TWI360884B - Thin film transistor and its production method and - Google Patents

Thin film transistor and its production method and Download PDF

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Nobuo Tanaka
Shigeo Matsuzaki
Koki Yano
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1360884 九、發明說明 r 【發明所屬之技術領域】 第1組之本發明是關於設置有A1金屬配線、透明導 電膜之基板,尤其關於具備有薄膜晶體之A1金屬配線之 透明導電膜疊層基板,即是TFT基板。再者,關於該TFT 基板之製造方法。 以一個具備有A1金屬配線之透明導電膜疊層基板之 # 典型例而言所知的有TFT基板。爲了驅動使用非晶矽薄膜 電晶體(α-SiTFT)或是聚矽薄膜電晶體(ρ-SiTFT)之 液晶顯示裝置或有機EL,廣泛利用載置有驅動用之TFT (薄膜電晶體:Thin Film Transistor)之所謂的TFT基板 。本發明是關於該TFT基板及其製造方法。並且,因TFT 基板一般以在基板上設置複數TFT之情形爲多,故被稱爲 TFT陣列之情形爲多。 若更詳細說明,本發明是關於畫素電極圖案和A1源 φ 極、汲極配線之接觸電阻,及A1閘極配線取出部、A1源 - 極、汲極電極電極取出部之A1配線金屬和透明電極即使 直接接觸,亦可以降低電阻之液晶顯示裝置或有機EL用 TFT基板及其製造方法。 第2組之本發明是與上述相同,關於設置有A1配線 和透明導電膜之基板,即是具備有A1配線之透明導電膜 疊層基板。再者,關於該製造方法。 若更詳細說明,本發明是關於即使A1配線金屬和透 明電極直接接觸,也不會產生過大接觸電阻之疊層A1和 1360884 透明導電膜之基板及該製造方法。該疊層基板是可以當作 液晶顯示裝置或有機EL用之基板使用。 第3組之本發明是與上述相同,關於疊層成A1配線 和透明導電膜直接連接之疊層電路基板及該製造方法。更 詳細而言,關於一種含有Ni之A1金屬配線,和透明電極 直接連接之透明導電膜疊層電路基板,爲液晶顯示裝置所 使用之基板,或當作有機EL用基板使用之·透明導電疊層 電路基板及其製造方法。如此之疊層電路基板是疊層成A1 金屬配線和透明導電膜直接連接。 第4組之本發明是與上述相同,關於疊層成A1配線 和透明導電膜直接連接之疊層電路基板及該製造方法。更 詳細而言’關於一種由A1或是A1合金所構成之金屬配線 ’和透明電極直接連接之透明導電膜疊層電路基板,爲液 晶顯示裝置所使用之基板’或當作有機EL用基板所使用 之透明導電膜疊層電路基板及其製造方法。如此之疊層電 路基板是疊層成直接連接A1金屬配線和透明導電膜。 【先前技術】 針對第1及第2組之先行技術予以說明。液晶顯示裝 置或有機EL·顯示裝置由於具有低消耗電力,容易全彩色 化等之特徵’故於薄型顯示器中被賦予較大期望。尤其, 近年,活躍開發有該些裝置之顯示畫面的大型化。 尤其,廣泛利用在每畫素將a-SiTFT或p-SiTFT當作 開關元件配列成矩陣狀’驅動各畫素之主動矩陣方式,其 -6 - 1360884
開發也爲活躍。將該方式使用於液晶顯示裝置之主動矩陣 方式液晶平面顯示器,是即使執行800x600畫素以上之高 精細化,對比度也不會變差,以當作高性能彩色顯示器被 受到注目。
在如此之主動矩陣方式液晶平面顯示器中,以使用 ITO( Indium Tin Oxide)般之透明電極,當作畫素電極, 以使用A1系合金薄膜當作電晶體(FET)之源極電極爲多 。該理由是ITO是薄片電阻低且透過率高,以及A1可以 容易圖案製作且低電阻,密著性高。 第1圖是表示製作具備有A1金屬配線之透明導電膜 疊層基板之途中的情形之截面圖。該第1圖本身爲本發明 之圖式,同時也爲先行技術之圖式》 該第1圖是表示在液晶平面顯示器之製造工程中,完 成畫素電極之圖案形成之階段之a -SiTFT附近之截面。以 往之液晶顯示器除了畫素電極之素材之外,因基本構造爲 相同,故使用該第1圖進行先前技術之說明。 於該第1圖中,在透光性玻璃基板1上形成閘極電極 圖案2,接著使用電漿CVD法,連續性形成SiN閘極絕緣 膜3、α-Si: H(i)膜4、通道保護膜5及α-Si: H(n) 膜6,圖案製作成所欲之形狀。並且,藉由真空蒸鍍法或 是濺鍍法堆疊以A1爲主體之金屬膜,藉由光微影技術形 成特定圖案之源極電極7及特定之圖案之汲極電極8,完 成a -SiTFT元件部分。在該上面,以濺鍍法堆疊ITO膜 ,藉由光微影技術形成與源極電極7電性連接之畫素電極 1360884 圖案9 · ,是因爲不會使α-特性惡化之故。再 resistance)較低, 線之電阻增大而所 ,爲一優良材料。 爲主體之源極、汲 系蝕刻液加工IΤ 〇 點觀察到A1圖案 〉爲ITO蝕刻液之 。蝕刻液中之HNO 防止A1溶化而被 刻時間長,或是堆 、異物等之缺陷部 化效果不充分作用 ώ專利文獻1中記 HC1-HN03-H20 系 且,蝕刻率是指蝕 速度的比。 因使用HC1-HN03- 將ITO膜堆疊於A1膜之後的理由 Si: Η膜和源極及汲極電極之電性接觸 者,Α1比較低價,且比電阻(specific 在以防止由於閘極及源極、汲極電極配 引起之液晶顯示器之顯示性能下降來看 在上述製造工程中,於形成以A1 極電極圖案之後,當以HC1-HN03-H20 畫素電極圖案之時,屢次在加工完成時 溶化之現象。 該應是由於原本A1也持有溶解於 HC1-HN03-H20系蝕刻液之性質之原因 是爲了在A1表面形成薄的A1氧化膜, 添加。但是,實際上,有當ITO膜之蝕 疊A1之時,存有混入於A1膜中之雜質 分時,由於局部電池反應,上述A1氧 之情形。 爲了防止上述般A1之溶化,於下3 載有將ITO膜設爲非晶質,增大相對於 蝕刻液之ITO/A1蝕刻率比之技術。並 刻之速度。即是,蝕刻率比是指蝕刻之: 但是,即使將ITO膜設爲非晶質, H20系蝕刻液,故無法完全防止A1之溶化’也有實現高 精細之液晶顯示器爲困難之情形。 1360884 鑒於如此之問題,例如在下述之專利文獻2中,揭示 有藉由使用草酸系之蝕刻液的蝕刻,實行A1閘極、源極 、汲極電極圖案上之透明電極、畫素電極之圖案化,使容 易圖案化之技術。再者,於該專利文獻2中,以提供高精 細之液晶顯示器之製造方法爲目的,提案有使用以氧化 銦-氧化鋅所構成之組成之透明電極。 然後,於該專利文獻2所記載之構成中,所知發生在 A1閘極線/透明電極、A1源極、汲極電極/畫素電極之間之 接觸電阻爲可以忽視之大小。因此,通常採用以Ti、Cr、 Mo等之隔離金屬覆蓋A1線之手法。如此之手法,是記載 於下述專利文獻3、專利文獻4、專利文獻5、專利文獻6 如此一來,在以往所改良之技術中,利用 A1配線之 時,由於不得不使用隔離金屬,故需要該隔離金屬之成膜 、蝕刻,使得製造工程變爲複雜。
再者,雖然報告有在A1添加各種金屬之合金,但是 可想要縮小上述接觸電阻極爲困難。該應是在A1本體表 面形成氧化皮膜,該氧化皮膜爲絕緣體,該絕緣體增大接 觸電阻之故。如此一來,在A1添加各種金屬之合金,是 記載於下述專利文獻7、專利文獻8、專利文獻9。 爲了降低該氧化皮膜之接觸電阻,提案有在A1薄膜 上設置In、Zn等之金屬之薄膜之方法等。若依據如此之 手法,接觸電阻雖然變小,但是必須形成該些薄膜,並且 有畫素電極之透過率下降之問題。針對如此之金屬皮膜, -9- 1360884 記載於下述專利文獻1 〇。 另外,雖然報告藉由在Α1添加特殊之金屬成分,可 以降低與ΙΤΟ之接觸電阻,但是藉由在Α1添加特殊金屬 成分,則容易引起電池反應,出現畫素之黑化或配線之腐 蝕或線細之問題。如此之技術則記載於下述專利文獻1 1。 但是,對於氧化鋅·氧化錫系之透明導電膜之報告比 過去更多,也報告有非晶質膜等。針對如此之非晶質膜, 例如下述專利文獻1 2、專利文獻1 3、專利文獻1 4等中有 記載》 但是,已知氧化錫爲安定性優良,較難以蝕刻。 針對第3及第4組之技術背景予以說明。液晶顯示裝 置或有機EL顯示裝置由於具有低消耗電力,容易全彩色 化等之特徵,故在薄型顯示器中被賦予較大期望。尤其, 近年活躍開發有關該些裝置之顯示畫面之大型化* 尤其,廣泛利用在每畫素將a -SiTFT或ρ-SiTFT當作 開關元件配列成矩陣狀,驅動各畫素之主動矩陣方式,其 開發也爲活躍。將該方式使用於液晶顯示裝置之主動矩陣 方式液晶平面顯示器,是即使執行800x600畫素以上之高 精細化,對比度也不會變差,以當作高性能彩色顯示器被 受到注目。 在如此之主動矩陣方式液晶平面顯示器中,以使用 ITO( Indium Tin Oxide)般之透明電極,當作畫素電極, 以使用A1系合金薄膜當作電晶體(FET)之源極電極爲多 。該理由是ITO是薄片電阻低且透過率高,以及A1可以 -10- 1360884 .容易圖案製作且低電阻,密著性高。 第4圖是表示製作具備有A1金屬配線之透明導電膜 疊層基板之途中的情形之截面圖。該第4圖本身爲本發明 之圖式,同時也爲先行技術之圖式。 該第4圖是表示在液晶平面顯示器之製造工程中’完 成畫素電極之圖案形成之階段之a -SiTFT附近之截面。以 往之液晶顯示器除了畫素電極之素材之外,因基板構造爲 # 相同,故使用該第4圖進行先前技術之說明。 於該第4圖中,在透光性玻璃基板1001上形成閘極 電極圖案1 002,接著使用電漿CVD法,連續性形成SiN 閘極絕緣膜l〇〇3、a-Si:H(i)膜1004、通道保護膜 1005及α-Si: H(n)膜1006,圖案製作成所欲之形狀。 並且,藉由真空蒸鍍法或是濺鍍法堆疊以A1爲主體之金 屬膜,藉由光微影技術形成特定圖案之源極電極1〇〇7及 特定之圖案之汲極電極1〇〇8,完成a -SiTFT元件部分。 φ 在該上面,以濺鍍法堆疊ITO膜,藉由光微影技術形成與 • 源極電極1007電性連接之畫素電極圖案9。 將ITO膜堆疊於A1膜之後的理由,是因爲不會使α-Si: Η膜和源極及汲極電極之電性接觸特性惡化之故。再 者,Α1比較低價,且比電阻(specific resistance)較低, 在以防止由於閘極及源極、汲極電極配線之電阻增大而所 引起之液晶顯示器之顯示性能下降來看,爲一優良材料》 在上述製造工程中,於形成以A1爲主體之源極、汲 極電極圖案之後,當以HC1-HN03-H20系蝕刻液加工IT0 1360884 畫素電極圖案之時,屢次在加工完成時點觀察到A1圖案 溶化之現象》 該應是由於原本A1也持有溶解於爲ITO蝕刻液之 HC1-HN03-H20系鈾刻液之性質之原因。蝕刻液中之HNO 是爲了在A1表面形成薄的A1氧化膜,防止A1溶化而被 添加。但是,實際上,有當ITO膜之蝕刻時間長,或是堆 疊A1之時,存有混入於A1膜中之雜質、異物等之缺陷部 分時,由於局部電池反應,上述A1氧化效果不充分作用 之情形。 爲了防止上述般A1之溶化,於下述專利文獻1中記 載有將ITO膜設爲非晶質,增大相對於HC1-HN03-H20系 蝕刻液之ITO/A1蝕刻率比之技術。並且,蝕刻率是指蝕 刻之速度。即是,蝕刻率比是指蝕刻之速度的比。 但是,即使將ITO膜設爲非晶質,因使用HC1-HN03-H20系蝕刻液,故無法完全防止A1之溶化,也有實現高 精細之液晶顯示器爲困難之情形。 鑒於如此之問題,例如在下述之專利文獻2中,揭示 有藉由使用草酸系之蝕刻液的蝕刻,實行A1閘極、源極 、汲極電極圖案上之透明電極、畫素電極之圖案化,使容 易圖案化之技術。再者,於該專利文獻2中,以提供高精 細之液晶顯示器之製造方法爲目的,提案有使用以氧化 銦-氧化鋅所構成之組成之透明電極。 然後,於該專利文獻2所記載之構成中,所知發生在 A1閘極線/透明電極' A1源極、汲極電極/畫素電極之間之 -12- 1360884 接觸電阻爲可以忽視之大小。因此,通常採用以Ti、Cr、 • Mo等之隔離金屬覆蓋A1線之手法。如此之手法,是記載 於下述專利文獻3、專·利文獻4、專利文獻5、專利文獻6 〇 如此一來,在以往所改良之技術中,利用 A1配線之 時,由於不得不使用隔離金屬,故需要該隔離金屬之成膜 '、蝕刻,使得製造工程變爲複雜。 _ 再者,雖然報告有在A1添加各種金屬之合金,但是 可想要縮小上述接觸電阻極爲困難。該應是在A1本體表 面形成氧化皮膜,該氧化皮膜爲絕緣體,該絕緣體增大接 觸電阻之故。如此一來,在A1添加各種金屬之合金,是 記載於下述專利文獻7、專利文獻8、專利文獻9。 爲了降低該氧化皮膜之接觸電阻,提案有在A1薄膜 上設置In、Zn等之金屬之薄膜之方法等。若依據如此之 手法,接觸電阻雖然變小,但是必須形成該些薄膜,並且 φ 有畫素電極之透過率下降之問題。針對如此之金屬皮膜, - 記載於下述專利文獻1 〇。 另外,雖然報告藉由在A1添加特殊之金屬成分,可 以降低與ITO之接觸電阻,但是藉由在A1添加特殊金屬 成分,則容易在A1合金和ITO之間引起電池反應,出現 畫素之黑化或配線之腐蝕或線細之問題。如此之技術則記 載於下述專利文獻1 1。 該是A1之電動勢和ITO之間之電動勢產生差,由於 該差所引起之電動勢(電池反應),使A1更容易溶解之 -13- 1360884 現像。 於 FPD International 2004 ( 2004 年 10 月 20 日 ~22 日 ,於太平洋橫濱,日經BP主辦)中,發表對 TMAH ( 2.38%)中之Ag/AgCl標準電極測量電動勢之結果。於下 述引用一部分。
A1 : -1 .93V
Al-2at%Nd : -1 .88 V
Al-NiAlloy : -1.31V IZ0 (登記商標) :-0.57V p-ITO (多晶 Indium Tin Oxide ) : -0.19V α ITO (非晶 Indium Tin Oxide) : -0.17V 由該些値,理解在Al/IZO之間,發生-1.36V之電動 勢(在此,at%爲原子%)。同樣理解到在Al-2at%NdHZO 間發生-1.36V之電動勢,在Al-NiAlloy/IZO間發生-0.74V 之電動勢,在Al/p-ITO間發生-1 _74V之電動勢,在 A1-2at%Nd/p-ITO 之間發生-1.69V 之電動勢,在 A1-NiAlloy/p-ITO之間發生-1.12V之電動勢。 如此一來,IZO之電動勢比ITO之電動勢小’雖然可 以期待抑制電池反應,但是由於該IZO即使最低也發生· 0.74V之電動勢,故要完全抑制電池反應則爲困難。爲了 要完全抑制電池反應,必須將該些A1/透明電極間之電動 勢抑制至-0.5V未滿。在此,透明電極意味著IZO或ITO 〇 專利文獻1 :日本特開昭63 - 1 84726號公報 -14- 1360884 專利文獻2:曰本特開平11264995號公報 專利文獻3:日本特開平1〇65174號公報 .專利文獻4:日本特開平11-84195號公報 專利文獻5:日本特開平11-258625號公報 專利文獻6:日本特開平11253976號公報 專利文獻7:日本特開平7_455555號公報 專利文獻8:日本特開平7_3〇17〇5號公報 專利文獻9:日本特開平ι_28914〇號公報 專利文獻10:日本特開2003-017706號公開公報(日 本特願 200 1 -2007 1 0 ) 專利文獻11:日本特開2004-214606號公報 專利文獻12:日本特開昭60-068508號公報 專利文獻13:日本特開平08_171824號公報 專利文獻14:曰本特開平09_035535號公報
【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕 以下’針對第1組及第2組之本發明所欲解決之課題 予以說明。 第1組及第2組之本發明中,本案發明者是在如此之 背景下,發現藉由使用特定組成之濺鍍靶,尤其使由 Zn2Sn04之化合物分散於氧化鋅中之濺鍍靶而予以成膜, 即使從室溫至3 00 °C之基板溫度也不結晶化,保持安定之 非晶質構造,而且以爲弱酸之草酸容易蝕刻。 -15- 1360884 再者,發現如此所取得之電極之錐角爲30度至89度 ,取得良好之錐角。並且,發現在蝕刻工程中所使用之 TMAH中,即使在A1和本發明之透明導電膜被電性連接 之狀態中,也不會產生電池反應,不會發生A1配線之溶 解或腐蝕所造成之斷線。 並且,發現在上述特定之組成範圍中,即使與A1直 接接觸,也不發生大接觸電阻,取得安定之導電性,而完 成本發明。 第1組之本發明是鑒於上述先行技術所具有之課題而 所創造出者,其目的爲藉由畫素電極、透明電極使用含有 特定金屬之透明導電材料,簡化TFT (薄膜電晶體)基板 之製造方法。 再者’第1組之本發明之其他目的爲實現即使直接接 觸A1閘極/透明電極、A1源極、及汲/畫素電極,該間也 不會發生大接觸電阻之構成(材料、組成)。 再者,第1組之本發明之其他目的是提供給予可以抑 制各種藥液所造成之電池反應的金屬氧化物透明導電膜, 藉由使用此’可使用於液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置 之TFT基板、TFT陣列基板。 接著’第2組之本發明是鑒於上述先行技術所具有之 課題而所創作出者’其目的爲藉由透明導電膜使用含有特 定金屬之透明導電材料,簡化疊層A1配線和透明導電膜 之基板之製造方法。 再者’第2組之本發明之其他目的是提供提供給予可 -16- 1360884 以抑制各種藥液所造成之電池反應的金屬氧化物透明導電 膜,藉由使用此,可效率佳製造具備A1配線之透明導電 膜疊層基板之製造方法。 接著,針對第3組及第4組之本發明所欲解決之課題 予以說明。 如上述般,在具備有以往之A1配線之透明導電疊層 基板中,大致有以下般之問題點。
當直接接合A1配線和透明導電膜時,接觸電阻變大 ,故需要設置上述般之隔離金屬,有增加製造工程之問題 由於A1配線和透明導電膜之間之電池反應,使得於 鈾刻等之時A1配線有可能產生線細或斷線之情形。 本發明是爲了解決如此之問題點而所創作出者,該目 的如同下述般。 第3組之本發明中,其目的爲本案發明者在如此之背 景下,提案可以成爲縮小產生在A1和透明電極之間的電 動勢之値的透明電極之材料。 更具體而言,第3組之本發明之目的爲藉由畫素電極 或透明電極使用特定之氧化銦-氧化鋅-氧化錫爲主成分之 氧化物所構成之透明導電材料,簡化TFT基板之製造方法 主成分是指主要之成分,該成分是意味著重量性或是 體積性,或是原子數比大槪50%以上者。例如,氧化銦-氧化鋅-氧化錫爲主成分是指該些組成比率之合計爲大槪 -17- 1360884 50%以上。 再者,第3組之本發明是以提供即使直接接觸A1閛 極/透明電極、A1源極 '汲極/畫素電極,亦可以將該間之 接觸電阻抑制比以往更小之透明電極、畫素電極之材料爲 目的。 再者,第3組之本發明是以提供即使在TMAH水溶液 中,亦可以充分抑制電池反應之金屬氧化物透明導電膜( 之材料)爲目的。 再者,第3組之本發明是以提供將上述金屬氧化物導 電膜當作透明電極、畫素電極使用之TFT基板(薄膜電晶 體基板)。該TFT基板是可當作液晶顯示裝置中之驅動液 晶之基板使用。並且,該TFT基板爲被稱爲金屬配線、透 明導電膜疊層電路基板之基板之一種。 再者,該TFT基板亦可利用於有機EL顯示裝置。並 且,將上述金屬氧化物透明導電膜當作透明電極、畫素電 極利用之上述TFT基板(薄膜晶體基板)也以簡化製造方 法,抑制製造成本,便宜提供爲第3組之本發明目的。 並且,在第4組之本發明中,本案發明者是在如此之 背景下,精心開發可以使產生縮小在A1和透明電極之間 產生電動勢之値的透明電極之材料。即是,第4組之本發 明之目的之一是提案如此之透明材料。 更具體而言,第4組之本發明之目的是藉由畫素電極 或是透明電極使用以特定之氧化鋅-氧化錫爲主成分之氧 化物所構成之透明導電材料,簡化TFT基板之製造方法。 -18- 1360884 主成分是指主要之成分,該成分是意味著重量性或是 辞· ' 體積性,或是原子數比大槪50%以上者。例如,氧化鋅- 氧化錫爲主成分是指該些組成比率之合計爲大槪50%以上 〇 再者,第4組之本發明是以提供即使直接接觸A1閘 極/透明電極、A1源極 '汲極/畫素電極,亦可以將該間之 接觸電阻抑制比以往更小之透明電極、畫素電極之材料爲 • 目的。 再者,第4組之本發明是以提供即使在TMAH水溶液 中,亦可以充分抑制電池反應之金屬氧化物透明導電膜( 之材料)爲目的。 再者,第4組之本發明是以提供將上述金屬氧化物導 電膜當作透明電極、畫素電極使用之TFT基板(薄膜電晶 _體基板)。該TFT基板是可當作液晶顯示裝置中之驅動液 晶之基板使用。並且,該TFT基板爲被稱爲金屬配線、透 φ 明導電膜疊層電路基板之基板之一種。尤其,金屬配線爲 - A1配線之時,也被稱爲具備有A1配線之透明導電膜疊層 電路基板。 再者’該TFT基板亦可利用於有機EL顯示裝置。並 且,將上述金屬氧化物透明導電膜當作透明電極、畫素電 極利用之上述TFT基板(薄膜晶體基板)也以簡化製造方 法,抑制製造成本,便宜提供爲第4組之本發明目的。 〔發明效果〕 -19- 1360884 若依據第1組之本發明,藉由畫素電極、透明電極使 用含有特定金屬之透明導電材料,則可以簡化TFT基板之 製造方法* 再者,若依據本發明,即使直接接觸A1閘極/透明電 極、A1源極、汲極/畫素電極,亦不會發生在該之間發生 大接觸電阻。其結果,顯示裝置若使用本發明之TFT基板 、TFT陣列基板時,則可以提顯示中間灰階之顯示裝置( 例如液晶顯示裝置)。 若依據第2組之本發明,因使用含有特定金屬之透明 導電材料,故可以簡化具備有A1配線之透明導電膜疊層 基板之製造方法。 再者,若依據本發明時,即使直接接觸.A1配線和透 明導電膜,也不會在該之間發生大接觸電阻。其結果,若 將本發明之具備有A1配線之透明導電膜疊層基板使用於 例如顯示裝置時,則可以提供可顯示中間灰階之顯示裝置 (例如,液晶顯示裝置)。 若依據第3組之本發明時,因畫素電極或是透明電極 使用以特定組成之氧化銦-氧化鋅-氧化錫爲主成分之透明 導電材料,故可以簡化TFT基板之製造方法。 再者,若依據本發明,其目的也以提供即使直接接觸 A1閘極和透明電極,亦可以將之間的接觸電阻値抑制比以 往更小之透明電極材料。同樣,其目的也以提供即使直接 接觸A1源極、汲極和畫素電極,亦可以將之間的接觸電 阻値抑制比以往更小之畫素電極材料。 -20- 1360884 • 並且,雖然將透明電極中,驅動液晶等而構成畫素之 ' 電極稱爲畫素電極,但是只不過是場所不同,實質上畫素 電極和透明電極爲相同。 再者,若依據本發明之金屬氧化物透明導電膜,因即 使於TMAH水溶液中亦可以充分抑制電池反應,故可抑制 製程工程中之電池反應。 如此一來,若依據本發明,因可以簡化製造工程,故 φ 可以便宜製造TFT基板。其結果,可以便宜提供液晶顯示 裝置或有機EL顯示裝置。 再者,本發明是以提供將上述金屬氧化物透明導電膜 當作透明電極、畫素電極利用之TFT基板(薄膜電晶體基 板)爲目的。該TFT基板是可當作液晶顯示裝置中驅動液 晶之基板使用。並且,該TFT基板是被稱爲金屬配線、透 明導電膜疊層電路基板之基板的一種。
再者,該TFT基板亦可利用於有機EL顯示裝置。並 且,將上述金屬氧化物透明導電膜當作透明電極、畫素電 極利用之上述TFT基板(薄膜晶體基板)也以簡化製造方 法,抑制製造成本,便宜提供也爲第4組之本發明目的。 若依據第4組之本發明,因畫素電極或是透明電極使 用以特定組成之氧化鋅-氧化錫爲主成分之透明導電材料 ,故可以簡化TFT基板之製造方法。 再者,若依據本發明,可以提供即使直接接觸A1閘 極和透明電極,亦可以將之間之接觸電阻値抑制比以往更 小之透明電極之材料。同樣,也以提供即使直接接觸A1 -21 - 1360884 源極、汲極和畫素電極,亦可以將之間的接觸電阻値抑制 比以往更小之畫素電極材料。 並且,雖然將透明電極中,驅動液晶等而構成畫素之 電極稱爲畫素電極,但是只不過是場所不同,實Μ上畫素 電極和透明電極爲相同。 再者,若依據本發明之金屬氧化物透明導電膜,因即 使於ΤΜΑΗ水溶液中亦可以充分抑制電池反應,故可抑制 製程工程中之電池反應。 如此一來,若依據本發明,因可以簡化製造工程,故 可以便宜製造TFT基板。其結果,可以便宜提供液晶顯示 裝置或有機EL顯示裝置。 再者,本發明是以提供將上述金屬氧化物透明導電膜 當作透明電極、畫素電極利用之TFT基板(薄膜電晶體基 板)爲目的。該TFT基板是可當作液晶顯示裝置中驅動液 晶之基板使用》並且,該TFT基板是被稱爲金屬配線、透 明導電膜疊層電路基板之基板的一種。 再者’依據使用將上述金屬氧化物透明導電膜當作透 明電極、畫素電極所利用之上述TFT基板(薄膜晶體基板 )’可以簡化製造方法,抑制成本,便宜提供液晶顯示裝 置或有機EL顯示裝置。 〔用以解決課題之手段〕 第1組之本發明之上述目的,以畫素電極而言,是使 用以氧化鋅和氧化錫爲主成分之非晶質導電性氧化物所構 -22- 1360884 成之透明導電膜,並且藉由以草酸水溶液之蝕刻液或硝酸 、磷酸、醋酸之混酸予以圖案化,而所達成。即是,本發 明是如同下述般。 1-A.關於TFT基板之發明 (1-1)爲了解決上述課題,本發明爲使用在顯示裝 置之TFT基板,其特徵爲:具備有透明基板;畫素電極, 被設置在上述透明基板上,控制上述顯示裝置之畫素;薄
V 膜電晶體,被設置在上述透明基板上,驅動上述畫素電極 ,上述薄膜電晶體至少包含有A1閘極電極、閘極絕緣膜 、第1半導體層、第2半導體層和A1源極.汲極電極, 上述畫素電極是與上述A1閘極電極及/或上述A1源極. 汲極電極直接接合,該畫素電極是由以氧化鋅爲主成分之 導電性氧化物所構成。 若依據如此之構成,因在透明導電膜和A1配線之間 設置隔離金屬等,故簡化製造工程。 (1-2 )又,本發明是如(1-1 )所記載之TFT基板, 其中,上述畫素電極又含有氧化錫,由以氧化鋅、氧化錫 爲主成分之導電性氧化物所構成。 若依據如此之構成,因與(1-1)相同,不在透明導 電膜和A1配線之間設置隔離金屬,故簡化製造工程。 再者,雖然在A1閘極線和畫素電極之間,A1源極、 汲極電極和畫素電極之間’發生以往技術無法無視之大接 觸電阻,但是藉由使用以氧化鋅、氧化錫爲主成分之透明 -23- 1360884 電極,可以將接觸電阻之値降低成比以往更低之値。 並且,本發明中,主成分是指主要之成分,該成分是 意味著重量性或是體積性,或是原子數比大槪50%以上者 。例如,氧化鋅-氧化錫爲主成分是指該些含有金屬之比 率在體積比或質量比、原子數之比爲大槪5 0%以上。尤其 ,將原子數之比大槪50%以上,最佳爲70%以上’更佳爲 85%以上之時稱爲「主成分」。 再者,於本發明中,上述(1-1)中,雖然將氧化鋅 當作主成分使用,在(1 -2 )等中將氧化鋅及氧化錫當作 主成分使用,但是於任何情形即使含有其他成分亦可。例 如,以其他成分而言,可舉出氧化鎂、氧化鎵、氧化鋁等 〇 A1閘極線、A1源極、汲極電極是指A1本身物、以A1 爲主成分之A1合金等。於A1合金時’即使A1之外含有 適當之其他金屬亦可。就以其他金屬而言’可舉出週期表 從Ilia至Villa之重金屬或是鑭系金屬。 例如,最佳使用Nd、Ni、Co、Zr等。該含有量雖然 是依存於所求取之A1閘極線、A1源極汲極電極之.性能, 但是以〇. 1〜5重量%未滿爲佳。更佳爲〇·5~2.0重量%。含 有量爲0.1重量%未滿時幾乎無添加效果’也有可能在Α1 薄膜上發生小丘等的突起。另外’於超過5重量百分比之 含有量時,有可能Α1(Α1合金)變大之情形。 並且,TFT (薄膜電晶體)一般是在基板上設置多數 個爲多。因此’一般成爲TFT「陣列」基板爲多。當然, -24- 1360884 TFT陣列基板相當於本發明之TFT基板之一例。 (1-3)再者,本發明是(2)所記載之TFT基板,其 中上述以氧化鋅、氧化錫爲主成分之氧化物中之鋅之組成 比率〔Zn〕/ (〔Zn〕+〔Sn〕)爲 0.5~0.85,在此〔Zn 〕表示鋅之原子數,〔Sn〕表示錫之原子數。
當 _〔Zn〕/(〔Zn〕+〔Sn〕)之値超過 0.85 之時, 在以草酸水溶液進行蝕刻之時,則有無法控制之可能性。 其結果,產生錐角超過89度之情形或側邊蝕刻過大之情 形,並且,也有電極變細或斷線之可能性。再者,也產生 與連接電極和外部電路之異方導電薄膜(ACF )的接觸電 阻變大之情形,或在耐久試驗(高溫、高濕)中與ACF 之接觸電阻變大之情形。 然後,〔Zn〕/ ( 〔 Zn〕+〔 Sn〕)未滿 0.5 時,則 有草酸之蝕刻速度下降,不可蝕刻之情形。 該値最好爲〔Zn〕/ ( 〔 Zn〕+〔 Sn〕)=超過0.6 未滿0.8,更佳爲超過0.7未滿0.75。 並且’ 〔Zn〕是表示鋅原子之每單位質量、單位體積 之原子數,〔Sn〕爲鋅原子之每單位質量,單位體積之原 子數。 (1-4)再者,本發明是如(1-2)或(1-3 )所記載之 TFT基板,其中,由以上述氧化鋅、氧化錫爲主成分之氧 化物所構成之上述畫素電極之端部之錐角爲3 0〜89度。 錐角比30度小時,電極邊緣部分之距離變長,使用 本發明之基板而使液晶或有機E L予以驅動之時,則有對 -25- 1360884 者 過 超 角 ^三 0 當 離 剝 或 裂 破 極 再1 賃 0之 同部 不緣 有邊 大極 部電 內生 和產 邊能 週可 素有 貝 在, 度時 比度 其 尤 ,於驅動液晶之時,也有產生配向膜之不良之時,再者, 於有機EL之時,也有可能引起對向電極斷線之情形。 1-B.製造方法之發明 (1-5)再者,本發明一種TFT基板之製造方法,是 屬於製造申請專利範圍第2項至第4項中之任一項所記載 之TFT基板的方法,其特徵爲:具備有圖案製作以氧化鋅 、氧化錫爲主成分之透明導電膜而形成電極端部之錐角爲 3 0〜89度之上述畫素電極的圖案製作工程,上述圖案製作 工程是包含有使用草酸之濃度爲lwt%~10wt%之水溶液當 作蝕刻液,並將該蝕刻液之溫度設定成20〜50 °C之範圍而 蝕刻上述透明導電膜的蝕刻工程,上述以氧化鋅、氧化錫 爲主成分之氧化物中之鋅之組成比率〔Zn〕/ ( 〔 Zn〕+ 〔Sn〕)爲0.5〜0.85,在此〔Zn〕表示綷之原子數,〔Sn 〕表示錫之原子數。 依據如此之構成,可以以簡便之手法,簡略製造TFT 基板。當〔Zn〕/ (〔Zn〕+〔Sn〕)之値超過0.85之時 ,在以草水溶液進行蝕刻之時,則有無法控制之可能性。 其結果,產生錐角超過89度之情形或側邊飩刻過大之情 形,並且,也有電極變細或斷線之可能性。再者,也產生 與連接電極和外部電路之異方導電薄膜(ACF : Anisotoropic Conductive Film)的接觸電阻變大之情形, -26- 1360884 或再耐久試驗(高溫、高濕)中與ACF之接觸電阻變大 之情形。 然後,〔Zn〕/ (〔 Zn〕+〔 Sn〕)未滿 0.5 時,則 有草酸之鈾刻速度下降,不可蝕刻之情形。該値最好爲〔 Zn〕/(〔Zn〕+〔Sn〕)=超過0·6未滿0·8,更佳爲超 過0.7未滿0.75。 又,如至此所敘述般,以氧化鋅、氧化錫爲主成分之 透明導電膜爲非晶質膜。於不是非晶質膜之時,錐形控制 爲困難,要使錐角控制在30度〜89度則相當困難。 錐角比30度小時,電極邊緣部分之距離變長,使用 本發明之基板而使液晶或有機EL予以驅動之時,則有對 比度在畫素週邊和內部大有不同。再者,當錐角超過89 度時,則有可能產生電極邊緣部之電極破裂或剝離。尤其 ,於驅動液晶之時,也有產生配向膜之不良之時,再者, 於有機EL之時,也有可能引起對向電極斷線之情形。
蝕刻液適合使用草酸。草酸濃度未滿1 wt%時,蝕刻 速度慢,非實用性,於超過1 Owt%時,則有草酸之結晶沉 積等之問題。草酸濃度是以 2wt%~7wt%爲佳,以 2wt%〜5wt%爲更佳。當使用草酸以外之酸時,該液中之電 動勢變大,有引起與A1電池反應之情形。 再者,將蝕刻溫度設爲20〜50 °C爲佳。當未滿20°C時 ,蝕刻速度慢,非實用性,當超過50°C時,由於水分之蒸 發,使得草酸水溶液之濃度有變動之情形。蝕刻溫度最佳 爲20°C〜45t:,更佳爲30°C〜45°C。 -27- 1360884 該透明電極之移動度以l〇cm2/V · SEC以上爲佳。以 20cm2/V · SEC 爲更佳》 於TFT驅動LCD之時,未滿10cm2/V · SEC之移動 度則有應答速度變慢之可能性,有使液晶畫質下降之情形 。再者,比電阻之値雖然以越低爲佳,但是於TFT驅動之 時,因從TFT元件至LCD驅動電極端部爲止之距離非常 短,故若爲1(Γ2Ω cm左右則幾乎不會產生問題。 再者,可以在不對移動度造成影響之範圍下,添加第 三金屬。在此,作爲第三金屬是指接續於鋅、錫之第3號 金屬,被稱爲「第三金屬」,即是「其他金屬」之意,使 用該稱呼。 就以該第三金屬之種類而言,可考慮以提昇透過率爲 目的,添加折射率小之金屬氧化物。以使用於如此之用途 之金屬氧化物之代表例,則有MgO、B2〇3、Ga203、Ge02 等。 再者,就以降低比電阻之目的而言,可以添加該本身 比電阻爲小之金屬氧化物。以使用於如此目的之金屬氧化 物之代表例而言,可舉出氧化銶、氧化銦、氧化釕等。但 是,該些重金屬氧化物也可能著色,必須注意添加之量, 以在不影響透過率之範圍下,施予添加爲重點。 作爲透明導電層之成膜方法,最佳使用蒸鍍法、濺鍍 法、CVD法、噴鍍法、浸泡法等,其中又以使用濺鍍法爲 佳。 (1-6)再者,本發明一種TFT基板之製造方法,是 -28- 1360884 屬於製造申請專利範圍第2項至第4項中之任一項所記載 之TFT基板的方法,其特徵爲:具備有圖案製作以氧化鋅 、氧化錫爲主成分之透明導電膜而形成電極端部之錐角爲 3 0~89度之上述畫素電極的圖案製作工,程,上述圖案製作 工程,是包含有顯像工程,將氫氧化四甲銨( Tetramethylammonium hydroxide)之 l~5wt%水溶液當作 光阻顯像液使用而顯像被塗佈在上述透明導電膜上的光阻 :蝕刻工程,使用草酸之濃度爲lwt%〜10wt%之水溶液當 作蝕刻液,將該蝕刻液之溫度設定成20〜5(TC之範圍而蝕 刻上述透明導電膜;和剝離工程,使用含有乙醇胺( e t h a η ο 1 a m i n e )之剝離液而剝離上述光阻,上述以氧化鋅 、氧化錫爲主成分之氧化物中之鋅之組成比率〔Zn〕/ ( 〔Zn〕+〔Sn〕)爲0.5〜0.85,在此〔Zn〕表示鋅之原子 數,〔Sn〕表示錫之原子數。 如此一來,第1組之本發明(1 -6 )是在(1 -5 )上加 上顯像工程和剝離工程。 就以光阻之顯像液而言,適合使用氫氧化四甲銨( TMAH)。當使用TMAH以外之鹼成分時,則在A1和透 明電極間引起電池反應或溶解A1,產生光阻圖案偏離或溶 解,使得在蝕刻上發生重大之問題。再者,TMAH之濃度 是以l~5wt%爲佳。於未滿lwt%時,則有可能產生光阻顯 像不良,配線短路之情形。再者,濃度超過5wt%是有可 能產生光阻圖案之線細或剝離,並有產生電極圖案之線細 或斷線之情形。以2〜4wt%之濃度爲最佳。 -29- 1360884 再者,剝離液是使用含有乙醇胺(ethanolamine )胃 。例如,於後述之實施形態中,使用二乙醇胺( Diethanolamine)水溶液(4〇wt%)當作剝離液。 第2組之發明 第2組之本發明之上述目的,是在設置有A1配線之 透明基板上,適用以氧化鋅和氧化錫爲主成分之非晶質導 電性氧化物所構成之透明導電膜而所達成。又,本發明之 特徵是所涉及之透明導電膜不藉由隔離金屬等而直接接合 於A1配線。 又,本發明之製造方法之特徵是以草酸水溶液之蝕刻 液蝕刻上述透明導電膜,而予以圖案化。藉由如此之特徵 ,達成本案之上述目的。本發明之具體性構成是如同下述 般。 2-A.關於A1金屬配線透明導電膜疊層基板之發明 (2-1)爲了解決上述課題,本發明是包含有透明基 板、被設置在上述透明基板上之A1配線和由以氧化鋅爲 主成分之導電性氧化物所構成,直接接合於上述A1配^ 之透明導電膜。 銦在透明導電膜和A1配線之間無設置隔離金屬等, 故簡化製造工程。再者,抑制電池反應,不會產生A1配 線之斷線或腐蝕。 (2-2)本發明是如(2-1)所記載之具備有a丨配線;^ -30- 1360884 透明導電膜疊層基板,其中,上述透明導電膜又含有氧化 錫,並以氧化鋅、氧化錫爲主成分》 因在透明導電膜和A1配線之間,無設置隔離金屬, 故與(2-1 )相同製造工程被簡化。 再者’在A1配線和以往之透明導電膜之間,雖然於 先行技術中發生無法忽視之大小的接觸電阻,但是藉由使 用以氧化鋅、氧化錫爲主成分之透明電極,則可比以往更 降低接觸電阻之値。 並且,本發明中,主成分主成分是指主要之成分,該 成分是意味著重量性或是體積性,或是原子數比大槪50% 以上者。例如,氧化鋅-氧化錫爲主成分是指該些含有金 屬之比率在體積比或質量比、原子數之比爲大槪50%以上 。尤其,將原子數之比大槪50%以上,最佳爲70%以上, 更佳爲85 %以上之時稱爲「主成分」。 再者,於本發明中,上述(2-1)中,雖然將氧化鋅 當作主成分使用,在(2-2 )等中將氧化鋅及氧化錫當作 主成分使用,但是於任何情形即使含有其他成分亦可。例 如,以其他成分而言,可舉出氧化鎂、氧化鎵、氧化鋁等 〇 AL配線是指是指A1本身物、以A1爲主成分之A1合 金等。於A1合金時,即使A1之外含有適當之其他金屬亦 可。就以其他金屬而言,可舉出週期表從Ilia至Villa之 重金屬或是鑭系金屬。 例如,最隹使用Nd、Ni、Co、Zr等。該含有量雖然 -31 - 1360884 是依存於所求取之A1閘極線、A1源極汲極電極之性能, 但是以0.1〜5重量%未滿爲佳。更佳爲0.5-2.0重量%。含 有量爲0.1重量%未滿時幾乎無添加效果,也有可能在A1 配線(A1薄膜)上發生小丘等的突起。另外,於超過5重 量百分比之含有量時,有可能A1(A1合金)變大之情形 。並且,A1配線是在薄膜形態被設置在基板上之情形爲多 ,但是不限定於薄膜,即使任何配線亦可。 (2-3 )如上述(2-3 )所記載之具備有A1配線之透明 導電膜疊層基板,其中,上述以氧化鋅、氧化錫爲主成分 之氧化物中之鋅之組成比率〔Zn〕/ (〔 Zn〕+〔 Sn〕) 爲0.5〜0.85,在此〔Zn〕表示鋅之原子數,〔Sn〕表示錫 之原子數。 當〔Zn〕/ (〔Zn〕+〔Sn〕)之値超過0.85之時, 在以草酸水溶液進行蝕刻之時,則有無法控制之可能性。 其結果,產生錐角超過89度之情形或側邊蝕刻過大之情 形,並且,也有電極變細或斷線之可能性。再者,也產生 與連接電極和外部電路之異方導電薄膜(ACF)的接觸電 阻變大之情形,或再耐久試驗(高溫、高濕)中與ACF 之接觸電阻變大之情形。 尤其,當錐角超過89度時,於有機EL電極之時,有 機E L層則有變薄之傾向。其結果,則在該透明導電膜之 電極,和所對向之電極之間容易發生短路,有成爲顯示曲 線之一原因的情形。 然後,〔Zn〕/( 〔Zn〕+〔Sn〕)未滿 0_5 時,則 -32- 1360884 有草酸之蝕刻速度下降’不可蝕刻之情形。 • g 値最好是〔Zn〕/( 〔Zn〕+〔Sn〕)=超過 0.6 未滿0.8,更爲佳爲超過0.7未滿0.75« 並且,「Ζη」是表示鋅原子之每單位質量、單位體積 之原子數,〔Sn〕是表示錫原子之每單位質量、單位體積 之原子數。 (2-4)如(2-2)或是(2-3)中之任一所記載之具備 φ 有A1配線之透明導電膜疊層基板,其中,由以上述氧化 鋅、氧化錫爲主成分之氧化物所構成之上述畫素電極之端 部之錐角爲30〜89度。 錐角小於30度時,電極邊緣部分之距離變長,使用 本發明之基板而使液晶或有機EL予以驅動之時,則有對 比度在畫素週邊和內部大有不同。再者,當錐角超過89 度時,則有可能產生電極邊緣部之電極破裂或剝離。尤其 ,於驅動液晶之時,也有產生配向膜之不良之時,再者, φ 於驅動有機EL之時,也有可能引起對向電極斷線之情形 2-B.製造方法之發明 (2-5 )再者,本發明是一種具備有A1配線之透明導 電膜疊層基板的製造方法,是屬於製造上述(2-2) -(2-4 )中之任一項所記載之具備有A1配線之透明導電膜疊層 基板的方法,其特徵爲:具備有圖案製作以氧化鋅、氧化 錫爲主成分之透明導電膜而形成該端部之錐角爲3〇〜89度 -33- 1360884 的圖案製作工程,上述圖案製作工程是包含有使用草酸之 濃度爲lwt%〜10wt%之水溶液當作蝕刻液,並將該鈾刻液 之溫度設定成20~50°C之範圍而蝕刻上述透明導電膜的蝕 刻工程,以上述氧化鋅、氧化錫爲主成分之氧化物中之鋅 之組成比率〔Zn〕/ (〔Zn〕+〔Sn〕)爲0.5〜0.85,在 此〔Zn〕表示鋅之原子數,〔Sn〕表示錫之原子數。 依據如此之構成,可以以簡便之手法,簡略製造TFT 基板。 當〔Zn〕/ (〔Zn〕+〔Sn〕)之値超過0.85之時, 在以草水溶液進行蝕刻之時,則有無法控制之可能性。其 結果,產生錐角超過89度之情形或側邊蝕刻過大之情形 ,並且,也有電極變細或斷線之可能性。再者,也產生與 連接電極和外部電路之異方導電薄膜(ACF: Anisotoropic Conductive Film)的接觸電阻變大之情形,或再耐久試 驗(高溫、高濕)中與ACF之接觸電阻變大之情形。 然後,〔Zn〕/ (〔 Zn〕+〔 Sn〕)未滿 0.5 時,則 有草酸之蝕刻速度下降,不可蝕刻之情形。該値最好爲〔 Zn〕/ (〔Zn〕+〔Sn〕)=超過0.6未滿0.8,更佳爲超 過0.7未滿0.75。 又,如至此所敘述般,以氧化鋅、氧化錫爲主成分之 透明導電膜爲非晶質膜。於不是非晶質膜之時,錐形控制 爲困難,要使錐角控制在30度〜89度則相當困難。 錐角小於30度時,電極邊緣部分之距離變長,使用 本發明之基板而使液晶或有機EL予以驅動之時,則有對 -34-
1360884 比度在畫素週邊和內部大有不同。再 度時,則有可能產生電極邊緣部之電; ,於驅動液晶之時,也有產生配向膜之 於驅動有機EL之時,也有可能引起 於本發明中,使用草酸當作蝕刻 1 wt%時,蝕刻速度慢,非實用性,於超 草酸之結晶沉積等之問題。草酸濃度是 ,以2wt%~5wt%爲更佳。當使用草酸以 之電動勢變大,有引起與A1電池反應;$ 再者,將蝕刻溫度設爲20〜50°C爲‘ ,蝕刻速度慢,非實用性,當超過50°C 發,使得草酸水溶液之濃度有變動之情 爲20°C〜45°C,更佳爲30°C〜45°C。 該透明電極之移動度以l〇cm2/V · 20cm2/V . SEC 爲更佳。 於TFT驅動LCD之時,未滿l〇c 度則有應答速度變慢之可能性,有使液 。再者,比電阻之値雖然以越低爲佳, 時,因從TFT元件至LCD驅動電極端 短,故若爲1(Γ2Ω cm左右則幾乎不會產 再者,可以在不對移動度造成影響 三金屬。在此,作爲第三金屬是指接續 金屬,被稱爲「第三金屬」,即是「其 I,當錐角超過89 :破裂或剝離。尤其 不良之時,再者, 向電極斷線之情形 液。草酸濃度未滿 過1 0 w t %時,則有 以2wt%~7wt%爲佳 外之酸時,該液中 L情形。 隹。當未滿20°C時 時,由於水分之蒸 形。蝕刻溫度最佳 SEC以上爲佳。以 m2/V . SEC之移動 晶畫質下降之情形 但是於TFT驅動之 部爲止之距離非常 生問題。 之範圍下,添加第 於鋅、錫之第3號 他金屬」之意,使 -35- 1360884 用該稱呼。 就以該第三金屬之種類而言,可考慮以提昇透過率爲 目的,添加折射率小之金屬氧化物。以使用於如此之用途 之金屬氧化物之代表例,則有MgO、B2O3、Ga2〇3、Ge02 等。 再者,就以降低比電阻之目的而言,可以添加該本身 比電阻爲小之金屬氧化物。以使用於如此目的之金屬氧化 物之代表例而言,可舉出氧化銶、氧化銦、氧化釕等。但 是,該些重金屬氧化物也可能著色,必須注意添加之量, 以在不影響透過率之範圍下,施予添加爲重點。 作爲透明導電層之成膜方法,最佳使用蒸鏟法、濺鏟 法、CVD法、噴鍍法、浸泡法等,其中又以使用濺鍍法爲 佳。 (2-6) —種具備有A1配線之透明導電膜疊層基板的 製造方法,是屬於製造上述(2-2)〜(2-4)中之任一項 所記載之具備有A1配線之透明導電膜疊層基板的方法, 其特徵爲:具備有圖案製作以氧化鋅、氧化錫爲主成分之 透明導電膜而形成該端部之錐角爲30~89度的圖案製作工 程,上述圖案製作工程,是包含有顯像工程,將氫氧化四 甲銨(Tetramethylammonium hydroxide )之 l~5wt〇/〇 水溶 液當作光阻顯像液使用而顯像被塗佈在上述透明導電膜上 的光阻;蝕刻工程,使用草酸之濃度爲lwt%~10wt%之水 溶液當作蝕刻液,將該蝕刻液之溫度設定成20〜50 °C之範 圍而蝕刻上述透明導電膜:和剝離工程,使用含有乙醇胺 -36- 1360884 (ethanolamine )之剝離液而剝離上述光阻,以上述氧化 鋅、氧化錫爲主成分之氧化物中之鋅之組成比率〔Zn〕/ (〔Zn〕+〔Sn〕爲0.5〜0.85,在此〔Zn〕表示鋅之原子 數,〔Sn〕表示錫之原子數。 如此一來,本發明(2-6 )是在(2-5 )附加顯像工程 和剝離工程。
就以光阻之顯像液而言,適合使用氫氧化四甲銨( TMAH )。當使用TMAH以外之鹼成分時,則在A1和透 明電極間引起電池反應或溶解A1,產生光阻圖案偏離或溶 解,使得在蝕刻上發生重大之問題。再者,TMAH之濃度 是以1〜5wt%爲佳。於未滿lwt%時,則有可能產生光阻顯 像不良,配線短路之情形。再者,濃度超過5wt%是有可 能產生光阻圖案之線細或剝離,並有產生電極圖案之線細 或斷線之情形。以2~4wt%之濃度爲最佳。 再者,剝離液是使用含有乙醇胺(ethanolamine)者 。例如,於後述之實施形態中,使用二乙醇胺( Diethanolamine )水溶液(40wt% )當作剝離液。 第3組之發明 第3組之本發明之上述目的是藉由使用以氧化銦-氧 化鋅-氧化錫爲主成分之非晶質導電性氧化物所構成之透 明導電膜當作畫素電極,而所達成。 再者,上述目的是將該透明導電膜之TMAH中之電動 勢抑制成未滿-0.8 1 V,並且執行將草酸水溶液當作蝕刻液 -37- 1360884 之蝕刻而予以圖案化,藉此所達成。 具體而言,本發明是採用以下之手段。 3-A.關於具有A1配線之透明導電膜之疊層電路基板的發 明 (3-1)本發明爲了解決上述課題,爲一種具備有A1 配線之透明導電膜疊層電路基板,其特徵爲:包含有透明 基板;A1配線,被設置在上述透明基板上之配線,由 A1 或是A1合金所構成;和透明導電膜,由以氧化銦-氧化鋅-氧化錫爲主成分之導電性氧化物所構成,直接接合於上述 A1配線。 若依據如此組成之透明導電膜時,即使直接接合於A1 配線,亦可以使接觸電阻比以往更低。再者,若依據如此 組成之透明導電膜時,則可以效果性抑制與A1配線之間 的電池反應。 並且,A1配線雖然是指A1或是A1合金所構成之配線 ,但是尤其以A1合金(包含A1以外之金屬)爲佳。於A1 合金之時,A1配線中之 A1以外之金屬之含有量是以 0.05 wt%〜1 Owt%之範圍爲佳。未滿 0.05 wt%時,有添加效 果少,與透明導電膜之接觸電阻之値變大之情形。再者, 也有出現電池反應之情形。另外,當超過1〇 wt%之時,A1 配線本體之電阻値變大,使用於液晶顯示裝置或有機EL 裝置之時,有可能發生信號延遲等之問題。A1以外之金屬 含有量最佳爲O.lwt%〜5wt%之範圍,更佳爲1〜3wt%之範 -38- 1360884 圍。在此將該A1以外之金屬稱爲「第二金屬」。 再者,作爲A1以外之金屬(第二金屬),以Ni爲佳 。即使其他金屬亦可。再者,第三金屬即使包含有從週期 表之Ilia至Villa之重金屬或是鑭系金屬亦可。第三金屬 是指接續於第一 A1,該A1以外之上述第二金屬的第3號 金屬之意,即是爲「其他金屬」之意。
例如,第三金屬是適合使用Nd、Co、Ζι·。該含有量 雖然也取決於所求取之 A1配線之性能,但是以 0.01〜5wt%之範圍爲佳。更佳爲 0.5〜3.0wt%。含有量未滿 0.0 1 wt%時幾乎無添加效果,有可能會在A1配線上發生小 丘等之突起。另外,於超過5 wt%之含有量時,則A1配線 之電阻値有可能變大。 如此一來,第3組之本發明(3 -1 )之特定組成之特 定之氧化銦-氧化鋅-氧化錫所有至少含有該3種物質,氧 化銦、氧化鋅、氧化錫,當然爲非常重要之點》於缺少任 何一種成分時,於製造時TMAH中之電動勢變大,有難以 充分抑制與A1配線之間之電池反應的情形。 (3 -2 )如(3 -1)所記載之具備有A1配線之透明導電 膜疊層電路基板,其中,上述以氧化銦-氧化鋅-氧化錫爲 主成分之氧化物之組成是在下述之範圍。 〔In〕/ ( 〔 In〕+〔 Zn〕+〔 Sn〕)爲 0.05 〜0.95, (Zn ) / (〔In〕+〔Zn〕+〔Sn〕)爲 0.05 〜0.8, 〔Sn〕/(〔 In〕+〔 Zn〕+〔 Sn〕)爲 0.01-0.3, 在此,〔In〕表示銦之原子數,〔Zn〕表示鋅之原子 -39 - 1360884 數,〔Sn〕表示錫之原子數。 藉由氧化物之組成在如此數値之範圍’本發明之目的 則可以充分達成。若更具體而言,於該數値範圍外之時, 也有成爲無法容許透明導電膜本身之電阻値的極大値之時 ,再者,於製造時TMAH中之電動勢之値變大,亦有難以 充分抑制與A1配線之間的電池反應。 個別說明時,則如下述。 (3-2a)銦之組成 於第3組之本發明(3-2 )中,如上述般,〔In〕/ ( 〔In〕+〔Zn〕+〔Sn〕)爲 0.05 〜0.95。該値未滿 〇.〇5 時 ,則有透明導電膜之電阻値變大的情形,或是失去以透明 導電膜所構成之透明電極之安定性的情形。另外,該値超 過0.95之時’則有透明導電膜結晶化,以草酸系之蝕刻 液難以蝕刻之情形。一般’以草酸系蝕刻液不可蝕刻之情 形’雖然不得不使用王水或鹽酸、鐵系之蝕刻液,但是於 本案時’因王水或鹽酸會導致A1配線腐蝕等之問題,故 無法使用王水或鹽酸。 再者’銦之組成之上述比率之數値範圍最佳爲 0.1~0.9。更佳爲0.3〜0.9,又更佳爲0.5〜〇.9。 (3 - 2 b )鋅之組成 於第3組之本發明(3_2)中,是如上述般,〔Zn〕/ (〔In〕+〔 Zn〕+〔 Sn〕)爲 0.05〜〇,8。該値未滿 〇 〇5 -40- 1360884 時’則有於加熱透明導電膜時結晶化之情形,或於採用加 熱基板之狀態下成膜之工程時結晶化之情形,以草酸系蝕 刻液難以蝕刻之情形等。 另外,該値超過〇 · 8之時,蝕刻速度過快難以控制, 有可能電極變細或斷線。再者,有在透明電極之邊緣部分 產生所謂底切之情形,而造成問題。 鋅之組成比率之數値範圍最佳爲0.1〜0.75。更佳爲 0· 1 〜0.7。 (3-2c)錫之組成 在第3組之本發明(3-2)中,如上述般,〔Sn〕/ ( 〔In〕+〔Zn〕+〔Sn〕)爲 0.01-0.3。該値未滿 0.01 時 ,減少縮小透明導電膜之電動勢之效果。其結果,有電動 勢無充分縮小的情形。另外,該値超過〇. 3之時,則有難 以藉由草酸之蝕刻之情形,或草酸之蝕刻速度下降之情形 〇 錫之組成比率之數値範圍最佳爲〇.〇2〜0.2。然後,更 佳爲0.02〜0.15 。 再者’鋅和錫之原子數之比率〔Zn〕/〔Sn〕通常爲 0.1〜10’最佳爲0.2〜5,更佳爲0.3〜3,尤其以〇·5〜2爲更 佳。於該些範圍外之原子數之比率時,則有可能使TMAH 中之安定性惡化。 並且’透明導電膜爲非晶質爲重要之條件。當成爲結 晶値時’則有可能產生蝕刻特性無法成爲所欲之特性之不 -41 - 1360884 良品® 並且,〔In〕是表示銦原子之每單位質量、單位體積 之原子數,〔Zn〕是表示鋅原子之每單位質量、單位體之 原子數,〔Sn〕是表示錫原子之每單位質量、單位體積之 原子數。 該透明導電膜之移動度爲以l〇cm2/V. SEC以上爲佳 。以 20cm2/V · SEC 爲更佳。 於TFT驅動LCD之時,未滿10cm2/V . SEC之移動 度則有應答速度變慢之可能性,有使液晶畫質下降之情形 。再者,比電阻之値雖然以越低爲佳,但是於TFT驅動之 時,因從TFT元件至LCD驅動電極端部爲止之距離非常 短,故若爲1〇·2Ω cm左右則幾乎不會產生問題。 再者,可以在不對移動度造成影響之範圍下,添加第 四金屬。在此,作爲第四金屬是指接續於鋅、錫之第4號 金屬,被稱爲「第四金屬」,即是「其他金屬J之意’使 用該稱呼。 就以該第四金屬之種類而言,可考慮以提昇透過率爲 目的,添加折射率小之金屬氧化物。以使用於如此之用途 之金屬氧化物之代表例,則有Mg〇、B2〇3、Ga203、Ge02 等β 再者,就以降低比電阻之目的而言’可以添加該本身 比電阻爲小之金屬氧化物。以使用於如此目的之金屬氧化 物之代表例而言,可舉出氧化銶,氧化銦、氧化釕等。但 是,該些重金屬氧化物也可能著色,必須注意添加之量’ -42- 1360884 也應充分考慮在不影響透過率之範圍下予以添加。 ' (3-3 )再者,本發明是如上述(3-1 )或是(3-2 )所 記載之具備有A1配線之透明導電膜疊層電路基板,其中 ,以上述氧化銦-氧化鋅-氧化錫爲主成分之導電性氧化物 ,該氧化物之以30°(:之氫氧化四甲銨(丁1\^11)2.4%水溶 液中之Ag/AgCl標準電極爲基準之電動勢爲-0.6V以下。 如此一來,第3組之本發明之(3 - 3 ),是導電性氧 B 化物之以30°(:之氫氧化四甲銨(丁1^八11)2.4%水溶液中之
Ag/AgCl標準電極爲基準之電動勢爲-0.6V以下,爲非常 重要之點。 導電性氧化物之電動勢爲比-〇 · 6 V以下大之値時,則 如已經說明般,由於與含有Ni之Α1配線之電動勢之關係 ,容易發生電池反應。 雖然導電性氧化物之電動勢之下限値尤其不存在,也 無具有特別之限制,但是不需要比含有Ni之A1配線之電 φ 動勢更縮小。 • 具體而言,導電性氧化物之電動勢若在「含有Ni之 A1配線之標準電動勢+0.7V」以下之範圍時,即使產生電 池反應時,該電池反應之速度變慢》而且,由本案發明者 之實驗證明若爲更低之値的「含有Ni之A1配線之標準電 動勢+0.5V」以下之範圍時,則實用性爲相當充分,可以 抑制電池反應。 例如,使用含有Nd2%之A1配線(對於Ag/AgCl標準 電極之電動勢爲-1.88V)之時,若使用具有擁有-1.38V以 -43- 1360884 下之電動勢之氧化物透明導電膜的氧化物透明導電膜之時 ,則可充分抑制電池反應。 (3-4)再者,本發明是如(3-1)〜(3-3)中之任一 項所記載之具備有A1配線之透明導電膜疊層電路基板, 上述A1合金是含有由Ni、W、Mo、Nb、Zr及Nd所構成 之群所選擇出之一種以上之金屬,該含有量爲0.1~10wt% 〇 如此一來,由Ni、W、Mo、Nb、Zr及Nd所構成之 群所選擇出之一種以上之金屬的A1配線和導電性氧化物 之間之電動勢之差爲-0.5V以下,在本發明中爲非常重要 〇 電動勢之差基本上是依據由含有Ni、W、Mo、Nb、 Zr及Nd所構成之群所選擇出之一種以上之金屬的A1配 線之其他金屬之含有量,或導電性氧化物之組成所決定。 此時,如第3組之本發明(3 -4 )般,藉由本案發明 者之實驗,證明若將由Ni、W、Mo、Nb、Zr及Nd所構 成之群所選擇出之一種以上之含有量設爲〇.l~l〇wt%時, 則可以擴展電動勢之差抑制成-0.5V以下之導電性氧化物 之組成之範圍。 即是,若依據第3組之本發明(3-4)時,更容易將 電動勢之差設定成-0.5V以下。 3 -B .關於氧化物透明導電膜材料之發明 (3-5 )再者,本發明是一種氧化物透明導電膜材料 -44 - 1360884 ’是如(3-1)等記載之疊層電路基板所使用之氧化物透 明導電膜材料中,上述以氧化銦-氧化鋅-氧化錫爲主成分 之氧化物之組成是在下述之範圍 C In ] / (〔 In〕+〔 Zn〕+〔 Sn〕)爲 0.05~0·95, 〔Ζη〕/ (〔 In〕+〔 Zn〕+〔 Sn〕)爲 0.05~0_8, 〔Sn〕/ ( ( in ] +〔Zn〕+ [ Sn ))爲 0.01~0.3, 在此’ 〔In〕表示銦之原子數,〔Zn〕表示鋅之原子 數,〔Sn〕表示錫之原子數。 如此本發明是將上述(3-2)之發明之構成要素之導 電性氧化物之材料設爲權利範圍之發明。該特徵基本上是 與上述(3-2)相同。 (3-6)再者,本發明是一種氧化物透明導電膜材料 ’是如(3-1)等記載之疊層電路基板所使用之氧化物透 明導電膜材料中,以上述氧化銦-氧化鋅-氧化錫爲主成分 之導電性氧化物,該氧化物之以3 0 °C之氫氧化四甲銨( 丁1^八11)2.4%水溶液中之Ag/AgCl標準電極爲基準之電動 勢爲-0.6V以下。 如此一來,本發明是將上述(3-3)之發明之構成要 素之導電性氧化物之材料設爲權利範圍之發明。該特徵基 本上與上述(3-3)相同。 3-C_關於透明導電膜ft層電路基板之製造方法的發明 (3-7)本發明是一種具備有A1配線之透明導電膜疊 層電路基板之製造方法,是屬於製造上述(3-1)〜(3-4 -45 - 1360884 )中之任一項所記載的具備有A1配線之透明導電膜疊層 電路基板的方法,其特徵爲:具備有圖案製作工程,將以 氧化銦-氧化鋅-氧化錫爲主成分之上述透明導電膜予以圖 案製作而形成特定電極,上述圖案製作工程是包含有:顯 像工程’將氫氧化四甲銨水溶液當作光阻顯像液使用而顯 像被塗佈在上述透明導電膜上的光阻:和蝕刻工程,使用 草酸之濃度爲0.5 wt%〜l〇wt%之水溶液當作蝕刻液,將該 蝕刻液之溫度設定成2 0~50°C之範圍而蝕刻上述透明導電 膜;上述以氧化銦-氧化鋅-氧化錫爲主成分之氧化物之組 成是在下述之範圍 〔In〕/ (〔In〕+〔 Zn〕+〔 Sn〕)爲 0.05-0.95, C Zn ] / (〔In〕+〔Zn〕+〔Sn〕)爲 0.05 〜0.8, 〔Sn〕/ (〔 In〕+〔 Zn〕+〔 Sn〕)爲 0.01 〜0.3, 上述A1配線是由含有Ni之A1合金所構成,在此, 〔In〕表示銦之原子數,〔Zn〕表示鋅之原子數,〔Sn〕 表示錫之原子數。 再者,透明導電膜表面(與導體之連接部)之鋅和錫 之原子數之比率〔Zn〕/〔Sn〕最佳爲0.001〜5之範圍, 更佳爲0.005〜2之範圍,又以0·001~0.95之範圍爲更佳。 當〔Zn〕/〔 Sn〕之値小値0.01時,則有可能蝕刻不安定 β另外,該値大於5時,鋅則有可能與大氣中之氧或是水 分反應,而使連接部之電阻變大。 並且,透明導電膜表面之〔Zn〕/〔Sn〕和透明導電 膜本身之〔Zn〕/〔Sn〕不一定一致’也有依成膜方法或 -46 - 1360884 成膜條件而變化之時。 依據如此之構成,則可以更有效率製造上述(3-1)〜 (3-4)之透明導電膜疊層基板。 光阻顯像液 當作光阻顯像液使用之TMAH水溶液中之TMAH之 濃度爲0.5〜8wt%爲佳。再者,更佳之範圍爲1〜5wt%。 TMAH之濃度未滿0.5wt%時,則有顯像能力差之情形 ,或顯像液之壽命短之情形。另外,於TMAH之濃度超過 8 %之時,顯像能力過高,有難以控制之情形。當顯像能力 過高、無法控制時,則有產生圖案偏離’圖案剝落等之問 題的情形。 對此,有可能考慮若藉由TMAH外之鹼性水溶液執行 顯像即可。但是,於TMAH以外之顯像液時’無法充分抑 制上述電池反應,發生A1配線腐蝕或斷線之可能性很大 蝕刻液 使用草酸水溶液當作餽刻液。該濃度應從 0.5wt%〜10wt%適當選擇。但是’最好從lwt%〜5wt%之範 圍選擇爲佳。草酸之濃度爲未滿〇.5wt%之時’則有餓刻 速度變慢之情形’或蝕刻液之壽命變短之情形。另外’當 草酸之濃度超過1 0 wt %之時’則有根據水溶液之溶解性’ 草酸銦或草酸鋅、草酸錫沉積之情形。其結果,有可能產 -47- 1360884 生蝕刻不良·»再者,當在基板上上述草酸銦等沉積時,因 該爲「異物」,故成爲主要降低製造液晶面板或有機EL 面板之時的良率之原因。 再者,本發明是如上述般,蝕刻液之溫度是設定在20 °C至50°C。當設爲20°C未滿時,因不需要將蝕刻液冷卻 至該未滿20 °C之溫度,故非實用性。另外,當設爲超過 50°C之時,則必須有特別之加熱裝置,結果在實用上出現 問題》尤其,超過50度之溫度時,因必須管理隨著水分 蒸發之溶液濃度管理,故管理之程序成爲繁雜之工作。並 且,更佳之溫度範圍爲25°C至45°C。 (3-8 )再者,本發明是如(3-7 )所記載之具備有A1 配線之透明導電膜疊層電路基板之製造方法,其中,在上 述圖案製作工程中,執行圖案製作使以上述氧化銦-氧化 鋅·氧化錫爲主成分之氧化物所構成之上述透明導電膜之 端部之錐角成爲35〜89度。 當錐角小於35度時,電極邊緣部分之距離變長。即 是使用錐角比35度小之基板而使液晶或有機EL予以驅動 之時,則有對比度在畫素週邊和內部大有不同。 再者,當錐角超過89度時,則有可能產生電極邊緣 部之電極破裂或剝離。尤其,於驅動液晶之時,也有產生 配向膜之不良之時,再者,於驅動有機EL之時,也有可 能引起對向電極斷線之情形。 錐角角度以4 0~80度爲佳,以45~7 0度爲更佳。 再者,上述透明導電膜之厚度通常爲1〇〜300nm,更 • 48, 1360884 佳爲20〜150nm,尤其又以30〜llOnm爲更佳。方 薄之時,則均勻性產生問題,電阻有可能變高。 比3 OOnm厚之時,則有錐角可能無法進入所欲之 液殘留蝕刻殘渣。 並且,就以透明導電膜之成膜方法而言,可 .往所知之各種方法。例如,適合採用蒸鍍法、 CVD法、噴鍍法、浸泡法等,其中又以使用濺鍍 第4組之發明 第4組之本發明之上述目的是藉由使用以肩 化錫爲主成分之非晶質導電性氧化物所構成之透 當作畫素電極,而所達成。 再者,上述目的是將該透明導電膜之TMAH 勢抑制成未滿-〇 _ 6 V,並且執行將草酸水溶液當 之蝕刻而予以圖案化,藉此所達成。 具體而言,本發明是採用以下之手段。 4-A.關於具有A1配線之透明導電膜之疊層電路 明 (4-1)本發明爲了解決上述課題,一種非 物透明導電膜材料,是屬於以氧化鋅-氧化錫爲 氧化物,其特徵爲:以30 °C之氫氧化四甲銨( 2.4%水溶液中之厶§/六§(:1標準電極爲基準之電 0.6 V以下。 比 1 0 n m 另外,並 範圍,溶 以採用以 濺度法、 法爲佳。 I化鋅-氧 明導電膜 中之電動 作蝕刻液 基板的發 晶質氧化 主成分之 TMAH ) 動勢爲- -49- 1360884 使用如此組成之透明導電膜材料而所作成之透明導電 膜,即使直接接合於A1配線,亦可以使接觸電阻成爲比 以往更低之値。再者,若依據如此組成之透明導電膜,亦 可以抑制A1配線之間之電池反應。 如此一來,本發明之(4-1),是導電性氧化物之以 30°C之氫氧化四甲銨(TMAH) 2.4%水溶液中之 Ag/AgCl 標準電極爲基準之電動勢爲-0.6V以下,爲非常重要之點 導電膜材料(使用此所作成之導電膜)之電動勢爲 比-0.6V以下大之値時,則如已經說明般,由於與含有Ni 之A1配線之電動勢之關係,容易發生電池反應。 雖然導電膜材料(使用此所作成之導電膜)之電動勢 之下限値尤其不存在,也無具有特別之限制,但是不需要 比含有Ni之A1配線之電動勢更縮小。 具體而言,導電性氧化物之電動勢若在「含有Ni之 A1配線之標準電動勢+0.7V」以下之範圍時,即使產生電 池反應時,該電池反應之速度變慢。而且,由本案發明者 之實驗證明若爲更低之値的「含有Ni之A1配線之標準電 動勢+0.5V」以下之範圍時,則實用性爲相當充分,可以 抑制電池反應。 (4-2 )再者,本發明是如(4-1 )所記載之非晶質氧 化物透明導電膜材料,其中,表示上述氧化物之組成是在 〔Zn〕/ (〔Zn〕+〔Sn〕)爲 0.5〜0·9 之範圍,在此, 〔Ζη〕表示鋅之原子數,〔Sn〕表示錫之原子數。 -50-
1360884 藉由氧化物之組成在如此數値5 則可以充分達成。 上述式之値於未滿0.5之時,貝 TMAH中之電池反應之效果之情形, 刻爲困難之情形》 另外,當上述式之値超過〇·9之 池反應,但是有之後之蝕刻處理中電 或引起斷線之情形。 再者,一般而言,上述範圍以外 電膜本身之電阻値變大,或透明導電 結晶化之情形。 如此一來,當〔Zn〕/ ( 〔 Zn〕 之範圍以外之時,有可能電極變細或 明電極之邊緣部分產生所謂底切之情 該式之値最好爲0.6 7〜0.8,更佳 再者,透明導電膜爲非晶質爲重 晶値時,則有可能產生蝕刻特性無法 良品。 並且,〔Zn〕是表示鋅原子之每 原子數,〔Sn〕是表示錫原子之每單 原子數。 該透明導電膜之移動度爲以l〇c 。以 20cm2/V . SEC 爲更佳。 於TFT驅動LCD之時,未滿1 :範圍,本發明之目的 IJ有無法充分發揮抑制 或是草酸水溶液之蝕 :時,雖然可以抑制電 ;極溶解,且電極變細 -之時,有可能透明導 :膜非爲非晶質,成爲 +〔 Sn〕)爲 0.5〜0.9 :斷線。再者,有在透 形,而造成問題。 爲 0.7〜0.8。 要之條件。當成爲結 成爲所欲之特性之不 單位質量、單位體之 位質量、單位體積之 m2/V · SEC以上爲佳 0cm2/V · SEC 之移動 -51 - 1360884 度則有應答速度變慢之可能性,有使液晶畫質下降之情形 。再者,比電阻之値雖然以越低爲佳,但是於TFT驅動之 時,因從TFT元件至LCD驅動電極端部爲止之距離非常 短,故若爲1 〇_2 Ω cm左右則幾乎不會產生問題。 再者,可以在不對移動度造成影響之範圍下,添加第 三金屬。在此,作爲第三金屬是指接續於鋅、錫之第3號 金屬,被稱爲「第三金屬」,即是「其他金屬」之意,使 用該稱呼。 就以該第三金屬之種類而言,可考慮以提昇透過率爲 目的,添加折射率小之金屬氧化物。以使用於如此之用途 之金屬氧化物之代表例,則有MgO、B2〇3、Ga203、Ge02 等。 再者,就以降低比電阻之目的而言,可以添加該本身 比電阻爲小之金屬氧化物。以使用於如此目的之金屬氧化 物之代表例而言,可舉出氧化銶、氧化銦、氧化釕等。但 是,該些重金屬氧化物也可能著色,必須注意添加之量, 應充分考慮在不影響透過率之範圍下予以添加。 4-B.關於具備A1配線之透明導電膜疊層電路基板之發明 (4-3)本發明一種具備有A1配線之透明導電膜疊層 電路基板,其特徵爲:包含有透明基板;被設置在上述透 明基板上之配線,由A1或是A1合金所構成之A1配線: 和由以氧化鋅-氧化錫爲主成分之導電性氧化物所構成, 直接接合於上述A1配線之透明導電膜。 -52- 1360884 若依據如此之組成之透明導電膜時,即使直接接合於 A1配線,亦可以使接觸電阻成爲比以往更低之値。再者’ 若依據如此之組成之透明導電膜時,則可以有效果性抑制 與A1配線之間的電池反應。 並且,於使用A1合金當作A1配線之時,可以包含由 Ni、W、Mo、Nb及Nd所構成之群所選擇出之一種以上之 金屬。此時,A1合金中之由Ni、W、Mo、Nb及Nd構成 之群所選擇出之一種以上之金屬之含有量以 0.05wt%〜10wt%之範圍爲佳。於未滿〇.〇5wt%時,則有添 加效果少,與透明導電膜之接觸電阻之値變大之情形。再 者,也有出現電池反應之情形。另外,當超過1〇wt%之時 ,A1配線本體之電阻値變大,使用於液晶顯示裝置或有機 EL裝置之時,有可能發生信號延遲等之問題。A1以外之 金屬含有量最佳爲 O.lwt%〜5wt%之範圍,更佳爲 1〜3wt% 之範圍。 再者,作爲金屬配線側第三金屬,即使包含自週期率 之Ilia至Villa之重金屬或是鑭系金屬亦可。 並且,金屬配線第三金屬是指第三號之金屬。即是, 使A1爲第1號之金屬。然後,由Ni、W、Mo、Nb、Zr及 Nb構成之群所選擇出之一種以上之金屬爲第2號金屬》 該些之外的第三號金屬.,使用「金屬配線側第三金屬」之 用語,即是表示「其他金屬」之意。 以上述週期表之Ilia至Villa之重金屬或是鑭系金屬 而言,適合使用例如Au、Ag、Zn、Cu、Sr、Sm等。該含 -53- 1360884 有量雖然是依存於所求取之A1配線之性能’但是以 0.01~5wt%之範圍爲佳。更佳爲〇·5~2·0重量%。含有量爲 0.01 wt%未滿時幾乎無添加效果,也有可能在A1配線上發 生小丘等的突起。另外,於超過5 wt%之含有量時’有可 能A1配線之電阻値變大之情形。 如此一來,第4組之本發明(4 - 3 )之特定組成之特 定之氧化鋅-氧化錫所有至少含有該2種物質’氧化鋅、 氧化錫,當然爲非常重要之點。於缺少任何一種成分時’ 於製造時TMAH中之電動勢變大,有難以充分抑制與A1 配線之間之電池反應的情形。 (4_4)再者,本發明是如(4-3)所記載之具備有A1 配線之透明導電膜疊層電路基板,其中,以上述氧化鋅· 氧化錫爲主成分之導電性氧化物,該氧化物之以30°C之氫 氧化四甲銨(丁1^八1〇2.4%水溶液中之八£/八§(:1標準電極 爲基準之電動勢爲- 0.6V以下。 導電性氧化物之電動勢爲比-0.6V大之値時,如先前 說明般,由於與A1配線之電動勢之關係容易發生電池反 應。另外,導電性氧化物之電動勢之下限値雖然不特別存 在,也無具有特別之限制,但是不需要比 A1配線之電動 勢更縮小。 第4組之本發明(4-4)之特徵基本上與上述(4-4) 所述之事項相同。 (4-5)如(4-3)或(4-4)所記載之具備有A1配線 之透明導電膜疊層電路基板,其中,上述以氧化鋅·氧化 -54- 1360884 錫爲主成分之導電性氧化物之組成,在〔Zn〕/ (〔Zn〕+ 〔Sn〕)爲0.5〜0.9之範圍,在此,〔Zn〕表示鋅之原子 數,〔Sn〕表示錫之原子數。 依據氧化物之組成在如此數値範圍,本發明之目的可 以充分達成。上述式之値於未滿0.5之時,則有無法充分 發揮抑制TMAH中之電池反應之效果之情形,或是草酸水 溶液之蝕刻爲困難之情形。 第4組之本發明(4-5)之作用基本上因與上述(4-2 )之發明相同,故參照上述(4-2) » (4-6 )如(4-3 ) ~ ( 4-5 )中之任一項所記載之具備 有A1配線之透明導電膜疊層電路基板,上述A1合金包含 有由Ni、W、Mo、Nb、Zr及Nd所構成之群中所選擇出. 之一種以上之金屬。 (4-7)如(4-6)所記載之具備有A1配線之透明導電 膜疊層電路基板,其中,上述A1合金中,由Ni、W、Mo 、Nb、Zr及Nd所構成之群中所選擇出之一種以上之金屬 之含有量爲〇.〇5〜1 Owt%。 如之前所說明般,由A1或是A1合金所構成之A1配 線和導電性氧化物之間之電動勢之差爲-0.5V以下,在本 發明中爲非常重要。然後,電動勢之差基本上是依據由含 有Ni、W、Mo、Nb、Zr及Nd所構成之群所選擇出之一 種以上之金屬的A1配線之其他金屬之含有量,或導電性 氧化物之組成所決定。結果,爲了抑制成爲實用上之問題 的電池反應,必須實現縮小各個物質之電動勢之「差」以 -55- 1360884 作爲目的。 此時,如本發明(4-7)般,藉由本案發明者之實驗 ,證明若將由Ni、W、Mo、Nb、Zr及Nd所構成之群所 選擇出之一種以上之含有量設爲0.05〜10wt%時,則可以 擴展電動勢之差抑制成-0.5 V以下之導電性氧化物之組成 之範圍。即是,若依據本發明(4-7 )時,則更容易將電 動勢之差設定成- 0.5V以下。 例如,使用含有Nd2%之A1配線(對於Ag/AgCl標準 電極之電動勢爲-1.88V )之時,若使用具有擁有-1 .38V以 下之電動勢之氧化物透明導電膜的氧化物透明導電膜之時 ,則可充分抑制電池反應。 4-C.關於透明導電膜疊層電路基板之製造方法的發明 (4-8 )再者,本發明是一種具備有A1配線之透明導 電膜疊層電路基板之製造方法,是屬於(4-3)〜(4-7) 中之任一所記載之具備有A1配線之透明導電膜疊層電路 基板的方法,其特徵爲:具備有圖案製作工程,將以氧化 鋅-氧化錫爲主成分之上述透明導電膜圖案製作成所欲之 形狀,上述圖案製作工程是包含有顯像工程,將氫氧化四 甲銨水溶液當作光阻顯像液使用而顯像被塗佈在上述透明 導電膜上的光阻;和蝕刻工程,使用草酸之濃度爲 Iwt%〜10 wt%之水溶液當作蝕刻液,將該蝕刻液之溫度設 定成20〜50°C之範圍而蝕刻上述透明導電膜;以氧化鋅-氧 化錫爲主成分之氧化物之組成是在〔Zn〕/ (〔 Zn〕+〔 Sn -56- 1360884 〕)爲0.5~0.9之範圍,上述A1配線是由A1或是A1合金 所構成,在此,〔Zn〕表示鋅之原子數,〔Sn〕表示錫 之原子數。 若依據如此之構成,則可以有效率製造上述(4·3 ) ~ (4-7)之透明導電膜疊層基板。 光阻顯像液 當作光阻顯像液使用之TMAH水溶液中之TMAH之 濃度爲0.5〜8wt%爲佳。再者,更佳之範圍爲l~5wt%。 TMAH之濃度未滿0.5wt%時,則有顯像能力差之情形 ,或顯像液之壽命短之情形。另外,於TMAH之濃度超過 8 %之時,顯像能力過高,有難以控制之情形。當顯像能力 過高、無法控制時,則有產生圖案偏離,圖案剝落等之問 題的情形。 對此,有可能考慮若藉由TMAH外之鹼性水溶液執行 顯像即可。但是,於TMAH以外之顯像液時,無法充分抑 制上述電池反應,發生A1配線腐鈾或斷線之可能性很大 蝕刻液 使用草酸水溶液當作蝕刻液。該濃度應從 〇.5wt%〜10wt%適當選擇。但是,最好從lwt%〜5wt%之範 圍選擇爲佳。草酸之濃度爲未滿0.5 wt%之時,則有蝕刻 速度變慢之情形,或蝕刻液之壽命變短之情形。另外,當 -57- 1360884 草酸之濃度超過10wt%之時,則有根據水溶液之溶解性, 草酸銦或草酸鋅、草酸錫沉積之情形。其結果,有可能產 生蝕刻不良。再者,當在基板上上述草酸銦等沉積時,因 該爲「異物」,故成爲主要降低製造液晶面板或有機el 面板之時的良率之原因。 再者,本發明是如上述般,蝕刻液之溫度是設定在20 °C至50°C。當設爲20°C未滿時,因不需要將蝕刻液冷卻 至該未滿20 °C之溫度,故非實用性。另外,當設爲超過 5 0°C之時’則必須有特別之加熱裝置,結果在實用上出現 問題。尤其’超過50度之溫度時,因必須管理隨著水分 蒸發之溶液濃度管理,故管理之程序成爲繁雜之工作。並 且,更佳之溫度範圍爲25°C至45°C。 (4-9 )再者’本發明是如(4-8 )所記載之具備有A1 配線之透明導電膜疊層電路基板之製造方法,其中,在上 述圖案製作工程中,執行圖案製作使以上述氧化鋅-氧化 錫爲主成分之氧化物所構成之上述透明導電膜之端部之錐 角成爲35~89度。 錐角小於35度時,透明導電膜邊緣部分之距離變長 。即是’使用於使用錐角比3 5度小之基板而使液晶或有 機EL于以驅動之時,則有對比度在畫素週邊和內部大有 不同β 再者,當錐角超過89度時,則有可能產生電極邊緣 部之電極破裂或剝離。尤其,於驅動液晶之時,也有產生 配向膜之不良之時*再者,於驅動有機EL之時,也有可 -58- 1360884 能引起對向電極斷線之情形。, 並且’就以透明導電膜之成膜方法而言,可以採用以 往所知之各種方法。例如,適合採用蒸鍍法、濺度法、 CVD法、噴鍍法、浸泡法等,其中又以使用濺鍍法爲佳。 【實施方式】 以下,說明實施第1組之本發明之最佳形態。 實施形態1 -1 第1組之本實施形態中,是作成各種構成之濺鍍靶, 檢査該特性及使用此所製作出之透明導電膜。 『實施例1 -1』
將平均粒徑爲以下之氧化鋅粉末,及平均粒徑 爲1 # m以下之氧化錫粉末調合成〔Zn〕/ (〔 Zn〕+〔 Sn 〕)=0.79之比例,放入樹脂製之罐中,並加入純水,進 行使用硬質Zr02球磨之濕式球磨混合。混合時間爲20小 時。取出所取得之混合漿,進行過濾、乾燥及造粒。施加 294MPa ( 3t/cm2 )之壓力以冷間靜水壓,將所取得之造粒 物予以成形。 接著,將成形體燒結成下述般。首先,在燒結爐內, 以每爐內容積〇.lm3,5L/min之比例,在導入氧之環境下 ,以1 5 00 °C燒結5小時。此時,以l°C/min昇溫至1000 °C,以3°C /min昇溫1 0 00〜1 3 00 °C。之後,停止氧導入, -59- 1360884 以 l(TC/min降溫 1 500〜1 300 °C。然後,以每爐內容積 0.1m3,10L/min之比例,在導入氬氣之環境下,3小時保 持1300 °C之後,予以放置冷卻。依此,取得相對密度爲 9 0%以上之含有氧化鋅、氧化錫的燒結體。 接著,以磨石硏磨如此所取得之燒結體靶a之濺鍍面 ,加工至直徑l〇〇mm,厚度5mm,使用銦系合金而貼合沖 頭墊板(bucking plate),而構成濺鍍靶。此時之濺鍍靶 之密度爲5.72g/Cm3。氧化錫是以分散,尤其置換固溶於 氧化鋅之鋅側爲佳。即是,上述在標靶包含錫之形態,即 使以Sn02、SnO等之氧化錫之形式,分散在氧化鋅燒結體 中之形態亦可,以ZnSn03、Zn2Sn04等之氧化鋅-氧化錫 間之複合氧化物之形式,分散於氧化鋅燒結體中之形態亦 可。藉由如此之分散,依據氧化鋅燒結體中之對應畫像處 理所求取之結晶粒子之平均直徑爲3.87 # m。 最佳爲藉由錫原子置換固溶於氧化鋅之鋅側,錫以原 子水準分散於氧化鋅燒結體之側,是在濺鍍時,放電爲安 定,對於使所所得之透明導電性薄膜成爲低電阻則爲有效 。依此,標靶之體積電阻爲360Ω cm,被期待著可安定執 行濺鍍。 將所取得到之上述濺鍍靶安裝於濺鍍裝置,以到達真 空鎪5xlO_4Pa,成膜壓力:〇.iPa,將基板溫度設定成200 °C ’執行成膜。結果如表1、表2所示般。表1爲表示使 用濺鍍之性狀的表,表2是表示所取得之透明導電膜之物 理性計測結果之表。 -60- 1360884 〔表1〕 標靶之性狀 實施例 Zn/ (Zn+Sn) 密度g/cm3 平均粒徑//m 靶之比電阻Ωαη 1 0.79 5.72 3.87 360 2 0.75 5.86 3.32 350 3 0.70 5.83 3.4 370 4 0.67 5.92 3.5 420 5 0.55 6.10 480 比較例1 0.97 5.42 280 比較例2 0.40 6.34 4400 -:無法測量
〔表2〕 透明導電膜之性狀 實施例 Zn/(Zn+Sn) 透明電極之比 電阻Ωαη 透明電極之移動度 cm2/V.sec. 光透過率%(站55〇11111)進 入玻璃基板 1 0.79 0.25 25 87.8 2 0.75 0.04 45 86.3 3 0.70 0.009 48 86.5 4 0.67 0.006 46 86.3 5 0.55 0.03 35 85.9 比較例1 0.97 0.86 15 79.8 比較例2 0.40 0.08 8 78.8 濺鍍之結果,所取得之透明導電性薄膜之比電阻及移 -61 - 1360884 動度是通孔測量而取得。再者,透過率是以分光光度計所 測量。 使草酸之水溶液濃度予以變化之時的蝕刻速度也各表 示於表 2。再者,藉由 SEM ( Scanning Electron Microscope :掃描型電子顯微鏡)觀察求出所取得之圖案 之錐角。其結果顯示於表3。 〔表3〕 透明導電膜之蝕刻特性 實施例 Zn/(Zn+Sn) 草酸水溶液 草酸水溶液 草酸水溶液 錐角(度) (3.5wt〇/〇)蝕刻速度 (3_5wt%)蝕刻速 (3.5wt%)蝕刻速 溫度:30〇CA/min 度溫度:40°C 度溫度:35。。 1 0.79 105000 220000 180000 86 2 0.75 65000 132000 96000 75 3 0.70 500 1100 950 48 4 0.67 30 71 55 42 5 0.55 10 25 22 38 比較例1 0.97 3560000 7210000 6800000 134 比較例2 0.40 • -:不可纟虫刻 於各表1、表2、表3,不僅針對實施形態1-1,也針 對實施形態1-2〜I-5予以記載。並且,於該表中,實施形 態1-1是以實施例1,實施形態1-2〜1-5是以實施例2〜5 所記載。 如此一來’若依據實施例1 -1,可以縮小透明導電膜 -62- 1360884 (透明電極)之比電阻之値。並且,因實現比以往更高之 光透過率値,故可以實現更明亮之顯示畫面的顯示裝置。 並且,如此之作用、效果即使在以下之實施例1-2〜實 施例1 - 5中也相同。 並且,3.5wt%草酸水溶液之蝕刻速度是成爲1 05 000 A/min ( 30°C ) 、220000 A/mi η ( 4 0 °C ) 、1 8000〇A/min ( 3 5〇C ),觀察到良好之鈾刻特性(表3 )。並且,鈾刻之 結果,錐角成爲86度(表3)。因非爲極端小値或大値, 故可以形成耐久性優良之透明電極。 再者,爲 了檢驗 TCP ( Tape Carrier Package)之連接 安定性,藉由 ACF (異方性導電薄膜:Anisotoropic Conductive Film)執行 TCP 連接,在 60°C ' 90%RH (相 對溼度:Relative Humidity)之環境下保存,觀察到連接 電阻之變化。結果則表示在表4。 如該表4所示般,連接後之TCP連接電阻爲4.2 Ω, 經過240小時後成爲5.6Ω,經過480小時後成爲6.2Ω, 經過960小時後成爲6.5Ω。該結果,時間經過所引起之 接觸電阻增大之程度是微小之値,即使使用於顯示裝置之 時,對於電阻增大而所造成性能惡化的影響是非常小。即 是,若利用使用本實施例1 -1之透明導電膜之基板時,則 可以構成耐久性優的顯示裝置。 該表4不僅記載實施例1-1,也針對實施形態1-2~ 1-5 、比較例1 -1、比較例1 -2予以記載。並且,於該表中, 實施形態1 -1是以實施例1,實施形態1 -2〜1 -5是以實施 -63- 1360884 例2〜5,比較例1 -1、比較例1 -2是以比較例1、2所記載 〔表4〕 TCP連接環境試驗結果 實施例 Zn/(Zn+Sn) 連接後之 TCP連接電 阻(Ω) 240小時後之 TCP連接電阻 (Ω) 480小時後 之TCP連接 電阻(Ω) 960小時後之 TCP連接電阻 (Ω) 1 0.79 4.2 5.6 6.2 6.5 2 0.75 4.3 5.0 5.4 5.4 3 0.70 4.5 4.9 5.3 5.3 4 0.67 4.8 5.3 5.5 5.7 5 0.55 5.1 5.4 5.6 5.6 比較例1 0.97 6.5 15.6 31.4 125 比較例2 0.40 5.2 5.8 6.3 6.4 『實施例1-2、實施例1-3、實施例1-4、實施例1-5』 將平均粒徑爲l//rn以下之氧化鋅粉末,及平均粒徑 爲1/zm以下之氧化錫粉末設爲原料粉末》以特定之比例 ,將氧化鋅粉末和氧化錫粉末放入樹脂製之罐中予以調合 ,以濕式球磨予以混合。此時,使用硬質Zr02球磨,之 濕式球磨混合。混合時間爲20小時。取出混合漿,進行 過濾、乾燥及造粒。將造粒物充塡於圓形之模型,使用冷 間靜水壓,施予3ton/cm2之壓力而成形圓盤狀。 接著,將成形體放入至環境調整爐中,予以燒結。每 爐內容積〇_lm3以5公升/分之比例,將氧導入至爐內,並 -64- 1360884 以1 5 0 0 °C燒結5小時。此時,以1°C /m i n昇溫至1 〇 〇 〇。〇 ,以rC/rnin昇溫1 000~ 1 500°C。於燒結完成後,停止氧 導入,以lOt/min降溫1500~1300°C。然後,以每爐內容 積0.1m3’ 10公升/min之比例,在導入氬氣之環境下,在 1300 °C保持3小時之後,予以放置冷卻。依此,取得含有 密度90%以上之Zn之燒結體靶b、c'd、e (表1)。將 此時之靶之密度表示於表1。實施例1-2是使用燒結體靶 b之實施例,實施例1-3是使用燒結體靶c之實施例,實 施例1-4是使用燒結體靶d之實施例,實施例1-5是使用 燒結體靶e之實施例。 接著,以磨石硏磨將所取得之燒結體(靶b~e)之當 作濺鍍面之面,加工成直徑1 52mm,厚度5mm,而各取得 濺鍍靶。 氧化錫是以分散,尤其置換固溶於氧化鋅之鋅側爲佳 。即是,標靶內包含上述鋅之形態即使是以Sn02、SnO等 之氧化錫之形式,分散於氧化鋅燒結體中之形態亦可,但 是即使以ZnSn03、Zn2Sn04等之氧化鋅-氧化錫間之複合 氧化物之形式,分散於氧化鋅燒結體中之形態亦可。如此 分散之結果,於表1表示結晶粒子之平均直徑。表1是記 載有藉由ΕΡΜΑ之Sn原子之對應畫像處理而所求出之結 晶粒子之平均直徑。 又,最理想爲藉由錫原子置換固溶於氧化鋅之鋅側, 錫以原子水準分散於氧化鋅燒結體中,該在濺鏟時放電爲 安定,對於使所取得之透明導電薄膜成爲低電阻極爲有效 -65- 1360884 。依此,靶之體積電阻所有成爲未滿500 Ω cm,可安定濺 鍍。該測量値也表示於表1。 爲了檢驗TCP ( Tape Carrier Package )之連接安定性 ,藉由 ACF (異方性導電薄膜:Anisotoropic Conductive Film )執行TCP連接,在 60 °C、9 0%RH (相對溼度: Relative Humidity)之環境下保存,觀察到連接電阻之變 化。結果則表示在表4。 實施例1-2 於實施例1-2中,如該些表所示般,Zn/ ( Zn + Sn)之 値爲0.75。標靶密度爲5.86g/cm3,平均粒徑爲3.82/zm 。再者,比電阻爲3 50 Ω cm (表1 )。 使用該濺鍍靶b而成膜之透明導電膜之比電阻爲0.0 4 Qcm,移動度爲45cm2/V. sec。光透過率爲86.3% (波長 5 5 0nm )(表 2) » 如此一來,比電阻之値在任一者皆爲相當低,並且, 透明度也表示出使用於顯示裝置相當充分之値。 再者,3.5wt%草酸水溶液之蝕刻速度是成爲 65 000 A/min ( 30°C ) 、1 3 2000 A/min ( 4 0 °C ) 、96000A/min ( 3 5 t ),觀察到良好之蝕刻特性(表3 )。並且,蝕刻之 結果,錐角成爲7 5度(表3)。因非爲極端小値或大値, 故可以形成耐久性優良之透明電極。 如表4所示般,在實施例1-2中,連接後之TCP連接 電阻爲4.3 Ω,經過2 4 0小時後成爲5 · 0 Ω,經過4 8 0小時 -66- 1360884 後成爲5.4Ω,經過960小時後成爲5.4Ω。該結果,時間 經過所引起之接觸電阻增大之程度是微小之値,即使使用 於顯示裝置之時,對於電阻增大而所造成性能惡化的影響 是非常小。即是,若利用使用本實施例1 -2之透明導電膜 之基板時,則可以構成耐久性優的顯示裝置。 實施例1-3 於實施例1 -3中,如該些表所示般,Zn/ ( Zn+Sn)之 値爲0.70。標靶密度爲5.83 g/cm3,平均粒徑爲3.4 a m。 再者,比電阻爲3 70 Ω cm (表1 )。 使用該濺鍍靶 c而成膜之透明導電膜之比電阻爲 0.009Qcm,移動度爲48cm2/V· sec。光透過率爲 86.5% (波長 5 5 0nm)(表 2 )。 如此一來,比電阻之値在任一者皆爲相當低,並且, 透明度也表示出使用於顯示裝置相當充分之値。
再者,3.5wt%草酸水溶液之蝕刻速度是成爲500 A/min ( 30°C ) ' 1100 A/min ( 40°C ) ' 95〇A/min ( 3 5 °C ),觀察到良好之蝕刻特性(表3 )。並且,蝕刻之結果 ,錐角成爲48度(表3 )。因非爲極端小値或大値,故可 以形成耐久性優良之透明電極。 如表4所示般,在實施例1-3中,連接後之TCP連接 電阻爲4 · 5 Ω,經過2 4 0小時後成爲4 · 9 Ω,經過4 8 0小時 後成爲5.3 Ω,經過960小時後成爲5.3 Ω。該結果,時間 經過所引起之接觸電阻增大之程度是微小之値,即使使用 -67- 1360884 於顯示裝置之時,對於電阻增大而所造成性能惡化的影響 是非常小。即是,若利用使用本實施例1 -3之透明導電膜 之基板時,則可以構成耐久性優的顯示裝置。 實施例1-4 於實施例1-4中,如該些表所示般,Zn/ ( Zn + Sn)之 値爲0.67。標靶密度爲5.9 2g/cm3,平均粒徑爲3.5/zm。 再者,比電阻爲420 Ω cm (表1 )。 使用該濺鍍靶d而成膜之透明導電膜之比電阻爲 0.006 Ω cm,移動度爲 46cm2/V . sec。光透過率爲 86·3% (波長 550nm)(表 2)。 如此一來,比電阻之値在任一者皆爲相當低,並且, 透明度也表示出使用於顯示裝置相當充分之値。 再者,3.5 wt%草酸水溶液之蝕刻速度是成爲30 A/min (3 0°C ) 、7 1 A/min ( 4(TC ) 、5 5 A/min ( 3 5 °C ),觀察到 良好之蝕刻特性(表3)。並且,蝕刻之結果,錐角成爲 42度(表3 )。因非爲極端小値或大値,故可以形成耐久 性優良之透明電極。 如表4所示般,在實施例1-4中,連接後之TCP連接 電阻爲4.8 Ω,經過240小時後成爲5.3 Ω,經過480小時 後成爲5.5Ω,經過960小時後成爲5.7Ω。該結果,時間 經過所引起之接觸電阻增大之程度是微小之値,即使使用 於顯示裝置之時,對於電阻增大而所造成性能惡化的影響 是非常小。即是,若利用使用本實施例1 -4之透明導電膜 -68- 1360884 之基板時,則可以構成耐久性優的顯示裝置》 實施例1 - 5 於實施例1-5中,如該些表所示般,Zn/ ( Zn + Sn)之 値爲0.55。標靶密度爲6.1 Og/cm3,平均粒徑無法測量。 再者,比電阻爲480〇cm (表1)。 使用該濺鍍靶d而成膜之透明導電膜之比電阻爲0.0 3 Ω cm,移動度爲35cm2/V · sec。光透過率爲89.5% (波長 5 5 Onm )(表 2)。 如此一來,比電阻之値在任一者皆爲相當低,並且, 透明度也表示出使用於顯示裝置相當充分之値。 再者,3.5wt%草酸水溶液之蝕刻速度是成爲10 A/rain (3 0°C ) 、25 A/min ( 40 °C ) 、22A/min ( 35 °C ),觀察 到良好之蝕刻特性(表3 )。並且,蝕刻之結果,錐角成 爲3 8度(表3 )。因非爲極端小値或大値,故可以形成耐 久性優良之透明電極。 再者如表4所示般,在實施例1-5中,連接後之TCP 連接電阻爲4.8 Ω,經過240小時後成爲5.3 Ω,經過480 小時後成爲5.5 Ω,經過9 6 0小時後成爲5.7 Ω。該結果, 時間經過所引起之接觸電阻增大之程度是微小之値,即使 使用於顯示裝置之時,對於電阻增大而所造成性能惡化的 影響是非常小。即是,若利用使用本實施例1 -5之透明導 電膜之基板時,則可以構成耐久性優的顯示裝置。 再者,以上所述之實施例1-1〜1-5中之透明導電膜因 -69- 1360884 可以使與A1之接觸電阻比以往更小’固驅動液晶等之能 力爲優。其結果,當作驅動液晶等之畫素電極使用之時, 可以構成能夠良好顯示中間灰階之顯示裝置。 『比較例1-1、比較例1-2』 舉出與上述實施例1 -1 ~ 1 -5組成不同之例當作比較例 卜1、1-2。該比較例1-1、1-2之結果也表示於表1、表2 、表3、表4中。 比較例1 -1 比較例1-1是鋅之原子數之組成比率Zn/ ( Zn + Sn )之 値爲0· 97之情形。該比較例1-1之測量値是如同表1-4般 。如該表所示般,標靶之比電阻雖然表示280Qcm之低値 ,但是所成膜之透明導電膜之比電阻爲〇.86〇cm,成爲比 上述實施例1-1〜1-5中之任一者還高之値。再者,移動度 爲15 cm2/V . sec之低値,光透過率也表示79.8% (波長 :55 Onm )之低値,使用於顯示裝置之時的性能,是比上 述實施例差。 再者,藉由3.5wt%草酸水溶液之蝕刻速度雖然表示 比實施例1-1〜1-5更高之値,但是其結果錐角成爲134度 ,有可能會造成所取得之透明電極線細或斷線之情形。 比較例1-2 比較例1-2是鋅之原子數之組成比率Zn/( Zn + Sn)之 -70- 1360884 値爲〇·40之情形。該比較例1-2之測量値是如同表1-4般 • 。如該表所示般,標靶之比電阻爲4400 Ω cm,所成膜之 透明導電膜之比電阻爲0.08。再者,移動度爲8 cm2/V . sec之低値,光透過率也表示79.8% (波長:550nm)之低 値’使用於顯示裝置之時的性能,是比上述實施例1-1〜1-5差。 再者,無法藉由3.5 wt %草酸水溶液之蝕刻。 實施形態1-2 以下,關於上述實施例1-1〜1-5之透明導電膜,針對 各種測量結果予以說明(實施例1 -6、實施例1 -7、實施例 1 -8 )。 實施例1 - 6 將純A1濺鍍靶安裝至濺鏟裝置,以到達真空度:5X φ l〇_4Pa、成膜壓力:0.ipa,將基板溫度設定成室溫,執行 ' 濺鏟,在特定玻璃30上形成厚度200 nm之A1薄膜32。 準備8個相同之載物玻璃,對各載物玻璃3 0執行相 同之上述成膜處理。 以聚醯亞胺膠帶(Kapton Tape )密封如此所取得之 各載物玻璃30之面積之1成》 對密封的7個載物玻璃,這次執行使用不同標靶之濺 鍍。具體而言,執行上述實施例1-1~ 1-5之標靶及上述比 較例1-1〜1-2之標靶的濺鍍。其結果,使7種類之透明導 -71 - 1360884 電膜34疊層在A1薄膜32上。 該濺鍍是執行濺鍍使上述透明導電膜34成爲厚度 100nm。溫度在以室溫所執行。對於殘留之1個載物玻璃 3 0,則當作參考例,同樣疊層IΤ Ο。 之後,剝離聚醯亞胺膠帶,取得8種之附有疊層膜載 物玻璃。該附有疊層膜載物玻璃之斜視圖是表示於第2圖 。將如此形態之附有疊層膜載物玻璃2分鐘浸泡在 TMAH2.4wt%之水溶液20 °C中,觀察到A1膜之溶解。該 結果表示於表5。並且,於表中,實施例1-1是當作實施 例1,實施例1-2〜1-5是當作實施例2〜5,比較例1-1、1-2是當作比較例1、2而被記載。 如表5所示般,將藉由實施例1-1〜1-5之透明導電膜 34疊層在A1薄膜32上之例,任一者皆不見特殊之變化, 無觀察到A1之溶解。 另外,將比較例1-1之透明導電膜34疊層在A1薄膜 32上之例,是觀察到透明導電膜34之溶解。再者,使用 比較例1-2之例中,發生著色於透明導電膜34。並且,於 作爲參考例所作成之成膜ITO之附有疊層膜載物玻璃中, A1薄膜則完全溶解。 並且,將形成僅有純A1膜之基板,浸泡於20度之 TMAH2.4wt%水溶液中,雖然觀察到A1膜之溶解,但是無 法確認到A1溶解。如此一來,由於A1單獨膜不溶解,故 在「A1/透明導電膜」之疊層構成之A1/ITO疊層膜中,確 認到A1之溶解,實質上等於確認在A1/ITO疊層膜中引起 -72- 1360884 電池反應。 如此一來,可理解若依據本實施形態1-2中,使用實 施例1-1〜1-5之透明導電膜,因在TMAH之蝕刻中’ A1薄 膜溶解,故可以順暢執行疊層電路基板。 〔表5〕 A1薄膜透明導電膜疊層膜之TMAH之安定性 實施例 TMAH (2_4wt%) : 20°C7_K溶液中基板 全體浸泡2分鐘之後的薄膜變化 Α1薄膜/實施例1薄膜疊層基板 無變化 Α1薄膜潰施例2薄膜疊層基板 無變化 Α1薄膜/實施例3薄膜疊層基板 無變化 Α1薄膜/實施例4薄膜疊層基板 無變化 Α1薄膜/實施例5薄膜疊層基板 無變化 Α1薄膜/比較例1薄膜疊層基板 發生透明電極之溶解 Α1薄膜/比較例2薄膜疊層基板 發生透明電極之著色 Α1薄膜/ΙΤΟ薄膜疊層基板 A1層完全溶解 實施例1-7 關於對剝離劑之耐性,執行實驗。 作爲調查耐性之對象,是使用在上述實施例1-1所取 得之厚度l〇〇nm之附有薄膜玻璃基板。 再者,作爲剝離劑,是使用在光阻剝離劑之二乙醇胺 (diethanolamine) 3 0 vo 1 % ' DMSO (二甲亞楓)70 vol% 溶液添加1 〇 v 〇 1 %之水的水溶液。 將在上述實施例.1-1所作成之附有薄膜玻璃基板,5 • -73- 1360884 分鐘浸泡於45 °C之上述剝離劑之水溶液。然後, 後之上述複有薄膜玻璃基板之表面SEM,雖然觀 表面之粗糙,但是無觀察到凹凸或凹凸或粗糙。 爲了比較,即使針對在上述比較例1 -1所取 100nm之附有薄膜玻璃基板,也執行相同之浸泡 行表面SEM觀察之結果,觀察表面之凹凸及表 ,確認出不適用有機EL用電極。 實施例1-8 在A1及透明導電膜之疊層膜中,使線寬設 ,配置成A1線細線和透明導電膜正交,執行疊 接觸電阻之測量(開耳芬探針(Kelvin Probe) 是,使在特定基板上疊層成A1配線之細線和透 正交(十字型),藉由開耳芬探針法測量兩者之 。線寬雙方皆爲50//m。 在此,透明導電膜是使用在上述實施例1-I·5之透明導電膜,和在上述比較例1-1〜比較例 使用之透明導電膜。再者,針對將以往之I TO當 電膜使用之例,也執行測量以作爲參考。如此一 對將以往之ITO當作透明導電膜使用之例執行測 —來,使8種類之透明導電膜與A1薄膜的細線 ’執行接觸電阻之測量。該測量結果表不於表6 於表中,實施形態1 -1是以實施例1,實施形態 是以實施例2〜5,比較例1 -1、比較例1 -2是以比 觀察浸泡 察凹凸及 得之厚度 處理,執 面之粗糙 爲 5 0 // m 層界面之 法)。即 明導電膜 接觸電阻 1〜實施例 1 - 2中所 作透明導 來,也針 量。如此 予以正交 。並且, 1-2〜卜5 較例1、 -74- 1360884 2所記載。 如該表所示,於在實施例1-1〜實施例1-5中所使用之 透明導電膜之時,接觸電阻是依順成爲0.4 Ω、0.6 Ω、0.7 Ω、1.2Ω、1.5Ω,任一者皆表示未滿2Ω之低電阻。再 者,於在比較例1-1所使用之透明導電膜之時,雖然爲 0.4Ω,但是於在比較例1-2中所使用之透明導電膜之時, 表示12Ω的高値。並且,在使用ITO當作透明導電膜之 例中,表示140 Ω之高接觸電阻。 〔表6〕 A1薄膜、透明導電膜疊層 _之開耳芬探針法的接觸電阻 實施例 線寬:在50 a的接觸電阻値(Ω ) A1薄膜/實施例1薄膜疊層基板 0.4 Ω A1薄膜/實施例2薄膜疊層基板 0.6 Q A1薄膜/實施例3薄膜疊層基板 0.7 Ω A1薄膜/實施例4薄膜疊層基板 1.2Ω A1薄膜/實施例5薄膜疊層基板 1.5Ω A1薄膜/比較例1薄膜疊層基板 0.4 Ω A1薄膜/比較例2薄膜疊層基板 12Ω A1薄膜/ITO薄膜疊層基板 140 Ω 實施形態1 - 3 實施例1-9 在第1組之本發明之實施例1 - 9中,根據第1圖說明 本發明所涉及之TFT基板之製造的情形。 -75- 1360884 首先,藉由高頻濺鍍在透光性玻璃基板1上,將金屬 A1 ( 99%A1,l%Nd )堆疊成膜厚1500埃。藉由將磷酸-醋 酸-硝酸系水溶液當作.触刻液使用之光蝕刻法將此製成所 欲形狀之閘極電極2及閘極電極配線。 並且,玻璃基板1是相當於申請專利範圍之透明基板 之最佳一例。 接著,藉由輝光放電(glow discharge) CVD法,將 成爲氮化矽(SiN)膜之閘極絕緣膜3堆疊成膜厚3000埃 。接著,將ct-Si:H(i)膜4堆疊成膜厚3500埃,並且 將成爲通道保護層之氮化矽(SiN)膜5堆疊成3000埃。 此時,作爲放電氣體,SiN膜3和5是使用SiN4-NH3-N2 系混合氣體,a -Si : H ( i )膜4是使用SiH4-N2系之混合 氣體。該SiN膜5是藉由使用CHF氣體之乾蝕刻形成所 欲之通道保護層。接著,使用SiN4-H2-PH3系混合氣體, 將α-Si: H(n)膜6堆疊成膜厚3000埃。 接著,在該上方,藉由真空蒸鍍法或是濺鍍法將 Cr/Al二層膜堆疊成膜厚0.1/zm之Cr,0.3/zm之A1順序 。該兩層A1是使用H3P04-CH3C00H-HN03-H20系蝕刻液 ,Cr是使用硝酸第2錢姉(Cerium Ammonium)水溶液, 使用光蝕刻予以蝕刻。其結果,形成所欲之源極電極7之 圖案及汲極電極8之圖案,並且形成源極電7及汲極電極 8 〇 並且,Cr是如第1圖所示般,被設置在源極電極7及 汲極電極8之下面,不設置在與非晶質透明導電膜9接觸 -76- 1360884 之面。即是,如後述般,源極電極7或汲極電極8 • 部分直接接合於非晶質透明導電膜9。 並且,將α-Si: Η膜,藉由併用使用CHF氣體 刻及使用聯胺(ΝΗ2ΝΗ2· Η20)水溶液之乾蝕刻, 所欲之圖案之α-Si: H(i)膜4之圖案、α-Si: Η 膜6之圖案。依此,形成α-Si: H(i)膜4及α-Si η)膜 6。 g 並且,位於源極電極7之下部之位置的ct -Si: • ) 6是相當於申請專利範圍之第1半導體層之最佳一 位於源極電極8之下部之位置的a -Si: H(n) 6是相 申請專利範圍之第2半導體層之最佳一例。並且,對 使爲相反亦可。以上述之製程完成α -SiTFT部分。 接著,藉由輝光放電CVD法,以特定膜厚堆疊 爲氮化矽(SiN)膜之絕緣膜10。然後,之後以使用 氣體之乾蝕刻法,形成源極及汲極電極間和透明電極 素電極之接觸孔。 ' 在形成有由該金屬A1所構成之源極電極7及汲 極8之圖案的基板上,以濺鑛法堆疊以在實施例1-1 得之氧化鋅和氧化錫爲主成分之非晶質透明導電膜9 非晶質透明導電膜9是通過接觸孔,與源極電極7等 (參照第1圖)。 於非晶質透明導電膜9成膜時所使用之放電氣體 用純氬或是混入lvol%左右之微量〇2氣體之Ar氣體 法’將非晶質透明導電膜9堆疊成膜厚1 200埃》該
之A1 丨之乾 形成 (η) :Η ( Η ( η 例, 當於 應即 將成 CHF 極電 所取 。該 連接 是使 的方 非晶 -77- 1360884 質透明導電膜9爲在上述實施例1-3所使用之透明導電膜 。該非晶質透明導電膜9是在上述實施例1 - 3所使用之透 明導電膜。該非晶質透明導電膜9當以X線衍射法分析時 ,則無法觀察到峰値,確認爲非晶質膜。 再者,該非晶質透明導電膜9之比電阻爲0.009 Ω . cm左右,可以充分當作電極使用之膜。藉由蝕刻液使用 草酸3.6重量%之光蝕刻法,將該非晶質透明導電膜9蝕 刻成所欲之電極圖案。該電極圖案是至少與源極電極7之 圖案電性連接之「畫素電極圖案j 。此時,由A1柄構成 之源極電極7及汲極電極8無被蝕刻液溶解。並且,如第 1圖所示般,再者,閘極線12、源極·汲極線之電極取出 部也由與非晶質透明導電膜9相同之導電膜所構成之透明 電極所覆蓋。 如此形成電極圖案後,在該上方形成遮光膜圖案,完 成α-SiTFT主動矩陣基板。使用該基板製造出TFT-LCD 方式平面顯示器。該TFT-LCD方式平面顯示器是可以良 好執行中間灰階之顯示(灰階顯示)。 如上述所述般,若依據第1組之本實施形態1-1〜1-3 時,則可以簡易之製造方法製造出所謂的TFT基板。再者 ,所涉及之TFT基板是在透明導電膜和A1配線之間不產 生大接觸電阻。 以下,說明用以第2組之本發明之最佳形態。 1360884 本實施形態中,是作成各種構成所涉及之濺鍍靶,檢 查該特性及使用此所製造出之透明導電膜之特性。 『實施例2-1』 將平均粒徑爲以下之氧化鋅粉末,及平均粒徑 爲以下之氧化錫粉末調合成〔Zn〕/ (〔Zn〕+〔Sn 〕)=0.79之比例,放入樹脂製之罐中,並加入純水,進 行使用硬質Zr02球磨之濕式球磨混合。混合時間爲20小 時。取出所取得之混合漿,進行過濾、乾燥及造粒。施加 2 94MPa ( 3t/cm2 )之壓力以冷間靜水壓’將所取得之造粒 物予以成形。 ^ 接著,將成形體燒結成下述般。首先,在燒結爐內, 以每爐內容積〇.lm3,5 L/min之比例,在導入氧之環境下 ,以1 500°C燒結5小時。此時,以1°C /min昇溫至1000 °C,以3°C/min昇溫1 000~ 1 3 00°C。之後,停止氧導入, 以 10 °C /min降溫 1 5 00- 1 3 00 °C。然後,以每爐內容積 0.1m3,10L/min之比例,在導入氣氣之環境下,3小時保 持1 3 00 °C之後,予以放置冷卻。依此,取得相對密度爲 90%以上之含有氧化鋅、氧化錫的燒結體。 接著,以磨石硏磨如此所取得之燒結體靶a之濺鍍面 ,加工至直徑100mm,厚度5mm,使用銦系合金而貼合沖 頭墊板(bucking plate ),而構成濺鍍靶。此時之濺鍍靶 之密度爲5.72g/cm3。氧化錫是以分散,尤其置換固溶於 氧化鋅之鋅側爲佳》即是,上述在標靶包含錫之形態,即 -79- 1360884 使以Sn02、SnO等之氧化錫之形式,分散在氧化鋅燒結體 中之形態亦可,以ZnSn03、Zn2Sn04等之氧化鋅-氧化錫 間之複合氧化物之形式,分散於氧化鋅燒結體中之形態亦 可。藉由如此予以分散,依據氧化鋅燒結體中之對應畫像 處理所求取之結晶粒子之平均直徑爲3.87# m。 最佳爲藉由錫原子置換固溶於氧化鋅之鋅側,錫以原 子水準分散於氧化鋅燒結體之側,是在濺鍍時,放電爲安 定,對於使所所得之透明導電性薄膜成爲低電阻則爲有效 。依此,標靶之體積電阻爲3 60 Ω cm,被期待著可安定執 行濺镀。 將所取得到之上述濺鎪靶安裝於濺鍍裝置,以到達真 空鍍5xl(T4Pa,成膜壓力:O.lPa,將基板溫度設定成200 °C,執行成膜。結果如上述記載之表1、表2所示般。表 1爲表示使用濺鍍之性狀的表,表2是表示所取得之透明 導電膜之物理性計測結果之表。 濺鍍之結果,所取得之透明導電性薄膜之比電阻及移 動度是通孔測量而取得。再者,透過率是以分光光度計所 測量。 使草酸之水溶液濃度予以變化之時的蝕刻速度也各表 示於表 2。再者,藉由 SEM ( Scanning Electron Microscope :掃描型電子顯微鏡)觀察求出所取得之圖案 之錐角。其結果顯示於表3。 於各表1、表2、表3,不僅針對實施形態2-1,也針 對實施形態2·2、實施例2-3、實施例2-4、實施例2-5予 -80- 1360884 以記載。並且,於該表中,實施形態2-1是以實施例1, 實施形態2-2〜2-5是以實施例2〜5所記載。 如此一來,若依據實施例2-1,可以縮小透明導電膜 (透明電極)之比電阻之値。並且,因實現比以往更高之 光透過率値,故可以實現更明亮之顯示畫面的顯示裝置。 並且,如此之作用、效果即使在以下之實施例2-2〜實 施例2 - 5中也相同。 並且,3.5wt%草酸水溶液之蝕刻速度是成爲1 05 000 A/min ( 3 0 °C ) 、220000 A/min ( 40°C ) 、1 8000〇A/min ( 3 5 t ),觀察到良好之蝕刻特性(表3 )。並且,蝕刻之 結果,錐角成爲86度(表3)。因非爲極端小値或大値, 故可以形成耐久性優良之透明電極。 再者,爲 了檢驗 TCP (Tape Carrier Package)之連接 安定性,藉由 ACF (異方性導電薄膜:Anisotoropic Conductive Film)執行 TCP 連接,在 60°C、90%RH (相 對溼度:Relative Humidity)之環境下保存,觀察到連接 電阻之變化。結果則表示在上述記載之表4。 如該表4所示般,連接後之TCP連接電阻爲4.2 Ω, 經過240小時後成爲5.6 Ω,經過480小時後成爲6.2 Ω, 經過960小時後成爲6.5 Ω。該結果,時間經過所引起之 接觸電阻增大之程度是微小之値,即使使用於顯示裝置之 時,對於電阻增大而所造成性能惡化的影響是非常小。即 是,若利用使用本實施例2-1之透明導電膜之基板時,則 可以構成耐久性優的顯示裝置。 -81 - 1360884 該表4不僅記載實施例2·1,也針對實施形態2-2-2-5 、比較例2-1、比較例2-2予以記載。並且,於該表中’ 實施形態2-1是以實施例1,實施形態2-2~2-5是以實施 例2~5,比較例1 -1、比較例1 -2是以比較例1、2所記載 ρ實施例2-2、實施例2-3、實施例2-4、實施例2-5』 將平均粒徑爲1#πι以下之氧化鋅粉末,及平均粒徑 爲1/zm以下之氧化錫粉末設爲原料粉末。以特定之比例 ,將氧化鋅粉末和氧化錫粉末放入樹脂製之罐中予以調合 ,以濕式球磨予以混合。此時,使用硬質Zr02球磨,之 濕式球磨混合。混合時間爲20小時。取出混合漿,進行 過濾、乾燥及造粒。將造粒物充塡於圓形之模型,使用冷 間靜水壓,施予3ton/cm2之壓力而成形圓盤狀。 接著,將成形體放入至環境調整爐中,予以燒結。每 爐內容積0.1m3以5公升/分之比例,將氧導入至爐內,並 以1 5 00 °C燒結5小時。此時,以1°C /min昇溫至1 000 °C ,以St/min昇溫l〇〇〇~1 500°C。於燒結完成後,停止氧 導入,以l〇°C /min降溫1 5 00〜1 3 00°C。然後,以每爐內容 積0.1m3 ’ 10公升/min之比例,在導入氬氣之環境下,在 1 3 00 °C保持3小時之後,予以放置冷卻。依此,取得含有 密度90%以上之211之燒結體靶1?、(;、(1、6(表1)。將 此時之靶之密度表示於表1。實施例1-2是使用燒結體靶 b之實施例,實施例2-3是使用燒結體c之實施例,實施 -82- 1360884 例2-4是使用燒結體靶d之實施例,實施例2-5是使用燒 結體靶e之實施例。 接著,以磨石硏磨將所取得之燒結體(靶b〜e)之當 作濺鍍面之面,加工成直徑152mm,厚度5mm,而各取得 濺鍍靶。 氧化錫是以分散,尤其置換固溶於氧化鋅之鋅側爲佳 。即是,標靶內包含上述鋅之形態即使是以Sn02、SnO等 之氧化錫之形式,分散於氧化鋅燒結體中之形態亦可,但 是即使以ZnSn03、Zn2Sn04等之氧化鋅-氧化錫間之複合 氧化物之形式,分散於氧化鋅燒結體中之形態亦可。如此 分散之結果,於表1表示結晶粒子之平均直徑。表1是記 載有藉由ΕΡΜΑ之Sn原子之對應畫像處理而所求出之結 晶粒子之平均直徑。 又,最理想爲藉由錫原子置換固溶於氧化鋅之鋅側, 錫以原子水準分散於氧化鋅燒結體中,該在濺鍍時放電爲 安定,對於使所取得之透明導電薄膜成爲低電阻極爲有效 。依此,靶之體積電阻所有成爲未滿500Ω cm,可安定濺 鍍。該測量値也表示於表1。 爲了檢驗TCP (Tape Carrier Package)之連接安定性 ,藉由 ACF (異方性導電薄膜:Anisotoropic Conductive Film )執行 TCP連接,在 60°C ' 90%RH (相對溼度: Relative Humidity)之環境下保存,觀察到連接電阻之變 化。結果則表示在表4。 -83- 1360884 實施例2-2 於實施例2-2中,如該些表所示般,Zn/ ( Zn + Sn)之 値爲0.75。標祀密度爲5.86g/cm3’平均粒徑爲3.82^zm 。再者,比電阻爲350Qcm (表1)。 使用該濺鍍靶b而成膜之透明導電膜之比電阻爲0.04 Ω cm,移動度爲45 c m2/V · sec。光透過率爲86.3% (波長 5 5 Onm )(表 2)。 如此一來,比電阻之値在任一者皆爲相當低,並且, 透明度也表示出使用於顯示裝置相當充分之値。 再者,3_5wt %草酸水溶液之蝕刻速度是成爲 65000 A/min ( 30 °C ) ' 132000 A/min ( 40 °C ) ' 9600〇A/min ( 3 5V ),觀察到良好之蝕刻特性(表3 )。並且,蝕刻之 結果,錐角成爲75度(表3 )。因非爲極端小値或大値, 故可以形成耐久性優良之透明電極。 如表4所示般,在實施例2-2中,連接後之TCP連接 電阻爲4.3 Ω,經過2 4 0小時後成爲5.0 Ω,經過4 8 0小時 後成爲5.4Ω,經過960小時後成爲5.4Ω »該結果,時間 經過所引起之接觸電阻增大之程度是微小之値,即使使用 於顯示裝置之時,對於電阻增大而所造成性能惡化的影響 是非常小。即是,若利用使用本實施例2-2之透明導電膜 之基板時,則可以構成耐久性優的顯示裝置。 實施例2-3 於實施例2-3中,如該些表所示般,Zn/ ( Zn + Sn )之 ⑧ -84- 1360884 値爲0.70。標靶密度爲5.83g/cm3,平均粒徑爲3.4 e m。 再者,比電阻爲3 70 Ω cm (表1 )。 使用該濺鍍靶c而成膜之透明導電膜之比電阻爲 0.009Qcm,移動度爲48cm2/V.se(^光透過率爲86.5% (波長 550nm )(表 2 )。 如此一來,比電阻之値在任一者皆爲相當低,並且, 透明度也表示出使用於顯示裝置相當充分之値。
再者,3.5wt%草酸水溶液之鈾刻速度是成爲 500 A/min ( 30°C ) 、1 1 〇〇 A/min ( 40。(:) 、95〇A/min ( 3 5 °C ),觀察到良好之蝕刻特性(表3 )。並且,蝕刻之結果 ,錐角成爲48度(表3 )。因非爲極端小値或大値,故可 以形成耐久性優良之透明電極。 如表4所示般,在實施例2-3中,連接後之TCP連接 電阻爲4.5 Ω,經過2 4 0小時後成爲4.9 Ω,經過4 8 0小時 後成爲5.3 Ω,經過960小時後成爲5.3 Ω。該結果,時間 經過所引起之接觸電阻增大之程度是微小之値,即使使用 於顯示裝置之時,對於電阻增大而所造成性能惡化的影響 是非常小。即是,若利用使用本實施例1 - 3之透明導電膜 之基板時,則可以構成耐久性優的顯示裝置。 實施例2 - 4 於實施例2-4中,如該些表所示般’ Zn/(Zn + Sn)之 値爲0.67。標靶密度爲5.92g/cm3,平均粒徑爲3.5//m。 再者,比電阻爲420 Ω cm (表1 )。 -85- 1360884 使用該濺鍍靶d而成膜之透明導電膜之比電阻爲 0.006Qcm,移動度爲46cm2/V· sec。光透過率爲 86.3% (波長 550nm)(表 2)。 如此一來,比電阻之値在任一者皆爲相當低,並且, 透明度也表示出使用於顯示裝置相當充分之値。 再者,3.5wt%草酸水溶液之蝕刻速度是成爲30 A/min C 3 0°C ) ' 7lA/min ( 40°C ) 、5 5 A/m in ( 3 5 〇C ),觀察到 良好之蝕刻特性(表3)。並且,蝕刻之結果,錐角成爲 42度(表3 )。因非爲極端小値或大値,故可以形成耐久 性優良之透明電極。 如表4所示般,在實施例2-4中,連接後之TCP連接 電阻爲4 · 8 Ω,經過2 4 0小時後成爲5 · 3 Ω,經過4 8 0小時 後成爲5.5Ω,經過960小時後成爲5.7Ω。該結果,時間 經過所引起之接觸電阻增大之程度是微小之値,即使使用 於顯示裝置之時,對於電阻增大而所造成性能惡化的影響 是非常小。即是,若利用使用本實施例2-4之透明導電膜 之基板時,則可以構成耐久性優的顯示裝置。 實施例2-5 於實施例2-5中,如該些表所示般,Zn/ ( Zn + Sn )之 値爲0.55。標靶密度爲6.10g/cm3,平均粒徑無法測暈。 再者,比電阻爲480 Ω cm (表1 )。 使用該濺鍍靶d而成膜之透明導電膜之比電阻爲0.0 3 Ω cm,移動度爲35cm2/V · sec。光透過率爲89.5% (波長 -86- 1360884 5 5 Onm )(表 2)。 如此一來,比電阻之値在任一者皆爲相當低,並且, 透明度也表示出使用於顯示裝置相當充分之値。 再者,3.5wt%草酸水溶液之蝕刻速度是成爲10 A/min (3 0°C ) 、25 A/min ( 4 0 °C ) 、22 A/miη ( 3 5 t:),觀察 到良好之蝕刻特性(表3 )。並且,蝕刻之結果,錐角成 爲3 8度(表3)。因非爲極端小値或大値,故可以形成耐 久性優良之透明電極。 再者如表4所示般,在實施例2-5中,連接後之TCP 連接電阻爲4.8 Ω,經過240小時後成爲5.3 Ω,經過480 小時後成爲5.5 Ω,經過960小時後成爲5.7Ω。該結果, 時間經過所引起之接觸電阻增大之程度是微小之値,即使 使用於顯示裝置之時,對於電阻增大而所造成性能惡化的 影響是非常小。即是,若利用使用本實施例2-5之透明導 電膜之基板時,則可以構成耐久性優的顯示裝置。 再者,以上所述之實施例2-1〜2-5中之透明導電膜因 可以使與A1之接觸電阻比以往更小,固驅動液晶等之能 力爲優。其結果,當作驅動液晶等之畫素電極使用之時, 可以構成能夠良好顯示中間灰階之顯示裝置。 『比較例2-1、比較例2-2』 舉出與上述實施例2-1〜2-5組成不同之例當作比較例 2-1、2-2。該比較例2-1、2-2之結果也表示於表1、表2 、表3、表4中。 -87- 1360884 比較例2-1 比較例2-1是鋅之原子數之組成比率Zn/ ( Zn + Sn )之 値爲0.97之情形。該比較例2-1之測量値是如同表1-4般 。如該表所示般,標靶之比電阻雖然表示280 Ω cm之低値 ,但是所成膜之透明導電膜之比電阻爲〇·86 Ω cm ’成爲比 上述實施例2-1-2-5中之任一者還高之値。再者’移動度 爲15 cm2/V. sec之低値,光透過率也表示79.8% (波長 :55 Onm )之低値,使用於顯示裝置之時的性能,是比上 述實施例2-1~2·5差。 再者,藉由3 · 5 wt%草酸水溶液之蝕刻速度雖然表示 比實施例2-1 ~2-5更高之値,但是其結果錐角成爲134度 ,有可能會造成所取得之透明電極線細或斷線之情形。 比較例2-2 比較例2-2是鋅之原子數之組成比率Zn/ ( Zn + Sn )之 値爲0.4 0之情形。該比較例1-2之測量値是如同表1-4般 。如該表所示般,標靶之比電阻爲4400 Ω cm,所成膜之 透明導電膜之比電阻爲0.08。再者,移動度爲8 cm2/V · sec之低値,光透過率也表示79.8% (波長:550nm)之低 値,使用於顯示裝置之時的性能,是比上述實施例2-1〜2-5差。 再者,無法藉由3.5 wt %草酸水溶液之蝕刻。 -88- 1360884 實施形態2-2 第3圖是表示說明本實施形態之Ai配線透明導電膜 疊層基板之製造工程之槪略的說明圖。於該說明圖中,表 示利用上述實施例2-1〜2-5所涉及之非晶質透明導電膜之 A1配線透明導電膜疊層基板之製造工程。 首先,於第3圖(1)中,表示玻璃基板1。該玻璃基 板1相當於申請專利範圍之透明基板之最佳一例。 於第3圖(2)中,在上述玻璃基板1上堆疊A1合金 之薄膜20。 接著,在第3圖(3 )中,蝕刻該A1合金之薄膜20, 形成所欲之A1配線20a。一般稱爲圖案製作。 於第3圖(4)中,堆疊非晶質透明導電膜22使覆蓋 A1配線20a。該非晶質透明導電膜22是上述實施例2-1〜2-5中之任一組成。再者,非晶質透明導電膜22之堆疊 是以例如濺鑛法來執行爲佳。 於第3圖(5 )中,非晶質透明導電膜22被蝕刻,以 特定形狀形成圖案製作過的透明電極22a。 該形成典型上是如下述般所執行。首先,於塗佈特定 光阻之後,重疊特定之光阻,執行紫外線等之曝光。然後 ,於曝光後執行顯像,除去不需要之光阻,執行蝕刻。於 蝕刻後,使用剝離液除去所剩之光阻。如此一來,則如第 3圖(5 )所示般,所欲形狀之透明電極22a形成直接與 A1配線20a接合。 此時,以使用TMAH1〜5wt%之水溶液當作顯像液爲佳 -89- 1360884 如上述般,使用該水溶液之時,幾乎不引起局部電池 反應,可抑制A1之溶解。 再者,使用濃度lwt%~10wt%之草酸水溶液,當作蝕 刻液。此時之水溶液溫度爲20 °C〜50 °C。並且,使用二乙 醇胺(Diethanolamine )水溶液(40wt% )當作剝離液。 如上述般,使用該水溶液之時,不會引起局部電池反應, 可抑制A1之溶解。 尤其,藉由適用上述各水溶液,可以將透明電極22a 之端部之錐角設在30度至89度之範圍》 並且,在爲了電路構成之方便,也有在 A1配線20a 和由非晶質透明導電膜22所構成之透明電極22a之間設 置層間絕緣膜24之情形。此時,爲了直接連接A1配線和 透明電極22a,設置打開層間絕緣膜24之通孔24a。該狀 態表示於第3圖(6 )。 實施形態2-3 以下,關於上述實施例2-1〜2-5之透明導電膜,針對 各種測量結果予以說明(實施例2-6、實施例2-7、實施例 2-8 )。 實施例2-6 將純A1濺鍍靶安裝至濺鍍裝置’以到達真空度:5x l(T4Pa、成膜壓力:O.lPa,將基板溫度設定成室溫,執行 (S) -90- 1360884 濺鍍’在特定玻璃30上形成厚度200nm之A1薄膜32。 準備8個相同之載物玻璃,對各載物玻璃30執行相 同之上述成膜處理。 以聚醯亞胺膠帶(Kapton Tape)密封如此所取得之 各載物玻璃30之面積之1成。 對密封的7個載物玻璃,這次執行使用不同標靶之濺 鍍。具體而言,執行上述實施例2-1〜2-5之標靶及上述比 較例2-1〜2-2之標靶的濺鍍。其結果,使7種類之透明導 電膜34疊層在A1薄膜32上。 該濺鍍是執行濺鍍使上述透明導電膜34成爲厚度 1 OOnm »溫度在以室溫所執行。對於殘留之1個載物玻璃 3 〇,則當作參考例,同樣疊層ITO。 之後,剝離聚醯亞胺膠帶,取得8種之附有疊層膜載 物玻璃。該附有疊層膜載物玻璃.之斜視圖是表示於第2圖 。將如此形態之附有疊層膜載物玻璃 2分鐘浸泡在 TMAH2.4wt%之水溶液20°C中,觀察到A1膜之溶解。該 結果表示於表5。並且,於表中,實施例2-1是當作實施 例1,實施例2-2〜2-5是當作實施例2〜5,比較例2-1、2-2是當作比較例1、2而被記載。 如表5所示般,將藉由實施例2-1〜2-5之透明導電膜 34疊層在A1薄膜32上之例,任一者皆不見特殊之變化, 無觀察到A1之溶解。 另外,將比較例2-1之透明導電膜34疊層在A1薄膜 32上之例,是觀察到透明導電膜34之溶解。再者,使用 -91 - 1360884 比較例2-2之例中,發生著色於透明導電膜34。並且,於 作爲參考例所作成之成膜ITO之附有疊層膜載物玻璃中, A1薄膜則完全溶解。 並且,將形成僅有純A1膜之基板,浸泡於20度之 TMAH2.4wt%水溶液中,雖然觀察到A丨膜之溶解,但是無 法確認到A1溶解。如此一來,由於A1單獨膜不溶解,故 在「A1/透明導電膜」之疊層構成之A1/ITO疊層膜中,確 認到A1之溶解,實質上等於確認在A1/ITO疊層膜中引起 電池反應。 如此一來,可理解若依據本實施形態2-2中,使用實 施例2-1〜2-5之透明導電膜,因在TMAH之蝕刻中,A1薄 膜溶解,故可以順暢執行疊層電路基板。 實施例2-7 . 關於對剝離劑之耐性,執行實驗。 作爲調查耐性之對象,是使用在上述實施例2_1所取 得之厚度l〇〇nm之附有薄膜玻璃基板。 再者,作爲剝離劑,是使用在光阻剝離劑之二乙醇胺 (diethanolamine) 30vol%、 DMSO (二甲亞楓)70νο 1 % 溶液添加lOvol%之水的水溶液。 將在上述實施例1-1所作成之附有薄膜玻璃基板,5 分鐘浸泡於45 °C之上述剝離劑之水溶液。然後,觀察浸泡 後之上述複有薄膜玻璃基板之表面SEM,雖然觀察凹凸及 表面之粗糙,但是無觀察到凹凸或凹凸或粗糙。 -92- 1360884 爲了比較,即使針對在上述比較例1 -1所取得之厚度 lOOnm之附有薄膜玻璃基板,也執行相同之浸泡處理,執 行表面SEM觀察之結果,觀察表面之凹凸及表面之粗糙 ’確認出不適用有機EL用電極》 實施例2 - 8 在A1及透明導電膜之疊層膜中,使線寬設爲5〇μιη Β ’配置成Α1線細和透明導電膜正交,執行疊層界面之接 觸電阻之測量(開耳芬探針法)。即是,使在特定基板上 疊層成Α1配線之細線和透明導電膜正交(十字型),藉 由開耳芬探針法測量兩者之接觸電阻。線寬雙方皆爲5 0 a m * 在此,透明導電膜是使用在上述實施例2-1~實施例 2-5之透明導電膜,和在上述比較例2-1~比較例2-2中所 使用之透明導電膜》再者,針對將以往之ITO當作透明導 φ 電膜使用之例,也執行測量以作爲參考。如此一來,也針 對將以往之ITO當作透明導電膜使用之例執行測量。如此 一來’使8種類之透明導電膜與A1薄膜的細線予以正交 ’執行接觸電阻之測量。該測量結果表示於表6。並且, 於表中,實施形態2-1是以實施例1,實施形態2-2〜2-5 是以實施例2~5,比較例2-1、比較例2-2是以比較例1、 2所記載。 如該表所示,於在實施例2-1〜實施例2-5中所使用之 透明導電膜之時,接觸電阻是依順成爲0.4 Ω、0.6 Ω、0.7 -93- 1360884 Ω、1.2Ω、1.5Ω,任一者皆表示未滿2Ω之低電阻。再 者,於在比較例2-1所使用之透明導電膜之時,雖然爲 0.4Ω,但是於在比較例2-2中所使用之透明導電膜之時, 表示12Ω的高値。並且,在使用ΙΤΟ當作透明導電膜之 例中,表示140 Ω之高接觸電阻。 實施形態2-4 實施例2-9 在第2組之本發明之實施例2-9中,根據第1圖說明 本發明所涉及之TFT基板之製造的情形。 首先,藉由高頻濺鍍在透光性玻璃基板1上,將金屬 A1 ( 99%A1,l%Nd )堆疊成膜厚1 500埃。藉由將磷酸·醋 酸-硝酸系水溶液當作蝕刻液使用之光蝕刻法將此製成所 欲形狀之閘極電極2及閘極電極配線。 並且,玻璃基板1是相當於申請專利範圍之透明基板 之最佳一例。 接著,藉由輝光放電(glow discharge) CVD法,將 成爲氮化矽(SiN)膜之閘極絕緣膜3堆疊成膜厚3000埃 。接著,將a-Si:H(i)膜4堆疊成膜厚3500埃,並且 將成爲通道保護層之氮化矽(SiN)膜5堆疊成3000埃。 此時,作爲放電氣體,SiN膜3和5是使用SiN4-NH3-N2 系混合氣體,α-Si: H(i)膜4是使用SiH4-N2系之混合 氣體。該SiN膜5是藉由使用CHF氣體之乾蝕刻形成所 欲之通道保護層。接著,使用SiN4-H2-PH3系混合氣體, -94- 1360884 將£^-3丨:11(11)膜6堆疊成膜厚3 000埃。 接著,在該上方,藉由真空蒸鍍法或是濺鍍 Cr/Al二層膜堆疊成膜厚O.lym之Cr,0.3/zm之A1 。該兩層 Ai 是使用 h3po4-ch3cooh-hno3-h2o 系蝕 ,Cr是使用硝酸第2鞍铈(Cerium Ammonium)水溶 使用光鈾刻予以蝕刻。其結果,形成所欲之源極電極 圖案及汲極電極8之圖案,並且形成源極電7及汲極 8 - 並且,Cr是如第1圖所示般,被設置在源極電極 汲極電極8之下面,不設置在與非晶質透明導電膜9 之面。即是,如後述般,源極電極7或汲極電極8二 部分直接接合於非晶質透明導電膜9。 並且,將a -Si : Η膜,藉由倂用使用CHF氣體 蝕刻及使用聯胺(ΝΗ2ΝΗ2 · Η20 )水溶液之乾蝕刻, 所欲之圖案之α-Si: H(i)膜4之圖案、α-Si: Η丨 膜6之圖案。依此,形成α-Si: H(i)膜4及a-Si: η)膜6。由上述般之製程完成α-Si TFT部分。 接著,藉由輝光放電CVD法,以特定膜厚堆疊 爲氮化矽(SiN)膜之絕緣膜10。然後,之後以使用 氣體之乾蝕刻法,形成源極及汲極電極間和透明電極 素電極之接觸孔。 在形成有由該金屬A1所構成之源極電極7及汲 極8之圖案的基板上,以濺鍍法堆疊以在實施例1-1 得之氧化鋅和氧化錫爲主成分之非晶質透明導電膜9 法將 順序 刻液 液, 7之 電極 7及 接觸 I A1 之乾 形成 :η ) Η ( 將成 CHF 、畫 極電 所取 。該 -95- 1360884 非晶質透明導電膜9是通過接觸孔,與源極電極7等連接 (參照第1圖)。 於非晶質透明導電膜9成膜時所使用之放電氣體是使 用純氬或是混入lvol%左右之微量02氣體之Ar氣體的方 法,將非晶質透明導電膜9堆疊成膜厚1 200埃。該非晶 質透明導電膜9爲在上述實施例1-3所使用之透明導電膜 。該非晶質透明導電膜9是在上述實施例1 -3所使用之透 明導電膜。該非晶質透明導電膜9當以X線衍射法分析時 ,則無法觀察到峰値,確認爲非晶質膜》 再者,該非晶質透明導電膜9之比電阻爲0.009 Ω · cm左右,可以充分當作電極使用之膜。藉由蝕刻液使用 草酸3.6重量%之光蝕刻法,將該非晶質透明導電膜9蝕 刻成所欲之電極圖案。該電極圖案是至少與源極電極之圖 案電性連接之「畫素電極圖案」。此時,由 A1所構成之 源極電極7及汲極電極8無被蝕刻液溶解。並且,如第1 圖所示般,再者,閘極線1 2、源極·汲極線之電極取出部 也由與非晶質透明導電膜9相同之導電膜所構成之透明電 極所覆蓋。 如此形成電極圖案後,在該上方形成遮光膜圖案,完 成α-SiTFT主動矩陣基板。使用該基板製造出TFT-LCD 方式平面顯示器。該TFT-LCD方式平面顯示器是可以良 好執行中間灰階之顯示(灰階顯示)。
如上述所述般,若依據本實施形態時,則可以簡易之 製造方法製造出所謂的TFT基板。再者,所涉及之TFT -96- 1360884 基板是在透明導電膜和A1配線之間不產生大接觸電阻。 再者,本實施形態中,雖然表示TFT基板之例,但是本發 明若爲具備A1配線,設置有透明導電膜之基板時,當然 可以應用任何基板。 以下,說明用以第2組之本發明之最佳形態。 實施形態3-1 本實施形態中,是作成各種構成之濺鑛靶,而檢查該 特性及使用此所製造出之透明導電膜之特性β 『實施例3-1』 將平均粒徑爲Ι/zm以下之氧化鋅粉末,及平均粒徑 爲1/zm以下之氧化錫粉末調合成 〔In〕/ (〔 In〕+〔 Zn〕+〔 Sn〕) = 0.89 > 〔Zn〕/ (〔In〕+〔Zn〕+〔Sn〕) = 0.06, 〔Sn〕/ (〔In〕+〔Zn〕+〔Sn〕) = 0.05, 之比例,放入樹脂製之罐中,並加入純水,進行使用硬質 Zr02球磨之濕式球磨混合。混合時間爲20小時。取出所 取得之混合漿,進行過濾、乾燥及造粒。施加294MPa ( 3 t/cm2 )之壓力以冷間靜水壓,將所取得之造粒物予以成 形。 接著,將成形體燒結成下述般。首先,在燒結爐內’ 以每爐內容積0.1m3,5 L/min之比例’在導入氧之環境下 ,以1 500°C燒結5小時。此時,以1°C /min昇溫至1〇〇〇 -97- 1360884 °C,以3°C/min昇溫1 000〜1 300°C。之後’停止氧導入, 以10°C/min降溫1 500~1 300 °C »然後,以每爐內容積 0.1m3,10L/min之比例,在導入·氣之環境下,3小時保 持1 3 00 °C之後,予以放置冷卻。依此,取得相對密度爲 9 0%以上之含有氧化鋅、氧化錫的燒結體。 接著,以磨石硏磨如此所取得之燒結體之濺鍍面,加 工至直徑100mm,厚度5mm’使用銦系合金而貼合沖頭墊 板(bucking plate),而構成濺鍍靶。此時之濺鍍靶之密 度爲 6.68 g/cm3。 氧化鋅及氧化錫是以分散’尤其是氧化鋅爲以Ιη203 (ZnO) m(在此,m爲從2至20之整數)所表示之六方 晶層狀化合物爲佳。即是,上述在標靶包含上述鋅之形態 ,即使爲 Ιη2〇3(ΖηΟ) 3、In2〇3(Zn〇) 5 ' In2〇3 ( ZnO ) 7等之氧化銦、氧化鋅之化合物的形式,分散在氧化銦燒 結體中之形態亦可。 再者,以ZnSn〇3、Zn2Sn04等之氧化鋅-氧化錫間之 複合氧化物之形式,分散於氧化銦燒結體中之形態亦可。 藉由如此之分散,依據畫像處理SEM照片而所求出 之結晶粒子之平均直徑爲3.67a m。 錫原子是置換固溶於氧化銦之銦側,錫以原子水準分 散於氧化銦燒結體之側,在濺鍍時,放電爲安定,對於使 所所得之透明導電性薄膜成爲低電阻則爲有效。依此,標 靶之體積電阻爲〇.97ιηΩ cm,能夠執行安定之RF及DC 濺鍍。 -98- 1360884 將所取得到之上述濺鍍靶a安裝於濺鍍裝置,以到達 真空鍍5xl(T4Pa,成膜壓力·· 〇.1Pa,將基板溫度設定成 200 °C,執行成膜。結果如表7、表8所示般。表7爲表示 使用濺鍍之性狀的表,表2是表示所取得之透明導電膜之 物理性計測結果之表。
〔表7〕 標靶之性狀 組成 密度 平均粒徑 比電阻 In/(In+Zn+Sn) Zn/(In+Zn+Sn) Sn/(In+Zn+Sn) g/cm3 μτη mQcm 實施例3-1 0.89 0.06 0.05 6.75 3.67 0.97 實施例3-2 0.8 0.1 0.1 6.68 3.71 1.2 實施例3-3 0.65 0.15 0.15 6.84 3.68 1.5 實施例3-4 0.5 0.4 0.1 6.34 3.91 2.9 實施例3-5 0.2 0.6 0.2 6.51 3.98 92 比較例3-1 0.9 0 0.1 6.85 3.75 1.0 比較例3-2 0.9 0.1 0 6.54 3.81 1.0 比較例3-3 0.0 0.3 0.7 6.21 3.68 -:無法測量 -99- 1360884 〔表8〕 誠 透明電極 之比電阻 ft/cm3 透明電極之 移動度 cm2/V.Sec. 光透過率 (atSSOnm) 進入玻璃基板 In/(In+Zn+Sn) Zn/(In+Zn+Sn) Sn/(In+Zn+Sn) 實施例3-1 0.89 0.06 0.05 0.0005 25 80 實施例3-2 0.8 0.1 0.1 0.0007 25 78 實施例3-3 0.65 0.15 0.15 0.0009 20 77 實施例3-4 0.5 0.4 0.1 0.001 18 76 實施例3-5 0.2 0.6 0.2 0.009 15 82 比較例3-1 0.9 0 0.1 0.0004 40 83 比較例3-2 0.9 0.1 0 0.0006 25 80 比較例3-3 0.0 0.3 0.7 0.06 15 74 濺鏟之結果,所取得之透明導電性薄膜之比電阻及移 動度是通孔測量而取得。再者,透過率是以分光光度計所 測量。 使草酸之水溶液濃度予以變化之時的蝕刻速度也各表 示於表 2。再者,藉由 SEM ( Scanning Electron Microscope :掃描型電子顯微鏡)觀察求出所取得之圖案 之錐角。其結果顯不於表9。 -100- 1360884
〔表9〕 透明導電膜之蝕刻特性 實施例 mm 草酸水溶液 (3.5wt%0 蝕 刻速度酿: 30°CA/min 草酸水溶液 (3_5wt%0 蝕 刻速度酿: 40"C 草酸水溶液 (3.5wt%0 蝕 刻速度酿: 35°C 錐角膨 In/(In+Zn+Sn) Zn/(In+Zn+Sn] Sn/(In+Zn+Sn) 實施例3·1 0.S9 0.06 0.05 1100 2200 1800 45 實施例3-2 0.750.8 0.1 0.1 600 1200 1000 45 實施例3-3 0.700.65 0.15 0.15 300 600 500 65 實施例3-4 0.670.5 0.4 0.1 1000 2000 1800 70 實施例3-5 0.550.2 0.6 0.2 1000 2000 1800 75 比較例3·1 0.970.9 0 0.1 50 90 150 125 比較例3-2 0.400.9 0.1 0 900 1800 1500 45 比較例3-3 0.0 0.3 0.7 • - _ I不可蝕刻 . 於各表7、表8、表9,不僅針對實施形態3 -1 ’也針 ® 對實施形態3 · 2、實施例3 - 3、實施例3 -4、實施例3 - 5予 以記載。 如此一來,於本實施例3-1中,濺鏟靶之密度成爲 6.75g/cm3,平均粒徑爲3·67μιη。再者,比電阻爲〇.97m Ω m時,則表示低値。再者’如表8所示般’使用實施例 3-1之濺鍍靶而所作成之透明導電膜(透明電極)之比電 阻爲〇.〇〇〇5Ωιη,透明導電膜(透明電極)之移動度爲25 cm2/V.Sec.。再者,該光透過率(波長5 5 0nm)也包含玻 璃基板80。並且,透明導電膜(透明電極)之厚度爲 -101 - 1360884 1 0Onm 〇 並且,以草酸蝕刻該透明導電膜之時的蝕刻速度,於 使用30°C之草酸水溶液之時爲1100 A/miii,於使用40°C 之草酸水溶液之時爲2200 A/min,於使用 35°C之草酸水 溶液之時爲1 800A/min ( 35°C )。再者,蝕刻結果,錐角 爲45度(參照表9 )。 再者,爲 了檢驗 TCP (Tape Carrier Package)之連接 安定性,藉由 ACF (異方性導電薄膜:Anisotoropic Conductive Fi 丨 m)執行 TCP 連接,在 60C、90%RH (相 對溼度:Relative Humidity)之環境下保存’觀察到連接 電阻之變化。結果則表示在表1 〇。 如該表所示般’本實施例3-1中’連接後之TCP連接 電阻爲4.3 Ω,經過240小時後成爲4·3 Ω ’經過480小時 後成爲4.5 Ω ’經過960小時後成爲4.7Ω ’電阻之增加爲 -102- 1360884
〔表 ι〇〕 TCP連接環境試驗結果 實施例 組成 連接後之 TCP連接 電阻(Ω) 240小時後 之TCP連 接電阻(Ω) 480小時後 之TCP連 接電阻(Ω) 960小時後 之TCP連 接電阻(Ω) In/(In+Zn+Sn) Zn/(In+Zn+Sn) Sn/(In+Zn+Sn) 實施例3-1 0.89 0.06 0.05 4.3 4.3 4.5 4.7 實施例3-2 0.8 0.1 0.1 4.5 4.6 4.8 4.9 實施例3-3 0.65 0.15 0.15 4.8 4.8 4.8 4.9 mm 3-4 0.5 0.4 0.1 5.1 5.2 5.4 5.5 實施例3-5 0.2 0.6 0.2 5.3 5.5 5.7 5.8 比較例3-1 0.9 0 0.1 7.2 18 34 5.8 比較例3-2 0.9 0.1 0 6.5 15 28 52 『實施例3-2、實施例3-3、實施例3-4、實施例3-5』 將平均粒徑爲以下之氧化銦粉末,及平均粒徑 爲l^m以下之氧化鋅粉末及平均粒徑爲l/zm以下之氧 化錫粉末設爲原料粉末。以特定之比例,將氧化銦粉末、 氧化鋅粉末和氧化錫粉末放入樹脂製之罐中予以調合,以 濕式球磨予以混合。 各實施例3-2〜3 _5之該特定「比例」是表示於表7。 於該混合時,使用硬質Zr02球磨,將使用混合時間 設爲20小時。取出混合漿,進行過濾、乾燥及造粒。將 造粒物充塡於圓形之模型,使用冷間靜水壓,施予 3ton/cm2之壓力而成形圓盤狀。 接著,將各成形體放入至環境調整爐中,予以燒結。 於燒結時,每爐內容積0.1m3以5公升/分之比例,將氧導 -103- 1360884 入至爐內,並以1 500°C燒結5小時。此時,以1°C /min昇 溫至1000°C,以3°C/min昇溫1000〜1500°C。於燒結完成 後,停止氧導入,以l〇°C/min降溫1 500〜1 3 00°C。 然後,以每爐內容積0.1 ni3,10公升/min之比例,在 導入氬氣之環境下,在1 3 00 °C保持3小時之後,予以放置 冷卻。依此,取得含有密度90%以上之Zn之燒結體靶2 、3、4、5 (表 7 )。 將此時之各燒結體靶之密度表示於表7。實施例3-2 是使用燒結體靶2之實施例,實施例3-3是使用燒結體靶 3之實施例,實施例3-4是使用燒結體靶4之實施例,實 施例3·5是使用燒結體靶5之實施例。 接著,以磨石硏磨將所取得之燒結體靶2〜5之當作濺 鑛面之面,加工成直徑152mm,厚度5mm,而各取得灘鏟 靶。 氧化鋅及氧化錫是以分散,尤其是氧化鋅爲以Ιη203 (ZnO ) m(在此,m爲從2至20之整數)所表示之六方 晶層狀化合物爲佳。即是,上述在標靶包含上述鋅之形態 ,即使爲 ln203 ( ZnO ) 3、ln203 ( ZnO ) 5、ln203 ( ZnO) 7等之氧化銦、氧化鋅之化合物的形式,分散在氧化銦燒 結體中之形態赤可。 再者,以ZnSn03、Zn2Sn04等之氧化鋅-氧化錫間之 複合氧化物之形式,分散於氧化銦燒結體中之形態亦可》 藉由如此之分散,依據畫像處理SEM照片而所求出 之結晶粒子之平均直徑表示於表7。 -104- 1360884
錫原子是置換固溶於氧化銦之銦側,錫以原子水準分 散於氧化銦燒結體之側,在濺鍍時,放電爲安定,對於使 所所得之透明導電性薄膜成爲低電阻則爲有效。依此,標 靶之體積電阻爲〇.97mncm,能夠執行安定之RF及DC 濺鑛。 如上述般,在本實施例3-2〜3-5中,濺鍍靶之體積電 阻成爲未滿lOOOQcm,可執行安定之DC或RF濺鍍。該 測量値也表示於表7。 爲了檢驗TCP ( Tape Carrier Package )之連接安定性 ,藉由 ACF (異方性導電薄膜:Anisotoropic Conductive Film )執行 TCP連接,在 6 0 °C、90%RH (相對溼度: Relative Humidity)之環境下保存,觀察到連接電阻之變 化。該測量結果也與實施例3 · 1相同表示在表1 0。 實施例3-2之詳細結果 實施例3-2中之各成分之比例是如表7所示般, 〔In〕/(〔In〕+〔Zn〕+〔Sn〕) =0.8» 〔Zn〕/ (〔In〕+〔Zn〕+〔Sn〕) =0.1 > 〔Sn〕/(〔In〕+〔Zn〕+〔Sn〕) =0.1 > 之比例。再者,如表 7所示般,濺鍍靶之密度爲 6.6 8g/cm3,平均粒徑爲3.71#m。再者表示比電阻爲1.2m Ω m之低値。 使用該組成之濺鑛靶而所作成之透明導電膜(透明電 極)之比電阻爲〇.〇〇〇7Qcm,移動度爲2 5cm2/V.Sec. »再 -105- 1360884 者,該光透過率(波長550nm)爲78(參照表8)。並且 ,在此所作成之透明導電膜之厚度爲l〇〇nm。 並且,以草酸蝕刻該透明導電膜之時的蝕刻速度,於 使用30°C之草酸水溶液之時爲600 A/min,於使用40°C之 草酸水溶液之時爲1 200 A/min,於使用35°C之草酸水溶 液之時爲1000A/min。再者,飩刻結果,錐角爲45度( 參照表9 )。 再者,表10是表示藉由ACF之TCP連接之環境試驗 。試驗環境等是與實施例3-1相同。如該表所示般,在本 實施例3-2中,連接後之TCP連接電阻成爲4.5 Ω,經過 2 4 0時間後成爲4.6 Ω,經過4 8 0時間後成爲4.8 Ω,經過 9 6 0時間後成爲4.9 Ω,電阻之增加爲小。 實施例3-3之詳細結果 實施例3-3中之各成分之比例是如表7所示般, [In 〕/ ([ In〕 +〔 Zn〕+ c Sn ) )= 0.65 > C Ζι O / ( c In〕 +〔 Zn〕+ ( Sn〕 )= 0.15, (Sr Ο / ( c In〕 + [ Zn〕+ c Sn ] )= 0.15, 比例 。再者 ,如 表 7所 示 般 ,濺 鍍靶之 密度爲 64g/cm 3,平均粒徑 爲 3.68 β m 。再者表示比電阻 爲 1 · 5 m Ω m之低値。 使用該組成之濺鍍靶而所作成之透明導電膜(透明電 極)之比電阻爲〇·〇〇〇9Ω(ϊηι,移動度爲20cm2/V.Sec.。再 者,該光透過率(波長55〇nm)爲77(參照表8) »並且 -106- 1360884 ,在此所作成之透明導電膜之厚度爲lOOnm。 並且,以草酸蝕刻該透明導電膜之時的蝕刻速度,於 使用30°C之草酸水溶液之時爲300 A/min,於使用40°C之 草酸水溶液之時爲600 A/min,於使用35°C之草酸水溶液 之時爲500A/min »再者,蝕刻結果,錐角爲65度(參照 表9)。 再者,表10是表示藉由ACF之TCP連接之環境試驗 。試驗環境等是與實施例3-1相同。如該表所示般,在本 實施例3-3中,連接後之TCP連接電阻成爲4.8Ω,經過 240時間後成爲4.8 Ω,經過480時間後成爲4.8 Ω,經過 960時間後成爲4.9Ω,電阻之增加爲小。 實施例3-4之詳細結果 實施例3 -4中之各成分之比例是如表7所示般, 〔In〕/(〔In〕+〔Zn〕+〔Sn〕) = 0.5, 〔Zn〕/ (〔 In〕+〔 Zn〕+〔 Sn〕) = 0.4, 〔Sn〕/(〔In〕+〔Zn〕+〔Sn〕) =0.1 » 之比例。再者,如表 7所示般,濺鍍靶之密度爲 6.34g/cm3,平均粒徑爲3.91# m»再者表示比電阻爲2.9m Ω cm之低値。 使用該組成之濺鍍靶而所作成之透明導電膜(透明電 極)之比電阻爲O.OOlQcm,移動度爲18 cm2/V.Sec·。再 者,該光透過率(波長550nm)爲76(參照表8)。並且 ,在此所作成之透明導電膜之厚度爲lOOnm。 -107- 1360884 並且,以草酸蝕刻該透明導電膜之時的蝕刻速度,於 使用30°C之草酸水溶液之時爲1000 A/min,於使用40°C 之草酸水溶液之時爲2000 A/min,於使用35°C之草酸水 溶液之時爲180〇A/min。再者,蝕刻結果,錐角爲70度 (參照表9 )。 再者,表〗〇是表示藉由ACF之TCP連接之環境試驗 。試驗環境等是與實施例3-1相同。如該表所示般,在本 實施例3-4中,連接後之TCP連接電阻成爲5.1Ω,經過 240時間後成爲5.2 Ω,經過480時間後成爲5.4 Ω,經過 960時間後成爲5.5 Ω,電阻之增加爲小。 實施例3-5之詳細結果 實施例3-5中之各成分之比例是如表7所示般, 〔In〕/(〔In〕+〔Zn〕+〔Sn〕) =0.2* 〔Zn〕/ (〔In〕+〔Zn〕+〔Sn〕) = 0.6, 〔Sn〕/(〔In〕+〔Zn〕+〔Sn〕) = 0.2, 之比例。再者,如表 7所示般,濺鍍靶之密度爲 6.5 1g/cm3,平均粒徑爲3_98/zm。再者表示比電阻爲92m Ω cm之低値。 使用該組成之濺鍍靶而所作成之透明導電膜(透明電 極)之比電阻爲〇.〇〇9Dcm,移動度爲15 cm2/V.Sec·。再 者,該光透過率(波長550nm)爲82(參照表8)。並且 ,在此所作成之透明導電膜之厚度爲lOOnm。 並且,以草酸蝕刻該透明導電膜之時的蝕刻速度,於 -108- 1360884 使用30°C之草酸水溶液之時爲1000 A/min,於使用40°C 之草酸水溶液之時爲2000 A/min,於使用35 °C之草酸水 溶液之時爲1 800A/min。再者,蝕刻結果,錐角爲75度 (參照表9)。 再者,表10是表示藉由ACF之TCP連接之環境試驗 。試驗環境等是與實施例3-1相同。如該表所示般,在本 實施例3_5中,連接後之TCP連接電阻成爲5.3Ω,經過 240時間後成爲5.5Ω,經過480時間後成爲5.7Ω,經過 9 6 0時間後成爲5.8 Ω,電阻之增加爲小。 『比較例3 -1、比較例3 -2、比較例3 -3』 舉出上述實施例3-1〜3-5,和組成不同之例當作比較 例3-1、3-2、3-3。該比較例3-1、3-2、3-3之結果也表示 於表7'表8、表9、表10之中。 比較例3 -1之詳細結果 比較例3 -1中之各成分之比例如表7所示般, 〔In〕/ (〔In〕+〔Sn〕) = 0.9 > (S η ] / (〔In〕+〔Sn〕) =0.1 > 之比例。即是,在比較例3 -1中,成分不含有Zn。再者’ 如表7所示般,濺鏟靶之密度爲6.8 5g/cm3,平均粒徑爲 3.75//m。再者比電阻 1.0m〇cm。 使用該組成之濺鍍靶而所作成之透明導電膜(透明電 極)之比電阻爲〇.〇〇〇4Qcm,移動度爲140cm2/V.Sec·。 -109- 1360884 再者,該光透過率(波長550nm)爲83。並且,在 成之透明導電膜之厚度爲l〇〇nm。 並且,以草酸鈾刻該透明導電膜之時的蝕刻速 使用30°C之草酸水溶液之時爲5〇A/min,於使用 草酸水溶液之時爲9〇A/min,於使用35°C之草酸水 時爲15〇A/min。蝕刻速度比起上述實施例3-1~3-5 再者,蝕刻之結果,錐角爲125度(參照表9)。 再者,表10是表示藉由ACF之TCP連接之環 。試驗環境等是與實施例3-1相同。如該表所示般 實施例3-1中,連接後之TCP連接電阻成爲7.2 Ω 240時間後成爲18 Ω,經過480時間後成爲34 Ω 960時間後成爲5 8 Ω,隨著時間之經過,電阻增加 比較例3-2之詳細結果 比較例3 - 2中之各成分之比例如表7所示般, 〔In〕/ (〔In〕+〔Zn〕) = 0.9, 〔Zn〕/ (〔In〕+〔Zn〕) .= 0.1, 之比例。即是,在比較例3-2中,成分不含有Sn。 如表7所示般,濺鍍靶之密度爲6.5 4g/cm3,平均 3.81;wm。再者比電阻爲l.OmDcm。 使用該組成之濺鍍靶而所作成之透明導電膜( 極)之比電阻爲0.0006Qcm,移動度爲25cm2/V.S« 者,該光透過率(波長550nm)爲80。並且,在此 之透明導電膜之厚度爲100 nm。 此所作 度,於 40〇C 之 溶液之 變慢。 境試驗 ,在本 ,經過 ,經過 再者, 粒徑爲 透明電 ;c.。再 所作成 -110- 1360884 並且,以草酸蝕刻該透明導電膜之時的蝕刻速度,於 使用30°C之草酸水溶液之時爲900A/min,於使用40°C之 草酸水溶液之時爲180〇A/min,於使用35°C之草酸水溶液 之時150〇A/min。再者,鈾刻之結果,錐角爲45度(參 照表3 )。 再者,表10是表示藉由ACF之TCP連接之環境試驗 。試驗環境等是與實施例3-1相同》如該表所示般,在本 實施例3-2中,連接後之TCP連接電阻成爲6.5 Ω,經過 240時間後成爲15Ω,經過480時間後成爲28Ω,經過 960時間後成爲52 Ω,隨著時間之經過,電阻增加。 比較例3 - 3之詳細結果 比較例3-3中之各成分之比例如表7所示般, 〔Sn〕/ (〔Sn〕+〔Zn〕) = 0.3, 〔Zn〕/ (〔Sn〕+〔Zn〕)=0.7· 之比例。即是,在比較例3-3中,成分不含有In。再者, 如表7所示般,濺鍍靶之密度爲6.21g/cm3,平均粒徑爲 3.68;um。再者比電阻爲l.OmQcm。 使用該組成之濺鍍靶而所作成之透明導電膜(透明電 極)之比電阻爲0.006Qcm,移動度爲1 5cm2/V.Sec.。再 者,該光透過率(波長5 5 Onm)爲74。並且,在此所作成 之透明導電膜之厚度爲l〇〇nm。 並且,以草酸蝕刻該透明導電膜之時的蝕刻速度,因 不可蝕刻,故無法測量。再者,也無法値刑藉由 ACF之 -111 - 1360884 TCP連接之環境試驗。 『實施例3-6』 在本實施例3-6中,觀察電池反應之情形。 將純A1濺鍍靶安裝至濺鍍裝置,以到達真空度:5x l(T4Pa、成膜壓力:O. lPa,將載物玻璃溫度設定成室溫, 在載物玻璃上形成厚度2 OOnm之A1薄膜。準備9個該載 物玻璃,對各載物玻璃30同樣形成A1薄膜。 所取得之載物玻璃中,1片是當作僅A1薄膜之對照而 予以保存。 在所剩下之8片載物玻璃上,以聚醯亞胺膠帶( Kapton Tape)貼在該面積之1成。然後,對7片各載物 玻璃,使用上述各實施例3-1~3-5之標靶及比較例3-1〜3-2之標靶,在室溫各形成厚度100nm之透明導電膜。再者 ,在最後之1片載物玻璃,於貼上聚醯亞胺膠帶之上方, 形成ITO膜,以作爲對照。 自該些載物玻璃剝離聚醯亞胺膠帶,作成8片附有疊 層A1薄膜/透明導電膜之載物玻璃。但是,針對貼有聚醯 亞胺膠帶之部分,則成爲A1薄膜之單層。 將該些9片載物玻璃浸泡在TMAH2.4wt%之水溶液20 °(:中,觀察A1膜之溶解。 首先,於將僅形成上述A1薄膜不設置透明導電膜之 載物玻璃,浸泡在TMAH2.4wt%之水溶液中之時,無法確 認到A1之溶解》另外,於將設置有ITO膜之附有疊層膜 -112- 1360884 之載物玻璃浸泡於TMAH2.4wt%之水溶液中之時’則確認 到A1之溶解。 將剩下的使用實施例3-1~3-5及比較例3-1~3-2之透 明導電膜之載物玻璃7種類浸泡在TMAH2.4wt%之水溶液 中之時的結果,表示在表11。 如該表11所示般,使用實施例3-1 ~3-5之透明導電 膜之載物玻璃是在薄膜不見變化。對此,使用比較例3-1 之透明導電膜之載物玻璃中,A1層是完全溶解。再者,使 用比較例3-2之透明導電膜的載物玻璃中,A1層完全溶解 。再者,在使用比較例3-2之透明導電膜之載物玻璃中, 發生透明導電膜之著色。 如此一來,驗證即使將本實施例3-1〜3-5之透明導電 膜與 A1薄膜疊層也不會產生電池反應,即使浸泡於 TMAH水溶液也不會發生A1薄膜之溶解。 -113 1360884 〔表π〕 A1薄膜透明導電膜疊層膜在TMAH中之安定性 實施例3-6 TMAH(2.4wt%) :20°C7jc溶液中基板全 體浸泡2分鐘之後的薄膜變化 A1薄膜/實施例3-1薄膜疊層基板 無變化 A1薄膜/實施例3-2薄膜疊層基板 無變化 A1薄膜/實施例3-3薄膜疊層基板 無變化 A1薄膜/實施例3-4薄膜疊層基板 無變化 A1薄膜/實施例3-5薄膜疊層基板 無變化 A1薄膜/比較例3-1薄膜疊層基板 A1層完全溶解 A1薄膜/比較例3-2薄膜疊層基板 發生透明電極之著色 『實施例3-7』 將疊層100 nm上述實施例3-1之透明導電膜之玻璃基 板浸泡在光阻剝離液中。光阻剝離液是使用在光阻剝離劑 之二乙醇胺(diethanolamine ) 30vol%、 DMSO (二甲亞 楓)70vol%溶液添加lOvol%之水的水溶液。將上述附有 薄膜玻璃,5分鐘浸泡於45 °C之上述剝離劑之水溶液。 之後,觀察表面SEM,雖然觀察凹凸及表面之粗糙, 但是無觀察到凹凸或凹凸或粗糙。 爲了比較,將上述比較例3-1之透明導電膜與疊層 100nm之玻璃基板相同,5分鐘浸泡於45 °C之上述組成光 阻剝離液中。之後,觀察表面SEM,觀察到表面之凹凸及 粗糙,確認出不適用有機EL用電極。 1360884 實施例3 - 8 測量A1及透明導電膜之疊層膜中之兩層間之接觸電 阻。爲了測量該接觸電阻,使A1薄膜之細線(線寬50私 m) ’和透明導電膜之細線(線寬50/zm)正交,加以設 置在玻離基板上。然後,實行兩層之界面之接觸電阻之測 4 (開耳芬探針法)。該測量情形表示於第6圖。再者, 測量結果表示於表1 2。 〔表 12〕 、透明導電膜疊層膜之開耳芬探針法的接觸電阻 —~~~___實施例3-8_ 線寬:在50/z的接觸電阻値(Ω ) ~~~41?_膜/實施例3-1薄膜疊層基板 0.3 實施例3-2薄膜疊層基板 0.4 實施例3-3薄膜疊層基板 0.6 實施例3-4薄膜疊層基板 1.1 實施例3-5薄膜疊層基板 1.4 比較例3-1薄膜疊層基板 60 比較例3-2薄膜疊層基板 30 如該表12所示,於在實施例3-1〜實施例3-5之透明 導電膜和A1薄膜之接觸電阻是從實施例至3-5依順成 爲 Ο·3〇、〇·4Ω、0.6Ω、1.1Q、1.4Ω,任一者皆表示當 示裝置可以充分使用之低値。 另外,如表12所示,比較例3-1~3-2之透明導電膜 和Α1薄膜之接觸電阻,是依順比較例3 -1、比較例3 -2之 -115- 1360884 順序,各成爲60Ω、30Ω,比起本實施例3-1〜3-5,表示 非常高之値。 並且,至此所述之實施例群中,雖然顯示純A1之例 ,但是其他金屬以由Ni、W、Mo、Nb、Zr及Nd所構成 之群中所選擇出之一種以上之金屬爲佳。此時,A1以外之 其他金屬之含有量爲0.1〜爲佳》 實施形態3-2 第5圖是表示本實施形態之A1配線透明導電膜疊層 電路基板之製造工程之槪略的說明圖。於該說明圖中’表 示利用上述實施例3-1~3-5所涉及之非晶質透明導電膜之 A1配線透明導電膜疊層電路基板之製造工程之一部分。 具體而言,第5圖(1)是表示在玻璃基板1001上設 置含有Ni之A1配線1028,並且在含有Ni之A1配線 1 028上堆疊非晶質透明導電膜1 029之情形。該非晶質透 明導電膜1 029是上述實施例3-1-3-5所涉及之非晶質透 明導電膜。 然後,自該第5圖(1 )之狀態,執行蝕刻使該非晶 質透明導電膜1 029成爲所欲之形狀、圖案。該蝕刻處理 因爲作成圖案電極之處理,故也稱爲圖案製作。並且,第 5圖(1)中之玻璃基板1001是相當於申請專利範圍之透 明基板之最佳例。 在蝕刻處理中,首先自第5圖(1 )之狀態執行特定 之光阻塗佈。接著,重疊特定之罩幕,執行藉由紫外線等 -116- 1360884 之曝光。然後,於曝光後,執行顯像除去不需要之光阻。 顯像液是使用TMAH鹼性水溶液。本實施形態中,因 TMAH水溶液中含有Ni之A1配線1029和非晶質透明導 電膜1029之電動勢之差爲小,故可抑制顯像處理中之電 池反應。藉由該顯像處理除去所欲電極形狀外之部分的光 阻。 接著,執行使用草酸系蝕刻液之蝕刻。依此,除去當 作電極之所欲形狀以外之部分,殘留部分形成所欲形狀之 透明電極1 029a。最後,使用剝離液除去光阻。剝離液是 使用二乙醇胺(diethanolamine)水溶液(40wt%)。 藉由以上之處理,可行成第5圖(2)所示之所欲形 狀之透明電極1 029a。 尤其,藉由濃度爲1 wt%〜10wt%,水溫爲 20°C〜50°C 之草酸水溶液,蝕刻上述實施形態3 _ 1〜3 - 5所示之組成之 非晶質透明導電膜,則可以使所形成之透明電極1 〇29a之 端部之錐角成爲3 5度〜89度。藉由實現如此之錐角,則可 以製作耐久性優良之疊層基板。 並且,如第5圖(1 ) 、( 2 )所示般,在第3組之本 實施形態中,雖然直接接合非晶質透明導電膜1 029和含 有N i之A1配線1 0 2 8,但是,如上述般,藉由使用實施例 3-1〜3-5之組成之非晶質透明導電膜1 02 9,則可以使接觸 電阻成爲非常小之値。 但是,即使於直接接合非晶質透明導電膜1 029和含 有Ni之A1配線1 028之時,由於爲了電路構成之方便’ -117- 1360884 層間絕緣膜1 03 0設置在兩者之間爲多。此時之情形表示 於第5圖(3 )。如此一來設置層間絕緣膜1 〇30時,則 在電性連接之部分設置接觸孔1030a,以使.直接接合。 如上述般,若依據本實施形態,利用含有Ni之A1配 線,並利用特定組成之非晶質透明導電膜,故可以直接接 合A1配線和透明導電膜,於製造工程中,不會溶解A1。 再者,即使直接接合A1配線和透明導電膜,亦可以達成 將接觸電阻抑制成小的値之效果。 實施形態3-3 在本實施形態中,根據第4圖說明本發明所涉及之 TFT基板之製造情形。 首先,藉由高頻濺鍍在透光性玻璃基板1001上,將 金屬A1 ( 99%A1,l%Nd)堆疊成膜厚1500埃。藉由將磷 酸-醋酸-硝酸系水溶液當作蝕刻液使用之光蝕刻法將此製 成所欲形狀之閘極電極1 002及閘極電極配線。 並且’玻璃基板1 00 1是相當於申請專利範圍之透明 基板之最佳一例。 接者,藉由輝光放電(glow discharge) CVD法,將 成爲氮化矽(SiN )膜之閘極絕緣膜1 003堆疊成膜厚 3000埃。接著,將α-Si: H (i)膜1004堆疊成膜厚3500 埃,並且將成爲通道保護層之氮化矽(SiN)膜1005堆疊 成3000埃。此時,作爲放電氣體,SiN膜1 003和1005 是使用8丨>14->^3-:^系混合氣體,^-8丨:1^(1)膜1004 -118- 1360884 是使用SiH4-N2系之混合氣體。該SiN膜1005是藉由使 用CHF氣體之乾蝕刻形成所欲之通道保護層。接著,使 用SiN4-H2-PH3系混合氣體,將a -Si : Η ( η)膜1 006堆 疊成膜厚3 000埃》 接著,在該上方,藉由真空蒸鍍法或是濺鍍法將 Cr/Al二層膜堆疊成膜厚O.lym之Cr,0.3gm之Α1順序 。該兩層Ai是使用h3po4-ch3cooh-hno3-h2o系蝕刻液 ,Cr是使用硝酸第2銨鈽(Cerium Ammonium)水溶液, 使用光蝕刻予以蝕刻。其結果,形成所欲之源極電極1 007 之圖案及汲極電極1008之圖案,並且形成源極電1007及 汲極亀極1008。 並且,該Cr/Al兩層膜所使用之A1合金爲使Ni含有 0 · 1 w t % 〜1 0 w t % 之 A1 合金。 並且,Cr是如第4圖所示般,被設置在源極電極 1007及汲極電極1008之下面,不設置在與非晶質透明導 電膜1009接觸之面。即是,如後述般’源極電極1〇〇7或 汲極電極1008之A1部分直接接合於非晶質透明導電膜 1 009。
並且,將α-Si: Η膜,藉由倂用使用CHF氣體之乾 蝕刻及使用聯胺(ΝΗ2ΝΗ2 · Η2〇 )水溶液之乾蝕刻’形成 所欲之圖案之α-Si: H(i)膜1〇〇4之圖案、α-Si: Η(η )膜1006之圖案。依此,形成α-Si: H(i)膜1004及 a -Si : Η ( η)膜1006。藉由上述般之製程完成a -SiTFT -119- 1360884 接著,藉由輝光放電CVD法,以特定膜厚堆疊將成 爲氮化矽(SiN)膜之絕緣膜1010。然後,之後以使用 CHF氣體之乾蝕刻法,形成源極及汲極電極間和透明電極 、畫素電極之接觸孔。 在形成有由該金屬A1所構成之源極電極1 007及汲極 電極1 00 8之圖案的基板上,以濺鍍法堆疊以在實施例3-1 所取得之氧化鋅和氧化錫爲主成分之非晶質透明導電膜 1 009 » 該非晶質透明導電膜1 009是通過接觸孔,與源極電 極1 007等連接(參照第4圖)。 於非晶質透明導電膜1 009成膜時所使用之放電氣體 是使用純氬或是混入lvol%左右之微量〇2氣體之Ar氣體 的方法,將非晶質透明導電膜1 009堆疊成膜厚1200埃。 該In203-Zn0-W03膜當以X線衍射法分析時,則無法觀察 到峰値,確認爲非晶質膜》 再者,該非晶質透明導電膜1 009之比電阻爲5.0x1 0_4 Ω _ cm左右,可以充分當作電極使用之膜。藉由蝕刻液 使用草酸3.5重量%之光蝕刻法,將該非晶質透明導電膜 1 009蝕刻成所欲之電極圖案。該電極圖案是至少與源極電 極1 007之圖案電性連接之「畫素電極圖案」。此時,由 A1所構成之源極電極1007及汲極電極1008無被蝕刻液溶 解。並且,如第4圖所示般,再者,閘極線1012、源極· 汲極線之電極取出部也由與非晶質透明導電膜1009相同 之導電膜所構成之透明電極所覆蓋。 -120- 1360884 如此形成電極圖案後,在該上方形成遮光膜圖案,完 成a -SiTFT主動矩陣基板。使用該基板製造出TFT-LCD 方式平面顯示器。該TFT-LCD方式平面顯示器是可以良 好執行中間灰階之顯示(灰階顯示)。 如上述所述般,若依據第3組之本實施形態時,則可 以不需要設置隔離金屬等之工程,以簡易之製造方法製造 出所謂的TFT基板。再者,所涉及之TFT基板是在透明 導電膜和A1配線之間不產生大接觸電阻。再者,雖然例 示TFT基板之例,但是本發明若爲設置有具備有A1配線 之透明導電膜的基板,任何基板當然亦可以應用。 實施形態4-1 本實施形態中,是作成各種構成所涉及之濺鍍靶,檢 查該特性及使用此所製造出之透明導電膜之特性。 『實施例4-1』 將平均粒徑爲lym以下之氧化鋅粉末,及平均粒徑 爲1 /z m以下之氧化錫粉末調合成〔Zn〕/ (〔 Zn〕+〔 Sn 〕)=0.79之比例,故入樹脂製之罐中,並加入純水,進 行使用硬質Zr02球磨之濕式球磨混合。混合時間爲20小 時》取出所取得之混合漿,進行過濾、乾燥及造粒。施加 294MPa ( 3t/cm2 )之壓力以冷間靜水壓,將所取得之造粒 物予以成形。 接著,將成形體燒結成下述般。首先,在燒結爐內, -121 - 1360884 以每爐內容積0.1m3,5L/min之比例,在導入氧之環境下 ,以1 500°C燒結5小時。此時,以1°C /min昇溫至1000 °C ’以3°C/min昇溫l〇〇〇~1 3 00°C。之後,停止氧導入, 以10°C /min降溫1 500〜1 300 eC。然後,以每爐內容積 0.1m3 ’ lOL/min之比例,在導入氬氣之環境下,3小時保 持1 300°C之後,予以放置冷卻。依此,取得相對密度爲 90%以上之含有氧化鋅、氧化錫的燒結體。 接著,以磨石硏磨如此所取得之燒結體靶之濺鍍面, 加工至直徑100mm,厚度5mm,使用銦系合金而貼合沖頭 墊板(bucking plate),而構成灑鍍靶a。此時之濺鍍靶 之密度爲5.72g/cm3。 氧化錫是以分散,尤其置換固溶於氧化鋅之鋅側爲佳 。即是,上述在標靶包含錫之形態,即使以Sn02、SnO等 之氧化錫之形式,分散在氧化鋅燒結體中之形態亦可,以 ZnSn03、Zn2Sn04等之氧化鋅-氧化錫間之複合氧化物之形 式,分散於氧化辞燒結體中之形態亦可。藉由如此予以分 散,依據 ΕΡΜΑ (Electron Probe Micro-Analyer:電子束 探針微分析儀)之Sn原子之對應畫像處理所求取之結晶 粒子之平均直徑爲3.87/zm。 最佳爲藉由錫原子置換固溶於氧化鋅之鋅側,錫以原 子水準分散於氧化鋅燒結體之側,是在濺鍍時,放電爲安 定,對於使所所得之透明導電性薄膜成爲低電阻則爲有效 。依此,標靶之體積電阻爲360 Ω cm,被期待著可安定執 行濺鍍。 -122- 1360884
將所取得到之上述濺鍍靶a安裝於濺鍍裝置,以到達 真空鍍5xl〇_4pa,成膜壓力·· 〇.ipa,將基板溫度設定成 200°C,執行成膜。結果如上述記載之表1、表2所示般。 表1爲表示使用濺鍍之性狀的表,表2是表示所取得之透 明導電膜之物理性計測結果之表。
濺鍍之結果,所取得之透明導電性薄膜之比電阻(表 1)及移動度是通孔測量而取得。再者,透過率是以分光 光度計所測量。Ag/AgCl標準電極電位是以蝕刻液之草酸 3.5\^%水溶液、顯像液之氫氧化四甲銨(丁1^八11)之2.8% 水溶液、剝離液之二乙醇胺(Diethanolamine)水溶液( 4 0 wt% )來測量。該些測量結果表示於表2。並且,於表2 中,爲了參考,也表示A1薄膜之標準電極電位。 使草酸之水溶液濃度予以變化之時的蝕刻速度也各表 示於表 3。再者,藉由 SEM ( Scanning Electron Microscope :掃描型電子顯微鏡)觀察求出所取得之圖案 之錐角。其結果顯示於表3。 於各表1、表2、表3,不僅針對實施形態4-1,也針 對實施形態4-2、實施例4-3、實施例4-4、實施例4-5予 以記載。並且,於該表中,實施形態4-1是以實施例1, 實施形態4-2〜4-5是以實施例2〜5所記載。 如此一來,若依據實施例4· 1,可以縮小透明導電膜 (透明電極)之比電阻之値,可以使Ag/AgCl標準電極電 位之値成爲A1薄膜之接近此之値。 因此,本實施例4-1中之透明導電膜是與A1薄膜之 -123- 1360884 電極電位差爲小。該在草酸水溶液、TMAH '上述剝離液 中之所有溶液中也可言。因此,可以效果性防止產生局部 電池反應,可以效果性防止A1溶解。 並且,因實現比以往更高之光透過率値,故可以實現 更明亮之顯示畫面的顯示裝置。 並且,如此之作用、效果即使在以下之實施例4-2~實 施例4-5中也相同。 並且,3.5wt %草酸水溶液之鈾刻速度是成爲105000 A/min ( 30°C ) ' 220000 A/min ( 40°C ) ' 1 80000A/min ( 3 5〇C ),觀察到良好之蝕刻特性(表3 )。並且,鈾刻之 結果,錐角成爲8 6度(表3)。因非爲極端小値或大値, 故可以形成耐久性優良之透明電極。 再者,爲 了檢驗 TCP (Tape Carrier Package)之連接 安定性,藉由 ACF (異方性導電薄膜:Anisotoropic Conductive Film)執行 TCP 連接,在 60°C、90%RH (相 對溼度:Relative Humidity)之環境下保存,觀察到連接 電阻之變化。結果則表示在上述記載之表4。 如該表4所示般,連接後之TCP連接電阻爲4.2 Ω, 經過240小時後成爲5.6 Ω,經過480小時後成爲6.2 Ω, 經過960小時後成爲6.5 Ω。該結果,時間經過所引起之 接觸電阻增大之程度是微小之値,即使使用於顯示裝置之 時,對於電阻增大而所造成性能惡化的影響是非常小。即 是,若利用使用本實施例4-1之透明導電膜之基板時,則 可以構成耐久性優的顯示裝置。 -124-
1360884 『實施例4-2、實施例4-3、實施例4-4、實施例 將平均粒徑爲1/zm以下之氧化鋅粉末,及 爲1//ηι以下之氧化錫粉末設爲原料粉末。以特 ,將氧化鋅粉末和氧化錫粉末放入樹脂製之罐中 ,以濕式球磨予以混合。此時,使用硬質Zr02 濕式球磨混合。混合時間爲20小時。取出混合 過濾、乾燥及造粒。將造粒物充塡於圓形之模型 間靜水壓,施予3ton/cm2之壓力而成形圓盤狀。 接著,將成形體放入至環境調整爐中,予以 爐內容積〇.lm3以5公升/分之比例,將氧導入至 以1 500°C燒結5小時。此時,以PC /min昇溫: ,以3°C/min昇溫1 000~ 1 500°C。於燒結完成後 導入,以1〇<>(:/111丨11降溫1 500〜1 300°(:。然後,以 積0.1m3,10公升/min之比例,在導入氬氣之環 1 3 00°C保持3小時之後,予以放置冷卻。依此, 密度90%以上之211之燒結體靶1?、(;、(1、6(表 此時之靶之密度表示於表1。實施例4-2是使用 b之實施例,實施例4-3是使用燒結體c之實施 例4-4是使用燒結體靶d之實施例,實施例4-5 結體靶e之實施例。 接著,以磨石硏磨將所取得之燒結體(靶b 作濺鍍面之面,加工成直徑152mm,厚度5mm, 濺鍍靶。 4 - 5』 平均粒徑 定之比例 予以調合 球磨,之 漿,進行 ,使用冷 燒結。每 爐內,並 g 1 0 0 0 °c ,停止氧 每爐內容 境下,在 取得含有 1 )。將 燒結體靶 例,實施 是使用燒 〜e)之當 而各取得 -125- 1360884 與實施例4-1相同,即使在實施例4-2〜4-5中,氧化 錫是以分散,尤其置換固溶於氧化鋅之鋅側爲佳。即是, 標靶內包含上述鋅之形態即使是以Sn02、SnO等之氧化錫 之形式,分散於氧化鋅燒結體中之形態亦可,但是即使以 ZnSn03、Zn2Sn04等之氧化鋅-氧化錫間之複合氧化物之形 式,分散於氧化鋅燒結體中之形態亦可。如此分散之結果 ,於表1表示結晶粒子之平均直徑》與實施例4-1相同, 即使在實施例4-2~4-5中,也藉由畫像處理(ΕΡΜΑ之Sn 原子之對應畫像處理)而所求出,將該結果表示於表1。 又,最理想爲藉由錫原子置換固溶於氧化鋅之鋅側, 錫以原子水準分散於氧化鋅燒結體中,該在濺鍍時放電爲 安定,對於使所取得之透明導電薄膜成爲低電阻極爲有效 。依此,靶之體積電阻所有成爲未滿500 Ω cm,可安定濺 鍍。該測量値也表示於表1。 爲了檢驗TCP ( Tape Carrier Package)之連接安定性 ,藉由 ACF (異方性導電薄膜:Anisotoropic Conductive Film )執行 TCP連接,在 60 °C、90%RH (相對溼度: Relative Humidity)之環境下保存,觀察到連接電阻之變 化。結果則表示在上述記載之表4。 實施例4-2 於實施例4-2中,如該些表所示般,Zn/ ( Zn + Sn )之 値爲0.75。標祀密度爲5.86g/cm3’平均粒徑爲3.82/zrr 。再者,比電阻爲3 5 0 Ω cm (表1 )。 -126- 1360884 使用該濺鍍靶_b而成膜之透明導電膜之比電阻爲0.04 Ω cm,移動度爲45cm2/V · sec。光透過率爲86.3% (波長 550nm ) ,A g/A g C1 標準電位爲-0 · 7 8 V (表 2 )。 如此一來,比電阻之値在任一者皆爲相當低,並且, 透明度也表示出使用於顯示裝置相當充分之値。再者, Ag/AgCl標準電極電位比起A1薄膜之電位爲+0.18V,該 差爲非常小之値,充分抑制電池反應。
再者,3.5wt%草酸水溶液之蝕刻速度是成爲 65 000 A/min ( 30 °C ) 、1 3 2 0 0 0 A/min ( 40 °C ) 、96000A/min ( 3 5〇C ),觀察到良好之蝕刻特性(表3 )。並且,蝕刻之 結果,錐角成爲7 5度(表3 )。因非爲極端小値或大値, 故可以形成耐久性優良之透明電極。 如表4所示般,在實施例4-2中,連接後之TCP連接 電阻爲4.3 Ω,經過2 4 0小時後成爲5.0 Ω,經過4 8 0小時 後成爲5.4 Ω,經過9 6 0小時後成爲5 · 4 Ω。該結果,時間 經過所引起之接觸電阻增大之程度是微小之値,即使使用 於顯示裝置之時,對於電阻增大而所造成性能惡化的影響 是非常小。即是,若利用使用本實施例4-2之透明導電膜 之基板時,則可以構成耐久性優的顯示裝置》 實施例4-3 於實施例4-3中,如該些表所示般’ Zn/ ( Zn + Sn)之 値爲0.70。標靶密度爲5.83g/cm3,平均粒徑爲3.4ym。 再者,比電阻爲3 70 Ω cm (表1 )。 -127- 1360884 使用該濺鑛靶C而成膜之透明導電膜之比電阻爲 0.009Qcm,移動度爲48cm2/V. sec。光透過率爲86.5% (波長550nm) ,Ag/AgCl標準電極電位爲- 0.72V。 如此一來,比電阻之値在任一者皆爲相當低,並且, 透明度也表示出使用於顯示裝置相當充分之値。再者, Ag/AgCl標準電極電位比起A1薄膜之電位爲+0.24V,該 差爲非常小之値,充分抑制電池反應。
再者,3.5 wt%草酸水溶液之蝕刻速度是成爲 500 A/min ( 30°C ) ' 1100 A/min ( 40 °C ) 、9 5 0 A/m i η ( 3 5 〇C ),觀察到良好之蝕刻特性(表3 )。並且,蝕刻之結果 ,錐角成爲48度(表3 )。因非爲極端小値或大値,故可 以形成耐久性優良之透明電極。 如表4所示般,在實施例4-3中,連接後之TCP連接 電阻爲4.5 Ω,經過240小時後成爲4.9Ω,經過480小時 後成爲5.3 Ω,經過960小時後成爲5.3 Ω »該結果,時間 經過所引起之接觸電阻增大之程度是微小之値,即使使用 於顯示裝置之時,對於電阻增大而所造成性能惡化的影響 是非常小。即是,若利用使用本實施例4-3之透明導電膜 之基板時,則可以構成耐久性優的顯示裝置。 實施例4-4 於實施例4-4中,如該些表所示般,Zn/ ( Zn + Sn)之 値爲0.67。標靶密度爲5.92g/cm3,平均粒徑爲3.5//m。 再者’比電阻爲420Qcm (表1)。 -128- 1360884 使用該濺鍍靶d而成膜之透明導電膜之比電阻爲 0.006Dcm,移動度爲46cm2/V.sec。光透過率爲86.3% (波長550nm) ,Ag/AgCl標準電極電位爲- 0.68V (表2 )° 如此一來,比電阻之値在任一者皆爲相當低,並且, 透明度也表示出使用於顯示裝置相當充分之値。再者, Ag/AgCl標準電極電位比起A1薄膜之電位爲+0.28V,該 差爲非常小之値,充分抑制電池反應。 再者,3.5wt%草酸水溶液之鈾刻速度是成爲30 A/min (3 0°C ) 、7lA/min ( 40°C ) 、5 5 A/min ( 3 5 °C ),觀察到 良好之蝕刻特性(表3)。並且,蝕刻之結果,錐角成爲 42度(表3 )。因非爲極端小値或大値,故可以形成耐久 性優良之透明電極。
如表4所示般,在實施例4-4中,連接後之TCP連接 電阻爲4.8 Ω,經過240小時後成爲5.3 Ω,經過4 80小時 後成爲5.5 Ω,經過960小時後成爲5.7Ω。該結果,時間 經過所引起之接觸電阻增大之程度是微小之値,即使使用 於顯示裝置之時,對於電阻增大而所造成性能惡化的影響 是非常小。即是,若利用使用本實施例4-4之透明導電膜 之基板時,則可以構成耐久性優的顯示裝置。 實施例4 - 5 於實施例4-5中,如該些表所示般,Zn/ ( Zn + Sn )之 値爲0.55。標靶密度爲6.1 Og/cm3,平均粒徑無法測量。 -129- 1360884 再者,比電阻爲480Qcm (表1)。 使用該濺鍍靶d而成膜之透明導電膜之比電阻爲〇.〇3 Qcm,移動度爲35cm2/V· sec»光透過率爲89.5% (波長 550nm) ,Ag/AgCl標準電極電位爲- 0.61V。 如此一來,比電阻之値在任一者皆爲相當低,並且, 透明度也表示出使用於顯示裝置相當充分之値。再者, Ag/AgC丨標準電極電位比起A1薄膜之電位爲+0.35V,該 差爲非常小之値,充分抑制電池反應》 再者,3.5wt%草酸水溶液之蝕刻速度是成爲10 A/min (30°C ) ' 25 A/min ( 40°C ) ' 22 A/min ( 3 5 °C ),觀察 到良好之蝕刻特性(表3 )。並且,蝕刻之結果,錐角成 爲3 8度(表3 )。因非爲極端小値或大値,故可以形成耐 久性優良之透明電極。 再者如表4所示般,在實施例4-5中,連接後之TCP 連接電阻爲4.8Ω,經過240小時後成爲5.3Ω,經過480 小時後成爲5.5 Ω,經過960小時後成爲5.7 Ω。該結果, 時間經過所引起之接觸電阻增大之程度是微小之値,即使 使用於顯示裝置之時,對於電阻增大而所造成性能惡化的 影響是非常小。即是,若利用使用本實施例4-5之透明導 電膜之基板時,則可以構成耐久性優的顯示裝置。 再者,以上所述之實施例4-1〜4-5中之透明導電膜因 可以使與A1之接觸電阻比以往更小,固驅動液晶等之能 力爲優。其結果,當作驅動液晶等之畫素電極使用之時, 可以構成能夠良好顯示中間灰階之顯示裝置。 -130- 1360884 『比較例4-1、比較例4-2』 舉出與上述實施例4-1〜4-5組成不同之例當作比較例 4-1、4-2。該比較例4-1、4-2之結果也表示於表1、表2 、表3、表4中。並且,在該表中,實施例4-1〜4-5記載 成實施例1〜5,比較例4-1,4-2記載成比較例1、2。
比較例4 -1 比較例2-1是鋅之原子數之組成比率Zn/ ( Zn+Sn)之 値爲0.97之情形。該比較例4-1之測量値是如同表1-4般 。如該表所示般,標靶之比電阻雖然表示280 Ω cm之低値 ,但是所成膜之透明導電膜之比電阻爲0.86 Ω cm,成爲比 上述實施例4-1-4-5中之任一者還高之値。Ag/AgCl標準 電極電位爲-0.98V,表示接近於A1薄膜之値。但是,移 動度爲15 cm2/V · sec之低値,光透過率也表示79.8% ( 波長:55〇nm)之低値,使用於顯示裝置之時的性能,是 比上述實施例2-1〜2-5差。 再者,藉由3_5wt%草酸水溶液之蝕刻速度雖然表示 比實施例4-1〜4-5更高之値,但是其結果錐角成爲134度 ,有可能會造成所取得之透明電極線細或斷線之情形。 比較例4 - 2 比較例4-2是鋅之原子數之組成比率Zn/ ( Zn + Sn )之 値爲0.40之情形。該比較例4-2之測量値是如同表1-4般 -131 - 1360884 。如該表所示般,標靶之比電阻爲4400 Ω cm,所成膜之 透明導電膜之比電阻爲0.08。再者,Ag/AgCl標準電極電 爲爲- 0.25V,比起A1薄膜之該値爲-0.71V,差異非常大。 其結果,幾乎無法抑制電池反應,難以防止A1之溶解。 再者,移動度爲8 cm2/V. sec之低値,光透過率也表 示79.8% (波長:55 Onm )之低値,使用於顯示裝置之時 的性能,是比上述實施例4-1 ~4-5差。 再者,無法藉由3.5wt%草酸水溶液之蝕刻。 實施形態4-2 (實施例4-6a、實施例4-6a) 以下,說明包含有由Ni、W、Mo、Nb、Zr及Nd所 構成之群中所選擇出之一種以上之金屬之 A1薄膜之 TMAH中之安定度(參照表13),及疊層A1或是A1合金 和透明導電膜之時之電池反應(參照表14)之時實施例 4 - 6 〇 實施例4-6a ( A1薄膜之TMAH中之安定度 針對將純A1濺鍍靶安裝於濺鍍裝置,在濺鍍靶上載 置特定金屬線之時,及不載置任何東西之時,各執行濺鍍 。若詳細說明各個情形,則如下述般。 (a)載置20條Ni金屬線(1 0xl〇mm長)之時 (b)載置20條W金屬線(1 0xl〇mm長)之時 (c)載置20條Mo金屬線(1 0xl〇mm長)之時 (d)載置20條Nb金屬線(1 0xl〇mm長)之時 -132- 1360884
(e)載置20條Zr金屬線(1 0xl〇mm長)之時 (〇載置20條Nd金屬線(1 0X1 Omm長)之時 (g) 載置20條Ni金屬線(1 0Xi〇mm長),20條 W金屬線(1/^xlOmm長)之時 (h) 載置20條Ni金屬線(1 0Xi 〇mm長),20條 Mo金屬線(1 0xl〇mm長)之時
(ί)載置20條Ni金屬線(1 0xl〇mm長),20條 Nb金屬線(1 0xl〇mm長)之時 (j) 載置20條Ni金屬線(1 0xl〇mm長),20條 Zr金屬線(1 0x10mm長)之時 (k) 不放任何東西,即是僅有純A1。 將濺鍍靶設置成如此般,以到達真空度:5x1 0-4P a、 成膜壓力:O.lPa,將基板溫度設定成室溫,'執行濺鎪。 在特定玻璃上形成A1或是A1合金之薄膜。 以上述(a) ~(k)之各種類製作載物玻璃。製作出 合計Π種之載物玻璃。將如此所取得之薄膜組成表示於 表1 3。該組成藉由元素分析所實行。將所取得的1 1種載 物玻璃浸泡於TMAH2.4wt%之水溶液20°C中5分鐘,觀察 A1膜之溶解。該結果表示於表13。 •純A1之時,無觀察到變化。 .於 1.6wt%Ni-Al合金之時,l.lwt%W-Al合金之時 ,各個Ni-Al層、W-A1層則完全溶解。 .再者,於 1.2wt%Mo-Al 合金之時,1.7wt%Nb-Al 合 金之時,1.2wt%Zr-Al合金之時,皆無觀察到任一者的變 -133- 1360884 化。 •再者,於 1.0wt%Nd-Al 合金之時,1.6wt%Ni-I · 1 wt%W-Al合金之時,各個 Nd-Al層、Ni-W-Al層則完 全溶解。 •再者,於 1 · 6wt°/〇Ni-1 .2wt%Mo-A1 合金之時, 1.6wt%Ni-1.7wt%Nb-Al 合金之時,l_6wt%Ni-l_2wt%Zr-Al 合金之時,則無觀察到任一者的變化。 〔表 13〕 A1及A1合金薄膜在TMAH中之安定性 A1及A1合金 腐蝕狀況 純A1 無變化 1.6wt%Ni-Al NI-A1層完全溶解 l.lwt%W-Al W-A1層完全溶解 1.2wt%Mo-Al 無變化 1.7wt%Nb-Al 無變化 1.2wt%Zr-Al 無變化 1.0wt%Nd-Al Nd-Al層完全溶解 1.6wt%Ni-l.lwt%W-Al Ni-W-Al層完全溶解 1,6wt%Ni-l ,2wt%Mo-Al 無變化 1,6wt%Ni-l ,7wt%Nb-Al 無變化 1.6wt%Ni-1.2wt%Zr-Al 無變化 將附有A1及A1合金薄膜之載物玻璃浸泡在20°C之 TMAH ( 2.3 8%0水溶液5分鐘,由目視確認腐蝕狀況。 -134- 1360884 實施例4-6b (疊層A1或是A1合金和透明導電膜之時的電 池反應) 接著,針對電池反應進行實驗。首先,與上述實施例 4-6a相同,製作〗丨種之載物玻璃。條件爲上述般(a )〜 (k)之U種之條件,完全相同製作出形成A1膜之π片 載物玻璃。 接著,以聚醯亞胺膠帶(Kapton Tape)密封所製作 出之11片之各載物玻璃面積之丨成。 對密封的11個載物玻璃,爲了疊層透明導電膜執行 濺鍍。具體而言,執行上述實施例4-3之標靶執行濺鍍。 該濺鍍執行濺鍍成爲厚度10 〇nm。溫度在以室溫所執行。 之後,剝離聚醯亞胺膠帶,將所取得1 1種之附有疊 層膜載物玻璃5分鐘浸泡在TMAH2.38wt%之水溶液20°C 中’觀察到A1膜之溶解。該結果表示於表14。 如表1 4所不般,若一者由目視皆無法觀察到變化。
如此一來,可以理解若依據本實施例4-6b,因疊層由 添加特金屬之A1或是A1合金所構成之薄膜,和實施例4-3之透明導電膜,故不在TMAH之蝕刻中產生電池反應, 故可以順暢執行電路基板之製造。 -135- 1360884 〔表 14〕 A1及A1合金薄膜/實施例4-3之透明導電膜疊層體在 ΤΜΑΗ中之安定性___ A1及A1合金 腐隱況 純AI/實施例4-3之透明導電膜疊層體 無變化 1.6wt%Ni-Al/實施例4-3之透明導電膜疊層體 無變化 l.lwt%W-Al/實施例4-3之透明導電膜疊層體 無變化 1.2wt%Mo-AI/實施例4-3之透明導電膜疊層體 無變化 1.7wt%Nb-Al/實施例4-3之透明導電膜疊層體 無變化 1.2wt%Zr-Al/實施例4-3之透明導電膜疊層體 無變化 1.0wt%Nd-Al/實施例4-3之透明導電膜疊層體 無變化 1.6wt%Ni-l.lwt%W-Al/實施例4-3之透明導電膜疊層體 無變化 1.6wt%Ni-1.2wt%Mo-Al/實施例4-3之透明導電膜疊層體 無變化 1.6wt%Ni-1.7wt%Nb-Al/實施例4-3之透明導電膜疊層體 無變化 1.6wt%Ni-1.2wt%Zr-Al/實施例4-3之透明導電膜疊層體 無變化 將附有Α1及Α1合金薄膜之載物玻璃浸泡在20°C之 TMAH ( 2.3 8% )水溶液5分鐘,由目視確認腐蝕狀況。 實施形態4-3 第5圖是表示本實施形態4-3之A1配線透明導電膜 疊層電路基板之製造工程之槪略的說明圖。於該說明圖中 ,表示利用上述實施例4-1〜4-5所涉及之非晶質透明導電 膜之A1配線透明導電膜疊層電路基板之製造工程之一部 分0 具體而言,第5圖(1)是表示在玻離基板1001上設 -136-
1360884 置含有Ni之A1配線1028,並且在含有Ni之A1 1 028上堆疊非晶質透明導電膜1 029之情形。該非晶 明導電膜1 029是上述實施例4-1~4-5所涉及之非晶 明導電膜。 然後,自該第5圖(1 )之狀態,執行蝕刻使該 質透明導電膜1 029成爲所欲之形狀、圖案。該蝕刻 因爲作成圖案電極之處理,故也稱爲圖案製作。並且 5圖(1)中之玻璃基板1001是相當於申請專利範圍 明基板之最佳例。 在蝕刻處理中,首先自第5圖(1 )之狀態執行 之光阻塗佈。接著,重疊特定之罩幕,執行藉由紫外 之曝光。然後,於曝光後,執行顯像除去不需要之光 顯像液是使用 TMAH鹼性水溶液。本實施形態中 TMAH水溶液中含有Ni之A1配線1 029和非晶質透 電膜1 029之電動勢之差爲小,故可抑制顯像處理中 池反應。藉由該顯像處理除去所欲電極形狀外之部分 阻。 接著,執行使用草酸系蝕刻液之蝕刻。依此-.,除 作電極之所欲形狀以外之部分,殘留部分形成所欲形 透明電極1 029a。最後,使用剝離液除去光阻。剝離 使用二乙醇胺(diethanolamine)水溶液(40wt%)。 藉由以上之處理,可行成第5圖(2)所示之所 狀之透明電極1 029a。 尤其,藉由濃度爲lwt%〜10wt%,水溫爲20°C〜
配線 質透 質透 非晶 處理 ,第 之透 特定 線等 阻。 ,因 明導 之電 的光 去當 狀之 液是 欲形 5 0°C •137- 1360884 之草酸水溶液,蝕刻上述實施形態4-1〜4-5所示之組成之 非晶質透明導電膜,則可以使所形成之透明電極I 〇29a之 端部之錐角成爲35度〜89度》具體之錐角爲表3所示般。 藉由實現如此之錐角,則可以製作耐久性優良之疊層基板 〇 並且,如第5圖(1) 、(2)所示般,在本實施形態 中,雖然直接接合非晶質透明導電膜1029和含有Ni之A1 配線1 028,但是,如上述般,藉由使用實施例4-1〜4-5之 組成之非晶質透明導電膜1 029,則可以使接觸電阻成爲非 常小之値。
I 但是,即使於直接接合非晶質透明導電膜1 029和含 有Ni之A1配線1028之時,由於爲了電路構成之方便, 層間絕緣膜1 03 0設置在兩者之間爲多。此時之情形表示 於第5圖(3 )。如此一來設置層間絕緣膜1 0 3 0時,則 在電性連接之部分設置接觸孔l〇30a,以使直接接合。 如上述般,若依據本實施形態,利用含有Ni之A1配 線,並利用特定組成之非晶質透明導電膜,故可以直接接 合A1配線和透明導電膜,於製造工程中,不會溶解A1。 再者,即使直接接合A1配線和透明導電膜,亦可以達成 將接觸電阻抑制成小的値之效果。 並且,本實施形態中,雖然表示含有Ni之A1配線'之 例,但是於W、Mo、Nb、Zr、Nd之時也爲相同結果。再 者,即使含有2種以上該些金屬亦可。 -138- 1360884 實施形態4-4 • 在本實施形態4·4中,根據第4圖說明本發明所涉及 之TFT基板之製造情形。 首先,藉由高頻濺鍍在透光性玻璃基板1001上,將 金屬 A1 ( 99%A1,2%Nd )堆疊成膜厚1 5 00埃。在此2% 是指2at% (原子)之意》藉由將磷酸-醋酸-硝酸系水溶液 當作蝕刻液使用之光蝕刻法將此製成所欲形狀之閘極電極 g 1 002及閘極電極配線。 並且,玻璃基板1001是相當於申請專利範圍之透明 基板之最佳一例。 接著,藉由輝光放電(glow discharge) CVD法,將 成爲氮化矽(SiN )膜之閘極絕緣膜1 003堆疊成膜厚 3000埃。接著,將a-Si: H (i)膜1004堆疊成膜厚3500 埃,並且將成爲通道保護層之氮化矽(SiN)膜1005堆疊 成3 000埃。此時,作爲放電氣體,SiN膜1 003和1005 φ 是使用 SiN4-NH3-N2系混合氣體,a-Si:H(i)膜 1004 • 是使用SiH4-N2系之混合氣體。該SiN膜1 005是藉由使 用CHF氣體之乾蝕刻形成所欲之通道保護層。接著,使 用SiN4-H2-PH3系混合氣體,將a.si:H(n)膜1006堆 疊成膜厚3000埃。 接著’在該上方,藉由真空蒸鍍法或是濺鍍法將 Cr/Al二層膜堆疊成膜厚之Cr,0.3//m之A1順序 。該兩層A1是使用h3P04-CH3C00H-HN03-H20系蝕刻液 ’ Cr疋使用硝酸条2鞍鈽(Cerium Ammonium)水溶液, -139- 1360884 使用光蝕刻予以蝕刻。其結果,形成所欲之源極電極1007 之圖案及汲極電極1008之圖案,並且形成源極電1007及 汲極電極1008。 並且,該Cr/Al兩層膜所使用之A1合金爲使Ni含有 0.1wt%~10wt%之 A1 合金》 並且,Cr是如第4圖所不般,被設置在源極電極 1007及汲極電極1008之下面,不設置在與非晶質透明導 電膜1009接觸之面。即是,如後述般,源極電極1007或 汲極電極1008之A1部分直接接合於非晶質透明導電膜 1 009 » 並且,將a -Si: Η膜,藉由倂用使用CHF氣體之乾 蝕刻及使用聯胺(ΝΗ2ΝΗ2· Η20)水溶液之乾蝕刻,形成 所欲之圖案之α-Si: H(i)膜1004之圖案、α-Si: Η(η )膜1006之圖案。依此,形成α-Si: H(i)膜1004及
a-Si:H(n)膜1006。藉由上述般之製程完成a-SiTFT 〇 接著,藉由輝光放電CVD法,以特定膜厚堆疊將成 爲氮化矽(S iN )膜之絕緣膜1 0 1 0。然後,之後以使用 CHF氣體之乾蝕刻法,形成源極及汲極電極間和透明電極 、畫素電極之接觸孔。 在形成有由該金屬A1所構成之源極電極1007及汲極 電極1008之圖案的基板上,以濺鍍法堆疊以在實施例3_1 所取得之氧化鋅和氧化錫爲主成分之非晶質透明導電膜 1009 · -140- 1360884
該非晶質透明導電膜1 009是通過接觸孔,與源極電 極1 007等連接(參照第4圖)》 於非晶質透明導電膜1009成膜時所使用之放電氣體 是使用純氬或是混入lvol%左右之微量〇2氣體之Αι•氣體 的方法,將非晶質透明導電膜1 009堆疊成膜厚1 200埃。 該In203-Zn0-W03膜當以X線衍射法分析時,則無法觀察 到峰値,確認爲非晶質膜。
再者,該非晶質透明導電膜1 〇〇9之比電阻如表2所 示般爲2500χ1(Γ4Ω · cm左右,可以充分當作電極使用之 膜。藉由蝕刻液使用草酸3.5重量%之光蝕刻法,將該非 晶質透明導電膜1009蝕刻成所欲之電極圖案。該電極圖 案是至少與源極電極1007之圖案電性連接之「畫素電極 圖案」。此時 ',由A1所構成之源極電極1 007及汲極電極 1 008無被蝕刻液溶解。並且,如第4圖所示般,再者,閘 極線1 0 1 2、源極·汲極線之電極取出部也由與非晶質透明 導電膜1 009相同之導電膜所構成之透明電極所覆蓋。 如此形成電極圖案後,在該上方形成遮光膜圖案,完 成α-SiTFT主動矩陣基板。使用該基板製造出TFT-LCD 方式平面顯示器。該TFT-LCD方式平面顯示器是可以良 好執行中間灰階之顯示(灰階顯示)。 如上述所述般,若依據第4組之本實施形態時,則可 以不需要設置隔離金屬等之工程,以簡易之製造方法製造 出所謂的TFT基板。再者,所涉及之TFT基板是在透明 導電膜和A1配線之間不產生大接觸電阻。再者,雖然例 -141 - 1360884 示TFT基板之例’但是本發明若爲設置有具備有A1配線 之透明導電膜的基板’任何基板當然亦可以應用。 並且,在第 4組之本實施形態中,雖然爲含有 0.1wt%~10wt%之Ni的A1合金,但是即使使用W、Mo、 Nb、Zr、Nd也相同。即使該些金屬含有2種以上也相同 【圖式簡單說明】 第1圖是用以說明本實施形態所涉及之液晶顯示裝置 之a -SiTFT部分爲中心之剖面圖。 第2圖是表示在載物玻璃上形成疊層膜之情形的斜視 圖。 第3圖是表示製造直接接合本實施形態所涉及之非晶 質透明導電膜和A1配線之疊層基板之情形的工程圖。 第4圖是表示用以說明本實施形態之液晶顯示裝置的 以a - S i T F T部分爲中心之剖面圖。 第5圖是製造直接接合本實施形態所涉及之非晶質透 明導電膜和含有Ni之A1配線的疊層電路基板之情形的工 程圖。 第6圖是表示使用開耳芬探針(Keliven Probe)測量 A1薄膜和透明導電膜之情形的說明圖。 【主要元件符號說明】 2 :玻璃基板 -142- 1360884 2 :閘極電極_ , 3 :閘極絕緣膜(SiN膜)- 4 : a -Si:H(i)膜 5 : SiN 膜 6 : a -Si:H(n)膜 7 :源極電極 8 :汲極電極
9 :非晶質透明導電膜 1 〇 :絕緣膜 1 2 :閘極線 3 〇 :載物玻璃 32 : A1之薄膜 3 4 :透明導電膜 1001 :玻璃基板 1 0 0 2 :閘極電極
1 003 :閘極絕緣膜(SiN膜) 1 004 : a -Si:H(i)膜 1005 : SiN 膜 1 006 : a -Si:H(n)膜 1 0 0 7 :源極電極 1 0 0 8 :汲極電極 1 009 :非晶質透明導電膜(畫素電極圖案) 1 〇 1 〇 :絕緣膜 1 0 i 2 :閘極線
S -143 1360884 1 020 : A1合金之薄膜 1 020a : A1 配線 1 022 :非晶質透明導電膜 1022a:透明電極 1 024 :層間絕緣膜 1 028 :含有Ni之A1配線 1 029 :非晶質透明導電膜 1 0 3 0 :層間絕緣膜 1 0 3 0 a :通孔 -144

Claims (1)

1360884 π年it月s日修(更)正本 十、申請專利範圍 1.—種TFT基板’爲使用在顯示裝置之TFT基板, 其特徵爲:具備有 透明基板; 畫素電極,被設置在上述透明基板上,控制上述顯示 裝置之畫素; 薄膜電晶體’被設置在上述透明基板上,驅動上述畫 素電極, 上述薄膜電晶體至少包含有A1閘極電極、閘極絕緣 膜、弟1半導體層、第2半導體層和A1源極.汲極電極 上述畫素電極是與.上述A1閘極電極及/或上述A1源 極·汲極電極直接接合, 該畫素電極是由以氧化鋅爲主成分之導電性氧化物所 構成。 2-如申請專利範圍第1項所記載之TFT基板,其中 ,上述畫素電極又含有氧化錫,由以氧化鋅、氧化錫爲主 成分之導電性氧化物所構成。 3. 如申請專利範圍第2項所記載之TFT基板,其中 ,上述以氧化鋅、氧化錫爲主成分之氧化物中之鋅之組成 比率〔Zn〕/ (〔Zn〕+〔Sn〕)爲 0.5〜0.85,在此〔211 〕表示鋅之原子數,〔Sn〕表示錫之原子數。 4. 如申請專利範圍第2項或第3項所記載之TFT基 板,其中,由以上述氧化鋅、氧化錫爲主成分之氧化物所 -145- 1360884 構成之上述畫素電極之端部之錐角爲30〜89度。 5. —種TFT基板之製造方法,是屬於製造申請專利 範圍第2項至第4項中之任一項所記載之TFT基板的方法 ,其特徵爲:具備有 圖案製作以氧化鋅、氧化錫爲主成分之透明導電膜而 形成電極端部之錐角爲30〜89度之上述畫素電極的圖案製 作工程, 上述圖案製作工程是包含有使用草酸之濃度爲 lwt%〜10wt%之水溶液當作蝕刻液,並將該蝕刻液之溫度 設定成20〜50°C之範圍而蝕刻上述透明導電膜的蝕刻工程 上述以氧化鋅、氧化錫爲主成分之上述氧化物中之鋅 之組成比率〔Zn〕/ (〔 Zn〕+〔 Sn〕)爲 0.5〜0.85,在 此〔Zn〕表示鋅之原子數,〔Sn〕表示錫之原子數。
6. —種TFT基板之製造方法,是屬於製造申請專利 範圍第2項至第4項中之任一項所記載之TFT基板的方法 ,其特徵爲:具備有 圖案製作以氧化鋅、氧化錫爲主成分之上述透明導電 膜而形成電極端部之錐角爲30〜89度之上述畫素電極的圖 案製作工程,上述圖案製作工程,是包含有 顯像工程,將氫氧化四甲銨(Tetramethylammonium hydroxide)之l~5wt%水溶液當作光阻顯像液使用而顯像 被塗佈在上述透明導電膜上的光阻; 蝕刻工程,使用草酸之濃度爲lwt%~10wt%之水溶液 ⑧ -146- 1360884 當作蝕刻液,將該蝕刻液之溫度設定成20〜50°C之範 蝕刻上述透明導電膜;和 剝離工程,使用含有乙醇胺(ethanolamine )之 液而剝離上述光阻, 上述以氧化鋅、氧化錫爲主成分之上述氧化物中 之組成比率〔211〕/(〔乙11〕+〔311〕)爲〇.5〜0.85 此〔Zn〕表示鋅之原子數,〔Sn〕表示錫之原子數。 7. —種具備有A1配線之透明導電膜疊層基板, 徵爲:包含有 透明基板; 被設置在上述透明基板上之A1配線;和 由以氧化鋅爲主成分之導電性氧化物所構成,直 合於上述A1配線之透明導電膜。 8. 如申請專利範圍第7項所記載之具備有A1配 透明導電膜疊層基板,其中,上述透明導電膜又含有 錫,並以氧化鋅、氧化錫爲主成分。 9. 如申請專利範圍第8項所記載之具備有A1配 透明導電膜疊層基板,其中,上述以氧化鋅、氧化錫 成分之氧化物中之鋅之組成比率〔Zn〕/ (〔 Zn〕+ 〕)爲0.5〜0.85,在此〔Zn〕表示鋅之原子數,〔Sn 示錫之原子數。 1 〇·如申請專利範圍第8項或第9項中之任一項 載之具備有A1配線之透明導電膜疊層基板,其中, 上述氧化鋅、氧化錫爲主成分之氧化物所構成之上述 圍而 剝離 之鋅 ,在 其特 接接 線之 氧化 線之 爲主 〔S η 〕表 所記 由以 透明 -147- 1360884 導電膜之端部之錐角爲30〜89度。 11· 一種具備有A1配線之透明導電膜疊層基板的製 造方法,是屬於製造申請專利範圍第8項至第1〇項中之 任—項所記載之具備有A1配線之透明導電膜疊層基板的 方法,其特徵爲:具備有 圖案製作以氧化鋅、氧化錫爲主成分之上述透明導電 膜而形成該端部之錐角爲3 0〜89度的圖案製作工程, 上述圖案製作工程是包含有使用草酸之濃度爲 Iwt%〜1〇wt%之水溶液當作蝕刻液,並將該蝕刻液之溫度 設定成20〜50 °C之範圍而蝕刻上述透明導電膜的蝕刻工程 > 以上述氧化鋅、氧化錫爲主成分之氧化物中之鋅之組 成比率〔Zn〕/ (〔Zn〕+〔Sn〕)爲 0.5 〜0.85,在此〔 Zn〕表示鋅之原子數,〔Sn〕表示錫之原子數。 12. —種具備有A1配線之透明導電膜疊層基板的製 造方法,是屬於申請專利範圍第8項至第10項中之任一 項所記載之具備有A1配線之透明導電膜疊層基板的製造 方法,其特徵爲:具備有 圖案製作以氧化鋅、氧化錫爲主成分之上述透明導電 膜而形成該端部之錐角爲3 0〜89度的圖案製作工程,上述 圖案製作工程,是包含有 顯像工程,將氫氧化四甲錢(Tetramethylammonium hydroxide)之1〜5wt%水溶液當作光阻顯像液使用而顯像 被塗佈在上述透明導電膜上的光阻; -148- 1360884 蝕刻工程,使用草酸之濃度爲Iwt%〜10wt%之水溶液 當作蝕刻液,將該蝕刻液之溫度設定成20~50°c之範圍而 蝕刻上述透明導電膜;和 剝離工程,使用含有乙醇胺(ethanol amine)之剝離 液而剝離上述光阻, 以上述氧化鋅、氧化錫爲主成分之氧化物中之鋅之組 成比率〔Zn〕/(〔Zn〕+〔Sn〕)爲 0.5〜0.85,在此〔 Ζιι〕表示鋅之原子數,〔Sn〕表示錫之原子數》 13. —種具備有A1配線之透明導電膜疊層電路基板 ,其特徵爲:包含有 透明基板; A1配線,被設置在上述透明基板上之配線,由A1或 是A1合金所構成;和 透明導電膜,由以氧化銦-氧化鋅-氧化錫爲主成分之 導電性氧化物所構成,直接接合於上述A1配線,
以上述氧化銦-氧化鋅-氧化錫爲主成分之導電性氧化 物,該氧化物之以30°(:之氫氧化四甲銨(丁1^八11)2.4%水 溶液中之Ag/AgCl標準電極爲基準之電動勢爲-0.6V以下 14.如申請專利範圍第13項所記載之具備有A1配線 之透明導電膜疊層電路基板,其中,上述以氧化銦-氧化 鋅-氧化錫爲主成分之氧化物之組成是在下述之範圍 〔In〕/ (〔 In〕+〔 Zn〕+〔 Sn〕)爲 0·05〜0.95, 〔Ζη〕/( 〔 In〕+〔 Ζη〕+〔 Sn〕)爲 0.05〜0.8, -149- 1360884
〔Sn〕/ (〔In〕+〔Zn〕+ [ Sn ])爲 0.01 〜0.3, 在此,〔In〕表示銦之原子數,〔Zn〕表示鋅之原子 數,〔Sn〕表示錫之原子數。 15. 如申請專利範圔第13或14項中之任一項所記載 之具備有A1配線之透明導電膜疊層電路基板,上述A1合 金是含有由Ni、W、Mo、Nb、Zr及Nd所構成之群所選 擇出之一種以上之金屬,該含有量爲〇.l~l〇wt°/c^
16. —種氧化物透明導電膜材料,是屬於申請專利範 圍第13項所記載之疊層電路基板所使用之氧化物透明導 電膜材料,其特徵爲:上述以氧化銦·氧化鋅·氧化錫爲主 成分之氧化物之組成是在下述之範圍 〔In〕/ (〔 In〕+〔 Zn〕+〔 Sn〕)爲 0.05 〜0.95, 〔Zn〕/ (〔In〕+〔Zn〕+ [ Sn ))爲 0.05 〜0.8, 〔Sn〕/ (〔In〕+〔Zn〕+〔Sn〕)爲 0.01〜0.3,
在此,〔In〕表示銦之原子數,〔Zn〕表示鋅之原子 數,〔Sn〕表示錫之原子數。 1 7. —種氧化物透明導電膜材料,是屬於申請專利範 圍第13項所記載之疊層電路基板所使用之氧化物透明導 電膜材料,其特徵爲:以上述氧化銦-氧化鋅-氧化錫爲主 成分之氧化物,該氧化物之以30 °C之氫氧化四甲銨( TMAH ) 2.4%水溶液中之Ag/AgCl標準電極爲基準之電動 勢爲-0.6 V以下。 18. —種具備有A1配線之透明導電膜疊層電路基板 之製造方法,是屬於申請專利範圍第13至15項中之任一 ⑧ -150- 1360884 項所記載的具備有A1配線之透明導電膜疊層電路基板的 製造方法,其特徵爲:具備有圖案製作工程,將以氧化 銦-氧化鋅-氧化錫爲主成分之上述透明導電膜予以圖案製 作,以形成該端部之錐角爲35~89度, 上述圖案製作工程是包含有: 顯像工程,將氫氧化四甲銨水溶液當作光阻顯像液使 用而顯像被塗佈在上述透明導電膜上的光阻;和 蝕刻工程,使用草酸之濃度爲〇.5 wt%〜10wt%之水溶 液當作蝕刻液,將該蝕刻液之溫度設定成20~50°C之範圍 而蝕刻上述透明導電膜; 以氧化銦-氧化鋅-氧化錫爲主成分之上述氧化物之組 成是在下述之範圍 〔In〕/ (〔 In〕+〔 Zn〕+〔 Sn〕)爲 0.05 〜0.95, 〔Zn〕/(〔 In〕+〔 Zn〕+〔 Sn〕)爲 0.05〜0.8, 〔Sn〕/(〔 In〕+〔 Zn〕+〔 Sn〕)爲 0·01~0·3, 上述A1配線是由含有Ni之A1合金所構成,在此, 〔In〕表示銦之原子數,〔Zn〕表示鋅之原子數,〔Sn〕 表示錫之原子數。 1 9.如申請專利範圍第1 8項所記載之具備有A1配線 之透明導電膜疊層電路基板之製造方法,其中,在上述圖 案製作工程中,執行圖案製作使以上述氧化銦-氧化鋅-氧 化錫爲主成分之氧化物所構成之上述透明導電膜之端部之 錐角成爲35〜89度。 20. —種非晶質氧化物透明導電膜材料,是屬於以氧 -151 - 1360884 化鋅-氧化錫爲主成分之氧化物,其特徵爲:以30°C之氫 氧化四甲銨(丁]\4八1〇2.4%水溶液中之八§/八£<:1標準電極 爲基準之電動勢爲- 0.6V以下。 2 1.如申請專利範圍第2 0項所記載之非晶質氧化物 透明導電膜材料,其中,表示上述氧化物之組成〔Zn〕/ (〔Zn〕+〔Sn〕)是在 0·5~0·9 之範圍,在此, 〔Ζη〕 表示鋅之原子數,〔Sn〕表示錫之原子數。 22. —種具備有A1配線之透明導電膜疊層電路基板 ,其特徵爲:包含有 透明基板; 被設置在上述透明基板上之配線’由A1或是A1合金 所構成之A1配線:和 由以氧化鋅-氧化錫爲主成分之導電性氧化物所構成 ,直接接合於上述A1配線之透明導電膜。 2 3 .如申請專利範圍第2 2項所記載之具備有A丨配線 之透明導電膜疊層電路基板,其中’以上述氧化鋅-氧化 錫爲主成分之導電性氧化物,該氧化物之以3 0°C之氫氧化 四甲銨(TMAH) 2.4%水溶液中之Ag/AgCl標準電極爲基 準之電動勢爲-0.6V以下, 上述以氧化鋅-氧化錫爲主成分之導電性氧化物之組 成,〔Zn〕/ (〔Zn〕+〔Sn〕)是在〇·5〜0.9之範圍,在 此,〔Zn〕表示鋅之原子數,〔Sn〕表示錫之原子數。 24.如申請專利範圍第22或23項所記載之具備有A1 配線之透明導電膜疊層電路基板,上述A1合金包含有由 -152- 1360884 Ni、W、Mo、Nb、Zr及Nd所構成之群中所選擇出之一種 以上之金屬。 25. 如申請專利範圍第24項所記載之具備有A1配線 之透明導電膜疊層電路基板,其中,上述 A1合金中,由 Ni、W、Mo、Nb、Zr及Nd所構成之群中所選擇出之一種 以上之金屬之含有量爲〇.〇5~10wt%。 26. —種具備有A1配線之透明導電膜疊層電路基板 之製造方法,是屬於申請專利範圍第22至25項中之任一 項所記載之具備有A1配線之透明導電膜疊層電路基板的 製造方法,其特徵爲:具備有圖案製作工程,將以氧化 鋅-氧化錫爲主成分之上述透明導電膜圖案製作成所欲之 形狀,上述圖案製作工程是包含有 顯像工程,將氫氧化四甲銨水溶液當作光阻顯像液使 用而顯像被塗佈在上述透明導電膜上的光阻;和
蝕刻工程,使用草酸之濃度爲lwt%〜10wt%之水溶液 當作蝕刻液,將該蝕刻液之溫度設定成20~50°C之範圍而 蝕刻上述透明導電膜; 以氧化鋅-氧化錫爲主成分之上述氧化物之組成,〔 Zn〕/ (〔Zn〕+〔Sn〕)是在0.5〜0.9之範圍,上述A1配 線是由A1或是A1合金所構成,在此,〔Zn〕表示鋅之原 子數,〔Sn〕表示錫之原子數。 27 如申請專利範圍第2 6項所記載之具備有A丨配線 之透明導電膜疊層電路基板之製造方法,其中,在上述圖 案製作工程中’執行圖案製作使以上述氧化鋅-氧化錫爲 -153- 1360884 主成分之氧化物所構成之上述透明導電膜之端部之錐角成 爲35〜89度。 28.—種濺鑛靶,其特徵爲:爲以鋅及錫爲主成分的 氧化物, 表示該氧化物之組成的〔Zn〕/(〔Zn〕+〔Sn〕)在 超過0.40低於0.97之範圍,在此,〔Zn〕表示鋅原子數 ,〔Sn〕表示錫原子數。 2 9. —種濺鍍靶,其特徵爲:爲以鋅及錫爲主成分的 氧化物, 表示該氧化物之組成的〔Zn〕/ (〔 Zn〕+〔 Sn〕)在 0.5〜0.9之範圍,在此,〔21〇表示鋅原子數,〔8!1〕表 不錫原子數。 30. 如申請專利範圍第28或29項所記載之濺鍍靶, 其中,結晶粒子之平均直徑爲4#m以下,體電阻爲300 Ω CM以上500 Ω CM以下。 31. 如申請專利範圍第28或29項所記載之濺鍍靶, 其中’係以氧化鋅-氧化錫爲主成分之濺鍍靶,以30 t之 氫氧化四甲銨(TMAH ) 2.4%水溶液中之Ag/AgCi標準電 極爲基準之電動勢爲-0.6V以下。 -154- 1360884 七、指定代表圖: (一) 、本案指定代表圖為:第(1 )圖 (二) 、本代表圖之元件符號簡單說明: 1 :玻璃基板 2 :聞極電極 3 :閘極絕緣膜(SiN膜) 4 : a -Si:H⑴膜 5 : SiN 膜 6 : a -Si:H(n)膜 7 :源極電極 8 :汲極電極 9 :非晶質透明導電膜 1 〇 :絕緣膜 1 2 :閘極線 八、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學 式:
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