專利名稱：透明電極膜的形成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在具有導電性的基礎材料的上層形成透明導電膜的透明導電膜形成方法。
背景技術：
以前在形成透明導電膜時，首先在透明基板上形成布線，然后在布線上形成層間膜。該層間膜中，例如使用干蝕刻法而形成連接孔。在該層間膜的連接孔內的基礎材料的上，形成有例如在干蝕刻時所產生的損壞層及/或天然氧化膜這樣的無用絕緣膜是眾所周知的。
這種無用絕緣膜因為具有絕緣性，如果保持其不變而繼續(xù)形成透明導電膜，就會對透明導電膜的電特性產生影響。因此，以前就有人嘗試去除這種無用絕緣膜(參考例如專利文獻1)。在該以前的技術中，在形成了層間膜的連接孔之后，通過濕蝕刻處理來去除例如作為由鋁所構成的基礎材料的柵電極的表面上所形成的無用絕緣膜。
專利文獻1特開平9-186101號公報(圖2)然而在這種以前的技術中，在形成了層間膜的連接孔之后，通過濕蝕刻來只將上述無用絕緣膜去除的工序，必須和透明導電膜的形成工序分別設置，從而存在不能夠使工序簡化這一問題。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠解決上述問題，省略了只去除在形成連接孔時所產生的無用絕緣膜的工序，從而能夠使得工序簡化的透明電極膜的形成方法。
上述目的，由作為第1發(fā)明的在具有導電性的基礎材料的上層形成透明導電膜的透明導電膜形成方法來達成，該透明導電膜形成方法包括在上述基礎材料上形成絕緣膜的絕緣膜形成步驟；在上述絕緣膜上形成連接孔的連接孔形成步驟；使作為能夠溶解在形成上述連接孔時上述連接孔內的上述基礎材料上所形成的無用絕緣膜的含有氟的溶劑的，含有上述透明導電膜的前體物質的液體覆蓋上述無用絕緣膜而涂布在應當形成上述透明導電膜的部分上的涂布步驟；以及使上述透明導電膜的前體物質所溶解的上述無用絕緣膜的成分揮發(fā)的韌煉步驟。
上述構成中，當在基礎材料上的絕緣膜上形成連接孔時所產生的無用絕緣膜上，涂布含有透明導電膜的前體物質的液體時，該透明導電膜的前體物質將該無用絕緣膜溶解，溶解到含有透明導電膜的前體物質的液體中。在這種狀態(tài)下對含有透明導電膜的前體物質的液體進行揮發(fā)處理后，使得透明導電膜的前體物質中所溶解的無用絕緣膜的成分揮發(fā)。因此，該透明電極膜的形成方法，能夠省略只去除無用絕緣膜的工序，從而能夠使工序簡化。
另外，作為第二效果，本發(fā)明的實施方式還能夠降低基礎材料和透明導電膜的接觸電阻。
第2發(fā)明的特征在于，在第1發(fā)明的構成中，上述溶媒是有機溶媒。
第3發(fā)明的特征在于，在第2發(fā)明的構成中，上述溶媒是乙酰丙酮，上述溶媒的溶質含有乙酰丙酮化銦、二乙酸二丁基錫以及氟。
第4發(fā)明的特征在于，在第1發(fā)明的構成中，上述溶媒是無機溶媒。
第5發(fā)明的特征在于，在第4發(fā)明的構成中，上述溶媒是水，上述溶媒的溶質含有氯化銦、氯化錫以及氟。
第6發(fā)明的特征在于，在第3發(fā)明或第5發(fā)明的構成中，上述溶媒的溶質含有氟化銦。
第7發(fā)明的特征在于，在第1發(fā)明到6發(fā)明的任何一種構成中，上述韌煉(anneal)步驟中，使用重水銀燈進行韌煉。
上述構成能夠降低基礎材料和透明導電膜的接觸電阻。


圖1為說明含有透明導電膜的液晶顯示元件的構成例的截面圖。
圖2為說明包括透明導電膜的形成方法的液晶顯示元件的制造方法的順序的一例的流程圖。
圖3為說明制造液晶顯示元件的狀態(tài)的一例的截面圖。
圖4為說明制造液晶顯示元件的狀態(tài)的一例的截面圖。
圖5為說明制造液晶顯示元件的狀態(tài)的一例的截面圖。
圖6為說明形成有透明導電膜的情況下的電氣特性等的一例的示意圖。
圖中1...透明基板、42...層間膜(絕緣膜)、51...布線(基礎材料)、54...連接孔、97...含有透明導電膜的前身(precursor)的液體(含有透明導電膜的前體物質的液體)、99...無用絕緣膜具體實施方式
下面對照

本發(fā)明的適當實施方式。
圖1為說明含有透明導電膜11的液晶顯示元件100的構成例的截面圖。另外，圖1中，放大顯示了連接孔54中形成有透明導電膜11的部分，而省略了其他部分的圖示。另外，該液晶顯示元件100中，省略了背光源的圖示。
液晶顯示元件100的構成中包括由作為本發(fā)明的理想實施方式的透明導電膜的形成方法而形成的透明導電膜11。該液晶顯示元件100，從作為入射光入射側的相反側的顯示側開始，包括透明基板1、布線51(柵電極)、層間膜42(柵絕緣膜)、透明導電膜11、連接孔54、保護絕緣膜41、取向膜12、液晶50、取向膜22、公共電極21以及對向基板2。
圖1中的液晶顯示元件100中包括透明基板1以及與其相對向而形成的透明的對向基板2。透明基板1例如以石英基板或無堿玻璃為材質，對向基板2例如是玻璃基板。
該液晶顯示元件100中，設有例如矩陣狀的多個透明導電膜11(象素電極)，圖示的上側設置有布滿其整個表面的被施以摩擦等給定的取向處理的取向膜22。該透明導電膜11例如是ITO(Indium Tin Oxide)膜等透明導電性的薄膜。另外，取向膜12例如是聚(酰)亞胺薄膜等有機薄膜。
另外，對向基板2中，設置有布滿其整個表面的公共電極21，其下側設置有被施以摩擦等給定的取向處理的取向膜22。公共電極21例如是ITO膜等透明導電性的薄膜。另外，取向膜22例如是聚(酰)亞胺薄膜等有機薄膜。
透明基板1中，在多個透明導電膜11分別相鄰的位置上，設置有用來對多個透明導電膜11分別進行開關控制的圖中所未顯示的TFT(Thin FilmTransistor)。該TFT具有作為開關元件的功能。對向基板2，例如在和圖中所未顯示的TFT相面對的給定區(qū)域上，進一步設置有黑底矩陣。
取向膜12和透明導電膜11之間，設置有保護絕緣膜41。保護絕緣膜41是為了使構成圖中未顯示的TFT的p-Si層與圖中未顯示的遮光層絕緣而設置的。另外，由于保護絕緣膜41形成在透明基板1的整個表面上，所以還具有作為圖中未顯示的TFT的基礎膜的功能。也即，保護絕緣膜41，具有防止在透明基板1的表面的研磨時的變糙，以及洗凈后殘留的污垢等圖中未顯示的TFT的特性的惡化的功能。
保護絕緣膜41的下側，沿著具有絕緣性的層間膜42(柵絕緣層)設置有透明導電膜11。層間膜42例如含有SiO2材質。該透明導電膜11通過連接孔54和布線51(柵電極)導通連接。也即，該連接孔54，使層級不一樣的透明導電膜11和布線51導通連接。該布線51例如以多晶硅為材質。
連接孔54如圖所示是形成在層間膜42上的孔，在通過蝕刻等形成時，在透明基板1上，一般會因蝕刻而產生損壞層以及天然氧化膜等無用絕緣膜。本實施方式中，在如下所述形成透明導電膜11時，同時將這些無用絕緣膜去除。另外，上述布線51的下側，設置有透明基板1。
液晶顯示元件100的構成如上所述，下面對照圖1，對透明導電膜11的形成方法的順序的一例進行說明。
圖2為說明包括透明導電膜11的形成方法的液晶顯示元件100的制造方法的順序的一例的流程圖。圖3～圖5分別是說明制造圖2中所顯示的包括透明導電膜11的液晶顯示元件100的狀態(tài)的一例的截面圖。另外，圖3～圖5中將截面構成簡化顯示了，和圖2一起，主要以透明導電膜11的形成的相關部分為中心進行說明。
首先，如圖3(A)所示準備石英基板或硬玻璃基板等的透明基板1(TFT陣列基板)。接下來在步驟ST2中，在該透明基板1的整個表面上，通過例如噴鍍法、CVD(Chemical Vapour Deposition)法等將由W等高熔點金屬的金屬硅化物等所制成的遮光層形成在透明基板1的整個表面上。之后，通過光刻工序以及蝕刻工序，使得該形成在基板的整個表面上的遮光層只殘留在預定要形成上述TFT的區(qū)域上，形成圖中未顯示的遮光層。
接下來在圖2的步驟ST1中，如圖3(B)所示在透明基板1上形成布線51(柵電極)。接下來在圖2的步驟ST2中，如圖3(C)所示在該布線51上形成具有絕緣性的層間膜42。接下來在圖2的步驟ST3中，如圖4(A)所示在層間膜42上形成連接孔54。
具體的說，該連接孔54例如使用反應性的蝕刻或反應性的離子束等干蝕刻法而形成。如果形成了貫通層間膜42且露出布線51的連接孔54，在該連接孔54內的布線51上，一般都會形成因蝕刻時布線51受到損害而產生的損壞層及/或自然氧化所產生的天然氧化膜等無用絕緣層99。
接下來在圖2的步驟ST4中，如圖4(B)所示，在包括連接孔54的層間膜42上涂布含有透明導電膜11的前身的液體97。該含有透明導電膜11的前身的液體97，是含有能夠溶解在層間膜42上形成連接孔54時在連接孔54內的布線51上所形成的無用絕緣層99的氟元素的溶劑。
這里，透明導電膜11的前身是指，應當變成透明導電膜11的前體物質。該含有透明導電膜11的前身的液體97，例如能夠采用有機溶媒或無機溶媒。
如果以有機溶媒作為該含有透明導電膜11的前身的液體97，例如能夠采用乙酰丙酮。另外，作為溶質，例如能夠采用乙酰丙酮化銦、二乙酸二丁基錫及/或醇鹽類等有機金屬化合物。
另外，如果以無機溶媒作為該含有透明導電膜11的前身的液體97，例如能夠采用水。另外，作為溶質，例如能夠采用氯化物、硝酸鹽等無機鹽、InCl3·4H2O及/或SnCl2·2H2O作為例如添加到該無機溶媒里的溶媒作為添加到該無機溶媒及/或有機溶媒的溶質里的添加溶質，例如能夠舉出InF3。作為添加到該無機溶媒或有機溶媒里的溶媒，例如能夠舉出HF或NH4F。
接下來在圖2的步驟ST5中，含有透明導電膜11的前身的液體97，如圖4(C)所示，溶解無用絕緣層99。溶解無用絕緣層99是由于，含有透明導電膜11的前身的液體97中含有氟元素，無用絕緣層99與氟發(fā)生反應而被含有透明導電膜11的前身的液體97溶解。
這樣使用含有透明導電膜11的前身的液體97來使無用絕緣層99溶解，和以前不一樣的是，能夠省略為了特意去除無用絕緣層99而進行無用絕緣層99的光蝕刻的光蝕刻工序。
接下來在圖2的步驟ST6中，對含有透明導電膜11的前身的液體97，施以例如采用重水銀燈進行韌煉的韌煉處理，如圖5所示，在連接孔54以及布線51上形成透明導電膜11。這里，本實施方式中，之所以不需要在以前的形成方法中是必須的光蝕刻工序，是因為在進行韌煉處理時將無用絕緣層99的成分氣化了。
這里，當然還可以使用例如紫外線照射(UVUltra Violet rays)，來代替對含有透明導電膜11的前身的液體97所進行的韌煉處理。
接下來如圖1所示，在透明導電膜11上形成保護絕緣膜41。在保護絕緣膜41上形成取向膜12、液晶50、取向膜22、公共電極21以及對向基板2，完成液晶顯示元件100。
圖6為說明在各種條件下形成了透明導電膜的情況下的電氣特性等的一例的示意圖。
在該圖6中，例示了含有透明導電膜11的前身的液體97的溶媒以及添加到溶媒里的添加溶媒，以及溶質和添加到溶質里的添加溶質，進一步根據是否進行了光蝕刻、韌煉溫度的設定以及是否進行了UV韌煉處理，顯示了接觸電阻以及電阻率等電氣特性的一例。
首先，作為溶媒，如果是有機物例如是乙酰丙酮，如果是無機物例如是水。
在溶媒是有機物的前提下，例如，以乙酰丙酮作為溶媒，例示了添加0.01％的作為添加溶媒的HF的情況、添加0.01％的NH4F的情況以及完全沒有添加的情況。另外，例示了添加7.5mol％的作為In溶質的乙酰丙酮化銦以及作為Sn溶質的二乙酸二丁基錫的情況。另外，還例示了向溶質中添加1％的作為添加溶質的InF3、SnF4的情況以及不添加溶質的情況。
圖6的上段部分例示了進行光蝕刻以及不進行光蝕刻的情況。另外，圖6的上段部分例示了進行例如200℃的韌煉處理以及進行例如400℃的韌煉處理的情況。另外，圖6中例示了采用紫外線(UVUltra Violet rays)的韌煉處理以及不進行處理的情況。這里，電阻率表示作為液體成膜的透明導電膜11的電阻值。
另外，在溶媒是無機物的下段部分中，例如，以水作為溶媒，例示了添加0.01％的作為添加溶媒的HF的情況、添加0.01％的NH4F的情況以及完全沒有添加的情況。另外，例示了添加7.5mol％的作為In溶質的InCL3·4H2O以及作為Sn溶質的二乙酸二丁基錫的情況。另外，還例示了向溶質中添加1％的作為添加溶質的InF3、SnF4的情況以及不添加溶質的情況。
樣品A1以及樣品A2分別是比較對象的示例，樣品B1以及樣品B2分別是以前的例子。
首先對溶媒是有機物的樣品A1～樣品H1進行驗證。
樣品B1中，進行韌煉溫度為400℃的光蝕刻而形成透明導電膜11之后，電阻率為8×10-4，接觸電阻為4MΩ·cm2。與此相對，沒有進行光蝕刻的樣品A1，其電阻率和以前的一樣，而接觸抵抗為∞Ω·cm2，這是因為殘留了上述無用絕緣膜99，當然比作為比較例的樣品B1的值更大。
例如在溶媒中添加了0.01％的添加溶媒HF的樣品C1中，同樣沒有添加溶質，光蝕刻以及UV韌煉都沒有進行的情況下，電阻率為3×10-4，能夠降低到比作為比較例的樣品A1更低。這時，接觸電阻例如是700KΩ·cm2。
接下來在樣品D1中，沒有添加溶媒，添加溶質為InF3，電阻率例如為3×10-4，能夠進一步下降。這時，接觸電阻例如是500KΩ·cm2，還能夠進一步減小。接下來在樣品E1中，進行了韌煉溫度為200℃的低溫度的韌煉，同時還進行了UV韌煉，電阻率為2.5×10-4，接觸電阻例如是650KΩ·cm2，即使降低了韌煉的處理溫度也能夠降低接觸電阻。另外，該UV韌煉中，例如采用重氫燈，例如進行110nm～160nm波長的重氫燈光的照射。
接下來在樣品F1中，沒有UV韌煉處理，電阻率變成∞，接觸電阻變成無法測定的狀態(tài)。接下來在樣品G1中，以SnF4為添加溶質，韌煉處理的溫度為400℃，電阻率例如是2×10-4，接觸電阻是750KΩ·cm2。接下來在樣品H1中，例如添加0.01％的作為添加溶媒的NH4F，沒有添加溶質，電阻率例如是3×10-4，接觸電阻例如是700KΩ·cm2。
根據上述驗證結果，進行了例如200℃的低溫度的韌煉處理，同時還進行了UV韌煉的樣品E1，在能夠降低接觸電阻這一點上是最適當的。
接下來對溶媒是無機物的樣品A2～樣品H2進行驗證。
樣品B2中，進行韌煉溫度為365℃的光蝕刻而形成透明導電膜11之后，電阻率為6×10-4，接觸電阻為4MΩ·cm2。與此相對，沒有進行光蝕刻的樣品A2，其電阻率和以前的一樣，而接觸抵抗為∞Ω·cm2，這是因為殘留了上述無用絕緣層99，當然比作為比較例的樣品B2的值更大。
例如在溶媒中添加了0.01％的添加溶媒HF的樣品C2中，同樣沒有添加溶質，且光蝕刻以及UV韌煉都沒有進行的情況下，電阻率為2×10-4，能夠降低到比作為比較例的樣品A1更低。這時，接觸電阻例如是700KΩ·cm2。
接下來在樣品D2中，沒有添加溶媒，添加溶質為InF3，電阻率例如為1.5×10-4，能夠進一步下降。這時，接觸電阻例如是500KΩ·cm2，還能夠進一步減小。接下來在樣品E2中，進行了例如200℃的低溫度的韌煉，同時還進行了UV韌煉，電阻率為2×10-4，接觸電阻例如是650KΩ·cm2，即使降低了韌煉的處理溫度也能夠降低接觸電阻。另外，該UV韌煉中，例如采用重氫燈，例如進行110nm～160nm波長的重氫燈光的照射。
接下來在樣品F2中，若沒有UV韌煉處理，則電阻率變成∞Ω，接觸電阻變成無法測定的狀態(tài)。接下來在樣品G2中，以SnF4為添加溶質，韌煉處理的溫度為365℃時，則電阻率例如是1.5×10-4，接觸電阻是750KΩ。接下來在樣品H2中，例如添加0.01％的作為添加溶媒的NH4F，沒有添加溶質，電阻率例如是2×10-4，接觸電阻例如是700KΩ。
根據上述驗證結果，進行了例如200℃的低溫度的韌煉處理，同時還進行了UV韌煉的樣品E2，在能夠降低接觸電阻這一點上是最適當的。
本發(fā)明的理想實施方式中，對在布線51上的層間膜42上形成連接孔54時所產生的無用絕緣膜99涂布含有透明導電膜11的前身的液體97，該透明導電膜11的前身溶解無用絕緣膜99，溶解到含有透明導電膜11的前身的液體97中。
在這種狀態(tài)下對含有透明導電膜11的前身的液體97進行揮發(fā)處理，使得透明導電膜11的前身中所溶解的無用絕緣膜99的成分揮發(fā)。因此，該透明電極膜11的形成方法，由于在韌煉工序中兼?zhèn)淞斯馕g刻工序，省略了只去除無用絕緣膜99的工序，從而能夠使工序簡化。
本發(fā)明的實施方式中，另外，通過向含有透明導電膜11的前身的液體97中添加例如3％的作為添加溶質的氟化銦，還能夠將接觸電阻從例如2MΩ下降到100KΩ。也即，作為第二效果，本發(fā)明的實施方式還能夠降低作為基礎材料的布線51和透明導電膜11之間的接觸電阻。
本發(fā)明并不限定于上述實施方式，在不脫離權利要求的范圍內能夠進行各種變更。例如能夠省略上述實施方式的各個構成的一部分，或者以和上述所不同方式的任意組合上述實施方式的各個構成。
上述實施方式中，例示了例如液晶顯示元件的透明導電膜的形成方法，但并不限定于此，上述實施方式還能夠適用于一邊去除無用絕緣膜，一邊形成導電膜的情況。
權利要求
1.一種透明導電膜的形成方法，其特征在于是一種在具有導電性的基礎材料的上層形成透明導電膜的透明導電膜形成方法，包括在上述基礎材料上形成絕緣膜的絕緣膜形成步驟；以及在上述絕緣膜上形成連接孔的連接孔形成步驟；以及使作為能夠溶解在形成上述連接孔時上述連接孔內的上述基礎材料上所形成的無用絕緣膜的含有氟的溶劑的，含有上述透明導電膜的前體物質的液體，覆蓋上述無用絕緣膜而涂布在應當形成上述透明導電膜的部分上的涂布步驟；以及使上述透明導電膜的前體物質所溶解的上述無用絕緣膜的成分揮發(fā)的韌煉步驟。
2.如權利要求1所述的透明導電膜的形成方法，其特征在于上述溶媒是有機溶媒。
3.如權利要求2所述的透明電極膜的形成方法，其特征在于上述溶媒是乙酰丙酮，上述溶媒的溶質含有乙酰丙酮化銦、二乙酸二丁基錫以及氟。
4.如權利要求1所述的透明導電膜的形成方法，其特征在于上述溶媒是無機溶媒。
5.如權利要求4所述的透明電極膜的形成方法，其特征在于上述溶媒是水，上述溶媒的溶質含有氯化銦、氯化錫以及氟。
6.如權利要求3或權利要求5所述的透明導電膜的形成方法，其特征在于上述溶媒的溶質含有氟化銦。
7.如權利要求1到權利要求6中的任何一個所述的透明導電膜的形成方法，其特征在于上述韌煉步驟中，使用重水銀燈進行韌煉。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠省略只去除形成連接孔時所產生的無用絕緣膜的工序，從而能夠簡化工序的透明電極膜的形成方法。包括在基礎材料(51)上形成絕緣膜(42)的絕緣膜形成步驟；在絕緣膜(42)上形成連接孔(54)的連接孔形成步驟；使作為能夠溶解在形成連接孔(54)時連接孔(54)內的基礎材料(51)上所形成的無用絕緣膜(99)的含有氟的溶劑的，含有透明導電膜(11)的前體物質的液體(97)覆蓋無用絕緣膜(99)而涂布在應當形成透明導電膜(11)的部分上的涂布步驟；以及使透明導電膜(11)的前體物質所溶解的無用絕緣膜(99)的成分揮發(fā)的韌煉步驟。
文檔編號H01L21/288GK1577752SQ20041006334
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月8日 優(yōu)先權日2003年7月23日
發(fā)明者宮川拓也 申請人:精工愛普生株式會社