高知工科大學等開發超薄透明導電氧化鋅膜,10奈米工業化製程首見突破

 

刊登日期:2026/6/11
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日本高知工科大學與住友重機械工業、Rigaku共同開發出兼具透明性與導電性的氧化鋅薄膜製造技術。研究團隊透過對離子化後的鋅、鎵及氧施加適當的電場,使生成的氧化鋅沉積於玻璃基板上,成功製作出厚度僅10奈米的薄膜。此項可在工業規模下製作10奈米厚氧化鋅薄膜的技術亦為全球首例,未來可望應用於太陽電池、半導體元件電極,以及須具備耐輻射特性的太空設備等用途。
 
此次研究中,高知工科大學負責薄膜製程設計與成膜實驗,住友重機負責設備開發,Rigaku則以X光繞射技術進行薄膜分析。研究團隊透過改良住友重機銷售的反應性電漿蒸鍍法(Reactive Plasma Deposition; RPD)設備,已可製作面積超過50 × 50公分、厚度10奈米的氧化鋅薄膜,具備量產潛力。
 
新技術的核心在於將原料離子化後,利用電場提供相當於數十萬度高溫反應所需的能量,在低溫條件下促進氧化鋅生成。研究團隊並將氧氣噴射至基板時的電場條件予以最佳化,降低氣體在基板表面的反射損失,同時確保反應能量充足,使基板表面產生活性氧,大幅提升氧化鋅生成效率,最終可在約200℃環境下形成10奈米薄膜。既有氧化鋅薄膜製程中,結晶內部容易產生氧原子缺陷,造成電性失衡並降低導電性。為解決此問題,須提高基板表面的氧化鋅生成效率與薄膜緻密度。
 
若採非離子化製程,通常須將基板加熱至500℃以上才能反應,不僅耗能高,也因需大量氧氣導致原料成本增加,高溫環境亦會加速設備熱劣化,提高維護與更換成本。新技術則兼顧低溫、高品質及量產性,可望突破透明導電膜產業化瓶頸。

資料來源: https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00779768
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