层叠体、其制造方法和电子设备的制造方法_4

文档序号:9916687阅读:来源:国知局
:3 (实施例2)、6:4(实施例3)、 5 : 5 (实施例4)的方式,改变输入电力进行双源成膜,制作出实施例1~4的金属化合物层 30a〇
[0157] 在溅射条件为无加热、到达压力5.00E_4Pa、溅射压力4.40E_lPa、氩气气氛中、且 对于DC输入电力而言ZnO革E为1.66~0.75kw、Cu革E为0.11~0.2kw的条件下,以膜厚40nm为 目标成膜出金属化合物层30a。
[0158] 成膜出的金属化合物层30a的膜厚为37.2~44.7nm。
[0159] 根据膜厚、面电阻值的测定值,算出电阻率,另外,根据膜厚、透射率、反射率和基 板的折射率的测定值,算出金属化合物层的折射率(η)和消光系数(k)。
[0160] 将折射率的测定值和消光系数的计算值示于图2、3中。
[0161] 根据图2、图3,电阻率为7.32E-2~4.58Ε+0Ω · cm,折射率在可视区域(400nm~ 700nm)内为2 · 17~2 · 7,消光系数为0 · 475~1 · 53。
[0162] 接着,在实施例1~4的各自的金属化合物层30a薄膜上,通过DC溅射法成膜出 120nm的Cu,测定来自背面侧(玻璃面侧)的反射率从而计算出可视区域(400nm~700nm)内 的平均反射率、最大反射率与最小反射率之差。需要说明的是,计算平均反射率以及最大反 射率与最小反射率之差时,反射率的值排除作为光入射面的玻璃面的反射率。
[0163] 将结果示于图4、图5中。
[0164] 如图5所示,在实施例2~4中,得到了平均反射率为10%以下、最大反射率与最小 反射率之差为5.72%以下的低反射率且暗黑色的反射,但在实施例1中,最大反射率与最小 反射率之差大至24.69 %,得到了发红的反射。
[0165] 在实施例1中,700nm下的反射率高是因为,金属化合物层的膜厚薄,与其它实施例 2~4相比,折射率低,消光系数小。
[0166] 需要说明的是,在实施例1中,通过根据算出的折射率和消光系数进行计算,而使 膜厚移至50nm,由此,能够确认到最大反射率为8.33%、平均反射率为4.08%、最大与最小 的反射率差为6.57%。
[0167] 对于光学常数,可知显示出下述倾向:金属化合物层30a中的Cu的比率从20 %到 50 %越高则折射率越高,消光系数也越高。
[0168]另外,可知测定波长从400nm到700nm,波长越长则折射率和消光系数的值越高。认 为其原因在于:这是由Cu的光学常数(特别是消光系数k)决定的,关于Cu的反射率,以550nm 附近为界在长波长区域内反射率高、在短波长区域内反射率低。
[0169]在实施例1中,最大反射率与最小反射率之差大至24.69%,得到了发红的反射,另 外,在实施例4中,膜中的Cu的比率提高,因此,500nm~700nm的折射率高,消光系数也提高。 由此,长波长区域内的反射率高、短波长区域内的反射率低。对于ZnO与Cu的比率,可知实施 例2的7:3和实施例3的6:4显示出良好的结果,折射率为约2.17~2.54的范围、且消光系数 为0.66~1.20。
[0170](试验例2氮气依赖性的研究)
[0171]本例中,在使用ZnO作为透明氧化物半导体物质通过溅射成膜出金属化合物层30a 的情况下,针对氮气导入量对光学特性带来的影响进行了研究。
[0172] 通过与试验例1的实施例4同样的步骤,制作出将透明氧化物半导体物质ZnO和作 为氧化物生成自由能高的金属的Cu以5:5的体积比混合而得的靶。
[0173] 使用该靶,在无加热、到达压力8.00E_4Pa、溅射压力1.60E_lPa、输入电力 DC0.3kw、且分别使氮气的流量为0sccm(实施例5)、10sccm(实施例6)、20sccm(实施例7)、 30sccm(实施例8)、40sccm(实施例9)、50sccm(实施例10)、60sccm(实施例11)、lOOsccm(实 施例12)条件下,以膜厚40nm为目标,成膜出金属化合物层30a。
[0174] 另外,代替氮气,以流量5sccm(实施例13)、10sccm(实施例14)导入氧气,同样地进 行成膜。
[0175] 对于实施例5~14的金属化合物层30a,根据膜厚、透射率、反射率、基板的折射率, 与试验例1同样地算出金属化合物层30a的折射率(η)和消光系数(k)。
[0176] 将结果示于图6、图7中。
[0177] 如图6、图7所示,对于实施例5~14的金属化合物层30a而言,折射率在可视区域 (400nm~700nm)内为1.95~2.71的范围,消光系数为0·90~1 ·57的范围。
[0178] 接着,在实施例5~14的金属化合物层30a上通过DC溅射法将Cu成膜而形成120nm 的金属层20,制作出实施例5~14的层叠体1。从背面侧(玻璃面侧),测定实施例5~14的层 叠体1的反射率,计算出可视区域(400nm~700nm)内的平均反射率、最大反射率与最小反射 率之差。
[0179] 将实施例5~12的层叠体1的反射率的测定结果示于图8中,将实施例5~14的层叠 体1的平均反射率以及最大反射率与最小反射率之差示于图9中。
[0180] 如图9所示,平均反射率为15%以下、最大反射率与最小反射率之差为10%以下的 是实施例6~12的氮流量为lOsccm~lOOsccm的范围,平均反射率为10%以下、最大反射率 与最小反射率之差为5%以下的是实施例7~12的氮流量为2〇 SCCm~lOOsccm的范围和实施 例14的氧流量为lOsccm时。
[0181] 此外,显示出平均反射率为10%以下、最大反射率与最小反射率之差为2.5%以下 这样更良好的反射率的是实施例8~11的氮流量为30sccm~60sccm的范围。使用平均反射 率为10%以下、最大反射率与最小反射率之差为2.5%以下的值作为良好的反射率的基准 是因为,在平均反射率为10%以下时,反射被充分地抑制,在最大反射率与最小反射率之差 为2.5%以下时,可以得到不会发红、发黄、发蓝等的暗黑色。
[0182] 同样地,对折射率和消光系数进行观察,可知在实施例7~12、14中,折射率为2.17 ~2.71的范围且消光系数为0.9~1.57的范围,在更低反射且呈暗黑色的实施例8~11中, 折射率为2.25~2.66、消光系数为1.20~1.57的范围。
[0183] 另外,可知:在溅射时导入氧气的情况下,与实施例13的氧流量为5sCCm相对比,实 施例14的氧流量为lOsccm的情况下,平均反射率从10%的水平降低至4%左右,最大反射率 与最小反射率之差也从5%左右降低至3%左右,因此,通过选择最佳的导入气体量,可以控 制折射率和消光系数,可以制作低反射且呈暗黑色的层叠体1。
[0184](试验例3金属化合物的其它构成物质的示例)
[0185]在本例中,作为构成金属化合物层30a的透明氧化物半导体物质,使用氧化铟 (In2〇3)代替试验例1、2的ZnO,作为氧化物生成自由能高的金属,使用Mo代替Cu,进行研究。 [0186]将粘接有以Ιη 203作为主要成分的透明氧化物半导体物质的靶、和粘接有Mo的靶分 别安放在溅射装置中,以透明氧化物半导体物质:Mo两者的体积比成为10:1(实施例15)、 10:2(实施例16)、10:3(实施例17)、10:4(实施例18)、10:5(实施例19)、10:10(实施例20)的 方式,改变输入电力进行双源成膜,制作出实施例15~19的金属化合物层30a。
[0187] 在溅射条件为无加热、到达压力8.00E_4Pa、溅射压力1.60E_lPa、Ar气氛中、且使 透明氧化物半导体物质的DC输入电力为0 · 18kw~0 · 46kw的范围、使Mo的DC输入电力为 0. lkw~0.45kw的范围的条件下,以膜厚40nm为目标,通过双源派射成膜出金属化合物层 30a〇
[0188] 然后,在实施例15~19的金属化合物层30a的薄膜上分别通过DC溅射法成膜出 120nm的Cu,测定来自背面侧(玻璃面侧)的反射率从而计算出可视区域(400nm~700nm)内 的平均反射率、最大反射率与最小反射率之差。
[0189] 将反射率的测定值示于图10中,将平均反射率、最大反射率与最小反射率之差示 于图11中。
[0190] 平均反射率为15%以下、最大反射率与最小反射率之差为10%以下的是透明氧化 物半导体物质与Mo的DC输入电力比率为10:3、10:4的实施例17、18。在实施例17中,平均反 射率为11.56%、最大反射率与最小反射率之差为3.40%,在实施例18中,平均反射率为 14.02%、且最大反射率与最小反射率之差为3.13%。
[0191] 对于10:2、10:5的实施例16、19,平均反射率高达稍小于17%,但最大反射率与最 小反射率之差为3.71 %和4.16%,外观呈暗黑色。
[0192] (试验例4金属化合物层的构成物质的研究)
[0193] 在本例中,改变ZnO以及Cu与In2〇3的比率而成膜出由ZnO、Cu、In2〇 3的合金构成的 金属化合物层30a,对于适合的比率进行研究。
[0194] 将作为透明氧化物半导体物质的ZnO和作为氧化物生成自由能高的金属的Cu的比 率以体积比计为5:5的靶、和In2〇 3的靶安放在溅射装置内,以ZnO · Cu混合物与In2〇3的体积 比为10:1(实施例21)、10:2(实施例22)、10:3(实施例23)、10:4(实施例24)、10:5(实施例 25)的方式改变输入电力的比率进行双源成膜,制作出实施例21~25的金属化合物层30a。
[0195] 在溅射条件为无加热、到达压力8.00E_4Pa、溅射压力1.60E_lPa、氩(Ar)气氛中、 且使ZnO · Cu混合物靶的DC输入电力为0 · 14kw~0 · 72kw的范围、使In2〇3靶的DC输入电力为 0. lkw条件下,以膜厚40nm为目标,通过双源派射成膜出金属化合物层30a。
[0196] 然后,在实施例21~25的金属化合物层30a的薄膜上分别通过DC溅射法成膜出 120nm的Cu,测定来自背面侧(玻璃面侧)的反射率从而计算出可视区域(400nm~700nm)内 的平均反射率、最大反射率与最小反射率之差。
[0197] 将反射率的测定值示于图12中,将最大反射率与最小反射率之差示于图13中。
[0198] 平均反射率为15%以下、最大反射率与最小反射率之差为10%以下的是ZnO · Cu 混合靶与In2〇3靶的DC输入电力比率为10:3~10:5的实施例23~25。在实施例23中,平均反 射率为12.92%、最大反射率与最小反射率之差为6.17%,在实施例24中,平均反射率为 11.79%、最大反射率与最小反射率之差为5.80 %,在实施例25中,平均反射率为9.38 %、最 大反射率与最小反射率之差为4.64%。
[0199] 在本试验例的范围内,随着In2〇3的比率增加,平均反射率和最大反射率与最小反 射率之差减小,可以得到更符合本发明的目的的具有良好的光学特性的层叠体1。
[0200] (试验例5金属化合物层的构成物质的研究)
[0201] 在本例中,使用Sn02代替试验例4的In2〇3,改变ZnO以及Cu与Sn0 2的比率而成膜出 由ZnO、Cu、Sn〇2的合金构成的金属化合物层30a,对适合的比率进行研究。
[0202] 代替试验例4的In2〇3靶,将Sn02靶安放在溅射装置内,以ZnO · Cu混合物与Sn02的 体积比为10:1(实施例26)、10:2(实施例27)、10:3(实施例28)、10:4(实施例29)、10:5(实施 例30)的方式改变输入电力的比率进行双源成膜,制作出实施例26~30的金属化合物层 30a〇
[0203] 在溅射条件为使ZnO · Cu混合物靶的DC输入电力为0.15kw~0.75kw的范围、使 Sn〇2革E的DC输入电力为0. lkw条件下,以膜厚40nm为目标通过双源派射成膜出金属化合物 层。
[0204]然后,在实施例21~25的金属化合物层30a的薄膜上分别通过DC溅射法成膜出 120nm的Cu,测定来自背面侧(玻璃面侧)的反射率从而计算出可视区域(400nm~700nm)内 的平均反射率、最大反射率与最小反射率之差。
[0205] 将反射率的测定值示于图14中,将最大反射率与最小反射率之差示于图15中。
[0206] 平均反射率为15%以下、最大反射率与最小反射率之差为10%以下的是ZnO · Cu 混合物靶与Sn02靶的DC输入电力比率为10:3~10:5的实施例28~30。
[0207]在实施例28中,平均反射率为13.12%、最大
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