JP2001230418A

JP2001230418A - ポリシリコンｔｆｔ液晶ディスプレイのゲート電極及びポリシリコンｔｆｔ液晶ディスプレイのゲート電極形成用スパッタリングターゲット

Info

Publication number: JP2001230418A
Application number: JP2000039308A
Authority: JP
Inventors: Hitomi Matsumura; 仁実松村; Kazuo Yoshikawa; 一男吉川; Yoichiro Yoneda; 陽一郎米田; Seiji Nishi; 誠治西
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Kobelco Research Institute Inc
Current assignee: Kobe Steel Ltd; Kobelco Research Institute Inc
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2001-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁膜中の電荷を低減させることができ、ひ
いては所定の電圧範囲でのスイッチング特性を安定して
確保させることができるポリシリコンＴＦＴ液晶ディス
プレイのゲート電極、及び、このゲート電極を形成する
ためのスパッタリングターゲットを提供する。【解決手段】アルカリ金属の含有量が0.3ppm以下であ
る金属または合金（Ag、Al、Au、Cr、Cu、Mo、Ti、Ta、
Ｗから選択される１種又は２種以上の金属又は合金）よ
りなることを特徴とするポリシリコンＴＦＴ液晶ディス
プレイのゲート電極、及び、アルカリ金属の含有量が
０．３ｐｐｍ以下である金属又は合金（上記ゲート電極
と同様の金属又は合金）よりなることを特徴とするスパ
ッタリングターゲット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリシリコンＴＦ
Ｔ液晶ディスプレイのゲート電極及びポリシリコンＴＦ
Ｔ液晶ディスプレイのゲート電極形成用スパッタリング
ターゲットに関する技術分野に属し、特には、半導体層
としてポリシリコンを形成した薄膜トランジスター（Th
in Film Transister）を有するアクティブマトリックス
型液晶ディスプレイのゲート電極（薄膜状の配線及び電
極自体）として好適なゲート電極及びこのゲート電極の
形成用のスパッタリングターゲットに関する技術分野に
属する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ：Liquid Cristal Dis
play（以下、ＬＣＤ）は、従来のブラウン管に比べ、薄
型化・軽量化・低消費電力化がはかれ、しかも高い解像
度の画像が得られるため、近年、その用途が拡大しつつ
ある。かかるＬＣＤとして最近では、更に画像品質を高
めるために、ＬＣＤ内部にスイッチング素子として半導
体装置である薄膜トランジスター：Thin Film Transist
er（以下、ＴＦＴ）を組み込んだ構造のＬＣＤが提案さ
れ、広く用いられてきている。ここで、ＴＦＴとは、ガ
ラス等の絶縁基板上に形成された薄い半導体薄膜に、薄
膜状金属よりなる半導体用電極（薄膜状の配線及び電極
自体）を接続してなる能動素子をいう。半導体用電極と
は、ＴＦＴの一部として使用される電極であって、薄膜
状の配線と電極自体とを含むものと定義する（以降、同
様）。尚、ＴＦＴとなった状態においては、配線と電極
自体とは電気的に接続されている。半導体用電極には、
ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極等がある。

【０００３】上記半導体薄膜には、従来はアモルファス
シリコンが主に使用されてきたが、近年は電子の移動速
度が２桁大きいポリシリコンを使用し、動画の表示性能
の改善とシステムオングラスと呼ばれるガラス基板上に
表示素子のドライバＩＣを同時に形成する方法が実用化
されている。

【０００４】上記の半導体薄膜としてアモルファスシリ
コンを用いたＴＦＴとポリシリコンを用いたＴＦＴと
は、アモルファスシリコンＴＦＴとポリシリコンＴＦＴ
として区別されている。

【０００５】これらのＴＦＴのゲート電極としては、比
抵抗が小さく、さらにヒロックの発生の少ない金属ある
いは積層膜構造が使用されてきた。特に、最近ではこれ
らの特性に優れたＡｌ−Ｎｄ合金が広く使用されるにい
たっている。

【０００６】ポリシリコンＴＦＴにおいては、アモルフ
ァスシリコンＴＦＴの場合と比較して、半導体装置であ
るＴＦＴをより狭い電圧範囲でスイッチングさせる必要
が生じている。この場合、基本的に絶縁性に優れた絶縁
膜を形成する必要があるばかりでなく、前記の如きスイ
ッチングをさせるために絶縁膜中の電荷を極力低減する
必要が生じている。

【０００７】特に、アモルファスシリコンＴＦＴのゲー
ト電極に多用されているＡｌ−Ｎｄ合金をポリシリコン
ＴＦＴのゲート電極に用いた場合には、半導体のしきい
値電圧に経時変化が発生し、ひいては所定の電圧範囲で
のスイッチングをさせることができなくなり、問題とな
っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に着目してなされたものであって、その目的は、絶
縁膜中の電荷を低減させることができ、ひいては所定の
電圧範囲でのスイッチング特性を安定して確保させるこ
とができるポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイのゲー
ト電極及びポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイのゲー
ト電極形成用スパッタリングターゲットを提供しようと
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係るポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレ
イのゲート電極及びポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレ
イのゲート電極形成用スパッタリングターゲットは、請
求項１〜３記載のポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイ
のゲート電極、請求項４〜６記載のポリシリコンＴＦＴ
液晶ディスプレイのゲート電極形成用スパッタリングタ
ーゲットとしており、それは次のような構成としたもの
である。

【００１０】即ち、請求項１記載のポリシリコンＴＦＴ
液晶ディスプレイのゲート電極は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、
Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗから選択される１種
または２種以上の金属または合金よりなるポリシリコン
ＴＦＴ液晶ディスプレイのゲート電極であって、アルカ
リ金属の含有量が０．３ｐｐｍ以下であることを特徴と
するポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイのゲート電極
である（第１発明）。

【００１１】請求項２記載のポリシリコンＴＦＴ液晶デ
ィスプレイのゲート電極は、前記金属または合金がＡｌ
またはＡｌ合金である請求項１記載のポリシリコンＴＦ
Ｔ液晶ディスプレイのゲート電極である（第２発明）。
請求項３記載のポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイの
ゲート電極は、前記金属または合金がＮｄを含有するＡ
ｌ合金である請求項１または２記載のポリシリコンＴＦ
Ｔ液晶ディスプレイのゲート電極である（第３発明）。

【００１２】請求項４記載のポリシリコンＴＦＴ液晶デ
ィスプレイのゲート電極形成用スパッタリングターゲッ
トは、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔ
ａ、Ｗから選択される１種または２種以上の金属または
合金よりなるポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイのゲ
ート電極形成用スパッタリングターゲットであって、ア
ルカリ金属の含有量が０．３ｐｐｍ以下であることを特
徴とするポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイのゲート
電極形成用スパッタリングターゲットである（第４発
明）。

【００１３】請求項５記載のポリシリコンＴＦＴ液晶デ
ィスプレイのゲート電極形成用スパッタリングターゲッ
トは、前記金属または合金がＡｌまたはＡｌ合金である
請求項４記載のポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイの
ゲート電極形成用スパッタリングターゲットである（第
５発明）。請求項６記載のポリシリコンＴＦＴ液晶ディ
スプレイのゲート電極形成用スパッタリングターゲット
は、前記金属または合金がＮｄを含有するＡｌ合金であ
る請求項４または５記載のポリシリコンＴＦＴ液晶ディ
スプレイのゲート電極形成用スパッタリングターゲット
である（第６発明）。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は例えば次のようにして実
施する。形成しようとするポリシリコンＴＦＴ液晶ディ
スプレイのゲート電極の所定組成と同様の組成を有する
金属の鋳塊を、誘導加熱溶解法や粉末冶金法等により製
作して得る。このとき、原料処理あるいは溶解条件等に
より、得られる金属の鋳塊中のアルカリ金属の含有量：
０．３ｐｐｍ以下となるようにする。そうすると、本発
明に係るポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイのゲート
電極形成用スパッタリングターゲットを得ることができ
る。

【００１５】このようにして得られたスパッタリングタ
ーゲットを用い、スパッタリング法により、ポリシリコ
ンＴＦＴの半導体薄膜（ポリシリコン）等の構成材の上
に薄膜をゲート電極として形成させる。このとき、形成
されるゲート電極はスパッタリングターゲットと同様の
組成を有すると共にアルカリ金属の含有量：０．３ｐｐ
ｍ以下である金属材料よりなるものとなる。そうする
と、本発明に係るポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイ
のゲート電極を得ることができる。

【００１６】このような形態で本発明に係るポリシリコ
ンＴＦＴ液晶ディスプレイのゲート電極形成用スパッタ
リングターゲットが得られ、このスパッタリングターゲ
ットを用いて本発明に係るポリシリコンＴＦＴ液晶ディ
スプレイのゲート電極が得られ、そして、ポリシリコン
ＴＦＴ液晶ディスプレイのゲート電極として用いられ
る。

【００１７】以下、本発明について主にその作用効果を
説明する。

【００１８】本発明は、ポリシリコンＴＦＴ液晶ディス
プレイのスイッチング特性等についてポリシリコンＴＦ
Ｔの特に構成材料の面から鋭意研究した結果、得られた
知見に基づき完成されたものである。この詳細を以下説
明する。

【００１９】ＴＦＴ液晶ディスプレイにおいては、ＴＦ
Ｔのソース電極からドレイン電極に流れる電流量をゲー
ト電極に印加した電圧で制御している。このソース電極
からドレイン電極に流れる電流量に対応して画素の輝度
が制御される。この輝度は、しきい値電圧以上でゲート
電圧とソース電極からドレイン電極に流れる電流との関
係の線形性のよい電圧範囲でデジタル方式の電圧階調法
として使用される。

【００２０】本発明者らは、このソース電極からドレイ
ン電極に流れる電流の方向を反転スイッチさせるための
しきい値電圧が経時的に変化することを見出し、この原
因はゲート絶縁膜中での電荷の移動によるものであり、
この電荷の移動はアルカリ金属イオンの移動であること
をつきとめた。

【００２１】また、このアルカリ金属イオンはゲート電
極からゲート絶縁膜中に拡散したものであることを見出
した。即ち、アルカリ金属イオンは、もともと半導体薄
膜中にもゲート絶縁膜中にも存在し難く、ゲート電極自
体に含有されていたものであり、これが拡散現象により
ゲート絶縁膜中に拡散してトラップされたものであるこ
とがわかった。

【００２２】ポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイにお
いては、ソース電極からドレイン電極に流れる電流の方
向を反転スイッチさせるためのしきい値電圧が変化する
と、最初に設計した電圧範囲で画素輝度の階調をするこ
とが困難となり、実用的でなくなる。

【００２３】以上より、ポリシリコンＴＦＴ液晶ディス
プレイにおいて、ゲート電極からゲート絶縁膜中にアル
カリ金属イオンが拡散し、このアルカリ金属イオンがゲ
ート絶縁膜中で移動し、このイオンの移動により、ソー
ス電極からドレイン電極に流れる電流の方向を反転スイ
ッチさせるためのしきい値電圧が経時的に変化し、所定
の電圧範囲での画素輝度の階調をすることが困難とな
り、所定の電圧範囲でのスイッチング特性を安定して確
保し得なくなることがわかった。

【００２４】従って、ポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプ
レイにおいて、ゲート電極中のアルカリ金属の含有量を
少なくしておけば、ゲート電極からゲート絶縁膜中へ拡
散するアルカリ金属イオンの量が少なくなり、ゲート絶
縁膜中の電荷を低減させることができ、このため、しき
い値電圧の経時変化が生じ難く、ひいては所定の電圧範
囲でのスイッチング特性を安定して確保させることがで
きるようになる。

【００２５】このようにするためのゲート電極中のアル
カリ金属の含有量は、０．３ｐｐｍ以下（０ｐｐｍを含
む）であること、好ましくは０．１ｐｐｍ以下、更に好
ましくは０．０１ｐｐｍ以下であることがわかった。

【００２６】本発明は以上の如き知見に基づき完成され
たものであり、本発明に係るポリシリコンＴＦＴ液晶デ
ィスプレイのゲート電極は、アルカリ金属の含有量が
０．３ｐｐｍ以下であることを特徴とすること、即ち、
アルカリ金属の含有量が０．３ｐｐｍ以下である金属ま
たは合金よりなることを特徴とすることとしており、従
って、ゲート電極からゲート絶縁膜中へ拡散するアルカ
リ金属イオンの量が少なく、このため、ゲート絶縁膜中
の電荷を低減させることができ、このため、しきい値電
圧の経時変化が生じ難く、ひいては所定の電圧範囲での
スイッチング特性を安定して確保させることができるよ
うになる（第１発明）。

【００２７】ここで、アルカリ金属含有量が０．３ｐｐ
ｍ以下であることとしているのは、０．３ｐｐｍ超であ
ると、ゲート電極からゲート絶縁膜中へ拡散するアルカ
リ金属イオンの量が多いため、ゲート絶縁膜中の電荷の
低減が不充分となり、ひいては所定の電圧範囲でのスイ
ッチング特性を安定して確保することができなくなるか
らである。尚、上記アルカリ金属の含有量が０．３ｐｐ
ｍ以下であることは、０ｐｐｍ以上０．３ｐｐｍ以下で
あることであり、アルカリ金属を含有しない場合も含む
ものである。

【００２８】本発明に係るポリシリコンＴＦＴのゲート
電極を形成する材料（金属または合金）としては、Ａ
ｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗか
ら選択される１種または２種以上の金属または合金を用
いる。即ち、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔ
ｉ、Ｔａ、Ｗから選択される１種の金属を用いるか、又
は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ
から選択される１種をベース（マトリックス）とする合
金（Ａｇ合金、Ａｌ合金、Ａｕ合金、Ｃｒ合金、Ｃｕ合
金、Ｍｏ合金、Ｔｉ合金、Ｔａ合金、Ｗ合金から選択さ
れる１種）を用いるか、或いは、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃ
ｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａから選択される２種以上を
ベースとする合金（Ｔａ及びＴｉをベースとするＴａＴ
ｉ合金等）を用いる。

【００２９】これらの金属または合金の中のいずれを用
いるかについては限定されないが、特にＡｌまたはＡｌ
合金の場合にはゲート電極を形成するプロセスの簡便性
とゲート電極としての性能の両面において優れており、
かかる点からするとＡｌまたはＡｌ合金を用いることが
望ましい（第２発明）。このＡｌ合金として、Ｎｄを含
有するＡｌ合金すなわちＡｌ−Ｎｄ合金を使用した場
合、本発明は特に顕著な効果を奏し、本発明をより好適
に用いることができる（第３発明）。即ち、従来のＡｌ
−Ｎｄ合金はアルカリ金属の含有量が制御されていない
ために高く、これをポリシリコンＴＦＴのゲート電極の
構成材料として用いた場合には、特にＴＦＴのしきい値
電圧に経時変化が発生し易く、ひいては所定の電圧範囲
でのスイッチングをさせることができず、大きな問題と
なっていたが、本発明はこれを解消することができると
いう点において特に顕著な効果を奏する。尚、上記Ａｌ
−Ｎｄ合金におけるＮｄ含有量は耐ヒロック性及び電気
抵抗値の点から１〜１５ａｔ％とすることが望ましい。
即ち、Ｎｄ含有量：１ａｔ％とすることにより加熱に起
因する耐ヒロック性が向上し、Ｎｄ含有量：１５ａｔ％
とすることにより電気抵抗値を２０μΩｃｍ以下に抑え
られることから、Ｎｄ含有量：１〜１５ａｔ％とするこ
とが望ましい（特許第２７３３００６号）。

【００３０】本発明に係るポリシリコンＴＦＴ液晶ディ
スプレイのゲート電極形成用スパッタリングターゲット
については、アルカリ金属の含有量が０．３ｐｐｍ以下
であることを特徴とすること、即ち、即ち、アルカリ金
属の含有量が０．３ｐｐｍ以下である金属または合金
（Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、
Ｗから選択される１種または２種以上の金属または合
金）よりなることを特徴とすることとしている（第４発
明）。従って、このスパッタリングターゲットによれ
ば、本発明に係るポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイ
のゲート電極を形成することができる。

【００３１】本発明に係るスパッタリングターゲットを
形成する材料（金属または合金）としては、Ａｇ、Ａ
ｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗから選択
される１種または２種以上の金属または合金を用いる
が、これらの金属または合金の中のいずれを用いるかに
ついては限定されず、ゲート電極を形成する材料に応じ
て設定すればよい。即ち、ゲート電極を形成する材料を
ＡｌまたはＡｌ合金とする場合には、ＡｌまたはＡｌ合
金よりなるスパッタリングターゲットを用いる（第５発
明）。ゲート電極を形成する金属材料をＡｌ−Ｎｄ合金
とする場合には、Ｎｄを含有するＡｌ合金（Ａｌ−Ｎｄ
合金）よりなるスパッタリングターゲットを用いる（第
６発明）。

【００３２】尚、本発明において、アルカリ金属とは、
元素周期表１ａ族の元素のことであり、より具体的には
Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒのことである。但
し、ゲート電極を形成する金属材料（金属又は合金）に
は、殆どの場合、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒは含まれていないの
で、本発明に関係するアルカリ金属は、実質的にはＬ
ｉ、Ｎａ、Ｋということになる。

【００３３】アルカリ金属の含有量とは、含有されてい
る各アルカリ金属の量の合計量（総量）である。例え
ば、Ｌｉのみが含まれている場合にはＬｉ含有量であ
り、Ｌｉ及びＮａが含まれている場合にはＬｉ含有量と
Ｎａ含有量との合計量である。

【００３４】ポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイと
は、液晶ディスプレイ内部にスイッチング素子として半
導体装置であるポリシリコンＴＦＴを組み込んだ構造の
液晶ディスプレイのことである。ポリシリコンＴＦＴと
は、ＴＦＴ（薄膜トランジスター）の半導体薄膜として
ポリシリコンを用いたＴＦＴのことである。

【００３５】前述のように、本発明に係るポリシリコン
ＴＦＴ液晶ディスプレイのゲート電極形成用スパッタリ
ングターゲットは、アルカリ金属の含有量が０．３ｐｐ
ｍ以下である金属または合金（金属材料）よりなる。こ
のようにアルカリ金属の含有量が０．３ｐｐｍ以下と低
い金属材料は、この金属材料の製造の際の溶解条件に工
夫を加えること等により得ることができる。例えば、Ａ
ｌ−Ｎｄ合金の場合、アルカリ金属含有量の低減を意識
することなく、通常の溶解方法により溶解すると、原料
Ｎｄ中のＬｉに由来して、得られるＡｌ−Ｎｄ合金中に
はＬｉが数ｐｐｍ含まれているが、誘導加熱溶解法によ
り溶解時間を長時間とした条件で溶解すると、Ｌｉ含有
量：０．３ｐｐｍ以下のＡｌ−Ｎｄ合金を得ることがで
きる。あるいは、原料のＮｄをプラズマアーク溶解法等
により原料Ｎｄ中のＬｉ量を減少させた後、この原料Ｎ
ｄとＡｌ原料とを混合して溶解する方法によっても、Ｌ
ｉ含有量：０．３ｐｐｍ以下のＡｌ−Ｎｄ合金を得るこ
とができる。

【００３６】

【実施例】〔本発明の実施例〕Ａｌ−２at％Ｎｄ合金スパッタリングターゲットの
製作本発明の実施例に係るＡｌ−２at％Ｎｄ合金よりなるス
パッタリングターゲットを次のようにして製作した。

【００３７】原料のＡｌ中にはアルカリ金属はほとんど
含まれていないが、原料のＮｄ中にはＬｉが４０ｐｐｍ
程度含まれている。そこで、先ず原料Ｎｄ中のＬｉの除
去処理を行った。即ち、ＮｄとＬｉの蒸気圧の差を利用
して選択的にＬｉを蒸発させて除去するために原料Ｎｄ
をＮｄの融点（１０２４℃）以上に加熱して溶解し、Ｌ
ｉの除去をした。このとき、加熱はアーク加熱法や誘導
加熱法により行った。溶解のためのるつぼとしては水冷
の銅鋳型を用い、コンタミ（不純物混入）が生じ難いよ
うにした。溶解時間が長いほど原料Ｎｄ中のＬｉ量を低
減し得、６分の溶湯保持時間でＬｉ量：０．１ｐｐｍ以
下の原料Ｎｄを得ることができた。

【００３８】上記Ｌｉ量：０．１ｐｐｍ以下の原料Ｎ
ｄ：７．８４ｋｇと原料Ａｌ：７２．１６ｋｇとを混合
して溶解し、Ｎ₂ガスでアトマイズし、アトマイズ粉を
完全凝固しない状態で堆積させてＡｌ−２at％Ｎｄ合金
よりなるプリフォームを形成した。尚、このプリフォー
ムの相対密度は約６０％であった。

【００３９】上記プリフォームを缶封入した後、真空脱
気→熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）→脱缶→鍛造→圧延→
機械加工のプロセスにより加工し、これにより本発明の
実施例に係るＡｌ−２at％Ｎｄ合金スパッタリングター
ゲットを得た。このターゲット中のＬｉ量を分析したと
ころ、Ｌｉ量：０．０３ｐｐｍであった。

【００４０】半導体デバイス評価試験用のＭＯＳキ
ャパシタの作製ポリシリコンよりなる半導体薄膜上に、ＣＶＤ法（化学
蒸着法）によりゲート絶縁膜としてＳｉＯ₂膜（シリコ
ン酸化膜）を形成させ、次いで、前記Ｌｉ量：０．０３
ｐｐｍのＡｌ−２at％Ｎｄ合金スパッタリングターゲッ
トを用いてスパッタリング法によりＡｌ−２at％Ｎｄ合
金よりなる薄膜をゲート電極として形成させた後、この
薄膜をパターニングし、これにより図１に示す如き半導
体デバイス評価試験用のＭＯＳキャパシタを得た。ここ
で、ＳｉＯ₂膜の膜厚は１０００Å、ＳｉＯ₂膜の膜厚
は３０００Åにした。尚、上記ゲート電極（Ａｌ−２at
％Ｎｄ合金薄膜）は、分析によりＬｉ量：０．０３ｐｐ
ｍであることが確認され、本発明の実施例に係るゲート
電極に該当することが確かめられた。

【００４１】半導体デバイス評価試験及び試験結果半導体デバイスの安定性評価方法として、しきい値電圧
の変動を直接観察するという直接的な方法ではなく、Ｍ
ＯＳキャパシタのフラットバンド電圧のシフト量を調べ
るという方法を採用し、この方法により半導体デバイス
の安定性評価を行った。この詳細を、以下説明する。

【００４２】前記の如くして得られたＭＯＳキャパシタ
についてバイアス温度ストレス（ＢＴＳ）試験を行い、
ＢＴＳ印加前後におけるＣ−Ｖ特性の変化を求め、フラ
ットバンド電圧のシフト量を調べた。このとき、ＢＴＳ
試験の条件については、印加電圧：２．５ＭＶ／ｃｍ、
温度：１５０℃、印加時間：１０００秒とし、測定周波
数は１ＭＨｚとした。

【００４３】上記試験の結果、フラットバンド電圧のシ
フト量は０．０５Ｖであることがわかった。

【００４４】〔比較例〕原料のＡｌと混合し溶解する原
料のＮｄとして、Ｌｉの除去処理をしていないＬｉ量：
約４０ｐｐｍの原料Ｎｄをそのまま用い、この点を除き
前記本発明の実施例の場合と同様の方法により、Ａｌ−
２at％Ｎｄ合金スパッタリングターゲットの製作、ＭＯ
Ｓキャパシタの作製を行った。そして、このＭＯＳキャ
パシタについて、前記本発明の実施例の場合と同様の方
法により、ＢＴＳ試験、フラットバンド電圧のシフト量
の測定を行った。尚、上記ターゲット中のＬｉ量は１．
２ｐｐｍであり、ＭＯＳキャパシタのゲート電極（：Ａ
ｌ−２at％Ｎｄ合金薄膜）中のＬｉ量は１．０ｐｐｍで
あった。

【００４５】上記試験の結果、フラットバンド電圧のシ
フト量は１．８Ｖであることがわかった。

【００４６】〔結果の対比〕前記の如く、フラットバン
ド電圧のシフト量は、比較例の場合で１．８Ｖであるの
に対し、本発明の実施例の場合で０．０５Ｖであり、本
発明の実施例の場合はフラットバンド電圧のシフト量が
極めて小さい。

【００４７】フラットバンド電圧のシフト量が小さいこ
とは、絶縁膜中の電荷の増加が少なく、このため、しき
い値電圧の経時変化が生じ難く、その経時変化の程度が
少ないことと対応する。

【００４８】従って、比較例の場合はしきい値電圧の経
時変化が生じ易く、このため所定の電圧範囲でのスイッ
チング特性を安定して確保し得なくなり易いが、本発明
の実施例の場合はこのようなことはなく、しきい値電圧
の経時変化が生じ難く、このため所定の電圧範囲でのス
イッチング特性を安定して確保し得ることを、前記試験
結果は示している。

【００４９】

【発明の効果】本発明に係るポリシリコンＴＦＴ液晶デ
ィスプレイのゲート電極によれば、ゲート電極からゲー
ト絶縁膜中へ拡散するアルカリ金属イオンの量が少なく
なるので、ゲート絶縁膜中の電荷を低減させることがで
き、このため、しきい値電圧の経時変化が生じ難く、ひ
いては所定の電圧範囲でのスイッチング特性を安定して
確保させることができるようになる。

【００５０】本発明に係るポリシリコンＴＦＴ液晶ディ
スプレイのゲート電極形成用スパッタリングターゲット
によれば、上記の如く優れた効果を奏する本発明に係る
ポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイのゲート電極を形
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るＭＯＳキャパシタの概
要を示す模式図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉川一男兵庫県神戸市東灘区御影山手５丁目４−９ −102 (72)発明者米田陽一郎兵庫県神戸市西区美賀多台７丁目３−12 (72)発明者西誠治兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内Ｆターム(参考） 2H092 JA25 JA37 KA04 KA12 KA18 MA05 MA07 MA35 NA30 PA01 4K029 BA03 BA23 BD02 CA05 DC03 DC04 DC07 4M104 BB02 BB04 BB08 BB09 BB13 BB14 BB16 BB17 BB18 CC05 DD40 GG09 HH20 5F110 AA08 AA14 EE02 EE03 EE04 EE06 EE44 EE50 GG02 GG13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、
Ｔｉ、Ｔａ、Ｗから選択される１種または２種以上の金
属または合金よりなるポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプ
レイのゲート電極であって、アルカリ金属の含有量が
０．３ｐｐｍ以下であることを特徴とするポリシリコン
ＴＦＴ液晶ディスプレイのゲート電極。
【請求項２】前記金属または合金がＡｌまたはＡｌ合
金である請求項１記載のポリシリコンＴＦＴ液晶ディス
プレイのゲート電極。
【請求項３】前記金属または合金がＮｄを含有するＡ
ｌ合金である請求項１または２記載のポリシリコンＴＦ
Ｔ液晶ディスプレイのゲート電極。
【請求項４】Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、
Ｔｉ、Ｔａ、Ｗから選択される１種または２種以上の金
属または合金よりなるポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプ
レイのゲート電極形成用スパッタリングターゲットであ
って、アルカリ金属の含有量が０．３ｐｐｍ以下である
ことを特徴とするポリシリコンＴＦＴ液晶ディスプレイ
のゲート電極形成用スパッタリングターゲット。
【請求項５】前記金属または合金がＡｌまたはＡｌ合
金である請求項４記載のポリシリコンＴＦＴ液晶ディス
プレイのゲート電極形成用スパッタリングターゲット。
【請求項６】前記金属または合金がＮｄを含有するＡ
ｌ合金である請求項４または５記載のポリシリコンＴＦ
Ｔ液晶ディスプレイのゲート電極形成用スパッタリング
ターゲット。