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酸化物膜及びその製造方法 新技術説明会 外国出願あり

国内特許コード P130009985
整理番号 S2012-0579-N0,T4-11021-T
掲載日 2013年10月17日
出願番号 特願2012-068695
公開番号 特開2013-199682
登録番号 特許第5996227号
出願日 平成24年3月26日(2012.3.26)
公開日 平成25年10月3日(2013.10.3)
登録日 平成28年9月2日(2016.9.2)
発明者
  • 山添 誠司
  • 和田 隆博
出願人
  • 学校法人 龍谷大学
発明の名称 酸化物膜及びその製造方法 新技術説明会 外国出願あり
発明の概要 【課題】p型の導電膜及びp型の透明導電膜としての酸化物膜の高性能化を図る。
【解決手段】
本発明の1つの酸化物膜は、銀(Ag)及びニッケル(Ni)からなる酸化物の膜(不可避不純物を含み得る)である。この酸化物膜は、図3の第1酸化物膜及び第2酸化物膜のXRD(X線回折)分析結果を示すチャートに示すように、XRD分析では明確な回折ピークを示さない、微結晶の集合体、微結晶を含むアモルファス状、又はアモルファス状であるとともに、p型の導電性を有している。この酸化物膜によれば、従来と比して広い禁制帯幅を有しながら、p型の高い導電性が得られる。また、この酸化物膜は上述のとおり微結晶の集合体、微結晶を含むアモルファス状、又はアモルファス状であるため、大型基板上への膜の形成が容易になることから、工業生産にも適している。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要


従来から、透明性又は導電性を備えた種々の酸化物膜が研究されている。特に、透明性と導電性を兼ね備えた膜は透明導電膜と呼ばれ、フラットパネルディスプレーや太陽電池などのデバイスにおける重要な要素材料として広く用いられている。



これまでに採用されてきた代表的な透明導電膜の材料は、ITO(酸化インジウム錫)とZnO(酸化亜鉛)である。ITO(酸化インジウム錫)は、特に透明性や導電性が高いことで知られており、材料としても安定していることから、各種のデバイスにおいて長年用いられてきた。しかし、その導電性はn型しか示さないため、適用範囲が限定される。他方、昨今、高性能化に向けた研究開発の対象として注目されているZnO(酸化亜鉛)については、純酸化亜鉛のみならず、アルミニウム(Al)とクロム(Cr)を添加した酸化亜鉛などが開発されている(特許文献1を参照)。しかし、そもそも酸化亜鉛は水分や熱に対する安定性がITOに比べて低いため、その取扱いは難しい。



ところで、n型の導電性を示す透明導電膜については、上述のITOをはじめ、AlをドープしたZnOやフッ素をドープしたSnOなど、数多くの種類が存在する。しかしながら、p型の導電性を示す透明導電膜の高性能化に向けた研究開発は依然として道半ばであるといえる。例えば、銅(Cu)とアルミニウム(Al)の複合酸化物であるCuAlOの膜、又は銅(Cu)とストロンチウム(Sr)の複合酸化物であるSrCuの膜がp型の導電性を示すことが開示されている(非特許文献1を参照)。しかしながら、それらの導電率は非常に低い。また、以下に示す特許文献2や特許文献3では、幾つかの元素が添加された酸化物が透明導電膜としての性質を有していることが開示されているが、いずれの文献も、開示された全ての元素に対する導電性や可視光透過率に関する具体的な開示が無いため、透明導電膜の技術資料として採用することが困難である。



さらに、上述の技術課題を解決する1つの手段として、本願発明者がこれまでに提案している酸化物膜(特許文献4を参照)があるが、その酸化物膜の禁制帯幅が2.6eVとやや狭いことから、より高性能の透明導電膜が求められる。

産業上の利用分野


本発明は、酸化物膜及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
銀(Ag)及びニッケル(Ni)からなる酸化物の膜(不可避不純物を含み得る)であって、微結晶を含むアモルファス状、又はアモルファス状であるとともに、p型の導電性を有し、
前記ニッケル(Ni)に対する前記銀(Ag)の原子数比が、前記ニッケル(Ni)の原子数を1とした場合に前記銀(Ag)の原子数が0.01以上0.11以下である、
酸化物膜。

【請求項2】
前記酸化物膜が、微結晶を含むアモルファス状であって、1S/cm以上の導電率を有する、
請求項1に記載の酸化物膜。

【請求項3】
400nm以上750nm以下の波長の光線の透過率が、50%以上である、
請求項1又は請求項2に記載の酸化物膜。

【請求項4】
前記酸化物膜の禁制帯幅が、3.0eV以上4.0eV以下である、
請求項2又は請求項3に記載の酸化物膜。

【請求項5】
銀(Ag)及びニッケル(Ni)からなる酸化物のターゲットの構成原子を飛散させることにより、基板上に、微結晶を含むアモルファス状、又はアモルファス状であってp型の導電性を有する第1酸化物膜(不可避不純物を含み得る)を形成する工程を含む酸化物膜の製造方法であって、かつ、
前記酸化物膜における前記ニッケル(Ni)に対する前記銀(Ag)の原子数比が、前記ニッケル(Ni)の原子数を1とした場合に前記銀(Ag)の原子数が0.01以上0.11以下である、
酸化物膜の製造方法。

【請求項6】
第1酸化物膜を形成するときの前記基板の温度が0℃以上500℃以下であり、かつ、第1酸化物膜を形成するときのガスの圧力が0.01Pa以上100Pa以下である、
請求項5に記載の酸化物膜の製造方法。

【請求項7】
前記第1酸化物膜を、大気中において100℃以上250℃以下で加熱することにより第2酸化物膜を形成する工程をさらに含む、
請求項5又は請求項6に記載の酸化物膜の製造方法。

【請求項8】
前記ターゲットの構成原子を、スパッタ法又はパルスレーザーの照射により飛散させることによって前記第1酸化物膜を形成する、
請求項5に記載の酸化物膜の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012068695thum.jpg
出願権利状態 登録
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