JPH06139844A

JPH06139844A - Ｉｔｏ導電膜およびその製造方法

Info

Publication number: JPH06139844A
Application number: JP28648992A
Authority: JP
Inventors: Yukinobu Nakada; 幸伸中田; Yukiya Nishioka; 幸也西岡; Hidenori Otokoto; 秀則音琴; Mikio Katayama; 幹雄片山; Manabu Takahama; 学高濱; Yoshihiro Shimada; 吉祐嶋田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1994-05-20

Abstract

(57)【要約】【目的】透明度が良好で膜厚が一定な、比抵抗が低い
ＩＴＯ導電膜を再現性よく得る。【構成】酸化インジウムと酸化錫との混合物に窒素を
ドーピングする。これをターゲット２９としてスパッタ
リングを行うことにより、基板２２上にＩＴＯ導電膜を
成膜する。この時、ターゲットから飛散する窒素によ
り、スパッタ室内に吸着されている酸素や水分による不
純ガスがこの窒素により置換緩和される。また、成膜さ
れたＩＴＯ導電膜中に窒素が取り込まれ、この窒素はド
ナーとして作用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置やその他
の表示装置の透明電極、各種デバイスの電極または配線
材料として用いられるＩＴＯ（Indiumu Tin Oxide）導
電膜およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＩＴＯ導電膜は、比抵抗が低いこ
と、可視光透過率が高いこと、水溶液による湿式エッチ
ングができることなどの理由により、表示装置の透明電
極などに広く利用されている。

【０００３】図２にＩＴＯ導電膜を用いた表示装置の一
例として、アクティブマトリックス型液晶表示装置の絵
素の構成を示す。この表示装置においては、ガラス板か
らなる絶縁性基板１０上に、複数の絵素電極１がマトリ
クス状に配置されている。各絵素電極１には、薄膜トラ
ンジスタ（以下ＴＦＴと称する）２が接続されている。
ＴＦＴ２には、ゲートバスライン５から分岐されたゲー
ト電極４と、ソースバスライン７から分岐されたソース
電極６と、絵素電極１に接続されたドレイン電極８とが
設けられている。このＴＦＴ２により絵素電極１と対向
電極（図示せず）との間に印加される電界がスイッチン
グされて、表示パターンが形成される。このＴＦＴ２の
製造について、図２および図３を参照しながら説明す
る。まず、スパッタリングにより基板１０全体を覆うよ
うにしてＴａ₂Ｏ₅からなるベース絶縁膜１１を形成す
る。その上に、スパッタリングによりＴａからなる配線
を形成し、その表層部を電界液中で陽極酸化処理して、
ゲートバスライン５、ゲート電極４、補助容量用ライン
およびＴａＯ_Xからなる陽極酸化膜１２を形成する。次
に、基板全体を覆うようにしてＣＶＤ法によりＳｉＮ_X
からなるゲート絶縁膜１３を形成する。続いて、ゲート
電極４と対向するように、真性アモルファスシリコン半
導体層１４を形成し、その上にＳｉＮ_Xからなるエッチ
ングストッパー１５を形成する。さらに、その端部と半
導体層１４を覆うようにして、リン（Ｐ）をドープした
ｎ型アモルファスシリコン半導層１６ａ、１６ｂを形成
する。そして、スパッタリングにより、チタン（Ｔｉ）
からなる配線１７ａ、１７ｂとＩＴＯ導電膜１８ａ、１
８ｂを形成する。その後、各層の一部を上方からエッチ
ングストッパ１５までエッチングにより除去する。

【０００４】このことにより、配線１７ａとＩＴＯ導電
膜１８ａとから構成されるソースバスライン７およびソ
ース電極６が形成され、配線１７ｂがドレイン電極８と
なり、ＩＴＯ導電膜１８ｂが絵素電極１となる。

【０００５】さらに、表示品位の向上のため、図２に示
す絵素電極１の一部は間に陽極酸化膜１２と絶縁膜１３
を介して補助容量用ライン３に重畳される構成とされて
おり、付加容量が形成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、上記のようなＩ
ＴＯ導電膜は、酸化インジウムと酸化錫をターゲットと
して、不活性ガスまたは酸素ガスを添加した低圧のスパ
ッタガス中でスパッタリングを行うことにより成膜して
いた。通常、スパッタリングを行うスパッタ室の内壁面
やターゲット電極またはスパッタホルダなどには、大気
中の酸素や水分が吸着されている。このため、スパッタ
ガスに添加する酸素ガスの量を調製しても、これら内壁
面などに吸着されている酸素や水分が不純ガスとなって
影響を与えるので、スパッタガス中の酸素ガス量を制御
することは困難である。よって、透明度や膜厚が安定せ
ず、比抵抗が高くなるという問題点があった。そして、
ＩＴＯ導電膜の膜厚が薄かったり比抵抗が高くなるとソ
ースバスラインの冗長構造としての機能が不十分であ
り、透明度が低くなると絵素電極として用いた場合に表
示品位が低下するという問題点が生じる。

【０００７】このためにスパッタガス中に窒素ガスを添
加して、透明度が良好で窒素を含んだＩＴＯ導電膜を形
成することも行われている。この方法によれば、スパッ
タリング装置内に吸着されている酸素や水分による不純
ガスがこの窒素ガスにより置換緩和されて、ＩＴＯ導電
膜の成膜に悪影響を及ぼすのを防ぐことができる。よっ
て、透明度が良好で膜厚が安定したＩＴＯ導電膜を形成
することができる。また、成膜されたＩＴＯ導電膜中に
窒素が取り込まれ、この窒素はドナーとして作用するこ
とになる。よって、ＩＴＯ導電膜の比抵抗を低減するこ
とができる。しかし、この方法では、スパッタガス中の
窒素ガスの量を制御して成膜するので、ガスの分布によ
り成膜状態が左右され、膜厚、透明度や比抵抗の再現性
が得られなかった。

【０００８】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、透明度が良好で、比抵抗が高く、膜厚
の再現性のよいＩＴＯ導電膜およびその製造方法を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のＩＴＯ導電膜
は、酸化インジウムと酸化錫との混合物に窒素をドーピ
ングしたターゲットを用いてスパッタリングすることに
より形成された窒素を含むＩＴＯ導電膜であって、その
ことにより上記目的が達成される。

【００１０】本発明のＩＴＯ導電膜の製造方法は、基板
上に、酸化インジウムと酸化錫との混合物に窒素をドー
ピングしたターゲットを用いてスパッタリングを行うこ
とにより窒素を含むＩＴＯ導電膜を形成するＩＴＯ導電
膜の製造方法であって、そのことにより上記目的が達成
される。

【００１１】

【作用】酸化インジウムと酸化錫の混合物に窒素をドー
ピングしたターゲットを用いてスパッタリングを行う
と、ターゲットから飛散する窒素により、スパッタ室内
に吸着されている酸素や水分による不純ガスがこの窒素
により置換緩和される。よって、この不純ガスがＩＴＯ
導電膜の成膜に悪影響を及ぼすのを防ぐことができ、透
明度が良好で膜厚が安定したＩＴＯ導電膜を形成するこ
とができる。また、成膜されたＩＴＯ導電膜中に窒素が
取り込まれ、この窒素はドナーとして作用することにな
る。よって、ＩＴＯ導電膜の比抵抗を低減することがで
きる。

【００１２】スパッタ室内の窒素量は、酸化インジウム
と酸化錫とにドーピングされた窒素量で制御されるの
で、窒素の分布の再現性が高い。よって、透明度、膜厚
および比抵抗の再現性に優れたＩＴＯ導電膜が得られ
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図面を参照して説明する。

【００１４】図１に本発明に用いられるスパッタリング
装置の一例を示す。

【００１５】本実施例に用いるスパッタリング装置は、
スパッタ室１９の前後にローディングストッカ２０とア
ンローディングストッカ２１を配置している。スパッタ
リングによりＩＴＯ導電膜が形成される基板２２は、ス
パッタホルダ２３に取り付けられ、一旦ローディングス
トッカ２０に収納されてから１枚ずつスパッタ室１９に
供給される。そして、スパッタリングが完了するとアン
ローディングストッカ２１に排出されるようになってい
る。また、スパッタ室１９、ローディングストッカ２０
およびアンローディングストッカ２１は、それぞれバル
ブ２４を介して真空ポンプに接続され、内部を高真空に
することができるようにされている。

【００１６】スパッタ室１９には、ターゲット電極２５
とヒーター２６が備えられ、ターゲット電極２５には直
流電源２７が接続され、ヒーター２６には電源（図示せ
ず）が接続されている。また、このスパッタ室１９に
は、スパッタガス導入管２８が接続されている。

【００１７】スパッタリングは以下のようにして行われ
る。まず、酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）に１０ｗｔ％程
度の酸化錫（ＳｎＯ₂）を添加し、さらに窒素をドーピ
ングしたターゲット２９をターゲット電極２５に磁力に
よって保持させる。酸化インジウムと酸化錫中の窒素の
不純物濃度は、例えば、５０ｍｏｌ％程度とすることが
できる。そして、スパッタホルダ２３に取り付けられた
基板２２をローディングストッカ２０からスパッタ室１
９に供給して、ターゲット２９の上方に対向配置する。
次に、基板２２の温度をヒーター２６によって２００℃
前後まで上昇させ、これを２０分間維持して、真空加熱
する。そして、真空ポンプによりスパッタ室１９内をさ
らに高真空にして、１０^-6Ｔｏｒｒ程度にする。その
後、スパッタガス導入管２８から不活性ガスとしてアル
ゴンカスを導入して、スパッタ室１９内のガス圧を３ｍ
Ｔｏｒｒ程度に調製する。その状態で、直流電源２７に
より５００Ｗの電力をターゲット電極２５に供給して、
ターゲット２９と基板２２との間に放電を起こさせると
スパッタリングが行われる。スパッタリングは、ターゲ
ット２９から飛散した酸化インジウムと酸化錫のスパッ
タ粒子が、対向する基板２２の表面に付着してＩＴＯ導
電膜として成膜されることにより行われる。この時、ス
パッタ室１９の内壁面やターゲット２９の表面またはス
パッタホルダ２３などから放出される不純ガス中の酸素
や水分が、ターゲット２９より飛散する窒素により置換
緩和される。よって、基板２２の表面に成膜されるＩＴ
Ｏ導電膜と不純ガス中の酸素や水分が直接酸化反応を行
うのを防止することができる。また、この窒素は、ＩＴ
Ｏ導電膜に取り込まれるため、この取り込まれた窒素が
ドナーとして作用することができる。

【００１８】上記実施例においては、不純物ガスの悪影
響を排して、透明度が良好で一定の膜厚のＩＴＯ導電膜
を成膜することができた。このＩＴＯ導電膜の窒素含有
量は４０ｍｏｌ％程度となり、比抵抗を４００μΩｃｍ
前後まで低減することができた。また、このＩＴＯ導電
膜はエッチング特性にも優れており、液晶表示装置の絵
素電極やソースバスラインの冗長構造として用いられる
のに適している。

【００１９】上記においては、基板２２温度を２００℃
としたが、成膜条件を変えることによりさらに低抵抗な
ＩＴＯ導電膜を得ることもできる。例えば、基板２２温
度を３００℃とすると、比抵抗が３５０μΩｃｍのＩＴ
Ｏ導電膜を成膜することができる。上記のようにして成
膜されたＩＴＯ導電膜は、液晶表示装置のみでなく、Ｅ
Ｌ表示装置やその他の情報処理機器の電極または配線材
料として広く用いることができる。また、ＴＦＴを用い
たアクティブマトリックス型液晶表示装置のみでなく、
ＭＩＭ、ダイオード、ＦＥＴ（バルクトランジスタ）、
バリスタなどを用いたアクティブマトリックス型液晶表
示装置にも用いることができる。また、単純マトリクス
型液晶表示装置に用いることもできる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、不純ガスによつ悪影響を排して、透明度が良
好で膜厚が一定な、比抵抗が低いＩＴＯ導電膜を再現性
よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられるスパッタリング装置の一例
を示す縦断面図である。

【図２】アクティブマトリックス型液晶表示装置の絵素
の構成を示す平面図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ’断面図である。

【符号の説明】

２９ターゲット２２基板１８ａ、１８ｂＩＴＯ電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者片山幹雄大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者高濱学大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者嶋田吉祐大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化インジウムと酸化錫との混合物に窒
素をドーピングしたターゲットを用いてスパッタリング
することにより形成された窒素を含むＩＴＯ導電膜。
【請求項２】基板上に、酸化インジウムと酸化錫との
混合物に窒素をドーピングしたターゲットを用いてスパ
ッタリングを行うことにより窒素を含むＩＴＯ導電膜を
形成するＩＴＯ導電膜の製造方法。