JPH07161234A - 透明導電膜及びその形成方法 - Google Patents
透明導電膜及びその形成方法Info
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- JPH07161234A JPH07161234A JP30919293A JP30919293A JPH07161234A JP H07161234 A JPH07161234 A JP H07161234A JP 30919293 A JP30919293 A JP 30919293A JP 30919293 A JP30919293 A JP 30919293A JP H07161234 A JPH07161234 A JP H07161234A
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- Japan
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- tin oxide
- transparent conductive
- conductive film
- gas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化錫の低抵抗化として使用するフッ素ドー
パントガスとして、安全で且つオゾン破壊の心配がな
く、更にはドーピングされた酸化錫の表面形状を良好な
凹凸とし得る、ドーパントを提供する。 【構成】 酸化錫(SnO2)を主成分とする透明導電
膜を形成するに際して、フッ素ドーパントガスとして、
テトラフルオロエタン(CF3CH2F)または/及び三
フッ化メタン(CHF3)を使用することにある。
パントガスとして、安全で且つオゾン破壊の心配がな
く、更にはドーピングされた酸化錫の表面形状を良好な
凹凸とし得る、ドーパントを提供する。 【構成】 酸化錫(SnO2)を主成分とする透明導電
膜を形成するに際して、フッ素ドーパントガスとして、
テトラフルオロエタン(CF3CH2F)または/及び三
フッ化メタン(CHF3)を使用することにある。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光起電力装置や固体撮
像素子、或るいは液晶ディスプレイ等での光入射用電極
として用いられる透明導電膜及びその形成方法に関す
る。
像素子、或るいは液晶ディスプレイ等での光入射用電極
として用いられる透明導電膜及びその形成方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】太陽電池や光センサに代表されるような
光学素子や、光情報を利用する液晶画像素子などにあっ
ては、透明導電膜は構成上、不可欠な材料である。
光学素子や、光情報を利用する液晶画像素子などにあっ
ては、透明導電膜は構成上、不可欠な材料である。
【0003】これら素子における透明導電膜は、該素子
における導電膜としての物性、具体的には必要な抵抗値
や光透過率といった条件を満たすものを適宜選択して利
用されているが、その主な材料としては、酸化錫や、こ
の酸化錫と酸化インジュウムとを混合して成るITO
(Induim Tin Oxide)膜等が使用されている。
における導電膜としての物性、具体的には必要な抵抗値
や光透過率といった条件を満たすものを適宜選択して利
用されているが、その主な材料としては、酸化錫や、こ
の酸化錫と酸化インジュウムとを混合して成るITO
(Induim Tin Oxide)膜等が使用されている。
【0004】とりわけ、非晶質シリコンを光電変換材料
として用いる光起電力装置にあっては、その非晶質シリ
コンが通常プラズマ反応法によって形成されることか
ら、一般にこの非晶質シリコンよりも先立って形成され
る透明導電膜は、そのプラズマ反応法に因るプラズマに
よって損傷を受け易い。このため、非晶質シリコンによ
る光起電力装置では、透明導電膜材料としては、通常に
耐プラズマ性の高い酸化錫が主に使用されている。
として用いる光起電力装置にあっては、その非晶質シリ
コンが通常プラズマ反応法によって形成されることか
ら、一般にこの非晶質シリコンよりも先立って形成され
る透明導電膜は、そのプラズマ反応法に因るプラズマに
よって損傷を受け易い。このため、非晶質シリコンによ
る光起電力装置では、透明導電膜材料としては、通常に
耐プラズマ性の高い酸化錫が主に使用されている。
【0005】この酸化錫は、SnCl4等の原料ガスを
熱分解する所謂熱CVD法によって形成される。然し乍
ら、これら原料ガスのみを使用して酸化錫を形成したと
しても抵抗値が高く、透明導電膜としての導電性を充分
確保することができないこととなる。そのため、通常そ
の主となる原料ガスにCF3BrやCHClF2ガスをド
ーパントガスとして混合し膜形成することで、酸化錫中
にフッ素をドーピングし、膜の低抵抗化を図ることが行
われている。
熱分解する所謂熱CVD法によって形成される。然し乍
ら、これら原料ガスのみを使用して酸化錫を形成したと
しても抵抗値が高く、透明導電膜としての導電性を充分
確保することができないこととなる。そのため、通常そ
の主となる原料ガスにCF3BrやCHClF2ガスをド
ーパントガスとして混合し膜形成することで、酸化錫中
にフッ素をドーピングし、膜の低抵抗化を図ることが行
われている。
【0006】この様なフッ素をドーピングした酸化錫に
関しては、例えば特開平2−231773号等に具体的
に記載されている。
関しては、例えば特開平2−231773号等に具体的
に記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このフッ素をドーピン
グすることによる低抵抗化は、酸化錫がもつ良好な耐プ
ラズマ性を損なうことがないため好適であるものの、近
年のフロンガスが環境に及ぼす影響等に鑑み、これらフ
ッ素のドーパントガスとして使用されるCF3Brガス
やCHClF2ガス等の利用は制限されるようになって
きている。
グすることによる低抵抗化は、酸化錫がもつ良好な耐プ
ラズマ性を損なうことがないため好適であるものの、近
年のフロンガスが環境に及ぼす影響等に鑑み、これらフ
ッ素のドーパントガスとして使用されるCF3Brガス
やCHClF2ガス等の利用は制限されるようになって
きている。
【0008】ここでは、地球環境を破壊することがな
く、且つ不燃性で安全なガスであって、フッ素ドーピン
グ用ガスとして使用したならば、酸化錫の充分な低抵抗
化が成し得ると共に、たとえば光起電力装置の光入射側
電極にその酸化錫を使用したならば、入射光がその光起
電力装置を構成する半導体に充分に吸収されるよう、そ
の半導体内の光乱反射を効率よく起こさせるべく、その
酸化錫の表面に凹凸形状を設けることが可能となる透明
導電膜及びその形成方法を提供する。
く、且つ不燃性で安全なガスであって、フッ素ドーピン
グ用ガスとして使用したならば、酸化錫の充分な低抵抗
化が成し得ると共に、たとえば光起電力装置の光入射側
電極にその酸化錫を使用したならば、入射光がその光起
電力装置を構成する半導体に充分に吸収されるよう、そ
の半導体内の光乱反射を効率よく起こさせるべく、その
酸化錫の表面に凹凸形状を設けることが可能となる透明
導電膜及びその形成方法を提供する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の透明導電膜の特
徴とするところは、酸化錫(SnO2)を主成分とする
透明導電膜であって、その膜はテトラフルオロエタン
(CF3CH2F)または/及び三フッ化メタン(CHF
3)に因るフッ素をドーパントとして含有していること
にあり、また、その形成方法としては、テトラフルオロ
エタン(CF3CH2F)または/及び三フッ化メタン
(CHF3)を含む反応ガスに、エネルギービームを照
射することにより該ガスを分解し、上記酸化錫にフッ素
ドーピングすることにある。
徴とするところは、酸化錫(SnO2)を主成分とする
透明導電膜であって、その膜はテトラフルオロエタン
(CF3CH2F)または/及び三フッ化メタン(CHF
3)に因るフッ素をドーパントとして含有していること
にあり、また、その形成方法としては、テトラフルオロ
エタン(CF3CH2F)または/及び三フッ化メタン
(CHF3)を含む反応ガスに、エネルギービームを照
射することにより該ガスを分解し、上記酸化錫にフッ素
ドーピングすることにある。
【0010】
【作用】本発明によれば、酸化錫(SnO2)のフッ素
のドーパントとして、テトラフルオロエタン、三フッ化
メタン及びこれら混合ガスを使用することで、これらを
ドープしない場合と比較して、低抵抗化が可能になると
ともに、その酸化錫表面には、光反射に適した凹凸形状
を形成することが可能となる。
のドーパントとして、テトラフルオロエタン、三フッ化
メタン及びこれら混合ガスを使用することで、これらを
ドープしない場合と比較して、低抵抗化が可能になると
ともに、その酸化錫表面には、光反射に適した凹凸形状
を形成することが可能となる。
【0011】また、これらドーパントは、オゾン層を破
壊することがなく、地球環境を考慮した材料と言える。
壊することがなく、地球環境を考慮した材料と言える。
【0012】更には、本発明によればレーザ等のエネル
ギビームによりこれらドーパントを効率よく分解し、こ
れにより生成されたフッ素を酸化錫(SnO2)にドー
プするものである。
ギビームによりこれらドーパントを効率よく分解し、こ
れにより生成されたフッ素を酸化錫(SnO2)にドー
プするものである。
【0013】
【実施例】図1は、本発明透明導電膜を説明するため
の、該透明導電膜の形成装置を示す模式図である。図中
の(1)は、膜が形成される基板を設置するための反応室
であり、(2)は反応室から排気するための真空系、(3)は
反応室内に設けられた基板、(4)は本願発明の特徴であ
るテトラフルオロエタンや三フッ化メタンのガスを流す
ためのライン、(5)は酸素或いはH2Oのライン、(6)及
び(7)はキャリアガスとなる窒素ライン、(8)はSnCl
4ラインである。
の、該透明導電膜の形成装置を示す模式図である。図中
の(1)は、膜が形成される基板を設置するための反応室
であり、(2)は反応室から排気するための真空系、(3)は
反応室内に設けられた基板、(4)は本願発明の特徴であ
るテトラフルオロエタンや三フッ化メタンのガスを流す
ためのライン、(5)は酸素或いはH2Oのライン、(6)及
び(7)はキャリアガスとなる窒素ライン、(8)はSnCl
4ラインである。
【0014】具体的には、例えばテトラフルオロエタン
をドーパントガスとする場合にあっては、まず反応室
(1)内に酸化錫を形成するための基板(3)を設置した後反
応室内を真空排気し、その間、基板(3)を約520℃と
なるように加熱保持する。
をドーパントガスとする場合にあっては、まず反応室
(1)内に酸化錫を形成するための基板(3)を設置した後反
応室内を真空排気し、その間、基板(3)を約520℃と
なるように加熱保持する。
【0015】次に反応ガスとして、SnCl4を1.5
mol%、酸素を6.5mol%、テトラフルオロエタ
ンを26.3mol%、更にはキャリアガスとして窒素
65.7mol%をそれぞれ反応室(1)に流し、熱CV
D法により基板(3)の表面に酸化錫を形成させる。
mol%、酸素を6.5mol%、テトラフルオロエタ
ンを26.3mol%、更にはキャリアガスとして窒素
65.7mol%をそれぞれ反応室(1)に流し、熱CV
D法により基板(3)の表面に酸化錫を形成させる。
【0016】斯る方法は、他のドーピングガス、三フッ
化メタン及び、テトラフルオロエタンと三フッ化メタン
との混合ガスの場合においても、上記記載の流量以外は
全く同様の方法によって形成することができる。表1
は、これら反応ガスの代表的な形成条件を示したもので
ある。
化メタン及び、テトラフルオロエタンと三フッ化メタン
との混合ガスの場合においても、上記記載の流量以外は
全く同様の方法によって形成することができる。表1
は、これら反応ガスの代表的な形成条件を示したもので
ある。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】次に、本願発明で使用するドーパントガス
によって形成された酸化錫の特性を表2に示す。なお、
同表には、従来のCF3Brをフッ素のドーパントガス
として使用した場合の酸化錫の特性をも同時に示してい
る。同表から分かるように、本願発明のドーパントガス
によれば、酸化錫の低抵抗化が可能になると共に、透過
率も80%以上と非常に大きく、表面の凹凸形状も極め
て大きく太陽電池における透明電極としても適したもの
である。なお、同表で使用した、表面の凹凸の程度を示
すヘイズ率とは、入射光における全透過率に対する散乱
透過率の割合である。
によって形成された酸化錫の特性を表2に示す。なお、
同表には、従来のCF3Brをフッ素のドーパントガス
として使用した場合の酸化錫の特性をも同時に示してい
る。同表から分かるように、本願発明のドーパントガス
によれば、酸化錫の低抵抗化が可能になると共に、透過
率も80%以上と非常に大きく、表面の凹凸形状も極め
て大きく太陽電池における透明電極としても適したもの
である。なお、同表で使用した、表面の凹凸の程度を示
すヘイズ率とは、入射光における全透過率に対する散乱
透過率の割合である。
【0020】更に、本願発明の特徴であるドーパトガス
によれば、使用するガスのドーパント量を変化させるこ
とで、表面の凹凸の程度、つまりヘイズ率を制御するこ
とが可能となる。これらドーパントガスのドーパント量
とヘイズ率との具体的な関係を表3に示す。
によれば、使用するガスのドーパント量を変化させるこ
とで、表面の凹凸の程度、つまりヘイズ率を制御するこ
とが可能となる。これらドーパントガスのドーパント量
とヘイズ率との具体的な関係を表3に示す。
【0021】
【表3】
【0022】同表に示すように、ドーパントガス及びそ
の量を制御することで、広い範囲のヘイズ率を備えた透
明導電膜を形成することができることが分かる。
の量を制御することで、広い範囲のヘイズ率を備えた透
明導電膜を形成することができることが分かる。
【0023】次に、本願発明の第2の実施例を説明す
る。図2は、本願発明透明導電膜の形成方法を説明する
ための、膜形成装置を模式的示した図である。図中の符
号は、図1と同様とするところは、同一の符号を付して
いる。図中の(21)は反応室内に流入した反応ガスを混合
し、基板(3)表面にこれらガスを吹き付けるためのガス
吹きだし部、(22)は反応室内にレーザ等をエネルギビー
ムを入射するためのガラス等からなる入射窓、(23)はエ
キシマレーザ、(24)はエネルギビームである。
る。図2は、本願発明透明導電膜の形成方法を説明する
ための、膜形成装置を模式的示した図である。図中の符
号は、図1と同様とするところは、同一の符号を付して
いる。図中の(21)は反応室内に流入した反応ガスを混合
し、基板(3)表面にこれらガスを吹き付けるためのガス
吹きだし部、(22)は反応室内にレーザ等をエネルギビー
ムを入射するためのガラス等からなる入射窓、(23)はエ
キシマレーザ、(24)はエネルギビームである。
【0024】本形成方法によれば、第1の実施例が基板
温度を約520℃に保持することで基板の表面に酸化錫
を形成するものであるのに対して、この第2の実施例に
あっては、基板温度を約500℃まで保持しつつ上記反
応ガスを反応室内に流入せしめた後、基板(3)の表面に
並行となるよるようにエネルギビーム(24)を照射し、こ
れにより反応室内の反応ガスを分解することによって、
ドーパントとなるフッ素を生成するものである。この結
果、形成された酸化錫には、このフッ素が取り込まれる
こととなる。
温度を約520℃に保持することで基板の表面に酸化錫
を形成するものであるのに対して、この第2の実施例に
あっては、基板温度を約500℃まで保持しつつ上記反
応ガスを反応室内に流入せしめた後、基板(3)の表面に
並行となるよるようにエネルギビーム(24)を照射し、こ
れにより反応室内の反応ガスを分解することによって、
ドーパントとなるフッ素を生成するものである。この結
果、形成された酸化錫には、このフッ素が取り込まれる
こととなる。
【0025】ここで、このエネルギービーム(24)として
使用するレーザの、光子エネルギーと、化学結合エネル
ギーとの関係を説明する。表4は、代表的な化学結合エ
ネルギーと、エキシマ等の光子エネルギーとを表にした
ものである。
使用するレーザの、光子エネルギーと、化学結合エネル
ギーとの関係を説明する。表4は、代表的な化学結合エ
ネルギーと、エキシマ等の光子エネルギーとを表にした
ものである。
【0026】
【表4】
【0027】同表から分かるように、本発明で使用する
ドーパントガスを構成している、C−H,C−F,C−
C等の化学結合エネルギーは、レーザのエネルギーより
も十分小さなものであることから、本願発明のようなエ
ネルギービームを使用して、これら反応ガスを分解する
ことは極めて容易であることから、酸化錫へのドーピン
グを極めて効率よく行うことが可能となる。
ドーパントガスを構成している、C−H,C−F,C−
C等の化学結合エネルギーは、レーザのエネルギーより
も十分小さなものであることから、本願発明のようなエ
ネルギービームを使用して、これら反応ガスを分解する
ことは極めて容易であることから、酸化錫へのドーピン
グを極めて効率よく行うことが可能となる。
【0028】従って、本発明においては、テトラフルオ
ロエタン(CF3CH2F)や三フッ化メタン(CH
F3)をドーパントとして使用する場合にあっては、例
えばArFエキシマレーザやKrFエキシマレーザを用
いるのが好ましい。
ロエタン(CF3CH2F)や三フッ化メタン(CH
F3)をドーパントとして使用する場合にあっては、例
えばArFエキシマレーザやKrFエキシマレーザを用
いるのが好ましい。
【0029】特に、この方法によれば、熱CVD法のみ
による場合と比較して、比較的低温で形成することがで
きるという特徴を備えている。
による場合と比較して、比較的低温で形成することがで
きるという特徴を備えている。
【0030】次に、本発明のドーピングガスと、化学構
造が類似するCH3CHF2ガスとの相違について説明す
る。表5は、該ガスと本願発明のドーピングガスとをそ
れぞれドーピングガスとした場合の酸化錫の物性値を比
較したものである。
造が類似するCH3CHF2ガスとの相違について説明す
る。表5は、該ガスと本願発明のドーピングガスとをそ
れぞれドーピングガスとした場合の酸化錫の物性値を比
較したものである。
【0031】
【表5】
【0032】同表から明らかなように、本願発明のテト
ラフルオロエタンと三フッ化メタンにあっては、透過率
及びヘイズ率のいずれにおいても、従来周知のCH3C
HF2と比べて良好な特性を示していることが分かる。
ラフルオロエタンと三フッ化メタンにあっては、透過率
及びヘイズ率のいずれにおいても、従来周知のCH3C
HF2と比べて良好な特性を示していることが分かる。
【0033】本願発明者によれば、このような差異は、
本願発明によるSnO2の結晶粒径が大きく成長し良好
な凹凸表面を形成することから、本願発明のドーパント
ガスが良好な特性を示しているものと考えている。
本願発明によるSnO2の結晶粒径が大きく成長し良好
な凹凸表面を形成することから、本願発明のドーパント
ガスが良好な特性を示しているものと考えている。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、酸化錫(SnO2)の
フッ素のドーパントとして、テトラフルオロエタン、三
フッ化メタン及びこれら混合物を使用することで、これ
らをドープしない場合と比較して、低抵抗化が可能にな
るとともに、その酸化錫表面には、光反射に適した凹凸
を形成することが可能となる。また、これらドーパント
は、オゾン層を破壊することがなく、地球環境を考慮し
た材料と言える。
フッ素のドーパントとして、テトラフルオロエタン、三
フッ化メタン及びこれら混合物を使用することで、これ
らをドープしない場合と比較して、低抵抗化が可能にな
るとともに、その酸化錫表面には、光反射に適した凹凸
を形成することが可能となる。また、これらドーパント
は、オゾン層を破壊することがなく、地球環境を考慮し
た材料と言える。
【0035】更には、本発明によればレーザ等のエネル
ギビームによりこれらドーパントを効率よく分解し、こ
れにより生成されたフッ素を酸化錫(SnO2)にドー
プすることができる。
ギビームによりこれらドーパントを効率よく分解し、こ
れにより生成されたフッ素を酸化錫(SnO2)にドー
プすることができる。
【図1】本発明第1の実施例を説明するための模式図で
ある。
ある。
【図2】本発明第2の実施例を説明するための模式図で
ある。
ある。
(4)…CF3CH2Fガス (5)…O2ガス (6)…キャリアガス (8)…SnCl4
Claims (6)
- 【請求項1】 酸化錫(SnO2)を主成分とする透明
導電膜であって、該膜はテトラフルオロエタン(CF3
CH2F)に因るフッ素をドーパントとして含有してい
ることを特徴とする透明導電膜。 - 【請求項2】 酸化錫(SnO2)を主成分とする透明
導電膜であって、該膜は三フッ化メタン(CHF3)に
因るフッ素をドーパントとして含有していることを特徴
とする透明導電膜。 - 【請求項3】 酸化錫(SnO2)を主成分とする透明
導電膜であって、該膜は三フッ化メタン(CHF3)と
テトラフルオロエタン(CF3CH2F)との混合ガスに
因るフッ素をドーパントとして含有していることを特徴
とする透明導電膜。 - 【請求項4】 酸化錫(SnO2)を主成分とする透明
導電膜の形成方法であって、 該膜はテトラフルオロエタン(CF3CH2F)を含む反
応ガスに、エネルギービームを照射することにより該ガ
スを分解し、上記酸化錫にフッ素ドーピングすることを
特徴とする透明導電膜の形成方法。 - 【請求項5】 酸化錫(SnO2)を主成分とする透明
導電膜の形成方法であって、 該膜は三フッ化メタン(CHF3)を含む反応ガスに、
エネルギービームを照射することにより該ガスを分解
し、上記酸化錫にフッ素ドーピングすることを特徴とす
る透明導電膜の形成方法。 - 【請求項6】 酸化錫(SnO2)を主成分とする透明
導電膜の形成方法であって、 該膜はテトラフルオロエタン(CF3CH2F)及び三フ
ッ化メタン(CHF3)を含む反応ガスに、エネルギー
ビームを照射することにより該ガスを分解し、上記酸化
錫にフッ素ドーピングすることを特徴とする透明導電膜
の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30919293A JPH07161234A (ja) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | 透明導電膜及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30919293A JPH07161234A (ja) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | 透明導電膜及びその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07161234A true JPH07161234A (ja) | 1995-06-23 |
Family
ID=17990043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30919293A Pending JPH07161234A (ja) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | 透明導電膜及びその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07161234A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007242340A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Fujikura Ltd | 透明導電性基板及びその製造方法並びにその製造装置 |
| WO2008117605A1 (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Hamamatsu Foundation For Science And Technology Promotion | 大面積透明導電膜およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-12-09 JP JP30919293A patent/JPH07161234A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007242340A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Fujikura Ltd | 透明導電性基板及びその製造方法並びにその製造装置 |
| WO2008117605A1 (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Hamamatsu Foundation For Science And Technology Promotion | 大面積透明導電膜およびその製造方法 |
| US20100101642A1 (en) * | 2007-03-23 | 2010-04-29 | Spd Laboratory, Inc. | Large-Area Transparent Electroconductive Film and Method of Making the Same |
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