JP7326918B2 - 積層体 - Google Patents
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Description
該基材に積層されて電極及び/又は配線を形成する金属層と、
該金属層の前記基材とは反対側の面、または該金属層と該基材との間に積層された黒化膜と、を少なくとも有し、
該黒化膜は(Ti1-xMox)1-yNyで表されるチタン合金の窒化物および不可避的不純物からなり、x及びyはそれぞれ原子比を示し、0.03≦x≦0.28、0.40≦y<0.50を満たすことを特徴とする。
金属成分としてTiおよびMoを含有する黒化膜は、耐熱性に優れるため、TFT製造プロセスのように300℃以上(例えば真空状態で370℃で10分)熱が加えられた場合でも色変化無く、所定の反射率低減の効果が維持される。
図1において、10は薄膜トランジスタ(以下、「TFT」と称する)としての機能を備えた積層体で、基板18上に形成されたゲート電極層20と、ゲート電極層20を覆うゲート絶縁層22と、ゲート絶縁層22を介してゲート電極層20と重なるように配置された半導体層24と、半導体層24と接合するソース電極層26およびドレイン電極層28と、を備えている。
なお、半導体層24は、酸化物半導体に限定されるものではなく、例えばアモルファスシリコン(a-Siとも表記する)を用いることも可能である。
金属層32をAl単体で構成する場合、純Alのターゲット材を用いた非反応性スパッタリングによって成膜することができる。また、場合によっては金属層32を、Al含有量が90at%以上であるAl合金で構成することも可能であるし、耐熱性導電性材料と組み合わせて形成することも可能である。金属層32の厚みは、10nm~1μmとすることが好ましい。
尚、第1の黒化膜34および第2の黒化膜35の厚みは15~200nmとすることが好ましい。
先ず、基板18上に、スパッタ法や蒸着法等の真空薄膜形成方法によって第1の導電膜を形成し、第1の導電膜をパターニングして図2(A)に示すように、Al等からなるゲート電極層20を形成する。
第1の黒化膜34aは、図2(C)の状態まで作製された積層体に対し、所定組成のチタン合金のターゲット材を用い、スパッタリングガスとして窒素ガスを含んだ混合ガスを用い反応性スパッタリングによって形成する。
このように、本例の第1の黒化膜34および第2の黒化膜35は、金属層32とともに、従来のウェットエッチングまたはドライエッチングによるパターン形成が可能である。
図6(A)において、50Aはタッチパネルセンサとして使用する積層体の一例を示している。同図において52は透明な基材で、この基材52の一方の面(図中の上面)に、電極形成する金属層54が基材52全面に亘って膜状に積層されている。そしてこの金属層54の、基材52とは反対側の面、すなわち図中上面に、黒化膜56が積層形成されている。この黒化膜56もまた、金属層54の全面に亘って膜状に積層形成されている。
加工後の積層体50においては、加工前の積層体50Aにおける膜状の金属層54の余分となる部分が除去されて多数の極細線S1のみが金属層54として残されており、それら残された極細線S1が互いに平行をなして縞状パターンの電極54Dを形成している。
黒化膜56もまた余分の部分が除去されて、極細線S1の図中上面を覆う部分のみが極細線S2となって残され、それらが極細線S1の図中上面に入射する光に対する反射を低減する働きをなしている。
なお、この実施形態における図6(A)の積層体50A及び50は、何れも本発明の積層体の概念に含まれるものである。
次に本発明の実施例を以下に詳しく説明する。
この実施例1では、下記表1に示すように、(Ti1-xMox)1-yNyで表される黒化膜における、Moの原子比xを変化させた種々の積層体を以下のようにして製造し、反射率およびエッチング性を以下の方法で測定し、評価を行った。
透明な基材として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板を用い、まず反応性スパッタリングを行って基材上に第1の黒化膜を形成した。反応性スパッタリングは、Mo比が異なるTiMo合金からなるスパッタリングターゲットを用い、真空度を5×10-4~5×10-5Paとし、チャンバ内に窒素ガス比率が80%以上の混合ガスを導入して、スパッタ圧は0.1~1.5Pa,電力は100~500Wとして行なった。これにより厚さ100nmの黒化膜を形成した。
次に、非反応性スパッタリングを行って黒化膜上にCuからなる金属膜を積層形成した。金属膜を形成するための非反応性スパッタリングは真空度を5×10-4~5×10-5Paとし、チャンバ内にArガス(不活性ガス)を導入して行った。スパッタ圧は0.1~1.5Pa,電力は100~500Wとして行った。これにより厚さ200nmでCuからなる金属膜を形成した。
次に、反応性スパッタリングを行って金属膜上に第2の黒化膜を形成した。成膜の条件は第1の黒化膜と同じである。
このようにして、透明基材上に第1の黒化膜と金属膜と第2の黒化膜がその順に積層した構造、すなわち図8で示す黒化膜/金属膜/黒化膜/基材の積層体を得た。
上記のように作製した黒化膜/金属膜/黒化膜/基材の積層体を用い、JIS K 7105に準拠して反射率の測定を行った。詳しくは紫外可視分光光度計を用いて可視光(波長400~780nm)について波長1nm毎の反射率を測定し、その平均値を算出した。反射率の測定は、図8にて矢印で示すように、金属膜の側から基材側を見たときの反射光の測定、即ち金属膜の側から基材側に光が入射したときの反射光を測定し、下記評価基準にて評価した。その結果を表1に示す。
○:反射率が25%未満
×:反射率が25%以上
ウェットエッチング性評価では、金属膜が形成される前の黒化膜/基材の積層体から5cm角の試料を切り出し、この試料を林純薬工業製のエッチング液Pure Etch TEに浸漬し、基板上に形成した黒化膜が完全に溶解されるまでの時間を測定し、エッチングレート(nm/min)を求め、下記評価基準にて評価した。その結果を表1に示す。
○:エッチングレートが70nm/min以上
×:エッチングレートが70nm/min未満
一方、黒化膜にMoを32at%以上含有させたNo.6およびNo.7の積層体は、ウェットエッチング性の評価は○であったが、反射率が25%超と高く反射率の評価が×であった。
黒化膜用のターゲット材として、Ti0.92Mo0.08のチタン合金を用い、上記実施例1と同様の手順で、黒化膜/金属膜/黒化膜/基材の積層体を作製した。ただし、ここでは表2に示すように黒化膜を成膜する際の混合ガス中の窒素ガス量を変化させて積層体を製造し、黒化膜の組成を調査するとともに反射率を測定した。その結果を表2に示す。
黒化膜用のターゲット材として、Ti単体またはチタン合金のターゲット材を用い、上記実施例1と同様の手順で、黒化膜/金属膜/黒化膜/基材の積層体を作製した。ただし、ここでは表3、表4に示すように黒化膜を成膜する際の混合ガス中の窒素ガス量と酸素ガス量の比率を変化させて積層体を製造し、黒化膜の組成を調査するとともに反射率を測定した。また、ウェットエッチング性およびドライエッチング性についての評価も併せて行っている。その結果を表3、表4に示す。
なお、表3におけるTi-4Moの記載は、ターゲット材の組成がTi0.96Mo0.04であることを示し、Ti-8Moの記載は、ターゲット材の組成がTi0.92Mo0.08であることを示している。
一方、共通のターゲット材を用いて作製された積層体について注目すると(例えば表3のNo.23~No.29参照)、黒化膜中に含まれるO量が増加するにつれて反射率は低下しており、黒化膜中にOを含有させたことによる効果が認められる。但し、適量を超えて含有させた場合には、反射率は逆に高くなっており、目標とする反射率25%未満を実現するためにはOを47at%未満(且つNを10~60at%)とすることが有効であることが分かる。
18,52 基材
32,54 金属層
34,35,56 黒化膜
Claims (2)
- 透明な基材と、
該基材に積層されて電極及び/又は配線を形成する金属層と、
該金属層の前記基材とは反対側の面、または該金属層と該基材との間に積層された黒化膜と、を少なくとも有し、
該黒化膜は(Ti1-xMox)1-yNyで表されるチタン合金の窒化物および不可避的不純物からなり、x及びyはそれぞれ原子比を示し、0.03≦x≦0.28、0.40≦y<0.50を満たすことを特徴とする積層体。 - 透明な基材と、
該基材に積層されて電極及び/又は配線を形成する金属層と、
該金属層の前記基材とは反対側の面、または該金属層と該基材との間に積層された黒化膜と、を少なくとも有し、
該黒化膜は(Ti1-xMox)1-y-ZNyOZで表されるチタン合金の酸窒化物および不可避的不純物からなり、x、y及びzはそれぞれ原子比を示し、0.03≦x≦0.28、0.10≦y≦0.481、0.03≦z≦0.47を満たすことを特徴とする積層体。
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