[发明专利]氧化物膜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及氧化物膜及其制造方法。

背景技术

自过去以来，就一直研究着具备透明性或导电性之各种的氧化物膜。特别是具有透明性和导电性的膜被称为透明导电膜，被广泛使用做为平板显示装置、太阳能电池等装置中重要的组成材料。

到目前为止所采用的代表性的透明导电膜材料为ITO(氧化铟锡)和ZnO(氧化锌)。由于ITO(氧化铟锡)具有特别高的透明性与导电性，且做为材料也稳定的缘故，所以长年使用在各种装置中。然而，由于其导电性只显示n型，所以适用范围受到限制。另一方面，对于如今成为趋向高性能化研究开发对象而受到瞩目的ZnO(氧化锌)，除纯氧化锌以外，也开发了添加有铝(Al)与铬(Cr)的氧化锌等(参照专利文献1)。然而，由于氧化锌对于水分及热的安定性原本就比ITO还低，因此难以进行处理。

此外，就显示n型导电性的透明导电膜而言，以上述ITO为首，存在着掺杂有Al的ZnO，掺杂有氟的SnO₂等众多的种类。然而，使显示p型导电性的透明导电膜趋向高性能化的研发依然在进行当中。例如，已披露的铜(Cu)与铝(Al)的复合氧化物的CuAlO₂膜或铜(Cu)与锶(Sr)的复合氧化物的SrCu₂O₂膜可显示出p型导电性(参照非专利文献1)。然而，他们的导电率是非常低的。此外，虽然在以下的专利文献2与专利文献3中已披露了添加有几种元素的氧化物具有作为透明导电膜的性质，然而各文献中皆未具体公开关于所披露的全部元素的导电性或可见光穿透率，所以难以采用其作为透明导电膜的技术数据。

另外，本申请的发明者至今所发明的氧化物膜(参照专利文献4)虽然可以算是解决上述技术课题的一个手段，然而该氧化物膜的禁带宽度为稍狭窄的2.6eV，所以需追求更高性能的透明导电膜。

[专利文献]

〈专利文献1〉特开2002-75061号公报

〈专利文献2〉特开2007-142028号公报

〈专利文献3〉特表2008-507842号公报

〈专利文献4〉特开2011-174167号公报

〈非专利文献1〉

Jaroslaw Domaradzki及另外3名、“Transparent oxide semiconductors based on TiO2 doped with V,Co and Pd elements(掺杂V、Co及Pd元素的TiO2基透明氧化物半导体)”，Journal of Non-Crystalline Solids(非结晶固体期刊)，2006年，第352卷，p2324-2327

发明内容

(一)要解决的技术问题

如上述，显示p型导电性的导电膜，特别是透明导电膜的氧化物膜的高性能化的现状，是大幅落后于n型的导电膜。即，现在所开发的p型透明导电膜仍存在低透明性或低导电性的问题。除此之外，与之前的氧化物膜相比，虽然本发明人等所发明的上述氧化物膜已是非常优异，然而仍然未达到作为透明导电膜的氧化物膜的高性能。

此外，就结晶性氧化物膜而论，可能会发生决定其物理性能的结晶配向的控制问题。若采用不具有特定的结晶方位而未充分发挥其性能的结晶性氧化物膜时，就有可能在工业量产化或基板大型化上成为技术障碍。

(二)技术方案

本发明通过解决上述技术课题中的至少1个问题，而对于p型导电膜，特别是p型透明导电膜的氧化物膜进一步的高性能化作出了重大的贡献。发明人等认为就扩大导电膜的适用范围而言，具有p型导电性的氧化物膜的高性能化是不可或缺的，因此应提高其导电性或透明性，不只是采用过去研究对象的元素，也尝试采用至今尚未成为研究对象的新元素。另外，也着眼于超过至今所发明出的p型透明导电膜的氧化物膜的禁带宽度的氧化物膜而进行了多次的试验。结果发现含有某种特定的元素的氧化物不但具有宽广的禁带宽度，而且具备高导电率与高穿透率。此外，反复研究的结果也发现用以得到所需特性的该材料的制造条件是比较缓和的，因此在制造上的自由度是有可能变成非常高的。本发明是基于如此的研究过程所发明出来的。

本发明的一种氧化物膜为由银(Ag)及镍(Ni)形成的氧化物膜(可以包含不可避免的杂质)构成，其是微结晶集合体、含微结晶的非晶态或非晶态，而且具有p型导电性。