷移率下降。因此，兩個參數距 17 201107513 離d與壓力p之間存在最佳關係。 〃圖5係表示載子遷移率與成膜時之壓力p之關係。圖^ 係將距離d固定為170 _且將壓力p分別控制為。丨、 (M25Pa、〇.22Pa、〇.3Pa、〇5Pk條件下所形成之氧化 鋅被膜之載子遷移率的測定結果。橫軸表示壓力p，縱軸表 不氧化鋅被膜之載子遷移_。冑子遷辛多率係冑著壓力p自 高壓側緩慢下降而增加 但於p = 0.22 Pa時，表現出極大 值。當進-步變成低壓時，載子遷移率下降。φ即，存在 相對於某固定之距^ d而載子遷移率表現出極大值之最佳 壓力P。亦可認為根據由壓力p所決定之平均自由行程與」 之關係’若降低壓力’則被膜成長時之結晶性反而劣化。 上述測定結果表示載子遷移率與距離d及壓力p之間 存在密切關係’對於其中任一個均表現出具有極值之可能 陡因此’本發明人係以距離d與麼力p之比（)為參 數’將載子遷移率與（d/p)之關係示於圖6。_ 6之橫軸 表示吻，縱軸表示載子遷移率。如圖6所示，載子遷移率 具有隨S d/p增加而單調地增加至d/p=73〇(mm/pa)為止 之傾向，於d/P= 730(mm/Pa)時，表現出極大值17 4 cm2/v. s。極大值時之d與p分別為d=16〇麵及〇 22 pa。又， 當d/p進一步增加時，載子遷移率緩慢減少。因此，於基板 不與電漿接觸之範圍内設定d’控制p以使d/p成為73〇 (mm/Pa)左右，藉此可形成載子遷移率最大之氧化鋅被膜。 圖7係表示使用掃描型電子顯微鏡（SEM，scanning electron miCroscope)所觀察之氧化鋅被膜之截面之—例。 18 201107513 氧化辞被膜1 04之結晶係於垂直於基板i 〇2與被膜丨〇4之 界面806之方向上以柱狀（管柱狀）成長。如以虛線8〇8 所表不，於SEM影像中，於自界面8〇6起15〇 nm之高度劃 線，項取该線上之結晶（管柱）之寬度，將其平均值設為 結晶之平均粒徑（管柱直徑）。載子遷移率為12cm2/V-s 以上之氧化辞被膜具有3 〇 nm以上之平均管柱直徑。 一圖8係表不相對於500 nm波長之光之氧化鋅被膜之消 光係數k與（d/p )之關係。圖8係將距離d固定為依據上 述擺動曲線之半寬值之結晶性評價中表現出結晶性最佳之 結果之170 mm，且變更壓力p所形成之被膜的測定結果。 圖8之橫軸表示d/p，縱軸表示消光係數k。如圖8所示， 於d/p為600〜1400 ( mm/Pa)之條件下所形成之氧化鋅被 膜係隨著d/p增加，相對於5〇〇 nm波長之光之消光係數k 單凋地下降《於d/p為68〇 ( mm/pa)以上之情形時，消光 係數k達到g，G 1 3以下，可知所形成之氧化鋅被膜具有良好 之光透射率。 圖9及圖1〇係使用SEM觀察d/p分別為6i8(mm/pa) 及756 (mm/Pa)之條件下所形成之氧化鋅被膜之截面的結 果可根據該等之截面影像判斷氧化鋅被膜之大致之結晶 性。若對照於圖8之測定結果來進行討論，則於d/p為618 (mm/pa)之情形時，如圖9所示，氧化辞被膜之結晶性不 良’消光係數k高至0.018’光透射率較低。於d/p為w (mm/Pa)之情形時，如圖1〇所示氧化辞被膜之結晶性 良好，消光係數k低至0·011，光透射率較高。亦即，可知 19 201107513 只要d/P> 700 (mm/Pa)，便可形成具有良好之結晶性之氧 化鋅被膜’可獲得較高之光透射率。 若結合圖6所示之載子遷移率之結果，則可知如下情 況，即，於上述被膜製造方法中，只要選擇7〇〇 < d/p < 900 ( mm/Pa )之條件，即便於成膜時不加熱基板 102，亦可獲得結晶性較高之氧化鋅被膜結晶，可形成載子 遷移率與光透射率均較高之氧化鋅被膜。由於基板1 〇2不 與電漿接觸，因此幾乎不受其影響。因此，該製造方法係 如下述實施例所示，亦可適用於不耐熱之樹脂材料之基 板，進而可提高所形成之被膜之實用性。 (實施例2) 使用具有圖2所示之構成之成膜裝置2〇〇，依據圖3所 不之製造方法將η型氧化鋅被膜成膜於樹脂基板上，調查 被膜中之電子遷移率。作為基板丨〇2，使用丙烯酸樹脂基板 (二菱麗陽（股份）製造之Acrylite (註冊商標））。該丙 烯酸樹脂基板之軟化點為i 〇〇艺。於成膜中，由於不加熱基 板102’再者’基板1〇2設置於充分遠離電漿之位置，因此 基板之溫度大致為室溫’不超過丙烯酸樹脂基板之軟化 點’基板不產生劣化。 使用ΖηΟ作為被膜之原料靶材2丨4，使用A1作為雜質 靶材2 1 8。使用Ar氣體作為濺鍍氣體。 若將樹脂基板直接導入真空中而用於成膜，則由於基 板表面之污垢及真空中之來自基板之脫氣而導致形成於該 樹脂基板上之被膜之附著強度減弱。因此，以防止被膜之 20 201107513 附著力下降為目的，如下所述進行基板之前處理。 首先，使用乙醇清洗基板1 02。向另行設置之準備室導 入經清洗之基板1 02，對基板1 02進行逆濺鍍處理。具體而 言，於壓力為約lxl〇-4 Pa之真空狀態中，使用13 56 MHz 之高頻電源，對基板1 〇2施加50 W之電力而使之放電，進 行30分鐘之逆濺鍍。於該處理中，利用藉由放電所生成之 能量粒子例如離子等照射基板1〇2，從而不僅可去除附著於 基板102表面之汚染物，而且於真空中積極地促進基板之 脫氣，從而可抑制成膜時之脫氣之影響。進行逆濺鍍處理 之準備室可為成膜裝置2〇〇之加載互鎖室。 將實施過上述前處理之基板1〇2導入至成膜室2〇2進 行成膜。將成膜時之距離d與壓力p分別設為實施例丨中 獲得遷移率較高且電阻率最小 之被臈的170 mm及0.22

Pa。使其他成膜條件與實施例i相同。藉由調整成膜時間 使被膜之厚度為200 nm X 10 3 Ω . cm， cm ’載子密度為2.69xl〇20

查所形成之氧化鋅被膜之特性之結果，電阻率為1.8 cnT ，載子遷移率為 t〇下情形，即，形成於丙烯酸樹 出與實施例1中形成於合成石 相同程度之1 2 cm2/V . s以上之 藉由本實施形態，於丙烯酸樹 »之載子遷移率之被膜。再者， 藉由本實施形態，於具有較1 00 例如環氧樹脂、聚碳酸酯、 21 201107513 聚乙烯、聚酯等之基板上亦可形成具有相同程度之 移率之被膜。 +遷

以上，使用實施形態對本發明進行了說明但本發B 之技術範圍並不限定於上述實施形態所揭示之範圍。業= 應¥明白可對上述貫施形態施加各種變更或 A、 一尺又民。根據申 “專利範圍之記載，應當明白施加如此變更或改良之形態 亦包括於本發明之技術範圍内。 應需注意如下情況’即，於申請專利範圍、說明書及 圖式中所示之裝置、系，統、程式及方法中之動作、次；、 步驟及階段等各處理之執行順序係若不特㈣示為「更之 前」、「先前」等，又’只要不將前—個處理之輸出在下一 個處理巾使用’便可由㈣順序實現。關於巾請專利範圍、 說明書及圖式中之動作流程，即便為方便起見使用「首 先」、「其次」等進行說明’亦並不意味著必須以該順序實 施。 【圖式簡單說明】 圖丨係概略性地表示被膜形成⑼100 4截面之一例。 圖2係概略性地表示成膜裝置構成之一例。 圖3係表示表現被膜形成物之製造方法之一例的流程 圖4係表示載子遷移率與距離d之關係。 圖5係表示載子遷移率與成膜時之壓力p之關係。 圖6係表示載子遷移率與d/P之關係。 22 201107513 圖7係表示藉由SEM觀察之氧化鋅被膜之截面之一例。 圖8係表示消光係數k與d/p之關係。 圖9係表示藉由SEM觀察之氧化鋅被膜之截面之一例。 圖10係表示藉由SEM觀察之氧化鋅被膜之截面之一 例。 【主要元件符號說明】 100 被膜形成物 102 基板 104 被膜 200 成膜裝置 202 成膜室 204 基板保持具 212 陰極 214 靶材 216 陰極 218 靶材 222 閥門 224 質量流量控制器 226 閥門 228 氣體容器 232 閥門 234 質量流量控制器 236 閥門 23 201107513 242 旋轉泵 244 閥門 246 渦輪分子泵 248 閥門 252 洩漏閥門 254 閥門 256 洩漏閥門 258 真空儀 806 界面 808 虛線

Claims (1)

1. 201107513 七、申請專利範圍： ^ 1. 一種被膜形成物之製造方法，係藉由濺鍍法將含有靶 材之構成7L素之被膜形成於基板之表面以製造被臈形成 物’其特徵在於： 將該靶材與該基板之距離，設為該構成元素在濺鍍氣 體中之平均自由行程之0.5倍至1.5倍之範圍。 2. 如申請專利範圍第丨項之被臈形成物之製造方法，其 中，將遠距離設為該平均自由行程之〇 8倍至丨倍之範圍。 3. 如申清專利範圍第〖或2項之被膜形成物之製造方 法’其中’該平均自由行程為鋅原子在氬氣中飛行時之平 均自由行程。 4. 如申清專利範圍第丨至3項中任一項之被膜形成物之 製U方去，其中，該距離為經電漿化之該濺鍍氣體不與該 基板接觸之距離。 5 ·種被膜形成物之製造方法，係藉由濺鍍法將含有靶 材之構成元素之被膜形成於基板之表面以製造被膜形成 物’其特徵在於： 設該靶材與該基板之距離為d[mm]、該靶材與該基板之 之氣體壓力為p[Pa]時，在d/p成為600以上、800以下 之範圍之條件下形成該被膜。 6 ·如申凊專利範圍第5項之被膜形成物之製造方法，其 中，邊距離為15〇mm至170mm之範圍。 7.如申請專利範圍第5項之被膜形成物之製造方法，其 中，該氣體壓力為〇.15Pa至〇.3Pa之範圍。 ’、 25 201107513 士申專利範圍第1至7項中任一項之被膜形成物之 製造方法，其中，描cl·、# # 構成该靶材之物質為具有六方晶系之結 晶結構之物質。 9. 士申明專利範圍第8項之被膜形成物之製造方法，其 中，構成s亥靶材之該物質為氧化鋅。 1 1 〇·如申印專利範圍第】至9項中任一項之被膜形成物 之製造方法’其中’在將該被膜形成於該基板表面之前， 對該基板照射粒子。 H·一種被膜形成物，具備包含有機物之基板及形成於 該基板上之具有η型傳導型之氧化鋅，其特徵在於： 該氧化鋅之電子遷移率為^[cmVv.s]以上。 12.—種被膜形成物，具備包含有機物之基板及形成於 該基板上之具有η型傳導型之氧化辞，其特徵在於： 該氧化鋅之平均粒徑（管柱直徑）為3〇[nm]以上。 1 3 ·如申請專利範圍第11或12項之被膜形成物，其中， 該包含有機物之基板為樹脂基板； 該樹脂基板之樹脂之軟化點為8 0 °C以上、12 0 °C以下之 範圍。 八、圖式： (如次頁） 26