JP2545306B2 - ＺｎＯ透明導電膜の製造方法 - Google Patents
ＺｎＯ透明導電膜の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＺｎＯ透明導電膜の製
造方法に関する。
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】タッチスイッチ、液晶表示素子、ＥＬ素
子等に用いられる透明導電膜としては、従来、ＩＴＯ膜
として知られている酸化インジウム−酸化錫系透明導電
膜が一般に用いられている。しかしながら、このＩＴＯ
膜は、原料のインジウムが希少金属であるため資源的な
問題から高価であり、また２５０〜６００℃程度の高温
処理が必要であるため、エネルギー消費量が多く、製造
コストが高いという問題があった。
子等に用いられる透明導電膜としては、従来、ＩＴＯ膜
として知られている酸化インジウム−酸化錫系透明導電
膜が一般に用いられている。しかしながら、このＩＴＯ
膜は、原料のインジウムが希少金属であるため資源的な
問題から高価であり、また２５０〜６００℃程度の高温
処理が必要であるため、エネルギー消費量が多く、製造
コストが高いという問題があった。
【０００３】一方、薄膜太陽電池の透明導電膜として
は、従来、ＳｎＯ2 が広範に使用されている。しかしな
がら、その成膜温度が高く、代表的には約５００℃であ
るため、エネルギー消費量が多いという問題や、基板の
耐熱性の面等からＳｎＯ2 薄膜の用途が著しく制限され
るという難点がある。例えば、ガラス基板の表面にＳｎ
Ｏ2 薄膜を成膜する場合、前もってＳｉＯ2 膜を成膜
し、この上にＳｎＯ2 膜を成膜しており、その処理が繁
煩になる。
は、従来、ＳｎＯ2 が広範に使用されている。しかしな
がら、その成膜温度が高く、代表的には約５００℃であ
るため、エネルギー消費量が多いという問題や、基板の
耐熱性の面等からＳｎＯ2 薄膜の用途が著しく制限され
るという難点がある。例えば、ガラス基板の表面にＳｎ
Ｏ2 薄膜を成膜する場合、前もってＳｉＯ2 膜を成膜
し、この上にＳｎＯ2 膜を成膜しており、その処理が繁
煩になる。
【０００４】最近、ＺｎＯが透明電極、アモルファス・
シリコンやＣｕＩｎＳｅ2 の太陽電池の非反射性皮膜な
どとしてより適切であると認識され始めている。従来、
ＺｎＯ透明導電膜の製造方法としては、一般にスパッタ
リング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法が知ら
れており、また化学気相成長法やその他の膜形成技術に
よって製造することも知られている（特開昭６２−１５
４４１１号公報参照）。
シリコンやＣｕＩｎＳｅ2 の太陽電池の非反射性皮膜な
どとしてより適切であると認識され始めている。従来、
ＺｎＯ透明導電膜の製造方法としては、一般にスパッタ
リング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法が知ら
れており、また化学気相成長法やその他の膜形成技術に
よって製造することも知られている（特開昭６２−１５
４４１１号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の膜形成技術は、スパッタリング法を除いて成膜に高
温を要し、デバイスを作製する上において、高温でＺｎ
Ｏ薄膜の成膜を行うためデバイス性能を損なう恐れがあ
り、また前記したような高温成膜上の問題もあった。他
方、スパッタリング法で成膜を行った場合、条件によっ
て膜表面の形態を制御することができない。すなわち、
膜表面をテクスチャー構造（しぼ状もしくは凹凸状）に
することが困難である。ところで、例えば太陽電池の場
合、感光部表面のＺｎＯ薄膜がテクスチャー構造の表面
形態を有すると、光の散乱効果が期待でき、光路長を長
くすることによりデバイス性能を上げることが可能とな
る。従って、テクスチャー構造の表面形態を有するＺｎ
Ｏ薄膜の成膜技術の開発が望まれている。
来の膜形成技術は、スパッタリング法を除いて成膜に高
温を要し、デバイスを作製する上において、高温でＺｎ
Ｏ薄膜の成膜を行うためデバイス性能を損なう恐れがあ
り、また前記したような高温成膜上の問題もあった。他
方、スパッタリング法で成膜を行った場合、条件によっ
て膜表面の形態を制御することができない。すなわち、
膜表面をテクスチャー構造（しぼ状もしくは凹凸状）に
することが困難である。ところで、例えば太陽電池の場
合、感光部表面のＺｎＯ薄膜がテクスチャー構造の表面
形態を有すると、光の散乱効果が期待でき、光路長を長
くすることによりデバイス性能を上げることが可能とな
る。従って、テクスチャー構造の表面形態を有するＺｎ
Ｏ薄膜の成膜技術の開発が望まれている。
【０００６】本発明は、前記の事情に鑑みなされたもの
で、低温成膜が可能で、しかも条件によって膜表面の形
態を所望に応じて制御することができるＺｎＯ透明導電
膜の製造方法を提供することを目的とするものである。
で、低温成膜が可能で、しかも条件によって膜表面の形
態を所望に応じて制御することができるＺｎＯ透明導電
膜の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によれば、化学的気相堆積法により基板上に
ＺｎＯ透明導電膜を形成するに際し、減圧した真空チャ
ンバー内に純水とジメチル亜鉛又はジエチル亜鉛の有機
金属材料とをそれぞれキャリアーガスにより供給してガ
ス圧力を１〜３０Ｔｏｒｒに調整すると共に、ジボラン
又はホウ素もしくはアルミニウムを含む有機化合物を真
空チャンバー内に供給し、真空チャンバー内に配置され
た基板に２５４ｎｍ以下の波長の紫外光を当該基板上で
１ｍＷ／ｃｍ２以上消費させるように照射すると共に、
基板を所定の温度に加熱しながら上記ガス圧力下で成膜
を行なうことを特徴とするＺｎＯ透明導電膜の製造方法
が提供される。
に、本発明によれば、化学的気相堆積法により基板上に
ＺｎＯ透明導電膜を形成するに際し、減圧した真空チャ
ンバー内に純水とジメチル亜鉛又はジエチル亜鉛の有機
金属材料とをそれぞれキャリアーガスにより供給してガ
ス圧力を１〜３０Ｔｏｒｒに調整すると共に、ジボラン
又はホウ素もしくはアルミニウムを含む有機化合物を真
空チャンバー内に供給し、真空チャンバー内に配置され
た基板に２５４ｎｍ以下の波長の紫外光を当該基板上で
１ｍＷ／ｃｍ２以上消費させるように照射すると共に、
基板を所定の温度に加熱しながら上記ガス圧力下で成膜
を行なうことを特徴とするＺｎＯ透明導電膜の製造方法
が提供される。
【０００８】本発明者らの研究によると、化学的気相堆
積法により基板上にＺｎＯ透明導電膜を形成するに当っ
て、反応ガスとしてジメチル亜鉛又はジェチル亜鉛の有
機金属材料及び純粋を用い、またドーパントとしてジボ
ラン又はほう素もしくはアルミニウムを含む有機化合物
を用い、１〜３０Ｔｏｒｒの減圧下で、基板に２５４ｎ
ｍ以下の波長の紫外光を当該基板上で１ｍＷ／ｃｍ２以
上消費させるように照射しながら成膜を行うと、１５０
℃程度の低温でテクスチャー構造（しぼ状もしくは凹凸
状）の表面形態を有する低い抵抗率のＺｎＯ透明導電膜
を成膜し得ることが見い出された。
積法により基板上にＺｎＯ透明導電膜を形成するに当っ
て、反応ガスとしてジメチル亜鉛又はジェチル亜鉛の有
機金属材料及び純粋を用い、またドーパントとしてジボ
ラン又はほう素もしくはアルミニウムを含む有機化合物
を用い、１〜３０Ｔｏｒｒの減圧下で、基板に２５４ｎ
ｍ以下の波長の紫外光を当該基板上で１ｍＷ／ｃｍ２以
上消費させるように照射しながら成膜を行うと、１５０
℃程度の低温でテクスチャー構造（しぼ状もしくは凹凸
状）の表面形態を有する低い抵抗率のＺｎＯ透明導電膜
を成膜し得ることが見い出された。
【０００９】すなわち、まず真空チャンバー内を減圧空
間とし、チャンバー内に配置される基板を所定温度（好
適には３００℃以下）に加熱し、さらにチャンバー内に
純水とジメチル亜鉛又はジエチル亜鉛の有機金属材料と
をそれぞれキャリアーガスにより供給してガス圧力を１
〜３０Ｔｏｒｒに調整すると共に、ジボラン又はホウ素
もしくはアルミニウムを含む有機化合物を真空チャンバ
ー内に供給し、真空チャンバー内に配置された基板に２
５４ｎｍ以下の波長の紫外光を当該基板上で１ｍＷ／ｃ
ｍ２以上消費させるように照射すると共に、基板を所定
の温度に加熱しながら上記ガス圧力下で成膜を行なう
（ＭＯＣＶＤ法）と、１５０℃内外の低温でテクスチャ
ー構造のＺｎＯ透明薄膜が得られる。この際、ＺｎＯ薄
膜の表面形態は成長温度に強く依存する。種々の基板温
度で堆積したＺｎＯ薄膜の走査型電子顕微鏡写真による
観察によれば、１５０℃の成長温度において膜表面は約
０．５μｍの代表的サイズを有するテトラポット状乃至
折曲枝状の表面形態を呈し、２１０℃近辺の成長温度に
なると太さ及び長さ共に大きくなるが、さらに高温の２
７０℃近辺あるいはさらに低温の１２０℃近辺になると
上記テトラポット状乃至折曲枝状形態が破断された短繊
維乃至散点状の凹凸表面形態を呈し、そのサイズも減少
する。これらの結果は、Ｘ線回折測定の結果とよく合致
している。従って、主として基板温度を調整することに
より、形成されるＺｎＯ薄膜の膜表面形態を制御するこ
とができる。また、得られるＺｎＯ薄膜は４００〜１４
００ｎｍあるいはそれ以上の広い波長範囲で良好な透明
度を有する。
間とし、チャンバー内に配置される基板を所定温度（好
適には３００℃以下）に加熱し、さらにチャンバー内に
純水とジメチル亜鉛又はジエチル亜鉛の有機金属材料と
をそれぞれキャリアーガスにより供給してガス圧力を１
〜３０Ｔｏｒｒに調整すると共に、ジボラン又はホウ素
もしくはアルミニウムを含む有機化合物を真空チャンバ
ー内に供給し、真空チャンバー内に配置された基板に２
５４ｎｍ以下の波長の紫外光を当該基板上で１ｍＷ／ｃ
ｍ２以上消費させるように照射すると共に、基板を所定
の温度に加熱しながら上記ガス圧力下で成膜を行なう
（ＭＯＣＶＤ法）と、１５０℃内外の低温でテクスチャ
ー構造のＺｎＯ透明薄膜が得られる。この際、ＺｎＯ薄
膜の表面形態は成長温度に強く依存する。種々の基板温
度で堆積したＺｎＯ薄膜の走査型電子顕微鏡写真による
観察によれば、１５０℃の成長温度において膜表面は約
０．５μｍの代表的サイズを有するテトラポット状乃至
折曲枝状の表面形態を呈し、２１０℃近辺の成長温度に
なると太さ及び長さ共に大きくなるが、さらに高温の２
７０℃近辺あるいはさらに低温の１２０℃近辺になると
上記テトラポット状乃至折曲枝状形態が破断された短繊
維乃至散点状の凹凸表面形態を呈し、そのサイズも減少
する。これらの結果は、Ｘ線回折測定の結果とよく合致
している。従って、主として基板温度を調整することに
より、形成されるＺｎＯ薄膜の膜表面形態を制御するこ
とができる。また、得られるＺｎＯ薄膜は４００〜１４
００ｎｍあるいはそれ以上の広い波長範囲で良好な透明
度を有する。
【００１０】さらに本発明者らの研究によると、ＺｎＯ
薄膜成長時の基板への紫外線照射は、電子移動度を改善
するのに極めて有効であることが見い出された。すなわ
ち、前記ＭＯＣＶＤ法において真空チャンバー内に配置
された基板に紫外光を照射しながら成膜を行う（光−Ｍ
ＯＣＶＤ法）ことにより、電子移動度が高くなり、従っ
てより抵抗率の低い、さらに良好な特性を有するＺｎＯ
透明導電膜が得られる。例えば、この光−ＭＯＣＶＤ法
により得られた２．４μｍの膜厚のＺｎＯ薄膜につい
て、２．７Ω／□程度の低いシート抵抗率が得られた。
また、得られたＺｎＯ薄膜を用いてアモルファスシリコ
ン太陽電池を作製したところ、良好な変換効率が得られ
た。この光−ＭＯＣＶＤ法で用いる紫外光は、２５４ｎ
ｍ以下の波長の光で、基板上で１ｍＷ／ｃｍ2 以上消費
させることが望ましい。紫外光の光源としては、低圧水
銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドラ
ンプ、重水素ランプなど、あるいはさらにエキシマレー
ザ光なども用いることができる。
薄膜成長時の基板への紫外線照射は、電子移動度を改善
するのに極めて有効であることが見い出された。すなわ
ち、前記ＭＯＣＶＤ法において真空チャンバー内に配置
された基板に紫外光を照射しながら成膜を行う（光−Ｍ
ＯＣＶＤ法）ことにより、電子移動度が高くなり、従っ
てより抵抗率の低い、さらに良好な特性を有するＺｎＯ
透明導電膜が得られる。例えば、この光−ＭＯＣＶＤ法
により得られた２．４μｍの膜厚のＺｎＯ薄膜につい
て、２．７Ω／□程度の低いシート抵抗率が得られた。
また、得られたＺｎＯ薄膜を用いてアモルファスシリコ
ン太陽電池を作製したところ、良好な変換効率が得られ
た。この光−ＭＯＣＶＤ法で用いる紫外光は、２５４ｎ
ｍ以下の波長の光で、基板上で１ｍＷ／ｃｍ2 以上消費
させることが望ましい。紫外光の光源としては、低圧水
銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドラ
ンプ、重水素ランプなど、あるいはさらにエキシマレー
ザ光なども用いることができる。
【００１１】本発明に係る前記ＭＯＣＶＤ法及び光−Ｍ
ＯＣＶＤ法において、真空チャンバー内の圧力は１〜３
０Ｔｏｒｒが好ましい。１Ｔｏｒｒ未満であれば、成膜
速度が遅くなり、また得られるＺｎＯ薄膜の電気的特性
が低下し、さらにテクスチャー構造の膜表面形態が得に
くいので好ましくない。一方、３０Ｔｏｒｒを越えて圧
力が高くなりすぎると、膜質がパウダー状となり、電気
的特性が悪くなるので好ましくない。
ＯＣＶＤ法において、真空チャンバー内の圧力は１〜３
０Ｔｏｒｒが好ましい。１Ｔｏｒｒ未満であれば、成膜
速度が遅くなり、また得られるＺｎＯ薄膜の電気的特性
が低下し、さらにテクスチャー構造の膜表面形態が得に
くいので好ましくない。一方、３０Ｔｏｒｒを越えて圧
力が高くなりすぎると、膜質がパウダー状となり、電気
的特性が悪くなるので好ましくない。
【００１２】本発明のＭＯＣＶＤ法及び光−ＭＯＣＶＤ
法に用いる前記Ｚｎの有機金属材料としては、ジメチル
亜鉛［Ｚｎ（ＣＨ3 ）2 ］、ジエチル亜鉛［Ｚｎ（Ｃ2
Ｈ5 ）2 ］が安価で、工業的に有利に使用できる。一
方、得られるＺｎＯ薄膜の電子電導性を上げるためにド
ーピング元素（Ｂ、Ａｌ）導入用に使用される材料とし
ては、Ｂについてはトリメチルボロン、トリエチルボロ
ン、ジボラン、Ａｌについてはトリエチルアルミニウ
ム、トリイソブチルアルミニウム、ジメチルアルミニウ
ムハイドライドが使用できる。上記有機化合物は全て紫
外線による反応性を有する。
法に用いる前記Ｚｎの有機金属材料としては、ジメチル
亜鉛［Ｚｎ（ＣＨ3 ）2 ］、ジエチル亜鉛［Ｚｎ（Ｃ2
Ｈ5 ）2 ］が安価で、工業的に有利に使用できる。一
方、得られるＺｎＯ薄膜の電子電導性を上げるためにド
ーピング元素（Ｂ、Ａｌ）導入用に使用される材料とし
ては、Ｂについてはトリメチルボロン、トリエチルボロ
ン、ジボラン、Ａｌについてはトリエチルアルミニウ
ム、トリイソブチルアルミニウム、ジメチルアルミニウ
ムハイドライドが使用できる。上記有機化合物は全て紫
外線による反応性を有する。
【００１３】
【実 施 例】以下、実施例を示して本発明についてさ
らに具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定さ
れるものでないことはもとよりであり、当業者にとって
本発明の要旨の範囲内で種々の変更を行ない得ることは
容易に理解し得るであろう。
らに具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定さ
れるものでないことはもとよりであり、当業者にとって
本発明の要旨の範囲内で種々の変更を行ない得ることは
容易に理解し得るであろう。
【００１４】使用装置：本実施例に用いたＭＯＣＶＤ装
置の概略図を図１に示す。反応に用いるジエチル亜鉛
（以下、ＤＥＺｎと略す）と超純水は、純化装置（図示
せず）を通したＡｒガスをキャリアーガスとして、ステ
ンレス製のチューブを用いて、バブラー８，９から、真
空チャンバー１内に水平に配置された基板２に対し垂直
方向に、別々のチューブ６，７より供給される。ホウ素
ドーピング用のＢ2 Ｈ6 ガス（濃度１％：水素希釈）
は、ＤＥＺｎと同一のチューブ６から供給される。真空
チャンバー１の基板２上部の壁には合成石英製の窓５が
設けられており、ここから紫外光灯４（低圧水銀灯）か
らの紫外光が照射されるようになっている。基板２はヒ
ーター３の上に設置されている。バブラー８，９から真
空チャンバー１までのステンレス製チューブ６，７とチ
ャンバー部分にはガス供給時の加熱のためにヒーター
（図示せず）が巻かれている。尚、１０，１１はマスフ
ロー・コントローラーである。
置の概略図を図１に示す。反応に用いるジエチル亜鉛
（以下、ＤＥＺｎと略す）と超純水は、純化装置（図示
せず）を通したＡｒガスをキャリアーガスとして、ステ
ンレス製のチューブを用いて、バブラー８，９から、真
空チャンバー１内に水平に配置された基板２に対し垂直
方向に、別々のチューブ６，７より供給される。ホウ素
ドーピング用のＢ2 Ｈ6 ガス（濃度１％：水素希釈）
は、ＤＥＺｎと同一のチューブ６から供給される。真空
チャンバー１の基板２上部の壁には合成石英製の窓５が
設けられており、ここから紫外光灯４（低圧水銀灯）か
らの紫外光が照射されるようになっている。基板２はヒ
ーター３の上に設置されている。バブラー８，９から真
空チャンバー１までのステンレス製チューブ６，７とチ
ャンバー部分にはガス供給時の加熱のためにヒーター
（図示せず）が巻かれている。尚、１０，１１はマスフ
ロー・コントローラーである。
【００１５】基板：基板としては、４×４ｃｍの７０５
９コーニングガラスを使用した。これを、トリクロルエ
チレン、アセトン、メタノール、純水の順に１０分間ず
つ超音波洗浄して成膜に用いた。
９コーニングガラスを使用した。これを、トリクロルエ
チレン、アセトン、メタノール、純水の順に１０分間ず
つ超音波洗浄して成膜に用いた。
【００１６】操作手順：操作は以下の手順で行った。ま
ず、基板２を真空チャンバー１内のヒーター３上に設置
し、真空チャンバー１内をロータリーポンプで真空に排
気する。基板温度とバブラー８，９が所定の温度になっ
たら、キャリアーガスを流し、ニードルバルブを調整し
てバブラー内を１気圧（この圧力は任意に設定できる）
にする。次に、所定のＨ2 Ｏを含んだアルゴンガスのみ
を真空チャンバー１内に導入し、チャンバー内が所定の
圧力になったところで紫外光灯４から基板２に向けて紫
外光を照射し、ＤＥＺｎとＢ2 Ｈ6 を導入してＺｎＯ薄
膜の作製を行った。
ず、基板２を真空チャンバー１内のヒーター３上に設置
し、真空チャンバー１内をロータリーポンプで真空に排
気する。基板温度とバブラー８，９が所定の温度になっ
たら、キャリアーガスを流し、ニードルバルブを調整し
てバブラー内を１気圧（この圧力は任意に設定できる）
にする。次に、所定のＨ2 Ｏを含んだアルゴンガスのみ
を真空チャンバー１内に導入し、チャンバー内が所定の
圧力になったところで紫外光灯４から基板２に向けて紫
外光を照射し、ＤＥＺｎとＢ2 Ｈ6 を導入してＺｎＯ薄
膜の作製を行った。
【００１７】実施条件：ＺｎＯ薄膜の作製は以下の条件
で行った。 ＤＥＺｎのバブラー８内圧力：７６０Ｔｏｒｒ（１気
圧） ＤＥＺｎのバブラー温度：２７℃（一定） Ｈ2 Ｏのバブラー９内圧力：７６０Ｔｏｒｒ（１気圧） Ｈ2 Ｏのバブラー温度：３７℃（一定） キャリアーガス流量：１０ｓｃｃｍ 成長時間：６０分 基板温度：１５０℃ 真空チャンバー内圧力：６Ｔｏｒｒ ＤＥＺｎ流量：１０．４μｍｏｌ／ｍｉｎ Ｈ2 Ｏ流量：２６．８μｍｏｌ／ｍｉｎ Ｂ2 Ｈ6 流量：０〜０．７μｍｏｌ／ｍｉｎ 紫外光灯（低圧水銀灯）：１８４．９ｎｍ、２５３．７
ｎｍ
で行った。 ＤＥＺｎのバブラー８内圧力：７６０Ｔｏｒｒ（１気
圧） ＤＥＺｎのバブラー温度：２７℃（一定） Ｈ2 Ｏのバブラー９内圧力：７６０Ｔｏｒｒ（１気圧） Ｈ2 Ｏのバブラー温度：３７℃（一定） キャリアーガス流量：１０ｓｃｃｍ 成長時間：６０分 基板温度：１５０℃ 真空チャンバー内圧力：６Ｔｏｒｒ ＤＥＺｎ流量：１０．４μｍｏｌ／ｍｉｎ Ｈ2 Ｏ流量：２６．８μｍｏｌ／ｍｉｎ Ｂ2 Ｈ6 流量：０〜０．７μｍｏｌ／ｍｉｎ 紫外光灯（低圧水銀灯）：１８４．９ｎｍ、２５３．７
ｎｍ
【００１８】上記実施例において、紫外光を照射した場
合と照射しなかった場合のＢ2 Ｈ6 流量と成膜速度の関
係を図２に示す。図２から明らかなように、ＺｎＯ薄膜
の成膜速度は、紫外光を照射しなかった場合、Ｂ2 Ｈ6
流量に関係なくほぼ一定の値を示した。この傾向は、紫
外光を照射した場合にも同様にみられる。しかしなが
ら、紫外光を照射した場合は、照射しない場合に比べて
若干高い成膜速度を示した。
合と照射しなかった場合のＢ2 Ｈ6 流量と成膜速度の関
係を図２に示す。図２から明らかなように、ＺｎＯ薄膜
の成膜速度は、紫外光を照射しなかった場合、Ｂ2 Ｈ6
流量に関係なくほぼ一定の値を示した。この傾向は、紫
外光を照射した場合にも同様にみられる。しかしなが
ら、紫外光を照射した場合は、照射しない場合に比べて
若干高い成膜速度を示した。
【００１９】また、紫外光を照射した場合と照射しなか
った場合のＢ2 Ｈ6 流量と抵抗率、移動度及びキャリア
濃度との関係を図３に示す。図３から明らかなように、
紫外光の照射により、抵抗率は約一桁低い値となり、移
動度は約２倍〜約３倍となり、またキャリア濃度は若干
上昇した。従って、紫外光の照射は電子移動度を高め、
抵抗率を下げるのに極めて有効であることがわかる。
った場合のＢ2 Ｈ6 流量と抵抗率、移動度及びキャリア
濃度との関係を図３に示す。図３から明らかなように、
紫外光の照射により、抵抗率は約一桁低い値となり、移
動度は約２倍〜約３倍となり、またキャリア濃度は若干
上昇した。従って、紫外光の照射は電子移動度を高め、
抵抗率を下げるのに極めて有効であることがわかる。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明の方法によれば、
ＭＯＣＶＤ法及び光−ＭＯＣＶＤ法のいずれによっても
かなりの低温で、ＺｎＯ透明導電膜の成膜が可能であ
る。また、テクスチャー構造の表面形態を有するＺｎＯ
透明導電膜を成膜することができ、条件、特に基板温度
を調整することにより、得られるＺｎＯ薄膜の表面形態
を制御することができる。このようにテクスチャー構造
の表面形態を有するＺｎＯ薄膜を成膜できることによ
り、例えばこれを太陽電池に応用した場合、光の散乱効
果が期待でき、光路長を長くしてデバイス性能を上げる
ことができる、などの利点が得られる。さらに、成膜時
に２５４ｎｍ以下の波長の紫外光を当該基板上で１ｍＷ
／ｃｍ２以上消費させるように照射することにより、電
子移動度を高め、ＺｎＯ薄膜の抵抗率を下げることがで
き、また成膜速度を若干向上できるなどの効果が得ら
れ、さらに良好な特性を有するＺｎＯ透明導電膜が得ら
れる。
ＭＯＣＶＤ法及び光−ＭＯＣＶＤ法のいずれによっても
かなりの低温で、ＺｎＯ透明導電膜の成膜が可能であ
る。また、テクスチャー構造の表面形態を有するＺｎＯ
透明導電膜を成膜することができ、条件、特に基板温度
を調整することにより、得られるＺｎＯ薄膜の表面形態
を制御することができる。このようにテクスチャー構造
の表面形態を有するＺｎＯ薄膜を成膜できることによ
り、例えばこれを太陽電池に応用した場合、光の散乱効
果が期待でき、光路長を長くしてデバイス性能を上げる
ことができる、などの利点が得られる。さらに、成膜時
に２５４ｎｍ以下の波長の紫外光を当該基板上で１ｍＷ
／ｃｍ２以上消費させるように照射することにより、電
子移動度を高め、ＺｎＯ薄膜の抵抗率を下げることがで
き、また成膜速度を若干向上できるなどの効果が得ら
れ、さらに良好な特性を有するＺｎＯ透明導電膜が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で用いたＭＯＣＶＤ装置の概略
図である。
図である。
【図２】紫外線を照射した場合と照射しなかった場合の
Ｂ2 Ｈ6流量と成膜速度との関係を示すグラフである。
Ｂ2 Ｈ6流量と成膜速度との関係を示すグラフである。
【図３】紫外線を照射した場合と照射しなかった場合の
Ｂ2 Ｈ6流量と抵抗率、移動度及びキャリアー濃度との
関係を示すグラフである。
Ｂ2 Ｈ6流量と抵抗率、移動度及びキャリアー濃度との
関係を示すグラフである。
１ 真空チャンバー、２ 基板、３ ヒーター、４ 紫
外光灯、５ 窓、６，７ステンレス製チューブ、８，９
バブラー、１０，１１ マスフロー・コントローラ
ー。
外光灯、５ 窓、６，７ステンレス製チューブ、８，９
バブラー、１０，１１ マスフロー・コントローラ
ー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 伸一郎 富山県黒部市三日市4020 (72)発明者 吉野 正浩 富山県黒部市天神新115 (56)参考文献 特開 昭62−7123（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−57145（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】 化学的気相堆積法により基板上にＺｎＯ
透明導電膜を形成するに際し、減圧した真空チャンバー
内に純水とジメチル亜鉛又はジエチル亜鉛の有機金属材
料とをそれぞれキャリアーガスにより供給してガス圧力
を１〜３０Ｔｏｒｒに調整すると共に、ジボラン又はホ
ウ素もしくはアルミニウムを含む有機化合物を真空チャ
ンバー内に供給し、真空チャンバー内に配置された基板
に２５４ｎｍ以下の波長の紫外光を当該基板上で１ｍＷ
／ｃｍ２以上消費させるように照射すると共に、基板を
所定の温度に加熱しながら上記ガス圧力下で成膜を行な
うことを特徴とするＺｎＯ透明導電膜の製造方法。 - 【請求項２】 前記有機化合物がジボラン、トリメチル
ボロン、トリエチレルボロン、又はＡｌの有機金属材料
であることを特徴とする請求項１記載の方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069455A JP2545306B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | ＺｎＯ透明導電膜の製造方法 |
| DE4207783A DE4207783A1 (de) | 1991-03-11 | 1992-03-11 | Verfahren zum herstellen einer transparenten leitfaehigen zno-duennschicht |
| US08/416,486 US5545443A (en) | 1991-03-11 | 1995-04-04 | Method for producing a transparent conductive ZnO film by incorporating a boron or aluminum containing material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069455A JP2545306B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | ＺｎＯ透明導電膜の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04280975A JPH04280975A (ja) | 1992-10-06 |
| JP2545306B2 true JP2545306B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=13403141
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|---|---|---|---|
| JP3069455A Expired - Lifetime JP2545306B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | ＺｎＯ透明導電膜の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5545443A (ja) |
| JP (1) | JP2545306B2 (ja) |
| DE (1) | DE4207783A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005081269A1 (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Kaneka Corporation | 透明導電膜を形成する方法と装置 |
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| US6606333B2 (en) * | 1998-07-10 | 2003-08-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor photonic device |
| DE19926958B4 (de) * | 1999-06-14 | 2008-07-31 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Lichtemissions-Halbleiterdiode auf der Basis von Ga (In, AL) P-Verbindungen mit ZnO-Fensterschicht |
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| US7871678B1 (en) | 2006-09-12 | 2011-01-18 | Novellus Systems, Inc. | Method of increasing the reactivity of a precursor in a cyclic deposition process |
| US7982127B2 (en) | 2006-12-29 | 2011-07-19 | Industrial Technology Research Institute | Thin film solar cell module of see-through type |
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| DE102007024986A1 (de) | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Temperaturstabile TCO-Schicht, Verfahren zur Herstellung und Anwendung |
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| CA2777687A1 (en) * | 2009-10-15 | 2011-04-21 | Arkema Inc. | Deposition of doped zno films on polymer substrates by uv-assisted chemical vapor deposition |
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| KR101881181B1 (ko) | 2010-11-04 | 2018-08-16 | 노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드 | 탄탈륨의 이온 유도 원자층 증착 |
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| CN105297072B (zh) * | 2015-10-26 | 2017-11-17 | 南开大学 | 一种含硒的ZnO光阳极及其制备方法和应用 |
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| JPH0682625B2 (ja) * | 1985-06-04 | 1994-10-19 | シーメンス ソーラー インダストリーズ，エル．ピー． | 酸化亜鉛膜の蒸着方法 |
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-
1991
- 1991-03-11 JP JP3069455A patent/JP2545306B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-03-11 DE DE4207783A patent/DE4207783A1/de active Granted
-
1995
- 1995-04-04 US US08/416,486 patent/US5545443A/en not_active Expired - Lifetime
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| WO2005081269A1 (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Kaneka Corporation | 透明導電膜を形成する方法と装置 |
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| DE4207783A1 (de) | 1992-09-17 |
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| DE4207783C2 (ja) | 1993-08-05 |
| US5545443A (en) | 1996-08-13 |
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