JPH0468315A - 透明導電膜およびその製造方法 - 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〕 本発明は透明導電膜およびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来より液晶表示体、エレクトロルミネッセンス、太陽
電池などの電極材料として透明導電膜が利用されており
、この透明導電膜には金、銀、銅、白金、パラジウム、
アルミニウムなどの金属薄膜と酸化第二スズ、酸化イン
ジウム、酸化亜鉛などの酸化物半導体がある。

金属薄膜は低い基板温度で容易に低抵抗の膜を作製する
ことができるが、高い透過率を得るためには膜厚を非常
に薄くしなければならず機械的強度が劣るという欠点を
持っている。一方酸化物半導体は優れた透光性と８強度
を有しており導電性も良いことから実用的であり広く応
用されているが、近年、より高い特性が要求されてきて
いることから、金属層と酸化物層を積層させた結晶性の
高い透明導電膜が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、金属層と酸化物層を積層させた透明導電
層の場合、配線をバターニング加工する際酸化物層と金
属層とて二層のエツチングが必要となり加工の手間が増
え、生産性を悪くしてしまう。そこで本発明の目的とす
るところは金属層と酸化物層を積層させたことによって
結晶性を高くした透明導電膜の加工性を改善することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の透明導電膜は、基板上に作製された透明導電膜
であり、第１層として透明導電性酸化物層が形成された
後、第２層として金属層が１５０オングストローム以下
の厚さで形成され、その金属層上に第３層として透明導
電性酸化物層が形成された積層構造を持つことを特徴と
している。また、本発明の透明導電膜の製造方法は、基
板上に透明導電膜を形成する際、第１層として透明導電
性酸化物層を、第２層として膜厚が１５０オングストロ
ーム以下の金属層を、第３層として透明導電性酸化物層
を順次設けることを特徴としている。

第１層の透明導電性酸化物層は積層体を一度にパターン
エツチングすることを可能にし生産性を上げる力めのも
のである。膜厚はとくに制限されるものではないが、透
光性の関係から５００オングストローム以下が実用的で
ある。第２層の金属層は第３層の透明導電性酸化物層の
結晶性を高くするためのもので、あまり厚くすると透光
性が著しく低下するので１５０オングストローム以下の
膜厚が適当である。

〔実施例１〕 真空チャンバー内を５Ｘ１（Ｉ’ＴＯｒｒの圧力まで排
気した後、酸素の圧力が４×１Ｏ−５Ｔｏｒｒ、アルゴ
ンと酸素の圧力の和が５Ｘ１０−’Ｔ。

ｒｒになるようにガスを導入し、３００°Ｃに加熱した
ガラス基板上にＤＣマグネトロンスパッタ法で第１層の
ＩＴＯ層を２００オングストローム形成した。その復、
酸素を止めアルゴン圧力が２×１Ｏ−３Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ
になるように調整し、ＤＣマグネトロンスパッタ法で第
２層の金属層を５０ないし１５０オングストローム形成
、さらに再び、酸素の圧力が４ｘｌＯ−’Ｔｏｒｒ、ア
ルゴンと酸素の圧力の和が５Ｘ１．０−３Ｔｏｒｒにな
るようにガスを導入して、ＤＣマグネトロンスパッタ法
で第３層のＩＴ○膜を１０００オングストローム作製し
た。金属層には金、白金、ルテニウム、クロム、タンタ
ル、バナジウム、ニオ７、鉛、アルミニウム、チタン、
インジウム、スズの単金属とインジウム・スズ合金層を
それぞれ使い試料を作製した。

また、比較例として、第１層のＩＴｏ層がないものと第
２層の金属層が２００オングストロームのものを作製し
た。各試料の構成を第１表に示す。

第１表 これら試料１から１３および比較例を塩酸と硝酸と水の
混合液でエツチングした結果、試料ｌから１３は金属層
が島状に形成されているため基板表面までエツチングす
ることができたのに対し、比較例１はＩＴＯ膜しかエツ
チングできす金膜が残ってしまうので、再び金膜を別の
方法でエツチングする必要があった。また、比較例２．
３は金属層が２００オングストロームと厚いため第１層
のＩＴＯ層がエツチングされず、本発明の一度にエツチ
ングするという目的は達成されなかった。

〔実施例２〕 真空チャンバー内を５ｘｌＯ−”Ｔｏｒｒの圧力まで排
気した後、酸素の圧力が４Ｘ１０−５Ｔｏｒｒ、アルゴ
ンと酸素の圧力の和が５×１Ｏ−３ＴＯｒｒになるよう
にガスを導入し、３００°Ｃに加熱したガラス基板上に
ＤＣマグネトロンスパッタ法でアンチモンがドピングさ
れた酸化スズ膜を２００オングストローム形成した。そ
の後、酸素の導入を止め圧力が２Ｘ１０−３Ｔｏｒｒに
なるようにアルゴンガスを調整し、ＤＣマグネトロンス
パッタ法で第２層の金属層を５０ないし１５０オングス
トローム形成、さらに再び、酸素の圧力が４×１０”Ｔ
ｏｒｒ、アルゴンと酸素の圧力の和が５ｘｌＯ−’Ｔｏ
ｒｒになるようにガスを導入して、同じ（ＤＣマグネト
ロンスバッタン夫でアンチモンがドピングされた酸化ス
ズ膜を１０００オングストローム形成した。金属層には
金、白金、ルテニウム、クロム、アルミニウム、インジ
ウム、アンチモン、スズの単金属層とインジウム・スズ
合金層をそれぞれ使い試料を作製した。また、比較例と
して第１層のＩＴＯ層がないものと第２層の金属層が２
００オングストロームのものを作製した。各試料の構成
を第２表に示す。

第２表 これら試料１から９と比較例を亜鉛粉と塩酸によりエツ
チングした。その結果、試料１から９は金属層が島状に
形成されているため基板表面までエツチングすることが
できたのに対し、比較例１は酸化スズ膜しかエツチング
できす金膜が残ってしまうので、再び金膜を別の方法で
エツチングする必要があった。また、比較例２．３は金
属層が２００オングストロームと厚いため第１層のＩＴ
○膜がエツチングされず、本発明の一度にエツチングす
るという目的は達成されなかった。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の透明導電膜は基板上に第］
−層として透明導電性酸化物層が形成された後、第２層
として金属層が１５０オングストローム以下の厚さで形
成され、その金属層上に第３層として透明導電性、酸化
物層が形成された積層構造を持つので、従来金属層と透
明導電性酸化物層の積層膜を配線パターニングするため
に二層のエツチングが必要たったのに対し、−度でエツ
チングができる。これは、第２層の金属層が島状に成長
しているため第１層の透明導電性酸化物層がエツチング
され、同時に金属層もエツチングされるからであると考
えられる。従って本発明によれば金属層と透明導電性酸
化物層の積層膜の生産プロセスを簡単にし生産性を向上
させることができるので生産コストを低減させることが
できるという効果を有する。なお本発明の透明導電膜の
金属層に用いる材料は特定のものに限らず金属であれば
よい。さらに本発明の透明導電膜は真空蒸着法、ＲＦス
ノマッタリング法、イオンブレーティングン去、イオン
ヒ゛−ムスパッタ？去、ＣＶＤ法なと゛様々な手法によ
り成膜可能てありその応用分野も各種表示デバイス、太
陽電池、撮像素子などの透明電極や発熱膜、帯電防止膜
、熱線反射膜、選択透過膜など広い分野で応用可能であ
る。また、本発明の透明導電膜の製造方法は、基板上に
透明導電膜を形成する際、第１層として透明導電性酸化
物層を、第２層として膜厚が１５０オングストローム以
下の金属層を、第３層として透明導電性酸化物層を順次
設Ｏプたので、−度にエツチングができる加工性の良い
透明導電膜を得ることができる。

なお、−度でエツチングできるのは第２層の金属層が島
状に成長しているため第１層の透明導電性酸化物層がエ
ツチングされ、同時に金属層がエツチングされるからで
あり、第１層あるいは第３層の透明導電性酸化物層へド
ピングされた不純物に関係なく上述の効果が得られる。

以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士　鈴木喜三部（他１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）基板上に作製された透明導電膜で、第１層として
   透明導電性酸化物層が形成された後、第２層として金属
   層が１５０オングストローム以下の厚さで形成され、そ
   の金属層上に第３層として透明導電性酸化物層が形成さ
   れた積層構造を持つことを特徴とする透明導電膜。 （２）第１層および第３層の透明導電性酸化物層が酸化
   インジウム系透明導電層であることを特徴とする請求項
   １記載の透明導電膜。 （３）酸化インジウム系透明導電層がスズがドピングさ
   れた酸化インジウム（ＩＴＯ）層であることを特徴とす
   る請求項２記載の透明導電膜。（４）第２層の金属層が
   金、白金、ルテニウム、クロム、タンタル、ニオブ、バ
   ナジウム、鉛、アルミニウム、チタン、インジウム、ス
   ズの単金属層あるいはそれらの金属の内少なくとも１つ
   を含む合金層であることを特徴とする請求項２または請
   求項３記載の透明導電膜。 （５）第１層および第３層の透明導電性酸化物層が酸化
   スズ系透明導電層であることを特徴とする請求項１記載
   の透明導電膜。 （６）酸化スズ系透明導電層がアンチモンがドープされ
   た酸化スズ（ＡＴＯ）層であることを特徴とする請求項
   ５記載の透明導電膜。 （７）第２層の金属層が金、白金、ルテニウム、クロム
   、アルミニウム、インジウム、アンチモン、スズの単金
   属層あるいはそれらの金属の内少なくとも１つを含む合
   金層であることを特徴とする請求項５または請求項６記
   載の透明導電膜。 （８）基板上に透明導電膜を形成する際、第１層として
   透明導電性酸化物層を、第２層として膜厚が１５０オン
   グストローム以下の金属層を、第３層として透明導電性
   酸化物層を順次設けることを特徴とする透明導電膜の製
   造方法。 （９）透明導電性酸化物層が酸化インジウム系透明導電
   層であることを特徴とする請求項８記載の透明導電膜の
   製造方法。 （１０）酸化インジウム系透明導電層がＩＴＯ層である
   ことを特徴とする請求項９記載の透明導電膜の製造方法
   。 （１１）第２層の金属層が金、白金、ルテニウム、クロ
   ム、タンタル、ニオブ、バナジウム、鉛、アルミニウム
   、インジウム、スズの単金属層あるいはそれらの金属の
   内少なくとも１つを含む合金層であることを特徴とする
   請求項９または請求項１０記載の透明導電膜の製造方法
   。 （１２）透明導電性酸化物層が酸化スズ系透明導電層で
   あることを特徴とする請求項８記載の透明導電膜の製造
   方法。 （１３）酸化スズ系透明導電層がＡＴＯ層であることを
   特徴とする請求項１２記載の透明導電膜の製造方法。 （１４）第２層の金属層が金、白金、ルテニウム、クロ
   ム、アルミニウム、インジウム、アンチモン、スズの単
   金属層あるいはそれらの金属の内少なくとも１つを含む
   合金層であることを特徴とする請求項１２または請求項
   １３記載の透明電膜の製造方法。