JPS601704A - 透明導電膜のパタ−ン形成方法 - 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 本発明は光電変換デバイスに用いる透明導電膜のパター
ン形成方法に関する。

従来例の構成とその問題点 透明導電膜はエレクトロルミネセンス（ＦＬ）表示装置
や液晶表示装置、撮像管などの変換デバイスに用いられ
ている。これらのなかでドツトマトリックス型薄膜ＥＬ
素子においては、発光層や絶縁層は互いに交差するスト
ライプ状の透明道管３ページ 膜と反射電極によシミ界が印加される。また撮像管では
、光導電膜はストライプ状の透明導電膜と光導電膜表面
を走査する電子ビームによって電界が印加されている。

このため、透明導電膜のストライプの断面形状が矩形に
近いと、そのエツジ部分に高電界が印加され、絶縁破壊
を生じて、ストライプ状電極の断線や画質の劣化といっ
た重大な問題が起こる。これは透明導電膜の膜厚が大き
い程顕著である。

断面形状にゆるやかなテーパがついていれば、絶縁破壊
の問題は解決できる。断面が円孤状のホトレジストをマ
スクとして酸化錫膜をスパッタエッチし、パターンのエ
ツジをゆるやかなテーパ状に加工する方法が提案されて
いる（「真空」第２４巻第１２号、第６６３〜６５９頁
（１９８１））。

この方法では、ストライプの幅が２０〜３０μｍ以上で
あるときには、ホトレジストの断面形状が円孤状になら
ないので、スパッタエッチによってテーパが形成できな
かった。１だ、スパッタエッチの方法の場合には試料を
陰極の上に並べて置く必要があり、一度に多数の素子を
エッチすることができなかった。特にドツトマトリック
ス型ＥＬ素子のように試料一つ一つの大きさが太きいと
この問題は大きなものとなる。さらには、スパッタエッ
チにおいてエツチングレイトを上げるだめスパッタリン
グの放電電力を増すと、フォトレジストが加熱されて硬
化し除去できなくなる。このため、エツチングレイトを
大きくできなかった。以上のようにスパッタエツチング
法には非常に生産性が低いという問題点もあった。

発明の目的 本発明は、Ｉｎ２ｏ３を主成分とする透明導電膜の生産
性の高いエツチング方法であって、幅の広いパターンに
おいてもゆるやかなテーパ状にケミカルエッチする方法
を提供することを目的とするものである。

発明の構成 上記の目的を達成するだめに、本発明は以下の四工程に
よって透明導電膜のパターンを形成する。

（１）　Ｉｎ２ｏ３を主成分とする透明導電膜を形成６
　ページ する工程。

（ｂ）　透明導電膜上にエツチング液への溶解速度が透
明導電膜より大きなＩ　ｎ　２０　ｓを主成分とする膜
（以下膜Ａと記す）を形成する工程。

（Ｃ）　エツチング液への溶解速度が透明導電膜より小
さなホトレジスト等の膜（以下膜Ｂと記す）の、ストラ
イプ等の必要とするパターンを形成する工程。

（ｄ）　エツチング液によシ各膜を同時にケミカルエッ
チする工程。

工程（ｄ）において膜Ｂにおおわれていない膜Ａがはじ
めにエッチされる。その下の透明導電膜はその次にエッ
チされ始める。と同時に、膜への膜Ｂにおおわれている
部分も、膜の主面内方向にエツチングされて行く。これ
により膜Ｂにおおわれてい名透明導電膜が露出して、エ
ツチング液にさらされるようになり、徐々にエッチされ
る。

透明導電膜が厚み方向に全厚み分エッチされた時点にお
いて、膜Ａのエッチされた端部から膜Ｂの端部までの間
で透明導電膜がテーノく状となって６　ページ いる。テーパのゆるやかさは、膜Ａと透明導電膜とのエ
ツチング速度の比に依存し、比が大きいほどテーパはゆ
るやかになる。テーパ形成後、ホトレジストなどで形成
されている膜Ｂが不要となる場合には、それを除去する
。膜Ａも不要であるならばそれも除去すればよいが、膜
Ａの抵抗が十分低く、光透過率も高ければ、膜Ａを透明
導電膜としてそのま寸素子に用いることができる。

実施例の説明 以下、本発明の方法の実施例について、図を用いて説明
する。

基板上にＩｎ　Ｏを９２％とし、Ｓ　ｎＯ２を８モ　３ ルチ含んだ透明導電膜を３００　ｎｍの厚さにガラス基
板上に形成した。膜形成手段は直流マグネトロンスパッ
タリングであって、ターゲットには１ １ｎ−８ｎの合金を用いる、Ａｒ５Ｘ１０　ｐａ　ｌ　
ｏ２２Ｘ１０　’ｐａの混合ガス雰囲気で行なった。基
板加熱は行なっていない。この膜を真空中において３５
０℃で１時間熱処理した。さらにこの上に同一の条件で
同一組成の膜を２０　ｎ　ｍの厚さに形成７　ページ した。熱処理は行なわない。以上が上記工程（ａ）。

（ｂ）に相当し、この時の膜の構成を第１図に示す。

図中１はガラス基板２，３はそれぞれＩｎ２Ｏ３を主成
分とする厚さ３００　ｎｍ　、　２０　ｎｍの膜である
。第２図は上記工程（Ｃ）に相当し、図に示すようにポ
ジティブタイプのホトレジスト膜４を形成し、これに幅
１７０μｍ、ピッチ２００μｍのストライプパターンを
形成した。その膜厚は１．７μｍである。第３図から第
６図までは上記工程（ｄ）に相当する。

エツチング液には塩化第２鉄と塩酸の混液を用いておシ
、その温度は４０℃とした。第３図は膜３が透明導電膜
２との界面までエッチされたときの図である。この時点
より透明導電膜２がエッチされ始める。第４図は透明導
電膜２が途中１でエッチされた状態を示す図であシ、膜
３はフォトレジスト膜４のＴ１でエッチされ、これに応
じて透明導電膜２がテーパーにエッチされる。第５図は
透明導電膜２がちょうど膜厚分だけエッチされた状態を
示す図である。透明導電膜２のエツチング速度は３５　
ｎｍ　７分である。膜３のエツチング速度は３２０ｎｍ
／分である。

透明導電膜２と膜３のエッチ呻ング速度比が約９あるの
で、透明導電膜２に形成されたテーパ角１度は約６度と
非常にゆるやかなものとなった。

透明導電膜２の比抵抗は２．．３Ｘ１０　’Ω・αであ
り膜３の比抵抗は１．２Ｘ　１０　Ω・鑞であるので、
膜３もそのまま透明導電膜の一部として用いることがで
きだ。

実施例２ 基板温度以外は実施例１と同一の条件で透明導電膜とエ
ツチング速度の大き々膜を作製した。基板温度としては
それぞれ３００℃、１００℃に設定した。フォトレジス
ト膜によりストライプを形成した後、実施例１と同一の
条件でエッチキングしたところ、約８度のテーパーが透
明導電膜に形成された。各々の膜のエツチング速度は４
０　ｎ　ｍ／ｉ）、２８００ｎｍ／９であった。

実施例３ 透面゛導電膜作製時の酸素分圧を２　Ｘ’１０　’　ｐ
ａ　。

９ページ エツチング速度の大きな膜作製時の酸素分圧を２Ｘ１０
２ｐａに設定し、その他の条件は両方の膜を同一の条件
で作製した。アルゴン分圧は３×１゜１ｐａ、基板温度
は３５０’Ｃである。フォトレジストによりストライプ
を形成した後実施例１と同一の条件でエッチキングした
ところ約１０度のテーパーが透明電極に形成された。各
々の膜のエッチキング速度は３０　ｎｍ　／分、１５０
ｎｍ／分であった。

実施例４ 放電電力をかえて膜付着速度の違った膜を作製した。透
明導電膜は４０　ｎｍ　／分、エツチング速度の大きな
膜は３００　ｎｍ　１５＋の膜付着速度である。

その他の条件は両方とも同一にした。基板温度は３６０
℃、酸素分圧２Ｘ１０　ｐａ、アルゴン分圧３Ｘ１０　
’ｐａとし、熱処理は行なわなかった。

フォトレジストによりストライプ形成した後、実施例１
と同一の条件でエツチングをしだところ、約２０度のテ
ーパーが透明導電膜に形成された。

１０ページ 鳴冴であった。

以上実施例１〜４で示したように、膜作製条件をかえる
ことにより、同一の組成の膜でもエツチング速度の大幅
に異なった膜が得られる。それらを積層することにより
、好ましいテーパーが得られる。

実施例５ まず厚さ３００ｎｍの透明導電膜を直流マグネトロンス
パッタリング法によって実施例２と同一・の条件により
作製した。この上に電子ビーム蒸着によりエツチング速
度の大きな膜を厚さ４００　ｎ　ｍ形成した。

セラミックの工ｎ２０３を蒸着源とし、酸素ガスを４Ｘ
１０−３ｐａ真空室内に導入した。基板温度は３５０℃
にした。フォトレジストによりストライプ形成した後、
実施例１と同一の条件によりエツチングしたところ約３
０度のテーパーが透明導電膜に形成された。各々の膜の
エツチング速度は４０ｎｍ／分、　８０　ｎｍ　１５）
であった。

以上実施例５で示したように、異なった膜作製１１２−
ッ 手法を用いることより、エツチング速度の大幅に差のあ
る膜が作製できる。これらの膜を積層させて、好ましい
チーバチが得られる。膜作製手法としてはスパッタリン
グ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法スプレー法等の中から適尚
な組み合わせを選べばよい。

エツチング速度の大きな膜は、酸素欠陥が多く、結晶性
も悪いので、一般的には着色しやすいものである。とこ
ろが、本発明においては、この膜は非常に薄くても十分
にテーパｆ形成の役割をはだすことができるので、薄く
てよく、そのため着色はほとんど問題とならない。

発明の効果 以上のように本発明によって、幅の広いパターンにおい
ても透明導電膜の断面形状がゆるやかな′テーパ状をな
すよう形成でき、かつその生産性が高い方法を提供でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

ｉ１図ないし第５図は本発明の透明電極のパターン形成
方法の一実施例における工程図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・川・透明導電膜、３
・川・・Ｉ　ｎ　２０３を主成分とする膜（エツチング
速度の大きい膜）、４・・・・・・ホトレジスト膜（エ
ツチング速度の小さい膜）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図 第３図 第４図 第５図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　Ｉｎ２Ｏ３が主成分で透明導電性を有する第１
   の膜を基板上に形成する工程と、この第１の膜のエッチ
   呼ンダ液への溶解速度が前記第１の膜より大きなＩ　ｎ
   　２０３を主成分とする第２の膜を前記第１の膜上に形
   成する工程と、前記エツチング液への溶解速度が前記第
   １の膜より小さな第３の膜を前記第２の膜上に設け、こ
   の第３の膜を所定のパターンに形成する工程と、前記エ
   ッチ千ンダ液により前記第２の膜および前記第１の膜を
   同時にエッチする工程とを有することを特徴とする透明
   導電膜のパターン形成方法。
2. （２）第１の膜の熱処理温度が第２の膜のそれより高い
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の透明導
   電膜のパターン形成方法。
3. （３）第１の膜形成時の基板温度が第１の膜のそれよシ
   高いことを特徴とする特許請求の範囲第１項２ページ に記載の透明電極膜のパターン形成方法。
4. （４）第１の膜形成時の酸素分圧が第２の膜のそれより
   高いことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の透
   明導電膜のパターン形成方法。
5. （５）第１の膜形成時の付着速度が第２の膜のそれより
   小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   透明電極膜のパターン形成方法。
6. （６）第１の膜と第２の膜の形成手段が異なることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の透明導電膜のパ
   ターン形成方法。