(57)【要約】【課題】透明導電性酸化物からなる電極は半導体装置の作成工程中に加わる加熱処理により結晶化し易い。結晶化により表面凹凸が大きくなった電極を用いた薄膜素子は、短絡が起こり易く、素子の信頼性が低下してしまう。加熱処理しても結晶化が進まない透光性を有する導電性酸窒化物およびその作成方法を提供することを課題とする。【解決手段】水素原子を不純物添加したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物が３５０℃で加熱しても結晶化しない透光性を有する導電膜であることを見いだし、課題の解決に至った。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物からなり、水素原子を含有していることを特徴とする導電性酸窒化物。
【請求項２】
請求項１において、
酸素（Ｏ）に対する窒素（Ｎ）の組成比（Ｎ／Ｏ）が５原子％以上８０原子％以下の範囲であることを特徴とする導電性酸窒化物。
【請求項３】
インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜し、
前記酸窒化物膜の表面に水素原子の供給源となる化合物を吸着させ、
次いで加熱処理して、前記酸窒化物膜中に水素原子を拡散する導電性酸窒化物膜の作製方法。
【請求項４】
インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜し、
水素原子の供給源となる化合物を含む雰囲気で加熱処理して、前記酸窒化物膜中に水素原子を拡散する導電性酸窒化物膜の作製方法。
【請求項５】
水素原子の供給源となる膜上にインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を積層し、加熱処理して、前記酸窒化物膜中に水素原子を拡散する導電性酸窒化物膜の作製方法。
【請求項６】
水素原子の供給源となる化合物を含む雰囲気中でインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜し、加熱処理する導電性酸窒化物膜の作製方法。
【請求項７】
インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸化物を成分とするターゲットを、窒素ガスを含む雰囲気中でスパッタリングして、少なくともインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜することを特徴とする請求項３乃至６記載の導電性酸窒化物膜の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、導電性酸窒化物およびその作製方法に関する。特に、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物からなる導電性酸窒化物および導電性酸窒化物膜の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラットディスプレイ（液晶表示装置や発光表示装置や電気泳動式表示装置）が盛んに開発されている。その多くは透明導電性酸化物を用いた電極を通して表示もしくは表示光を観察する構造を有している。透明導電性酸化物の例としては、酸化スズを酸化インジウムに添加して焼結したターゲットを用いて成膜した酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、ＩＴＯと略記する）膜をその代表的な例として挙げることができる。
【０００３】
酸化インジウム酸化スズ合金（ＩＴＯ）膜の成膜方法としては、スパッタリング法が広く用いられている。特に、水素や水蒸気を添加した雰囲気で酸化インジウム酸化スズ合金（ＩＴＯ）膜を成膜すると、成膜中の結晶化が抑制される。その結果、結晶性を有する透明導電性酸化物膜に比べて加工性に優れた非晶質性を有する透明導電性酸化物膜となることが知られている。また、水素や水蒸気が放った水素原子は透明導電性酸化物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、透明導電性酸化物膜の導電性を向上できることも知られている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９３６９３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水素や水蒸気を添加した雰囲気で酸化インジウム酸化スズ合金（ＩＴＯ）膜を成膜する方法は、成膜中の結晶化の抑制に有効である。しかし、この方法で成膜した酸化インジウム酸化スズ合金（ＩＴＯ）膜であっても、成膜後に高い温度で加熱処理すると結晶化してしまう。具体的には、酸化インジウム酸化スズ合金（ＩＴＯ）膜を２００℃〜２５０℃を超える温度で一時間以上加熱すると結晶化が進んでしまう。
【０００６】
加熱処理によって結晶化が進んだ透光性を有する導電膜は表面凹凸が大きくなってしまう。そして、表面凹凸が大きくなってしまった透光性を有する導電膜を薄膜素子の電極に用いると、短絡が起こり易くなり、その結果素子の信頼性が損なわれてしまう。また、加熱処理によって結晶化が進んだ透光性を有する導電膜はエッチング液に溶解し難くなるため、加熱処理より前に微細加工を終える必要が生じ、工程の順序が制約されてしまうといった問題がある。
【０００７】
本発明の一態様は加熱処理しても結晶化が進まない透光性を有する導電性酸窒化物を提供することを課題とする。また、加熱処理しても結晶化が進まない透光性を有する導電性酸窒化物の作製方法を提供することを課題とする。なお、ここではフラットディスプレイの電極に用いて表示もしくは表示光を取り出すこのできる程度の透光性を有する導電膜を透光性を有する導電膜もしくは透明導電膜という。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者等は、水素原子を含有したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜が、加熱処理しても結晶化しない透光性を有する導電性酸窒化物となることを見いだし課題の解決に至った。
【０００９】
本明細書中で透光性を有する導電膜に用いる導電性酸窒化物は、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む。なお、ガリウムの他、ガリウムとニッケル、またはガリウムと鉄など、ガリウム以外の上記金属が含まれる場合がある。また、上記酸窒化物膜において、不純物元素としてＦｅ、Ｎｉその他の遷移金属元素、又は該遷移金属の酸化物が含まれているものがある。本明細書においてはこの薄膜をＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ−Ｎ系非単結晶膜とも呼ぶ。
【００１０】
Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ−Ｎ系非単結晶膜の組成比は成膜条件により変化する。また、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ−Ｎ系非単結晶膜の結晶構造は、アモルファス構造がＸ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）の分析では観察される。なお、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ−Ｎ系非単結晶膜はスパッタリング法で成膜した後、２００℃〜５００℃、代表的には３００〜４００℃で１０分〜１００分の熱処理を行っている。
【００１１】
また、酸窒化物とはその組成に酸素と窒素を含むものであって、酸素（Ｏ）に対する窒素（Ｎ）の組成比（Ｎ／Ｏ）が５原子％以上８０原子％以下の範囲、好ましくは、１０原子％以上５０原子％以下の範囲で含まれるものをいう。
【００１２】
インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物中の窒素原子および水素原子は不純物準位を形成するだけでなく、窒素原子は構成する原子が膜中で密に充填されるのを阻害する。また、水素原子の膜中への拡散と水素原子の膜中への固溶化を促進する働きをする。また、水素原子は膜中の他の原子と結合し、例えば−ＯＨ基、−ＮＨ基、−Ｈ基、等を形成してダングリングボンドを補償して導電性を向上する。こうした窒素原子と水素原子の働きにより、熱処理しても結晶化し難い透光性を有する導電性酸窒化物が実現できる。
【００１３】
水素原子を含有したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物からなる透光性を有する導電膜を作製する方法の一例としては、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸化物を焼結したターゲットを窒素ガスを含む雰囲気でスパッタリングして、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜する。次いで、当該酸窒化物膜に水素原子の供給源となる化合物を吸着させた後、加熱処理して水素原子を膜中に拡散する方法を挙げることができる。
【００１４】
また別な方法としては、当該インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜への水素原子の供給源となる化合物を含む雰囲気で、当該酸窒化物を加熱処理して水素原子を膜中に拡散する方法を挙げることができる。
【００１５】
また別な方法としては、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸化物を焼結したターゲットを水素と窒素ガスもしくはアンモニアを含む雰囲気でスパッタリングして、水素を含有したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜する。次いで、水素を含有した当該酸窒化物膜を加熱処理する方法を挙げることができる。
【００１６】
本発明の一態様である透光性を有する導電性酸窒化物膜は、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物からなり、水素原子を含んでいることを特徴とする導電性酸窒化物である。
【００１７】
また、前記導電性酸窒化物中の酸素（Ｏ）に対する窒素（Ｎ）の組成比（Ｎ／Ｏ）が５原子％以上８０原子％以下の範囲、好ましくは、１０原子％以上５０原子％以下の範囲であり、かつ水素原子を含んでいることを特徴とする導電性酸窒化物である。
【００１８】
また、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜し、前記酸窒化物膜の表面に水素原子の供給源となる化合物を吸着させ、その後加熱処理して前記酸窒化物膜中に水素原子を拡散する導電性酸窒化物膜の作製方法である。
【００１９】
また、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜し、水素原子の供給源となる化合物を含む雰囲気で加熱処理して前記酸窒化物膜中に水素原子を拡散する導電性酸窒化物膜の作製方法である。
【００２０】
また、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を水素原子の供給源となる膜上に積層し、加熱処理して前記酸窒化物膜中に水素原子を拡散する導電性酸窒化物膜の作製方法である。
【００２１】
また、酸窒化物膜への水素原子の供給源となる化合物を含む雰囲気で、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜し、当該酸窒化物膜を加熱処理する導電性酸窒化物膜の作製方法である。
【００２２】
また、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸化物を成分とするターゲットを窒素ガスを含む雰囲気でスパッタリングして成膜したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜に、水素原子を拡散する導電性酸窒化物膜の作製方法である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一態様によれば、加熱処理しても結晶化が進まない透光性を有する導電性酸窒化物を提供することができる。また、加熱処理しても結晶化が進まない透光性を有する導電性酸窒化物膜の作製方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜の成膜雰囲気と導電率を説明する図。
【図２】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜のＸＲＤの測定結果を説明する図。
【図３】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜の二次イオン質量分析結果を説明する図。
【図４】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜の二次イオン質量分析結果を説明する図。
【図５】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜の二次イオン質量分析結果を説明する図。
【図６】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜の電子線マイクロアナライザーによる分析結果を説明する図。
【図７】本発明の一態様の半導体装置を説明する上面図及び断面図。
【図８】本発明の一態様の半導体装置を説明する断面図。
【図９】本発明の一態様の発光装置を説明する図。
【図１０】本発明の一態様の発光装置を説明する図。
【図１１】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜の二次イオン質量分析結果を説明する図。
【図１２】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜の二次イオン質量分析結果を説明する図。
【図１３】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜の二次イオン質量分析結果を説明する図。
【図１４】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜のＸＲＤの測定結果を説明する図。
【図１５】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜の加熱処理温度と導電率、移動度及びキャリア濃度を説明する図。
【図１６】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜の二次イオン質量分析結果を説明する図。
【図１７】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜の成膜雰囲気と導電率を説明する図。
【図１８】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜の加熱処理温度と導電率、及び活性化エネルギーを説明する図。
【図１９】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜の透過率を説明する図。
【図２０】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜の成膜雰囲気と導電率を説明する図。
【図２１】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜のＸＰＳの測定結果を説明する図。
【図２２】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜のＸＰＳの測定結果を説明する図。
【図２３】インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む膜のＸＰＳの測定結果を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００２６】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である透光性を有する導電性酸窒化物膜について、その作製方法と共に説明する。具体的には、窒素ガスを含む雰囲気でインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜し、水素原子の供給源となる化合物を当該酸窒化物膜の表面に吸着させ、その後、加熱処理する透光性を有する導電性酸窒化物膜の作製方法について説明する。
【００２７】
導電性酸窒化物を成膜する基板は、本作製工程の処理温度に耐えうるものであれば特に限定されない。例えば、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、若しくはアルミノシリケートガラスなど、フュージョン法やフロート法で作製される無アルカリガラス基板、セラミック基板の他、プラスチック基板等を用いることができる。また、成分比としてホウ酸（Ｂ２Ｏ３）よりも酸化バリウム（ＢａＯ）を多く含み、歪み点が７３０℃以上のガラス基板を用いると好ましい。７００℃程度の高温で熱処理する工程がある場合でも、ガラス基板が歪まないで済むからである。また、ステンレス合金などの金属基板の表面に絶縁膜を設けた基板を適用しても良い。
【００２８】
また、本発明の一態様の透光性を有する導電性酸窒化物膜を薄膜素子の電極材料として利用することができる。例えば、薄膜トランジスタ上に形成した保護膜や平坦化膜の上に本発明の一態様の透光性を有する導電性酸窒化物膜を成膜して利用することができる。
【００２９】
また、導電性酸窒化物膜を形成する側に酸窒化物への水素原子の供給源となる膜を成膜した基板を用いてもよい。酸窒化物への水素原子の供給源となる膜としては、−ＳｉＯＨ基や、−ＡｌＯＨ基などの水酸基を有する膜や水素添加された膜を用いることができる。また、基板表面に存在するシラノール基や、吸着した水分子などの微量な物質も、基板から酸窒化物膜への水素原子の供給源となる。
【００３０】
次に、導電性酸窒化物を基板上に成膜する。成膜は窒素を含む雰囲気で行い、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜する。具体的には、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜中の酸素（Ｏ）に対する窒素（Ｎ）の組成比（Ｎ／Ｏ）が５原子％以上８０原子％以下の範囲、好ましくは、１０原子％以上５０原子％以下の範囲になるように、窒素ガスを含む雰囲気にてスパッタリング法で成膜する。
【００３１】
ここでは、直径１２インチのインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸化物を焼結したターゲット（Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１）を用いて、基板とターゲットの間との距離を６０ｍｍ、圧力０．４Ｐａ、直流（ＤＣ）電源０．５ｋＷ、アルゴンおよび窒素の混合ガス雰囲気下で成膜する。酸窒化物膜の膜厚は２０ｎｍ〜１００ｎｍとする。本実施の形態では酸窒化物膜の膜厚は５０ｎｍとする。なお、パルス直流（ＤＣ）電源を用いると、ごみが軽減でき、膜厚分布も均一となるために好ましい。
【００３２】
成膜雰囲気の窒素濃度が低すぎると、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜中の窒素の組成比が小さくなってしまう。窒素の導入量が少なすぎると、当該膜中の酸素を置換する窒素が減り、キャリアの生成が不足するため、次の工程で加熱処理を施しても、導電率を十分に高めることができない。
【００３３】
また、成膜雰囲気の窒素濃度が高すぎると、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜中の窒素の組成比が大きくなりすぎてしまう。窒素の導入量が多すぎると、当該膜中の酸素を置換する窒素が増え、欠陥が増えるため、次の工程で加熱処理を施しても、導電率を十分に高めることができない。このような理由から、成膜雰囲気に含まれる窒素濃度に適正な範囲が存在する。
【００３４】
次に、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を、水素原子の供給源となる化合物にさらす。酸窒化物膜への水素原子の供給源となる化合物としては、水素ガス、水、アンモニア、アルコール等の炭化水素をその例に挙げることができる。ここでは、成膜室から大気中に基板を搬出して、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を大気中の水蒸気にさらした。その結果、酸窒化物膜の表面に現れている原子、例えば酸素原子などに大気中の水分子が吸着する。
【００３５】
次に、大気に曝されたインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を２００℃〜６００℃、代表的には３００℃〜５００℃で加熱処理する。ここでは、窒素雰囲気下で３５０℃、１時間の熱処理を行う。なお、加熱処理は窒素雰囲気下に限られるものではなく、大気中もしくは酸素雰囲気下であってもよい。
【００３６】
この加熱処理によって、表面に吸着した物質から水素原子がインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜の内部へ拡散する。また、この熱処理によりインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜は原子レベルの再配列が行われる。この熱処理によりキャリアの移動を阻害する歪が解放されるため、ここでの熱処理（光アニールも含む）は重要である。
【００３７】
水素原子を拡散したインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜の導電性は高まり、透光性を有する導電膜となる。なお、熱処理を行うタイミングは、酸窒化物膜の成膜後であれば特に限定されず、例えばエッチングによる微細加工を行った後であってもよい。
【００３８】
本発明の一態様の透光性を有する導電膜は、フォトリソグラフィ法を用いて、微細加工できる。具体的には、フォトマスクを用いて形成したレジストマスクを用いて、エッチングによりインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜の不要な部分を除去して透光性を有する導電層を形成することができる。インジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜のエッチングはウェットエッチングに限定されずドライエッチングを用いてもよい。
【００３９】
ここではＩＴＯ０７Ｎ（関東化学社製）を用いたウェットエッチングにより、インジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜の不要な部分を除去する。以上の工程で微細加工された透光性を有する導電層を形成できる。
【００４０】
本実施の形態に例示される導電性酸窒化物膜は３５０℃の加熱処理を施しても導電性を有し、また２５０〜７００℃の高い温度で処理しても結晶化が進まず、平坦性やエッチング液への溶解性が損なわれることがない。よって、本実施の形態によれば、耐熱性にすぐれた透光性を有する導電膜を提供できる。
【００４１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様である透光性を有する導電性酸窒化物膜について、その作製方法と共に説明する。具体的には、窒素ガスを含む雰囲気でインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜し、水素原子の供給源となる化合物を含む雰囲気で前記酸窒化物膜を加熱処理する導電性酸窒化物膜の作製方法について説明する。
【００４２】
実施の形態１と同様の方法でインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を基板上に形成する。
【００４３】
次に、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜した基板を、大気にさらすことなく成膜室から加熱処理用の炉に搬出する。具体的には、ロードロック室を介して成膜室と加熱処理室が接続されたマルチチャンバー型の装置を使う。大気にさらすことなく連続して加熱処理することにより、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜への水素原子の供給源となる化合物の量を厳密に制御できる。また、大気中に浮遊する不純物元素やゴミによる汚染を防ぐことができる。
【００４４】
インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜した基板は、加熱処理用の炉内で水蒸気や水素を含む雰囲気下で２００℃〜６００℃、代表的には３００℃〜５００℃で加熱処理する。ここでは水蒸気を含む窒素雰囲気下で３５０℃、１時間の熱処理を行う。なお、水蒸気や水素を希釈する気体は窒素に限られるものではなく、アルゴンガスもしくは酸素雰囲気下であってもよい。
【００４５】
この加熱処理により、インジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜に含まれる窒素原子が、当該酸窒化物膜の表面に吸着した水蒸気や水素から水素原子を奪い、膜の内部へ水素原子を取り込む。また、この熱処理によりインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜は原子レベルで再配列が行われる。この熱処理によりキャリアの移動を阻害する歪が解放されるため、ここでの熱処理（光アニールも含む）は重要である。
【００４６】
水素原子が拡散したインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜は、導電性が高まり、透光性を有する導電膜となる。なお、熱処理を行うタイミングは、酸窒化物膜の成膜後であれば特に限定されず、例えばエッチングによる微細加工を行った後であってもよい。
【００４７】
次に、実施の形態１と同様に、エッチングにより不要な部分を除去して、微細加工された透光性を有する導電層を形成することができる。
【００４８】
本実施の形態により形成した導電性酸窒化物膜は３５０℃の加熱処理を施しても導電性を有し、また２５０〜７００℃の高い温度で処理しても結晶化が進まず、平坦性やエッチング液への溶解性が損なわれることがない。よって、本実施の形態によれば、耐熱性にすぐれた透光性を有する導電膜を提供できる。
【００４９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様である透光性を有する導電性酸窒化物膜について、その作製方法と共に説明する。具体的には、水素原子の供給源となる化合物及び窒素を含む雰囲気で水素、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜し、その後加熱処理する導電性酸窒化物膜の作製方法について説明する。
【００５０】
実施の形態１と同様な基板を用いる。成膜は水素および窒素を含む雰囲気で行い、水素が拡散したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を成膜する。
【００５１】
具体的には、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜中の酸素（Ｏ）に対する窒素（Ｎ）の組成比（Ｎ／Ｏ）が５原子％以上８０原子％以下の範囲、好ましくは、１０原子％以上５０原子％以下の範囲になるように、水素ガス及び窒素ガスを含む雰囲気中にてスパッタリング法で成膜する。なお、成膜雰囲気に０．１〜１０体積％の水素ガスを添加することで酸窒化物膜中に水素原子を含ませることができる。
【００５２】
ここでは、実施の形態１と同様のターゲットとスパッタリング装置を用いて、水素（６体積％）、窒素（１０体積％）、及びアルゴン（８４体積％）からなる混合ガス雰囲気下で成膜する。なお、酸窒化物膜への水素原子の供給源となる化合物として、水素ガスの代わりに水蒸気、アンモニア、アルコール等の炭化水素を希釈して用いても良い。
【００５３】
本実施の形態では、水素を含ませたインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜がスパッタリング法により成膜される。成膜後に熱処理して、原子の再配列を促進する。
【００５４】
水素原子を拡散したインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜の導電性は高まり、透光性を有する導電膜となる。なお、熱処理を行うタイミングは、水素原子を含有したインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜の成膜後であれば特に限定されず、例えばエッチングによる微細加工を行った後であってもよい。
【００５５】
次に、実施の形態１と同様に、エッチングにより不要な部分を除去して透光性を有する導電層を形成する。
【００５６】
本実施の形態により形成した導電性酸窒化物膜は３５０℃の加熱処理を施しても導電性を有し、また２５０〜７００℃の高い温度で処理しても結晶化が進まず、平坦性やエッチング液への溶解性が損なわれることがない。よって、本実施の形態によれば、耐熱性にすぐれた透光性を有する導電膜を提供できる。
【００５７】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の導電性酸窒化物をフラットディスプレイに応用した一例として液晶表示装置の例を示す。
【００５８】
ここでは、本発明の一態様の導電性酸窒化物膜を用いて透明な画素電極を形成し、同一基板上に薄膜トランジスタで画素部や駆動回路を形成した、いわゆるアクティブマトリクス基板に適用して、表示装置を作成する場合について説明する。
【００５９】
表示装置は表示素子を含む。表示素子としては液晶素子（液晶表示素子ともいう）、発光素子（発光表示素子ともいう）を用いることができる。発光素子は、電流または電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでおり、具体的には無機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、有機ＥＬ等が含まれる。また、電子インクなど、電気的作用によりコントラストが変化する表示媒体も適用することができる。
【００６０】
また、表示装置は、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラを含むＩＣ等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに本発明の一態様は、該表示装置を作製する過程における、表示素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関し、該素子基板は、電流を表示素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。
【００６１】
具体的には、本発明の一態様の透光性を有する導電膜を適用した表示素子の画素電極のみが形成された素子基板であっても良いし、画素電極となる本発明の一態様の透光性を有する導電膜を成膜した後であって、エッチングして画素電極を形成する前の状態であっても良いし、あらゆる形態があてはまる。
【００６２】
なお、表示装置とは、画像表示デバイス、表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、コネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て表示装置に含むものとする。
【００６３】
本実施の形態では、本発明の一態様の導電性酸窒化物膜を適用した導電層を有する表示装置の一形態を説明する。具体的には、本発明の一態様の導電性酸窒化物膜を適用した導電層を有する液晶表示パネルの外観及び断面について、図７を用いて説明する。図７（Ａ１）（Ａ２は、第１の基板４００１上に形成された薄膜トランジスタ４０１０のソース電極層またはドレイン電極層と接続した画素電極層４０３０と、第２の基板４００６との間に液晶材料を挟んでシール材４００５によって封止したパネルの上面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ１）（Ａ２）のＭ−Ｎにおける断面図に相当する。
【００６４】
第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とを囲むようにして、シール材４００５が設けられている。また画素部４００２と、走査線駆動回路４００４の上に第２の基板４００６が設けられている。よって画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とは、第１の基板４００１とシール材４００５と第２の基板４００６とによって、液晶層４００８と共に封止されている。また第１の基板４００１上のシール材４００５によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は非単結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路４００３が実装されている。
【００６５】
なお、別途形成した駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法、ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。図７（Ａ１）は、ＣＯＧ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例であり、図７（Ａ２）は、ＴＡＢ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例である。
【００６６】
また第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４は、薄膜トランジスタを複数有しており、図７（Ｂ）では、画素部４００２に含まれる薄膜トランジスタ４０１０と、走査線駆動回路４００４に含まれる薄膜トランジスタ４０１１とを例示している。薄膜トランジスタ４０１０、４０１１上には絶縁層４０２０、４０２１が設けられている。
【００６７】
薄膜トランジスタ４０１０、４０１１は、アモルファスシリコンや低温ポリシリコンやインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸化物半導体等をチャネル形成層としてもつ薄膜トランジスタを適用することができる。本実施の形態において、薄膜トランジスタ４０１０、４０１１はｎチャネル型薄膜トランジスタである。
【００６８】
また、液晶素子４０１３が有する画素電極層４０３０は、水素原子を含有したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を用いた透光性を有する導電膜からなる。画素電極層４０３０は、薄膜トランジスタ４０１０と電気的に接続されている。そして液晶素子４０１３の対向電極層４０３１は第２の基板４００６上に形成されている。画素電極層４０３０と対向電極層４０３１と液晶層４００８とが重なっている部分が、液晶素子４０１３に相当する。なお、画素電極層４０３０、対向電極層４０３１はそれぞれ配向膜として機能する絶縁層４０３２、４０３３が設けられ、絶縁層４０３２、４０３３を介して液晶層４００８を挟持している。
【００６９】
なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６としては、ガラス、金属（代表的にはステンレス）、セラミックス、プラスチックを用いることができる。プラスチックとしては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやポリエステルフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
【００７０】
また４０３５は絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られる柱状のスペーサであり、画素電極層４０３０と対向電極層４０３１との間の距離（セルギャップ）を制御するために設けられている。なお球状のスペーサを用いていても良い。また、対向電極層４０３１は、薄膜トランジスタ４０１０と同一基板上に設けられる共通電位線と導電性粒子を介して電気的に接続される。なお、導電性粒子はシール材４００５に含有させる。
【００７１】
また、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために５重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いて液晶層４００８に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が１０μｓ〜１００μｓと短く、光学的等方性であるため配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。
【００７２】
なお本実施の形態は透過型液晶表示装置の例であるが、本発明の一態様は反射型液晶表示装置でも半透過型液晶表示装置でも適用できる。
【００７３】
また、本実施の形態の液晶表示装置では、基板の外側（視認側）に偏光板を設け、内側に着色層、表示素子に用いる電極層という順に設ける例を示すが、偏光板は基板の内側に設けてもよい。また、偏光板と着色層の積層構造も本実施の形態に限定されず、偏光板及び着色層の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、ブラックマトリクスとして機能する遮光膜を設けてもよい。
【００７４】
また、本実施の形態では、薄膜トランジスタの表面凹凸を低減するため、及び薄膜トランジスタの信頼性を向上させるため、薄膜トランジスタを保護膜や平坦化絶縁膜として機能する絶縁層（絶縁層４０２０、絶縁層４０２１）で覆う構成となっている。なお、保護膜は、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻密な膜が好ましい。保護膜は、スパッタ法を用いて、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は窒化酸化アルミニウム膜の単層、又は積層で形成すればよい。本実施の形態では保護膜をスパッタ法で形成する例を示すが、特に限定されず種々の方法で形成すればよい。
【００７５】
ここでは、保護膜として積層構造の絶縁層４０２０を形成する。ここでは、絶縁層４０２０の一層目として、スパッタ法を用いて酸化珪素膜を形成する。保護膜として酸化珪素膜を用いると、ソース電極層及びドレイン電極層として用いるアルミニウム膜のヒロック防止に効果がある。
【００７６】
また、保護膜の二層目として絶縁層を形成する。ここでは、絶縁層４０２０の二層目として、スパッタ法を用いて窒化珪素膜を形成する。保護膜として窒化珪素膜を用いると、ナトリウム等の可動イオンが半導体領域中に侵入して、ＴＦＴの電気特性を変化させることを抑制することができる。
【００７７】
また、平坦化絶縁膜として絶縁層４０２１を形成する。絶縁層４０２１としては、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。シロキサン系樹脂は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、またはアリール基のうち少なくとも１種を有していてもよい。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁層４０２１を形成してもよい。
【００７８】
なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。
【００７９】
絶縁層４０２１の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタ法、ＳＯＧ法、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等を用いることができる。
【００８０】
画素電極層４０３０、及び対向電極層４０３１の両方、もしくは少なくともどちらか一方を、水素原子を含有したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を用いた透光性を有する導電膜からなり、実施の形態１乃至３に記載した方法で成膜する。
【００８１】
また、画素電極層４０３０、及び対向電極層４０３１のどちらか一方を、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用いてもよい。
【００８２】
また、対向電極層４０３１として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。
【００８３】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、若しくはこれらの２種以上の共重合体などがあげられる。
【００８４】
また別途形成された信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４または画素部４００２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４０１８から供給されている。
【００８５】
本実施の形態では、接続端子電極４０１５が、液晶素子４０１３が有する画素電極層４０３０と同じ導電膜から形成され、端子電極４０１６は、薄膜トランジスタ４０１０、４０１１のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜で形成されている。
【００８６】
接続端子電極４０１５は、ＦＰＣ４０１８が有する端子と、異方性導電膜４０１９を介して電気的に接続されている。
【００８７】
また図７においては、信号線駆動回路４００３を別途形成し、第１の基板４００１に実装している例を示しているが、本実施の形態はこの構成に限定されない。走査線駆動回路を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみを別途形成して実装しても良い。
【００８８】
図８は、本発明の一態様を適用して作製されるＴＦＴ基板２６００を用いて半導体装置として液晶表示モジュールを構成する一例を示している。
【００８９】
図８は液晶表示モジュールの一例であり、ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１がシール材２６０２により固着され、その間に導電性酸窒化物からなる画素電極等を含む画素部２６０３、液晶層を含む表示素子２６０４、着色層２６０５が設けられ表示領域を形成している。着色層２６０５はカラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１の外側には偏光板２６０６、偏光板２６０７、拡散板２６１３が配設されている。光源は冷陰極管２６１０と反射板２６１１により構成され、回路基板２６１２は、フレキシブル配線基板２６０９によりＴＦＴ基板２６００の配線回路部２６０８と接続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。また偏光板と、液晶層との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。
【００９０】
液晶表示モジュールには、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）などを用いることができる。
【００９１】
以上の工程により、液晶表示パネルを作製することができる。水素を含有するインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜からなる透光性を有する導電膜は耐熱性を有しているため、配向膜を画素電極上に形成する際の加熱工程により発光装置の信頼性が損なわれず、信頼性の高い液晶表示パネルを作製することができる。
【００９２】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００９３】
（実施の形態５）
本実施の形態５では、導電性酸窒化物を用いた画素電極を有する発光装置について図９を用いて説明する。なお、図９（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された４０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、４０２は画素部、４０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。また、４０４は封止基板、４０５はシール材であり、シール材４０５で囲まれた内側は、空間４０７になっている。
【００９４】
なお、引き回し配線４０８はソース側駆動回路４０１及びゲート側駆動回路４０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）４０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【００９５】
次に、断面構造について図９（Ｂ）を用いて説明する。基板４１０上には駆動回路部及び複数の画素を有する画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路４０１と画素部４０２に複数形成された画素のうち一つの画素が示されている。
【００９６】
なお、ソース側駆動回路４０１はｎチャネル型ＴＦＴ４２３とｐチャネル型ＴＦＴ４２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態５では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。
【００９７】
また、画素部４０２はスイッチング用ＴＦＴ４１１と、電流制御用ＴＦＴ４１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極４１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極４１３の端部を覆って絶縁物４１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【００９８】
また、カバレッジを良好なものとするため、絶縁物４１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物４１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物４１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物４１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
【００９９】
発光素子の信頼性は素子内部の空間や絶縁物４１４などの構成物中に残留する水分、酸素、その他不純物の影響を著しく受ける。例えば、絶縁物４１４を高分子で形成する場合、発光素子の使用中に不純物が析出しないように高温で加熱処理して完全に硬化させる必要がある。また、発光物質を含む層４１６を成膜する前の基板に加熱処理を施し、不純物をできるだけ取り除く必要がある。
【０１００】
このような理由から、第１の電極４１３には耐熱性が求められる。第１の電極４１３の耐熱性が乏しいと、例えば不純物を取り除くための加熱処理により結晶化が進み、表面凹凸が大きくなってしまう。第１の電極４１３の表面凹凸が大きいと、発光素子の短絡が起こり易くなり信頼性が低下してしまう。そこで、本実施の形態では、水素原子を含有したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を用いて第１の電極４１３を形成する。
【０１０１】
第１の電極４１３上には、発光物質を含む層４１６、および第２の電極４１７をそれぞれ形成する。発光物質を含む層４１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法により成膜できる。インクジェット法、スピンコート法等の湿式法によっても発光物質を含む層４１６を成膜できる。
【０１０２】
発光物質を含む層４１６には、通常、有機化合物を単層もしくは積層で用いるが、本発明の一態様においては、有機化合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めることとする。また、第１の電極４１３から発光物質を含む層４１６へホールを注入し易くするために、第１の電極４１３と発光物質を含む層４１６の間にホール注入層を設けてもよい。
【０１０３】
さらに、発光物質を含む層４１６上に形成される第２の電極４１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ２、窒化カルシウム、またはフッ化カルシウム）を用いることが好ましい。なお、発光物質を含む層４１６で生じた光が陰極として機能する第２の電極４１７を透過させる場合には、第２の電極４１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
【０１０４】
さらにシール材４０５で封止基板４０４を基板４１０と貼り合わせることにより、基板４１０、封止基板４０４、およびシール材４０５で囲まれた空間４０７に発光素子４１８が備えられた構造になっている。なお、空間４０７には、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材４０５で充填される構成も含むものとする。
【０１０５】
なお、シール材４０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板４０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル樹脂等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１０６】
本発明の一態様の導電性酸窒化物を画素電極に用いた発光装置は、耐熱性に優れた第１の電極４１３を有しているため、発光物質を含む層４１６の成膜前に十分に基板を加熱処理できる。その結果、発光素子内部に残留する水分、酸素、その他不純物が少なくなり、信頼性の優れた発光装置を得ることができる。
【０１０７】
以上では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、パッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図１０には本発明の一態様を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図１０（Ａ）は、パッシブマトリクス型の発光装置を示す斜視図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図１０において、基板９５１上には、水素原子を含有したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を用いて電極９５２が形成され、発光物質を含む層９５５を介してそのうえに電極９５６が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。
【０１０８】
隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。
【０１０９】
パッシブマトリクス型の発光装置においても、素子内部に残留する水分、酸素、その他不純物は装置の信頼性に著しい影響を与える。それゆえ、隔壁層の形成後および、発光物質を含む層の成膜前の基板の加熱処理は重要であり、電極９５２には耐熱性が求められる。
【０１１０】
本発明の一態様の導電性酸窒化物を画素電極に用いたパッシブマトリクス型の発光装置は、耐熱性に優れた電極９５２を有しているため、発光物質を含む層９５５の成膜前に十分に基板を加熱処理できる。その結果、発光素子内部に残留する水分、酸素、その他不純物が少なくなり、信頼性の優れた発光装置を得ることができる。
【実施例１】
【０１１１】
本実施例では、実施の形態１と同じ方法で作製した導電性酸窒化物膜について説明する。
【０１１２】
本実施例では厚み０．７ｍｍの無アルカリガラス（コーニング社製：ＥＡＧＬＥ２０００）を基板に用いた。次に、酸化インジウム、酸化ガリウム、及び酸化亜鉛を焼結した直径１２インチのターゲット（組成として、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１）を用い、基板とターゲットの間との距離を６０ｍｍとして、スパッタリング法によりインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜を基板上に成膜した。スパッタリング法の条件は、圧力０．４Ｐａ、直流（ＤＣ）電源０．５ｋＷとし、種々の濃度でアルゴンガスと窒素を混合した雰囲気中で成膜した。なお、インジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜の膜厚は５０〜１０００ｎｍとした。
【０１１３】
次に、基板を成膜室から搬出して大気にさらした後に、炉中で３５０℃、窒素雰囲気下、１時間加熱処理した。なお、加熱処理の有無にかかわらず、インジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物は可視光を透過し、表示素子を作製できる透明性を有していた。
【０１１４】
基板上に５０ｎｍの厚みで成膜したインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜の加熱処理前後の導電率を四探針法で測定した。測定した導電率を成膜雰囲気と共に表１に示す。
【０１１５】
【表１】
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【０１１６】
表１に示す通り、窒素を含む雰囲気で成膜したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜に加熱処理して水素原子を拡散すると導電率が高まり、導電性酸窒化物膜が形成できる。
【０１１７】
水素原子を含有したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜の導電率は、成膜雰囲気の窒素濃度に依存する。図１に成膜雰囲気中の窒素ガスの濃度に対し導電率をプロットした結果を示す。図１のグラフから、成膜雰囲気に窒素を添加すると導電率を急激に高められること、さらに成膜雰囲気に添加する窒素の濃度を高めると、次第に導電率が低下することがわかる。
【０１１８】
次に、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）法を用いて、導電性酸窒化物膜を測定した。表１に記載した条件で成膜し、加熱処理しない試料と、成膜後３５０℃もしくは７００℃で加熱処理した試料について測定した。なお、試料の厚みは４００ｎｍである。
【０１１９】
試料のＸ線回折図形を加熱熱処理条件毎に図２（ａ）乃至図２（ｃ）に示す。なお、グラフの縦軸に回折強度の任意単位を用いている。また、各試料の回折図形の比較を容易にするために、グラフは等間隔に並べてある。
【０１２０】
まず、図２（ａ）に成膜後に加熱処理していない試料のＸ線回折図形を示す。グラフは縦軸を回折強度の任意単位とした。また、それぞれの試料の回折図形と共に、成膜雰囲気に添加した窒素ガスの濃度を記した。図２（ａ）に示したどの試料の回折図形においても特徴的な回折ピークが認められないことから、当該試料はアモルファス構造を有していると判断できる。
【０１２１】
次に、３５０℃で１時間の加熱処理を施した試料のＸ線回折図形を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）のどの試料の回折図形においても特徴的な回折ピークが認められないことから、成膜雰囲気に関わらず当該試料はアモルファス構造を有していると判断できる。
【０１２２】
また、７００℃で１時間の加熱処理を施した試料のＸ線回折図形を図２（ｃ）に示す。加熱処理をおこなった試料のうち、窒素を含まない雰囲気で成膜した試料のみ、加熱処理によってＩｎＧａＺｎＯ４に由来する回折信号が観測された。しかし、窒素を含む雰囲気で成膜した試料では特徴的な回折ピークが認められなかった。この結果から、窒素を含む雰囲気で成膜された試料はアモルファス構造を有していると判断できる。
【０１２３】
次に、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜の加熱処理前後の二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）の測定結果を、図３乃至図５に示す。なお、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜は、３つの異なる窒素濃度（窒素なし、窒素１２．５％、窒素１００％）の雰囲気で成膜した。また、加熱処理は窒素雰囲気下において、３５０℃、１時間おこなった。なお、試料の厚みは１００ｎｍである。
【０１２４】
図３乃至図５のグラフの横軸はインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜の表面からの深さに相当し、表面を深さ０ｎｍとし、基板に向かう方向を正の値とした。また、グラフの縦軸は、酸素、ガリウム、インジウム亜鉛についてはａｔｏｍｉｃ％に換算してプロットし、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ）、水素（Ｈ）については、二次イオン強度をプロットしている。
【０１２５】
なお、図３（ａ）および図３（ｂ）にプロットした水素原子の二次イオン強度を濃度に換算した結果を図１１（ａ）および図１１（ｂ）に、図４（ａ）および図４（ｂ）にプロットした水素原子の二次イオン強度を濃度に換算した結果を図１２（ａ）および図１２（ｂ）に、図５（ａ）および図５（ｂ）にプロットした水素原子の二次イオン強度を濃度に換算した結果を図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示す。
【０１２６】
比較例として、図３（ａ）および図３（ｂ）に窒素を含まない雰囲気で成膜したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸化物膜を、二次イオン質量分析した結果を示す。図３（ａ）は加熱処理を施していない当該酸化物膜の二次イオン質量分析結果であり、図３（ｂ）は加熱処理を施した当該酸化物膜の二次イオン質量分析結果である。このように、表面から２０ｎｍ以上深い領域では加熱処理の有無にかかわらず水素原子は１０２〜１０３カウント／秒で観測された。このことから、加熱処理よる組成の変化は少ないと言える。なお、図１１（ａ）および図１１（ｂ）から、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸化物膜中に水素原子が１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度存在することが分かる。
【０１２７】
図４（ａ）および図４（ｂ）に、窒素を１２．５％含む雰囲気で成膜したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を二次イオン質量分析した結果を示す。図４（ａ）は加熱処理を施していない当該酸窒化物膜の二次イオン質量分析結果であり、図４（ｂ）は加熱処理を施した当該酸窒化物膜の二次イオン質量分析結果である。このように、表面から２０ｎｍ以上深い領域において、加熱処理のない試料では水素原子が１０２〜１０３カウント／秒で観測された。しかし、加熱処理した試料では水素原子が１０３〜１０４カウント／秒も観測された。なお、図１２（ｂ）から、加熱処理後のインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜中に水素原子が１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度存在することが分かる。
【０１２８】
図５（ａ）および図５（ｂ）に、窒素のみを含む雰囲気で成膜したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を二次イオン質量分析した結果を示す。このように、表面から２０ｎｍ以上深い領域において、加熱処理のない試料では水素原子が１０２〜１０３カウント／秒で観測された。しかし、加熱処理した試料では、水素原子が１０３〜１０４カウント／秒も観測された。なお、図１３（ｂ）から、加熱処理後のインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜中に水素原子が１０２０〜１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度存在することが分かる。
【０１２９】
なお、水素原子はインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜の表面だけでなく、無アルカリガラスとの界面付近でも高い頻度で観測されている。これは、加熱処理により水素原子がインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜の大気と接する表面からだけでなく、ガラス基板と接する界面からも、酸窒化物膜の内部へ拡散していることを示唆している。
【０１３０】
次に、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｂｅ  Ｘ−ｒａｙ  ＭｉｃｒｏＡｎａｌｙｚｅｒ）を用いて、窒素濃度が異なる雰囲気で成膜したインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸窒化物膜を分析した結果を図６に示す。具体的には、窒素を含まない雰囲気と、窒素を１２．５体積％含む雰囲気と、窒素を１００体積％含む雰囲気で成膜した３条件の試料について、それぞれ加熱処理のない条件と窒素雰囲気中で３５０℃一時間の加熱処理を施した条件、あわせて計６つの異なる条件で作製した試料を電子線マイクロアナライザーで分析した。なお、試料の厚みは１μｍである。
【０１３１】
加熱処理の有無に注目すると、電子線マイクロアナライザーで分析する限り、加熱処理にともなう組成の変化は認められない。一方、成膜雰囲気の窒素濃度に注目すると、窒素濃度が高まるにつれて、組成に占める酸素の組成比が減り、窒素の組成比が高まる。しかし、金属元素であるインジウム、ガリウム、及び亜鉛の組成比にはほとんど変化が認められない。
【実施例２】
【０１３２】
本実施例では、実施の形態１と同じ方法で作製した導電性酸窒化物膜について説明する。特に、加熱処理温度と特性の関係について説明する。
【０１３３】
本実施例では厚み０．７ｍｍの無アルカリガラス（コーニング社製：ＥＡＧＬＥ２０００）を基板に用いた。また、酸化インジウム、酸化ガリウム、及び酸化亜鉛を焼結した直径１２インチのターゲット（組成として、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１）を用い、基板とターゲットの間との距離を６０ｍｍとして、スパッタリング法によりインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む膜を基板上に成膜した。スパッタリング法の条件は、圧力０．４Ｐａ、直流（ＤＣ）電源０．５ｋＷとし、成膜室に導入するアルゴンガスと窒素の混合比を変えて異なる雰囲気下で成膜した。
【０１３４】
なお、具体的なアルゴンガスと窒素の混合比として、アルゴンガスのみ（Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）＝０％）と、窒素１２．５％（Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）＝１２．５％）と、窒素１００％（Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）＝１００％）の３つの異なる条件で、３つの異なる試料を作製した。
【０１３５】
はじめに、加熱に伴う結晶化現象について説明する。本発明の一態様の透光性を有する導電膜は、スパッタリングに用いるガスに添加する窒素の濃度を調整して、結晶化を抑制できる。以下に詳細に説明する。
【０１３６】
インジウム、ガリウム及び亜鉛を含む膜を成膜した基板を成膜室から搬出して大気にさらした後に、窒素雰囲気下、１時間、異なる温度で加熱処理する。なお、本実施例では、３５０℃と、７００℃と、８００℃と、９００℃と、１０００℃の５つの異なる温度で加熱処理した結果を例示する。
【０１３７】
試料の結晶化現象はＸ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）法を用いて観測した。なお、試料の厚みは４００ｎｍである。
【０１３８】
成膜条件毎に試料のＸ線回折図形を、図１４（ａ）乃至図１４（ｃ）に示す。スパッタリングガスとして、アルゴンガスのみを用いて作製した試料の測定結果を図１４（ａ）に、窒素を１２．５％含むガスを用いて作製した試料の測定結果を図１４（ｂ）に、窒素のみを用いて作製した試料の測定結果を図１４（ｃ）に示す。なお、グラフの縦軸に回折強度の任意単位を用いている。また、各試料の回折図形の比較を容易にするために、グラフは等間隔に並べてある。
【０１３９】
アルゴンガスのみを用いて作製した試料は、７００℃を越える加熱処理により、回折ピークが強く観測される（図１４（ａ）参照）。また、窒素を１２．５％含むガスを用いて作製した試料についても、７００℃を越える加熱処理により、回折ピークが観測される（図１４（ｂ）参照）。しかし、アルゴンガスのみを用いて作製した試料に比べて、窒素を１２．５％含むガスを用いて作製した試料の回折ピークは弱い。そして、窒素のみを用いて作製した試料は、７００℃を越える加熱処理を施しても、回折信号はわずかに観測されるだけである（図１４（ｃ）参照）。
【０１４０】
以上の回折信号は結晶化に起因するものであるから、スパッタリングに用いるガスに窒素を添加すると、インジウム、ガリウム及び亜鉛を含む膜の結晶化を抑制できることが判る。このように、窒素を添加したガスを用いて成膜する本発明の一態様の可視光を透過する導電膜は、加熱処理しても結晶化し難い。
【０１４１】
次に、加熱処理に伴う導電率の変化について説明する。本発明の一態様の透光性を有する導電膜は、加熱処理によって導電率を高めることができる。以下に詳細に説明する。
【０１４２】
ここでは、窒素を１２．５％含むガスを用いてスパッタリング法によりインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む膜を作製した基板を成膜室から搬出して大気にさらした後に、窒素雰囲気下、１時間、異なる温度で加熱処理した加熱処理した。なお、ここでは、２００℃と、２５０℃と、３００℃と、３２０℃と、３５０℃と、４５０℃の６つの異なる温度で加熱処理した。
【０１４３】
ホール効果測定器を用いて試料の、導電率、移動度及びキャリア濃度を測定した。結果を図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示す。なお、試料の厚みは５０ｎｍである。
【０１４４】
本発明の一態様の透光性を有する導電膜の導電率は、加熱温度に依存して変化する（図１５（ａ）参照）。特に、３００℃〜３５０℃近傍の温度で加熱処理することで、高い導電率を有する導電膜を提供できる。なお、導電膜の移動度とキャリア濃度は共に、３００℃〜３５０℃近傍の温度で加熱処理することで、特に高い値を示す（図１５（ｂ）参照）。
【０１４５】
次に、加熱処理に伴う組成の変化について説明する。本発明の一態様の透光性を有する導電膜は、加熱処理により導電膜中に拡散する水素原子の量を増加できる。以下に詳細に説明する。
【０１４６】
ここでは、窒素を１２．５％含むガスを用いたスパッタリング法でインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜を基板上に成膜し、当該基板を成膜室から搬出して大気にさらした後に、異なる温度で窒素雰囲気下、１時間加熱処理した。なお、ここでは、２５０℃と、３００℃と、４５０℃の３つの異なる温度で加熱処理した試料を比較する。
【０１４７】
水素原子と窒素原子に注目した二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）の測定結果を、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示す。なお、試料の厚みはおよそ１００ｎｍである。
【０１４８】
本発明の一態様の透光性を有する導電膜に含まれる水素は加熱温度に依存して変化する（図１６（ａ）参照）。導電膜の表面から深さ５０ｎｍ近傍に含まれる水素原子の濃度に注目すると、２５０℃で加熱処理した試料に比べ３００℃で加熱処理した試料の方が水素原子の濃度が高く、３００℃で加熱処理した試料に比べ４５０℃で加熱処理した試料の方が水素原子の濃度が高い。この結果は、加熱処理が導電膜中の水素原子の拡散を促進していることを示している。
【０１４９】
一方、導電膜中の窒素原子は加熱処理温度を変えても、一定の分布を維持し、加熱処理が拡散を促進する現象は認められない。図１６（ｂ）参照）。
【実施例３】
【０１５０】
本実施例では、実施の形態１と同じ方法で作製した導電性酸窒化物膜について説明する。特に、スパッタリング法による成膜時に成膜室に導入するガスの組成と、特性の関係について説明する。
【０１５１】
本実施例では厚み０．７ｍｍの無アルカリガラス（コーニング社製：ＥＡＧＬＥ２０００）を基板に用いた。また、酸化インジウム、酸化ガリウム、及び酸化亜鉛を焼結した直径１２インチのターゲット（組成として、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１）を用い、基板とターゲットの間との距離を６０ｍｍとして、スパッタリング法によりインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜を基板上に成膜した。スパッタリング法の条件は、圧力０．４Ｐａ、直流（ＤＣ）電源０．５ｋＷとし、アルゴンガス流量と窒素流量を変えて混合比の異なる雰囲気下で成膜した。
【０１５２】
はじめに、成膜時に成膜室に導入するガスの組成が導電率に及ぼす効果について説明する。本発明の一態様の透光性を有する導電膜の導電率は、スパッタリングに用いるガスに添加する窒素の量を調整することにより制御できる。以下に詳細に説明する。
【０１５３】
アルゴンガスと窒素の混合比を変えて、１０種類の異なる雰囲気下で成膜して試料を作製した。導電率の測定結果を図１７に示す。なお、試料の厚みは５０ｎｍである。
【０１５４】
成膜時に成膜室に導入する成膜ガスに含まれる窒素濃度に対し、加熱処理を施していないインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む膜の導電率を図１７に黒丸でプロットした。また、成膜ガス中の窒素濃度に対し、その条件で得たインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む膜を３５０℃、１時間、窒素ガス中で加熱処理した後の導電率を図１７に白丸でプロットした。なお、０．０１Ｓ／ｃｍ未満の導電率を有する試料は２端子法を用いて測定し、０．０１Ｓ／ｃｍ以上の導電率を有する試料は４探針法をもちいて測定した。
【０１５５】
成膜室に導入するガスに添加する窒素の濃度を高めると、加熱処理を施していないインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む膜の導電率は低下する。しかし、加熱処理を施すと、すべての試料の導電率が高まる。特に、アルゴンガスに窒素を１２．５％（Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）＝１２．５％）程度添加して成膜した膜に加熱処理を施すことにより、高い導電率を有する導電膜を作製できる。
【０１５６】
次に、成膜室に導入するガスに添加する窒素の濃度が、インジウム、ガリウム及び亜鉛を含む膜中のキャリアの活性化エネルギーに及ぼす効果について説明する。本発明の一態様の透光性を有する導電膜は、成膜室に導入するガスに添加する窒素の濃度により、キャリアの活性化エネルギーを変えることができる。以下に詳細に説明する。
【０１５７】
インジウム、ガリウム及び亜鉛を含む膜をアルゴンガス流量と窒素流量を変えて濃度の異なる雰囲気下で成膜し、複数の異なる試料を作製する。３５０℃、１時間、窒素ガス中で加熱処理した後、測定温度を変えてそれぞれの試料の導電率を測定した。
【０１５８】
なお、具体的なアルゴンガスと窒素の混合比として、アルゴンガスのみ（Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）＝０％）と、窒素１２．５％（Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）＝１２．５％）と、窒素２５％（Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）＝２５％）と、窒素５０％（Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）＝５０％）と、窒素７５％（Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）＝７５％）と、窒素１００％（Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）＝１００％）の６つの異なる条件で、６つの異なる試料を作製した。また、導電率は、室温から１５０℃までの６乃至７つの異なる条件（約２５℃、５０℃、７０℃、９０℃、１１０℃、１３０℃、１５０℃）の条件で測定した。
【０１５９】
導電率を測定した温度を絶対温度（Ｋ）に換算し、その逆数に対し、導電率の自然対数をプロットした（図１８（ａ）参照）。次いで、それぞれの試料のプロットを直線に近似し、傾きから活性化エネルギーを求めた。成膜室に導入するガスに添加した窒素の濃度に対し、求めた活性化エネルギーをプロットした（図１８（ｂ）参照）。
【０１６０】
本発明の一態様の透光性を有する導電膜中のキャリアの活性化エネルギーは、成膜室に導入するガスに添加する窒素の濃度を用いて制御できる。特に、成膜室に導入するガスに１２．５％程度の窒素を添加することにより、インジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜中のキャリアの活性化エネルギーが負の値を示し、高い導電性が発現する。なお、キャリアの活性化エネルギーが負の値であることは、縮退半導体であることを意味する。
【実施例４】
【０１６１】
本実施例では、実施の形態１と同じ方法で作製した導電性酸窒化物膜について説明する。特に、可視光に対する透過率について説明する。
【０１６２】
本実施例では厚み１．１ｍｍの石英ガラスを基板に用いた。また、酸化インジウム、酸化ガリウム、及び酸化亜鉛を焼結した直径１２インチのターゲット（組成として、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１）を用い、基板とターゲットの間との距離を６０ｍｍとして、スパッタリング法によりインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜を基板上に成膜した。スパッタリング法の条件は、圧力０．４Ｐａ、直流（ＤＣ）電源０．５ｋＷとし、アルゴンガス流量と窒素流量を変えて濃度の異なる雰囲気下で成膜した。また、インジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜上にスパッタリング法を用いて酸化珪素膜を１００ｎｍ成膜した。
【０１６３】
なお、具体的なアルゴンガス流量と窒素流量の混合比として、アルゴンガスのみ（Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）＝０％）と、窒素１２．５％（Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）＝１２．５％）の２つの異なる条件で成膜して試料を作製した。また、試料の厚みは１００ｎｍである。
【０１６４】
作製した試料の透過率を図１９（ａ）乃至図１９（ｃ）に示す。成膜後、加熱処理を施していないインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む膜の透過率を図１９（ａ）に示す。二つの試料とも、４５０ｎｍ近傍から短波長の領域で、透過率が緩やかに低下している。また、成膜室に導入するガスに１２．５％の窒素を添加すると、４００ｎｍから長波長の領域で透過率が若干改善する。
【０１６５】
成膜後に３５０℃、１時間、窒素中で加熱処理したインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む膜の透過率を図１９（ｂ）に示す。成膜室に導入するガスに窒素ガスを添加しない試料に比べ、１２．５％の窒素を添加して成膜した試料は波長４００ｎｍ近傍で透過率が改善する。なお、成膜室に窒素を導入しないインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む膜の場合、試料を３５０℃、１時間、大気中で加熱処理すると、３００ｎｍから長波長の領域で透過率が改善する（図１９（ｃ）参照）。
【０１６６】
なお図１７に示す通りインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む膜を、窒素中、３５０℃、１時間加熱処理すると、高い導電率を示すが、インジウム、ガリウム及び亜鉛を含む膜を大気中、３５０℃、１時間加熱処理しても、導電率が向上する。（図２０参照）。
【実施例５】
【０１６７】
本実施例では、実施の形態１と同じ方法で作製した導電性酸窒化物膜について説明する。特に、金属元素が有する化学結合について説明する。
【０１６８】
本実施例では厚み０．７ｍｍの無アルカリガラス（コーニング社製：ＥＡＧＬＥ２０００）を基板に用いた。次に、酸化インジウム、酸化ガリウム、及び酸化亜鉛を焼結した直径１２インチのターゲット（組成として、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１）を用い、基板とターゲットの間との距離を６０ｍｍとして、スパッタリング法によりインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸窒化物膜を基板上に成膜した。スパッタリング法の条件は、圧力０．４Ｐａ、直流（ＤＣ）電源０．５ｋＷとし、アルゴンガス流量と窒素流量を変えて濃度の異なる雰囲気下で成膜した。
【０１６９】
なお、具体的なアルゴンガス流量と窒素流量の混合比として、アルゴンガスのみ（Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）＝０％）と、窒素１２．５％（Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）＝１２．５％）と、窒素１００％（Ｎ２／（Ａｒ＋Ｎ２）＝１００％）の３つの異なる条件で成膜して試料を作製した。また、試料の厚みは１００ｎｍである。
【０１７０】
本発明の一態様の透光性を有する導電膜の作製方法において、成膜室に導入するガスに窒素を添加して、インジウム、ガリウム及び亜鉛と窒素を反応させながら成膜する。本実施例では膜中のインジウム、ガリウム及び亜鉛が有する化学結合を、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ：Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて調べた結果を示す。本発明の一態様の透光性を有する導電膜の作製方法を用いれば、膜に含まれるインジウムに窒素を結合させることができる。以下に詳細に説明する。
【０１７１】
試料に含まれるインジウムの３ｄ軌道に注目したＸＰＳスペクトルを図２１（ａ）乃至図２１（ｃ）に示す。加熱処理していない試料のスペクトルを図２１（ａ）に、窒素中、３５０℃、１時間加熱処理した試料のスペクトルを図２１（ｂ）に、大気中、３５０℃、１時間加熱処理した試料のスペクトルを図２１（ｃ）に示す。主たるスペクトルはＩｎ２Ｏ３等に帰属することができる。また、加熱処理にかかわらず、成膜ガスに添加する窒素の濃度が高くなると、スペクトルの幅が低エネルギー側に膨らむ。ＩｎＯｘ、およびＩｎＮｘに由来するピークは、主たるピークの低エネルギー側に現れ、Ｉｎに由来するピークは、さらにその低エネルギー側に現れることから、低エネルギー側に膨らんだスペクトルは、インジウムと窒素の結合が生成していることを示唆している。
【０１７２】
試料に含まれるガリウムの２ｐ軌道に注目したＸＰＳスペクトルを図２２に示す。また、試料に含まれる亜鉛の２ｐ軌道に注目したＸＰＳスペクトルを図２３に示す。どちらのスペクトルも、加熱処理の有無や、成膜室に導入するガスに添加する窒素の量から、ほとんど影響を受けない。
【符号の説明】
【０１７３】
４０１    ソース側駆動回路
４０２    画素部
４０３    ゲート側駆動回路
４０４    封止基板
４０５    シール材
４０７    空間
４０８    配線
４０９    ＦＰＣ
４１０    基板
４１１    スイッチング用ＴＦＴ
４１２    電流制御用ＴＦＴ
４１３    電極
４１４    絶縁物
４１６    層
４１７    電極
４１８    発光素子
４２３    ｎチャネル型ＴＦＴ
４２４    ｐチャネル型ＴＦＴ
９５１    基板
９５２    電極
９５３    絶縁層
９５４    隔壁層
９５５    層
９５６    電極
２６００    ＴＦＴ基板
２６０１    対向基板
２６０２    シール材
２６０３    画素部
２６０４    表示素子
２６０５    着色層
２６０６    偏光板
２６０７    偏光板
２６０８    配線回路部
２６０９    フレキシブル配線基板
２６１０    冷陰極管
２６１１    反射板
２６１２    回路基板
２６１３    拡散板
４００１    基板
４００２    画素部
４００３    信号線駆動回路
４００４    走査線駆動回路
４００５    シール材
４００６    基板
４００８    液晶層
４０１０    薄膜トランジスタ
４０１１    薄膜トランジスタ
４０１３    液晶素子
４０１５    接続端子電極
４０１６    端子電極
４０１８    ＦＰＣ
４０１９    異方性導電膜
４０２０    絶縁層
４０２１    絶縁層
４０３０    画素電極層
４０３１    対向電極層
４０３２    絶縁層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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