(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細パターン状に分布したドーパント濃度が高い領域と、前記ドーパント濃度が高い領域の周辺部のドーパント濃度が低い領域からなる電子移動領域とを有する透明導電膜の形成方法であって、
前記電子移動領域は、ドーパントを含有した透明導電膜にレーザー光を照射することにより形成され、
前記ドーパント濃度が高い領域は、島状の微細パターン状に形成され、前記島状のパターンの大きさは、一つの島状のパターンに外接する円の半径で表すと、０．０５〜０．５μｍである、あるいは、
前記ドーパント濃度が高い領域は、縞状の微細パターン状に形成され、前記 縞状のパターンの幅は、１ｎｍ〜１μｍであり、かつ、
一つのドーパント濃度の高い領域と他のドーパント濃度の高い領域との間隔は、両領域の最近接点間の距離で表すと、０．０１〜１μｍである
ことを特徴とする透明導電膜の形成方法。
【請求項２】
ドーパント濃度が高い領域の面積が、透明導電膜の全体の面積に対して２５〜７５％であることを特徴とする請求項１に記載の透明導電膜の形成方法。
【請求項３】
前記透明導電膜が、ＳｎをドープしたＩｎ2Ｏ3であることを特徴とする請求項１又は２に記載の透明導電膜の形成方法。
【請求項４】
前記透明導電膜が、ＳｂをドープしたＳｎＯ2であることを特徴とする請求項１又は２に記載の透明導電膜の形成方法。
【請求項５】
前記透明導電膜が、ＡｌをドープしたＺｎＯであることを特徴とする請求項１又は２に記載の透明導電膜の形成方法。
【請求項６】
レーザー光の照射後に、加熱処理を行うことを特徴とする請求項１乃至５記載の透明導電膜の形成方法。
【請求項７】
前記電子移動領域を、フォトマスク又は位相シフトマスクを介してレーザー光を照射することにより形成することを特徴とする請求項１乃至６記載の透明導電膜の形成方法。
【請求項８】
前記電子移動領域を、ホログラフィ法を用いてレーザー光を照射することにより形成することを特徴とする請求項１乃至６記載の透明導電膜の形成方法。
【請求項９】
前記ドーパントを含有した透明導電膜が、アモルファス状態の膜であることを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の透明導電膜の形成方法。
【請求項１０】
前記微細パターンが、透明導電膜全体としての電気伝導率が向上するように設計されたものであることを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載の透明導電膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等の平面ディスプレイや太陽電池等における透明電極などの各種用途に用いる透明導電膜とその形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、太陽電池等の透明電極には、ＳｂをドープしたＳｎＯ2膜（ＡＴＯ）やＡｌをドープしたＺｎＯ膜（ＡＺＯ）が用いられる。ＳｎＯ2は可視域全域で透明な物質である。これに酸素欠損を導入するとキャリア電子が生成して、電気伝導性を発現する。さらに、ＳｎのサイトにＳｂを置換固溶させるとキャリア電子の密度が飛躍的に増大して、導電性を高めることができる。ＣＶＤ法等によりガラス基板上に成膜すると表面に凹凸のある膜が生成しやすく、この形状が入射した光の閉じ込めに有利であるため太陽電池用の透明電極として広く用いられている。
【０００３】
ＺｎＯも可視域のほぼ全域で透明な物質である。ＺｎＯの場合には、Ｚｎイオンを固溶するとキャリア電子が生成し、伝導性を発現する。さらに、ＺｎのサイトにＡｌを置換固溶させるとキャリア電子の密度が飛躍的に増大して、導電性を高めることができる。ＳｎＯ2の場合と異なって、通常の方法では表面の凹凸は生じない。しかし、種々の成膜パラメーターを調整することによって、表面に凹凸形状を形成することができる。例えば、スパッタリング法を用いる場合には、スパッタガス中にＨ2Ｏを混入させてＤＣマグネトロン法により成膜したり、Ｈ2Ｏを混入させなくとも高ガス圧かつ高基板温度の領域で成膜することによって、再現性良く凹凸構造を形成することができる。また、ＭＯＣＶＤ法を用いる場合には基板温度により表面形状は大きく変化する。例えば、ジエチル亜鉛とＨ2Ｏを原料とし、１５０℃に保った基板上に成膜することにより、凹凸構造が得られる。
【０００４】
一方、液晶ディスプレイ等の平面ディスプレイ用の透明電極の場合には、微細に加工した透明電極を使用する必要がある。そのため、湿式又は乾式のエッチング加工困難なＡＴＯやＡＺＯは通常使用されず、比較的エッチング加工の容易なＩｎ2Ｏ3が用いられる。Ｉｎ2Ｏ3は、可視域全域で透明な物質であり、酸素欠損を導入することによりキャリア電子が生成して伝導性を発現し、さらに、ＩｎのサイトにＳｎを置換固溶することによりキャリア電子の密度が飛躍的に増大して、導電性を高めることができる。ＳｎをドープしたＩｎ2Ｏ3はＩＴＯと呼ばれている。
【０００５】
さらに、上記ＡＴＯ、ＡＺＯ及びＩＴＯなどの透明導電膜は帯電防止膜や赤外線反射膜としても用いられることもある。
【０００６】
ＡＴＯ、ＡＺＯ及びＩＴＯなどの透明導電膜は高い伝導率を有するが、太陽電池用の場合にはキャリアの捕捉効率を高めるために、また、平面ディスプレイ用の場合には画素の応答を高めるために、より高い伝導率が求められている。特に、近年は、液晶ディスプレイの大型化と高精細化に伴って、ＩＴＯ電極の伝導性向上に対する要求が極めて強い。従来ＩＴＯ電極の伝導率は実験試料で１×１０4Ｓ／ｃｍ、産業用で５×１０3Ｓ／ｃｍ程度であったが、現在では産業用でも１×１０4Ｓ／ｃｍ程度とすることが求められている。
【０００７】
物質の伝導率はキャリアの密度と移動度の積によって決まる。すなわち、キャリア密度が大きいほど、また移動度が大きいほど伝導率は大きくなる。Ｉｎ2Ｏ3の場合、酸素欠損によって導入できるキャリア密度の上限値は１×１０20／ｃｍ3程度である。さらに酸素欠損を導入しようとすることは、結晶が不安定になるので不可能である。
【０００８】
Ｉｎ2Ｏ3にＳｎをドープするとキャリア密度を２×１０21／ｃｍ3程度まで高めることができる。しかし、ドープにより移動度は減少してしまう。例えば、蒸着法で成膜したＩＴＯ電極の場合、Ｓｎを全くドープしない場合、キャリア密度：０．８×１０20／ｃｍ3、移動度：１３０ｃｍ2／Ｖｓであるのに対し、Ｓｎを１．５ｗｔ％ドープすると、キャリア密度は４．５×１０20／ｃｍ3に増大するが、移動度は５０ｃｍ2／Ｖｓに減少する（Yuzo Shigesatoら、Applide Physics Letters、第62巻11号1268ページ、1993年）。このため、Ｓｎのドープ量に対して伝導率は一旦増大した後、減少に転じる。このような現象がＩＴＯ電極の伝導率の上限を定めている。ＩＴＯ電極の伝導率を向上させるためには、Ｓｎのドープに伴って起こる移動度の減少を抑制する必要がある。
【０００９】
移動度とはキャリア電子の電界当たりの平均速度である。Ｓｎのドープにより移動度が減少する現象は、次のような機構により起こっていると考えられている。電子はＩｎ2Ｏ3結晶中で自由電子のように振る舞っているが、これに電界を加えることにより一方向に流れる。しかし、実際の結晶にはところどころに欠陥が存在するので、電子はこれに散乱されてしまう。欠陥の密度が高い場合には電子が欠陥に散乱される頻度が高まるため、電子の移動度は小さくなる。Ｉｎ2Ｏ3中のＩｎのサイトに置換したＳｎは結晶内の欠陥として働く。そのためＳｎのドープ量を増やすと移動度が減少するのである。ＡＴＯやＡＺＯ等についても同様の機構が存在してドープされたイオンが移動度を低減させ、伝導率の上限を定めている。
【００１０】
これらの機構から考えると、移動度の減少を抑制するためには、ドープされたイオンによる電子の散乱現象を抑制しなければならない。しかし、電子の移動する空間内にドープされたイオンが存在する限り、電子の散乱現象を抑制することはできない。そこで、電子の移動する空間とドープされたイオンとを分離する試みがなされてきた。
【００１１】
その一つの試みは複合酸化物を材料として使用する方法である。川副らはＭｇＩｎ2Ｏ4等のスピネル結晶構造を有する複合酸化物が透明電極材料となることを見出した（川副博司、月刊ディスプレイ、1996年、9月号、27頁）。川副らによるとＭｇＩｎ2Ｏ4結晶中にはＩｎＯ6で表される八面体構造が存在し、八面体構造が互いに稜共有して作る鎖状構造の中を電子が移動して伝導性を与える。この電子の移動する空間を川副らは伝導パスと呼んでいる。ＭｇＩｎ2Ｏ4結晶中には、伝導パスである鎖状構造とは別の空間に、ドープすべきイオンを導入できるサイトがある。川副らは、このサイトにイオンをドープすれば伝導パス内を移動する電子はドープされたイオンに散乱されることがないであろうと考えている。
しかし、複合酸化物は少なくとも二種類以上の金属イオンを含有するので、電極を形成する際にはその組成比を制御する必要が生じる。また、目的とする結晶構造とは別の結晶が生成することを抑制しなければならないだけでなく、さらにドープするイオンを結晶内の適切なサイトに固溶しなくてはならない。このような制御は、ＣＶＤ法、スパッタリング法などの通常の成膜法では容易なことではない。そもそも、ＭｇＩｎ2Ｏ4などの場合、キャリアを効果的に生成するイオンはいまだ見出されていない。
【００１２】
もう一つの試みは、ＩＴＯを材料として用いる方法である。この場合には単純酸化物であるＩｎ2Ｏ3にＳｎをドープしたものであるから、複合酸化物に見られるような組成比や結晶性の制御に伴う困難は存在しない。しかし、電子の移動する空間は結晶内全域であると考えられるから、複合酸化物のように伝導パスとドープすべきサイトとを結晶学的に分離することはできない。そこで、より大きな空間的スケールで、Ｓｎをドープする空間と電子が移動する空間とを分離することが、ラウフにより試みられた（I.A.Rauf、Journal of Material Science Letters、第12巻、1902ページ、1993年）。ラウフは、０．５ｍｍ径のタングステン線を６ｍｍ径で巻き、線間が１ｍｍのコイルを作った。これを熱絶縁体基体（heat-insulating support）中に埋め込み、その基板表面に雲母片を載せて、基板ヒーターとした。このヒーターを下向きに配置し、ガラス基板を貼り付け、直下に坩堝を置いて、ＩＴＯ原料を蒸発させ、ガラス基板上に析出させた。得られたＩＴＯ電極は不純物濃度の低いＩｎ2Ｏ3の領域とＳｎイオンを大量に含むＩｎ2Ｏ3の領域に分かれていた。ラウフは、二つの領域に分かれた原因を、コイルの巻き線間に温度勾配が生じその温度勾配にそってＳｎが偏析したためだと説明した。コイルの巻き線は互いにほぼ平行であるから、二つの領域は電極平面上に縞状構造を作って並んでいることになる。前述したラウフの論文の記述と掲載された電子顕微鏡写真を見ると、縞の幅は２０〜５０ｎｍであり、縞の長さは２００〜５００ｎｍである。Ｓｎイオンの濃度の低い領域２は３．１ａｔ％のＳｎを含み、Ｓｎイオンの濃度の高い領域１は７．０ａｔ％のＳｎを含んでいた（図３）。ラウフが作製した膜の伝導率は、最大で２．３×１０4Ｓ／ｃｍであった。
ラウフの方法は、通常の材料であるＩＴＯを用いて、温度勾配を形成することにより、限られた領域に選択的にＳｎをドーピングできることを示し、かつ、従来実現し得なかった伝導性を実現した点で大変優れている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、通常の蒸着法を用いて、基板ヒーターに簡単な工夫を凝らしただけで、Ｓｎイオンの偏析を促すような温度勾配を作り出すことは、実際には大変困難である。このようなヒーターを産業用に改良することはもとより、ラウフの実験を再現することそのものが容易でない。また、ラウフの方法は蒸着法を用いているので大面積化が困難である。
また、ラウフの方法では、温度勾配にそってＳｎを偏析させているので、Ｓｎの濃度の低い領域及びＳｎの濃度の高い領域において、Ｓｎは均一に分布していない。したがって、電子の移動する空間とドープされたイオンとの分離が充分でない。そのため、移動度を充分に大きくすることができない。
さらに、ラウフの方法では、Ｓｎの濃度の低い領域及び高い領域の面積比やパターン形状等を自由に設計して特性向上を図ることができない。
【００１４】
本発明は上述した背景の下になされたものであり、高いキャリア密度と高い移動度を有する高電気伝導率の透明導電膜を、再現性良く容易に製造できる形成方法の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成としてある。
【００１６】
（構成１）微細パターン状に分布したドーパント濃度が高い領域と、前記ドーパント濃度が高い領域の周辺部のドーパント濃度が低い領域からなる電子移動領域とを有する透明導電膜の形成方法であって、前記電子移動領域を、ドーパントを含有した透明導電膜にレーザー光を照射することにより形成することを特徴とする透明導電膜の形成方法。
【００１７】
（構成２）ドーパント濃度が高い領域の面積が、透明導電膜の全体の面積に対して２５〜７５％であることを特徴とする構成１に記載の透明導電膜の形成方法。
【００１８】
（構成３）前記透明導電膜が、ＳｎをドープしたＩｎ2Ｏ3であることを特徴とする構成１又は２に記載の透明導電膜の形成方法。
【００１９】
（構成４）前記透明導電膜が、ＳｂをドープしたＳｎＯ2であることを特徴とする構成１又は２に記載の透明導電膜の形成方法。
【００２０】
（構成５）前記透明導電膜が、ＡｌをドープしたＺｎＯであることを特徴とする構成１又は２に記載の透明導電膜の形成方法。
【００２１】
（構成６）レーザー光の照射後に、加熱処理を行うことを特徴とする構成１乃至５記載の透明導電膜の形成方法。
【００２２】
（構成７）前記電子移動領域を、フォトマスク又は位相シフトマスクを介してレーザー光を照射することにより形成することを特徴とする構成１乃至６記載の透明導電膜の形成方法。
【００２３】
（構成８）前記電子移動領域を、ホログラフィ法を用いてレーザー光を照射することにより形成することを特徴とする構成１乃至６記載の透明導電膜の形成方法。
【００２４】
【作用】
【００２５】
上記構成１によれば、レーザー光の照射によって、ドーパント濃度の低い電子移動領域を形成し、かつ、レーザー光の非照射部分であるドーパント濃度の高い領域を微細パターン状に分布させることで、高いキャリア密度と高い移動度を有する高電気伝導率の透明導電膜を、再現性良く容易に製造できる。また、大面積化も容易である。本発明方法によると、電子の移動する空間とドープされたイオンとの分離がよくなされている。
【００２６】
上記構成２では、ドーパント濃度が高い領域の面積を、透明導電膜の全体の面積に対して２５〜７５％としている。これは、ドーパント濃度の高い領域の面積比率が２５％未満の場合、キャリア密度が少なくなって電気伝導率が低下し、一方、ドーパント濃度の高い領域の面積比率が７５％を超える場合、移動度が小さくなって電気伝導率が低下し、これらの効果によって膜全体として評価したときの電気伝導率が低下するからである。
上記２５〜７５％の範囲においては、ドーパント濃度が高い領域の面積が大きくなるに従って、キャリア密度が増大する一方、移動度が低下する傾向があり、キャリア密度と移動度の間にトレードオフによって電気伝導率の極大値が求まる。
【００２７】
上記構成３によれば、高いキャリア密度と高い移動度を有する高電気伝導率のＩＴＯ系透明導電膜を、再現性良く容易に製造できる。また、大面積化も容易である。
【００２８】
上記構成４によれば、高いキャリア密度と高い移動度を有する高電気伝導率のＡＴＯ系透明導電膜を、再現性良く容易に製造できる。また、大面積化も容易である。
【００２９】
上記構成５によれば、高いキャリア密度と高い移動度を有する高電気伝導率のＡＺＯ系透明導電膜を、再現性良く容易に製造できる。また、大面積化も容易である。
【００３０】
上記構成６によれば、レーザー光の照射後に加熱処理を行うことで、ドーパント濃度の高い領域におけるドーパントを均一に分布させることができる。
【００３１】
上記構成７によれば、電子移動領域を、フォトマスク又は位相シフトマスクを介してレーザー光を照射することにより形成することで、効率良く必要部分にレーザー照射を行うことができるとともに、ドーパント濃度の低い領域及び高い領域の面積比やパターン形状等を自由に設計して特性向上を容易に図ることができる。
【００３２】
上記構成８によれば、電子移動領域を、ホログラフィ法を用いてレーザー光を照射することにより形成することで、効率良く必要部分にレーザー照射を行うことができるとともに、ドーパント濃度の低い領域及び高い領域の面積比やパターン形状等を自由に設計して特性向上を容易に図ることができる。
【００３３】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００３４】
本発明で用いるドーパントを含有した透明導電膜としては、例えば、ＳｎをドープしたＩｎ2Ｏ3（ＩＴＯ膜）、ＳｂをドープしたＳｎＯ2（ＡＴＯ膜）、ＡｌをドープしたＺｎＯ（ＡＺＯ膜）などが挙げられる。これらの膜は、結晶化していないアモルファス状態の膜であることが望ましい。
【００３５】
上記ドーパントを含有した透明導電膜は、通常の成膜法によって作製できる。通常の成膜法には、例えば、スパッタリング法、蒸着法、イオンビーム法、クラスタービーム法、ＭＢＥ法、レーザーアブレーション法等の物理的方法と、ＣＶＤ法、スプレーバイロリシス法、塗布法等の化学的方法がある。これらの成膜法のうち、透明導電膜の種類及び用途に応じて適当なものを選択すればよい。
【００３６】
例えば、液晶ディスプレイに用いる場合には、大面積の成膜が容易で、組成均一性が高く、製造コストが安く、レーザー光を照射した後（高濃度領域と低濃度領域を作製した後）の透明性が高く、電気伝導率の高いものが好ましい。
通常、液晶ディスプレイ用のＩＴＯ膜の作製には、スパッタリング法のうちＤＣマグネトロンスパッタリング法が多用される。例えば、本発明で用いるＩＴＯ膜をＤＣマグネトロンスパッタリング法で作製する場合にはターゲットに例えばＩｎにＳｎを１０ｗｔ％含有させた焼結体を使用し、スパッタチャンバー中にスパッタガスとして例えばＡｒを導入するとともに適当量のＯ2ガスを混入させ、ターゲットと基板間に適当な電圧をかけて、基板上にＩＴＯ薄膜を堆積させる。このとき、基板を２００℃以上に加熱すると、堆積したＩＴＯが結晶化してアモルファス膜が得られない。そこで、基板加熱温度は２００℃以下に抑えて設定する必要があり、好ましくは１５０℃以下、より好ましくは１００℃以下に抑えて設定すると良い。例えば、基板ヒーターを全く使用せず、室温において成膜すれば、結晶化がおこらず、アモルファス状のＩＴＯ膜が得られる。成膜中は、イオン衝撃によって、膜の最表面は局所的に非常な高温になることが推測されるが、本発明において言及しているのは基板を意図的に加熱する温度であって、この温度を上記温度以下に設定すれば、通常、アモルファス状のＩＴＯ膜を得ることができる。ＤＣマグネトロンスパッタリング法以外の方法を使用する場合にも、基板温度は上記温度以下に設定する必要がある。
【００３７】
透明導電膜を太陽電池用に用いる場合には、入射した光を素子内に有効に閉じ込めるために、透明導電膜の表面に凹凸構造を作り込む必要がある。例えば、太陽電池用のＩＴＯ膜の作製の場合には、透明導電膜を成膜する基板の表面に凹凸構造を形成するか、あるいは従来技術の説明のところで記載した方法等により凹凸構造を有する膜を作製した後、それらの凹凸構造の表面にアモルファス状のＩＴＯを積層すればよい。
【００３８】
上記ドーパントを含有した透明導電膜を成膜する基板は、平面ディスプレイや太陽電池等の用途において、透明電極を形成すべき基板のすべてを用いることができる。例えば、液晶ディスプレイの場合、透明電極はガラス基板上やカラーフィルター上に形成される。特に、カラーフィルターに有機顔料を用いる場合であっても、本発明では基板加熱温度を上記温度以下に設定するので、カラーフィルターの変質を引き起こすことがない。
【００３９】
アモルファスＩＴＯ膜におけるＳｎイオンの平均的濃度は０．５ｗｔ％〜１０ｗｔ％であることが好ましい。０．５ｗｔ％より少ないとＳｎイオンの濃度が低すぎて充分なキャリア密度を得ることができない。１０ｗｔ％より多いとＳｎＯ2相やＩｎ3Ｓｎ4Ｏ12相が形成されて、伝導性を低下させる原因となる。
【００４０】
本発明では、ドーパントを含有した透明導電膜（好ましくはアモルファス状態）を作製した後に、これにレーザー光を照射する。
このとき、例えば、レーザー光として紫外光を用いると、照射した紫外光はアモルファスＩＴＯ膜に吸収され、照射部分の温度が局所的に上昇する。このため、照射部分にＩｎ2Ｏ3の結晶核が生成する。一般に、結晶が成長する際には、不純物成分は結晶核の表面に析出する傾向がある。本発明においても、照射部分に生成したＩｎ2Ｏ3の結晶核の表面にＳｎイオンが析出しやすい。照射を続けるに従い、生成した結晶核は成長し、照射部分全体が結晶化する。このため、Ｓｎイオンはレーザー光が照射された部分と、照射されていない部分の界面に高濃度に析出する。結晶化した部分は、照射以前に比べ、Ｓｎの含有量は低下する。すなわち、レーザー光照射によりドーパント濃度の低い電子移動領域が形成される。結晶化した部分のＳｎの含有量は少ない方が好ましく、高い伝導性を実現するためには、５ｗｔ％以下とすべきである。本発明では、結晶化した部分のＳｎの含有量を制御するため、アモルファス膜への吸収効率等を考慮し、レーザー光の波長や強度を調整する。
レーザー光として赤外光を用いる場合及び可視光を用いる場合でも、照射部分で結晶化過程を進行させることが必要である。もっとも、紫外光に比べて波長が長いため、微細な所定のパターン構造を形成することが困難である。また、紫外光に比べて、アモルファス膜への吸収効率が低いため、効果的な温度上昇を誘起しにくい。
【００４１】
レーザー光としては、ＡｒＦ又はＫｒＦ等のエキシマーレーザーや、ＹＡＧ：Ｎｄレーザーなどを好適に使用できる。ここで、エキシマー（Excimer）とは「Excited Dimer」の略であり、励起状態でのみ強い結合を示し、安定に存在する同種２原子をいう。元来、異種原子からなるエキシマーは、エキサイプレックス（Exciplex）と呼んで区別していたが、現在はこれらをすべて含み、総称してエキシマーと呼んでいる。エキシマーレーザーには、希ガスダイマー（Ｘｅ2、Ａｒ2）、希ガスハライド（ＡｒＦ、ＡｒＣｌ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ）、希ガス酸素（ＸｅＯ、ＫｒＯ、ＡｒＯ）、水銀ハライド（ＨｇＣｌ、ＨｇＢｒ、ＨｇＩ）、多原子エキシマー（Ｋｒ2Ｆ、Ｘｅ2Ｃｌ）などに多数の発振線が知られている。このうち、製品として市販され、よく利用されているエキシマーは、希ガスハライド系で、その中でもＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）、ＸｅＣｌ（波長３０８ｎｍ）、ＸｅＦ（波長３５１ｎｍ）などが代表的である。希ガスハライド系では、希ガスとハロゲンガスとをレーザー管に封入し、電子ビームあるいは放電により希ガスを電子励起状態に励起すると、直ちにハロゲンと結合し、エキシマーを生成する。エキシマーの寿命は、１０ｎｓ程度で非常に短く、紫外光を自然放出してたちまち基定状態に落ち、解離する。通常は、容量移行形紫外線予備電離方式により励起して、均質、一様なグロー状の放電を形成する。
【００４２】
一方、ＹＡＧは、Yttrium Aluminum Garnet（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12）の頭文字を綴った略称で、最も優れた性質を持つ母材結晶として知られている。ＹＡＧ結晶中にＮｄ3+イオンを添加した固体レーザーがＹＡＧレーザーであり、４準位光励起レーザーである。Ｎｄ3+は、５８０ｎｍ、７５０ｎｍ、８１０ｎｍ付近に強い吸収スペクトル帯を持つ。クリプトンアークランプあるいはタングステンヨウ素ランプ等の光を吸収したＮｄ3+は、バンド状の4Ｆ7/2、4Ｓ3/2、4Ｆ5/2、2Ｈ9/2  などのエネルギー準位に励起され、直ちに早い非放射遷移を通じて、レーザー発振の上準位である4Ｆ3/2へ落ちる。4Ｆ3/2準位の寿命は０．２ｍｓと長いので、イオン数密度が増加する。一方、レーザー発振の下準位である4Ｉ11/2は基定状態よりも約０．２５ｅＶも高いエネルギー状態にあるので、常温でのイオン数は非常に少なく、4Ｆ3/2−4Ｉ11/2間に容易に反転分布が達成される。中心波長は、１．０６４μｍである。紫外光を用いる場合には、３倍波（波長３５５ｎｍ）又は４倍波（波長２６６ｎｍ）を用いる。
【００４３】
本発明においては、ドーパントを含有した透明導電膜（好ましくはアモルファス状態）に照射するレーザー光は、所定のパターンを持っていることが好ましい。所定のパターン（強度分布）を持つレーザー光は、リソグラフィ技術又はレーザー光の干渉作用により形成できる。
【００４４】
レーザー光としてエキシマーレーザーを使用する場合には、レーザー光を２つに分けた後、互いに交差させても干渉効果による所定のパターンを持つレーザー光を得ることはできない。エキシマーレーザーの光はコヒーレント長が短いため、干渉光が得られないからである。そこで、エキシマーレーザーのようにコヒーレント長の短いレーザーの場合には、リソグラフィ技術を利用する。リソグラフィはもともと１８世紀末にドイツで開発された石版画のことであるが、現在のエレクトロニクスにおいては、リソグラフィ技術は、スクリーン印刷技術とともに、平面基板の上にパターニングする技術として広く用いられている。特に、リソグラフィ技術は、量産性を有するのみならず、精密性、微細性に優れている。リソグラフィ技術の中で、光を用いてパターンを転写する技術をフォトリソグラフィと呼ぶ。
【００４５】
本発明では、例えば、フォトリソグラフィで用いられるフォトマスク又は位相シフトマクスを利用して、所定のパターンを持つレーザー光を形成する。この場合、フォトマスク又は位相シフトマクスは、アモルファス透明導電膜上に所定のパターンを持つレーザー光が照射されるように設計する。
フォトマスクは、透明なガラス基板の上に電子回路のパターンを光を通さない材料で形成した部品であり、電子回路を焼き付けるときの原版となるものである。フォトマスクは、通常、ステッパ等の露光装置にセットされる。ステッパは縮小投影露光装置とも呼ばれ、高歩留まりでかつ縮小光学系を使用するため微細なパターンが得られやすい。本発明では、ステッパは、例えば、レーザー光源、インテグレーター、ミラー、フォトマスク（レチクル）、縮小投影レンズ及びステージ等により構成する。レーザービームをフォトマスクを通過させた後、縮小投影レンズを通過、ステージ上に設置した基板に照射する。レーザービームをラスタ走査すること、及び、ステージを平面的に移動することにより、基板全面にパターンを形成する。
【００４６】
ステッパの解像度は縮小投影レンズの光学性能と光の波長に依存する。すなわち、解像度は、レンズの開口数に反比例し、光の波長に比例する。比例係数は、プロセスや材料の性能によって決定される値であり、従来０．８程度であたが、最近のステッパでは０．５程度まで押さえ込まれている。開口数は光学系の明るさや分解能を表す量の一つで、屈折率ｎの媒質中にある光軸上の物点が入射ひとみの半径に対して張る角αの正弦とその媒質の屈折率の積ｎsinαを開口数という。現在、一般に使用されているステッパにおいては、レンズの開口数は０．５程度である。したがって、ＫｒＦレーザーを光源として用いる場合には、波長は２４８ｎｍであるから、比例係数を０．５として、解像度は０．２５μｍとなる。また、ＡｒＦレーザーを光源として用いる場合には、波長は１９３ｎｍであるから、解像度は０．１９μｍとなる。さらに、最近は、開口数を０．６５程度に設定したステッパの開発が進められている。この場合の解像度は、ＫｒＦレーザーの場合０．１９μｍとなり、ＡｒＦレーザーの場合０．１５μｍとなる。
【００４７】
ステッパの解像度を低下させる要因に光近接効果がある。例えば、近接する２本のスリット像を投影することを例にとると、光がマスクに垂直に入射した場合、２つのスリットからは位相の揃った光の波が送り出される。光はスリットを透過した後に広がるので、スリットの間隔が狭い場合、２つのスリットからの光は像面で互いに重なりを持つ。２つの波は同位相のため互いに強め合うため、一つの山を持った光強度分布となり、２つのスリット像は解像されない。
【００４８】
近接効果を打ち消して、ステッパの解像度を大幅に改善する方法として、位相シフト法がある。光は物質を通過する際、伝播速度が遅れ、その分だけ位相が変わる。そこで、局所的に透明な薄膜（位相シフタ）をマスク上に設けると、局所的に位相を変えることが可能となる。この透明膜を、位相を変換するという意味で、位相シフタと呼ぶ。この方法は転写すべきパターンが形成されているマスクに位相シフタを設け、シフタを通過させて位相が変わった光と、シフタを通過せずに位相が変わっていない光との干渉を利用して、解像度を上げる方法である。前記の近接する２本のスリット像を投影する場合、位相シフト法では、片方のスリットに位相シフタを設けておく。シフタの無いスリットを通った光と、シフタのあるスリットを通った光とは、光強度は同じであるが、位相が１８０度ずれている。各スリットからの光の波は、振幅が逆方向であるので、互いに打ち消し合う。その結果、像面で、パターン間に光強度がゼロとなる部分ができ、従来法では分解できなかった近接スリットの像が位相シフト法では分解可能となる。位相シフト法を用いることにより、上記の値よりもさらに小さな解像度を実現することが可能になる。前述の比例関係において表現すれば、位相シフト法を用いることは、比例係数を小さくすることができることを意味する。例えば、ＫｒＦレーザーを用いた場合にも、位相シフト法を用いることにより、解像度を０．１０μｍ程度まで低減できるとされており、ＡｒＦレーザーを用いるならば０．１０μｍより小さな解像度を期待できる。
【００４９】
本発明において使用するフォトマスク又は位相シフトマクスは、アモルファス透明導電膜上に所定のパターンを持つレーザー光が照射されるように設計する。マスク上のパターンサイズは、アモルファス透明導電膜上に形成するパターンサイズと光学系の拡大率又は縮小率を考慮して算出すればよい。
【００５０】
ＹＡＧ：Ｎｄレーザーのようにコヒーレント長の長いレーザーの場合には、リソグラフィ技術を用いなくとも、二つのレーザービームをホログラフィの原理にしたがって干渉させることにより、所定のパターンを持ったレーザー光をアモルファス透明導電膜薄に照射できる。
ホログラフィとは、波動の干渉性を利用して元の像を再生する写真法である。レーザー光をビームスプリッタで２光束に分け、一方は平行光束に、他方はある点から発散する球面波光束とする。平行光束を参照光、球面波光束を物体光と呼ぶ。この二つの波面を基板表面に２方向から照射すると、正弦波状の強度分布を持つ干渉パターンが基板表面上に形成される。干渉縞の幅は、光の波長を参照光と物体光のなす角の正弦で割った値で与えられる。例えば、参照光と物体光のなす角を３０度とした場合、その正弦は１／２である。さらに、光源にＹＡＧ：Ｎｄレーザーの３倍波を用いると、その波長は３５５ｎｍであるから、干渉縞の幅は０．７１μｍとなる。また、ＡＧ：Ｎｄレーザーの４倍波を用いると、その波長は２６６ｎｍであるから、干渉縞の幅は０．５３μｍとなる。したがって、本発明で必要な所定のパターンサイズを容易に実現することができる。
ホログラフィによる場合には、例えば１００ｃｍ×１００ｃｍの領域に亘って所定のパターンを持ったレーザー光を形成することができる。また、リソグラフィによる場合のようにステージに載せた基板を移動しなくても、一度に大面積に所定のパターンを持ったレーザー光を得ることができる。
【００５１】
本発明では、レーザー光を照射する際、基板は２００℃以下の適当な温度に加熱する。基板加熱温度は、レーザー光の照射部分においてのみ結晶化が進行するように設定する。２００℃以上に設定すると、アモルファス膜全体の結晶化が進行してしまうため、イオンの濃度の低い領域とイオンの濃度の高い領域とを形成することができない。
【００５２】
本発明においては、レーザー光の照射部分において結晶化が充分に進行した後に、基板加熱温度を上昇させ、レーザー光の非照射部分における結晶化を進行させる。この処理により、例えば、非照射部分に高濃度のＳｎを含有するＩｎ2Ｏ3層が結晶化し、高濃度のキャリア電子を生成する。適当な時間保持して得られた膜は、全面に結晶化しており、レーザー光の照射部分ではＳｎイオンの濃度が低く、非照射部分ではＳｎイオンの濃度が高い。こうして、Ｉｎ2Ｏ3にＳｎＯ2を添加した薄膜であって、Ｓｎイオンの濃度が低い領域と高い領域が所定のパターン状に配置（レイアウト）された透明電極が得られる。
【００５３】
なお以上の説明では、アモルファスＩＴＯ膜に、所定のパターンを持つレーザー光を照射して、Ｓｎイオンの濃度の低い領域とＳｎイオンの濃度の高い領域とを有するＩＴＯ透明導電膜を形成する場合について説明したが、アモルファスＡＴＯ膜に、所定のパターンを持つレーザー光を照射して、Ｓｂイオンの濃度の低い領域とＳｂイオンの濃度の高い領域とを有するＡＴＯ透明導電膜を形成する場合、あるいは、アモルファスＡＺＯ膜に、所定のパターンを持つレーザー光を照射して、Ａｌイオンの濃度の低い領域とＡｌイオンの濃度の高い領域とを有するＡＺＯ透明導電膜を形成する場合にあっても同様である。
この場合、アモルファスＡＴＯ膜におけるＳｂイオンの平均的濃度は０．５ｗｔ％〜２０ｗｔ％であることが好ましい。０．５ｗｔ％より少ないとＳｂイオンの濃度が低すぎて充分なキャリア密度を得ることができない。２０ｗｔ％より多いとＳｂ2Ｏ3相が形成されて、伝導性を低下させる原因となる。
また、アモルファスＡＺＯ膜におけるＡｌイオンの平均的濃度は０．５ｗｔ％〜２０ｗｔ％であることが好ましい。０．５ｗｔ％より少ないとＡｌイオンの濃度が低すぎて充分なキャリア密度を得ることができない。２０ｗｔ％より多いとＺｎＡｌ2Ｏ4相が形成されて、伝導性を低下させる原因となる。
これらの場合、アモルファス膜への吸収効率等を考慮し、レーザー光の波長や強度を選択することが好ましい。
【００５４】
本発明においては、ドーパント濃度の高い領域とドーパント濃度の低い領域の面積比、ドーパント濃度の高い領域のパターン形状、パターンレイアウト等を自由に設計して特性向上を図ることが可能である。
【００５５】
本発明では、ドーパント濃度が高い領域の面積が、透明導電膜の全体の面積に対して２５〜７５％であることが好ましい。これは、ドーパント濃度の高い領域の面積比率が低すぎる領域では、キャリア密度が少なくなって電気伝導率が低下し、一方、ドーパント濃度の高い領域の面積比率が高すぎる領域では、移動度が小さくなって電気伝導率が低下し、これらの効果によって膜全体として評価したときの電気伝導率が低下するからである。
【００５６】
本発明では、ドーパント濃度の高い領域を、島状、縞状（帯状）の微細パターン状に形成することができる。
島状パターンの場合、そのパターン形状は円、楕円、四角形、矩形等特に限定されないが、面内の異方性をできるだけ小さくするためには、円や正方形のように対称性の高いものが好ましい。一つのパターンの大きさは、一つのパターンに外接する円の半径で表現すると、半径０．０５〜０．５μｍとすることが好ましく、この大きさにすることにより、見かけのキャリア密度を高くすることかできる。
縞状（帯状）パターンの場合、縞状構造の長さを１μｍ以上とすることで、縞の伸びる方向に充分な移動度が得られやすくなり、充分な伝導率が得られやすくなる。縞状構造の長さは、１μｍ以上であり、好ましくは１０μｍ以上、さらに好ましくは１００μｍ以上である。
【００５７】
微細パターン状のドーパント濃度の高い領域は透明導電膜の全面に均一に分布していることが好ましい。また、ドーパント濃度の高い領域が互いに結合することによって、電子が移動する領域を閉じ込めた領域が存在しないことが好ましい。例えば、ドーパント濃度の高い領域が互いに結合してドーナツ形状を形成し、電子移動領域がドーナツの穴となるような分布をすることは好ましくない。この場合には、電子移動領域に存在する電子は、ドーパント濃度の高い領域によって閉じ込められてしまい、有効に電気伝導性に寄与することができないからである。一つのドーパント濃度の高い領域と他のドーパント濃度の高い領域との間隔を両領域の最近接点間の距離で表すならば、この間隔は０．０１〜１μｍとすることが好ましい。０．０１μｍよりも小さくなると電子移動領域が小さくなって、電気伝導率を低下させてしまう。１μｍよりも大きくなると、ドーパント濃度の高い領域から電子が移動する領域への電子の染み出しが有効に行われなくなって、電気伝導率を低下させてしまう。ドーパント濃度の高い領域は、透明導電膜の全面に均一に分布し、閉じた領域を形成せず、互いに適当な間隔を持つことが好ましい。電子移動領域は、基板の端から端までつながっていることが好ましい。
【００５８】
縞状構造の場合においては、縞状構造の幅は、１ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１ｎｍ〜０．５μｍ、さらに好ましくは１ｎｍ〜０．１μｍである。１μｍを超えると、Ｓｎイオンの濃度の高い部分が生成するキャリア電子がＳｎイオンの濃度の低い部分に効率よく注入されず、充分な伝導性を得ることができない。１ｎｍ未満では、Ｓｎイオンの濃度の高い部分とＳｎイオンの濃度の低い部分との空間的分離が不十分となり、充分な伝導率を得ることができない。
【００５９】
本発明で得られるＩＴＯ系透明導電膜において、Ｓｎイオンの濃度の高い領域のＳｎの濃度は好ましくは０．５ｗｔ％〜２０ｗｔ％であり、より好ましくは１ｗｔ％〜１５ｗｔ％、さらに好ましくは２ｗｔ％〜１０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％より少ないとＳｎイオンの濃度が低すぎて充分なキャリア密度を得ることができない。２０ｗｔ％より多いとＳｎＯ2相やＩｎ3Ｓｎ4Ｏ12相が形成されて、伝導性を低下させる原因となる。Ｓｎイオンの濃度の低い領域のＳｎの濃度は好ましくは５ｗｔ％以下であり、より好ましくは３ｗｔ％以下、さらに好ましくは１ｗｔ％以下である。５ｗｔ％を超えると充分な移動度を得ることができず、充分な伝導率を得ることができない。
【００６０】
本発明で得られるＡＴＯ系透明導電膜において、Ｓｂイオンの濃度の高い領域のＳｂの濃度は好ましくは０．５ｗｔ％〜２０ｗｔ％であり、より好ましくは１ｗｔ％〜１５ｗｔ％、さらに好ましくは２ｗｔ％〜１０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％より少ないとＳｂイオンの濃度が低すぎて充分なキャリア密度を得ることができない。２０ｗｔ％より多いとＳｂ2Ｏ3相が形成されて、伝導性を低下させる原因となる。Ｓｂイオンの濃度の低い領域のＳｂの濃度は好ましくは５ｗｔ％以下であり、より好ましくは３ｗｔ％以下、さらに好ましくは１ｗｔ％以下である。５ｗｔ％を超えると充分な移動度を得ることができず、充分な伝導率を得ることができない。
【００６１】
本発明で得られるＡＺＯ系透明導電膜において、Ａｌイオンの濃度の高い領域のＡｌの濃度は好ましくは０．５ｗｔ％〜２０ｗｔ％であり、より好ましくは１ｗｔ％〜１５ｗｔ％、さらに好ましくは２ｗｔ％〜１０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％より少ないとＡｌイオンの濃度が低すぎて充分なキャリア密度を得ることができない。２０ｗｔ％より多いとＺｎＡｌ2Ｏ4相が形成されて、伝導性を低下させる原因となる。Ａｌイオンの濃度の低い領域のＡｌの濃度は好ましくは５ｗｔ％以下であり、より好ましくは３ｗｔ％以下、さらに好ましくは１ｗｔ％以下である。５ｗｔ％を超えると充分な移動度を得ることができず、充分な伝導率を得ることができない。
【００６２】
本発明で得られる透明導電膜は、各種透明電極としての用途以外に、帯電防止膜、赤外線反射膜などの用途に用いることができる。
【００６３】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明をさらに具体的に説明する。
【００６４】
実施例１
ＳｎＯ2成分が５ｗｔ％、膜厚１５００オングストロームのアモルファスＩＴＯ膜をガラス基板上に形成したＩＴＯ膜付ガラス基板（フルウチ化学（株）社製）を用意した。ガラス基板は２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．５ｍｍの大きさのコーニング社製７０５９であった。
位相シフトマスクは、６．０インチ×０．５インチ×０．０９０インチの大きさの基板に、格子幅０．５２５μｍ、格子長さ１２５ｍｍのＬ＆Ｓを形成したものを用いた。
ＩＴＯ膜の上に０．５ｍｍの隙間をおいて位相シフトマスクを設置し、このマクスを介して、１００ｍＪのＫｒＦエキシマレーザーを５Ｈｚで発振しアモルファスＩＴＯ膜に１５分間照射した。最後に、照射後のＩＴＯ膜を電気炉に入れ、５℃／分で２００℃まで昇温し、１時間保持した。
【００６５】
得られた膜を走査型電子顕微鏡により調べたところ、膜の全体が結晶化していた。また、走査型オージェ分析装置により膜平面の組成分布を調べたところ、Ｓｎイオンの濃度の高い領域及びＳｎイオンの濃度の低い領域に、Ｓｎイオンが均一に分布していることを確認した。Ｓｎイオンの濃度の高い領域１及び低い領域２は縞状（帯状）のパターンを形成し（図１）、Ｓｎイオンの濃度の高い領域どうしの線間の距離は約０．５μｍであり、線の長さは１２５ｍｍであった。光透過スペクトルは、可視域全域にわたって透明であることを示した。
上記ＩＴＯ系透明電極のキャリア密度は５×１０20／ｃｍ3、移動度は７０ｃｍ2／Ｖｓ、伝導率は５６００Ｓ／ｃｍであった。
【００６６】
実施例２
ＩＴＯ膜付ガラス基板をホットプレート上に載置し、ホットプレートを１００℃に設定して１５分放置した後にレーザー照射を行ったこと以外は、実施例１と同様に実施した。
【００６７】
得られた膜を走査型電子顕微鏡により調べたところ、膜の全体が結晶化していた。また、走査型オージェ分析装置により膜平面の組成分布を調べたところ、Ｓｎイオンの濃度の高い領域及びＳｎイオンの濃度の低い領域に、Ｓｎイオンが均一に分布していることを確認した。Ｓｎイオンの濃度の高い領域及び低い領域は縞状（帯状）のパターンを形成し、Ｓｎイオンの濃度の高い領域どうしの線間の距離は約０．５μｍであり、線の長さは１２５ｍｍであった。光透過スペクトルは、可視域全域にわたって透明であることを示した。
上記ＩＴＯ系透明電極のキャリア密度は６×１０20／ｃｍ3、移動度は７５ｃｍ2／Ｖｓ、伝導率は７２００Ｓ／ｃｍであった。
【００６８】
実施例３
直径１μｍの円形パターンが島状に分布したマスクを使用したこと以外は、実施例１と同様に実施した。
【００６９】
得られた膜を走査型電子顕微鏡により調べたところ、膜の全体が結晶化していた。また、走査型オージェ分析装置により膜平面の組成分布を調べたところ、Ｓｎイオンの濃度の高い領域及びＳｎイオンの濃度の低い領域に、Ｓｎイオンが均一に分布していることを確認した。Ｓｎイオンの濃度の高い領域１は島状に分布したパターンを形成し（図２）、Ｓｎイオンの濃度の高い領域どうしの間の距離は約０．５μｍであり、島の直径は約１μｍであった。光透過スペクトルは、可視域全域にわたって透明であることを示した。
上記Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2系透明電極のキャリア密度は６×１０20／ｃｍ3、移動度は７０ｃｍ2／Ｖｓ、伝導率は６６００Ｓ／ｃｍであった。
【００７０】
実施例４
ＡＧ：Ｎｄレーザーの４倍波を２つのビームに分け、一方を参照波とした後、両者を交差させて、干渉波を形成する光学系を組んだ。干渉波によるパターンは、格子幅０．５２５μｍ、格子長さ１２５ｍｍのＬ＆Ｓとした。
次に、実施例１で使用したものと同じアモルファスＩＴＯ膜に、この干渉波を１５分間照射した。最後に、照射後のＩＴＯ膜を電気炉に入れ、５℃／分で２００℃まで昇温し、１時間保持した。
【００７１】
得られた膜を走査型電子顕微鏡により調べたところ、膜の全体が結晶化していた。また、走査型オージェ分析装置により膜平面の組成分布を調べたところ、Ｓｎイオンの濃度の高い領域及びＳｎイオンの濃度の低い領域に、Ｓｎイオンが均一に分布していることを確認した。Ｓｎイオンの濃度の高い領域及び低い領域は縞状（帯状）のパターンを形成し、Ｓｎイオンの濃度の高い領域どうしの線間の距離は約０．５μｍであり、線の長さは２００ｍｍであった。光透過スペクトルは、可視域全域にわたって透明であることを示した。
上記Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2系透明電極のキャリア密度は６×１０20／ｃｍ3、移動度は７５ｃｍ2／Ｖｓ、伝導率は６３００Ｓ／ｃｍであった。
【００７２】
実施例５
Ｓｂ2Ｏ3成分が３ｗｔ％のアモルファスＡＴＯ膜付基板を使用したこと以外は、実施例１と同様に実施した。
【００７３】
得られた膜を走査型電子顕微鏡により調べたところ、膜の全体が結晶化していた。また、走査型オージェ分析装置により膜平面の組成分布を調べたところ、Ｓｎイオンの濃度の高い領域及びＳｎイオンの濃度の低い領域に、Ｓｎイオンが均一に分布していることを確認した。Ｓｎイオンの濃度の高い領域及び低い領域は縞状（帯状）のパターンを形成し、Ｓｎイオンの濃度の高い領域どうしの線間の距離は約０．５μｍであり、線の長さは２００ｍｍであった。光透過スペクトルは、可視域全域にわたって透明であることを示した。
上記ＡＴＯ系透明電極のキャリア密度は３×１０20／ｃｍ3、移動度は６０ｃｍ2／Ｖｓ、伝導率は２８５０Ｓ／ｃｍであった。
【００７４】
実施例６
Ａｌ2Ｏ3成分が３ｗｔ％のアモルファスＡＺＯ膜付基板を使用したこと以外は、実施例１と同様に実施した。
【００７５】
得られた膜を走査型電子顕微鏡により調べたところ、膜の全体が結晶化していた。また、走査型オージェ分析装置により膜平面の組成分布を調べたところ、Ｓｎイオンの濃度の高い領域及びＳｎイオンの濃度の低い領域に、Ｓｎイオンが均一に分布していることを確認した。Ｓｎイオンの濃度の高い領域及び低い領域は縞状（帯状）のパターンを形成し、Ｓｎイオンの濃度の高い領域どうしの線間の距離は約０．５μｍであり、線の長さは２００ｍｍであった。光透過スペクトルは、可視域全域にわたって透明であることを示した。
上記ＡＺＯ系透明電極のキャリア密度は５×１０20／ｃｍ3、移動度は８０ｃｍ2／Ｖｓ、伝導率は６４００Ｓ／ｃｍであった。
【００７６】
比較例１
実施例１で使用したものと同じアモルファスＩＴＯ膜を電気炉に入れ、５℃／分で２００℃まで昇温し、１時間保持した。
【００７７】
得られた膜を走査型電子顕微鏡により調べたところ、膜の全体が結晶化していた。また、走査型オージェ分析装置により膜平面の組成分布を調べたところ、Ｓｎイオンは膜全体に均一に分布していることが明らかになった。光透過スペクトルは、可視域全域にわたって透明であることを示した。
上記ＩＴＯ系透明電極のキャリア密度は６×１０20／ｃｍ3、移動度は２５ｃｍ2／Ｖｓ、伝導率は２４００Ｓ／ｃｍであった。
【００７８】
以上実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
【００７９】
例えば、アモルファス膜の組成や、イオンの濃度の高い領域と低い領域のパターン形状等は、上記実施例に限定されず、適宜変更できる。
【００８０】
また、縮小露光光学系を介してレーザーを照射してもよい。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の透明導電膜の形成方法によれば、高いキャリア密度と高い移動度を有する高電気伝導率の透明導電膜を、再現性良く容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるイオン濃度の高い領域と低い領域の一態様を示す平面図である。
【図２】本発明におけるイオン濃度の高い領域と低い領域の他の態様を示す平面図である。
【図３】従来法によるイオン濃度の高い領域と低い領域を示す平面図である。
【符号の説明】
１      イオンの濃度の高い領域
２      イオンの濃度の低い領域
【図１】
0004503110.tif 000002
【図２】
0004503110.tif 000003
【図３】
0004503110.tif 000004