RFスパッタ法で作製した不均一AIドープZnO薄膜の結晶状態と電気特性との関係

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酸化亜鉛(ZnO)はII-VI族化合物半導体の一種で,大きなバンドギャップ(Eg≒3.3eV)を持つことから可視光に対して透明な酸化物であり,また種々の元素を添加することによって多様な電気特性を示す.例えば,ZnOにAl等のIIIB族元素を添加することにより可視光に対する透明性を保ちつつ,導電性を付与することが可能となる.このような特徴を持つことからZnO膜は透明導電膜への応用が期待されており,Minamiらによって既に多くの有益な研究結果が報告されている.また,IIIB族元素を添加したZnOは赤外線に対する反射特性を併せ持つことから,熱線反射ガラスやLow-Eガラスといった機能性ガラス用のコーティング膜としての応用も期待されている.ZnO膜を透明導電膜や機能性ガラス用コーティング膜として応用するためには大面積の基板へ成膜することが必要となり,成膜方法としてはITO膜の製造実績からスパッタリング法が有望である.スパッタリング法を用いてZnO膜を作製する場合,基板位置によって結晶配向性や電気特性が異なることが知られている.また,ZnO膜の導電性を高める目的で基板加熱が行われるが,同時に結晶の配向性も出現する.以上のことから,ZnO膜の結晶の状態と電気特性との間には重要な関係があると考えられるが,いまだその理由は明らかにされていない.種々の観点からZnO膜の結晶の状態と電気特性について研究し,両者の関係を明らかにすることは自然科学的興味のみならず,研究を通じて得られる知見がZnO膜の導電性を高めるための製造技術へとつながり,ひいては産業界への貢献も期待できる.本研究ではRFスパッタリング法を用いてZnO膜を作製し,基板位置による結晶の状態と電気特性の関係について系統的に調べ,電気特性が結晶の状態によって変化する理由について考察し,ZnO膜の導電性を高めるための知見を得たので報告する.
2003-11-01

RFスパッタ法で作製した不均一AIドープZnO薄膜の結晶状態と電気特性との関係

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