JPH0843841A

JPH0843841A - 透明導電膜の形成方法

Info

Publication number: JPH0843841A
Application number: JP19469194A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Fukuyoshi; 健蔵福吉; Yukihiro Kimura; 幸弘木村
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶表示装置用電極板等の製造の際に利用さ
れる薄膜でしかも高い導電性を有する透明導電膜の形成
方法を提供すること。【構成】ガラス基板11上に、このガラス基板を加熱す
ることなく酸化インジウムを主成分とし10重量％の酸化
錫が添加されたドーパント高濃度薄膜12a'並びに12c'と
酸化インジウムを主成分とし0.3 重量％の酸化錫が添加
されたドーパント低濃度薄膜12b'とを互いに隣接してス
パッタ法にて成膜し、これ等薄膜を加熱アニーリング処
理してキャリア移動度の高いキャリアキャリア高移動度
薄膜12b とキャリア濃度の高いキャリア高濃度薄膜12a,
12c とで構成された透明導電膜12を形成した。そして、
この透明導電膜12においては上記３層膜が相互に作用し
合うため全体としてその比抵抗及び面積抵抗を減少させ
ることが可能になり、この結果、薄膜にも拘らず高い導
電性が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイや入
出力装置等の表示装置用電極板に適用される透明導電膜
の形成方法に係り、特に、薄膜でしかも高い導電性を有
する透明導電膜を形成できる形成方法の改良に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ガラス、プラスチックフィルム等の基板
上に可視光線を透過する透明電極が設けられた電極板
は、液晶ディスプレイ等の各種表示装置の表示用電極や
この表示装置の表示画面から直接入力する入出力装置に
広く使用されている。

【０００３】例えば、液晶が用いられたディスプレイ装
置の透明電極板は、図４に示すようにガラス基板ａと、
このガラス基板ａ上の画素部位に設けられ画素毎にその
透過光を赤、緑、青にそれぞれ着色するカラーフィルタ
ー層ｂと、上記ガラス基板ａ上の画素と画素との間の部
位（画素間部位）に設けられこの部位からの光透過を防
止する遮光膜ｃと、上記カラーフィルター層ｂの全面に
設けられた保護層ｄと、この保護層ｄ上に成膜された透
明電極ｅと、この透明電極ｅ上に成膜された配向膜ｆと
でその主要部が構成されている。そして、上記透明電極
ｅは所定のパターンにパターニングされて形成された透
明導電膜により構成されている。

【０００４】この透明導電膜としては、その高い導電性
に着目して、酸化インジウムの中にドーパントとして酸
化錫を添加したＩＴＯ薄膜が広く利用されており、その
形成方法には２００℃以上の高温度に加熱されたガラス
基板ａ上にスパツタリング法により真空成膜して形成す
る方法（基板加熱成膜法）と、１５０℃以下の低温に保
持されたガラス基板ａ上にスパツタリング法により真空
成膜した後加熱アニーリングして形成する方法（低温成
膜後アニーリング法）とが知られている。

【０００５】また、このＩＴＯ薄膜のエッチング適性を
改善するため、上記基板加熱成膜法を利用してＩＴＯ薄
膜と酸化インジウム薄膜とを成膜して多層構造の透明導
電膜としたもの（特開平４−５８２２５号公報）が知ら
れている。

【０００６】また、この他にも、酸化錫薄膜、この酸化
錫に酸化アンチモンを添加して構成される薄膜（ネサ
膜）、酸化亜鉛に酸化アルミニウムを添加して構成され
る薄膜等が知られているが、これらはいずれも上記ＩＴ
Ｏ薄膜や多層構造の上記透明導電膜よりその導電性が劣
り、また、酸やアルカリ等に対する耐薬品性あるいは耐
水性等が不十分なため一般には普及していない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ディス
プレイ装置や表示入力装置においては、近年、画素密度
を増大させて緻密な画面を表示することが求められ、こ
れに伴って上記透明電極パターンの緻密化が要求されて
おり、例えば１００μｍ程度のピッチで上記透明電極の
端子部を構成することが要求されている。また、液晶デ
ィスプレイ装置において基板に液晶駆動用ＩＣが直接接
続される方式（ＣＯＧ）においては、配線の引き回しが
幅２０〜５０μｍという細線となる部分があり、従来に
ない高度のエッチング加工適性が要求されている。

【０００８】また、その一方で表示画面の大型化も求め
られており、このような大画面について上述したような
緻密パターンの透明電極を形成し、しかも液晶に充分な
駆動電圧を印加できるようにするためには、上記透明電
極として高い導電性を備えた透明導電膜を適用する必要
があった。

【０００９】この透明導電膜の導電性は、一般に面積抵
抗（Ω／□）で表され（面積抵抗は面積導電率の逆数で
ある）、例えば、その値として５Ω／□程度という低い
面積抵抗が要求されている。尚、この面積抵抗は上述の
比抵抗を透明導電膜の厚みで割った値で表される。

【００１０】そして、上記透明導電膜の面積導電率は、
導電率（導電率は上記比抵抗の逆数で表される）と膜厚
との積で表現され、この導電率σ（Ω^-1・cm^-1）は、膜
に含まれるキャリア（電子又は正孔）の持つ電荷ｅ（ク
ーロン）とこのキャリアの移動度μ（cm²/V・sec ）及
びキャリアの濃度ｎ（cm^-3）の積で表現される。

【００１１】 σ（Ω^-1・cm^-1）＝ｅ・μ・ｎ（１）従って、この（１）式より上記透明導電膜の導電率を向
上させ、その比抵抗と面積抵抗とを低下させるために
は、移動度μ（cm²/V・sec ）又はキャリアの濃度ｎ
（cm^-3）のいずれか一方又は双方を増大させればよいわ
けである。

【００１２】そして、上記透明導電膜として汎用されて
いるＩＴＯ薄膜においては、上述したように酸化錫が酸
化インジウムのドーパントでありこのドーパントがキャ
リアである電子の生成に関与していることから、上記酸
化錫の量を増加させればキャリアの濃度ｎ（cm^-3）が増
大し、これに伴い導電率と面積導電率が増大して面積抵
抗が減少すると予想される。

【００１３】しかしながら、上記低温成膜後アニーリン
グ法を利用して形成された膜厚２８０ｎｍのＩＴＯ薄膜
について上記酸化錫の添加量を変化させてその比抵抗
（Ω・cm）、キャリア移動度μ（cm²/V・sec ）、キャ
リア濃度ｎ（cm^-3）、及び、面積抵抗（Ω／□）を測定
したところ、以下の表１に示すように、酸化錫の添加量
が５重量％を越えるとＩＴＯ薄膜の比抵抗は略一定値
（およそ２．４×１０^-4Ω・cm）になり、これ以上酸化
錫の添加量を増加させても比抵抗の低下は見られなかっ
た。この理由は不明であるが、Ｉｎ（インジウム）のイ
オン半径が約０．９２オングストロームであるのに対し
Ｓｎ（錫）のイオン半径は約０．７４オングストローム
であり、両者のイオン半径の差が大きいことから添加さ
れる酸化錫の増加に伴って酸化インジウム結晶の歪みが
大きくなるため、結晶欠陥が増加しこれに起因して移動
度μ（cm²/V・sec ）が低下しているものと推測され
る。

【００１４】

【表１】

【００１５】そして、上述した結果から、酸化錫の濃度
を変化させてもＩＴＯ薄膜の比抵抗がおよそ２．４×１
０^-4Ω・cmより低下しないことから、５Ω／□程度の面
積抵抗を有するＩＴＯ薄膜を得るためにはその膜厚を３
００ｎｍ以上に設定する必要がある。

【００１６】しかし、ＳＴＮ（スーパー・ツイステッド
・ネマティック）液晶を使用する液晶ディスプレイ装置
においては、図７に示したように透明電極ｅ上に液晶を
配向させるための配向膜ｆを設ける必要があり、上記Ｉ
ＴＯ薄膜の膜厚を３００ｎｍ程度に設定した場合、この
ＩＴＯ薄膜をパターニングして透明電極ｅを形成した
際、このＩＴＯ薄膜が存在する部位と存在しない部位と
で３００ｎｍ程度の段差を生じこれに伴い配向膜ｆ表面
に３００ｎｍ程度の凹凸が形成されてしまうため、ドメ
インと呼ばれる配向不良が生じ易くなる問題点があっ
た。

【００１７】尚、上記特開平４−５８２２５号公報に記
載された多層構造の透明導電膜は基板加熱成膜法を利用
して形成されており、このため、表２に示すように酸化
インジウム薄膜のキャリア移動度が小さく、１５〜２０
×１０^-4Ω・cm程度の大きい比抵抗の薄膜しか得られて
いない。

【００１８】

【表２】

【００１９】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、薄膜でしかも高
い導電性を有する透明導電膜の形成方法を提供すること
にある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】そこで、このような目的
を達成するため本発明者等が鋭意研究を重ねたところ以
下のような技術的発見をなすに至った。すなわち、上述
した低温成膜後アニーリング法を用いてキャリア濃度ｎ
（cm^-3）とキャリア移動度μ（cm²/V・sec ）が共に異
なる二層の透明導電膜を互いに隣接させて成膜し、これ
等透明導電膜の導電率について材料を変えて各々測定し
たところ、その一方の透明導電膜（Ｍ）のキャリア移動
度μ_m（cm²/V・sec ）が他方の透明導電膜（Ｃ）のキャ
リア移動度μ_cに比べて充分に大きく、かつ他方の透明
導電膜（Ｃ）のキャリア濃度ｎ_c（cm^-3）が上記一方の
透明導電膜（Ｍ）のキャリア濃度ｎ_mに比べて充分に大
きい場合、これ等透明導電膜全体の導電率σ’（Ω^-1・
cm^-1）は、それぞれの透明導電膜単体の導電率σ_m＝ｅ
・μ_m・ｎ_m、及びσ_c＝ｅ・μ_c・ｎ_cのいずれよりも大
きくなり、しかも二層以上の多層で構成した場合にも同
様であることを発見することができた。

【００２１】本発明はこのような技術的発見に基づきな
されたものである。

【００２２】すなわち請求項１に係る発明は、基板上に
透明導電膜を形成する方法を前提とし、１５０℃以下の
温度に保持された基板上にドーパント濃度の低い金属化
合物薄膜とドーパント濃度の高い金属化合物薄膜を互い
に隣接して二層若しくは三層以上の多層に成膜し、か
つ、これ等金属化合物薄膜を加熱アニーリングしてキャ
リア移動度の高いキャリア高移動度薄膜とキャリア濃度
の高いキャリア高濃度薄膜の二層膜若しくは多層膜で構
成された透明導電膜を形成することを特徴とするもので
ある。

【００２３】そして、この請求項１に係る透明導電膜の
形成方法によれば、透明導電膜を形成するドーパント濃
度の低い金属化合物薄膜とドーパント濃度の高い金属化
合物薄膜について低温成膜後アニーリング法により成膜
し、かつ、これにより上記透明導電膜がキャリア移動度
の高いキャリア高移動度薄膜とキャリア濃度の高いキャ
リア高濃度薄膜の二層膜若しくは多層膜で構成されるこ
とになるため、この二層膜若しくは多層膜の各薄膜が相
互に作用し合うことから全体としてその比抵抗及び面積
抵抗を減少させることが可能になるものである。

【００２４】尚、請求項１に係る発明において透明導電
膜の成膜は低温成膜後アニーリング法によりこれを行う
ことを要する。すなわち、基板加熱成膜法を利用して上
記二層若しくは多層の金属化合物薄膜を成膜した場合、
ドーパント濃度の低い金属化合物薄膜についてそのキャ
リア移動度を十分に増大させることが困難となり透明導
電膜の導電率を十分に増大させることができなくなるか
らである。

【００２５】次に、請求項１に係る発明を適用し最近の
ディスプレイの高密度化に対応させて緻密パターンでか
つ高導電率の透明導電膜を形成するためには、上記キャ
リア高移動度薄膜が６０cm²/V・sec 以上のキャリア移
動度を有し、かつ、キャリア高濃度薄膜が９×１０²⁰cm
^-3以上のキャリア濃度を有することが望ましい。

【００２６】請求項２に係る発明はこのような技術的理
由からなされている。

【００２７】すなわち、請求項２に係る発明は、請求項
１記載の発明に係る透明導電膜の形成方法を前提とし、
上記キャリア高移動度薄膜のキャリア移動度が６０cm²
/V・sec 以上であり、上記キャリア高濃度薄膜のキャリ
ア濃度が９×１０²⁰cm^-3以上であることを特徴とするも
のである。

【００２８】ここで、請求項１又は２に係る発明におい
てドーパント濃度の低い金属化合物薄膜としては、ドー
パントが添加されていないかあるいは微量のドーパント
が添加された金属化合物により構成することができ、こ
の金属化合物薄膜を加熱アニーリングすることによりキ
ャリア移動度の高いキャリア高移動度薄膜を形成するこ
とが可能となる。他方、上記ドーパント濃度の高い金属
化合物薄膜については、比較的大量のドーパントが添加
された金属化合物によりこれを構成することができ、こ
の金属化合物薄膜を加熱アニーリングすることによりキ
ャリア濃度の高いキャリア高濃度薄膜を形成することが
可能となる。

【００２９】そして、上記キャリア高移動度薄膜又はキ
ャリア高濃度薄膜の主要部を構成する金属化合物として
は、酸化インジウム、窒化チタン、窒化ジルコニウム、
酸化亜鉛、酸化錫、酸化レニウム等の金属化合物が適用
でき、好ましくは酸化インジウムである。

【００３０】また、ドーパントとしては、上記金属化合
物中の金属原子と価数の異なる金属の化合物が適用でき
る。例えば、上記金属化合物が酸化インジウムである場
合には、このインジウム原子と価数の異なる錫、ジルコ
ニウム、チタン、ゲルマニウム、鉛、アンチモン、ハフ
ニウム、マグネシウム、スカンジウム、イットリウム、
ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリ
ウム、タリウム、ビスマス、バナジウム、ニオブ、タン
タル等の金属の化合物が例示できる。そして、この金属
の化合物の具体例としては、酸化錫、酸化ジルコニウ
ム、酸化チタン、酸化ゲルマニウム、酸化鉛、酸化アン
チモン、酸化ハフニウム、酸化マグネシウム酸化スカン
ジウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウ
ム、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、酸化サマリウ
ム、酸化タリウム、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸
化ニオブ、酸化タンタル等の金属酸化物が挙げられる。
尚、上記金属化合物が酸化インジウムである場合、この
酸化インジウムに大量に添加してドーパント濃度やキャ
リア濃度を増加させた際にキャリア移動度の低下が比較
的少ないドーパントとしては酸化錫を例示することがで
きる。一方、上記酸化インジウムに微量添加することに
よりキャリア濃度の低下を生じさせ難いドーパントとし
ては、上記酸化錫の他、酸化ジルコニウム、酸化チタ
ン、酸化ゲルマニウム、酸化鉛、酸化アンチモン、酸化
ハフニウム、酸化マグネシウム等を例示することがで
き、中でも酸化錫、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウ
ム、酸化チタンが好ましく適用できる。尚、このような
ドーパントを添加しない金属化合物により上記キャリア
高移動度薄膜を構成することも可能である。

【００３１】そして、金属化合物を酸化インジウムとし
た場合、９×１０²⁰cm^-3以上のキャリア濃度を得るため
にはドーパントを４重量％以上添加する必要があり、他
方、６０cm²/V・sec 以上のキャリア移動度を得るため
にはドーパントを添加しないか添加した場合であっても
３重量％以下の微量に抑えることが望ましい。

【００３２】請求項３〜８に係る発明はこのような技術
的理由に基づいてなされている。

【００３３】すなわち請求項３に係る発明は、請求項１
又は２記載の発明に係る透明導電膜の形成方法を前提と
し、上記金属化合物薄膜が、ドーパントを添加した酸化
インジウム薄膜により構成されていることを特徴として
おり、また、請求項４に係る発明は、請求項３記載の発
明に係る透明導電膜の形成方法を前提とし、上記ドーパ
ントが酸化錫であることを特徴とするものである。

【００３４】一方、請求項５に係る発明は、請求項３記
載の発明に係る透明導電膜の形成方法を前提とし、上記
ドーパントが酸化ジルコニウムであることを特徴として
おり、また、請求項６に係る発明は、請求項３記載の発
明に係る透明導電膜の形成方法を前提とし、上記ドーパ
ントが酸化ハフニウムであることを特徴とするものであ
り、また、請求項７に係る発明は、請求項３記載の発明
に係る透明導電膜の形成方法を前提とし、上記ドーパン
トが酸化チタンであることを特徴とするものである。

【００３５】更に、請求項８に係る発明は、請求項１〜
７記載の発明に係る透明導電膜の形成方法を前提とし、
ドーパント濃度の低い金属化合物薄膜がドーパントを０
〜３重量％添加した酸化インジウム薄膜により構成さ
れ、ドーパント濃度の高い金属化合物薄膜はドーパント
を４重量％以上添加した酸化インジウム薄膜により構成
されていることを特徴とするものである。

【００３６】尚、本発明に係る上記透明導電膜を形成す
る複数の金属化合物薄膜については、ドーパント濃度の
低い金属化合物薄膜とドーパント濃度の高い金属化合物
薄膜から成る二層膜でこれを構成することができるが、
上述したようにドーパント濃度の低い金属化合物薄膜と
ドーパント濃度の高い金属化合物薄膜とを交互に積層し
て三層以上の多層膜を形成しこの多層膜で上記透明導電
膜を構成してもよい。尚、生産性を考慮した場合には二
層〜六層程度が有利である。また、上記ドーパント濃度
の低い金属化合物薄膜とドーパント濃度の高い金属化合
物薄膜とを数十オングストローム〜数百オングストロー
ムの薄い膜とし、この薄い膜を交互に積層して六層以上
の多層膜を構成してもよい。また、加熱アニーリング後
に形成されるキャリア高移動度薄膜の膜厚をキャリアの
平均自由行程の長さ以下に設定して透明導電膜の特性を
向上させることも可能である。尚、加熱アニーリング後
のキャリア高移動度薄膜とキャリア高濃度薄膜の結晶粒
径については任意であり、百オングストローム以下の微
小粒径であっても高いキャリア移動度やキャリア濃度を
確保することが可能であるが、上記キャリア高移動度薄
膜とキャリア高濃度薄膜を構成する結晶の配向方向［一
般に（２２２）面又は（４００）面に配向し易い］及び
格子定数が互いに揃っていることが望ましい。また、パ
ターン化の際のエッチング適性を確保するためこれら薄
膜の合計厚みは３００ｎｍ以下であることが望ましい。

【００３７】次に、請求項１〜８に係る発明において、
透明導電膜の支持体となる基板としては、ガラス、セラ
ミック、プラスチックフィルム、プラスチックボード等
が適用でき、黒色、白色、あるいはその他の色に着色さ
れたものであってよい。また、放熱性や剛性を改善する
ために金属板等で裏打ちされた基板を使用することも可
能である。また、これら基板を構成する板の上に透過光
を着色するカラーフィルター層を設けたり、あるいはこ
のカラーフィルター層と共にこのカラーフィルター層の
無機又は有機保護層を設けた構成にしてもよい。尚、こ
のようなカラーフィルター層としては、有機顔料を色材
として感光性樹脂中に分散させた着色フォトレジストを
使用しフォトリソプロセスで形成した顔料分散方式のカ
ラーフィルター層や、オフセット印刷、凹版オフセット
印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷等の印刷方式で形
成したカラーフィルター層等が例示できる。

【００３８】

【作用】請求項１〜８に係る発明によれば、透明導電膜
を形成するドーパント濃度の低い金属化合物薄膜とドー
パント濃度の高い金属化合物薄膜について低温成膜後ア
ニーリング法により成膜し、かつ、これにより上記透明
導電膜がキャリア移動度の高いキャリア高移動度薄膜と
キャリア濃度の高いキャリア高濃度薄膜の二層膜若しく
は多層膜で構成されることになるため、この二層膜若し
くは多層膜の各薄膜が相互に作用し合うことから全体と
してその比抵抗及び面積抵抗を減少させることが可能に
なる。

【００３９】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
詳細に説明する。［実施例１］図１（Ａ）に示すように厚さ０．７ｍｍの
ガラス基板（ＳｉＯ₂のアンダーコート層を備えるフロ
ート青板）１１上に、ＩＴＯターゲットを使用したマグ
ネトロンスパッタ方式にて、上記ガラス基板１１を加熱
することなく、膜厚９０ｎｍのドーパント高濃度薄膜１
２ａ’と、膜厚１００ｎｍのドーパント低濃度薄膜１２
ｂ’と、膜厚９０ｎｍのドーパント高濃度薄膜１２ｃ’
とを順次積層して合計膜厚２８０ｎｍの三層膜から成る
金属化合物薄膜１２’を成膜した。

【００４０】尚、上記ドーパント高濃度薄膜１２ａ’と
ドーパント高濃度薄膜１２ｃ’は、酸化インジウムを主
成分としこの酸化インジウム中にドーパントとして１０
重量％の酸化錫が添加された薄膜により構成されてお
り、他方、上記ドーパント低濃度薄膜１２ｂ’は酸化イ
ンジウムを主成分としこの酸化インジウム中にドーパン
トとして０．３重量％の酸化錫が添加された薄膜により
構成されている。

【００４１】次に、これ等薄膜１２ａ’、１２ｂ’、１
２ｃ’に対して２００℃−１時間の条件で加熱アニーリ
ング処理を施し、キャリア高濃度薄膜１２ａ、キャリア
高移動度薄膜１２ｂ、及び、キャリア高濃度薄膜１２ｃ
の三層膜で構成される透明導電膜１２を形成した（図１
Ｂ参照）。

【００４２】そして、これ等の薄膜１２ａ、１２ｂ、１
２ｃで構成された透明導電膜１２についてそのキャリア
移動度、キャリア濃度、比抵抗及び面積抵抗を測定し
た。

【００４３】この結果、キャリア移動度は４８．６cm²
/V・sec 、キャリア濃度は８．５７×１０²⁰cm^-3、比抵
抗は１．５０×１０^-4Ω・cmであり、面積抵抗は５．４
Ω／□であった。

【００４４】『確認』この結果を前記表１と比較するこ
とにより、以下（１）〜（３）の事実を確認することが
できた。（１）上記薄膜１２ａ、１２ｂ、１２ｃで構成された実
施例１に係る透明導電膜１２は、酸化錫が０．３重量％
添加された薄膜（表１参照）に比較してそのキャリア移
動度は低いもののキャリア濃度が高く、このため、全体
としてその比抵抗及び面積抵抗が著しく低く設定されて
いる。（２）上記薄膜１２ａ、１２ｂ、１２ｃで構成された実
施例１に係る透明導電膜１２は、酸化錫が１０重量％添
加された薄膜（表１参照）に比較してそのキャリア濃度
は低いもののキャリア移動度が高く、このため、全体と
してその比抵抗及び面積抵抗が著しく低く設定されてい
る。（３）また、上記薄膜１２ａ、１２ｂ、１２ｃで構成さ
れた実施例１に係る透明導電膜１２は、酸化錫の添加量
を０〜１０重量％の範囲で変化させた場合に得られるい
ずれの薄膜（表１参照）と比較しても、比抵抗及び面積
抵抗が著しく低く設定されている。［実施例２］図２（Ａ）に示すように厚さ１．１ｍｍの
ガラス基板（ＳｉＯ₂のアンダーコート層を備えるフロ
ート青板）２１上に、ＩＴＯターゲットを使用したマグ
ネトロンスパッタ方式にて、ガラス基板２１を加熱する
ことなく膜厚１８０ｎｍのドーパント高濃度薄膜２２
ａ’を成膜し、次いで酸化インジウムターゲットを使用
し、アルゴンガスをベースとして比較的多めの酸素ガス
を導入したスパッタ雰囲気中で、マグネトロンスパッタ
方式にて、ガラス基板２１を加熱することなく膜厚９０
ｎｍのドーパント低濃度薄膜２２ｂ’を成膜し、これ等
ドーパント高濃度薄膜２２ａ’とドーパント低濃度薄膜
２２ｂ’の合計膜厚２７０ｎｍの二層膜で構成された金
属化合物薄膜２２’を形成した。

【００４５】尚、上記ドーパント高濃度薄膜２２ａ’
は、酸化インジウムを主成分としこの酸化インジウム中
にドーパントとして１０重量％の酸化錫が添加された薄
膜により構成されており、他方、上記ドーパント低濃度
薄膜２２ｂ’はドーパントが添加されていない酸化イン
ジウム薄膜により構成されている。

【００４６】次に、これ等の薄膜２２ａ’、２２ｂ’に
対して２００℃−１時間の条件で加熱アニーリング処理
を施し、キャリア高濃度薄膜２２及びキャリア高移動度
薄膜２２ｂの二層膜で構成された透明導電膜２２を形成
した（図２Ｂ参照）。

【００４７】そして、これらの薄膜２２ａ、２２ｂで構
成された透明導電膜２２について、そのキャリア移動
度、キャリア濃度、比抵抗及び面積抵抗を測定した。

【００４８】この結果、キャリア移動度は４１．５cm²
/V・sec 、キャリア濃度は８．５×１０²⁰cm^-3、比抵抗
は１．７７×１０^-4Ω・cmであり、面積抵抗は６．５５
Ω／□であった。［実施例３］図３（Ａ）に示すように厚さ０．７ｍｍの
ガラス基板（ＳｉＯ₂のアンダーコート層を備えるフロ
ート青板）３１上に、マグネトロンスパッタ方式にて、
ガラス基板３１を加熱することなく、膜厚９０ｎｍのド
ーパント低濃度薄膜３２ｂ’と、膜厚１８０ｎｍのドー
パント高濃度薄膜３２ｃ’とを順次積層して合計膜厚２
７０ｎｍの二層膜から成る金属化合物薄膜３２’を成膜
した。

【００４９】尚、上記ドーパント低濃度薄膜３２ｂ’は
酸化インジウムを主成分としこの酸化インジウム中にド
ーパントとして０．３重量％の酸化ジルコニウムが添加
された薄膜により構成されており、他方、上記ーパント
高濃度薄膜３２ｃ’は酸化インジウムを主成分としこの
酸化インジウム中にドーパントとして１０重量％の酸化
錫が添加された薄膜により構成されている。

【００５０】次に、これ等薄膜３２ｂ’、３２ｃ’に対
して２００℃−１時間の条件で加熱アニーリング処理を
施し、キャリア高移動度薄膜３２ｂ、及び、キャリア高
濃度薄膜３２ｃの二層膜で構成される透明導電膜３２を
形成した（図３Ｂ参照）。

【００５１】そして、これ等の薄膜３２ｂ、３２ａで構
成された透明導電膜３２について、そのキャリア移動
度、キャリア濃度、比抵抗及び面積抵抗を測定した。

【００５２】この結果、キャリア移動度は４４．２cm²
/V・sec 、キャリア濃度は９．９×１０²⁰cm^-3、比抵抗
は１．４３×１０^-4Ω・cmであり、面積抵抗は５．３Ω
／□であった。［実施例４］ドーパントとして酸化ジルコニウムの代わ
りに酸化ハフニウムを使用し、その配合量を０．７重量
％とした他は実施例３と同様に金属化合物薄膜３２’を
成膜した。

【００５３】得られた金属化合物薄膜のキャリア移動度
は３９cm²/V・sec 、キャリア濃度は８．８×１０²⁰cm
^-3、比抵抗は１．８２×１０^-4Ω・cmであった。［実施例５］ドーパントとして酸化ジルコニウムの代わ
りに酸化チタンを使用し、その配合量を０．２重量％と
した他は実施例３と同様に金属化合物薄膜３２’を成膜
した。

【００５４】得られた金属化合物薄膜のキャリア移動
度、キャリア濃度、比抵抗は上記実施例４の場合と略同
様であった。

【００５５】

【発明の効果】請求項１〜８に係る発明によれば、透明
導電膜を形成するドーパント濃度の低い金属化合物薄膜
とドーパント濃度の高い金属化合物薄膜について低温成
膜後アニーリング法により成膜し、かつ、これにより上
記透明導電膜がキャリア移動度の高いキャリア高移動度
薄膜とキャリア濃度の高いキャリア高濃度薄膜の二層膜
若しくは多層膜で構成されることになるため、この二層
膜若しくは多層膜の各薄膜が相互に作用し合うことから
全体としてその比抵抗及び面積抵抗を減少させることが
可能になる。

【００５６】従って、薄膜でしかも高い導電性を有する
透明導電膜を形成できる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）は実施例１に係る透明導電膜の形成
工程の説明断面図、図１（Ｂ）は実施例１に係る透明導
電膜の説明断面図。

【図２】図２（Ａ）は実施例２に係る透明導電膜の形成
工程の説明断面図、図２（Ｂ）は実施例２に係る透明導
電膜の説明断面図。

【図３】図３（Ａ）は実施例３に係る透明導電膜の形成
工程の説明断面図、図３（Ｂ）は実施例３に係る透明導
電膜の説明断面図。

【図４】従来における液晶ディスプレイの透明電極板の
断面図。

【符号の説明】

１１ガラス基板１２’ 金属化合物薄膜１２ａ’ ドーパント高濃度薄膜１２ｂ’ ドーパント低濃度薄膜１２ｃ’ ドーパント高濃度薄膜１２透明導電膜１２ａキャリア高濃度薄膜１２ｂキャリア高移動度薄膜１２ｃキャリア高濃度薄膜２１ガラス基板２２’ 金属化合物薄膜２２ａ’ ドーパント高濃度薄膜２２ｂ’ ドーパント低濃度薄膜２２透明導電膜２２ａキャリア高濃度薄膜２２ｂキャリア高移動度薄膜３１ガラス基板３２’ 金属化合物薄膜３２ｂ’ ドーパント低濃度薄膜３２ｃ’ ドーパント高濃度薄膜３２透明導電膜３２ｂキャリア高移動度薄膜３２ｃキャリア高濃度薄膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/28 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に透明導電膜を形成する方法におい
て、１５０℃以下の温度に保持された基板上にドーパント濃
度の低い金属化合物薄膜とドーパント濃度の高い金属化
合物薄膜を互いに隣接して二層若しくは三層以上の多層
に成膜し、かつ、これ等金属化合物薄膜を加熱アニーリ
ングしてキャリア移動度の高いキャリア高移動度薄膜と
キャリア濃度の高いキャリア高濃度薄膜の二層膜若しく
は多層膜で構成された透明導電膜を形成することを特徴
とする透明導電膜の形成方法。
【請求項２】上記キャリア高移動度薄膜のキャリア移動
度が６０cm²/V・sec 以上であり、上記キャリア高濃度
薄膜のキャリア濃度が９×１０²⁰cm^-3以上であることを
特徴とする請求項１記載の透明導電膜の形成方法。
【請求項３】上記金属化合物薄膜が、ドーパントを添加
した酸化インジウム薄膜により構成されていることを特
徴とする請求項１又は２記載の透明導電膜の形成方法。
【請求項４】上記ドーパントが酸化錫であることを特徴
とする請求項３記載の透明導電膜の形成方法。
【請求項５】上記ドーパントが酸化ジルコニウムである
ことを特徴とする請求項３記載の透明導電膜の形成方
法。
【請求項６】上記ドーパントが酸化ハフニウムであるこ
とを特徴とする請求項３記載の透明導電膜の形成方法。
【請求項７】上記ドーパントが酸化チタンであることを
特徴とする請求項３記載の透明導電膜の形成方法。
【請求項８】ドーパント濃度の低い金属化合物薄膜がド
ーパントを０〜３重量％添加した酸化インジウム薄膜に
より構成され、ドーパント濃度の高い金属化合物薄膜は
ドーパントを４重量％以上添加した酸化インジウム薄膜
により構成されていることを特徴とする請求項１〜７の
いずれかに記載の透明導電膜の形成方法。