含鎵氧化鋅的製作方法
2023-06-02 22:39:21
專利名稱：：含鎵氧化鋅的製作方法
技術領域：
：本發明涉及在維持相對於可見光的高透明性的狀態下提高熱射線屏蔽性能的含鎵氧化鋅。
背景技術：
：一直以來，作為相對於可見光透明且導電性高的材料，公知的是摻雜錫的氧化銦(IT0)、摻雜銻的氧化錫(AT0)及摻雜鋁的氧化鋅(AZO)等摻雜異種金屬的導電性金屬氧化物，液晶顯示器或太陽電池等的透明導電膜或透明電極而使用。另外，蒸鍍有這些導電性金屬氧化物的玻璃也在建築物的窗或汽車的窗等中作為熱射線屏蔽玻璃而使用。這些熱射線屏蔽材料中，尤其，摻雜錫的氧化銦(ITO)在遮熱性能上優越，但是銦原本埋藏量少，而且是鋅或鉛的礦物的副產物，因此，在近年的作為液晶顯示器用透明導電膜的大量使用等的影響下，存在枯竭或價格急劇變高等隱患。作為取代具有這些資源問題、供給及成本等問題的IT0的熱射線屏蔽材料，研究了作為原料豐富存在且廉價的材料而使用了氧化鋅的熱射線屏蔽材料。但是，氧化鋅與ITO比較，近紅外區域的波長的屏蔽性差。作為摻雜有異種金屬的氧化鋅的熱射線屏蔽材料，專利文獻l、2中公開了含鋁氧化鋅薄膜。但是，鋁比作為氧化鋅的構成元素的鋅更容易與氧反應，其結果是，具有如下的問題在薄膜等產物內，作為氧化物而局部析出，在透過率或反射率等光學特性、導電性等電特性上產生偏差等。另外，鋁元素也具有不容易用濺射以外的成膜方法進行添加(摻雜)的問題。進而，也難以含有鋁直至能展現充分的熱射線屏蔽性能。另外，專利文獻3中公幵了至少含有一種第14族元素的氧化鋅薄膜。太陽光線中，具有比可見光長780nm以上的波長的紅外線若與紫外線比較，則能量小約l0%左右，但是熱作用大，一旦被物質吸收，則作為熱而釋放，帶來溫度上升，因此通常被稱為熱射線。因而，例如若能夠遮斷從開口部入射的太陽光線中熱作用大的紅外線，則遮熱性提高，從而能夠抑制內部的溫度上升。尤其，紅外線中所佔有的波長7S01500nm的近紅外線的能量比率大，其中，7801000nm的波長的近紅外線的能量比率尤其大。實際上，用於計算JISR3106的日光透過率Ts的重價係數(重価係數)中也設定得較高。即，若無法有效地遮斷7801000nm的近紅外區域，則無法在維持高可見光線透過率的狀態下降低日光透過率。但是，專利文獻3中記載的至含有少一種第14族元素的氧化鋅薄膜中，波長750nm的透過率約是90%，波長1000nm的透過率約是80%，都是較高的，從而無法在維持高可見光線透過率的狀態下充分抑制日光透過率。專利文獻1:特開昭61—96609號公報專利文獻2:特開平1—201021號公報專利文獻3:特許1802011號公報
發明內容本發明正是鑑於所述現狀而做出的，其目的在於提供一種在維持相對於可見光的高透明性的狀態下提高熱射線屏蔽性能的含鎵氧化鋅。本發明提供一種含鎵氧化鋅，其具有熱射線屏蔽功能，其中，鎵含量是O.2525重量％，載流子電子密度n6是2X102°/c1113以上。以下詳述本發明。本發明者們進行了銳意研究，結果發現，使氧化鋅含有規定含量的鎵、且使載流子電子密度為規定值的含鎵氧化鋅能夠在維持、高可見光線透過率的狀態下降低近紅外區域的波長的透過率，從而完成了本發明。在此，作為使氧化鋅含有規定含量的鎵的含鎵氧化鋅，特許第3453805號中也有記載，但是該文獻中記載的含鎵氧化鋅是以提高導電性為目的而製作的。另一方面，在本發明的含鎵氧化鋅中，發現了熱射線屏蔽性能和含鎵氧化鋅的載流子電子密度及載流子電子的遷移率具有相關關係的事實。由此，能夠製作可見光線透過率和日光透過率調整為適度範圍的金屬薄膜。還有，在本發明的含鎵氧化鋅中，如後所述，通過調整製作時的氧流量來控制氧缺損量，由此，在不打亂結晶結構的情況下使載流子電子密度及載流子電子的遷移率変化，從而能夠獲得具有優越的熱射線屏蔽性能的含鎵氧化鋅。因此，特許第3453805號中記載含鎵氧化鋅和本發明的含鎵氧化鋅是完全不同的含鎵氧化鋅。本發明的含鎵氧化鋅的鎵的含量的下限相對於含鎵氧化鋅整體是0.25重量％，上限是25重量％。若小於O.25重量％，則近紅外區域的波長的透過率變高，成為不具有熱射線屏蔽功能的含鎵氧化鋅，若超過25重量％，則成為鎵引起金屬凝集而得到的氧化物並析出，因此，局部的光澤或熱射線屏蔽特性在面內產生偏差，從而無法發揮高熱射線屏蔽性能。優選的下限是1重量％，優選的上限是l5重量％，更優選的下限是l.5重量％，更優選的上限是l1重量％，進一步優選的下限是3重量％，進一步優選的上限是6重量％，尤其優選的下限是4重量％，尤其優選的上限是5.5重量％，最優選的上限是5重量％。作為本發明的含鎵氧化鋅的鎵的含量，除了所述重量比之外，通過XRF(X—RayFluorescenceanalysis)—FP(FundamentalParameter)法求得，優選的下限是1X102°/cm3、優選的上限是80X102°/cm3。本發明的含鎵氧化鋅的載流子電子密度ne的下限是2XI02D/cm3。本發明的含鎵氧化鋅所具有的熱射線屏蔽功能基於鎵和氧化鋅之間的電子移動，若載流子電子密度小於2X102°/cm3，則無法獲得充分的熱射線屏蔽功能。優選的下限是7X102°/cm3，更優選的下限是1X1021/cm3。作為本發明的含鎵氧化鋅的載流子電子的遷移率P，並不特別地限定，但是優選的下限是O.1cm2/Vs，優選的上限是40cm2/Vs。若小於0.1cm2/Vs，則由於氧化鋅結晶結構中的雜質的偏析等，而鎵濃度的面內分布上產生濃度大的部分，從而成為不穩定的結構，若超過40cm2/Vs，則缺乏熱射線屏蔽性。更優選的下限是1cm2/Vs，更優選的上限是35cm2/Vs，進一步優選的下限是5cm2/Vs、進一步優選的上限是32cm2/Vs，尤其優選的下限是10cm2/Vs，尤其優選的上限是30cm2/Vs。本發明的含鎵氧化鋅中，所述載流子電子密度及載流子電子的遷移率通過進行霍爾效應測定而獲得，所述霍爾效應測定使用了L.J.vanderPauw的方法，但是，本發明的含鎵氧化鋅以薄膜的狀態進行測定時，可以在通過接觸法等測定膜厚之後，再通過使用了L.J.vanderPauw的方法的霍爾效應測定來確定。本發明的含鎵氧化鋅中，優選，載流子電子密度116和載流子電子的遷移率U是O.2S(n6X10—2°/ii)，日光透過率Ts和可見光線透過率Tv是Tv/Ts^1.0。通過使載流子電子密度ns和載流子電子的遷移率ix為0.2S(ruX10—2°/")，能夠使日光透過率Ts和可見光線透過率Tv的關係滿足Tv/Ts^1.0。還有，從實用的觀點出發，只要是0.2^(neX10—2°/y)S50的範圍即可。更優選是0.2S(neX10—2°/u)S20，進一步優選是0.2S(neX10—2°/u)S1，尤其優選是0.2^(neX10—2fl/u)^5。通常，為了提高氧化鋅的導電性，而嘗試通過提高載流子電子密度且提高載流子電子的遷移率來實現高導電性。因而，期望在導電性氧化鋅中載流子電子密度和載流子電子的遷移率的積大。另外，著眼於熱射線屏蔽性能時發現了如下事實載流子電子密度變得越高，等離子體頻率越向短波長側偏移，從而能夠提高熱射線屏蔽性能；另一方面，載流子電子的遷移率變得越低，紅外線的吸收係數越大，因此，能夠提高熱射線屏蔽性能。即，通過提高載流子電子密度或者降低載流子電子的遷移率，能夠實現Tv/Ts^1.0這一所謂優越的熱射線屏蔽性能。因而，判明了如下事實若提高載流子電子密度且降低載流子電子的遷移率，則能夠實現極其高的熱射線屏蔽性能。具休地，本發明的含鎵氧化鋅優選載流子電子密度ne和載流子電子的遷移率u滿足U^3.75neX10—2°。通過滿足y^3.75n6X10—2°，能夠實現極其高的熱射線屏蔽性能。本發明的含鎵氧化鋅進而優選以鎵的含量以下的含量含有具有與鋅原子的共價鍵半徑不同的共價鍵半徑的元素。通過含有具有與所述鋅原子的共價鍵半徑不同的共價鍵半徑的元素，能夠使含鎵氧化鋅的結晶的形歪曲，其結果是，能夠使載流子電子的遷移率降低到優選範圍，另外，通過以鎵的含量以下的含量含有具有與鋅原子的共價鍵半徑不同的共價鍵半徑的元素，本發明的含鎵氧化鋅能夠在不妨礙所述鎵的特性的情況下使熱射線屏蔽性能進一步優越。作為具有與所述鋅原子的共價鍵半徑不同的共價鍵半徑的元素，並不特別地限定，但優選是除去鎵之外的、四配位的離子半徑為0.40.95nm的元素。若離子半徑小於O.4nm，則使結晶歪曲的效果小，有時無法獲得熱射線屏蔽功能，若超過O.95nm，則結晶過於歪曲，在結晶的穩定性或製造上缺乏再現性。具體地，例如可列舉銦、矽、鉈、錫、鉛、鎘、鈷、鐵、鉬、錳等。在此，本說明書的所謂離子半徑基於Shannon所提出的文獻ActaCrystallogr.，A32，751(1976)。還有，陽離子中，是通常使用基於Shannon的定義的離子半徑加上O.14的數值的離子半徑(例如，入門固體化學L.SMART、E.MOORE著(化學同人社)、InorganicChemistrysecondeditionGaryLMiseesslek，DodaldATarr著(PHIPEPRENTICEHALL社)中有記載)。因而，本發明的離子半徑為基於Shannon的定義的離子半徑加上0.14的數值。具有與所述鋅原子的共價鍵半徑不同的共價鍵半徑的元素中，優選除去鎵之外的第l3族元素或第14族元素。具體地，作為第l3族元素可列舉銦、鉈，作為第l4族元素可列舉錫、鉛。另外，作為具有與所述鋅原子的共價鍵半徑不同的共價鍵半徑的元素，除了所述元素之外，優選是氟元素或氯元素。通過含有所述氟元素或氯元素，本發明的含鎵氧化鋅具有高熱射線屏蔽功能。所獲得的含鎵氧化鋅進而也可以在還原性氣體氣氛中進行熱處理而使氧缺損量増加，由此，提高熱射線屏蔽功能。但是若過度地增加氧缺損量，則耐溼性差，物性隨著時間的經過而變化過大，或者，由於鋅的析出而產生局部的光澤或無法保持作為氧化鋅的結晶結構，因為產生上述等不良情況，因此需要予以注意。本發明的含鎵氧化鋅由於一併具有高日光透過率和遮熱性能，因此，例如能夠形成為薄膜而作為車輛用窗玻璃等使用。作為本發明的含鎵氧化鋅及含鎵氧化鋅薄膜的製造方法，優選是使用了後述的離子鍍裝置的離子鍍法。由本發明的含鎵氧化鋅構成的含鎵氧化鋅薄膜也是本發明之一。本發明的含鎵氧化鋅薄膜由本發明的含鎵氧化鋅構成，膜厚是5um以下，日光透過率Ts和可見光線透過率Tv是Ts^l.4Tv—39。不滿足該關係即Ts>1.4Tv—39意味著如下的情況即使遮熱性能充分，用於車輛等的窗玻璃時作為車輛用窗玻璃能獲得優選的可見光線透過率，但是，也無法將熱射線屏蔽性能充分發揮到所需要的程度。另夕卜，膜厚是30350nm時，優選TsS1.4Tv—44，更優選Ts^1.4Tv—54。另夕卜，膜厚是3505000nm時，優選Ts巨l.4Tv—54，更優選TsSl.4Tv—63。作為本發明的含鎵氧化鋅薄膜的膜厚，優選是3505000nm，更優選是1005000nm，進一步優選是2002000nm，尤其優選是4002000nm，本發明的含鎵氧化鋅薄膜由於即使薄也能夠發揮充分的遮熱性能，因此，可以是30350nm、100300nm、150300nm、100200nm、或、200300nm左右的厚度。本發明的含鎵氧化鋅薄膜優選膜厚是5000nm以下，可見光線透過率Tv是70%以上及/或波長500nm的光線的透過率是70%以上。若膜厚超過50Q0nm，則將本發明的含鎵氧化鋅薄膜使用於車輛等的窗玻璃時，達不到作為車輛用窗玻璃所優選的可見光線透過率，因此，有時無法獲得良好的可見性。更優選Tv是75%以上及/或波長500nm的光線的透過率是75%以上，進一步優選Tv是80%以上及/或波長500nm的光線的透過率是80%以上。本發明的含鎵氧化鋅薄膜優選波長750nm的光線的透過率是S8%以下。若波長750nm的光線的透過率超過88%，則有時無法獲得充分的遮熱性能。更優選波長750nm的光線的透過率是75%以下，進一步優選波長750nm的光線的透過率是65%以下，尤其優選波長750nm的光線的透過率是55%以下。本發明的含鎵氧化鋅薄膜優選波長l000nm的光線的透過率是80%以下。若波長l000nm的光線的透過率超過80%，則有時無法獲得充分的遮熱性能。更優選波長l000nm的光線的透過率是60%以下，進一步優選波長l000nm的光線的透過率是50%以下，尤其優選波長1000nm的光線的透過率是40%以下。本發明的含鎵氧化鋅薄膜優選波長l200nm的光線的透過率是65%以下。若波長l200nm的光線的透過率超過65%，則有時無法獲得充分的遮熱性能。更優選波長l200nm的光線的透過率是35%以下，進一步優選波長l200nm的光線的透過率是25%以下，尤其優選波長1200nm的光線的透過率是l5%以下。本發明的含鎵氧化鋅薄膜優選波長l500nm的光線的透過率是40%以下。太陽光所含有的l500nm前後的波長對皮膚賦予火辣辣-U)的刺激的效果高。若抑制該波長的透過率，則能夠降低熱射線對皮膚的剌激。因而，通過波長l500nm的光線的透過率是40%以下，能夠使基於熱射線的刺激充分降低。更優選波長l500nm的光線的透過率是l5%以下，進一步優選波長l500nm的光線的透過率是l0%以下，尤其優選波長1500nm的光線的透過率是5%以下。另外，設(載流子電子密度X10—2°/載流子電子的遷移率)的值為X、Tv/Ts的值為Y時，膜厚是400nm以上的情況下，滿足Y^0.4X+1.06，膜厚是300nm以下的情況下，滿足Y^0.2X+0.98的含鎵氧化鋅薄膜也是本發明的之一。膜厚是400nm以上的情況下，滿足Y^0.4X+1.06意味著，若提高載流子電子密度且降低載流子電子的遷移率，則能夠獲得保持高日光透過率Ts且實現高可見光線透過率Tv的熱射線屏蔽性能的極其高的含鎵氧化鋅薄膜。另一方面，膜厚是300nm以下的情況下，滿足YSO.2X+0.98意味著，若提高載流子電子密度且降低載流子電子的遷移率，則能夠獲得保持搞日光透過率Ts且實現高可見光線透過率Tv的熱射線屏蔽性能高的含鎵氧化鋅薄膜。另外，膜厚是400nm以上的情況下可以知道，能夠穩定地製造實現極其高的熱射線屏蔽性能且滿足Y^0.4X+1.06的含鎵氧化鋅。因而，若膜厚是400nm以上，則能夠獲得極其高的熱射線屏蔽性能。作為所述含鎵氧化鋅薄膜的製造方法，優選使用了基於RPD(ReactivePlasmaDeposition)法的離子鍍裝置(以下，也稱為「反應等離子體蒸鍍裝置」)的離子鍍法。圖1是表示反應等離子體蒸鍍裝置的一方式的示意圖。RPD法是如下的方法在作為配製於成膜室中的電極部的爐膛(hearth)2中，作為成膜材料配置含有摻雜劑(鎵)的氧化鋅，將襯底l升溫到20(TC左右，保持該溫度片刻後，從等離子體束產生器3向該氧化鋅照射使用了氬等的等離子體而加熱氧化鋅，以作為靶的氧化鋅的表面均勻蒸發的方式使其蒸發，使氧化鋅的各粒子在置於與爐膛2對置的位置上的襯底1上成膜。根據該方法，在襯底上成膜的薄膜組成不產生薄膜生長中的膜中的組成的偏差，能夠獲得組成從薄膜形成初期到薄膜形成終期都均勻的薄膜。另外，與磁控管濺射法不同，成膜中能夠幾乎不使襯底溫度上升而成膜，因此，若使用高純度的濺射原料則能夠獲得極其均質的薄膜。現有的基於離子鍍法的含鎵氧化鋅薄膜的製造方法中的常識是，為了輔助成膜中的氧化而從通氣孔4封入大量的氧氣，並從脫氣孔5脫氣。但是，與其說為了製作本發明的含鎵氧化鋅薄膜，倒不如說發現了如下的事實通過減少氧流量，發揮了更優越的熱射線屏蔽性能。另外，令人吃驚的是知道了如下事實尤其鎵含量是O.255.5重量％時，也可以完全不導入氧氣。具體地，例如使用住友重機械工業社制的基於RPD法的等離子體鍍敷系統時，通過改變分壓泵的壓力來調整氧流量，將氧流量調整為13sccm以下，由此，能夠使載流子電子密度和載流子電子的遷移率在所述範圍內。其中，若鎵含量超過5.5重量％，則優選進行基於氧氣的氧化輔助。若沒有氧氣，則膜質不穩定，從而有時難於獲得所期望的含鎵氧化鋅薄膜。即，有時難以再生性良好地獲得均質的含鎵氧化鋅薄膜。另外，是在鎵含量為O.255.5重量％、氧流量為010sccm的條件下製作的含鎵氧化鋅薄膜，日光透過率Ts和可見光線透過率Tv滿足TsSl.4Tv—39的含鎵氧化鋅薄膜也是本發明之一。另外，是在鎵含量為5.525重量％、氧流量超過Osccm且在l3sccm以下的條件下製作的含鎵氧化鋅薄膜，日光透過率Ts和可見光線透過率Tv滿足TsSl.4Tv—39的含鎵氧化鋅薄膜也是本發明之一。通過滿足這樣的關係，能夠再現性良好地獲得均質的含鎵氧化鋅薄膜，且能夠發揮優越的熱射線屏蔽性能。圖2表示膜厚是100300nm的本發明的含鎵氧化鋅薄膜、及特開平1—201021號公報中記載的膜厚是100300nm的含鋁氧化鋅薄膜的可見光線透過率Tv和日光透過率Ts的關係。在相同程度的膜厚的情況下可以知道，本發明的含鎵氧化鋅薄膜雖然與現有的含鋁氧化鋅薄膜相比可見光線透過率下降，但是具有能夠用於車輛用玻璃等的充分的透明性，另外，與現有的含鋁氧化鋅薄膜相比，遮熱性能格外提高。圖3表示膜厚是527705nm的本發明的含鎵氧化鋅薄膜、特開平1一201021號公報中記載的膜厚是577.2nm的含鋁氧化鋅薄膜、及特開平6—293956號公報中記載的膜厚是2000nm的含鋁氧化鋅薄膜的可見光線透過率Tv和日光透過率Ts的關係。與圖2同樣，相同程度的膜厚的情況下可以知道，本發明的含鎵氧化鋅薄膜與特開平1一20102l號公報中記載的含鋁氧化鋅薄膜相比，可見光線透過率下降，但是具有能夠用於車輛用玻璃等的充分的透明性。另外，膜厚是527705nm的本發明的含鎵氧化鋅薄膜、和膜厚是2000nm的現有的含鋁氧化鋅薄膜的可見光線透過率Tv和日光透過率Ts大致相同，因此可以知道，即使本發明的含鎵氧化鋅薄膜不像規有的含鋁氧化鋅薄膜那樣增厚膜厚，也能夠具有充分的遮熱性能。根據本發明，能夠提供在維持相對於可見光的高透明性的狀態下提高熱射線屏蔽性能的含鎵氧化鋅。圖1是表示能夠製造本發明的含鎵氧化鋅薄膜的離子鍍裝置的一方式的示意圖。圖2是表示薄膜為100300nm左右時的、本發明的含鎵氧化鋅薄膜及現有的含鋁氧化鋅薄膜的可見光線透過率和日光透過率的關係的圖。圖3是表示薄膜為500nm以上時的、本發明的含鎵氧化鋅薄膜及現有的含鋁氧化鋅薄膜的可見光線透過率和日光透過率的關係的圖。圖4是表示在實驗例22實驗例11l中獲得的含鎵氧化鋅薄膜的可見光線透過率Tv和日光透過率Ts的關係的圖。圖5是表示在實驗例22實驗例111中獲得的含鎵氧化鋅薄膜的氧流量和載流子電子密度的關係的圖。圖6是表示在實驗例22實驗例111中獲得的含鎵氧化鋅薄膜中，鎵含量為311wt%、氧流量為010sccm的含鎵氧化鋅薄膜的可見光線透過率Tv和日光透過率Ts的關係的圖。圖7是表示在實驗例22實驗例11l中獲得的含鎵氧化鋅薄膜中，鎵含量為311wt。％、氧流量為010sccm的含鎵氧化鋅薄膜的載流子電子密度ns和載流子電子的遷移率w的關係的圖。圖8是表示在實驗例1116中獲得的含鎵氧化鋅薄膜的(載流子電子密度X10—2°/載流子電子的遷移率)和Tv/Ts的關係的圖。圖9是表示在實驗例22111中獲得含鎵氧化鋅薄膜中，在氧流量為5sccm的條件下獲得的含鎵氧化鋅薄膜的3002500nm的波長和透過率的關係的圖。圖10是表示在實驗例22111中獲得的含鎵氧化鋅薄膜中，在氧流量為10sccm的條件下獲得的含鎵氧化鋅薄膜的3002500nm的波長和透過率的關係的圖。圖中l一襯底；2—爐膛；3—等離子體束產生器；4一通氣孔；5—脫氣孔。具體實施方式以下根據實驗例更詳細地說明本發明，但是本發明並不只限定於這些實驗例。在基於以下的實驗中所使用的RPD法的離子鍍裝置中，作為氧分圧以外的操作因子，使用氬作為等離子體氣體，將氬流量保持為30sccm的一定值，同時使氧流量変化，由此改變氧分圧。另外，等離子體的放射電流保持為l00A的一定值。另外，氧化鋅膜的膜厚在l00nm3000nm內進行調整(用接觸式階梯差計進行測定)。還有，形成氧化鋅膜的被成膜材料使用玻璃襯底(NH亍夕/社制"NA35"無鹼玻璃、TFT梯度單面研磨品、120mmX120mmX0.7mm)。玻璃襯底的清洗按如下的順序進行，即，1:用洗滌劑摩擦；2:用流水清洗lQ分鐘；3:用純水超聲波清洗5分鐘(重複2次)；4:用異丙醇超聲波清洗5分鐘；5:吹以氮氣。玻璃襯底溫度形成為200'C。成膜中輔助氧化的氧氣從Osccm變化到20sccm。(實驗例1實驗例10、實驗例13實驗例19)使用圖1所示的離子鍍裝置，製造具有表1所示的組成的含鎵氧化鋅的薄膜。膜厚如表l所示。(實驗例11實驗例12、實驗例20實驗例21)使用圖1所示的離子鍍裝置，製造具有表1所示的組成的含鎵氧化鋅，進而，製造含有表l所示的組成的摻雜劑的含鎵氧化鋅的薄膜。膜厚如表1所示。<評價〉對在實驗例121中獲得的含鎵氧化鋅的薄膜進行以下的評價。結果如表1所示。(1)鎵的含量的測定(原料中及膜中的鎵含量)通過XRF(X—RayFluorescenceanalysis)—FP(FundamentalParameter)法來測定相對於原料氧化鋅的鎵的含量(重量％)以及成膜後的含鎵氧化鋅薄膜中的鎵的含量。測定在下述裝置、條件下進行。樣品直徑10mm4)FP計算軟體FP—MULTI(2)載流子電子密度及載流子電子遷移率的測定通過霍爾效應測定來測定載流子電子密度及載流子電子遷移率。測定在下述裝置、條件下進行。ACCENT社制HL5570PC樣品尺寸10mm見方(3)透過率的測定使用分光光度計(日立製作所社制、U—4000)，求得作為近紅外區域的5OOnm、750nm、1000nm、1200nm及1500nm的透過率。另外，遵照JISR3106，測定相對于波長3002100nm的光線的透過率，根據其結果求得可見光線透過率Tv、日光透過率Ts。表1tableseeoriginaldocumentpage17(實驗例22實驗例116)使用圖1所示的離子鍍裝置，製造具有表2表6所示的組成的含鎵氧化鋅的薄膜。膜厚如表2表6所示。對在實驗例22116中獲得的含鎵氧化鋅的薄膜進行以下的評價。結果如表2表6及圖4圖10所示。(1)鎵的含量的測定(原料中及膜中的鎵含量)通過XRF(X—RayFluorescenceanalysis)—FP(FundamentalParameter)法來測定相對於原料氧化鋅的鎵的含量(重量％)及成膜後的含鎵氧化鋅薄膜中的鎵的含量。測定在下述裝置、條件下進行。7乂夕卜]j7制PW2400樣品直徑10mm》FP計算軟體FP—MULTI(2)載流子電子密度及載流子電子遷移率的測定通過霍爾效應測定來測定載流子電子密度及載流子電子遷移率。測定在下述裝置、條件下進行。ACCENT社制HL5570PC樣品尺寸10mm見方(3)透過率的測定1使用分光光度計(日立製作所社制、U—4000)，求得作為近紅外區域的5OOnm、750nm、1000nm、1200nm及1500nm的透過率。另外，遵照JISR3106，測定相對于波長3002100nm的光線的透過率，根據其結果求得可見光線透過率Tv、日光透過率Ts。另外，將實驗例22實驗例111中，載流子電子密度是lX1021/cm3以上的薄膜記為0、載流子電子密度是7XI02°/cm3以上且小於lXl021/cm3的薄膜記為iK載流子電子密度是2X102。/cm3以上且小於7X102°/c1113的薄膜記為△、載流子電子密度小於2X102°/cm3的薄膜記為X，圖4表示可見光線透過率Tv和日光透過率Ts的關係，另外，圖5表示氧流量和載流子電子密度的關係。另外，圖6表示在實驗例22實驗例11l中獲得的含鎵氧化鋅薄膜中，鎵含量是311wt%、氧流量是010sccm的含鎵氧化鋅薄膜的可見光線透過率Tv、日光透過率Ts的關係，圖7表示載流子電子密度n6和載流子電子的遷移率u的關係。另外，圖8表示在實驗例1116中獲得的含鎵氧化鋅薄膜的(載流子電子密度X10—2°/載流子電子的遷移率)和Tv/Ts的關係。(4)透過率的測定2對在實驗例22111中獲得的含鎵氧化鋅薄膜使用分光光度計(日立製作所社制、U—4000)，求得3002500nm的透過率。其中，圖9表示在氧流量是5sccm的條件下獲得的薄膜的波長和透過率的關係，圖l0表示在氧流量是10sccm的條件下獲得的薄膜的波長和透過率的關係。表2tableseeoriginaldocumentpage20表3tableseeoriginaldocumentpage21tableseeoriginaldocumentpage22表5tableseeoriginaldocumentpage23表6tableseeoriginaldocumentpage24從圖4可知，載流子電子密度越高，在圖中越表示在右下。g卩，可知具有高可見光線透過率和低日光透過率，由此可知，形成載流子電子密度高，透明性優越，並且遮熱性能也優越的含鎵氧化鋅薄膜。另外，從圖9、10可知，鎵含量是38wt^時，紅外線反射性能尤其良好。(產業上的可利用性)根據本發明，能夠提供一種在維持相對於可見光的高透明性的狀態下提高熱射線屏蔽性能的含鎵氧化鋅。權利要求1.一種含鎵氧化鋅，其具有熱射線屏蔽功能，其特徵在於，鎵含量是O.2525重量％，載流子電子密度ru是2XI02°/cm3以上。2.如權利要求1所述的含鎵氧化鋅，其特徵在於，載流子電子的遷移率u是O.140cm2/Vs。3.如權利要求1或2所述的含鎵氧化鋅，其特徵在於，載流子電子密度ru和載流子電子的遷移率u滿足txS3.75nsX10—2。4.如權利要求1或2所述的含鎵氧化鋅，其特徵在於，載流子電子密度ne和載流子電子的遷移率y是0.2S(neXl0—2°/u)，日光透過率Ts和可見光線透過率Tv是Tv/Ts^1.0。5.如權利要求l、2、3或4所述的含鎵氧化鋅，其特徵在於，進而，以鎵的含量以下的含量含有具有與鋅原子的共價鍵半徑不同的共價鍵半徑的元素。6.如權利要求5所述的含鎵氧化鋅，其特徵在於，具有與鋅原子的共價鍵半徑不同的共價鍵半徑的元素是除去鎵之外的、四配位的離子半徑為0.40.95nm的元素。7.如權利要求5或6所述的含鎵氧化鋅，其特徵在於，具有與鋅原子的共價鍵半徑不同的共價鍵半徑的元素是除去鎵之外的、第13族元素或第14族元素。8.如權利要求5所述的含鎵氧化鋅，其特徵在於，具有與鋅原子的共價鍵半徑不同的共價鍵半徑的元素是氟元素或氯元素。9.一種含鎵氧化鋅薄膜，其特徵在於，其包括權利要求l、2、3、4、5、6、7或8所述的含鎵氧化鋅，膜厚是5um以下，日光透過率Ts和可見光線透過率Tv是Ts^1.4Tv—39。10.如權利要求9所述的含鎵氧化鋅薄膜，其特徵在於，膜厚是5000nm以下，可見光線透過率Tv是70%以上及/或波長500nm的光線的透過率是70%以上。11.如權利要求9或10所述的含鎵氧化鋅薄膜，其特徵在於，膜厚是30350nm時，日光透過率Ts和可見光線透過率Tv是TsS1.4Tv—44。12.如權利要求9或10所述的含鎵氧化鋅薄膜，其特徵在於，膜厚是3505000nm時，日光透過率Ts和可見光線透過率Tv是Ts^1.4Tv—54。13.如權利要求9、10、11或12所述的含鎵氧化鋅薄膜，其特徵在於，波長750nm的光線的透過率是88%以下。14.如權利要求13所述的含鎵氧化鋅薄膜，其特徵在於，波長750nm的光線的透過率是75%以下。15.如權利要求9、10、11、12、13或14所述的含鎵氧化鋅薄膜，其特徵在於，波長l000nm的光線的透過率是80%以下。16.如權利要求15所述的含鎵氧化鋅薄膜，其特徵在於，波長l000nm的光線的透過率是60%以下。17.如權利要求9、10、11、12、13、14、15或16所述的含鎵氧化鋅薄膜，其特徵在於，波長l200nm的光線的透過率是65%以下。18.如權利要求17所述的含鎵氧化鋅薄膜，其特徵在於，波長l200nm的光線的透過率是35%以下。19.如權利要求9、10、11、12、13、14、15、16、17或18所述的含鎵氧化鋅薄膜，其特徵在於，波長l500nm的光線的透過率是40%以下。20.如權利要求19所述的含鎵氧化鋅薄膜，其特徵在於，波長l500nm的光線的透過率是l5%以下。21.—種含鎵氧化鋅薄膜，其特徵在於，設(載流子電子密度X10一27載流子電子的遷移率)的值為X、Tv/Ts的值為Y時，膜厚是400nm以上的情況下，滿足Y^0.4X+1.06，膜厚是300nm以下的情況下，滿足Y^0.2X+0.98。22.—種含鎵氧化鋅薄膜，其特徵在於，其在鎵含量為0.255.5重量％、氧流量為010sccm的條件下製作而成，日光透過率Ts和可見光線透過率Tv滿足Ts■1.4Tv—39。23.—種含鎵氧化鋅薄膜，其特徵在於，其在鎵含量為5.525重量％、氧流量超過0sccm且l3sccm以下的條件下製作而成，日光透過率Ts和可見光線透過率Tv滿足Ts■1.4Tv—39。全文摘要本發明的目的在於提供一種在維持相對於可見光的高透明性的狀態下提高熱射線屏蔽性能的含鎵氧化鋅。本發明提供一種具有熱射線屏蔽功能的含鎵氧化鋅，其是鎵含量為0.25～25重量％、載流子電子密度ne為2×1020/cm3以上的含鎵氧化鋅。文檔編號C23C14/08GK101124164SQ20068000544公開日2008年2月13日申請日期2006年2月23日優先權日2005年2月24日發明者八田文吾,山本哲也,深谷重一申請人:積水化學工業株式會社;學校法人高知工科大學