2005 Fiscal Year Annual Research Report
プラスチックフィルム基板上への低抵抗・高蜜着性透明導電膜の高速成膜技術の開発
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16560281
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| Research Institution | Tokyo Polytechnic University |
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Principal Investigator |
星 陽一 東京工芸大学, 工学部, 教授 (20108228)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 英佐 東京工芸大学, 情報処理教育研究センター, 助教授 (60113007)
清水 英彦 新潟大学, 工学部, 助教授 (00313502)
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| Keywords | ITO薄膜 / 低温成膜 / 応力フリー / Zn添加 / 低ダメージスパッタ / 液体窒素温度成膜 / 自己陰影効果 / デュアルスパッタ |
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| Research Abstract |
昨年に引き続いて、スパッタ法による低温での透明導電膜の作製を試み、以下の結果を得た。
1.低温基板上では、基板位置によって抵抗率が大きく異なる不均一性が発生するが、この原因が、ターゲット表面から垂直方向には質量の軽い酸素原子が、斜め方向には質量の重いIn原子がより多く放出されるためであること、酸素ガス分子を膜表面に供給しても、室温基板上ではInの酸化は促進されず、スパッタ放出された活性酸素原子が酸化を促進することを明らかにした。
2.ZnOを3wt%添加したITOターゲットを使用した場合、無添加膜と比較して大きな構造の違いは認められなかった。金属Znペレットをターゲット上に配置して添加した場合に、膜中の結晶粒の成長が抑制されたのは、成膜中の酸素分圧が実効的下がったために、結晶化が抑制されたものと考えられた。
3.対向ターゲット式スパッタ法を用いることでZnO添加ITO薄膜において、スパッタガス圧8mTorr付近で応力フリーの膜が得られること、最も低抵抗膜が得られる条件では、膜は初期成長層では非晶質であるが、厚くなるに従って、結晶化が起こり、非晶質相と結晶相が混在した膜となっていることが分かった。
4.液体窒素温度で成膜することで、膜の結晶化は抑制されるものの、表面粗さが大きなPCフィルム基板を用いた場合、表面の凹凸が著しい膜が形成されてしまうため、より表面が滑らかな基板を使用する必要があることが分かった。
5.酸化物膜を高速度で安定に形成できる方法として有望な、デュアルスパッタ法では、スパッタ電源の電極がアース電位から浮いた状態で使用すると、電圧が切り替わる瞬間に電極電位が正の大きな電位となってしまうために、プラズマ中の荷電粒子が基板に入射して基板表面を衝撃してしまうこと、正の電極の電位を常にアース電位となるように工夫することで、デュアルスパッタでも通常のスパッタ法と同程度の低衝撃スパッタが可能となる方法を開発した。
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