JPH01287264A - 透明導電膜製造方法 - Google Patents

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、最近の映像機器、ＯＡ機器等に用いられるＩ
ＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　　Ｔｉｎ　　０ｘｉｄｅ）の透明
導電膜の製造方法に関するものである。

従来の技術 ＩＴＯの透明導電膜の製造方法としては、種々の方法が
あるが、製膜速度の大きいスパッタリング法が最近の主
流である。スパッタリング法を用いた従来の透明導電膜
の製造方法について以下に簡単に説明する。第３図に示
したスパッタリング装置の概略図において、真空チャン
バ１にはスパッタリングターゲット２を取り付けたカソ
ード３が電気絶縁物４を介して設置されている。基板５
はスパッタリングターゲット２に対向した状態で基板ホ
ルダ６に設置されている。スパッタ用電源１１からの電
力はカソード３と真空チャンバ１間に供給され、スパッ
タリングターゲット２と基板５の間でプラズマが発生す
る。また、真空チャンバ１には真空排気系７、真空計１
２、ガス導入系が設置されている。ガス導入系はアルゴ
ンカス導大系８と酸素カス導入系９からなり、それぞれ
ガス流量調整器１０．１０’が取り付けられている。

真空チャンバ内は真空排気系７で所定の真空度に調整さ
れており、そのときの真空度は真空計１２で測定されて
いる。ここで、ＩＴＯの透明導電膜を作製する場合に用
いられるスパッタリングターゲット２は、　ＩＴＯの焼
結ターゲットかインジウムとスズの合金ターゲットであ
る。焼結ターゲットを用いた場合では、アルゴンガスに
少量の酸素ガス（１０％以下）を混合し、合金ターゲッ
トを用いた場合では酸素ガスを数十％混合して製膜した
ときが最も膜質が良好であった。

発明が解決しようとする課題 ＩＴＯに導電性を持たせているのはスズがドナーとして
働いていることと、酸化インジウム中に酸素空孔が存在
するためである。酸素空孔を生じさせるためには、ＩＴ
Ｏ薄膜中の酸素■が酸化インジウム（１１２０３）の化
学量論的な酸素量より幾分少ない場合てあり、製膜中の
゛酸素量の制御が非常に重要である。ところが、酸素量
を精度良（制御しても、特にＩＴＯの焼結ターゲットを
用いた場合、ターゲットの充填率か最高でも９５％程度
であり、残り５％程度のターゲットのボイド中に含まれ
ていた窒素カスを主成分とする不純ガスが製膜したＩＴ
Ｏの膜中に取り込まれ、ＩＴＯの膜質を悪くしていた。

また、真空チャンバからの放出カス、微少なリークガス
の主成分も窒素である場合が多く、これらのガスもＩＴ
Ｏの膜質を悪くしていた。それ故、製膜したＩＴＯ膜の
歩どまりの向」二が達成できなかった。

本発明は上記問題点に鑑み、ＩＴＯの透明導電膜を高い
歩とまりで製造する方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明の透明導電膜製造方法は、真空チャンバに取り付
けた四重桶型質量分析計で測定する真空チャンバ内の酸
素ガス強度Ｉｏと窒素ガス強度Ｉｎの比率Ｉｎ／ｌｏの
値が所定の値以下の場合に透明導電膜を作製するもので
、カソードに供給する電力あるいは真空チャンバ内に導
入するガス組成を四重桶型質量分析計の測定データをフ
ィードバックして変化させ、製膜を行うものである。

作用 上記構成によれば、ＩＴＯの透明導電膜を作製する場合
に、膜質に悪影響を及ぼす窒素ガスが所定の値以下の時
のみ製膜を行うので良好な膜質の透明導電膜が常に安定
して製膜される。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の透明導電膜製造方法に用いるスパッタ
リング装置の構成図である。なお、従来例と共通する部
分には同一の番号を付けである。

真空チャンバ１にはスパッタリングターゲット２を取り
付けたカソード３が電気絶縁物４を介して設置されてい
る。基板５はスパッタリングターゲット２に対向した状
態で基板ホルダ６に設置されている。スパッタ用電源１
１からの電力はカソード３と真空チャンバ１間に供給さ
れ、スパッタリングターゲット２と基板５の間でプラズ
マが発生ずる。また、真空チャンバ１には真空排気系７
、真空計１２、四重桶型質量分析計１３、ガス導入系が
設置されている。ガス導入系はアルゴンガス導入系８と
酸素ガス導入系９からなり、それぞれカス流量調整器１
０．１０′が取り付けられ、酸素ガス導入系にはさらに
微少流量調整器１５が加えられている。真空チャンバ１
内は真空排気系７で所定の真空度に調整されており、そ
のときの真空度は真空計１２で、ガス組成は四重桶型質
量分析系１３で測定されている。ここで、真空計１２、
四重桶型質量分析系１３の演算部１４からの出力信号は
製膜制御機１６に入力され、製膜制御信号が電源１１、
微少流量調整器１５へ送られるようになっている。

第２図は本発明の透明導電膜製造方法における製膜制御
機１６での制御条件の一例を示した図であり、窒素ガス
強度Ｉｎと酸素ガス強度Ｉｏの比率Ｉｎ／ｌｏと真空チ
ャンバ１内に導入する酸素ガス濃度の関係を示している
。

本実施例による作用を、以下に述べる。

真空チャンバ１内はガス導入前に高真空に真空引きされ
、そのときの真空度は真空計１２でモニタされている。

所定の真空度に達したとき、アルゴンガスと酸素ガスの
スパッタガスが導入され、電源１１からスパッタに必要
な電力が供給され、カソード２と基板５の間にプラズマ
が発生する。

本実施例ではＩＴＯの焼結ターゲットのスパッタリング
ターゲット２を用いており、プラズマによってスパッタ
リングターゲット２がスパッタされると、ターゲット表
面からインジウム、スズ、酸素およびスパッタリングタ
ーゲット２中のボイドに含まれていた窒素を主成分とす
る不純ガスが主に原子状態で出てくる。

ここで、真空チャンバ１内に存在するガス中の窒素ガス
濃度がある値を超えるとＩＴＯの膜質か悪化した。窒素
ガスを皆無にすることは不可能であり、ある濃度以下で
はＩＴＯの膜質に殆ど影響を与えないことが分かったの
で、ＩＴＯを製膜するときの窒素ガス量を酸素ガス量と
同時に四重桶型′・−量分析計１３で測定し、窒素ガス
強度と酸素ガス強度の比率が第２図に示した値以下にな
るように製膜制御機１６て導入ガス量と供給電力の調整
を行う。この調整方法に付いて簡単に以下に述べる。供
給電力については、電力が小さいと励起エネルギの小さ
な窒素ガスが比較的多く放出されるので、放電の開始後
、一定時間内は小さな電力で窒素ガスをスパッタリング
ターゲット２から放出させる。なお、この時間内では製
膜は行わない。

次に、次第に電力を増加させ、窒素ガス強度と酸素ガス
強度の比率が所定の値（第２図に示した値）以下になっ
たとき製膜を行う。ここで、上記の供給電力調整に加え
、真空チャンバ１内に導入する酸素ガスの量も微調整し
、窒素ガス濃度が所定の値を超えないようにしている。

また、アルゴンガス中の酸素ガス濃度が増加すると、製
膜速度が低下するので、その場合には供給電力を増加さ
せて製膜速度の低下を防く。この様なガス流量と供給電
力の調整は製膜制御機内のフィードバック機構で処理さ
れており、常に安定した製膜が行われる。

次に、インジウムとスズの合金ターゲットを用いた場合
、上記の焼結ターゲットを用いた場合よりも真空チャン
バ内に導入する酸素ガス量が多いのみで基本的には同様
であり、同様の制御で安定した製膜が可能である。

発明の効果 本発明の透明導電膜製造方法は、製膜における不純ガス
である窒素ガスの影響を受けない状態てＩＴＯの透明導
電膜を常に安定して製膜てきるので、製品の歩どまりが
向上する。また、製膜条件の制御を自動で行うので、製
膜のメンテナンスフリー化、省力化に大きな効果が期待
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の透明導電膜製造方法で用い
る製膜装置の構成図、第２図は同製造方法におけるガス
組成の制御条件を示す図、第３図は従来の透明導電膜製
造方法における製膜装置の構成図である。 １３・・・・四重種型質量分析機、１４・・・・演算部
、１５・・・・微少流量調整器　、　１６・・・・製膜
制御機。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ばか１名寵×、４榔
／β菖可喜太 区 Ｃぐ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空チャンバ、真空排気系、ガス導入系及び電源
   等を具備した薄膜製造装置を用い、前記真空チャンバに
   取り付けた四重極型質量分析計で測定する前記真空チャ
   ンバ内の酸素ガス強度Ｉｏと窒素ガス強度Ｉｎの比率Ｉ
   ｎ／Ｉｏが所定の値以下の場合に透明導電膜を作製する
   透明導電膜製造方法。
2. （２）四重極型質量分析計で測定する酸素ガス強度Ｉｏ
   と窒素ガス強度Ｉｎの比率Ｉｎ／Ｉｏの値が所定の値以
   下になる様に電源からの供給電力を調節する請求項１記
   載の透明導電膜製造方法。
3. （３）四重極型質量分析計で測定する酸素ガス強度Ｉｏ
   と窒素ガス強度Ｉｎの比率Ｉｎ／Ｉｏの値が所定の値以
   下になる様に真空チャンバ内に導入するガス組成を変化
   させる請求項１記載の透明導電膜製造方法。