表示デバイス用透明電極およびその作製方法
【課題】アルミニウム合金膜と透明導電膜からなる画素電極との間に通常設けられるバリアメタル層を省略しても、低い接触抵抗を維持しつつ、その分散を小さく抑えることができ、しかも、光透過特性にも優れた表示デバイス用透明電極を提供する。
【解決手段】窒素を含有する第１の透明導電膜６１と、窒素を含有しない第２の透明導電膜６２とからなる表示デバイス用透明電極であって、第１の透明導電膜はアルミニウム合金膜６３に接触している。
【解決手段】窒素を含有する第１の透明導電膜６１と、窒素を含有しない第２の透明導電膜６２とからなる表示デバイス用透明電極であって、第１の透明導電膜はアルミニウム合金膜６３に接触している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示デバイス用透明電極およびその作製方法に関し、詳細には、透明電極を構成する透明導電膜がソース−ドレイン電極や反射電極などに用いられるアルミニウム合金膜と直接接触している表示デバイス用透明電極の改良技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイの開発が進展し、１００インチを超える画面サイズの液晶パネルが製造されるようになった。３０〜４０インチ画面の液晶ディスプレイ搭載のＴＶも量産されており、製造コストの低減が強く望まれている。ＴＶやパソコン用液晶ディスプレイは、１画素毎に１トランジスタを配置する構造を有するアクティブパネル型が、動作速度が速いため、主流となっている。
【０００３】
図３は、従来のアクティブパネル型液晶表示デバイスの概略断面の一例を示すものである。図３において、ＴＦＴ１（薄膜トランジスタ、Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が碁盤目状に配置されたＴＦＴアレイ基板２と、ＴＦＴアレイ基板２に対向配置された対向基板３と、ＴＦＴアレイ基板２と対向基板３との間に配置された光変調層として機能する液晶層４から構成されている。ＴＦＴアレイ基板２は、ガラス等の絶縁性の基板上に配置されたＴＦＴ１、透明電極５、走査線及び信号線を含む配線部（不図示）、及び配線部間の絶縁膜（不図示）から構成される。対向基板３は、全面に形成された共通電極６と、透明電極５に対向する位置に配置されたカラーフィルタ７、ＴＦＴアレイ基板２上のＴＦＴ１や配線部に対向する位置に配置された遮光膜８等から構成される。ＴＦＴアレイ基板２及び対向基板３を構成する絶縁性基板の外面には、偏光板９が配置され、また対向基板３には液晶層４に含まれる液晶分子を所定の向きに配向するための配向膜１０が配置されている。
【０００４】
図３に示した液晶パネルにおいては、対向電極３と透明電極５の間の電圧差によって液晶層４に含まれる液晶分子の配向が制御され、ＴＦＴアレイ基板２と対向基板３との間の液晶層４を通過する光が変調される。これにより、カラーフィルタ７を透過する光量が制御され、コントラストのあるカラー画素が表示される。ＴＦＴアレイ基板２は、ＴＦＴアレイ外部に引き出されたＴＡＢテープ１１を経由して、ドライバＩＣ１２と制御ＩＣ１３によって駆動される。
【０００５】
図４は、図３に示したＴＦＴ１付近の拡大断面図である。図４において、ＴＦＴアレイ基板２に、低抵抗ｎ形半導体ポリシリコン（ｎ＋ｐｏｌｙ−Ｓｉ）からなるソース領域１４及びドレイン領域１５と、チャネル層１６であるポリシリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）が形成され、ゲート絶縁層１７を介してゲート電極１８が形成されている。ソース領域１４及びドレイン領域１５は、各々、ソース電極１９及びドレイン電極２０に接続され、ドレイン電極２０は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）で形成される透明電極５に接続される。透明電極５は、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ等の高融点金属で構成されたバリアメタル層２１ａを介してドレイン電極２０に接続されている。また、透明電極５は、Ｍｏ等の高融点金属で構成されたバリアメタル層２１ｂを介して反射電極２２に接続されている。反射電極２２を設けることにより、ＴＦＴ１の直上の液晶分子の配向が促されるとともに、反射電極２２による透過光の反射によって液晶画素の輝度が向上し、また、液晶ディスプレイの弱点であった狭い視野角が拡大されるという効果が得られる。
【０００６】
ソース電極１９−ドレイン電極２０に電気的に接続されるソース−ドレイン配線や、透明電極５に電気的に接続される信号線（透明電極用信号線）は、電気抵抗率が低く、加工が容易であるなどの理由により、純ＡｌまたはＡｌ−Ｎｄなどのアルミニウム合金（以下、これらをまとめてアルミニウム系合金と呼ぶ。）の薄膜から形成されている。
【０００７】
次に、液晶表示デバイスの動作原理について説明する。ＴＦＴ１のゲート電極１８に電圧（ゲート電圧）が印加されると、ＴＦＴ１がオン状態となり、予めソース電極１９及びドレイン電極２０に印加されていた駆動電圧により、ソース電極１９からチャンネル層１６を経由してドレイン電極２０に電流が流れ、この結果、透明電極５に電圧が印加され、図３に示した共通電極６との間に電位差を生じ、液晶層４に含まれる液晶分子が配向して光変調が生じる。
【０００８】
図４において、透明電極５とドレイン電極２０との間、および透明電極５と反射電極２２との間に、それぞれ、Ｍｏ等の高融点金属で構成されたバリアメタル層２１ａ、および２１ｂを設ける理由は、ドレイン電極２０および反射電極２２を透明電極５と直接接続すると接触抵抗が上昇し、画面の表示品位が低下するからである。透明電極用配線材料として用いられるＡｌは非常に酸化され易いため、液晶パネルの成膜過程で生じる酸素や成膜時に添加する酸素などにより、Ａｌ系合金薄膜と透明電極との界面にＡｌ酸化物の絶縁層が生成してしまう。また、透明電極材料として汎用されている透明導電膜のＩＴＯ［インジウム（Ｉｎ）とスズ（Ｓｎ）との酸化物、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ］やＩＺＯ［インジウム（Ｉｎ）と亜鉛（Ｚｎ）との酸化物、Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ］は、導電性の金属酸化物であるが、上記のようにＡｌ酸化物層が生成すると、電気的なオーミック接続を行うことができない。
【０００９】
しかし、バリアメタル層を形成するためには、Ａｌ系合金配線形成用の成膜装置に加え、バリアメタル形成用の成膜装置が別途必要になる。具体的には、バリアメタル形成用の成膜チャンバーをそれぞれ余分に装備した成膜装置（代表的には、複数の成膜チャンバーがトランスファーチャンバーに接続されたクラスタツール）を用いなければならないため、製造コストの上昇や生産性の低下を招く。
【００１０】
また、バリアメタル層として用いられる金属と、アルミニウム系合金とは、薬液を用いたウェットエッチングなどの加工工程での加工速度が異なるため、加工工程における横方向の加工寸法を制御することが極めて困難となる。したがって、バリア層の形成は、成膜上の観点だけでなく加工の観点でも工程の複雑化を招き、製造コストの上昇や生産性の低下をもたらす。
【００１１】
そこで、本願出願人は、バリアメタル層の形成を省略し、アルミニウム系合金膜を透明電極と直接接続することが可能なダイレクトコンタクト技術を提案している（特許文献１〜特許文献３）。
【００１２】
このうち特許文献１には、透明電極と直接接続することが可能な材料として、Ａｕ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｒ，Ｓｍ，Ｇｅ，Ｂｉよりなる群から選択される少なくとも１種の合金元素を合計で０．１〜６原子％含むアルミニウム合金薄膜が開示されている。
【００１３】
特許文献２には、アルミニウム合金膜を透明電極と直接接続することが可能であり、薬品耐性、特にアルカリ性の現像液や剥離液に対して優れた耐性を有する材料として、合金成分として少なくともＮｉを０．１〜６原子％含有するアルミニウム合金膜（第１層）の上部に、窒素含有アルミニウム合金膜（第２層）が形成されたアルミニウム合金多層膜が開示されている。
【００１４】
特許文献３には、アルミニウム合金膜を透明電極と直接接続することが可能な他の材料として、Ａｕ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｒ，Ｓｍ，Ｇｅ，Ｂｉよりなる群から選択される少なくとも１種の合金元素を合計で０．１〜６原子％含むアルミニウム合金膜と透明電極との界面に当該アルミニウム合金の酸化皮膜が形成されており、上記酸化皮膜の厚さおよび酸素含有量が適切に制御された材料が開示されている。
【００１５】
一方、ダイレクトコンタクト技術に関するものではないが、特許文献４には、窒素を含む透明導電膜を備えた透明電極が開示されている。
【００１６】
特許文献４は、画素電極形成後に不純物除去の目的で行なわれるＨ２洗浄時における問題点（画素電極を構成するＩＴＯの金属成分が還元されて金属が表面に析出されるため、画素の透過率が低下する）の改善技術に関する。ここには、上記の問題を解決するため、窒素を含有する導電膜を表面に有する画素電極が開示されており、具体的には、窒素を含む透明導電膜（単層膜）からなる画素電極、および透明導電膜の上に窒素を含む透明導電膜を有する積層膜からなる画素電極が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２１４６０６号公報
【特許文献２】特開２００５−３０３００３号公報
【特許文献３】特開２００６−２３３８８号公報
【特許文献４】特開２００６−１３３７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明者は、上記特許文献１〜３のダイレクトコンタクト関連技術の更なる特性改善を目指し、検討を重ねてきた。詳細には、上記の特許文献では、Ａｌ中の合金元素添加量を０．１〜６原子％に制御することによって接触抵抗の低減などを図っているが、実操業では、合金元素の添加量をできるだけ少なく（例えば、０．１〜２原子％程度に）しても上記の特性が得られ、高性能の表示デバイスを安定して再現性良く製造できる技術の提供が強く求められて居る。そのためには、（ａ）接触抵抗は、所望の低いレベルを維持しつつ、その分散（データのバラツキの程度）をできるだけ抑え、且つ、（ｂ）可視光透過特性は劣化させない、ことが必要である。
【００１８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アルミニウム合金膜と透明電極との間に通常設けられるバリアメタル層を省略しても、低い接触抵抗を維持しつつ、その分散（バラツキ）を小さく抑えることができ、しかも、光透過特性にも優れた表示デバイス用透明電極、およびその作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決することのできた本発明の表示デバイス用透明電極は、窒素を含有する第１の透明導電膜と、窒素を含有しない第２の透明導電膜とからなり、前記第１の透明導電膜はアルミニウム合金膜に接触しているところに要旨を有している。
【００２０】
好ましい実施形態において、前記第１の透明導電膜中に含まれる窒素の比率は、１．５原子％以上５原子％以下である。
【００２１】
好ましい実施形態において、前記第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）は、１ｎｍ以上２５ｎｍ以下の範囲内である。
【００２２】
好ましい実施形態において、前記第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）と、前記第２の透明導電膜の厚さ（Ｔ２）との比（Ｔ１／Ｔ２）は１以下である。
【００２３】
好ましい実施形態において、前記アルミニウム合金膜は、合金成分として、Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，およびＧｅよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を０．１原子％以上６原子％以下の範囲で含有するものである。
【００２４】
好ましい実施形態において、前記アルミニウム合金膜は、合金成分として、更に、Ｌａ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｍｇ，Ｎｄ，Ｙ，Ｆｅ，およびＣｏよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を０．１原子％以上２原子％以下の範囲で含有するものである。
【００２５】
好ましい実施形態において、前記アルミニウム合金膜は、ソース−ドレイン電極または反射電極に用いられるものである。
【００２６】
本発明の表示デバイスは、上記のいずれかに記載の透明電極を備えている。
【００２７】
上記課題を解決することのできた本発明に係る表示デバイス用透明電極の作製方法は、アルミニウム合金膜に、窒素を含有する第１の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する第１の工程と、前記窒素を含有する第１の透明導電膜に、窒素を含有しない第２の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する第２の工程と、を包含し、前記第１の工程は、不活性ガスと窒素ガスとの混合ガスを用い、前記混合ガスの流量Ｆ１に対する窒素ガスの流量Ｆ２の比（Ｆ２／Ｆ１）を０．０５以上０．５以下の範囲内に制御して行なうことに要旨を有している。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は上記のように構成されているため、透明電極をアルミニウム合金膜と直接接触しても、分散（バラツキ）の少ない低い接触抵抗と、高い透過率とを備えた表示デバイス用透明電極が得られる。
【００２９】
本発明による上記作用は、アルミニウム合金膜に含まれるＮｉなどの合金成分の添加量が６原子％以下の場合に発揮され、２原子％以下と特に少ない場合に顕著となる。
【００３０】
従って、本発明の表示デバイス用透明電極を用いれば、高性能の表示デバイスを安定して再現性良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明者は、前述した特許文献１〜特許文献３に開示されているダイレクトコンタクト技術（透明電極をアルミニウム合金膜と直接接続しても接触抵抗を低減することが可能な技術）において、アルミニウム中の合金元素添加量を低く（おおむね、２原子％程度以下）抑えても、高性能の表示デバイスを安定して再現性良く製造できる技術を提供するため、検討を重ねてきた。その結果、アルミニウム中の合金元素添加量を少なくすると、接触抵抗の分散は大きくなることが判明した。この問題は、これまでのダイレクトコンタクト技術において、特に、認識されていなかったものである。そこで、本発明者は、主に、「接触抵抗の分散を小さくする」という観点に基づき、更に検討を重ねてきた。詳細には、表示デバイス用透明電極に要求される低い接触抵抗と高い透過率はそのまま維持することを前提として、接触抵抗の分散を小さく抑えることが可能な技術を、表示デバイス用透明電極の改良という観点から、検討を重ねてきた。その結果、表示デバイス用透明電極を、窒素を含有する第１の酸化物透明導電膜（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅ；ＴＣＯ）と、窒素を含有しない第２の透明導電膜とからなる積層薄膜とし、且つ、第１の透明導電膜がアルミニウム合金膜に接触するような積層薄膜の構成とすれば所期の目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。
【００３２】
以下では、説明の便宜上、窒素を含有しない第２の透明導電膜を単に「窒素非含有透明導電膜」または「ＴＣＯ」と呼び、これに対し、窒素を含有する第１の透明導電膜を単に「窒素含有透明導電膜」または「ＴＣＯ：Ｎ」と呼ぶ場合がある。従来の代表的な表示デバイス用透明電極は、ＩＴＯやＩＺＯなどのように、透明導電膜（ＴＣＯ）のみから構成されている。
【００３３】
本明細書において、「表示デバイス用透明電極」には、表示デバイスに用いられる透明電極（代表的には透明画素電極）自体のみならず、透明電極に電気的に接続される配線（信号線）も含まれる。以下では、説明の便宜上、「表示デバイス用透明電極」を、単に「透明電極」と呼ぶ場合がある。
【００３４】
以下、図１を参照しながら、本発明に係る透明電極の実施形態を説明する。図１（ｂ）は、本発明の透明電極が設けられたＴＦＴ基板の一部を模式的に示す概略断面図であり、図１（ａ）は、特許文献１〜特許文献３に開示された従来の透明電極が設けられたＴＦＴ基板の一部を模式的に示す概略断面図である。
【００３５】
図1（ｂ）に示すように、本発明の透明電極６０は、窒素を含有する第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）６１と、窒素を含有しない第２の透明導電膜（ＴＣＯ）６２とからなり、第１の透明導電膜６１は、アルミニウム合金膜６３に直接接触している。このように本発明の透明電極６０は、窒素を含有しない第２の透明導電膜（ＴＣＯ）６２とアルミニウム合金膜６３との間に窒素を含有する第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）６１を有している点で、第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）６１を有しておらず、透明導電膜（ＴＣＯ）６４とアルミニウム合金膜６３とが直接接触している従来の透明電極７０と相違している。
【００３６】
本発明のように、第２の透明導電膜（ＴＣＯ）／第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）／アルミニウム合金膜の積層構造とすることにより、透明電極をアルミニウム合金膜と直接接続しても、低い接触抵抗を維持したまま接触抵抗の分散を抑えることができ、しかも、高い透過率も確保できる理由（メカニズム）は、詳細には不明であるが、第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）が所謂バリア層となって、第２の透明導電膜（ＴＣＯ）からアルミニウム合金膜への酸素の移動が防止され、アルミニウム合金膜の酸化が防止される結果、第２の透明導電膜（ＴＣＯ）の還元が有効に防止されるためと推察される。これに対し、従来のように、透明導電膜とアルミニウム合金膜とが直接に接触している場合には、透明導電膜に過剰に含まれる酸素によってアルミニウム合金膜表面に酸化膜が形成されるため、所望の特性を確保することができなかったと推察される。
【００３７】
第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）による上記バリア作用（酸素拡散防止作用など）は、特に、アルミニウム合金膜中に含まれる合金元素の量が約２原子％以下と、比較的少ない場合に、有効に発揮される。合金元素の量が約２原子％を超える場合には、合金元素自体が、第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）と同様のバリア作用を発揮し得るため、接触抵抗の分散が大きくなるなどの問題は顕著に見られないためである。従って、アルミニウム合金膜中に含まれる合金元素の量が約２原子％を超える場合には、必ずしも、本発明の構成を採用する必要はないが、更なる特性改善を目指して、アルミニウム合金膜中に含まれる合金元素の量が約２〜６原子％の場合であっても、本発明の構成を採用しても良いことはいうまでもない。
【００３８】
第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）によるバリア作用は、第１の透明導電膜をアルミニウム合金膜と第２の透明導電膜（ＴＣＯ）との間に介在させることによって得られるが、接触抵抗の分散を更に抑えることなどを目指して、（ａ）第１の透明導電膜中の窒素含有量を適切に制御したり、（ｂ）第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）や、第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）と第２の透明導電膜の厚さ（Ｔ２）との比（Ｔ１／Ｔ２）を適切に制御することが有効である（詳細は後述する）。
【００３９】
なお、前述した特許文献４にも、窒素を含む透明導電膜を備えた透明電極が開示されているが、以下の点で本発明の透明電極と相違している。
【００４０】
まず、両者は、解決課題が相違する。特許文献４は、画素電極形成後に行なわれるシンタリング工程（半導体界面層の欠陥修復のためのＨ２アニール工程）において、ＩＴＯなどの金属成分の還元による画素の透過率低下を防止する技術に関し、特に、ＩＴＯ表層の還元防止を目的としており、本発明のように、アルミニウム合金膜を透明電極と直接接続するダイレクトコンタクト技術に関するものではない。特許文献４では、データ線やドレイン電極は、下部膜（Ｍｏ、Ｍｏ合金、Ｃｒなどのバリア層）と上部膜（ＡｌやＡｌ合金膜）とから構成されており、特許文献４には、本発明のように、バリアメタル層を省略してアルミニウム合金膜を透明電極と直接接続させるというダイレクトコンタクト技術の思想は全くない。
【００４１】
更に、両者の構成も相違する。両者は、いずれも、窒素を含有する透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）を有している点で一致しているが、窒素含有透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）は、本発明では、窒素非含有透明導電膜（ＴＣＯ）とアルミニウム合金膜との間に配置されているのに対し、特許文献４では、窒素非含有透明導電膜（ＴＣＯ）の上に配置されており、配置箇所が相違している。特許文献４では、Ｈ２アニール工程におけるＩＴＯなどの金属の還元を防止するため、最表面に、窒素含有透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）を配置する必要があるのに対し、本発明では、バリアメタル層を省略してもバラツキが少ない低接触抵抗と高い透過率とを備えた透明電極を提供するため、窒素非含有透明導電膜（ＴＣＯ）とアルミニウム合金膜との間に窒素含有透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）を配置しなければならない。また、特許文献４には、窒素含有透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）のみからなる透明電極も開示されているが、この場合には、接触抵抗率は良好であるが、透過率が著しく低下することを、実験により確認している（後記する実施例３の図８を参照）。
【００４２】
本発明を特徴付ける「窒素を含有する第１の透明導電膜」における「窒素を含有する」とは、透明導電膜の一部または全部が窒化されていることを意味する。詳細には、第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）６１は、透明導電膜中に窒素を１．５原子％以上５原子％以下の範囲内で含有していることが好ましい。ここで、「窒素含有量」は、アルミニウム合金膜６３と第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）６１との界面（窒素含有量が最も高くなる部分）における窒素濃度を意味する。後に詳しく説明するように、第１の透明導電膜６１は、Ａｒガスなどの不活性ガスと窒素ガスとの混合ガスを用いたスパッタリング法（反応性スパッタリング法）により、アルミニウム合金膜６３上に蒸着して形成されるため、第１の透明導電膜６１は、アルミニウム合金膜６３側から第２の透明導電膜６２に向かって、窒素含有量が段階的に減少する濃度勾配を有しており、アルミニウム合金膜６３と第１の透明導電膜６１との界面は窒素含有層があり、一方、第１の透明導電膜６１と第２の透明導電膜６２との界面から上層側は窒素含有層は実質的に０（ゼロ）となる。本発明者の実験によれば、上記のＡｌ合金膜界面における窒素の最大濃度を、好ましくは、１．５原子％以上５原子％以下の範囲内に制御すれば、所望とする特性が有効に発揮されることが分かった。第１の透明導電膜中の窒素の含有量が１．５原子％未満では、接触抵抗の分散が大きくなる。接触抵抗の低減とバラツキの抑制という観点からすれば、窒素含有量は多い程良く、例えば、２原子％以上であることがより好ましい。その上限は、透過率やシート抵抗などを考慮し、５原子％とする。第１の透明導電膜中の窒素の含有量は４原子％以下であることがより好ましく、３原子％以下であることが更に好ましい。
【００４３】
第１の透明導電膜中の窒素の含有量は、例えば、後記する実施例に示すように、混合ガスの流量比（具体的には、不活性ガスと窒素ガスとの混合ガスの流量Ｆ１に対する窒素ガスの流量Ｆ２の比、Ｆ２／Ｆ１）を制御してスパッタリングすることによって調整することができる。なお、スパッタリング条件が同じであっても、透明導電膜の種類によって透明導電膜中に取り込まれる窒素の量は相違するため、実際には、透明導電膜の種類などに応じてスパッタリング条件を適宜適切に設定すれば良い。
【００４４】
第１の透明導電膜６１における窒素の含有量は、ＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ、Ｘ線光電子分光装置）を用いて確認することができる。
【００４５】
第１の透明導電膜６１（ＴＣＯ：Ｎ）の厚さ（Ｔ１）は、１ｎｍ以上２５ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。Ｔ１が１ｎｍ未満では、第１の透明導電膜６１によるバリア作用が有効に発揮されず、所望の接触抵抗バラツキ低減効果が得られない。一方、Ｔ１が２５ｎｍを超えると、可視光透過率が低下するほか、第１の透明導電膜が剥離するなどの問題がある。接触抵抗と透過性とのバランスを勘案すると、Ｔ１は２ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲内であることが好ましく、５ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲内であることがより好ましい。
【００４６】
また、第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）６１の厚さ（Ｔ１）と、第２の透明導電膜（ＴＣＯ）６２の厚さ（Ｔ２）との比（Ｔ１／Ｔ２）は１以下、すなわち、Ｔ１はＴ２よりも小さい（Ｔ１≦Ｔ２）ことが好ましい。前述したように、第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）６１は、主に、接触抵抗のバラツキ低減化作用を有しており、所望の接触抵抗特性を確保するためには有用であるが、その厚さが大きくなり過ぎると、透過性が低下するようになる。本発明者の実験結果によれば、上記の比（Ｔ１／Ｔ２）が１を超える（すなわち、Ｔ１＞Ｔ２）と、可視光透過率が低下することが判明した（後記する実施例を参照）。接触抵抗と透過性とのバランスを考慮すると、上記の比（Ｔ１／Ｔ２）は、０．２５以上１以下であることが好ましく、０．５以上０．８以下であることがより好ましい。
【００４７】
以上、本発明を特徴付ける第１の透明導電膜について説明した。
【００４８】
繰り返し説明するように、本発明の透明電極は、従来の透明導電膜（単層膜）のみからなる透明電極において、その一部が窒化された「窒素を含有する第１の透明導電膜」をアルミニウム合金膜との間に有しているところに特徴がある。従って、「窒素を含有しない第２の透明導電膜（ＴＣＯ）」における透明導電膜の種類は特に限定されず、従来汎用されているものを使用することができる。また、アルミニウム合金膜も、前述した特許文献１〜特許文献３に代表されるダイレクトコンタクト技術に開示されているものであれば、特に限定されない。
【００４９】
第２の透明導電膜６２は、透明導電膜のみから構成されており、窒素は、実質的に含有していない。ここで、「実質的に含有していない」とは、後記する薄膜の形成過程において、不可避的に含まれ得るレベルの窒素は許容し得るという意味である。従って、窒素の含有量は、必ずしも０原子％ではなく、本発明の作用を阻害しないレベル、例えば、約２００原子ｐｐｍ程度の窒素は含まれていてもよい。
【００５０】
第１の透明導電膜６１および第２の透明導電膜６２を構成する透明導電膜は、特に限定されず、従来の画素電極に用いられる膜を使用することができる。代表的には、ＩＴＯやＩＺＯなどが挙げられ、そのほか、ＩＧＯ、ＩＷＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２などの膜や、ＺｎＯにＡｌやＧａを添加した膜なども例示される。第１の透明導電膜６１および第２の透明導電膜６２は、同一の透明導電膜から構成されていても良いし、異なっていても良い。ただし、生産性などを考慮すると、両者は、同じ透明導電膜から構成されていることが好ましい。
【００５１】
アルミニウム合金膜に用いられるアルミニウム合金としては、例えば、前述した特許文献１〜特許文献３に記載の組成のものが、好適に用いられる。これらのアルミニウム合金を用いれば、ピンホールなどによるＴＦＴ特性の低下を防止し得、透明電極と直接接続可能な配線または電極を提供できるからである。
【００５２】
具体的には、アルミニウム合金としては、下記（１）〜（２）の組成を有するものが好ましい。
【００５３】
（１）グループαに属する元素の少なくとも一種を０．１原子％以上６原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α合金
ここで、グループαは、Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，およびＧｅから構成される。グループαに属する元素は、単独で添加しても良いし、２種以上を併用してもよい。２種以上の元素を添加するときは、各元素の合計の含有量が上記範囲を満足すればよい。
【００５４】
グループαに属する元素は、電気抵抗率の低減化に有用である。これらの元素を単独でまたは併用して、上記の範囲内でＡｌ中に添加すると、比較的低い熱処理温度で、アルミニウム系合金薄膜と透明電極（厳密には、第１の透明導電膜）との接続界面に、αに属する元素の少なくとも一部を含む電気抵抗の低い領域（α含有析出物やα含有濃化層）が形成されるため、例えば、２５０℃で３０分間熱処理したときの電気抵抗率を、おおむね、７μΩ・ｃｍ以下に低減することができる。
【００５５】
上記元素のうち、Ｎｉは、特に、電気抵抗率の低減化作用および耐熱性に優れるため、少なくとも、Ｎｉを含有するＡｌ−Ｎｉ合金を用いることが好ましい。
【００５６】
グループαに属する元素が０．１原子％未満では、所望とするα含有濃化層の形成が不充分であり、接続抵抗を充分低く抑えることができない。ただし、グループαに属する元素の含有量が６原子％を超えると、Ａｌ系合金薄膜自体の電気抵抗率が高くなって画素の応答速度が遅くなり、消費電力が増大してディスプレイとしての品位が低下し、実用に供し得なくなる。グループαに属する元素の含有量は、０．５原子％以上５原子％以下であることが好ましい。
【００５７】
（２）グループαに属する元素の少なくとも一種を０．１原子％以上６原子％以下の範囲で含有し、グループβに属する元素の少なくとも一種を０．１原子％以上２原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−β合金
Ａｌ−α−β合金は、前述したグループαに属する元素を含み、更に、第三成分としてグループβに属する元素を含む三元系合金である。ここで、グループβは、Ｌａ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｍｇ，Ｎｄ，Ｙ，Ｆｅ，およびＣｏから構成される。グループβに属する元素は、単独で添加しても良く、２種以上を併用してもよい。２種以上の元素を添加するときは、各元素の合計の含有量が上記範囲を満足すればよい。
【００５８】
グループβに属する元素は、耐熱性や耐食性の向上に有用である。また、上記元素の添加量が０．１〜２原子％の範囲内であれば、上記元素の添加による悪影響は見られず、グループαに属する元素を含有するＡｌ−α合金を用いたときと同程度の優れた作用を有することも確認された。グループβに属する元素は、アルミニウム原子に比べて原子半径が大きく、当該元素を添加しても、成膜過程で窒素原子が透明導電膜に取り込まれるためのスペースは充分確保されるため、所望の窒素を含有する第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）を容易に蒸着できるからである。
【００５９】
グループβに属する元素の含有量は、０．１原子％以上２原子％以下の範囲内であることが好ましい。グループβに属する元素の含有量が０．１原子％未満の場合、前述した耐熱性や耐食性の向上作用が有効に発揮されず、一方、２原子％を超えると、配線の電気抵抗率が増加する。グループβに属する元素の含有量は、０．１原子％以上２原子％以下であることが好ましく、０．２原子％以上０．６原子％以下であることがより好ましい。
【００６０】
本明細書において、「基板」は、ＴＦＴ基板に用いられるものであれば限定されず、代表的には、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、可撓性基板などを用いることができる。可撓性基板とは、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＮ、アクリルなどからなるフィルム状の基板のことであり、これにより、半導体装置の軽量化が見込まれる。
【００６１】
次に、上記の実施形態に係る透明電極の作製工程を説明する。
【００６２】
本実施形態の透明電極を作製する方法は、アルミニウム合金膜に、窒素を含有する第１の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する第１の工程と、前記窒素を含有する第１の透明導電膜に、窒素を含有しない第２の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する第２の工程と、を包含し、前記第１の工程は、不活性ガスと窒素ガスとの混合ガスを用い、前記混合ガスの流量Ｆ１に対する窒素ガスの流量Ｆ２の比（Ｆ２／Ｆ１）を０．０５以上０．５以下の範囲内に制御して行なうことを特徴とする。
【００６３】
以下、各工程を順次説明する。
【００６４】
（第１の工程）
本発明を特徴付ける窒素を含有する第１の透明導電膜は、不活性ガスと窒素との混合ガスを用いた反応性スパッタリング法で蒸着する。具体的には、Ａｒ，Ｎｅなどの不活性ガスとＮ２ガスとの混合ガスを用いてスパッタリングを行なう。第１の透明導電膜中の窒素含有量は、混合ガスの流量Ｆ１と窒素ガスの流量Ｆ２との比（Ｆ２／Ｆ１）を変化することによって制御することができ、上記の比（Ｆ２／Ｆ１）をおおむね、０．０５以上０．５以下の範囲内に調整すれば、第１の透明導電膜中の窒素含有量を、おおむね１．５原子％以上５原子％以下の範囲内に制御することができる。
【００６５】
その他の条件は特に限定されないが、例えば、以下のように制御することが好ましい
基板温度 ：室温〜１５０℃
到達真空度 ：１×１０−５Ｔｏｒｒ以下
成膜時のガス圧：１〜３０ｍＴｏｒｒ
ＤＣスパッタリングパワー密度
（ターゲットの単位面積当たりのＤＣスパッタリングパワー）
：１〜５Ｗ／ｃｍ２
【００６６】
（第２の工程）
次に、上記のようにして形成された窒素を含有する第１の透明導電膜に、窒素を含有しない第２の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する。第２の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する工程は、前述した第１の工程において、不活性ガスと窒素との混合ガスを用いる代わりに、不活性ガス（代表的にはＡｒガス）とＯ２との混合ガス（例えば、Ａｒ：Ｎ２＝２４：０．０６）を用いたこと以外は第１の工程と同様にして行なえばよい。具体的には、例えば、前述した特許文献１〜特許文献３に記載の方法を参照することができる。
【００６７】
本発明の透明電極は、液晶ディスプレイ、プロジェクタ用液晶表示デバイスのほか、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＬＥＤ素子またはＬＥＤディスプレイなどの様々な表示デバイスに適用することができる。
【００６８】
本発明の透明電極を備えたＴＦＴ基板を製造する方法は、透明電極を、窒素を含有する第１の透明導電膜と、窒素を含有しない第２の透明導電膜との積層構造とし、且つ、第１の透明導電膜がアルミニウム合金膜に接触するような構成としたこと以外は、基本的には通常使用されている方法を採用することができる。
【００６９】
以下、図２を参照しながら、本発明の透明電極を備えたＴＦＴ基板の作製方法を説明する。以下では、ドレイン電極２９を構成するアルミニウム合金膜の上側に本発明の透明電極５を設ける工程を説明するが、これに限定されず、例えば、反射電極を構成するアルミニウム合金膜の上側に本発明の透明電極５を設けてもよい。
【００７０】
まず、図２（ａ）に示すように、ガラス基板１ａ上に、スパッタリング法を用いて、厚さ２５０ｎｍ程度のＡｌ系合金薄膜を積層する。スパッタリングの成膜温度は、室温とした。このＡｌ系合金薄膜をパターニングすることにより、ゲート電極２６および走査線２５を形成する。このとき、後記する図２（ｂ）に示す工程において、ゲート絶縁膜２７のカバレッジ性が良くなるように、上記積層薄膜の周縁を角度約３０°〜６０°のテーパー状にエッチングしておくのがよい。
【００７１】
次いで、図２（ｂ）に示すように、例えばプラズマＣＶＤ法などの方法を用いて、厚さ約３００ｎｍ程度のシリコン窒化膜（ゲート絶縁膜）２７を形成する。プラズマＣＶＤ法の成膜温度は、約３５０℃とした。続いて、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて、シリコン窒化膜（ゲート絶縁膜）２７の上に、厚さ２００ｎｍ程度のノンドーピング水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ−Ｈ）５５および厚さ約８０ｎｍのリンをドーピングしたｎ＋型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ＋ａ−Ｓｉ−Ｈ）５６を順次積層し、ＴＦＴの能動層となる活性半導体層３３を形成する。ｎ＋型水素化アモルファスシリコン膜５６は、例えば、ＰＨ３ガスを所定分圧添加したプラズマＣＶＤ法を行うことによって形成される。
【００７２】
このようにして形成された水素化アモルファスシリコン膜５５およびｎ＋型水素化アモルファスシリコン膜５６からなる活性半導体層３３を、図２（ｃ）に示すようにパターニングする。
【００７３】
次に、スパッタリング法を用いて、厚さ３００ｎｍ程度のＡｌ合金膜を形成する。スパッタリングの成膜温度は、室温とした。Ａｌ合金膜をパターニングすることにより、図２（ｄ）に示すように、信号線と一体のソース電極２８と、ドレイン電極２９とが形成される。更に、ソース電極２８およびドレイン電極２９をマスクとして、ｎ＋型水素化アモルファスシリコン膜５６をドライエッチングして除去する。
【００７４】
そして、図２（ｅ）に示すように、例えばプラズマＣＶＤ装置などを用いて厚さ３００ｎｍ程度のシリコン窒化膜（保護膜）３０を形成する。このときの成膜は、約２００℃で行なった。次に、シリコン窒化膜３０にドライエッチング等を行うことによってコンタクトホール３２を形成する。
【００７５】
次に、前述した方法に基づき、窒素を含有する透明導電膜（酸化インジウムに１０質量％の酸化スズを添加したＩＴＯ膜）で形成される第１の層５ａと、上記と同じ透明導電膜で形成される第２の層５ｂとの積層膜を成膜した後、ウェットエッチングによるパターニングを行って透明電極５を形成すると、図２（ｆ）に示すＴＦＴ基板が完成する。窒素を含有する透明導電膜で形成される第１の層５ａは、ドレイン電極２９との電気的な接続をとるため、互いに接触している。この接触部分では、従来のようなＭｏ等のバリアメタル層を透明電極とドレイン電極との間に挟まなくても接触抵抗の低いコンタクトを得ることができる。
【００７６】
上記では、活性半導体層としてアモルファスシリコン膜を使用した例を挙げたが、ポリシリコン膜を用いてもよい。透明導電膜の材料としては、ＩＴＯ膜の他、ＩＺＯ膜などを使用することができる。また、図２の例では、活性半導体層である水素化アモルファスシリコン膜５５をゲート電極２６の上側に形成した例を示したが、活性半導体層をゲート電極２６の下側に形成する構成としてもよい。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７８】
（実施例１）
本実施例では、本発明の透明電極を用いれば、接触抵抗率が低く、分散も小さく抑えられることを実証する。具体的には、図１（ｂ）に示す試験用デバイスを用い、不活性ガス（Ａｒ）と窒素ガスとの混合ガス（Ａｒ＋Ｎ２）の流量Ｆ１に対する窒素ガスの流量Ｆ２の比（Ｆ２／Ｆ１）を０〜０．１５の範囲内で変え、窒素含有透明導電膜中の窒素含有量を変化させたときの接触抵抗率の変化を調べた。ここでは、透明導電膜としてＩＴＯ膜を、アルミニウム合金膜としてＡｌ−０．３原子％Ｎｉ−０．３５原子％Ｌａ合金を用いた。
【００７９】
まず、ガラス基板の上に、以下の要領で、厚さ３０ｎｍのＡｌ−０．３原子％Ｎｉ−０．３５原子％Ｌａ合金膜をスパッタ法によって蒸着した。
ターゲット材料：Ａｌ−０．３原子％Ｎｉ−０．３５原子％Ｌａのスパッタリング
ターゲットを使用（サイズ：直径１００ｍｍ×厚さ５ｍｍ）
スパッタリング装置：島津製作所製「ＨＳＭ−５５２」を使用
スパッタリング条件（ＤＣマグネトロンスパッタリング法）
到達真空度：３×１０−６Ｔｏｒｒ以下
ガス：Ａｒガス
ガス流量：３０ｓｃｃｍ
スパッタパワー：ＤＣ１５０Ｗ
極間距離：５０ｍｍ
基板温度：室温
ガラス基板：コーニング社製の＃１７３７、直径１０ｍｍ×厚さ０．７ｍｍ
【００８０】
次いで、プラズマＣＶＤ法を用いて、厚さ約３００ｎｍ程度のシリコン窒化膜（ゲート絶縁膜）を形成した。プラズマＣＶＤ法の成膜温度は、約３５０℃とした。
【００８１】
次に、スパッタ法により、窒素を含有するＩＴＯ膜（第１の透明導電膜、ＩＴＯ：Ｎ）を蒸着した。詳細には、酸化インジウムに１０質量％の酸化スズを添加したＩＴＯをターゲット材料として用い、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）を０〜０．１５の範囲内で変化させることによってＩＴＯ膜中の窒素含有量を０〜３．２原子％の範囲内で変化させたこと以外は、前述したスパッタ条件でスパッタリングを行ない、厚さ１０ｎｍの第１の透明導電膜を成膜した。
【００８２】
次いで、スパッタ装置内のガスを全てＡｒガスに置換したこと以外は、前述したスパッタ条件でスパッタリングを行ない、厚さ４０ｎｍのＩＴＯ膜（第２の透明導電膜）を蒸着した。
【００８３】
次に、アルミニウム合金膜と透明電極との接触抵抗率を以下の方法によって測定した。
【００８４】
図５に示すケルビンパターン（コンタクトホールサイズ：１０μｍ角）を作製し、４端子測定［ＩＴＯ−Ａｌ合金に電流を流し、別の端子でＩＴＯ−Ａｌ合金間の電圧降下を測定する方法］を行った。すなわち、図５のＩ１―Ｉ２間に電流Ｉを流し、Ｖ1−Ｖ2間の電圧Ｖを測定することにより、接触部Ｃの接触抵抗Ｒ（Ω）を［Ｒ＝（Ｖ2−Ｖ1）／Ｉ2］として求めた。
【００８５】
上記と同じ試験用デバイスを１３個作製し、上記と同様にして接触抵抗を調べて接触抵抗率（Ω・ｃｍ２）に換算し、その平均値を算出した。また、接触抵抗率の分散は下式に基づいて算出した。
【数１】
【００８６】
本実施例では、接触抵抗率の平均が２．７×１０−４Ω・ｃｍ２以下であり、且つ、接触抵抗率の分散が４×１０−４の範囲内にあるものを合格とした。接触抵抗率の基準値は、窒素を含有しないＩＴＯ膜と当該Ａｌ合金薄膜との接触抵抗率（すなわち、Ｆ２＝０のときの接触抵抗率）を基準としたものである。
【００８７】
これらの結果を図６〜図７に示す。
【００８８】
このうち、図６は、図６上方の表中データに基づき、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）と接触抵抗率との関係をグラフ化した図である。
【００８９】
また、図７は、図７上方の表中データに基づき、窒素を含有するＩＴＯ膜（ＩＴＯ：Ｎ）中の窒素含有量と接触抵抗率との関係をグラフ化した図である。ここで、窒素含有量は実験値ではなく、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）と窒素含有量との対応関係を表す図８の折れ曲がり線に基づき、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）から間接的に求めたものである。図８は、実験の簡便上、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）に基づいて窒素含有量を算出できるように、本発明者が予め基礎実験を行ない、両者の対応関係を調べておいたものである。
【００９０】
図６および図７より、不活性ガス中に窒素ガスを添加し、ＩＴＯ：Ｎ膜中の窒素の比率およびＦ２／Ｆ１の比で表されるガス流量比が０よりも大きくなるにつれ、接触抵抗率の平均値は低下し、且つ、接触抵抗率の分散も大幅に減少する傾向が見られた。図６には、ガス流量比が０．１５までの結果しか示していないが、ガス流量比の上限が０．５の範囲内であれば、上記と同様の傾向が得られることを実験によって確認している。同様に、図７には、ＩＴＯ：Ｎ膜中の窒素含有量が３．５％までの結果しか示していないが、ＩＴＯ：Ｎ膜中の窒素含有量の上限が５％の範囲内であれば、上記と同様の傾向が得られることを実験によって確認している。
【００９１】
（実施例２）
本実施例では、表１に示す種々のアルミニウム合金膜を使用したときの接触抵抗率の平均値および分散を調べた。詳細には、実施例１において、透明導電膜としてＩＺＯ膜を用い、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）を０および０．１としたこと以外は、実施例１と同様にして接触抵抗率を調べた。表１に示すアルミニウム合金膜は、いずれも、ダイレクトコンタクト用材料として好適に用いられるものである。
【００９２】
これらの結果を表１に併記する。ここで、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）＝０、０．１のときの、窒素を含有するＩＺＯ膜（第１の透明導電膜、ＩＺＯ：Ｎ）中の窒素含有量は、それぞれ、０原子％、２．３原子％である。
【００９３】
【表１】
【００９４】
表１より、本発明の効果は、実施例１以外の態様においても発揮されることが分かった。詳細には、透明導電膜としてＩＺＯ膜を用い、アルミニウム合金膜として表１に示す種々のアルミニウム合金を用いた場合でも、窒素ガスを含む混合ガスの流量比を本発明の範囲内に制御して本発明で規定する積層構造の透明電極とすれば、当該アルミニウム合金を透明電極と直接接触しても、低い接触抵抗率を維持しつつ、分散も抑えられることが確認された。
【００９５】
（実施例３）
本実施例では、本発明の透明電極を用いれば、従来の透明導電膜を用いたときと実質的に同程度の高い光透過特性が得られることを実証する。具体的には、以下のようにして、第１の透明導電膜（ＴＣＯ−Ｎ）と第２の透明導電膜（ＴＣＯ）との積層膜を形成したときの可視光（波長４８０ｎｍ、５５０ｎｍ、６６０ｎｍ）に対する透過率を測定した。ここでは、透明導電膜としてＩＴＯ膜を用い、第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）と第２の透明導電膜の厚さ（Ｔ２）との比（Ｔ１／Ｔ２）と、透過率との関係を比較検討した。Ｔ１とＴ２の合計は５０ｎｍ（＝一定）とした。
【００９６】
まず、実施例１と同じガラス基板の上に、スパッタ法により、窒素を含有するＩＴＯ膜（第１の透明導電膜）を成膜した。詳細には、ＩＴＯをターゲット材料として用い、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）を０．１２５とし、成膜時間を５〜２５秒の範囲内で調整したこと以外は、実施例１と同じスパッタ条件でスパッタリングを行ない、厚さＴ１が１０〜５０ｎｍの第１の透明導電膜を成膜した。
【００９７】
次いで、スパッタ装置内のガスを全てＡｒガスに置換し、成膜時間を５〜２５秒の範囲内で調整したこと以外は、実施例１と同じスパッタ条件でスパッタリングを行ない、厚さＴ２が０〜５０ｎｍの第２の透明導電膜を成膜した。
【００９８】
本実施例では、ＩＴＯ膜のみを成膜したとき（Ｔ１＝０のため、Ｔ１／Ｔ２＝０）の各波長における透過率を基準とし、４８０ｎｍ、５５０ｎｍ、６６０ｎｍのいずれの波長においても、当該透過率の９０％以上を満足するもの（基準値に対し、透過率の低下率が１０％以下の範囲内にあるもの）を合格とした。
【００９９】
これらの結果を図９に示す。
【０１００】
図９に示すように、第１の透明導電膜と第２の透明導電膜との厚さの比（Ｔ１／Ｔ２）を１以下にし、第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）を第２の透明導電膜の厚さ（Ｔ２）と同じか薄くした場合には、いずれの波長においても、所望とする高い透過率が得られた。これに対し、厚さの比（Ｔ１／Ｔ２）が１超の場合は、透過率が大きく低下した。
【０１０１】
例えば、Ｔ１／Ｔ２＝４に着目すると、下記（ア）〜（ウ）に示すように、６６０ｎｍおよび５５０ｎｍにおける透過率は上記の合格基準を満足しているが、４８０ｎｍにおける透過率が上記の合格基準を満足していないため、最終的には、不合格となった。
（ア）波長６６０ｎｍにおける透過率は約７９％であり、ＩＴＯ膜のみを成膜したときの透過率（約８２％）の９０％（８２％×０．９≒７４％）以上を満足している。
（イ）波長５５０ｎｍにおける透過率は約７２％であり、ＩＴＯ膜のみを成膜したときの透過率（約７８％）の９０％（７８％×０．９≒７０％）以上を満足している。
（ウ）波長４８０ｎｍにおける透過率は約６５％であり、ＩＴＯ膜のみを成膜したときの透過率（約７３％）の９０％（７３％×０．９≒６６％）以上を満足していない。
【０１０２】
この結果より、前述した特許文献４のように、第１の透明導電膜のみからなる（すなわち、窒素含有透明導電膜のみからなる）透明電極を用いると、透過率は大きく低下することが確認された。
【０１０３】
なお、本実施例では、ＩＴＯ膜を用いた結果を示しているが、ＩＴＯ膜の代わりにＩＺＯ膜を用いても、上記と同様の傾向が見られることを実験により確認している。
【０１０４】
上記実施例１〜実施例３の結果より、本発明の透明電極を用いれば、アルミニウム合金膜と直接接触しても、低い接触抵抗率を維持しつつ、その分散も小さく抑えられ、且つ、高い透過率も確保できることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】図１（ａ）は、従来の透明電極が設けられたＴＦＴ基板の一部を模式的に示す概略断面図であり、図１（ｂ）は、本発明の透明電極が設けられたＴＦＴ基板の一部を模式的に示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態における表示デバイスの工程断面図である。
【図３】図３は、従来の表示デバイスの概略断面図である。
【図４】図４は、従来の表示デバイスの要部断面図である。
【図５】図５は、アルミニウム合金膜と透明電極との間の接触抵抗の測定に用いたケルビンパターンを示す図である。
【図６】図６は、実施例１において、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）と接触抵抗率との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、実施例１において、窒素を含有するＩＴＯ膜（ＩＴＯ：Ｎ）中の窒素含有量と接触抵抗率との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）と窒素を含有するＩＴＯ膜（ＩＴＯ：Ｎ）中の窒素含有量との対応関係を表すグラフである。
【図９】図９は、実施例３において、第１の透明導電膜と第２の透明導電膜との厚さの比（Ｔ１／Ｔ２）と、各波長における透過率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０６】
１ ＴＦＴ
２ ＴＦＴアレイ基板
３ 対向基板
４ 液晶層
５ 透明電極
６ 共通電極
７ カラーフィルタ
８ 遮光膜
９ 偏光板
１０ 配向膜
１１ ＴＡＢテープ
１２ ドライバＩＣ
１３ 制御ＩＣ
１４ ソース領域
１５ ドレイン領域
１６ チャネル層
１７ ゲート絶縁膜
１８ ゲート電極
１９ ソース電極
２０ ドレイン電極
２１ａ、２１ｂ バリアメタル層
２２ 反射電極
２５ 走査線
２６ ゲート電極
２７ ゲート絶縁膜
２８ ソース電極
２９ ドレイン電極
３０ シリコン窒化膜
３２ コンタクトホール
３３ 活性半導体層
５５ 水素化アモルファスシリコン膜
５６ ｎ＋型水素化アモルファスシリコン膜
６０、７０ 透明電極
６１ 窒素を含有する第１の透明導電膜
６２ 窒素を含有しない第２の透明導電膜
６３ アルミニウム合金膜
６４ 透明導電膜
６５ コンタクトホール
６７ 絶縁膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示デバイス用透明電極およびその作製方法に関し、詳細には、透明電極を構成する透明導電膜がソース−ドレイン電極や反射電極などに用いられるアルミニウム合金膜と直接接触している表示デバイス用透明電極の改良技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイの開発が進展し、１００インチを超える画面サイズの液晶パネルが製造されるようになった。３０〜４０インチ画面の液晶ディスプレイ搭載のＴＶも量産されており、製造コストの低減が強く望まれている。ＴＶやパソコン用液晶ディスプレイは、１画素毎に１トランジスタを配置する構造を有するアクティブパネル型が、動作速度が速いため、主流となっている。
【０００３】
図３は、従来のアクティブパネル型液晶表示デバイスの概略断面の一例を示すものである。図３において、ＴＦＴ１（薄膜トランジスタ、Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が碁盤目状に配置されたＴＦＴアレイ基板２と、ＴＦＴアレイ基板２に対向配置された対向基板３と、ＴＦＴアレイ基板２と対向基板３との間に配置された光変調層として機能する液晶層４から構成されている。ＴＦＴアレイ基板２は、ガラス等の絶縁性の基板上に配置されたＴＦＴ１、透明電極５、走査線及び信号線を含む配線部（不図示）、及び配線部間の絶縁膜（不図示）から構成される。対向基板３は、全面に形成された共通電極６と、透明電極５に対向する位置に配置されたカラーフィルタ７、ＴＦＴアレイ基板２上のＴＦＴ１や配線部に対向する位置に配置された遮光膜８等から構成される。ＴＦＴアレイ基板２及び対向基板３を構成する絶縁性基板の外面には、偏光板９が配置され、また対向基板３には液晶層４に含まれる液晶分子を所定の向きに配向するための配向膜１０が配置されている。
【０００４】
図３に示した液晶パネルにおいては、対向電極３と透明電極５の間の電圧差によって液晶層４に含まれる液晶分子の配向が制御され、ＴＦＴアレイ基板２と対向基板３との間の液晶層４を通過する光が変調される。これにより、カラーフィルタ７を透過する光量が制御され、コントラストのあるカラー画素が表示される。ＴＦＴアレイ基板２は、ＴＦＴアレイ外部に引き出されたＴＡＢテープ１１を経由して、ドライバＩＣ１２と制御ＩＣ１３によって駆動される。
【０００５】
図４は、図３に示したＴＦＴ１付近の拡大断面図である。図４において、ＴＦＴアレイ基板２に、低抵抗ｎ形半導体ポリシリコン（ｎ＋ｐｏｌｙ−Ｓｉ）からなるソース領域１４及びドレイン領域１５と、チャネル層１６であるポリシリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）が形成され、ゲート絶縁層１７を介してゲート電極１８が形成されている。ソース領域１４及びドレイン領域１５は、各々、ソース電極１９及びドレイン電極２０に接続され、ドレイン電極２０は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）で形成される透明電極５に接続される。透明電極５は、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ等の高融点金属で構成されたバリアメタル層２１ａを介してドレイン電極２０に接続されている。また、透明電極５は、Ｍｏ等の高融点金属で構成されたバリアメタル層２１ｂを介して反射電極２２に接続されている。反射電極２２を設けることにより、ＴＦＴ１の直上の液晶分子の配向が促されるとともに、反射電極２２による透過光の反射によって液晶画素の輝度が向上し、また、液晶ディスプレイの弱点であった狭い視野角が拡大されるという効果が得られる。
【０００６】
ソース電極１９−ドレイン電極２０に電気的に接続されるソース−ドレイン配線や、透明電極５に電気的に接続される信号線（透明電極用信号線）は、電気抵抗率が低く、加工が容易であるなどの理由により、純ＡｌまたはＡｌ−Ｎｄなどのアルミニウム合金（以下、これらをまとめてアルミニウム系合金と呼ぶ。）の薄膜から形成されている。
【０００７】
次に、液晶表示デバイスの動作原理について説明する。ＴＦＴ１のゲート電極１８に電圧（ゲート電圧）が印加されると、ＴＦＴ１がオン状態となり、予めソース電極１９及びドレイン電極２０に印加されていた駆動電圧により、ソース電極１９からチャンネル層１６を経由してドレイン電極２０に電流が流れ、この結果、透明電極５に電圧が印加され、図３に示した共通電極６との間に電位差を生じ、液晶層４に含まれる液晶分子が配向して光変調が生じる。
【０００８】
図４において、透明電極５とドレイン電極２０との間、および透明電極５と反射電極２２との間に、それぞれ、Ｍｏ等の高融点金属で構成されたバリアメタル層２１ａ、および２１ｂを設ける理由は、ドレイン電極２０および反射電極２２を透明電極５と直接接続すると接触抵抗が上昇し、画面の表示品位が低下するからである。透明電極用配線材料として用いられるＡｌは非常に酸化され易いため、液晶パネルの成膜過程で生じる酸素や成膜時に添加する酸素などにより、Ａｌ系合金薄膜と透明電極との界面にＡｌ酸化物の絶縁層が生成してしまう。また、透明電極材料として汎用されている透明導電膜のＩＴＯ［インジウム（Ｉｎ）とスズ（Ｓｎ）との酸化物、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ］やＩＺＯ［インジウム（Ｉｎ）と亜鉛（Ｚｎ）との酸化物、Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ］は、導電性の金属酸化物であるが、上記のようにＡｌ酸化物層が生成すると、電気的なオーミック接続を行うことができない。
【０００９】
しかし、バリアメタル層を形成するためには、Ａｌ系合金配線形成用の成膜装置に加え、バリアメタル形成用の成膜装置が別途必要になる。具体的には、バリアメタル形成用の成膜チャンバーをそれぞれ余分に装備した成膜装置（代表的には、複数の成膜チャンバーがトランスファーチャンバーに接続されたクラスタツール）を用いなければならないため、製造コストの上昇や生産性の低下を招く。
【００１０】
また、バリアメタル層として用いられる金属と、アルミニウム系合金とは、薬液を用いたウェットエッチングなどの加工工程での加工速度が異なるため、加工工程における横方向の加工寸法を制御することが極めて困難となる。したがって、バリア層の形成は、成膜上の観点だけでなく加工の観点でも工程の複雑化を招き、製造コストの上昇や生産性の低下をもたらす。
【００１１】
そこで、本願出願人は、バリアメタル層の形成を省略し、アルミニウム系合金膜を透明電極と直接接続することが可能なダイレクトコンタクト技術を提案している（特許文献１〜特許文献３）。
【００１２】
このうち特許文献１には、透明電極と直接接続することが可能な材料として、Ａｕ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｒ，Ｓｍ，Ｇｅ，Ｂｉよりなる群から選択される少なくとも１種の合金元素を合計で０．１〜６原子％含むアルミニウム合金薄膜が開示されている。
【００１３】
特許文献２には、アルミニウム合金膜を透明電極と直接接続することが可能であり、薬品耐性、特にアルカリ性の現像液や剥離液に対して優れた耐性を有する材料として、合金成分として少なくともＮｉを０．１〜６原子％含有するアルミニウム合金膜（第１層）の上部に、窒素含有アルミニウム合金膜（第２層）が形成されたアルミニウム合金多層膜が開示されている。
【００１４】
特許文献３には、アルミニウム合金膜を透明電極と直接接続することが可能な他の材料として、Ａｕ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｒ，Ｓｍ，Ｇｅ，Ｂｉよりなる群から選択される少なくとも１種の合金元素を合計で０．１〜６原子％含むアルミニウム合金膜と透明電極との界面に当該アルミニウム合金の酸化皮膜が形成されており、上記酸化皮膜の厚さおよび酸素含有量が適切に制御された材料が開示されている。
【００１５】
一方、ダイレクトコンタクト技術に関するものではないが、特許文献４には、窒素を含む透明導電膜を備えた透明電極が開示されている。
【００１６】
特許文献４は、画素電極形成後に不純物除去の目的で行なわれるＨ２洗浄時における問題点（画素電極を構成するＩＴＯの金属成分が還元されて金属が表面に析出されるため、画素の透過率が低下する）の改善技術に関する。ここには、上記の問題を解決するため、窒素を含有する導電膜を表面に有する画素電極が開示されており、具体的には、窒素を含む透明導電膜（単層膜）からなる画素電極、および透明導電膜の上に窒素を含む透明導電膜を有する積層膜からなる画素電極が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２１４６０６号公報
【特許文献２】特開２００５−３０３００３号公報
【特許文献３】特開２００６−２３３８８号公報
【特許文献４】特開２００６−１３３７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明者は、上記特許文献１〜３のダイレクトコンタクト関連技術の更なる特性改善を目指し、検討を重ねてきた。詳細には、上記の特許文献では、Ａｌ中の合金元素添加量を０．１〜６原子％に制御することによって接触抵抗の低減などを図っているが、実操業では、合金元素の添加量をできるだけ少なく（例えば、０．１〜２原子％程度に）しても上記の特性が得られ、高性能の表示デバイスを安定して再現性良く製造できる技術の提供が強く求められて居る。そのためには、（ａ）接触抵抗は、所望の低いレベルを維持しつつ、その分散（データのバラツキの程度）をできるだけ抑え、且つ、（ｂ）可視光透過特性は劣化させない、ことが必要である。
【００１８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アルミニウム合金膜と透明電極との間に通常設けられるバリアメタル層を省略しても、低い接触抵抗を維持しつつ、その分散（バラツキ）を小さく抑えることができ、しかも、光透過特性にも優れた表示デバイス用透明電極、およびその作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決することのできた本発明の表示デバイス用透明電極は、窒素を含有する第１の透明導電膜と、窒素を含有しない第２の透明導電膜とからなり、前記第１の透明導電膜はアルミニウム合金膜に接触しているところに要旨を有している。
【００２０】
好ましい実施形態において、前記第１の透明導電膜中に含まれる窒素の比率は、１．５原子％以上５原子％以下である。
【００２１】
好ましい実施形態において、前記第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）は、１ｎｍ以上２５ｎｍ以下の範囲内である。
【００２２】
好ましい実施形態において、前記第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）と、前記第２の透明導電膜の厚さ（Ｔ２）との比（Ｔ１／Ｔ２）は１以下である。
【００２３】
好ましい実施形態において、前記アルミニウム合金膜は、合金成分として、Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，およびＧｅよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を０．１原子％以上６原子％以下の範囲で含有するものである。
【００２４】
好ましい実施形態において、前記アルミニウム合金膜は、合金成分として、更に、Ｌａ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｍｇ，Ｎｄ，Ｙ，Ｆｅ，およびＣｏよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を０．１原子％以上２原子％以下の範囲で含有するものである。
【００２５】
好ましい実施形態において、前記アルミニウム合金膜は、ソース−ドレイン電極または反射電極に用いられるものである。
【００２６】
本発明の表示デバイスは、上記のいずれかに記載の透明電極を備えている。
【００２７】
上記課題を解決することのできた本発明に係る表示デバイス用透明電極の作製方法は、アルミニウム合金膜に、窒素を含有する第１の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する第１の工程と、前記窒素を含有する第１の透明導電膜に、窒素を含有しない第２の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する第２の工程と、を包含し、前記第１の工程は、不活性ガスと窒素ガスとの混合ガスを用い、前記混合ガスの流量Ｆ１に対する窒素ガスの流量Ｆ２の比（Ｆ２／Ｆ１）を０．０５以上０．５以下の範囲内に制御して行なうことに要旨を有している。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は上記のように構成されているため、透明電極をアルミニウム合金膜と直接接触しても、分散（バラツキ）の少ない低い接触抵抗と、高い透過率とを備えた表示デバイス用透明電極が得られる。
【００２９】
本発明による上記作用は、アルミニウム合金膜に含まれるＮｉなどの合金成分の添加量が６原子％以下の場合に発揮され、２原子％以下と特に少ない場合に顕著となる。
【００３０】
従って、本発明の表示デバイス用透明電極を用いれば、高性能の表示デバイスを安定して再現性良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明者は、前述した特許文献１〜特許文献３に開示されているダイレクトコンタクト技術（透明電極をアルミニウム合金膜と直接接続しても接触抵抗を低減することが可能な技術）において、アルミニウム中の合金元素添加量を低く（おおむね、２原子％程度以下）抑えても、高性能の表示デバイスを安定して再現性良く製造できる技術を提供するため、検討を重ねてきた。その結果、アルミニウム中の合金元素添加量を少なくすると、接触抵抗の分散は大きくなることが判明した。この問題は、これまでのダイレクトコンタクト技術において、特に、認識されていなかったものである。そこで、本発明者は、主に、「接触抵抗の分散を小さくする」という観点に基づき、更に検討を重ねてきた。詳細には、表示デバイス用透明電極に要求される低い接触抵抗と高い透過率はそのまま維持することを前提として、接触抵抗の分散を小さく抑えることが可能な技術を、表示デバイス用透明電極の改良という観点から、検討を重ねてきた。その結果、表示デバイス用透明電極を、窒素を含有する第１の酸化物透明導電膜（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅ；ＴＣＯ）と、窒素を含有しない第２の透明導電膜とからなる積層薄膜とし、且つ、第１の透明導電膜がアルミニウム合金膜に接触するような積層薄膜の構成とすれば所期の目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。
【００３２】
以下では、説明の便宜上、窒素を含有しない第２の透明導電膜を単に「窒素非含有透明導電膜」または「ＴＣＯ」と呼び、これに対し、窒素を含有する第１の透明導電膜を単に「窒素含有透明導電膜」または「ＴＣＯ：Ｎ」と呼ぶ場合がある。従来の代表的な表示デバイス用透明電極は、ＩＴＯやＩＺＯなどのように、透明導電膜（ＴＣＯ）のみから構成されている。
【００３３】
本明細書において、「表示デバイス用透明電極」には、表示デバイスに用いられる透明電極（代表的には透明画素電極）自体のみならず、透明電極に電気的に接続される配線（信号線）も含まれる。以下では、説明の便宜上、「表示デバイス用透明電極」を、単に「透明電極」と呼ぶ場合がある。
【００３４】
以下、図１を参照しながら、本発明に係る透明電極の実施形態を説明する。図１（ｂ）は、本発明の透明電極が設けられたＴＦＴ基板の一部を模式的に示す概略断面図であり、図１（ａ）は、特許文献１〜特許文献３に開示された従来の透明電極が設けられたＴＦＴ基板の一部を模式的に示す概略断面図である。
【００３５】
図1（ｂ）に示すように、本発明の透明電極６０は、窒素を含有する第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）６１と、窒素を含有しない第２の透明導電膜（ＴＣＯ）６２とからなり、第１の透明導電膜６１は、アルミニウム合金膜６３に直接接触している。このように本発明の透明電極６０は、窒素を含有しない第２の透明導電膜（ＴＣＯ）６２とアルミニウム合金膜６３との間に窒素を含有する第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）６１を有している点で、第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）６１を有しておらず、透明導電膜（ＴＣＯ）６４とアルミニウム合金膜６３とが直接接触している従来の透明電極７０と相違している。
【００３６】
本発明のように、第２の透明導電膜（ＴＣＯ）／第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）／アルミニウム合金膜の積層構造とすることにより、透明電極をアルミニウム合金膜と直接接続しても、低い接触抵抗を維持したまま接触抵抗の分散を抑えることができ、しかも、高い透過率も確保できる理由（メカニズム）は、詳細には不明であるが、第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）が所謂バリア層となって、第２の透明導電膜（ＴＣＯ）からアルミニウム合金膜への酸素の移動が防止され、アルミニウム合金膜の酸化が防止される結果、第２の透明導電膜（ＴＣＯ）の還元が有効に防止されるためと推察される。これに対し、従来のように、透明導電膜とアルミニウム合金膜とが直接に接触している場合には、透明導電膜に過剰に含まれる酸素によってアルミニウム合金膜表面に酸化膜が形成されるため、所望の特性を確保することができなかったと推察される。
【００３７】
第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）による上記バリア作用（酸素拡散防止作用など）は、特に、アルミニウム合金膜中に含まれる合金元素の量が約２原子％以下と、比較的少ない場合に、有効に発揮される。合金元素の量が約２原子％を超える場合には、合金元素自体が、第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）と同様のバリア作用を発揮し得るため、接触抵抗の分散が大きくなるなどの問題は顕著に見られないためである。従って、アルミニウム合金膜中に含まれる合金元素の量が約２原子％を超える場合には、必ずしも、本発明の構成を採用する必要はないが、更なる特性改善を目指して、アルミニウム合金膜中に含まれる合金元素の量が約２〜６原子％の場合であっても、本発明の構成を採用しても良いことはいうまでもない。
【００３８】
第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）によるバリア作用は、第１の透明導電膜をアルミニウム合金膜と第２の透明導電膜（ＴＣＯ）との間に介在させることによって得られるが、接触抵抗の分散を更に抑えることなどを目指して、（ａ）第１の透明導電膜中の窒素含有量を適切に制御したり、（ｂ）第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）や、第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）と第２の透明導電膜の厚さ（Ｔ２）との比（Ｔ１／Ｔ２）を適切に制御することが有効である（詳細は後述する）。
【００３９】
なお、前述した特許文献４にも、窒素を含む透明導電膜を備えた透明電極が開示されているが、以下の点で本発明の透明電極と相違している。
【００４０】
まず、両者は、解決課題が相違する。特許文献４は、画素電極形成後に行なわれるシンタリング工程（半導体界面層の欠陥修復のためのＨ２アニール工程）において、ＩＴＯなどの金属成分の還元による画素の透過率低下を防止する技術に関し、特に、ＩＴＯ表層の還元防止を目的としており、本発明のように、アルミニウム合金膜を透明電極と直接接続するダイレクトコンタクト技術に関するものではない。特許文献４では、データ線やドレイン電極は、下部膜（Ｍｏ、Ｍｏ合金、Ｃｒなどのバリア層）と上部膜（ＡｌやＡｌ合金膜）とから構成されており、特許文献４には、本発明のように、バリアメタル層を省略してアルミニウム合金膜を透明電極と直接接続させるというダイレクトコンタクト技術の思想は全くない。
【００４１】
更に、両者の構成も相違する。両者は、いずれも、窒素を含有する透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）を有している点で一致しているが、窒素含有透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）は、本発明では、窒素非含有透明導電膜（ＴＣＯ）とアルミニウム合金膜との間に配置されているのに対し、特許文献４では、窒素非含有透明導電膜（ＴＣＯ）の上に配置されており、配置箇所が相違している。特許文献４では、Ｈ２アニール工程におけるＩＴＯなどの金属の還元を防止するため、最表面に、窒素含有透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）を配置する必要があるのに対し、本発明では、バリアメタル層を省略してもバラツキが少ない低接触抵抗と高い透過率とを備えた透明電極を提供するため、窒素非含有透明導電膜（ＴＣＯ）とアルミニウム合金膜との間に窒素含有透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）を配置しなければならない。また、特許文献４には、窒素含有透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）のみからなる透明電極も開示されているが、この場合には、接触抵抗率は良好であるが、透過率が著しく低下することを、実験により確認している（後記する実施例３の図８を参照）。
【００４２】
本発明を特徴付ける「窒素を含有する第１の透明導電膜」における「窒素を含有する」とは、透明導電膜の一部または全部が窒化されていることを意味する。詳細には、第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）６１は、透明導電膜中に窒素を１．５原子％以上５原子％以下の範囲内で含有していることが好ましい。ここで、「窒素含有量」は、アルミニウム合金膜６３と第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）６１との界面（窒素含有量が最も高くなる部分）における窒素濃度を意味する。後に詳しく説明するように、第１の透明導電膜６１は、Ａｒガスなどの不活性ガスと窒素ガスとの混合ガスを用いたスパッタリング法（反応性スパッタリング法）により、アルミニウム合金膜６３上に蒸着して形成されるため、第１の透明導電膜６１は、アルミニウム合金膜６３側から第２の透明導電膜６２に向かって、窒素含有量が段階的に減少する濃度勾配を有しており、アルミニウム合金膜６３と第１の透明導電膜６１との界面は窒素含有層があり、一方、第１の透明導電膜６１と第２の透明導電膜６２との界面から上層側は窒素含有層は実質的に０（ゼロ）となる。本発明者の実験によれば、上記のＡｌ合金膜界面における窒素の最大濃度を、好ましくは、１．５原子％以上５原子％以下の範囲内に制御すれば、所望とする特性が有効に発揮されることが分かった。第１の透明導電膜中の窒素の含有量が１．５原子％未満では、接触抵抗の分散が大きくなる。接触抵抗の低減とバラツキの抑制という観点からすれば、窒素含有量は多い程良く、例えば、２原子％以上であることがより好ましい。その上限は、透過率やシート抵抗などを考慮し、５原子％とする。第１の透明導電膜中の窒素の含有量は４原子％以下であることがより好ましく、３原子％以下であることが更に好ましい。
【００４３】
第１の透明導電膜中の窒素の含有量は、例えば、後記する実施例に示すように、混合ガスの流量比（具体的には、不活性ガスと窒素ガスとの混合ガスの流量Ｆ１に対する窒素ガスの流量Ｆ２の比、Ｆ２／Ｆ１）を制御してスパッタリングすることによって調整することができる。なお、スパッタリング条件が同じであっても、透明導電膜の種類によって透明導電膜中に取り込まれる窒素の量は相違するため、実際には、透明導電膜の種類などに応じてスパッタリング条件を適宜適切に設定すれば良い。
【００４４】
第１の透明導電膜６１における窒素の含有量は、ＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ、Ｘ線光電子分光装置）を用いて確認することができる。
【００４５】
第１の透明導電膜６１（ＴＣＯ：Ｎ）の厚さ（Ｔ１）は、１ｎｍ以上２５ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。Ｔ１が１ｎｍ未満では、第１の透明導電膜６１によるバリア作用が有効に発揮されず、所望の接触抵抗バラツキ低減効果が得られない。一方、Ｔ１が２５ｎｍを超えると、可視光透過率が低下するほか、第１の透明導電膜が剥離するなどの問題がある。接触抵抗と透過性とのバランスを勘案すると、Ｔ１は２ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲内であることが好ましく、５ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲内であることがより好ましい。
【００４６】
また、第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）６１の厚さ（Ｔ１）と、第２の透明導電膜（ＴＣＯ）６２の厚さ（Ｔ２）との比（Ｔ１／Ｔ２）は１以下、すなわち、Ｔ１はＴ２よりも小さい（Ｔ１≦Ｔ２）ことが好ましい。前述したように、第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）６１は、主に、接触抵抗のバラツキ低減化作用を有しており、所望の接触抵抗特性を確保するためには有用であるが、その厚さが大きくなり過ぎると、透過性が低下するようになる。本発明者の実験結果によれば、上記の比（Ｔ１／Ｔ２）が１を超える（すなわち、Ｔ１＞Ｔ２）と、可視光透過率が低下することが判明した（後記する実施例を参照）。接触抵抗と透過性とのバランスを考慮すると、上記の比（Ｔ１／Ｔ２）は、０．２５以上１以下であることが好ましく、０．５以上０．８以下であることがより好ましい。
【００４７】
以上、本発明を特徴付ける第１の透明導電膜について説明した。
【００４８】
繰り返し説明するように、本発明の透明電極は、従来の透明導電膜（単層膜）のみからなる透明電極において、その一部が窒化された「窒素を含有する第１の透明導電膜」をアルミニウム合金膜との間に有しているところに特徴がある。従って、「窒素を含有しない第２の透明導電膜（ＴＣＯ）」における透明導電膜の種類は特に限定されず、従来汎用されているものを使用することができる。また、アルミニウム合金膜も、前述した特許文献１〜特許文献３に代表されるダイレクトコンタクト技術に開示されているものであれば、特に限定されない。
【００４９】
第２の透明導電膜６２は、透明導電膜のみから構成されており、窒素は、実質的に含有していない。ここで、「実質的に含有していない」とは、後記する薄膜の形成過程において、不可避的に含まれ得るレベルの窒素は許容し得るという意味である。従って、窒素の含有量は、必ずしも０原子％ではなく、本発明の作用を阻害しないレベル、例えば、約２００原子ｐｐｍ程度の窒素は含まれていてもよい。
【００５０】
第１の透明導電膜６１および第２の透明導電膜６２を構成する透明導電膜は、特に限定されず、従来の画素電極に用いられる膜を使用することができる。代表的には、ＩＴＯやＩＺＯなどが挙げられ、そのほか、ＩＧＯ、ＩＷＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２などの膜や、ＺｎＯにＡｌやＧａを添加した膜なども例示される。第１の透明導電膜６１および第２の透明導電膜６２は、同一の透明導電膜から構成されていても良いし、異なっていても良い。ただし、生産性などを考慮すると、両者は、同じ透明導電膜から構成されていることが好ましい。
【００５１】
アルミニウム合金膜に用いられるアルミニウム合金としては、例えば、前述した特許文献１〜特許文献３に記載の組成のものが、好適に用いられる。これらのアルミニウム合金を用いれば、ピンホールなどによるＴＦＴ特性の低下を防止し得、透明電極と直接接続可能な配線または電極を提供できるからである。
【００５２】
具体的には、アルミニウム合金としては、下記（１）〜（２）の組成を有するものが好ましい。
【００５３】
（１）グループαに属する元素の少なくとも一種を０．１原子％以上６原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α合金
ここで、グループαは、Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，およびＧｅから構成される。グループαに属する元素は、単独で添加しても良いし、２種以上を併用してもよい。２種以上の元素を添加するときは、各元素の合計の含有量が上記範囲を満足すればよい。
【００５４】
グループαに属する元素は、電気抵抗率の低減化に有用である。これらの元素を単独でまたは併用して、上記の範囲内でＡｌ中に添加すると、比較的低い熱処理温度で、アルミニウム系合金薄膜と透明電極（厳密には、第１の透明導電膜）との接続界面に、αに属する元素の少なくとも一部を含む電気抵抗の低い領域（α含有析出物やα含有濃化層）が形成されるため、例えば、２５０℃で３０分間熱処理したときの電気抵抗率を、おおむね、７μΩ・ｃｍ以下に低減することができる。
【００５５】
上記元素のうち、Ｎｉは、特に、電気抵抗率の低減化作用および耐熱性に優れるため、少なくとも、Ｎｉを含有するＡｌ−Ｎｉ合金を用いることが好ましい。
【００５６】
グループαに属する元素が０．１原子％未満では、所望とするα含有濃化層の形成が不充分であり、接続抵抗を充分低く抑えることができない。ただし、グループαに属する元素の含有量が６原子％を超えると、Ａｌ系合金薄膜自体の電気抵抗率が高くなって画素の応答速度が遅くなり、消費電力が増大してディスプレイとしての品位が低下し、実用に供し得なくなる。グループαに属する元素の含有量は、０．５原子％以上５原子％以下であることが好ましい。
【００５７】
（２）グループαに属する元素の少なくとも一種を０．１原子％以上６原子％以下の範囲で含有し、グループβに属する元素の少なくとも一種を０．１原子％以上２原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−β合金
Ａｌ−α−β合金は、前述したグループαに属する元素を含み、更に、第三成分としてグループβに属する元素を含む三元系合金である。ここで、グループβは、Ｌａ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｍｇ，Ｎｄ，Ｙ，Ｆｅ，およびＣｏから構成される。グループβに属する元素は、単独で添加しても良く、２種以上を併用してもよい。２種以上の元素を添加するときは、各元素の合計の含有量が上記範囲を満足すればよい。
【００５８】
グループβに属する元素は、耐熱性や耐食性の向上に有用である。また、上記元素の添加量が０．１〜２原子％の範囲内であれば、上記元素の添加による悪影響は見られず、グループαに属する元素を含有するＡｌ−α合金を用いたときと同程度の優れた作用を有することも確認された。グループβに属する元素は、アルミニウム原子に比べて原子半径が大きく、当該元素を添加しても、成膜過程で窒素原子が透明導電膜に取り込まれるためのスペースは充分確保されるため、所望の窒素を含有する第１の透明導電膜（ＴＣＯ：Ｎ）を容易に蒸着できるからである。
【００５９】
グループβに属する元素の含有量は、０．１原子％以上２原子％以下の範囲内であることが好ましい。グループβに属する元素の含有量が０．１原子％未満の場合、前述した耐熱性や耐食性の向上作用が有効に発揮されず、一方、２原子％を超えると、配線の電気抵抗率が増加する。グループβに属する元素の含有量は、０．１原子％以上２原子％以下であることが好ましく、０．２原子％以上０．６原子％以下であることがより好ましい。
【００６０】
本明細書において、「基板」は、ＴＦＴ基板に用いられるものであれば限定されず、代表的には、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、プラスチック基板、金属基板、可撓性基板などを用いることができる。可撓性基板とは、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＮ、アクリルなどからなるフィルム状の基板のことであり、これにより、半導体装置の軽量化が見込まれる。
【００６１】
次に、上記の実施形態に係る透明電極の作製工程を説明する。
【００６２】
本実施形態の透明電極を作製する方法は、アルミニウム合金膜に、窒素を含有する第１の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する第１の工程と、前記窒素を含有する第１の透明導電膜に、窒素を含有しない第２の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する第２の工程と、を包含し、前記第１の工程は、不活性ガスと窒素ガスとの混合ガスを用い、前記混合ガスの流量Ｆ１に対する窒素ガスの流量Ｆ２の比（Ｆ２／Ｆ１）を０．０５以上０．５以下の範囲内に制御して行なうことを特徴とする。
【００６３】
以下、各工程を順次説明する。
【００６４】
（第１の工程）
本発明を特徴付ける窒素を含有する第１の透明導電膜は、不活性ガスと窒素との混合ガスを用いた反応性スパッタリング法で蒸着する。具体的には、Ａｒ，Ｎｅなどの不活性ガスとＮ２ガスとの混合ガスを用いてスパッタリングを行なう。第１の透明導電膜中の窒素含有量は、混合ガスの流量Ｆ１と窒素ガスの流量Ｆ２との比（Ｆ２／Ｆ１）を変化することによって制御することができ、上記の比（Ｆ２／Ｆ１）をおおむね、０．０５以上０．５以下の範囲内に調整すれば、第１の透明導電膜中の窒素含有量を、おおむね１．５原子％以上５原子％以下の範囲内に制御することができる。
【００６５】
その他の条件は特に限定されないが、例えば、以下のように制御することが好ましい
基板温度 ：室温〜１５０℃
到達真空度 ：１×１０−５Ｔｏｒｒ以下
成膜時のガス圧：１〜３０ｍＴｏｒｒ
ＤＣスパッタリングパワー密度
（ターゲットの単位面積当たりのＤＣスパッタリングパワー）
：１〜５Ｗ／ｃｍ２
【００６６】
（第２の工程）
次に、上記のようにして形成された窒素を含有する第１の透明導電膜に、窒素を含有しない第２の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する。第２の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する工程は、前述した第１の工程において、不活性ガスと窒素との混合ガスを用いる代わりに、不活性ガス（代表的にはＡｒガス）とＯ２との混合ガス（例えば、Ａｒ：Ｎ２＝２４：０．０６）を用いたこと以外は第１の工程と同様にして行なえばよい。具体的には、例えば、前述した特許文献１〜特許文献３に記載の方法を参照することができる。
【００６７】
本発明の透明電極は、液晶ディスプレイ、プロジェクタ用液晶表示デバイスのほか、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＬＥＤ素子またはＬＥＤディスプレイなどの様々な表示デバイスに適用することができる。
【００６８】
本発明の透明電極を備えたＴＦＴ基板を製造する方法は、透明電極を、窒素を含有する第１の透明導電膜と、窒素を含有しない第２の透明導電膜との積層構造とし、且つ、第１の透明導電膜がアルミニウム合金膜に接触するような構成としたこと以外は、基本的には通常使用されている方法を採用することができる。
【００６９】
以下、図２を参照しながら、本発明の透明電極を備えたＴＦＴ基板の作製方法を説明する。以下では、ドレイン電極２９を構成するアルミニウム合金膜の上側に本発明の透明電極５を設ける工程を説明するが、これに限定されず、例えば、反射電極を構成するアルミニウム合金膜の上側に本発明の透明電極５を設けてもよい。
【００７０】
まず、図２（ａ）に示すように、ガラス基板１ａ上に、スパッタリング法を用いて、厚さ２５０ｎｍ程度のＡｌ系合金薄膜を積層する。スパッタリングの成膜温度は、室温とした。このＡｌ系合金薄膜をパターニングすることにより、ゲート電極２６および走査線２５を形成する。このとき、後記する図２（ｂ）に示す工程において、ゲート絶縁膜２７のカバレッジ性が良くなるように、上記積層薄膜の周縁を角度約３０°〜６０°のテーパー状にエッチングしておくのがよい。
【００７１】
次いで、図２（ｂ）に示すように、例えばプラズマＣＶＤ法などの方法を用いて、厚さ約３００ｎｍ程度のシリコン窒化膜（ゲート絶縁膜）２７を形成する。プラズマＣＶＤ法の成膜温度は、約３５０℃とした。続いて、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて、シリコン窒化膜（ゲート絶縁膜）２７の上に、厚さ２００ｎｍ程度のノンドーピング水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ−Ｈ）５５および厚さ約８０ｎｍのリンをドーピングしたｎ＋型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ＋ａ−Ｓｉ−Ｈ）５６を順次積層し、ＴＦＴの能動層となる活性半導体層３３を形成する。ｎ＋型水素化アモルファスシリコン膜５６は、例えば、ＰＨ３ガスを所定分圧添加したプラズマＣＶＤ法を行うことによって形成される。
【００７２】
このようにして形成された水素化アモルファスシリコン膜５５およびｎ＋型水素化アモルファスシリコン膜５６からなる活性半導体層３３を、図２（ｃ）に示すようにパターニングする。
【００７３】
次に、スパッタリング法を用いて、厚さ３００ｎｍ程度のＡｌ合金膜を形成する。スパッタリングの成膜温度は、室温とした。Ａｌ合金膜をパターニングすることにより、図２（ｄ）に示すように、信号線と一体のソース電極２８と、ドレイン電極２９とが形成される。更に、ソース電極２８およびドレイン電極２９をマスクとして、ｎ＋型水素化アモルファスシリコン膜５６をドライエッチングして除去する。
【００７４】
そして、図２（ｅ）に示すように、例えばプラズマＣＶＤ装置などを用いて厚さ３００ｎｍ程度のシリコン窒化膜（保護膜）３０を形成する。このときの成膜は、約２００℃で行なった。次に、シリコン窒化膜３０にドライエッチング等を行うことによってコンタクトホール３２を形成する。
【００７５】
次に、前述した方法に基づき、窒素を含有する透明導電膜（酸化インジウムに１０質量％の酸化スズを添加したＩＴＯ膜）で形成される第１の層５ａと、上記と同じ透明導電膜で形成される第２の層５ｂとの積層膜を成膜した後、ウェットエッチングによるパターニングを行って透明電極５を形成すると、図２（ｆ）に示すＴＦＴ基板が完成する。窒素を含有する透明導電膜で形成される第１の層５ａは、ドレイン電極２９との電気的な接続をとるため、互いに接触している。この接触部分では、従来のようなＭｏ等のバリアメタル層を透明電極とドレイン電極との間に挟まなくても接触抵抗の低いコンタクトを得ることができる。
【００７６】
上記では、活性半導体層としてアモルファスシリコン膜を使用した例を挙げたが、ポリシリコン膜を用いてもよい。透明導電膜の材料としては、ＩＴＯ膜の他、ＩＺＯ膜などを使用することができる。また、図２の例では、活性半導体層である水素化アモルファスシリコン膜５５をゲート電極２６の上側に形成した例を示したが、活性半導体層をゲート電極２６の下側に形成する構成としてもよい。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７８】
（実施例１）
本実施例では、本発明の透明電極を用いれば、接触抵抗率が低く、分散も小さく抑えられることを実証する。具体的には、図１（ｂ）に示す試験用デバイスを用い、不活性ガス（Ａｒ）と窒素ガスとの混合ガス（Ａｒ＋Ｎ２）の流量Ｆ１に対する窒素ガスの流量Ｆ２の比（Ｆ２／Ｆ１）を０〜０．１５の範囲内で変え、窒素含有透明導電膜中の窒素含有量を変化させたときの接触抵抗率の変化を調べた。ここでは、透明導電膜としてＩＴＯ膜を、アルミニウム合金膜としてＡｌ−０．３原子％Ｎｉ−０．３５原子％Ｌａ合金を用いた。
【００７９】
まず、ガラス基板の上に、以下の要領で、厚さ３０ｎｍのＡｌ−０．３原子％Ｎｉ−０．３５原子％Ｌａ合金膜をスパッタ法によって蒸着した。
ターゲット材料：Ａｌ−０．３原子％Ｎｉ−０．３５原子％Ｌａのスパッタリング
ターゲットを使用（サイズ：直径１００ｍｍ×厚さ５ｍｍ）
スパッタリング装置：島津製作所製「ＨＳＭ−５５２」を使用
スパッタリング条件（ＤＣマグネトロンスパッタリング法）
到達真空度：３×１０−６Ｔｏｒｒ以下
ガス：Ａｒガス
ガス流量：３０ｓｃｃｍ
スパッタパワー：ＤＣ１５０Ｗ
極間距離：５０ｍｍ
基板温度：室温
ガラス基板：コーニング社製の＃１７３７、直径１０ｍｍ×厚さ０．７ｍｍ
【００８０】
次いで、プラズマＣＶＤ法を用いて、厚さ約３００ｎｍ程度のシリコン窒化膜（ゲート絶縁膜）を形成した。プラズマＣＶＤ法の成膜温度は、約３５０℃とした。
【００８１】
次に、スパッタ法により、窒素を含有するＩＴＯ膜（第１の透明導電膜、ＩＴＯ：Ｎ）を蒸着した。詳細には、酸化インジウムに１０質量％の酸化スズを添加したＩＴＯをターゲット材料として用い、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）を０〜０．１５の範囲内で変化させることによってＩＴＯ膜中の窒素含有量を０〜３．２原子％の範囲内で変化させたこと以外は、前述したスパッタ条件でスパッタリングを行ない、厚さ１０ｎｍの第１の透明導電膜を成膜した。
【００８２】
次いで、スパッタ装置内のガスを全てＡｒガスに置換したこと以外は、前述したスパッタ条件でスパッタリングを行ない、厚さ４０ｎｍのＩＴＯ膜（第２の透明導電膜）を蒸着した。
【００８３】
次に、アルミニウム合金膜と透明電極との接触抵抗率を以下の方法によって測定した。
【００８４】
図５に示すケルビンパターン（コンタクトホールサイズ：１０μｍ角）を作製し、４端子測定［ＩＴＯ−Ａｌ合金に電流を流し、別の端子でＩＴＯ−Ａｌ合金間の電圧降下を測定する方法］を行った。すなわち、図５のＩ１―Ｉ２間に電流Ｉを流し、Ｖ1−Ｖ2間の電圧Ｖを測定することにより、接触部Ｃの接触抵抗Ｒ（Ω）を［Ｒ＝（Ｖ2−Ｖ1）／Ｉ2］として求めた。
【００８５】
上記と同じ試験用デバイスを１３個作製し、上記と同様にして接触抵抗を調べて接触抵抗率（Ω・ｃｍ２）に換算し、その平均値を算出した。また、接触抵抗率の分散は下式に基づいて算出した。
【数１】
【００８６】
本実施例では、接触抵抗率の平均が２．７×１０−４Ω・ｃｍ２以下であり、且つ、接触抵抗率の分散が４×１０−４の範囲内にあるものを合格とした。接触抵抗率の基準値は、窒素を含有しないＩＴＯ膜と当該Ａｌ合金薄膜との接触抵抗率（すなわち、Ｆ２＝０のときの接触抵抗率）を基準としたものである。
【００８７】
これらの結果を図６〜図７に示す。
【００８８】
このうち、図６は、図６上方の表中データに基づき、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）と接触抵抗率との関係をグラフ化した図である。
【００８９】
また、図７は、図７上方の表中データに基づき、窒素を含有するＩＴＯ膜（ＩＴＯ：Ｎ）中の窒素含有量と接触抵抗率との関係をグラフ化した図である。ここで、窒素含有量は実験値ではなく、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）と窒素含有量との対応関係を表す図８の折れ曲がり線に基づき、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）から間接的に求めたものである。図８は、実験の簡便上、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）に基づいて窒素含有量を算出できるように、本発明者が予め基礎実験を行ない、両者の対応関係を調べておいたものである。
【００９０】
図６および図７より、不活性ガス中に窒素ガスを添加し、ＩＴＯ：Ｎ膜中の窒素の比率およびＦ２／Ｆ１の比で表されるガス流量比が０よりも大きくなるにつれ、接触抵抗率の平均値は低下し、且つ、接触抵抗率の分散も大幅に減少する傾向が見られた。図６には、ガス流量比が０．１５までの結果しか示していないが、ガス流量比の上限が０．５の範囲内であれば、上記と同様の傾向が得られることを実験によって確認している。同様に、図７には、ＩＴＯ：Ｎ膜中の窒素含有量が３．５％までの結果しか示していないが、ＩＴＯ：Ｎ膜中の窒素含有量の上限が５％の範囲内であれば、上記と同様の傾向が得られることを実験によって確認している。
【００９１】
（実施例２）
本実施例では、表１に示す種々のアルミニウム合金膜を使用したときの接触抵抗率の平均値および分散を調べた。詳細には、実施例１において、透明導電膜としてＩＺＯ膜を用い、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）を０および０．１としたこと以外は、実施例１と同様にして接触抵抗率を調べた。表１に示すアルミニウム合金膜は、いずれも、ダイレクトコンタクト用材料として好適に用いられるものである。
【００９２】
これらの結果を表１に併記する。ここで、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）＝０、０．１のときの、窒素を含有するＩＺＯ膜（第１の透明導電膜、ＩＺＯ：Ｎ）中の窒素含有量は、それぞれ、０原子％、２．３原子％である。
【００９３】
【表１】
【００９４】
表１より、本発明の効果は、実施例１以外の態様においても発揮されることが分かった。詳細には、透明導電膜としてＩＺＯ膜を用い、アルミニウム合金膜として表１に示す種々のアルミニウム合金を用いた場合でも、窒素ガスを含む混合ガスの流量比を本発明の範囲内に制御して本発明で規定する積層構造の透明電極とすれば、当該アルミニウム合金を透明電極と直接接触しても、低い接触抵抗率を維持しつつ、分散も抑えられることが確認された。
【００９５】
（実施例３）
本実施例では、本発明の透明電極を用いれば、従来の透明導電膜を用いたときと実質的に同程度の高い光透過特性が得られることを実証する。具体的には、以下のようにして、第１の透明導電膜（ＴＣＯ−Ｎ）と第２の透明導電膜（ＴＣＯ）との積層膜を形成したときの可視光（波長４８０ｎｍ、５５０ｎｍ、６６０ｎｍ）に対する透過率を測定した。ここでは、透明導電膜としてＩＴＯ膜を用い、第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）と第２の透明導電膜の厚さ（Ｔ２）との比（Ｔ１／Ｔ２）と、透過率との関係を比較検討した。Ｔ１とＴ２の合計は５０ｎｍ（＝一定）とした。
【００９６】
まず、実施例１と同じガラス基板の上に、スパッタ法により、窒素を含有するＩＴＯ膜（第１の透明導電膜）を成膜した。詳細には、ＩＴＯをターゲット材料として用い、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）を０．１２５とし、成膜時間を５〜２５秒の範囲内で調整したこと以外は、実施例１と同じスパッタ条件でスパッタリングを行ない、厚さＴ１が１０〜５０ｎｍの第１の透明導電膜を成膜した。
【００９７】
次いで、スパッタ装置内のガスを全てＡｒガスに置換し、成膜時間を５〜２５秒の範囲内で調整したこと以外は、実施例１と同じスパッタ条件でスパッタリングを行ない、厚さＴ２が０〜５０ｎｍの第２の透明導電膜を成膜した。
【００９８】
本実施例では、ＩＴＯ膜のみを成膜したとき（Ｔ１＝０のため、Ｔ１／Ｔ２＝０）の各波長における透過率を基準とし、４８０ｎｍ、５５０ｎｍ、６６０ｎｍのいずれの波長においても、当該透過率の９０％以上を満足するもの（基準値に対し、透過率の低下率が１０％以下の範囲内にあるもの）を合格とした。
【００９９】
これらの結果を図９に示す。
【０１００】
図９に示すように、第１の透明導電膜と第２の透明導電膜との厚さの比（Ｔ１／Ｔ２）を１以下にし、第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）を第２の透明導電膜の厚さ（Ｔ２）と同じか薄くした場合には、いずれの波長においても、所望とする高い透過率が得られた。これに対し、厚さの比（Ｔ１／Ｔ２）が１超の場合は、透過率が大きく低下した。
【０１０１】
例えば、Ｔ１／Ｔ２＝４に着目すると、下記（ア）〜（ウ）に示すように、６６０ｎｍおよび５５０ｎｍにおける透過率は上記の合格基準を満足しているが、４８０ｎｍにおける透過率が上記の合格基準を満足していないため、最終的には、不合格となった。
（ア）波長６６０ｎｍにおける透過率は約７９％であり、ＩＴＯ膜のみを成膜したときの透過率（約８２％）の９０％（８２％×０．９≒７４％）以上を満足している。
（イ）波長５５０ｎｍにおける透過率は約７２％であり、ＩＴＯ膜のみを成膜したときの透過率（約７８％）の９０％（７８％×０．９≒７０％）以上を満足している。
（ウ）波長４８０ｎｍにおける透過率は約６５％であり、ＩＴＯ膜のみを成膜したときの透過率（約７３％）の９０％（７３％×０．９≒６６％）以上を満足していない。
【０１０２】
この結果より、前述した特許文献４のように、第１の透明導電膜のみからなる（すなわち、窒素含有透明導電膜のみからなる）透明電極を用いると、透過率は大きく低下することが確認された。
【０１０３】
なお、本実施例では、ＩＴＯ膜を用いた結果を示しているが、ＩＴＯ膜の代わりにＩＺＯ膜を用いても、上記と同様の傾向が見られることを実験により確認している。
【０１０４】
上記実施例１〜実施例３の結果より、本発明の透明電極を用いれば、アルミニウム合金膜と直接接触しても、低い接触抵抗率を維持しつつ、その分散も小さく抑えられ、且つ、高い透過率も確保できることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】図１（ａ）は、従来の透明電極が設けられたＴＦＴ基板の一部を模式的に示す概略断面図であり、図１（ｂ）は、本発明の透明電極が設けられたＴＦＴ基板の一部を模式的に示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態における表示デバイスの工程断面図である。
【図３】図３は、従来の表示デバイスの概略断面図である。
【図４】図４は、従来の表示デバイスの要部断面図である。
【図５】図５は、アルミニウム合金膜と透明電極との間の接触抵抗の測定に用いたケルビンパターンを示す図である。
【図６】図６は、実施例１において、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）と接触抵抗率との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、実施例１において、窒素を含有するＩＴＯ膜（ＩＴＯ：Ｎ）中の窒素含有量と接触抵抗率との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、ガス流量比（Ｆ２／Ｆ１）と窒素を含有するＩＴＯ膜（ＩＴＯ：Ｎ）中の窒素含有量との対応関係を表すグラフである。
【図９】図９は、実施例３において、第１の透明導電膜と第２の透明導電膜との厚さの比（Ｔ１／Ｔ２）と、各波長における透過率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０６】
１ ＴＦＴ
２ ＴＦＴアレイ基板
３ 対向基板
４ 液晶層
５ 透明電極
６ 共通電極
７ カラーフィルタ
８ 遮光膜
９ 偏光板
１０ 配向膜
１１ ＴＡＢテープ
１２ ドライバＩＣ
１３ 制御ＩＣ
１４ ソース領域
１５ ドレイン領域
１６ チャネル層
１７ ゲート絶縁膜
１８ ゲート電極
１９ ソース電極
２０ ドレイン電極
２１ａ、２１ｂ バリアメタル層
２２ 反射電極
２５ 走査線
２６ ゲート電極
２７ ゲート絶縁膜
２８ ソース電極
２９ ドレイン電極
３０ シリコン窒化膜
３２ コンタクトホール
３３ 活性半導体層
５５ 水素化アモルファスシリコン膜
５６ ｎ＋型水素化アモルファスシリコン膜
６０、７０ 透明電極
６１ 窒素を含有する第１の透明導電膜
６２ 窒素を含有しない第２の透明導電膜
６３ アルミニウム合金膜
６４ 透明導電膜
６５ コンタクトホール
６７ 絶縁膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素を含有する第１の透明導電膜と、窒素を含有しない第２の透明導電膜とからなる表示デバイス用透明電極であって、
前記第１の透明導電膜はアルミニウム合金膜に接触していることを特徴とする表示デバイス用透明電極。
【請求項２】
前記第１の透明導電膜中に含まれる窒素の比率は、１．５原子％以上５原子％以下である請求項１に記載の表示デバイス用透明電極。
【請求項３】
前記第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）は、１ｎｍ以上２５ｎｍ以下の範囲内である請求項１または２に記載の表示デバイス用透明電極。
【請求項４】
前記第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）と、前記第２の透明導電膜の厚さ（Ｔ２）との比（Ｔ１／Ｔ２）は１以下である請求項１〜３のいずれかに記載の表示デバイス用透明電極。
【請求項５】
前記アルミニウム合金膜は、合金成分として、Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，およびＧｅよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を０．１原子％以上６原子％以下の範囲で含有するものである請求項１〜４のいずれかに記載の表示デバイス用透明電極。
【請求項６】
前記アルミニウム合金膜は、合金成分として、Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，およびＧｅよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を０．１原子％以上２原子％以下の範囲で含有するものである請求項１〜４のいずれかに記載の表示デバイス用透明電極。
【請求項７】
前記アルミニウム合金膜は、合金成分として、更に、Ｌａ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｍｇ，Ｎｄ，Ｙ，Ｆｅ，およびＣｏよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を０．１原子％以上２原子％以下の範囲で含有するものである請求項１〜６のいずれかに記載の表示デバイス用透明電極。
【請求項８】
前記アルミニウム合金膜は、ソース−ドレイン電極または反射電極に用いられるものである請求項１〜７のいずれかに記載の表示デバイス用透明電極。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の表示デバイス用透明電極を備えた表示デバイス。
【請求項１０】
請求項１〜８いずれかに記載の表示デバイス用透明電極を作製する方法であって、
アルミニウム合金膜に、窒素を含有する第１の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する第１の工程と、
前記窒素を含有する第１の透明導電膜に、窒素を含有しない第２の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する第２の工程と、を包含し、
前記第１の工程は、不活性ガスと窒素ガスとの混合ガスを用い、前記混合ガスの流量Ｆ１に対する窒素ガスの流量Ｆ２の比（Ｆ２／Ｆ１）を０．０５以上０．５以下の範囲内に制御して行なうことを特徴とする表示デバイス用透明電極の作製方法。
【請求項１】
窒素を含有する第１の透明導電膜と、窒素を含有しない第２の透明導電膜とからなる表示デバイス用透明電極であって、
前記第１の透明導電膜はアルミニウム合金膜に接触していることを特徴とする表示デバイス用透明電極。
【請求項２】
前記第１の透明導電膜中に含まれる窒素の比率は、１．５原子％以上５原子％以下である請求項１に記載の表示デバイス用透明電極。
【請求項３】
前記第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）は、１ｎｍ以上２５ｎｍ以下の範囲内である請求項１または２に記載の表示デバイス用透明電極。
【請求項４】
前記第１の透明導電膜の厚さ（Ｔ１）と、前記第２の透明導電膜の厚さ（Ｔ２）との比（Ｔ１／Ｔ２）は１以下である請求項１〜３のいずれかに記載の表示デバイス用透明電極。
【請求項５】
前記アルミニウム合金膜は、合金成分として、Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，およびＧｅよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を０．１原子％以上６原子％以下の範囲で含有するものである請求項１〜４のいずれかに記載の表示デバイス用透明電極。
【請求項６】
前記アルミニウム合金膜は、合金成分として、Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，およびＧｅよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を０．１原子％以上２原子％以下の範囲で含有するものである請求項１〜４のいずれかに記載の表示デバイス用透明電極。
【請求項７】
前記アルミニウム合金膜は、合金成分として、更に、Ｌａ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｍｇ，Ｎｄ，Ｙ，Ｆｅ，およびＣｏよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を０．１原子％以上２原子％以下の範囲で含有するものである請求項１〜６のいずれかに記載の表示デバイス用透明電極。
【請求項８】
前記アルミニウム合金膜は、ソース−ドレイン電極または反射電極に用いられるものである請求項１〜７のいずれかに記載の表示デバイス用透明電極。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の表示デバイス用透明電極を備えた表示デバイス。
【請求項１０】
請求項１〜８いずれかに記載の表示デバイス用透明電極を作製する方法であって、
アルミニウム合金膜に、窒素を含有する第１の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する第１の工程と、
前記窒素を含有する第１の透明導電膜に、窒素を含有しない第２の透明導電膜をスパッタリング法で蒸着する第２の工程と、を包含し、
前記第１の工程は、不活性ガスと窒素ガスとの混合ガスを用い、前記混合ガスの流量Ｆ１に対する窒素ガスの流量Ｆ２の比（Ｆ２／Ｆ１）を０．０５以上０．５以下の範囲内に制御して行なうことを特徴とする表示デバイス用透明電極の作製方法。
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図３】
【図４】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２１６４９０（Ｐ２００８−２１６４９０Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１８５８（Ｐ２００７−５１８５８）
【出願日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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