JPH05241174A - シリコン酸化膜と透明導電膜の連続形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板上に形成されたシリコン酸化膜上に連続
して形成される透明導電膜の抵抗率を低くする。 【構成】 基板上に形成され、透明導電膜と接するシリ
コン酸化膜の形成を、石英ターゲットを用い、Ｏ₂、Ｈ₂
Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のうちいずれか１つを含むガス雰囲気中で
スパッタ法により行うか、或いはシリコンターゲットを
用い、Ｏ₂とＨ₂Ｏ或いはＯ₂とＨ₂を含むガス雰囲気中で
スパッタ法により行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリコン酸化膜と透明
導電膜の連続形成方法に関し、更に詳しくは、液晶ディ
スプレイ等に用いる透明導電膜付き基板を作製する方法
のうち、特に下地としてシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）を
スパッタ法で形成した後、該シリコン酸化膜上に連続し
て同じくスパッタ法で透明導電膜を形成する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶パネルの中でも特に低コスト
化の要求される単純マトリックス駆動方式の液晶パネル
用基板としては、ソーダライムガラス（青板ガラス）が
一般的に用いられている。そして該基板上に液晶駆動用
の透明導電膜をスパッタ法等で形成するようにしてい
た。しかし、この基板となる青板ガラスはＮａイオンを
多量に含み、これが液晶の動作に悪影響を与え、パネル
の歩留まりを低下させるため、一般的には青板ガラスの
表面にアルカリイオンのバリア膜としてシリコン酸化膜
を形成後、該シリコン酸化膜の上に液晶駆動用の透明導
電膜を形成する。また、これ以外にも、液晶のカラーフ
ィルター上に透明導電膜を形成する場合にも、カラーフ
ィルターと透明導電膜との間にバリア膜としてシリコン
酸化膜を挟み込むことが行われていた。

【０００３】また、青板ガラス等の基板上にシリコン酸
化膜膜の形成方法としてはディップ法、ＣＶＤ法、スパ
ッタ法が用いられている。スパッタ法でシリコン酸化膜
を形成する場合、ターゲットとして石英（ＳｉＯ₂）、
スパッタガスとしてＡｒを用いて高周波スパッタ法で形
成する場合と、ターゲットとしてシリコン、スパッタガ
スとしてＡｒとＯ₂を用いて直流または高周波反応性ス
パッタ法で形成する場合とがある。双方ともに析出速度
の大きなマグネトロンスパッタ法が用いられることが多
い。

【０００４】また、シリコン酸化膜上に形成する透明導
電膜としては一般的にITO膜と称するIn-Sn-O系膜を用い
ることが多く、その形成方法としては、大面積基板への
均一性、安定性に優れ、低抵抗値膜を得やすいことから
スパッタ法が多用されるようになっている。そして、ス
パッタ法で透明導電膜を形成する場合、金属ターゲット
を用いて反応性スパッタ法で形成する場合と、酸化物タ
ーゲットを用いて形成する場合とがある。中でも酸化物
ターゲットを用いた直流マグネトロンスパッタ法は安定
性に優れ、低抵抗膜を得やすい。特に、従来より低電圧
でスパッタすることにより、従来よりも大幅に低抵抗な
透明導電膜を得ることが出来る方法として、本出願人は
先に特開平２−２３２３５８号公報で開示されているよ
うな、透明導電膜の製造方法を提案した。このような従
来よりも低電位でスパッタする本方法「特開平２−２３
２３５８号」が液晶用透明導電膜の生産にも広く用いら
れて来た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、素ガラ
ス（青板ガラス、コーニング＃７０５９）等の基板上に
アルカリイオンのバリア膜としてにシリコン酸化膜（Ｓ
ｉＯｘ）と透明導電膜をスパッタ法で連続的に形成した
場合、素ガラス上に直接透明導電膜を形成した場合に比
べて、透明導電膜の抵抗率が大幅に劣化するという問題
があった。前記のように透明導電膜（ＩＴＯ膜）／シリ
コン酸化膜（ＳｉＯｘ）／基板（青板ガラス）の用途は
液晶パネルなどの配線電極向けが多いため、透明導電膜
の抵抗率の劣化は大きな問題となる。

【０００６】本発明は、スパッタ法で形成したシリコン
酸化膜上でも透明導電膜の抵抗劣化が小さく、より低抵
抗の透明導電膜の形成を可能とする方法を提供すること
を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成すべく鋭意検討した結果、シリコン酸化膜（Ｓｉ
Ｏｘ）と透明導電膜をスパッタリング法で連続して形成
する場合、シリコン酸化膜と透明導電膜の界面における
シリコン酸化膜の状態、特にシリコン酸化膜の酸化度
（ｘの値）が透明導電膜の抵抗率に大きく影響を与える
ことを見出だした。例えば、石英（ＳｉＯ₂）ターゲッ
トを用いてＲＦマグネトロンスパッタ法でシリコン酸化
膜を形成する場合、スパッタ中にターゲットの石英（Ｓ
ｉＯ₂）組成から酸素が離脱して低級酸化状態の膜（Ｓ
ｉＯｘのｘの値が２より小さい）が形成される。この低
級酸化のシリコン酸化膜上に透明導電膜を形成した場
合、透明導電膜の抵抗率は、素ガラス（青板ガラスやコ
ーニング＃７０５９）上に直接形成した場合に比して大
きく劣化する。特に、シリコン酸化膜の形成をシリコン
ターゲットを用い、反応性スパッタ法で形成する場合の
方が、シリコン酸化膜表面の酸化状態による透明導電膜
の抵抗劣化の影響を受けやすい。そこでスパッタ法で形
成したシリコン酸化膜の上であってもより低抵抗の透明
導電膜を得る方法として、少なくとも透明導電膜との界
面付近のシリコン酸化膜の膜質組成を化学量論組成（Ｓ
ｉＯ₂）により近い組成にすることにより基板上に直接
透明導電膜を形成した場合と同程度の低抵抗の透明導電
膜が得られることを知見した。

【０００８】本発明は、前記知見に基づいてなされたも
のであり、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）とＩｎ−Ｏ系或
いはＩｎ−Ｓｎ−Ｏ系透明導電膜をスパッタ法により連
続して形成する方法において、より低抵抗の透明導電膜
を得るための方法として、以下の手段のいずれかを有す
る。

【０００９】(1) 石英ターゲットを用いてシリコン酸化
膜を形成する際、スパッタをＡｒ以外にＯ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｏ
₂とＨ₂のいずれか１つを添加したガス雰囲気中で行う。

【００１０】(2) シリコンターゲットを用い、反応性ス
パッタ法でシリコン酸化膜を形成する際、スパッタをＡ
ｒとＯ₂以外にＨ₂Ｏ或いはＨ₂を添加したガス雰囲気中
で行う。

【００１１】(3) シリコン酸化膜を多層に形成する方法
として、初期層は石英ターゲットを用い、スパッタをＡ
ｒのみで形成するか、或いはシリコンターゲットを用
い、スパッタをＡｒとＯ₂を用いて形成する。その際、
シリコン酸化膜の初期層を比較的高速で形成し、少なく
とも透明導電膜と接する層を、透明導電膜の低抵抗を目
的として、スパッタを石英ターゲットを用い、Ｏ₂、Ｈ₂
Ｏ、Ｏ₂とＨ₂をいずれか１つを含むガス雰囲気中で行う
か、或いはシリコンターゲットを用い、Ｏ₂とＨ₂Ｏ、或
いはＯ₂とＨ₂を含むガス雰囲気中で行って、シリコン酸
化膜を形成する。 (4) シリコン酸化膜の形成をＡｒのみを用いて石英ター
ゲットをスパッタ法で行うか、或いはＡｒとＯ₂を用い
てシリコンターゲットをスパッタ法で行うかして、比較
的高速で形成し、その後該シリコン酸化膜の表面を
Ｏ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のいずれかのガス中でプラズマに
曝した後に、透明導電膜を形成する。

【００１２】(5) 前記(1)〜(4)のいずれかの方法で基板
上にシリコン酸化膜を形成、或いは表面処理した後に、
基板をＩｎ−Ｏ系、或いはＩｎ−Ｓｎ−Ｏ系透明導電膜
のターゲット上を複数回通過させることにより透明導電
膜を多層化して形成する。

【００１３】

【作用】基板上にスパッタ法によりシリコン酸化膜が形
成され、該シリコン酸化膜上にスパッタ法により透明導
電膜が連続して形成される。基板上にスパッタ法により
シリコン酸化膜を形成する際、スパッタを石英ターゲッ
トを用い、Ｏ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のいずれかを１つ含む
ガス雰囲気中で行うか、或いはスパッタをシリコンター
ゲットを用い、Ｏ₂とＨ₂Ｏ或いはＯ₂とＨ₂を含むガス雰
囲気とし、反応性スパッタ法で行えば、その後にスパッ
タ法でシリコン酸化膜の上に形成される透明導電膜との
界面は、酸化度の進んだＳｉＯ₂により近い組成を有す
るシリコン酸化膜となる。

【００１４】また、基板上へのシリコン酸化膜の形成
を、シリコン酸化膜の２層とし、スパッタ法で第２層の
シリコン酸化膜を形成する際、スパッタを石英ターゲッ
トを用い、Ｏ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のいずれかを１つ含む
ガス雰囲気中で行うか、或いはスパッタをシリコンター
ゲットを用い、Ｏ₂とＨ₂Ｏ或いはＯ₂とＨ₂を含むガス雰
囲気中で、反応性スパッタ法で行えば、第１層の上に形
成される第２層のシリコン酸化膜は酸化度の進んだＳｉ
Ｏ₂により近い組成を有するシリコン酸化膜となる。

【００１５】また、基板上にシリコン酸化膜を形成した
後、該シリコン酸化膜をＯ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のうちい
ずれか１つ含むガスのプラズマ中に曝すと、その後にス
パッタ法でシリコン酸化膜の上に形成される透明導電膜
との界面は、酸化度の進んだＳｉＯ₂により近い組成を
有するシリコン酸化膜となる。

【００１６】また、基板上にシリコン酸化膜を形成した
後、或いは該シリコン酸化膜の処理を施した後、透明導
電膜のターゲット上を複数回通過させながらスパッタさ
せるとシリコン酸化膜上に多層化された透明導電膜が形
成される。

【００１７】

【実施例】以下添付図面に従って本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明シリコン酸化膜と透明導電膜
を連続的に形成する装置の１例を示すもので、具体的に
は本発明の請求項１或いは請求項２の形成方法を実施す
るための装置である。

【００１８】そして、図中、１はシリコン酸化膜のスパ
ッタ室、２は透明導電膜のスパッタ室を示す。また、ス
パッタ室１およびスパッタ室２の間およびスパッタ室
１，２の前後は夫々バルブ３で仕切るようにした。ま
た、各スパッタ室１，２内の夫々を真空ポンプその他真
空排気系４にバルブ５を介して接続した。

【００１９】また、スパッタ室１内にはシリコン酸化膜
のターゲットＳＴを取り付けたマグネトロンカソード６
を設置し、該マグネトロンカソード６にマッチングボッ
クスを介して電源７より例えば13.56ＭＨｚの高周波を
印加出来るようにした。尚、前記高周波が印加された
際、ターゲット表面でのマグネトロン水平磁場強度は25
0〜300Ｏｅとなるようにした。更に、スパッタ室１内に
ノズル８を介して各ガスボンベ９よりスパッタガスを導
入し、スパッタ室１内をＡｒ、Ｏ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｈ₂の各ガ
スを任意に組み合わせたガス雰囲気（以下スパッタガス
と称する）となるようにした。尚、ガスの導入の際の流
量調整はＨ₂Ｏはニードルバルブで、他のガスはマスフ
ローコントローラーで行うようにした。

【００２０】スパッタ室２内には透明導電膜のターゲッ
トＡＴを取り付けたマグネトロンカソード１０を設置
し、該マグネトロンカソード１０に電源１１より直流を
印加出来るようにした。尚、この際、低電圧スパッタに
よりより低抵抗な透明導電膜を得られるようにするた
め、ターゲットＡＴ表面の水平磁場強度は約1000Ｏｅと
なるようにした。更に、スパッタ室２内にノズル１２を
介して各ガスボンベ１３より導入し、スパッタ室２内を
Ａｒ、Ｏ₂の各ガスを任意に組み合わせたスパッタガス
となるようにした。尚、ガスの導入の際の流量調整はマ
スフローコントローラーで行うようにした。

【００２１】また、基板１４はキャリア１５に設置でき
るようにすると共に、該キャリア１５は各スパッタ室
１，２の室内および両スパッタ室１，２間を移動自在と
し、基板１４をスパッタ室１内でターゲットＳＴ上を所
定の速度で通過させながら、スパッタ法により基板１４
上にシリコン酸化膜を形成後、スパッタ室１とスパッタ
室２との間のバルブ３を通過せしめ、更にスパッタ室２
内に搬送し、スパッタ室２内でターゲットＡＴ上を所定
の速度で通過させながらスパッタ法により基板１４上に
形成されたシリコン酸化膜上に透明導電膜を連続して形
成出来るようにした。尚、シリコン酸化膜および透明導
電膜の形成の際、基板１４の温度は基板１４の背面に設
置したシースヒータ１６により制御するようにした。

【００２２】次に、前記装置を用いてシリコン酸化膜と
透明導電膜の連続形成の具体例を説明する。

【００２３】実施例１ 本実施例は請求項１の１実施例である。本実施例ではシ
リコン酸化膜のターゲットＳＴは石英を用い、透明導電
膜のターゲットＡＴはＩｎ₂Ｏ₃にＳｎＯ₂を１０ｗｔ％
混入した酸化物を用い、また、基板１４は縦210mm、横2
10mm、厚さ1.1mmの青板ガラスを用いた。また、シリコ
ン酸化膜および透明導電膜の形成時の基板１４温度はシ
ースヒータ１６により３５０℃とし、また、シリコン酸
化膜および透明導電膜の形成時のスパッタ室１，２内の
圧力はいずれも５×１０^{- 3}Torrとし、また、透明導電
膜の形成時のスパッタ電圧は２５０Ｖとした。

【００２４】そして、スパッタ室１内に表１に示すスパ
ッタガスを導入し、夫々のスパッタガスで、ＲＦマグネ
トロンスパッタ法により基板１４上に厚さ約250Åのシ
リコン酸化膜を形成し、更に、該シリコン酸化膜上に低
電圧スパッタ法により厚さ約1000Åの透明導電膜を連続
して形成した。尚、シリコン酸化膜の形成時のＲＦマグ
ネトロンスパッタは印加高周波を1.7ＫＷとし、ターゲ
ット表面でのマグネトロン水平磁場強度を250Ｏｅとし
た。また、透明導電膜の形成時のターゲット表面でのマ
グネトロン水平磁場強度は1000Ｏｅとした。尚、スパッ
タ室２内での透明導電膜の形成時のスパッタガスは、シ
リコン酸化膜の形成時のスパッタ室１内のスパッタガス
の種類や、圧力等の条件に応じて、Ａｒガスに混入する
Ｏ₂ガスの流量を調整して透明導電膜の膜抵抗率が最高
値となるように制御した。

【００２５】そして、形成された透明導電膜の抵抗率を
四探針法により測定し、その測定結果を表１に示した。

【００２６】また、基板上にシリコン酸化膜を形成せず
に、直接透明導電膜をスパッタ法により形成し、該透明
導電膜の抵抗率を前記と同様の方法で測定し、その測定
結果を表１に示した。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１から明らかなように、シリコン酸化膜
の形成をＡｒガスのみのスパッタガス中でスパッタした
場合の透明導電膜の抵抗率（１．５７×１０^{- 4}Ωｃ
ｍ）は、基板上に直接透明導電膜を形成した場合の抵抗
率（１．２２×１０^{- 4}Ωｃｍ）に比して低下するが、
シリコン酸化膜の形成時にＯ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のいず
れか１つを含むスパッタガス中でスパッタすれば抵抗率
は改善されることが確認された。特に、スパッタガスに
Ｏ₂とＨ₂を添加することにより基板上に直接透明導電膜
を形成した場合と同等の抵抗率が得られた。

【００２９】しかし、シリコン酸化膜の形成時にＯ₂、
Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のいずれか１つを含むスパッタガス中
でスパッタすると、いずれの場合もシリコン酸化膜の析
出速度の低下がみられた。例えばシリコン酸化膜の形成
時のスパッタガスにＯ₂を１×１０^{- 3}Torr添加した場合
は、Ａｒのみでスパッタした場合に比してシリコン酸化
膜の析出速度は約１／３程度に低下した。

【００３０】実施例２ 本実施例は請求項２の１実施例である。シリコン酸化膜
のターゲットにシリコンを用い、また該シリコン酸化膜
の形成時のスパッタを反応性スパッタとし、スパッタ室
１内に導入するスパッタガスを表２とした以外は、前記
実施例１と同様の方法で基板１４上にシリコン酸化膜を
形成した後、該シリコン酸化膜上に透明導電膜を形成し
た。形成された透明導電膜の抵抗率を前記実施例１と同
様の方法で測定し、その結果を表２に示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】表２から明らかなように、ターゲットに石
英を用いた前記実施例１の場合と同様の傾向が見られ
た。例えばスパッタガスにＡｒとＯ₂を用いた場合の抵
抗率は１．８×１０^{- 4}Ωｃｍであるのに対し、Ａｒと
Ｏ₂のスパッタガスに、更にＨ₂Ｏ、或いはＨ₂を添加す
ることにより形成された透明導電膜の抵抗率は１．４×
１０^{- 4}Ωｃｍまで改善されたことが確認された。

【００３３】前記実施例１のようにスパッタ法で基板上
にシリコン酸化膜と透明導電膜を連続して形成する際、
シリコン酸化膜の形成をＯ₂，Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のいずれ
かを添加したスパッタガス中で行うと、その後にシリコ
ン酸化膜上に形成される透明導電膜の抵抗率を低下させ
ることが出来る。しかし、シリコン酸化膜の析出速度が
大きく低下するため、液晶パネル等の多量生産には製造
効率が低い。

【００３４】次に、この問題点を解決し、酸化度の進ん
だシリコン酸化膜の形成を効率良く行うことが出来る方
法を説明する。図２は本発明シリコン酸化膜と透明導電
膜を連続して形成する装置の他の例を示すものであり、
具体的には本発明の請求項３或いは請求項４の形成方法
を実施するための装置である。

【００３５】図２に示す装置について前記図１装置との
相違点を説明する。図２装置は、図１装置のシリコン酸
化膜のスパッタ室１の上流側に更にシリコン酸化膜のス
パッタ室２１を増設したものであって、スパッタ室２１
とスパッタ室１の間およびスパッタ室２１の前側は夫々
バルブ３で仕切るようにした。

【００３６】また、スパッタ室２１内を真空ポンプその
他真空排気系２２にバルブ２３を介して接続した。ま
た、スパッタ室２１内にはシリコン酸化膜のターゲット
ＳＴを取り付けたマグルトロンカソード２４を設置し、
該マグネトロンカソード２４にマッチングボックスを介
して電源２５より高周波を印加出来るようにした。尚、
ターゲットにシリコンを用い、シリコン酸化膜の形成を
直流スパッタで行う場合は、電源２５を直流電源と交換
出来るようにした。更に、スパッタ室２１内にノズル２
６を介して各ガスボンベ２７より導入し、ターゲットが
石英の場合は、スパッタガスをＡｒのみとし、ターゲッ
トがシリコンの場合はＡｒとＯ₂の各ガスを任意に組み
合わせたスパッタガスとなるようにした。尚、ガスの導
入の際の流量調整はマスフローコントローラーで行うよ
うにした。他の符号については前記図１に示す装置と同
一構成のため説明を省略する。

【００３７】次に、前記図２装置を用いてシリコン酸化
膜と透明導電膜の連続形成方法の具体例を説明する。

【００３８】実施例３ 本実施例は請求項３の１実施例である。スパッタ室２１
のターゲットＳＴとして石英を用い、シリコン酸化膜の
形成時のスパッタガスに５×１０^{- 3}TorrのＡｒのみを
用いた以外は前記実施例１と同一条件とした。

【００３９】先ず、スパッタ室２１内でスパッタ法によ
り基板１４上に厚さ200Åの第１層目のシリコン酸化膜
を形成した後、スパッタ室１内で同じく石英ターゲット
により実施例１における表１に示す夫々のスパッタガス
中でスパッタ法により第１層目のシリコン酸化膜上に厚
さ50Åの第２層目のシリコン酸化膜を形成した。続いて
スパッタ室２内で第２層目のシリコン酸化膜上に実施例
１と同様の方法で厚さ1000Åの透明導電膜を形成した。

【００４０】形成された夫々の透明導電膜の抵抗率を調
べたところ表１に示す夫々の透明導電膜の抵抗率の値と
同等であった。

【００４１】実施例４ 本実施例は請求項３のもう１つの実施例である。スパッ
タ室２１のターゲットＳＴとしてシリコンを用い、シリ
コン酸化膜の形成時のスパッタガスに４×１０^{- 3}Torr
のＡｒと１×１０^{- 3}TorrのＯ₂としたガスを用いた以外
は前記実施例１と同一条件とした。

【００４２】先ず、スパッタ室２１内でスパッタ法によ
り基板１４上に厚さ200Åの第１層目のシリコン酸化膜
を形成した後、スパッタ室１内で同じく石英ターゲット
により実施例１における表１に示す夫々のスパッタガス
雰囲気中でスパッタ法により第１層目のシリコン酸化膜
上に厚さ50Åの第２層目のシリコン酸化膜を形成した。
続いてスパッタ室２内で第２層目のシリコン酸化膜上に
実施例１と同様の方法で厚さ1000Åの透明導電膜を形成
した。

【００４３】形成された夫々の透明導電膜の抵抗率を調
べたところ表１に示す夫々の透明導電膜の抵抗率の値と
同等であった。

【００４４】実施例５ 本実施例は請求項３の他の実施例である。同様にして、
スパッタ室２１で石英ターゲットを用い、５×１０^{- 3}T
orrのＡｒとしたスパッタガス中で、或いはシリコンタ
ーゲットを用い、４×１０^{- 3}TorrのＡｒと１×１０^{- 3}
TorrのＯ₂としたスパッタガス中で、基板上に厚さ200Å
の第１層のシリコン酸化膜を形成した後、スパッタ室１
でシリコンターゲットを用い、ＡｒとＯ₂にＨ₂Ｏ或いは
Ｈ₂を添加したスパッタガス中で厚さ50Åの第２層のシ
リコン酸化膜を形成し、その後、スパッタ室２で第２層
のシリコン酸化膜上に実施例１と同様の方法で透明導電
膜を形成し、夫々の透明導電膜の抵抗率を調べたとこ
ろ、前記実施例１と同様に抵抗率の改善が認められた。

【００４５】前記実施例３，４，５の結果から、透明導
電膜に直接接する第２層のシリコン酸化膜の膜質が、そ
の後に形成される透明導電膜の抵抗率に大きな影響を与
えることが分かった。このように本実施例はスパッタ室
２１において、青板ガラスのような可動イオンを有する
材料を液晶パネルの基板として用いる際、基板上に予め
可動イオンのバリアに必要なシリコン酸化膜の膜厚を比
較的高速で形成し、その後に透明導電膜の低抵抗化のた
めに透明導電膜の界面に酸化度の進んだシリコン酸化膜
の薄膜を形成するものであり、生産性に優れると共に、
低抵抗の透明導電膜も得ることが出来るのである。

【００４６】実施例６ 本実施例は請求項４の１実施例である。図２に示した装
置を用いて、先ず、スパッタ室２１において石英ターゲ
ットで、Ａｒを５×１０^{- 3}Torrとしたスパッタガス中
で、厚さ200Åのシリコン酸化膜を形成した後、スパッ
タ室１においてＯ₂を３×１０^{- 3}Torr、Ｈ₂Ｏを１×１
０^{- 3}TorrとＡｒを２×１０^{- 3}Torr、Ｏ₂を１×１０^{- 3}T
orrとＨ₂を２×１０^{- 3}Torrのいずれかのスパッタガス
を導入し、高周波100Ｗを投入してスパッタガスをプラ
ズマ化すると共に、前記シリコン酸化膜を夫々のスパッ
タガス中に曝して、１分間のプラズマ処理を行った後、
スパッタ室２においてプラズマ処理済みの夫々のシリコ
ン酸化膜上に実施例１と同様の方法で厚さ1000Åの透明
導電膜を形成した。そして形成された透明導電膜の夫々
について抵抗率を調べたところ、シリコン酸化膜上にプ
ラズマ処理を行うとスパッタ時にいずれのスパッタガス
を用いた場合も、プラズマ処理を行わなかった場合に比
して透明導電膜の抵抗率に改善が見られた。

【００４７】実施例７ 本実施例は請求項５の１実施例である。図１に示した装
置を用いて、スパッタ室１において石英ターゲットで、
Ａｒを５×１０^{- 3}Torrとしたスパッタガス中で、或い
はＡｒを４×１０^{- 3}Torr、Ｏ₂を１×１０^{- 3}Torrとし
たスパッタガス中で基板上に厚さ250Åのシリコン酸化
膜を形成後、スパッタ室２において基板１４をターゲッ
トＡＴ上を２往復通過させながらスパッタ法により厚さ
250Åずつに４層積層して膜厚の総厚が1000Åの多層化
した透明導電膜を形成した。その他の条件は前記実施例
１と同一とした。形成された透明導電膜の抵抗率を調べ
たところ、表１に示すように透明導電膜を膜厚が厚い１
層のものに比べて、薄い膜厚の透明導電膜を積層状態に
多層化することにより透明導電膜の抵抗率が大幅に低く
することが出来ることが確認された。

【００４８】前記実施例ではシリコン酸化膜を石英ター
ゲットを用い、ＲＦマグネトロンスパッタ法で形成した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、磁場を用
いないＲＦ二極スパッタ法で形成しても、スパッタガス
にＯ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のいずれか用いたＲＦマグネト
ロンスパッタ法と同様に透明導電膜の抵抗率を低くする
効果が得られる。

【００４９】また、シリコン酸化膜をシリコンターゲッ
トを用い、直流反応性スパッタ法で形成したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、ＲＦ反応性マグネト
ロンスパッタ法、或いは磁場を用いないＲＦ反応性スパ
ッタ法で形成しても、スパッタガスにＯ₂とＨ₂Ｏ、或い
はＯ₂とＨ₂を用いた直流反応性スパッタ法と同様に透明
導電膜の抵抗率を低くする効果が得られる。

【００５０】また、前記実施例では透明導電膜の材料と
してＩｎ−Ｓｎ−Ｏ系を用いたが、本発明はこれに限定
されるものではなく、Ｓｎを含まないＩｎＯｘ膜を用い
てもＩｎ−Ｓｎ−Ｏ系と同様に抵抗率の改善を図ること
が出来る。また、透明導電膜の形成法として前記実施例
では酸化物ターゲットを用いた直流マグネトロンスパッ
タ法としてが、本発明はこれに限定されるものではな
く、酸化物ターゲットを用いたＲＦマグネトロンスパッ
タ法、ＲＦ二極スパッタ法、Ｉｎ−ＳｎまたはＩｎの金
属ターゲットを用いた直流反応性マグネトロンスパッタ
法、ＲＦ反応性マグネトロンスパッタ法、ＲＦ反応性二
極スパッタ法のいずれを用いてもよく、前記シリコン酸
化膜の形成効果、および透明導電膜の多層化の効果も充
分に得られる。

【００５１】また、前記実施例はシリコン酸化膜上に透
明導電膜を形成するものであるが、透明導電膜の下地と
なる膜材をシリコン酸化膜ではなく、例えば酸化アルミ
ニウム（ＡｌＯｘ）、酸化タンタル（ＴａＯｘ）等の酸
化物の場合も、下地となる膜材の化学量論組成からのず
れによりシリコン酸化膜と同様に、その上に形成される
透明導電膜の抵抗率が劣化するが、前記本発明実施例と
同様にＯ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のいずれかのスパッタガス
中で下地の酸化物の膜を形成することにより、透明導電
膜の抵抗率を改善することが出来た。

【００５２】従って、本発明法は透明導電膜の下地とし
てシリコン酸化膜だけではなく、他の酸化物膜に対して
も幅広く応用することが出来る。また、透明導電膜の下
地として、酸化物膜でなく、例えばＳｉＮｘのような窒
化物についても種々検討したところ、酸化物と同様に窒
化物の化学量論組成からのずれにより、その上に形成さ
れた透明導電膜の抵抗率の劣化が見られた。そこで、下
地の膜材として例えばＳｉＮｘのような窒化物膜を用い
る場合は、スパッタ法によりＳｉＮｘの形成をＮ₂、Ｈ₂
Ｏ、Ｈ₂とＯ₂のいずれか１つを含むスパッタガス中で行
うことにより、その上に形成された透明導電膜の抵抗率
を低くする効果が見られ、抵抗率を改善することが出来
ることか分かった。

【００５３】

【発明の効果】本発明によるときは、スパッタ法でシリ
コン酸化膜と透明導電膜を連続して形成する際、透明導
電膜の界面と接するシリコン酸化膜の形成を、石英ター
ゲットを用い、Ｏ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のうちいずれか１
つを含むガス雰囲気中でスパッタ法により行うか、或い
はシリコンターゲットを用い、Ｏ₂とＨ₂Ｏ或いはＯ₂と
Ｈ₂を含むガス雰囲気中でスパッタ法により行うように
したので、基板上に酸化度の進んだシリコン酸化膜が形
成されて、その後にシリコン酸化膜上に連続して形成さ
れる透明導電膜の抵抗率を低くすることが出来る効果を
有する。

【００５４】また、シリコン酸化膜の形成を、Ａｒを含
むガス雰囲気中で石英ターゲットのスパッタ法、或いは
ＡｒとＯ₂を含むガス雰囲気中でシリコンターゲットの
反応性スパッタ法で第１層のシリコン酸化膜を形成した
後、Ｏ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のうちいずれか１つを含むガ
ス雰囲気中で石英ターゲットのスパッタ法、或いはＯ₂
とＨ₂Ｏ或いはＯ₂とＨ₂を含むガス雰囲気中でシリコン
ターゲットの反応性スパッタ法で第２層目のシリコン酸
化膜を形成するようにすれば、最初に析出速度の大きな
条件下で酸化度の小さなシリコン酸化膜の形成を行い、
その後に酸化度の大きなシリコン酸化膜を形成すること
が出来て、酸化度の進んだシリコン酸化膜の生産性に優
れると共に、低抵抗の透明導電膜も得られる等の効果が
ある。

【００５５】また、シリコン酸化膜の形成を、Ａｒを含
むガス雰囲気中で石英ターゲットのスパッタ法、或いは
ＡｒとＯ₂を含むガス雰囲気中でシリコンターゲットの
反応性スパッタ法でシリコン酸化膜を形成した後、該シ
リコン酸化膜にＯ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のいずれか１つを
含むガス雰囲気中でプラズマに曝すようにすれば、透明
導電膜との界面に酸化度の進んだシリコン酸化膜を容易
に形成出来て、生産性に優れると共に、低抵抗の透明導
電膜も得られる等の効果がある。

【００５６】また、前記のいずれかの方法でシリコン酸
化膜を形成した後、該シリコン酸化膜上にスパッタ法で
多層化された透明導電膜を形成するようにすれば、透明
導電膜の抵抗率を更に低くすることが出来る効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のシリコン酸化膜と透明導電膜を連続
して形成するに用いる装置の１実施例の説明線図、

【図２】 本発明のシリコン酸化膜と透明導電膜を連続
して形成するに用いる装置の他の実施例の説明線図。

【符号の説明】

１，２１ シリコン酸化膜のスパッタ室、 ２ 透明導電膜のスパッタ室、 １３ 基板、 ＳＴ シリコンターゲット、 ＡＴ 透明導電膜ターゲット。

フロントページの続き (72)発明者 中村 久三 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スパッタ法で基板上にシリコン酸化膜を
   形成し、該シリコン酸化膜上にＩｎ−Ｏ系或いはＩｎ−
   Ｓｎ−Ｏ系透明導電膜を連続的に形成する方法におい
   て、シリコン酸化膜をＯ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のうちいず
   れか１つを含むガス雰囲気中で石英ターゲットのスパッ
   タ法により形成することを特徴とするシリコン酸化膜と
   透明導電膜の連続形成方法。
2. 【請求項２】 スパッタ法で基板上にシリコン酸化膜を
   形成し、該シリコン酸化膜上にＩｎ−Ｏ系或いはＩｎ−
   Ｓｎ−Ｏ系透明導電膜を連続的に形成する方法におい
   て、シリコン酸化膜をＯ₂とＨ₂Ｏ或いはＯ₂とＨ₂を含む
   ガス雰囲気中でシリコンターゲットの反応性スパッタ法
   により形成することを特徴とするシリコン酸化膜と透明
   導電膜の連続形成方法。
3. 【請求項３】 スパッタ法で基板上にシリコン酸化膜を
   形成し、該シリコン酸化膜上にＩｎ−Ｏ系或いはＩｎ−
   Ｓｎ−Ｏ系透明導電膜を連続的に形成する方法におい
   て、シリコン酸化膜の第１層をＡｒを含むガス雰囲気中
   で石英ターゲットのスパッタ法、或いはＡｒとＯ₂を含
   むガス雰囲気中でシリコンターゲットの反応性スパッタ
   法により形成した後、該第１層のシリコン酸化膜上にシ
   リコン酸化膜の第２層、或いは少なくとも透明導電膜と
   接する層をＯ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のうちいずれか１つを
   含むガス雰囲気中で石英ターゲットのスパッタ法、或い
   はＯ₂とＨ₂Ｏ或いはＯ₂とＨ₂を含むガス雰囲気中でシリ
   コンターゲットの反応性スパッタ法により形成すること
   を特徴とするシリコン酸化膜と透明導電膜の連続形成方
   法。
4. 【請求項４】 スパッタ法で基板上にシリコン酸化膜を
   形成し、該シリコン酸化膜上にＩｎ−Ｏ系或いはＩｎ−
   Ｓｎ−Ｏ系透明導電膜を連続的に形成する方法におい
   て、シリコン酸化膜をＡｒをガス含む雰囲気中で石英タ
   ーゲットのスパッタ法、或いはＡｒとＯ₂を含むガス雰
   囲気中でシリコンターゲットの反応性スパッタ法で形成
   した後、該酸化膜ををＯ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂とＨ₂のうちいず
   れか１つを含むガスのプラズマ中に曝した後、該酸化膜
   上に透明導電膜をスパッタ法により形成することを特徴
   とするシリコン酸化膜と透明導電膜の連続形成方法。
5. 【請求項５】 スパッタ法で基板上にシリコン酸化膜を
   形成し、該シリコン酸化膜上にＩｎ−Ｏ系或いはＩｎ−
   Ｓｎ−Ｏ系透明導電膜を連続的に形成する方法におい
   て、基板上に請求項第１〜４項記載のいずれかの方法に
   よりシリコン酸化膜を形成した後、基板を透明導電膜材
   料のターゲット上に複数回通過させながらスパッタ法に
   より該シリコン酸化膜上に多層化された透明導電膜を形
   成することを特徴とするシリコン酸化膜と透明導電膜の
   連続形成方法。