JPH09293693A - 透明導電膜の成膜方法 - Google Patents
透明導電膜の成膜方法Info
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- JPH09293693A JPH09293693A JP12918196A JP12918196A JPH09293693A JP H09293693 A JPH09293693 A JP H09293693A JP 12918196 A JP12918196 A JP 12918196A JP 12918196 A JP12918196 A JP 12918196A JP H09293693 A JPH09293693 A JP H09293693A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 透明導電性膜に対して簡易な手段で水素を添
加する技術を提供する。 【構成】 ITO 膜に代表される透明導電性膜を成膜する
際に、成膜雰囲気に対して水素を含有させる。該水素は
水素を含む物質の形で予めガスボンベ１１０に含有され
ており、スパッタリングガスと共に成膜室１０１内へと
導入される。従って、ガスボンベの中身を交換すること
で容易に成膜雰囲気に水素を含有させることが可能とな
る。
加する技術を提供する。 【構成】 ITO 膜に代表される透明導電性膜を成膜する
際に、成膜雰囲気に対して水素を含有させる。該水素は
水素を含む物質の形で予めガスボンベ１１０に含有され
ており、スパッタリングガスと共に成膜室１０１内へと
導入される。従って、ガスボンベの中身を交換すること
で容易に成膜雰囲気に水素を含有させることが可能とな
る。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
透明導電膜、特にインジウム（In) およびスズ(Sn)の酸
化物で構成されるITO （Indium Tin Oxide）膜を成膜す
る方法に関する。他の透明導電膜としては、ITO 膜にＦ
（フッ素）を添加したITFO膜やSnO2、ZnO、Cd2SnO4 等
を主成分とする酸化物薄膜が挙げられる。
透明導電膜、特にインジウム（In) およびスズ(Sn)の酸
化物で構成されるITO （Indium Tin Oxide）膜を成膜す
る方法に関する。他の透明導電膜としては、ITO 膜にＦ
（フッ素）を添加したITFO膜やSnO2、ZnO、Cd2SnO4 等
を主成分とする酸化物薄膜が挙げられる。
【０００２】また、上記透明導電膜の成膜方法として
は、スパッタリング法、蒸着法といった物理的成膜方法
や、場合によってはスプレー法、ＣＶＤ法といった化学
的成膜方法が採用される。特に、物理的成膜方法である
スパッタリング法は、膜質と膜厚の均一性に優れた透明
導電膜を得られる点で有効である。
は、スパッタリング法、蒸着法といった物理的成膜方法
や、場合によってはスプレー法、ＣＶＤ法といった化学
的成膜方法が採用される。特に、物理的成膜方法である
スパッタリング法は、膜質と膜厚の均一性に優れた透明
導電膜を得られる点で有効である。
【０００３】
【従来の技術】従来より、透明導電膜を成膜する際に、
成膜雰囲気に水素をその組成に含む物質を含有させると
良好な光学特性を有する透明導電膜を得られることが判
っている。この事実は既に特開平2-112112号公報や特開
平5-239635号公報に記載されている。
成膜雰囲気に水素をその組成に含む物質を含有させると
良好な光学特性を有する透明導電膜を得られることが判
っている。この事実は既に特開平2-112112号公報や特開
平5-239635号公報に記載されている。
【０００４】これらの方法では、透明導電膜を成膜する
前や成膜中に、成膜室内に対して水素を含有するガス
（水素ガスや水素化物ガスなど）や水分を導入する手段
をとっている。
前や成膜中に、成膜室内に対して水素を含有するガス
（水素ガスや水素化物ガスなど）や水分を導入する手段
をとっている。
【０００５】このような水素を含有するガスや水分に含
まれる水素原子は、成膜中における透明導電膜の結晶化
を妨げる効果があり、その効果により結晶性を有する透
明導電膜に比べて加工性に優れた非晶質性を有する透明
導電膜を得ることができる。
まれる水素原子は、成膜中における透明導電膜の結晶化
を妨げる効果があり、その効果により結晶性を有する透
明導電膜に比べて加工性に優れた非晶質性を有する透明
導電膜を得ることができる。
【０００６】また、水素原子は透明導電膜を構成する他
の原子のダングリングボンド（未結合手）を補償する。
そのため、ダングリングボンドにトラップされる電子が
減少し、透明導電膜の導電性を向上させることができ
る。
の原子のダングリングボンド（未結合手）を補償する。
そのため、ダングリングボンドにトラップされる電子が
減少し、透明導電膜の導電性を向上させることができ
る。
【０００７】しかしながら、水素ガスそのものを導入す
る場合、爆発の危険性を常に考慮して取扱いには厳重な
注意が必要となり、安全性確保のために成膜装置の製造
コストが高くなるという問題がある。
る場合、爆発の危険性を常に考慮して取扱いには厳重な
注意が必要となり、安全性確保のために成膜装置の製造
コストが高くなるという問題がある。
【０００８】また、水素を含有するガスや水分を導入す
るためには、そのための導入経路（ガス配管等）を配設
する必要があり、成膜装置の製造コストや占有面積を高
める原因となりうる。
るためには、そのための導入経路（ガス配管等）を配設
する必要があり、成膜装置の製造コストや占有面積を高
める原因となりうる。
【０００９】さらに既製の成膜装置に、水素を含有する
ガスまたは水分を導入するための手段一式を増設する必
要がある場合、増設のための費用は装置保有者にとって
望ましくない経済的負担となる。
ガスまたは水分を導入するための手段一式を増設する必
要がある場合、増設のための費用は装置保有者にとって
望ましくない経済的負担となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本明細書で開示する発
明は、透明導電膜を成膜するに際して、成膜装置本体に
対して何ら手を加えずに、水素を含む物質を導入する簡
易な手段を提供することを課題とする。
明は、透明導電膜を成膜するに際して、成膜装置本体に
対して何ら手を加えずに、水素を含む物質を導入する簡
易な手段を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の構成は、透明導電膜を成膜する際の成膜雰囲気に、水
素原子をその組成に含む物質を導入することを特徴とす
る透明導電膜の成膜方法において、前記物質は前記成膜
雰囲気を構成するガスの内の少なくとも一種を貯蔵した
ガスボンベに予め含有されていることを特徴とする。
の構成は、透明導電膜を成膜する際の成膜雰囲気に、水
素原子をその組成に含む物質を導入することを特徴とす
る透明導電膜の成膜方法において、前記物質は前記成膜
雰囲気を構成するガスの内の少なくとも一種を貯蔵した
ガスボンベに予め含有されていることを特徴とする。
【００１２】また、他の発明の構成は、透明導電膜をス
パッタリング法により成膜する際の成膜雰囲気に、水素
原子をその組成に含む物質を導入することを特徴とする
透明導電膜の成膜方法において、前記物質はスパッタリ
ングガスの内の少なくとも一種を貯蔵したガスボンベに
予め含有されていることを特徴とする。
パッタリング法により成膜する際の成膜雰囲気に、水素
原子をその組成に含む物質を導入することを特徴とする
透明導電膜の成膜方法において、前記物質はスパッタリ
ングガスの内の少なくとも一種を貯蔵したガスボンベに
予め含有されていることを特徴とする。
【００１３】即ち、スパッタリングガスそのものに水素
原子をその組成に含む物質を予め導入してあるため、既
製の成膜装置を改造することなくガスボンベを交換する
だけで成膜雰囲気に水素を含ませることができる。
原子をその組成に含む物質を予め導入してあるため、既
製の成膜装置を改造することなくガスボンベを交換する
だけで成膜雰囲気に水素を含ませることができる。
【００１４】この水素をその組成に含む物質は、経済性
や取扱いの安全性の観点から水分であることが望まし
い。成膜雰囲気に含まれた水分は被処理基板とターゲッ
トとの間に形成されるプラズマによって水素と酸素に解
離し、そこで発生した水素が形成される薄膜に添加され
る。
や取扱いの安全性の観点から水分であることが望まし
い。成膜雰囲気に含まれた水分は被処理基板とターゲッ
トとの間に形成されるプラズマによって水素と酸素に解
離し、そこで発生した水素が形成される薄膜に添加され
る。
【００１５】以上の構成でなる本発明の詳細を、以下に
示す実施例でもって説明する。
示す実施例でもって説明する。
【００１６】
〔実施例１〕本実施例では、スパッタリング法によりIT
O 膜を成膜するに際して本発明を適用した例を示す。な
お、説明に用いる図１に示すのは、ＤＣマグネトロンス
パッタ装置の成膜室の断面を表す概略図である。
O 膜を成膜するに際して本発明を適用した例を示す。な
お、説明に用いる図１に示すのは、ＤＣマグネトロンス
パッタ装置の成膜室の断面を表す概略図である。
【００１７】成膜室１０１内の下方には陰極となるITO
でなるターゲット１０２が、ターゲット支持台１０３上
に設置されている。また、ここでは図示しないが、ター
ゲット１０２を冷却する機構を備えつけても良い。
でなるターゲット１０２が、ターゲット支持台１０３上
に設置されている。また、ここでは図示しないが、ター
ゲット１０２を冷却する機構を備えつけても良い。
【００１８】また、ターゲット１０２の背後には磁石１
０４が取付けられており、磁力線の一部がターゲット表
面と平行に形成される様になっている。なお、磁石１０
４はターゲット１０２上に発生するプラズマの広がりを
抑える目的を持つ。
０４が取付けられており、磁力線の一部がターゲット表
面と平行に形成される様になっている。なお、磁石１０
４はターゲット１０２上に発生するプラズマの広がりを
抑える目的を持つ。
【００１９】なお、ターゲット支持台１０３は成膜室１
０１の外部で直流電源１０５と接続されており、ターゲ
ット支持台１０３に対して直流電圧を印加できる様にな
っている。
０１の外部で直流電源１０５と接続されており、ターゲ
ット支持台１０３に対して直流電圧を印加できる様にな
っている。
【００２０】そして、ターゲット１０２と向かい合う様
にして被処理基板１０６が基板支持台１０７に取り付け
られている。また、ターゲット１０２と被処理基板１０
６との間にはシャッター１０８が配置されている。
にして被処理基板１０６が基板支持台１０７に取り付け
られている。また、ターゲット１０２と被処理基板１０
６との間にはシャッター１０８が配置されている。
【００２１】このシャッター１０８の開閉により被処理
基板１０６に堆積するITO 膜の膜厚を制御することがで
きる。
基板１０６に堆積するITO 膜の膜厚を制御することがで
きる。
【００２２】また、基板支持台１０７の背後にはヒータ
１０９が設置され、所望により被処理基板１０６を加熱
できるような構成となっている。なお、図示していない
が基板支持台１０７の周辺に冷却水を循環させる機構を
備えても良い。
１０９が設置され、所望により被処理基板１０６を加熱
できるような構成となっている。なお、図示していない
が基板支持台１０７の周辺に冷却水を循環させる機構を
備えても良い。
【００２３】ターゲット１０２をスパッタするためのス
パッタリングガスはガスボンベ１１０、１１１から供給
され、ガス導入口１１２より成膜室１０１内へと導入さ
れる。本実施例ではガスボンベ１１０にはアルゴンガス
を、ガスボンベ１１１には酸素ガスを貯蔵して、アルゴ
ンに対して酸素を３％の割合で混合したガスをスパッタ
リングガスとして用いる。
パッタリングガスはガスボンベ１１０、１１１から供給
され、ガス導入口１１２より成膜室１０１内へと導入さ
れる。本実施例ではガスボンベ１１０にはアルゴンガス
を、ガスボンベ１１１には酸素ガスを貯蔵して、アルゴ
ンに対して酸素を３％の割合で混合したガスをスパッタ
リングガスとして用いる。
【００２４】なお、本実施例ではガスボンベ１１０に、
アルゴンガスに対して150ppmの水分（H2O ）を予め含有
させる。この水分は多量に含有させるとガスボンベ内で
結露する恐れがあるため300ppmまでが上限である。
アルゴンガスに対して150ppmの水分（H2O ）を予め含有
させる。この水分は多量に含有させるとガスボンベ内で
結露する恐れがあるため300ppmまでが上限である。
【００２５】ここで本実施例の具体的な成膜条件は、 成膜温度：室温 印加電圧：１kW ガス流量：アルゴン（水分を含む）50SCCM、酸素1SCCM 成膜圧力：0.4 Pa とする。
【００２６】また、成膜室１０１内は排気口１１３を通
して常に真空ポンプ１１４によって排気され、所定の成
膜圧力となる様に新しいスパッタリングガスを導入し続
ける構成とする。本実施例では真空ポンプ１１４として
液体ヘリウムを冷却媒体とするクライオポンプを用いて
いる。
して常に真空ポンプ１１４によって排気され、所定の成
膜圧力となる様に新しいスパッタリングガスを導入し続
ける構成とする。本実施例では真空ポンプ１１４として
液体ヘリウムを冷却媒体とするクライオポンプを用いて
いる。
【００２７】以上の様な構成でなるＤＣマグネトロンス
パッタ装置の成膜室１０１内においては、ターゲット支
持台１０３に印加された直流電圧によってターゲット１
０２と被処理基板１０６との間にアルゴンガスおよび酸
素ガスのグロー放電（プラズマ）が発生する。
パッタ装置の成膜室１０１内においては、ターゲット支
持台１０３に印加された直流電圧によってターゲット１
０２と被処理基板１０６との間にアルゴンガスおよび酸
素ガスのグロー放電（プラズマ）が発生する。
【００２８】このプラズマ中のアルゴンは、ターゲット
１０２近傍で加速されてターゲット表面に衝突し、ター
ゲット１０２をスパッタリングする。スパッタリングさ
れた粒子は、陽極となる基板支持台１０７に配置された
被処理基板１０６上に堆積してITO 薄膜を形成する。
１０２近傍で加速されてターゲット表面に衝突し、ター
ゲット１０２をスパッタリングする。スパッタリングさ
れた粒子は、陽極となる基板支持台１０７に配置された
被処理基板１０６上に堆積してITO 薄膜を形成する。
【００２９】なお、スパッタリングガスに混合する酸素
はそれ自体はスパッタリングガスとして機能しないが、
ITO ターゲット１０２からスパッタされる粒子が主にI
n、Sn等の金属種であるため、足りない酸素を補う効果
を持つ。
はそれ自体はスパッタリングガスとして機能しないが、
ITO ターゲット１０２からスパッタされる粒子が主にI
n、Sn等の金属種であるため、足りない酸素を補う効果
を持つ。
【００３０】また前述の様に、アルゴンガスと共に導入
した水分はプラズマ中で水素と酸素に解離し、その水素
は被処理基板１０６上に堆積したITO 薄膜中に取り込ま
れてITO 薄膜を非晶質化し、さらにダングリングボンド
を補償する。
した水分はプラズマ中で水素と酸素に解離し、その水素
は被処理基板１０６上に堆積したITO 薄膜中に取り込ま
れてITO 薄膜を非晶質化し、さらにダングリングボンド
を補償する。
【００３１】この様にして、成膜雰囲気に対して微量の
水素を添加することで加工性に優れた非晶質状態のITO
膜を形成することが可能となる。また、このITO 膜は膜
中のダングリングボンドが水素終端されているため低抵
抗な特性を示す。
水素を添加することで加工性に優れた非晶質状態のITO
膜を形成することが可能となる。また、このITO 膜は膜
中のダングリングボンドが水素終端されているため低抵
抗な特性を示す。
【００３２】以上の様に、アルゴンガスを貯蔵したガス
ボンベ１１０中に予め水分を含有させておくことで極め
て簡易に、成膜雰囲気に対して水素を導入することが可
能である。
ボンベ１１０中に予め水分を含有させておくことで極め
て簡易に、成膜雰囲気に対して水素を導入することが可
能である。
【００３３】また、水素や水素化物といった物質を直接
取り扱わずに、安価な水分を利用できる点は、安全性の
面でも経済性の面でも極めて有効である。
取り扱わずに、安価な水分を利用できる点は、安全性の
面でも経済性の面でも極めて有効である。
【００３４】〔実施例２〕実施例１ではアルゴンガスに
対して150ppmの水分を導入する例を示したが、水分の代
わりに水素ガスまたは水素化物ガスをガスボンベに添加
しておくことも可能である。
対して150ppmの水分を導入する例を示したが、水分の代
わりに水素ガスまたは水素化物ガスをガスボンベに添加
しておくことも可能である。
【００３５】その場合は、安全性を十分に考慮しておく
必要があり、必要に応じて配管系や排気系に対して水素
に対応した改造を施しておくことが重要となる。
必要があり、必要に応じて配管系や排気系に対して水素
に対応した改造を施しておくことが重要となる。
【００３６】水素化物ガスとしては、InH3、SnH4、(C
H3)3In、(C2H5)4Sn 等の水素化物ガスあるいは有機金属
ガスを用いることができる。
H3)3In、(C2H5)4Sn 等の水素化物ガスあるいは有機金属
ガスを用いることができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明はスパッタリングガスを貯蔵する
ガスボンベに予め水素をその組成に含む物質を含有させ
ておくので、透明導電膜の成膜雰囲気に対して極めて簡
易に水素を導入することが可能となる。
ガスボンベに予め水素をその組成に含む物質を含有させ
ておくので、透明導電膜の成膜雰囲気に対して極めて簡
易に水素を導入することが可能となる。
【００３８】特に、ガスボンベに予め水分を含有させて
おく場合は、成膜装置自体に何ら改造を加えることな
く、ガスボンベの交換のみで所定量の水素を導入するこ
とが可能であるため、経済的コストを大幅に節約するこ
とができる。
おく場合は、成膜装置自体に何ら改造を加えることな
く、ガスボンベの交換のみで所定量の水素を導入するこ
とが可能であるため、経済的コストを大幅に節約するこ
とができる。
【００３９】さらに、本発明は水素を導入する際の原料
として安価な水分を利用することができるため、安全性
および経済性の観点から見ても工業上、非常に有効な手
段である。
として安価な水分を利用することができるため、安全性
および経済性の観点から見ても工業上、非常に有効な手
段である。
【図１】 成膜装置の断面を示す図。
１０１ 成膜室 １０２ ターゲット １０３ ターゲット支持台 １０４ 磁石 １０５ 直流電源 １０６ 被処理基板 １０７ 基板支持台 １０８ シャッター １０９ ヒーター １１０ ガスボンベ（水分を含むアルゴン
ガス） １１１ ガスボンベ（酸素ガス） １１２ ガス導入口 １１３ 排気口 １１４ 真空ポンプ
ガス） １１１ ガスボンベ（酸素ガス） １１２ ガス導入口 １１３ 排気口 １１４ 真空ポンプ
Claims (4)
- 【請求項１】透明導電膜を成膜する際の成膜雰囲気に、
水素原子をその組成に含む物質を導入することを特徴と
する透明導電膜の成膜方法において、 前記物質は前記成膜雰囲気を構成するガスの内の少なく
とも一種を貯蔵したガスボンベに予め含有されているこ
とを特徴とする透明導電膜の成膜方法。 - 【請求項２】透明導電膜をスパッタリング法により成膜
する際の成膜雰囲気に、水素原子をその組成に含む物質
を導入することを特徴とする透明導電膜の成膜方法にお
いて、 前記物質はスパッタリングガスの内の少なくとも一種を
貯蔵したガスボンベに予め含有されていることを特徴と
する透明導電膜の成膜方法。 - 【請求項３】請求項１または請求項２において、透明導
電膜とはITO 膜であることを特徴とする透明導電膜の成
膜方法。 - 【請求項４】請求項１または請求項２において、水素原
子をその組成に含む物質とは水分であることを特徴とす
る透明導電膜の成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12918196A JPH09293693A (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 透明導電膜の成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12918196A JPH09293693A (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 透明導電膜の成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09293693A true JPH09293693A (ja) | 1997-11-11 |
Family
ID=15003153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12918196A Withdrawn JPH09293693A (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 透明導電膜の成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09293693A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001086731A1 (de) * | 2000-05-12 | 2001-11-15 | Unaxis Deutschland Gmbh | Indium-zinn-oxid (ito)-schicht und verfahren zur herstellung derselben |
| KR100776505B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2007-11-16 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치의 화소전극 제조 방법 |
| US8889499B2 (en) | 2009-12-11 | 2014-11-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
1996
- 1996-04-25 JP JP12918196A patent/JPH09293693A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001086731A1 (de) * | 2000-05-12 | 2001-11-15 | Unaxis Deutschland Gmbh | Indium-zinn-oxid (ito)-schicht und verfahren zur herstellung derselben |
| US6849165B2 (en) | 2000-05-12 | 2005-02-01 | Unaxis Deutschland Gmbh | Indium-tin oxide (ITO) layer and method for producing the same |
| US7285342B2 (en) | 2000-05-12 | 2007-10-23 | Unaxis Deutschland Gmbh | Indium-tin oxide (ITO) film and process for its production |
| KR100776505B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2007-11-16 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치의 화소전극 제조 방법 |
| US8889499B2 (en) | 2009-12-11 | 2014-11-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US9142683B2 (en) | 2009-12-11 | 2015-09-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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