JPH09171188A - 積層型透明導電膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 抵抗値が小さく、透過率の高い透明導電膜を
提供する。 【解決手段】 酸化物透明導電薄膜27,28,37と、それよ
りシート抵抗の小さい金属薄膜26,36とで積層型透明導
電膜22,32を構成させる。前記金属薄膜26,36によって積
層型透明導電膜全体のシート抵抗が小さくなり、酸化物
透明導電薄膜の干渉により反射が低減されるので透過率
が高くなる。酸化物透明導電薄膜27,28の間に金属薄膜2
6が位置する３層構造としてもよいし、酸化物透明導電
薄膜37裏面に金属薄膜36が位置する２層構造としてもよ
い。前記金属薄膜26,36に銀薄膜を用いる場合は、特に
特性がよく、その銀薄膜に金等の腐食防止剤を添加すれ
ば耐食性も向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は透明導電膜にかか
り、特に、抵抗値の小い積層型透明導電膜に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近では、主としてノートパソコン向け
にカラーＬＣＤ表示装置が普及しているが、一般に用い
られるカラーＬＣＤ表示装置は、ＴＦＴ方式とＳＴＮ方
式とに大別することができる。両方式を比べた場合、Ｔ
ＦＴ方式では、各画素電極をトランジスタによって独立
に駆動するため、ＣＲＴに匹敵する高画質が得られる
が、高価であるという問題点がある。他方、ＳＴＮ方式
は単純マトリクス駆動であるため、安価ではあるがクロ
ストークにより画質が劣化しやすいという問題がある。

【０００３】現状で、カラー表示装置に用いられている
透明導電膜のうち、特に、単純マトリクス駆動型ＬＣＤ
パネルの配線電極には、酸化インジウム(Ｉｎ₂Ｏ₃)にＳ
ｎを添加したＩＴＯ膜(indium tin oxide)が広く使用さ
れているが、ＳＴＮ方式の表示装置のクロストークにつ
いては、ＩＴＯ膜配線の低抵抗化によって改善できるこ
とが知られている。しかしながらノートパソコン向けの
表示装置については、大型化、高精細化の傾向にあり、
より微細な加工が求められていることから、むしろ、透
明導電膜の抵抗値は増加する傾向にある。

【０００４】特に、高精細化の要求については、現状は
640×480画素の規格が主流であるが、近い将来、より表
示能力の大きな800×600画素の規格が主流になるものと
考えられている。その場合、カラーのＲＧＢ表示のため
に必要な画素数は、モノクロの３倍になることから、透
明導電膜の抵抗値の問題は一層深刻になっている。

【０００５】このようなＩＴＯ膜は、通常、ＩＴＯ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によ
り、インライン装置またはバッチ装置を用いて生産され
ているが、例えば640×480画素の１０型パネルについて
は５〜７Ω／□のシート抵抗値が要求されており、更
に、800×600画素ではそれを下回る３〜５Ω／□のシー
ト抵抗値すら要求されているのに対し、現状で得られて
いるＩＴＯ膜の比抵抗から算出してみると、シート抵抗
を５Ω／□以下にするためには、ＩＴＯ膜を最低でも３
０００Å〜４０００Å程度の膜厚に成膜する必要がある
ことになる。

【０００６】しかしながらＩＴＯ膜の膜厚を３０００Å
以上にした場合には、光の干渉効果が生じるため、わず
かな膜厚変動があった場合でも色合いが変化してしま
い、表示素子としては不適当なものになってしまうとい
う問題点がある。

【０００７】ところで、透明導電膜には、ＩＴＯ膜ばか
りでなく、ＳｎＯ₂やＺｎＯなどの半導体の酸化物透明
導電薄膜があり、更にはＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌなどの
金属薄膜も透明導電膜に含める場合もあるが、前述した
ＩＴＯ膜は酸化物透明導電薄膜のうちで最も低い比抵抗
を持つのにもかかわらず、最近のカラーＳＴＮからの要
求に対しては、そのシート抵抗の値は大きすぎると言わ
れている。他方、金属薄膜については、１００Å程度の
ごく薄いものであっても１０Ω／□以下の低いシート抵
抗が得られるが、金属膜表面の光反射が大きく透過率が
悪いため、実際には透明導電膜としては用いられていな
かった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合に鑑みて創作されたもので、その目的は、シー
ト抵抗値が小さく、透過率の高い透明導電膜を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、積層型透明導電膜であっ
て、金属薄膜と酸化物透明導電薄膜とを有する積層型透
明導電膜であって、前記酸化物透明導電薄膜の裏面に前
記金属薄膜が成膜され、前記金属薄膜の反射が前記酸化
物透明導電薄膜の干渉効果で低減されたことを特徴と
し、

【００１０】また、請求項２記載の発明は、積層型透明
導電膜であって、金属薄膜と酸化物透明導電薄膜とを有
する積層型透明導電膜であって、前記酸化物透明導電薄
膜の中間に前記金属薄膜が成膜され、前記金属薄膜の反
射が前記酸化物透明導電薄膜の干渉効果で低減されたこ
とを特徴とする この場合、請求項３前記の発明のように、酸化物透明導
電薄膜のシート抵抗よりも前記金属薄膜のシート抵抗の
方が低くなるようにしておくと、積層型透明導電膜全体
のシート抵抗を小さくでき、また、請求項４記載の発明
のように、前記積層型透明導電膜の最大透過率が可視領
域にあるようにしておくと表示装置にとっては都合がよ
い。

【００１１】更に、請求項５記載の発明のように、前記
金属薄膜に腐食防止剤を添加しておくと、信頼性が向上
する。請求項６記載の発明のように、前記金属薄膜を銀
を主成分とする薄膜で構成しておくと諸特性が良好にな
るが、更に請求項７記載の発明のように、添加する腐食
防止剤として金を用いれば、特に耐食性が向上して好ま
しい。この場合、請求項８記載の発明のように、３重量
％以上、３０重量％以下の範囲で金を添加しておくと、
金を添加しない場合に比べて諸特性が遜色がない。

【００１２】本発明の積層型透明導電膜は上述したよう
な構成を有するが、スパッタ法によってＩＴＯ膜等の酸
化物透明導電薄膜を形成する場合には、負イオンがカソ
ード表面の電界で加速されて透明基板表面に入射し、成
膜しようとする酸化物透明導電薄膜がダメージを受け、
それにより比抵抗が増大することが知られている。その
ような負イオンの入射を低下させるためには、低電圧で
ターゲットをスパッタすればよいと言われている。

【００１３】しかしながら、単にスパッタ電圧を低電圧
にするだけでは、酸化物ターゲットを安定にスパッタす
ることができない。

【００１４】通常では、マグネトロンカソードの磁場強
度は２００〜３００Ｇであり、その場合のスパッタ電圧
の下限はおよそ４００Ｖ程度となるが、マグネトロン磁
場強度を１０００Ｇ程度まで増加させれば低いスパッタ
電圧でも安定なプラズマを維持することができるので、
今回は、２５０Ｖという低電圧でＩＴＯ膜を成膜するこ
とができた。

【００１５】但し、磁場強度を増加させただけでは２５
０Ｖが下限であったので、１０００Ｇの強磁場でＤＣマ
グネトロンカソードにＲＦ電圧を重畳したところ、２５
０Ｖ以下の低電圧でもＩＴＯ膜を成膜することができ
た。

【００１６】ところで、酸化物透明導電薄膜をスパッタ
リング法によって成膜する場合には、得られる薄膜のシ
ート抵抗の大きさには、酸化物透明導電薄膜の膜厚の
他、スパッタリングの際のＯ₂ガス添加量、基板温度、
放電電圧などの成膜パラメーターが多数関係することが
知られている。特に、ＩＴＯ膜等の酸化物透明導電膜に
ついては、基板加熱を行って高温で成膜するほど低抵抗
にできると言われているため、成膜温度も重要なパラメ
ーターである。

【００１７】そこで、今回は予備実験として、室温、２
００℃、３５０℃の成膜温度でＩＴＯ膜を形成し、比抵
抗を測定した。スパッタ電圧を横軸、比抵抗を縦軸にと
って、図３に、各成膜温度での比抵抗の値を、■、◆、
●のプロットを結んだグラフで示す。

【００１８】３５０℃の場合が最も比抵抗が小さくなる
が、ＩＴＯ膜をカラーＳＴＮに用いる場合には、透明基
板に形成されているカラーフィルタやオーバーコート材
の耐熱性の限界から、ＩＴＯ膜の成膜温度も１８０〜２
３０℃程度に制限されてしまう。

【００１９】この場合、図３から分かるように、成膜温
度２００℃、スパッタ電圧４００Ｖでは、形成されるＩ
ＴＯ膜の比抵抗はおよそ４×１０^-4Ωｃｍである。それ
に対して、スパッタ電圧を２５０Ｖという低電圧にする
と、２００℃の成膜温度でも、比抵抗をスパッタ電圧が
４００Ｖのときの二分の一の２×１０^-4Ωｃｍといいう
低抵抗にできた。更に、１１０Ｖのスパッタ電圧ではＩ
ＴＯ膜の比抵抗を１．３×１０^-4Ωｃｍという低抵抗に
できた。このように、低いスパッタ電圧で酸化物透明導
電薄膜の形成を行えば、膜中のダメージが低減され、シ
ート抵抗値も小さくすることができる。本発明の積層型
透明導電膜の酸化物透明導電薄膜を形成する際にも、低
いスパッタ電圧を用いると、積層型透明導電膜全体のシ
ート抵抗を低減できて望ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】

＜積層型透明導電膜の製造方法＞最初に、本発明の積層
型透明導電膜の製造方法について説明する。図１を参照
し、符号１０はスパッタ装置であり、本発明の積層型透
明導電膜を製造できる装置の一例を示したものである。

【００２１】このスパッタ装置１０は、酸化物透明導電
薄膜を成膜するスパッタ室１と、金属薄膜を成膜するス
パッタ室２とを有している。前記スパッタ室１、２の間
はバルブ３₂で仕切られており、各スパッタ室１、２の
両側は、バルブ３₁、３₃がそれぞれ設けられ、大気が侵
入しないように構成されている。

【００２２】また、前記スパッタ室１、２には、それぞ
れバルブ４₁、４₂を介して真空ポンプ５₁、５₂が接続さ
れており、前記各バルブ３₁〜３₃を閉じて前記バルブ４
₁、４₂を開け、各真空ポンプ５₁、５₂を起動すると個別
に真空排気できるように構成されている。

【００２３】前記スパッタ室１内の底面にはマグネトロ
ンカソード６が配置されており、このマグネトロンカソ
ード６上には、酸化物透明導電薄膜の材料であるＩＴＯ
焼結体ターゲット(Ｉｎ₂Ｏ₃−１０ｗｔ％ＳｎＯ₂)が、
その裏面に配置された磁石によって、表面の水平磁場強
度が約１０００ Ｏｅになるように設けられている(図示
せず)。また、このスパッタ室１内の天井には、キャリ
アー１３が水平移動可能に設けられており、該キャリア
ー１３に基板を取り付けるとその成膜面が前記ＩＴＯ焼
結体ターゲットに対して平行に向くように構成されてい
る。

【００２４】前記スパッタ室２内にはカソード９が配置
されており、このカソード９上には金属ターゲットが設
けられている(図示せず)。前記キャリアー１３に透明な
基板１２を取り付け、前記スパッタ室１を真空排気して
高真空状態とした後、スパッタ室１に設けられたノズル
８から、マスフローコントローラーで流量制御されたＡ
ｒガスとＯ₂ガスとを０．６７Ｐａの圧力まで導入し、
前記マグネトロンカソード６に接続された直流電源７
₁(ＲＦ電圧が重畳できるように構成してもよい)を起動
すると前記ＩＴＯ焼結体ターゲットのスパッタリングが
開始される。

【００２５】このスパッタリングの際、前記キャリアー
１３を動かして前記基板１２を前記ＩＴＯターゲット上
で等速度で通過させると、酸化物透明導電薄膜であるＩ
ＴＯ膜を所定膜厚で形成することができる。

【００２６】前記真空ポンプ５₂を動作させ、予め前記
スパッタ室２内を高真空状態にしておくと、前記バルブ
３₂を介して、前記ＩＴＯ膜が形成された基板をスパッ
タ室２内に搬入することができる。搬入後、このバルブ
３₂を閉じ、該スパッタ室２に設けられたノズル１１か
らマスフローコントローラーで流量制御されたＡｒガス
を０．２７Ｐａの圧力まで導入し、前記カソード９に接
続された直流電源７₂を起動すると前記金属ターゲット
のスパッタリングが開始される。このとき、前記基板１
２を金属ターゲット上で等速度で通過させると、ＩＴＯ
膜上に所定膜厚の金属薄膜を形成することができる。

【００２７】次に、ＩＴＯ膜と金属薄膜とがこの順で成
膜された基板を、前記バルブ３₂を介して再度スパッタ
室１に搬入すると、前記金属薄膜上にＩＴＯ膜を形成す
ることができる。そして大気中に取り出すと、図２(ａ)
に示すように、透明な基板１２上に、ＩＴＯ膜２８／金
属薄膜２６／ＩＴＯ膜２７の３層構造で構成された積層
型透明導電膜２２を得ることができる。

【００２８】また、未成膜基板１２を前記スパッタ室１
に搬入した後、ＩＴＯ膜を成膜せずにそのままスパッタ
室２に搬送し、基板１２表面に直接金属薄膜を形成した
後、スパッタ室１内に戻してＩＴＯ膜を成膜すれば、図
２(ｂ)に示すように、透明基板１２上に金属薄膜３６と
ＩＴＯ膜３７がこの順で成膜された２層構造の積層型透
明導電膜３２が得られる。

【００２９】＜積層型透明導電膜の透過率＞上記スパッ
タ装置１０の金属ターゲットに金ターゲットを使用し、
基板としてコーニング(株)製の製品番号＃７０５９の透
明基板(以下、この透明基板を用いる)を用い、その表面
にＩＴＯ膜／金薄膜／ＩＴＯ膜をこの順で形成し、前述
の図２(ａ)に示したような、３層構造の積層型透明導電
膜を作製した。このとき、ＩＴＯ膜一層当たりについて
は３００Åの一定膜厚とし、金薄膜については、８０、
１００、１５０Åの膜厚の３種類の積層型透明導電膜を
作製した。それらについて、２波長型分光光時計を用い
て大気リファレンスで透明基板を含めた透過率スペクト
ルを測定した。

【００３０】測定波長を横軸に、透過率を縦軸にとっ
て、前記金薄膜が８０、１００、１５０Åの膜厚に形成
された各積層型透明導電膜について、●、◆、■の各プ
ロットを結んだグラフで示す。

【００３１】次に、前記スパッタ装置１０の、上記金タ
ーゲットに替えて銀ターゲットを使用し、透明基板上に
ＩＴＯ膜／銀薄膜／ＩＴＯ膜の３層構造の積層型透明導
電膜を形成した。

【００３２】一層当たりのＩＴＯ膜を４５０Åの一定膜
厚とし、銀薄膜を８０、１３０、１８０Åの膜厚の３種
類の積層型透明導電膜を作製した。図６に、各積層型透
明導電膜の透過率スペクトルを、●、◆、■の各プロッ
トを結んだグラフで示す。８０Åと１３０Åの銀薄膜の
場合は透過率は良好であるが、１８０Åになると透過率
は低下している。これは、銀薄膜表面の反射が大きくな
るためである。

【００３３】３層構造の積層型透明導電膜の銀薄膜の膜
厚を１３０Åの一定膜厚とし、ＩＴＯ膜の膜厚を変化さ
せて透過率のピークを測定した。但し、銀薄膜の表裏に
位置する２層のＩＴＯ膜の膜厚は同じにした。横軸にＩ
ＴＯ膜の膜厚ｘ、縦軸に透過率のピークの波長をとっ
て、図４に各積層型透明導電膜の透過率ピーク波長を、
●のプロットを結んだグラフで示す。

【００３４】この図４から分かる通り、銀薄膜単層を透
明基板上に１３０Åの厚みに成膜した場合に比べて、透
過率は向上している。銀薄膜表面の大きな反射光がＩＴ
Ｏ膜層での干渉効果で低減されるためであるが、ＩＴＯ
膜の膜厚が増加すると、透過率のピーク波長も長波長側
にシフトしてしまっている。特に、１３０Åの銀薄膜を
用いた積層型透明導電膜について、可視域５５０ｎｍの
透過率を最大にするためには、膜厚４５０ÅのＩＴＯ膜
のが必要となることが分かる。

【００３５】また、同様に、前記スパッタ装置１０の金
属ターゲットに銅ターゲットを使用し、透明基板上にＩ
ＴＯ膜／銅薄膜／ＩＴＯ膜の３層構造(３００／１００
／３００Å)の積層型透明導電膜を作製し、透過率スペ
クトルを測定した。測定結果を、図７に、●のプロット
を結んだグラフで示す。

【００３６】図５〜図７の、各積層型透明導電膜の透過
率スペクトルのグラフを比較すると、銀薄膜を有する積
層型透明導電膜が最も透過率が高い。それに対し、金薄
膜を用いた積層型透明導電膜と銅薄膜を用いた積層型透
明導電膜では短波長側の吸収が大きく、また、それぞれ
の金属色を反映した色合いになっていた。

【００３７】比較のため、図８に、透明基板上に形成し
た、膜厚１０００Åと１５００Åの単層のＩＴＯ膜の透
過率スペクトルのグラフを示す。このグラフと図６のグ
ラフとから、膜厚１０００ÅのＩＴＯ膜の透過率スペク
トルと、ＩＴＯ膜／銀薄膜／ＩＴＯ膜の、膜厚４５０／
８０／４５０Åの場合の積層型透明導電膜の透過率スペ
クトルとがよく似ていることが分かる。また、膜厚１５
００ÅのＩＴＯ膜の透過率スペクトルについては、ＩＴ
Ｏ膜／銀薄膜／ＩＴＯ膜の、膜厚４５０／１３０／４５
０Åの場合の積層型透明導電膜の透過率スペクトルとが
よく似ていることが分かる。見た目の色合いにおいて
も、それぞれよく似ていた。

【００３８】＜積層型透明導電膜のシート抵抗＞前記ス
パッタ装置１０と透明基板を用い、基板加熱を行わず
に、ＩＴＯ膜／金薄膜／ＩＴＯ膜の３層構造と、ＩＴＯ
膜／銀薄膜／ＩＴＯ膜の３層構造と、ＩＴＯ膜／銅薄膜
／ＩＴＯ膜の３層構造と、及び銀薄膜／ＩＴＯ膜の２層
構造との積層型透明導電膜を形成した。各積層型透明導
電膜について、成膜直後のシート抵抗値と、２００℃で
１時間の大気アニールを行った後のシート抵抗の値とを
測定した。各層の膜厚とシート抵抗の関係を下記表１に
示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】大気アニールを行う必要性は、実際のＬＣ
Ｄパネルの製造工程において、液晶の封入工程などで熱
処理が加えられる場合があるので、耐熱性の確認のため
であったが、アニールを行った方がシート抵抗は２割程
度低下した。

【００４１】また、上記表２には示さないが、３００℃
の大気アニールを行うとシート抵抗値はさらに低下し
た。いずれの場合も、懸念された熱処理による劣化は発
生しなかった。

【００４２】このようなアニールによるシート抵抗の低
下は、ＩＴＯ膜の結晶化による比抵抗の低下だけでは説
明がつかず、その低下割合からは、むしろ金属層の比抵
抗が低下したことに起因すると推定できる。

【００４３】表１に記載した積層型透明導電膜のシート
抵抗を比較すると、バルク比抵抗の一番低い銀を金属薄
膜に用いたものが最も低い抵抗値が得られており、各積
層型透明導電膜のシート抵抗値は、用いられた金属膜の
種類と膜厚に依存していることが分かる。銀薄膜を用い
たものに注目してみると、ＩＴＯ膜／銀薄膜／ＩＴＯ膜
(４５０／１８０／４５０Å)では、成膜直後(as depo.)
で２．５９Ω／□のシート抵抗値、２００℃１時間の大
気アニール後で２．１０Ω／□のシート抵抗値であり、
この値は、透明導電膜としては超低抵抗と言える。

【００４４】なお、予備実験において、透明基板を２０
０℃に加熱して金属薄膜を形成しようと試みたところ、
金属が粒状に凝集して分離してしまい、得られた金属薄
膜では導電性がなかった。

【００４５】＜積層型透明導電膜の耐食性＞前記図５〜
図７の透過率の測定に使用した積層型透明導電膜を、長
時間(１〜２週間)大気中で放置したところ、銀薄膜を用
いたものと銅薄膜を用いたものとに腐食が発生している
ことが観察された。これはＩＴＯ膜の中間に位置する金
属層が酸化したためと考えられる。

【００４６】このように、銀薄膜を用いた積層型透明導
電膜はシート抵抗が小さく、透過率が高く、特性的には
優れており、カラーＳＴＮへの応用に対し一番有望であ
る。しかし、耐食性に劣っているため、エッチング方法
の検討とともに、この膜腐食の問題を解決することが望
ましい。一方、金薄膜を用いたものは、耐食性の点では
優れているが、シート抵抗が高く、透過率も低いため、
特性的には不充分である。

【００４７】＜金添加銀薄膜の積層型透明導電膜の諸特
性＞上述のスパッタ装置１０の金属ターゲットに、金が
添加された銀ターゲットを使用し、透明基板の表面にＩ
ＴＯ膜／金添加銀薄膜／ＩＴＯ膜(４５０／１３０／４
５０Å)から成る積層型透明導電膜を形成した。このと
き、銀薄膜中の金添加割合が６、１１、３０、３５重量
％である４種類の積層型透明導電膜を作製した。

【００４８】銀薄膜中の金添加割合と、各積層型透明導
電膜のシート抵抗値、及び透過率(波長５５０ｎｍでの
値)との関係を測定した。耐腐食性を観察するために、
各積層型透明導電膜を数日間大気中に放置した。パター
ン性を観察するために、ＨＣｌ：ＨＮＯ₃：Ｈ₂Ｏ(１：
１：８)のエッチング液を用い(液温４０℃)、各積層型
透明導電膜をエッチングしてエッチング残渣の有無を検
査した。

【００４９】比較のため、金を添加しなかった銀薄膜を
有する積層型透明導電膜についても、同様な測定を行っ
た。これらの結果を下記表２に示す。

【００５０】

【表２】

【００５１】各積層型透明導電膜ともシート抵抗は小さ
く、透過率を大きくできたが、金を添加しなかった積層
型透明導電膜では腐食が観察された。それに対し、３％
以上の金を添加した場合には腐食は観察されず、耐食性
は良好であった。特に、金を６％以上添加した積層型透
明導電膜については２ヶ月以上放置したが、腐食の発生
はみられなかった。

【００５２】パターン性については、各積層型透明導電
膜ともに前記エッチング液でエッチングができ、良好で
あった。但し、３５％の金を添加した場合には、エッチ
ング終了後、金と思われるエッチング残渣が観察され
た。

【００５３】＜金添加銀薄膜を有する積層型透明導電膜
のエッチング特性＞エッチング液に４０℃のＨＣｌ：Ｈ
ＮＯ₃：Ｈ₂Ｏ(１：１：８)を用い、他の金添加割合につ
いてもエッチング特性とともに、シート抵抗値と透過率
とを測定した。成膜直後、２００℃アニール、２５０℃
アニールの場合の測定結果について、下記表３に示す
(一部の値は上記表２と重複する)。

【００５４】

【表３】

【００５５】このように、ＩＴＯ膜／銀薄膜／ＩＴＯ膜
構造の積層型透明導電膜において、銀薄膜中に金を３％
以上添加した場合に、高透過率、低抵抗であって耐腐食
性を有する積層型透明導電膜が得られた。特に６％以上
金を添加すると、一層耐腐食性が向上する。また、２０
０℃以上のアニールを行うことで、充分低抵抗の積層型
透明導電膜が得られた。特に、２５０℃のアニールを行
った場合には、４．４４Ω／□という、超低抵抗の積層
型透明導電膜が得られた。

【００５６】以上の積層型透明導電膜の成膜条件を、下
記表に記載しておく。

【００５７】

【表４】

【００５８】＜まとめ＞以上説明したように、ＩＴＯ膜
／金属薄膜／ＩＴＯ膜の積層型透明導電膜では、特に、
ＩＴＯ膜／銀薄膜／ＩＴＯ膜の構造で、ＩＴＯ膜単層に
匹敵する高透過率と、ＩＴＯ膜単層に比べて大幅に低い
シート抵抗値を有する積層型透明導電膜が得られた。そ
の積層型透明導電膜中の銀薄膜に金を添加すると腐食が
防止できた。また、ＨＣｌ／ＨＮＯ₃系のエッチング液
を用いてパターンニングできることも分かった。

【００５９】ＩＴＯ膜／銀薄膜／ＩＴＯ膜の構造では、
各層の膜厚が４５０／１３０／４５０Å、銀薄膜中の金
の添加量が６％である場合に、透過率８２．８％(５５
０ｎｍ、透明基板込みの測定値)、シート抵抗４．４４
Ω／□(２５０℃アニール後)という、高透過率で超低抵
抗の積層型透明導電膜が得られた。

【００６０】＜本発明の他の実施の形態＞上記積層型透
明導電膜ではＩＴＯ膜(インジウム錫酸化物)を酸化物透
明導電薄膜として使用したが、インジウム酸化物に添加
する物質は、錫に限定されるものではない。

【００６１】更に、インジウム酸化物(Ｉｎ₂Ｏ₃)に限定
されるものではなく、例えば、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等の酸
化物半導体膜を広く用いることが可能である。この場
合、酸化物半導体に添加する物質には、ドナーとなるこ
とができる元素を広く含む。さらには薄膜にしたときに
透明となる各種の導電薄膜を広く用いることが可能であ
る。

【００６２】また、本発明の積層型透明導電膜に用いら
れる金属薄膜は、金、銀、銅に限定されるものではな
く、薄膜にし、酸化物透明導電薄膜との積層構造とした
ときに透過率の良い金属薄膜や合金薄膜を広く用いるこ
とができる。腐食防止剤も金に限定されるものではな
く、各種貴金属やその他化合物等、要するに、金属薄膜
や合金薄膜の比抵抗(シート抵抗)や透過率を大きく劣化
させることなく腐食を防止できる物質を広く含む。この
腐食防止剤の添加については、予め成膜したい金属薄膜
のターゲット材料中に添加してもよいし、金属薄膜材料
ターゲットとは別に金等の腐食防止剤ターゲットを用意
し、両方のターゲットを一緒にスパッタしても良い。こ
の場合には、ターゲットの面積比や投入電力を異ならせ
ることで、添加割合を調節することが可能となる。

【００６３】また、金属薄膜は一層のものに限定され
ず、また、酸化物透明導電薄膜も一層や二層のものに限
定されるものではなく、２層以上の金属薄膜と一層又は
２層以上の酸化物透明導電薄膜が積層されて構成された
積層型透明導電膜が広く含まれる。要するに、本発明の
積層型透明導電膜の構造には、金属薄膜層の反射を酸化
物透明導電薄膜層で低減できるようにすればよい。

【００６４】

【発明の効果】低抵抗で透過率の高い透明導電薄膜が得
られたので、配線抵抗を低減できる。パターン性も良好
であるので、高密度の表示装置に用いることができる。
透過率ピークが可視領域に位置するようにできるので、
効率の良い表示装置を作成することができる。耐腐食性
に優れているので透明導電膜の信頼性が向上し、ひいて
は本発明の積層型透明導電膜が用いられる製品の信頼性
も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の積層型透明導電膜の製造に用いるこ
とができるスパッタ装置の一例

【図２】 (ａ)本発明の３層構造の積層型透明導電膜の
一例を説明するための断面図 (ｂ)本発明の２層構造
の積層型透明導電膜の一例を説明するための断面図

【図３】 本発明の積層型透明導電膜の製造に用いるこ
とができる低電圧スパッタ法のスパッタ電圧及び成膜温
度とＩＴＯ膜の比抵抗の関係を説明するためのグラフ

【図４】 ＩＴＯ膜／銀薄膜／ＩＴＯ膜の積層型透明導
電膜のＩＴＯ膜の膜厚と透過率のピーク波長の関係を示
したグラフ

【図５】 ＩＴＯ膜／金薄膜／ＩＴＯ膜の積層型透明導
電膜における波長と透過率との関係を示したグラフ

【図６】 ＩＴＯ膜／銀薄膜／ＩＴＯ膜の積層型透明導
電膜における波長と透過率との関係を示したグラフ

【図７】 ＩＴＯ膜／銅薄膜／ＩＴＯ膜の積層型透明導
電膜における波長と透過率との関係を示したグラフ

【図８】 単層のＩＴＯ膜の波長と透過率の関係を示し
たグラフ

【符号の説明】

２２、３２……積層型透明導電膜 ２５、３５……基
板 ２６、３６……金属薄膜 ２７及び２８、３７……酸
化物透明導電薄膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 功 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 (72)発明者 中村 肇 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 (72)発明者 堀 隆英 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 (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属薄膜と酸化物透明導電薄膜とを有す
   る積層型透明導電膜であって、前記酸化物透明導電薄膜
   の裏面に前記金属薄膜が成膜され、前記金属薄膜の反射
   が前記酸化物透明導電薄膜の干渉効果で低減されたこと
   を特徴とする積層型透明導電膜。
2. 【請求項２】 金属薄膜と酸化物透明導電薄膜とを有す
   る積層型透明導電膜であって、前記酸化物透明導電薄膜
   の中間に前記金属薄膜が成膜され、前記金属薄膜の反射
   が前記酸化物透明導電薄膜の干渉効果で低減されたこと
   を特徴とする積層型透明導電膜。
3. 【請求項３】 前記酸化物透明導電薄膜のシート抵抗よ
   りも前記金属薄膜のシート抵抗の方が低くなるように形
   成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいず
   れか１項記載の積層型透明導電膜。
4. 【請求項４】 前記酸化物透明導電薄膜の最大透過率が
   可視領域にあることを特徴とする請求項１乃至請求項３
   のいずれか１項記載の積層型透明導電膜。
5. 【請求項５】 前記金属薄膜には腐食防止剤が添加され
   たことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１
   項記載の積層型透明導電膜。
6. 【請求項６】 前記金属薄膜は銀を主成分とする薄膜で
   構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のい
   ずれか１項記載の積層型透明導電膜。
7. 【請求項７】 前記金属薄膜は銀を主成分とする薄膜で
   構成され、前記腐食防止剤として金が用いられたことを
   特徴とする請求項５記載の積層型透明導電膜。
8. 【請求項８】 前記金の添加量が３重量％以上、３０重
   量％以下であることを特徴とする請求項７記載の積層型
   透明導電膜。