JP2002075101A - 配線、電極及び接点 - Google Patents

配線、電極及び接点

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐候性の改善、電気的抵抗の低下を図った配
線、電極及び接点を得る。 【解決手段】 Cuに、Agが、0.3〜10.0重量
%含有されたCuAg合金に、耐食性向上材料として、
例えばTiであれば0.01〜5.0重量%含有されて
なる合金薄膜により、配線、電極9、10、11、接点
を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器及び電子
部品の配線、電極及び接点に係わる。
【0002】
【従来の技術】従来、電子機器、電子部品において、配
線、電極及び接点に、Cu、Al、Mo、Ta、W、C
r等の純金属による金属材料、Al−Cu、Al−Cu
−Si、Al−Pd、Ta−Si、W−Si等の合金に
よる金属材料を用いて配線パターンが形成されている。
【0003】例えばフラットパネルディスプレイを構成
する液晶表示パネルにおいては、一般に、エッチング性
に優れ、電気抵抗が低い純Alが配線材料として使用さ
れる。
【0004】しかしながら、純AlやAl系合金は、塩
素や酸素、硫黄等に対して化学的に活性であるため、耐
候性の点で問題を有している。また、純Alは、融点が
660度と低く、液晶表示パネルの配線材料として使用
した場合には、配線膜形成後の化学気相成長(CVD:
Chemical Vapor Deposition )プロセス等における30
0〜400度程度の熱処理工程においてヒロック、ウィ
スカー等の欠陥が発生する恐れがある。このため液晶表
示パネルにおいては、高温で安定な高融点材料であるT
a、Mo、Cr、W等を純Alに代えて配線材料として
使用することにより、このような欠陥の発生を防止する
ようになされたものもある。
【0005】また、液晶表示パネルに用いられるカラー
フィルタ基板用のブラックマトリックスにおいて、画素
間、あるいは駆動回路部分など光の透過を防止すること
が望ましい部分には遮光膜として必要である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、液晶表示パ
ネルの配線材や電極材においては、欠陥の発生を防止す
る目的で純Alに代えて使用されるTa、Mo、Cr、
W等は、純Alに比して抵抗率が大きい欠点がある。こ
れにより大型化、高精細化により配線パターンの配線長
が増大するとともに配線パターンが微細化すると、簡易
かつ確実に駆動することが困難になる問題が生じる。こ
れにより液晶表示パネルにおいては、配線材料として好
適な材料が存在しないのが実状であった。
【0007】これら液晶表示パネルにおいては、駆動デ
バイスとしてアモルファスシリコン又は多結晶シリコン
によるTFT(Thin Film Transistor)が多く使用され
るが、この駆動デバイス側から見た電極材料としても適
切なものが存在しないのが実状である。
【0008】すなわちこれらの駆動デバイスにおいて
は、電極の金属材料を酸化させて、この電極とシリコン
能動素子との間にゲート絶縁膜を形成することにより、
製造プロセスを簡略化するようになされたものがある
(陽極酸化法)。
【0009】このようなゲート絶縁膜を形成することが
可能な配線材料としては、Al、Ta(タンタル)があ
り、特にTaの場合には、ピンホール等の欠陥が少な
く、歩留りの高い酸化絶縁膜を形成することができる。
しかしながらTaは抵抗率が高く、このような陽極酸化
による場合には、抵抗率の低いAlを用いた2層配線に
よる電極構造とする必要があり、結局製造プロセスを増
加させることとなっていた。なお、この2 層配線による
場合、結局、配線パターンの抵抗率は、Alにより決ま
る抵抗率となる。
【0010】上述のディスプレイデバイスへの応用以外
にも、DRAM、フラッシュメモリ、CPU、MPU、
ASIC等の半導体デバイスにおいては、高集積化のた
め配線の幅が狭くなり、またチップサイズの大型化、多
層配線等の複雑化に伴い配線パターンの配線長が増大す
る傾向にあり、これによりこれらの半導体デバイスにあ
っても、低抵抗率で安定かつ加工性に優れた配線材料が
望まれている。
【0011】すなわちこのような配線幅の減少、配線長
の増大は、配線における抵抗の増大を招き、この抵抗の
増大により配線における電圧降下が増大して素子の駆動
電圧が低下するようになり、また消費電力が増大し、さ
らには配線による信号伝達に遅延が発生するようにな
る。
【0012】またこのような半導体デバイス以外の、例
えばプリント配線基板、チップコンデンサ、リレー等の
電子部品にあっては、配線材料、電極材料、接点材料に
Cu、Ag等が用いられているが、これらの材料につい
ても耐候性が実用上未だ不十分な問題がある。
【0013】本発明は、このような従来の技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的は、
電気抵抗が低く、安定かつ加工性に優れた配線材料、電
極材料、接点材料を提供することにある。
【0014】
【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、本発明は、Cuに、Agと耐食性向上材料が含有
されてなる合金薄膜により、電子機器及び電子部品を構
成する配線、電極、接点を形成するものである。また、
本発明は、Cuに、Agと、耐食性向上材料としてT
i、Pd、Al、Au、Pt、Ta、Cr、Ni、C
o、Si、Zrの内の一種類、あるいは二種類の元素が
それぞれ添加されてなる合金薄膜により、配線、電極、
接点を形成するものである。本発明の反射膜によれば、
CuにAgとTiまたはその他の耐食性向上材料を加え
ることで、AgとTiまたはその他の耐食性向上材料
の、耐候性の相互作用により、塩素、水素、酸素、硫黄
に対して、大気中あるいは特殊環境中で要求される高い
耐候性の向上を図ることができる。
【0015】また、配線材料形成用薄膜、電極材料形成
用薄膜、接点材料形成用薄膜として、低抵抗率であっ
て、安定性かつ加工性に優れる。なお、ここで、配線,
電極及び接点は、導電体として同等物であるため、これ
らのひとつを説明した場合には、他の2つについても説
明したものとする。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した実施
形態を図面に基づいて説明する。本発明の合金により、
配線材料、電極材料、接点材料用の薄膜を形成した場合
について説明する。図1は、液晶表示パネルの一例とし
て反射型TFTカラー液晶ディスプレイを示した側面図
である。ここで、合金内の各金属の構成比率は、いずれ
かの請求項に記載した内容である。
【0017】なお、ここでの配線材料、電極材料、接点
材料は、液晶表示パネル、有機EL(Electro Luminesc
ence)パネル、プラズマディスプレイ、各種半導体デバ
イス、プリント配線基板、チップコンデンサ、リレー等
に適用される。
【0018】偏光板1の片面にはガラス基板A2が付着
されており、前記ガラス基板A2に、スパッタ蒸着によ
りブラックマトリックス膜3が形成され、エッチングに
より格子状にパターニングすることにより形成される。
【0019】格子状のブラックマトリックス3に仕切ら
れた各微小部分にそれぞれカラーフィルタ4が形成され
ている。そして、前記カラーフィルタ4の上にはITO
透明電極5が形成されている。
【0020】一方、ガラス基板B12の片面にはソース
電極9、ドレイン電極10、ゲート電極11、がスパッ
タ蒸着により形成され、TFT(Thin Film Transisto
r)が形成される。このソース電極9、ドレイン電極1
0、ゲート電極11は、CuにAgと、耐食性向上材料
としてTiが添加されてなる合金薄膜によりなる。前記
TFTの表面にアクリル樹脂8を付け、その表面を波状
にしておき、そこに、反射板を兼ねた、反射電極7を置
く。次いで、前記ガラス基板A2とガラス基板B12と
を、前記ITO透明電極5と前記反射電極7とが向かい
あうように貼り合わせ、その隙間に液晶が流し込まれ
る。
【0021】そして、ディスプレイ外部から入射した光
が反射電極7で反射され、カラーフィルタ4を透過する
ことによりディスプレイ表示可能となる。電圧によって
液晶の配位が変わることにより、表示、非表示が決定す
る。こうして表示、非表示のコントロールを行うこと
で、ディスプレイ上に画像が表現される。
【0022】従って、この実施形態の配線、電極及び接
点は、以下のような効果を発揮する。表示パネルにあっ
ては、配線パターンに適用して、大画面化、高精細化に
より配線長が増大し、また配線が微細化した場合でも、
簡易かつ確実に駆動することができ、また信頼性を向上
し、さらには消費電力を軽減することができる。
【0023】さらに各種半導体デバイスにおいても、配
線パターンに適用して、配線長の増大及び配線の微細化
による抵抗値の増大を防止でき、その分消費電力を軽減
することができる。また配線による電圧降下を防止で
き、さらには信号の遅延を防止でき、これらにより各種
特性を向上すると共に、信頼性を向上することができ
る。
【0024】またプリント配線基板の配線パターン、チ
ップ部品の電極、リレーの接点等に適用して、好適な特
性を確保して高い信頼性を確保することができる。な
お、この発明は前記実施形態以外に、以下のように具体
化することができる。
【0025】・前記実施形態では、Cuをベース材料と
してAg、さらに第三元素としてTiが添加されたCu
−Ti−Ag合金薄膜を用いることについて説明した
が、第三元素はTiに限定されるわけではない。例え
ば、Pd、Al、Au、Pt、Ta、Cr、Ni、C
o、Si、Zrから単数もしくは複数選ばれた場合があ
げられる。
【0026】・配線、電極、接点において、反射型TF
Tカラー液晶ディスプレイの構造により説明したが、実
施例の表示パネル以外の型の表示パネル、またその他の
電気・電子部品に適用される。
【0027】
【発明の効果】本発明の配線、電極、接点は、耐候性に
優れ、電気的に低抵抗率であって、安定かつ加工性に優
れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 表示パネルの一例の概略断面図
【符号の説明】
9…ソース電極、10…ドレイン電極、11…ゲート電
極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/786 H01L 29/78 616V 617M Fターム(参考) 4M104 AA09 BB04 CC05 GG09 HH16 HH20 5F033 GG04 HH12 VV06 VV15 WW04 XX10 XX18 5F110 AA03 AA14 BB01 BB03 BB06 BB07 BB08 CC07 DD02 EE06 EE44 HK06 HK33 HL06 HL23 NN02 5G050 AA01 AA02 AA03 AA11 AA12 AA13 AA29 AA34 AA36 AA43 AA46 AA48 AA54 BA08 CA01

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Cu(銅)を主成分として、そのCuを
    99.7〜85.0重量%含有し、それにAg(銀)を
    添加して更に耐食性向上を目的とする添加元素を含有さ
    れてなる少なくとも3元素以上の金属材料が含有されて
    なることを特徴とする配線、電極及び接点。
  2. 【請求項2】 Cu(銅)を主成分として、それにAg
    (銀)を添加して更に電気的特性の補助及び制御を目的
    とする添加元素を含有されてなる少なくとも3元素以上
    の金属材料が含有されてなることを特徴とする配線、電
    極及び接点。
  3. 【請求項3】 Cuを主成分として、それにAgを添加
    し、更に耐食性向上を目的としてTi(チタン)を添加
    してなるCu−Ag−Ti(銅−銀−チタン)合金金属
    材料を用いる配線、電極及び接点。
  4. 【請求項4】 Cu(銅)を主成分として、それにAg
    (銀)を添加して更に耐食性向上を目的の添加元素とし
    て、Pd(パラジウム)、Al(アルミニウム)、Au
    (金)、Pt(白金)、Ta(タンタル)、Cr(クロ
    ム)、Ni(ニッケル)、Co(コバルト)、Si(シ
    リコン)、Zr(ジルコニウム)から単数もしくは複数
    選ばれたものである請求項1に記載の配線、電極及び接
    点。
  5. 【請求項5】 Cu(銅)を主成分として、それにAg
    (銀)を添加して更に電気的特性の補助及び制御を目的
    の添加元素として、Pd(パラジウム)、Al(アルミ
    ニウム)、Au(金)、Pt(白金)、Ta(タンタ
    ル)、Cr(クロム)、Ni(ニッケル)、Co(コバ
    ルト)、Si(シリコン)、Zr(ジルコニウム)から
    単数もしくは複数選ばれたものである請求項2に記載の
    配線、電極及び接点。
  6. 【請求項6】 Agが、0.3〜10.0重量%含有さ
    れてなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記
    載の配線、電極及び接点。
  7. 【請求項7】 Agが、0.3〜7.0重量%含有され
    てなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載
    の配線、電極及び接点。
  8. 【請求項8】 Agが、0.3〜5.0重量%含有され
    てなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載
    の配線、電極及び接点。
  9. 【請求項9】 Tiが、0.01〜5.0重量%含有さ
    れてなることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記
    載の配線、電極及び接点。
  10. 【請求項10】 Tiが、0.01〜1.5重量%含有
    されてなることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに
    記載の配線、電極及び接点。
  11. 【請求項11】 Tiが、0.03〜0.9重量%含有
    されてなることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに
    記載の配線、電極及び接点。
  12. 【請求項12】 Agが、0.3〜5.0重量%、Ti
    が、0.03〜0.9重量%含有されてなることを特徴
    とする請求項1〜5のいずれかに記載の配線、電極及び
    接点。
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