JP2697567B2 - Ｉｔｏ薄膜の作成法 - Google Patents
Ｉｔｏ薄膜の作成法Info
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- JP2697567B2 JP2697567B2 JP5209226A JP20922693A JP2697567B2 JP 2697567 B2 JP2697567 B2 JP 2697567B2 JP 5209226 A JP5209226 A JP 5209226A JP 20922693 A JP20922693 A JP 20922693A JP 2697567 B2 JP2697567 B2 JP 2697567B2
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- Japan
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- thin film
- helium
- ito thin
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- film
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＴＦＴ（Thin Film Tr
ansistor）などを用いたフラットディスプレイ液晶、デ
バイスの構成要素として必要な透明導電性膜などとして
使用されるＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）薄膜の作成法に
関するものである。
ansistor）などを用いたフラットディスプレイ液晶、デ
バイスの構成要素として必要な透明導電性膜などとして
使用されるＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）薄膜の作成法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、液晶デバイスと必要な透明電極膜
の半導体に、ＩＴＯが用いられている。その作成法とし
ては、マグネトロンスパッタリング法が多い。この方法
は、チャンバ内にターゲットと基板を対向配置し、ター
ゲットと基板の間にマグネトロン放電によるプラズマを
形成してターゲットをスパッタし、対向位置にある基板
にスパッタ粒子流を到達させ蒸着するものである。その
際に、チャンバ内の処理雰囲気中にプラズマ生成に必要
なＡｒガスとＩＴＯ中の酸素濃度調節のためのＯ2 とが
導入される。しかして、従来から良好な膜質すなわち低
い比抵抗と高いエッチング性が得られるように、種々の
成膜条件が試みられてきた。
の半導体に、ＩＴＯが用いられている。その作成法とし
ては、マグネトロンスパッタリング法が多い。この方法
は、チャンバ内にターゲットと基板を対向配置し、ター
ゲットと基板の間にマグネトロン放電によるプラズマを
形成してターゲットをスパッタし、対向位置にある基板
にスパッタ粒子流を到達させ蒸着するものである。その
際に、チャンバ内の処理雰囲気中にプラズマ生成に必要
なＡｒガスとＩＴＯ中の酸素濃度調節のためのＯ2 とが
導入される。しかして、従来から良好な膜質すなわち低
い比抵抗と高いエッチング性が得られるように、種々の
成膜条件が試みられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、単に従来手
法による場合には、比抵抗やエッチング性の追及に限界
があることが次第に明らかになってきた。つまり、成膜
条件としてはチャンバ内における処理ガスの全圧やその
うちのアルゴン分圧、酸素分圧、あるいは基板温度等が
あり、それらを調節することで成膜条件を整えることが
できるのであるが、それらを調節して最適成膜条件を見
出だしても、その条件下で得られる比抵抗、エッチング
性よりも優れた特性の膜質を得ることは従来手法による
限り困難である。そこで、近時において、チャンバ内の
水蒸気圧をコントロールしたり、チャンバ内にＨ2 を導
入する手法が新たに試みられ、低比抵抗、高エッチング
性を更に推進する手段になり得ることが次第に明らかに
なってきた。しかし、水蒸気を多量に供給するとチャン
バ外のポンプ負荷が増大するという不具合を招き、また
Ｈ2 を用いるとその起爆性により操業時の危険率が高く
なるという不具合を招くことになる。また、本発明者が
解析したところによると、これらの手法は膜の分子構造
を変化させるため、膜の特性に好ましくない悪影響を与
える場合が考えられる。
法による場合には、比抵抗やエッチング性の追及に限界
があることが次第に明らかになってきた。つまり、成膜
条件としてはチャンバ内における処理ガスの全圧やその
うちのアルゴン分圧、酸素分圧、あるいは基板温度等が
あり、それらを調節することで成膜条件を整えることが
できるのであるが、それらを調節して最適成膜条件を見
出だしても、その条件下で得られる比抵抗、エッチング
性よりも優れた特性の膜質を得ることは従来手法による
限り困難である。そこで、近時において、チャンバ内の
水蒸気圧をコントロールしたり、チャンバ内にＨ2 を導
入する手法が新たに試みられ、低比抵抗、高エッチング
性を更に推進する手段になり得ることが次第に明らかに
なってきた。しかし、水蒸気を多量に供給するとチャン
バ外のポンプ負荷が増大するという不具合を招き、また
Ｈ2 を用いるとその起爆性により操業時の危険率が高く
なるという不具合を招くことになる。また、本発明者が
解析したところによると、これらの手法は膜の分子構造
を変化させるため、膜の特性に好ましくない悪影響を与
える場合が考えられる。
【０００４】本発明は、これらの不具合を伴わずに低い
比抵抗と高いエッチング性を実現することのできる新規
有用なＩＴＯ薄膜の作成法を提供することを目的として
いる。
比抵抗と高いエッチング性を実現することのできる新規
有用なＩＴＯ薄膜の作成法を提供することを目的として
いる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、次のような構成を採用したものであ
る。
達成するために、次のような構成を採用したものであ
る。
【０００６】すなわち、本発明に係るＩＴＯ薄膜の作成
法は、アルゴンガス又は酸素ガスのうち少なくとも一方
を含む処理ガス雰囲気中でＩＴＯターゲットをスパッタ
し、基板にＩＴＯ薄膜を作成する方法において、成膜中
に処理ガス以外に微量のヘリウムガスを添加することを
特徴とする。
法は、アルゴンガス又は酸素ガスのうち少なくとも一方
を含む処理ガス雰囲気中でＩＴＯターゲットをスパッタ
し、基板にＩＴＯ薄膜を作成する方法において、成膜中
に処理ガス以外に微量のヘリウムガスを添加することを
特徴とする。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。
説明する。
【０００８】図１は、本薄膜作成法の実施に直接使用す
る装置を示すものである。同装置は、チャンバ１内を扉
２ａ、３ａによって閉成される準備室２と扉３ａによっ
て閉成される処理室３の二室に分割したインライン式の
ものであり、両室２、３間を図示しないカートを介して
連結し基板（例えばガラス基板）Ａの搬出入を行い得る
ようにしている。
る装置を示すものである。同装置は、チャンバ１内を扉
２ａ、３ａによって閉成される準備室２と扉３ａによっ
て閉成される処理室３の二室に分割したインライン式の
ものであり、両室２、３間を図示しないカートを介して
連結し基板（例えばガラス基板）Ａの搬出入を行い得る
ようにしている。
【０００９】両室２、３はバルブ４ａ、４ｂを介してそ
れぞれ真空ポンプ５に接続されているとともに、処理室
３は更に第１の給気系路５を介して図外の処理ガス供給
源（Ａｒ＋Ｏ2 ）に接続され、第２の給気系路６を通じ
て図外のヘリウムガス供給源に接続されている。
れぞれ真空ポンプ５に接続されているとともに、処理室
３は更に第１の給気系路５を介して図外の処理ガス供給
源（Ａｒ＋Ｏ2 ）に接続され、第２の給気系路６を通じ
て図外のヘリウムガス供給源に接続されている。
【００１０】また、処理室３には、ＤＣマグネトロンス
パッタを行うための装置７が内設してある。この装置７
は、ＩＴＯターゲット（Indium-Tin-Oxide）Ｔを載置す
るバッキングプレート（銅板）７ａと、このバッキング
プレート７ａ上にトロイダル磁場を形成するための磁石
７ｂと、前記バッキングプレート７ａに負の電圧を印加
するＤＣ電源７ｃとからなり、ターゲットＴの対向位置
に図示しないカートを介して基板Ａを搬入するようにな
っている。この基板Ａは常にグランドに保持されてい
る。
パッタを行うための装置７が内設してある。この装置７
は、ＩＴＯターゲット（Indium-Tin-Oxide）Ｔを載置す
るバッキングプレート（銅板）７ａと、このバッキング
プレート７ａ上にトロイダル磁場を形成するための磁石
７ｂと、前記バッキングプレート７ａに負の電圧を印加
するＤＣ電源７ｃとからなり、ターゲットＴの対向位置
に図示しないカートを介して基板Ａを搬入するようにな
っている。この基板Ａは常にグランドに保持されてい
る。
【００１１】次に、同装置を用いてＩＴＯ薄膜を作成す
る手順について説明する。先ず、準備室２の扉２ａを開
いてカートに基板Ａを保持させ、扉２ａを締めて準備室
２を排気する。このとき処理室３は同時排気するか或い
は予備排気しておく。次に、準備室２が所定真空度に達
したら、扉３ａを開けてカートを移動させ、基板Ａを準
備室２から処理室３に搬入する。そして、扉３ａを締
め、第１の給気系路５を通じて所定量の処理ガス（Ａｒ
＋Ｏ2 ）を導入するとともに、第２の給気系路６を通じ
て所定量のヘリウムガスを導入する。そして、バッキン
グプレート７ａにＤＣ電源７ｃから負の電圧を印加す
る。これにより、プレート７ａと基板Ａの間にマグネト
ロン放電によるプラズマＰが形成され、そのプラズマＰ
がターゲットＴをスパッタし、スパッタ粒子流を対向基
板Ａに到達させＩＴＯ薄膜として堆積させる。このとき
チャンバ１外から導入したＯ2 はＩＴＯ薄膜中に混入し
て酸素濃度を高める。このようにしてマグネトロンスパ
ッタリングが完了したら、扉３ａを開けて処理室３から
準備室２に基板Ａを搬出し、扉３ａを閉めた後に準備室
２を大気リークし、扉２ａを開けて基板Ａを取り出す。
る手順について説明する。先ず、準備室２の扉２ａを開
いてカートに基板Ａを保持させ、扉２ａを締めて準備室
２を排気する。このとき処理室３は同時排気するか或い
は予備排気しておく。次に、準備室２が所定真空度に達
したら、扉３ａを開けてカートを移動させ、基板Ａを準
備室２から処理室３に搬入する。そして、扉３ａを締
め、第１の給気系路５を通じて所定量の処理ガス（Ａｒ
＋Ｏ2 ）を導入するとともに、第２の給気系路６を通じ
て所定量のヘリウムガスを導入する。そして、バッキン
グプレート７ａにＤＣ電源７ｃから負の電圧を印加す
る。これにより、プレート７ａと基板Ａの間にマグネト
ロン放電によるプラズマＰが形成され、そのプラズマＰ
がターゲットＴをスパッタし、スパッタ粒子流を対向基
板Ａに到達させＩＴＯ薄膜として堆積させる。このとき
チャンバ１外から導入したＯ2 はＩＴＯ薄膜中に混入し
て酸素濃度を高める。このようにしてマグネトロンスパ
ッタリングが完了したら、扉３ａを開けて処理室３から
準備室２に基板Ａを搬出し、扉３ａを閉めた後に準備室
２を大気リークし、扉２ａを開けて基板Ａを取り出す。
【００１２】しかして、本実施例は以上の成膜装置を使
用し、表１に示す成膜条件で成膜を実施した。すなわ
ち、ターゲットＴにＩＴＯ焼結体（ＳｎＯ2 １０ｗｔ
％、密度９５％）を使用し、全ガス圧は３ｍＴｏｒｒと
し、そのうち酸素分圧は４×１０-5Ｔｏｒｒとし、基板
Ａの温度は常温に保持した。また、ヘリウムガスの導入
量は表２に示すように、分圧が１×１０-5Ｔｏｒｒとな
る量、５×１０-5Ｔｏｒｒとなる量、１×１０-4Ｔｏｒ
ｒとなる量の３回に分けて各基板Ａについて成膜を行っ
た。
用し、表１に示す成膜条件で成膜を実施した。すなわ
ち、ターゲットＴにＩＴＯ焼結体（ＳｎＯ2 １０ｗｔ
％、密度９５％）を使用し、全ガス圧は３ｍＴｏｒｒと
し、そのうち酸素分圧は４×１０-5Ｔｏｒｒとし、基板
Ａの温度は常温に保持した。また、ヘリウムガスの導入
量は表２に示すように、分圧が１×１０-5Ｔｏｒｒとな
る量、５×１０-5Ｔｏｒｒとなる量、１×１０-4Ｔｏｒ
ｒとなる量の３回に分けて各基板Ａについて成膜を行っ
た。
【００１３】
【表１】
【表２】 次に、取り出した基板ＡのＩＴＯ薄膜の評価、すなわち
比抵抗の測定と、エッチングレイトの測定とを行った。
比抵抗の測定は四端針法に従い、エッチング性の評価は
エッチング液ＩＳ−２（佐々木化学薬品製）を用いた。
エッチング温度は４０℃とした。表２にその結果を示
し、図２にヘリウム分圧−比抵抗特性を示し、図３にヘ
リウム分圧−エッチングレイト特性を示す。
比抵抗の測定と、エッチングレイトの測定とを行った。
比抵抗の測定は四端針法に従い、エッチング性の評価は
エッチング液ＩＳ−２（佐々木化学薬品製）を用いた。
エッチング温度は４０℃とした。表２にその結果を示
し、図２にヘリウム分圧−比抵抗特性を示し、図３にヘ
リウム分圧−エッチングレイト特性を示す。
【００１４】上記の表２および図２、図３を参照する
と、ヘリウム分圧が１×１０-5Ｔｏｒｒのときに比抵抗
が最も小さく、またエッチング性が最も高く（エッチン
グレイトが早く）なっていることが分かった。また、１
×１０-5Ｔｏｒｒからヘリウム分圧を上げていくと、比
抵抗は徐々に大きくなり（表２、図２参照）、エッチン
グレイトは徐々に遅くなる（表２、図３参照）ことも確
かめられた。図３は縦軸のエッチングレイトが対数表示
してあるためさほど変化がないように見えるが、リニア
スケールにすると大きな変化があることが容易に確かめ
られるものである。つまり、この実施例ではヘリウム分
圧を１×１０-5Ｔｏｒｒにしたときに最良の膜質が得ら
れ、それよりも分圧を上げると膜質が低下することが明
らかになった。また、他の条件を全て等しくしてヘリウ
ムを添加しなかった場合のデータを表２および図２、図
３に併記しているが、これらのデータと上記実施例で採
取したデータを比較すると、比抵抗は全てのヘリウム分
圧でヘリウム添加なしの場合よりも小さくなり、エッチ
ングレイトはヘリウム分圧が１×１０-5Ｔｏｒｒのとき
にヘリウム添加なしの場合よりも早くなることがわかっ
た。したがって、本実施例においては、微量のヘリウム
ガスを成膜中に添加することにより、比抵抗とエッチン
グ性の双方を、または特に何れか一方を顕著に改善でき
る効果が生じることが実証されたものである。この効果
については、本発明者の更なる反復的試験によって再現
性がある事が確かめられている。
と、ヘリウム分圧が１×１０-5Ｔｏｒｒのときに比抵抗
が最も小さく、またエッチング性が最も高く（エッチン
グレイトが早く）なっていることが分かった。また、１
×１０-5Ｔｏｒｒからヘリウム分圧を上げていくと、比
抵抗は徐々に大きくなり（表２、図２参照）、エッチン
グレイトは徐々に遅くなる（表２、図３参照）ことも確
かめられた。図３は縦軸のエッチングレイトが対数表示
してあるためさほど変化がないように見えるが、リニア
スケールにすると大きな変化があることが容易に確かめ
られるものである。つまり、この実施例ではヘリウム分
圧を１×１０-5Ｔｏｒｒにしたときに最良の膜質が得ら
れ、それよりも分圧を上げると膜質が低下することが明
らかになった。また、他の条件を全て等しくしてヘリウ
ムを添加しなかった場合のデータを表２および図２、図
３に併記しているが、これらのデータと上記実施例で採
取したデータを比較すると、比抵抗は全てのヘリウム分
圧でヘリウム添加なしの場合よりも小さくなり、エッチ
ングレイトはヘリウム分圧が１×１０-5Ｔｏｒｒのとき
にヘリウム添加なしの場合よりも早くなることがわかっ
た。したがって、本実施例においては、微量のヘリウム
ガスを成膜中に添加することにより、比抵抗とエッチン
グ性の双方を、または特に何れか一方を顕著に改善でき
る効果が生じることが実証されたものである。この効果
については、本発明者の更なる反復的試験によって再現
性がある事が確かめられている。
【００１５】したがって、本実施例によると、従来手法
に加えて成膜中に微量のヘリウムを添加するという極め
て簡単な手法を取り入れるだけで、従来に比べてＩＴＯ
薄膜の膜質を確実に向上させることができるという優れ
た効果が奏される。しかも、本実施例の成膜法は不活性
なヘリウムガスを用いるため、ポンプ負荷が増大した
り、起爆の危険性を抱え込むことがなく、また、本発明
者の解析によりＩＴＯ薄膜の分子構造が変化しないこと
も確かめられているため、より品質の良好なＩＴＯ薄膜
を生成する上でも極めて有用な手法となり得るものであ
る。
に加えて成膜中に微量のヘリウムを添加するという極め
て簡単な手法を取り入れるだけで、従来に比べてＩＴＯ
薄膜の膜質を確実に向上させることができるという優れ
た効果が奏される。しかも、本実施例の成膜法は不活性
なヘリウムガスを用いるため、ポンプ負荷が増大した
り、起爆の危険性を抱え込むことがなく、また、本発明
者の解析によりＩＴＯ薄膜の分子構造が変化しないこと
も確かめられているため、より品質の良好なＩＴＯ薄膜
を生成する上でも極めて有用な手法となり得るものであ
る。
【００１６】なお、上記実施例では最適ヘリウム分圧を
示したが、ヘリウム分圧は要求される膜質に応じた比抵
抗やエッチングレイトで決めればよいものであり、必ず
しも最適分圧を厳守する必要はない。したがって、ヘリ
ウムを添加しない場合に比べて望ましいデータが得られ
れば、分圧を上記以外の適宜の値に設定してもよいのは
勿論である。
示したが、ヘリウム分圧は要求される膜質に応じた比抵
抗やエッチングレイトで決めればよいものであり、必ず
しも最適分圧を厳守する必要はない。したがって、ヘリ
ウムを添加しない場合に比べて望ましいデータが得られ
れば、分圧を上記以外の適宜の値に設定してもよいのは
勿論である。
【００１７】
【発明の効果】本発明に係るＩＴＯ薄膜の作成法は、以
上説明したように、従来手法に加えて成膜中に微量のヘ
リウムを添加するという極めて簡単な手法を取り入れる
だけで、比抵抗を下げ、あるいはエッチング性を高める
ことが可能になり、従来に比べてＩＴＯ薄膜の膜質を確
実に向上させる優れた効果が奏される。しかも、本発明
の成膜法は不活性なヘリウムガスを用いるため、ポンプ
負荷が増大したり、起爆の危険性を抱え込むことがな
く、さらにＩＴＯ薄膜の分子構造を変化させないためＩ
ＴＯ薄膜の高品質化にも奏効するものとなる。
上説明したように、従来手法に加えて成膜中に微量のヘ
リウムを添加するという極めて簡単な手法を取り入れる
だけで、比抵抗を下げ、あるいはエッチング性を高める
ことが可能になり、従来に比べてＩＴＯ薄膜の膜質を確
実に向上させる優れた効果が奏される。しかも、本発明
の成膜法は不活性なヘリウムガスを用いるため、ポンプ
負荷が増大したり、起爆の危険性を抱え込むことがな
く、さらにＩＴＯ薄膜の分子構造を変化させないためＩ
ＴＯ薄膜の高品質化にも奏効するものとなる。
【図１】本発明の一実施例に直接使用する装置を示す模
式的な断面図。
式的な断面図。
【図２】同実施例におけるヘリウム分圧−比抵抗特性を
示すグラフ。
示すグラフ。
【図３】同実施例におけるヘリウム分圧−エッチングレ
イト特性を示すグラフ。
イト特性を示すグラフ。
Ａ…基板 Ｔ…ＩＴＯターゲット
Claims (1)
- 【請求項１】アルゴンガス又は酸素ガスのうち少なくと
も一方を含む処理ガス雰囲気中でＩＴＯターゲットをス
パッタし、基板にＩＴＯ薄膜を作成する方法において、
成膜中に処理ガス以外にヘリウムガスを添加することを
特徴とするＩＴＯ薄膜の作成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5209226A JP2697567B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | Ｉｔｏ薄膜の作成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5209226A JP2697567B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | Ｉｔｏ薄膜の作成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0762530A JPH0762530A (ja) | 1995-03-07 |
| JP2697567B2 true JP2697567B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=16569443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5209226A Expired - Lifetime JP2697567B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | Ｉｔｏ薄膜の作成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2697567B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10224990B3 (de) * | 2002-06-05 | 2004-03-11 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Abscheidung transparenter leitfähiger Schichten |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62222518A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-30 | 東レ株式会社 | 透明導電膜の製造方法 |
-
1993
- 1993-08-24 JP JP5209226A patent/JP2697567B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0762530A (ja) | 1995-03-07 |
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