[发明专利]氧化物蒸镀材料和高折射率透明膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过电子束蒸镀法、离子镀法和高密度等离子辅助蒸镀法等的各种真空蒸镀法制造透明导电膜、高折射率透明膜时使用的氧化物蒸镀材料，以及利用该氧化物蒸镀材料所制造的高折射率透明膜的改良。

背景技术

透明导电膜具有高导电性和在可见光区域中的高透光率。并且，利用该特性，上述透明导电膜应用于太阳能电池、液晶显示元件、其他各种受光元件的电极等中，进而，利用在近红外线区域中的反射吸收特性，还可作为在汽车和建筑物的窗玻璃等中使用的热线反射膜、各种抗静电膜、冷冻陈列柜等的防雾用透明发热体而被利用。

此外，通常在上述透明导电膜中，广泛使用作为掺杂物含有锑、氟的氧化锡(SnO₂)；作为掺杂物含有铝、镓、铟、锡的氧化锌(ZnO)；作为掺杂物含有锡、钨、钛的氧化铟(In₂O₃)等。尤其是，作为掺杂物含有锡的氧化铟膜、即In₂O₃-Sn类膜，被称作ITO(Indium tin oxide)膜，由于可容易获得低电阻的透明导电膜，所以至今广泛应用于工业方面。

并且，作为这些透明导电膜的制造方法，一般采用真空蒸镀法、溅射法、涂敷透明导电层形成用涂液的方法等。其中，真空蒸镀法和溅射法，是采用蒸气压低的材料时或者有必要进行精密膜厚控制时有效的方法，并且，由于操作非常简便，所以在工业上是有用的。此外，当比较真空蒸镀法和溅射法时，由于真空蒸镀法能够高速地进行成膜，所以其批量生产性优良。

然而，通常而言，真空蒸镀法是在10^-3～10^-2Pa左右的真空中，对作为蒸发源的固体或液体进行加热而使其先分解为气体分子或原子之后，再使其在基板表面上凝固为薄膜的方法。此外，作为上述蒸发源的加热方式，通常可举出电阻加热法(RH法)、电子束加热法(EB法、电子束蒸镀法)，但也有借助于激光的方法、高频感应加热法等。另外，已知还有闪蒸蒸镀法、电弧等离子蒸镀法、反应性蒸镀法等，这些方法包含在真空蒸镀法中。

并且，当沉积如上述ITO的氧化物膜的情况下，一直以来经常采用上述电子束蒸镀法。即：将ITO的氧化物蒸镀材料(也称为ITO片料(tablet)或ITO粒料(pellet))用于蒸发源，将作为反应气体的O₂气导入成膜室(处理腔室)，通过电场加速从热电子发生用丝极(主要为钨(W)丝)射出的热电子并照射在ITO的氧化物蒸镀材料上，此时，被照射的部分成为局部高温，并进行蒸发，从而沉积于基板上。此外，活性反应蒸镀法(ARE法)也是对ITO成膜有效的方法，该活性反应蒸镀法(ARE法)采用热电子发射极、RF放电产生等离子，通过该等离子活化蒸发物、反应气体(O₂气体等)，从而能够在低温基板上制作低电阻的膜。进而，最近已经明确，采用等离子枪的高密度等离子辅助蒸镀法(HDPE法)也是ITO成膜中有效的方法，其已经开始广泛应用于工业上(参照非专利文献1：“真空”、Vol.44，No.4，2001年，p.435-439)。在该方法中，利用了使用等离子发生装置(等离子枪)的弧光放电，但在内置于等离子枪的阴极与作为蒸发源的坩埚(阳极)之间保持弧光放电。从阴极释放出的电子通过磁场的引导，集中照射于装入坩埚中的ITO氧化物蒸镀材料的局部。从受到该电子束的照射而局部形成高温的部分，蒸发物进行蒸发而沉积于基板上。由于气化的蒸发物和导入的O₂气在该等离子内被活化，因此，能够制作具备良好电特性的ITO膜。此外，作为这些各种真空蒸镀法的其它分类方法，将伴随着蒸发物、反应气体离子化的方法通称为离子镀法(IP法)，并作为获得低电阻且高透光率的ITO膜的方法是有效的(参照非专利文献2：“透明導電膜の技術(透明导电膜的技术)”，オ一ム社，1999年刊，p.205-211)。

并且，在使用上述透明导电膜的任何类型的太阳能电池中，上述透明导电膜对于光照射的表面一侧的电极而言是不可或缺的，过去一直利用上述ITO膜、掺杂有铝的氧化锌(AZO)膜或者掺杂有镓的氧化锌(GZO)膜。并且，对于这些透明导电膜，要求具备低电阻、可见光透光率高等特性。此外，作为这些透明导电膜的制备方法，采用了上述离子镀法、高密度等离子辅助蒸镀法等的真空蒸镀法。