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TWI401771B - 薄膜電晶體型基板、薄膜電晶體型液晶顯示裝置及薄膜電晶體型基板之製造方法 - Google Patents

薄膜電晶體型基板、薄膜電晶體型液晶顯示裝置及薄膜電晶體型基板之製造方法 Download PDF

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TWI401771B
TWI401771B TW098112600A TW98112600A TWI401771B TW I401771 B TWI401771 B TW I401771B TW 098112600 A TW098112600 A TW 098112600A TW 98112600 A TW98112600 A TW 98112600A TW I401771 B TWI401771 B TW I401771B
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TW
Taiwan
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conductive film
transparent
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thin film
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Application number
TW098112600A
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English (en)
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TW200952122A (en
Inventor
Tokuyuki Nakayama
Yoshiyuki Abe
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co filed Critical Sumitomo Metal Mining Co
Publication of TW200952122A publication Critical patent/TW200952122A/zh
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Description

薄膜電晶體型基板、薄膜電晶體型液晶顯示裝置及薄膜電晶體型基板之製造方法
本發明係關於一種驅動液晶顯示裝置之液晶的薄膜電晶體型基板、使用該薄膜電晶體型基板之液晶顯示裝置、及製造該薄膜電晶體型基板之方法。
液晶顯示裝置係自以往已被專心研究開發，特別是近年，大型電視用液晶顯示裝置登場以來，其研究開發變得更加活躍。為了驅動如此之液晶顯示裝置的液晶，係使用薄膜電晶體(TFT)型基板。此薄膜電晶體型基板係於透明基板上依序形成閘極電極、閘極絕緣膜、半導體層、與由鋁材料所構成之源極電極及汲極電極、與透明像素電極及透明電極。
此液晶顯示裝置之透明像素電極的材料一般係使用氧化銦系，尤其使用含有錫作為摻雜物之氧化銦(Indium Tin Oxide：ITO)。此係因ITO為導電性，透明性優異，且可藉強酸(王水、鹽酸系蝕刻劑等)蝕刻之故。
使用如此之ITO的透明像素電極係藉濺鍍法於大型基板上形成ITO膜來形成。但是，ITO靶材中，當長時間之連續成膜時，會於靶材表面生成團塊(nodule)，故引起異常放電，或於膜上產生異物而引起像素不良之問題仍存在。此處，所謂團塊係指當該靶材被濺鍍時，於靶材表面之侵蝕部分中，除去侵蝕最深部之極少部分，所產生之黑色的析出物(突起物)。一般，團塊並非外來之飛來物的堆積、或在表面之反應生成物，而是因濺鍍所產生之挖堀殘留物。團塊係成為電弧作用(arcing)等異常放電的原因，若可降低團塊，即可抑制電弧作用(參照後述之非專利文獻1)。
又，藉濺鍍法於大型基板成膜之習知ITO膜為結晶質的膜，但結晶之狀態會隨著基板溫度、或環境氣體及電漿密度之狀態等而有各種變化，於同一基板上有時結晶性相異之部分會混雜存在。以此混雜存在為原因，即使使用強酸之蝕刻劑時，亦有發生所謂與液晶驅動問題相關的蝕刻不良(與鄰接的電極之導通、過度蝕刻所致之像素電極的微細、蝕刻殘渣所造成之像素不良等)之問題。此可能會成為導致下述現象之原因：使ITO膜中之結晶性高的部分即使使用強酸蝕刻劑亦有一部分會部分性地溶解殘留而成為殘渣，或是ITO膜中之結晶性低的部分係藉強酸蝕刻劑而成為過度蝕刻，或是使源極電極及汲極電極之鋁配線材料被腐蝕。
為了解決上述蝕刻時所產生之問題，例如，於後述之專利文獻1中係已揭示使基板溫度未達150℃而成膜，使ITO像素電極膜形成非晶質，俾增大對於HCl-HNO3 -H2 O系蝕刻液的ITO/Al蝕刻速度比，改善於蝕刻時所產生之鋁的溶出之方法。但是，在非晶質之ITO中，有時屢屢造成與基底基板之密著性的降低，或招致與鋁配線材料之接觸電阻的增大。又，在基板溫度未達150℃而成膜之非晶質的ITO中，由於含有無法以X線繞射測定檢測出之微結晶，故就含有弱酸之蝕刻劑而言，於蝕刻時有產生殘渣之虞。
又，形成ITO膜時，藉由在濺鍍氣體中添加水或氫而形成不含有前述微結晶之非晶質狀態的ITO膜，並將此已成膜之ITO予以蝕刻後，進行加熱而結晶化之方法己被研究。此時，雖然可解決蝕刻時產生殘渣之問題，但若在成膜時添加水或氫，則膜對於基底基板之密著性會降低，或發生ITO靶材之表面被還原而大量地產生團塊之問題。
另一方面，在薄膜電晶體型基板中，由於ITO與源極電極及汲極電極之鋁配線材料之接觸，有時會產生鋁配線材料之腐蝕。進一步，有時由於在使非晶質之ITO結晶化的步驟或其後之步驟中的熱履歷，而使被稱為凸塊(hillock)之微細表面凹凸會產生於鋁配線層的周圍，而引起配線間之短路。為了防止此等現象，於源極電極及汲極電極之鋁配線上必須形成鉻、鉬、鈦、鉭等之阻隔金屬(barrier metal)膜。
具有此等問題的ITO的替代材料乃使用銦/鋅氧化物(Indium Zinc Oxide)。此銦/鋅氧化物在成膜時可形成幾乎完全的非晶質膜，可藉弱酸之草酸系蝕刻劑進行蝕刻，即使使用由磷酸與醋酸與硝酸所構成之混合酸、或硝酸鈰銨(ceric ammonium nitrate)水溶液等亦可進行蝕刻等，為富於有用性者。又，由此銦/鋅氧化物所構成之靶材係於濺鍍時很少產生團塊，亦可抑制於膜上之異物產生，故為有用的靶材。
就含有上述銦/鋅氧化物之靶材而言，例如於後述之專利文獻2中已揭示一種靶材，其係由含有通式In2 O3 (ZnO)m (m=2至20)所示之六方晶層狀化合物的氧化物之燒結體所構成者。藉由使用此靶材，可形成耐濕性(耐久性)優異之透明導電膜。
又，含有上述銦/鋅氧化物之透明導電膜，例如於後述之專利文獻3中已揭示一種製造透明導電膜之方法，其係將由銦化合物與鋅化合物於烷醇胺存在下溶解而調製之塗佈溶液，塗佈於基板上並燒成後，藉由進行還原處理，俾製造透明導電膜。此文獻記載著藉由此透明導電膜之製造方法，亦可得到耐濕性(耐久性)優異之透明導電膜。
又，將含有上述銦/鋅氧化物之透明導電膜進行蝕刻的方法，例如於後述之專利文獻4中係揭示一種液晶顯示裝置的製造方法，其係將由In2 O3 -ZnO所構成之透明導電膜以草酸水溶液進行蝕刻，俾形成像素電極。此文獻記載著若依據此液晶顯示裝置之製造方法，由於是使用草酸溶液進行蝕刻，故可容易地形成像素電極之圖案(pattern)，因此，可提高良率。
但是，銦/鋅氧化物必須由氧化銦與氧化鋅生成特殊之六方晶層狀化合物，而靶材之製造步驟變複雜外，尚有成本變高之問題。
又，銦/鋅氧化物之膜係有波長400nm至450nm之可見光短波長側的透過率，亦即藍色光之透過率低之缺點。
進一步，就透明像素電極之材料而言，即使當使用銦/鋅氧化物時，從凸塊之問題、其他之製造上的理由來看，與ITO之情形同樣地，形成含有阻隔金屬之構造的情形為多。但是，此時，已知銦/鋅氧化物與阻隔金屬之接觸電阻會屢屢增大。
相對於此，於後述之專利文獻5中已提出一種使用氧化銦系材料之透明導電膜，其中，該氧化銦系材料係作為ITO及銦/鋅氧化物之替代材料，於透明像素電極之材料中含有氧化銦作為主成分，更進一步含有選自氧化鎢、氧化鉬、氧化鎳、及氧化鈮之一種或二種以上之氧化物者。
此氧化銦系材料雖然頻率低於ITO，但即使為非晶質時，就弱酸之蝕刻劑而言，於蝕刻時產生殘渣的問題依然殘留。此材料係相較於ITO，膜之結晶化溫度略高，但沒像銦/鋅氧化物那麼高，藉由成膜製程而於成膜中使膜之一部分結晶化，此時，在蝕刻時之殘渣的產生亦成為問題。
專利文獻1：日本特開昭63-184726號公報
專利文獻2：日本特開平6-234565號公報
專利文獻3：日本特開平6-187832號公報
專利文獻4：日本特開平11-264995號公報
專利文獻5：日本特開2005-258115號公報
專利文獻6：日本特開平6-120503號公報
非專利文獻1：「透明導電膜之技術(改訂2版)」、歐姆公司，2006年12月20日發行、p. 184至193
本發明係有鑑於上述課題而研創者，提供一種由透明導電膜所構成之透明像素電極，其中，該透明導電膜係在製造過程中，可抑制濺鍍之團塊的生成，即使當使用弱酸時於蝕刻時亦不會產生蝕刻殘渣等，幾乎不會因此等膜之異常而造成電極間之短路或液晶驅動的問題。又，提供一種透明像素電極，其係不會因與源極電極及汲極電極之鋁配線材料之接觸而發生鋁配線材料之腐蝕。又，提供一種透明像素電極，其係在源極電極及汲極電極之鋁配線材料用的阻隔金屬之間，接觸電阻不會增大。
本發明人等為了解決前述課題經專心研究之結果，發現一種薄膜電晶體型基板，其係由透明基板、與於該透明基板上之閘極電極、半導體層、源極電極及汲極電極、透明像素電極及透明電極所形成，前述透明像素電極係由透明導電膜所構成並與前述源極電極或前述汲極電極電性連接，其中，藉由使用由含有鎵之銦氧化物所構成之透明導電膜作為透明像素電極之透明導電膜，俾可藉酸性之蝕刻劑(蝕刻液)而使透明像素電極容易地圖案化，同時並藉前述透明像素電極而使透明像素電極與前述源極電極及前述汲極電極容易地且無問題地電性連接，終完成本發明。
亦即，本發明之第1發明係關於一種薄膜電晶體型基板，其係由透明基板、與於該透明基板上之閘極電極、半導體層、源極電極及汲極電極、透明像素電極及透明電極所形成，前述透明像素電極係由透明導電膜所構成並與前述源極電極或前述汲極電極電性連接，其中，該薄膜電晶體型基板之特徵在於：前述透明像素電極之透明導電膜為由含有鎵之銦氧化物所構成。
前述含有鎵之銦氧化物的鎵含量，就Ga/(In+Ga)原子數比而言，宜為0.10至0.35。
又，前述由含有鎵之銦氧化物所構成之透明導電膜宜為非晶質。
本發明之第2發明係與第1發明同樣地關於一種薄型電晶體型基板，其特徵在於：構成其透明像素電極之透明導電膜為由含有鎵及錫之銦氧化物所構成。
前述含有鎵及錫之銦氧化物中的鎵含量，就Ga/(In+Ga+Sn)原子數比而言，宜為0.02至0.30，錫之含量就Sn/(In+Ga+Sn)原子數比而言，宜為0.01至0.11。
由前述含有鎵及錫之銦氧化物所構成之透明導電膜係宜進行結晶化。
在本發明之任一項的態樣中，前述透明導電膜以不含有鋅為佳。
本發明之第3發明係關於一種薄膜電晶體型液晶顯示裝置，其特徵在於具備：上述本發明之薄膜電晶體型基板、設有複數色之著色圖案的彩色濾光片基板、被前述薄膜電晶體型基板與前述彩色濾光片基板所夾持之液晶層。
本發明之第4發明係關於一種薄膜電晶體型基板之製造方法，該薄膜電晶體型基板係由透明基板、與於該透明基板上之閘極電極、半導體層、源極電極及汲極電極、透明像素電極及透明電極所形成，前述透明像素電極係由透明導電膜所構成並與前述源極電極或前述汲極電極電性連接，其中，該薄膜電晶體型基板之製造方法之特徵在於含有下述步驟：於前述透明基板上形成非晶質狀態之含有鎵之銦氧化物、或非晶質狀態之含有鎵及錫之銦氧化物的膜，而形成透明導電膜之步驟；與藉由使用酸性之蝕刻劑將前述所形成之透明導電膜予以蝕刻，俾形成前述透明像素電極之步驟。
前述蝕刻劑係酸性，宜為含有草酸、由磷酸與醋酸與硝酸所構成之混合酸、硝酸鈰銨之任一種或二種以上者。
又，在形成前述透明像素電極之步驟後，宜含有對於前述透明導電膜以200℃至500℃之溫度進行熱處理之步驟。
進一步，當前述透明導電膜為由前述非晶質狀態之含有鎵的銦氧化物所形成時，以藉由前述熱處理，於前述透明導電膜生成微結晶，且維持該非晶質狀態為佳。
另一方面，當前述透明導電膜為由前述非晶質狀態之含有鎵及錫之銦氧化物所形成時，以藉由前述熱處理使前述透明導電膜進行結晶化為佳。
依據本發明製造薄膜電晶體型基板時，宜於不含有氧之環境中進行前述熱處理。
在本發明之薄膜電晶體型基板及其製造方法中，就構成透明像素電極之透明導電膜而言，係採用由含有鎵的銦氧化物或含有鎵及錫的銦氧化物所構成之透明導電膜。
藉此，在製造時，可使用酸性之蝕刻劑而不產生蝕刻殘渣，且不腐蝕源極電極及汲極電極之鋁配線材料，而可形成透明像素電極。
又，藉由將透明導電膜形成為非晶質的膜，可使用弱酸(有機酸等)之蝕刻劑，此時亦幾乎不產生由蝕刻所致之殘渣。又，於靶材亦無產生團塊，可不引起電弧作用等異常放電而成膜。因而，如此之製造方法係加工性優異，可提昇良率。
又，藉由如此之製造方法所得到之薄膜電晶體型基板係亦無起因於成膜不良或蝕刻不良的問題，可發下述效果：不會因透明像素電極、與源極電極及汲極電極之鋁配線材料的接觸而發生鋁配線材料之腐蝕，或是於源極電極及汲極電極之配線上形成阻隔金屬膜時，接觸電阻亦不會增大。
藉由使用如此之薄膜電晶體型基板，俾可以高的製造效率得到可靠性高之薄膜電晶體型液晶顯示裝置。
本發明之薄膜電晶體型基板，係由透明基板、與於該透明基板上之閘極電極、半導體層、源極電極及汲極電極、透明像素電極及透明電極所形成，前述透明像素電極係由透明導電膜所構成並與前述源極電極或前述汲極電極電性連接。
構成前述透明像素電極之透明導電膜為由含有鎵之銦氧化物或含有鎵及錫之銦氧化物所構成。
1.透明導電膜 (組成)
在本發明之第1態樣的薄膜電晶體型基板中，係以含有鎵的銦氧化物形成使用於透明像素電極之透明導電膜。關於該含有鎵的銦氧化物的組成，鎵的含量就Ga/(In+Ga)原子數比而言，宜為0.10至0.35。未達0.10時，恐於蝕刻時產生殘渣。另一方面，若超過0.35，則有時電阻值會變高而不能適用。但是，就前述半導體層而言，當適用移動度高之低溫多晶矽等時，則無其限制，有時即使超過0.35亦可適用。
在本發明之第2態樣的薄膜電晶體型基板中，係以含有鎵及錫的銦氧化物形成使用於透明像素電極之透明導電膜。於含有鎵的銦氧化物中進一步添加錫，俾使透明導電膜可進一步低電阻化。
關於該含有鎵及錫的銦氧化物之組成，鎵之含量就Ga/(In+Ga+Sn)原子數比而言宜為0.02至0.30，錫之含量就Sn/(In+Ga+Sn)原子數比而言宜為0.01至0.11。當含有錫時，若鎵之含量未連0.02，則易產生蝕刻殘渣。另一方面，若鎵之含量超過0.30，則低電阻化會不充分。亦即，有效之鎵含量的範圍，相較於不含有錫之情形，係偏移至低鎵量側。又，在錫之含量未達0.01時，低電阻化不充分。又，若錫之含量超過0.11，有於蝕刻時產生殘渣等之情形。
關於含有鎵的銦氧化物與含有鎵及錫的銦氧化物之任一者，即使為結晶質之膜時，亦可使用除了弱酸以外之酸性蝕刻劑，而不產生殘渣地進行蝕刻。但是，成膜時以形成非晶質膜為佳。藉由形成非晶質的透明導電膜，即可使用含有草酸等弱酸的蝕刻劑，而不產生殘渣地進行蝕刻。
又，於前述透明導電膜中以不含有鋅為佳。此係由於當含有鋅時，會發生電阻值增大，或是於可見光短波長側(亦即波長400至450nm之區域)光之吸收增大，透過率降低之問題之故。又，在本發明之薄膜電晶體型基板中有時會使用鉻、鉬、鈦或鉭作為鋁配線之阻隔金屬(BM)。當含有鋅時，由於透明導電膜與此等阻隔金屬的接觸電阻增大，有時會產生接觸性變差之問題，故不佳。
(性狀)
如上述，本發明之透明導電膜的性狀可為非晶質，亦可為結晶質。然而，較佳係以成為非晶質膜之方式成膜，並對成膜後之透明導電膜實施後述之熱處理而使性狀變化。
在以含有鎵的銦氧化物所形成之透明導電膜中，尤以在熱處理後亦未結晶化而維持非晶質狀態為特佳。如此之非晶質狀態的透明導電膜中，係成為生成已固熔有無法以X線繞射觀察之程度之鎵的氧化銦相之微結晶(極微小的單結晶)之狀態。
認為若藉由熱處理使透明導電膜之性狀成為如此之狀態，即可使因氧缺損所產生之載體電子增加，並且在以室溫附近之低能量的成膜所生成之無助於載體電子生成之單純缺陷係被消除，而有助於新的載體電子生成(或移動度的提昇)，可充分地引出低比電阻的效果。如此地，透明導電膜中僅止於生成無法以X線繞射觀察之程度的微結晶，而可提昇可見光區域之短波長側，亦即藍色區域(400至450nm)之波長的光的透過率，結果可達成可見光區域整體之透過率的提昇。又，上述之微結晶係可藉AFM(Atomic Force Microscope：原子間力顯微鏡)等進行確認。
進一步，藉由使透明導電膜之性狀維持於非晶質狀態，可得到與鋁合金等配線或鉬等阻隔金屬的接觸性亦提昇之效果。
又，在以含有鎵的銦氧化物所形成之透明導電膜中，不宜使該透明導電膜形成完全的結晶狀態。此係由於當形成完全的結晶狀態時，因結晶格子之限制，不允許如非晶質般多之氧缺損的生成，而使載體電子減少，比電阻增大之故。又，因載體電子之減少，表觀之能帶隙(bandgap)變小，透過率變低。
另一方面，在以含有鎵及錫的銦氧化物所形成之透明導電膜中，係與含有鎵的銦氧化物同樣地，亦可為存在有微結晶之非晶質狀態，其效果係與以含有鎵的銦氧化物所形成之透明導電膜同樣，但是，更佳係藉由熱處理使非晶質狀態之透明導電膜結晶化而形成結晶狀態。藉由形成結晶狀態，同樣地，可提昇藍色區域(400至450nm)之波長的光的透過率，結果因可達成可見光區域整體之透過率的提昇。
在如此之結晶狀態的透明導電膜中之藍色區域的波長之光之透過率的提昇，係藉由添加有錫之、結晶膜中的載體電子之明顯增加效果來說明。亦即，雖藉由結晶化而形成氧化銦相，但此處在添加錫之情形下，四價的錫取代於三價之銦(鎵)的位置，而可進一步生成載體電子。如此地，當藉由錫之位置取代而生成載體電子時，若包含藉氧缺損所生成之載體電子，則載體電子濃度係增加至1021 cm-3 左右。藉由載體電子濃度之如此增加，而使載體電子之一部分占有傳導帶底部，表觀之能帶隙變得比原本大。如非專利文獻1所記載，如此之現象被稱為伯斯坦-摩斯(Burstein-Moss)移位。藉此，電子之光學遷移所需的能量變大。亦即，可透過更藍色區域之光，結果可提昇可見光區域整體之透過率。
又，被結晶化之透明導電膜係顯示與ITO同程度之低電阻值，透明性亦優異。又，藉由結晶化，而進一步得到抑制電池反應之效果，亦得到幾乎不發生鋁配線之斷線等蝕刻不良情形之效果。
如此地，在本發明中，雖亦可採用成膜後之非晶質狀態的透明導電膜，但較佳係藉由熱處理而形成存在有無法以X線繞射觀察之程度的微結晶的非晶質狀態、或結晶狀態。藉由形成如此之性狀而使在藍色區域中之透過率變高的機構，推測係因上述透明導電膜之能帶隙變大所得到者。
(膜厚)
使用於本發明之薄膜電晶體型基板的透明導電膜之膜厚，係宜為20至500nm，更宜為30至300nm，更宜為30至200nm。透明導電膜之膜厚若未達20nm，有時透明導電膜之表面電阻會上昇，另一方面，透明導電膜之膜厚超過500nm時，有時透過率會降低，或於加工精度產生問題。
具有以如以上特徵的本發明之透明導電膜，係可與源極電極及汲極電極直接接合，或亦可介由阻隔金屬而接合。本發明之透明導電膜無論是同為非晶質，或是與ITO相異且為與主要構成源極電極及汲極電極之鋁呈接觸的狀態，皆幾乎不引起電池反應。又，即使介入有阻隔金屬而接合時，與銦/鋅氧化物相異，亦不會發生接觸電阻變高之問題。但是，如前述般，前述透明導電膜含有鋅時，接觸電阻增大，接觸性變差。又，當將作為阻隔金屬所列舉之前述元素並非僅使用於作為阻隔金屬，而是使用於作為配線本身時，亦引起同樣之情形。
2.透明導電膜之製造 (成膜)
其次，說明關於透明導電膜之成膜，亦即於透明基板上形成由含有鎵的銦氧化物、或含有鎵及錫的銦氧化物所構成之透明導電膜的形成方法。
首先，於透明基板上之全域，藉由成膜而形成由非晶質狀態之含有鎵的銦氧化物所構成的透明導電膜、或由含有鎵及錫的銦氧化物所構成之透明導電膜。
更具體言之，係於透明基板上，藉公知之方法施行層合及蝕刻而依序形成閘極電極、半導體層、汲極電極及源極電極。進一步，於其上，形成由透明導電膜所構成之透明像素電極及透明電極之膜，再藉由施行蝕刻，以電性連接於汲極電極或源極電極之一者的方式而形成透明像素電極。又，亦可於閘極電極、與汲極電極及源極電極上形成阻隔金屬層。又，於閘極電極與半導體層之間係形成有閘極絕緣膜，於半導體層之中間係形成有通道保護層，從閘極絕緣膜至汲極電極及源極電極之上係形成有由透明樹脂阻劑(resist)所構成之保護膜。
前述透明導電膜之成膜方法只要為可形成非晶質狀態之膜的方法即可，可使用薄膜之成膜所使用之周知的任何方法。例如，可使用濺鍍法或真空蒸鍍法等方法而成膜，但相較於真空蒸鍍法，更宜使用成膜時產生之粒子或塵埃等少的濺鍍法。又，使用濺鍍法時，為了以更高的成膜速率形成良質的非晶質膜，宜以DC磁控濺鍍法形成以由含有鎵的銦氧化物所構成之燒結體、或由含有鎵及錫的銦氧化物所構成之燒結體所形成的濺鍍靶。
形成由含有鎵的銦氧化物所構成之透明導電膜時，較佳係使用下述者作為濺鍍靶：由鎵的含量就Ga/(In+Ga)原子數比而言為0.10至0.35，紅綠柱石(bixbite)型構造之In2 O3 相為主要的結晶相，且於其中β-Ga2 O3 型構造之GaInO3 相、或GaInO3 相與(Ga,In)2 O3 相係以作為平均粒徑5μm以下之結晶粒而微細分散的氧化物燒結體所構成的靶材。
另一方面，形成由含有鎵及錫的銦氧化物所構成之透明導電膜時，較佳係使用下述者作為濺鍍靶：由鎵之含量就Ga/(In+Ga+Sn)原子數比而言為0.02至0.30，錫之含量就Sn/(In+Ga+Sn)原子數比而言為0.01至0.11，同樣地紅綠柱石型構造之In2 O3 相為主要的結晶相，且其中β-Ga2 O3 型構造之GaInO3 相、或GaInO3 相與(Ga,In)2 O3 相係以作為平均粒徑5μm以下的結晶粒而微細地分散的氧化物燒結體所構成之靶材。
認為由於錫之添加而使Sn之大部分取代於上述GaInO3 相中之Ga或In位，當有超過對於GaInO3 相之固溶限或因燒結體製造過程中形成組成局部不均一的部分等理由而不被取代之Sn時，雖然有時多少會生成如通式：Ga3-x In5+x Sn2 O16 (0.3<x<1.5)所示之正方晶的複合氧化物相等等，但此相亦以作為平均粒徑5μm以下之結晶粒而微細分散為佳。
使用於上述的濺鍍靶之燒結體係可藉由下述製程而獲得：混合含有氧化銦粉末與氧化鎵粉末之平均粒徑1μm以下之原料粉末，或於此原料粉末中添加平均粒徑1μm以下之錫粉末並混合，於存在有氧之環境中，以1250℃至1450℃之溫度、10至30小時依常壓燒成法進行燒成，將混合粉末予以成形而得到成形體，並將所得之成形體進行燒結而得到燒結體，或在惰性氣體環境或真空中，於2.45MPa至29.40MPa之壓力下，以700℃至950℃、1至10小時，依熱壓法進行成形及燒成，並將混合粉末進行燒結而得到燒結體。
更具體言之，本發明之氧化物燒結體必須使用已調整成平均粒徑1μm以下之氧化銦粉末及氧化鎵粉末、或氧化錫粉末作為原料粉末。就本發明之氧化物燒結體的組織而言，必須以In2 O3 相為主相，且同時存在有由GaInO3 相、或GaInO3 相與(Ga,In)2 O3 相所構成之結晶粒的平均粒徑為5μm以下之組織。由GaInO3 相、或GaInO3 相與(Ga,In)2 O3 相所構成之結晶粒係微細分散於主相中，以平均粒徑為3μm以下之組織為更佳。又，添加氧化錫時，以可能產生於氧化物燒結體之其他之複合氧化物，例如Ga2.4 In5.6 Sn2 O16 相、Ga2 In6 Sn2 O16 相、及Ga1.6 In6.4 Sn2 O16 相等亦為同樣的微細組織為佳。
為了形成如此之微細組織，必須使原料粉末之平均粒徑調整於1μm以下。若使用平均粒徑超過1μm之氧化銦粉末或氧化鎵粉末作為原料粉末，則在所得到之氧化物燒結體中與成為主相之In2 O3 相同時存在的由GaInO3 相、或GaInO3 相與(Ga,In)2 O3 相所構成之結晶粒的平均粒徑會超過5μm。由於GaInO3 相、或GaInO3 相與(Ga,In)2 O3 相之平均粒徑超過5μm的大結晶粒係難以被濺鍍，故若繼續進行濺鍍，則會成為靶材表面之較大的殘留物，此會成為團塊的起點，成為電弧作用等異常放電的原因。
氧化銦粉末係ITO(銦-錫氧化物)之原料，燒結性優異之微細的氧化銦粉末之開發，係與ITO之改良同時地進展。繼而，由於現今亦以作為ITO用原料而受到大量使用，故很容易取得平均粒徑1μm以下之原料粉末。但是，關於氧化鎵粉末之情形，相較於氧化銦粉末，其使用量少，故很難取得平均粒徑1μm以下之原料粉末。因此，必須使粗大的氧化鎵粉末粉碎至平均粒徑1μm以下。又，依需要所添加之氧化錫粉末係與氧化銦粉末為同樣的狀況，容易取得平均粒徑1μm以下之原料粉末。
為了得到本發明之氧化物燒結體，在混合含有氧化銦粉末與氧化鎵粉末之原料粉末後，將混合粉末予以成形，依常壓燒成法而燒結該成形物，或是使混合粉末依熱壓法而成形、燒結。常壓燒成法係簡便且於工業上有利的方法而為較佳的手段，但亦可依需要而使用熱壓法。
使用常壓燒成法時，首先製作成形體。將原料粉末置入於樹脂製鍋內，與黏結劑(例如PVA)等一起以濕式球磨機等進行混合。本發明之與成為主相的In2 O3 相同時存在之由GaInO3 相或GaInO3 相與(Ga,In)2 O3 相所構成之結晶粒的平均粒徑為5μm以下，為了得到結晶粒經微細分散之氧化物燒結體，上述球磨機混合宜進行18小時以上。此時，混合用球粒係只要使用硬質ZrO2 球粒即可。混合後，取出漿液，進行過濾、乾燥、造粒。其後，使所得到之造粒物以冷均壓(cold isostatic press)施加9.8MPa(0.1噸/cm2 )至294MPa(3噸/cm2 )左右的壓力而成形，作為成形體。
在常壓燒成法的燒結步驟中，係在存在有氧之環境中加熱至特定的溫度範圍。溫度範圍係依據燒結體是作為濺鍍用、或作為離子鍍覆(ion plating)或蒸鍍用而決定。若為濺鍍用，則在1250至1450℃，更佳係在燒結爐內之大氣導入氧氣之環境中，以1300至1400℃進行燒結。燒結時間宜為10至30小時，更宜為15至25小時。
另外，若為離子鍍覆或蒸鍍用，則使成形體在存在有氧氣之環境中以1000至1200℃進行燒結10至30小時。更佳係於燒結爐內之大氣導入氧氣之環境中，以1000至1100℃進行燒結。燒結時間宜為15至25小時。
藉由使燒結溫度為上述範圍內，並使用前述平均粒徑已調整至1μm以下之氧化銦粉末及氧化鎵粉末作為原料粉末，即可得到於In2 O3 相基質中，結晶粒之平均粒徑為5μm以下，更佳係3μm以下之GaInO3 相、或GaInO3 相與(Ga,In)2 O3 相所構成之結晶粒微細分散之緻密的氧化物燒結體。
若燒結溫度太低，燒結反應不會充分進行。尤其若為了得到密度6.0g/cm3 以上之氧化物燒結體，則宜為1250℃以上。另一方面，若燒結溫度超過1450℃，則(Ga,In)2 O3 相之形成變顯著，In2 O3 相及GaIn2 O3 相之體積比率減少，很難將氧化物燒結體控制成上述微細分散之組織。
燒結環境宜為存在有氧之環境，若為於燒結爐內之大氣導入氧氣的環境中，又為更佳。由於燒結時之氧的存在，而使氧化物燒結體之高密度化成為可能。昇溫至燒結溫度時，為了防止燒結體之龜裂並進行脫黏結劑，宜使昇溫速度為0.2至5℃/分鐘的範圍。又，亦可依需要而組合相異之昇溫速度，以昇溫至燒結溫度。在昇溫過程中，以進行脫黏結劑或燒結作為目的時，亦可於特定溫度保持一定時間。燒結後，進行冷卻時係停止導入氧，宜以0.2至5℃/分鐘、尤以0.2℃/分鐘以上未達1℃/分鐘之範圍的降溫速度降溫至1000℃。
採用熱壓法時，使混合粉末在惰性活性環境或真空中，於2.45至29.40MPa的壓力下，以700至950℃成形1至10小時並進行燒結。相較於上述之常壓燒成法，熱壓法係使氧化物燒結體的原料粉末在還原環境下成形而進行燒結，故可減少燒結體中之氧含量。但是，在超過950℃之高溫中氧化銦會被還原，以作為金屬銦而熔融，故必須注意。
列舉以熱壓法製造氧化物燒結體的製造條件的一例。亦即，將平均粒徑1μm以下之氧化銦粉末以及平均粒徑1μm以下之氧化鎵粉末、或更進一步將平均粒徑1μm以下之氧化錫粉末或平均粒徑1μm以下之氧化鍺粉末作為原料粉末，並將此等之粉末調合成特定的比例。
所調合之原料粉末，與常壓燒成法的球磨機混合同樣地，較佳係使混合時間為18小時以上，充分混合並進行至造粒。其次，使所造粒之混合粉末給粉至碳容器中，並藉熱壓法進行燒結。只要燒結溫度為700至950℃，壓力為2.45MPa至29.40MPa(25至300Kgf/cm2 )，燒結時間為1至10小時左右即可。熱壓中之環境宜為在氬等惰性氣體中或真空中。
得到濺鍍用靶材時，更佳係只要燒結溫度為800至900℃，壓力為9.80至29.40MPa(100至300Kgf/cm2 )，燒結時間為1至3小時即可。又，得到離子鍍覆或蒸鍍用靶材時，更佳係只要燒結溫度為700至800℃，壓力為2.45MPa至9.80MPa(25至100Kgf/cm2 )，燒結時間為1至3小時即可。
又，當使用於本發明之氧化物燒結體係使用作為濺鍍用靶材時，燒結密度宜為6.3g/cm2 以上。另外，使用作為離子鍍覆或蒸鍍用靶材時，燒結密度宜為3.4至5.5g/cm2 之範圍。
藉由使用如此之構造的靶材，使非晶質膜的形成變容易。又，使用如此之靶材時係幾乎不產生團塊。
使透明導電膜以濺鍍法形成於基板上時，直流濺鍍法係因成膜時之熱影響少，可高速成膜，故為有用。以直流濺鍍法形成時，宜使用惰性氣體與氧，尤其是由氬與氧所構成之混合氣體作為濺鍍氣體。又，以使濺鍍裝置之槽室內成為0.1至1Pa，尤以使其成為0.2至0.8Pa的壓力進行濺鍍為佳。
在本發明中，例如，真空排氣至2×10-4 Pa以下後，導入由氬與氧所構成之混合氣體，使氣壓為0.2至0.5Pa，對靶材之面積施加直流電力，亦即施加使直流電力密度成為1至3W/cm2 左右的範圍之直流電力而產生直流電漿，而可實施預濺鍍。在實施此預濺鍍5至30分鐘後，以先依需要而修正基板位置再進行濺鍍為佳。
又，當使用由上述氧化物燒結體所製作之離子鍍覆用靶材(亦稱為片材(tablet)或粒材(pellet))時，亦可形成同樣之透明導電膜。
如前述般，於離子鍍覆法中，係對成為蒸發源之靶材照射電子束或電弧放電所產生之熱等，所照射之部分局部地變成高溫，蒸發粒子進行蒸發而堆積於基板上。此時，使蒸發粒子藉電子束或電弧放電而進行離子化。進行離子化之方法有各種的方法，其中使用電漿產生裝置(電漿槍)之高密度電漿輔助蒸鍍法(HDPE法)係適合用於良質的透明導電膜之形成。此方法中係利用使用電漿槍之電弧放電。在內藏於該電漿槍之陰極與蒸發源之坩堝(陽極)之間維持電弧放電。使從陰極釋出之電子藉磁場偏向而導入至坩堝內，集中於已饋入至坩堝內之靶材的局部而進行照射。藉此電子束而從局部地成為高溫之部分蒸發出蒸發粒子，並堆積於基板。已氣化之蒸發粒子或導入作為反應氣體之O2 氣體係於此電漿內被離子化及活化，故可製作良質之透明導電膜。
前述透明導電膜係在使基板溫度為室溫至180℃的範圍，更佳係室溫至150℃的範圍中而進行成膜。又，前述透明導電膜係由於具有220℃以上之高的結晶化溫度，故以此溫度範圍成膜時，可確實地得到更完全的非晶質狀態之非晶質膜。認為此係因含有鎵的銦氧化物、或含有鎵及錫的銦氧化物之結晶化溫度高之故。
將成膜時之基板溫度設為前述範圍之理由，係由於若欲控制基板溫度至室溫以下時，即必須進行冷卻，不但造成能量之損失，為了控制其溫度有時亦會使製造效率降低。另一方面，基板溫度超過180℃時，有時會造成前述透明導電膜之部分結晶化，而有時會無法以含有草酸等弱酸的蝕刻劑進行蝕刻。又，亦可於成膜時之環境氣體中添加水或氫。藉此，可容易地使用含有草酸等弱酸的蝕刻劑將已成膜之透明導電膜進行蝕刻，並可更降低殘渣。此時，膜對於基底基板之密著性不會降低。
(蝕刻)
酸性之蝕刻劑(蝕刻液)宜為弱酸。此係由於使用弱酸之蝕刻劑進行蝕刻時，前述透明導電膜幾乎不會產生因蝕刻所致之殘渣。
該酸性之蝕刻劑宜為含有草酸、由磷酸與醋酸與硝酸所構成之混合酸、或硝酸鈰銨的任一種或二種以上。
例如，含有草酸之蝕刻劑的草酸濃度宜為1至10質量%，更宜為1至5質量%。草酸濃度未達1質量%時，前述透明導電膜之蝕刻速度有時會變慢，若超過10質量%，草酸之結晶有時會析出於含有草酸之蝕刻劑的水溶液中。
(熱處理)
在本發明之透明導電膜中，將已成膜之由前述含有鎵的銦氧化物所形成之透明導電膜、或由含有鎵及錫的銦氧化物所形成之透明導電膜進行蝕刻而形成透明像素電極後，亦可藉由使基板之溫度加熱至200℃至500℃，而將該透明導電膜予以熱處理。
藉由如此之熱處理，如上述般，可使由含有鎵的銦氧化物所形成之透明導電膜的性狀成為存在有無法以X光繞射觀察之程度的微結晶之非晶質狀態，或可使由含有鎵及錫的銦氧化物所形成之透明導電膜的性狀成為結晶狀態。
若欲將由含有鎵的銦氧化物所構成之透明導電膜如上述般維持於非晶質狀態，必須依其鎵量而在前述溫度範圍內選擇適當的溫度。本發明之由含有鎵的銦氧化物所構成之透明導電膜，即使為鎵含量最少之Ga/(In+Ga)原子數比為0.10的組成，相較於ITO之約190℃，亦顯示較高的220℃之結晶化溫度。亦即，若為此組成，藉由實施結晶化溫度未達220℃之溫度的熱處理，可使其未結晶化而可維持含有微結晶之非晶質狀態。又，結晶化溫度係依鎵含量的增加而變高。因此，因應鎵含量之增加，而可使能維持含有微結晶之非晶質狀態的熱處理溫度上限亦變高。
之所以要將上述透明導電膜之熱處理溫度設為200℃至500℃，係由於以未達200℃之溫度進行熱處理時，恐怕無法於上述透明導電膜中生成微結晶、或使上述透明導電膜充分結晶化，而可能無法充分提高在上述透明導電膜之紫外區域中的光之透過率。另一方面，以超過500℃之溫度進行熱處理時，會造成與透明導電膜之構成元素接觸的金屬配線或阻隔金屬之相互擴散產生過多(必要以上之程度)等之問題，並導致比電阻或接觸電阻增大等在薄膜電晶體型基板製造步驟上之重大問題。
尤其在以超過300℃之溫度進行熱處理時，在含有氧之環境中，透明導電膜、或接觸之金屬配線或阻隔金屬之氧化所造成的比電阻或接觸電阻增大之問題變明顯。因此，尤其是在超過300℃之溫度中，以在不含有氧之環境中的熱處理為佳。
2.半導體層
在本發明之薄膜電晶體型基板中，形成於透明基板上之半導體層可為非晶矽(以下，有時亦記載為a-Si)、或多晶矽(以下，有時亦記載為p-Si)，又，亦可為非晶質InGaZnO氧化物(以下，有時亦記載為a-IGZO)或氧化鋅結晶膜等氧化物。
4.配線
又，在本發明之薄膜電晶體型基板中，形成於透明基板上之配線，一般可使用廉價且電阻低之鋁，惟可抑制前述凸塊的發生之於鋁中添加有釹或鈰之合金、或於已抑制凸塊的發生及接觸電阻增大之鋁中添加有鎳及鑭等稀土族元素的合金亦佳。
又，在透明基板上所形成之半導體層中適用低溫多晶矽之情形等，可依其必要性，而於透明基板上所形成之配線中使用鉻、鉬、鈦、或鉭。
5.薄膜電晶體型液晶顯示裝置
本發明之薄膜電晶體型液晶顯示裝置，其特徵在於具備：前述薄膜電晶體型基板、設有複數色之著色圖案的彩色濾光片基板、被前述薄膜電晶體型基板與前述彩色濾光片基板所夾持之液晶層。
上述薄膜電晶體型基板係在其製造步驟中，幾乎不發生鋁配線之斷線等蝕刻不良情形。因此，若使用如此之薄膜電晶體型基板，即可製造顯示缺陷少之高性能的薄膜電晶體型液晶顯示裝置。
[實施例]
以下，使用實施例及圖面而詳細地說明本發明。
(實施例1)
於第1圖中係表示在本實施例1中之a-SiTFT(非晶矽薄膜電晶體)主動矩陣基板100的附近之截面圖。於透光性之玻璃基板1上，藉直流濺鍍法，以各別之膜厚成為150nm、50nm之方式依序形成金屬鋁(Al)、阻隔金屬BM(使用金屬鉬(Mo))之膜。
其次，藉由使用磷酸、醋酸、硝酸、水(其體積比為12：6：1：1)系水溶液作為蝕刻液的光蝕刻法，俾使上述成膜之金屬Al/金屬Mo二層膜被蝕刻成第1圖所示之形狀，形成閘極電極2及閘極電極配線2a。
再者，藉輝光放電CVD法，於上述玻璃基板1、上述閘極電極2、及上述閘極電極配線2a上，使成為閘極絕緣膜3之氮化矽(SiN)膜，以其膜厚成為300nm之方式成膜。繼而，於此閘極絕緣膜3上使a-Si：H(i)膜4以其膜厚成為350nm之方式成膜，進一步將成為通道保護層5之氮化矽膜(SiN膜)於上述a-Si：H(i)膜4上以其膜厚成為300nm之方式成膜。
此時，就放電氣體而言，關於由SiN膜所形成之閘極絕緣膜3及通道保護層5，係使用SiH4 -NH3 -N2 系混合氣體，另外，關於a-Si：H(i)膜4，係分別使用SiH4 -N2 系混合氣體。又，該由SiN膜所形成之通道保護層5係藉由使用CHF系氣體之乾蝕刻進行蝕刻，形成第1圖所示之形狀。
繼而，使用SiH4 -H2 -PN3 系混合氣體，使a-Si：H(n)膜6於上述a-Si：H(i)膜4及上述通道保護層5上，以其膜厚成為300nm之方式成膜。
其次，於已成膜之a-Si：H(n)膜6上，進一步使金屬Mo/金屬Al/金屬Mo三層膜，以上下層之Mo的膜厚成為50nm且中間層之Al的膜厚成為200nm之方式，依序藉直流濺鍍法進行成膜。
藉由使用磷酸、醋酸、硝酸、水(其體積比為9：8：1：2)系水溶液作為蝕刻液的光蝕刻法，俾使此/金屬Mo/金屬Al/金屬Mo三層膜被蝕刻成第1圖所示之形狀，形成源極電極7之圖案及汲極電極8之圖案。
進一步，藉由將使用CHF系氣體之乾蝕刻、及使用聯胺(NH2 NH2 ‧H2 O)水溶液之濕式蝕刻予以併用，俾對於由a-Si：H膜所形成之a-Si：H(i)膜4及a-Si：H(n)膜6進行蝕刻，形成第1圖所示之形狀的a-Si：H(i)膜4的圖案、及a-Si：H(n)膜6的圖案。又，如第1圖所示般，使用透明樹脂阻劑10，形成保護膜，進一步形成貫通孔等之圖案。
其次，於已進行上述處理之基板上，以直流濺鍍法形成由含有鎵的銦氧化物所構成之非晶質的透明導電膜9。所使用之靶材係以使靶材中之鎵的含量就Ga/(In+Ga)原子數比而言成為0.10之方式所調製之氧化物燒結體。
將氧化銦粉末及氧化鉀粉末調整成平均粒徑1μm以下而形成原料粉末。以使鎵的含量就Ga/(In+Ga)所示之原子數比而言成為0.10之方式調合此等粉末，與水一起置入於樹脂製鍋中，以濕式球磨機混合。此時，使用硬質ZrO2 舟，使混合時間為18小時。混合後，取出漿液，進行過濾，乾燥，造粒。使造粒物以冷均壓施加3噸/cm2 之壓力而成形。
繼而，如以下般燒結成形體。依爐內容積每0.1m3 以5升/分鐘的比率，於燒結爐內之大氣導入氧的環境中，以1400℃之燒結溫度燒結20小時。此時，以1℃/分鐘昇溫，於燒結後之冷卻時停止導入氧，以10℃/分鐘降溫至1000℃。
將所得到之氧化物燒結體加工成直徑152mm、厚度5mm之大小，使濺鍍面以杯磨石研磨成最大高度Rz為3.0μm以下。將已加工之氧化物燒結體使用金屬銦而黏結於無氧銅製之背板(backing plate)，形成濺鍍用靶材。
此靶材之相對密度為98%(7.0g/cm3 )。又，於靶材中，依X線繞射測定之結果，瞭解到紅綠柱石型構造之In2 O3 相係作為主結晶相而存在，又，暗示β-Ga2 O3 型構造之GaInO3 相、或GaInO3 相與(Ga,In)2 O3 相係作為分散相而存在。實際上，進行氧化物燒結體之SEM觀察的結果，確認此等分散相係由平均粒徑5μm以下之結晶粒所構成。
直流濺鍍中，係使此氧化物燒結體靶材配置於平面磁控(planar magnetron)型之陰極而使用，以其膜厚成為100nm之方式，形成透明導電膜9。此時，就直流濺鍍時之放電氣體而言，使用經調整成為氧流量比2.5%之氬與氧的混合氣體。使用具有如上述之組織的氧化物燒結體靶材，而不加熱基板，以室溫之狀態，進行直流濺鍍。基板溫度為25℃。成膜中，放電為安定，於靶材表面亦未見到團塊之產生。
藉上述直流濺鍍所成膜之由含有鎵的銦氧化物所構成的透明導電膜9之組成，係與使用作為靶材之氧化物燒結體同樣。以X光繞射法測定此透明導電膜9後，未觀察到由源自結晶之反射所造成的譜峰，而可知其為非晶質膜。又，此透明導電膜9之比電阻為4.5×10-4 Ω‧cm左右，可確認其係可足以作為電極使用之膜。
對於此由含有鎵的銦氧化物所構成的透明導電膜9，藉由使用草酸3.2質量%之水溶液作為蝕刻劑之蝕刻法，以成為透明像素電極之圖案的方式，進行蝕刻。藉此，形成如第1圖所示之由透明導電膜9的非晶質電極所構成之透明像素電極的圖案。
此時，以使源極電極7之圖案、與由透明導電膜9所構成之透明像素電極的圖案進行電性連接的方式，形成所希望的圖案。此時，含有金屬Al之源極電極7及汲極電極8不會因以蝕刻液而溶出。又，此草酸3.2質量%之水溶液係相當於含有草酸之酸性的蝕刻劑之一例。
然後，使基板之溫度加熱至200℃，在真空環境中對透明導電膜9實施30分鐘之熱處理。熱處理後之透明導電膜9的比電阻為3.9×10-4 Ω‧cm左右。依X光繞射法之測定，未觀察到由源自結晶之反射所造成的譜峰，而可知其為非晶質膜。進一步，藉AFM(Digital Instruments公司製，Nanoscope 111)觀察後，確認氧化銦相之微結晶的存在。
在另一試驗中，測定接觸電阻後，顯示約18Ω之低值，為良好。就其他之阻隔金屬而言，使用Ti、Cr、Ta、W後，與Mo相同地可得到良好之結果。使用Ti、Cr、Ta、W時之接觸電阻分別為約18Ω、約19Ω、約25Ω、約30Ω。
此後，形成SiN鈍化膜(未圖示)及遮光膜圖案(未圖示)，製造第1圖所示之a-SiTFT主動矩陣基板100。又，在此a-SiTFT主動矩陣基板100中之玻璃基板1上，規則地形成有第1圖所示之像素部分等之圖案。亦即，實施例1之a-SiTFT主動矩陣基板100係成為陣列基板。又，此a-SiTFT主動矩陣基板100係相當於薄膜電晶體型基板之適宜的一例。
藉由在此a-SiTFT主動矩陣基板100上設置液晶層與彩色濾光片基板，以製造TFT-LCD方式之平面顯示器。此TFT-LCD方式之平面顯示器係相當於薄膜電晶體型液晶顯示裝置之一例。對於此TFT-LCD方式之平面顯示器進行點燈檢查之結果，亦無透明像素電極之不良情形，可達成良好的顯示。
(實施例2)
關於a-SiTFT主動矩陣基板100，除了與上述實施例1中所使用的氧化物燒結體相異，使用以其組成中鎵含量就Ga/(In+Ga)原子數比而言成為0.20之方式所調製的氧化物燒結體以外，其餘係與實施例1同樣地製作。又，如此之氧化物燒結體的構造及特性係與實施例1之氧化物燒結體同樣。
以與實施例1同樣的條件，使由含有鎵的銦氧化物所構成之透明導電膜9藉直流濺鍍成膜時，其放電安定，於靶材表面亦未見到團塊之產生。
又，成膜後之透明導電膜9之組成，係與使用作為靶材之氧化物燒結體同樣。若以X光繞射法分析此透明導電膜9，因未觀察到由源自結晶之反射所造成的譜峰，而可知其為非晶質膜。又，此透明導電膜9之比電阻為7.8×10-4 Ω‧cm左右，可確認其係可足以作為電極使用之膜。
又，藉蝕刻法形成透明像素電極之圖案時，金屬Al之源極電極7及汲極電極8亦不會因蝕刻液而溶出。
進一步，使基板之溫度加熱至300℃，在真空環境中實施30分鐘之熱處理。熱處理後之透明導電膜9的比電阻為5.3×10-4 Ω‧cm左右。又，熱處理後之透明導電膜9的性狀係與實施例1同樣。
在另一試驗中，測定接觸電阻後，顯示約20Ω之低值，為良好。就其他之阻隔金屬而言，使用Ti、Cr、Ta、W後，與Mo相同地可得到良好之結果。使用Ti、Cr、Ta、W時之接觸電阻分別為約19Ω、約21Ω、約28Ω、約31Ω。
對於所得之TFT-LCD方式之平面顯示器進行點燈檢查之結果，亦無透明像素電極之不良情形，可達成良好的顯示。
(實施例3)
關於a-SiTFT主動矩陣基板100，除了與上述實施例1及2中所使用的氧化物燒結體相異，使用以其組成中鎵的含量Ga/(In+Ga+Sn)就原子數比而言成為0.10且錫的含量就Sn/(In+Ga+Sn)原子數比而言成為0.05之方式所調製的氧化物燒結體，並且在形成透明像素電極後實施熱處理以外，其餘係與實施例1及實施例2同樣地製作。又，如此之氧化物燒結體的靶材之相對密度為98%，又，在靶材中，依X光繞射測定之結果，瞭解到紅綠柱石型構造之In2 O3 相係作為主結晶相而存在，又，暗示β-Ga2 O3 型構造之GaInO3 相、或GaInO3 相與(Ga,In)2 O3 相係作為分散相而存在。進行該氧化物燒結體之SEM觀察的結果，確認此等分散相係由平均粒徑5μm以下之結晶粒所構成。又，以附屬於SEM之EDS(Energy Dispersive X-ray Spectrometer，能量分散X線譜儀)分析所得之結晶粒的組成分析結果，確認錫亦包含於紅綠柱石型構造之In2 O3 相、及GaInO3 相、或(Ga,In)2 O3 相之任一者的相中。
以與實施例1及實施例2同樣之條件，藉直流濺鍍使由含有鎵及錫的銦氧化物所構成的透明導電膜9成膜時，其放電為安定，於靶材表面亦未見到團塊之產生。
又，成膜後之透明導電膜9之組成係與使用作為靶材之氧化物燒結體同樣。以X光繞射法測定此透明導電膜9後，未觀察到由源自結晶之反射所造成的譜峰，而可知其為非晶質膜。又，此透明導電膜9之比電阻為5.2×10-4 Ω‧cm左右，可確認其係可足以作為電極使用之膜。
又，藉蝕刻法形成透明像素電極之圖案時，金屬Al之源極電極7及汲極電極8亦不會因蝕刻液而溶出。
在實施例3中，其後以280℃實施30分鐘熱處理。熱處理後之透明導電膜9的比電阻為3.1×10-4 Ω‧cm左右，確認其係更適合作為電極。又，以X光繞射法測定後，觀察到源自In2 O3 相之反射，而確認其成為結晶膜，此外，在另一試驗中，測定接觸電阻後，顯示約17Ω之低值，為良好。就其他之阻隔金屬而言，使用Ti、Cr、Ta、W後，與Mo相同地可得到良好之結果。使用Ti、Cr、Ta、W時之接觸電阻分別為約17Ω、約16Ω、約22Ω、約26Ω。
又，對於所得到之TFT-LCD方式之平面顯示器進行點燈檢查之結果，亦無透明像素電極之不良情形，可達成良好的顯示。
(實施例4)
在第2圖中，顯示本實施例4中之a-SiTFT(非晶矽薄膜電晶體)主動矩陣基板200的附近之截面圖。此a-SiTFT主動矩陣基板200係於閘極電極上不形成阻隔金屬BM(金屬Mo)而形成金屬Al之單獨層，並且於汲極電極及源極電極上不形成阻隔金屬BM(金屬Mo)而製成金屬Mo/金屬Al之二層膜，除此之外係與實施例1之基板100為同樣的構造。因此，製造方法亦除了可省略該阻隔金屬BM層的形成以外，基本上係與實施例1同樣。又，本實施例4中之a-SiTFT主動矩陣基板200之透明導電膜9的組成係與上述實施例1中之a-SiTFT主動矩陣基板100中之透明導電膜9的組成相同。
於透光性之玻璃基板1上，藉直流濺鍍法，以其膜厚成為150nm之方式形成金屬Al膜。
其次，藉由使用磷酸、醋酸、硝酸、水(其體積比為12：6：1：1)系水溶液作為蝕刻液的光蝕刻法，使上述已成膜之Al膜被蝕刻成第2圖所示之形狀，形成閘極電極2及閘極電極配線2a。
使用與實施例1同樣之靶材，以與實施例1同樣之條件，藉直流濺鍍使由含有鎵的銦氧化物所構成的透明導電膜9成膜時，其放電為安定，於靶材表面亦未見到團塊之產生。
又，成膜後之透明導電膜9之組成係與使用作為靶材之氧化物燒結體同樣。以X光繞射法測定此透明導電膜9後，未觀察到由源自結晶之反射所造成的譜峰，而可知其為非晶質膜。又，此透明導電膜9之比電阻為4.5×10-4 Ω‧cm左右，可確認其係可足以作為電極使用之膜。
又，藉蝕刻法形成透明像素電極之圖案時，含有金屬Al之源極電極7及汲極電極8亦不會因蝕刻液而溶出。
進一步，以與實施例1同樣之條件實施熱處理。熱處理後之透明導電膜9的比電阻為5.3×10-4 Ω‧cm左右。又，熱處理後之透明導電膜9的性狀為與實施例1同樣。
在另一試驗中，測定接觸電阻之後，顯示約90Ω，雖然相較於實施例1至3為較高的值，但為實用上完全無問題之良好程度。
此後，形成SiN鈍化膜(未圖示)及遮光膜圖案(未圖示)，製造第2圖所示之a-SiTFT主動矩陣基板200。又，在此a-SiTFT主動矩陣基板200中之玻璃基板1上規則地形成有第2圖所示之像素部分等之圖案。亦即，實施例4之a-SiTFT主動矩陣基板200係成為陣列基板。
藉由在此a-SiTFT主動矩陣基板200上設置液晶層與彩色濾光片基板，以製造TFT-LCD方式之平面顯示器。對於此TFT-LCD方式之平面顯示器進行點燈檢查之結果，亦無透明像素電極之不良情形，可達成良好的顯示。
(實施例5)
關於a-SiTFT主動矩陣基板100，除了與上述實施例3中所使用的氧化物燒結體相異，使用以其組成中鎵的含量就Ga/(In+Ga+Sn)原子數比而言成為0.05且錫的含量就Sn/(In+Ga+Sn)原子數比而言成為0.09之方式所調製的氧化物燒結體以外，其餘係與實施例3以同樣之條件製作。又，如此之氧化物燒結體的靶材之相對密度為99%，又，在靶材中，依X光繞射測定之結果，瞭解到紅綠柱石型構造之In2 O3 相係作為主結晶相而存在，又，暗示β-Ga2 O3 型構造之GaInO3 相、或GaInO3 相與(Ga,In)2 O3 相係作為分散相而存在。進行該氧化物燒結體之SEM觀察的結果，確認此等分散相係由平均粒徑5μm以下之結晶粒所構成。又，以附屬於SEM之EDS分析所得之結晶粒的組成分析結果，確認錫亦包含於紅綠柱石型構造之In2 O3 相、及GaInO3 相、或(Ga,In)2 O3 相之任一者的相中。
以與實施例3同樣地，藉直流濺鍍使由含有鎵及錫的銦氧化物所構成的透明導電膜9成膜時，其放電為安定，於靶材表面亦未見到團塊之產生。
又，成膜後之透明導電膜9之組成係與使用作為靶材之氧化物燒結體同樣。以X光繞射法測定此透明導電膜9後，未觀察到由源自結晶之反射所造成的譜峰，而可知其為非晶質膜。又，此透明導電膜9之比電阻為4.9×10-4 Ω‧cm左右，可確認其係可足以作為電極使用之膜。
又，藉蝕刻法形成透明像素電極之圖案時，金屬Al之源極電極7及汲極電極8亦不會因蝕刻液而溶出。
在實施例5中，其後以300℃實施30分鐘熱處理。熱處理後之透明導電膜9的比電阻為2.4×10-4 Ω‧cm左右，確認其係更適合作為電極。又，以X光繞射法測定後，觀察到源自In2 O3 相之反射，確認其成為結晶膜。此外，在另一試驗中，測定接觸電阻後，顯示約15Ω之低值，為良好。就其他之阻隔金屬而言，使用Ti、Cr、Ta、W後，與Mo相同地可得到良好之結果。使用Ti、Cr、Ta、W時之接觸電阻分別為約15Ω、約14Ω、約21Ω、約22Ω。
又，對於所得到之TFT-LCD方式之平面顯示器進行點燈檢查之結果，亦無透明像素電極之不良情形，可達成良好的顯示。
(實施例6)
關於a-SiTFT主動矩陣基板100，除了與上述實施例3中所使用的氧化物燒結體相異，使用以其組成中鎵的含量就Ga/(In+Ga+Sn)原子數比而言成為0.02且錫的含量就Sn/(In+Ga+Sn)原子數比而言成為0.09之方式所調製的氧化物燒結體以外，其餘係與實施例3同樣地製作。又，如此之氧化物燒結體的靶材之相對密度為98%，又，在靶材中，依X光繞射測定之結果，瞭解到紅綠柱石型構造之In2 O3 相係作為主結晶相而存在，又，暗示β-Ga2 O3 型構造之GaInO3 相、或GaInO3 相與(Ga,In)2 O3 相係作為分散相而存在。進行該氧化物燒結體之SEM觀察的結果，確認此等分散相係由平均粒徑5μm以下之結晶粒所構成。又，以附屬於SEM之EDS分析所得之結晶粒的組成分析結果，確認錫亦包含於紅綠柱石型構造之In2 O3 相、及GaInO3 相或(Ga,In)2 O3 相之任一者的相中。
以與實施例3同樣地，藉直流濺鍍使由含有鎵及錫的銦氧化物所構成的透明導電膜9成膜時，其放電為安定，於靶材表面亦未見到團塊之產生。
又，成膜後之透明導電膜9之組成係與使用作為靶材之氧化物燒結體同樣。以X光繞射法測定此透明導電膜9後，未觀察到由源自結晶之反射所造成的譜峰，而可知其為非晶質膜。又，此透明導電膜9之比電阻為4.4×IO-4 Ω‧cm左右，可確認其係可足以作為電極使用之膜。
又，藉蝕刻法形成透明像素電極之圖案時，金屬Al之源極電極7及汲極電極8亦不會因蝕刻液而溶出。
在實施例6中，其後以250℃實施30分鐘熱處理。熱處理後之透明導電膜9的比電阻為2.1×10-4 Ω‧Cm左右，確認其係更適合作為電極。又，以X光繞射法測定後，觀察到源自In2 O3 相之反射，確認其成為結晶膜。此外，在另一試驗中，測定接觸電阻後，顯示約15Ω之低值，為良好。就其他之阻隔金屬而言，使用Ti、Cr、Ta、W後，與Mo相同地可得到良好之結果。使用Ti、Cr、Ta、W時之接觸電阻分別為約15Ω、約15Ω、約22Ω、約22Ω。
又，對於所得到之TFT-LCD方式之平面顯示器進行點燈檢查之結果，亦無透明像素電極之不良情形，可達成良好的顯示。
(實施例7)
關於a-SiTFT主動矩陣基板100，除了與上述實施例3中所使用的氧化物燒結體相異，使用以其組成中鎵的含量就Ga/(In+Ga)原子數比而言成為0.08且錫的含量就Sn/(In+Ga+Sn)原子數比而言成為0.11之方式所調製的氧化物燒結體以外，其餘係與實施例3同樣地製作。又，如此之氧化物燒結體的靶材之相對密度為98%，又，在靶材中，依X光繞射測定之結果，瞭解到紅綠柱石型構造之In2 O3 相係作為主結晶相而存在，又，暗示β-Ga2 O3 型構造之GaInO3 相、或GaInO3 相與(Ga,In)2 O3 相係作為分散相而存在。進行該氧化物燒結體之SEM觀察的結果，確認此等分散相係由平均粒徑5μm以下之結晶粒所構成。又，以附屬於SEM之EDS分析所得之結晶粒的組成分析結果，確認錫亦包含於紅綠柱石型構造之In2 O3 相、及GaInO3 相、或(Ga,In)2 O3 相之任一者的相中。
以與實施例3同樣地，藉直流濺鍍使由含有鎵及錫的銦氧化物所構成的透明導電膜9成膜時，其放電為安定，於靶材表面亦未見到團塊之產生。
又，成膜後之透明導電膜9之組成係與使用作為靶材之氧化物燒結體同樣。以X光繞射法測定此透明導電膜9後，未觀察到由源自結晶之反射所造成的譜峰，而可知其為非晶質膜。又，此透明導電膜9之比電阻為6.4×10-4 Ω‧cm左右，可確認其係可足以作為電極使用之膜。
又，藉蝕刻法形成透明像素電極之圖案時，金屬Al之源極電極7及汲極電極8亦不會因蝕刻液而溶出。
在實施例7中，其後以400℃實施30分鐘熱處理。以400℃之較高溫的熱處理時，要小心注意致力不受到爐內之殘留氧或水分所造成之氧化的影響。熱處理後之透明導電膜9的比電阻為2.1×10-4 Ω‧cm左右，確認其係更適合作為電極。又，以X光繞射法測定後，觀察到源自In2 O3 相之反射，確認其成為結晶膜。又，在另一試驗中，測定接觸電阻後，顯示約16Ω之低值，為良好。就其他之阻隔金屬而言，使用Ti、Cr、Ta、W後，與Mo相同地可得到良好之結果。使用Ti、Cr、Ta、W時之接觸電阻分別為約17Ω、約17Ω、約26Ω、約28Ω。
又，對於所得到之TFT-LCD方式之平面顯示器進行點燈檢查之結果，亦無透明像素電極之不良情形，可達成良好的顯示。
(實施例8)
在第2圖中，顯示與實施例4同樣的在本實施例8中之a-SiTFT(非晶矽薄膜電晶體)主動矩陣基板200的附近之截面圖。此a-SiTFT主動矩陣基板200係於閘極電極上不形成阻隔金屬BM(金屬Mo)而形成金屬Al之單獨層，並且於汲極電極及源極電極上不形成阻隔金屬BM(金屬Mo)而製成金屬Mo/金屬Al之二層膜的構造。
在本實施例8中，並非使用實施例4之氧化物燒結體，而是使用實施例5之氧化物燒結體。亦即，使用以其組成中鎵的含量就Ga/(In+Ga+Sn)原子數比而言成為0.05且錫的含量就Sn/(In+Ga+Sn)原子數比而言成為0.09之方式所調製的氧化物燒結體。又，關於製造方法，除了在藉蝕刻法形成透明像素電極之圖案後，以300℃實施30分鐘熱處理以外，基本上係與實施例4同樣。
於透光性之玻璃基板1上，藉直流濺鍍法並以其膜厚成為150nm之方式形成金屬Al膜。
其次，藉由使用磷酸、醋酸、硝酸、水(其體積比為12：6：1：1)系水溶液作為蝕刻液的光蝕刻法，使上述已成膜之Al膜被蝕刻成第2圖所示之形狀，形成閘極電極2及閘極電極配線2a。
與實施例5同樣地，在藉直流濺鍍使由含有鎵及錫之銦氧化物所構成的透明導電膜9成膜時，其放電為安定，於靶材表面亦未見到團塊之產生。
又，成膜後之透明導電膜9之組成係與使用作為靶材之氧化物燒結體同樣。以X光繞射法測定此透明導電膜9後，未觀察到由源自結晶之反射所造成的譜峰，而可知其為非晶質膜。又，此透明導電膜9之比電阻為4.5×10-4 Ω‧cm左右，可確認其係可足以作為電極使用之膜。
又，藉蝕刻法形成透明像素電極之圖案時，含有金屬Al之源極電極7及汲極電極8亦不會因蝕刻液而溶出。
其後，與實施例5同樣地以300℃實施30分鐘熱處理。熱處理後之透明導電膜9的比電阻為2.4×10-4 Ω‧cm左右，確認其係更適合作為電極。又，以X光繞射法測定後，觀察到源自In2 O3 相之反射，確認其成為結晶膜。又，在另一試驗中，測定接觸電阻後，顯示約15Ω之低值，為良好。在另一試驗中，測定接觸電阻後，顯示約72Ω，雖然相較於實施例1至3為較高的值，但顯示低於實施例4之值，為實用上完全無問題之良好程度。
此後，形成SiN鈍化膜(未圖示)及遮光膜圖案(未圖示)，製造第2圖所示之a-SiTFT主動矩陣基板200。又，在此a-SiTFT主動矩陣基板200中之玻璃基板1上規則地形成有第2圖所示之像素部分等之圖案。亦即，實施例4之a-SiTFT主動矩陣基板200係成為陣列基板。
藉由在此a-SiTFT主動矩陣基板200上設置液晶層與彩色濾光片基板，以製造TFT-LCD方式之平面顯示器。對於此TFT-LCD方式之平面顯示器進行點燈檢查之結果，亦無透明像素電極之不良情形，可達成良好的顯示。
(實施例9)
在上述實施例1至8中，對於將透明導電膜9蝕刻時所使用之蝕刻劑，顯示有關該蝕刻劑為草酸3.2wt%的水溶液之例。但是，關於蝕刻透明導電膜9時所使用之蝕刻劑，除了上述草酸系水溶液以外，亦宜為由磷酸、醋酸與硝酸所構成之混合酸，或亦宜為硝酸鈰銨水溶液。實際上，即使將此等蝕刻劑使用於上述實施例1至8，亦無任何問題。
(實施例10)
關於a-SiTFT主動矩陣基板100，除了與上述實施例1中所使用的氧化物燒結體相異，使用以其組成中鎵的含量就Ga/(In+Ga)原子數比而言成為0.35之方式所調製的氧化物燒結體以外，其餘係與實施例1同樣地製作。又，如此之氧化物燒結體的構造及特性係與實施例1中之氧化物燒結體同樣。
以與實施例1同樣之條件，藉直流濺鍍使由含有鎵的銦氧化物所構成的透明導電膜9成膜時，其放電為安定，於靶材表面亦未見到團塊之產生。
又，成膜後之透明導電膜9之組成係與使用作為靶材之氧化物燒結體同樣。以X光繞射法分析此透明導電膜9後，未觀察到由源自結晶之反射所造成的譜峰，而可知其為非晶質膜。又，此透明導電膜9之比電阻為8.9×10-4 Ω‧cm左右，可確認出其係可足以作為電極使用之膜。
又，藉蝕刻法形成透明像素電極之圖案時，金屬Al之源極電極7及汲極電極8亦不會因蝕刻液而溶出。
進一步，使基板之溫度加熱至300℃，在真空環境中實施30分鐘的熱處理。熱處理後之透明導電膜9的比電阻為6.1×10-4 Ω‧cm左右。又，熱處理後之透明導電膜9的性狀係與實施例1同樣。
在另一試驗中，測定接觸電阻後，顯示約20Ω之低值，為良好。就其他之阻隔金屬而言，使用Ti、Cr、Ta、W後，與Mo相同地可得到良好之結果。使用Ti、Cr、Ta、W時之接觸電阻分別為約20Ω、約23Ω、約29Ω、約34Ω。
對於所得到之TFT-LCD方式之平面顯示器進行點燈檢查之結果，亦無透明像素電極之不良情形，可達成良好的顯示。
(比較例1)
關於a-SiTFT主動矩陣基板100，除了使用以靶材中之鋅的含量就Zn/(In+Zn)原子數比而言成為0.107之方式調製的由氧化銦與氧化鋅所構成之氧化物燒結體以外，其餘係以與實施例1同樣之條件製作。
此靶材之相對密度為99%(6.89g/cm3 )。又，在靶材中，依X光繞射測定之結果，瞭解到紅綠柱石型構造之In2 O3 相係作為主結晶相而存在，又，暗示由六方晶層狀化合物所構成之In2 O3 相(ZnO)m (m=2至7)相係作為分散相而存在。實際上進行氧化物燒結體之SEM觀察的結果，確認此等分散相係由平均粒徑5μm以下之結晶粒所構成。
與實施例1同樣地，藉直流濺鍍使由氧化銦與氧化鋅所構成的透明導電膜9成膜時，其放電為安定，於靶材表面亦未見到團塊之產生。
又，成膜後之透明導電膜9之組成係與使用作為靶材之氧化物燒結體同樣。以X光繞射法分析此透明導電膜9後，未觀察到由源自結晶之反射所造成的譜峰，而可知其為非晶質膜。又，此透明導電膜9之比電阻為3.8×10-4 Ω‧cm左右，可確認其係可足以作為電極使用之膜。
又，藉蝕刻法形成透明像素電極之圖案時，含有金屬Al之源極電極7及汲極電極8亦不會因蝕刻液而溶出。但是，在另一試驗中，測定接觸電阻後，相較於實施例1至4，顯示非常高的數MΩ的值(1MΩ=106 Ω)，為無法適用於本發明之薄膜電晶體型基板的程度。
又，對於所得到之TFT-LCD方式的平面顯示器進行點燈檢查之結果，可看到許多透明像素電極之不良情形，難以良好地顯示。經過研究此原因，瞭解到透明像素電極之不良係由於透明導電膜與阻隔金屬Mo之接觸電阻的增大之故。
(比較例2)
關於a-SiTFT主動矩陣基板200，除了使用以其組成中氧化錫之含量就質量比而言成為10質量%之方式所調製的由氧化銦與氧化錫所構成的ITO的氧化物燒結體以外，其餘係與實施例4同樣地製作。又，如此之氧化物燒結體的構造及特性係與實施例1及4中之氧化物燒結體同樣。
以與實施例1同樣地，藉直流濺鍍使由ITO所構成的透明導電膜9成膜時，其放電為安定，於靶材表面亦未見到團塊之產生。
又，透明導電膜9之組成係與使用作為靶材之氧化物燒結體同樣。以X光繞射法分析此透明導電膜9，未觀察到由源自結晶之反射所造成的譜峰，而可知其為非晶質膜。又，在藉由AFM觀察膜表面後，可知此透明導電膜9中在剛成膜後之狀態下存在有微結晶。又，此透明導電膜9之比電阻為7.2×10-4 Ω‧Cm左右，可確認其係可足以作為電極使用之膜。
於形成透明像素電極之圖案前，另外實施蝕刻試驗之際，當該由ITO所構成之透明像素電極9係使用實施例9所示之草酸3.2wt%之水溶液等時，因存在有微結晶，故無法順利地蝕刻。於是，以更強的酸之由FeCl3 與HCl所構成的溶液進行試驗後，確認可被蝕刻。因此，藉由變更成由FeCl3 與HCl所構成之溶液並藉由蝕刻法形成透明像素電極之圖案後，觀察到金屬Al之源極電極7及汲極電極8因蝕刻液而溶出的情形，瞭解到其成為不適用於本發明之薄膜電晶體型基板的狀態。又，在另一試驗中，測定接觸電阻後，相較於實施例1至4，顯示非常高的數MΩ的值，為無法適用於本發明之薄膜電晶體型基板的程度。
又，對於所得到之TFT-LCD方式的平面顯示器進行點燈檢查之結果，可看到許多透明像素電極之不良情形，難以良好地顯示。經過研究此原因，瞭解到像素電極之不良係由於鋁配線之斷線以及透明導電膜與鋁配線之接觸電阻的增大之故。
(比較例3)
關於a-SiTFT主動矩陣基板100，除了與上述實施例1中所使用的氧化物燒結體相異，使用含有鎵及鋅之銦氧化物，且使用以其組成中鎵之含量就Ga/(In+Ga+Zn)原子數比而言成為0.20且鋅的含量就Zn/(In+Ga+Zn)原子數比而言成為0.05之方式所調製的氧化物燒結體以外，其餘係與實施例1同樣地製作。又，如此之氧化物燒結體的構造及特性係與實施例1中之氧化物燒結體同樣。
以與實施例1同樣之條件，藉直流濺鍍使由含有鎵之銦氧化物所構成的透明導電膜9成膜時，其放電為安定，於靶材表面亦未見到團塊之產生。
又，此透明導電膜9之組成係與使用作為靶材之氧化物燒結體同樣。以X光繞射法分析此透明導電膜9，未觀察到由源自結晶之反射所造成的譜峰，而可知其為非晶質膜。又，此透明導電膜9之比電阻顯示為1.5×10-3 Ω‧cm左右與1.0×10-3 Ω‧cm以上，而可瞭解到就電極而言其比電阻為高。
又，藉蝕刻法形成透明像素電極之圖案時，金屬Al之源極電極7及汲極電極8亦不會因蝕刻液而溶出。
但是，使基板之溫度加熱至300℃，在真空環境中實施30分鐘的熱處理。熱處理後之透明導電膜9的比電阻為1.3×10-4 Ω‧cm左右，比電阻仍高。又，熱處理後之透明導電膜9的性狀係與實施例1同樣。
在另一試驗中，測定接觸電阻後，顯示非常高的數MΩ的值，為無法適用於本發明之薄膜電晶體型基板的程度。
又，對於所得到之TFT-LCD方式的平面顯示器進行點燈檢查之結果，可看到許多透明像素電極之不良情形，難以良好地顯示。經過研究此原因，瞭解到透明像素電極之不良係由於透明導電膜與阻隔金屬Mo之接觸電阻的增大之故。
1．．．玻璃基板
2．．．閘極電極
2a．．．閘極電極配線
3．．．閘極絕緣膜：SiN膜
4．．．α-Si：H(i)膜
5．．．通道保護層：SiN膜
6．．．α-Si：H(n)膜
7．．．源極電極
8．．．汲極電極
9．．．透明導電膜(透明像素電極)
10．．．透明樹脂阻劑
11．．．透明導電膜(透明電極)
12．．．接觸孔
100、200．．．α-SiTFT主動矩陣基板
Al．．．鋁配線
BM．．．阻隔金屬(選自Mo、Cr、Ti或Ta之金屬)
第1圖係本實施例1至3之α-SiTFT主動矩陣基板的附近之截面圖(於透明導電膜與Al配線間介入有阻隔金屬BM的構造)。
第2圖係本實施例4之α-SiTFT主動矩陣基板的附近之截面圖(於透明導電膜與Al配線間未介入有阻隔金屬BM的構造)。
1．．．玻璃基板
2．．．閘極電極
2a．．．閘極電極配線
3．．．閘極絕緣膜：SiN膜
4．．．α-Si：H(i)膜
5．．．通道保護層：SiN膜
6．．．α-Si：H(n)膜
7．．．源極電極
8．．．汲極電極
9．．．透明導電膜(透明像素電極)
10．．．透明樹脂阻劑
11．．．透明導電膜(透明電極)
12．．．接觸孔
100．．．α-SiTFT主動矩陣基板
Al．．．鋁配線
BM．．．阻隔金屬(選自Mo、Cr、Ti或Ta之金屬)

Claims (10)

  1. 一種薄膜電晶體型基板，其係由透明基板、與於該透明基板上之閘極電極、半導體層、源極電極及汲極電極、透明像素電極及透明電極所形成，前述透明像素電極係由透明導電膜所構成並與前述源極電極或前述汲極電極電性連接，其中，該薄膜電晶體型基板之特徵在於：構成前述透明像素電極之透明導電膜係由含有鎵及錫之銦氧化物所構成，其中，前述含有鎵及錫之銦氧化物中的鎵含量就Ga/(In+Ga+Sn)原子數比而言為0.05至0.30，錫之含量就Sn/(In+Ga+Sn)原子數比而言為0.09至0.11。
  2. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體型基板，其中，前述透明導電膜係進行結晶化。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之薄膜電晶體型基板，其中，前述透明導電膜不含有鋅。
  4. 一種薄膜電晶體型液晶顯示裝置，其特徵在於具備：申請專利範圍第1至3項中任一項之薄膜電晶體型基板、設有複數色之著色圖案的彩色濾光片基板、被前述薄膜電晶體型基板與前述彩色濾光片基板所夾持之液晶層。
  5. 一種薄膜電晶體型基板之製造方法，該薄膜電晶體型基板係由透明基板、與於該透明基板上之閘極電極、半導體層、源極電極及汲極電極、透明像素電極及透明電極所形成，前述透明像素電極係由透明導電膜所構成並與前述源極電極或前述汲極電極電性連接，其中，該薄膜 電晶體型基板之製造方法之特徵在於含有下述步驟：於前述透明基板上形成非晶質狀態之含有鎵及錫之銦氧化物的膜，而形成透明導電膜之步驟；與藉由使用酸性之蝕刻劑而將前述所形成之透明導電膜予以蝕刻，俾形成前述透明像素電極之步驟，其中，前述含有鎵及錫之銦氧化物中的鎵含量就Ga/(In+Ga+Sn)原子數比而言為0.05至0.30，錫之含量就Sn/(In+Ga+Sn)原子數比而言為0.09至0.11。
  6. 如申請專利範圍第5項之薄膜電晶體型基板之製造方法，其中，前述酸性之蝕刻劑係含有草酸、由磷酸與醋酸與硝酸所構成之混合酸、硝酸鈰銨之任一種或二種以上。
  7. 如申請專利範圍第5或6項之薄膜電晶體型基板之製造方法，其中，在形成前述透明像素電極之步驟後，含有對於前述透明導電膜以200℃至500℃之溫度進行熱處理之步驟。
  8. 如申請專利範圍第7項之薄膜電晶體型基板之製造方法，其中，當前述透明導電膜係由前述非晶質狀態之含有鎵及錫的銦氧化物所形成時，藉由前述熱處理，使前述透明導電膜進行結晶化。
  9. 如申請專利範圍第7項之薄膜電晶體型基板之製造方法，其中，於不含有氧之環境中進行前述熱處理。
  10. 如申請專利範圍第8項之薄膜電晶體型基板之製造方法，其中，於不含有氧之環境中進行前述熱處理。
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