JPH04280975A - 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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- C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
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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
【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Ｓ
ｎＯ２ 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。
、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Ｓ
ｎＯ２ 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６２−１
５４４１１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６２−１
５４４１１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Ｚｎの有機金属材料をそれぞれキャリ
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、ジボランガス又はホウ素もしくはアル
ミニウムを含む化合物をチャンバー内に供給し、チャン
バー内に配置された基板を所定温度に加熱しながら上記
ガス圧力下で成膜を行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。好適な態様においては、
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
がら成膜が行われる。
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Ｚｎの有機金属材料をそれぞれキャリ
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、ジボランガス又はホウ素もしくはアル
ミニウムを含む化合物をチャンバー内に供給し、チャン
バー内に配置された基板を所定温度に加熱しながら上記
ガス圧力下で成膜を行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。好適な態様においては、
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
がら成膜が行われる。
【０００８】
【発明の作用及び態様】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Ｚｎの有機金属化合物及
び純水を用い、またドーパントとしてホウ素又はアルミ
ニウムを含む化合物を用い、１〜３０Ｔｏｒｒの減圧下
で成膜を行うと、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。
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Ｚｎの有機金属化合物及
び純水を用い、またドーパントとしてホウ素又はアルミ
ニウムを含む化合物を用い、１〜３０Ｔｏｒｒの減圧下
で成膜を行うと、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Ｚｎの有機金属材料をそれぞれＡｒガス等不活性
のキャリアーガスにより供給し、ガス圧力を１〜３０Ｔ
ｏｒｒに調整すると共に、ジボランガス又はホウ素もし
くはアルミニウムを含む化合物をチャンバー内に供給し
、上記ガス圧力に調整しながら成膜を行う（ＭＯＣＶＤ
法）と、１５０℃内外の低温でテクスチャー構造のＺｎ
Ｏ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２７０℃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４００〜１４００ｎｍ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Ｚｎの有機金属材料をそれぞれＡｒガス等不活性
のキャリアーガスにより供給し、ガス圧力を１〜３０Ｔ
ｏｒｒに調整すると共に、ジボランガス又はホウ素もし
くはアルミニウムを含む化合物をチャンバー内に供給し
、上記ガス圧力に調整しながら成膜を行う（ＭＯＣＶＤ
法）と、１５０℃内外の低温でテクスチャー構造のＺｎ
Ｏ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２７０℃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４００〜１４００ｎｍ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。
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。
【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Ｚ
ｎＯ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Ｚ
ｎＯ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：１
０ｓｃｃｍ 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／ｍｉｎＨ２ Ｏ流量
：２６．８μｍｏｌ／ｍｉｎＢ２ Ｈ６ 流量：０〜０
．７μｍｏｌ／ｍｉｎ紫外光灯（低圧水銀灯）：１８４
．９ｎｍ、２５３．７ｎｍ
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：１
０ｓｃｃｍ 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／ｍｉｎＨ２ Ｏ流量
：２６．８μｍｏｌ／ｍｉｎＢ２ Ｈ６ 流量：０〜０
．７μｍｏｌ／ｍｉｎ紫外光灯（低圧水銀灯）：１８４
．９ｎｍ、２５３．７ｎｍ
【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、成膜時に紫
外光を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、成膜時に紫
外光を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。
【符号の説明】
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。
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。
Claims (4)
- 【請求項１】 化学的気相堆積法により基板上にＺｎ
Ｏ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Ｚｎの有機金属材料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、ジボランガス又はホウ素もしくはアルミニ
ウムを含む化合物をチャンバー内に供給し、チャンバー
内に配置された基板を所定温度に加熱しながら上記ガス
圧力下で成膜を行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Ｚｎの有機金属材料がジメチル亜
鉛又はジエチル亜鉛であり、また前記有機化合物がジボ
ラン、トリメチルボロン、トリエチルボロン、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。 - 【請求項３】 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ことを特徴とする請求
項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 前記紫外光が２５４ｎｍ以下の波長の
光であり、基板上で１ｍＷ／ｃｍ２ 以上消費させるこ
とを特徴とする請求項３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 true JPH04280975A (ja) | 1992-10-06 |
| JP2545306B2 JP2545306B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=13403141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| 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) |
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| JP2013118227A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-13 | Showa Shell Sekiyu Kk | Ｃｉｓ系薄膜太陽電池、及びその製造方法 |
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