[發明專利]氧化物蒸鍍材料和高折射率透明膜

有效

• 申請號: 201010583539.6
• 申請日: 2010-12-07
• 公開（公告）號: CN102134700A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 阿部能之;和氣理一郎;桑原正和;前野泰行
• 申請（專利權）人: 住友金屬礦山株式會社
• 主分類號: C23C14/08
• 分類號: C23C14/08;C23C14/24;G02B1/11;G02B11/00
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 菅興成;吳小瑛

技術領域

本發明涉及一種通過電子束蒸鍍法、離子鍍法和高密度等離子輔助蒸鍍法等的各種真空蒸鍍法制造透明導電膜、高折射率透明膜時使用的氧化物蒸鍍材料，以及利用該氧化物蒸鍍材料所制造的高折射率透明膜的改良。

背景技術

透明導電膜具有高導電性和在可見光區域中的高透光率。并且，利用該特性，上述透明導電膜應用于太陽能電池、液晶顯示元件、其他各種受光元件的電極等中，進而，利用在近紅外線區域中的反射吸收特性，還可作為在汽車和建筑物的窗玻璃等中使用的熱線反射膜、各種抗靜電膜、冷凍陳列柜等的防霧用透明發熱體而被利用。

此外，通常在上述透明導電膜中，廣泛使用作為摻雜物含有銻、氟的氧化錫(SnO₂)；作為摻雜物含有鋁、鎵、銦、錫的氧化鋅(ZnO)；作為摻雜物含有錫、鎢、鈦的氧化銦(In₂O₃)等。尤其是，作為摻雜物含有錫的氧化銦膜、即In₂O₃-Sn類膜，被稱作ITO(Indium?tin?oxide)膜，由于可容易獲得低電阻的透明導電膜，所以至今廣泛應用于工業方面。

并且，作為這些透明導電膜的制造方法，一般采用真空蒸鍍法、濺射法、涂敷透明導電層形成用涂液的方法等。其中，真空蒸鍍法和濺射法，是采用蒸氣壓低的材料時或者有必要進行精密膜厚控制時有效的方法，并且，由于操作非常簡便，所以在工業上是有用的。此外，當比較真空蒸鍍法和濺射法時，由于真空蒸鍍法能夠高速地進行成膜，所以其批量生產性優良。

然而，通常而言，真空蒸鍍法是在10^-3～10^-2Pa左右的真空中，對作為蒸發源的固體或液體進行加熱而使其先分解為氣體分子或原子之后，再使其在基板表面上凝固為薄膜的方法。此外，作為上述蒸發源的加熱方式，通常可舉出電阻加熱法(RH法)、電子束加熱法(EB法、電子束蒸鍍法)，但也有借助于激光的方法、高頻感應加熱法等。另外，已知還有閃蒸蒸鍍法、電弧等離子蒸鍍法、反應性蒸鍍法等，這些方法包含在真空蒸鍍法中。

并且，當沉積如上述ITO的氧化物膜的情況下，一直以來經常采用上述電子束蒸鍍法。即：將ITO的氧化物蒸鍍材料(也稱為ITO片料(tablet)或ITO粒料(pellet))用于蒸發源，將作為反應氣體的O₂氣導入成膜室(處理腔室)，通過電場加速從熱電子發生用絲極(主要為鎢(W)絲)射出的熱電子并照射在ITO的氧化物蒸鍍材料上，此時，被照射的部分成為局部高溫，并進行蒸發，從而沉積于基板上。此外，活性反應蒸鍍法(ARE法)也是對ITO成膜有效的方法，該活性反應蒸鍍法(ARE法)采用熱電子發射極、RF放電產生等離子，通過該等離子活化蒸發物、反應氣體(O₂氣體等)，從而能夠在低溫基板上制作低電阻的膜。進而，最近已經明確，采用等離子槍的高密度等離子輔助蒸鍍法(HDPE法)也是ITO成膜中有效的方法，其已經開始廣泛應用于工業上(參照非專利文獻1：“真空”、Vol.44，No.4，2001年，p.435-439)。在該方法中，利用了使用等離子發生裝置(等離子槍)的弧光放電，但在內置于等離子槍的陰極與作為蒸發源的坩堝(陽極)之間保持弧光放電。從陰極釋放出的電子通過磁場的引導，集中照射于裝入坩堝中的ITO氧化物蒸鍍材料的局部。從受到該電子束的照射而局部形成高溫的部分，蒸發物進行蒸發而沉積于基板上。由于氣化的蒸發物和導入的O₂氣在該等離子內被活化，因此，能夠制作具備良好電特性的ITO膜。此外，作為這些各種真空蒸鍍法的其它分類方法，將伴隨著蒸發物、反應氣體離子化的方法通稱為離子鍍法(IP法)，并作為獲得低電阻且高透光率的ITO膜的方法是有效的(參照非專利文獻2：“透明導電膜の技術(透明導電膜的技術)”，オ一ム社，1999年刊，p.205-211)。

并且，在使用上述透明導電膜的任何類型的太陽能電池中，上述透明導電膜對于光照射的表面一側的電極而言是不可或缺的，過去一直利用上述ITO膜、摻雜有鋁的氧化鋅(AZO)膜或者摻雜有鎵的氧化鋅(GZO)膜。并且，對于這些透明導電膜，要求具備低電阻、可見光透光率高等特性。此外，作為這些透明導電膜的制備方法，采用了上述離子鍍法、高密度等離子輔助蒸鍍法等的真空蒸鍍法。