JP2006196616A - A transparent conductive film laminated circuit board provided with an oxide transparent conductive film material and Al wiring, and a method for manufacturing the same. - Google Patents
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Abstract
【課題】 特定の金属を含有する透明導電材料を透明導電膜に使用することにより、Al配線を設けた積層回路基板の製造方法を簡略化する。
【解決手段】 酸化亜鉛−酸化スズを主成分とする酸化物であって、
30℃のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)2.4%水溶液中のAg/AgCl標準電極を基準とした起電力が−0.6V以下であることを特徴とする非晶質酸化物透明導電膜材料。この材料を用いてAl配線を備えた透明基板上に透明導電膜を成膜すれば、バリヤーメタル等を用いなくても、TMAHを用いた現像処理を行っている最中にAl配線が溶出することがない。さらに、Al配線と透明導電膜との接触抵抗を小さくすることができる。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a manufacturing method of a laminated circuit board provided with Al wiring by using a transparent conductive material containing a specific metal for a transparent conductive film.
An oxide mainly composed of zinc oxide-tin oxide,
An amorphous oxide transparent conductive film having an electromotive force of −0.6 V or less based on an Ag / AgCl standard electrode in a 2.4% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) at 30 ° C. material. If a transparent conductive film is formed on a transparent substrate having an Al wiring using this material, the Al wiring is eluted during the development process using TMAH without using a barrier metal or the like. There is nothing. Furthermore, the contact resistance between the Al wiring and the transparent conductive film can be reduced.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、Al配線と、透明導電膜と、が直接接続するように積層している積層回路基板及びその製造方法に関する。より詳細には、Al若しくはAl合金から成る金属配線と、透明電極が直接接続している透明導電膜積層回路基板であって、液晶表示装置に用いられる基板や、有機EL用基板として利用される透明導電膜積層回路基板及びその製造方法に関する。このような積層回路基板は、Al金属配線と、透明導電膜とが直接接続するように積層している。 The present invention relates to a laminated circuit board in which Al wiring and a transparent conductive film are laminated so as to be directly connected, and a method for manufacturing the same. More specifically, it is a transparent conductive film laminated circuit board in which a metal wiring made of Al or Al alloy and a transparent electrode are directly connected, and is used as a substrate used in a liquid crystal display device or an organic EL substrate. The present invention relates to a transparent conductive film laminated circuit board and a manufacturing method thereof. Such a laminated circuit board is laminated so that the Al metal wiring and the transparent conductive film are directly connected.
液晶表示装置や有機EL表示装置は、低消費電力でフルカラー化が容易である等の特徴を有することから薄型ディスプレイの中で有望視されている。特に、近年では、これらの装置の表示画面の大型化に関する開発が活発である。 Liquid crystal display devices and organic EL display devices are promising among thin displays because they have features such as low power consumption and easy full colorization. In particular, in recent years, development relating to the enlargement of the display screen of these devices has been active.
特に、各画素毎にα−SiTFT又はp−SiTFTをスイッチング素子としてマトリックス状に配列し、各画素を駆動するアクティブマトリックス方式が広く利用され、開発も活発である。この方式を液晶表示装置に用いたアクティブマトリックス方式液晶平面ディスプレイは、800×600画素以上の高精細化を行っても、コントラスト比が劣化せず、高性能カラー表示ディスプレイとして注目されている。 In particular, an active matrix system in which α-Si TFTs or p-Si TFTs are arranged in a matrix as switching elements for each pixel and each pixel is driven is widely used and is actively developed. An active matrix type liquid crystal flat display using this method for a liquid crystal display device is attracting attention as a high-performance color display without deterioration of the contrast ratio even when the definition is increased to 800 × 600 pixels or more.
このようなアクティブマトリックス方式液晶平面ディスプレイでは、画素電極として、ITO(Indium Tin Oxide)のような透明電極を用い、トランジスタ(FET)のソース電極としては、Al系合金薄膜を用いることが多い。この理由は、ITOはシート抵抗が低く且つ透過率が高いこと、及び、Alは容易にパターニングでき且つ低抵抗で密着性が高いこと、である。 In such an active matrix liquid crystal flat display, a transparent electrode such as ITO (Indium Tin Oxide) is often used as a pixel electrode, and an Al alloy thin film is often used as a source electrode of a transistor (FET). This is because ITO has low sheet resistance and high transmittance, and Al can be easily patterned, and has low resistance and high adhesion.
図1には、Al金属配線を備えた透明導電膜積層回路基板を作成している途中の様子を示す断面図が示されている。この図1自体は、本発明の図でもあると共に従来技術の図でもある。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in the middle of producing a transparent conductive film laminated circuit board provided with Al metal wiring. FIG. 1 itself is a diagram of the present invention as well as a diagram of the prior art.
この図1は、液晶平面ディスプレイの製造工程において、画素電極のパターン形成が終了した段階のα−SiTFT近傍の断面を示したものである。従来の液晶ディスプレイも画素電極の素材を除いて、基本的構造は同様であるので、この図1を用いて従来技術の説明を行う。 FIG. 1 shows a cross section in the vicinity of the α-Si TFT at the stage where pixel electrode pattern formation is completed in the manufacturing process of the liquid crystal flat display. Since the basic structure of the conventional liquid crystal display is the same except for the material of the pixel electrode, the prior art will be described with reference to FIG.
この図1においては、透光性ガラス基板1上にゲート電極パターン2を形成し、次にプラズマCVD法を用いて、SiNゲート絶縁膜3、α−Si:H(i)膜4、チャンネル保護膜5及びα−Si:H(n)膜6を連続的に形成し、所望の形状にパターン化する。さらに、Alを主体とする金属膜を真空蒸着法或いはスパッタ法により堆積し、フォトリソグラフィ技術により所定のパターンのソース電極7及び所定のパターンのドレイン電極8を形成し、α−SiTFT素子部分が完成する。この上に、ITO膜をスパッタリング法にて堆積し、フォトリソグラフィ技術によりソース電極7と電気的に接続した画素電極パターン9を形成する。
In FIG. 1, a
ITO膜をAl膜の後に堆積する理由は、α−Si:H膜とソース及びドレイン電極との電気的なコンタクト特性を劣化させないためである。また、Alは安価で比抵抗が低く、ゲート及びソース・ドレイン電極配線の抵抗増大による液晶ディスプレイの表示性能の低下を防ぐ意味で優れた材料の一つである。 The reason why the ITO film is deposited after the Al film is that the electrical contact characteristics between the α-Si: H film and the source and drain electrodes are not deteriorated. Further, Al is one of excellent materials in the sense that it is inexpensive and has a low specific resistance, and prevents deterioration of the display performance of the liquid crystal display due to an increase in resistance of the gate and source / drain electrode wirings.
上記の製造工程において、Alを主体とするソース・ドレイン電極パターンを形成した後、ITO画素電極パターンをHCl−HNO3−H2O系エッチング液で加工すると、しばしば、加工終了時点でAlパターンが溶出してしまうという現象が観察された。 When the ITO pixel electrode pattern is processed with an HCl-HNO 3 —H 2 O-based etching solution after forming the source / drain electrode pattern mainly composed of Al in the above manufacturing process, the Al pattern is often formed at the end of the processing. The phenomenon of elution was observed.
これは、本来、AlもITOエッチング液であるHCl−HNO3−H2O系エッチング液に溶解する性質を持っていることに起因するものと考えられる。エッチング液中のHNO3はAl表面に薄いAl酸化膜を形成し、Alの溶出を防止する意味で添加されている。しかし、実際には、ITO膜のエッチング時間が長かったり、Alを堆積している最中にAl膜中に混入した不純物、異物などの欠陥部分が存在すると、局部電池反応により、上記のAlの酸化効果が十分に作用しない場合があると考えられる。 This is primarily believed to be due to having a property of dissolving the Al also ITO etchant HCl-HNO 3 -H 2 O based etching solution. HNO 3 in the etching solution is added in order to form a thin Al oxide film on the Al surface and prevent Al from being eluted. However, in practice, if the etching time of the ITO film is long or there are defects such as impurities and foreign matters mixed in the Al film during the deposition of Al, the above-mentioned Al It is considered that the oxidation effect may not work sufficiently.
このようなAlの溶出を防止するために、ITO膜を非晶質にすることで、HCl−HNO3−H2O系エッチング液に対するITO/Alエッチングレート比を大きくする技術が下記特許文献1に記載されている。なお、エッチングレートとは、エッチングの速度である。すなわち、エッチングレート比とは、エッチングする速度の比を意味する。
In order to prevent such elution of Al, a technique for increasing the ITO / Al etching rate ratio with respect to the HCl-HNO 3 —H 2 O-based etching solution by making the ITO film amorphous is disclosed in
しかしながら、ITO膜を非晶質にしてもHCl−HNO3−H2O系エッチング液を用いるため、Alの溶出は完全には防止されておらず、高精細な液晶ディスプレイを実現することは困難な場合もあった。
However, since the use of an ITO film HCl-
このような問題に鑑み、例えば下記特許文献2においては、Alゲート、ソース・ドレイン電極パターン上での透明電極、画素電極のパターン化を蓚酸系のエッチング液を用いたエッチングによって実行し、パターン化を容易にすることが開示されている。また、この特許文献2においては、高精細な液晶ディスプレイの製造方法を提供することを目的とし、酸化インジウム−酸化亜鉛から成る組成の透明電極を用いることが提案されている。
In view of such problems, for example, in
そして、この特許文献2に記載されているような構成では、Alゲート線/透明電極、Alソース・ドレイン電極/画素電極との間で発生する接触抵抗が無視できない大きさになることが知られている。そのため、通常は、Al線をTi、Cr、Moなどのバリヤーメタルで覆う手法が採用されている。このような手法は、下記特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6に記載されている。
In the configuration described in
このように、従来の改良された技術においては、Al配線を利用する場合、バリヤーメタルを使用せざるを得ないことからそのバリヤーメタルの成膜、エッチングが必要であり、製造工程を複雑にしていた。 Thus, in the conventional improved technique, when using Al wiring, barrier metal must be used, so that formation and etching of the barrier metal are necessary, and the manufacturing process is complicated. It was.
また、Alに各種金属を添加した合金が報告されているが、上記接触抵抗を小さくすることは非常に困難であると考えられる。これは、Al自体表面に酸化皮膜を形成し、この酸化皮膜は絶縁体であり、この絶縁体が接触抵抗を大きくしていると考えられるためである。このように、Alに各種金属を添加した合金は、下記特許文献7、特許文献8、特許文献9等に記載されている。 Further, although alloys with various metals added to Al have been reported, it is considered very difficult to reduce the contact resistance. This is because an oxide film is formed on the surface of Al itself, and this oxide film is an insulator, and this insulator is considered to increase the contact resistance. Thus, the alloy which added various metals to Al is described in the following patent documents 7, patent documents 8, patent documents 9, etc.
この酸化皮膜による接触抵抗を低減するために、Al薄膜上にIn、Znなどの金属の薄膜を設置する方法等が考案されている。このような手法によれば、接触抵抗は小さくなるが、これらの薄膜を成膜する必要があり、さらに、画素電極の透過率が低下するなどの問題が見られた。このような金属皮膜については、下記特許文献10に記載されている。
In order to reduce the contact resistance due to this oxide film, a method of installing a thin film of metal such as In or Zn on an Al thin film has been devised. According to such a method, although the contact resistance is reduced, it is necessary to form these thin films, and there are problems such as a decrease in the transmittance of the pixel electrode. Such a metal film is described in
一方、Alに特殊な金属成分を添加することにより、ITOとの接触抵抗が低減できると報告があるが、Alに特殊な金属成分を添加することにより、Al合金とITOとの間で電池反応が起きやすくなり、画素の黒化や、配線の腐食や線細りの問題が出ている。このような問題は下記特許文献11に記載されている。 On the other hand, it has been reported that the contact resistance with ITO can be reduced by adding a special metal component to Al, but the battery reaction between Al alloy and ITO can be achieved by adding a special metal component to Al. As a result, pixel blackening, wiring corrosion, and line thinning have occurred. Such a problem is described in Patent Document 11 below.
これは、Alの起電力と、ITOとの間の起電力に差が生じ、この差による起電力(電池反応)によって、Alがさらに溶解しやすくなる現象として知られている。 This is known as a phenomenon in which a difference occurs between the electromotive force of Al and the electromotive force between ITO, and Al is more easily dissolved by the electromotive force (battery reaction) due to this difference.
FPD International 2004(2004年10月20日〜22日、於パシフィコ横浜、主催日経BP社)においては、TMAH(2.38%)中でのAg/AgCl標準電極に対する起電力の計測結果が発表されている。その一部を下に引用する。 At FPD International 2004 (October 20-22, 2004, Pacifico Yokohama, sponsored by Nikkei BP), the electromotive force measurement results for the Ag / AgCl standard electrode in TMAH (2.38%) were announced. ing. Some of them are quoted below.
Al : −1.93V
Al−2at%Nd : −1.88V
Al−NiAlloy : −1.31V
IZO(登録商標) : −0.57V
p−ITO(多結晶Indium Tin Oxide): −0.19V
α−ITO(非結晶Indium Tin Oxide): −0.17V
これらの値から、Al/IZO間には、−1.36Vの起電力が発生することが理解される(ここでat%は原子%である)。同様にして、
Al−2at%Nd/IZO間には、−1.31Vの起電力
Al−NiAlloy/IZO間には、−0.74Vの起電力
Al/p−ITO間には、−1.74Vの起電力
Al−2at%Nd/p−ITO間には、−1.69Vの起電力
Al−NiAlloy/p−ITO間には、−1.12Vの起電力
がそれぞれの物質間で発生することが理解されよう。
Al: -1.93V
Al-2 at% Nd: -1.88V
Al-NiAlloy: -1.31V
IZO (registered trademark): -0.57V
p-ITO (polycrystalline Indium Tin Oxide): -0.19V
α-ITO (Amorphous Indium Tin Oxide): -0.17V
From these values, it is understood that an electromotive force of -1.36 V is generated between Al / IZO (where at% is atomic%). Similarly,
An electromotive force of -1.31 V between Al-2 at% Nd / IZO, an electromotive force of -0.74 V between Al-NiAlloy / IZO, and an electromotive force of -1.74 V between Al / p-ITO. It is understood that an electromotive force of −1.69 V is generated between Al-2 at% Nd / p-ITO and an electromotive force of −1.12 V is generated between the respective materials between Al—NiAlloy / p-ITO. Like.
このように、ITOよりIZOの方が起電力が小さく、電池反応を抑制することが期待できるが、このIZOは、最低でも−0.74Vの起電力を発生してしまうので、完全に電池反応を抑制することは困難である。完全に電池反応を抑制するには、これらのAl/透明電極間の起電力を−0.5V未満に抑えることが必要である。ここで、透明電極とは、IZOやITOを意味する。 Thus, IZO has a smaller electromotive force than ITO and can be expected to suppress the battery reaction. However, since this IZO generates an electromotive force of at least -0.74 V, the battery reaction is completely completed. It is difficult to suppress this. In order to completely suppress the battery reaction, it is necessary to suppress the electromotive force between these Al / transparent electrodes to less than -0.5V. Here, the transparent electrode means IZO or ITO.
以上述べたように、従来のAl配線を備えた透明導電膜積層基板においては、大別して、以下のような問題点があった。 As described above, the transparent conductive film laminated substrate provided with the conventional Al wiring is roughly divided into the following problems.
・Al配線と透明導電膜とを直接接合すると接触抵抗が大きくなるので、上述したようなバリヤーメタルを設ける必要があり、製造工程が増えるという問題がある。 When the Al wiring and the transparent conductive film are directly bonded, the contact resistance increases, so that it is necessary to provide the barrier metal as described above, and there is a problem that the manufacturing process increases.
・Al配線と透明導電膜との間の電池反応によって、エッチング等の際にAl配線が線細りや断線を生じる恐れがあった。 -The battery reaction between the Al wiring and the transparent conductive film may cause the Al wiring to be thinned or disconnected during etching or the like.
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、以下の通りである。 The present invention has been made to solve such problems, and the object thereof is as follows.
本願発明者らは、このような背景の下、Alと透明電極との間に生じる起電力を小さな値にすることができる透明電極の材料を鋭意開発した。すなわち、本発明の目的の一つは、このような透明材料を提案することである。 Under these circumstances, the inventors of the present application have intensively developed a transparent electrode material that can reduce the electromotive force generated between Al and the transparent electrode. That is, one of the objects of the present invention is to propose such a transparent material.
より具体的には、本発明は、特定の酸化亜鉛−酸化スズを主成分とする酸化物より成る透明導電材料を、画素電極又は透明電極に使用することによって、TFT基板の製造方法を簡略化することを目的とする。 More specifically, the present invention simplifies the method of manufacturing a TFT substrate by using a transparent conductive material made of an oxide mainly composed of a specific zinc oxide-tin oxide for a pixel electrode or a transparent electrode. The purpose is to do.
主成分とは、主要な成分を言い、概ねその成分が重量的又は体積的、又は原子の数比的にに50パーセント以上あるものを意味する。例えば、酸化亜鉛−酸化スズが主成分であるとは、概ねこれらの組成比率の合計が50%以上であることを言う。 The main component means a main component, and generally means that the component is 50 percent or more in terms of weight or volume, or the number ratio of atoms. For example, that zinc oxide-tin oxide is a main component means that the total of these composition ratios is approximately 50% or more.
また、本発明は、Alゲート/透明電極、Alソース・ドレイン/画素電極を直接接触させてもその間の接触抵抗の値を従来より小さく抑えることができる透明電極・画素電極の材料を提供することも目的とする。 In addition, the present invention provides a material for a transparent electrode / pixel electrode that can keep the contact resistance between the Al gate / transparent electrode and the Al source / drain / pixel electrode in direct contact with each other even when the Al gate / transparent electrode and Al source / drain / pixel electrode are in direct contact. Also aimed.
また、本発明は、TMAH水溶液の中でも電池反応を十分に抑制することができる金属酸化物透明導電膜(の材料)を提供することも目的とする。 Another object of the present invention is to provide a metal oxide transparent conductive film (material) that can sufficiently suppress battery reaction even in a TMAH aqueous solution.
また、本発明は、上記金属酸化物透明導電膜を透明電極・画素電極として利用したTFT基板(薄膜トランジスタ基板)を提供することを目的とする。このTFT基板は、液晶表示装置における液晶を駆動する基板として利用することが可能である。なお、このTFT基板は、金属配線・透明導電膜積層回路基板と呼ばれる基板の一種である。特に、金属配線がAl配線の場合は、Al配線を備えた透明導電膜積層回路基板とも呼ばれる。 It is another object of the present invention to provide a TFT substrate (thin film transistor substrate) using the metal oxide transparent conductive film as a transparent electrode / pixel electrode. This TFT substrate can be used as a substrate for driving liquid crystal in a liquid crystal display device. This TFT substrate is a kind of substrate called a metal wiring / transparent conductive film laminated circuit substrate. In particular, when the metal wiring is Al wiring, it is also referred to as a transparent conductive film laminated circuit board provided with Al wiring.
また、このTFT基板は、液晶表示装置や有機EL表示装置にも利用可能である。すなわち、上記金属酸化物透明導電膜を透明電極・画素電極として利用した上記TFT基板(薄膜トランジスタ基板)を用いることによって、製造方法を簡略化して製造コストを抑制し、液晶表示装置や有機EL表示装置を安価に提供することをも本発明の目的である。 The TFT substrate can also be used for liquid crystal display devices and organic EL display devices. That is, by using the TFT substrate (thin film transistor substrate) using the metal oxide transparent conductive film as a transparent electrode / pixel electrode, the manufacturing method is simplified and the manufacturing cost is suppressed, and the liquid crystal display device and the organic EL display device are suppressed. Is also an object of the present invention.
本発明によれば、特定の組成の酸化亜鉛−酸化スズを主成分とする透明導電材料を、画素電極又は透明電極に使用したので、て、TFT基板の製造方法を簡略化することができる。 According to the present invention, since the transparent conductive material mainly composed of zinc oxide-tin oxide having a specific composition is used for the pixel electrode or the transparent electrode, the manufacturing method of the TFT substrate can be simplified.
また、本発明によれば、Alゲートと透明電極とを直接接触させてもその間の接触抵抗の値を従来より小さく抑えることができる透明電極の材料を提供することができる。同様に、Alソース・ドレインと画素電極とを直接接触させてもその間の接触抵抗の値を従来より小さく抑えることができる画素電極の材料を提供することができる。 Further, according to the present invention, it is possible to provide a material for a transparent electrode that can suppress the value of the contact resistance between the Al gate and the transparent electrode to be smaller than that in the past even when the Al gate and the transparent electrode are brought into direct contact. Similarly, it is possible to provide a pixel electrode material that can keep the contact resistance value between the Al source / drain and the pixel electrode in direct contact with each other even when they are in direct contact with each other.
なお、透明電極のうち、液晶等を駆動して画素を構成する電極を画素電極と呼ぶが、単なる場所の相違に過ぎず、画素電極と透明電極とは実質的に同様のものである。 Of the transparent electrodes, an electrode constituting a pixel by driving a liquid crystal or the like is referred to as a pixel electrode. However, this is merely a difference in location, and the pixel electrode and the transparent electrode are substantially the same.
また、本発明の金属酸化物透明導電膜によれば、TMAH水溶液の中でも電池反応を十分に抑制することができるので、製造工程での電池反応を抑制することが可能である。 Moreover, according to the metal oxide transparent conductive film of this invention, since a battery reaction can fully be suppressed also in TMAH aqueous solution, it is possible to suppress the battery reaction in a manufacturing process.
このように、本発明によれば、製造工程を簡略化することができるので、TFT基板を安価に製造することができる。その結果、本発明によれば、安価に液晶表示装置や有機EL表示装置を提供することができる。 Thus, according to the present invention, the manufacturing process can be simplified, so that the TFT substrate can be manufactured at low cost. As a result, according to the present invention, a liquid crystal display device and an organic EL display device can be provided at low cost.
また、本発明は、上記金属酸化物透明導電膜を透明電極・画素電極として利用したTFT基板(薄膜トランジスタ基板)を提供することができる。このTFT基板は、液晶表示装置における液晶を駆動する基板として利用することが可能である。なお、このTFT基板は、金属配線・透明導電膜積層回路基板と呼ばれる基板の一種である。 Moreover, this invention can provide the TFT substrate (thin film transistor substrate) using the said metal oxide transparent conductive film as a transparent electrode and a pixel electrode. This TFT substrate can be used as a substrate for driving liquid crystal in a liquid crystal display device. This TFT substrate is a kind of substrate called a metal wiring / transparent conductive film laminated circuit substrate.
また、上記金属酸化物透明導電膜を透明電極・画素電極として利用した上記TFT基板(薄膜トランジスタ基板)を用いることによって、製造方法を簡略化して製造コストを抑制し、安価に液晶表示装置や有機EL表示装置を提供することができる。 Further, by using the TFT substrate (thin film transistor substrate) using the metal oxide transparent conductive film as a transparent electrode / pixel electrode, the manufacturing method is simplified to suppress the manufacturing cost, and the liquid crystal display device and the organic EL can be inexpensively manufactured. A display device can be provided.
本発明の前記目的は、画素電極として、酸化亜鉛−酸化スズを主成分とする非晶質導電性酸化物から成る透明導電膜を用いることによって達成される。 The object of the present invention is achieved by using a transparent conductive film made of an amorphous conductive oxide mainly composed of zinc oxide-tin oxide as a pixel electrode.
また、上記目的は、該透明導電膜のTMAH中の起電力を−0.6V未満に抑え、且つ、蓚酸水溶液をエッチング液として用いたエッチングを行ってパターン化することによって達成される。 Moreover, the said objective is achieved by suppressing the electromotive force in TMAH of this transparent conductive film to less than -0.6V, and patterning by performing the etching which used oxalic acid aqueous solution as etching liquid.
具体的には、本発明は、以下の手段を採用する。 Specifically, the present invention employs the following means.
A.Al配線を備えた透明導電膜の積層回路基板に関する発明
(1)本発明は、上記課題を解決するために、酸化亜鉛−酸化スズを主成分とする酸化物であって、30℃のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)2.4%水溶液中のAg/AgCl標準電極を基準とした起電力が−0.6V以下であることを特徴とする非晶質酸化物透明導電膜材料である。
A. Invention relating to laminated circuit board of transparent conductive film provided with Al wiring (1) The present invention is an oxide comprising zinc oxide-tin oxide as a main component and having tetramethyl at 30 ° C. An amorphous oxide transparent conductive film material having an electromotive force of −0.6 V or less based on an Ag / AgCl standard electrode in a 2.4% aqueous solution of ammonium hydroxide (TMAH).
このような組成の透明導電膜材料を用いて作成した透明導電膜は、直接Al配線に接合させても、接触抵抗を従来より低い値にすることができる。また、このような組成の透明導電膜によれば、Al配線との間の電池反応を効果的に抑止することができる。 Even if the transparent conductive film prepared using the transparent conductive film material having such a composition is directly bonded to the Al wiring, the contact resistance can be made lower than the conventional value. Moreover, according to the transparent conductive film having such a composition, the battery reaction with the Al wiring can be effectively suppressed.
このように、本発明の(1)では、透明導電膜材料の、30℃のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)2.4%水溶液中のAg/AgCl標準電極を基準とした起電力が−0.6V以下であることが非常に重要なポイントである。 As described above, in (1) of the present invention, the electromotive force based on the Ag / AgCl standard electrode in a 2.4% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) at 30 ° C. is −0. It is a very important point that it is .6V or less.
導電膜材料(を用いて作成した導電膜)の起電力が−0.6Vより大きな値の場合は、既に説明したように、Al配線との起電力の関係から電池反応が発生しやすくなる。 In the case where the electromotive force of the conductive film material (conductive film prepared using the conductive film material) is larger than −0.6 V, a battery reaction is likely to occur due to the relationship between the electromotive force and the Al wiring as already described.
導電膜材料(を用いて作成した導電膜)の起電力の下限値は特に存在しないし、特段の制約も存在しないが、Al配線の起電力より小さくする必要はない。 There is no lower limit value of the electromotive force of the conductive film material (conductive film formed using), and there is no special restriction, but it is not necessary to make it smaller than the electromotive force of the Al wiring.
具体的には、導電性酸化物の起電力が「Al配線の標準起電力+0.7V」以下の範囲であれば、電池反応が生じる場合でもその電池反応の速度は遅くなる。そして、さらに低い値である「Al配線の標準起電力+0.5V」以下の範囲であれば十分実用的な意味で、電池反応を抑制することができることが本願発明者らの実験から判明した。 Specifically, when the electromotive force of the conductive oxide is within the range of “standard electromotive force of Al wiring + 0.7 V” or less, even when a battery reaction occurs, the speed of the battery reaction is slowed down. The inventors of the present application have found that the battery reaction can be suppressed in a sufficiently practical sense as long as the value is within the range of “standard electromotive force of Al wiring + 0.5 V” which is a lower value.
(2)また、本発明は、前記酸化物の組成を表す[Zn]/([Zn]+[Sn])が0.5〜0.9、の範囲にあることを特徴とする(1)記載の非晶質酸化物透明導電膜材料である。ここで、[Zn]は、亜鉛原子の数を表し、[Sn]は、スズ原子の数を表す。 (2) Further, the present invention is characterized in that [Zn] / ([Zn] + [Sn]) representing the composition of the oxide is in the range of 0.5 to 0.9 (1) The amorphous oxide transparent conductive film material described. Here, [Zn] represents the number of zinc atoms, and [Sn] represents the number of tin atoms.
酸化物の組成がこのような数値範囲にあることによって、本発明の目的が十分に達成することができる。 When the composition of the oxide is within such a numerical range, the object of the present invention can be sufficiently achieved.
上記式の値が0.5未満では、TMAH中における電池反応を抑制する効果が十分に発揮できない場合や、蓚酸水溶液によるエッチングが困難になる場合があるからである。 This is because if the value of the above formula is less than 0.5, the effect of suppressing the battery reaction in TMAH may not be sufficiently exhibited, or etching with an aqueous oxalic acid solution may be difficult.
一方、上記式の値が0.9を超える場合は、電池反応は抑制できるが、その後のエッチング処理中に電極が溶解し、電極細りや断線を引き起こす場合がある。 On the other hand, when the value of the above formula exceeds 0.9, the battery reaction can be suppressed, but the electrode may be dissolved during the subsequent etching treatment, causing electrode thinning or disconnection.
また、一般的に、上記範囲以外の場合は、透明導電膜自体の抵抗値が大きくなってしまうことや、透明導電膜が非晶質ではなく結晶化してしまうことが生じる恐れがある。 In general, in a range outside the above range, the resistance value of the transparent conductive film itself may increase, or the transparent conductive film may be crystallized instead of being amorphous.
このように、[Zn]/([Zn]+[Sn])が0.5〜0.9、の範囲以外の場合は、電極細りや断線の可能性がある。また、透明電極のエッジ部分にいわゆるアンダーカットが生じる場合があり、問題となる可能性がある。 Thus, when [Zn] / ([Zn] + [Sn]) is outside the range of 0.5 to 0.9, there is a possibility of electrode thinning or disconnection. In addition, a so-called undercut may occur at the edge portion of the transparent electrode, which may cause a problem.
この式の値は、好ましくは0.67〜0.8であり、より好ましくは0.7〜0.8である。 The value of this formula is preferably 0.67 to 0.8, more preferably 0.7 to 0.8.
また、透明導電膜は非晶質であることが重要である。結晶質になってしまった場合はエッチング特性で不良が発生する場合がある。 In addition, it is important that the transparent conductive film is amorphous. If it becomes crystalline, defects may occur due to etching characteristics.
なお、[Zn]は、亜鉛原子の単位質量、単位体積あたりの原子の数を表し、[Sn]は、亜鉛原子の単位質量、単位体積あたりの原子の数を表す。 [Zn] represents the unit mass of zinc atoms and the number of atoms per unit volume, and [Sn] represents the unit mass of zinc atoms and the number of atoms per unit volume.
この透明導電膜の移動度は、10cm2/V・sec以上であることが好ましい。より好ましくは20cm2/V・sec以上である。 The mobility of the transparent conductive film is preferably 10 cm 2 / V · sec or more. More preferably, it is 20 cm 2 / V · sec or more.
TFT駆動LCDの場合、10cm2/V・sec未満の移動度では、応答速度が遅くなる恐れがあり、液晶の画質を低下させる場合がある。また、比抵抗の値は、低い方が望ましいが、TFT駆動の場合、TFT素子からLCD駆動電極端部までの距離は非常に短いので10−2Ωcm台であればほとんど問題は生じない(表示性能は悪化しない)。 In the case of a TFT drive LCD, if the mobility is less than 10 cm 2 / V · sec, the response speed may be reduced, and the image quality of the liquid crystal may be degraded. The specific resistance is preferably low, but in the case of TFT driving, the distance from the TFT element to the end of the LCD driving electrode is very short, so there is almost no problem if it is on the order of 10 −2 Ωcm (display) Performance does not deteriorate).
また、移動度に影響を与えない範囲で、第三金属を添加することができる。ここで、第三金属としたのは、亜鉛、スズに続く3番目の金属という意味で「第三金属」と呼んでおり、単なる「他の金属」の意味でこの言葉を用いている。 Further, the third metal can be added within a range that does not affect the mobility. Here, the third metal is called “third metal” in the sense of the third metal after zinc and tin, and this term is used in the meaning of “other metal”.
この第三金属の種類としては、透過率を向上させる目的で、屈折率の小さな金属酸化物を添加することが考えられる。このような用途に用いる金属酸化物の代表例としては、MgO、B2O3、Ga2O3、GeO2などが挙げられる。 As the type of the third metal, it is conceivable to add a metal oxide having a small refractive index for the purpose of improving the transmittance. Typical examples of metal oxides used for such applications include MgO, B 2 O 3 , Ga 2 O 3 , GeO 2 and the like.
また、比抵抗を下げる目的として、それ自体の比抵抗が小さな金属酸化物を添加することもできる。このような目的に用いる金属酸化物の代表例としては、酸化レニウム、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、等が挙げられる。ただし、これら重金属酸化物は着色する可能性があり、添加する量には注意が必要であり、透過率に影響しない範囲で添加することを十分に考慮すべきである。 Further, for the purpose of reducing the specific resistance, a metal oxide having a small specific resistance can be added. Representative examples of metal oxides used for such purposes include rhenium oxide, iridium oxide, ruthenium oxide, and the like. However, these heavy metal oxides may be colored, and attention should be paid to the amount to be added, and it should be sufficiently considered to add in a range that does not affect the transmittance.
B.Al配線を備えた透明導電膜積層回路基板に関する発明
(3)本発明は、透明基板と、前記透明基板上に設けられた配線であって、Al若しくはAl合金から成るAl配線と、酸化亜鉛−酸化スズを主成分とする導電性酸化物からなり、前記Al配線に直接接合する透明導電膜と、を含むことを特徴とするAl配線を備えた透明導電膜積層回路基板である。
B. Invention on transparent conductive film laminated circuit board provided with Al wiring (3) The present invention relates to a transparent substrate, wiring provided on the transparent substrate, Al wiring made of Al or Al alloy, and zinc oxide- A transparent conductive film laminated circuit board provided with Al wiring, comprising a transparent conductive film made of a conductive oxide containing tin oxide as a main component and directly bonded to the Al wiring.
このような組成の透明導電膜によれば、直接Al配線に接合させても、接触抵抗を従来より低い値にすることができる。また、このような組成の透明導電膜によれば、Al配線との間の電池反応を効果的に抑止することができる。 According to the transparent conductive film having such a composition, the contact resistance can be made lower than the conventional value even if it is directly bonded to the Al wiring. Moreover, according to the transparent conductive film having such a composition, the battery reaction with the Al wiring can be effectively suppressed.
なお、Al配線としてAl合金を用いる場合は、Ni、W、Mo、Nb、Zr及びNdから成る群から選択された一種以上の金属を含むことができる。この場合、Al合金中の、Ni、W、Mo、Nb、Zr及びNdから成る群から選択された一種以上の金属の含有量は、0.05wt%〜10wt%の範囲が好ましい。0.05wt%未満では、添加の効果が少なく透明導電膜との接触抵抗の値が大きくなる場合があるためである。また、電池反応が現れてくる場合もあるからである。一方、10wt%超の場合は、Al配線自体の抵抗の値が大きくなり、液晶表示装置や有機EL装置に用いた場合、信号遅延等の問題が発生する恐れがある。これらの添加金属の含有量は、より好ましくは0.1wt%〜5wt%の範囲であり、より一層好ましくは、1〜3wt%の範囲である。 In the case where an Al alloy is used as the Al wiring, one or more metals selected from the group consisting of Ni, W, Mo, Nb, Zr, and Nd can be included. In this case, the content of one or more metals selected from the group consisting of Ni, W, Mo, Nb, Zr and Nd in the Al alloy is preferably in the range of 0.05 wt% to 10 wt%. If it is less than 0.05 wt%, the effect of addition is small, and the value of the contact resistance with the transparent conductive film may increase. Moreover, it is because a battery reaction may appear. On the other hand, if it exceeds 10 wt%, the resistance value of the Al wiring itself becomes large, and when used in a liquid crystal display device or an organic EL device, problems such as signal delay may occur. The content of these additive metals is more preferably in the range of 0.1 wt% to 5 wt%, and still more preferably in the range of 1 to 3 wt%.
また、金属配線側第三金属として、周期率表のIIIaからVIIIaの重金属若しくはランタノイド系金属を含んでいてもよい。 Further, the metal wiring side third metal may contain heavy metals or lanthanoid metals from IIIa to VIIIa in the periodic table.
なお、金属配線側第三金属とは、第三番目の金属という意味である。すなわち、Alを第1番目の金属である。そして、Ni、W、Mo、Nb、Zr及びNdから成る群から選択された一種以上の金属が第2番目の金属である。これら以外の第三番目の金属という意味で「金属配線側第三金属」の語を用いており、要するに「他の金属」という意味である。 The metal wiring side third metal means the third metal. That is, Al is the first metal. The one or more metals selected from the group consisting of Ni, W, Mo, Nb, Zr, and Nd are the second metal. The term “metal wiring side third metal” is used to mean a third metal other than these, in other words, it means “other metal”.
上で述べた周期率表のIIIaからVIIIaの重金属若しくはランタノイド系金属としては、例えば、Au、Ag、Zn、Cu、Sr、Sm等が好適に用いられる。その含有量は、求められるAl配線の性能にもよるが、0.01〜5wt%の範囲がよい。より好ましくは0.5〜3.0wt%である。含有量が0.01wt%未満では添加効果がほとんどなく、Al配線上にヒロック等の突起が発生する恐れもある。一方、5wt%を超える含有量の場合は、Al配線の抵抗値が大きくなる恐れがある。 For example, Au, Ag, Zn, Cu, Sr, Sm, or the like is preferably used as the heavy metal or lanthanoid metal of IIIa to VIIIa in the periodic rate table described above. The content is preferably in the range of 0.01 to 5 wt%, although it depends on the required performance of the Al wiring. More preferably, it is 0.5-3.0 wt%. If the content is less than 0.01 wt%, there is almost no effect of addition, and projections such as hillocks may occur on the Al wiring. On the other hand, when the content exceeds 5 wt%, the resistance value of the Al wiring may be increased.
このように、本発明(3)の特定の組成の酸化亜鉛−酸化スズは、当然のことながら少なくともこの2種の物質、酸化亜鉛、酸化スズを全て含有していることが非常に重要なポイントである。いずれか一種の成分が欠ける場合は、製造時にTMAH中における起電力が大きくなってしまい、Al配線との間の電池反応を十分に抑制することが困難になってしまう場合がある。 As described above, the zinc oxide-tin oxide having a specific composition according to the present invention (3) is naturally very important that it contains at least these two substances, zinc oxide and tin oxide. It is. If any one of the components is missing, the electromotive force in the TMAH becomes large at the time of manufacture, and it may be difficult to sufficiently suppress the battery reaction with the Al wiring.
(4)また、本発明は、前記酸化亜鉛−酸化スズを主成分とする導電性酸化物の、30℃のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)2.4%水溶液中のAg/AgCl標準電極を基準とした起電力が−0.6V以下であることを特徴とする(3)記載のAl配線を備えた透明導電膜積層回路基板である。 (4) Further, the present invention provides an Ag / AgCl standard electrode in a 2.4% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) at 30 ° C. of the conductive oxide mainly composed of zinc oxide-tin oxide. The reference electromotive force is −0.6 V or less, the transparent conductive film laminated circuit board provided with the Al wiring according to (3).
導電性酸化物の起電力が−0.6Vより大きな値の場合は、既に説明したように、Al配線との起電力の関係で電池反応が発生しやすくなる。一方、、導電性酸化物の起電力の下限値は特に存在しないし、特段の制約も存在しないが、Al配線の起電力より小さくする必要はない。 When the electromotive force of the conductive oxide is larger than −0.6 V, the battery reaction is likely to occur due to the electromotive force relationship with the Al wiring as already described. On the other hand, there is no lower limit value for the electromotive force of the conductive oxide, and there is no special restriction, but it is not necessary to make it lower than the electromotive force of the Al wiring.
本発明(4)の特徴は、基本的に上記(1)で述べた事項と同様である。 The features of the present invention (4) are basically the same as the matters described in the above (1).
(5)また、本発明は、前記酸化亜鉛−酸化スズを主成分とする導電性酸化物の組成が、[Zn]/([Zn]+[Sn])が0.5〜0.9、の範囲にあることを特徴とする(3)又は(4)記載のAl配線を備えた透明導電膜積層回路基板である。ここで、[Zn]は、亜鉛原子の数を表し、[Sn]は、スズ原子の数を表す。 (5) In the present invention, the composition of the conductive oxide mainly composed of zinc oxide-tin oxide is such that [Zn] / ([Zn] + [Sn]) is 0.5 to 0.9, (3) or (4) is a transparent conductive film laminated circuit board provided with the Al wiring. Here, [Zn] represents the number of zinc atoms, and [Sn] represents the number of tin atoms.
酸化物の組成がこのような数値範囲にあることによって、本発明の目的が十分に達成することができる。上記式の値が0.5未満では、TMAH中における電池反応を抑制する効果が十分に発揮できない場合や、蓚酸水溶液によるエッチングが困難になる場合があるからである。 When the composition of the oxide is within such a numerical range, the object of the present invention can be sufficiently achieved. This is because if the value of the above formula is less than 0.5, the effect of suppressing the battery reaction in TMAH may not be sufficiently exhibited, or etching with an aqueous oxalic acid solution may be difficult.
本発明(4)の作用は、基本的に上記(2)の発明と同様であるので、上記(2)の記述を参照されたい。 Since the operation of the present invention (4) is basically the same as that of the above-mentioned invention (2), refer to the description of the above-mentioned (2).
(6)また、本発明は、前記Al合金が、Ni、W、Mo、Nb、Zr及びNdから成る群から選択される一種以上の金属を含むことを特徴とする(3)〜(5)のいずれかに記載のAl配線を備えた透明導電膜積層回路基板である。 (6) Further, in the present invention, the Al alloy includes one or more metals selected from the group consisting of Ni, W, Mo, Nb, Zr and Nd (3) to (5) A transparent conductive film laminated circuit board comprising the Al wiring according to any one of the above.
(7)また、本発明は、前記Al合金中の、Ni、W、Mo、Nb、Zr及びNdから成る群から選択される一種以上の金属の含有量が、0.05〜10wt%であることを特徴とする(6)記載のAl配線を備えた透明導電膜積層回路基板である。 (7) In the present invention, the content of one or more metals selected from the group consisting of Ni, W, Mo, Nb, Zr, and Nd in the Al alloy is 0.05 to 10 wt%. (6) The transparent conductive film laminated circuit board provided with the Al wiring according to (6).
既に説明したように、Al若しくはAl合金から成るAl配線と導電性酸化物との間の起電力の差が−0.5V以下であることが本発明においては大変重要である。そして、起電力の差は、基本的には、Al若しくはAl合金から成るAl配線中の、Ni、W、Mo、Nb、Zr及びNd等の金属の含有量や、導電性酸化物の組成によって決まる。結局、実用上問題となるような電池反応を抑制するには、それぞれの物質の起電力の「差」を小さくすることが目的を実現するために必要である。
As already described, it is very important in the present invention that the difference in electromotive force between the Al wiring made of Al or Al alloy and the conductive oxide is −0.5 V or less. The difference in electromotive force basically depends on the content of metals such as Ni, W, Mo, Nb, Zr and Nd in the Al wiring made of Al or Al alloy and the composition of the conductive oxide. Determined. In the end, in order to suppress the battery reaction that causes a practical problem, it is necessary to reduce the “difference” in the electromotive force of each substance in order to realize the purpose.
この際、特に、本発明(7)のように、Ni、W、Mo、Nb、Zr及びNdから成る群から選択される一種以上の金属の含有量を0.05wt%〜10wt%の範囲に置けば、起電力の差を−0.5V以下に抑えることが容易となることが本願発明者らの実験により判明した。すなわち、本発明(6)によれば、起電力の差を−0.5V以下に設定することがより容易になる。 At this time, in particular, as in the present invention (7), the content of one or more metals selected from the group consisting of Ni, W, Mo, Nb, Zr and Nd is in the range of 0.05 wt% to 10 wt%. It was found by experiments of the present inventors that it would be easy to suppress the difference in electromotive force to −0.5 V or less. That is, according to the present invention (6), it becomes easier to set the difference in electromotive force to −0.5 V or less.
例えば、Ndを2%含有するAl配線(Ag/AgCl標準電極に対する起電力は−1.88V)を用いた場合、−1.38V以下の起電力を有する酸化物透明導電膜を用いれば、その差は−0.5Vであり電池反応を十分に低く抑えることができると考えられる。 For example, when an Al wiring containing 2% Nd (electromotive force with respect to an Ag / AgCl standard electrode is -1.88 V) is used, an oxide transparent conductive film having an electromotive force of -1.38 V or less is used. The difference is −0.5 V, and it is considered that the battery reaction can be suppressed sufficiently low.
C.透明導電膜積層回路基板の製造方法に関する発明
(7)本発明は、(3)〜(6)のいずれかに記載のAl配線を備えた透明導電膜積層回路基板の製造方法において、酸化亜鉛−酸化スズを主成分とする前記透明導電膜を所望の形状にパターニングするパターニング工程、を備え、前記パターニング工程は、前記透明導電膜上に塗布されたレジストを、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液をレジスト現像液として用いて現像する現像工程と、エッチング液として蓚酸の濃度が1wt%〜10wt%である水溶液を用い、このエッチング液の温度を20〜50℃の範囲に設定して前記透明導電膜をエッチングするエッチング工程と、を含み、酸化亜鉛−酸化スズを主成分とする前記酸化物の組成が、[Zn]/([Zn]+[Sn])が0.5〜0.9、の範囲にあり、前記Al配線はNiを含むAl合金から成ることを特徴とするAl配線を備えた透明導電膜積層回路基板の製造方法である。ここで、[Zn]は、亜鉛原子の数を表し、[Sn]は、スズ原子の数を表す。
C. Invention relating to a method for producing a transparent conductive film laminated circuit board (7) The present invention relates to a method for producing a transparent conductive film laminated circuit board comprising Al wiring according to any one of (3) to (6), wherein zinc oxide- A patterning step of patterning the transparent conductive film containing tin oxide as a main component into a desired shape. The patterning step uses a resist applied to the transparent conductive film as a resist and a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution as a resist development. Etching the transparent conductive film by using a developing process for developing as a solution and an aqueous solution having an oxalic acid concentration of 1 wt% to 10 wt% as an etchant and setting the temperature of the etchant within a range of 20 to 50 ° C. And an etching process comprising: a composition of the oxide mainly composed of zinc oxide-tin oxide is [Zn] / ([Zn] + [ n]) is 0.5 to 0.9, the range of the Al wiring is the preparation method of the transparent conductive film laminated circuit board with an Al wiring which is characterized by comprising an Al alloy containing Ni. Here, [Zn] represents the number of zinc atoms, and [Sn] represents the number of tin atoms.
このような構成によって、上記(3)−(6)の透明導電膜積層基板を効率よく製造することができる。 With such a configuration, the transparent conductive film laminated substrate of the above (3)-(6) can be efficiently produced.
レジスト現像液
レジスト現像液として用いるTMAH水溶液中のTMAHの濃度は、0.5〜8wt%が好ましい。また、より好ましい範囲は1〜5wt%である。
Resist Developer The concentration of TMAH in the TMAH aqueous solution used as the resist developer is preferably 0.5 to 8 wt%. Moreover, a more preferable range is 1 to 5 wt%.
TMAHの濃度が0.5wt%未満では現像能力が劣ってしまう場合や、現像液の寿命が短くなってしまう場合があるのである。一方、TMAHの濃度が8wt%超の場合は、現像能力が高すぎ、制御が困難になる場合があるのである。現像能力が高すぎて制御不能になってしまうと、パターンずれや、パターン剥がれ等の問題が発生する場合がある。 If the concentration of TMAH is less than 0.5 wt%, the developing ability may be inferior or the life of the developer may be shortened. On the other hand, when the concentration of TMAH is more than 8 wt%, the developing ability is too high and control may be difficult. If the developing ability is too high and control becomes impossible, problems such as pattern displacement and pattern peeling may occur.
これに対してTMAH以外のアルカリ性水溶液によって現像を行えばよいのではないかと考えられるかもしれない。しかし、TMAH以外の現像液の場合は、上述した電池反応を十分に抑制することができず、Al配線の腐食や断線の問題が発生する可能性が大である。 On the other hand, it may be considered that development may be performed with an alkaline aqueous solution other than TMAH. However, in the case of a developer other than TMAH, the above-described battery reaction cannot be sufficiently suppressed, and there is a high possibility that the problem of corrosion or disconnection of the Al wiring occurs.
エッチング液
エッチング液としては、蓚酸水溶液を用いる。その濃度は、0.5wt%〜10wt%から適宜選択するべきである。しかし、好ましくは、1wt%〜5wt%の範囲から選択することがよい。蓚酸の濃度が0.5wt%未満の場合は、エッチング速度が遅くなってしまう場合や、エッチング液の寿命が短くなってしまう場合があるのである。一方、蓚酸の濃度が10wt%を超える場合は、水溶液の溶解性に基づいて、蓚酸亜鉛や蓚酸スズが析出してしまう場合がある。この結果、エッチング不良を生じる恐れがある。また、基板上に上記蓚酸亜鉛等が析出すると、それは「異物」であるので、液晶パネルや有機ELパネルを製造する際の歩留まりを低下させる要因となる。
An oxalic acid aqueous solution is used as the etchant. The concentration should be appropriately selected from 0.5 wt% to 10 wt%. However, it is preferable to select from a range of 1 wt% to 5 wt%. If the concentration of oxalic acid is less than 0.5 wt%, the etching rate may be slow, or the life of the etching solution may be shortened. On the other hand, when the concentration of oxalic acid exceeds 10 wt%, zinc oxalate or tin oxalate may precipitate based on the solubility of the aqueous solution. As a result, there is a risk of causing etching failure. Further, when the zinc oxalate or the like is deposited on the substrate, it is a “foreign matter”, which causes a decrease in yield when manufacturing a liquid crystal panel or an organic EL panel.
また、本発明では上述のように、エッチング液の温度は20℃から50℃に設定される。20℃未満とする場合は、エッチング液をその20℃未満の温度にまで冷却する必要が出てくるので、実用的ではない。一方、50℃を超える温度とする場合は、特別な加熱装置が必要となってしまう場合があり、結局実用上問題がある。特に50度を超える温度の場合は、水分蒸発に伴う溶液濃度の管理が必要となってくるので、管理の手間が煩雑なものとなりがちである。なお、より好ましい温度範囲は、25℃から45℃の範囲である。 In the present invention, as described above, the temperature of the etching solution is set to 20 ° C. to 50 ° C. When the temperature is lower than 20 ° C., the etching solution needs to be cooled to a temperature lower than 20 ° C., which is not practical. On the other hand, when the temperature is higher than 50 ° C., a special heating device may be required, which eventually has a practical problem. In particular, in the case of a temperature exceeding 50 degrees, the management of the solution concentration accompanying the evaporation of moisture becomes necessary, and the management effort tends to be complicated. A more preferable temperature range is from 25 ° C to 45 ° C.
(8)また、本発明は、前記パターニング工程において、前記酸化亜鉛−酸化スズを主成分とする酸化物から成る前記透明導電膜の端部のテーパー角が35〜89度となるようにパターニングが行われることを特徴とする(7)記載のAl配線を備えた透明導電膜積層回路基板の製造方法である。 (8) Further, according to the present invention, in the patterning step, patterning is performed so that a taper angle of an end portion of the transparent conductive film made of an oxide mainly composed of zinc oxide-tin oxide is 35 to 89 degrees. (7) The manufacturing method of the transparent conductive film laminated circuit board provided with Al wiring characterized by the above-mentioned.
テーパー角が35度より小さい場合、透明導電膜エッジ部分の距離が長くなってしまる。つまり、テーパー角度が35度より小さい基板を用いて液晶や有機ELを駆動させた場合、画素周辺部と画素の内部でコントラストが大きく違ってしまうことがある。 When the taper angle is smaller than 35 degrees, the distance of the transparent conductive film edge portion becomes long. That is, when a liquid crystal or an organic EL is driven using a substrate having a taper angle smaller than 35 degrees, the contrast may be greatly different between the pixel peripheral portion and the inside of the pixel.
また、テーパー角が89度を超えると、透明導電膜エッジ部分の電極割れや剥離が生じる恐れがある。特に液晶を駆動する場合には配向膜の不良を生じる場合もあり、また、有機ELを駆動する場合には対向電極の断線を引き起こしてしまう可能性もある。 On the other hand, if the taper angle exceeds 89 degrees, there is a risk of electrode cracking or peeling at the transparent conductive film edge portion. In particular, when the liquid crystal is driven, the alignment film may be defective, and when the organic EL is driven, the counter electrode may be disconnected.
なお、透明導電膜の成膜方法としては、従来から知られている種々の方法を採用することができる。例えば、蒸着法、スパッタ法、CVD法、スプレー法、デップ法が好適に用いられる。この中でもスパッタ法が特に好適に用いられる。 As a method for forming the transparent conductive film, various conventionally known methods can be employed. For example, a vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, a spray method, or a dipping method is preferably used. Among these, the sputtering method is particularly preferably used.
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
実施の形態1
本実施の形態では、種々の構成に係るスパッタリングターゲットを作成し、その特性及びそれを用いて製造した透明導電膜の特性を検査した。
In the present embodiment, sputtering targets according to various configurations were created, and the characteristics and the characteristics of the transparent conductive film manufactured using the characteristics were inspected.
『実施例1』
平均粒径が1μm以下の酸化亜鉛粉末、及び平均粒径が1μm以下の酸化スズ粉末を、 [Zn]/([Zn]+[Sn])=0.79の割合となるように調合して、樹脂製ポットに入れ、さらに純水を加えて、硬質ZrO2ボールミルを用いた湿式ボールミル混合を行った。混合時間は20時間とした。得られた混合スラリーを取り出し、濾過、乾燥及び造粒を行った。得られた造粒物を、294MPa(3t/cm2 )の圧力を掛けて冷間静水圧プレスで成形した。
“Example 1”
A zinc oxide powder having an average particle diameter of 1 μm or less and a tin oxide powder having an average particle diameter of 1 μm or less were prepared so as to have a ratio of [Zn] / ([Zn] + [Sn]) = 0.79. Into a resin pot, pure water was further added, and wet ball mill mixing using a hard ZrO 2 ball mill was performed. The mixing time was 20 hours. The obtained mixed slurry was taken out, filtered, dried and granulated. The obtained granulated product was molded by a cold isostatic press while applying a pressure of 294 MPa (3 t / cm 2 ).
次に成形体を以下のように焼結した。まず、焼結炉内に、炉内容積0.1m3当たり5L/minの割合で、酸素を導入する雰囲気で、1500℃で5時間焼結した。この際、1000℃までを1℃/min、1000〜1500℃を3℃/minの昇温した。その後、酸素導入を止め、1500℃〜1300℃を10℃/minで降温した。そして、炉内容積0.1m3当たり10L/minの割合でアルゴンガスを導入する雰囲気で、1300℃を3時間保持した後、放冷した。これにより、相対密度90%以上の酸化亜鉛・酸化スズ含有焼結体が得られた。 Next, the compact was sintered as follows. First, sintering was performed in a sintering furnace at 1500 ° C. for 5 hours in an atmosphere in which oxygen was introduced at a rate of 5 L / min per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised to 1000 ° C. by 1 ° C./min, and from 1000 to 1500 ° C. by 3 ° C./min. Thereafter, the introduction of oxygen was stopped, and the temperature was decreased from 1500 ° C. to 1300 ° C. at 10 ° C./min. And in the atmosphere which introduce | transduces argon gas at the rate of 10 L / min per furnace internal volume 0.1m < 3 >, 1300 degreeC was hold | maintained for 3 hours, Then, it stood to cool. Thereby, a zinc oxide / tin oxide-containing sintered body having a relative density of 90% or more was obtained.
次に、このようにして得られた焼結体ターゲットのスパッタ面とする面をカップ砥石で磨き、直径100mm、厚み5mmに加工し、インジウム系合金を用いてバッキングプレートを貼り合わせて、スパッタリングターゲットaを構成した。このときの、スパッタリングターゲットaの密度は5.72g/cm 3 であった。 Next, the surface to be sputtered of the sintered body target thus obtained is polished with a cup grindstone, processed to a diameter of 100 mm and a thickness of 5 mm, a backing plate is bonded using an indium alloy, and a sputtering target is obtained. a was configured. At this time, the density of the sputtering target a was 5.72 g / cm 3 .
酸化スズが、分散していること、特に、酸化亜鉛の亜鉛サイトに置換固溶していることが好ましい。すなわち、前記スズがターゲット内に含まれる形態は、SnO2、SnOなどの酸化スズの形で、酸化亜鉛焼結体中に分散している形態でもよいが、ZnSnO3、Zn2SnO4などの酸化亜鉛−酸化スズ間の複合酸化物の形で、酸化亜鉛焼結体中に分散している形態でもよい。このように分散させることによって、EPMA(Electron Probe Micro-Analyzer:電子線プローブマイクロアナライザー)のSn原子のマッピング画像処理によって求めた結晶粒子の平均直径は3.87μmであった。 It is preferable that tin oxide is dispersed, in particular, substituted and dissolved in the zinc site of zinc oxide. That is, the form in which the tin is contained in the target may be a form of tin oxide such as SnO 2 or SnO and may be dispersed in the zinc oxide sintered body, but ZnSnO 3 , Zn 2 SnO 4, etc. It may be in the form of a composite oxide between zinc oxide and tin oxide and dispersed in the zinc oxide sintered body. By dispersing in this way, the average diameter of the crystal particles determined by mapping image processing of Sn atoms of EPMA (Electron Probe Micro-Analyzer) was 3.87 μm.
好ましくは、スズ原子が酸化亜鉛の亜鉛サイトに置換固溶することにより、スズが酸化亜鉛焼結体中に原子レベルで分散している方が、スパッタリングにおいて放電が安定し、得られる透明導電性薄膜を低抵抗にするためには有効である。これにより、スパッタリングターゲットaのバルク抵抗は、360Ωcmとなり、安定したRFスパッタリングが可能となると考えられる。 Preferably, when the tin atom is substituted and dissolved in the zinc site of zinc oxide, tin is dispersed at the atomic level in the zinc oxide sintered body so that the discharge is stabilized in sputtering and the transparent conductivity obtained This is effective for reducing the resistance of the thin film. Thereby, the bulk resistance of the sputtering target a becomes 360 Ωcm , and it is considered that stable RF sputtering is possible.
得られた上記スパッタリングターゲットaをスパッタリング装置に装着し、到達真空度:5×10−4Pa、成膜圧力:0.1Paにて、基板温度を200℃にセットして、成膜を行った。結果が表1、表2に示されている。表1は、用いたスパッタリングターゲットの性状を示す表であり、表2は、得られた透明導電膜の物理的計測結果を示す表である。 The obtained sputtering target a was mounted on a sputtering apparatus, and the film was formed by setting the substrate temperature to 200 ° C. at the ultimate vacuum: 5 × 10 −4 Pa and the film forming pressure: 0.1 Pa. . The results are shown in Tables 1 and 2. Table 1 is a table showing the properties of the used sputtering target, and Table 2 is a table showing the physical measurement results of the obtained transparent conductive film.
蓚酸の水溶液濃度・温度を変化させた場合のエッチング速度がそれぞれ表3に示されている。また、得られたパターンのテーパー角をSEM(Scanning Electron Microscope:走査型電子顕微鏡)観察より求めた。この結果も表3に示されている。 Table 3 shows the etching rates when the aqueous solution concentration and temperature of oxalic acid are changed. Further, the taper angle of the obtained pattern was determined by SEM (Scanning Electron Microscope) observation. This result is also shown in Table 3.
このように、実施例1によれば、透明導電膜(透明電極)の比抵抗の値を小さくすることができると共に、Ag/AgCl標準電極電位の値をAl薄膜のそれに近い値にすることができた。 As described above, according to Example 1, the specific resistance value of the transparent conductive film (transparent electrode) can be reduced, and the value of the Ag / AgCl standard electrode potential can be made close to that of the Al thin film. did it.
したがって、本実施例1における透明導電膜は、Al薄膜との電極電位差が小さい。これは、蓚酸水溶液、TMAH、上記剥離液の全ての溶液中で言えることである。したがって、局部電池反応が生じてしまうことを効果的に防止することができ、Alの溶出を効果的に防止することができる。 Therefore, the transparent conductive film in Example 1 has a small electrode potential difference from the Al thin film. This can be said in all solutions of oxalic acid aqueous solution, TMAH, and the above stripping solution. Therefore, it is possible to effectively prevent the local battery reaction from occurring and to effectively prevent the elution of Al.
さらに、光透過率の値も従来と比較して高い値を実現したので、より明るい表示画面の表示装置を実現できると考えられる。 Furthermore, since the value of the light transmittance is higher than the conventional value, it is considered that a brighter display screen display device can be realized.
なお、このような作用・効果は、以下の実施例2〜実施例5においても同様である。 In addition, such an effect | action and effect are the same also in the following Examples 2-5.
また、3.5wt%蓚酸水溶液によるエッチング速度は、105,000Å/min(30℃)、220,000Å/min(40℃)、 180,000Å/min(35℃)となり、良好なエッチング特性が観察された(表3)。さらに、エッチングの結果、テーパー角は86度となった(表3)。極端に小さい値や大きな値ではないので、耐久性に優れた透明電極を形成できると考えられる。 Also, the etching rate with a 3.5 wt% oxalic acid aqueous solution is 105,000 kg / min (30 ° C.), 220,000 kg / min (40 ° C.), 180,000 kg / min (35 ° C.), and good etching characteristics are observed. (Table 3). Further, as a result of etching, the taper angle was 86 degrees (Table 3). Since it is not an extremely small value or a large value, it is considered that a transparent electrode excellent in durability can be formed.
また、TCP(Tape Carrier Package)の接続安定性を検証するために、ACF(異方性導電フィルム:Anisotoropic Conductive Film)によってTCP接続を行い、60℃、90%RH(相対湿度:Relative Humidity)の環境下に保存して、接続抵抗の変化を観察した。結果が表4に示されている。 In addition, in order to verify the connection stability of TCP (Tape Carrier Package), TCP connection is performed by ACF (anisotropic conductive film), 60 ° C., 90% RH (relative humidity: Relative Humidity). The change in connection resistance was observed under storage in the environment. The results are shown in Table 4.
この表4に示すように、接続直後のTCP接続抵抗は、4.2Ωであり、240時間経過後は5.6Ωとなり、480時間経過後は6.2Ωとなり、96時間経過後は、6.5Ωとなった。この結果、時間経過による接触抵抗の増大の程度は微少な値であり、表示装置に用いた場合でも抵抗増大による性能の劣化は非常に小さいものと考えられる。すなわち、本実施例1の透明導電膜を用いた基板を利用すれば耐久性に富む表示装置が構成できると考えられる。 As shown in Table 4, the TCP connection resistance immediately after connection is 4.2Ω, 5.6Ω after 240 hours, 6.2Ω after 480 hours, and 6.0Ω after 96 hours. It became 5Ω. As a result, the degree of increase in contact resistance over time is a slight value, and it is considered that the deterioration in performance due to the increase in resistance is very small even when used in a display device. That is, it is considered that a display device with high durability can be configured by using the substrate using the transparent conductive film of Example 1.
『実施例2、実施例3、実施例4、実施例5』
平均粒径が1μm以下の酸化亜鉛粉末、及び平均粒径が1μm以下の酸化スズ粉末を原料粉末とした。酸化亜鉛粉末と酸化スズ粉末を所定の割合で樹脂製ポットに調合して入れ、湿式ボールミルで混合した。その際、硬質ZrO2ボールを用い、混合時間を20時間とした。混合スラリーを取り出し、濾過、乾燥、造粒した。造粒物を円形の型に充填し、冷間静水圧プレスを用い、3ton/cm2の圧力を掛けて円盤状に成形した。
“Example 2, Example 3, Example 4, Example 5”
Zinc oxide powder having an average particle size of 1 μm or less and tin oxide powder having an average particle size of 1 μm or less were used as raw material powders. Zinc oxide powder and tin oxide powder were mixed in a resin pot at a predetermined ratio and mixed by a wet ball mill. At that time, hard ZrO 2 balls were used and the mixing time was 20 hours. The mixed slurry was taken out, filtered, dried and granulated. The granulated product was filled in a circular mold and formed into a disk shape by applying a pressure of 3 ton / cm 2 using a cold isostatic press.
次に、成形体を雰囲気調整炉に入れ、焼結した。焼結に際して、炉内容積0.1m3当たり5リットル/分の割合で炉内に酸素を導入しつつ、1500℃で5時間焼結した。この際、1000℃まで1℃/分、1000℃から1500℃までを3℃/分の昇温速度で昇温した。焼結終了後、酸素の導入を停止し、1500℃から1300℃までを10℃/分の割合で降温した。そして、炉内容積0.1m3当たり10リットル/分の割合でArを炉内に導入しつつ、1300℃で3時間保持した後、放冷した。これにより密度90%以上の焼結体ターゲットb、c、d、eを得た(表1)。このときの、各ターゲットの密度を、表1に示した。実施例2は、焼結体ターゲットbを用いた実施例であり、実施例3は焼結体ターゲットcを用いた実施例であり、実施例4は、焼結体ターゲットdを用いた実施例であり、実施例5は焼結体ターゲットeを用いた実施例である。 Next, the compact was placed in an atmosphere adjustment furnace and sintered. During sintering, sintering was performed at 1500 ° C. for 5 hours while introducing oxygen into the furnace at a rate of 5 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume. At this time, the temperature was raised from 1000 ° C. to 1 ° C./min and from 1000 ° C. to 1500 ° C. at a rate of 3 ° C./min. After the completion of sintering, the introduction of oxygen was stopped, and the temperature was decreased from 1500 ° C. to 1300 ° C. at a rate of 10 ° C./min. Then, Ar was introduced into the furnace at a rate of 10 liters / minute per 0.1 m 3 of the furnace volume, held at 1300 ° C. for 3 hours, and then allowed to cool. Thereby, sintered compact targets b, c, d, and e having a density of 90% or more were obtained (Table 1). The density of each target at this time is shown in Table 1. Example 2 is an example using a sintered body target b, Example 3 is an example using a sintered body target c, and Example 4 is an example using a sintered body target d. Example 5 is an example using the sintered compact target e.
次に、得た焼結体(ターゲットb〜e)のスパッタ面とする面をカップ砥石で磨き、直径152mm、厚み5mmに加工してそれぞれスパッタリングターゲットを得た。 Next, the surface used as the sputtering surface of the obtained sintered bodies (targets b to e) was polished with a cup grindstone and processed into a diameter of 152 mm and a thickness of 5 mm to obtain sputtering targets.
実施例1と同様に、実施例2〜5においても、酸化スズが、分散していること、特に、酸化亜鉛の亜鉛サイトに置換固溶していることが好ましい。すなわち、前記スズがターゲット内に含まれる形態は、SnO2、SnOなどの酸化スズの形で、酸化亜鉛焼結体中に分散している形態でもよいが、ZnSnO3、Zn2SnO4などの酸化亜鉛−酸化スズ間の複合酸化物の形で、酸化亜鉛焼結体中に分散している形態でもよい。このように分散させた結果、結晶粒子の平均直径が表1に示すようになった。実施例1と同様に、実施例2〜5においても、結晶粒子の平均直径を画像処理(EPMAのSn原子のマッピング画像処理)によって求め、その結果を表1に示した。 Similarly to Example 1, in Examples 2 to 5, it is preferable that tin oxide is dispersed, and in particular, it is substituted and dissolved in the zinc site of zinc oxide. That is, the form in which the tin is contained in the target may be a form of tin oxide such as SnO 2 or SnO and may be dispersed in the zinc oxide sintered body, but ZnSnO 3 , Zn 2 SnO 4, etc. It may be in the form of a composite oxide between zinc oxide and tin oxide and dispersed in the zinc oxide sintered body. As a result of such dispersion, the average diameter of the crystal particles became as shown in Table 1. Similarly to Example 1, also in Examples 2 to 5, the average diameter of the crystal particles was obtained by image processing (EPMA Sn atom mapping image processing), and the results are shown in Table 1.
好ましくは、スズ原子が酸化亜鉛の亜鉛サイトに置換固溶することにより、スズが酸化亜鉛焼結体中に原子レベルで分散している方が、スパッタリングにおいて放電が安定し、得られる透明導電性薄膜を低抵抗にするためには有効である。これにより、ターゲットのバルク抵抗は、全て500Ωcm未満となり、安定したスパッタリングが可能となる。この測定値は、表1に示されている。 Preferably, when the tin atom is substituted and dissolved in the zinc site of zinc oxide, tin is dispersed at the atomic level in the zinc oxide sintered body so that the discharge is stabilized in sputtering and the transparent conductivity obtained This is effective for reducing the resistance of the thin film. As a result, the bulk resistance of the target is less than 500 Ωcm , and stable sputtering is possible. This measurement is shown in Table 1.
また、TCP(Tape Carrier Package)の接続安定性を検証するために、ACF(異方性導電フィルム:Anisotoropic Conductive Film)によってTCP接続を行い、60℃、90%RH(相対湿度:Relative Humidity)の環境下に保存して、接続抵抗の変化を観察した。結果が表4に示されている。 In addition, in order to verify the connection stability of TCP (Tape Carrier Package), TCP connection is performed by ACF (anisotropic conductive film), 60 ° C., 90% RH (relative humidity: Relative Humidity). The change in connection resistance was observed under storage in the environment. The results are shown in Table 4.
実施例2においては、これらの表に示されているように、[Zn]/([Zn]+[Sn])の値は、0.75である。ターゲット密度は5.86g/cm3であり、平均粒径は3.82μmであった。また、比抵抗は、350Ωcmであった(表1)。
In Example 2, as shown in these tables, the value of [Zn] / ([Zn] + [Sn]) is 0.75. The target density was 5.86 g / cm 3 and the average particle size was 3.82 μm. The specific resistance was 350 Ωcm (Table 1).
このスパッタリングターゲットbを用いて成膜した透明導電膜の比抵抗は0.04Ωcmであり、移動度は、45cm2/V・secであった。光透過率は、86.3%(波長550nm)であり、Ag/AgCl標準電極電位は、−0.78Vであった(表2)。 The specific resistance of the transparent conductive film formed using this sputtering target b was 0.04 Ωcm, and the mobility was 45 cm 2 / V · sec. The light transmittance was 86.3% (wavelength 550 nm), and the Ag / AgCl standard electrode potential was −0.78 V (Table 2).
このように、比抵抗の値はいずれも十分に低く、且つ、透明度も表示装置に用いるのに十分な値を示した。また、Ag/AgCl標準電極電位は、Al薄膜の電位に比べて+0.18Vであり、その差は非常に小さな値であり、電池反応が十分に抑制される。 Thus, the specific resistance values were all sufficiently low, and the transparency was a value sufficient for use in a display device. Further, the Ag / AgCl standard electrode potential is +0.18 V compared to the potential of the Al thin film, and the difference is a very small value, and the battery reaction is sufficiently suppressed.
また、3.5wt%蓚酸水溶液によるエッチング速度は、65,000Å/min(30℃)、132,000Å/min(40℃)、96,000Å/min(35℃)となり、良好なエッチング特性が観察された(表3)。さらに、エッチングの結果、テーパー角は75度となった(表3)。極端に小さい値や大きな値ではないので、耐久性に優れた透明電極を形成できると考えられる。 Also, the etching rate with a 3.5 wt% oxalic acid aqueous solution was 65,000 Å / min (30 ° C.), 132,000 Å / min (40 ° C.), 96,000 Å / min (35 ° C.), and good etching characteristics were observed. (Table 3). Further, as a result of etching, the taper angle was 75 degrees (Table 3). Since it is not an extremely small value or a large value, it is considered that a transparent electrode excellent in durability can be formed.
また表4に示すように、実施例2においては、接続直後のTCP接続抵抗は、4.3Ωであり、240時間経過後は5.0Ωとなり、480時間経過後は5.4Ωとなり、960時間経過後は、5.4Ωとなった。この結果、時間経過による接触抵抗の増大の程度は非常に微少な値であり、表示装置に用いた場合でも抵抗増大による性能の劣化は非常に小さいものと考えられる。すなわち、本実施例2の透明導電膜を用いた基板を利用すれば耐久性に富む表示装置が構成できると考えられる。 Also, as shown in Table 4, in Example 2, the TCP connection resistance immediately after connection is 4.3Ω, 5.0Ω after 240 hours, and 5.4Ω after 480 hours, 960 hours. After the lapse of 5.4Ω. As a result, the degree of increase in contact resistance over time is a very small value, and even when used in a display device, performance degradation due to increased resistance is considered to be very small. That is, it is considered that a display device with high durability can be configured by using the substrate using the transparent conductive film of Example 2.
実施例3
実施例3においては、これらの表に示されているように、[Zn]/([Zn]+[Sn])の値は、0.70である。ターゲット密度は5.83g/cm3であり、平均粒径は3.4μmであった。また、比抵抗は、370Ωcmであった(表1)。
Example 3
In Example 3, as shown in these tables, the value of [Zn] / ([Zn] + [Sn]) is 0.70. The target density was 5.83 g / cm 3 and the average particle size was 3.4 μm. The specific resistance was 370 Ωcm (Table 1).
このスパッタリングターゲットcを用いて成膜した透明導電膜の比抵抗は0.009Ωcmであり、移動度は、48cm2/V・secであった。光透過率は、86.5%(波長550nm)であり、Ag/AgCl標準電極電位は、−0.72Vであった(表2)。 The specific resistance of the transparent conductive film formed using this sputtering target c was 0.009 Ωcm, and the mobility was 48 cm 2 / V · sec. The light transmittance was 86.5% (wavelength 550 nm), and the Ag / AgCl standard electrode potential was −0.72 V (Table 2).
このように、比抵抗の値はいずれも十分に低く、且つ、透明度も表示装置に用いるのに十分な値を示した。また、Ag/AgCl標準電極電位は、Al薄膜の電位に比べて+0.24Vであり、その差は非常に小さな値であり、電池反応が十分に抑制される。 Thus, the specific resistance values were all sufficiently low, and the transparency was a value sufficient for use in a display device. Moreover, the Ag / AgCl standard electrode potential is +0.24 V compared to the potential of the Al thin film, and the difference is very small, so that the battery reaction is sufficiently suppressed.
また、3.5wt%蓚酸水溶液によるエッチング速度は、500Å/min(30℃)、1,100Å/min(40℃)、 950Å/min(35℃)となり、良好なエッチング特性が観察された(表3)。さらに、エッチングの結果、テーパー角は48度となった(表3)。極端に小さい値や大きな値ではないので、耐久性に優れた透明電極を形成できると考えられる。 Moreover, the etching rates with a 3.5 wt% oxalic acid aqueous solution were 500 Å / min (30 ° C.), 1,100 Å / min (40 ° C.), and 950 Å / min (35 ° C.), and good etching characteristics were observed (Table 3). Furthermore, as a result of etching, the taper angle was 48 degrees (Table 3). Since it is not an extremely small value or a large value, it is considered that a transparent electrode excellent in durability can be formed.
また表4に示すように、実施例3においては、接続直後のTCP接続抵抗は、4.5Ωであり、240時間経過後は4.9Ωとなり、480時間経過後は5.3Ωとなり、960時間経過後は、5.3Ωとなった。この結果、時間経過による接触抵抗の増大の程度は非常に微少な値であり、表示装置に用いた場合でも抵抗増大による性能の劣化は非常に小さいものと考えられる。すなわち、本実施例3の透明導電膜を用いた基板を利用すれば耐久性に富む表示装置が構成できると考えられる。 As shown in Table 4, in Example 3, the TCP connection resistance immediately after the connection is 4.5Ω, 4.9Ω after 240 hours, 5.3Ω after 480 hours, and 960 hours. After the lapse of 5.3 Ω. As a result, the degree of increase in contact resistance over time is a very small value, and even when used in a display device, performance degradation due to increased resistance is considered to be very small. That is, it is considered that a display device with high durability can be configured by using the substrate using the transparent conductive film of Example 3.
実施例4
実施例4においては、これらの表に示されているように、[Zn]/([Zn]+[Sn])の値は、0.67である。ターゲット密度は5.92g/cm3であり、平均粒径は3.5μmであった。また、比抵抗は、420Ωcmであった(表1)。
Example 4
In Example 4, as shown in these tables, the value of [Zn] / ([Zn] + [Sn]) is 0.67. The target density was 5.92 g / cm 3 and the average particle size was 3.5 μm. The specific resistance was 420 Ωcm (Table 1).
このスパッタリングターゲットdを用いて成膜した透明導電膜の比抵抗は0.006Ωcmであり、移動度は、46cm2/V・secであった。光透過率は、86.3%(波長550nm)であり、Ag/AgCl標準電極電位は、−0.68Vであった(表2)。 The specific resistance of the transparent conductive film formed using this sputtering target d was 0.006 Ωcm, and the mobility was 46 cm 2 / V · sec. The light transmittance was 86.3% (wavelength 550 nm), and the Ag / AgCl standard electrode potential was −0.68 V (Table 2).
このように、比抵抗の値はいずれも十分に低く、且つ、透明度も表示装置に用いるのに十分な値を示した。また、Ag/AgCl標準電極電位は、Al薄膜の電位に比べて+0.28Vであり、その差は非常に小さな値であり、電池反応が十分に抑制される。 Thus, the specific resistance values were all sufficiently low, and the transparency was a value sufficient for use in a display device. Further, the Ag / AgCl standard electrode potential is +0.28 V compared to the potential of the Al thin film, and the difference is a very small value, and the battery reaction is sufficiently suppressed.
また、3.5wt%蓚酸水溶液によるエッチング速度は、30Å/min(30℃)、71Å/min(40℃)、55Å/min(35℃)となり、良好なエッチング特性が観察された(表3)。さらに、エッチングの結果、テーパー角は42度となった(表3)。極端に小さい値や大きな値ではないので、耐久性に優れた透明電極を形成できると考えられる。 Moreover, the etching rate by the 3.5 wt% oxalic acid aqueous solution was 30 Å / min (30 ° C), 71 Å / min (40 ° C), and 55 Å / min (35 ° C), and good etching characteristics were observed (Table 3). . Furthermore, as a result of etching, the taper angle was 42 degrees (Table 3). Since it is not an extremely small value or a large value, it is considered that a transparent electrode excellent in durability can be formed.
また表4に示すように、実施例4においては、接続直後のTCP接続抵抗は、4.8Ωであり、240時間経過後は5.3Ωとなり、480時間経過後は5.5Ωとなり、960時間経過後は、5.7Ωとなった。この結果、時間経過による接触抵抗の増大の程度は非常に微少な値であり、表示装置に用いた場合でも抵抗増大による性能の劣化は非常に小さいものと考えられる。すなわち、本実施例4の透明導電膜を用いた基板を利用すれば耐久性に富む表示装置が構成できると考えられる。 Also, as shown in Table 4, in Example 4, the TCP connection resistance immediately after connection is 4.8Ω, 5.3Ω after 240 hours, and 5.5Ω after 480 hours, 960 hours. After the lapse, it became 5.7Ω. As a result, the degree of increase in contact resistance over time is a very small value, and even when used in a display device, performance degradation due to increased resistance is considered to be very small. That is, it is considered that a display device with high durability can be configured by using the substrate using the transparent conductive film of Example 4.
実施例5
実施例5においては、これらの表に示されているように、[Zn]/([Zn]+[Sn])の値は、0.55である。ターゲット密度は6.10g/cm3であり、平均粒径は測定不能であった。また、比抵抗は、480Ωcmであった(表1)。
Example 5
In Example 5, as shown in these tables, the value of [Zn] / ([Zn] + [Sn]) is 0.55. The target density was 6.10 g / cm 3 and the average particle size was not measurable. The specific resistance was 480 Ωcm (Table 1).
このスパッタリングターゲットdを用いて成膜した透明導電膜の比抵抗は0.03Ωcmであり、移動度は、35cm2/V・secであった。光透過率は、85.9%(波長550nm)であり、Ag/AgCl標準電極電位は、−0.61Vであった(表2)。 The specific resistance of the transparent conductive film formed using this sputtering target d was 0.03 Ωcm, and the mobility was 35 cm 2 / V · sec. The light transmittance was 85.9% (wavelength 550 nm), and the Ag / AgCl standard electrode potential was -0.61 V (Table 2).
このように、比抵抗の値はいずれも十分に低く、且つ、透明度も表示装置に用いるのに十分な値を示した。また、Ag/AgCl標準電極電位は、Al薄膜の電位に比べて+0.35Vであり、その差は非常に小さな値であり、電池反応が十分に抑制される。 Thus, the specific resistance values were all sufficiently low, and the transparency was a value sufficient for use in a display device. In addition, the Ag / AgCl standard electrode potential is +0.35 V compared to the potential of the Al thin film, and the difference is a very small value, and the battery reaction is sufficiently suppressed.
また、3.5wt%蓚酸水溶液によるエッチング速度は、10Å/min(30℃)、25Å/min(40℃)、22Å/min(35℃)となり、良好なエッチング特性が観察された(表3)。さらに、エッチングの結果、テーパー角は38度となった(表3)。極端に小さい値や大きな値ではないので、耐久性に優れた透明電極を形成できると考えられる。 Moreover, the etching rate by the 3.5 wt% oxalic acid aqueous solution was 10 Å / min (30 ° C), 25 Å / min (40 ° C), and 22 Å / min (35 ° C), and good etching characteristics were observed (Table 3). . Furthermore, as a result of etching, the taper angle was 38 degrees (Table 3). Since it is not an extremely small value or a large value, it is considered that a transparent electrode excellent in durability can be formed.
また表4に示すように、実施例4においては、接続直後のTCP接続抵抗は、4.8Ωであり、240時間経過後は5.3Ωとなり、480時間経過後は5.5Ωとなり、960時間経過後は、5.7Ωとなった。この結果、時間経過による接触抵抗の増大の程度は非常に微少な値であり、表示装置に用いた場合でも抵抗増大による性能の劣化は非常に小さいものと考えられる。すなわち、本実施例4の透明導電膜を用いた基板を利用すれば耐久性に富む表示装置が構成できると考えられる。 Also, as shown in Table 4, in Example 4, the TCP connection resistance immediately after connection is 4.8Ω, 5.3Ω after 240 hours, and 5.5Ω after 480 hours, 960 hours. After the lapse, it became 5.7Ω. As a result, the degree of increase in contact resistance over time is a very small value, and even when used in a display device, performance degradation due to increased resistance is considered to be very small. That is, it is considered that a display device with high durability can be configured by using the substrate using the transparent conductive film of Example 4.
また、以上述べたような実施例1〜実施例5における透明導電膜は、Alとの接触抵抗を従来に比べて小さくすることができるため、液晶等を駆動する能力に優れている。その結果、液晶等を駆動する画素電極として用いた場合、中間調を良好に表示することができる表示装置を構成することができる。 Moreover, since the transparent conductive film in Examples 1-5 as mentioned above can make contact resistance with Al small compared with the past, it is excellent in the capability to drive a liquid crystal etc. As a result, when used as a pixel electrode for driving a liquid crystal or the like, a display device that can display halftones satisfactorily can be configured.
『比較例1、比較例2』
上記実施例1−5と、組成が異なる例を比較例1、2として挙げる。この比較例1、2の結果も表1、表2、表3、表4に示されている。
“Comparative Example 1 and Comparative Example 2”
Examples where the composition is different from Example 1-5 are given as Comparative Examples 1 and 2. The results of Comparative Examples 1 and 2 are also shown in Table 1, Table 2, Table 3, and Table 4.
比較例1
比較例1は、亜鉛の原子数の組成比率[Zn]/([Zn]+[Sn])の値が0.97の場合である。この比較例1の測定値は表1〜4に示す通りである。この表に示すように、ターゲットの比抵抗は280Ωcmと低い値を示すが、成膜した透明導電膜の比抵抗は0.86Ωcmと上記実施例1〜5のいずれよりも高い値となっている。Ag/AgCl標準電極電位は、−0.98Vであり、Al薄膜と近い値を示している。しかし、移動度は15cm2/V・secと低い値であり、光透過率も79.8%(波長:550nm)と低い値を示しており、表示装置に用いた場合の性能は、上記実施例1−5に比べて劣ると考えられる。
Comparative Example 1
The comparative example 1 is a case where the value of the composition ratio [Zn] / ([Zn] + [Sn]) of the number of zinc atoms is 0.97. The measured values of Comparative Example 1 are as shown in Tables 1 to 4. As shown in this table, the specific resistance of the target is as low as 280 Ωcm, but the specific resistance of the formed transparent conductive film is 0.86 Ωcm, which is higher than any of the above Examples 1-5. . The Ag / AgCl standard electrode potential is −0.98 V, indicating a value close to that of the Al thin film. However, the mobility is as low as 15 cm 2 / V · sec, the light transmittance is as low as 79.8% (wavelength: 550 nm), and the performance when used in a display device is as described above. It is considered inferior to Example 1-5.
また、3.5wt%蓚酸水溶液によるエッチング速度は、実施例1−5より高い値を示したが、その結果、テーパー角は134度となってしまい、得られた透明電極に線細りや断線等が生じる恐れがある。 Moreover, although the etching rate by 3.5 wt% oxalic acid aqueous solution showed a higher value than Example 1-5, as a result, the taper angle became 134 degrees, and the obtained transparent electrode was thinned, disconnected, etc. May occur.
比較例2
比較例2は、亜鉛の原子数の組成比率[Zn]/([Zn]+[Sn])の値が0.40の場合である。この比較例2の測定値は表1〜4に示す通りである。この表に示すように、ターゲットの比抵抗は4400Ωcmであり、成膜した透明導電膜の比抵抗は0.08Ωcmであった。また、Ag/AgCl標準電極電位は、−0.25Vであり、Al薄膜のその値に比べて−0.71Vとなり差が非常に大きい。この結果、電池反応はほとんど抑制することができず、Alの溶出を防止することは困難であると考えられる。
Comparative Example 2
In Comparative Example 2, the value of the composition ratio [Zn] / ([Zn] + [Sn]) of the number of zinc atoms is 0.40. The measured values of Comparative Example 2 are as shown in Tables 1 to 4. As shown in this table, the specific resistance of the target was 4400 Ωcm, and the specific resistance of the formed transparent conductive film was 0.08 Ωcm. Further, the Ag / AgCl standard electrode potential is −0.25 V, which is −0.71 V compared to the value of the Al thin film, and the difference is very large. As a result, the battery reaction can hardly be suppressed, and it is considered difficult to prevent the elution of Al.
また、移動度は8cm2/V・secと低い値であり、光透過率も79.8%(波長:550nm)と低い値を示しており、表示装置に用いた場合の性能は、上記実施例1−5に比べて劣ると考えられる。 Further, the mobility is as low as 8 cm 2 / V · sec, the light transmittance is as low as 79.8% (wavelength: 550 nm), and the performance when used in a display device is as described above. It is considered inferior to Example 1-5.
また、3.5wt%蓚酸水溶液によるエッチングは不可能であった。 Further, etching with a 3.5 wt% oxalic acid aqueous solution was impossible.
実施の形態2(実施例6a、実施例6b)
以下、Ni、W、Mo、Nb、Zr及びNdから成る群から選択された一種以上の金属を含むAl薄膜のTMAH中の安定度(表5参照)、及び、Al若しくはAl合金と透明導電膜を積層した場合の電池反応(表6参照)、に関する実施例6を説明する。
Embodiment 2 (Example 6a, Example 6b)
Hereinafter, the stability in TMAH of an Al thin film containing one or more metals selected from the group consisting of Ni, W, Mo, Nb, Zr and Nd (see Table 5), and Al or Al alloy and a transparent conductive film Example 6 relating to the battery reaction (see Table 6) in the case of stacking layers will be described.
実施例6a(Al薄膜のTMAH中の安定度)
純Alスパッタリングターゲットをスパッタ装置に装着し、スパッタリングターゲット上に所定の金属のワイヤーを載置した場合、及び、何も載置しない場合のそれぞれについて、スパッタリングを行った。それぞれの場合を詳述すれば以下の通りである。
Example 6a (Stability of Al thin film in TMAH)
Sputtering was performed for each of a case where a pure Al sputtering target was mounted on a sputtering apparatus and a predetermined metal wire was placed on the sputtering target, and a case where nothing was placed. The details of each case are as follows.
(a)Niワイヤー(1φ×10mm長)を20本載置した場合
(b)Wワイヤー(1φ×10mm長)を20本載置した場合
(c)Moワイヤー(1φ×10mm長)を20本載置した場合
(d)Nbワイヤー(1φ×10mm長)を20本載置した場合
(e)Zrワイヤー(1φ×10mm長)を20本載置した場合
(f)Ndワイヤー(1φ×10mm長)を20本載置した場合
(g)Niワイヤー(1φ×10mm長)を20本、Wワイヤー(1φ×10mm長)を20本載置した場合
(h)Niワイヤー(1φ×10mm長)を20本、Moワイヤー(1φ×10mm長)を20本載置した場合
(i)Niワイヤー(1φ×10mm長)を20本、Nbワイヤー(1φ×10mm長)を20本載置した場合
(j)Niワイヤー(1φ×10mm長)を20本、Zrワイヤー(1φ×10mm長)を20本載置した場合
(k)何も置かない。すなわち純Alのみ。
(A) When 20 Ni wires (1φ × 10 mm length) are placed (b) When 20 W wires (1φ × 10 mm length) are placed (c) 20 Mo wires (1φ × 10 mm length) When placed (d) When 20 Nb wires (1φ × 10 mm length) are placed (e) When 20 Zr wires (1φ × 10 mm length) are placed (f) Nd wire (1φ × 10 mm length) (G) 20 Ni wires (1φ x 10mm length) and 20 W wires (1φ x 10mm length) (h) Ni wires (1φ x 10mm length) When 20 and 20 Mo wires (1φ × 10 mm length) are placed (i) When 20 Ni wires (1φ × 10 mm length) and 20 Nb wires (1φ × 10 mm length) are placed (j ) Ni wire (1φ × 10mm When 20 lengths and 20 Zr wires (1φ × 10 mm length) are placed (k) Nothing is placed. That is, pure Al only.
スパッタリングターゲットをこのように設置し、いずれも到達真空度:5×10−4Pa、成膜圧力:0.1Paにて、基板温度を室温にセットしてスパッタリングを行い。Al若しくはAl合金の薄膜を所定のスライドガラス上に成膜した。 Sputtering targets were set in this way, and in all cases, sputtering was performed with the substrate temperature set to room temperature at an ultimate vacuum of 5 × 10 −4 Pa and a film forming pressure of 0.1 Pa. A thin film of Al or Al alloy was formed on a predetermined slide glass.
スライドガラスは、上記(a)〜(k)の各種類毎に作製し。合計11種のスライドガラスを作製した。このようにして得られた薄膜の組成が表5に示されている。この組成は、元素分析により実行した。得られた11種のスライドガラスを、TMAH2.4wt%の水溶液20℃中に5分間浸漬し、Al膜の溶解を観察した。この結果が表5に示されている。 A slide glass is prepared for each of the above types (a) to (k). A total of 11 types of slide glasses were produced. The composition of the thin film thus obtained is shown in Table 5. This composition was performed by elemental analysis. The obtained 11 kinds of slide glasses were immersed in an aqueous solution of TMAH 2.4 wt% at 20 ° C. for 5 minutes, and dissolution of the Al film was observed. The results are shown in Table 5.
・純Alの場合変化は観察されなかった。 -No change was observed in the case of pure Al.
・1.6wt%Ni−Al合金の場合、1.1wt%W−Al合金の場合は、それぞれNi−Al層、W−Al層が完全に溶解した。 -In the case of 1.6 wt% Ni-Al alloy, in the case of 1.1 wt% W-Al alloy, the Ni-Al layer and the W-Al layer were completely dissolved, respectively.
・また、1.2wt%Mo−Al合金の場合、1.7wt%Nb−Al合金の場合、1.2wt%Zr−Al合金の場合、いずれも変化は見られなかった。 -In the case of 1.2 wt% Mo-Al alloy, no change was observed in the case of 1.7 wt% Nb-Al alloy and in the case of 1.2 wt% Zr-Al alloy.
・また、1.0wt%Nd−Al合金の場合、1.6wt%Ni−1.1wt%W−Al合金の場合、それぞれNd−Al層、Ni−W−Al層がいずれも完全に溶解した。 In addition, in the case of 1.0 wt% Nd-Al alloy, in the case of 1.6 wt% Ni-1.1 wt% W-Al alloy, each of the Nd-Al layer and Ni-W-Al layer was completely dissolved. .
・また、1.6wt%Ni−1.2wt%Mo−Al合金の場合、1.6wt%Ni−1.7wt%Nb−Al合金の場合、1.6wt%Ni−1.2wt%Zr−Al合金の場合、いずれも変化は観察されなかった。 -In the case of 1.6 wt% Ni-1.2 wt% Mo-Al alloy, in the case of 1.6 wt% Ni-1.7 wt% Nb-Al alloy, 1.6 wt% Ni-1.2 wt% Zr-Al In the case of alloys, no change was observed.
次に、電池反応について実験を行った。まず、上記実施例6aと同様にして11種のスライドガラスを作製する。条件は、上述したように(a)〜(k)の11種の条件であり、まったく同様にしてAl膜が成膜された11枚のスライドガラスを作製した。
Next, an experiment was conducted on the battery reaction. First, 11 kinds of slide glasses are produced in the same manner as in Example 6a. The conditions were 11 types of conditions (a) to (k) as described above, and 11 slide glasses on which an Al film was formed were produced in exactly the same manner.
次に、作製した11枚の各スライドガラスの面積の1割をカプトンテープにてシールした。 Next, 10% of the area of each of the 11 slide glasses produced was sealed with Kapton tape.
シールをした11個のスライドガラスに対して、透明導電膜を積層するためにスパッタリングを行う。具体的には、上記実施例3のターゲット用いてスパッタリングを行った。このスパッタリングは、厚み100nmになるようにスパッタリングを行った。温度は室温で行った。 Sputtering is performed on 11 sealed glass slides in order to laminate a transparent conductive film. Specifically, sputtering was performed using the target of Example 3 above. This sputtering was performed so as to have a thickness of 100 nm. The temperature was room temperature.
その後、カプトンテープを剥がして、得られた11種の積層膜付スライドガラスを、TMAH2.38%の水溶液20℃中に5分間浸漬し、Al膜の溶解を観察した。この結果が表6に示されている。 Thereafter, the Kapton tape was peeled off, and the resulting 11 kinds of laminated glass-attached slide glasses were immersed in an aqueous solution of TMAH 2.38% at 20 ° C. for 5 minutes, and dissolution of the Al film was observed. The results are shown in Table 6.
表6に示されているように、いずれも目視による変化は見られなかった。 As shown in Table 6, no change in visual observation was observed.
このように、本実施例6bによれば、所定の金属を添加したAl若しくはAl合金から成る薄膜と、実施例3の透明導電膜を積層したので、TMAHによるエッチング中に電池反応が生じることなく、円滑に積層回路基板の製造を行えることが理解されよう。 Thus, according to Example 6b, since the thin film made of Al or Al alloy to which a predetermined metal is added and the transparent conductive film of Example 3 are laminated, the battery reaction does not occur during etching by TMAH. It will be understood that the laminated circuit board can be manufactured smoothly.
実施の形態3 ※追加しました
図2には、本実施の形態3によるAl配線透明導電膜積層回路基板の製造工程の概略を示す説明図が示されている。この説明図においては、上記実施例1〜5に係る非晶質透明導電膜を利用したAl配線透明導電膜積層回路基板の製造工程の一部が示されている。
具体的には、図2(1)は、ガラス基板1上にNi含有Al配線28が設けられ、さらに、Ni含有Al配線28上に非晶質透明導電膜29が堆積された様子が示されている。この非晶質透明導電膜29は、上記実施例1〜5に係る非晶質透明導電膜である。
Specifically, FIG. 2A shows a state in which a Ni-containing
そして、この図2(1)の状態から、この非晶質透明導電膜29を所望の形状・パターンにエッチングが行われる。このエッチング処理は所定の形状・パターンの電極を作成する処理であるので、パターニングとも呼ばれる。なお、図2(1)におけるガラス基板1は、請求の範囲の透明基板の好適な一例に相当する。
Then, the amorphous transparent
エッチング処理においては、まず、図2(1)の状態から所定のレジストの塗布が行われる。次に、所定のマスクを重畳し紫外線等による露光が行われる。そして、露光後、現像を行って不要なレジストを除去する。現像液としては、TMAHアルカリ性水溶液が用いられる。本実施の形態においては、TMAH水溶液中におけるNi含有Al配線29と非晶質透明導電膜29の起電力の差が小さいので、現像処理中の電池反応を抑制することが可能である。この現像処理によって所望の電極形状以外の部分のレジストが除去される。
In the etching process, first, a predetermined resist is applied from the state shown in FIG. Next, exposure with ultraviolet rays or the like is performed with a predetermined mask superimposed. Then, after exposure, development is performed to remove unnecessary resist. As the developer, a TMAH alkaline aqueous solution is used. In the present embodiment, since the difference in electromotive force between the Ni-containing
次に、蓚酸系エッチャントを用いたエッチングが行われる。これによって、電極としての所望形状以外の部分が除去され、残存した部分が所望の形状の透明電極29aを形成するのである。最後に、残ったレジストを剥離液を用いて除去する。剥離液としては、ジエタノールアミン水溶液(40wt%)を用いる。 Next, etching using an oxalic acid-based etchant is performed. As a result, the portion other than the desired shape as the electrode is removed, and the remaining portion forms the transparent electrode 29a having the desired shape. Finally, the remaining resist is removed using a stripping solution. As the stripping solution, a diethanolamine aqueous solution (40 wt%) is used.
以上のような処理によって図2(2)に示されているような所望の形状の透明電極29aを形成することが可能である。 The transparent electrode 29a having a desired shape as shown in FIG. 2 (2) can be formed by the above processing.
特に、上記実施例1〜5に示した組成の非晶質透明導電膜を、濃度が1wt%〜10wt%であって、水温が20℃〜50℃の蓚酸水溶液を用いてエッチングすることによって、形成する透明電極29aの端部のテーパー角を35度〜89度にすることができる。具体的なテーパー角は、表3で示した通りである。このようなテーパー角を実現することによって、耐久性に富む積層基板を作成することができる。 In particular, by etching the amorphous transparent conductive film having the composition shown in Examples 1 to 5 using an aqueous oxalic acid solution having a concentration of 1 wt% to 10 wt% and a water temperature of 20 ° C. to 50 ° C., The taper angle of the end portion of the transparent electrode 29a to be formed can be set to 35 to 89 degrees. Specific taper angles are as shown in Table 3. By realizing such a taper angle, it is possible to produce a laminated substrate having high durability.
なお、図2(1)(2)に示すように、本実施の形態では、非晶質透明導電膜29とNi含有Al配線28とが直接接合しているが、上述したように実施例1〜5の組成の非晶質透明導電膜29を使用することによって、接触抵抗を非常に小さな値にすることができる。
As shown in FIGS. 2 (1) and 2 (2), in this embodiment, the amorphous transparent
ところで、非晶質透明導電膜29とNi含有Al配線28とが直接接合させる場合でも、回路構成の都合上、層間絶縁膜30が両者の間に設けられることが多い。この場合の様子が図2(3)に示されている。このように層間絶縁膜30が設けられる場合は、電気的に接続する部分にコンタクトホール30aを設けて直接接合させることになる。
By the way, even when the amorphous transparent
以上述べたように本実施の形態によれば、Al配線にNiを含有させた合金を用いたNi含有Al配線を利用し、特定の組成の非晶質透明導電膜を利用したので、Al配線と透明導電膜とを直接接合させることができ、製造工程においてAlが溶出することがない。また、Al配線と透明導電膜とを直接接合させても接触抵抗を小さな値に抑えることができるという効果を奏する。 As described above, according to the present embodiment, since the Ni-containing Al wiring using the alloy containing Ni in the Al wiring is used and the amorphous transparent conductive film having a specific composition is used, the Al wiring is used. And the transparent conductive film can be directly bonded to each other, and Al is not eluted in the manufacturing process. Further, even if the Al wiring and the transparent conductive film are directly bonded, the contact resistance can be suppressed to a small value.
なお、本実施の形態では、Niを含有させたAl配線の例を示したが、W、Mo、Nb、Zr、Ndの場合も同様の結果となった。また、これらの金属を2種以上含有していてもよい。 In the present embodiment, an example of Al wiring containing Ni is shown, but the same results were obtained in the case of W, Mo, Nb, Zr, and Nd. Moreover, you may contain 2 or more types of these metals.
実施の形態4
本実施の形態4においては、本発明に係るTFT基板の製造の様子を図1に基づき説明する。
Embodiment 4
In the fourth embodiment, a state of manufacturing a TFT substrate according to the present invention will be described with reference to FIG.
まず、透光性のガラス基板1上に金属Al(98%Al,2%Nd)を高周波スパッタにより膜厚1500オングストロームに堆積する。ここで2%とは、2at%(原子%)を意味する。これを燐酸−酢酸−硝酸系水溶液をエッチング液として用いたホトエッチング法により所望の形状のゲート電極2及びゲート電極配線とする。
First, metal Al (98% Al, 2% Nd) is deposited on a
なお、ガラス基板1は、請求の範囲の透明基板の好適な一例に相当する。
The
次にグロー放電CVD法により、窒化シリコン(SiN)膜となるゲート絶縁膜3を膜厚3000オングストローム堆積する。続いてα−Si:H(i)膜4を膜厚3500オングストローム、さらにチャンネル保護層となる窒化シリコン(SiN)膜5を3000オングストローム堆積する。この時、放電ガスとして、SiN膜3と5はSiN4−NH3−N2系混合ガスを用い、α−Si:H(i)膜4は、SiH4−N2系の混合ガスをそれぞれ用いる。このSiN膜5はCHFガスを用いたドライエッチングにより所望のチャンネル保護層を形成した。続いてα−Si:H(n)膜6をSiH4−H2−PH3系の混合ガスを用いて膜厚3000オングストローム堆積する。
Next, a
次にこの上に、Cr/Al二層膜を膜厚0.1μmのCr、0.3μmのAlの順に真空蒸着法、或いはスパッタリング法により堆積する。この二層をAlはH3PO4−CH3COOH−HNO3−H2O系エッチング液、Crは硝酸第二セリウムアンモニウム水溶液を用いてホトエッチング法を用いてエッチングする。この結果、所望のソース電極7のパターン及びドレイン電極8のパターンを形成し、ソース電極7及びドレイン電極8が形成される。 Next, a Cr / Al bilayer film is deposited thereon by vacuum deposition or sputtering in the order of 0.1 μm thick Cr and 0.3 μm thick Al. The two layers are etched by a photoetching method using Al as an H 3 PO 4 —CH 3 COOH—HNO 3 —H 2 O-based etching solution and Cr as a ceric ammonium nitrate aqueous solution. As a result, a desired source electrode 7 pattern and drain electrode 8 pattern are formed, and the source electrode 7 and the drain electrode 8 are formed.
なお、このCr/Al二層膜に用いるAl合金は、Niを0.1wt%〜10wt%含有するAl合金である。 The Al alloy used for this Cr / Al bilayer film is an Al alloy containing 0.1 wt% to 10 wt% of Ni.
なお、Crは、図1に示すように、ソース電極7やドレイン電極8の下面に設けられており、非晶質透明導電膜9と接する面には設けられていない。すなわち、後述するように、ソース電極7やドレイン電極8を構成するAl部分が、直接に非晶質透明導電膜9に接合している。 As shown in FIG. 1, Cr is provided on the lower surface of the source electrode 7 and the drain electrode 8 and is not provided on the surface in contact with the amorphous transparent conductive film 9. That is, as will be described later, Al portions constituting the source electrode 7 and the drain electrode 8 are directly bonded to the amorphous transparent conductive film 9.
さらにα−Si:H膜をCHFガスを用いたドライエッチング及びヒドラジン(NH2NH2・H2O)水溶液を用いたウェットエッチングを併用することにより、所望のパターンのα−Si:H(i)膜4のパターン、α−Si:H(n)膜6のパターンを形成する。これによって、α−Si:H(i)膜4及びα−Si:H(n)膜6が形成される。以上のようなプロセスでα−SiTFT部分が完成する。 Further, the α-Si: H film is subjected to dry etching using CHF gas and wet etching using hydrazine (NH 2 NH 2 .H 2 O) aqueous solution in combination, so that α-Si: H (i ) The pattern of the film 4 and the pattern of the α-Si: H (n) film 6 are formed. As a result, an α-Si: H (i) film 4 and an α-Si: H (n) film 6 are formed. The α-Si TFT portion is completed by the process as described above.
次に、グロー放電CVD法により、窒化シリコン(SiN)膜となる絶縁膜10を所定の膜厚で堆積する。そして、この後、CHFガスを用いたドライエッチング法にて、ソース及びドレイン電極間と透明電極、画素電極とのコンタクトホールを形成する。
Next, an insulating
この金属 Alから成るソース電極7及びドレイン電極8のパターンが形成された基板上に、実施例1で得られた酸化亜鉛と酸化スズを主成分とする非晶質透明導電膜9をスパッタリング法で堆積する。 On the substrate on which the pattern of the source electrode 7 and the drain electrode 8 made of metal Al is formed , the amorphous transparent conductive film 9 mainly composed of zinc oxide and tin oxide obtained in Example 1 is formed by sputtering. accumulate.
この非晶質透明導電膜9は、コンタクトホールを通じて、ソース電極7等と接続する(図1参照)。 The amorphous transparent conductive film 9 is connected to the source electrode 7 and the like through a contact hole (see FIG. 1).
非晶質透明導電膜9の成膜時に用いる放電ガスは、純アルゴン又は1vol%程度の微量のO2ガスを混入させたArガスを用いる方法で非晶質透明導電膜9を膜厚1200オングストローム堆積した。このIn2O3−ZnO−WO3膜はX線回析法で分析するとピークは観察されず非晶質膜であることが確認できた。 As the discharge gas used when forming the amorphous transparent conductive film 9, the amorphous transparent conductive film 9 is formed in a thickness of 1200 Å by a method using Ar gas mixed with pure argon or a small amount of O 2 gas of about 1 vol%. Deposited. When this In 2 O 3 —ZnO—WO 3 film was analyzed by an X-ray diffraction method, no peak was observed, and it was confirmed that the film was an amorphous film.
また、この非晶質透明導電膜9の比抵抗は表2に示すように2500×10−4 Ω・cm程度であり、十分電極として使用できる膜である。この非晶質透明導電膜9を蓚酸3.5重量%の水溶液をエッチャントに用いてホトエッチング法により、所望の電極パターンとなるようにエッチングした。この電極パターンは、少なくともソース電極7のパターンと電気的に接続するような「画素電極パターン」である。この時、Alから成るソース電極7及びドレイン電極8がエッチング液で溶出することはなかった。なお、図1に示すように、また、ゲート線12、ソース・ドレイン線の電極取り出し部も非晶質透明導電膜9と同様の導電膜から成る透明電極で覆われている。 The specific resistance of the amorphous transparent conductive film 9 is about 2500 × 10 −4 Ω · cm as shown in Table 2, and can be used as a sufficient electrode. This amorphous transparent conductive film 9 was etched to a desired electrode pattern by a photoetching method using an aqueous solution of 3.5% by weight of oxalic acid as an etchant. This electrode pattern is a “pixel electrode pattern” that is electrically connected to at least the pattern of the source electrode 7. At this time, the source electrode 7 and the drain electrode 8 made of Al were not eluted by the etching solution. As shown in FIG. 1, the electrode lead-out portions of the gate line 12 and the source / drain lines are also covered with a transparent electrode made of a conductive film similar to the amorphous transparent conductive film 9.
このように電極パターンを形成した後、遮光膜パターンをこの上に形成して、α−SiTFTアクティブマトリックス基板が完成する。この基板を用いてTFT−LCD方式平面ディスプレイを製造した。このTFT−LCD方式平面ディスプレイは、中間調の表示(階調表示)も良好に行うことができた。 After the electrode pattern is formed in this manner, a light shielding film pattern is formed thereon to complete the α-Si TFT active matrix substrate. A TFT-LCD type flat display was manufactured using this substrate. This TFT-LCD type flat display was able to perform halftone display (gradation display) well.
以上述べたように、本実施の形態によれば、バリヤーメタル等を設ける工程が必要なく簡易な製造方法でいわゆるTFT基板を製造することが可能である。また、係るTFT基板は、透明導電膜とAl配線との間に大きな接触抵抗が生じない。また、本実施の形態では、TFT基板の例を示したが、本発明は、Al配線を備えた透明導電膜が設けられている基板であればどのような基板でも応用できることは言うまでもない。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to manufacture a so-called TFT substrate by a simple manufacturing method without requiring a step of providing a barrier metal or the like. Moreover, such a TFT substrate does not generate a large contact resistance between the transparent conductive film and the Al wiring. In this embodiment, an example of a TFT substrate is shown, but it goes without saying that the present invention can be applied to any substrate as long as it is provided with a transparent conductive film provided with Al wiring.
なお、本実施の形態では、Niを0.1wt%〜10wt%含有するAl合金であったが、W、Mo、Nb、Zr、Ndを用いても同様である。これらの金属は2種以上含有しても同様である。 In this embodiment, the Al alloy contains 0.1 wt% to 10 wt% of Ni. However, the same applies when W, Mo, Nb, Zr, or Nd is used. Even if two or more of these metals are contained, the same applies.
1 ガラス基板
2 ゲート電極
3 ゲート絶縁膜(SiN膜)
4 α−Si:H(i)膜
5 SiN膜
6 α−Si:H(n)膜
7 ソース電極
8 ドレイン電極
9 非晶質透明導電膜(画素電極パターン)
10 絶縁膜
12 ゲート線
20 Al合金の薄膜
20a Al配線
22 非晶質透明導電膜
22a 透明電極
24 層間絶縁膜
28 Ni含有Al配線
29 非晶質透明導電膜
29a 透明電極
30 層間絶縁膜
30a スルーホール
1
4 α-Si: H (i) film 5 SiN film 6 α-Si: H (n) film 7 Source electrode 8 Drain electrode 9 Amorphous transparent conductive film (pixel electrode pattern)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
30℃のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)2.4%水溶液中のAg/AgCl標準電極を基準とした起電力が−0.6V以下であることを特徴とする非晶質酸化物透明導電膜材料。 An oxide mainly composed of zinc oxide-tin oxide,
An amorphous oxide transparent conductive film having an electromotive force of −0.6 V or less based on an Ag / AgCl standard electrode in a 2.4% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) at 30 ° C. material.
[Zn]/([Zn]+[Sn])が0.5〜0.9、
の範囲にあることを特徴とする請求項1記載の非晶質酸化物透明導電膜材料。ここで、[Zn]は、亜鉛原子の数を表し、[Sn]は、スズ原子の数を表す。 [Zn] / ([Zn] + [Sn]) representing the composition of the oxide is 0.5 to 0.9,
The amorphous oxide transparent conductive film material according to claim 1, which is in the range of Here, [Zn] represents the number of zinc atoms, and [Sn] represents the number of tin atoms.
前記透明基板上に設けられた配線であって、Al若しくはAl合金から成るAl配線と、
酸化亜鉛−酸化スズを主成分とする導電性酸化物からなり、前記Al配線に直接接合する透明導電膜と、
を含むことを特徴とするAl配線を備えた透明導電膜積層回路基板。 A transparent substrate;
Wiring provided on the transparent substrate, Al wiring made of Al or Al alloy,
A transparent conductive film made of a conductive oxide mainly composed of zinc oxide-tin oxide, and directly bonded to the Al wiring;
A transparent conductive film laminated circuit board provided with an Al wiring characterized by comprising:
[Zn]/([Zn]+[Sn])が0.5〜0.9、
の範囲にあることを特徴とする請求項3又は4記載のAl配線を備えた透明導電膜積層回路基板。ここで、[Zn]は、亜鉛原子の数を表し、[Sn]は、スズ原子の数を表す。 The composition of the conductive oxide mainly composed of zinc oxide-tin oxide is:
[Zn] / ([Zn] + [Sn]) is 0.5 to 0.9,
5. The transparent conductive film laminated circuit board provided with the Al wiring according to claim 3 or 4, wherein the transparent conductive film laminated circuit board is in the range. Here, [Zn] represents the number of zinc atoms, and [Sn] represents the number of tin atoms.
酸化亜鉛−酸化スズを主成分とする前記透明導電膜を所望の形状にパターニングするパターニング工程、
を備え、前記パターニング工程は、前記透明導電膜上に塗布されたレジストを、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液をレジスト現像液として用いて現像する現像工程と、
エッチング液として蓚酸の濃度が1wt%〜10wt%である水溶液を用い、このエッチング液の温度を20〜50℃の範囲に設定して前記透明導電膜をエッチングするエッチング工程と、
を含み、
酸化亜鉛−酸化スズを主成分とする前記酸化物の組成が、
[Zn]/([Zn]+[Sn])が0.5〜0.9、
の範囲にあり、前記Al配線はAl若しくはAl合金から成ることを特徴とするAl配線を備えた透明導電膜積層回路基板の製造方法。ここで、[Zn]は、亜鉛原子の数を表し、[Sn]は、スズ原子の数を表す。
In the manufacturing method of the transparent conductive film laminated circuit board provided with the Al wiring according to any one of claims 3 to 7,
A patterning step of patterning the transparent conductive film mainly composed of zinc oxide-tin oxide into a desired shape;
The patterning step includes developing a resist applied on the transparent conductive film using a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution as a resist developer, and
Using an aqueous solution having an oxalic acid concentration of 1 wt% to 10 wt% as an etchant, and etching the transparent conductive film by setting the temperature of the etchant in a range of 20 to 50 ° C .;
Including
The composition of the oxide mainly composed of zinc oxide-tin oxide is:
[Zn] / ([Zn] + [Sn]) is 0.5 to 0.9,
The method for manufacturing a transparent conductive film laminated circuit board having an Al wiring, wherein the Al wiring is made of Al or an Al alloy. Here, [Zn] represents the number of zinc atoms, and [Sn] represents the number of tin atoms.
The patterning step is performed such that patterning is performed such that a taper angle of an end portion of the transparent conductive film made of an oxide mainly composed of zinc oxide-tin oxide is 35 to 89 degrees. A method for producing a transparent conductive film laminated circuit board comprising the Al wiring according to claim 8.
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