JP2005135649A - 酸化インジウム系透明導電膜及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 表面状態が平滑で且つ比較的低抵抗な酸化インジウム系透明導電膜及びその製造方法を提供する。
提供する。
【解決手段】 酸化インジウム系スパッタリングターゲットを用いて形成された酸化インジウム系透明導電膜であって、酸化インジウムと必要に応じて酸化錫を含有し且つ酸化珪素を含有すると共に、結晶化していない。
【選択図】 なし
提供する。
【解決手段】 酸化インジウム系スパッタリングターゲットを用いて形成された酸化インジウム系透明導電膜であって、酸化インジウムと必要に応じて酸化錫を含有し且つ酸化珪素を含有すると共に、結晶化していない。
【選択図】 なし
Description
本発明は、表面が平滑で且つ比較的低抵抗であり、弱酸エッチングにより比較的容易にパターニングできる酸化インジウム系透明導電膜及びその製造方法に関する。
酸化インジウム−酸化錫(In2O3−SnO2の複合酸化物、以下、「ITO」という)膜は、可視光透過性が高く、かつ導電性が高いので透明導電膜として液晶表示装置やガラスの結露防止用発熱膜、赤外線反射膜等に幅広く用いられている。
かかるITO透明導電膜は、フラットパネルディスプレイ(FPD)など種々の用途に用いられるが、特に薄膜積層などの用途、例えば、有機EL素子などの用途においては表面平滑性が問題になる。
一般的には、ITO膜の表面状態を平滑化するためには低温で成膜してアモルファス状のITO膜を成膜する方法が知られているが、アモルファス状膜を維持するには成膜からその後その上に積層する膜の成膜及び後処理を全て、例えば、150℃以下の低温とする必要があるという問題がある。
そこで、ITO膜を成膜した後、平坦化する工程を行う製造方法も提案されている(特許文献1参照)。
なお、タッチパネル用途等として高抵抗の透明導電膜としてITO膜に珪素及びその他の元素を添加したものが提案されているが、膜の製造条件、膜の性状については詳しく言及されていない(特許文献2〜4参照)。
本発明は、このような事情に鑑み、表面状態が平滑で且つ比較的低抵抗な酸化インジウム系透明導電膜及びその製造方法を提供することを課題とする。
本発明は上述した課題を解決するために種々検討を重ねた結果、酸化珪素を添加した酸化インジウム系透明導電膜が、高抵抗用途だけではなく、平滑性を求める用途で有望であり、特に所定の製造条件で製造すれば平滑で且つ比較的低抵抗の透明導電膜が得られることを知見し、本発明を完成した。
かかる本発明の第1の態様は、酸化インジウム系スパッタリングターゲットを用いて形成された酸化インジウム系透明導電膜であって、酸化インジウムと必要に応じて酸化錫を含有し且つ酸化珪素を含有すると共に、結晶化していないことを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜にある。
かかる第1の態様では、酸化珪素を含有する酸化インジウム系透明導電膜は、結晶化していない、すなわちアモルファス状とすれば、表面が平滑であり、比較的低抵抗を保つことができる。
本発明の第2の態様は、第1の態様において、室温以上で250℃より低い温度条件下で成膜されたものであることを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜にある。
かかる第2の態様では、酸化珪素を含有する酸化インジウム系スパッタリングターゲットを用いて形成された酸化インジウム系透明導電膜は、室温以上で250℃より低い温度で成膜すれば結晶化しておらず、すなわちアモルファス状であり、比較的低抵抗を保つことができる。
本発明の第3の態様は、第1又は2の態様において、成膜後、250℃以上の温度の熱処理を受けていないことを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜にある。
かかる第3の態様は、成膜後の後処理でも結晶化せず且つ低抵抗及び平滑性が維持される。
本発明の第4の態様は、第1又は2の態様において、成膜後、結晶化する温度以上の熱処理を受けていないことを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜にある。
かかる第4の態様では、成膜後の後処理でも結晶化せず、平滑性が維持される。
本発明の第5の態様は、第1〜4の何れかの態様において、珪素がインジウム1モルに対して0.00001〜0.35モル含有されていることを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜にある。
かかる第5の態様では、酸化珪素の添加量を変化させることにより、結晶化温度を変化させることができる。
本発明の第6の態様は、第1〜5の何れかの態様において、錫(Sn)がインジウム1モルに対して0〜0.3モル含有されていることを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜にある。
かかる第6の態様では、酸化インジウムを主体とし、必要に応じて酸化錫を含有する酸化インジウム系透明導電膜となる。
本発明の第7の態様は、酸化インジウムと必要に応じて酸化錫を含有し、且つ酸化珪素を含有する酸化インジウム系スパッタリングターゲットを用いて室温以上で250℃より低い温度で成膜して透明導電膜を形成することを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法にある。
かかる第7の態様では、酸化珪素を含有する酸化インジウム系スパッタリングターゲットを用いて酸化インジウム系透明導電膜を形成する際、室温以上で250℃より低い温度で成膜することにより、結晶化しておらず、すなわちアモルファス状であり、比較的低抵抗を保つことができる。
本発明の第8の態様は、第7の態様において、前記透明導電膜は、成膜後、250℃以上の温度の熱処理を受けないで結晶化していないことを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法にある。
かかる第8の態様では、成膜後の後処理でも結晶化せず且つ低抵抗及び平滑性が維持される。
本発明の第9の態様は、第7の態様において、前記透明導電膜は、成膜後、結晶化温度以上の温度の熱処理を受けないで結晶化していないことを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法にある。
かかる第9の態様では、成膜後の後処理でも結晶化せず、平滑性が維持される。
本発明の第10の態様は、第7〜9の何れかの態様において、前記透明導電膜は、パターニングされた後、結晶化する温度以上の温度で熱処理されて結晶化していることを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法にある。
かかる第10の態様では、パターニング後、必要に応じて熱処理により結晶化させることができる。
本発明の第11の態様は、第7〜10の何れかの態様において、前記透明導電膜は、成膜後、結晶化する温度以上の温度で熱処理されて結晶化していることを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法にある。
かかる第11の態様では、成膜後、必要に応じて熱処理により結晶化させることができる。
本発明の第12の態様は、第7〜11の何れかの態様において、前記透明導電膜を、DCマグネトロンスパッタリングによって成膜することを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法にある。
かかる第12の態様では、DCマグネトロンスパッタリングにより、表面状態が平滑な透明導電膜が作製できる。
本発明の第13の態様は、第7〜12の何れかの態様において、珪素がインジウム1モルに対して0.00001〜0.35モル含有されていることを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法にある。
かかる第13の態様では、酸化珪素の添加量を変化させることにより、成膜される透明導電膜の結晶化温度を変化させることができる。
本発明の第14の態様は、第7〜13の何れかの態様において、錫(Sn)がインジウム1モルに対して0〜0.3モル含有されていることを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法にある。
かかる第14の態様では、酸化インジウムを主体とし、必要に応じて酸化錫を含有する酸化インジウム系透明導電膜を製造できる。
以上説明したように、本発明によれば、酸化珪素を含有する酸化インジウム系透明導電膜は、結晶化していない、すなわちアモルファス状とすれば、表面が平滑であり、比較的低抵抗を保つことができ、また、酸化インジウム系透明導電膜を製造する際に、酸化インジウムと必要に応じて酸化錫を含有し、且つ酸化珪素を含有する酸化インジウム系スパッタリングターゲットを用いて、且つ室温以上で250℃より低温で成膜及びその後の後処理を行うことにより、平面状態が平滑で且つ比較的低抵抗な透明導電膜を得ることができるという効果を奏する。
本発明の酸化インジウム系透明導電膜を形成するために用いる透明導電膜用スパッタリングターゲットは、酸化インジウムを主体とし、必要に応じて酸化錫を含有するもので、且つ酸化珪素を含有する酸化物焼結体であり、酸化珪素は、その酸化物のまま、あるいは複合酸化物として、あるいは固溶体として存在していればよく、特に限定されない。
酸化珪素の含有量は、それを構成する珪素がインジウム1モルに対して0.00001〜0.35モル、好ましくは、0.01〜0.3モル含有されている範囲とするのが望ましい。これより少ないと添加の効果は顕著ではなく、また、これより多くなると、形成される透明導電膜が高抵抗すぎるからである。
また、錫(Sn)は、インジウム1モルに対して0〜0.3モルである。錫が含有される場合には、インジウム1モルに対して0.001〜0.3モル、好ましくは、0.01〜0.2モル、より好ましくは0.05〜0.12モルの範囲で含有されるのが望ましい。この範囲内であれば、スパッタリングターゲットのキャリヤ電子の密度並びに移動度を適切にコントロールして導電性を良好な範囲に保つことができる。また、この範囲を越えて添加すると、スパッタリングターゲットのキャリヤ電子の移動度を低下させると共に導電性を劣化させる方向に働くので好ましくない。
このようなスパッタリングターゲットは、DCマグネトロンスパッタリングでスパッタリング可能な程度の抵抗値を有しているので、比較的安価なDCマグネトロンスパッタリングでスパッタリング可能であるが、勿論、高周波マグネトロンスパッタリング装置を用いてもよい。
このような透明導電膜用スパッタリングターゲットを用いることにより、ほぼ同一組成の酸化インジウム系透明導電膜が形成できるが、酸化珪素が所定量含有されているので、成膜を室温以上で結晶化温度より低い温度条件、好ましくは250℃より低い温度条件で行い、その後、250℃以上の温度条件で熱処理されないようにすると、アモルファス状の状態及び低抵抗の状態が維持され、且つ表面状態の平滑性が維持される。
また、成膜した膜の結晶化温度は酸化珪素が含有されているので、ITOの180℃より高くなり、最低でも250℃前後となり、且つ添加量が上昇するほど上昇し、珪素がインジウム1モルに対して0.35モル含有されている場合、600℃でも結晶化しない。したがって、本発明によると、比較的高温で成膜乃至熱処理しても、透明導電膜のアモルファス状態が維持され、表面状態の平滑性が保持される。
一方、本発明によると、酸化珪素の添加量を変化させることにより、成膜後の結晶化温度を所望の温度に設定できるので、成膜後、結晶化温度以上の温度の熱処理を受けないようにして、結晶化していないアモルファス状態を維持するようにして、表面状態の平滑性を保持するようにしてもよいし、成膜後パターニングした後、結晶化する温度以上の温度で熱処理して結晶化し、耐エッチング特性を変化させるようにしてもよい。
次に、本発明で用いるスパッタリングターゲットの製造方法について説明するが、これは単に例示したものであり、製造方法は特に限定されるものではない。
まず、本発明のスパッタリングターゲットを構成する出発原料としては、一般的にIn2O3、SnO2、SiO2の粉末である。さらに、これらの単体、化合物、複合酸化物等を原料としてもよい。単体、化合物を使う場合はあらかじめ酸化物にするようなプロセスを通すようにする。
これらの原料粉を、所望の配合率で混合し、成形する方法は特に限定されず、従来から公知の各種湿式法又は乾式法を用いることができる。
乾式法としては、コールドプレス(Cold Press)法やホットプレス(Hot Press)法等を挙げることができる。コールドプレス法では、混合粉を成形型に充填して成形体を作製し、大気雰囲気下または酸素雰囲気下で焼成・焼結させる。ホットプレス法では、混合粉を成形型内で直接焼結させる。
湿式法としては、例えば、濾過式成形法(特開平11−286002号公報参照)を用いるのが好ましい。この濾過式成形法は、 セラミックス原料スラリーから水分を減圧排水して成形体を得るための非水溶性材料からなる濾過式成形型であって、1個以上の水抜き孔を有する成形用下型と、この成形用下型の上に載置した通水性を有するフィルターと、このフィルターをシールするためのシール材を介して上面側から挟持する成形用型枠からなり、前記成形用下型、成形用型枠、シール材、およびフィルターが各々分解できるように組立てられており、該フィルター面側からのみスラリー中の水分を減圧排水する濾過式成形型を用い、混合粉、イオン交換水と有機添加剤からなるスラリーを調製し、このスラリーを濾過式成形型に注入し、該フィルター面側からのみスラリー中の水分を減圧排水して成形体を製作し、得られたセラミックス成形体を乾燥脱脂後、焼成する。
各方法において、焼成温度は1300〜1600℃が好ましく、さらに好ましくは、1300〜1450℃である。その後、所定寸法に成形・加工のための機械加工を施しターゲットとする。
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、これに限定されるものではない。
(スパッタリングターゲット製造例1)
純度>99.99%のIn2O3粉およびSnO2粉、さらに純度>99.9%のSiO2粉を用意した。この粉末を、SnO2 10wt%、SiO2 1wt%、In2O3 89wt%の比率で全量で約1.5Kg用意し(In1モルに対して、Siは約0.03モルに相当し、Snは約0.10モルに相当する)、濾過式成形法によって成形体を得た。その後、この焼成体を酸素雰囲気下で1550℃にて8時間焼成・焼結させた。この焼結体を加工し、理論密度に対する相対密度100%のターゲットを得た。このターゲットのバルク抵抗率は1.4×10−4Ωcmであった。
純度>99.99%のIn2O3粉およびSnO2粉、さらに純度>99.9%のSiO2粉を用意した。この粉末を、SnO2 10wt%、SiO2 1wt%、In2O3 89wt%の比率で全量で約1.5Kg用意し(In1モルに対して、Siは約0.03モルに相当し、Snは約0.10モルに相当する)、濾過式成形法によって成形体を得た。その後、この焼成体を酸素雰囲気下で1550℃にて8時間焼成・焼結させた。この焼結体を加工し、理論密度に対する相対密度100%のターゲットを得た。このターゲットのバルク抵抗率は1.4×10−4Ωcmであった。
(スパッタリングターゲット製造例2)
SnO2 10wt%、SiO2 2wt%、In2O3 88wt%の比率(In1モルに対して、Siは約0.05モルに相当し、Snは約0.10モルに相当する)とした以外は、実施例1と同様にターゲットを作製し、さらに、同様に成膜した。なお、このターゲットのバルク抵抗率は1.6×10−4Ωcmであった。
SnO2 10wt%、SiO2 2wt%、In2O3 88wt%の比率(In1モルに対して、Siは約0.05モルに相当し、Snは約0.10モルに相当する)とした以外は、実施例1と同様にターゲットを作製し、さらに、同様に成膜した。なお、このターゲットのバルク抵抗率は1.6×10−4Ωcmであった。
(スパッタリングターゲット製造例3)
SnO2 10wt%、SiO2 5wt%、In2O3 85wt%の比率とした(In1モルに対して、Siは約0.14モルに相当し、Snは約0.11モルに相当する)以外は、実施例1と同様にターゲットを作製し、さらに、同様に成膜した。なお、このターゲットのバルク抵抗率は2.1×10−4Ωcmであった。
SnO2 10wt%、SiO2 5wt%、In2O3 85wt%の比率とした(In1モルに対して、Siは約0.14モルに相当し、Snは約0.11モルに相当する)以外は、実施例1と同様にターゲットを作製し、さらに、同様に成膜した。なお、このターゲットのバルク抵抗率は2.1×10−4Ωcmであった。
(スパッタリングターゲット製造例4)
SnO2 10wt%、SiO2 10wt%、In2O3 80wt%の比率とした(In1モルに対して、Siは約0.29モルに相当し、Snは約0.12モルに相当する)以外は、実施例1と同様にターゲットを作製し、さらに、同様に成膜した。なお、このターゲットのバルク抵抗率は4.0×10−4Ωcmであった。
SnO2 10wt%、SiO2 10wt%、In2O3 80wt%の比率とした(In1モルに対して、Siは約0.29モルに相当し、Snは約0.12モルに相当する)以外は、実施例1と同様にターゲットを作製し、さらに、同様に成膜した。なお、このターゲットのバルク抵抗率は4.0×10−4Ωcmであった。
(スパッタリングターゲット比較製造例1)
純度>99.99%のIn2O3粉およびSnO2粉を用意した。この粉末を、SnO2 10wt%、In2O3 90wt%の比率で全量で約1.5Kg用意し(In1モルに対して、Snは約0.10モルに相当する)、濾過式成形法によって成形体を得た。その後、この焼成体を酸素雰囲気下で1550℃にて8時間焼成・焼結させた。この焼結体を加工し、理論密度に対する相対密度99.6%のターゲットを得た。このターゲットのバルク抵抗率は1.4×10−4Ωcmであった。
純度>99.99%のIn2O3粉およびSnO2粉を用意した。この粉末を、SnO2 10wt%、In2O3 90wt%の比率で全量で約1.5Kg用意し(In1モルに対して、Snは約0.10モルに相当する)、濾過式成形法によって成形体を得た。その後、この焼成体を酸素雰囲気下で1550℃にて8時間焼成・焼結させた。この焼結体を加工し、理論密度に対する相対密度99.6%のターゲットを得た。このターゲットのバルク抵抗率は1.4×10−4Ωcmであった。
(実施例1〜4及び比較例1)
6インチのDCマグネトロンスパッタ装置に製造例1〜4のスパッタリングターゲットをそれぞれ装着し、基板温度100℃、酸素分圧を0.5〜0.4ccmで0.5ccm刻みで変化させなから、酸化珪素含有酸化インジウム系膜(ITO−SiO2)を成膜した。
6インチのDCマグネトロンスパッタ装置に製造例1〜4のスパッタリングターゲットをそれぞれ装着し、基板温度100℃、酸素分圧を0.5〜0.4ccmで0.5ccm刻みで変化させなから、酸化珪素含有酸化インジウム系膜(ITO−SiO2)を成膜した。
スパッタの条件は、以下の通りとし、厚さ1200Åの膜を得た。
ターゲット寸法 :φ=6in. t=6mm
スパッタ方式 :DCマグネトロンスパッタ
排気装置 :ロータリーポンプ+クライオポンプ
到達真空度 :4.0×10−6[Torr]
Ar圧力 :3.0×10−3[Torr]
酸素圧力 :1〜10×10−5[Torr]
基板温度 :200℃
スパッタ電力 :300W (電力密度1.6W/cm2)
使用基板 :コーニング#1737(液晶ディスプレイ用ガラス) t=0.8mm
ターゲット寸法 :φ=6in. t=6mm
スパッタ方式 :DCマグネトロンスパッタ
排気装置 :ロータリーポンプ+クライオポンプ
到達真空度 :4.0×10−6[Torr]
Ar圧力 :3.0×10−3[Torr]
酸素圧力 :1〜10×10−5[Torr]
基板温度 :200℃
スパッタ電力 :300W (電力密度1.6W/cm2)
使用基板 :コーニング#1737(液晶ディスプレイ用ガラス) t=0.8mm
成膜した各透明導電膜の、比抵抗ρ(×10−3Ωcm)、キャリヤ密度n(×1020/cm3)、及びキャリヤ移動度μ[(cm/sec)/(V/cm)]を測定した。結果を図1〜図5に示す。
この結果、最適酸素分圧は、SiO2添加で最適酸素分圧が低下し、SiO2が1wt%で10.7×10−3Pa(2.5ccm)、2wt%及び5wt%で12.8×10−3Pa(3.0ccm)であり、10wt%で15×10−3Pa(3.5ccm)と無添加のITOと同一であることがわかった。また、各導電膜の抵抗率は、SiO2の添加により上昇することがわかった。
(試験例1)
比較例1及び実施例1〜4において、最適酸素分圧にて製造した透明導電膜を、それぞれ13mm角の大きさに切り出し、そのサンプルを窒素雰囲気下並びに大気中でそれぞれ1時間アニールした。アニール温度は、それぞれ200℃、250℃、300℃、400℃、500℃、600℃とした。
比較例1及び実施例1〜4において、最適酸素分圧にて製造した透明導電膜を、それぞれ13mm角の大きさに切り出し、そのサンプルを窒素雰囲気下並びに大気中でそれぞれ1時間アニールした。アニール温度は、それぞれ200℃、250℃、300℃、400℃、500℃、600℃とした。
アニール前後で、比抵抗ρ(×10−3Ωcm)、キャリヤ密度n(×1019/cm3)、及びキャリヤ移動度μ[(cm/sec)/(V/cm)]を比較した結果を図6〜図10に示す。なお、実施例4については比抵抗のみ測定した。
この結果、ITO−SiO2では、SiO2の添加量にかかわらず、250℃以上の温度に加熱されると、抵抗率が上昇し始めることがわかった。また、SiO2の添加量に関係なく、400℃付近に、比抵抗の極大値及びキャリヤ密度の極小値があることがわかった。また、アニールによる抵抗率の上昇はSiO2の添加量が多いほど大きく、10wt%の実施例4では、抵抗率が3桁上昇することがわかった。なお、10wt%添加では、抵抗が高いために、キャリヤ密度、キャリヤ移動度は測定できなかった。
(試験例2)
比較例1及び実施例1〜4において、最適酸素分圧にて製造した透明導電膜を、それぞれ13mm角の大きさに切り出し、そのサンプルを大気中でそれぞれ1時間アニールした。アニール温度は、それぞれの200℃、250℃、300℃、400℃、500℃、600℃とした。
比較例1及び実施例1〜4において、最適酸素分圧にて製造した透明導電膜を、それぞれ13mm角の大きさに切り出し、そのサンプルを大気中でそれぞれ1時間アニールした。アニール温度は、それぞれの200℃、250℃、300℃、400℃、500℃、600℃とした。
各サンプルについて、アニール前、及び各温度のアニール後の膜について、X線回折(XRD)の測定を行った。結果を図11〜図15に示す。
この結果、ITOでは、250℃でアニールすると結晶化してしまうが、SiO2添加のものは結晶化温度が上昇し、1wt%添加では250℃でのアニールでも結晶化せず、2wt%添加では300℃でのアニールでも結晶化せず、5wt%添加以上では600℃でのアニールでも結晶化しないことがわかった。
(試験例3)
比較例1及び実施例1〜4において、最適酸素分圧にて製造した透明導電膜を、それぞれ10×50mmの大きさに切り出し、そのサンプルを窒素雰囲気中及び大気中においてそれぞれ300℃で1時間アニールし、アニール前後で、エッチング速度を電気的に測定した。なお、エッチングは、エッチング液としてITO−05N(シュウ酸系、関東化学(株)製)を用い、エッチング温度40℃で行った。
比較例1及び実施例1〜4において、最適酸素分圧にて製造した透明導電膜を、それぞれ10×50mmの大きさに切り出し、そのサンプルを窒素雰囲気中及び大気中においてそれぞれ300℃で1時間アニールし、アニール前後で、エッチング速度を電気的に測定した。なお、エッチングは、エッチング液としてITO−05N(シュウ酸系、関東化学(株)製)を用い、エッチング温度40℃で行った。
この結果を図16に示す。この結果、アニール前、アニール後共に、SiO2添加量が増加するに従って、エッチング速度が速くなり、SiO2添加量が2wt%以上ではアニール前後でエッチング速度の変化はほとんどなかったが、SiO2添加量が1wt%、未添加のITOではアニール後にはエッチング時間の5倍に当たる15分経過しても膜は残っていた。これにより、アニールにより膜が結晶化したことが確認され、XRD測定結果と一致した。
(試験例4)
比較例1及び実施例1〜4において、最適酸素分圧にて製造した透明導電膜を、それぞれ13mm角の大きさに切り出し、表面状態を、原子間力顕微鏡(AFM)で観察した結果、酸化珪素を含有するITO膜である実施例1〜4は、酸化珪素を含有しない比較例1のITO膜より平滑であることが認められた。
比較例1及び実施例1〜4において、最適酸素分圧にて製造した透明導電膜を、それぞれ13mm角の大きさに切り出し、表面状態を、原子間力顕微鏡(AFM)で観察した結果、酸化珪素を含有するITO膜である実施例1〜4は、酸化珪素を含有しない比較例1のITO膜より平滑であることが認められた。
(試験例5)
比較例1及び実施例1〜4において、最適酸素分圧にて製造した透明導電膜を、それぞれ13mm角の大きさに切り出し、そのサンプルを窒素雰囲気中及び大気中においてそれぞれ300℃で1時間アニールし、アニール前後の透過率を測定した。
比較例1及び実施例1〜4において、最適酸素分圧にて製造した透明導電膜を、それぞれ13mm角の大きさに切り出し、そのサンプルを窒素雰囲気中及び大気中においてそれぞれ300℃で1時間アニールし、アニール前後の透過率を測定した。
この結果、アニールにより結晶化するSiO2未添加のITO(比較例1)及びSiO2添加量が1wt%(実施例1)では、アニール後において低波長領域で透過率の上昇が認められたが、実施例2〜4の酸化珪素含有ITO膜についてはアニール前後で透過率に差は認められなかった。
Claims (14)
- 酸化インジウム系スパッタリングターゲットを用いて形成された酸化インジウム系透明導電膜であって、酸化インジウムと必要に応じて酸化錫を含有し且つ酸化珪素を含有すると共に、結晶化していないことを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜。
- 請求項1において、室温以上で250℃より低い温度条件下で成膜されたものであることを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜。
- 請求項1又は2において、成膜後、250℃以上の温度の熱処理を受けていないことを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜。
- 請求項1又は2において、成膜後、結晶化する温度以上の熱処理を受けていないことを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜。
- 請求項1〜4の何れかにおいて、珪素がインジウム1モルに対して0.00001〜0.35モル含有されていることを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜。
- 請求項1〜5の何れかにおいて、錫(Sn)がインジウム1モルに対して0〜0.3モル含有されていることを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜。
- 酸化インジウムと必要に応じて酸化錫を含有し、且つ酸化珪素を含有する酸化インジウム系スパッタリングターゲットを用いて室温以上で250℃より低い温度で成膜して透明導電膜を形成することを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法。
- 請求項7において、前記透明導電膜は、成膜後、250℃以上の温度の熱処理を受けないで結晶化していないことを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法。
- 請求項7において、前記透明導電膜は、成膜後、結晶化温度以上の温度の熱処理を受けないで結晶化していないことを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法。
- 請求項7〜9の何れかにおいて、前記透明導電膜は、パターニングされた後、結晶化する温度以上の温度で熱処理されて結晶化していることを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法。
- 請求項7〜10の何れかにおいて、前記透明導電膜は、成膜後、結晶化する温度以上の温度で熱処理されて結晶化していることを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法。
- 請求項7〜11の何れかにおいて、前記透明導電膜を、DCマグネトロンスパッタリングによって成膜することを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法。
- 請求項7〜12の何れかにおいて、珪素がインジウム1モルに対して0.00001〜0.35モル含有されていることを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法。
- 請求項7〜13の何れかにおいて、錫(Sn)がインジウム1モルに対して0〜0.3モル含有されていることを特徴とする酸化インジウム系透明導電膜の製造方法。
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007058248A1 (ja) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 半導体薄膜、及びその製造方法、並びに薄膜トランジスタ |
JP2007176706A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-12 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 酸化物焼結体及びその製造方法並びにスパッタリングターゲット及び透明導電膜 |
JP2007238365A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 酸化物焼結体及びその製造方法並びにスパッタリングターゲット及び透明導電膜 |
WO2007114429A1 (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 酸化インジウム系透明導電膜及びその製造方法 |
WO2008123420A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 酸化インジウム系透明導電膜の製造方法 |
WO2009044896A1 (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-09 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 酸化インジウム系透明導電膜の製造方法 |
WO2009044897A1 (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-09 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 酸化インジウム系透明導電膜及びその製造方法 |
WO2009044898A1 (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-09 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 酸化インジウム系透明導電膜及びその製造方法 |
JP5348132B2 (ja) * | 2008-04-16 | 2013-11-20 | 住友金属鉱山株式会社 | 薄膜トランジスタ型基板、薄膜トランジスタ型液晶表示装置および薄膜トランジスタ型基板の製造方法 |
JP2014007100A (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-16 | Geomatec Co Ltd | 透明導電膜及びその製造方法 |
JP6419397B1 (ja) * | 2017-05-15 | 2018-11-07 | 三井金属鉱業株式会社 | 透明導電膜用スパッタリングターゲット |
WO2018211793A1 (ja) * | 2017-05-15 | 2018-11-22 | 三井金属鉱業株式会社 | 透明導電膜用スパッタリングターゲット |
WO2018211792A1 (ja) * | 2017-05-15 | 2018-11-22 | 三井金属鉱業株式会社 | 透明導電膜用スパッタリングターゲット |
-
2003
- 2003-10-28 JP JP2003367945A patent/JP2005135649A/ja active Pending
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007058248A1 (ja) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 半導体薄膜、及びその製造方法、並びに薄膜トランジスタ |
JPWO2007058248A1 (ja) * | 2005-11-18 | 2009-05-07 | 出光興産株式会社 | 半導体薄膜、及びその製造方法、並びに薄膜トランジスタ |
JP2007176706A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-12 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 酸化物焼結体及びその製造方法並びにスパッタリングターゲット及び透明導電膜 |
CN100551871C (zh) * | 2005-12-26 | 2009-10-21 | 三井金属矿业株式会社 | 氧化物烧结体及其制造方法,以及溅射靶及透明导电膜 |
JP2007238365A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 酸化物焼結体及びその製造方法並びにスパッタリングターゲット及び透明導電膜 |
WO2007114429A1 (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 酸化インジウム系透明導電膜及びその製造方法 |
US7754110B2 (en) | 2006-03-31 | 2010-07-13 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Indium-oxide-based transparent conductive film and method for producing the film |
WO2008123420A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 酸化インジウム系透明導電膜の製造方法 |
WO2009044896A1 (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-09 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 酸化インジウム系透明導電膜の製造方法 |
WO2009044897A1 (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-09 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 酸化インジウム系透明導電膜及びその製造方法 |
WO2009044898A1 (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-09 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 酸化インジウム系透明導電膜及びその製造方法 |
JP5348132B2 (ja) * | 2008-04-16 | 2013-11-20 | 住友金属鉱山株式会社 | 薄膜トランジスタ型基板、薄膜トランジスタ型液晶表示装置および薄膜トランジスタ型基板の製造方法 |
JP2014007100A (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-16 | Geomatec Co Ltd | 透明導電膜及びその製造方法 |
JP6419397B1 (ja) * | 2017-05-15 | 2018-11-07 | 三井金属鉱業株式会社 | 透明導電膜用スパッタリングターゲット |
WO2018211793A1 (ja) * | 2017-05-15 | 2018-11-22 | 三井金属鉱業株式会社 | 透明導電膜用スパッタリングターゲット |
WO2018211792A1 (ja) * | 2017-05-15 | 2018-11-22 | 三井金属鉱業株式会社 | 透明導電膜用スパッタリングターゲット |
JP6453528B1 (ja) * | 2017-05-15 | 2019-01-16 | 三井金属鉱業株式会社 | 透明導電膜用スパッタリングターゲット |
JP2019039074A (ja) * | 2017-05-15 | 2019-03-14 | 三井金属鉱業株式会社 | 透明導電膜用スパッタリングターゲット |
KR20190127826A (ko) * | 2017-05-15 | 2019-11-13 | 미쓰이금속광업주식회사 | 투명 도전막용 스퍼터링 타깃 |
KR20190134779A (ko) * | 2017-05-15 | 2019-12-04 | 미쓰이금속광업주식회사 | 투명 도전막용 스퍼터링 타깃 |
CN110546299A (zh) * | 2017-05-15 | 2019-12-06 | 三井金属矿业株式会社 | 透明导电膜用溅射靶 |
TWI710650B (zh) * | 2017-05-15 | 2020-11-21 | 日商三井金屬鑛業股份有限公司 | 透明導電膜用濺鍍靶 |
KR102268160B1 (ko) * | 2017-05-15 | 2021-06-21 | 미쓰이금속광업주식회사 | 투명 도전막용 스퍼터링 타깃 |
KR102308510B1 (ko) * | 2017-05-15 | 2021-10-06 | 미쓰이금속광업주식회사 | 투명 도전막용 스퍼터링 타깃 |
CN110546299B (zh) * | 2017-05-15 | 2022-09-30 | 三井金属矿业株式会社 | 透明导电膜用溅射靶 |
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