透明导电膜的制作方法

本发明涉及一种透明导电膜。
背景技术：
：在表面保护膜的代表中，有dlc(diamondlikecarbon)膜。dlc膜例如包含sp3键和sp2键，如果sp3键的比率多，则为金刚石性，如果sp2键的比率多，则为石墨性。例如，当sp3键的比率高时，dlc膜的透明性、高硬度性、绝缘性优异，当sp2键的比率高时，dlc膜的非透明性、低硬度性、导电性优异。dlc膜可用于温度传感器的表面保护膜(参照例如专利文献1)、用于显示面板的表面保护膜(参照例如专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-207396号公报；专利文献2：日本特开2013-130854号公报。技术实现要素：发明要解决的问题然而，在作为表面保护膜要求低电阻的情况下，当在dlc膜中使sp2键的比率增加时，虽然其电阻下降，但是膜的透明性降低、硬度变低。另一方面，当在dlc膜中使sp3键的比率增加时，虽然透明性和硬度提高，但是电阻升高。鉴于以上情况，本发明的目的在于提供一种透明性和导电性优异，进一步具有高的硬度的透明导电膜。用于解决问题的方案为了实现上述目的，本发明的一个实施方式的透明导电膜为成膜于基底上的透明导电膜。上述透明导电膜包含氧化锡、1.5wt％以上且2.5wt％以下的氧化钽以及0.3wt％以上且0.7wt％以下的氧化铌。这样的透明导电膜由于包含氧化锡、1.5wt％以上且2.5wt％以下的氧化钽以及0.3wt％以上且0.7wt％以下的氧化铌，因此具有高的硬度，进一步地，透明性和导电性优异。上述透明导电膜可以具有1000nm以下的厚度。即使是这样薄的透明导电膜，也具有高的硬度，进一步地，透明性和导电性优异。上述透明导电膜可以具有100ω/sq.以下的方块电阻。根据这样的透明导电膜，方块电阻为100ω/sq.以下，导电性优异。上述透明导电膜可以具有3500μω·cm以下的电阻率。根据这样的透明导电膜，电阻率为3500μω·cm以下，导电性优异。上述透明导电膜可以具有1000kgf/mm2以上的维氏硬度。根据这样的透明导电膜，维氏硬度为1000kgf/mm2以上，硬度优异。发明效果如上所述，根据本发明，能够提供一种透明性和导电性优异，进一步具有高的硬度的透明导电膜。附图说明图1为形成本实施方式的透明导电膜的成膜装置的示意性截面图。图2为表示本实施方式的透明导电膜的光学特性的图。具体实施方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。各附图中有时导入xyz轴坐标。图1为形成本实施方式的透明导电膜的成膜装置的示意性截面图。本实施方式的透明导电膜例如由图1所示的磁控管式的溅射装置1形成。溅射装置1具有真空容器10、导气管15、基板托(tray)16、成膜源20、电源21a、21b、及真空排气泵30等。真空容器10具有上端开口的容器本体101和覆盖容器本体101的上端的盖体102。真空容器10为地电位。真空容器10的侧壁设有开口10h。开口10h设置有闸阀11。真空容器10经由闸阀11连接于例如其它真空容器。真空容器10在内部划分有处理室103。处理室103能够通过真空排气泵30维持减压状态(例如，1×10-5pa以下)。真空排气泵30例如由涡轮分子泵和连接于其排压侧的回转泵构成。此外，在真空容器10中设置有用于对处理室103内导入放电气体的导气管15。放电气体包含例如氩和氧中的至少1种。放电气体不限于氩、氧。在处理室103中设置有用于支承基板50的基板托16。基板托16能够以旋转轴17为中心旋转。基板托16与盖体102之间设置有加热机构等温度调节器18。基板托16例如为地电位。基板托16能够设置多个基板50。基板托16能够脱离旋转轴17例如能够将多个基板50与基板托16一同运送到处理室103内外。基板托16下设置有成膜源20。成膜源20与基板托16相对。在图1的例子中，作为成膜源20，示例有多个阴极单元20a、20b。阴极单元20a具有靶(target)201a、背板202a和磁铁203a。阴极单元20b具有靶201b、背板202b和磁铁203b。阴极单元数不限于图示的数量。靶201a、201b为溅射源，并且也为阴极电极。基板50与靶201a、201b之间的距离为例如60mm以上且300mm以下。靶201a、201b的任一个都包含氧化锡、氧化钽和氧化铌。此外，也可以靶201a包含氧化锡、氧化钽和氧化铌中的至少2种材料，靶201b包含氧化锡、氧化钽和氧化铌中除靶201a的材料以外的材料。此外，除阴极单元20a、20b以外，还可以将另外的阴极单元设置于处理室103，靶201a包含氧化锡，靶201b包含氧化钽，剩余的靶包含氧化铌。靶201a、201b的各自的平面形状为例如圆形。例如各自的直径为4英寸。对于靶201a，在溅射时，由电源21a经由电缆22a供给1w/cm2以上且3w/cm2以下的电力。对于靶201b，在溅射时，由电源21b经由电缆22b供给1w/cm2以上且3w/cm2以下的电力。磁铁203a设置于背板202a的背面侧。由磁铁203a发出的磁场经由背板202a漏出到靶201a的表面。磁铁203b设置于背板202b的背面侧。由磁铁203b发出的磁场经由背板202b透出到靶201b的表面。靶201a的表面隔开规定的距离被遮挡板(shutter)23a所覆盖(关闭状态)或从遮挡板23a开放而露出于处理室103(打开状态)。靶201b的表面隔开规定的距离被遮挡板23b所覆盖或从遮挡板23b开放而露出于处理室103。在本实施方式中，作为一个例子示出如下：靶201a成为溅射源，将包含氧化锡、氧化钽和氧化铌的透明导电膜形成于基板50。即，靶201a包含氧化锡、氧化钽和氧化铌，遮挡板23a为打开状态，靶201a成为溅射源，将包含氧化锡、氧化钽和氧化铌的透明导电膜成膜于基板50。另外，溅射时，遮挡板23b为关闭状态。靶201a包含例如作为主成分的氧化锡(sno2)、1.5wt％以上且2.5wt％以下的氧化钽(ta2o5)和0.3wt％以上且0.7wt％以下的氧化铌(nb2o5)。在靶201a中，例如可包含96.8wt％以上且98.2wt％以下的氧化锡。作为一个例子，在靶201a中，氧化锡为主成分，包含2.0wt％的氧化钽和0.5wt％的氧化铌。在该情况下，在靶201a中例如包含97.5wt％的氧化锡。氧化锡、氧化钽和氧化铌各自的组成除了是化学计量组成以外，也可以是与化学计量组成接近的组成。电源21a、21b各自为例如dc电源、rf电源(频率：13.56mhz)或dc脉冲电源(脉冲频率：5khz以上且400khz以下)中的任一种。靶201a经由电缆22a与电源21a连接。可以在电缆22a的中间设置匹配电路。靶201b经由电缆22b与电源21b连接。可以在电缆22b的中间设置匹配电路。在溅射装置1中，以处理室103维持为规定压力的放电气体的状态下，由电源21a对靶201a施加规定功率的电力。由此，处理室103中产生等离子体，等离子体中的离子对靶201a进行溅射。结果是，由靶201a释放的溅射粒子堆积在基板50上。即，透明导电膜成膜于基板50的表面。放电气体为例如氧气或氧气与氩气的混合气体。此外，溅射装置1采用磁控管式，因此，在靶201a附近，电子的俘获效应得到促进，放电气体会高效地电离。由此，放电气体中的离子以高频度冲击靶201a，溅射粒子从靶201a高效地释放。溅射时的真空容器10内的气体氛围为0.1pa以上且10pa以下。作为透明导电膜的基底的基板50，其可使用例如蓝宝石基板、玻璃基板、半导体基板等。对于基板50，可以在其表面可形成有导电膜、导电膜图案、绝缘膜(无机物、有机物)、绝缘膜图案等。在溅射时，基板50的温度可控制为例如25℃(室温)以上且300℃以下。基板50的平面形状为例如矩形，一边的长度为30mm以上且200mm以下。成膜条件的例子如下所示。靶材：氧化锡(97.5wt％)/氧化钽(2.0wt％)/氧化铌(0.5wt％)电力：2w/cm2(dc电源)氩分压：0.5pa氧分压：2×10-2pa基板温度：室温膜退火(成膜后)：250℃、1小时(大气氛围)在此，氧分压为一个例子，通过调节氧分压可适当调节透明导电膜中的氧浓度，其电阻率调节为期望的值。此外，透明导电膜的厚度为1000nm以下。在本实施方式中，成膜于基板50上的透明导电膜能够应用为例如传感器的表面保护膜、针对esd(electrostaticdischarge)使用的表面保护膜、显示面板的表面保护膜等。成膜于基板50上的透明导电膜的透明性、导电性优异且适于硬涂层。以下，对成膜于基板50上的透明导电膜进行说明。透明导电膜包含作为主成分的氧化锡(snox：1.5≤x≤2)、1.5wt％以上且2.5wt％以下的氧化钽(ta2oy：3.5≤y≤5)和0.3wt％以上且0.7wt％以下的氧化铌(nb2oz：3.5≤z≤5)。透明导电膜包含例如96.8wt％以上且98.2wt％以下的氧化锡。氧化锡、氧化钽和氧化铌各自的组成可以是化学计量组成，也可以是与化学计量组成接近的组成。与化学计量组成接近的组成是指例如氧稍微欠缺状态的组成。作为一个例子，在透明导电膜中，氧化锡为主成分，包含2.0wt％的氧化钽和0.5wt％的氧化铌。例如，透明导电膜中的氧化锡的浓度为97.5wt％。这样的透明导电膜由于包含氧化锡、1.5wt％以上且2.5wt％以下的氧化钽和0.3wt％以上且0.7wt％以下的氧化铌，因此具有高的硬度，进一步地，透明性和导电性优异。例如，具有1000kgf/mm2以上的维氏硬度。此外，透明导电膜在可见光区域具有76％以上的透光率。进而，透明导电膜具有100ω/sq.以下的方块电阻，具有3500μω·cm以下的电阻率。另外，在透明导电膜中，有时包含在靶材的制造过程中导入的微量的铝(al)、锆(zr)等元素。在透明导电膜中包含微量元素(al、zr等)或者不包含，在本实施方式中，都可得到实质上相同的效果。另外，作为副成分，除上述氧化物以外，为第3族元素中的任一种。接下来，对透明导电膜的具体效果进行说明。图2为表示本实施方式的透明导电膜的光学特性的图。图2的横轴为波长(nm)，纵轴为透光率(％)。图2中示出了形成有透明导电膜的蓝宝石基板的透光率(a线)和蓝宝石基板的透光率(b线)。b线相当于带透明导电膜的蓝宝石基板的透光率的本底(background)。在此，蓝宝石基板的厚度为0.5mm。透明导电膜的厚度为360nm。如图2所示，在400nm以上的波长区域中，带透明导电膜的蓝宝石基板的透光率成为65％以上且83％以下。当由蓝宝石基板的透光率(本底值)换算透明导电膜的单层的透光率时，在透明导电膜中，波长400nm以上的透光率为76％以上且97％以下。此外，在图2所示的透明导电膜中，方块电阻为75ω/sq.以上且100ω/sq.以下，电阻率为2625μω·cm以上且3500μω·cm以下。在透明导电膜中，当方块电阻大于100ω/sq.时，在用作电极的情况下，有时方块电阻高而产生不良状况，因此不优选。此外，在表1中示出本实施方式的透明导电膜的硬度和比较例的ito(indiumtinoxide)膜的硬度。比较例(ito膜)的成膜条件：靶材：氧化铟(90wt％)/氧化锡(10wt％)电力：2w/cm2(dc电源)氩分压：0.5pa氧分压：5×10-3pa基板温度：室温膜退火(成膜后)：250℃、1小时(大气氛围)[表1]膜厚(nm)hm(n/mm2)hit(n/mm2)hv(kgf/mm2)实施例10007.0×1031.1×1041.0×103比较例10002.1×1032.7×1032.6×102在表1中，“hm”为马氏硬度。“hit”为纳米压痕硬度。“hv”为维氏硬度。作为基板50，使用蓝宝石基板。如表1所示，实施例(透明导电膜)的马氏硬度、纳米压痕硬度和维氏硬度比比较例(ito膜)的马氏硬度、纳米压痕硬度和维氏硬度高。ito膜作为透明导电膜是广为人知的材料。本实施方式的透明导电膜与ito膜相比进一步具有高的硬度。例如，实施例(透明导电膜)的各自的硬度为比较例(ito膜)的约3倍。像这样，本实施方式的透明导电膜具有高的硬度，进一步地，透明性和导电性优异。特别是，如果将本实施方式的透明导电膜用作设备的表面保护膜，则设备的抗损伤性会大大提高。例如，即使用人手、笔触碰透明导电膜，透明导电膜经长时间也不易受损伤，且还不易带电。以上，对本发明的实施方式进行说明，但本发明不仅仅限定于上述的实施方式，当然可以加入各种变更。附图标记说明1：溅射装置；10：真空容器；101：容器本体；102：盖体；103：处理室；10h：开口；11：闸阀；15：导气管；16：基板托；17：旋转轴；18：温度调节器；20：成膜源；20a、20b：阴极单元；201a、201b：靶；202a、202b：背板；203a、203b：磁铁；21a、21b：电源；22a、22b：电缆；23a、23b：遮挡板；30：真空排气泵；50：基板。当前第1页1 2 3