JP2912506B2 - 透明導電膜の形成方法 - Google Patents
透明導電膜の形成方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置やＥＬ表
示装置などに用いられる透明導電膜の形成方法に関する
ものである。
示装置などに用いられる透明導電膜の形成方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＩＴＯ（Indiumu Tin Oxid）から
なる透明導電膜は、比抵抗が低いこと、可視光透過率が
高いこと、水溶液による湿式エッチングができることな
どの理由により、液晶表示装置やＥＬ表示装置などに、
透明電極として広く利用されている。
なる透明導電膜は、比抵抗が低いこと、可視光透過率が
高いこと、水溶液による湿式エッチングができることな
どの理由により、液晶表示装置やＥＬ表示装置などに、
透明電極として広く利用されている。
【０００３】図２にＩＴＯからなる透明導電膜を絵素電
極として用いたアクティブマトリックス基板の一例を示
す。このアクティブマトリクス基板においては、ガラス
基板上に複数の絵素電極１０６がマトリクス状に配置さ
れている。各絵素電極１０６には薄膜トランジスタ（以
下ＴＦＴと称する）が接続されている。このＴＦＴによ
り絵素電極１０６と対向電極（図示せず）との間に印加
される電界がスイッチングされて、表示パターンが形成
される。
極として用いたアクティブマトリックス基板の一例を示
す。このアクティブマトリクス基板においては、ガラス
基板上に複数の絵素電極１０６がマトリクス状に配置さ
れている。各絵素電極１０６には薄膜トランジスタ（以
下ＴＦＴと称する）が接続されている。このＴＦＴによ
り絵素電極１０６と対向電極（図示せず）との間に印加
される電界がスイッチングされて、表示パターンが形成
される。
【０００４】このアクティブマトリクス基板は以下のよ
うにして作製される。まず、スパッタリングにより基板
全体を覆うようにしてＴａ2Ｏ5からなるベース絶縁膜１
００を形成する。その上に、スパッタリングにより下層
ゲート配線１０１と上層ゲート配線１０２を形成する。
下層ゲート配線１０１の材料としてはＡｌを用いて配線
抵抗を低くし、上層ゲート配線１０２の材料としてはＴ
ａなど陽極酸化可能な金属を用いることができる。そし
て、上層ゲート配線１０２の表層部を電界液中で陽極酸
化処理して、ＴａＯXからなる陽極酸化膜を形成する。
次に、基板全体を覆うようにしてＣＶＤ法によりＳｉＮ
Xからなるゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、上記
陽極酸化膜上に、真性アモルファスシリコン半導体層を
形成し、その上にＳｉＮXからなるエッチングストッパ
ー１０３を形成する。さらに、その端部と上記半導体層
を覆うようにして、リン（Ｐ）をドープしたｎ+型アモ
ルファスシリコン半導層１０４を形成する。そして、ス
パッタリングにより、チタン（Ｔｉ）からなるソース・
ドレイン配線１０５を積層する。ソース・ドレイン配線
１０５は、単層で形成する。その後、スパッタリングに
より、絵素電極１０６としてＩＴＯからなる透明導電膜
を形成する。さらに、保護膜１０８を形成してアクティ
ブマトリクス基板とする。
うにして作製される。まず、スパッタリングにより基板
全体を覆うようにしてＴａ2Ｏ5からなるベース絶縁膜１
００を形成する。その上に、スパッタリングにより下層
ゲート配線１０１と上層ゲート配線１０２を形成する。
下層ゲート配線１０１の材料としてはＡｌを用いて配線
抵抗を低くし、上層ゲート配線１０２の材料としてはＴ
ａなど陽極酸化可能な金属を用いることができる。そし
て、上層ゲート配線１０２の表層部を電界液中で陽極酸
化処理して、ＴａＯXからなる陽極酸化膜を形成する。
次に、基板全体を覆うようにしてＣＶＤ法によりＳｉＮ
Xからなるゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、上記
陽極酸化膜上に、真性アモルファスシリコン半導体層を
形成し、その上にＳｉＮXからなるエッチングストッパ
ー１０３を形成する。さらに、その端部と上記半導体層
を覆うようにして、リン（Ｐ）をドープしたｎ+型アモ
ルファスシリコン半導層１０４を形成する。そして、ス
パッタリングにより、チタン（Ｔｉ）からなるソース・
ドレイン配線１０５を積層する。ソース・ドレイン配線
１０５は、単層で形成する。その後、スパッタリングに
より、絵素電極１０６としてＩＴＯからなる透明導電膜
を形成する。さらに、保護膜１０８を形成してアクティ
ブマトリクス基板とする。
【０００５】上記のような透明導電膜は、通常、以下の
ようにして形成される。まず、スパッタ室内に、酸化イ
ンジウムと酸化錫とからなるターゲットと、透明導電膜
を形成させる基板とを対向配置して、基板を２８０℃前
後に加熱する。そして、スパッタ室内を一旦高真空に排
気した後、アルゴンガスに酸素ガスを数ｖｌ％添加した
スパッタガスを所定のガス圧で導入する。その状態で、
基板を支持する基板ホルダーと上記ターゲットとの間に
放電を起こさせて、スパッタリングを行う。このことに
より、基板上にＩＴＯ膜が形成される。
ようにして形成される。まず、スパッタ室内に、酸化イ
ンジウムと酸化錫とからなるターゲットと、透明導電膜
を形成させる基板とを対向配置して、基板を２８０℃前
後に加熱する。そして、スパッタ室内を一旦高真空に排
気した後、アルゴンガスに酸素ガスを数ｖｌ％添加した
スパッタガスを所定のガス圧で導入する。その状態で、
基板を支持する基板ホルダーと上記ターゲットとの間に
放電を起こさせて、スパッタリングを行う。このことに
より、基板上にＩＴＯ膜が形成される。
【０００６】上記方法において、ＩＴＯ膜のキャリア密
度は、成膜中の酸素分圧が大きく、膜中の酸素欠損が少
なくなるほど低下する。これは、膜中の酸素欠損がドナ
ーとして作用するからである。逆に、膜中の酸素欠損が
少なくなるほど移動度は増加する。従って、膜中のキャ
リア密度が大きく、移動度が大きいほど膜の比抵抗は小
さくなる。そのため、膜中の酸素組成がある値の時、膜
の比抵抗は極小値を取る。また、膜中の酸素欠損が少な
い程、膜の光透過率は高くなるが、膜の比抵抗が極小値
となる条件付近で、飽和状態となる。このため、上記の
方法においては、スパッタガス中の酸素ガス量を調製し
て、所望の酸素組成を得ている。
度は、成膜中の酸素分圧が大きく、膜中の酸素欠損が少
なくなるほど低下する。これは、膜中の酸素欠損がドナ
ーとして作用するからである。逆に、膜中の酸素欠損が
少なくなるほど移動度は増加する。従って、膜中のキャ
リア密度が大きく、移動度が大きいほど膜の比抵抗は小
さくなる。そのため、膜中の酸素組成がある値の時、膜
の比抵抗は極小値を取る。また、膜中の酸素欠損が少な
い程、膜の光透過率は高くなるが、膜の比抵抗が極小値
となる条件付近で、飽和状態となる。このため、上記の
方法においては、スパッタガス中の酸素ガス量を調製し
て、所望の酸素組成を得ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
方法では、成膜時にスパッタガス中に添加される酸素ガ
スのために酸素欠損の少ない酸化物として膜が形成され
るので、後の工程で配線パターンを形成する際に、湿式
エッチングの制御が困難である。
方法では、成膜時にスパッタガス中に添加される酸素ガ
スのために酸素欠損の少ない酸化物として膜が形成され
るので、後の工程で配線パターンを形成する際に、湿式
エッチングの制御が困難である。
【０００８】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、透明度が良好で、比抵抗が低く、配線
パターンを形成し易い透明導電膜の形成方法を提供する
ことを目的とする。
れたものであり、透明度が良好で、比抵抗が低く、配線
パターンを形成し易い透明導電膜の形成方法を提供する
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の透明導電膜の形
成方法は、基板上にパターン化された透明導電膜を形成
する方法において、不活性ガス雰囲気中に基板をセット
して、酸化インジウムと酸化錫からなるターゲットをス
パッタリングすることにより基板上にＩＴＯ膜を形成す
る工程と、該ＩＴＯ膜をパターン化する工程と、該パタ
ーン化されたＩＴＯ膜に酸素をイオンシャワードーピン
グして該ＩＴＯ膜を透明導電膜とする工程とを含み、そ
のことにより上記目的が達成される。
成方法は、基板上にパターン化された透明導電膜を形成
する方法において、不活性ガス雰囲気中に基板をセット
して、酸化インジウムと酸化錫からなるターゲットをス
パッタリングすることにより基板上にＩＴＯ膜を形成す
る工程と、該ＩＴＯ膜をパターン化する工程と、該パタ
ーン化されたＩＴＯ膜に酸素をイオンシャワードーピン
グして該ＩＴＯ膜を透明導電膜とする工程とを含み、そ
のことにより上記目的が達成される。
【００１０】
【００１１】
【作用】不活性ガスをスパッタガスとしてスパッタリン
グを行っているので、メタルリッチなＩＴＯ膜が形成で
きる。よって、配線パターン形成時に湿式エッチングの
制御が行い易い。また、配線パターン形成後にＩＴＯ膜
にイオンシャワーを行うことにより、透過率が高く、低
抵抗な透明導電膜とすることができる。
グを行っているので、メタルリッチなＩＴＯ膜が形成で
きる。よって、配線パターン形成時に湿式エッチングの
制御が行い易い。また、配線パターン形成後にＩＴＯ膜
にイオンシャワーを行うことにより、透過率が高く、低
抵抗な透明導電膜とすることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を図面を参照して説明する。
【００１３】この実施例においては、図２に示すアクテ
ィブマトリクス基板に本発明の透明導電膜の形成方法を
適用した。
ィブマトリクス基板に本発明の透明導電膜の形成方法を
適用した。
【００１４】まず、スパッタリングにより基板全体を覆
うようにしてＴａ2Ｏ5からなるベース絶縁膜１００を形
成する。その上に、スパッタリングにより下層ゲート配
線１０１と上層ゲート配線１０２を形成する。下層ゲー
ト配線１０１の材料としてはＡｌを用いて配線抵抗を低
くし、上層ゲート配線１０２の材料としてはＴａなど陽
極酸化可能な金属を用いることができる。そして、上層
ゲート配線１０２の表層部を電界液中で陽極酸化処理し
て、ＴａＯXからなる陽極酸化膜を形成する。次に、基
板全体を覆うようにしてＣＶＤ法によりＳｉＮXからな
るゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、上記陽極酸化
膜上に、真性アモルファスシリコン半導体層を形成し、
その上にＳｉＮXからなるエッチングストッパー１０３
を形成する。さらに、その端部と上記半導体層を覆うよ
うにして、リン（Ｐ）をドープしたｎ+型アモルファス
シリコン半導層１０４を形成する。そして、スパッタリ
ングにより、チタン（Ｔｉ）からなるソース・ドレイン
配線１０５を積層する。ソース・ドレイン配線１０５
は、単層で形成する。
うようにしてＴａ2Ｏ5からなるベース絶縁膜１００を形
成する。その上に、スパッタリングにより下層ゲート配
線１０１と上層ゲート配線１０２を形成する。下層ゲー
ト配線１０１の材料としてはＡｌを用いて配線抵抗を低
くし、上層ゲート配線１０２の材料としてはＴａなど陽
極酸化可能な金属を用いることができる。そして、上層
ゲート配線１０２の表層部を電界液中で陽極酸化処理し
て、ＴａＯXからなる陽極酸化膜を形成する。次に、基
板全体を覆うようにしてＣＶＤ法によりＳｉＮXからな
るゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、上記陽極酸化
膜上に、真性アモルファスシリコン半導体層を形成し、
その上にＳｉＮXからなるエッチングストッパー１０３
を形成する。さらに、その端部と上記半導体層を覆うよ
うにして、リン（Ｐ）をドープしたｎ+型アモルファス
シリコン半導層１０４を形成する。そして、スパッタリ
ングにより、チタン（Ｔｉ）からなるソース・ドレイン
配線１０５を積層する。ソース・ドレイン配線１０５
は、単層で形成する。
【００１５】その状態の基板に、スパッタリングにより
ＩＴＯ膜を形成する。
ＩＴＯ膜を形成する。
【００１６】スパッタリングは、図１に示すようなスパ
ッタリング装置を用いて、以下のようにして行われる。
まず、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）に１０ｗｔ％程度の
酸化錫（ＳｎＯ2）を添加したターゲット３をターゲッ
ト電極２に磁力によって保持させる。そして、スパッタ
ホルダ５に取り付けられた基板４を、ターゲット３の上
方に対向配置する。次に、基板４の温度をヒーター７に
よって２８０℃前後まで上昇させる。この状態で、真空
容器（スパッタ室）１内を３．０×１０−4Ｐａ以下の
高真空にする。その後、スパッタガス導入管１１から不
活性ガスとしてアルゴンガス（Ａｒ）を０．２４Ｐａ程
度導入する。その状態で、高周波電源６により０．５ｋ
Ｗの電力をターゲット電極２に供給して、ターゲット３
と基板４との間に放電を起こさせて、スパッタリングが
行われる。
ッタリング装置を用いて、以下のようにして行われる。
まず、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）に１０ｗｔ％程度の
酸化錫（ＳｎＯ2）を添加したターゲット３をターゲッ
ト電極２に磁力によって保持させる。そして、スパッタ
ホルダ５に取り付けられた基板４を、ターゲット３の上
方に対向配置する。次に、基板４の温度をヒーター７に
よって２８０℃前後まで上昇させる。この状態で、真空
容器（スパッタ室）１内を３．０×１０−4Ｐａ以下の
高真空にする。その後、スパッタガス導入管１１から不
活性ガスとしてアルゴンガス（Ａｒ）を０．２４Ｐａ程
度導入する。その状態で、高周波電源６により０．５ｋ
Ｗの電力をターゲット電極２に供給して、ターゲット３
と基板４との間に放電を起こさせて、スパッタリングが
行われる。
【００１７】上記のようにして得られたＩＴＯ膜を、フ
ォトリソによりパターン化する。その後、パターン化さ
れたＩＴＯ膜にイオンシャワードーピング法によりＯ2
ドープを行い、絵素電極１０６とする。さらに、保護膜
１０８をプラズマＣＶＤにより形成する。この時、基板
４加熱により、上記ＩＴＯ膜はさらに焼き締められる。
以上により、アクティブマトリクス基板が形成される。
ォトリソによりパターン化する。その後、パターン化さ
れたＩＴＯ膜にイオンシャワードーピング法によりＯ2
ドープを行い、絵素電極１０６とする。さらに、保護膜
１０８をプラズマＣＶＤにより形成する。この時、基板
４加熱により、上記ＩＴＯ膜はさらに焼き締められる。
以上により、アクティブマトリクス基板が形成される。
【００１８】上記のスパッタ工程において、スパッタガ
スとしてアルゴンガスのみを導入しているので、メタル
リッチなＩＴＯ膜が形成される。よって、以後の配線パ
ターン化工程において、湿式エッチングの制御が行い易
い。
スとしてアルゴンガスのみを導入しているので、メタル
リッチなＩＴＯ膜が形成される。よって、以後の配線パ
ターン化工程において、湿式エッチングの制御が行い易
い。
【００１９】また、上記イオンシャワー工程において、
ドーズ量の条件により、膜中の酸素組成を適切なものに
することができるので、ＩＴＯ膜を透過率が高い、低抵
抗な透明導電膜とすることができる。
ドーズ量の条件により、膜中の酸素組成を適切なものに
することができるので、ＩＴＯ膜を透過率が高い、低抵
抗な透明導電膜とすることができる。
【００２０】上記実施例において、ドーズ量を１０16〜
１０17ｃｍ-2としてイオンシャワーを行ったところ、透
明度が良好な透明導電膜を成膜することができた。この
透明導電膜の比抵抗は、１．５〜２．０×１０−4Ωｃ
ｍ程度の低いものとすることができた。
１０17ｃｍ-2としてイオンシャワーを行ったところ、透
明度が良好な透明導電膜を成膜することができた。この
透明導電膜の比抵抗は、１．５〜２．０×１０−4Ωｃ
ｍ程度の低いものとすることができた。
【００２１】上記においては、基板４の加熱温度を２８
０℃としたが、成膜条件を変えることによりさらに低抵
抗な透明導電膜を得ることもできる。
０℃としたが、成膜条件を変えることによりさらに低抵
抗な透明導電膜を得ることもできる。
【００２２】上記のようにして成膜された透明導電膜
は、液晶表示装置のみでなく、ＥＬ表示装置やその他の
情報処理機器の電極または配線材料として広く用いるこ
とができる。また、ＴＦＴを用いたアクティブマトリッ
クス型液晶表示装置のみでなく、ＭＩＭ、ダイオード、
ＦＥＴ（バルクトランジスタ）、バリスタなどを用いた
アクティブマトリックス型液晶表示装置にも用いること
ができる。また、単純マトリクス型液晶表示装置に用い
ることもできる。
は、液晶表示装置のみでなく、ＥＬ表示装置やその他の
情報処理機器の電極または配線材料として広く用いるこ
とができる。また、ＴＦＴを用いたアクティブマトリッ
クス型液晶表示装置のみでなく、ＭＩＭ、ダイオード、
ＦＥＴ（バルクトランジスタ）、バリスタなどを用いた
アクティブマトリックス型液晶表示装置にも用いること
ができる。また、単純マトリクス型液晶表示装置に用い
ることもできる。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、透明度が良好で比抵抗が低い、配線パターン
を形成し易い透明導電膜が得られる。
によれば、透明度が良好で比抵抗が低い、配線パターン
を形成し易い透明導電膜が得られる。
【図１】本発明に用いられるスパッタリング装置の一例
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図２】アクティブマトリックス基板の一例を示す平面
図である。
図である。
３ ターゲット ４ 基板 １０６ 絵素電極
フロントページの続き (72)発明者 音琴 秀則 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 嶋田 吉祐 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 桜井 猛久 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 片山 幹雄 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−257717（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−10066（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−17912（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上にパターン化された透明導電膜を
形成する方法において、 不活性ガス雰囲気中に基板をセットして、酸化インジウ
ムと酸化錫からなるターゲットをスパッタリングするこ
とにより、基板上にＩＴＯ膜を形成する工程と、 該ＩＴＯ膜をパターン化する工程と、 該パターン化されたＩＴＯ膜に酸素をイオンシャワード
ーピングして該ＩＴＯ膜を透明導電膜とする工程と、 を含む透明導電膜の形成方法。
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|---|---|---|---|
| JP4283299A JP2912506B2 (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 透明導電膜の形成方法 |
| DE69305141T DE69305141T2 (de) | 1992-10-21 | 1993-10-20 | Verfahren zur Bildung eines transparenten leitfähigen Filmes |
| EP93308346A EP0595542B1 (en) | 1992-10-21 | 1993-10-20 | A method for forming a transparent conductive film |
| KR1019930021848A KR970004557B1 (ko) | 1992-10-21 | 1993-10-20 | 투명도전막의 형성방법 |
| US08/139,915 US5538905A (en) | 1992-10-21 | 1993-10-20 | Method for forming a transparent conductive ITO film |
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|---|---|---|---|
| JP4283299A JP2912506B2 (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 透明導電膜の形成方法 |
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| WO2013111681A1 (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-01 | 株式会社カネカ | 透明電極付き基板およびその製造方法 |
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- 1993-10-20 EP EP93308346A patent/EP0595542B1/en not_active Expired - Lifetime
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