JPH062134A - 透明導電膜の製造方法 - Google Patents

透明導電膜の製造方法

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JPH062134A
JPH062134A JP17883292A JP17883292A JPH062134A JP H062134 A JPH062134 A JP H062134A JP 17883292 A JP17883292 A JP 17883292A JP 17883292 A JP17883292 A JP 17883292A JP H062134 A JPH062134 A JP H062134A
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JP
Japan
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target
film
sputtering
substrate
ito
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Application number
JP17883292A
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English (en)
Inventor
Takashi Kubota
高史 久保田
Hiroshi Watanabe
渡辺  弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Kinzoku Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsui Mining and Smelting Co Ltd filed Critical Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Publication of JPH062134A publication Critical patent/JPH062134A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ターゲット表面の林立黒化現象を防止するこ
とによって膜形成速度の変動および膜比抵抗の劣化を抑
制し、高品質のITO透明導電膜の安定した連続的な製
造方法を提供する。 【構成】 インジウム−錫酸化物ターゲットを用いたス
パッタリング法による透明導電膜の製造方法において、
該スパッタリングに高周波放電を用いることを特徴とす
る透明導電膜の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリング法によ
るインジウム−錫酸化物透明導電膜の製造方法に関し、
詳しくは成膜の際に高周波放電を用いることによって、
ターゲット表面の変質に起因する膜形成速度の変動およ
び膜比抵抗の劣化を抑制し、優れた特性を有する透明導
電膜の連続的な製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、真空蒸着法やスパッタリング法に
よって得られるインジウム−錫酸化物(In23−Sn
2:Indium−Tin Oxide:ITO)膜
は高導電性、高透明性等の特性を活かし、プラズマディ
スプレイ、液晶ディスプレイ、タッチパネル等の電子デ
ィスプレイの電極材料として広く用いられている。
【0003】近年、成膜速度の制御性、大面積基板に成
膜した場合の均一性等の点から、製造ラインではスパッ
タリング法が一般的となっているが、これまで企業的規
模でスパッタリングを利用する場合、成膜速度が遅いこ
とが大きなネックとなっていた。そこで、ターゲット電
極背面に磁石を設け、ターゲット表面に湾曲した磁力線
による不均一な磁界を発生させることで、プラズマをタ
ーゲット表面付近に封じ込め、アルゴンガス等の導入ガ
スのイオン化効率を上げることにより成膜速度を改善で
きるマグネトロン・スパッタリング法が考え出され、現
在、最も広く用いられるようになった。
【0004】一般に、スパッタリング法には陰極(ター
ゲット)と陽極(基板)の間に高周波電圧を印加する方
法(RFスパッタ法)と直流電圧を印加する方法(DC
スパッタ法)がある。現在、企業的規模では成膜速度が
大きいことや成膜時の制御性、安定性等の点から透明導
電膜の製造には、直流マグネトロン・スパッタリング法
が主流となっており、1.5〜2.0×10-4Ω・cm
の低抵抗膜が得られている。また、直流と高周波を併用
したマグネトロン・スパッタリング法も提案されている
(特開平3−249171号公報)。
【0005】しかるに、ITOターゲットを使用して直
流マグネトロン・スパッタリング法により成膜した場合
には、ターゲット使用時間が長くなるに従ってターゲッ
ト表面が黒色化し突起が発生し(林立黒化現象)、それ
に伴い、膜形成速度の変動および膜比抵抗の劣化が起こ
ることが判っている。このため長時間に亘って安定して
高品質のITO膜が得られないという問題が生じる。
【0006】このためITO膜の成膜に際し、生産性向
上のために、一定時間経過後にターゲット表面の黒色突
起部分を除去するといったクリーニングをしなければな
らない。しかし、量産タイプのスパッタリング装置で
は、この何回ものクリーニングが生産性に大きく影響す
る。
【0007】従って、クリーニング回数が少ないか、あ
るいは全くクリーニングしなくても連続的に安定して高
品質のITO膜を得られるような長寿命ターゲット(ロ
ングライフターゲット)が望まれている。
【0008】ITOターゲットの長寿命化対策として、
ターゲットの高密度化が挙げられるが、高密度ターゲッ
トにおいても林立黒化現象は起こり、またターゲット表
面に林立黒化が発生していなくても膜比抵抗の劣化が起
こることが知られている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従
来、通常使用されているITOターゲットを用いて成膜
したときに起こるターゲット表面の林立黒化現象を防止
することによって膜形成速度の変動および膜比抵抗の劣
化を抑制し、高品質のITO透明導電膜の安定した連続
的な製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、従
来より用いられている直流放電に代えて高周波放電によ
りスパッタリングを行なうことによって達成される。
【0011】すなわち、本発明の透明導電膜の製造方法
は、ITOターゲットを用いたスパッタリング法による
透明導電膜を製造方法において、該スパッタリングに高
周波放電を用いることを特徴とする。
【0012】以下、本発明について詳細に説明する。図
1は、本発明の製造方法を実施するための装置の構成図
であり、典型的な高周波マグネトロン・スパッタリング
装置を示している。同図において、1は真空チャンバ
ー、2は高周波電源、3はマグネット、4はバッキング
プレート、5はITOターゲット、6は基板、7はマス
フロー、8はガスボンベ、9は真空ポンプ、10は真空
計、11はマッチングボックスをそれぞれ示す。
【0013】この装置は、真空ポンプ9からなる真空排
気系とアルゴンガス等のガスボンベ8、マスフロー7か
らなるガス導入系を備えた真空チャンバー1の中にIT
Oターゲット5と、これに対向して基板6が配設されて
いる。
【0014】スパッタリングに際しては、真空チャンバ
ー1内に基板6をセットした後、真空ポンプ9により真
空チャンバー1内を高真空に排気し、ガス導入系からア
ルゴンガスあるいはアルゴンと酸素の混合ガスをマスフ
ロー7を介して真空チャンバー1内に導入してスパッタ
リング条件を設定する。また、必要に応じて基板ヒータ
ー等により基板6を加熱する。スパッタリング条件を設
定した後、高周波電源2によりITOターゲット5と基
板6の間に高周波電圧を印加する。このときアルゴンイ
オンがターゲット表面のターゲット物質をたたき出し、
基板表面に付着させて成膜する。
【0015】ITOターゲット5の背面には、ターゲッ
ト表面のプラズマ密度を上げて成膜速度を上げるための
マグネット3が設置してあり、これによりITOターゲ
ット5はプラズマ密度の高い部分が掘れ、この掘れた部
分をエロージョン部という。
【0016】直流電源12によってITOターゲット5
と基板6の間に直流電圧を印加する従来の図2に示され
る直流マグネトロン・スパッタリング装置では、ターゲ
ット使用時間(スパッタ累積時間)が長くなるに従い、
このエロージョン付近が黒化し、突起が発生する。これ
に伴い膜形成速度の変動や膜比抵抗の劣化が生産現場に
おいて大きな問題となっていた。
【0017】そこで、本発明では、スパッタリングに上
述のように高周波電圧を印加し、高周波放電を発生する
ことによって、ITOターゲット表面の黒化および突起
の発生を防止するものである。
【0018】このようにして、長期の使用にあってもI
TOターゲットの林立黒化現象が抑制され、膜形成速度
の変動や膜比抵抗の劣化が防止される。
【0019】
【作用】ITOターゲットの突起発生の原因と高周波放
電を用いた場合の作用については次の通りである。
【0020】すなわち、ITOターゲットを使ってスパ
ッタリングで成膜する場合、アルゴンイオンによってた
たき出されたターゲット物質は基板に到達してITO膜
となるものと、基板に到達せずにターゲット表面に再び
付着するものとがある。この再付着物はアルゴンイオン
衝撃により酸素の不足状態にあると思われ、そのものの
抵抗がITOターゲット本体の抵抗より高いことが考え
られる。
【0021】このような状態で直流放電によりスパッタ
リングを行なうと、再付着物の部分には流入するアルゴ
ンイオンが持ってくる正電荷が蓄積し、再付着部分の電
位はプラズマ電位と等しくなる。よって、その部分のみ
アルゴンイオンが衝突しなくなり、掘れ残り突起を形成
する。
【0022】一方、高周波放電によるスパッタリング
は、従来、絶縁物の成膜に用いられているので高周波放
電によりスパッタリングすれば、再付着物の固着に起因
するターゲット表面の抵抗のバラツキに関係なくターゲ
ット本体と再付着物を同時にスパッタリングすることが
できるので突起の発生を防ぐことができる。
【0023】以上のことから、ITO透明導電膜をスパ
ッタリングにより製造する場合、高周波放電を用いるこ
とによってターゲット表面の黒化および突起の発生を防
止し、林立黒化に起因する膜形成速度の変動や、膜比抵
抗の劣化を抑制することができる。
【0024】
【実施例】以下、実施例等に基づき本発明を具体的に説
明する。
【0025】実施例 図1に示した装置を用い、高周波放電により基板上にI
TO膜を成膜した。このとき使用したターゲットはIn
23にSnO2を10重量%の割合で混合したものをコ
ールドプレス法により製造した密度87%、厚さ6mm
の焼結体である。ここで、基板には厚さに1mmのクラ
ウンガラスを使用した。
【0026】この際のエロージョン掘れ深さと膜形成速
度変動率および膜比抵抗の変化について評価した。
【0027】先ず、まず高周波電力1watt/c
2、圧力3mtorr、基板温度200℃にてアルゴ
ンガスと酸素ガスの混合比を変えて成膜し、膜比抵抗が
最も低くなる条件を探した。この後、エロージョン部が
1mmになるまで2watt/cm2でスパッタリング
し続け、1mm掘れたところで再び1watt/cm2
で成膜するということを5mm掘れるまで続けた。
【0028】この結果、高周波放電によりスパッタリン
グした場合、エロージョンが5mm掘れたときのターゲ
ット表面には突起は殆ど発生していなかった。
【0029】図3にエロージョン掘れ深さに対する膜形
成速度の変化を示す。この図3から、高周波放電による
スパッタリングでは5mm掘れたときの膜形成速度はタ
ーゲット使い始めと比較して約10%減少していた。
【0030】図4にエロージョン掘れ深さに対する膜比
抵抗の変化を示す。この図4から、高周波放電によるス
パッタリングの場合、ターゲット使い始めの膜比抵抗は
1.8×10-4Ω・cm、5mm掘れた状態では2.4
×10-4Ω・cmと使い始めの約1.3倍となった。
【0031】比較例 図2に示した装置を用い、直流放電により基板上にIT
O膜を成膜した。このとき使用したターゲットおよび基
板は実施例と同様のものである。
【0032】この際のエロージョン掘れ深さと膜形成速
度変動率および膜比抵抗の変化について評価した。
【0033】先ず、高周波電力0.3watt/c
2、圧力3mtorr、基板温度200℃にてアルゴ
ンガスと酸素ガスの混合比を変えて成膜、膜比抵抗が最
も低くなる条件を探した。この後、エロージョンが1m
mになるまで2.3watt/cm2でスパッタリング
し続け、1mm掘れたところで再び0.3watt/c
2で成膜するということを5mm掘れるまで続けた。
【0034】この結果、直流放電によりスパッタリング
した場合、エロージョンが5mm掘れるまで使うと、タ
ーゲット表面は黒色突起が多数発生していた。
【0035】図3にエロージョン掘れ深さに対する膜形
成速度の変化を示す。この図3から直流放電によるスパ
ッタリングでは5mm掘れたときの膜形成速度は、ター
ゲット使い始めと比較して約65%減少していた。
【0036】図4にエロージョン掘れ深さに対する膜比
抵抗の変化を示す。この図4から、直流放電によるスパ
ッタリングの場合、ターゲット使い始めの膜比抵抗は2
×10-4Ω・cm、5mm掘れた状態では5×10-4Ω
・cmと使い始めの約2.5倍となった。
【0037】
【発明の効果】以上から明らかなように、本願発明の製
造方法によって、スパッタリングによりITO膜を形成
する際、ターゲット表面の黒化および突起発生に起因す
る膜形成速度の変動や膜比抵抗の劣化を抑制し、高品質
のITO透明導電膜をターゲット表面のクリーニングな
しに安定して連続的に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例に用いた高周波マグネトロン・スパッ
タリング装置の構成図。
【図2】 比較例に用いた直流マグネトロン・スパッタ
リング装置の構成図。
【図3】 エロージョン掘れ深さと膜形成速度変動率の
関係を示すグラフ。
【図4】 エロージョン掘れ深さと膜比抵抗の関係を示
すグラフ。
【符号の説明】
1:真空チャンバー、2:高周波電源、3:マグネッ
ト、4:バッキングプレート、5:ITOターゲット、
6:基板、7:マスフロー、8:ガスボンベ、9:真空
ポンプ、10:真空計、11:マッチングボックス、1
2:直流電源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インジウム−錫酸化物ターゲットを用い
    たスパッタリング法による透明導電膜の製造方法におい
    て、該スパッタリングに高周波放電を用いることを特徴
    とする透明導電膜の製造方法。
JP17883292A 1992-06-15 1992-06-15 透明導電膜の製造方法 Pending JPH062134A (ja)

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JP17883292A JPH062134A (ja) 1992-06-15 1992-06-15 透明導電膜の製造方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1074363C (zh) * 1996-08-21 2001-11-07 株式会社电装 使用发热元件的车用加热装置
CN1094437C (zh) * 1996-07-22 2002-11-20 株式会社电装 用于车辆的供暖设备

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1094437C (zh) * 1996-07-22 2002-11-20 株式会社电装 用于车辆的供暖设备
CN1074363C (zh) * 1996-08-21 2001-11-07 株式会社电装 使用发热元件的车用加热装置

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