JP4493001B2

JP4493001B2 - 透明電極及びその製造方法

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Publication number: JP4493001B2
Application number: JP2003372332A
Authority: JP
Inventors: 啓一郎地主; 孝後藤; 博増本
Original assignee: Furuya Metal Co Ltd
Current assignee: Furuya Metal Co Ltd
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2023-10-31
Also published as: JP2005135824A

Description

本発明は、例えば、液晶表示素子、有機ＥＬ素子、プラズマ表示素子等の発光素子の光取り出し面に使用される透明電極とその製造方法に関する。また、強誘電体メモリ素子で用いる安定性のある酸化物電極に関する。

従来、透明電極膜としてＩＴＯ（錫含有酸化インジウム、Ｉｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２）膜、ＩＺＯ（酸化インジウムに亜鉛添加）膜、酸化スズにフッ素をわずかに加えた薄膜（Ｓｎ系透明電極膜）、酸化スズにアンチモンをわずかに加えた薄膜（Ｓｎ系透明電極膜）、ＺｎＯにＧａを添加した膜（Ｚｎ系透明電極）等が知られている。

ここで、ＩＴＯ透明導電膜を所定形状の透明電極にパターン加工したものは、可視光の透過性が優れているが、透明導電膜の抵抗率は１０^−４Ωｃｍオーダーという大きな値を有するため、表示面積を大きく、また、表示の高精細化、高速応答化を実現するためには、透明電極の厚みを厚くしなければならないという問題があった。

透明導電膜の膜厚が厚くなると、微細な形状の電極を歩留りよく形成することが困難になり、また液晶表示素子内部に透明電極による顕著な段差が形成されるので、ラビングなどによる液晶の配向処理においてこの段差部周辺で配向不良が生じるという問題があった。この問題を解決するために、抵抗率の小さい銀の薄膜を導電層とし、透過率の向上をはかるために、この銀層をＩＴＯ層で挟んだ３層構造の透明電極が、液晶表示用透明電極として開示されている（たとえば特許文献１、２を参照。）。

しかし、銀層の耐久性が低く、また製造工程の増加を伴うので、低抵抗の透明電極が求められていた。
特開平０２−３７３２６号公報特開平７−１１４８４１号公報

また、強誘電体メモリ素子の電極については、酸素や鉛の拡散による強誘電体の劣化を防止し、また、水素雰囲気下での製造工程における強誘電体の劣化を防止することができる安定性のある電極が望まれていた。

本発明の目的は、低抵抗で、透光性が高く、しかも安定性の優れた二酸化イリジウム（ＩｒＯ_２）薄膜からなる透明電極及びその製造方法を提供することである。

二酸化イリジウム薄膜を製造すると酸化不十分の理由で金属イリジウムが含まれていた。金属イリジウムが同時に析出すると、金属イリジウムが光の散乱・吸収を行い、薄膜の透光率の低下をもたらし、目視で灰色に着色されてしまった。また、ＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜は、抵抗率等の電極特性が不安定であった。本発明者は、二酸化イリジウム単相薄膜の合成の過程で、二酸化イリジウム単相薄膜が透明で且つ低抵抗であることを発見し、本発明を完成させた。すなわち、本発明に係る透明電極は、二酸化イリジウム（ＩｒＯ_２）薄膜からなり、前記二酸化イリジウム薄膜は、少なくとも、ＧＩＸＲＤ（ＧｌａｚｉｎｇｉｎｃｉｄｅｎｃｅＸ−ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ、斜入射Ｘ線回折）によって金属イリジウムの回折ピークが検出されない二酸化イリジウム単相薄膜であることを特徴とする。金属イリジウムは透光性の低下をもたらすので、ＧＩＸＲＤによって金属イリジウムの回折ピークが検出されないレベルの二酸化イリジウム単相薄膜であれば、透明電極として優れたものとなる。

また本発明に係る透明電極は、基板上に透明電極膜層を２層以上積層した積層型の透明電極であって、前記透明電極層のうち少なくとも１層が二酸化イリジウム薄膜からなり、前記二酸化イリジウム薄膜は、少なくとも、ＧＩＸＲＤ（ＧｌａｚｉｎｇｉｎｃｉｄｅｎｃｅＸ−ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ、斜入射Ｘ線回折）によって金属イリジウムの回折ピークが検出されない二酸化イリジウム単相薄膜であることを特徴とする。すなわち、ＩＴＯ等の他組成の透明電極と積層化して透明電極を形成しても良い。金属イリジウムは透光性の低下をもたらすので、ＧＩＸＲＤによって金属イリジウムの回折ピークが検出されないレベルの二酸化イリジウム単相薄膜であれば、透明電極として優れたものとなる。

また本発明に係る透明電極は、金属イリジウム（Ｉｒ）薄膜又はＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜を成膜した基板をイリジウム系揮発ガスと酸素とを含有する雰囲気下で加熱して、前記金属イリジウム薄膜又はＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜を酸化して得た二酸化イリジウム薄膜からなり、前記二酸化イリジウム薄膜は、少なくとも、ＧＩＸＲＤ（ＧｌａｚｉｎｇｉｎｃｉｄｅｎｃｅＸ−ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ、斜入射Ｘ線回折）によって金属イリジウムの回折ピークが検出されない二酸化イリジウム単相薄膜であることを特徴とする。すなわち、基板に直接二酸化イリジウム薄膜を形成しても良いし、最初に金属イリジウムを含む薄膜を成膜して、酸化させて得た二酸化イリジウムも透明電極となりうる。金属イリジウムは透光性の低下をもたらすので、ＧＩＸＲＤによって金属イリジウムの回折ピークが検出されないレベルの二酸化イリジウム単相薄膜であれば、透明電極として優れたものとなる。

上記の二酸化イリジウム透明電極は、比抵抗が３０〜４５μΩｃｍで、透光率が４００〜８００ｎｍで好ましくは５０％以上、より好ましくは５５％以上、さらに好ましくは６０％以上の薄膜とする。

また、本発明に係る透明電極では、二酸化イリジウム薄膜の膜厚は、２５〜３００ｎｍであることが好ましい。

さらに本発明に係る透明電極では、発光素子の透明電極であり、かつ、前記発光素子が、液晶表示素子、有機ＥＬ素子又はプラズマ表示素子であることが好ましい。

本発明に係る透明電極での製造方法は、ＰＶＤ（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により基板上に金属イリジウム薄膜又はＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜を形成する成膜工程と、前記基板に形成した金属イリジウム薄膜又はＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜をイリジウム系揮発ガスと酸素とを含有する雰囲気下で加熱して二酸化イリジウム薄膜に酸化する酸化工程と、を含むことを特徴とする。このとき、前記酸化工程において、イリジウム系揮発ガスは飽和状態であることが好ましく、基板に形成した前記金属イリジウム薄膜又は前記ＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜を二酸化イリジウム粉末にて取り囲んだ状態で加熱し、酸化させることが好ましい。

さらに本発明に係る透明電極での製造方法では、前記酸化工程において、基板に形成した前記金属イリジウム薄膜又は前記ＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜を５５０〜１０５０℃に加熱し、酸化させることが好ましい。

また、本発明に係る透明電極での製造方法は、二酸化イリジウムをターゲットとして、酸素含有雰囲気の減圧下でレーザーアブレーション法により基板上に二酸化イリジウム薄膜を形成し、前記二酸化イリジウム薄膜は、少なくとも、ＧＩＸＲＤ（ＧｌａｚｉｎｇｉｎｃｉｄｅｎｃｅＸ−ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ、斜入射Ｘ線回折）によって金属イリジウムの回折ピークが検出されない二酸化イリジウム単相薄膜であることを特徴とする。金属イリジウムは透光性の低下をもたらすので、ＧＩＸＲＤによって金属イリジウムの回折ピークが検出されないレベルの二酸化イリジウム単相薄膜であれば、透明電極として優れたものとなる。

本発明に係る透明電極での製造方法では、基板温度を６００〜８００℃として、前記金属イリジウム薄膜又は前記ＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜を成膜するか、或いは前記二酸化イリジウム薄膜を成膜することが好ましい。

本発明の二酸化イリジウム透明電極は、低抵抗で、透光性が高く、しかも電極として安定性が優れている。したがって、ＩＴＯなどの従来透明電極として使用されていた分野に使用できる。また、高電流密度が要求される発光素子の透明電極に最適で、ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの３層電極構造のような積層構造としなくても単体膜で透明電極として使用しうる。また、本発明の透明電極の製造方法によれば、金属イリジウムの含有量を減らした二酸化イリジウム単相膜を成膜しうる。

以下、本発明について詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本実施形態に係る透明電極は、二酸化イリジウム薄膜からなる。二酸化イリジウム薄膜は、（１１０）面配向などの結晶配向性を持っていても良い。このとき、二酸化イリジウムはほぼ単相膜であり、金属イリジウムの含有量が少ないほど良い。この指標としては、ＧＩＸＲＤによって金属イリジウムの回折ピークが検出されないことを例示できる。そして二酸化イリジウム透明電極は、比抵抗が３０〜４５μΩｃｍ、好ましくは３４〜４０μΩｃｍで、透光率が４００〜８００ｎｍにおいて好ましくは５０％以上、より好ましくは５５％以上、さらに好ましくは６０％以上の薄膜とする。不純物である金属イリジウムが混入すると、比抵抗は３０μΩｃｍ未満に低下する。金属イリジウムの比抵抗は５．３μΩｃｍであるため、分散した金属イリジウム粒子が膜の比抵抗を低下させるからである。一方、二酸化イリジウムはバルク（１１０）の比抵抗が３４.９μΩｃｍであるため、比抵抗が４５μΩｃｍを超えると二酸化イリジウム以外の低透光率相を含みうる。そのため、膜の透光率の低下が懸念される。その上、シート抵抗を１０Ω／□以下とするための必要膜厚が大きくなってしまう。したがって、比抵抗が３０〜４５μΩｃｍを外れるということは、膜の透光特性と電気抵抗特性とのバランスが崩れることとなり、二酸化イリジウム単相からなる透明電極とすることにより、比抵抗が３０〜４５μΩｃｍで、透光率が４００〜８００ｎｍで好ましくは５０％以上、より好ましくは５５％以上、さらに好ましくは６０％以上を満たすこととなる。例えばシート抵抗１０Ω／□を確保するために二酸化イリジウム単相薄膜の膜厚を３５ｎｍとすれば、その透光率は４００〜８００ｎｍで６０〜８０％若しくはそれ以上となる。なお、シート抵抗の単位はΩで、□はシートを意味する。

また、二酸化イリジウム薄膜を所定膜厚に形成し、透明電極としても良いが、基板上に透明電極膜層を２層以上積層した積層型の透明電極であって、透明電極層のうち少なくとも１層が二酸化イリジウム薄膜からなる電極構造としても良い。図１に透明電極の積層構造の具体例を示した。例えば、図１（ａ）の基板／ＩＴＯ／ＩｒＯ_２、図１（ｂ）の基板／ＩｒＯ_２／ＩＴＯ、図１（ｃ）の基板／ＩＴＯ／ＩｒＯ_２／ＩＴＯなどが例示できる。このとき、図１（ｄ）に示すようにＩｒＯ_２を、ＩＴＯの表面電極の抵抗値を下げる目的で集電極としても良い。積層構造とする場合、ＩｒＯ_２層により抵抗を下げることができ、積層構造の膜厚を薄くすることができるので、透明電極としての透光性を高めることができる。また、二酸化イリジウム単相薄膜は、屈折率の異なる薄膜、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯなどと共に１／４波長厚（０．１〜０．３μｍ）に積層することで反射防止膜（ＡＲコート）として利用することもできる。

二酸化イリジウム薄膜の膜厚は、好ましくは２５〜３００ｎｍ、より好ましくは３５〜１００ｎｍである。２５ｎｍ未満の膜厚であるとシート抵抗が高くなる。一方、膜厚が３００ｎｍを超えると透光率がやや低下し、微細な形状の電極を歩留りよく形成することが困難になり、また透明電極による顕著な段差が形成されるので、液晶の配向不良が生じる。

本実施形態に係る透明電極は、液晶表示素子、有機ＥＬ素子、プラズマ表示素子等の発光素子の透明電極として使用しうる。また、二酸化イリジウム電極膜として透光性を考慮しない用途にも使用できる。例えば強誘電体メモリの上部電極、下部電極である。二酸化イリジウム単相膜を上部電極、下部電極とすれば、酸素や鉛の拡散を防止でき、しかも水素雰囲気で行なう工程時においてＩｒの触媒作用（還元作用）を発生させないため、強誘電体薄膜の劣化防止が可能となる。このとき、イリジウムがさまざまな価数の状態を取りうる不定比性を持つことから、ＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜が成膜されやすく、わずかな酸化度の違いにより拡散バリア性や導電性などの電極特性がばらつき、安定性に欠ける。しかし、本実施形態では二酸化イリジウムの単相膜であるため、強誘電体薄膜の劣化を防止しつつ、電極特性が安定している。

次に本実施形態に係る透明電極の製造方法について説明する。本実施形態に係る透明電極の製造方法は、大きく分けて２つの方法がある。成膜後、酸化処理により二酸化イリジウム単相薄膜とする方法と、直接二酸化イリジウム単相薄膜を成膜する方法である。いずれの方法についても、表面が平坦な膜を形成することが望まれる。

まず、成膜後、酸化処理により二酸化イリジウム単相薄膜とする方法について説明する。ＰＶＤ法により基板上に金属イリジウム薄膜又はＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜を形成する。ＰＶＤ法としては、抵抗加熱蒸着又は電子ビーム加熱蒸着等の真空蒸着法、ＤＣスパッタリング、高周波スパッタリング、マグネトロンスパッタリング、ＥＣＲスパッタリング又はイオンビームスパッタリング等の各種スパッタリング法、高周波イオンプレーティング、活性化蒸着又はアークイオンプレーティング等の各種イオンプレーティング法、分子線エピタキシー法、レーザーアブレーション法、イオン化クラスタビーム蒸着法、並びにイオンビーム蒸着法等である。材料として金属イリジウムを使用する。高真空とした後、ガラス基板等の基板上に成膜する場合には、金属イリジウム膜が成膜される。成膜雰囲気に酸素分圧があるときはＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜となる。なお、基板上に金属イリジウム薄膜又はＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜を形成することが可能であれば、成膜時の圧力は特に限定しない。また、成膜時の基板温度を６００〜８００℃と加熱しても良い。成膜時の基板加熱により膜質が向上する。

次に、基板に形成した金属イリジウム薄膜又はＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜をイリジウム系揮発ガスと酸素とを含有する雰囲気下で加熱して二酸化イリジウム薄膜に酸化する。例えば、大気圧下で５５０〜１０５０℃にて酸化を行なう。５５０℃未満の加熱温度では充分に酸化されず、不定比酸化物が残ってしまう。一方、１０５０℃を超えると、ＩｒＯ_３が増えてＩｒ化合物の揮発が増加する。

ここで酸化工程において、基板に形成した金属イリジウム薄膜又はＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜をイリジウム系揮発ガスと酸素とを含有する雰囲気下で加熱することを実現するために、二酸化イリジウム粉末にて取り囲んだ状態で加熱し、酸化させることが好ましい。二酸化イリジウム粉末にて取り囲んだ状態で加熱することで、酸化加熱炉中のＩｒ化合物分圧を高くして、より好ましくはイリジウム系揮発ガスで飽和状態として、膜からのＩｒ元素の揮発を防止することができる。ここで、イリジウム系揮発ガスとしてはＩｒ酸化物系揮発ガス、特にＩｒＯ_３が例示できる。二酸化イリジウム粉末の粒径は特に制限はないが、１〜５０μｍが好ましい。また、二酸化イリジウム粉末にて取り囲んだ状態とは、二酸化イリジウム粉末中に基板ごと薄膜を埋め込んだ状態とすることが好ましい。

次に、直接二酸化イリジウム単相薄膜を成膜する方法を説明する。二酸化イリジウムをターゲットとして、酸素含有雰囲気の減圧下でレーザーアブレーション法によりガラス基板等の基板上に二酸化イリジウム薄膜を形成する。成膜する前に、一旦、成膜チャンバーを高真空（１０^−７Ｐａ）として、その後チャンバー内に酸素を導入して所定酸素分圧にて成膜を行なう。このようにレーザーアブレーション法では、成膜時の酸素分圧調整が可能であるため、直接二酸化イリジウムを成膜しうる。ここで、成膜時の基板温度を６００〜８００℃とすることが好ましい。析出した膜の結晶性が向上し良質の膜が得られる。６００℃未満の加熱では結晶性の向上が不十分であり、８００℃を超えると膜の再蒸発が生ずる。また、直接二酸化イリジウム単相薄膜を成膜した場合、金属イリジウム薄膜又はＩｒＯｘ−Ｉｒ混合相薄膜を酸化させて製造した二酸化イリジウム薄膜よりも膜の平滑性が優れている。なお、イリジウム系揮発ガスと酸素とを含有する雰囲気下で加熱する酸化処理を行なっても良い。

本実施形態に係る透明電極の基板には制限はないが、透明性を活かす上でガラス基板等の透明基板が好ましい。

以下、レーザーアブレーション法にて、まずガラス基板上に金属イリジウム薄膜を成膜し、次いでこれを酸化して二酸化イリジウム薄膜とした透明電極の実施例について説明する。
（実施例１）

ターゲットは純Ｉｒターゲットを使用する。石英ガラス基板を成膜チャンバー内にセットして、１０^−７Ｐａまで真空引きを行なう。所定の真空度まで到達した後、３５５ｎｍの波長のパルスＮｄ：ＹＡＧレーザーを稼動させ、Ｉｒターゲットを照射する。これにより、石英ガラス基板上に金属イリジウム薄膜を析出させた。このときの膜厚は２５ｎｍであった。

次に石英ガラス基板に析出させた金属イリジウム薄膜を９７３Ｋの大気中で１８０分間酸化させた。酸化させるときに、石英ガラス基板に析出させた金属イリジウム薄膜を二酸化イリジウム粉末で取り囲んで、Ｉｒ元素の揮発を防いだ。酸化処理後、ＧＩＸＲＤ（ＲｉｇａｋｕＲｏｔａｆｌｅｘＲＵ−２００Ｂ）により相の同定を行なった。結果を図２（ｃ）に示した。また、マイクロＸ線光電子スペクトル（ｍｉｃｒｏ−ＸＰＳ、光電子分光分析装置、ＳｕｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＳＳＩ−１００）で組成分析を行なった。さらに、４００〜８００ｎｍにおいて、基板を含めた膜の透光率の測定（自記分光光度計、島津製作所製、ＵＶ−３１０１ＰＣ）を行なった。図３（ｃ）に透光率特性を示した。さらに、大気中、３００〜７７３Ｋにおける膜の電気抵抗をｖａｎｄｅｒＰａｕｗ法により測定した。図４（ｃ）に温度−電気抵抗特性を示した。
（比較例１）

実施例１と同様に、石英ガラス基板上に金属イリジウム薄膜を析出させた。このときの膜厚は２５ｎｍであった。

この金属イリジウム薄膜について、ＧＩＸＲＤを行ない、結果を図２（ａ）に示した。また、実施例１と同様に、マイクロＸ線光電子スペクトルによる組成分析、透光率特性並びに電気抵抗を測定した。図３（ａ）に透光率特性を示した。図４（ａ）に温度−電気抵抗特性を示した。
（比較例２）

次に石英ガラス基板に析出させた金属イリジウム薄膜を９７３Ｋの大気中で６０分間酸化させた。酸化処理後、ＧＩＸＲＤにより相の同定を行なった。結果を図２（ｂ）に示した。また、実施例１と同様に、マイクロＸ線光電子スペクトルによる組成分析、透光率特性並びに電気抵抗を測定した。図３（ｂ）に透光率特性を示した。図４（ｂ）に温度−電気抵抗特性を示した。

図２（ａ）の比較例１を参照すると基板上に形成された金属イリジウム薄膜はＩｒ単相であり、多結晶で（１１１）面に配向していた。ＸＰＳによると酸素は含有されていなかった。また、図４（ａ）の比較例１を参照すると室温の電気抵抗値は７．８μΩｃｍであり、バルクＩｒの電気抵抗値５．３μΩｃｍと近い値を示した。なお、膜は目視で金属反射が確認され、図３（ａ）に示されるとおり、透光性は確認できなかった。

次に図２（ｂ）の比較例２を参照すると基板上に形成された金属イリジウム薄膜はＩｒ相とＩｒＯ_２相との混合相薄膜になって、金属イリジウムが一部酸化されたことが確認された。ＸＰＳの結果からも、二酸化イリジウムのＩｒ−Ｏ組成比よりも酸素が不足していることが確認された。これは酸素含有雰囲気下での加熱時間が短く、酸化処理が途中で終了したからと思われる。ただし、酸化処理時間を長時間化すると、膜が揮発しやすいためＩｒＯ_２単相膜となるまでに膜厚変化が生じることがある。図４（ｂ）の比較例２を参照すると、図４（ａ）の金属イリジウム薄膜よりも電気抵抗が高く、これはＩｒＯ_２相が存在することによる影響と考えられる。なお、膜は目視で灰色に着色しており、図３（ｂ）に示されるとおり、透光性は全波長において２０％未満と低かった。

次に図２（ｃ）の実施例１を参照すると基板上に形成された金属イリジウム薄膜はＩｒＯ_２単相膜となって、完全に酸化されたことが確認できた。ＸＰＳからも化学量論的に二酸化イリジウムであることが確認できた。また、多結晶で（１１０）面に配向していた。さらに、酸化処理が比較例２と比べて長かったにもかかわらず、イリジウム系揮発ガスと酸素とを含有する雰囲気下で加熱したため、膜の再揮発を抑制し、膜厚減少はみられなかった。また、図４（ｃ）の実施例１を参照すると室温の電気抵抗値は３９．５μΩｃｍであり、プラスの温度抵抗で典型的な金属の特性であった。二酸化イリジウムは金属イリジウム以上に正の温度特性を有している。これは、バルク（１１０）ＩｒＯ_２の電気抵抗値３４.９μΩｃｍとほぼ一致した。さらに、ＩｒＯ_２単相膜の透光特性は、図３（ｃ）に示されるとおり４００〜８００ｎｍの範囲で、基板を含め６０〜８０％であった。
（実施例２、３及び参考例１）

実施例１と同様の方法により、膜厚が５０ｎｍ（実施例２）、３００ｎｍ（実施例３）及び５００ｎｍ（参考例１）のＩｒＯ_２単相膜を作製した。実施例１と同様に、４００〜８００ｎｍにおいて、基板を含めた膜の透光率の測定を行なった。図５に透光率特性を示した。図３（ｃ）及び図５の透光特性により、二酸化イリジウム単相薄膜の膜厚２５〜５００ｎｍにおける透光特性が明らかになった。

実施例１の二酸化イリジウム単相薄膜は膜厚が２５ｎｍで透光率は４００〜８００ｎｍの範囲で６０〜８０％であった。実施例２の二酸化イリジウム単相薄膜は膜厚が５０ｎｍで膜の透光率は５５〜７０％であった。実施例３の二酸化イリジウム単相薄膜は膜厚が３００ｎｍで膜の透光率は４５〜６０％であった。参考例１の二酸化イリジウム単相薄膜は膜厚が５００ｎｍで膜の透光率は３０〜４２％であった。また、二酸化イリジウムの比抵抗が３９．５μΩｃｍとすると、シート抵抗を１０Ω／□以下とするためには、必要膜厚は３９．５ｎｍ以上となる。
（実施例４）

シリコン半導体基板上に実施例１の二酸化イリジウム単相薄膜と同様のＩｒＯ_２下部電極薄膜を形成する。次にＩｒＯ_２電極薄膜の上に酸化物強誘電体からなる強誘電体膜、すなわちチタン酸ジルコン酸鉛をＰＶＤ法により成膜した。さらに、強誘電体薄膜の上に実施例１の二酸化イリジウム単相薄膜と同様のＩｒＯ_２上部電極薄膜を形成した。電極つき強誘電体薄膜を５００℃１時間で再加熱を行なった。その結果、表面ラフネスの増加は見られず、電極として耐熱性があった。また、強誘電体薄膜から酸素、鉛等の構成元素の拡散による散逸はみられなかった。また、電極薄膜はＩｒＯ_２として完全に酸化されている為、電気抵抗等の電極特性は安定していた。さらに水素含有雰囲気下におけるＩｒ触媒作用による強誘電体の還元劣化は生じない。したがって、分極反転の疲労特性が向上する。

透明電極の積層構造の具体例であって、（ａ）は基板／ＩＴＯ／ＩｒＯ_２構造、（ｂ）は基板／ＩｒＯ_２／ＩＴＯ構造、（ｃ）は基板／ＩＴＯ／ＩｒＯ_２／ＩＴＯ構造、（ｄ）はＩｒＯ_２を、ＩＴＯの表面電極の抵抗値を下げる目的で集電極とした場合を示す。ＧＩＸＲＤのスペクトルを示す図であって、（ａ）は比較例１、（ｂ）は比較例２、（ｃ）実施例１を示す。薄膜付基板の透光特性を示すグラフであって、（ａ）はＩｒ薄膜付基板（比較例１）、（ｂ）はＩｒ−ＩｒＯ_２薄膜付基板（比較例２）、（ｃ）はＩｒＯ_２薄膜付基板のデータ（実施例１）を示す。膜の温度−電気抵抗特性を示す図であって、（ａ）は比較例１、（ｂ）は比較例２、（ｃ）実施例１を示す。薄膜付基板の透光特性を示すグラフであって、膜厚が、５０ｎｍ（実施例２）、３００ｎｍ（実施例３）、５００ｎｍ（参考例１）の場合をそれぞれ示す。

符号の説明

１基板
２ＩＴＯ層
３二酸化イリジウム層
４二酸化イリジウムの集電極

Claims

二酸化イリジウム（ＩｒＯ_２）薄膜からなり、前記二酸化イリジウム薄膜は、少なくとも、ＧＩＸＲＤ（ＧｌａｚｉｎｇｉｎｃｉｄｅｎｃｅＸ−ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ、斜入射Ｘ線回折）によって金属イリジウムの回折ピークが検出されない二酸化イリジウム単相薄膜であることを特徴とする透明電極。
基板上に透明電極膜層を２層以上積層した積層型の透明電極であって、前記透明電極層のうち少なくとも１層が二酸化イリジウム薄膜からなり、前記二酸化イリジウム薄膜は、少なくとも、ＧＩＸＲＤ（ＧｌａｚｉｎｇｉｎｃｉｄｅｎｃｅＸ−ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ、斜入射Ｘ線回折）によって金属イリジウムの回折ピークが検出されない二酸化イリジウム単相薄膜であることを特徴とする透明電極。
金属イリジウム（Ｉｒ）薄膜又はＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜を成膜した基板をイリジウム系揮発ガスと酸素とを含有する雰囲気下で加熱して、前記金属イリジウム薄膜又はＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜を酸化して得た二酸化イリジウム薄膜からなり、前記二酸化イリジウム薄膜は、少なくとも、ＧＩＸＲＤ（ＧｌａｚｉｎｇｉｎｃｉｄｅｎｃｅＸ−ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ、斜入射Ｘ線回折）によって金属イリジウムの回折ピークが検出されない二酸化イリジウム単相薄膜であることを特徴とする透明電極。
二酸化イリジウム薄膜の膜厚は、２５〜３００ｎｍであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の透明電極。
発光素子の透明電極であり、かつ、前記発光素子が、液晶表示素子、有機ＥＬ素子又はプラズマ表示素子であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の透明電極。
ＰＶＤ（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により基板上に金属イリジウム薄膜又はＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜を形成する成膜工程と、
前記基板に形成した金属イリジウム薄膜又はＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜をイリジウム系揮発ガスと酸素とを含有する雰囲気下で加熱して二酸化イリジウム薄膜に酸化する酸化工程と、を含むことを特徴とする透明電極の製造方法。
前記酸化工程において、基板に形成した前記金属イリジウム薄膜又は前記ＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜を５５０〜１０５０℃に加熱し、酸化させることを特徴とする請求項６記載の透明電極の製造方法。
二酸化イリジウムをターゲットとして、酸素含有雰囲気の減圧下でレーザーアブレーション法により基板上に二酸化イリジウム薄膜を形成し、前記二酸化イリジウム薄膜は、少なくとも、ＧＩＸＲＤ（ＧｌａｚｉｎｇｉｎｃｉｄｅｎｃｅＸ−ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ、斜入射Ｘ線回折）によって金属イリジウムの回折ピークが検出されない二酸化イリジウム単相薄膜であることを特徴とする透明電極の製造方法。
基板温度を６００〜８００℃として、請求項６又は７記載の金属イリジウム薄膜又はＩｒＯ_Ｘ−Ｉｒ混合相薄膜を成膜するか、或いは請求項８記載の二酸化イリジウム薄膜を成膜することを特徴とする請求項６、７又は８記載の透明電極の製造方法。