WO2007083590A1 - 積層構造、それを用いた電気回路用電極及びその製造方法 - Google Patents

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gas pressure
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Satoshi Umeno
Katsunori Honda
Kazuyoshi Inoue
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Idemitsu Kosan Co., Ltd.
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    • G02F1/13629—Multilayer wirings

Definitions

  • the present invention relates to a structure in which a transparent conductive thin film and a molybdenum metal thin film are laminated, an electrode for an electric circuit using the same, and a method for producing the laminated structure, particularly various transparent thin films containing indium oxide, and further indium oxide
  • the present invention relates to a laminated structure of a tin monoxide (ITO) thin film and a molybdenum metal thin film, an electric circuit electrode using the same, and a method for producing the laminated structure.
  • ITO tin monoxide
  • a thin film obtained by laminating an ITO thin film and a molybdenum thin film is used as a part of an electric circuit such as a liquid crystal display.
  • an electric circuit such as a liquid crystal display.
  • tensile stress is the stress generated in the thin film when the film forming surface is concave
  • compressive stress is the stress generated in the thin film when the film forming surface is convex
  • ITO typically undergoes compressive stress, and metal thin films, particularly molybdenum metal thin films, are subject to tensile stress.
  • the stress types compression and tension
  • the difference between them is large, resulting in even greater strain at the interface, eventually causing the thin film to peel or break.
  • ⁇ -— is formed using a vacuum sputtering device, and then this coating film is etched. After den is formed, the molybdenum film is etched to produce a laminate. This method is complicated and low in productivity because the film forming process and the etching process are repeated twice.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 10-253992
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-62889
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a crack between wiring materials.
  • Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the laminated structure. Still another object of the present invention is to provide an electrode for an electric circuit having the laminated structure.
  • Still another object of the present invention is to provide an electronic device including the laminated structure or the electric circuit electrode.
  • the present inventors have determined that when the transparent conductive film and the molybdenum film are formed by sputtering, the discharge gas pressure is adjusted to adjust the two films. It was found that by reducing the difference in internal stress that occurs in the film, the stress generated at the interface is reduced, and the occurrence of cracks and breaks can be suppressed. Accordingly, it is possible to achieve both yield prevention by preventing cracks and disconnection and simplifying the process, thereby completing the present invention.
  • a laminated structure comprising a transparent conductive thin film and a molybdenum metal thin film, wherein the difference in internal stress between the transparent conductive thin film and the molybdenum metal thin film is 1600 MPa or less.
  • the transparent conductive thin film is a thin film containing indium oxide and tin oxide.
  • the transparent conductive thin film is a thin film containing indium oxide and zinc oxide. 4. The laminated structure according to 1, wherein the transparent conductive thin film is a thin film containing indium oxide, tin oxide and zinc oxide.
  • the transparent conductive thin film is a thin film containing an oxide of indium oxide and a rare earth element.
  • An electrode for an electric circuit comprising the laminated structure according to any one of 1 to 5.
  • An electronic device comprising at least a part of an electric circuit including the laminated structure according to any one of 1 to 5 or the electric circuit electrode according to 6.
  • a molybdenum metal thin film is formed by sputtering at a second discharge gas pressure, and the first discharge gas pressure and the second discharge pressure are adjusted so that a difference in internal stress between the transparent conductive thin film and the metal thin film is 1600 MPa or less.
  • a transparent conductive thin film is formed by sputtering at the first discharge gas pressure.
  • a laminated structure manufactured by forming a molybdenum metal thin film by sputtering at a second discharge gas pressure
  • An electrode for an electric circuit comprising the laminated structure according to 9.
  • An electronic device comprising at least a part of an electric circuit including the laminated structure according to 9 or the electric circuit electrode according to 10.
  • the laminated structure which contributes to the reduction of the product defect by the crack between wiring materials and a disconnection, and the improvement of the production yield can be provided.
  • the manufacturing method of the said laminated structure can be provided.
  • the electrode for electrical circuits provided with the said laminated structure can be provided.
  • an electronic device including the laminated structure or the electric circuit electrode.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a measuring method of an optical lever method.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between ITO and Mo deposition pressure and internal stress.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the thin film stress and temperature of the ITO film and the Mo film.
  • the laminated structure of the present invention is a thin film obtained by laminating a transparent conductive thin film and a molybdenum metal thin film, and can also be called a thin film laminate.
  • This laminated structure is usually formed by laminating a transparent conductive thin film and a molybdenum metal thin film in this order on a substrate.
  • a molybdenum metal thin film and a transparent conductive thin film can be laminated on the substrate in this order.
  • each layer may be patterned in a desired shape. That is, if the transparent conductive thin film and the molybdenum metal thin film are each patterned in a necessary shape and at least a part of the formed patterns overlap, the laminated structure of the present invention is formed.
  • the film thickness of the transparent conductive thin film of the present invention is usually 10 to 500 nm, preferably 10 to: LOOn m, more preferably 20 to 50 nm, and the film thickness of the molybdenum metal thin film is usually 10 to 50 nm. Onm, preferably a force of 20 to 200 nm If the difference in internal stress between the transparent conductive thin film and the molybdenum metal thin film is 1600 MPa or less, the film thickness of each thin film is not particularly limited and is appropriately determined depending on the application. You can choose.
  • the substrate is not particularly limited, but usually glass, quartz, plastic or the like can be used.
  • the transparent conductive thin film of the present invention is at least selected from the group consisting of oxides of indium oxide, tin oxide, zinc oxide and rare earth elements, as long as it is transparent and conductive. It is a thin film containing one or more kinds, preferably a thin film containing at least one kind selected from the group power consisting of indium oxide, tin oxide, zinc oxide, and rare earth element oxides, A thin film containing indium oxide and tin oxide, a thin film containing indium oxide and tin oxide, a thin film containing indium oxide, tin oxide and zinc oxide, or a thin film containing an oxide of indium oxide and rare earth elements.
  • the transparent electrode thin film of the present invention include indium oxide-tin oxide thin film (ITO), indium zinc oxide monoxide thin film (IZO), indium oxide tin monoxide and zinc monoxide thin film.
  • ITO indium oxide-tin oxide thin film
  • IZO indium zinc oxide monoxide thin film
  • ITZO indium oxide-cerium oxide thin film
  • ISmO indium oxide monooxide-samarium thin film
  • the transparent electrode thin film of the present invention contains a plurality of oxides, it is usually used to form a composite oxide. However, as long as the transparency and conductivity that can be used as a transparent electrode are maintained, a compound, a mixture, It may be.
  • the transparent electrode thin film of the present invention is a thin film containing indium oxide and tin oxide
  • the weight ratio of the product is not particularly limited, but it is usually 80:20 to 99: 1, preferably 85: 15-95: 5. Outside this range, transparency or conductivity may decrease. In addition, etching failure and connection failure may occur.
  • the transparent electrode thin film of the present invention is a thin film containing indium oxide and acid zinc
  • a complex oxide that also has acid indium and acid zinc power is formed.
  • the weight ratio of each oxide is not particularly limited, but it is usually 50:50 to 99: 1, preferably 60:40 to 90:10. Outside this range, transparency or conductivity may decrease. In addition, etching failure and connection failure may occur.
  • the transparent electrode thin film of the present invention is a thin film containing indium oxide, tin oxide and zinc oxide
  • a composite oxide composed of indium oxide, tin oxide and zinc oxide is formed.
  • the weight ratio of (tin oxide and zinc oxide) is usually 50:50 to 99: 1, preferably 60:40 to 95: 5. Outside this range, transparency or electrical conductivity may decrease. In addition, poor etching and poor connection may occur.
  • the transparent electrode thin film of the present invention is a thin film containing an oxide of indium oxide and a rare earth element, it is usually desirable to form a composite oxide composed of indium oxide and tin oxide.
  • the weight ratio of the acid salt is not particularly limited, it is usually desired to be 80:20 to 99: 1, preferably 90: 10-98: 2. Outside this range, transparency or conductivity may decrease. In addition, etching failure and connection failure may occur.
  • the difference in internal stress between the transparent conductive thin film and the molybdenum metal thin film is 1600 MPa or less, preferably 1400 MPa or less, and preferably 1350 MPa or less. More preferred. If the difference in internal stress exceeds these ranges, the transparent conductive thin film and the molybdenum metal thin film may peel or cause disconnection.
  • the internal stress defined in the present invention is measured by an optical lever method. This measurement method will be described with reference to Fig. 1.
  • a film 3 is formed on a substrate 1.
  • the substrate 1 and the thin film 3 are warped due to the internal stress generated in the film 3.
  • the curvature amount R caused by the film 3 can be obtained by the following equation. It is
  • R R1 X R2 / (R1 -R2)
  • the warping amounts Rl and R2 are measured using a laser beam.
  • the laser beam a emitted from the laser head 11 is partially beam b directed toward the film 3 by the beam splitter 13 and part of the beam c travels straight.
  • the laser beam c is reflected by the mirror 15 in the direction of the film 3.
  • Both the laser beams b and d are reflected by the film 3, and the light quantity and wavelength are detected by the detectors 17 and 19.
  • the amount of warpage Rl, R2 is measured based on the amount of change in light quantity and wavelength. Obtain the warpage amount R from the warpage amounts Rl and R2, and obtain the thin film stress ⁇ from the following formula.
  • the thin film stress ⁇ When the thin film stress ⁇ is positive, it is a tensile stress, and when it is negative, it is a compressive stress.
  • the laminated structure of the present invention can be manufactured by the following method.
  • the transparent conductive thin film and the molybdenum metal thin film are formed by sputtering. At this time, the difference in internal stress generated in the film can be adjusted by adjusting each discharge gas pressure during film formation.
  • the discharge gas pressure is adjusted as follows, for example.
  • the discharge gas pressure during film formation of the transparent conductive thin film is a force determined by the relative relationship with the discharge gas pressure during film formation of the molybdenum metal thin film. Usually, it should be 0. IPa or more 0.5 Pa or more Is preferable. There is no particular limitation, but the upper limit is preferably 5 Pa or less. 0. If it is less than IPa, there is a problem that the time required for vacuuming becomes longer and a large vacuum pump is required, and if it exceeds 5 Pa, the specific resistance of the transparent conductive film increases rapidly, which is useful for practical use. May not.
  • the discharge gas pressure at the time of forming the molybdenum metal thin film is a force determined by the relative relationship with the discharge gas pressure at the time of forming the transparent conductive thin film.
  • it is preferably 0. IPa or more.
  • IPa the above is preferable.
  • the upper limit is preferably 2 Pa or less. 0. If it is less than IPa, the internal stress may become too large, and if it exceeds 2 Pa, the film formation rate may be reduced and may not be put to practical use.
  • the substrate temperature is usually from room temperature to 400 ° C, and it is usually desirable to use argon, argon and oxygen as the film formation gas.
  • amorphous ITO (a-ITO) method As a specific example of the manufacturing method of the laminated structure of the present invention, for example, there is the following method (amorphous ITO (a-ITO) method).
  • An electrode for an electric circuit and further an electric circuit can be manufactured by using the laminated structure of the present invention, and can be used for an electronic device.
  • it can be used as an electric circuit for electronic equipment such as liquid crystal, organic-electric-luminescence elements, and plasma display panels.
  • the film forming conditions are as follows.
  • Substrate temperature Room temperature
  • Deposition gas type argon: 89%, hydrogen 9%, oxygen 2%
  • the film formation pressure was changed from 0.1 to 1.3 Pa, and the internal stress of the thin film was calculated from the displacement of the silicon wafer by the method described above. Note that 2.290 X 10Upa was used for Si (111) as the biaxial elastic modulus of the substrate (silicon wafer).
  • a thin film stress measuring device F2410, manufactured by TE NCOR
  • measurement was performed in a nitrogen stream with a laser beam having a wavelength of 670 nm. The results are shown in Table 1 and FIG.
  • a 4-inch ⁇ Mo (purity 99. 99%) target was mounted on the magnetron sputtering system, and a 200-nm thick thin film was deposited on the entire surface of a 4-inch ⁇ silicon wafer (thickness 0.3 mm). .
  • the film forming conditions are as follows.
  • Substrate temperature Room temperature
  • Deposition gas type Argon: 100%
  • the film formation pressure was varied from 0.2 to 1.5 Pa, and the internal stress of the thin film was calculated in the same manner as (1) from the displacement of the silicon wafer.
  • the film stress-temperature characteristics of the ITO film formed at the film formation pressures of 0.1 Pa and 0.6 Pa and the Mo film formed at the film formation pressure of 0.2 Pa obtained in Test Example 1 were measured. That is, these thin films were heated from 20 ° C. to 330 ° C. (heating rate: 5 ° C. Zmin), held at 330 ° C. for 30 minutes, and then cooled to 50 ° C. The stress at that time was measured in the same manner as in Test Example 1.
  • the difference in internal stress between the ITO film formed at a deposition pressure of 0.6 Pa and the Mo film formed at a deposition pressure of 0.2 Pa is 1550 MPa, and the difference is almost the same when the temperature is raised or lowered. Slightly less. Therefore, it is considered that no deterioration is observed in the adhesion of the thin film.
  • the resulting laminate was cut into a grid and a tape peel test was performed to confirm the peel condition.
  • a laminate was prepared and evaluated under the same conditions as in Example 1 except that the discharge gas pressure during the deposition of ITO and Mo was changed as shown in Table 1.
  • Example 1 except that the discharge gas pressure during film formation of IZO and Mo was changed as shown in Table 1 using a 4-inch ⁇ IZO (acid-indium: acid-zinc: 90: 10 wt%) target.
  • a laminate of IZO film and Mo film was fabricated and evaluated under the same conditions as in 1.
  • a laminate was prepared and evaluated under the same conditions as in Example 1 except that the discharge gas pressure during the deposition of ITO and Mo was changed as shown in Table 1.
  • the laminated structure of the present invention can be used as an electric circuit electrode of an electronic device, and can be used for manufacturing an electric circuit of an electronic device using the electrode.

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Abstract

　透明導電薄膜及びモリブデン金属薄膜からなる積層構造であって、透明導電薄膜及びモリブデン金属薄膜の内部応力の差が１６００ＭＰａ以下である積層構造。

Description

明 細 書
積層構造、それを用いた電気回路用電極及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、透明導電薄膜とモリブデン金属薄膜を積層した構造体、それを用いた 電気回路用電極及び前記積層構造の製造方法、特に酸化インジウムを含む各種透 明薄膜、更には酸化インジウム一酸化スズ (ITO)薄膜とモリブデン金属薄膜の積層 構造、それを用いた電気回路用電極及び前記積層構造の製造方法に関する。 背景技術
[0002] ITO薄膜とモリブデン薄膜を積層した薄膜は、液晶ディスプレイ等の電気回路の一 部として用いられている。し力しながら、 ITO薄膜上にモリブデン薄膜を成膜する場 合、成膜された薄膜のそれぞれに内部応力が発生し、薄膜の剥れや断線を引き起こ すことが知られている。
[0003] この内部応力には、 2種類あり、引張応力と圧縮応力に分けられる。ここで、引張応 力とは、成膜面が凹になる場合に薄膜に発生する応力であり、圧縮応力とは、成膜 面が凸になる場合に薄膜に発生する応力である。
[0004] ITOは通常、圧縮応力を受け、金属薄膜、特にモリブデン金属薄膜は引張応力を 受ける。この状態で積層した場合、それぞれの応力の種類 (圧縮と引張)が異なりそ の差が大きくなるため、界面ではさらに大きな歪みが生じ、最終的に薄膜の剥れや断 線を引き起こす。
[0005] 従って、 ITO薄膜とモリブデン薄膜間の密着性が弱ぐ当該薄膜間の応力により、 亀裂、断線が発生し、製品の不良が増加し、生産の歩留まりが低下するという問題点 があった (特許文献 1)。
[0006] この課題に対して、亀裂、断線を防ぐため、複雑な工程を組み合わせて多層膜を 形成する方法が開示されているが、工程数増加により歩留まりが低下するという難点 があった (特許文献 2)。
例えば、多結晶 ITO (p— ITO)法では、真空スパッタ装置を用いて ρ— ΙΤΟを成膜 した後、この ΙΤΟ膜をエッチングし、さらにこの上に、真空スパッタ装置を用いてモリブ デンを成膜した後、このモリブデン膜をエッチングして積層体を製造する。この方法 は、成膜工程とエッチング工程を二回繰り返すので、複雑になり生産性が低い。
[0007] このため、 ITO薄膜とモリブデン薄膜間での応力による亀裂、断線を防ぎながら、 成膜工程及びエッチング工程を簡素化できる積層膜の形成技術が要求されている。
[0008] 特許文献 1 :特開平 10— 253992号公報
特許文献 2：特開 2005— 62889号公報
[0009] 本発明は前記課題に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、配線材料間の亀裂
、断線による製品不良の減少、生産の歩留まり向上に寄与する積層構造を提供する ことである。
本発明の他の目的は、前記積層構造の製造方法を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、前記積層構造を備えた電気回路用電極を提供するこ とである。
本発明のさらに他の目的は、前記積層構造又は前記電気回路用電極を備えた電 子機器を提供することである。
発明の開示
[0010] 本発明者らは、カゝかる課題を解決するために鋭意研究した結果、透明導電膜とモリ ブデン膜をそれぞれスパッタリングにより成膜するとき、放電ガス圧力を調整して二つ の膜に生じる内部応力の差を小さくすることで、界面で生じるストレスが低減され、亀 裂、断線の発生を抑制できることを見出した。従って、亀裂、断線防止と工程簡略ィ匕 による歩留まり向上の両立が可能となり、本発明を完成させた。
[0011] 本発明によれば、以下の積層構造等が提供される。
1.透明導電薄膜及びモリブデン金属薄膜からなる積層構造であって、前記透明導 電薄膜及び前記モリブデン金属薄膜の内部応力の差が 1600MPa以下である積層 構造。
2.前記透明導電薄膜が、酸化インジウムと酸化スズを含む薄膜である 1記載の積層 構造。
3.前記透明導電薄膜が、酸化インジウムと酸ィ匕亜鉛を含む薄膜である 1記載の積層 構造。 4.前記透明導電薄膜が、酸化インジウム、酸化スズと酸ィ匕亜鉛を含む薄膜である 1 記載の積層構造。
5.前記透明導電薄膜が、酸化インジウムと希土類元素の酸ィ匕物を含む薄膜である 1 記載の積層構造。
6. 1〜5のいずれか〖こ記載の積層構造を含む電気回路用電極。
7. 1〜5のいずれか〖こ記載の積層構造又は 6に記載の電気回路用電極を含む電気 回路を少なくとも一部として備えてなる電子機器。
8.スパッタリングにより、第 1の放電ガス圧力で透明導電薄膜を成膜し、
スパッタリングにより、第 2の放電ガス圧力でモリブデン金属薄膜を成膜し、 前記透明導電薄膜と前記金属薄膜の内部応力の差が 1600MPa以下になるように 、前記第 1の放電ガス圧力と前記第 2の放電ガス圧力を調整する、 1〜5のいずれか 記載の積層構造の製造方法。
9.スパッタリングにより、第 1の放電ガス圧力で透明導電薄膜を成膜し、
スパッタリングにより、第 2の放電ガス圧力でモリブデン金属薄膜を成膜して製造さ れる積層構造であって、
前記第 1の放電ガス圧力と前記第 2の放電ガス圧力が、前記透明導電薄膜と前記 金属薄膜の内部応力の差が 1600MPa以下になるように調整されて製造される 1〜5 の!、ずれかに記載の積層構造。
10. 9に記載の積層構造を含む電気回路用電極。
11. 9に記載の積層構造又は 10に記載の電気回路用電極を含む電気回路を少なく とも一部として備えてなる電子機器。
本発明によれば、配線材料間の亀裂、断線による製品不良の減少、生産の歩留ま り向上に寄与する積層構造を提供できる。
本発明によれば、前記積層構造の製造方法を提供できる。
本発明によれば、前記積層構造を備えた電気回路用電極を提供できる。
本発明によれば、前記積層構造又は前記電気回路用電極を備えた電子機器を提 供できる。
図面の簡単な説明 [0013] [図 1]光てこ法の測定方法を示す模式図である。
[図 2]ITO及び Moの成膜圧力と内部応力の関係を示すグラフ図である。
[図 3]ITO膜と Mo膜の、薄膜応力と温度の関係を示すグラフ図である。
発明を実施するための最良の形態
[0014] 本発明の積層構造は、透明導電薄膜とモリブデン金属薄膜を積層させた薄膜であ り、薄膜積層体と言うこともできる。この積層構造は通常、基板の上に透明導電薄膜、 モリブデン金属薄膜の順に積層させて形成される。また、基板の上にモリブデン金属 薄膜、透明導電薄膜の順に積層させて形成することもできる。尚、本発明の積層構 造はそれぞれの層が所望の形状にパターンユングされていてもよい。すなわち、透 明導電薄膜及びモリブデン金属薄膜のそれぞれが必要な形状にパターンユングさ れ、それぞれ形成されたパターンの少なくとも一部が重なれば、本発明の積層構造 が形成される。
[0015] 本発明の透明導電薄膜の膜厚は、通常 10〜500nmであり、好ましくは 10〜： LOOn m、さらに好ましくは 20〜50nmであり、モリブデン金属薄膜の膜厚は、通常 10〜50 Onm、好ましくは 20〜200nmである力 透明導電薄膜とモリブデン金属薄膜との内 部応力の差が 1600MPa以下になるよう形成すれば、それぞれの薄膜の膜厚は、特 に限定されず用途により適宜選択できる。
基板としては、特に限定されないが、通常ガラス、石英、プラスチック等を使用でき る。
[0016] 本発明の透明導電薄膜は、透明で導電性があれば特に制限されることはなぐ酸 ィ匕インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、希土類元素の酸化物からなる群から選ばれる少 なくとも一種又は 2種以上を含む薄膜であり、好ましくは、酸化インジウムと、酸化スズ 、酸化亜鉛、希土類元素の酸ィ匕物からなる群力 選ばれる少なくとも一種又は 2種以 上を含む薄膜であり、酸化インジウムと酸化スズを含む薄膜、酸化インジウムと酸化ス ズを含む薄膜、酸化インジウム、酸化スズと酸化亜鉛を含む薄膜又は酸化インジウム と希土類元素の酸ィ匕物を含む薄膜である。
本発明の透明電極薄膜の具体例としては、酸化インジウム—酸化スズ薄膜 (ITO) 、酸化インジウム一酸化亜鉛薄膜 (IZO)、酸化インジウム一酸化スズ一酸化亜鉛薄 膜 (ITZO)、酸化インジウム一酸ィ匕セリウム薄膜 (ICO)、酸化インジウム一酸ィ匕サマリ ゥム薄膜 (ISmO)等を挙げることができる。
[0017] 本発明の透明電極薄膜が複数の酸化物を含む場合、通常複合酸化物の形成で用 いるが、透明電極として使用できる程度の透明性と導電性を保持する限りは、化合物 、混合物であってもよい。
本発明の透明電極薄膜が、酸化インジウムと酸化スズを含む薄膜の場合は、通常 酸化インジウムと酸化スズからなる複合酸ィ匕物を形成していることが望ましぐまたそ れぞれの酸化物の重量比は、特に限定されないが、通常 80 : 20〜99 : 1、好ましくは 85： 15-95： 5とするのが望まし 、。この範囲を外れると透明性あるいは導電性が低 下することがある。また、エッチング不良や接続不良が生じることがある。
本発明の透明電極薄膜が、酸化インジウムと酸ィ匕亜鉛を含む薄膜の場合は、酸ィ匕 インジウムと酸ィ匕亜鉛力もなる複合酸ィ匕物を形成していることが望ましぐまたそれぞ れの酸ィ匕物の重量比は、特に限定されないが、通常、 50 : 50〜99 : 1、好ましくは、 6 0 :40〜90： 10とするのが望ましい。この範囲を外れると透明性あるいは導電性が低 下することがある。また、エッチング不良や接続不良が生じることがある。
本発明の透明電極薄膜が、酸化インジウム、酸化スズと酸化亜鉛を含む薄膜の場 合、酸化インジウム、酸化スズ及び酸化亜鉛からなる複合酸化物を形成していること が望ましぐまた酸化インジウム：（酸化スズ及び酸ィ匕亜鉛)の重量比は、通常、 50 : 5 0〜99 : 1、好ましくは、 60 :40〜95 : 5とするのが望ましい。この範囲を外れると透明 性あるいは導電性が低下することがある。また、エッチング不良や接続不良が生じる ことがある。
本発明の透明電極薄膜が、酸化インジウムと希土類元素の酸ィ匕物を含む薄膜の場 合は、通常酸化インジウムと酸化スズからなる複合酸化物を形成して ヽることが望まし ぐまたそれぞれの酸ィ匕物の重量比は、特に限定されないが、通常 80 : 20〜99 : 1、 好ましくは 90： 10-98： 2とするのが望ま U、。この範囲を外れると透明性あるいは導 電性が低下することがある。また、エッチング不良や接続不良が生じることがある。
[0018] 本発明において、透明導電薄膜とモリブデン金属薄膜の内部応力の差は、 1600 MPa以下であり、 1400MPa以下とするのが好ましくは、 1350MPa以下とするのが より好ましい。内部応力の差が、これらの範囲を超えると透明導電薄膜とモリブデン 金属薄膜が剥離したり断線を引き起こすことがある。
[0019] ここで本発明で規定する内部応力は、光てこ法により測定する。この測定方法につ いて図 1を参照して説明する。
この図において、基板 1上に膜 3が形成されている。膜 3に発生する内部応力により 、基板 1と薄膜 3は反っている。
多くの基板 1は初期状態で曲率半径 R1の反り量を持っため、基板 1に膜 3が形成 されたときの反り量を R2とすると、膜 3によって引き起こされる反り量 Rは、下記式で求 められる。
R=R1 X R2/ (R1 -R2)
まず、レーザ光線を用いて、反り量 Rl, R2を測定する。レーザヘッド 11から発せら れたレーザ光線 aは、ビームスプリッタ 13により一部の光線 bが膜 3に向けられ、一部 の光線 cがそのまま直進する。レーザ光線 cは、ミラー 15により膜 3方向に反射される 。レーザ光線 b, dは共に膜 3に反射して、ディテクタ 17, 19により、光量及び波長が 検出される。これら光量及び波長の変化量により、反り量 Rl, R2を計測する。反り量 Rl, R2から反り量 Rを得て、下記式より薄膜応力 σを求める。
Figure imgf000008_0001
ここで、
E/ (l - v ) : 基板の 2軸弾性係数 (Pa)
h: 基板の厚み（m)
t : 薄膜の膜厚（m) R : 基板の反り（m)
σ： 薄膜応力の平均値 (Pa)
薄膜応力 σがプラスのときは、引張応力であり、マイナスのときは圧縮応力である。
[0020] 本発明の積層構造は以下の方法で製造できる。
透明導電薄膜と、モリブデン金属薄膜はスパッタリング法により成膜する。このとき、 成膜時のそれぞれの放電ガス圧力を調整することにより、膜内に発生する内部応力 の差を調整できる。
[0021] 透明導電薄膜と、モリブデン金属薄膜の内部応力の差を 1600MPa以下にするた めには、放電ガス圧力を例えば以下のように調整する。
透明導電薄膜の成膜時の放電ガス圧力は、モリブデン金属薄膜の成膜時の放電 ガス圧力との相対的関係により決まる力 通常は、 0. IPa以上とするのが望ましぐ 0 . 5Pa以上とするのが好ましい。また特に制限はないが上限として 5Pa以下とするの が好ましい。 0. IPa未満であると、真空に引く時間が長くなり、大型の真空ポンプが 必要になる等の課題があり、 5Pa超であると透明導電薄膜の比抵抗が急激に大きく なり、実用に供しない場合がある。
[0022] モリブデン金属薄膜の成膜時の放電ガス圧力は、透明導電薄膜の成膜時の放電 ガス圧力との相対的関係により決まる力 通常は、 0. IPa以上とするのが望ましく 0. 3Pa以上とするのが好ましい。また特に制限はないが上限として 2Pa以下とするのが 望ましい。 0. IPa未満であると、内部応力が大きくなりすぎる場合があり、 2Paを超え ると成膜速度が落ちる場合があり、実用に供しない場合がある。
[0023] 放電ガス圧力以外の成膜条件として、基板温度は、通常、室温〜 400°Cであり、成 膜ガスは、通常、アルゴン、アルゴン及び酸素を用いるのが望ましい。
[0024] 本発明の積層構造の製造方法の具体例として、例えば以下の方法 (アモルファス I TO (a— ITO)法）がある。
1.真空スパッタ装置を使って a— ITO及びモリブデンの成膜
2. レジスト塗布、露光、現像
3.モリブデンを PAN (リン酸 Z酢酸 Z硝酸）系エツチャントによりエッチング
4. a— ITOをシユウ酸系エツチャントによりエッチング
5. レジスト塗布、露光、現像、加熱
6.モリブデンを PAN (リン酸 Z酢酸 Z硝酸）系エツチャントによりエッチング
7. CVD法による SiNx膜の積層（300°C)
a— ITO膜とモリブデン膜を積層する場合、両膜の内部応力の差が大きぐ両膜の 界面でストレスがかかり、亀裂、断線が発生したため、従来は、 a— ITO膜とモリブデ ン膜の密着性を高めるために、 1の成膜工程を多段で行う必要があった。し力しなが ら、本発明の製造方法によれば、 ITO膜とモリブデン膜の内部応力の差が小さいた め、界面ではストレスが発生せず、亀裂、断線は発生しないため、この成膜工程が 1 回に簡素化され、歩留まりが向上する。
[0025] 本発明の積層構造を用いて電気回路用電極、さらには電気回路を製造でき、電子 機器に使用できる。
例えば、液晶、有機エレクト口ルミネッセンス素子、プラズマディスプレイパネル等の 電子機器の電気回路として使用できる。
[実施例]
[0026] 以下に本発明の具体例を示す力 本発明は、これらの例に限定されるものではなく 、用途により適宜変更して用いることができる。
試験例 1
(1) ITOの成膜とその内部応力の測定
マグネトロンスパッタ装置に 4インチ φ ITO (酸化インジウム：酸化スズ = 90： lOwt %)ターゲットを装着し、 4インチ φのシリコンウェハー（厚み 0. 3mm)全面に厚み 20 Onmの薄膜を成膜した。
成膜条件は以下の通りである。
基板温度 ：室温
成膜ガス種:アルゴン： 89%、水素 9%、酸素 2%
成膜圧力を 0. 1〜1. 3Paまで変化させ、シリコンウェハーの変位より、薄膜の内部 応力を前述の方法により算出した。尚、基板 (シリコンウェハー）の 2軸弾性係数とし て、 Si (111)について 2. 290 X 10Upaを用いた。薄膜応力測定装置 (F2410、 TE NCOR社製）を用いて、波長 670nmのレーザ光にて、窒素気流中で測定した。 結果を表 1及び図 2に示す。
[0027] (2) Moの成膜とその内部応力の測定
(1)と同様に、マグネトロンスパッタ装置に 4インチ φ Mo (純度 99. 99%)ターゲット を装着し、 4インチ φのシリコンウェハー（厚み 0. 3mm)全面に、厚み 200nmの薄膜 を成膜した。
成膜条件は以下の通りである。
基板温度 ：室温
成膜ガス種：アルゴン： 100% 成膜圧力を 0. 2〜1. 5Paまで変化させ、シリコンウェハーの変位より、薄膜の内部 応力を (1)と同様に算出した。
結果を表 1及び図 2に示す。
[0028] 試験例 2
(l) Mo膜、 ITO膜の応力一温度特性
試験例 1で得た、成膜圧力 0. lPa及び 0. 6Paで形成した ITO膜と、成膜圧力 0. 2 Paで形成した Mo膜について、膜応力一温度特性を測定した。即ち、これらの薄膜を 、 20°Cから 330°C (昇温速度 5°CZmin)で昇温し、 330°Cで 30分保持し、その後、 5 0°Cまで降温した。そのときの応力を、試験例 1と同様に測定した。
結果を図 3に示す。
成膜圧力 0. 6Paで形成した ITO膜と、成膜圧力 0. 2Paで形成した Mo膜の内部応 力の差は、 1550MPaであり、その差は、昇温時、降温時ともほぼ変わらないかやや 少なくなる。従って、薄膜の密着性に劣化は見られないものと考えられる。
[0029] 実施例 1
マグネトロンスパッタ装置に 4インチ φ ITO (酸化インジウム：酸化スズ = 90： 10wt %)ターゲット及び 4インチ φ Mo (純度 99. 99%)ターゲットを装着し、 10cm角のガ ラス基板上に、表 1に示す放電ガス圧力で、それぞれ ITO200nm、 Mo200nmの薄 膜を積層成膜した。
得られた積層体に、碁盤目状に切り込みを入れ、テープ剥離試験を実施し、剥離 状況を確認した。
さらに以下のスクラッチ試験を実施した。
スクラッチ試験機として、 CSME社製、 Micro— Scratch— Testerを用いた。ここ で、剥離強度の測定条件は、以下の通りである。
スクラッチ距離： 20mm
スクラッチ荷重： 0— 10N (ニュートン）
荷重レート： 10N/min
スクラッチ速度： 20mmZmin
ダイヤモンドコーン形状:先端 200 m φ 上記条件でのスクラッチ試験後の試料を、光学顕微鏡により観測し、下地の透明導 電薄 (ITO)膜が露出した点を Mo薄膜の剥離点とし (透明導電膜が剥離して 、な!/、 ことは確認済み)、スクラッチ開始点からの距離を測定することにより、剥離荷重を算 出した。
結果を表 1に示す。
[0030] 実施例 2〜4
ITO及び Moの成膜時の放電ガス圧力を表 1に示すように変更した他は、実施例 1 と同じ条件で積層体を作製し、評価した。
[0031] 実施例 5
4インチ φ IZO (酸ィ匕インジウム：酸ィ匕亜鉛 = 90： 10wt%)ターゲットを用いて、 IZO 及び Moの成膜時の放電ガス圧力を表 1に示すように変更した他は、実施例 1と同じ 条件で IZO膜と Mo膜の積層体を作製し、評価した。
[0032] 実施例 6
4インチ φ ITZO (酸化インジウム：酸化スズ：酸化亜鉛 =65 : 20 : 15wt%)ターゲッ トを用いて、 ITZO及び Moの成膜時の放電ガス圧力を表 1に示すように変更した他 は、実施例 1と同じ条件で ITZO膜と Mo膜の積層体を作製し、評価した。
[0033] 比較例 1〜2
ITO及び Moの成膜時の放電ガス圧力を表 1に示すように変更した他は、実施例 1 と同じ条件で積層体を作製し、評価した。
[0034] [表 1]
Figure imgf000013_0001
産業上の利用可能性
本発明の積層構造は、電子機器の電気回路用電極として使用でき、またその電極 を用いた電子機器の電気回路の製造に使用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 透明導電薄膜及びモリブデン金属薄膜からなる積層構造であって、前記透明導電 薄膜及び前記モリブデン金属薄膜の内部応力の差が 1600MPa以下である積層構 造。
[2] 前記透明導電薄膜が、酸化インジウムと酸化スズを含む薄膜である請求項 1記載の 積層構造。
[3] 前記透明導電薄膜が、酸化インジウムと酸ィ匕亜鉛を含む薄膜である請求項 1記載 の積層構造。
[4] 前記透明導電薄膜が、酸化インジウム、酸化スズと酸ィ匕亜鉛を含む薄膜である請 求項 1記載の積層構造。
[5] 前記透明導電薄膜が、酸化インジウムと希土類元素の酸ィ匕物を含む薄膜である請 求項 1記載の積層構造。
[6] 請求項 1〜5のいずれかに記載の積層構造を含む電気回路用電極。
[7] 請求項 1〜5のいずれかに記載の積層構造又は請求項 6に記載の電気回路用電 極を含む電気回路を少なくとも一部として備えてなる電子機器。
[8] スパッタリングにより、第 1の放電ガス圧力で透明導電薄膜を成膜し、
スパッタリングにより、第 2の放電ガス圧力でモリブデン金属薄膜を成膜する積層構 造の製造方法であって、
前記第 1の放電ガス圧力と前記第 2の放電ガス圧力が、前記透明導電薄膜と前記 金属薄膜の内部応力の差が 1600MPa以下になるように調整されている請求項 1〜
5の 、ずれかに記載の積層構造の製造方法。
[9] スパッタリングにより、第 1の放電ガス圧力で透明導電薄膜を成膜し、
スパッタリングにより、第 2の放電ガス圧力でモリブデン金属薄膜を成膜して製造さ れる積層構造であって、
前記第 1の放電ガス圧力と前記第 2の放電ガス圧力が、前記透明導電薄膜と前記 金属薄膜の内部応力の差が 1600MPa以下になるように調整されて製造される請求 項 1〜5のいずれかに記載の積層構造。
[10] 請求項 9に記載の積層構造を含む電気回路用電極。 請求項 9に記載の積層構造又は請求項 10に記載の電気回路用電極を含む電気 回路を少なくとも一部として備えてなる電子機器。
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