JPH03223719A - 電極の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、電極の形成方法に関する。さらに詳しくは、
例えば液晶表示装置、エレクトロルミネセンス表示装置
、ホトダイオードアレイによね構成された密着型イメー
ジセンサ等において用いられるＩＴＯ電極とＡ／電極の
積層部を形成する際に用いられる方法であって、フォト
エツチング法等による電極の加工の際にＡｌ膜に接触す
る導電膜の腐食を防止する方法に特徴を有する電極の形
成方法に関するものである。

〈従来の技術〉 透明電極を用いる液晶表示デバイス（ＬＣＤ　）、エレ
クトロルミネッセンス表示デバイス（ＥＬＤ）等の表示
デバイスや、フォトダイオードやフォトダイオードのプ
レイで構成するイメージセンサ等エレクトロニクスデバ
イスでは、例えば作製上ｒｎ２ｏ３を主成分として５ｎ
０２を添加した１７０透明導電膜が用いられ、これに電
気抵抗が低いＡｌ膜を接続して配線とした電極パターン
が多く用いられている。

そして、この電極パターンを形成する際にフォトエツチ
ング法がよく用いられている。フォトエソチング法によ
り電極を形成する際に用いられるレジストにはネガ型と
ポジ型の２種類があり、精度が要求され不場合には解像
度の良いポジ型のレジストが用いられる。このポジ型の
レジストを現像するには、通常アルカリ性の現像液が用
いられる。しかし第９図（ａ）に示すように、基板３上
に形成されたＩＴＯ電極４上にＡ４’膜５を成膜しフォ
トエ、ッチング法によりＩＴＯ電極４上にＡｌ電極を形
成する際にこのポジ型のレジストを用いると、ＡＩ！膜
５上のレジスト６の現像時に現像液である電解液１によ
るＩＴＯ電極４の腐食が生じることがある。この腐食を
防ぐためにこれまでは腐食の起こる時間を経験的に把握
し、電極パターン形成に支障のない程度を考慮して現像
時間を調節するという方法を採っていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記ＩＴＯ電極の腐食は、第９図（ｂ）に示すように、
ＡＩ！膜５の表面に不純物′の偏析、歪、あるいは格子
欠陥等の局所的な腐食活性点１１が存在し、現像液であ
る電解液１に／ｌ’膜５が浸されるとこの腐食活性点１
１よりＡｌの溶解反応が進行することによりＡ７’膜５
に微小なピンホール１８が発生し、Ａ、　ｌ膜５、ＩＴ
Ｏ電極４、および電解液１とにより局部電池が形成され
ることによ多発生する。このとき、ＩＴＯ電極４内の腐
食部１２ではＩＴＯの主成分であるＩｎ２Ｏ３が還元さ
れて金属化し、一方の電極として作用している。このた
め、ＡＪ膜の厚ざやその質またはＩＴＯ膜の質により腐
食速度は大きく異なる。基板上にＩＴＯ膜やＡｌ膜を成
膜する場合に、基板上の位置により膜厚や膜質が変わり
、また成膜のたびに膜厚や膜質が変わるという事は程度
の差はあるが普通に起こることである。

このためにＩＴＯ膜の腐食速度にも変化が生じ従来のよ
うに現像時間を調節するというような方法では、電極の
形成きれる面積が大きければ大きい程完全に防食するの
は難しくなり、また、基板間で防食の度合いが異なり、
歩留まりを上げれないという問題があった。

また、電極形成に際しては電解液によるエツチングがよ
く用いられるが、上記の場合に限らすＡＪ膜と他の種類
の導電膜が接触していると、電解液の介在により局部電
池が形成されて腐食が発生しやすい。

本発明は上記状況に鑑みてなされたものであり、現像液
中に浸される時間にかかわりなくＩＴＯ膜の腐食を防止
することを目的とする。

さらに、Ａｌ膜と接する他種の導電膜の電解液中での腐
食を防止することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明は、ＩＴＯ膜とＡｌ
膜がこの順に形成された基板を電解液に浸す際に、上記
Ａｌ膜と電気的に接続されたＩＴＯ膜を上記電解液に接
触させることを特徴とする電極の形成方法を提供する。

この方法は、前記現像液中での腐食防止だけではなく、
後に示す作用から明らかなように、基板上に形成された
Ａｌ膜下部のＩＴＯ膜の防食に関して、基板を電解液に
浸す工程を有する電極形成の際に広く利用できるもので
ある。

本発明においてＩＴＯ膜とは酸化インジウム錫膜のこと
であり、上記ＡＩ！膜と電気的に接続されかつ電解液に
接触させるＩＴＯ膜（以下説明の便宜のために補助ＩＴ
Ｏ膜と呼ぶ）は防食をする領域のＩＴＯ膜（以下説明の
便宜のために被防食ＩＴＯ膜と呼ぶ）と同一基板上に形
成したものでも良いし、別の基板上に形成したものでも
良い。

より好ましくは同一基板上に形成するのが良く、この場
合、補助ＩＴＯ膜と被防食ＩＴＯ膜は連続した膜となっ
ていても良いが、より好ましくは、補助ＩＴＯ膜と被防
食ＩＴＯ膜は分離するのが良い。同一基板上に形成する
と、補助１ｒＯ膜と被防食ＩＴＯ膜とを同時に形成する
ことができ、簡便で好ましい。

また、本発明は、導電膜と、ｌｌ膜が接触して形成され
た基板を電解液に浸す工程を有する電極の形成方法にお
いて、上記電解液にＤ−グルコースを添加することを特
徴とする電極の形成方法を提供する。この場合のＤ−グ
ルコースの添加量は、１〜３％程度が適当である。

さらに、ＩＴＯ膜とＡｌ膜がこの順に形成された基板を
電解液に浸す工程において、上記ＡＩ！膜と電気的に接
続きれたＩＴＯ膜を上記電解液に接触させ、かつ上記電
解液にＤ−グルコースを添加することを特徴とする電極
の形成方法を提供する。

く作用〉 補助ＩＴＯ膜を用いる方法では以下のような作用によっ
て腐食が防止ブれる。

ＩＴＯ膜とＡｌ膜の間に電解液を介して局部電池が形成
きれＩＴＯ膜の腐食反応が起きると、電解液中の反応物
の拡散の速度に応じてＩＴＯ膜に濃度分極が生じる。Ａ
Ｉ！膜下部の防食の必要とされる領域のＩＴＯ膜、すな
わち被防食ＩＴＯ膜の腐食は上部のＡｌ膜に存在するピ
ンホール内で起こる。これに対して、電解液に接触する
ように設けた補助ＩＴＯ膜はピンホール内のような閉ざ
された狭い領域ではなく、開放された広い領域で腐食が
生じるために、反応物の拡散速度が速く、また単位面積
あたりの反応物生成も少ないので、被防食ＩＴＯ膜に比
べて小さい濃度分極をもつ。したがって、電解液に接触
し、Ａｌ膜と電気的に接続された補助ＩＴＯ膜を用いる
と、被防食ＩＴＯ膜と補助ＩＴＯ膜と゛は電気的につな
がり、かつ両ＩＴＯ膜間に局所的な電位差を生じて、補
助ＩＴＯ膜に腐食が集中し、被防食ＩＴＯの腐食を抑制
する。

尚、被防食ＩＴＯ膜と補助ＩＴＯ膜は同じ種類の材質か
ら成るので、同一基板上に同時に形成でき、工程が簡略
化される。

Ｄ−グルコースを用いる方法では、現像液などの電解液
に添加したＤ−グルコースが、例えば前記ピンホール中
で電解液中に浸漬したＡｌとＩＴＯのうち、ＡＩ！表面
に吸着して電解液によるＡｌの溶解反応（酸化反応）を
抑制する。そして、このＤ−グルコースによるＡ／の腐
食抑制剤としての作用により、ＩＴＯとＡＩ！間に流れ
る電気化学的電流を減少して、前記ＩＴＯとＡ１間の防
食が行われる。

さらに、ＩＴＯ膜の防食に上記２つの方法を併用すると
、補助ＩＴＯ膜への腐食の集中と、Ｄグルコースの添加
によるＡｌの溶解反応の抑制とが相乗されて、より効果
的に防食がなされる。

〈実施例〉 実施例１ 同一基板上に補助ＩＴＯ膜と被防食ＩＴＯ膜を形成した
場合の例について第１図から第３図を参照しながら示す
。

第１図（ａ）、　（ｂ）に示すように、ガラス基板３上
に被防食ＩＴＯ膜４Ａと補助ＩＴＯ膜７ＢをＥＢ蒸着に
よって形成し、ざらにスパッタ蒸着によりＡｌ膜５を形
成した。被防食ＩＴＯ膜４ＡはＡ７膜５によシ完全に覆
われ補助ＩＴＯ膜７Ｂは端部でＡｌ膜５と重なっており
、その境界線１０の長さは５ｕである。Ａ７膜５の面積
は２００−であり補助ＩＴＯ膜７Ｂの面積は５０−であ
る。上記ＩＴＯ膜の膜厚は７００λで、そのシート抵抗
は５０Ω／口であり、Ａｌ膜厚は１．６μｍである。

この試料のＡ／膜膜上上、ポジ型レジストを塗布し、露
光し、ナトリウムのリン酸塩系の現像液ＩＡ（ＰＨ１３
）中で現像を行い、レジストパターン６を形成した後、
被防食ＩＴＯ膜４Ａを観察したところ腐食は見られなか
った。これに対し、第１図（ｃ）に示すようにＡｌ膜５
と補助ＩＴＯ膜７Ｂの境界部には腐食１２Ｂが集中して
いるのがみられた。

次に境界線１０の長さを一定にし、補助ＩＴＯ膜７Ｂと
Ａｌ膜５の面積を変え、上記と同様にして作製した試料
について、被防食ＩＴＯ膜４Ａの腐食の有無を調べたと
ころ、第２図に示すようなデータが得られた。尚、Ａ７
膜５の面積を変える場合には、この下の被防食ＩＴＯ膜
４Ａの面積も変え、その大きさはほぼＡｌ膜５と同じ大
きさとなるようにした。このデータより、Ａｌ膜の面積
すなわち防食領域の大きさと被防食ＩＴＯ膜の面積の間
に相関があり、防食領域の大きさに応じて補助ＩＴＯ膜
は一定以上の面積が必要であることがわかった。第２図
において、安全圏内とは、この領域内では１００％の確
率で防食が達成されることを示す。

場らに、補助ＩＴＯ膜７ＢとＡｌ膜５の面積を変えずに
、境界線１０をジグザグにしてその長さをＬｏｗにした
試料を作成し、上記と同様にして腐食を調べたところ、
境界線が５ｆｉの場合よりも小さい面積のＩＴＯ膜で被
防食ＩＴＯ膜４Ａの腐食が防げることがわかった。

これらのことから、防食に有効でかつ確実に防食できる
補助ＩＴＯ膜７Ｂの配置や形状のあることがわかった。

このような形状としては、第３図に示す（ａ）、　（ｂ
）のものや、さらに補助ＩＴＯ膜の面積に制限がある場
合には、第３図（ｃ）、（ｄ）のようなものが挙げられ
る。第３図（Ｃ）、　（ｄ）の方が第３図（ａ）（ｂ）
の形状よりもより効率的な防食が可能である。

以上水した関係において、その絶対的な相関は補助ＩＴ
Ｏ膜の膜質、その他によって変わるが、補助ＩＴＯ膜の
膜質については、その抵抗が小さい程、膜厚が厚い程、
防食の効果は大きくなり、より小さい面積の補助ＩＴＯ
膜により防食が可能となる。

実施例２ 別の基板に形成された補助ＩＴＯ膜とＡ／膜とを接続し
て防食を行った場合の例を第４図に示す。

１．５Ｘ４ｃＩ４のガラス基板３上にＩＴＯ電極４を形
成し、これを全て覆うようにＡＩ！膜５を着膜し、この
Ａ／膜膜上上ポジ型レジストを塗布後、露光を行った。

次に、ナトリウムのリン酸塩系の現像液ＬＡ（ＰＨ１３
）中に基板３ごとＡ／膜５を浸し現像を行い、レジスト
パターン６を形成した。

この際に、１．５Ｘ４ｃｍの大きさの別のガラス基板３
Ａ上に形成した補助ＩＴＯ膜７ＡとＡ／膜５を外部配線
８によシ接続し、補助ＩＴＯ膜７Ａを２備現像液１に浸
した。現像後、ＩＴＯ電極４には腐食はみられず、ピン
ホール等の欠陥は生じていなかった。

また、外部配線８による接続を行わなかった場合には、
ＩＴＯ電極４に微小な腐食がみもれ、ピンホール等の欠
陥が生じた。

実施例３ 第５図は、Ｄ−グルコースを添加する本発明の方法を実
施するための基本データを作成する試験セルを示してお
り、！極は２枚のガラス基板３（４０ｇｇ　Ｘ　１５　
ｍで厚さが１．１ｍｍ　　）の各ガラスにスパック法に
よる厚さ８０００ＡのＡ／膜５、又は、電子ビーム（Ｅ
Ｂ）蒸着による厚さ７００ＡのＩＴＯ膜４が堆積された
ものである。以上の２つのＮ、極は小型の浴槽５２のな
かの電解液１に浸漬して、その上部を外部配線５８を接
続したワニグチグリップ５０で吊るしている。

以上の試験セルにより、ＩＴＯ膜４とＡｌ膜５との電解
液１による電気化学的腐食の大きさは、２つの電極を外
部配線５８で接続した時点からのＩＴＯ膜４電極からＡ
Ｉ！膜５膜種電極れる電流値を経時的変化を、デジタル
マルチメータ６０などで測定することで判断することが
できる。本実施例では電解液１として、次の第１表に示
した■から（Φ迄の７種の現像液を用いて測定した。

（以下余白〕 第１表 現像液 ［注］０）は、シブレイ社のＭＦＤＣ−２６であり、←
）は、シブレイ社のマイクロポジ１．トデベロッパーで
ある（いずれもアルカリ性電解液）。

以上の各現像液を前記の試験セルに入れ、外部配線を接
続した時点からの放電電流の経時変化を示したのが第６
図である。第６図は、縦軸に放電電流値をｍＡ単位で示
し、横軸に放電開始からの時間を叢単位で示している。

又、各曲線に付記した記号は、その記号に対応する第１
表の現像液を用いたことを示している。

第６図から判るように試験セルの放電電流量は、電解液
１である現像液の種類によって異なるが、その現像液に
添加した少量のＤ−グルコースにより大幅に減少できて
、１０から１５分の１程度になっている。このように、
Ｄ−グルコースの添加による効果は、現像液に添加した
Ｄ−グルコースの分子がＡ／の表面に吸着してＡｌの溶
解反応を抑制するためである。

第７図は、ＡＩ！電極パターン形成での、ＡＩ膜膜上上
フォトレジスト７６の現像工程を示す断面図である。

この第７図では、ガラス基板上に形成したＩＴＯ膜電極
パターン７４を覆うように基板３表面上にＡＩ膜５が堆
積されていて、このＡＩ！膜５をフォトエツチング法で
パターン化するための現像によるフォトレジスト７６が
形成されている。

以上の基板３などは、浴槽５２に入れた現像液ＩＢに浸
漬しているが、現像液ＩＢに添加したＤ−グルコース１
２は、Ａｌ膜１０の表面に吸着してＤグルコース１２の
保護層を形成している。

上記のＡ／膜５は、堆積直後、又は、その後の熱処理な
どの後も、不純物の付着や偏析又は歪や格子欠陥等の局
所的に腐食されやすい腐食活性点が高密度で存在するた
め、強アルカリ電解液である現像液ＩＢ（例えばナトリ
ウムのリン酸塩など）でフォトレジスト７６の現像を行
なうと、露出したＡ／衣表面腐食活性点から溶解してピ
ンホールを形成する。このＡｌ膜５のピンホールがＩＴ
Ｏ膜７４に達すると異種金属接合部が電解液に浸漬され
た状態になり局部電池を形成して、ＩＴＯ膜７４も腐食
していたが、前記のように電解液中に適量のＤ−グルコ
ース１２を添加することによシ、そのＤ−グルコース分
子１２のＡＩＩ表面への吸着でＡｌの腐食を抑制し、Ｉ
ＴＯ−ＡＩ！間の腐食電流を減少して防食の目的を達成
していた。

以上で説明したＡ／膜５はその堆積条件やその後の処理
条件で腐食活性点の存在密度が変化し、更に、現像液に
よってＡｌ膜５でのピンホールの溶解速度も変わるが、
これらの条件と前記本発明の効果を示した第６図を参照
して本実施例のようにＡ／膜５に被覆したフォトレジス
ト７６の現像液ＩＢに適量のＤ−グルコース１２を添加
することにより、そのＤ−グルコース１２分子をＡＩ！
膜５の表面に吸着させてＡｒ膜５とＩＴＯ膜７４の腐食
を防止するとともに、前記フォトレジストの現像工程も
効率よく行なうものである。

実施例４ 第８図は補助ＩＴＯ膜とＤ−グルコースを用いる本発明
の詳細な説明する図である。本実施例の特徴は、現像液
Ｉ　ＢＫＤ−グルコースが添加されると共に、一部がＡ
／膜５と電気的に接続され、一部がＡ／膜５に被服され
ていない補助ＩＴＯ膜７Ｂが設けられていることである
。

フォトレジスト７６の現像を行なったとき、現像液Ｉ　
ＢＫＤ−グルコースを添加したにもかかわらず、そのＤ
グルコースの量でＡＩ！膜５の表面での溶解反応を抑制
できなくなり、前記で説明したようにＡ／膜５へのピン
ホールの形成によってＩＴＯとＡ／の接合部が電解液に
浸される状態で電気化学的腐食を進行させる腐食電流が
流れる状態が発生しても、そのピンホール内に形成され
る局部電池系に比較して、補助ＩＴＯ膜７Ｂとその上の
Ａｌ膜５の境界線近傍は、第８図（ｂ）に拡大して示し
たように、局部電池系としてのスケールが大きくアノー
ドやカンードの反応をさせる濃度分極に差が生じて腐食
電流はこの補助ＩＴＯ膜７Ｂによって形成される局部電
池系に集中する。従って、補助ＩＴＯ膜７Ｂに大きいＩ
ＴＯ腐食部１５が形成されても、他のＡＩ膜５のピンホ
ールに形成された局部電池の動作を停止させそのピンホ
ールでの腐食の進行を止めることができる。

以上のように、本実施例に於ては、前述の現像液中に添
加したＤ−グルコース分子１２のＡ１表面への吸着と、
補助ＩＴＯ膜による腐食電流の集中とにより、更に確実
に防食を行なうことができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
れら実施例に限定されるものではない。

〈発明の効果〉 これら本発明の電極形成方法を用いることによリ、現像
液中に浸される時間にかかわりなくＩＴＯ膜の腐食を防
止することができ、ＩＴＯ電極上にＡｌ１４ｉをフォト
エツチングにより形成する際に、その現像工程において
生じていたＩＴＯ電極の腐食を防止できるようになり、
電極の欠陥発生を防げるようになった。

また、Ａｌは安価であり、後のプロセスとの整合性に富
んでいることから、Ａｌ以外の金属、例えばＴ１を用い
てＩＴＯ電極の腐食を防ぐ場合に比べて安価に電極を作
製できる。

さらに、Ａｌ膜を薄くすると生じるようなピンホールが
Ａｌ膜にあっても、ＩＴＯ電極を腐食することがないた
めに、Ａｌ膜を薄くでき、またＡＪ膜の作製条件を緩や
かにすることができる。

そして、本発明によれば、密着型イメージセンサや液晶
表示装置等、ＩＴＯ電極上にＡＩ！電極を形成すること
が必要とされる装置を歩留り良く、安価に作製できる。

また、本発明によれば広＜ＩＴＯ膜とＡｌ膜との積層部
の電解液中での腐食を防止することができ、さらにＤ−
グルコースを用いる方法では、広く導電膜とＡｌ膜とが
接触して形成されている場合に、導電膜の電解液中での
腐食を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の構成を説明する図、第２図は実施例
１の境界線１ｆｌ当りのＡｒ膜の面積と補助ＩＴＯ膜１
−当りのＡｌ膜の面積と被防食ＩＴＯ膜の腐食の関係を
示す図、第３図は補助ＩＴＯ膜の形状例を説明する図、
第４図は実施例２の構成図、第５図は実施例３に示した
試験セルの構成図、第６図はＤ−グルコースの添加量と
組成を変えた現像液でのＩＴＯとＡＩ！電極間の放電電
流と経過時間の特性図、第７図は実施例３を示す構成図
、第８図は実施例４を示す構成図、第９図は従来例を示
す構成図である。 １：電解液、ＩＡ、ＩＢ：現像液、４Ａ：被防食ＩＴＯ
膜、４．７４：ＩＴＯ電極、５：Ａｌ膜、７Ａ、７Ｂ：
補助ＩＴＯ膜、８．５８：外部配線、１０：境界線、１
２：Ｄ−グルコース分子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．　ＩＴＯ膜とＡｌ膜がこの順に形成された基板を電
   解液に浸す際に、上記Ａｌ膜と電気的に接続されたＩＴ
   Ｏ膜を上記電解液に接触させることを特徴とする電極の
   形成方法。
2. ２．　導電膜とＡｌ膜が接触して形成された基板を電解
   液に浸す工程を有する電極の形成方法において、上記電
   解液にＤ−グルコースを添加することを特徴とする電極
   の形成方法。
3. ３．　ＩＴＯ膜とＡｌ膜がこの順に形成された基板を電
   解液に浸す工程において、上記Ａｌ膜と電気的に接続さ
   れたＩＴＯ膜を上記電解液に接触させ、かつ上記電解液
   にＤ−グルコースを添加することを特徴とする電極の形
   成方法。