JPH0329216A - 透明電導膜の形成方法 - Google Patents
透明電導膜の形成方法Info
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- JPH0329216A JPH0329216A JP6844990A JP6844990A JPH0329216A JP H0329216 A JPH0329216 A JP H0329216A JP 6844990 A JP6844990 A JP 6844990A JP 6844990 A JP6844990 A JP 6844990A JP H0329216 A JPH0329216 A JP H0329216A
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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。
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、透明電導性被膜が形成された透明基板、及び
該透明電導性被膜のコーティング方法に関するものであ
る。 ［従来の技術］ 無機ガラスや有機物フィルムなどの透明基板にコーティ
ングされた ＩｎｉＯｓ ： Ｓｎ． Ｓｎｏ２： Ｆ
，Ｓｎｏｗ ： Ｓｂ，ＺｎＯ ： Ａｌなどの酸化物
透明電導膜は、液晶やＥＬなどの表示用デバイスの透明
電極として利用されており、その典型例が、錫を添加し
た酸化インジウム膜（ＩＴＯ）である。 一般にＩＴＯ薄膜は、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）法、
あるいは、ＤＣマグネトロンスバッタ沃によって成膜さ
れている。 ［発明の解決しようとする課題］ 一方、アーク放電による高密度プラズマは、かかる従来
のマグネトロンスパッタやイオンブレーティングに利用
されているグロー故電型プラズマに比べて、プラズマの
密度が５０〜１００倍高く、ガスの電離度は，数十％と
なり、イオン密度、電子密度、中性活性種密度も非常に
高い。このような高密度のプラズマ中の主に高密度の電
子流によって５蒸着原料を従来以上に効率よく加熱蒸発
させることが可能となり、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）
法、あるいは゛、ＤＣマグネトロンスパッタ法などのコ
ーティング方冫去と比較して、２〜５倍の高速或膜を実
現できる。さらに、蒸発したインジウム、酸素、アルゴ
ンの原子や分子の多くは、蒸着ハース上空の高密度プラ
ズマ領域を通り反応性の高いイオンや中性の活性種とな
る。その結果、基板上での反応性が高まり、比抵抗の低
い透明電導膜が、従来のＥＢ蒸着法やＤＣマグネトロン
スパッタリング法よりも高速の成膜速度で実現できると
いう特徴を有している。しかしながら、成膜されたＩＴ
Ｏ膜中にはｌｏ０００ｋｇｆ／ｃｍ”程度の大きな圧縮
応力が存在し、圧縮応力が５０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上
になると基板にソリが発生することもあり、カラーフィ
ルターを有する基板上にＩＴＯ膜を形成する場合には、
カラーフィルターが基板から剥離し、電導性基板として
使用できないという欠点を有していた． 又、従来、低比抵抗（ ２ Ｘ １０−’Ωｃｍ）のＩ
Ｔ０ ＋１！Ｊは、基板上での反応性、および結晶性を
高めるために、無機ガラス基板を３００〜４００℃に加
熱し、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）法、あるいは、ＤＣ
マグネトロンスバッタ法によって成膜されている．一方
、有機物を基板とする場合や？Ｍ品カラーディスプレー
の基板となるカラーフィルターを付けた無機ガラスにＩ
ＴＯをコーティングする場合にも、ＥＢ蒸着、あるいは
、ＤＣマグネトロンスバッタ法によって成膜されている
。しかし、これらの基板は、２００℃以上に加熱できな
いために、基板上でのインジウムと酸素の反応、結晶化
は十分に行なわれず、低比抵抗のＩＴＯ膜は、実現でき
なかった（≧４Ｘ １０−’Ωｃｍ） ，そのため、基
板加熱の代替手法として、イオンブレーティングなどの
プラズマを利用した活性化手法も用いられているが、Ｅ
Ｂ蒸着をベースとしたイオンブレーティングやマグネト
ロンスパッタリングは、いわゆるグロー放電を利用し、
プラズマを形成しているため、ガス、あるいは原料物質
の電離度は１％以下と低く、ＩＴＯなとの透明電導性酸
化物被膜を効率よく形成するのに必要な、化学的に活性
なイオン、中性活性種の数は十分ではない。そのため、
膜質の改善は多少なされるものの、基板を３００〜４０
０℃に加熱した場合のような、低比抵抗で透明な膜はで
きにくい。従って、低いシート抵抗を得るためには、膜
厚を厚くし、かつ透明性を得るために、成膜速度を非常
に遅くしなければならず、高温基板への成膜に比べても
、非常に長い成膜時間を要するという欠点を有していた
。 一方、大型、高解像度の液晶ディスプレーのカラー化が
進展するにつれて、高解像度、高透過率という観点から
透明電極の膜厚に制限が加えられ、更に大型化、応答速
度の観点から透明電極の低抵抗化が必要不可欠になって
おり、従来の低温成膜方法によるＩＴＯ薄膜では、これ
らの要求を満足するのは非常に困難であり、高性能カラ
ー液晶ディスプレー実現に際して大きな障害となってい
る． ［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされものであり
、雰囲気ガス圧が３．Ｏ ｘ １０−４Ｔｏｒｒ以上の
雰囲気中で，アーク放電によって発生したアーク放電プ
ラズマを透明電導膜形成用蒸着原料上に集束させること
によって該蒸着原料を蒸発させ、該蒸着原料の上方に配
置された基体上に透明電導膜を形成することを特徴とす
る透明電導膜の形成方法を提供するものである。 第１図及び第３図は、本発明の方法によって製膜するた
めに用いる装置の一例の基本的構成を示す模式図である
．第１図及び第３図は、被膜が形成される基体を固定し
た場合の例である。第４図は第３図のアーア断面図であ
る。 本発明においては、アーク放電によるプラズマを用いる
。かかるアーク放電プラズマは、アーク放電プラズマ流
発生源ｌとアノード（ハース）４の間で、プラズマ発生
用直流電源７を印加してアーク放電を行うことで生成さ
れる。 本発明のアーク放電型高密度プラズマの形成方法として
は、密度の非常に高いプラズマを発生できるアーク放電
を利用したプラズマ発生源ｌを用いるのが好ましい。 かかるアーク放電プラズマ発生源ｌとしては、複合陰極
型プラズマ発生装置、又は、圧力勾配型プラズマ発生装
置、又は両者を組み合わせたプラズマ発生装置が好まし
い。このようなプラズマ発生装置については、真空第２
５巻第１０号（ １９８２年発行》に記載されている。 複合陰極型プラズマ発生装置とは、熱容量の小さい補助
陰極と、ＬａＢａからなる主陰極とを有し、該補助陰極
に初期放電を集中させ、それを利用して主陰極ＬａＢｓ
を加熱し、主陰極１ａＢｓが最終陰極としてアーク放電
を行うようにしたプラズマ発生装置である．例えば第２
図のような装置が挙げられる。補助陰極としてはＷ，Ｔ
ａ．Ｍｏなどの高融点金属のコイル又はバイブ状のもの
が挙げられる． このような複合陰極型プラズマ発生装置においては、熱
容量の小さな補助陰極５２を集中的に初期放電で加熱し
、初期陰極として動作させ、間接的にＬａｖｇの主陰極
５ｌを加熱し、最終的にはＬａＢｇの主陰極５ｌによる
アーク放電へと移行させる方式であるので、補助陰極５
２が２５００℃以上の高温になって寿命に影響する以前
にＬａＢａの主陰極５１が１５００℃〜１８００℃に加
熱され、大電子流放出可能になり、補助陰極５２のそれ
以上の温度上昇が避けられるという点が大きな利点であ
る。 又、圧力勾配型プラズマ発生装置とは、陰極と陽極の間
に中間電極を介在させ、陰極領域をＩ Ｔｏｒｒ程度に
、そして陽極領域を１０−４Ｔｏｒｒ程度に保って放電
を行うものであり、陽極領域からのイオン逆流による陰
極の損傷がない上に、中間電極のない放電形式のものと
比較して、放電電子流をつくりだすためのキャリアガス
のガス効率が飛躍的に高く、大電流放電が可能であると
いう利点を有している。 複合陰極型プラズマ発生装置と、圧力勾配型プラズマ発
生装置とは、それぞれ上記のような利点を有しており、
両者を組み合わせたブラズマ発生装置、即ち、陰極とし
て複合陰極を用いると共に中間電極も配したプラズマ発
生装置は、上記利点を同時に得ることができるので本発
明のアーク放電プラズマ発生源１として大変好ましい。 第３図にはアーク放電プラズマ発生源１として、第２図
に示したような複合陰極２ｌと、環状永久磁石を含む第
１中間電極２２、空芯コイルを含む第２中間電極を有す
る第２中間電極２３を有するものを用いた場合を示した
。 また、蒸着チャンバー１０の構成としては、第１図を例
にとって説明すると、空芯コイル２によって、アーク放
電プラズマ発生源の軸方向に６Ｒ場を形成し、その際形
成する磁場の向きはガンの出力方向とする。さらに、ア
ーク放電プラズマ発生源の軸を中心とし目的とする蒸着
基板６と反対側に蒸着原料３と蒸着ハース（アノード）
４を配置する。また、プラズマ流をハース４方向に曲げ
る目的一で蒸着ハース４の直下に磁石５を配置する。こ
の場合、アーク放電ブラズマ発生源ｌから出た磁力線が
ハース上に効率よく集束させるために、ハース側からＳ
極、Ｎ極となるように磁石５を配置し、アーク放電プラ
ズマ発生源ｌに対して蒸着ハース４が正になるように電
圧７を印加して、プラズマ流の中の主に電子流によって
蒸着原料３を加熱蒸発させる。また、目的とする蒸着基
板６は蒸着ハース４と対向するように配置する．この時
蒸着基板を加熱ヒーター１１によって加熱してもよく、
また、直流、あるいはＲＦ電圧８を印加してもよい。 第３図の例を説明すると、アノード（ハース）４をプラ
ズマ発生源１の下方に位置するように配置し、空芯コイ
ル２によってプラズマ発生源ｌから発生したアーク放電
による高密度のプラズマ流を真空室１０に引き出す．さ
らに、弓き出したプラズマをシート状にするために、対
の永久磁石１５をＮ極面を対向させてプラズマをハース
４と基体６方向から挟み、かつ、永久磁石のＮ極、ある
いは、Ｓ極面をハース４面、あるいは、被膜を形成する
基体６面と平行になるように配置し、プラズマをハース
４、あるいは基板６と平行な方向におしつぶし、シート
プラズマｌ４を形成する。 第３図において、一対の永
久磁石ｌ５によってシート状に変形されたシートプラズ
マｌ４ぱ、第３図の土から下方向の厚さ及び第３図に垂
直な方向に第４図に示したような幅を有している． か
かるシートプラズマｌ４はハース４の下に置かれた永久
磁石５のつくる磁場によって約９０゜で曲げられ、ハー
ス４に集束し、ハース４内の蒸発原料３を蒸発させ、蒸
発した粒子がハース４の上方に置かれた基体６上に付着
して被膜が形成される。 本発明においては、永久磁石５は第４図に示したように
、シートプラズマｌ４の幅方向において、ハース４と少
なくとも同じ長さを有していることが好ましい。ハース
４内の蒸発原料上にまんべんなくシートプラズマｌ４が
入射し、蒸発原料を有効に用いることができるからであ
る。 又、本発明においては、永久磁石５及びハース４は、第
４図に示したようにシートプラズマ１４の幅方向におい
て、基体６と少なくとも同じ長さを有していることが好
ましい。ハース４から蒸発した蒸発原料が、シートプラ
ズマの幅方向で、基体６上にまんべなく、可及的に均一
に付着できるからである。 又、本発明において、ハース４及び永久磁石５は第３図
の矢印八方向、即ち、基体６と平行な面内で並進運動を
させるとシートプラズマの幅と垂直な方向において、基
体６にハース４から蒸発した蒸発原料が均一に付着し、
基体６のハース４の真上の部分と、離れた部分とで膜厚
が不均一になることを可及的に防止できるので、大変好
ましい。 又、本発明において、例えば第５図のように、ハース４
より細い永久磁石５を用い、第５図矢印Ｂのようにハー
ス４に対して相対的に永久磁石５を移動させハース４に
均一にプラズマが入射するように操作することもできる
。こうすることによって、蒸発原料の使用効率が増大す
る。特に蒸発原料が金属酸化物等の・高価な材料の場合
は、特に有効である。この操作は、上記第３図の矢印Ａ
の並進運動と組み合わせて行なうこともできる。 又、第７図のように、蒸発原料ハース４及び被膜を形成
する基体６を真空室１０内に配置し、細長い矩形状の永
久磁石５を真空室１０の外側かつ蒸発原料ハース４の下
方に配置してイオンブレーティングを行なうこともでき
る。この場合、真空室１０の底面の蒸発原料ハース４と
永久磁石９の間に挾まれた部分は、磁界を遮蔽しない材
質で構成されていることが必要である。以上のようにす
ることによって、真空室１０の底面を介して、シートプ
ラズマｌ４の幅、厚さ、プラズマ密度等を、永久磁石５
を変えることによって、所望に応じ、真空室外でコント
ロールすることができる。シートプラズマの幅、長さ、
プラズマ密度は、蒸発原料３、永久磁石５、アーク放電
プラズマ流発生源ｌに印加されるパワー等によって変化
するが、このうち、永久磁石５の形状、磁力の強度を自
由に変化させることができれば、十分なシートプラズマ
のコントロールが可能となる。上述したように、永久磁
石５を真空室１０外に配置するようにすれば、真空室１
０内を変えずに、永久磁石５の種類、形状を変えたり、
永久磁石５と蒸発原料ハース４との距離を変化させたり
することが可能となる。これは、異種材料の膜の多層化
、及び、連続生産のための安定化に大きく寄与する。 又、放電用ガス導入口ｌ３からは、放電用ガスが導入さ
れる。又、反応ガス導入口ｌ２からは反応ガスなどが導
入される。 本発明においては、成膜する膜中の圧縮応力を低減する
ために、全ガス圧が３．ＯＸ １０−４Ｔｏｒｒ以上、
好ましくは３．０Ｘ １０−’ 〜３．ＯＸ １０−”
Ｔｏｒｒの条件で成膜することを特徴とする。これは、
ガス圧が下がれば内部圧縮応力が増加する傾向があり
３．ＯＸ １０−’丁ｏｒｒ以下では、内部圧縮応力が
５０００ｋｇｆ／ｃ＋ｗ”以下の薄膜を成膜することが
難しくなるからである。 アーク放電を起して、プラズマ流を発生するのに用いる
ガスとしては、通常Ａｒガスが使われる。これは、Ａｒ
ガスの電離度がよく、電離電圧が１５〜１６Ｖと低いた
め、アーク放電をさせやすくするために用いている。し
かし、Ａｒガスをアーク放電用に用いた場合にそのプラ
ズマ流が真空中に導入され、基板に蒸着される膜中に混
入されることになる．＾ｒガスが膜中に混入されると、
内部応力が高くなる可能性があり、内部応力の高い材料
、例えば、窒化物膜を形成した場合や、厚い膜を形成し
た場合、クラックが生じたり、膜ハガレ等が生じたりし
やすくなる。 Ｈｅガスの場合にはｌｉｅ原子半径がＡｒに比べて小さ
いため、膜中に混入しても内部応力の原因とはなりにく
い。 従って、内部圧縮応力が５０００ｋｇｆ／ｃｍ”以下の
膜を成膜するためには、Ｈｅ又はＨｅを主成分とする雰
囲気ガスを用いる場合には、 ３．ＯＸ １０−４Ｔｏ
ｒｒ以上、又、Ａｒ又はＡｒを主成分とする雰囲気ガス
を用いる場合には５．ＯＸ１０〜４Ｔｏｒｒ以上のガス
圧で或膜するのが好ましい。 第９図に、Ａｒ １００％の雰囲気でＩＴＯ膜を成膜し
た場合の、ガス圧に対する内部圧縮応力値及び成膜速度
の関係を示す。 第９図より、内部圧縮応力が５０００ｋｇｆ／ｃｍ”以
下の膜を形成するには５．ＯＸ １０−４Ｔｏｒｒ以上
とするのが好ましいことが分かる。 一方、ガス圧が高いと内部圧縮応力は減少するが、成膜
速度が低下する傾向があり、３．０×１０−３Ｔｏｒｒ
以上では急激に成膜速度が低下することがわかったので
、本発明では全ガス圧が３．ＯＸ １０−３Ｔｏｒｒ以
下の雰囲気中で成膜することが好ましい。また、Ｈｅガ
スを用いることにより、Ａｒガスに比べてさらに高速の
蒸発速度を実現できる。これは、Ａｒガスに比べてＭｅ
ガスのアーク放電電圧が２４〜２５Ｖと高いために、ハ
ース上の蒸着材料に加えられるプラズマ流中の電子が加
速され、蒸着材料の蒸発速度が早くなるからと考えられ
る。 従って、放電用の不活性ガスとして、へりウムガスを用
いると、全ガス圧を３．Ｏ Ｘ １０−’〜２．Ｏ Ｘ
１０−”Ｔｏｒｒ程度に下げても比較的内部圧縮応力
が小さい膜ができるため、アルゴンに比べ成膜速度を速
くできる。 本発明においては、形成する膜の内部応力の程度や膜厚
等を考慮してＨｅとＡｒを混合して、放電用ガスを用い
てもよい。 ＨｅとＡｒの混合ガスを用いる場合には、８６ １００
％の場合とＡｒ １００％の場合における必要なガス圧
を考慮して、混合ガスの全ガス圧を適宜選択すれば良い
．又、雰囲気ガスとしては、プラズマを効率よく発生さ
せるためのアルゴン、ヘリウム等の不活性ガスの他に、
反応ガスとして酸素ガスをＯ〜５０体積％添加してもよ
い。 酸素ガスを混合した場合は、酸素が成膜される透明電導
膜の構成元素であるため、成膜される膜の内部圧縮応力
は、酸素の大きさによる影響はほとんど生じず、ほぼ雰
囲気ガスの全ガス圧の値に依存する．酸素ガスを０〜５
０％導入することにより低抵抗の透明電導膜を成膜でき
る傾向がある。５０％以上導入するとかえって比抵抗が
上昇してしまうということもあるので、導入量は５０％
以下で十分である。 本発明に用いられるような高密度のアーク放電プラズマ
中では、活性な金属原子や酸素原子の他に活性なアルゴ
ンなどの不活性ガス原子が多量に作られ、全ガス圧が３
．ＯＸ １０−４Ｔｏｒｒ以下と低い従来の成膜条件に
おいては、これらの不活性ガス原子が成膜時に薄膜中に
侵入し、格子間隔を押し広げ、薄膜にｌ００００ｋｇｆ
／ｃｍ”程度の大きな圧縮応力を生じる．ちなみに、Ｉ
ＴＯ膜中に侵入したアルゴンガスの量は、蛍光Ｘ線分析
やＰＩＸＥ分析法によって見積もられ、格子間隔の変位
はＸ線解析により、回折ピークの回折角度のズレとピー
クプロファイルより求められる。さらに、内部応力は片
持ち梁法等によって測定できる。 本発明では、成膜時の全ガス圧を３．ＯＸ １０−４Ｔ
ｏｒｒ以上と増加させることによって、ＩＴＯ膜中の内
部応力を低減することが可能となる。 この理由として、全ガス圧を増加させ、気相中での原子
、分子の平均自由行程を短くすることにより、衝突によ
ってＩＴＯ膜中に侵入する原子のエネルギーを減少させ
た結果、ＩＴＯ膜中に侵入する原子の数が減少し、内部
応力が低減するものと考えられる．また、放電用の不活
性ガスとして、ヘリウムガスを用いた場合には、ヘリウ
ムガスの原子半径が小さいために、たとえ同数の原子が
ＩＴＯ膜中に侵入したとしてもアルゴンガス等の他の不
活性ガスに比べ、格子間隔の変位は小さく、内部応力は
小さいと考えられる。 本発明において薄膜を形成する基体７としては、ガラス
、プラスチック、金属からなる基体やフィルムなどが使
用でき、特に限定されるものではないが、本発明の方法
では、特に基体を加熱しなくても高品質の膜が得られる
ので、耐熱性の低いもの、例えば、プラスチックからな
る基板又はフィルムあるいはあらかじめ有機高分子膜を
有するガラス板、例えば、カラーフィルター膜を有する
液晶カラーディスプレー用ガラス基板などにも十分に適
用できる。 又、本発明において基体６上に形成される薄膜としては
、金属膜、合金膜、金属の酸化物、窒化物、硼化物、珪
化物、炭化物あるいはこれらのうち１又は２種類以上を
含む混合物からなる薄膜等が形成でき、特に限定される
ものではないが、本発明の方法は、低抵抗で高透過率の
透明電導膜を得るのに好適である。かかる透明電導膜と
しては、錫を含む酸化インジウム膜、アンチモンを含む
酸化錫膜、アルミニウムを含む酸化亜鉛膜等が好適な例
として挙げられる。 透明電導膜を得るための蒸着原料３としては、錫を含ん
だ酸化インジウム、アンチモンを含んだ酸化錫、アルミ
ニウム含んだ酸化亜鉛焼結体等が使用できるが、最も比
抵抗の低い透明電導膜が得られるという理由から、錫を
０〜１０重量％含んだ酸化インジウム焼結体が特に望ま
しい． 本発明において、使用される高密度プラズマは、アーク
放電を利用しているため、従来のマグネトロンスパッタ
やイオンブレーテイングに利用されているグロー放電型
プラズマに比べて、プラズマの密度が５０〜１００倍高
く、ガスの電離度は数十％となり、イオン密度、電子密
度、中性活性主密度も非常に高い。このような高密度の
プラズマ中の主に高密度の電子流によって、蒸着原料を
従来以上に効率よく加熱蒸発させることが可能となり、
従来のコーティング方法と比較して、２〜５倍の高速成
膜を実現できる。更に、蒸発したインジウム、酸素、ア
ルゴンの原子や分子の多くは、蒸着ハース上空の高密度
プラズマ領域を通り反応性の高いイオンや中性の活性種
となる、その結果、基板上での反応性が高まり、基板温
度が２００℃以下で６、比抵抗の低い透明電導膜が従来
よりも高速の成膜速度で実現できる． 本発明においては、上述のように、高速で低抵抗の膜が
成膜できるが、本発明の方法で形成された透明電導膜を
熱処理（ａｎｎｅａｌ）することによりさらに低抵抗化
することもできる。第１０図に、本発明の方法によって
成膜されたＩＴＯ膜（２．９ ＸＩＯ−’Ω・ｃＩ１）
を１８０℃、空気中でアニールした場合の低抵抗化の様
子を示す．本発明の方法は、液晶表示素子等のディスプ
レー用の透明電極、太陽電池等の電極、熱線反射ガラス
、電磁遮蔽ガラス、低放射率（ Ｌｏｗ−Ｅｍｉｓｓｉ
ｖｉｔｙ）ガラス等の製造にも適用できる。 本発明において、製膜中、基体６は静止していても良い
し、搬送されても良い．特に、第３図において左から右
、または右から左、即ち、第４図において紙面の手前か
ら裏側へ垂直に向かう方向、又は、裏側から手前へ垂直
に向かう方向に搬送しながら、被膜形成を行なうと、シ
ートプラズマの幅方向に均一な膜を連続して形成するこ
とができるので好ましい。 本発明においては、アーク放電プラズマ流発生源ｌに印
加する直流電源７や、プラズマ流をシート状に変形する
永久磁石ｌ５の長さ、磁力の強度等を調整すれば、厚さ
０．５〜３ｃｍ、幅１０〜５０ｃｍ程度のシートプラズ
マを容易に形・成でき、又、永久磁石５の長さ、磁力の
強度等を変えることにより、ハース４上へのシートプラ
ズマの幅、及びプラズマの形状、密度を変えることがで
きる。 さらに、第８図のように、２以上のプラズマ発生源ｌか
ら発生したプラズマを磁場手段（具体的には、第８図に
おいては永久磁石１５）によってシート状に変形したシ
ートプラズマを同一平面内に隣接させて大面積のシート
プラズマを形成し、その下方に置かれたハース４上へ曲
げて蒸発させるようにすることらできる。第８図は，第
３図のような装置を３つ隣接させた場合を第３図の上か
ら下へ向かって見た所を示す図である．このように複数
のシートプラズマを隣接させる場合、永久磁石ｌ５によ
る、シートプラズマの幅方向の磁場成分Ｂ．の対称性を
保つために、複数の永久磁石ｌ５を結ぶ線の延長線．上
、かつシートプラズマの両端の外側には、もう一組ずつ
の永久磁石２５を配する必要がある。 ハース４は、第８図のように細長いもの一個でもよいし
、異なる蒸発材料を有する複数の比較的短いハースから
なるものであっても良い。 どちらの場合も、薄膜が形成される基体は静止していて
もよいし、搬送してもよい。この場合矢印Ｃ方向に基体
を搬送すると、大面積の薄膜が非常に均一に高速で製膜
できる。 また、第３図のような成膜装置をインライン型成膜装置
の一部に組み込むことにより、スバッタ膜、蒸着膜等の
他の成膜装置との組み合わせによって多層膜を連続生産
することも可能である。多層膜を形戊する場合に，多層
の材料を最も適した方法により、成膜することが重要に
なっており、特に大面積の場合に蒸着法では膜厚分布が
問題となっていたが、本発明のようにシートプラズマを
用いることにより、大きく改善される． 又、第６図のように、複数のハースを設け、異なる蒸発
原料３Ａ， ３Ｂ， ３Ｃを入れてイオンブレーティン
グを行なうこともできる．第６図において、各ハース４
Ａ， ４Ｂ， ４Ｃ，及び永久磁石５Ａ， ５Ｂ，５Ｃ
はそれぞれ、第４図のように基体６と少なくとも同じ幅
を有していることが望ましい。スイッチ１６Ａ， １６
Ｂ， １６Ｃを所望により選択して１種または２種以上
の組成からなる膜を基体６上形成することができる。第
６図はスイッチ１６ＢのみをＯＮにし、蒸発原料３Ｂ上
に集中的にシートプラズマｌ４を収束させて、蒸発原料
３Ｂを蒸発させて被膜形成を行なう場合を示している．
特にインライン型の装置においては、蒸発原料の種類を
変えるためのジョブチェンジが不要となり、大幅なコス
トダウンが可能となる。又、スイッチのうち２つ以上を
ＯＮにし、直流電源７Ａ， ７Ｂ， ７Ｃに所望のパワ
ーを投入することにより、対応する蒸発原料に入射する
シートプラズマの密度を調整し、蒸発速度を制御し、多
或分の膜の組成を制御して形成することもできる．ハー
ス４Ａ，４８． ４Ｃの厚み（第６図の左右方向の長さ
）を小さくして多種類のハースを互いに近接させれば、
特定の組成の多成分からなる膜を均一に形成できる。特
に、基体６を矢印ＤまたはＤ′方向に搬送すると、より
好ましい． 以上、本発明の透明電導膜の形成方法においては、第３
〜第７図のようにアーク放電プラズマを磁石手段ｌ５に
よってシート状に変形してもよいし、第１図のように必
らずしもアーク放電プラズマ流をシート状にしなくても
よい。 ［実施例］ 実施例１ 基板６としてガラス板を用い、蒸着物としては導電性酸
化物のＩＴＯ膜を以下の方法で蒸着した。第３図に示し
たような装置を用い、先ず真空室１０の真空度を２ ｘ
１０−４Ｔｏｒｒまで引き、第２図に示したような複
合陰極を有する第３図のようなプラズマ発生装置にガス
導入口１１からＨｅガスを導入し、直流電源７を１５Ｏ
Ａ， ＩＩＯＶに設定しアーク放電を行なった．その後
、蒸着圧力が４ Ｘ １０−４Ｔｏｒｒとなるように酸
素とＨｅガスを導入して、蒸着を行なった．ハース４と
基板６間の距離を約６０ｃ園とし、基板固定で行なった
．膜厚１６８００人、比抵抗２．８５Ｘ １０−’Ω’
Ｃｍｓ内部応力３．Ｏ Ｘ １０” ｋｇ／ｃｍ２可視
光透過率７０％（基板ガラス９２％）の膜を得た．これ
は成膜速度１２０００Ａ／ＩＩＩｉｎであり、ＥＢガン
などによる方法に比べて極めて早い．基板無加熱で行な
った蒸着としては比抵抗もかなり低いものが得られた．
比較例ｌ 基板６として、ガラス板を用い、蒸着物としては導電性
酸化物のＩＴＯ膜を以下の方法で蒸着した．先ず真空室
１０の真空度を２×１０一″４Ｔｏｒｒまで引き、第２
図に示したような複合陰極を有する第３図のようなプラ
ズマ発生装置にガス導入口１１からＡｒガスを導入して
、直流電源４を２５ＯＡ， ７０Ｖに設定しアーク放電
を行なった。その後、蒸着圧力が４ Ｘ １０−４Ｔｏ
ｒｒとなるように酸素と＾ｒガスを導入して、蒸着を行
なった．ハース４と基板６間の距離を約６０ｃｍとし、
基板固定で行なった．膜厚１４ｇ００人、比抵抗３．０
５Ｘ １Ｇ−’Ω’Ｃａ内部圧縮応力１００００ｋｇｆ
／ｃ１、可視光透過率７０％（基板ガラス９２％）の膜
を得た．これは成膜速度５０００人／ｗｉｎであり、Ｅ
Ｂガンなどによる方法に比べて極めて早い。基板無加熱
で行なった蒸着としては比抵抗もかなり低いものが得ら
れた． 実施例２．比較例２ 第３図に示したようなプラズマ発生装置を配置した第１
図のような蒸着装置を用い、蒸着原料として、錫を７．
５重量％添加した酸化インジウムの焼結体を使用し、４
００℃にあらかじめ加熱したノンアルカリガラス基板上
（旭硝子社製ＡＮガラス）にＩＴＯ膜をコーティングし
た．まず、チャンバー内をＩ Ｘ １０−４Ｔｏｒｒ以
下に排気した後、アーク放電プラズマ発生源にアルゴン
ガスを導入し、放電電流を２０ＯＡに設定し、高密度プ
ラズマを発生させた．その後シャッターを開け，基板静
止の状態で、１分間ＩＴＯ膜を成膜した．表１に異なる
ガス圧条件下でコーティングされたＩＴＯ膜の特性を示
す．内部応力は、片持ち梁法によって測定した． 実施例３ 第３図に示すようなアーク放電プラズマ発生源を配置し
た第１図のような蒸着装置を用い、蒸着原料として、錫
を７．５重量％添加した酸化インジウムの焼結体を使用
し、２００℃にあらかじめ加熱した有機物系のカラーフ
ィルターをコート済みのノンアルカリガラス基板上（旭
硝子社製ＡＮガラス）にＩＴＯ膜をコーティングした。 まず、チャンバー内をＩ Ｘ １０−４Ｔｏｒｒ以下に
排気した後、アーク放電プラズマ発生源にアルゴンガス
を導入し、放電電流を２０ＯＡに設定し、高密度プラズ
マを発生させた。その後シャッターを開け、基板静止の
状態で、１分間ＩＴＯ膜を成膜した。表２に酸素分圧を
１５％に保ちながら、異なるガス圧条件下でコーティン
グされたＩＴＯ膜の特性を示す。内部応力は、片持ち梁
法によって測定した。 表２．低温基板上でのＩＴＯの成膜 （実施例３） （比較例３） 表１．高温基板上でのＩＴＯの成膜 （実施例２） （比較例２） １） ３００ ａｒｍ角、１．ｌｍｍ厚、ＡＮガラス
基板２） １００μｍ幅パターン １） ３００開角、１．ｌｍｍ厚、ＡＮガラス基板２
） １００μｍ幅パターン ｌ０カラーフィルターの剥離により測定不町能 実施例４ 第３図に示すようなアーク放電プラズマ発生源を配置し
た蒸着装置を用い、蒸着原料として、錫を７．５重量％
添加した酸化インジウムの焼結体を使用し、２００℃に
あらかじめ加熱したノンアルカリガラス基板上（旭ガラ
ス社製ＡＮガラス）にＩＴＯ膜をコーティングした。 まず、チャンバー内をｌ Ｘ １０−’ｔｏｒｒ以下に
排気した後、プラズマ発生装置ｌにアルゴンガスを導入
し、放電電流を２５ＯＡに設定し、高密度プラズマを発
生させる。この後、蒸着圧力がｌＸ １０−’ｔｏｒｒ
で、酸素分圧が４０％になるように、アルゴン及び酸素
ガスをチャンバー内に導入する。その後シャッターを開
き、基板静止の状態で、１分間ＩＴＯ膜を成膜した。こ
の時のガンーハース間の電圧は、６０Ｖであり、成膜中
の基板愚度上昇は２００℃以下であった。コーティング
されたＩＴＯ膜の特性は膜厚： ３０００人、比抵抗：
２．Ｏ Ｘ １０−’Ωｃｍ，内部圧縮応力： ３０
００ｋｇｆ／ｃｍ２波長５５０ｎｍでの透過率二８２％
であった．実施例５ 実施例４に加え、低温基板として耐熱温度２００℃のｉ
Ｆｉ品ディスプレー用のカラー゛フィルターをあらかじ
めコーティングしたノンアルカリガラス基板（旭ガラス
社製ＡＮガラス）を使用した場合にも、実施例４と同様
に非常に高性能のＩＴＯＩＩｌ特性を得た。この場合、
カラーフィルターの劣化等は、発生しなかった。 実施例６ 雰囲気ガスをＨｅ １００％とし、ガス圧を３×１０−
４Ｔｏｒｒとした以外は実施例ｌと同様にしてＩＴＯ膜
を成膜した．かかる膜の内部圧縮応力は５０００ｋｇｆ
／ｃ１，比抵抗： ２．９ Ｘ １０−’Ωｃｍであっ
た。 比較例４ 雰囲気ガスをＨｅ １００％とし、ガス圧を２．５×１
０−’Ｔ６ｒｒとした以外は実施例ｌと同様にしてＩＴ
ｏ膜を成膜した。かかる膜の内部圧縮応力は６０００ｋ
ｇｆ／ｃｍ２ 、比抵抗は２．９ ＸＩＯ−’Ωｃｍで
あった。 実施例７ 雰囲気ガスをＡｒ８０％、Ｈｅ２０％とし、ガス圧を？
Ｘ １０−４Ｔｏｒｒとした以外は比較例１と同様に
してＩＴＯ膜を成膜した。かかる膜の内部圧縮応力は４
７００ｋｇｆ／ｃｍ” 、比抵抗は２．９５Ｘ １０−
’Ωｃｏであった。 実施例８ 雰囲気ガスをＡｒ５０％、Ｈｅ５０％とし、ガス圧を５
Ｘ １０−４Ｔｏｒｒとした以外は比較例ｌと同様に
してＩＴＯ膜を成膜した。かかる膜の内部圧縮応力は４
５００ｋｇｆ／ｃｍ” ，比抵抗は２．９ ＸＩＯ−’
Ωｃｍであった。 実施例９ 雰囲気ガスをＡｒ５０％、０■４０％、Ｈｅ１０％とし
、ガス圧を５ Ｘ １０−４Ｔｏｒｒとした以外は比較
例ｌと同様にしてＩＴＯ膜を成膜した．かがる膜の内部
圧縮応力は４５００ｋｇｆ／ｃｍ” 、比抵抗は２．８
×１０−４Ωｃｍであった。 ［発明の効果〕 本発明は、無機ガラス基板に加えて、２００℃以上に加
熱できない有機フィルムや有機膜のコーティングされた
無機ガラス基板にも、マグネトロンスパッタリングなど
の従来の成膜方法の成膜速度（例えばマグネトロンスパ
ッタリング法では通常１０００人／分〜２０００人／分
）に比べ、２〜５倍の高成膜速度（ ２０００人／分〜
５０００人／分程度）で、従来法による膜と同等か、あ
るいは、それ以下の比抵抗を持ち、かつ内部応力が小さ
く、カラーフィルターの剥離などを生じない透明電導膜
を成膜できるという優れた効果を有するだけでなく、又
、かかる透明電導膜を高温に加熱することなく成膜可能
なため、透明電導膜の膜厚が同じであっても、ＥＢ蒸着
やマグネトロンスパッタリング法等の従来方法に比べシ
ート抵抗が半分程度と従来にない低抵抗の透明電極付き
液晶ディスプレー用カラーフィルター基板が提供でき、
液晶ディスプレーの応答性能、解像度を飛躍的に向上で
きるという効果も有する。 又、本発明においては高密度のアーク放電プラズマを用
いるため、放電ガスが形成される膜中に取り込まれやす
いが、原子半径の小さいＨｅを放電ガスとして用いると
、高速成膜できる利点を有しながら、内部応力の低い膜
を形成できる。 また、アーク放電用のガスをＡｒからＨｅガスにするこ
とにより、放電電圧が高くなりプラズマ粒子がさらに加
速され、原料蒸発速度が高くなる。Ａｒガスを用いた時
と比べて、Ｈｅガスでは同じ速度を生ずための電流量は
小さくてよい。 又、本発明は種々の化合物の薄膜を基板加熱することな
く、内部圧力の低い膜を高速で成膜することが可能であ
る．これは、内部応力の高い膜、例えば窒化物膜を形成
する場合や、数μ膜厚で厚膜を形成する場合等には、特
に有利である．又、薄膜の種類に応じて適当な磁石手段
を用いることによって最適なプラズマ流を発生させるこ
とが可能なので、最適の膜を形成することができる．即
ち、シートプラズマの幅を広げることにより、大面積基
板のものに対しては、基体６上の膜厚分布を小さくし、
均一な膜を形成でき、逆に永久磁石５として小さなもの
を用いてシートプラズマを小さく点状にすることにより
ハース４上での集中度を増し、蒸発しにくい材料を容易
に蒸発できるようにすることもできる。 又、本発明においては、ハース４および磁石５を並進移
動することにより、更に大面積における膜厚分布を向上
させることが可能となり、ハース４を複数設けて大面積
で多層膜への応用も可能となる。 さらに、ハース４と永久磁石５を相対的に移動すること
によって、ハース内の蒸発物質３の利用効率を非常に向
上させることができる。
該透明電導性被膜のコーティング方法に関するものであ
る。 ［従来の技術］ 無機ガラスや有機物フィルムなどの透明基板にコーティ
ングされた ＩｎｉＯｓ ： Ｓｎ． Ｓｎｏ２： Ｆ
，Ｓｎｏｗ ： Ｓｂ，ＺｎＯ ： Ａｌなどの酸化物
透明電導膜は、液晶やＥＬなどの表示用デバイスの透明
電極として利用されており、その典型例が、錫を添加し
た酸化インジウム膜（ＩＴＯ）である。 一般にＩＴＯ薄膜は、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）法、
あるいは、ＤＣマグネトロンスバッタ沃によって成膜さ
れている。 ［発明の解決しようとする課題］ 一方、アーク放電による高密度プラズマは、かかる従来
のマグネトロンスパッタやイオンブレーティングに利用
されているグロー故電型プラズマに比べて、プラズマの
密度が５０〜１００倍高く、ガスの電離度は，数十％と
なり、イオン密度、電子密度、中性活性種密度も非常に
高い。このような高密度のプラズマ中の主に高密度の電
子流によって５蒸着原料を従来以上に効率よく加熱蒸発
させることが可能となり、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）
法、あるいは゛、ＤＣマグネトロンスパッタ法などのコ
ーティング方冫去と比較して、２〜５倍の高速或膜を実
現できる。さらに、蒸発したインジウム、酸素、アルゴ
ンの原子や分子の多くは、蒸着ハース上空の高密度プラ
ズマ領域を通り反応性の高いイオンや中性の活性種とな
る。その結果、基板上での反応性が高まり、比抵抗の低
い透明電導膜が、従来のＥＢ蒸着法やＤＣマグネトロン
スパッタリング法よりも高速の成膜速度で実現できると
いう特徴を有している。しかしながら、成膜されたＩＴ
Ｏ膜中にはｌｏ０００ｋｇｆ／ｃｍ”程度の大きな圧縮
応力が存在し、圧縮応力が５０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上
になると基板にソリが発生することもあり、カラーフィ
ルターを有する基板上にＩＴＯ膜を形成する場合には、
カラーフィルターが基板から剥離し、電導性基板として
使用できないという欠点を有していた． 又、従来、低比抵抗（ ２ Ｘ １０−’Ωｃｍ）のＩ
Ｔ０ ＋１！Ｊは、基板上での反応性、および結晶性を
高めるために、無機ガラス基板を３００〜４００℃に加
熱し、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）法、あるいは、ＤＣ
マグネトロンスバッタ法によって成膜されている．一方
、有機物を基板とする場合や？Ｍ品カラーディスプレー
の基板となるカラーフィルターを付けた無機ガラスにＩ
ＴＯをコーティングする場合にも、ＥＢ蒸着、あるいは
、ＤＣマグネトロンスバッタ法によって成膜されている
。しかし、これらの基板は、２００℃以上に加熱できな
いために、基板上でのインジウムと酸素の反応、結晶化
は十分に行なわれず、低比抵抗のＩＴＯ膜は、実現でき
なかった（≧４Ｘ １０−’Ωｃｍ） ，そのため、基
板加熱の代替手法として、イオンブレーティングなどの
プラズマを利用した活性化手法も用いられているが、Ｅ
Ｂ蒸着をベースとしたイオンブレーティングやマグネト
ロンスパッタリングは、いわゆるグロー放電を利用し、
プラズマを形成しているため、ガス、あるいは原料物質
の電離度は１％以下と低く、ＩＴＯなとの透明電導性酸
化物被膜を効率よく形成するのに必要な、化学的に活性
なイオン、中性活性種の数は十分ではない。そのため、
膜質の改善は多少なされるものの、基板を３００〜４０
０℃に加熱した場合のような、低比抵抗で透明な膜はで
きにくい。従って、低いシート抵抗を得るためには、膜
厚を厚くし、かつ透明性を得るために、成膜速度を非常
に遅くしなければならず、高温基板への成膜に比べても
、非常に長い成膜時間を要するという欠点を有していた
。 一方、大型、高解像度の液晶ディスプレーのカラー化が
進展するにつれて、高解像度、高透過率という観点から
透明電極の膜厚に制限が加えられ、更に大型化、応答速
度の観点から透明電極の低抵抗化が必要不可欠になって
おり、従来の低温成膜方法によるＩＴＯ薄膜では、これ
らの要求を満足するのは非常に困難であり、高性能カラ
ー液晶ディスプレー実現に際して大きな障害となってい
る． ［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされものであり
、雰囲気ガス圧が３．Ｏ ｘ １０−４Ｔｏｒｒ以上の
雰囲気中で，アーク放電によって発生したアーク放電プ
ラズマを透明電導膜形成用蒸着原料上に集束させること
によって該蒸着原料を蒸発させ、該蒸着原料の上方に配
置された基体上に透明電導膜を形成することを特徴とす
る透明電導膜の形成方法を提供するものである。 第１図及び第３図は、本発明の方法によって製膜するた
めに用いる装置の一例の基本的構成を示す模式図である
．第１図及び第３図は、被膜が形成される基体を固定し
た場合の例である。第４図は第３図のアーア断面図であ
る。 本発明においては、アーク放電によるプラズマを用いる
。かかるアーク放電プラズマは、アーク放電プラズマ流
発生源ｌとアノード（ハース）４の間で、プラズマ発生
用直流電源７を印加してアーク放電を行うことで生成さ
れる。 本発明のアーク放電型高密度プラズマの形成方法として
は、密度の非常に高いプラズマを発生できるアーク放電
を利用したプラズマ発生源ｌを用いるのが好ましい。 かかるアーク放電プラズマ発生源ｌとしては、複合陰極
型プラズマ発生装置、又は、圧力勾配型プラズマ発生装
置、又は両者を組み合わせたプラズマ発生装置が好まし
い。このようなプラズマ発生装置については、真空第２
５巻第１０号（ １９８２年発行》に記載されている。 複合陰極型プラズマ発生装置とは、熱容量の小さい補助
陰極と、ＬａＢａからなる主陰極とを有し、該補助陰極
に初期放電を集中させ、それを利用して主陰極ＬａＢｓ
を加熱し、主陰極１ａＢｓが最終陰極としてアーク放電
を行うようにしたプラズマ発生装置である．例えば第２
図のような装置が挙げられる。補助陰極としてはＷ，Ｔ
ａ．Ｍｏなどの高融点金属のコイル又はバイブ状のもの
が挙げられる． このような複合陰極型プラズマ発生装置においては、熱
容量の小さな補助陰極５２を集中的に初期放電で加熱し
、初期陰極として動作させ、間接的にＬａｖｇの主陰極
５ｌを加熱し、最終的にはＬａＢｇの主陰極５ｌによる
アーク放電へと移行させる方式であるので、補助陰極５
２が２５００℃以上の高温になって寿命に影響する以前
にＬａＢａの主陰極５１が１５００℃〜１８００℃に加
熱され、大電子流放出可能になり、補助陰極５２のそれ
以上の温度上昇が避けられるという点が大きな利点であ
る。 又、圧力勾配型プラズマ発生装置とは、陰極と陽極の間
に中間電極を介在させ、陰極領域をＩ Ｔｏｒｒ程度に
、そして陽極領域を１０−４Ｔｏｒｒ程度に保って放電
を行うものであり、陽極領域からのイオン逆流による陰
極の損傷がない上に、中間電極のない放電形式のものと
比較して、放電電子流をつくりだすためのキャリアガス
のガス効率が飛躍的に高く、大電流放電が可能であると
いう利点を有している。 複合陰極型プラズマ発生装置と、圧力勾配型プラズマ発
生装置とは、それぞれ上記のような利点を有しており、
両者を組み合わせたブラズマ発生装置、即ち、陰極とし
て複合陰極を用いると共に中間電極も配したプラズマ発
生装置は、上記利点を同時に得ることができるので本発
明のアーク放電プラズマ発生源１として大変好ましい。 第３図にはアーク放電プラズマ発生源１として、第２図
に示したような複合陰極２ｌと、環状永久磁石を含む第
１中間電極２２、空芯コイルを含む第２中間電極を有す
る第２中間電極２３を有するものを用いた場合を示した
。 また、蒸着チャンバー１０の構成としては、第１図を例
にとって説明すると、空芯コイル２によって、アーク放
電プラズマ発生源の軸方向に６Ｒ場を形成し、その際形
成する磁場の向きはガンの出力方向とする。さらに、ア
ーク放電プラズマ発生源の軸を中心とし目的とする蒸着
基板６と反対側に蒸着原料３と蒸着ハース（アノード）
４を配置する。また、プラズマ流をハース４方向に曲げ
る目的一で蒸着ハース４の直下に磁石５を配置する。こ
の場合、アーク放電ブラズマ発生源ｌから出た磁力線が
ハース上に効率よく集束させるために、ハース側からＳ
極、Ｎ極となるように磁石５を配置し、アーク放電プラ
ズマ発生源ｌに対して蒸着ハース４が正になるように電
圧７を印加して、プラズマ流の中の主に電子流によって
蒸着原料３を加熱蒸発させる。また、目的とする蒸着基
板６は蒸着ハース４と対向するように配置する．この時
蒸着基板を加熱ヒーター１１によって加熱してもよく、
また、直流、あるいはＲＦ電圧８を印加してもよい。 第３図の例を説明すると、アノード（ハース）４をプラ
ズマ発生源１の下方に位置するように配置し、空芯コイ
ル２によってプラズマ発生源ｌから発生したアーク放電
による高密度のプラズマ流を真空室１０に引き出す．さ
らに、弓き出したプラズマをシート状にするために、対
の永久磁石１５をＮ極面を対向させてプラズマをハース
４と基体６方向から挟み、かつ、永久磁石のＮ極、ある
いは、Ｓ極面をハース４面、あるいは、被膜を形成する
基体６面と平行になるように配置し、プラズマをハース
４、あるいは基板６と平行な方向におしつぶし、シート
プラズマｌ４を形成する。 第３図において、一対の永
久磁石ｌ５によってシート状に変形されたシートプラズ
マｌ４ぱ、第３図の土から下方向の厚さ及び第３図に垂
直な方向に第４図に示したような幅を有している． か
かるシートプラズマｌ４はハース４の下に置かれた永久
磁石５のつくる磁場によって約９０゜で曲げられ、ハー
ス４に集束し、ハース４内の蒸発原料３を蒸発させ、蒸
発した粒子がハース４の上方に置かれた基体６上に付着
して被膜が形成される。 本発明においては、永久磁石５は第４図に示したように
、シートプラズマｌ４の幅方向において、ハース４と少
なくとも同じ長さを有していることが好ましい。ハース
４内の蒸発原料上にまんべんなくシートプラズマｌ４が
入射し、蒸発原料を有効に用いることができるからであ
る。 又、本発明においては、永久磁石５及びハース４は、第
４図に示したようにシートプラズマ１４の幅方向におい
て、基体６と少なくとも同じ長さを有していることが好
ましい。ハース４から蒸発した蒸発原料が、シートプラ
ズマの幅方向で、基体６上にまんべなく、可及的に均一
に付着できるからである。 又、本発明において、ハース４及び永久磁石５は第３図
の矢印八方向、即ち、基体６と平行な面内で並進運動を
させるとシートプラズマの幅と垂直な方向において、基
体６にハース４から蒸発した蒸発原料が均一に付着し、
基体６のハース４の真上の部分と、離れた部分とで膜厚
が不均一になることを可及的に防止できるので、大変好
ましい。 又、本発明において、例えば第５図のように、ハース４
より細い永久磁石５を用い、第５図矢印Ｂのようにハー
ス４に対して相対的に永久磁石５を移動させハース４に
均一にプラズマが入射するように操作することもできる
。こうすることによって、蒸発原料の使用効率が増大す
る。特に蒸発原料が金属酸化物等の・高価な材料の場合
は、特に有効である。この操作は、上記第３図の矢印Ａ
の並進運動と組み合わせて行なうこともできる。 又、第７図のように、蒸発原料ハース４及び被膜を形成
する基体６を真空室１０内に配置し、細長い矩形状の永
久磁石５を真空室１０の外側かつ蒸発原料ハース４の下
方に配置してイオンブレーティングを行なうこともでき
る。この場合、真空室１０の底面の蒸発原料ハース４と
永久磁石９の間に挾まれた部分は、磁界を遮蔽しない材
質で構成されていることが必要である。以上のようにす
ることによって、真空室１０の底面を介して、シートプ
ラズマｌ４の幅、厚さ、プラズマ密度等を、永久磁石５
を変えることによって、所望に応じ、真空室外でコント
ロールすることができる。シートプラズマの幅、長さ、
プラズマ密度は、蒸発原料３、永久磁石５、アーク放電
プラズマ流発生源ｌに印加されるパワー等によって変化
するが、このうち、永久磁石５の形状、磁力の強度を自
由に変化させることができれば、十分なシートプラズマ
のコントロールが可能となる。上述したように、永久磁
石５を真空室１０外に配置するようにすれば、真空室１
０内を変えずに、永久磁石５の種類、形状を変えたり、
永久磁石５と蒸発原料ハース４との距離を変化させたり
することが可能となる。これは、異種材料の膜の多層化
、及び、連続生産のための安定化に大きく寄与する。 又、放電用ガス導入口ｌ３からは、放電用ガスが導入さ
れる。又、反応ガス導入口ｌ２からは反応ガスなどが導
入される。 本発明においては、成膜する膜中の圧縮応力を低減する
ために、全ガス圧が３．ＯＸ １０−４Ｔｏｒｒ以上、
好ましくは３．０Ｘ １０−’ 〜３．ＯＸ １０−”
Ｔｏｒｒの条件で成膜することを特徴とする。これは、
ガス圧が下がれば内部圧縮応力が増加する傾向があり
３．ＯＸ １０−’丁ｏｒｒ以下では、内部圧縮応力が
５０００ｋｇｆ／ｃ＋ｗ”以下の薄膜を成膜することが
難しくなるからである。 アーク放電を起して、プラズマ流を発生するのに用いる
ガスとしては、通常Ａｒガスが使われる。これは、Ａｒ
ガスの電離度がよく、電離電圧が１５〜１６Ｖと低いた
め、アーク放電をさせやすくするために用いている。し
かし、Ａｒガスをアーク放電用に用いた場合にそのプラ
ズマ流が真空中に導入され、基板に蒸着される膜中に混
入されることになる．＾ｒガスが膜中に混入されると、
内部応力が高くなる可能性があり、内部応力の高い材料
、例えば、窒化物膜を形成した場合や、厚い膜を形成し
た場合、クラックが生じたり、膜ハガレ等が生じたりし
やすくなる。 Ｈｅガスの場合にはｌｉｅ原子半径がＡｒに比べて小さ
いため、膜中に混入しても内部応力の原因とはなりにく
い。 従って、内部圧縮応力が５０００ｋｇｆ／ｃｍ”以下の
膜を成膜するためには、Ｈｅ又はＨｅを主成分とする雰
囲気ガスを用いる場合には、 ３．ＯＸ １０−４Ｔｏ
ｒｒ以上、又、Ａｒ又はＡｒを主成分とする雰囲気ガス
を用いる場合には５．ＯＸ１０〜４Ｔｏｒｒ以上のガス
圧で或膜するのが好ましい。 第９図に、Ａｒ １００％の雰囲気でＩＴＯ膜を成膜し
た場合の、ガス圧に対する内部圧縮応力値及び成膜速度
の関係を示す。 第９図より、内部圧縮応力が５０００ｋｇｆ／ｃｍ”以
下の膜を形成するには５．ＯＸ １０−４Ｔｏｒｒ以上
とするのが好ましいことが分かる。 一方、ガス圧が高いと内部圧縮応力は減少するが、成膜
速度が低下する傾向があり、３．０×１０−３Ｔｏｒｒ
以上では急激に成膜速度が低下することがわかったので
、本発明では全ガス圧が３．ＯＸ １０−３Ｔｏｒｒ以
下の雰囲気中で成膜することが好ましい。また、Ｈｅガ
スを用いることにより、Ａｒガスに比べてさらに高速の
蒸発速度を実現できる。これは、Ａｒガスに比べてＭｅ
ガスのアーク放電電圧が２４〜２５Ｖと高いために、ハ
ース上の蒸着材料に加えられるプラズマ流中の電子が加
速され、蒸着材料の蒸発速度が早くなるからと考えられ
る。 従って、放電用の不活性ガスとして、へりウムガスを用
いると、全ガス圧を３．Ｏ Ｘ １０−’〜２．Ｏ Ｘ
１０−”Ｔｏｒｒ程度に下げても比較的内部圧縮応力
が小さい膜ができるため、アルゴンに比べ成膜速度を速
くできる。 本発明においては、形成する膜の内部応力の程度や膜厚
等を考慮してＨｅとＡｒを混合して、放電用ガスを用い
てもよい。 ＨｅとＡｒの混合ガスを用いる場合には、８６ １００
％の場合とＡｒ １００％の場合における必要なガス圧
を考慮して、混合ガスの全ガス圧を適宜選択すれば良い
．又、雰囲気ガスとしては、プラズマを効率よく発生さ
せるためのアルゴン、ヘリウム等の不活性ガスの他に、
反応ガスとして酸素ガスをＯ〜５０体積％添加してもよ
い。 酸素ガスを混合した場合は、酸素が成膜される透明電導
膜の構成元素であるため、成膜される膜の内部圧縮応力
は、酸素の大きさによる影響はほとんど生じず、ほぼ雰
囲気ガスの全ガス圧の値に依存する．酸素ガスを０〜５
０％導入することにより低抵抗の透明電導膜を成膜でき
る傾向がある。５０％以上導入するとかえって比抵抗が
上昇してしまうということもあるので、導入量は５０％
以下で十分である。 本発明に用いられるような高密度のアーク放電プラズマ
中では、活性な金属原子や酸素原子の他に活性なアルゴ
ンなどの不活性ガス原子が多量に作られ、全ガス圧が３
．ＯＸ １０−４Ｔｏｒｒ以下と低い従来の成膜条件に
おいては、これらの不活性ガス原子が成膜時に薄膜中に
侵入し、格子間隔を押し広げ、薄膜にｌ００００ｋｇｆ
／ｃｍ”程度の大きな圧縮応力を生じる．ちなみに、Ｉ
ＴＯ膜中に侵入したアルゴンガスの量は、蛍光Ｘ線分析
やＰＩＸＥ分析法によって見積もられ、格子間隔の変位
はＸ線解析により、回折ピークの回折角度のズレとピー
クプロファイルより求められる。さらに、内部応力は片
持ち梁法等によって測定できる。 本発明では、成膜時の全ガス圧を３．ＯＸ １０−４Ｔ
ｏｒｒ以上と増加させることによって、ＩＴＯ膜中の内
部応力を低減することが可能となる。 この理由として、全ガス圧を増加させ、気相中での原子
、分子の平均自由行程を短くすることにより、衝突によ
ってＩＴＯ膜中に侵入する原子のエネルギーを減少させ
た結果、ＩＴＯ膜中に侵入する原子の数が減少し、内部
応力が低減するものと考えられる．また、放電用の不活
性ガスとして、ヘリウムガスを用いた場合には、ヘリウ
ムガスの原子半径が小さいために、たとえ同数の原子が
ＩＴＯ膜中に侵入したとしてもアルゴンガス等の他の不
活性ガスに比べ、格子間隔の変位は小さく、内部応力は
小さいと考えられる。 本発明において薄膜を形成する基体７としては、ガラス
、プラスチック、金属からなる基体やフィルムなどが使
用でき、特に限定されるものではないが、本発明の方法
では、特に基体を加熱しなくても高品質の膜が得られる
ので、耐熱性の低いもの、例えば、プラスチックからな
る基板又はフィルムあるいはあらかじめ有機高分子膜を
有するガラス板、例えば、カラーフィルター膜を有する
液晶カラーディスプレー用ガラス基板などにも十分に適
用できる。 又、本発明において基体６上に形成される薄膜としては
、金属膜、合金膜、金属の酸化物、窒化物、硼化物、珪
化物、炭化物あるいはこれらのうち１又は２種類以上を
含む混合物からなる薄膜等が形成でき、特に限定される
ものではないが、本発明の方法は、低抵抗で高透過率の
透明電導膜を得るのに好適である。かかる透明電導膜と
しては、錫を含む酸化インジウム膜、アンチモンを含む
酸化錫膜、アルミニウムを含む酸化亜鉛膜等が好適な例
として挙げられる。 透明電導膜を得るための蒸着原料３としては、錫を含ん
だ酸化インジウム、アンチモンを含んだ酸化錫、アルミ
ニウム含んだ酸化亜鉛焼結体等が使用できるが、最も比
抵抗の低い透明電導膜が得られるという理由から、錫を
０〜１０重量％含んだ酸化インジウム焼結体が特に望ま
しい． 本発明において、使用される高密度プラズマは、アーク
放電を利用しているため、従来のマグネトロンスパッタ
やイオンブレーテイングに利用されているグロー放電型
プラズマに比べて、プラズマの密度が５０〜１００倍高
く、ガスの電離度は数十％となり、イオン密度、電子密
度、中性活性主密度も非常に高い。このような高密度の
プラズマ中の主に高密度の電子流によって、蒸着原料を
従来以上に効率よく加熱蒸発させることが可能となり、
従来のコーティング方法と比較して、２〜５倍の高速成
膜を実現できる。更に、蒸発したインジウム、酸素、ア
ルゴンの原子や分子の多くは、蒸着ハース上空の高密度
プラズマ領域を通り反応性の高いイオンや中性の活性種
となる、その結果、基板上での反応性が高まり、基板温
度が２００℃以下で６、比抵抗の低い透明電導膜が従来
よりも高速の成膜速度で実現できる． 本発明においては、上述のように、高速で低抵抗の膜が
成膜できるが、本発明の方法で形成された透明電導膜を
熱処理（ａｎｎｅａｌ）することによりさらに低抵抗化
することもできる。第１０図に、本発明の方法によって
成膜されたＩＴＯ膜（２．９ ＸＩＯ−’Ω・ｃＩ１）
を１８０℃、空気中でアニールした場合の低抵抗化の様
子を示す．本発明の方法は、液晶表示素子等のディスプ
レー用の透明電極、太陽電池等の電極、熱線反射ガラス
、電磁遮蔽ガラス、低放射率（ Ｌｏｗ−Ｅｍｉｓｓｉ
ｖｉｔｙ）ガラス等の製造にも適用できる。 本発明において、製膜中、基体６は静止していても良い
し、搬送されても良い．特に、第３図において左から右
、または右から左、即ち、第４図において紙面の手前か
ら裏側へ垂直に向かう方向、又は、裏側から手前へ垂直
に向かう方向に搬送しながら、被膜形成を行なうと、シ
ートプラズマの幅方向に均一な膜を連続して形成するこ
とができるので好ましい。 本発明においては、アーク放電プラズマ流発生源ｌに印
加する直流電源７や、プラズマ流をシート状に変形する
永久磁石ｌ５の長さ、磁力の強度等を調整すれば、厚さ
０．５〜３ｃｍ、幅１０〜５０ｃｍ程度のシートプラズ
マを容易に形・成でき、又、永久磁石５の長さ、磁力の
強度等を変えることにより、ハース４上へのシートプラ
ズマの幅、及びプラズマの形状、密度を変えることがで
きる。 さらに、第８図のように、２以上のプラズマ発生源ｌか
ら発生したプラズマを磁場手段（具体的には、第８図に
おいては永久磁石１５）によってシート状に変形したシ
ートプラズマを同一平面内に隣接させて大面積のシート
プラズマを形成し、その下方に置かれたハース４上へ曲
げて蒸発させるようにすることらできる。第８図は，第
３図のような装置を３つ隣接させた場合を第３図の上か
ら下へ向かって見た所を示す図である．このように複数
のシートプラズマを隣接させる場合、永久磁石ｌ５によ
る、シートプラズマの幅方向の磁場成分Ｂ．の対称性を
保つために、複数の永久磁石ｌ５を結ぶ線の延長線．上
、かつシートプラズマの両端の外側には、もう一組ずつ
の永久磁石２５を配する必要がある。 ハース４は、第８図のように細長いもの一個でもよいし
、異なる蒸発材料を有する複数の比較的短いハースから
なるものであっても良い。 どちらの場合も、薄膜が形成される基体は静止していて
もよいし、搬送してもよい。この場合矢印Ｃ方向に基体
を搬送すると、大面積の薄膜が非常に均一に高速で製膜
できる。 また、第３図のような成膜装置をインライン型成膜装置
の一部に組み込むことにより、スバッタ膜、蒸着膜等の
他の成膜装置との組み合わせによって多層膜を連続生産
することも可能である。多層膜を形戊する場合に，多層
の材料を最も適した方法により、成膜することが重要に
なっており、特に大面積の場合に蒸着法では膜厚分布が
問題となっていたが、本発明のようにシートプラズマを
用いることにより、大きく改善される． 又、第６図のように、複数のハースを設け、異なる蒸発
原料３Ａ， ３Ｂ， ３Ｃを入れてイオンブレーティン
グを行なうこともできる．第６図において、各ハース４
Ａ， ４Ｂ， ４Ｃ，及び永久磁石５Ａ， ５Ｂ，５Ｃ
はそれぞれ、第４図のように基体６と少なくとも同じ幅
を有していることが望ましい。スイッチ１６Ａ， １６
Ｂ， １６Ｃを所望により選択して１種または２種以上
の組成からなる膜を基体６上形成することができる。第
６図はスイッチ１６ＢのみをＯＮにし、蒸発原料３Ｂ上
に集中的にシートプラズマｌ４を収束させて、蒸発原料
３Ｂを蒸発させて被膜形成を行なう場合を示している．
特にインライン型の装置においては、蒸発原料の種類を
変えるためのジョブチェンジが不要となり、大幅なコス
トダウンが可能となる。又、スイッチのうち２つ以上を
ＯＮにし、直流電源７Ａ， ７Ｂ， ７Ｃに所望のパワ
ーを投入することにより、対応する蒸発原料に入射する
シートプラズマの密度を調整し、蒸発速度を制御し、多
或分の膜の組成を制御して形成することもできる．ハー
ス４Ａ，４８． ４Ｃの厚み（第６図の左右方向の長さ
）を小さくして多種類のハースを互いに近接させれば、
特定の組成の多成分からなる膜を均一に形成できる。特
に、基体６を矢印ＤまたはＤ′方向に搬送すると、より
好ましい． 以上、本発明の透明電導膜の形成方法においては、第３
〜第７図のようにアーク放電プラズマを磁石手段ｌ５に
よってシート状に変形してもよいし、第１図のように必
らずしもアーク放電プラズマ流をシート状にしなくても
よい。 ［実施例］ 実施例１ 基板６としてガラス板を用い、蒸着物としては導電性酸
化物のＩＴＯ膜を以下の方法で蒸着した。第３図に示し
たような装置を用い、先ず真空室１０の真空度を２ ｘ
１０−４Ｔｏｒｒまで引き、第２図に示したような複
合陰極を有する第３図のようなプラズマ発生装置にガス
導入口１１からＨｅガスを導入し、直流電源７を１５Ｏ
Ａ， ＩＩＯＶに設定しアーク放電を行なった．その後
、蒸着圧力が４ Ｘ １０−４Ｔｏｒｒとなるように酸
素とＨｅガスを導入して、蒸着を行なった．ハース４と
基板６間の距離を約６０ｃ園とし、基板固定で行なった
．膜厚１６８００人、比抵抗２．８５Ｘ １０−’Ω’
Ｃｍｓ内部応力３．Ｏ Ｘ １０” ｋｇ／ｃｍ２可視
光透過率７０％（基板ガラス９２％）の膜を得た．これ
は成膜速度１２０００Ａ／ＩＩＩｉｎであり、ＥＢガン
などによる方法に比べて極めて早い．基板無加熱で行な
った蒸着としては比抵抗もかなり低いものが得られた．
比較例ｌ 基板６として、ガラス板を用い、蒸着物としては導電性
酸化物のＩＴＯ膜を以下の方法で蒸着した．先ず真空室
１０の真空度を２×１０一″４Ｔｏｒｒまで引き、第２
図に示したような複合陰極を有する第３図のようなプラ
ズマ発生装置にガス導入口１１からＡｒガスを導入して
、直流電源４を２５ＯＡ， ７０Ｖに設定しアーク放電
を行なった。その後、蒸着圧力が４ Ｘ １０−４Ｔｏ
ｒｒとなるように酸素と＾ｒガスを導入して、蒸着を行
なった．ハース４と基板６間の距離を約６０ｃｍとし、
基板固定で行なった．膜厚１４ｇ００人、比抵抗３．０
５Ｘ １Ｇ−’Ω’Ｃａ内部圧縮応力１００００ｋｇｆ
／ｃ１、可視光透過率７０％（基板ガラス９２％）の膜
を得た．これは成膜速度５０００人／ｗｉｎであり、Ｅ
Ｂガンなどによる方法に比べて極めて早い。基板無加熱
で行なった蒸着としては比抵抗もかなり低いものが得ら
れた． 実施例２．比較例２ 第３図に示したようなプラズマ発生装置を配置した第１
図のような蒸着装置を用い、蒸着原料として、錫を７．
５重量％添加した酸化インジウムの焼結体を使用し、４
００℃にあらかじめ加熱したノンアルカリガラス基板上
（旭硝子社製ＡＮガラス）にＩＴＯ膜をコーティングし
た．まず、チャンバー内をＩ Ｘ １０−４Ｔｏｒｒ以
下に排気した後、アーク放電プラズマ発生源にアルゴン
ガスを導入し、放電電流を２０ＯＡに設定し、高密度プ
ラズマを発生させた．その後シャッターを開け，基板静
止の状態で、１分間ＩＴＯ膜を成膜した．表１に異なる
ガス圧条件下でコーティングされたＩＴＯ膜の特性を示
す．内部応力は、片持ち梁法によって測定した． 実施例３ 第３図に示すようなアーク放電プラズマ発生源を配置し
た第１図のような蒸着装置を用い、蒸着原料として、錫
を７．５重量％添加した酸化インジウムの焼結体を使用
し、２００℃にあらかじめ加熱した有機物系のカラーフ
ィルターをコート済みのノンアルカリガラス基板上（旭
硝子社製ＡＮガラス）にＩＴＯ膜をコーティングした。 まず、チャンバー内をＩ Ｘ １０−４Ｔｏｒｒ以下に
排気した後、アーク放電プラズマ発生源にアルゴンガス
を導入し、放電電流を２０ＯＡに設定し、高密度プラズ
マを発生させた。その後シャッターを開け、基板静止の
状態で、１分間ＩＴＯ膜を成膜した。表２に酸素分圧を
１５％に保ちながら、異なるガス圧条件下でコーティン
グされたＩＴＯ膜の特性を示す。内部応力は、片持ち梁
法によって測定した。 表２．低温基板上でのＩＴＯの成膜 （実施例３） （比較例３） 表１．高温基板上でのＩＴＯの成膜 （実施例２） （比較例２） １） ３００ ａｒｍ角、１．ｌｍｍ厚、ＡＮガラス
基板２） １００μｍ幅パターン １） ３００開角、１．ｌｍｍ厚、ＡＮガラス基板２
） １００μｍ幅パターン ｌ０カラーフィルターの剥離により測定不町能 実施例４ 第３図に示すようなアーク放電プラズマ発生源を配置し
た蒸着装置を用い、蒸着原料として、錫を７．５重量％
添加した酸化インジウムの焼結体を使用し、２００℃に
あらかじめ加熱したノンアルカリガラス基板上（旭ガラ
ス社製ＡＮガラス）にＩＴＯ膜をコーティングした。 まず、チャンバー内をｌ Ｘ １０−’ｔｏｒｒ以下に
排気した後、プラズマ発生装置ｌにアルゴンガスを導入
し、放電電流を２５ＯＡに設定し、高密度プラズマを発
生させる。この後、蒸着圧力がｌＸ １０−’ｔｏｒｒ
で、酸素分圧が４０％になるように、アルゴン及び酸素
ガスをチャンバー内に導入する。その後シャッターを開
き、基板静止の状態で、１分間ＩＴＯ膜を成膜した。こ
の時のガンーハース間の電圧は、６０Ｖであり、成膜中
の基板愚度上昇は２００℃以下であった。コーティング
されたＩＴＯ膜の特性は膜厚： ３０００人、比抵抗：
２．Ｏ Ｘ １０−’Ωｃｍ，内部圧縮応力： ３０
００ｋｇｆ／ｃｍ２波長５５０ｎｍでの透過率二８２％
であった．実施例５ 実施例４に加え、低温基板として耐熱温度２００℃のｉ
Ｆｉ品ディスプレー用のカラー゛フィルターをあらかじ
めコーティングしたノンアルカリガラス基板（旭ガラス
社製ＡＮガラス）を使用した場合にも、実施例４と同様
に非常に高性能のＩＴＯＩＩｌ特性を得た。この場合、
カラーフィルターの劣化等は、発生しなかった。 実施例６ 雰囲気ガスをＨｅ １００％とし、ガス圧を３×１０−
４Ｔｏｒｒとした以外は実施例ｌと同様にしてＩＴＯ膜
を成膜した．かかる膜の内部圧縮応力は５０００ｋｇｆ
／ｃ１，比抵抗： ２．９ Ｘ １０−’Ωｃｍであっ
た。 比較例４ 雰囲気ガスをＨｅ １００％とし、ガス圧を２．５×１
０−’Ｔ６ｒｒとした以外は実施例ｌと同様にしてＩＴ
ｏ膜を成膜した。かかる膜の内部圧縮応力は６０００ｋ
ｇｆ／ｃｍ２ 、比抵抗は２．９ ＸＩＯ−’Ωｃｍで
あった。 実施例７ 雰囲気ガスをＡｒ８０％、Ｈｅ２０％とし、ガス圧を？
Ｘ １０−４Ｔｏｒｒとした以外は比較例１と同様に
してＩＴＯ膜を成膜した。かかる膜の内部圧縮応力は４
７００ｋｇｆ／ｃｍ” 、比抵抗は２．９５Ｘ １０−
’Ωｃｏであった。 実施例８ 雰囲気ガスをＡｒ５０％、Ｈｅ５０％とし、ガス圧を５
Ｘ １０−４Ｔｏｒｒとした以外は比較例ｌと同様に
してＩＴＯ膜を成膜した。かかる膜の内部圧縮応力は４
５００ｋｇｆ／ｃｍ” ，比抵抗は２．９ ＸＩＯ−’
Ωｃｍであった。 実施例９ 雰囲気ガスをＡｒ５０％、０■４０％、Ｈｅ１０％とし
、ガス圧を５ Ｘ １０−４Ｔｏｒｒとした以外は比較
例ｌと同様にしてＩＴＯ膜を成膜した．かがる膜の内部
圧縮応力は４５００ｋｇｆ／ｃｍ” 、比抵抗は２．８
×１０−４Ωｃｍであった。 ［発明の効果〕 本発明は、無機ガラス基板に加えて、２００℃以上に加
熱できない有機フィルムや有機膜のコーティングされた
無機ガラス基板にも、マグネトロンスパッタリングなど
の従来の成膜方法の成膜速度（例えばマグネトロンスパ
ッタリング法では通常１０００人／分〜２０００人／分
）に比べ、２〜５倍の高成膜速度（ ２０００人／分〜
５０００人／分程度）で、従来法による膜と同等か、あ
るいは、それ以下の比抵抗を持ち、かつ内部応力が小さ
く、カラーフィルターの剥離などを生じない透明電導膜
を成膜できるという優れた効果を有するだけでなく、又
、かかる透明電導膜を高温に加熱することなく成膜可能
なため、透明電導膜の膜厚が同じであっても、ＥＢ蒸着
やマグネトロンスパッタリング法等の従来方法に比べシ
ート抵抗が半分程度と従来にない低抵抗の透明電極付き
液晶ディスプレー用カラーフィルター基板が提供でき、
液晶ディスプレーの応答性能、解像度を飛躍的に向上で
きるという効果も有する。 又、本発明においては高密度のアーク放電プラズマを用
いるため、放電ガスが形成される膜中に取り込まれやす
いが、原子半径の小さいＨｅを放電ガスとして用いると
、高速成膜できる利点を有しながら、内部応力の低い膜
を形成できる。 また、アーク放電用のガスをＡｒからＨｅガスにするこ
とにより、放電電圧が高くなりプラズマ粒子がさらに加
速され、原料蒸発速度が高くなる。Ａｒガスを用いた時
と比べて、Ｈｅガスでは同じ速度を生ずための電流量は
小さくてよい。 又、本発明は種々の化合物の薄膜を基板加熱することな
く、内部圧力の低い膜を高速で成膜することが可能であ
る．これは、内部応力の高い膜、例えば窒化物膜を形成
する場合や、数μ膜厚で厚膜を形成する場合等には、特
に有利である．又、薄膜の種類に応じて適当な磁石手段
を用いることによって最適なプラズマ流を発生させるこ
とが可能なので、最適の膜を形成することができる．即
ち、シートプラズマの幅を広げることにより、大面積基
板のものに対しては、基体６上の膜厚分布を小さくし、
均一な膜を形成でき、逆に永久磁石５として小さなもの
を用いてシートプラズマを小さく点状にすることにより
ハース４上での集中度を増し、蒸発しにくい材料を容易
に蒸発できるようにすることもできる。 又、本発明においては、ハース４および磁石５を並進移
動することにより、更に大面積における膜厚分布を向上
させることが可能となり、ハース４を複数設けて大面積
で多層膜への応用も可能となる。 さらに、ハース４と永久磁石５を相対的に移動すること
によって、ハース内の蒸発物質３の利用効率を非常に向
上させることができる。
第１．３．７図は本発明の方法によって成膜するために
用いる装置の一例の基本的構成を示す模式図、第２図は
本発明において用いるアーク放電プラズマ発生装置の陰
極としての複合陰極の一例の断面図、第４図は第３図の
アーア断面図、第５図はハースと永久磁石を相対的に移
動させる場合の模式的説明図、第６図は、複数のハース
を設けた場合の模式的説明図、第８図はシートプラズマ
を隣接させた大面積シートプラズマを用いる場合の模式
図、第９図はＡｒ １００％の雰囲気でＩＴＯ膜を成膜
した場合の、ガス圧に対する内部圧縮応力値及び成膜速
度の関係を示すグラフである．第１０図は、本発明の方
法によって成膜されたＩＴＯ膜をアニールした場合の低
抵抗化の様子を示すグラフである。 １：アーク放電プラズマ発生源 ２：空芯コイル ３：蒸着原料 ４：蒸着ハース ５：磁石 ６：蒸着基板 ７：プラズマ発生用直流電源 ８：基板バイアス電源（直流、またはＲＦ）９：高密度
プラズマ １０：蒸着チャンバー ｌ１：加熱ヒーター ｌ２：反応ガス等雰囲気ガス導入口 ｌ３： ｌ４： ｌ５ ｌ６： ２ｌ ： ２２： ２３： ５ｌ ： ５２： ５３： ５４： ５５： ５６： ５７： ５８： 放電用ガス導入口 シートプラズマ 永久磁石 スイッチ 複合陰極 環状永久磁石内蔵第ｌ中間電極 空芯コイル内蔵第２中間電極 ＬａＢａ主陰極 Ｔａパイプの補助陰極 陰極を保護するためのＷからなる円板 Ｍｏからなる円筒 Ｍｏからなる円板状の熱シールド 冷却水 ステンレスからなる陰極支持台 ガス導入口 第 １ 図 第 斗 図 第 ３ 図 第 ８ 図 Ｏ
用いる装置の一例の基本的構成を示す模式図、第２図は
本発明において用いるアーク放電プラズマ発生装置の陰
極としての複合陰極の一例の断面図、第４図は第３図の
アーア断面図、第５図はハースと永久磁石を相対的に移
動させる場合の模式的説明図、第６図は、複数のハース
を設けた場合の模式的説明図、第８図はシートプラズマ
を隣接させた大面積シートプラズマを用いる場合の模式
図、第９図はＡｒ １００％の雰囲気でＩＴＯ膜を成膜
した場合の、ガス圧に対する内部圧縮応力値及び成膜速
度の関係を示すグラフである．第１０図は、本発明の方
法によって成膜されたＩＴＯ膜をアニールした場合の低
抵抗化の様子を示すグラフである。 １：アーク放電プラズマ発生源 ２：空芯コイル ３：蒸着原料 ４：蒸着ハース ５：磁石 ６：蒸着基板 ７：プラズマ発生用直流電源 ８：基板バイアス電源（直流、またはＲＦ）９：高密度
プラズマ １０：蒸着チャンバー ｌ１：加熱ヒーター ｌ２：反応ガス等雰囲気ガス導入口 ｌ３： ｌ４： ｌ５ ｌ６： ２ｌ ： ２２： ２３： ５ｌ ： ５２： ５３： ５４： ５５： ５６： ５７： ５８： 放電用ガス導入口 シートプラズマ 永久磁石 スイッチ 複合陰極 環状永久磁石内蔵第ｌ中間電極 空芯コイル内蔵第２中間電極 ＬａＢａ主陰極 Ｔａパイプの補助陰極 陰極を保護するためのＷからなる円板 Ｍｏからなる円筒 Ｍｏからなる円板状の熱シールド 冷却水 ステンレスからなる陰極支持台 ガス導入口 第 １ 図 第 斗 図 第 ３ 図 第 ８ 図 Ｏ
Claims (13)
- １．雰囲気ガス圧が３．０×１０＾−＾４Ｔｏｒｒ以上
の雰囲気中で、アーク放電によって発生したアーク放電
プラズマを透明電導膜形成用蒸着原料上に集束させるこ
とによって該蒸着原料を蒸発させ、該蒸着原料の上方に
配置された基体上に透明電導膜を形成することを特徴と
する透明電導膜の形成方法。 - ２．雰囲気ガスとしてＨｅ又はＨｅを主成分とするガス
を用いることを特徴とする請求項１記載の透明電導膜の
形成方法。 - ３．雰囲気ガス圧が５．０×１０＾−＾４Ｔｏｒｒ以上
の雰囲気中で、Ａｒ又はＡｒを主成分とする雰囲気ガス
を用いて透明電導膜を形成することを特徴とする請求項
１記載の透明電導膜の形成方法。 - ４．内部圧縮応力値が５０００ｋｇｆ／ｃｍ＾２以下の
透明電導膜を形成することを特徴とする請求項１〜３い
ずれか１項記載の透明電導膜の形成方法。 - ５．形成する薄膜が、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜
鉛のうちいずれか１種を主成分とする透明電導膜である
ことを特徴とする請求項４記載の透明電導膜の形成方法
。 - ６．２００℃以上に加熱した基体上に、内部圧縮応力が
５０００ｋｇｆ／ｃｍ＾２以下で、比抵抗が２×１０＾
−＾４Ω・ｃｍ以下の錫を添加した酸化インジウムから
なる透明電導膜を形成することを特徴とする請求項５記
載の透明電導膜の形成方 法。 - ７．２００℃以下に加熱した基体上に、内部圧縮応力が
５０００ｋｇｆ／ｃｍ＾２以下で、比抵抗が３×１０＾
−＾４Ω・ｃｍ以下の錫を添加した酸化インジウムから
なる透明電導膜を形成することを特徴とする請求項５記
載の透明電導膜の形成方 法。 - ８．基体上にカラーフィルターを形成した後、該基体を
２００℃以下に加熱して、請求項７記載の方法により上
記カラーフィルター上に、内部圧縮応力が５０００ｋｇ
ｆ／ｃｍ＾２以下で、比抵抗が３×１０＾−＾４Ω・ｃ
ｍ以下の錫を添加した酸化インジウムからなる透明電導
膜を形成することを特徴とするカラーフィルター付電導
性基体の製造方法。 - ９．アーク放電プラズマを磁場を加えてシート状に変形
し、該シート状プラズマの幅方向に細長い永久磁石の磁
界によって、上記シート状プラズマを蒸着原料上に導い
て該蒸着原料を蒸発させ、該蒸着原料の上方に置かれた
基体上に被膜を形成することを特徴とする請求項１〜７
いずれか１項記載の透明電導膜の形成方法、又は請求項
８記載のカラーフィルター付電導性基体の製造方法。 - １０．基体上に、請求項１〜８いずれか１項の方法によ
って形成された透明電導膜を有することを特徴とする透
明電導性基体。 - １１．透明電導膜が、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜
鉛のうちいずれか１種を主成分とする透明電導膜である
ことを特徴とする請求項１０記載の透明電導性基体。 - １２．基体上に内部圧縮応力値が５０００ｋｇｆ／ｃｍ
＾２以下で、比抵抗が２×１０＾−＾４Ω・ｃｍ以下の
錫を添加した酸化インジウムからなる透明電導膜を形成
することを特徴とする請求項１１記載の透明電導性基体
。 - １３．基体上にカラーフィルターを有し、該カラーフィ
ルター上に、内部応力値が５０００ｋｇｆ／ｃｍ＾２以
下で、比抵抗が３×１０＾−＾４Ω・ｃｍ以下の錫を添
加した酸化インジウムからなる透明電導膜を有するカラ
ーフィルター付電導性基 体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6844990A JPH0329216A (ja) | 1989-03-28 | 1990-03-20 | 透明電導膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7395589 | 1989-03-28 | ||
| JP1-73955 | 1989-03-28 | ||
| JP6844990A JPH0329216A (ja) | 1989-03-28 | 1990-03-20 | 透明電導膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0329216A true JPH0329216A (ja) | 1991-02-07 |
Family
ID=26409674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6844990A Pending JPH0329216A (ja) | 1989-03-28 | 1990-03-20 | 透明電導膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0329216A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000071541A (ko) * | 1999-04-01 | 2000-11-25 | 마쯔무라 미노루 | 투명 도전막 형성 및 해당 방법에 의해 형성된 투명 도전막 |
| KR100356565B1 (ko) * | 1997-01-14 | 2002-12-18 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 증가된 박막 성장 속도로 산화 마그네슘 박막을 형성할 수 있는박막 성장 방법 및 장치 |
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| JP2012150779A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-08-09 | Nitto Denko Corp | 透明導電性フィルムおよびその製造方法 |
-
1990
- 1990-03-20 JP JP6844990A patent/JPH0329216A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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