JP2008004405A - 透明電極の形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＺｎＯ系透明導電膜のエッチング速度を、パターニングに適した速度に制御することを課題とする。
【解決手段】 基板上にＺｎＯにＭｇが添加された透明導電膜を形成する工程と、ＨＣｌを含むエッチング液を用いて上記透明導電膜をパターンニングする工程とを含む透明電極の形成方法により解決される。上記透明導電膜には、さらにＡｌ、Ｂ、Ｇａから選定された１種又は２種以上が添加されている。本発明によれば、ＺｎＯ系透明電極のエッチング速度を遅くすることが可能になり、それによりパターニングの際の制御性の向上が図れるという効果がある。
【選択図】図２

Description

本発明は、透明電極の形成方法、特にＺｎＯ系透明電極の形成方法に関する。
現在、フラットパネルディスプレイ、太陽電池などでは透明導電膜（電極）材料として酸化インジウムに少量のスズを混合したＩＴＯが用いられている。しかし、その主要構成元素であるインジウムは希少金属で高価であり、フラットパネルディスプレイ市場の拡大に伴うＩＴＯの大量使用によりその枯渇が心配されている。さらに投機の対象ともなって価格が不安定であり、産業的にも、その代替材料が望まれているところである。
ＺｎＯ系透明導電膜は、ＩＴＯ代替材料として注目されている。ところがＩＴＯは、パターニングを行う際に、塩酸などによるエッチング液に対して、エッチングレートが早すぎて、プロセス制御が困難であるという問題点があった。
塩酸などによるエッチング液に対して、ＺｎＯのエッチングレートを遅くする方法として、インジウムを加える方法が非特許文献１に開示されている。しかしこの方法では、インジウムを利用しているため、ＩＴＯの場合と同様に価格や枯渇の問題を解決することはできない。
Thin Solid Films,290-291, pp.1-5 (1996).
本発明は、ＺｎＯ系透明導電膜のエッチング速度を、パターニングに適した速度に制御することを課題とする。
上記課題は次のような手段により解決される。
（１）基板上にＺｎＯにＭｇが添加された透明導電膜を形成する工程と、ＨＣｌを含むエッチング液を用いて上記透明導電膜をパターンニングする工程とを含む透明電極の形成方法。
（２）上記透明導電膜には、さらにＡｌ、Ｂ、Ｇａから選定された１種又は２種以上が添加されている透明電極の形成方法。
本発明によれば、ＺｎＯ系透明電極のエッチング速度を遅くすることが可能になり、それによりパターニングの際の制御性の向上が図れるという効果がある。
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
スパッタリング、パルスレーザ堆積法、ＭＯＣＶＤ法、反応性プラズマ堆積法などの方法を用いて、デバイスが形成された半導体基板、セラミック等の絶縁基板等の基板上にＺｎＯ系透明電極を作製する。
基板上にＺｎＯ系透明電極が作製された模式図を図1に示す。ここでは、ガラス基板上にスパッタリング法で成膜した場合を例に説明する。
ガラス基板上に、ＺｎＯとＭｇＯとＡｌ２Ｏ３のターゲットを同時にスパッタリングし、それらの間の堆積速度を制御することでＺｎ：Ｍｇの比を制御する。Ａｌは導電性を追加するためのドーパントであり、必要に応じて例えば１〜３at％程度添加する。
本発明では、ＺｎＯとＭｇＯとＡｌ２Ｏ３のターゲットを用い、それらに印加する電力の比を制御することで、Ｍｇ濃度０、０．０９、０．１５、０．３２の膜を作製した。上記ＺｎＭｇＯ付ガラス基板を、塩酸（３５〜３７％）を約５０倍に薄めたエッチング液に２０秒間浸し、エッチングされた膜厚からエッチング速度を求めた。
図２にその結果を示す。図２より、Ｍｇを１０〜３０％程度混合することでエッチング速度を約１／４程度にすることができることがわかり、パターニングの際の制御性の向上が図れることになる。なおＭｇ濃度が３５％を超えるとＺｎＯ系透明電極の導電率の低下が問題となり、実用的ではない。
本発明では、ＺｎＯとＭｇＯとＡｌ２Ｏ３のターゲットを用いそれらに印加する電力の比を制御することで、ＺｎＯにＭｇが添加された透明導電膜を作製したが、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３を事前に混合したターゲットを用いてスパッタする方法で作製してもよい。
またＡｌは導電性を追加するために必要に応じて添加されるドーパントであり、本発明の実施に際し必須のものではない。なお導電性を追加するために、Ａｌに代えて、又はＡｌとともにＢ、Ｇａを添加してもよい。
ZnO系透明電極を形成した基板の図である。 Mgを混合したZnOのエッチング速度とMg濃度の関係を表す図である。
符号の説明
１ ZnO系透明電極
２ 基板

Claims (2)

  1. 基板上にＺｎＯにＭｇが添加された透明導電膜を形成する工程と、ＨＣｌを含むエッチング液を用いて上記透明導電膜をパターンニングする工程とを含む透明電極の形成方法。
  2. 上記透明導電膜には、さらにＡｌ、Ｂ、Ｇａから選定された１種又は２種以上が添加されていることを特徴とする請求項１記載の透明電極の形成方法。
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