(57)【要約】【課題】  低ｋ値の誘電層を含むプラズマ・ディスプレイ・パネル。一実施形態において、上記誘電層は、ＳｉＯＦ層のようなフッ素がドープされた酸化シリコン層を備える。他の実施形態において、上記誘電層は、ブラックダイヤモンド（商標）層を備える。一定の実施形態において、ＳｉＮまたはＳｉＯＮのようなキャップ層は、上記誘電層を覆って堆積される。
2005515586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ・ディスプレイ・パネルにおいて：
上部に第１セットの平行電極が堆積された第１プレートと；
上部に第２セットの平行電極が堆積された第２プレートであって、前記第２セットの平行電極は、上記第１セットの平行電極に対し９０度で配向されている、前記第２プレートと；
を備え、
前記第１プレートと前記第２プレートは、互いに平行に配向され、これらの間に放電ガスが満たされた空間を形成し、
前記セットの平行電極の少なくとも一つは、低ｋ値誘電層により覆われている、前記プラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項２】
前記低ｋ値誘電層は、ハロゲンがドープされた酸化シリコン層である、請求項１記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項３】
前記ハロゲンがドープされた酸化シリコン層は、フッ素がドープされた酸化シリコン層である、請求項２記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項４】
前記フッ素がドープされた酸化シリコン層は、フッ素源、酸素源、シリコン源から成る群から選択された構成要素の混合物を備える処理ガスから形成される、請求項３記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項５】
前記フッ素がドープされた酸化シリコン膜は、ＳｉＯＦ層である、請求項３記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項６】
前記ＳｉＯＦ層は、約１０〜１５ミクロンの間の厚さを有する、請求項３記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項７】
前記低ｋ値誘電層は、全体的に約４．５未満の誘電率を有する、請求項１記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項８】
前記低ｋ値誘電層は、トリメチルシラン、メチルシラン、これらの混合物から成る群から選択されたシリコン源を備える処理ガスから形成される、請求項１記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項９】
前記誘電層は、ブラックダイヤモンド（商標）を備える、請求項８記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項１０】
前記誘電層は、厚さが約１０から１５ミクロンである、請求項８記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項１１】
前記誘電層は、全体的に約３．５未満の誘電率を有する、請求項９記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項１２】
前記低ｋ値誘電層を覆って堆積されたキャッピング層を更に備える、請求項１記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項１３】
前記キャッピング層は、シリコン源及び窒素源から形成される、請求項１２記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項１４】
前記キャッピング層は、ＳｉＮを備える、請求項１３記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項１５】
前記キャッピング層は、厚さが約１０から１００ナノメートルである、請求項１３記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項１６】
前記キャッピング層は、追加として、酸素源から形成される、請求項１３記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項１７】
前記キャッピング層は、ＳｉＯＮを備える、請求項１６記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項１８】
前記キャッピング層は、厚さが約１０から１００ナノメートルである、請求項１６記載のプラズマ・ディスプレイ・パネル。
【請求項１９】
プラズマ・ディスプレイ・パネルを作る方法において、前記方法は：
処理チャンバ内で、平行電極を有するガラス基板の上方に処理ガスを流すステップと；
ＲＦエネルギを上記チャンバに印加してプラズマを生成するステップと；
低ｋ値誘電層を前記ガラス基板上に堆積するステップであって、前記誘電層は低ｋ値を有する、前記ステップと；
を備える、前記方法。
【請求項２０】
前記処理ガスを流すステップは、少なくとも一つのフッ素源、少なくとも一つのシリコン源、少なくとも一つの酸素源を流す工程を備える、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも一つのフッ素源は、ＳｉＦ４、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＮＦ３から成る群から選択される、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも一つのフッ素源と前記少なくとも一つのシリコン源との流量の合計値に対する、前記少なくとも一つの酸素源の流量合計値の比は、約５から２０である、請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも一つの酸素源は、Ｏ２、Ｎ２Ｏ、ＣＯ２から成る群から選択される、請求項２０記載の方法。
【請求項２４】
前記少なくとも一つの酸素源の流量の前記合計値は、約７．５ｓｌｍから約２００ｓｌｍである、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記処理ガスを流すステップは、ＳｉＨ４、ＳｉＦ４から成る群から選択される少なくとも一つのシリコン源を流す工程と、少なくとも一つの酸素源を流す工程とを備える、請求項１９記載の方法。
【請求項２６】
前記少なくとも一つのシリコン源の流量合計値に対する、前記少なくとも一つの酸素源の流量合計値の比は、約５から２０である、請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記処理ガスは、約３から１０分間、約１０トル圧で、約３００℃から約４５０℃で、流される、請求項２０記載の方法。
【請求項２８】
前記ＲＦエネルギは、約０．７５から３Ｗ／ｃｍ２のパワー密度で印加される、請求項２０記載の方法。
【請求項２９】
前記処理ガスを流すステップは、トリメチルシラン及びメチルシランから成る群から選択された少なくとも一つのシリコン源を流す工程と、少なくとも一つの酸素源を流す工程とを備える、請求項１９記載の方法。
【請求項３０】
前記少なくとも一つのシリコン源の流量合計値に対する、前記少なくとも一つの酸素源の流量合計値の比は、約２から５０である、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
前記少なくとも一つの酸素源は、Ｏ２、ＣＯ２、Ｏ３、Ｎ２Ｏから成る群から選択される、請求項２９記載の方法。
【請求項３２】
前記処理ガスは、キャリアガスを更に備える、請求項２９記載の方法。
【請求項３３】
キャッピング層用処理ガスを流すステップと、
ＲＦエネルギを上記チャンバに印加してプラズマを生成するステップと、
前記誘電層を覆ってキャッピング層を堆積するステップと、
を更に備える、請求項１９記載の方法。
【請求項３４】
前記キャッピング層用処理ガスは、少なくとも一つのシリコン源と少なくとも一つの窒素源とを備える、請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記少なくとも一つのシリコン源は、ＳｉＨ４を備える、請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
前記少なくとも一つの、シリコン源の流量合計値に対する、前記少なくとも一つの窒素源の流量合計値の比は、約２５から６０である、請求項３４記載の方法。
【請求項３７】
前記少なくとも一つの窒素源は、Ｎ２及びＮＨ３から成る群から選択される、請求項３４記載の方法。
【請求項３８】
前記キャッピング層用処理ガスは、約０．２から２分間、約１．０から３．０トルの圧力及び約３００から４５０℃で流される、請求項３３記載の方法。
【請求項３９】
前記ＲＦエネルギは、約１．０から３．０Ｗ／ｃｍ２のパワー密度で印加される、請求項３３記載の方法。
【請求項４０】
前記キャッピング層用処理ガスは、少なくとも酸素源を更に備える、請求項３４記載の方法。
【請求項４１】
前記少なくとも一つの酸素源は、Ｏ２、Ｎ２Ｏ、ＣＯ２から成る群から選択される、請求項４０記載の方法。
【請求項４２】
前記キャッピング層用処理ガスは、約０．２から２．０分間、約１．０から５．０トルの圧力及び約３００℃から４５０℃で流される、請求項４０記載の方法。
【請求項４３】
前記ＲＦガスエネルギは、約１．０から約３．０Ｗ／ｃｍ２のパワー密度で印加される、請求項４０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
[0001]本発明は、概してプラズマ・ディスプレイ・パネルに関し、特に、低ｋ値の誘電層を用いたプラズマ・ディスプレイ・パネルに関する。
【発明の背景】
【０００２】
[0002]周知のように、プラズマ・ディスプレイ・パネル（「ＰＤＰ」）は、例えば高品位テレビ用ディスプレイ（ＨＤＴＶ）等、大型スクリーン・ディスプレイに使用される非常に薄いディスプレイスクリーンである。ＰＤＰは、各々が上部に平行電極のパターンを有する一対の誘電プレートを含む。ディスプレイは、部分的に排気された環境内部でプラズマ又はガス放電を交差電極間で発生させることにより、動作する。
【０００３】
[0003]しかし、この技術の一つの制約は、これらの高出力消費である。例えば、商業上利用可能なＰＤＰ消費は、ディスプレイに対し約３００から７００Ｗである。さらに、大量の熱を放射することを助ける為に、ディスプレイに不可欠なファンと共に製造されるということが必要である。上記ＰＤＰにより使用されるパワー量、更に、そこから生み出される熱量を決定する一つのパラメータは、誘電層であり、これは、フロントガラス板の電極を覆って堆積される。通常、約３０ミクロンの厚さの、鉛（Ｐｂ）がドープされたガラスは、この誘電層の為に使用される。このガラス層の誘電率は、一般的に、約１２から１６の範囲である。ＰＤＰに対するパワー消費と熱発生は、この誘電層の誘電率の直接関数であると理解されている。
【０００４】
[0004]鉛がドープされたガラスにより課せられた重荷になるパワー要件に加えて、鉛は、有毒材料として周知であり、そのため、これらの層の使用は、これらの層を生産する際ばかりか製品の組立ラインに雇用された作業員に危険性を強要する。また更に、鉛誘電層から良好な結果を得る為には、非常に際どい精密なアニーリング手順が要求される。例えば、４００から６００℃のアニール温度が必要といわれているばかりか、室温から基板温度までの、注意深い、ゆっくりとした、制御された温度の勾配が必要である。アニール処置は、高温で実行され、その後、基板温度から室温に戻すため、注意深い、ゆっくりとした、制御された温度の勾配で下げることが必要である。実用上は、鉛誘電層を持つＰＤＰの適切なアニールを実行する為には、最長１００メートルの炉を必要とする。
【０００５】
[0005]これらのＰＤＰは、また更に、厳しい、公表された処分要件により制限されるが、これは、これらの毒性及び環境上の有害な構成要素（例えば、Ｐｂドープ膜など）の為である。例えば、日本では、これらの製品に対し、ゆりかごから墓場までの責任を保持するよう製造者に要求している。
【０００６】
[0006]  図１は、当該技術で一般的に知られた典型的なＰＤＰを示す。ＰＤＰは、２つのガラスプレート（互いに対向したフロントプレート２，バックプレート４）から構成される。複数の透明な電極Ｅ１は、プレート２上に形成された複数の電極Ｅ２を横切ってプレート１上に形成され、一のプレート上の電極パターンが、対向するプレート上の電極のパターンと直交するように配置されている。電極Ｅ１は、低い抵抗材料でもよく、例えば、これらとバス電極Ｅ３は動作できるように結合され、電気抵抗を下げている。誘電層１０とＭｇＯ層１２は、フロントパネル電極Ｅ１上に形成されている。一般に、鉛がドープされたガラスは、誘電層として使用されている。誘電層１１は、オプションとして、バックプレート電極Ｅ２上に形成されてもよい。蛍光体のような蛍光手段８ａ、８ｂ、８ｃは、バックプレートＥ２上に形成されている。ＰＤＰが構成される方式は、以下の通りである。すなわち、フロントパネル２とバックパネル４が組み立てられ、プレート間に隙間が形成されるように側壁（図示せず）により密封され、これにより、前述の隙間は放電領域を画成する。隙間を維持する為に、フロントパネル２とバックパネル４との間の隙間内に形成され、構造的なサポートを与えている。この方法において、単位セルのピクセルは、各電極Ｅ１と各電極Ｅ２間の各交点で形成される。ＰＤＰは、駆動回路により駆動される複数のピクセルにより、画像を表示することができる。
【０００７】
[0007]説明されたように、典型的な鉛（Ｐｂ）ドープのガラスは、この誘電層に使用され、約１６の誘電率を有する。ＰＤＰに対するパワー消費と熱発生は、この誘電層の誘電率の直接関数であることが分かっている。したがって、より低い誘電率を有するか、誘電率は同一でも他の関連計数値に関して以前の誘電層より良好な誘電層が使用可能であれば、パワー消費及び熱発生は、減少されるであろう。もし、前述した誘電層が、毒性で環境に不都合な材料（例えば、鉛）を有することなく製造可能であるならば、更に、有利であろう。そのため、低い誘電率、高い透過率、高い電気破壊電圧、良好な移動度を有する誘電層を備えたＰＤＰに対する需要があり、これらは、必要な光輝特性を維持すると同時に、ディスプレイのパワー消費及び熱発生を減少させるであろう。
【０００８】
[0008]本発明は、これらの問題およびＰＤＰに付随する他の問題を提示し解決するよう努めるものである。
【発明の概要】
【０００９】
[0009] 上部に第１セットの平行電極が堆積された第１プレートと、上部に第２セットの平行電極が堆積された第２プレートとを含み、少なくとも一つのセットの電極が低ｋ値誘電層により覆われている、プラズマ・ディスプレイ・パネルが開示されている。
【００１０】
[0010]上記第２セットの平行電極は、上記第１セットの平行電極に対し９０度で配向されている。上記第１プレート及び第２プレートは互いに平行に配向されており、その間に放電ガスが満たされる隙間を形成する。
【００１１】
[0011]低ｋ値誘電層を堆積する為に使用される低ｋ値材料は、フッ素がドープされた酸化物層（例えば、ＳｉＯＦ）のようなハロゲンドープの酸化シリコン層でもよい。通常、上記層の厚さは、約１０から１５ミクロンである。
【００１２】
[0012]誘電層は、また、トリメチルシラン及び／又はメチルシランからも形成可能である。例えば、ブラックダイヤモンド（商標）を備える誘電層も使用可能である。前述した層の厚さは、通常、１０から１５ミクロンである。
【００１３】
[0013]オプションとして、キャッピング層は、低ｋ値誘電層を覆って堆積されてもよい。キャッピング層は、シリコン源及び窒素源から形成可能であり、例えばＳｉＮ又はＳｉＯＮを備えてもよい。本発明によるキャッピング層の厚さは、通常、１０から１００ナノメートルである。
【００１４】
[0014]プラズマ・ディスプレイ・パネルを作る方法は、処理チャンバ内で、平行電極を持つガラス基板の上方に処理ガスを流すステップと；ＲＦエネルギを上記チャンバに印加してプラズマを生成するステップと；前記ガラス基板上に低ｋ値誘電層を堆積するステップであって、前記誘電層が低ｋ値を有する、上記ステップと；を含んで開示される。
【００１５】
[0015]上記処理ガスは、フッ素源、シリコン源、酸素源および／または窒素源を備えてもよい。オプションとして、キャリアガスも同様に処理ガスと共に流されてもよい。
【００１６】
[0016]更なるオプションとして、誘電層を覆ってキャッピング層を堆積する方法は、キャッピング層用処理ガスを流すステップと；ＲＦエネルギを上記チャンバに印加してプラズマを生成するステップと；前記誘電層を覆ってキャッピング層を堆積するステップと；を含んで開示される。
【００１７】
[0017]キャッピング層用処理ガスは、シリコン源と窒素源を備えてもよい。キャッピング処理ガスは、酸素源を更に備えてもよい。
【００１８】
[0018]これらの目的と、本発明の他の目的、利点、特徴は、当業者が以下に記載されているような、上記ＰＤＰ及び方法の詳細を読めば、当業者にとって明らかになろう。
【発明の詳細な説明】
【００１９】
[0021]本実施形態が説明される前に、本発明は、説明された特定の材料、基板などに限定されず、もちろん、これらは変更可能であることが理解されるべきである。また、本願で使用された用語は、特定の実施形態を説明するという目的の為であり、限定する意図はないが、これは、本発明の範囲は、添付された請求項だけにより限定されるものだからであることが理解されるべきである。
【００２０】
[0022]数値範囲が与えられている場合、文脈が明確に別な方法で指図しない限り、各中間値、下限単位の１０分の１まで、その範囲の上限と下限との間のも同様に特別に開示されていると理解される。明示された範囲において、明示された数値と中間値との間の、より小範囲、さらに、明示された範囲における、いかなる明示された数値および中間値と、明示された範囲における、いかなる他の又は中間値との間の小さな範囲は、本発明に包含される。これら小さな範囲の上限および下限は、独立して、上記範囲に含まれるか除外されるかもしれないが、一方の限界値が上記小範囲に含まれる場合、或いは、いずれの限界値も上記小範囲に含まれない場合、或いは、両方の限界値が上記小範囲に含まれる場合、各々の範囲は、上記小範囲に包含される。但し、上記明示された範囲内で特に除外された限界値を必要とする。明示された範囲が一方または両方の限界値を含む場合、これらが含む限界値の一方または両方を除外する範囲も同様に、本発明に包含される。
【００２１】
[0023]別の方法で定義されない限り、本願で使用される、全ての技術及び科学用語は、本発明が属する技術における通常の知識を有する者により一般的に理解されている意味と同一である。本願で説明された方法および材料と同一あるいは同等の、あらゆる方法および材料は、本発明の実施または試験に使用可能であるが、好適な方法および材料を、以下、説明する。本願で言及される全ての刊行物は、当該刊行物が列挙される方法および／または材料との関係で開示および説明する為に、参考の為に、本願に組み込まれている。
【００２２】
[0024]本願で使用され、添付された請求項で使用されているように、単数形式「一つの」、「及び」、「その」は、文脈が明らかに別のことを指図しない限り、複数の指示物を含む。そのため、例えば、「一つの基板」に対する指示物は、複数の前述した基板を含み、「その金属」は、当業者にとって知られた一以上の金属及び同等物に対する指示物を含む。
【００２３】
[0025]本願で検討された刊行物は、本願の出願日前の開示内容だけが提供されている。本願におけるものは全て、先の発明という観点から、本発明が前述の刊行物に先行する資格がないという自認として解釈されるものではない。さらに、提供された刊行物の日付は、独立して確認される必要があるかもしれない実際の発行日とは異なるかもしれない。
【００２４】
定義
【００２５】
[0026]本願で使用される「誘電体」は、エネルギ浪費がゼロ或いはゼロに近く電界が維持される材料、例えば、電気導電率がゼロかゼロに近い材料を指す。
【００２６】
[0027]本願で使用される「低ｋ値」および「低ｋ値材料」とは、誘電率（すなわち、「ｋ」）が著しく１６未満の材料を指す。例示された実施形態は、約４．５未満のｋ値を持つ。
【００２７】
プラズマ・ディスプレイ・パネル
【００２８】
[0028]本発明は、低ｋ値誘電層を備えるプラズマ・ディスプレイ・パネル（「ＰＤＰ」）に向けられている。一定の実施形態において、キャッピング層は、上記誘電層を覆って堆積される。更に説明された発明において、対象となるＰＤＰ，ＰＤＰの例示的な実施形態、上記ＰＤＰを生産する為の方法が説明されている。
【００２９】
本発明の例示的実施形態
【００３０】
[0029]以下、本発明によるＰＤＰの実施形態を、図２を参照して説明する。
【００３１】
[0030]図２は、本発明によるＰＤＰの例示の横断面図である。ＰＤＰは、ディスプレイ面のようなガラスの前側部透過性基板３０と、上記前側基板と平行に配置された後側ガラス基板３２とを含み、上記前側基板３０は、後側部基板３２は、側壁（図示せず）により組み立てられて密封され、これらの間に隙間３６を形成する。バリアリブ３７は、基板３０、３２との間の隙間３６内に形成され、構造的に基板を支え、上記隙間を維持する。前側基板３０、後側基板３２、一対のバリアリブは、放電領域として、隙間を画成し、包囲する。
【００３２】
[0031]前側基板３０は、後側基板３２に面する表面に複数対の電極４０，４０を列電極として持つが、列電極は互いに平行に伸びている。複数対の列電極は、ピクセルを駆動する為の制御用電極として機能し、インジウム・スズ・酸化物のような透過性導電材で形成されている。電極４０，４０も同様に、低抵抗の材料（例えば、バス電極４２）を有し、電気抵抗を低くする為に電極４０，４０と共に機能的に結びついている。バス電極４２，４２は、これらのエッジ部に対し、透過性電極４０，４０の全く反対側のエッジに、エッジに沿って、形成されている。バス電極４２，４２は、例えば銅で形成され、それぞれの幅は、列電極の幅より狭くなっている。誘電層４４は、複数対の列電極４０，４０、バス電極４２，４２上で、約１０〜１５ミクロンの厚さで、これらを覆うように形成されている。キャッピング層４６は、誘電層４４上に約１０〜１００ナノメートルの厚さで形成可能である。層４８は、例えば、マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）で構成され、約０．５ミクロンの厚さでキャッピング層４６上に形成される。
【００３３】
[0032]誘電層４４は、低ｋ値誘電層である。例示的な実施形態において、誘電層は、ハロゲンがドープされたシリコン酸化物層であって、４．５以下の誘電率を持つもの（例えば、フッ素がドープされたシリコン酸化物層であって（ＳｉＯＦ）、誘電率が３．０〜４．５のもの）から構成される。その結果として、前述したＰＤＰは、使用中、単に約１００から２５０ワットのパワーを必要とするだけであるが、従来技術において同等の大きさのＰＤＰは、約３００〜７００ワットが動作に必要である。
【００３４】
[0033]したがって、最初に処理ガスを処理チャンバ内に導入し、その後、ＲＦ電力コンポーネントを処理ガスに印加してプラズマを形成することにより、シリコン酸化膜が列電極を覆って堆積される。ＳｉＯＦ層は、いかなる適したＰＥＣＶＤチャンバ（例えば、ＡＫＴ社及び／又はアプライドマテリアルズ社により製造されたチャンバ：ＡＫＴ５５００，１６００，３５００，４３００ＰＥＣＶＤシステム）内でも堆積可能である。本発明を用いて、他の適した処理チャンバも使用可能であることは理解されよう。
【００３５】
[0034]ＳｉＯＦは、フッ素、酸素、窒素、前駆体を備える処理ガスを用いて堆積される。前述したように、本発明における使用に適したフッ素源は、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＮＦ３等を含む。上記層を堆積する特別な方法において、処理ガスは、フッ素源として、シリコン四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）を含み、そこからプラズマを形成する。ＳｉＦ４は、ＳｉＯＦ層の為のフッ素源として特に有効であるが、これは、ガス分子内でシリコン原子と結合した四フッ化原子は、他のフッ素源と比較すると、所定流量に対し、堆積チャンバ内に高い％のフッ素を供給すると考えられる。さらに、ＳｉＦ４は、他のフッ素源よりも、より多くのフッ素を、プラズマ反応に利用可能なシリコンに結合させる。しかし、本発明では、他の適したフッ素源も同様に使用可能であることが理解されよう。
【００３６】
[0035]上述したように、処理ガスも同様に、シリコンのガス源を含む。例示的な一実施形態において、シリコンは、シラン（ＳｉＨ４）により提供される。さらに、酸素ガス源（例えば、Ｏ２，Ｎ２Ｏ，ＣＯ２や、これらの２以上の混合物）のような酸素の前駆体も同様に処理ガス内に含まれる。ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスは、上記前駆体ガスと共にオプションとして流してもよい。
【００３７】
[0036]本発明におけるハロゲンがドープされた酸化シリコン誘電層（例えば、フッ素がドープされた酸化シリコン層）を形成する為に、ＰＤＰ基板（すなわち、少なくとも一つの電極から構成されたガラス基板）は、真空インターロックを介して処理チャンバ内にロードされ、そのチャンバ内のペデスタル上に置かれる。
【００３８】
[0037]いったん、基板が適切に位置決めされると、基板はプラズマにより、最初はペデスタルにより（例えば、抵抗性コイルや他の方法による一以上の加熱素子により）、約３００℃から４５０℃まで加熱され、処理ガスはガス分配用マニフォールドから処理チャンバ内に導入される。一実施例において、処理ガスは、フッ素及びシリコンのガス源としてＳｉＦ４、酸素ガス源としてＯ２，Ｎ２Ｏ又はＣＯ２を備える混合物である。一つの代替え案として、ＳｉＨ４はシリコンガス源として使用可能であり、ＣＦ４はフッ素ガス源として使用可能であり、Ｏ２，Ｎ２Ｏ又はＣＯ２（又は、これらの混合物）は酸素ガス源として使用可能である。
【００３９】
[0038] ＳｉＦ４が使用される実施例において、ＳｉＦ４は、約５００から２０００ｓｃｃｍの流量で上記処理チャンバ内に導入され、Ｏ２，Ｎ２Ｏ，ＣＯ２又は、これらの２以上の混合物は、約５０００から３００００ｓｃｃｍの流量で上記処理チャンバ内に導入される。これらのガス流量は、約２１ｃｍ×３０ｃｍの寸法を持つＡ４ＰＤＰ基板を収容するように適合された約４８リットルの容積を有するチャンバ用に示されている。ガス流量は、他の処理パラメータと同様に、チャンバ内で一定の変動量で変わり、それに従い、チャンバの大きさが調整可能であることを当業者は、認識するであろう。一般的に、ガス流量は、ＳｉＦ４の流量により分離される酸素ガス源の流量合計値の比が約５対２０となるように設定される。特定の流量は、基板の大きさ（上部に膜が堆積される表面）と所望の堆積比に依存する。
【００４０】
[0039]チャンバは、約１〜１５トルの圧力で維持され、処理ガスは、約０．７５から３．０Ｗ／ｃｍ２のパワー密度でＲＦ電源の使用を介してプラズマ状態に励起される。処理の堆積速度は、約１μ／分となるように見積もられる。通常、ガスは約１０分間流れるが、もちろん、時間は堆積されることになっている膜の最終的な所望の厚さに依存する。層の堆積後、ＲＦパワーは切断され、チャンバ内へのガス流は停止し、チャンバ内のガスはチャンバからポンプで送り出される。結果は、均一な厚さを持つ安定したＳｉＯＦ層であり、約１〜３０％（原子％）のフッ素含有量を持ち、約３．０〜４．５、通常は約３．２から約４．０の間の誘電率を持つ。
【００４１】
[0040]他の実施例において、ＳｉＨ４は、約５００〜２０００ｓｃｃｍの流量で処理チャンバ内に導入され、ＣＦ４は典型的に約１０００〜３０００ｓｃｃｍの流量で導入され、Ｎ２Ｏ又はＣＯ２は、約５０００〜３００００ｓｃｃｍの流量で導入される。これらのガスの流量は、約２１ｃｍ×３０ｃｍの寸法を持つＡ４ＰＤＰ基板を収容するように適合された約４８リットルの容積を有するチャンバ用に示されている。ガス流量は、他の処理パラメータと同様に、チャンバ内で一定の変動量で変わり、それに従い、チャンバの大きさが調整可能であることを当業者は、分かるであろう。一般的に、ガス流量は、ＳｉＨ４及びＣＦ４の流量合計値により分離される酸素ガス源の流量合計値の比が約５対２０となるように設定される。特定の流量は、基板の大きさ（上部に膜が堆積される表面）と所望の堆積比に依存するであろう。
【００４２】
[0041] チャンバは、約１〜１５トルの圧力で維持され、処理ガスは、約０．７５から３．０Ｗ／ｃｍ２のパワー密度でＲＦ電源の使用を介してプラズマ状態に励起される。処理の堆積速度は、約１μ／分である。通常、ガスは約１０分間流れるが、前述したように、時間は堆積層の厚さ要件に応じて変更される。層の堆積後、ＲＦパワーは切断され、チャンバ内へのガス流は停止し、チャンバ内のガスはチャンバからポンプで送り出される。結果は、均一な厚さの、安定したＳｉＯＦ層であり、約１〜３０％（原子％）のフッ素含有量を持ち、約３．０〜４．５、通常は約３．２から約４．０の間の誘電率を持つ。
【００４３】
[0042]ＳｉＯＦ層の堆積において遭遇する一つの問題は、層の安定性である。あるＳｉＯＦ層の格子構造において、緩く結合されたフッ素原子は、水分を吸収する傾向がある。吸収された水分は、膜の誘電率を高め、例えば、基板がアニール処理のような熱処理に晒される場合のような他の問題を引き起こす。熱処理における高温は、他に後に堆積された複数層を通って、吸収された水分子と、緩く結合されたフッ素原子を移動させることができる。この方法における分子と原子の可動域は、脱ガスと呼ばれる。水分の吸収や脱ガスを実質的に減少又は排除するため、キャッピング層４６が誘電層４４を覆って堆積可能である。
【００４４】
[0043]通常、キャッピング層は、イン・シトゥーで誘電層と共に堆積される。２つのキャッピング層は、複数の誘電層（例えば、ＳｉＯＦ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮのようなハロゲンがドープされた酸化シリコン層）を覆うのに特に適しているが、他の適したキャッピング層も同様に本発明では使用可能であることが理解されるであろう。
【００４５】
[0044]一つの例示的実施例において、ＳｉＯＮは、キャッピング層である。したがって、シリコンガス源（ＳｉＨ４）と酸素ガス源（Ｏ２，Ｎ２Ｏ，ＣＯ２）から構成されるキャッピング層用処理ガスは、最初に、チャンバ内に導入され、その後、ＲＦ電源コンポーネントが処理ガスに印加され、プラズマが形成される。
【００４６】
[0045]例えば、基板はペデスタル（ペデスタル温度は、約３００〜４５０℃）により加熱される。ＳｉＨ４は、約４００〜７００ｓｃｃｍでチャンバ内に流され、Ｎ２は、約１５０００〜２００００ｓｃｃｍでチャンバ内に流され、Ｎ２Ｏは約１５００〜３０００ｓｃｃｍでチャンバ内に流される。不活性ガス（例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等）のようなキャリアガスも同様にチャンバ内に流すことができることに留意されたい。当業者は、これらのガスが順番又は同時に流すことができることを認識するであろう。チャンバの圧力は、約１．０から５．０トルで維持され、処理ガスは、約１．０から３．０Ｗ／ｃｍ２のパワー密度でＲＦ電源の使用を介してプラズマ状態に励起される。堆積は、約０．２５μ／分の速度で生じる。層の堆積後、ＲＦパワーは、切断され、チャンバ内へのガス流は停止し、チャンバ内のガスはチャンバからポンプで送り出される。処理パラメータは、チャンバ内の変動量及び／又は基板サイズのバラツキに応じて変更可能であることが認識されるであろう。
【００４７】
[0046]結果は、キャッピング層、すなわち、下にある層の水分吸収や脱ガスを最小限にするか排除するのに適した約１０から１００ナノメートルの厚さを持つＳｉＯＮキャッピング層である。
【００４８】
[0047]他の実施例において、キャッピング層は、誘電層を覆って堆積されるＳｉＮ層である。前述したように、シリコンガス源（ＳｉＨ４）、窒素ガス源（Ｎ２，ＮＨ３）から構成されるキャッピング層用処理ガスは、最初にチャンバ内に導入され、その後、ＲＦ電力コンポーネントが処理ガスに印加され、プラズマが形成される。
【００４９】
[0048]そのようなＳｉＮキャッピング層に対し、基板はペデスタル（ペデスタル温度は、約３００〜４５０℃）により加熱され、ＳｉＨ４は、約４００〜７００ｓｃｃｍでチャンバ内に流され、Ｎ２は、約１５０００〜２００００ｓｃｃｍでチャンバ内に流され、Ｎ２Ｈ３は約２５００〜５０００ｓｃｃｍでチャンバ内に流される。不活性ガス（例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等）のようなキャリアガスも同様にチャンバ内に流すことができることに留意されたい。複数のガスは、順番或いは同時に流されてもよく、流量は基板の大きさと所望堆積速度に依存して変わることを、当業者は認識する。一般的に、ガス流量は、ＳｉＨ４の流量により分離される窒素ガス源の流量合計値により規定される流量比が約２５対６０となるように設定される。特定の流量は、基板の大きさ（上部に膜が堆積される表面）と所望の堆積比に依存するであろう。
【００５０】
[0049]チャンバ圧力は、約１．０から５．０トルに維持され、処理ガスは、約１．０から３．０Ｗ／ｃｍ２のパワー密度でＲＦ電源の使用を介してプラズマ状態に励起される。堆積は、約３６の流量比、約２１ｃｍ×３０ｃｍの基板サイズに対して、約０．２５μ／分の速度で生じる。ＳｉＯＮの堆積速度は、ＳｉＨ４流量により決定される。層の堆積後、ＲＦパワーは、切断され、チャンバ内へのガス流は停止し、チャンバ内のガスはチャンバからポンプで送り出される。処理パラメータは、チャンバ及び／又は基板サイズに応じて修正又は変更可能であることが認識されるであろう。
【００５１】
[0050]結果は、キャッピング層、すなわち、下にある層の水分吸収や脱ガスを最小限にするか排除するのに適した約１０から１００ナノメートルの厚さを持つＳｉＮ層である。
【００５２】
[0051]他の好ましい本発明の実施形態において、誘電層は、メチルシラン（ＭＳ）又はトリメチルシラン（ＴＭＳ）のいずれか一方、及び酸素源から構成され、例えば、ブラックダイヤモンドＴＭ（すなわち、（ペンシルバニア州アレンタウン市エアプロダクトにより供給される）ＴＭＳ／Ｏ２，ＴＭＳ／Ｏ３，ＴＭＳ／Ｎ２Ｏ又はＭＳ／Ｎ２Ｏを備える組成物）は特に本発明における用途に適しており、誘電率は、約３．５未満、通常は約２．６から３．４の間である。
【００５３】
[0052]一実施例において、ブラックダイヤモンド（商標）層は、最初に処理ガスをチャンバ内に導入し、その後、ＲＦパワーコンポーネントを処理ガスに印加してプラズマを形成することにより、電極を覆って堆積される。ブラックダイヤモンド（商標）層は、ＡＫＴ社及び／又はアプライドマテリアルズ社などにより製造されるチャンバ（ＡＫＴ５５００，１６００，３５００，４３００）のような、任意の適当なチャンバ内でも堆積可能である。他の適した処理チャンバでも使用可能であることは理解されよう。
【００５４】
[0053]ＴＭＳ又はＭＳ又はこれら前駆体の組合せの、どれでも、酸素前駆体と共に流され、プラズマを形成することができる。多くの実施形態において、ヘリウムガス源（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等のような不活性ガスも同様に、上記前駆体ガスと共に流される。したがって、本発明においてブラックダイヤモンド（商標）誘電層を形成する為に、ＰＤＰ基板（すなわち、少なくとも一つの電極を備えたガラス基板）は、真空インターロックを通して処理チャンバ内にロードされ、上記チャンバ内のペデスタル上に置かれる。いったん基板が適切に位置決めされると、基板及びチャンバの温度は、例えば、０℃から２５０℃という処理温度を維持する為に制御される。処理ガスは、その後、ガス分配用マニフォールドから処理チャンバ内に導入される。処理ガスは、ＴＭＳ又はＭＳ又は、これらの混合物及び酸素ガス源（Ｏ２，Ｏ３，Ｎ２Ｏ又は、これらの混合物）を備えるが、好ましくは、処理ガスは、ＴＭＳ及びＯ２、ＴＭＳ及びＯ３、ＴＭＳ及びＮ２Ｏ又はＭＳ及びＮ２Ｏである。
【００５５】
[0054]ＴＭＳ又はＭＳ又はＴＭＳ及びＭＳの混合物は、約３０〜１５０ｓｃｃｍの流量で処理チャンバ内に導入され、Ｏ２、Ｏ３、Ｎ２Ｏ或いは、これらの混合物のいずれかは、約３００〜１５００ｓｃｃｍの流量で導入される。当業者は、複数のガスは順番或いは同時に流されてもよいこと、更に、流量は、使用されるチャンバの大きさと、上部に膜が堆積される基板の表面積と共に比例すること、を認識する。さらに、ヘリウム（Ｈｅ）は、キャリアガスとして、導入されてもよい。ヘリウムが使用される場合、ヘリウムは、約１５００〜１８００ｓｃｃｍの速度で処理チャンバ内に導入される。一般的に、ガス流量は、ＴＭＳ及びＭＳの流量合計値により分離される酸素ガス源の流量合計値の比が約２対５０、通常は約５対４０となるように設定される。もし、ヘリウムが使用される場合、ＴＭＳ及びＭＳの流量の合計値に対するヘリウム流の比は、約１０対２６０、通常は約３０対７５である。
【００５６】
[0055] チャンバは、約１〜１５トルの圧力で維持され、処理ガスは、約０．１０から０．２５Ｗ／ｃｍ２のパワー密度でＲＦ電源の使用を介してプラズマ状態に励起される。処理の堆積速度は、約１０というＴＭＳ及びＭＳの流量合計値により分離される酸素ガス源の流量により規定される、流量比に対し、約３５０ナノメートル／分である。ガス流の期間は、堆積されるべき層の所望の厚さにより決定される。層の堆積後、ＲＦパワーは切断され、チャンバ内へのガス流は停止し、チャンバ内のガスはチャンバからポンプで送り出される。この処理の結果は、均一な厚さを持つ安定したブラックダイヤモンド（商標）層であり、約１０から１５ミクロンの厚さを持ち、約３．５未満、普通は約２．６から３．４の間の誘電率を持つ。処理ガスは、同時あるいは連続して流されてもよいことは理解される。キャッピング層は、ブラックダイヤモンド（商標）誘電層の場合、省略可能であることに留意されたい。
【００５７】
[0056]ＡＫＴ１６００ＰＥＣＶＤチャンバを用いてブラックダイヤモンド（商標）誘電層を、約４７ｃｍの長さ、約３７ｃｍの幅の基板上に堆積する一実施例において、チャンバは、基板をローディングした後、約２５℃の温度に維持される。その後、メチルシランが約１１７ｓｃｃｍでチャンバ内に流され、Ｎ２Ｏが約１２３５ｓｃｃｍで流される。更に、ヘリウムは約６８００ｓｃｃｍで内部に流される。チャンバ内の圧力は、処理中、約３トルまでに維持され、約２７５ＷのＲＦパワーが、プラズマを生成し、ブラックダイヤモンド（商標）層を形成する為に使用される。堆積速度は、約３５０ナノメートル／分であり、処理は、約２５から４５分間続けられ、厚さが約１０から１５ミクロンの堆積層を形成する。
【００５８】
[0057]図２を参照すると、裏側基板３２は、前側基板３０に面する表面上に複数のアドレス用電極５０を行電極として持つが、行電極は、互いに平行に伸びている。行電極５０は、ピクセルを駆動する為の支持電極として機能し、高反射率の材料（銅は最も頻繁に使用されるが、例えば、Ｃｕ，Ａｌ、Ａｌ合金、或いは他の適した金属のような金属、または、これらの合金であって、銅合金、Ａｕ又はその合金のような高反射率を有するもの）から形成される。誘電層５１は、オプションとして、アドレス用電極５０上に形成されてもよい。
【００５９】
[0058]バリアリブ（図示せず）は、裏側基板３２上の行電極５０間に形成され、放電領域のような空間を画成して包囲する。行電極５０及び裏側基板３２の露出面は、モノクロ用ＰＤＰの為に蛍光層５２で覆われる。カラー用ＰＤＰの場合、赤５２ａ、青５２ｂ、緑５２ｃの光を放射する為に蛍光物質で形成された３つの蛍光層が順に、それぞれ対応する行電極５０上に形成されるので、各ピクセルは、それに対応して、蛍光物質に光を放射する。
【００６０】
[0059]裏側基板３２と前側基板３０は、行電極５０が列電極４０に対し直交するように組み立てられる。組立後、列電極４０と行電極５０との間の隙間を持つ交差点は、ピクセル領域を放射する為の放電領域３８を画成する。前側基板と後側基板は、互いに固定され、放電領域３８の隙間は、真空ポンプにより排気される。後に、組立体は、ベイクされ、ＭｇＯ層４８の表面が活性化される。次に、ゼオン（Ｘｅ）の希ガス（例えば、Ｘｅ，Ｈｅ，Ｋｒ）を含む不活性ガス混合物が導入され、放電領域に封入される。
【００６１】
[0060]本発明は、その特定の実施形態を参照して説明されてきたが、当業者は、いろいろな変更がなされ、同等物は、本発明の真の精神及び範囲を逸脱することなく置換可能であることを理解する。更に、特定状況、材料、物質の組成、処理ステップを、対象物である本発明の精神及び範囲に適合する為に、多くの変形例がなされてもよい。全ての前述した変形例は、本願に添付された請求の範囲の範囲内にあることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、当該技術で知られたＰＤＰの横断面図である。
【図２】図２は、本発明によるＰＤＰの横断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…プレート、２…フロントプレート、４…バックプレート、６…放電領域、７…バリアリブ、８ａ、８ｂ、８ｃ…蛍光手段、１０…誘電層、１２…ＭｇＯ層、３０…前側透過性基板、３２…後側ガラス基板、３６…隙間、３８…放電領域、４０…電極、４２…バス電極、４４…誘電層、４６…キャッピング層、４８…ＭｇＯ層、５０…行電極、５１…誘電層、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ…蛍光物質、Ｅ１、Ｅ２…電極。
【図１】
2005515586.tif 000003
【図２】
2005515586.tif 000004
【国際調査報告】
2005515586.tif 000005
2005515586.tif 000006
2005515586.tif 000007