(57)【要約】【課題】窒化スズ膜をスパッタリング法で成膜する技術につては、よく知られていない。本発明は、マグネトロンスパッタリング装置を用いて、物性的に安定した窒化スズ膜の成膜方法を提供する。【解決手段】マグネトロンスパッタリング装置を用い、真空チャンバ−の中を、窒素ガス８０〜１００容積％、酸素ガス０〜２０容積％のガス成分比の気体雰囲気にして、窒化スズ膜を基板に成膜する。さらに、真空チャンバー内の圧力が２．０ｐａ以下で、Ｈｅ，Ｎｅ、Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒの中から１種以上の不活性ガスを選択して真空チャンバー内に供給する。【選択図】  図１
2004307891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリング法による窒化スズ膜の成膜方法において、マグネトロンスパッタリング装置を用い、真空チャンバ−の中を、窒素ガス８０〜１００容積％、酸素ガス０〜２０容積％のガス成分比の気体雰囲気にして、窒化スズ膜を基板に成膜することを特徴とする窒化スズ膜の成膜方法。
【請求項２】
真空チャンバー内の圧力が２．０ｐａ以下で、Ｈｅ，Ｎｅ、Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒの中から１種以上の不活性ガスを選択して真空チャンバー内に供給することを特徴とする請求項１に記載の窒化スズの成膜方法。
【請求項３】
窒素原子を２．０ｗｔ％以上含有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のいずれかの窒化スズ膜の成膜方法で成膜された窒化スズ膜。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築用、車両用、電子材料用、光学用等の各種用途に利用可能な窒化スズ膜の成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学フィルター、赤外線遮蔽膜、導電膜あるいは電磁遮蔽膜等に用い多層膜に、スパッタ法で成膜されるスズ化合物は、ほとんどがスズの酸化物であった。
【０００３】
スズの窒化物については、人工的に作製可能な物質であるが、これまで作製された例が非常に少なく、また製作時の条件により種々変化し安定な構造を持つものが得られていなかったことから。物性等についても明確にされていない物質であった。
【０００４】
窒化スズ膜については、ＩＴＯでなる透明導電膜に窒化スズ膜を積層することや（特許文献１）、窒化スズをＣＶＤ法で作製することや（特許文献２）、さらには、多層膜に用いられる透明薄膜層の１つとしての窒化スズ膜（特許文献３）が知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−９４１７３号公報
【特許文献２】
特開昭６２−４０７３８
【特許文献３】
特開平６−２７８２４４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献２は、ＣＶＤ法で窒化スズを作製する技術に関するものであり。特許文献１および特許文献２には、窒化スズ膜の記載があるものの、スパッタリング装置を用いてな窒化スズ膜を成膜することについて、何ら記載が無く、窒化スズ膜を成膜する技術については不明である。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、マグネトロンスパッタリング装置を用いて、物性的に安定した窒化スズ膜の成膜方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の窒化スズ膜の成膜方法は、スパッタリング法による窒化スズ膜の成膜方法において、マグネトロンスパッタリング装置を用い、真空チャンバ−の中を、窒素ガス８０〜１００容積％、酸素ガス０〜２０容積％のガス成分比の気体雰囲気にして、窒化スズ膜を基板に成膜することを特徴とする窒化スズ膜の成膜方法である。
【０００９】
また、本発明の窒化スズ膜の成膜方法は、前述の成膜方法において、真空チャンバー内の圧力が２．０ｐａ以下で、Ｈｅ，Ｎｅ、Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒの中から１種以上の不活性ガスを選択して真空チャンバー内に供給することを特徴とする窒化錫の成膜方法である。
【００１０】
また、本発明の窒化スズ膜は、窒素原子を２．０ｗｔ％以上含有していることを特徴とする前記窒化スズ膜の成膜方法で成膜された窒化スズ膜である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の窒化スズ膜は、マグネトロンスパッタリング法を用いて基板に成膜されるものである。
【００１２】
マグネトロンスパッタリング法の装置を図１に示す。ターゲット４にはスズを用いる。電源装置３および給電線１３によって、ターゲット４と陽極５，５′との間に印加し、チャンバー１内に供給された反応性ガス（窒素ガスおよび酸素ガス）をプラズマ状態にする。ターゲット４はターゲット保持具１２により磁石１１，１１′に保持される。磁石１１、１１′はプラズマ状態に磁場を発生させ、効率のよい成膜を実現させる。
【００１３】
電源装置３には、直流電源、交流電源あるいはパルス電源を用いることができる。
【００１４】
マグネトロンスパッタリング法による窒化スズ膜の成膜において、真空チャンバー１内の圧力を１０―３ｐａ以下にした後に、成膜時の真空チャンバー１内の圧力が０．５〜２．０ｐａの範囲となるように、窒素ガスボンベ６と酸素ガスボンベ７とから、それぞれ窒素ガスと酸素ガスとを供給する。真空チャンバー１内のガス雰囲気は、窒素ガス８０〜１００容積％、窒素ガス０〜２０容積％とすることが好ましい。
【００１５】
酸素ガスは、反応性ガスとして加えるもので、成膜されるスズ膜の機械的強度を向上させるので、好ましい。また、酸素ガスの量により、窒化スズ膜の可視光透過率や抵抗値を調整することができる。しかし、酸素ガスが２０容積％を越えると、成膜速度を著しく落とすので、２０容積％以下とすることが好ましい。
【００１６】
また、成膜時の圧力が２．０ｐａ以下の状態で、Ｈｅ，Ｎｅ、Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒ等の不活性ガスを前記ガス雰囲気に加えると、成膜速度をさらに向上させることができ、また、窒素ガスおよび酸素ガスのプラズマ状態を安定させるので、好ましい。
【００１７】
なお、成膜時の真空チャンバー１内の圧力を０．１〜０．７ｐａの範囲にすると、成膜速度が早く、また反応ガスのプラズマ状態も安定し、好ましい。
【００１８】
窒化スズ膜の抵抗値は、不活性ガスにＡｒガスを用いると１０ｋΩ／□程度にまで低くなり、窒素ガスが１００容積％では１０ＭΩ／□となり、酸素ガスが５容積％を越えると無限大となり、圧力チャンバー１に供給するガスの種類と成分比で調整できる。
【００１９】
基板２には、金属、セラミック、ガラスあるいは有機フィルム等を用いることができる。
【００２０】
また、成膜するとき、ターゲットの表面を窒化するために１分以上のバーインまたはプレスパッタと言われる予備スパッタを行うことが好ましい。
【００２１】
本発明の窒化スズ膜の作製方法で作製される窒化スズ膜は、窒素を２．０ｗｔ％以上含有し、Ｘ線回折による分析において、ピークがほとんどなく、ＳｎｘＮｙ（ｘ＝２〜４、ｙ＝３〜５）のアモルファス構造と考えられる。
【００２２】
また、５５０ｎｍの波長において、屈折率はｎ＝１．８〜４．０であり、吸収はｋ＝０．０１〜１．０である、窒化スズ膜が成膜できる。
【００２３】
【実施例】
図１に示すマグネトロンスパッタリング装置を用いて窒化スズ幕の成膜を行った。成膜したときの条件を表１に示す。
【００２４】
【表１】
2004307891.tif 000003
【００２５】
アルゴンガス、酸素ガスおよび窒素ガスはガス管１０を通じて、真空チャンバ−１内に供給した。
【００２６】
使用いたスズのターゲット４には、純度３Ｎの金属スズターゲットを用い、電源装置３には直流電源を用いて。アノード５とターゲット４と間で放電を行い、供給したガスのプラズマを発生させた。電力の制御は、電流を一定とした電流制御で行った。基板２には、厚み３ｍｍのフロ−トガラスを用いた。
表２に、実施例の膜厚および光学特性等を示す。表３は、実施例で得られた窒化スズ膜について、ＪＩＳ  Ｒ  ３２２１のＢ類に基づいて耐久性試験を行い、その結果を示したものである。
【００２７】
【表２】
2004307891.tif 000004
【００２８】
【表３】
2004307891.tif 000005
【００２９】
表３に示すように、本発明の窒化スズ膜は、機械的強度が強く、また耐光性に優れ、実用が可能な膜であった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の窒化スズ膜の成膜方法は、膜の機械的強度が強く、耐光性のよい窒化スズ膜の提供を可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】窒化スズ膜の成膜に用いるマグネトロンスパッタリング法の装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１    シンクウチャンバ−
２    基板
３    電源装置
４    タ−ゲット
５    アノ−ド
６    窒素ガスボンベ
７    酸素ガスボンベ
８    アルゴンガスボンベ
９    バルブ
１０    ガス供給管
１１    磁石
１２    タ−ゲット保持具
１３    給電線
【図１】
2004307891.tif 000006