TW200811882A - Transparent conductive film, semiconductor device and active matrix display unit - Google Patents
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Description
200811882 -·« 讀 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種透明導電膜、半導體裝置(device) 以及主動矩陣(active-matrix)型顯示裝置。 【先前技術】 在近年來,即使是在半導體裝置(device)中,也在顯 示畫像之顯示裝置(device)之領域,為了取代習知之crt, _ 因此,以省能源(energy)、省空間(Space)作為特長之液晶 顯示裝置、電致發光(EL: electro luminescence)顯示裝置 等之平面板(panel)顯示器(flat-panel display)裝置係 一直急速地普及。在這些顯示裝置(device),在基板上, 設置複數個之電極或配線和元件,具體地說,具有掃描配 線或訊號配線、閘極(gate) (gate)電極或源極 (source)(source)·汲極(drain)(drain)電極之薄膜電晶 _ 體(TFT)等之開關(switching)元件係設置成為陣列(array) 狀’廣泛地使用在各個之顯示像素施加獨立於電極之影像 訊號之主動矩陣(active-matrix)型之TFT陣列(array)基 板0 在專利文獻1’揭示:使用在液晶顯示裝置之主動矩 陣(active-matrix)型TFT陣列(81^3^〇基板。在該主動矩 陣(active-matrix)型TFT陣列(array)基板,設置形成電 極或配線之金屬膜以及形成像素電極或影像訊號之輸出入 端子部之透明電極層。在透明電極層,使用IT0、IZ0等。 2185-8896-PF;Ahddub 5 200811882 ·, * ,—般而S,I電氣地連接該金屬膜和it明電極層之連接部 係設置在複數個部位。 此外,隨著液晶顯示裝置之大型化或高度精細化而使 得由於掃描配線或訊號配線之長大化、狹窄配線幅寬化等 之所造成之訊號延遲,成為問題。為了防止這個,因此, 要求在電極.配線之材料,成為像A1之冑氣之低電阻。但 疋,在使用A1膜之狀態下,並無得到和由IT〇、HQ等之 所組成之透明電極層之間之良好之電接觸(c〇ntact)特 性。因此,正如專利文獻2所揭示的,一般係使用在心膜 和透明電極層之連接部’形成^卜亂等之高熔點金屬 膜,透過該高熔點金屬膜而得到A1膜和透明電極層間之良 好之電接觸(contact)特性之方法。 此外,也有作為用以反射光而顯示晝像之反射電極係 使用由A1或A1合金膜之所組成之像素電極之顯示裝置。 例如在反射型液晶顯示裝置,為了適合於由ιτ〇膜之所組 _ 成之對向電極之基準電位,因此,在由兼具反射電極之^ 或Α1合金膜之所組成之像素電極上,形成ιτ〇膜或⑽膜 (參考專利文獻3)。在有機EL顯示裝置,纟了提高電荷由 陽極(anode)像素電極注入至有機EL發光元件之電荷注入 之放率口此纟由兼具反射板之A1或合金膜之所組 成之陽極Unode)像素電極上,形成高卫作函數值之ιτ〇膜 或ιζο膜。在這些顯示裝置之狀態下,利用αι或μ合金 膜之高度之光反射率,因此,必須直接地形成m膜或ιζ〇 膜。 2185-8896-PF;Ahddub 6 200811882 « # ^ 【專利文獻U日本特開平10 — 268353號公報 【專利文獻2】日本特開2〇〇〇_ 77666號公報 【專利文獻3】日本特開2〇〇4一 2948〇4號公報 【發明内容】 【發明所欲解決的課題】 但是’正如專利文獻2所示,在層積及形成A1和高熔 點金屬之狀態下,隨著高熔點金屬膜之種類而在圖案化 着 (patterninS)用之蝕刻(etching)製程,由於在蝕刻 (etching)液中之腐蝕電位之差異,因此,有層積配線圖案 (pattern)之端部成為逆錐形(taper)狀或屋簷形狀之狀態 發生,有產生形成於上層之膜之有效覆蓋範圍(c〇verage) 不良之問題發生。 此外’通常直接地形成於A1或A1合金膜上之ΙΤ0膜 係多結晶。多結晶IT0係穩定於化學上,因此,使用王水 φ 系之強酸性藥液而進行圖案化(patterning)。但是,在使 用此種強酸性藥液之狀態下,有蝕刻(etching)s下層之 A1或A1合金膜為止之問題發生。另一方面,為了防止這 個’因此,也有使用弱酸性藥液之方法。在該狀態下,I τ〇 膜係非結晶質。非結晶質ΙΤ0膜係藉由在Ar混合Η2〇或η2 之氣體(gas)中之濺鍍(30111^61^1^)法而形成。但是,在混 合H2〇或H2時,在濺鍍(sputtering)中,產生粉塵(dust), 成為異物而混入至I TO膜,因此,有降低良品率之問題發 生。此外’非結晶質IT 0膜係在大約15 0 °C之加熱,進行 2l85-8896-PF;Ahddub 7 200811882 ^ · >t 結晶化,因此,在光微影(photo 1 ithography process)之 阻劑圖案化(resist patterning)之後烘乾(p〇stbake)製 程(一般為140〜160°C),呈部分地進行結晶化。該1刊結 晶粒係成為蝕刻(etching)殘渣而有降低良品率之問題發 生。
另一方面,直接地形成於A1或A1合金膜上之ιΖ0膜 係非結晶質。非結晶質ΙΖ0膜係並無混合ho或H2,藉由 僅使用Ar氣體(gas)之濺鍍(sputtering)&而形成,因 此,並無產生前述之粉塵(dust)之問題。此外,在後烘乾 (postbake)製程後,也並無進行結晶化,因此,並無產生 前述蝕刻(etching)殘渣之問題。但是,IZ〇膜係相反地不 容易進行結晶化’因此,不良於耐酸性。在IZ〇膜圖案 (pattern)之形成後,在藉由酸性藥液之所造成之蝕刻 (etching)或洗淨製程之狀態下,恐怕會發生腐蝕,可靠性 變差’因此,有顯著地限制IZQ膜對於裝置之適用之 發生。 本發明係為了解決前述之問題點而完成的,其目的係 提供-種能夠直接地接觸由A1或M合金膜而形成之電極 或配線和透明電極層並且具有良好之可靠性及生產性 導體裝置(device)。 【用以解決課題的手段】 本發明之透明導電膜,係由1祕、s-及znG實質槿 成之透明導電膜,莖爾 mn β )比 In/(In+Sn+Zn)成為 • ·,亚且,莫爾數(mol)比Sn/Zn成為1以下。 8 2185-8896-PF;Ahddub 200811882 ^ 【發明效果】 如果藉由本發明的話,則可以提供一種能夠直接地接 觸由A1或A1合金膜而形成之電極或配線和透明電極層並 且具有良好之生產性之半導體裝置(device)。 【實施方式】 涊為在習知之A1膜和IT0或I zo膜之電接觸部,無法 得到良好之接觸(contact)特性之理由係在兩者之界面形 成具有電絕緣性之A1氧化物(AiOx),成為主要之理由(例 如「第47次應用物理學相關聯合演講會之演講預備稿集 (2000.3 青山學院大學)31a-YA—9,Pp866(2000)·藉由 XPS所造成之IT0/A1N界面反應層之評價」)。本發明人們 係藉由濺鍍(sputtering)法而呈試驗性地成膜大約2〇〇nm 厚度之A1膜和厚度大約1〇〇11111之1了〇膜,使用奥格電子 (Auger)電子分光分析法、X射線光電子分光法以及穿透型 電子顯微鏡而詳細地調查界面附近。結果,確認··厚度5 〜1 Onm程度之A1 Οχ係形成為相同之層狀,這個係妨礙電氣 之導通。此種現象係即使是在ΙΤ0膜作為ΙΖ〇膜之狀態, 也是相同的。 另一方面,得知ΙΤΖ0膜和Α1膜之接觸電阻值係變低。 調查兩者之界面構造,結果得知:構成ΙΤΖ〇膜之金屬元素 係由於Ζη之存在而存在成為並無氧化之金屬單體,藉由這 些金屬元素而形成電氣之導電通路(pMh)。此外,得知並 無限定在IΤΖ0膜和A1膜,在透明性電極膜和金屬之接觸 2l85-8896-PF;Ahddub 9 200811882 , 電阻值變低之狀態下,具有相同之界面構造。 此外’本發明人們係全心地進行研究,結果發現:可 以藉由使得ΙΤΖ0之IruOs、Sn〇2及Zno之練合比,成為最 適當化,藉由僅使用Ar氣體(gas)之濺鍍(sputtering) 法,而以非結晶質,來進行成膜,並且,可以在更加高於 前述之後烘乾(postbake)溫度、更加低於半導體裝置 (device)耐熱溫度之溫度,來進行結晶化。 在以下,就本發明之半導體裝置(device)適用於使用 在液晶顯示裝置之主動矩陣彳狀^” —㈣化丨“型之^丁陣 列(array )基板之實施形態之某一例子而進行說明。但是, 本發明係並無限定在以下之實施形態。此外,為了使得說 明變彳于明確,因此,以下之記載及圖式係適當地進行省略 及簡化。 [實施形態1 ] 圖1係本實施形態1之主動矩陣(active_matrix)型 • TFT陣列(array)基板之畫像顯示區域之某一像素部分之俯 視圖。圖2係圖1之X— X,剖面圖以及形成在主動矩陣 (active-matrix)型TFT陣列(array)基板之畫像顯示區域 外側之訊號輸入端子部之剖面圖(在圖〗、該部分並未圖 示)。作為訊號輪入端子部係圖示輸入掃描訊號之閘極 (gate)端子以及輸入影像訊號之源極(s〇urce)端子。 圖1及圖2之主動矩陣(active_matrix)s 陣列 (array)基板係包括:透明絕緣基板卜閘極(gate)電極之、 輔助電容共通電極3、閘極(gate)配線4、閘極(这以㊀)端子 2185-8896-PF;Ahddub 10 200811882 , 5、閘極(83七6)絕緣膜6、半導體主動膜7、歐姆接觸(〇|1111卜 contact)膜 8、源極(source)電極 9、沒極(drain)電極 10、 源極(source)配線11、TFT通道(channel )部12、層間絕 緣膜13、像素汲極(drain)接觸孔(contact hole)14、閘 極(gate) 子接觸孔(contact hole)15、源極(source)端 子接觸孔(contact hoie)16、像素電極17、閘極(gate)端 子襯墊(pad) 18以及源極(source)端子襯塾(pad) 1 9。 作為透明絕緣基板1係可以使用玻璃(g 1 ass)基板、石 _ 英玻璃(glass)等之透明絕緣基板。絕緣性基板1之厚度係 可以是任意,但是,為了使得液晶顯示裝置之厚度變薄, 因此,最好是1 · 1mm厚度以下。在絕緣性基板1變得過度 薄時,由於製程(process)之熱履歷而產生基板之歪斜,因 此’降低圖案化(patterning)之精度。於是,絕緣性基板 1之厚度係必須考慮使用之製程(pr〇cess)而進行選擇。此 外’在絕緣性基板1由玻璃(glass)等之脆性材料而組成之 φ 狀態下,為了防止由於來自端面之晶片化(chipping)所造 成之異物混入,因此,最好是對於基板之端面,進行倒角。 此外’為了特定在各個製程(process)之基板處理之方向, 因此’在透明絕緣基板1之一部分設置切口係適合於製程 (process)之管理上。 閘極(gate)電極2、輔助電容電極3、閘極(gate)配線 4以及閘極(gate)端子5係形成於透明絕緣基板1上。閘 極(gate)電極2、輔助電容電極3、閘極(231:七)配線4以及 閘極(gate)端子5係由相同之金屬膜而構成。做為該金屬 2185-8896-PF;Ahddub 11 200811882 膜係可以使用厚度100〜500nm程度之A1合金。
間極(gate)絕緣膜6係形成在透明絕緣基板1及閘極 (gate)電極2、辅助電容電極3、閘極(gate)配線4、閘極 (gate)端子5上。作為閘極(gate)絕緣膜6係可以使用厚 度300〜600nm程度之矽氮化、矽氧化膜(以〇〇、 矽氧化氮化膜(Si 〇xNy)或者是這些之層積膜。在膜厚變薄之 狀態下,在閘極(gate)配線和源極(s〇urce)配線之交差 部,容易產生短路,因此,最好是成為閘極(gate)配線4 或辅助電容電極3等之膜厚以上。另一方面,在膜厚變厚 之狀態下,TFT之ON(導通)電流變小,降低顯示特性。 半導體主動膜7係形成於閘極(gate)絕緣膜6上。作 為半導體主動膜7係可以使用厚度1〇〇〜3〇〇nm程度之非結 晶質矽(a-Si)膜或多結晶質矽(p—⑴膜。在膜變薄之狀 態下,在後面敘述之歐姆接觸8之乾式 蝕刻(dry 4吮〗謂)時,容易發生消失。另一方面,在膜變 厚之狀悲下,TFT之0N(導通)電流變小。 此外,在便 呢个下句千導 丁▼狐山初狀ί炙狀態 下’由m成為導通狀態之閘極(gate)電壓之m臨限值 電壓(vth)之控制性和可靠性之觀點來看的話,則最好是閑 極(gate)絕緣膜6和a-Si膜之界面成為^或mu 另-方面,在使用p-Si膜來作為半導體主動膜7之狀離 下,由m之Vth之控制性和可靠性之觀點來看的話,料 好是閘極(gate)絕緣膜6和腊今田 P Sl膜之界面成為Si〇xst S i 0 X N y 〇 2185-8896-PF;Ahddub 12 200811882 、 歐姆接觸(ohmic contact)膜8係形成於半導體主動膜 7上。作為歐姆接觸(ohmic con tact)膜8係可以使用在厚 度20〜70nm程度之a—Si或p —Si摻雜(doping)微量之p 之η型a—Si膜、η型p —Si膜。 源極(source)電極9及汲極(drain)電極1〇係形成於 歐姆接觸(ohmic con tact)膜8上,透過這個而連接於半導 體主動膜7。此外,源極(source)電極9係透過源極(source) _ 配線11而延伸至源極(source)端子(並未圖示)為止。源極 (source)電極9、汲極(drain)電極10及源極(source)配 線11係由相同之金屬膜而構成。做為該金屬膜係可以使用 厚度100〜500 nm程度之A1合金。 層間絕緣膜13係形成於源極(source)電極9、汲極 (drain)電極1 〇及源極(source)配線11等之上。作為層間 絕緣膜1 3係可以使用相同於閘極(gate)絕緣膜6之同樣材 料0 • 像素電極17、閘極(gate)端子襯墊(pad)18以及源極 (source)端子襯墊(pad)l 9係形成於層間絕緣膜13上。像 素電極17、閘極(gate)i^子概塾(pad)18以及源極(source) 端子襯墊(pad)19係由相同之透明導電性薄膜而構成。像 素電極17係透過像素没極(drain)接觸孔(contact hole)14而呈電氣地連接於汲極(drain)電極1〇。閘極 (gate)端子襯墊(pad)18係透過閘極(gate)端子接觸孔 (contact hole)15而呈電氣地連接於閘極(gate)端子5。 源極(source)端子襯墊(pad)19係透過源極(source)端子 2185-8896-PF;Ahddub 13 200811882 磉 、 接觸孔(C〇ntact h〇le)16而呈電氣地連接於源極(s〇urce) 端子11。由於後面敘述之理由,因此,作為透明導電性薄 膜係最好是使用成為ImCh、Sn〇2和Zn〇之混合物之ιτζ〇。 接著,就本實施形態i之主動矩陣(activeiatrix) 型TFT陣列(array)基板之製造方法而進行敘述。此外,以 下說明之例子變得典型,當然不用說限定在符合於本發明 之宗旨而可以採用其他之製造方法。 _ 在對於表面進行潔淨化之絕緣性基板1上,藉由濺鍍 (sputtering)、真空蒸鍍等之方法而將用以形成閘極(gate) 電極2、輔助電容電極3、閘極(gate)配線4、閘極(抑七^) 端子5等之第1之A1合金膜予以成膜。 接著,在第1光微影製程(photolithography process)(照相製程),對於前述之A1合金膜,進行圖案化 (patterning),形成閘極(gate)電極2、輔助電容電極3、 閘極(gate)配線4及閘極(gate)端子5等。光微影製程 • (photolithograPhy Process)係正如以下。在洗淨主動矩 陣(active-matrix)型TFT陣列(array)基板後,塗敷·乾
燥感光性阻劑(resist)。接著,藉由通過形成既定之圖案 (?81^七〇〇之遮罩圖案(111犯1^卯1:1^1^),進行曝光及顯影, 而在主動矩陣(active —matrix)型TFT陣列(array)基板 上,呈照相製版地形成轉印遮罩圖案(mask pattern)之阻 劑(resist)。接著。在對於感光性阻劑(resist)進行加熱 硬化後,進行蝕刻(etching),剝離感光性阻劑(resist)。 在感光性阻劑(resist)和主動矩陣(active—matrix)型TFT 2185-8896-PF;Ahddub 14 200811882 « , 陣列(array )基板間之潤濕性變差之狀態下,在塗敷前,進 行UV洗淨或HMDS (六甲基二碎氨烧)之蒸氣塗敷等之處理。 此外,在感光性阻劑(resist)和主動矩陣 (active-matrix)型TFT陣列(array)基板間之密合性變差 而產生剝離之狀態下’適度地進行加熱硬化溫度之高溫化 或加熱硬化時間之長時間化等之處理。前述A1合金膜之姓 刻(etching)係可以使用餘刻劑(etchant)而進行餘刻 (etching)。此外,在防止和其他配線之位差之短路之方 _ 面,該A1合金膜之蝕刻(etching)係最好是進行餘刻 (etching)而使得圖案邊緣(pattern edge)成為錐形 (taper)形狀。在此,所謂錐形(taper)形狀係指圖案邊緣 (pattern edge)進行蝕刻(etching)而使得剖面成為台座 形狀。敘述在相同之製程,形成閘極(gate)電極2、閘極 (gate)配線4、輔助電容電極3和閘極(gate)端子部5,但 是,並非限定於此,此外,也可以在製造主動矩陣 φ (狀1:1¥6_備1:]:1乂)型TFT陣列(array)基板之方面,形成必 要之各種之標記(mark)類或配線。 接著,藉由電漿(plasma)CVD(Chemical Vapor Dep〇Siti〇n(化學氣相蒸鍍))法而連續地成膜用以形成由 SiNx、Si〇x、Si〇xNy等之所組成之閘極(gate)絕緣膜6、由 a—Si或p— Si所組成之半導體主動膜7、由a一Si或 η型p—Si所組成之歐姆接觸(〇hmic c〇ntact)膜8之薄 膜。在使用a —Si膜來作為半導體主動膜了之狀態下,可 以藉由使得閘極(gate)絕緣膜6之界面附近之成膜速度變 2185-88 96-PF;Ahddub 15 200811882
A , 小,上層部之成膜速度變大,而在短暫之成膜時間,得到 遷移率大且OFF(截止)時之漏電流小之TFT。前述之SiNx 膜、Si Οχ 膜、Si 0xNy 膜、a—Si 膜、p—Si 膜、η 型 a—Si 膜和11型P— Si膜係可以使用習知之氣體(gas)(SiH4、NH3、 H2、N〇2、PH3、N2或者是這些之混合氣體(gas)),藉由乾式 蝕刻(dry etching)而形成圖案(pattern)。 接著,在第2光微影製程(photolith〇graphy process),至少在形成TFT部之部分,對於半導體主動膜 _ 7及歐姆接觸(〇hmic contact)膜8,進行圖案化 (patterning)。閘極(gate)絕緣膜6係涵蓋於整體而殘 留。由在交差部之耐電壓變大之觀點來看的話,則最好是 半導體主動膜7及歐姆接觸(ohmic contact)膜8係除了形 成TFT部之部分以外,也在源極(source)配線和閘極(料。) 配線4及輔助電容電極3呈平面地交差之部分,進行圖案 化(patterning)而殘留。此外,TFT部之半導體主動膜7 _ 及歐姆接觸(ohmic contact)膜8以連續之形狀而殘留至源 極(source)配線之下部為止係並無超過半導體主動膜7及 歐姆接觸(ohmic contact)膜8之位差,不容易發生在位差 部之源極(source)電極之斷線,因此,變得理想。半導體 主動膜7及歐姆接觸(ohmic contact)膜8之钱刻(etching) 係可以藉由習知之氣體(gas)組成(例如SF6和〇2之混合氣 體(gas)或者是CF4和〇2之混合氣體(gas))而進行乾式餘刻 (dry etching) 〇 接著,藉由濺鍍(sputtering)等之方法而成膜用以形 2185-8896-PF;Ahddub 16 200811882 • 成源極(source)電極9及汲極(drain)電極1〇之A1合金 膜。猎著第3光微影製程(photolithography process)而 由該A1合金膜,來形成源極(source)配線ιι(參考圖1)、 源極(source)端子(並未圖示)、源極(source)電極9及没 極(drain)電極 1 〇。 接著’進行歐姆接觸(ohmic contact)膜8之蚀刻 (etching)。藉由該製程(process)而除去TFT部之歐姆接 觸(ohmic con tact)膜8之中央部,露出半導體主動膜7。 _ 歐姆接觸(ohmic contact)膜8之钱刻(etching)係可以藉 由習知之氣體(gas )組成(例如SF6和〇2之混合氣體(gas )或 者是CF4和〇2之混合氣體(gas))而進行乾式蝕刻(dry etching) 〇 接著,藉著電漿(plasma)CVD法而形成用以形成由 SiNx、Si〇x、Si〇xNy等之所組成之層間絕緣膜13之膜。藉 著第4光微影製程(photo 1 ithography process),而由該 φ 膜,形成層間絕緣膜13。使用對於圖2所示之對應於像素 沒極(drain)接觸孔(contact hole) 14、閘極(gate)端子接 觸孔(contact hole)15及源極(source)端子接觸孔 (contact hole)16之部分進行開口之遮光遮罩(mask)(並 未圖示)而均勻地進行曝光。在前述之曝光製程後,使用顯 影液而進行顯影。然後,在對應於接觸孔(contae1: hQle) 之區域,藉由蝕刻(etching)製程而露出形成開口部之汲極 (drain)電極 10 等。 接著,藉由濺鍍(sputtering)法、真空電鍍法、塗敷 218 5-8 8 9 6-PF;Ahddub 17 200811882 .‘法等而形成用以形成像素電極17、閘極(gate)端子概塾 (pad)18以及源極(source)端子襯墊(pad)19等之透明導 電性薄膜。為了減低和A1合金膜間之接觸電阻,因此,最 好是濺鍍(sputtering)法。藉著第5光微影製程 (photolithography process),而由透明導電性薄膜,形 成像素電極17、閘極(gate)端子概墊(pad) 18以及源極 (source)端子襯墊(pad)19 等。 像這樣製造之主動矩陣(active-matrix)型TFT陣列 _ (array)基板係透過彩色濾光片(col〇r nHer)或者是具 有對向電極之對向基板(並未圖示)和間隔件(spacer)而貼 合成為一對之基板,在其間隙,注入液晶。藉由將夾住該 液晶層之液晶面板(panel)安裝在背光單元(backlight unit),而製造液晶顯示裝置。 在前述之一對基板間而混入金屬等之導電性異物之 時,像素電極17和對向電極係可以透過該導電性異物,呈 _ 電虱地發生短路,在適當之像素電極之像素顯示,發生不 良(點缺陷)。為了防止這個而提高良品率,因此,正如圖 3所示,可以形成保護絕緣膜2〇而至少覆蓋該像素電極 17。作為保護絕緣膜20之適當之實施例係有藉由電漿 (plasma)CVD法之所造成之Si〇x膜或膜。 在習知之ΙΤ0膜上而形成前述之藉由電漿 (plasma)CVD法之所造成之Si〇x膜或SiJx膜之狀態下,在 歹成遠於像素電極17之圖案(pattern)間之姓刻 殘邊上,膜係異常成長而使得表面凹凸變大。藉由該凹凸 2185-8896-PF;Ahddub 18 200811882 顯示呈白濁化,有成為不良之問題發生。認為這個 t岐用單ws叫或氨(_,來作為㈣法之反應 孔々-伽),因此,在成膜之初期,將曝露在包含氣之還原 性氣體(gas)之電漿(plasffia)之餘刻(etching)殘渣之ιτ〇 予以還原’影響到SiNx膜之成長之緣故。但是,在本實施 例1之ΙΤΖ0膜之狀態下,幾乎不發生敍刻(etching)殘潰, 因此,可以防止前述之問題。此外,彳以在前述之保護絕
緣膜20之上層,藉由塗敷法而還形成絕緣性之有機樹脂 膜。 (實施例1) 說明本實施形態1之具體之實施例。作為本實施例】 之第1金屬膜(閘極(gate)電極2、辅助電容電極3、閘極 (gate)配線4、閘極(gate)端子5)以及第2金屬膜(汲極 (drain)電極9、源極(source)電極1〇)係使用在純A1添加 5莫爾〇之A1 — 5莫爾%Mo合金膜。作為透明導電性膜(像 素電極17、閘極(gate)端子襯墊(pa(j)i8、源極(source) 端子襯墊(pad)19)係使用質量比成為in2〇3 : Sn〇2 : Zn〇 = 89 : 7 : 4之ΙΤΖ0膜。該ΙΤΖ0膜之各種元素之莫爾(111〇1) 比係I η — 30 · 8莫爾%、Sn = 3· 6莫爾%、Zn = 6 · 〇莫爾%以及 0 = 5 9. 6莫爾%。也就是說,成為莫爾(mo 1)比j n/ ( j n + Sn + Zn) = 0· 76、莫爾(mol)比 Sn/Zn = 0· 6。莫爾(m〇l)比係 在成膜前之練合時,測定各種氧化物之質量,求出質量比, 由各種元素之原子量,來算出莫爾(mol )比。此外,ITZ0 膜中之金屬元素之莫爾(mo 1)比係也藉由I CP( I nduct i ve 1 y 2185-8896~PF;Ahddub 19 200811882
Coupled Plasma :感應偶合電漿)發光分光分析法而進行測 定,確認幾乎一致於藉著由成膜前之練合比之所算出之莫 爾(mol)比和ICP發光分光分析法而測定之結果來得到之 莫爾(mol)比。 ΙΤΖ0膜係藉由僅使用Ar氣體(gas)之習知之錢鑛 (sputtering)法而進行成膜。藉由X射線繞射法而分析成 膜之IT Z 0膜’結果’並無§忍定繞射波峰(p e & k ),確認成為 非結晶質。接著,藉由光微影製程(photolithography process)而形成阻劑圖案(resist pattern),籍由習知之 草酸(oxalic acid)藥液而進行蝕刻(etching)。然後,除 去阻劑圖案(resist pattern)而形成像素電極π、閑極 (gate)知子概塾(pad)18以及源極(sourCg)端子襯墊 (pad)19。此外,在大氣中,於溫度250°C,進行大約30 分鐘之熱處理。藉由X射線繞射法而分析本熱處理後之 IT Z 0膜’結果’ $忍定繞射波峰(p g a k),確認結晶化。 成為本實施例1之透明導電膜之IΤΖ0膜係不同於I το 膜’並無此合Η2 0或Η2 ’可以錯由僅使用a r氣體(g a s )之 濺鍍(sputtering)法,而以非結晶質,來進行成膜。因此, 在錢鍍(sputtering)中,並無產生粉塵(dust),可以減低 異物混入至膜之混入至1 /10以下為止。此外,可以使用成 為弱酸之草酸(oxalic acid)藥液,來作為蝕刻(etching) 液,因此,在蝕刻(etching)時,可以防止腐蝕至成為下層 之第1及第2金屬膜之A1合金膜為止而斷線。此外,ITZ〇 膜係在光微影製程(photol ithography process)之阻劑圖 2185-8896-PF;Ahddub 20 200811882 遨 # 案化(resi st patterning)之後烘乾(P〇stbake)製程,也並 無呈部分地進行結晶化,因此,也幾乎並無發生蝕刻 (etching)殘渣。並且,在圖案化(patterning)後,藉由熱 處理而進行結晶化,藉由成為化學穩定且耐酸性良好之膜 而也提高可靠性。 像素沒極(drain)接觸孔(contact hoie) 14之像素電 極17和汲極(drain)電極10之接觸電阻值、閘極(gate) 端子部接觸孔(con tact hole) 15之閘極(gate)端子襯墊 ⑩ (Pad) 18和閘極(gate)端子5—之接觸電阻值、以及源極 (source)端子部接觸孔(contact h〇le)16 之源極(source) 端子襯墊(pad) 1 9和源極(source)端子11之連接部之接觸 電阻值係皆接觸孔(contact hole)開口面積之每50//m2, 成為大約1 k Ω。 向來之ΙΤ0膜和純^1膜之接觸電阻值係接觸孔 (contact hole)開口面積之每5〇//m2,成為大約1〇〇ΜΩ。
本實施例1之ΙΤΖ0膜和Α1— 5莫爾%Μ〇合金膜之接觸電阻 值係向來之1/105而極為良好之值。 接著,詳細地調查前述Α1 — Μ〇膜和πζ〇膜之界面構 造。具體地說,制Χ射線光電子分光分析,調查深度方 向輪廊(PrQfile)°作為Χ射線光電子分光分析裝置係使用 ULVAC—PHI公司製之Quantum2〇〇〇。分析條件係射線源 Κα射線、束直桂1GG“、輸出mv- ioow。在以下, 為了 U兒月之方便上’因此’將由上層之阳〇膜和下層之 A1-Mo膜之所組成之薄膜,記載為麵Ai_M〇。 218 5-8 8 9 6-PF;Ahddub 21 200811882 * 在圖4,顯示藉由前述分析試料ITZ0/A1 — Mo之界面 附近之Al(2p執道成分)、0(ls轨道成分)、In(3d執道成 分)、Sn(3d轨道成分)以及Zn(2p執道成分)之X射線光電 子为光分析之所造成之深度方向輪廊(profile)。此外,省 略Mo之分析。圖4中之橫軸係表示藏鐘(sputtering)時 間,縱軸係表示前述元素之莫爾%濃度。在本實施例1之χ 射線光電子分光分析,藉由使用Ar +離子之錢鑛 (sputtering)而蝕刻(etching)試料,藉由進行其表面分析 而付到殊度方向輪廓(profile)。因此,橫轴之錢錄 (sputtering)時間係對應於由位處在上層之no表面開 始之深度。 正如圖4所示,在濺鍍(sputtering)時間短之區域, 存在許多之成為上層ΙΤΖ0膜之構成元素之〇、in、Zn及
Sn,隨著濺鍍(sputtering)時間變長而存在許多之成為下 層之A1 ~ Mo膜之構成元素之a 1。 將成為In最大濃度之一半之深度(圖中之〇和成為Μ 最大濃度之一半之深度(圖中之B)之間之區域,定義成為 界面層。此外,將由圖中之A開始之上層區域,定義成為 ιτζο膜,將由圖中之B開始之下層區域,定義成為μ —恥 膜。此外,將界面層之ITZ0膜侧之區域,定義成為ιτζ〇 附近界面層,將相同界面層之Α1 — Μ〇膜側之區域,定義成 為Α1 — Mo附近界面層。 由圖4而得知:在界面層,增加〇濃度。這個係顯示 在界面層,存在Al〇x。絕緣體,因此,如果Αι〇χ存 2185-8896-PF;Ahddub 22 200811882 一 在於界面整體的話,則應該會妨礙電導通。但是,在實際 上,正如前面之敘述,本實施例〗之像素汲極^^丨幻接觸 孔(C〇ntaCth〇le)14之像素電極17和汲極(dTain)電極1〇 之連接部等之接觸電阻值係比較於習知例而得到非常低之 接觸電阻值。 於疋,使用X射線光電子光譜(spectrum)而調查深度 方向之4點(ιτζο膜、ιτζο附近界面層、A1 — M〇m近界面 層以及A1 —Mo膜)之A1(2P軌道成分)、Zn(2p執道成分)、 In(3d軌道成分)以及sn(3d軌道成分)之結合狀態。將該 結果顯示在圖5(a)〜(d)。圖5(a)係顯示ΙΤΖ0膜之前述各 種元素之結合狀態,圖5(b)係顯示ITZ〇附近界面層之前 述各種元素之結合狀態,圖5(c)係顯示Α1_Μ〇附近界面 層之鈾述各種元素之結合狀態,圖5 (d)係顯示a 1 — Mo膜 之前述各種元素之結合狀態。 在ΙΤΖ0膜,僅檢測到ITZ0(參考圖5(a))。在ITZ〇附 • 近界面層,檢測到Α10χ、Α卜ΙΤΖ0及Ιη(參考圖5(b))。 在Al —Mo附近界面層,檢測到Α1〇χ、M、ITZ〇及In(參考 圖5(c))。在A1 — M〇膜,僅檢測到A1(參考圖。此 外’在圖5中,將A10x簡便地顯示成為A1〇。 圖6係由圖5所示之結果而呈示意地顯示I τζ〇膜、 ιτζο附近界面層、Α1 — Μο附近界面層以及αι — μ〇膜之構 造。正如圖6所示,在接觸Al —Mo膜和ΙΤΖ0膜之狀態下, 在界面層,除了成為絕緣體之Α1〇χ以外,還存在具有導電 性之Al、In、ΙΤΖ0。也就是說,認為△丨仏係並無存在於界 2185-8896-PF;Ahddub 23 200811882 . 面整體,藉由在並無存在該Al〇x之部位,使得前述之導電 性物質,連續地存在於界面層之深度方向,而在IΤΖ0膜和 A1 — Mo膜之間,形成導電通路,得到良好之電接觸(contact) 特性。此外,推測由於Zn之存在而還原In2〇3,並且,抑 制A10 X之形成。 [實施形態2 ] 接著,就本發明之實施形態2而言,使用圖7而進行 說明。實施形態2係在構成使用有機EL發光元件之有機電 _ 场發光型顯示裝置之主動矩陣(act i ve-matr iX)型TFT陣 列(array)基板,適用本發明。該有機電場發光型顯示裝置 係具有上面發光型(頂發射型)構造之陽極(an〇de)像素電 極0 圖7係顯示本實施形態2之構成有機電場發光型顯示 裝置之主動矩陣(active-matrix)型TFT陣列(array)基板 以及形成於其上部之有機EL元件之像素部之剖面圖。本實
施形態2之主動矩陣(active-matrix)型TFT陣列(array) 基板係包括透明絕緣基板1 〇1、閘極(gate)電極1 Μ、閘極 (gate)絕緣膜 l〇6、p—Si 膜 1〇7、源極(s〇urce)電極 1〇9、 汲極(drain)電極11〇、層間絕緣膜113、像素汲極(drain) 接觸孔(contact 透過性絕緣膜121、平坦化膜122、分離膜123、電場發光 層124、陰極(cathode)像素電極125、封裝層126以及對 向基板12 7。 1 02、間極(gate) 透明絕緣基板1 〇 1、閘極(ga t e )電極 2185-8896-PF;Ahddub 24 200811882 . 絕緣膜106、源極(source)電極109、汲極(drain)電極110 係共通於實施形態1之構成要素,因此,省略說明。 P — S i膜10 7係形成於透過性絕緣膜121上。p 一 s i膜 107係具有通道(channel)區域l〇7a、源極(source)區域 107b、没極(drain)區域 l〇7c。 層間絕緣膜113係由第1層間絕緣膜113a和第2層間 絕緣膜113b所構成。形成第1層間絕緣膜π 3a而覆蓋閘 極(gate)絕緣膜106以及形成於其上面之閘極(ga1:e)電極 _ 1〇2。形成第2層間絕緣膜113b而覆蓋第1層間絕緣膜u3a 以及形成於該第1層間絕緣膜11 3a上之源極(sour ce )電極 109和汲極(drain)電極110。作為層間絕緣膜113係可以 使用相同於實施形態1之層間絕緣膜13之同樣材料。透過 貫穿該層間絕緣膜11 3之接觸孔(contact hoi e)而使得源 極(source)電極109和汲極(drain)電極110,連接於各個 之源極(source)區域l〇7b及汲極(drain)區域l〇7c。 φ 陽極Unode)像素電極1Π係由第1陽極(anodeUna 和第2陽極(anode) 117b所構成。第1陽極(anode) 11 7a係 形成於平坦化膜122之上,第2陽極(anode)117b係形成 於第1陽極(anode) 117a之上。在本實施形態2之第1陽 極(anode) 117a,使用A1合金膜,在第2陽極(anode) mb, 使用成為透明導電膜之ITZ0膜。陽極(311〇(16)像素電極117 係透過平坦化膜122以及貫穿第2層間絕緣膜113b之像素 汲極(dr a in)接觸孔(contact hole) 114而連接於下層之汲 極(draiη)電極 11 0。 2185-8896-PF;Ahddub 25 200811882 ‘ 透過性絕緣膜121係由帛1透過性絕緣膜121a和第2 透過性絶緣膜121b所組成。帛i透過性絕緣膜ma係形 成於透明絕緣基板1G1 ±,適合為㈣膜。第2透過性絕 緣膜121b係形成於該帛丨透過性絕緣膜121上,適合為 Si Ox 膜。 平坦化膜122係形成於第2層間絕緣膜113b上。要求 在平坦化膜122成為平坦,因此,可以使用藉由塗敷 _ (c〇ating)法等而形成之絕緣性樹脂。 分離膜123係形成於平坦化膜〗22上,呈電氣地分離 鄰接之像素(並未圖示)之間,因此,在陽極(an〇de)像素電 極117之周圍,形成土堤狀而成為框子。 電場發光層124係在分離膜} 23,形成於包圍周圍之 第2陽極(anode)117b上。電場發光層124係有機EL材料。 電場發光層124係在基本上,包括由陽極(an〇de)像素電極 117之侧開始依序地層積電洞輸送層124a、有機EL層124b _ 和電子輸送層124c之3層。此外,可以是追加夾住於電洞 輸送層124a和陽極(anode)像素電極in之間之電洞注入 層(並未圖示)以及層積於電子輸送層l24c之正上方之電 子注入層(並未圖示)之至少任何一層之習知之構造。也就 是說’電場發光層124係可以是4層或5層構造。 形成陰極(cathode)像素電極125而覆蓋電場發光層 124及分離膜123。陰極(cathode)像素電極125係由ΙΤ0、 ιζο、ιτζο等之所構成之透明導電膜。此外,陰極(cathode) 像素電極125係藉由和陽極(anode)像素電極117之間之電 2185-8896-PF;Ahddub 26 200811882 • 位差而使得電流流動至電場發光層124之對向電極。 封裝層126係形成在陰極(cath〇de)像素電極125。封 裝層126係用以由水分或不純物來遮斷電場發光層124之 層對向基板127係形成在封裝層126上,對向於絕緣性 基板101。 在圖7所示之有機電場發光型顯示裝置,由源極 (source)電極1〇9開始傳送之訊號電壓係透過汲極(打ain) 電極11β而施加於陽極(anode)像素電極ιιγ,藉由和陰極 (cathode)像素電極125間之電壓差而在電場發光層124流 動電流,發光有機EL層124b。藉由有機EL層124b所產 生之光係藉由具有光反射性之陽極(an〇de)像素電極117 而進行反射,透過陰極(cath〇de)像素電極125而放射至基 板之上部,進行辨識。 因此,在陽極(anode)像素電極117,要求用以提高電 荷注入至有機EL層124b之電荷注入效率之高工作函數值 φ 以及面度之光反射率。例如習知之Cr(大約4· 5eV)膜或 Mo(大約4· 6eV)膜係具有高工作函數值,但是,光反射率 變低。進行調查,結果,波長550nm之光反射率係cr:67%、 Mo · 60%。另一方面,例如習知之Ai膜係具有9〇%以上之 同度之光反射率’但是,工作函數值低於理想之4. 〇eV。 於是’在南度之光反射率之A1膜之上層形成高工作函數 (大約4· 7eV以上)且高度之光透過性之IT〇、IZ〇等之透明 導電膜之層積構造之陽極(an〇(je)係知道成為先前技術。但 是,正如前面之敘述,在A1膜和1忉膜之組合,在界面, 2185-8896-PF;Ahddub 27 200811882 • 形成絶緣層A1 Οχ,妨礙電導通,因此,無法實用化。 (實施例2) 說明本實施形態2之具體之實施例。在本實施例2, 為了解決前述之問題,因此,作為第1陽極(an〇de)117a 係使用在純A1添加5莫爾%Mo之A1 — 5莫爾〇合金膜, 作為第2陽極(抓0(16)11713係使用質量比成為1112〇3:811〇2: Ζη0= 89 : 7 : 4之ΙΤΖ0膜。該ΙΤΖ0膜之各種元素之莫爾 (mol)比係 in = 30. 8 莫爾 %、Sn= 3· 6 莫爾 %、Zn= 6· 0 莫爾 /以及0 — 5 9 · 6莫爾%。也就是說,成為莫爾(m〇 1)ιιη/(ιη + Sn+ Zn) = 0· 76、莫爾(mol)比 Sn/Zn= 〇· 6。 陽極(anode)像素電極117係可以藉由以下之製程而 形成。首先,藉由使用Ar氣體(gas)之習知之濺鍍 (sputtering)法,而以大約50nm之厚度,來成膜成為第i 陽極(anode) 117a之A1 — Mo合金膜。接著,同樣地藉由使 用Ar氣體(gas)之習知之錢錢(sputtering)法,而以大約 _ 20nm之厚度,來成膜成為第2陽極(anode) u 7b之非結晶 貝ΙΤΖ0膜。接者’藉由光微影(photolithography)法而形 成阻劑圖案(resist pattern),藉由習知之包含鱗酸 (phosphoric acid) +硝酸+乙酸之藥液,而同時總括地钱 刻(etching)A1 — Mo合金膜和ΙΤΖ0膜。然後,藉由除去阻 劑圖案(resist pattern)而形成陽極(anode)像素電極 117。最後,在大氣中,於溫度250°C,進行大約30分鐘 之熱處理’結晶化成為第2陽極(anode) 116b之IΤΖ0膜。 使用在本實施例2之組成之非結晶質ιτζο膜係可以藉 2185-8896-PF;Ahddub 28 200811882 ' 由成為習知之A1蝕刻(etching)液之磷酸(phosphoric acid) +石肖酸+乙酸系之藥液而進行钱刻(e_^ching),因 此’在層積於A1膜之狀態下,適合於能夠同時總括地蝕刻 (etching)Al膜之方面。此外,在膜中,並無結晶化之區 域’因此,幾乎並無發生蝕刻(etching)殘渣。此外,藉由 進行結晶化而提高IΤΖ0膜對於藥液之耐腐蚀性。因此,可 以防止使用在成為後製程之基板之洗淨、電場發光層 _ 或陰極(cathode)像素電極125之形成等之藥液浸透至 ΙΤΖ0膜而進行腐蝕。 成為構成陽極(anode)像素電極117之第1陽極 (&11〇(^)1173之41-11〇合金膜和成為第2陽極(抓〇(16)1171) 之ΙΤΖ0膜之間之接觸電阻值係每5〇#m2成為大約ikQ。 這個係向來之A1膜和IT〇膜之接觸電阻值之大約1/1〇5而 成為極為良好之值。 藉由本發明而得到兼具Α1合金膜之所具有之高度之 _ 光反射率和1ΤΖ0膜之所具有之高工作函數值之陽極 (anode)像素電極117。因此,得到發光效率高且具有明亮 之顯不晝像之有機電場發光型顯示裝置。 在即使是就成為構成本實施例2之陽極(an〇de)像素 電極in之第1陽極(anode)117ai A1 — M〇合金膜和成為 第^陽極(an〇de)ll7b之ITZ〇膜之界面而藉由χ射線光電 子刀光刀析去來進行分析時,形成相同於前述實施例1之 同樣之界面構造。 在本實施例2,Al —Mo合金膜之厚度係5〇nm,但是, 218 5-8 8 9 β-PF;Ahddub 29 200811882 可以疋10〜200随之陣列(array)。在厚度未滿1〇nm,增 加光透過成分,成為所謂光透過狀態,因此,降低反射率。 另一方面,在厚度超過2〇〇nm時,結晶粒係粗大化,使得 陽極(anode)像素電極117之表面凹凸變大。具體地說,在 陽極(anode)像素電極117之平均粗糙度Ra超過1〇隨 %,谷易產生形成於陽極(an〇de)像素電極丨17上之電場發 光層124之被覆不良,導致和陰極(cath〇(je)像素電極125 之短路模式(short mode)之故障等。 此外,ιτζο膜之之厚度係20nm,但是,能夠以3· 5_ 以上之膜厚而成為陣列(array)。如果是以3·5ηπι以上之膜 厚而成為陣列(array)的話,則能夠形成呈層狀地成長之均 勻之膜。也就是說,可以防止由於膜缺損之所造成之顯示 不良。 [實施形態3] 接著,就本發明之實施形態3而進行說明。在前述之 實施形態2,在圖7所示之有機電場發光型顯示裝置之陰 極(cathode)像素電極125,使用Π0膜、IZ〇膜、ITZ〇膜 等。陰極(cathode)像素電極125係成為相對於每個像素之 陽極(anode)像素電極117之共通之對向電極而形成於顯 示區域整體,通過延長之所形成之外部輸入端子而供應共 通之陰極(cathode)電位。因此,顯示畫面越加大型化而越 加希望低電阻之陰極(cath〇de)像素電極125。 於是,在本實施形態3,作為陰極((^让〇心)像素電極 125係使用交互地層積複數次之圖8所示之成為第工陰極 2185-8896-PF;Ahddub 30 200811882 (cathode)像素電極125a之Ai合金膜和成為第2陰極 (cath〇de)125b《ΙΤΖ0膜之多層構造膜。除了陰極 (cathode)像素電極125以外之構造係相同於圖7所示之前 述實施形態2之構造。 作為第1陰極(cathode)像素電極125a係使用在純A1 添加5莫爾%Mo之A1 - 5莫爾·〇合金膜,作為第2陰極 (cath〇de)125b 係使用質量比成為 In2〇3: Sn〇2: Zn〇=89: 魯7:4之謂膜。該謂膜之各種元素之莫爾(111〇1)比係
In: 30. 8 莫爾 %、Sn= 3. 6 莫爾 %、Zn= 6. 0 莫爾 %以及 〇 = 59.6莫爾%。也就是說,成為莫爾(m〇i)比in/(in+sn+zn) =0· 76、莫爾(mol)比 Sn/Zn= 0· 6。 例如陰極(cathode)像素電極125係可以藉由以下之 製程而形成。首先,將使用Ar氣體(gas)之習知之濺鍍 (sputtering)法予以採用,以大約5nm之厚度,來成膜成 為第2陰極(cathode) 125b之非結晶質ΙΤΖ0膜。接著,藉 _ 由相同之賤鍍(sputtering)法,而以大約5nm之厚度,來 連續地成膜A1 — Mo合金膜。在重複地進行4次之該成膜步 驟後,在最上層,形成ΙΤΖ0膜119b,以合計9層,來成 膜全膜厚大約85nm之多層膜。接著,藉由光微影 (photolithography)法而形成阻劑圖案(resist pattern),藉由習知之包含填酸(phosphoric acid) +石肖酸 +乙酸之藥液,而同時總括地蝕刻(etching)前述之ITZO 膜和A1 — Mo合金膜之多層膜。然後,藉由除去阻劑圖案 (resist pattern)而形成陰極(cathode)像素電極 125。 2185-8896-PF;Ahddub 31 200811882 - 使用在本實施形態3之組成之非結晶質ITZ0膜係可以 藉由成為習知之Α1蝕刻(etching)液之磷酸(ph〇sph〇ric acid) +硝酸+乙酸系之藥液而進行蝕刻(etching),因 此,在層積於A1膜之狀態下,適合於能夠同時總括地蝕刻 (etChing)Al膜之方面。此外,在膜中,並無結晶化之區 域’因此,幾乎並無發生蝕刻(etching)殘渣。此外,可以 藉由進行結晶化而提高IΤΖ0膜對於藥液之耐腐餘性。因 此,可以防止使用在成為後製程之基板之洗淨等之藥液浸 透至ΙΤΖ0膜而進行腐蝕。 由正如以上之所形成之多層膜而組成之陰極(cath〇de) 像素電極125之光透過率係在波長550nm,成為大約85%, 同等於ΙΤΖ0膜之單層膜之值。此外,平行於膜面之方向之 比電阻值係大約2 // Ω · m,比較於ΙΤΖ0膜之單層膜之大 約5 μ Ω · m,還能夠更加減低至一半以下。另一方面,就 該多層膜構造之Ai — Mo合金膜和ΙΤΖ0膜之接觸界面之接 φ 觸(contact)部之電阻值而言,並無直接地進行測定,但 是,確認成為良好之顯示特性,因此,推測成為幾乎同等 於前述實施形態1及2之值。 於是,詳細地調查A1— M〇合金膜/ITZ〇膜/A1_M〇合 金膜之層積連接界面部之構造。在以下,為了說明之便利 上’因此,將Al —Mo合金膜/ΙΤΖ0膜/A1~Mo合金膜,記 載為 A1-M〇/ITZO/A1 —Mo。 在圖9’顯示藉由前述之Ai — Mo/ ITZ0/A1 — Mo之界面 附近之Al(2p軌道成分)、〇(is執道成分)、in(3d軌道成 2185-8896-PF;Ahddub 32 200811882 分)、Zn(2p執道成分)以及Sn(3d執道成分)之X射線光電 子分光分析之所造成之深度方向輪廓(prof i 1 e)。分析條件 係相同於實施例1。 正如圖9所示,在、濺鐘(sputtering)時間短之區域’ 存在許多之成為上層Al —Mo膜之構成元素之A1,隨著濺 鍍(sputtering)時 間變長而存在許多之成為中間層之ΙΤΖ0 膜之構成元素之0、In、Zn及Sn,並且,在濺鍍(sputtering) 時間變長時,存在許多之成為下層A1 — Mo膜之構成元素之 A卜
正如圖9所示,在上層Al-Mo膜和ΙΤΖ0膜之界面, 將成為In最大濃度之一半之深度(圖中之人)和成為上層A1 —Mo膜中之A1最大濃度之一半之深度(圖中之B)之間之區 域,定義成為第1界面層。同樣地,在ITZ〇膜和下層A1 _ Mo膜之界面,成為ιη最大濃度之一半之深度(圖中之a,、 和成為下層Al —Mo膜中之A1最大濃度之一半之深度(圖中 之B’ )之間之區域係也定義成為第2界面層。此外,將由 圖中之B開始之上層區域以及由圖中u,開始之下層區 域’分別定義成為上層Al-Mo膜和下層A1 —M〇膜,將圖 中之A和A’間之區域’定義成為m〇膜。此外,將第工 及第2界面層之謂膜侧之區域,分別定義_ ^ ΙΤΖ0附近界面層、第2之ITZ〇附近界面層,將第i及第2 界面層之A卜膜側之區域,分別定義成為上層Ai — M〇 附近界面層、下層Al - Mo附近界面層。 由圖9而得知:在2個之見石昆 之界面層’增加。濃度。這個 2185-8896-PF;Ahddub 33 200811882 ,係顯不在界面層,存在A10x。A1〇x係絕緣體,因此,如果 Α1 Οχ存在於界面整體的話,則應該會妨礙電導通。但是, 在實際上’正如前面之敘述,接觸電阻值變得良好。 於是,使用X射線光電子光譜(spectrum)而調查深度 方向之7點(上層Al —Mo膜、上層A1 — Mo附近界面層、第 1之ΙΤΖ0附近界面層、ιΤΖ〇膜、第2之ITZ〇附近界面層、 下層Al —Mo附近界面層以及下層△1一1^〇膜)之Α1(2Ρ執道 成分)、In(3d軌道成分)、Sn(3d軌道成分)及Ζη(2ρ軌道 •成分)之結合狀態。將該結果顯示在圖l〇(a)〜(g)。圖l〇(a) 係顯示上層Al —Mo膜之前述各種元素之結合狀態,圖i〇(b) 係顯示上層Al —Mo附近界面層之前述各種元素之結合狀 態’圖10(c)係顯示第1之ITZ〇附近界面層之前述各種元 素之結合狀態,圖10(d)係顯示ΠΖ0膜之前述各種元素之 結合狀態’圖1 〇 (e )係顯示第2之IΤΖ0附近界面層之前述 各種元素之結合狀態,圖10(f)係顯示下層A1 — M〇附近界 φ 面層之前述各種元素之結合狀態,圖10(g)係顯示下層A1 一 Mo膜之前述各種元素之結合狀態。 在上層A1 — Mo膜,檢測到AUK、Al、In及Sn(參考圖 10 (a ))。在上層A1 — Mo附近界面層,檢測到a 1 〇x、a 1、I η 及Sn(參考圖10(b))。在第1之ΙΤΖΟ附近界面層,檢測到 A1 Ox、A1、I η、Sn 及 I ΤΖ0(參考圖 i〇(c))。在 I τζο 膜,僅 檢測到ΙΤΖ0(參考圖10(d))。在第2之ΙΤΖ0附近界面層, 檢測到ΑΙΟχ、Α1及ΙΤΖ0(參考圖10(e))。在下層Α1 — Μ〇 附近界面層,檢測到Α1〇χ、Α卜In及ΙΤΖ0(參考圖1〇(f))。 2185-8896-PF;Ahddub 34 200811882 在下層Al —Mo膜,僅檢測到A1 (參考圖1〇(g))。此外,在 圖10中’將Al〇x簡便地顯示成為A1〇。 圖11係由圖10所示之結果而呈示意地顯示上層A1 — Mo膜、上層Al — Mo附近界面層、第1之I τζο附近界面層、 ITZ0膜、第2之ITZ0附近界面層、下層A1 一 M〇附近界面 層以及下層Al_Mo膜之構造。正如圖n所示,在接觸A1 — Mo膜和ΙΤΖ0膜之狀態下,在界面層,除了成為絕緣體 之ΑΙΟχ以外,還存在具有導電性之A1、In、Sn及ITZ〇。 也就是說’認為A1 Οχ係並無存在於界面整體,藉由在並無 存在該Α1 Οχ之部位,使得前述之導電性物質,連續地存在 於界面層之深度方向,而在ΙΤΖ〇膜和Α1 —Μ〇膜之間,形 成電通路’付到良好之電接觸(c〇ntact)特性。此外,推 测由於Zn之存在而還原In2〇3及gnQ2,並且,抑制aiqx之 形成。 本實施形態3之陰極(cathode)像素電極125係交互地 層積成為第1陰極(cathode) 125a之A1 — Mo合金膜和成為 第2陰極(cathode) 125b之ITZ0膜之9層之多層膜,但是, 並非限定於此,能夠以2層以上而成為陣列(array)。此 外,層積順序係也可以是相反。但是,為了提高電荷注入 至電場發光層124之電荷注入以及電荷輸送效率,因此, 更加理想是在電場發光層124,接觸到ITZ0膜。此外,ITz〇 膜和Α1 — Mo合金膜之厚度係分別成為5nm,但是,並非限 定於此,可以藉由要求之陰極(cathode)像素電極125之比 電阻值以及光透過率而設定成為任意值。但是,為了確保 2185-8896-PF;Ahddub 35 200811882 * 咼度之光透過率,因此,Al —Mo合金膜之厚度係最好是不 超過1 Onm。 正如前面之敘述,藉由本實施形態3而得到兼具低電 阻和高度之光透過率之陰極(cathode)像素電極125。可以 藉由低電阻化而即使是顯示晝面呈大型化,也能夠在畫面 整體’供應均勻之陰極(cath〇de)電位。因此,得到發光效 率高且具有無顯示不均之明亮之顯示畫像之有機電場發光 型顯示裝置。 ⑩ 在前述之實施形態1〜3,作為Λ1合金膜係使用添加
Mo來成為不純物之a 1 — Mo膜。即使是藉由在a 1添加Mo 而呈電氣地連接A1膜和ΙΤΖ0膜之狀態,也可以在光微影 製寿王(photol ithography process)之阻劑(resist)顯影時 之有機鹼(alkal i)顯影液中,防止由於電化學之反應(電池 反應)而腐蝕A1和ΙΤΖ0之現象。此外,可以抑制由於熱處 理時之應力之所造成之稱為突起(hin〇ck)之表面凹凸之 _ 發生。該表面凹凸之發生抑制係適用於要求高平滑性之陽 極(anode)像素電極而變得極為有利。此外,在和ITZ〇膜 之界面部,析出Mo,認為也有減低界面部之接觸電阻之效 果。添加於A1之Mo組成比係最好是2〜1〇莫爾%。在未滿 2莫爾%,防止和在有機驗(aikaii)顯影液中之I τζο膜之 電池反應之效果係變得不充分。另一方面,在超過丨〇莫爾 %時,損害A1合金膜之所具有之低電阻及高反射率。 添加於A1之合金元素係並無限定在M〇,例如即使是 w,也得到前述之效果。此外,可以添加由Fe、c〇、Ni所 2185-889β-PF;Ahddub 36 200811882 - 選出之一種以上之合金元素。在該狀態下,除了前述之電 池反應抑制效果以外,還可以更加減低和ITZ〇膜之界面部 之接觸電阻。 此外’除了由前述之Mo、W、Fe、Co、Ni所選出之一 種以上之合金元素以外,也可以添加由γ、u、。、Μ、 Sm、Gd、Tb、Dy等之稀土類金屬之所選出之一種以上之元 素。在該狀態下,提高前述之突起(hillock)抑制效果。此 外,可以添加由N、C、Si所選出之一種以上之合金元素。 在该狀恶下’抑制和在m〇膜之界面之Α1〇χ之形成,因 此,可以更加地減低接觸電阻。但是,為了得到A1之所具 有之低電阻及高反射率,因此,這些合金元素之添加量係 最好是合計1 0莫爾%以下。 [實施形態4] 實施形態4係在前述實施形態丨之實施例丨之第丨金 屬膜及/或第2金屬膜,使用膜或合金膜。在該狀態 φ 下’可以也相同於使用A1膜或A1合金膜之狀態而進行製 造,得到相同之效果。 使用圖1而進行說明。作為本實施形態4之第1金屬 膜(閘極(gate)電極2、辅助電容電極3、閘極(gate)配線 4、閘極(gate)端子5)以及第2金屬膜(汲極(drain)電極 9、源極(source)電極1 〇)係使用純Μ〇膜。作為透明導電 膜(像素電極17、閘極(gate)端子襯墊(pad)18、源極 (source)端子襯墊(pad) 19)係使用質量比成為ίη2〇3 ·· Sn〇2: Zn0=89: 7: 4之ΙΤΖ0膜。該ΙΤΖ0膜之各種元素之 2185-8896-PF;Ahddub 37 200811882 莫爾(mo1)比係 Ιη= 30· 8 莫爾 %、Sn= 3· 6 莫爾 %、Ζη= 6· 〇 莫爾%以及0=59·6莫爾%。也就是說,成為莫爾(m〇i)比 Ir^(In+Sn+Zn)= 0.76、莫爾(m〇1)比 Sn/Zn=〇. 6。 ΙΤΖ0膜係藉由僅使用Ar氣體(gas)之習知之濺鍍 (sputtering)法而進行成膜。藉由χ射線繞射法而分析成 膜之ΙΤΖ0膜,結果,並無認定繞射波峰(peak),確認成為 非結晶質。接著,藉由光微影製程(photolithography process)而形成阻劑圖案(resist pattern),藉由習知之 ♦草酸(oxalic acid)藥液而進行餘刻(etching)。然後,除 去阻劑圖案(resist pattern)而形成像素電極17、閘極 (gate)端子襯墊(pad)18以及源極(s〇urce)端子襯墊 (pad)19。此外,在大氣中,於溫度25(rc,進行大約3〇 分鐘之熱處理。藉由X射線繞射法而分析本熱處理後之 ιτζο膜,結果,認定繞射波峰(peak),域認結晶化。 成為本實施例4之透明導電膜之ίτζ〇膜係不同於ΙΤ0 φ 膜,並無混合Η20或Η2,可以藉由僅使用Ar氣體(gas)之 濺鍍(sputtering)法,而以非結晶質,來進行成膜。因此, 在錢鍍(sputtering)中,並無產生粉塵^“”,可以減低 異物混入至膜之混入至1 /1 〇以下為止。此外,可以使用成 為弱酸之草酸(oxalic acid)藥液,來作為蝕刻(etching) 液,因此,在蝕刻(etching)時,可以防止腐蝕至成為下層 之第1及第2金屬膜之純Mo膜為止而斷線。此外,IΤΖ0 膜係在光微影製程(photolithography process)之阻劑圖 案化(resist patterning)之後烘乾(p0Stbake)製程,也並 2185-8896-PF;Ahddub 38 200811882 ' 無呈部分地進行結晶化,因此,也幾乎並無發生敍刻 (etching)殘渣。並且,在圖案化(patterning)後,藉由熱 處理而進行結晶化,藉由成為化學穩定且耐酸性良好之膜 而也提高可靠性。 像素〉及極(drain)接觸孔(contact ho le)14之像素電 極17和汲極(drain)電極10之接觸電阻值、閘極(gate) 端子部接觸孔(contact hole)15之閘極(gate)端子襯墊 (pad)18和閘極(gate)端子5之接觸電阻值、以及源極 _ (source)端子部接觸孔(contact h〇le)l6 之源極(source) 端子襯墊(pad)19和源極(source)端子11之連接部之接觸 電阻值係皆接觸孔(contact hole)開口面積之每50 # m2, 成為大約10 Ω。 向來之IT0膜和純A1膜之接觸電阻值係接觸孔 (contact hole)開口面積之每50 # m2,成為大約100ΜΩ。 本實施形態4之ITZ0膜和純Mo膜之接觸電阻值係向來之 1/107而極為良好之值。 [實施治態5 ] 實施形態5係在前述實施形態3之第丨陰極 (cathode)125a ’使用Mo膜或Mo合金膜(參考圖8)。在該 狀態下’可以也相同於使用A1膜或a 1合金膜之狀態而進 行製造,得到相同之效果。 在本實施形態5,作為陰極(cath〇de)像素電極ι25係 使用交互地層積複數次之圖8所示之成為第1陰極 ((^1±〇^)1253之此合金膜和成為第2陰極((^化〇(^)1251) 2185-8896-PF;Ahddub 39 200811882 - 之1τζο膜之多層構造膜。除了陰極(cathode)像素電極125 以外之構造係相同於圖7所示之前述實施形態2之構造。 作為第1陰極(cathode) 125a係使用在純Mo添加5莫 爾%Nb之Mo - 5莫爾❾/〇Nb合金膜,作為第2陰極 (cathode)125b 係使用質量比成為 in2〇3 ·· Sn〇2 ·· Ζη0= 89 : 7 · 4之ΙΤΖ0膜。該ΙΤΖ0膜之各種元素之莫爾(111〇1)比係 Ιη= 30· 8 莫爾 %、Sn= 3. 6 莫爾 %、Ζη= 6. 0 莫爾 %以及 〇 = 59· 6莫爾%。也就是說,成為莫爾(,"比In/(In+ Sn + ζη) ⑩=〇· 76、莫爾(m〇l)比 Sn/Zn= 0. 6。 例如陰極(cathode)像素電極125係可以藉由以下之 製程而形成。首先,將使用Ar氣體(gas)之習知之錢鍍 (sputtering)法予以採用,以大約5nm之厚度,來成膜成 為第2陰極(cathode) 125b之非結晶質ΙΤΖ0膜。接著,藉 由相同之濺鍍(sputtering)法,而以大約5nm之厚度,來 連續地成膜Mo — Nb合金膜。在重複地進行4次之該成膜步 φ 驟後,在最上層,形成ΙΤΖ0膜119b,以合計9層,來成 膜全膜厚大約85nm之多層膜。接著,藉由光微影 (photolithography)法而形成阻劑圖案(resist pattern),藉由習知之包含磷酸(phosphor ic acid) +硝酸 十乙酸之藥液’而同時總括地钱刻(etch i ng)前述之I ΤΖΟ 膜和Mo — Nb合金膜之多層膜。然後,藉由除去阻劑圖案 (resist pattern)而形成陰極(cathode)像素電極 125。 使用在本實施形態5之組成之非結晶質ΙΤΖ0膜係可以 精由成為習知之Mo兹刻(etching)液之填酸(phosphoric 2185-8896-PF;Ahddub 40 200811882 ^ add) +石肖fee +乙酸系之藥液而進行餘刻(etching),因 此,在層積於Mo膜之狀態下,適合於能夠同時總括地蝕刻 (etching)Mo膜之方面。此外,在膜中,並無結晶化之區 域,因此,幾乎並無發生蝕刻(etching)殘渣。此外,可以 藉由進行結晶化而提尚IΤΖ0膜對於藥液之耐腐姓性。因 此’可以防止使用在成為後製程之基板之洗淨等之藥液浸 透至IΤΖ0膜而進行腐鍅。 由正如以上之所形成之多層膜而組成之陰極(cathode) 春像素電極125之光透過率係在波長550nm,成為大約85%, 同等於ΙΤΖ0膜之單層膜之值。此外,平行於膜面之方向之 比電阻值係大約2 · 5 // Ω · m,比較於IΤΖ0膜之單層膜之 大約5 // Ω · m,還能夠更加減低至一半以下。另一方面, 就該多層膜構造之Mo—Nb合金膜和ΙΤΖ0膜之接觸界面之 接觸(contact)部之電阻值而言,並無直接地進行測定,但 是’確認成為良好之顯示特性,因此,推測成為幾乎同等 φ 於前述實施形態4之值。 於是,詳細地調查Mo—Nb合金膜/ΙΤΖ0膜/M〇—Nb合 金膜之層積連接界面部之構造。在以下,為了說明之便利 上,因此,將Mo—Nb合金膜/ΙΤΖ0膜/Mo—Nb合金膜,記 載為 Mo-Nb/ITZO/Mo-Nb。 在圖12,顯示藉由前述之Mo-Nb/ITZO/Mo-Nb之界 面附近之Mo(3d執道成分)、0(ls軌道成分)、111(3(1軌道 成为)、Zn(2p軌道成分)以及Sn(3d執道成分)之X射線光 電子分光分析之所造成之殊度方向輪廓(profile)。分析條 2l85-8896-PF;Ahddub 41 200811882 - 件係相同於實施例1。 正如圖12所示,在濺鍍(sputtering)時間短之區域, 存在許多之成為上層Mo — Nb膜之構成元素之Mo,隨著濺 鍍(sputtering)時間變長而存在許多之成為中間層之ΠΖ0 膜之構成元素之0、Ιη、Ζη及Sn,並且,在濺鍍(sputtering) 時間變長時,存在許多之成為下層— Nb膜之構成元素之 Mo ° 正如圖12所示,在上層Mo — Nb膜和ΙΤΖ0膜之界面, 馨將成為In最大濃度之一半之深度(圖中之A)和成為上層Mo — Nb膜中之Mo最大濃度之一半之深度(圖中之趵之間之區 域,定義成為第1界面層。同樣地,在ITZ0膜和下層M〇 _Nb膜之界面,成為1〇最大濃度之一半之深度(圖中之^ ) 和成為下層Mo-Nb膜中之Mo最大濃度之一半之深度(圖中 之B’ )之間之區域係也定義成為第2界面層。此外,將由 圖中之B開始之上層區域以及由圖中之8,開始之下層區 # 域,分別定義成為上層Mo—Nb膜和下層Mo—Nb膜,將圖 中之A和A,間之區域’定義成為^如膜❶此外’將第】 及第2界面層之! τζ〇膜侧之區域,分別定義成為第1之 ιτζο附近界面層、第2之ΙΤΖ〇附近界面層,將第}及第2 界面層之Mo-Nb膜側之區域,分別定義成為上| m〇—肋 附近界面層、下層Mo—Nb附近界面層。 由圖12而得知:在2個之界面層,共存如和〇,因 此可以存在氧化物(Mo〇x)。ΜοΟχ係絕緣體,因此,如 果ΜοΟχ存在於界面整體的話,則應該會妨礙電導通。但是, 2185-8896-PF/Ahddub 42 200811882 在實際上,正如前面之敘述,接觸電阻值變得良好。 於是,使用X射線光電子光譜(spectrum)而調查深度 方向之7點(上層Mo — Nb膜、上層Mo — Nb附近界面層、第 1之ΙΤΖ0附近界面層、ΙΤΖ0膜、第2之ΙΤΖ0附近界面層、 下層Mo—Nb附近界面層以及下層—Nb膜)之Mo(3d轨道 成分)、In(3d軌道成分)、Sn(3d執道成分)及Zn(2p軌道 成分)之結合狀態。將該結果顯示在圖12(a)〜(g)。圖i2(a)
係顯示上層Mo — Nb膜之前述各種元素之結合狀態,圖12(b) 係顯示上層Mo—Nb附近界面層之前述各種元素之結合狀 態,圖12(c)係顯示第1之ιΤΖ〇附近界面層之前述各種元 素之結合狀態,圖12(d)係顯示ιτζϋ膜之前述各種元素之 結合狀態,圖12(e)係顯示第2之ΙΤΖ0附近界面層之前述 各種兀素之結合狀態,圖12(f)係顯示下層Μ〇—肋附近界 面層之刖述各種元素之結合狀態,圖12(g)係顯示下層 -Nb膜之前述各種元素之結合狀態。 在上層Mo — Nb膜,僅檢測到M〇(參考圖12(a))。在上 層Mo-Nb附近界面層,檢測到M〇、匕及Sn(參考圖 12(b))。在第1之ΙΤΖ0附近界面層,檢測到M〇及ITZ〇, 檢測到些微之Μ〇0χ(參考圖i 2 (c))。在丨τζ〇膜,僅檢測到 mo(參考圖12⑷)。在第2之觸附近界面層,檢測到 Mo及謂,檢測到些微之Μ〇〇χ(參考圖12(〇)。在下層 — Nb附近界面層,檢測到軋及ITZ〇(參考圖i2(f))。在 下層Mo- Nb膜,僅檢測到M〇(參考目l2(g))。此外,在圖 12中,將Mo〇x簡便地顯示成為M〇〇。 2185-8896-PF;Ahddub 43 200811882 - 圖13係由圖12所示之結果而呈示意地顯示上層Mo ~
Nb膜、上層Mo— Nb附近界面層、第1之ITZ〇附近界面層、 ΙΤΖ0膜、第2之ΙΤΖ0附近界面層、下層M〇_ Nb附近界面 層以及下層Mo- Nb膜之構造。正如圖13所示,在接觸M〇 —Nb膜和ΙΤΖ0膜之狀態下,在界面層,存在些微之成為 絕緣體之ΜοΟχ,具有導電性之M〇、ITZ0、In及Sn成為大 部分。也就是說,認為Mo〇x係並無存在於界面整體,藉由 在並無存在該ΜοΟχ之部位,使得前述之導電性物質,連續 籲 地存在於界面層之深度方向,而在ΙΤΖ0膜和Mo—Nb膜之 間,形成導電通路,得到良好之電接觸(c〇ntact)特性。 本實施形態5之陰極(cathode)像素電極125係交互地 層積成為第1陰極(cathode ) 125a之Mo — Nb合金膜和成為 第2陰極(cathode) 125b之ΙΤΖ0膜之9層之多層膜,但是, 並非限定於此,能夠以2層以上而成為陣列(array)。此 外,層積順序係也可以是相反。但是,為了提高電荷注入 參 至電場發光層124之電荷注入以及電荷輸送效率,因此, 更加理想是在電場發光層124,接觸到ITZ0膜。此外,ITZ〇 膜和Mo-Nb合金膜之厚度係分別成為5舰,但是,並非限 疋於此’可以藉由要求之陰極(cath〇de)像素電極125之比 電阻值以及光透過率而設定成為任意值。但是,為了確保 尚度之光透過率,因此,Mo — Nb合金膜之厚度係最好是不 超過1 Onm。 此外,並非限定於這個之成為第丄陰極(cathode)125a 之Mo- Nb合金膜,可以使用純Mo膜或者是添加其他合金 2185-88 96-PF;Ahddub 44 200811882 • 元素之Mo合金膜。藉由在Mo添加Nb而特別3 s 寸别疋改善對於水 或濕氣之耐腐蝕性,提高可靠性。除了 Nb以从 A外,也可以使 用添加1^、(:1*、^[、21'等來作為合金元素之亂合金膜。其 添加量係最好是0.5〜25莫爾%。因為在未滿〇 5莫爾/,' 耐腐蝕性變得不充分,在超過25at%時,不六p a 卜谷易進行在習 知之磷酸(phosphoric acid) +硝酸+乙酴备溢★ 叹尔樂液之钱刻 (etching)之緣故。 正如前面之敘述,藉由本實施形態5而得到兼具低電 籲 阻和高度之光透過率之陰極(cathode)像素電極125。可以 藉由低電阻化而即使是顯示畫面呈大型化,也能夠在書面 整體,供應均勻之陰極(cathode)電位。因此,得到發光效 率高且具有無顯示不均之明亮之顯示畫像之有機電場發光 型顯示裝置。 在前述之實施形態1〜5,作為透明導電膜係使用質量 比成為 Iii2〇3 : Sn〇2 : Ζη0= 89 : 7 : 4 之 ΙΤΖ0 膜。該 ΠΖ0 φ 膜之各種元素之莫爾(mol)比係In = 30· 8莫爾%、Sn= 3· 6 莫爾%、Ζη=6·0莫爾%以及〇=59·6莫爾%。也就是說,成 為莫爾(mol)比 ln/(ln+ Sn+ Ζη) = 〇· 76、莫爾(m〇i)比 Sn/Zn = 0·6 〇 但疋,本發明之IΤΖ0膜之組成比係並無限定在前述之 組成比。在本發明之IΤΖ0膜,要求具有高度之光透過率特 性。因此’最好是以質量比,來含有85〜95質量%之ιη2〇3。 此外’為了使得本發明之ΙΤΖ0膜之組成比,成為最適 當化’因此’對於在前述之質量比範圍來改變組成比之ΙΤΖ〇 2185-8896-PF;Ahddub 45 200811882 膜’測疋波長55〇nffl(綠色)之光透過率。將其結果,顯示 在圖15。圖15中之橫軸係表示莫爾(瓜〇1)比In/(In+Sn + Zn) ’縱軸係表不光透過率。包括習知之! z〇膜之所具有 之光透過率8〇义。為了成為具有這個以上之光透過率之 ΙΤΖ0膜,因此,莫爾(111〇1)比In/(In+Sn+Zn)係必須位處 在0 · 6 5〜0 · 8之範圍。 圖16係顯不ΙΤΖ0膜由非結晶質開始相變化至結晶之 溫度、所谓結晶化溫度相對於莫爾(m〇1)比Sn/Zn之依附性 之圖形(graph)。莫爾(m〇i)比Sn/Zn越小而結晶化溫度越 面 光说〜製程(Photolithography process)之阻劑 (resist)之烘乾(bake)溫度係一般位處在9〇〜16〇〇c之範 圍内。因此’為了適用在需要光微影製程 (photolithography process)之半導體裝置(device),因 此,最好是使用結晶化溫度超過1 6(rc之組成、也就是莫 爾(mol)比Sn/Zn成為1以下之ITZ〇膜。如果使用該非結 晶質ιτζο膜的話,則也在光微影製程(ph〇t〇Hth〇graphy process),並無呈部分地進行結晶化。因此,即使是使用 草酸(oxalic acid)系之弱酸性藥液之蝕刻(etching),也 幾乎並無發生蝕刻(etching)殘渣。並且,由圖4、圖9及 圖12所示之深度方向輪廓(profi ie)而得知:在前述之各 個實施形態,莫爾(m〇l)比Sn/Zn係由ΙΤΖ0膜本身開始到 達至和A1膜或Mo膜之界面附近為止而成為1以下(也就是 Zn之強度比較大於Sn之強度)。認為包含於ΙΤΖ0膜之Zn 原子係正如前面之敘述,A1或In並非氧化物狀態而是發 2185-8896-PF;Ahddub 46 200811882 ^ 揮以金屬狀態來存在之作用,由得到界面之良好之電接觸 (contact)特性之方面來看的話,則最好是使用莫爾(瓜〇工) 比Sn/Zn成為1以下之ιΤΖ〇膜。 另一方面,在蝕刻(etching)後,提高對於藥液之腐蝕 性,因此,必須使得ITZ0膜呈結晶化。正如圖16所示, ΙΤΖ0膜係可以藉由在結晶化溫度以上之溫度,進行熱處 理,而進行結晶化。但是,熱處理溫度係必須是半導體裝 置(dev ice)之耐熱溫度以下。例如在實施形態2及3之有 馨機電場發光型顯示裝置之狀態下,在至少形成本發明之陽 極(anode)像素電極117之後,無法在其下層,進行超過由 已經形成之絕緣性樹脂所組成之平坦化膜122之耐熱溫度 之熱處理。一般而言,習知之絕緣性樹脂膜用材料之耐熱 溫度係即使是最高,也是25(rc程度。如果是在超過耐熱 溫度之溫度來進行熱處理的話,則該樹脂係可以進行碳化 或熱分解。因此,ΙΤΖ0膜係最好是在大約25〇〇c以下之溫 ⑩ 度,進行結晶化。因此,正如圖1 6所示,、IΤΖ0膜之莫爾 (mol)比Sn/Zn係最好是〇. 3以上。 正如以上,如果使用本發明之ITZ0膜來作為透明導電 膜的話,則並無混合LO或I,可以藉由僅Ar氣體(gas) 之賤鍍(sputtering)法而製造非結晶質ΙΤΖ0膜。在該濺鍍 (sputtering)法,幾乎並無產生粉塵(dust),因此,可以 成為無異物混入之均勻之非結晶質膜。此外,在光微影製 程(photolithography process)之阻劑圖案化(resist patterning)之後烘乾(postbake)製程,ΙΤΖ0膜係也並無 2185-8896-PF;Ahddub 47 200811882 • 呈部分地進行結晶化,因此,即使是使用成為弱酸之草酸 (oxal ic acid)藥液之餘刻(etching),也幾乎並無發生餘 刻(etching)殘渣,能夠良好地進行蝕刻(etchingh在蝕 刻(etching)後,可以藉由25(rc程度之熱處理而進行結晶 化,在化學上,進行穩定化,因此,提高可靠性。此外, 可以減低和A1系合金膜之接觸電阻值。 前述實施形態1〜5之半導體裝置(device)係液晶顯 示裝置及有機EL顯示裝置用之主動矩陣(active_matrix) 型TFT陣列(array)基板,但是,本發明係並非限定於此, 也可以適用在具有金屬膜和透明導電膜之電連接部之其他 之半導體裝置(device)。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本實施形悲1之主動矩陣(active—matrix) 型TFT陣列(array)基板之俯視圖。 φ 圖2係顯示本實施形態1之主動矩陣(active-matrix) 型TFT陣列(array)基板之剖面圖。 圖3係顯示本實施形悲1之主動矩陣(act丨ve_mafrιχ) 型TFT陣列(array)基板之剖面圖。 圖4係顯示藉由本實施形態1之uzo/ai — M〇合金層 積膜之X射線光電子分光分析之所造成之深度方向輪廓 (prof i 1 e)之圖。 圖5(a)至圖5(d)係顯示本實施形態1之ITZ0/A1 — Mo 合金層積膜之界面之X射線光電子光譜(spectrum)之圖。 2185-8896-PF;Ahddub 48 200811882 • 圖6係呈示意地顯示本實施形態1之ΙΤΖ0/Α1 — Μο合 金層積膜之界面構造之圖。 圖7係顯示本實施形態2之主動矩陣(active-matrix) 型TFT陣列(array)基板之剖面圖。 圖8係顯示本實施形態3之陰極(cathode)像素電極之 剖面圖。 圖9係顯示藉由本實施形態3之Al - Mo/ITZO/Al — Mo 層積膜之X射線光電子分光分析之所造成之深度方向輪廓 _ (prof i le)之圖。 圖10(a)至圖l〇(g)係顯示本實施形態3之A1 — Mo/ITZO/Al - Mo層積膜之界面之X射線光電子光譜 (spectrum)之圖 ° 圖11係呈示意地顯示本實施形態3之Al — Mo/ITZO/Al 一 Mo層積膜之界面構造之圖。 圖12係顯示藉由本實施形態5之Mo - Nb/ITZO/Mo — φ Nb層積膜之X射線光電子分光分析之所造成之深度方向輪 廓(prof i le)之圖。 圖13(a)至圖13(g)係顯示本實施形態5之Mo —
Nb/ITZO/Mo -Nb層積膜之界面之X射線光電子光譜 (spectrum)之圖。 圖14係呈示意地顯示本實施形態5之M〇 — Nb/ITZ〇/M〇 一 Nb層積膜之界面構造之圖。 圖15係顯不ΙΤΖ0膜之光透過率相對於莫爾數(m〇1) 比Sn/Zn之變化之圖形(graph)。 2185-8896-PF;Ahddub 49 200811882 圖16係顯示ιτζο膜之結晶化溫度相對於莫爾數(m〇1) 比Sn/Zn之變化之圖形(graph)。 【主要元件符號說明】
1 ' 101〜透明絕緣基板; 2、102〜閘極(gate)電極; 3〜辅助電容共通電極; 4〜閘極(gate)配線; 5〜閘極(gate)端子; 7〜半導體主動膜; 11〜源極(source)配線; 12〜TFT 通道(channel)部; 13、113〜層間絕緣膜; 17〜像素電極; 20〜保護絕緣膜; 107〜p- Si 膜; 113a〜第1層間絕緣膜; 107c〜沒極(drain)區域; 113b〜第2層間絕緣膜; 117a〜第 1 陽極(anocje); 121〜透過性絕緣膜; 117b〜第 2 陽極(anode); 122〜平坦化膜; 121a〜第1透過性絕緣膜; 123〜分離膜; 121b〜第2透過性絕緣膜; 124〜電場發光層; 124a〜電洞輸送層; 124b〜有機EL層; 124c〜電子輸送層; 12 6〜封裝層; 12 7〜對向基板; 107b〜源極(source)區域; 107a〜通道(channel)區域; 6、106〜閘極(gate)絕緣膜 9、 109〜源極(source)電極 10、 110〜汲極(drain)電極 11 7〜陽極(anode)像素電極 2185-8896-PF/Ahddub 50 200811882 - 125〜陰極(cathode)像素電極; 18〜閘極(gate)端子襯墊(pad); 8〜歐姆接觸(ohmic contact)膜; 19〜源極(source)端子襯墊(pad); 125 a〜第1陰極(cathode)像素電極; 125b〜第2陰極(cathode)像素電極; 15〜閘極(gate)端子接觸孔(contact hole); 16〜源極(source)端子接觸孔(contact hole); _ 14、114〜像素汲極(drain)接觸孔(contact hole)。
218 5-8 8 9 6 二 P F;Ahddub 51
Claims (1)
- 200811882 . 十、申請專利範圍: 1· 一種透明導電膜,由In2〇3、Sn〇2及ΖιιΟ實質構成, 其特徵在於: 莫爾數(mol)比 In/(In+ Sn+ Zn)係 〇· 65 〜0· 8,並 且’莫爾數(mol)比Sn/Zn成為1以下。 2.如申請專利範圍第1項之透明導電膜,其中,莫爾 數(mol)比Sn/Zn係〇· 3以上。 Φ 3·如申請專利範圍第1項之透明導電膜,其中,結晶 化溫度係16 0〜2 5 0 °c。 4·如申請專利範圍第2項之透明導電膜,其中,結晶 化溫度係160〜250。〇。 5· 一種半導體裝置(device),其特徵在於包括:如申 明專利範圍第1至4項中任一項所述之透明導電膜以及直 接地接觸到前述透明導電膜之金屬膜。 6.如申請專利範圍第5項之半導體裝置(device),其 鲁巾,别述之透明導電膜和前述之金屬膜係交互地層積複數 次。 ^如申請專利範圍第5項之半導體裝置(⑽⑶),立 中,前述之金屬膜係以A1作為主成分之金屬膜β 8. 如申請專利範圍第5項之半導體裝置(device),苴 中,前述之金屬膜係以Mo作為主成分之金屬膜。 '、 9. 種主動矩陣(active-matrix)型顯示裝置,其特徵 在於.包括如申请專利範圍第5項所述之半導體裝置 (device) ° 2185-8896-PF;Ahddub 52
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