專利名稱：透明導(dǎo)電膜及透明導(dǎo)電膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及透明導(dǎo)電膜及其制造方法，具體涉及以氧化鋅(ZnO)為主要 成分的透明導(dǎo)電膜及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，透明電極被廣泛用于平板顯示器和太陽能電池等。并且，作為 透明電極的材料，廣泛使用ITO(摻錫氧化銦)。
然而，銦(In)是價格高且可能資源枯竭的物質(zhì)，所以對使用其它材料 的透明電極的需求不斷增長。并且，作為不使用In的透明電極，進行著使 用價格低、可穩(wěn)定供應(yīng)的鋅(Zn)的氧化物(ZnO)的ZnO類透明電極的開發(fā)。
另外，ZnO在化學(xué)計量學(xué)組成上是絕緣體，但可以通過氧空位產(chǎn)生的剩 余電子和對Zn位的元素置換(摻雜)賦予導(dǎo)電性。并且，作為以這樣的ZnO為 主要成分的透明電極，目前也已經(jīng)可以制成電阻率P在10—4Qcm級的電極。
然而，ZnO類透明導(dǎo)電膜在實用性方面存在耐濕性不足的問題。即，以 往的ZnO類透明導(dǎo)電膜中存在大量的氧空位，如果放置于濕度高的環(huán)境下，
則存在載流子由于對氧空位的水分吸附(再氧化)而減少，導(dǎo)致高電阻化的 問題。作為使用ITO的透明電極的耐濕性的標(biāo)準(zhǔn)之一，在85"C、 85XRH的氣 氛中經(jīng)過720小時后的電阻變化率被定為±10%，但無法獲得滿足該條件的 ZnO類透明導(dǎo)電膜。
另外，被預(yù)測今后作為用途的擴展的在柔性基板上形成ZnO類透明導(dǎo)電 膜的情況下，由于柔性基板透過水分，因此存在不僅從透明導(dǎo)電膜的表面， 透明導(dǎo)電膜的劣化還因透過柔性基板的水分的影響而進一步加劇的問題。
為了解決這樣的問題，研究了各種用于使ZnO類透明導(dǎo)電膜的耐濕性提 高的方法，其方法大致分為以下的兩種方法
(l)設(shè)置SiN阻擋膜來抑制自基板側(cè)的水分透過的方法；(2)通過加熱成膜等改善ZnO的膜質(zhì)(結(jié)晶性)的方法。 然而，目前的實際情況是還無法獲得具備可實用的耐濕性的ZnO類透明 導(dǎo)電膜。
另外，作為涉及在ZnO中摻雜元素來賦予導(dǎo)電性的技術(shù)，例如提出有以 下的技術(shù)方案。
(a) 使用ZnO的分子射線或Zn和O的分子射線制作ZnO膜時，通過使用I A 族(H)、 IIIA族(B、 Al、 Ga、 In)或W族(F、 Cl、 I、 Br)中的任意原子的分子 射線在ZnO膜中摻雜雜質(zhì)，以良好的控制性使電阻降低的方法(參照專利文 獻l)。
(b) 由摻雜了周期表VB族或VIB族的元素的氧化鋅形成的透明導(dǎo)電體， 它是在基材上層疊相對于上述元素原子和鋅原子的總原子數(shù)含有O. 1 10 原子％上述元素的透明導(dǎo)電膜而得的透明導(dǎo)電體(參照專利文獻2)。
(c) 在基板上具備陽電極、陰電極和夾于這些電極間的有機層，作為陽 電極為使用了由含有l(wèi)種或2種以上的Ir、 Mo、 Mn、 Nb、 Os、 Re、 Ru、 Rh、 Cr、 Fe、 Pt、 Ti、 W和V的氧化物的材料形成的材料的透明導(dǎo)電膜的有機EL 元件(參照專利文獻3)。
(d) 使用摻雜或不摻雜n族元素、W族元素、I族元素或V族元素中的 任意元素的導(dǎo)電性ZnO等透明導(dǎo)電性材料的晶體管(參照專利文獻4)。
(e) 氧化鋅薄膜的c軸a軸的取向性的比在100:l以上，且摻雜了鋁、鎵、 硼等III族和W族的化合物中的至少1種的透明導(dǎo)電膜(參照專利文獻5)。
(f) 以通式(ZnOh In203(m-2 20)表示的六方晶層狀化合物的In或Zn 元素被選自Sn、 Y、 Ho、 Pb、 Bi、 Li、 Al、 Ga、 Sb、 Si、 Cd、 Mg、 Co、 Ni、 Zr、 Hf、 Sc、 Yb、 Lu、 Fe、 Nb、 Ta、 W、 Te、 Au、 Pt和Ge的至少一種元素置 換而得的六方晶層狀化合物，它是平均厚度為0.001y m 0.3um，平均縱 橫比(平均長徑/平均厚度)為3 1000的氧化銦鋅類六方晶層狀化合物(參 照專利文獻6)。
此外，已知具備將濺射所產(chǎn)生的鋅粒子氧化而成的氧化鋅堆積形成的 柱狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)的ZnO膜(參照專利文獻7)。該專利文獻7的ZnO膜如圖8及圖9 所示是具有柱狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)的膜。ZnO膜在通常的情況下形成為柱狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)是因為Zn0的六方晶的結(jié)晶中(002)面在能量方面非常穩(wěn)定，結(jié)晶優(yōu)先在該 (002)面上生長的緣故。
但是，這些現(xiàn)有的ZnO類透明導(dǎo)電膜的耐濕性也存在如上所述的問題。
這種情況下，本申請的申請人發(fā)現(xiàn)ZnO的結(jié)晶結(jié)構(gòu)對耐濕性的影響很 大。提出了在氧化鋅(ZnO)中高濃度摻雜ni族元素氧化物、使其在基體上 生長而得的透明導(dǎo)電膜及其制造方法(專利文獻8)。它是與本申請的發(fā)明的 結(jié)構(gòu)不同的透明導(dǎo)電膜，g卩，該透明導(dǎo)電膜是雜質(zhì)被高濃度摻雜、具有c軸 朝向相互不同的多個方向的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的耐濕性良好的透明導(dǎo)電膜。
專利文獻l:日本專利特開平7-106615號公報
專利文獻2:日本專利特開平8-050815號公報
專利文獻3:日本專利特開平11-067459號公報
專利文獻4:日本專利特開2000-150900號公報
專利文獻5:日本專利特開2000-276943號公報
專利文獻6:國際公開第2001/056927號文本
專利文獻7:日本專利特開2006-5115號公報
專利文獻8:國際公開第2007/080738號文本
發(fā)明的揭示
本發(fā)明是鑒于以上的情況完成的發(fā)明，其目的是提供通過與高濃度摻 雜雜質(zhì)的方法不同的方法獲得的具備可實用的耐濕性和作為透明導(dǎo)電膜所 必需的特性且低成本的ZnO類透明導(dǎo)電膜及其制造方法。
為了完成上述發(fā)明，本發(fā)明者采用含III族元素的靶改變條件進行各種 成膜處理，發(fā)現(xiàn)具備與現(xiàn)有的通常的柱狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)不同的粒狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)的 ZnO膜的耐濕性良好，基于該發(fā)現(xiàn)進一步進行實驗和探討，藉此完成了本發(fā) 明。
即，本發(fā)明(權(quán)利要求l)的透明導(dǎo)電膜是使氧化鋅(ZnO)膜在基體上生 長而得的透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述氧化鋅膜具備具有粒狀結(jié)晶結(jié)構(gòu) 的區(qū)域。
本發(fā)明的透明導(dǎo)電膜較好如權(quán)利要求2所述，使III族元素?fù)诫s于所述氧化鋅膜。
本發(fā)明的透明導(dǎo)電膜較好如權(quán)利要求3所述，所述III族元素的摻雜量
以氧化物質(zhì)量換算為O. 8 11. 5重量％ 。
本發(fā)明的透明導(dǎo)電膜較好如權(quán)利要求4所述，Zn0(002)搖擺曲線的半寬 度為10.5°以下。
本發(fā)明的透明導(dǎo)電膜較好如權(quán)利要求5所述，所述基體以選自玻璃、水 晶、藍寶石、Si、 SiC、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇 酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚酰亞胺、環(huán)烯烴類聚合物和聚碳酸酯的至少l種 為主要成分。
本發(fā)明的透明導(dǎo)電膜較好如權(quán)利要求6所述，所述III族元素為選自Ga、 Al及In的至少l種。
本發(fā)明通過使具有粒狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧化鋅膜形成的透明導(dǎo)電膜在基體上 生長，可獲得耐濕性良好、幾乎不出現(xiàn)電阻率的經(jīng)時劣化的透明導(dǎo)電膜。例如， 通過在玻璃基板上形成生長有粒狀結(jié)晶的ZnO膜，在例如Al的摻雜濃度為3.0 重量％這樣的低濃度的情況下，也能夠獲得200小時后的電阻率幾乎無變化、 耐濕性良好且特性穩(wěn)定的透明導(dǎo)電膜。
此外，如權(quán)利要求2所述，通過使III族元素?fù)诫s于氧化鋅膜，可更可靠 地提供具備實用水平的耐濕性且低成本的ZnO類透明導(dǎo)電膜。
此外，如權(quán)利要求3所述，通過使III族元素的摻雜量以氧化物質(zhì)量換算 達到0.8 11.5重量％，能夠可靠地獲得電阻率低且耐濕性良好、電阻率的經(jīng) 時變化少的可實用的透明導(dǎo)電膜，能夠使本發(fā)明更具實效。
艮口，通過將III族元素的摻雜濃度控制在較低水平，抑制ZnO特有的c軸 柱狀生長，形成使粒狀結(jié)晶生長而得的導(dǎo)電膜，能夠可靠地獲得電阻率低且耐 濕性良好、電阻率的經(jīng)時變化少的可實用的透明導(dǎo)電膜。
III族元素的摻雜量以氧化物質(zhì)量換算低于0.8重量％及高于11.5重量％ 時，都存在電阻率提高的傾向，因此III族元素的摻雜量以氧化物質(zhì)量換算較 好為0.8 11.5重量％。
此外，如權(quán)利要求4所述，使ZnO(002)搖擺曲線半寬度為10. 5°以下時， 晶粒內(nèi)部的結(jié)晶取向性良好，因此可降低電阻率。Zn0(002)搖擺曲線的半寬度與III族元素的摻雜量也有關(guān)聯(lián)，III族元 素的摻雜量以氧化物質(zhì)量換算如果超過11.5重量％，則ZnO(002)搖擺曲線 的半寬度超過10.5。，同時存在電阻率提高的傾向，為使ZnO(002)搖擺曲 線的半寬度不超過10.5。，最好對ni族元素的摻雜量進行控制。
此外，如權(quán)利要求5所述，使用以選自玻璃、水晶、藍寶石、Si、 SiC、 聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、 聚酰亞胺、環(huán)烯烴類聚合物和聚碳酸酯的至少l種為主要成分的基體作為本 發(fā)明的透明導(dǎo)電膜中的基體，可獲得形成于基體上、具備實用水平的耐濕 性且低成本的ZnO類透明導(dǎo)電膜。
此外，如權(quán)利要求6所述，作為III族元素使用選自Ga、 Al及In的至少l種， 能夠更可靠地獲得具備實用水平的耐濕性且低成本的ZnO類透明導(dǎo)電膜。
作為III族元素(摻雜元素)的種類，從實現(xiàn)充分的低電阻化的角度考 慮，最好是使用A1、 Ga，但在使用In這樣的其它III族元素時，也能夠獲得 與使用A1、 Ga時同樣的效果。
附圖
的簡單說明
圖l為本發(fā)明的一實施例(實施例l)中，表示形成作為透明導(dǎo)電膜的ZnO 膜時使用的離軸(off axis)型濺射裝置的簡單結(jié)構(gòu)的圖。
圖2為表示實施例l中的ZnO膜(透明導(dǎo)電膜)的結(jié)晶結(jié)構(gòu)(粒狀結(jié)晶生長 的結(jié)構(gòu))的SEM像。
圖3為表示比較例中的ZnO膜(透明導(dǎo)電膜)的結(jié)晶結(jié)構(gòu)(柱狀結(jié)晶生長
的結(jié)構(gòu))的SEM像。
圖4為表示實施例l及比較例中的ZnO膜的電阻率的經(jīng)時變化的線圖。
圖5為表示III族元素的摻雜量和ZnO膜的電阻率的關(guān)系的線圖。
圖6為表示III族元素的摻雜量和ZnO膜的ZnO(002)搖擺曲線的半寬度
(F冊M)的關(guān)系的線圖。 符號的說明
l:成膜腔，2:托架(基體托架)，3:靶，4:擋板(shutter)。實施發(fā)明的最佳方式
以下對于采用本發(fā)明的透明導(dǎo)電膜及其制造方法進行更詳細(xì)地說明。
首先，對釆用離軸型濺射裝置制造由氧化鋅(ZnO)膜形成的透明導(dǎo)電膜 的方法進行說明。
圖l表示離軸型濺射裝置的簡單結(jié)構(gòu)。
該離軸型濺射裝置具備成膜腔l，被配設(shè)在成膜腔l內(nèi)、用于保持在其 表面形成ZnO膜的基體的托架(基體托架)2、被配設(shè)在成膜腔1內(nèi)的靶3、被 配設(shè)在受所述托架2支承的基體和耙3之間的擋板4。成膜腔l在形成為可進 行真空抽吸的結(jié)構(gòu)的同時形成為將DC脈沖電力供至靶3的結(jié)構(gòu)。
該離軸型濺射裝置形成為在高能量粒子的飛到概率高的靶垂直方向的 空間的外方配置具有膜的生長面的基體來進行成膜的結(jié)構(gòu)，它是可控制待 成膜的膜的組成、形成與靶組成的偏差少的組成的膜的濺射裝置。
作為靶3，使用燒結(jié)密度為80%以上、平面尺寸為315mmX118mm、厚度 為5ram的耙。
作為基體，使用以選自玻璃、水晶、藍寶石、Si、 SiC、聚對苯二甲酸 乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚酰亞胺、環(huán) 烯烴類聚合物和聚碳酸酯的至少l種為主要成分的基體。不論使用哪種基 體，在成膜前都要用異丙醇及通過UV照射來進行洗滌，將表面洗凈。
將基體置于所述離軸型濺射裝置的成膜腔l內(nèi)，進行真空抽吸直至5.5 X10—5Pa。
真空抽吸后在成膜腔l內(nèi)導(dǎo)入作為濺射氣體的高純度Ar直至達到規(guī)定 壓力。
以規(guī)定脈沖寬度、規(guī)定周期將DC脈沖電力供至靶3，藉此進行濺射。 濺射的設(shè)定膜厚為400nm。成膜后利用濕蝕刻進行圖案形成后，用觸針 式輪廓儀實測所得ZnO膜的膜厚，確認(rèn)是否獲得具備設(shè)定膜厚的膜。此外， 對所得ZnO膜的組成進行分析，確認(rèn)是否與靶組成相同。后述的實施例、比 較例中，膜厚幾乎與設(shè)定膜厚相同，膜組成與靶組成的偏差為誤差水平。
濺射時可改變的主要條件是靶的組成(III族元素的種類和摻雜量)、基 體的種類、腔內(nèi)壓力、基板的旋轉(zhuǎn)速度、DC脈沖電力、脈沖寬度、脈沖周期。
實施例l
實施例l的具有粒狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)的摻Al的ZnO(AZO)膜的截面SEM像示于圖 2。該ZnO膜通過以下的成膜條件獲得。
靶含有3.0重量X的Al203的Zn0混合燒結(jié)體
基板的種類無堿玻璃(Corning1737)
腔內(nèi)壓力0. 1Pa
基板的旋轉(zhuǎn)無
DC脈沖電力2000W
脈沖寬度2US
脈沖周期100kHz
雖未圖示，確認(rèn)作為靶使用含有5.7重量。/^的Ga203的ZnO混合燒結(jié)體而 得的摻Ga的ZnO(GZO)膜同樣具有粒狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
對應(yīng)于此，改變了這些成膜條件的一部分時，例如使基板以10rpm的速度 旋轉(zhuǎn)時，獲得以往的具有柱狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)的ZnO膜。比較例的具有柱狀結(jié)晶結(jié) 構(gòu)的摻Al的ZnO(AZO)膜的截面SEM像示于圖3。雖未圖示，確認(rèn)摻Ga的 ZnO(GZO)膜同樣具有柱狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
明確如上所述略微改變制造條件，所得的ZnO膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)就有所不同。 但是，目前的情況是還不十分清楚基于何種原理在非常穩(wěn)定的(002)面上的結(jié) 晶生長被切斷而形成粒狀的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
通過4探針測定法測定實施例及比較例的ZnO膜的電阻率。
(1) 實施例l的ZnO膜的電阻率
確認(rèn)以上成膜的ZnO膜的電阻率達到以下所示的值。 摻Al的ZnO(AZO)膜的電阻率9. 9X10—4 Q era 摻Ga的ZnO(GZO)膜的電阻率7. 1X10—4Qcm
(2) 比較例的ZnO膜的電阻率
確認(rèn)以上成膜的比較例的ZnO膜的電阻率達到以下所示的值。 摻Al的ZnO(AZO)膜的電阻率9. 3X10—4 Q cm摻Ga的ZnO(GZO)膜的電阻率7. 9X10—4Q cm
測定實施例及比較例的Z n 0膜的薄膜電阻。
(1) 實施例l的ZnO膜的薄膜電阻
確認(rèn)以上成膜的實施例l的ZnO膜的薄膜電阻達到以下所示的值。 摻Al的ZnO(AZO)膜的薄膜電阻27Q/口 摻Ga的ZnO(GZO)膜的薄膜電阻19Q/口
(2) 比較例的ZnO的薄膜電阻
確認(rèn)以上成膜的比較例的ZnO膜的薄膜電阻達到以下所示的值。 摻Al的ZnO(AZO)膜的薄膜電阻23Q/口 摻Ga的ZnO(GZO)膜的薄膜電阻19Q/口 [可見光區(qū)域的透光率]
研究實施例及比較例的ZnO膜的可見光區(qū)域內(nèi)的透光率。其結(jié)果是，所 有的ZnO膜在可見光區(qū)域內(nèi)的透光率都達到80%以上。 [電阻率的經(jīng)時變化]
對于作為實施例1的ZnO膜的(a)含粒狀結(jié)晶區(qū)域的摻Al的ZnO(AZO)膜、 (b)含粒狀結(jié)晶區(qū)域的摻Ga的ZnO(GZO)膜，以及作為比較例的ZnO膜的(c) 含柱狀結(jié)晶區(qū)域的摻Al的ZnO(AZO)膜、(d)含柱狀結(jié)晶區(qū)域的摻Ga的ZnO (GZO)膜，研究在85。C、 85。/。RH的環(huán)境下的各膜的電阻率的經(jīng)時變化。該結(jié) 果示于圖4。
如圖4所示，確認(rèn)以上(a)及(b)的含粒狀結(jié)晶區(qū)域的摻Al的ZnO(AZO)膜 及摻Ga的ZnO(GZO)膜的電阻率的經(jīng)時變化小，但(c)及(d)的含柱狀結(jié)晶區(qū)域 的摻Al的ZnO(AZO)膜及摻Ga的ZnO(GZO)膜的電阻率的經(jīng)時變化大。
實施例2
準(zhǔn)備改變了八1203及Ga203的比例的多種耙，在與以上的實施例1相同的 條件下，使111族元素的慘雜量以氧化物質(zhì)量換算變?yōu)?.0重量％、 5.7重量％、 10.0重量％及15.0重量％，形成ZnO膜。
對于所得的ZnO膜，研究III族元素的摻雜量和ZnO膜的電阻率的關(guān)系。 圖5所示為III族元素為Al時的數(shù)據(jù)。
10一般已知作為透明導(dǎo)電膜的ZnO的實用電阻率為1. 2 X 10—3 Q cm以下，如圖 5所示，111族元素的摻雜量在0.8 11.5重量％的范圍內(nèi)時，確認(rèn)電阻率為 1.2X10—3Qcra以下。
因此，m族元素的摻雜量以氧化物質(zhì)量換算較好在0.8 11.5重量％的范 圍內(nèi)。
圖5所示為III族元素為Al時的數(shù)據(jù)，但實施例2中確認(rèn)，III族元素為 Al時和III族元素為Ga時，摻雜量與ZnO膜的電阻率的關(guān)系無顯著差異。
雖然未圖示，但實施例2的ZnO膜與實施例1的ZnO膜的III族元素的 摻雜量不同，確認(rèn)包括摻雜量為0的情況在內(nèi)都具有粒狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
實施例3
與實施例2的情況相同，準(zhǔn)備改變了 Al203及Ga203的比例的多種靶，在 與以上的實施例1相同的條件下，使III族元素的摻雜量以氧化物質(zhì)量換算變 為3.0重量％、 5.7重量Q^、 10.0重量％及15.0重量％，形成ZnO膜。
對于所得的ZnO膜，研究III族元素的摻雜量和ZnO膜的ZnO(002)搖擺 曲線的半寬度(FWHM)的關(guān)系。圖6所示為III族元素為Al時的數(shù)據(jù)。
從以上的實施例2可確認(rèn)，為了顯現(xiàn)作為透明導(dǎo)電膜所要求的電阻率，ZnO 膜中的III族元素的摻雜量以氧化物質(zhì)量換算在0.8 11.5重量％的范圍內(nèi)，從 實施例3(圖6)可確認(rèn)，此時的ZnO(002)搖擺曲線的半寬度(FWHM)為10.5°以 下。
艮P，由實施例3可確認(rèn)，為使作為透明導(dǎo)電膜的ZnO膜具備作為實用電 阻率的1.2 X 10'3 Q cm以下的電阻率，ZnO膜的ZnO(002)搖擺曲線的半寬度 (FWHM)優(yōu)選為10.5°以下。
圖6所示為III族元素為Al時的數(shù)據(jù)，但實施例3中確認(rèn)，III族元素為 Al時和III族元素為Ga時，摻雜量與ZnO膜的ZnO(002)搖擺曲線的半寬度 (FWHM)的關(guān)系無顯著差異。
實施例4
用PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)形成的基板(柔性基板)替代以上的實施例1 中使用的由無堿玻璃形成的玻璃基板(基體)，按照與以上實施例1 3同樣的方 法及條件，在該柔性基板上形成摻雜有Al或Ga的ZnO膜(透明導(dǎo)電膜)。然后，在同樣的條件下對所得ZnO膜(透明導(dǎo)電膜)的特性進行測定，確認(rèn) 獲得了具有與以上的實施例1 3同樣的特性的ZnO膜(透明導(dǎo)電膜)。
雖然未圖示，但確認(rèn)實施例4的ZnO膜也具有粒狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
藉此，確認(rèn)在適用范圍廣的由PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)形成的基板(柔 性基板)上也能夠形成可實用的透明導(dǎo)電膜。
實施例5
用PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)形成的基板(柔性基板)替代以上的實施例 1中使用的由無堿玻璃形成的玻璃基板(基體)，按照與以上實施例1 3同樣的 方法及條件，在該柔性基板上形成摻雜有Al或Ga的ZnO膜(透明導(dǎo)電膜)。
然后，在同樣的條件下對所得ZnO膜(透明導(dǎo)電膜)的特性進行測定，確認(rèn) 獲得了具有與以上的實施例1 3同樣的特性的ZnO膜(透明導(dǎo)電膜)。
雖然未圖示，但確認(rèn)實施例5的ZnO膜也具有粒狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
藉此，確認(rèn)在適用范圍廣的由PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)形成的基板(柔 性基板)上也能夠形成可實用的透明導(dǎo)電膜。
以上的實施例1 5中，在玻璃基板、PEN基板及PET基板上形成了 ZnO 膜(透明導(dǎo)電膜)，但本發(fā)明的ZnO膜(透明導(dǎo)電膜)也可以形成于水晶、藍寶石、 Si等的單晶基板或由SiC、聚醚砜(PES)、聚酰亞胺、環(huán)烯烴類聚合物、聚 碳酸酯等形成的基板(基體)，這種情況下，可獲得與形成于所述玻璃基板上 時同樣的效果。
以上的實施例1 5中所示的成膜條件例舉了可使粒狀結(jié)晶高效生長 的條件的數(shù)個優(yōu)選例。明確腔內(nèi)壓力等各條件中，III族元素的摻雜量和基 板的種類并不是使粒狀結(jié)晶生長的決定性條件。但是，實施例1 5的固定 條件中，無法找出哪一個條件是決定性的，認(rèn)為為了使粒狀結(jié)晶生長，必 須使由多個條件構(gòu)成的整體條件達到最適。相反的，可以作如下推測即 使是與實施例1 5不同的條件，只要整體條件達到最適，粒狀結(jié)晶就可生 長。
本發(fā)明在其它方面也并不局限于上述的各實施例，關(guān)于形成ZnO膜(透 明導(dǎo)電膜)的基體的形狀和構(gòu)成材料的種類、III族元素的種類和摻雜量、 ZnO膜的具體成膜條件等，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以進行各種應(yīng)用、變形。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性
如上所述，本發(fā)明可高效且可靠地制造具備可實用的耐濕性和作為透
明導(dǎo)電膜所必需的特性且低成本的ZnO類透明導(dǎo)電膜。
因此，本發(fā)明可以廣泛地用于平板顯示器和太陽能電池的透明電極等 各種用途。
權(quán)利要求
1. 透明導(dǎo)電膜，它是使氧化鋅(Zn0)膜在基體上生長而得的透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述氧化鋅膜具備具有粒狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)的區(qū)域。
2. 如權(quán)利要求l所述的透明導(dǎo)電膜，其特征在于，III族元素被摻雜于 所述氧化鋅膜。
3. 如權(quán)利要求2所述的透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述III族元素的摻 雜量以氧化物質(zhì)量換算為O. 8 11. 5重量％。
4. 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的透明導(dǎo)電膜，其特征在于，Zn0(002) 搖擺曲線的半寬度為10.5。以下。
5. 如權(quán)利要求1 4中任一項所述的透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述基 體以選自玻璃、水晶、藍寶石、Si、 SiC、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、 聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚酰亞胺、環(huán)烯烴類聚合物和 聚碳酸酯的至少l種為主要成分。
6. 如權(quán)利要求1 5中任一項所述的透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述III 族元素為選自Ga、 Al及In的至少l種。
全文摘要
本發(fā)明提供具備可實用的耐濕性和作為透明導(dǎo)電膜所必需的特性且低成本的ZnO類透明導(dǎo)電膜及其制造方法。以ZnO為主成分的透明導(dǎo)電膜(ZnO膜)中，ZnO膜具備具有粒狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)的區(qū)域。ZnO膜中摻雜有III族元素。III族元素的摻雜量以氧化物質(zhì)量換算為0.8～11.5重量％。III族元素為選自Ga、Al及In的至少1種。ZnO(002)搖擺曲線的半寬度為10.5°以下。在基體上形成ZnO膜的過程中使基體靜止。在向靶供給DC脈沖電力的同時形成氧化鋅膜。
文檔編號H01B5/14GK101548343SQ200880000889
公開日2009年9月30日 申請日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月5日
發(fā)明者岸本諭卓, 深堀奏子 申請人:株式會社村田制作所