JP2003332262A - 配線材料及びそれを用いた配線基板 - Google Patents
配線材料及びそれを用いた配線基板Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ａｇを主成分とする合金（Ａｇ合金）であっ
て、ガラス基板やシリコン膜との密着性が改善された合
金を実現し、このＡｇ合金を用いた配線材料を提供する
ことである。 【解決手段】Ａｇ、Ｚｒを必須成分として、さらに、Ａ
ｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、またはＡｌからなる群から選択された
１種または２種以上の金属を含有するＡｇ合金を、ＴＦ
Ｔ−ＬＣＤ等の配線材料として使用する。このような構
成の配線材料をスパッタ法によってガラス基板やシリコ
ンウェハ上に成膜したところ、電気抵抗が十分に低く、
かつ、基板との強い密着強度が観察された。
て、ガラス基板やシリコン膜との密着性が改善された合
金を実現し、このＡｇ合金を用いた配線材料を提供する
ことである。 【解決手段】Ａｇ、Ｚｒを必須成分として、さらに、Ａ
ｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、またはＡｌからなる群から選択された
１種または２種以上の金属を含有するＡｇ合金を、ＴＦ
Ｔ−ＬＣＤ等の配線材料として使用する。このような構
成の配線材料をスパッタ法によってガラス基板やシリコ
ンウェハ上に成膜したところ、電気抵抗が十分に低く、
かつ、基板との強い密着強度が観察された。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＦＴ型液晶表示
ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）または有機ＥＬ用の配
線材料、反射電極及びその製造方法に関する。
ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）または有機ＥＬ用の配
線材料、反射電極及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜ト
ランジスタ）型液晶ディスプレイ（以下、単にＴＦＴ−
ＬＣＤという）は、表示性能が高く、省エネルギー等の
特徴があるので、携帯用パソコンやラップトップパソコ
ン、テレビ等の表示機として主流を占めるに至ってい
る。このＴＦＴ−ＬＣＤの製造方法は各社、各様の方法
があるが、ＴＦＴを製造する工程が複雑で、また、各種
の金属、金属酸化物を積層するため、工程の簡略化が求
められている。
ランジスタ）型液晶ディスプレイ（以下、単にＴＦＴ−
ＬＣＤという）は、表示性能が高く、省エネルギー等の
特徴があるので、携帯用パソコンやラップトップパソコ
ン、テレビ等の表示機として主流を占めるに至ってい
る。このＴＦＴ−ＬＣＤの製造方法は各社、各様の方法
があるが、ＴＦＴを製造する工程が複雑で、また、各種
の金属、金属酸化物を積層するため、工程の簡略化が求
められている。
【０００３】また、表示装置の他の方式である有機ＥＬ
（有機Electroluminescence）においてもＴＦＴ駆動に
よる表示が試みられている。
（有機Electroluminescence）においてもＴＦＴ駆動に
よる表示が試みられている。
【０００４】ＴＦＴ−ＬＣＤの基本構造
従来のＴＦＴ−ＬＣＤの基本的な構造を説明する。図２
には、透過型ＴＦＴ−ＬＣＤの断面を模式的に表した断
面模式図が示されている。この図に示すように、透過型
ＴＦＴ−ＬＣＤは、液晶１０をカラーフィルター基板１
２と、ＴＦＴ基板１４とで挟み込んだ構造を基本構造と
している。そして、ＴＦＴ基板１４の裏面にはバックラ
イト１６が設けられており、透過型ＴＦＴ−ＬＣＤを裏
面から照らしている。
には、透過型ＴＦＴ−ＬＣＤの断面を模式的に表した断
面模式図が示されている。この図に示すように、透過型
ＴＦＴ−ＬＣＤは、液晶１０をカラーフィルター基板１
２と、ＴＦＴ基板１４とで挟み込んだ構造を基本構造と
している。そして、ＴＦＴ基板１４の裏面にはバックラ
イト１６が設けられており、透過型ＴＦＴ−ＬＣＤを裏
面から照らしている。
【０００５】カラーフィルター基板１２はガラス基板１
８ａと透明電極２０との間にカラーフィルター２２が挟
み込まれた構造をなしており、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）それぞれの色の光を透過させる。
８ａと透明電極２０との間にカラーフィルター２２が挟
み込まれた構造をなしており、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）それぞれの色の光を透過させる。
【０００６】ＴＦＴ基板１４は、ガラス基板１８ｂの上
に透明電極２０ｂが形成されており、この透明電極２０
ｂに対して、信号電圧がＴＦＴ２４を介して印加され
る。
に透明電極２０ｂが形成されており、この透明電極２０
ｂに対して、信号電圧がＴＦＴ２４を介して印加され
る。
【０００７】なお、図２では、省略しているが、カラー
フィルター基板１２側に１枚の偏光板が、ＴＦＴ基板１
４側にさらに１枚の偏光板が設けられている。これらの
構成はよく知られている構成である。
フィルター基板１２側に１枚の偏光板が、ＴＦＴ基板１
４側にさらに１枚の偏光板が設けられている。これらの
構成はよく知られている構成である。
【０００８】図２では、透過型ＴＦＴ−ＬＣＤの構成を
示したが、反射型ＴＦＴ−ＬＣＤの構成は、ＴＦＴ基板
１４側の電極が透明電極２０ｂではなく、外光を反射す
るようにアルミニウム等を用いた反射型の電極になって
いる。また、反射型ＴＦＴ−ＬＣＤの場合は、外光を反
射させているのでバックライト１６は不要である。
示したが、反射型ＴＦＴ−ＬＣＤの構成は、ＴＦＴ基板
１４側の電極が透明電極２０ｂではなく、外光を反射す
るようにアルミニウム等を用いた反射型の電極になって
いる。また、反射型ＴＦＴ−ＬＣＤの場合は、外光を反
射させているのでバックライト１６は不要である。
【０００９】図３には、透過型ＴＦＴ−ＬＣＤの上記Ｔ
ＦＴ基板１４上の１個の画素の基本的な構造を示す平面
模式図が示されている。この図に示すように、信号ライ
ン３０上のデータは、ＴＦＴ２４によるスイッチを介し
て透明電極２０ｂに印加される。ＴＦＴ２４は、ソース
電極３２、ゲート電極３４、ドレイン電極３６とを有し
ており、ゲート電極３４の部位にはアモルファスシリコ
ン３８等が積層されている。
ＦＴ基板１４上の１個の画素の基本的な構造を示す平面
模式図が示されている。この図に示すように、信号ライ
ン３０上のデータは、ＴＦＴ２４によるスイッチを介し
て透明電極２０ｂに印加される。ＴＦＴ２４は、ソース
電極３２、ゲート電極３４、ドレイン電極３６とを有し
ており、ゲート電極３４の部位にはアモルファスシリコ
ン３８等が積層されている。
【００１０】図４には、図３のＩＶ−ＩＶ´線における
断面模式図が示されている。ガラス基板１８ｂの上に、
ゲート電極３４が設けられ、その上にＳｉＮｘ膜３５が
積層されている。さらに、ゲート電極３４の上方にはア
モルファスシリコン３８の層が設けられている。
断面模式図が示されている。ガラス基板１８ｂの上に、
ゲート電極３４が設けられ、その上にＳｉＮｘ膜３５が
積層されている。さらに、ゲート電極３４の上方にはア
モルファスシリコン３８の層が設けられている。
【００１１】このアモルファスシリコン３８を挟んでゲ
ート電極と一部重畳するように、ソース電極３２と、ド
レイン電極３６とが配置されている。さらにその上に全
体的に絶縁膜４０が設けられている。そして、絶縁膜４
０上に透明電極２０ｂが設けられている。透明電極２０
ｂは、絶縁膜４０に開けられたスルーホール４０ｂを介
して、ドレイン電極３６と電気的に接続されている。
ート電極と一部重畳するように、ソース電極３２と、ド
レイン電極３６とが配置されている。さらにその上に全
体的に絶縁膜４０が設けられている。そして、絶縁膜４
０上に透明電極２０ｂが設けられている。透明電極２０
ｂは、絶縁膜４０に開けられたスルーホール４０ｂを介
して、ドレイン電極３６と電気的に接続されている。
【００１２】ＴＦＴ−ＬＣＤにおいて利用される配線
従来のＴＦＴ−ＬＣＤを駆動するＴＦＴアレイの製造工
程では、ＴＦＴのゲート電極、ソース・ドレイン電極に
Ｃｒや、ＴａＷ、ＭｏＷ等の金属の使用が検討されてい
る。
程では、ＴＦＴのゲート電極、ソース・ドレイン電極に
Ｃｒや、ＴａＷ、ＭｏＷ等の金属の使用が検討されてい
る。
【００１３】この内、Ｃｒは加工しやすい反面、腐食さ
れやすい問題があり、ＴａＷ、ＭｏＷは腐食等には強い
が、電気抵抗が大きいなどの問題があった。
れやすい問題があり、ＴａＷ、ＭｏＷは腐食等には強い
が、電気抵抗が大きいなどの問題があった。
【００１４】そこで、加工しやすく、電気抵抗の低い金
属が広く使用されている。単純に、電気抵抗が低い金属
と言えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、等が挙げられる。そこ
で、従来から、アルミニウムを主体とする配線を用いる
ＴＦＴアレイ（トランジスタアレイ）が提案されてい
る。また、アルミニウムを用いる場合、ヒロックと呼ば
れる突起が電極表面に形成されるおそれがあることが知
られている。このヒロックがＴＦＴのソース等の電極に
生じると、その上層の絶縁層を突き破り、さらに上層の
透明電極と接触し不良品を形成してしまうおそれがあ
る。そこで、このヒロックを防止するために、アルミニ
ウムにＮｄを添加する構成が従来から採用されている。
属が広く使用されている。単純に、電気抵抗が低い金属
と言えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、等が挙げられる。そこ
で、従来から、アルミニウムを主体とする配線を用いる
ＴＦＴアレイ（トランジスタアレイ）が提案されてい
る。また、アルミニウムを用いる場合、ヒロックと呼ば
れる突起が電極表面に形成されるおそれがあることが知
られている。このヒロックがＴＦＴのソース等の電極に
生じると、その上層の絶縁層を突き破り、さらに上層の
透明電極と接触し不良品を形成してしまうおそれがあ
る。そこで、このヒロックを防止するために、アルミニ
ウムにＮｄを添加する構成が従来から採用されている。
【００１５】しかし、このようなアルミニウム電極とシ
リコン層及び透明電極を直接接触させると、アルミニウ
ムがシリコン層へ拡散し、素子性能を劣化させたり、ア
ルミニウムが酸化されアルミナに変換することにより、
透明電極との間の電気抵抗が大きくなるおそれが大であ
る。その結果、ＴＦＴアレイを構成する各素子が正常に
作動しない問題が知られている。
リコン層及び透明電極を直接接触させると、アルミニウ
ムがシリコン層へ拡散し、素子性能を劣化させたり、ア
ルミニウムが酸化されアルミナに変換することにより、
透明電極との間の電気抵抗が大きくなるおそれが大であ
る。その結果、ＴＦＴアレイを構成する各素子が正常に
作動しない問題が知られている。
【００１６】さらに、アルミニウムにＮｄを添加する
と、ＴａＷ、ＭｏＷと同様に電気抵抗が高くなってしま
うおそれがあった。
と、ＴａＷ、ＭｏＷと同様に電気抵抗が高くなってしま
うおそれがあった。
【００１７】そこで、従来の改良された手法において
は、アルミニウム電極をＭｏやＴｉでサンドイッチ（挟
む構造と）し、酸化物透明電極との接触抵抗を下げる構
造が現在利用されている。すなわち、アルミニウムがシ
リコン層へ拡散することを防止するためにＭｏをシリコ
ン層の上に成膜してからその上にアルミニウムの層をの
せるのである。そして、酸化されることにより、透明電
極との接触抵抗が増加してしまうことを防止するため
に、アルミニウムの上にさらにＭｏの層を設けている。
このように、従来は、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの３層構造の配
線が利用されている。同様の理由により、Ｔｉ／Ａｌ／
Ｔｉの３層構造も利用されている。
は、アルミニウム電極をＭｏやＴｉでサンドイッチ（挟
む構造と）し、酸化物透明電極との接触抵抗を下げる構
造が現在利用されている。すなわち、アルミニウムがシ
リコン層へ拡散することを防止するためにＭｏをシリコ
ン層の上に成膜してからその上にアルミニウムの層をの
せるのである。そして、酸化されることにより、透明電
極との接触抵抗が増加してしまうことを防止するため
に、アルミニウムの上にさらにＭｏの層を設けている。
このように、従来は、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの３層構造の配
線が利用されている。同様の理由により、Ｔｉ／Ａｌ／
Ｔｉの３層構造も利用されている。
【００１８】なお、Ａｇを主成分とする合金で、電気接
点材料として利用した例として、特許１２９７０７２号
が知られている。同号特許には、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの１
種または２種を５〜２０ｗｔ％含有するＡｇ合金、その
他の構成のＡｇ合金が示されている。また、特許１５８
５９３２号特許には、Ｎｉを５〜２５ｗｔ％、Ｚｒを
０．０５〜８ｗｔ％含むＡｇ合金が示されている。
点材料として利用した例として、特許１２９７０７２号
が知られている。同号特許には、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの１
種または２種を５〜２０ｗｔ％含有するＡｇ合金、その
他の構成のＡｇ合金が示されている。また、特許１５８
５９３２号特許には、Ｎｉを５〜２５ｗｔ％、Ｚｒを
０．０５〜８ｗｔ％含むＡｇ合金が示されている。
【００１９】また、Ａｇを主成分とする合金で、電子部
品用金属材料として利用する例としては、たとえば特開
２００１−１９２７５２号公報がある。同号公報には、
Ｐｄを０．１〜３ｗｔ％含み、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉ等を合計０．１〜３
ｗｔ％含むＡｇ合金が示されている。
品用金属材料として利用する例としては、たとえば特開
２００１−１９２７５２号公報がある。同号公報には、
Ｐｄを０．１〜３ｗｔ％含み、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉ等を合計０．１〜３
ｗｔ％含むＡｇ合金が示されている。
【００２０】また、Ａｇを主成分とし、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉから選択した１種以上の金属と、
Ｐｄとを含む合金をゲート電極として使用している例
が、特開２００１−１０２５９２号公報に示されてい
る。
ｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉから選択した１種以上の金属と、
Ｐｄとを含む合金をゲート電極として使用している例
が、特開２００１−１０２５９２号公報に示されてい
る。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】上で述べた３層構造の
配線を採用する場合には、アルミニウム電極をサンドイ
ッチするために、最初にＭｏやＴｉを成膜し、その後ア
ルミニウムを主体とする金属を成膜し、再びＭｏやＴｉ
を成膜しなければならず、複雑な工程になってしまうと
いう欠点があった。
配線を採用する場合には、アルミニウム電極をサンドイ
ッチするために、最初にＭｏやＴｉを成膜し、その後ア
ルミニウムを主体とする金属を成膜し、再びＭｏやＴｉ
を成膜しなければならず、複雑な工程になってしまうと
いう欠点があった。
【００２２】また、上述したように、電気抵抗の低い金
属としては、アルミニウムの他、ＡｇやＣｕも知られて
いる。したがって、ＡｇやＣｕ電極により上記問題を解
決する試みもなされているが、ＡｇやＣｕは基板である
ガラスやシリコン膜との密着性が低く、製造工程中に剥
がれてしまう等の問題があった。
属としては、アルミニウムの他、ＡｇやＣｕも知られて
いる。したがって、ＡｇやＣｕ電極により上記問題を解
決する試みもなされているが、ＡｇやＣｕは基板である
ガラスやシリコン膜との密着性が低く、製造工程中に剥
がれてしまう等の問題があった。
【００２３】本発明は、このような問題にかんがみなさ
れたものであり、その目的は、Ａｇを主成分とする合金
（Ａｇ合金）であって、ガラス基板やシリコン膜との密
着性が改善された合金を実現し、このＡｇ合金を用いた
配線材料を提供することである。
れたものであり、その目的は、Ａｇを主成分とする合金
（Ａｇ合金）であって、ガラス基板やシリコン膜との密
着性が改善された合金を実現し、このＡｇ合金を用いた
配線材料を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記課題に対して、本発
明者らが鋭意研究した結果、Ａｇ、Ｚｒを必須成分と
し、さらに、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、またはＡｌからなる群
から１種類または２種以上の金属を含有したＡｇ合金を
配線に用いれば上記課題を解決できることが判明した。
明者らが鋭意研究した結果、Ａｇ、Ｚｒを必須成分と
し、さらに、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、またはＡｌからなる群
から１種類または２種以上の金属を含有したＡｇ合金を
配線に用いれば上記課題を解決できることが判明した。
【００２５】このＡｇ合金配線は、基板ガラスとの密着
性も良好で、抵抗が低く、しかもシリコン層と直接接触
しても、金属原子がシリコン層へほとんど拡散しないこ
とが判明した。その結果、ＴＦＴアレイを構成する各素
子の性能を劣化させるおそれがほとんどないことが判明
した。
性も良好で、抵抗が低く、しかもシリコン層と直接接触
しても、金属原子がシリコン層へほとんど拡散しないこ
とが判明した。その結果、ＴＦＴアレイを構成する各素
子の性能を劣化させるおそれがほとんどないことが判明
した。
【００２６】また、このＡｇ合金からなる金属電極に、
直接酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛を主成分とす
る液晶駆動用電極（透明電極）を形成しても、金属電極
とこの透明電極の間で接触抵抗が過度に大きくなること
もなく、素子が安定して作動することが判明した。
直接酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛を主成分とす
る液晶駆動用電極（透明電極）を形成しても、金属電極
とこの透明電極の間で接触抵抗が過度に大きくなること
もなく、素子が安定して作動することが判明した。
【００２７】このＡｇ合金の成膜に当たっては、スパッ
タリングによる成膜を行うことが好ましい。
タリングによる成膜を行うことが好ましい。
【００２８】用いるターゲットは、ＡｇとＺｒを必須成
分とするものである。具体的には、Ａｇが６０〜９９ｗ
ｔ％、Ｚｒが１〜５ｗｔ％かつ Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｏの組
成比率がそれぞれ０〜２０ｗｔ％、かつ、Ａｌの組成比
率が０〜３９％である薄膜を形成できるように組成を調
整されたターゲットである。一般には、作成したい薄膜
の組成と同様の組成のターゲットをスパッタリングター
ゲットとして用いることにより、所望の組成の薄膜を生
成することができる。
分とするものである。具体的には、Ａｇが６０〜９９ｗ
ｔ％、Ｚｒが１〜５ｗｔ％かつ Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｏの組
成比率がそれぞれ０〜２０ｗｔ％、かつ、Ａｌの組成比
率が０〜３９％である薄膜を形成できるように組成を調
整されたターゲットである。一般には、作成したい薄膜
の組成と同様の組成のターゲットをスパッタリングター
ゲットとして用いることにより、所望の組成の薄膜を生
成することができる。
【００２９】このように組成で、ＡｇＺｒ２やＡｇＺｒ
などの化合物を作られることになる。これによって、Ｚ
ｒの分散性が促進され、一部ＮｉＺｒ、ＮｉＺｒ２、Ｎ
ｉ３Ｚｒなどの化合物や、ＡｕＺｒ２、Ａｕ２Ｚｒなど
の化合物の生成により第三成分の分散も促進され、安定
したスパッタが得られると考えられる。
などの化合物を作られることになる。これによって、Ｚ
ｒの分散性が促進され、一部ＮｉＺｒ、ＮｉＺｒ２、Ｎ
ｉ３Ｚｒなどの化合物や、ＡｕＺｒ２、Ａｕ２Ｚｒなど
の化合物の生成により第三成分の分散も促進され、安定
したスパッタが得られると考えられる。
【００３０】また、このＡｇ合金による金属電極は基板
であるガラスやシリコン膜への密着性も大きく、製造工
程で膜が剥がれることもなく、安定して製造することが
可能である。
であるガラスやシリコン膜への密着性も大きく、製造工
程で膜が剥がれることもなく、安定して製造することが
可能である。
【００３１】本発明の具体的な構成は以下の通りであ
る。
る。
【００３２】Ａ 配線材料に関する発明
上記課題を解決するために、本発明は、Ａｇ、Ｚｒを必
須成分とし、さらに、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、またはＡｌか
らなる群から選択される１種または２種以上の金属を含
有するＡｇ合金からなる配線材料である。このような構
成のＡｇ合金は、ガラス基板やシリコンウェハとの密着
性が向上している。
須成分とし、さらに、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、またはＡｌか
らなる群から選択される１種または２種以上の金属を含
有するＡｇ合金からなる配線材料である。このような構
成のＡｇ合金は、ガラス基板やシリコンウェハとの密着
性が向上している。
【００３３】また、本発明は、上で述べたＡｇ合金にお
いて、Ａｇの組成比率が６０〜９９ｗｔ％であり、か
つ、Ｚｒの組成比率が１〜５ｗｔ％であることを特徴と
する請求項１記載の配線材料である。
いて、Ａｇの組成比率が６０〜９９ｗｔ％であり、か
つ、Ｚｒの組成比率が１〜５ｗｔ％であることを特徴と
する請求項１記載の配線材料である。
【００３４】Ｚｒが１ｗｔ％以下としてしまうと、添加
効果がなく、シリコンウェハとの密着強度が低いままで
ある。一方、Ｚｒが多すぎる場合には、その配線材料に
よる薄膜の抵抗値（比抵抗）が大きくなり、４μΩ・ｃ
ｍより大きくなってしまう場合や、スパッタリング中の
異常放電が増えてしまう場合も観察された。その結果、
Ｚｒの組成比率の範囲を１〜５ｗｔ％の範囲以外とする
と、低抵抗配線材料としては望ましくない特性を生じる
おそれがある。
効果がなく、シリコンウェハとの密着強度が低いままで
ある。一方、Ｚｒが多すぎる場合には、その配線材料に
よる薄膜の抵抗値（比抵抗）が大きくなり、４μΩ・ｃ
ｍより大きくなってしまう場合や、スパッタリング中の
異常放電が増えてしまう場合も観察された。その結果、
Ｚｒの組成比率の範囲を１〜５ｗｔ％の範囲以外とする
と、低抵抗配線材料としては望ましくない特性を生じる
おそれがある。
【００３５】また、本発明は、上で最初に述べたＡｇ合
金において、Ａｇの組成比率が６０〜９９ｗｔ％であ
り、Ｚｒの組成比率が１〜５ｗｔ％であり、Ａｕの組成
比率が０〜２０ｗｔ％であり、Ｎｉの組成比率が０〜２
０ｗｔ％であり、Ｃｏの組成比率が０〜２０ｗｔ％であ
り、かつ、Ａｌの組成比率が０〜３９ｗｔ％であること
を特徴とする配線材料である。
金において、Ａｇの組成比率が６０〜９９ｗｔ％であ
り、Ｚｒの組成比率が１〜５ｗｔ％であり、Ａｕの組成
比率が０〜２０ｗｔ％であり、Ｎｉの組成比率が０〜２
０ｗｔ％であり、Ｃｏの組成比率が０〜２０ｗｔ％であ
り、かつ、Ａｌの組成比率が０〜３９ｗｔ％であること
を特徴とする配線材料である。
【００３６】Ａｕ及びＮｉ及びＣｏを添加することによ
り、ガラスへの密着強度が高くなることが観察された。
しかし、これらの組成比率が２０ｗｔ％を超えると、Ａ
ｕの場合にはコストが増大してしまうという問題が生じ
る。また、Ｎｉの場合には、その組成比率が２０ｗｔ％
を超えると、抵抗値（比抵抗）が４μΩ・ｃｍ より大
きくなる場合や、スパッタリング中の異常放電が増える
等の場合も観察された。その結果、低抵抗配線材料とし
ては、好ましくない特性を示す可能性がある。
り、ガラスへの密着強度が高くなることが観察された。
しかし、これらの組成比率が２０ｗｔ％を超えると、Ａ
ｕの場合にはコストが増大してしまうという問題が生じ
る。また、Ｎｉの場合には、その組成比率が２０ｗｔ％
を超えると、抵抗値（比抵抗）が４μΩ・ｃｍ より大
きくなる場合や、スパッタリング中の異常放電が増える
等の場合も観察された。その結果、低抵抗配線材料とし
ては、好ましくない特性を示す可能性がある。
【００３７】ここでは、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｏについて述べ
たが、これら第三金属は、半導体層へ拡散しない金属、
または、拡散しても半導体素子の性能に影響を及ぼさな
い金属あるいは影響を及ぼさない範囲の量に限定すべき
であることは言うまでもない。
たが、これら第三金属は、半導体層へ拡散しない金属、
または、拡散しても半導体素子の性能に影響を及ぼさな
い金属あるいは影響を及ぼさない範囲の量に限定すべき
であることは言うまでもない。
【００３８】なお、Ａｇ／Ｚｒ合金としては、ＡｇＺｒ
２やＡｇＺｒ、等が挙げられる。また、Ｚｒ／Ｎｉ合金
としては、ＮｉＺｒ，ＮｉＺｒ２，Ｎｉ３Ｚｒなどが挙
げられる。また、Ｚｒ／Ａｕ合金では、ＡｕＺｒ２、Ａ
ｕ２Ｚｒ、ＡｕＺｒ３、Ａｕ ４Ｚｒ等が挙げられる。
２やＡｇＺｒ、等が挙げられる。また、Ｚｒ／Ｎｉ合金
としては、ＮｉＺｒ，ＮｉＺｒ２，Ｎｉ３Ｚｒなどが挙
げられる。また、Ｚｒ／Ａｕ合金では、ＡｕＺｒ２、Ａ
ｕ２Ｚｒ、ＡｕＺｒ３、Ａｕ ４Ｚｒ等が挙げられる。
【００３９】さらに、本発明は、これまで述べた配線材
料において、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｉｒのからなる群から
選択される１種または２種以上の金属を０〜１ｗｔ％の
範囲で含有する配線材料である。
料において、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｉｒのからなる群から
選択される１種または２種以上の金属を０〜１ｗｔ％の
範囲で含有する配線材料である。
【００４０】さらに、本発明は、上記の配線材料におい
て、比抵抗が４μΩ・ｃｍ以下であることを特徴とす
る。
て、比抵抗が４μΩ・ｃｍ以下であることを特徴とす
る。
【００４１】半導体素子用の配線薄膜として上記材料を
利用する場合、その比抵抗が４μΩ・ｃｍ以上では、そ
の値が大きすぎ信号の遅延が無視できない程度になると
考えられる。したがって、比抵抗が４μΩ・ｃｍ以下の
配線材料を構成することによって、信号遅延の少ない半
導体素子用の配線薄膜が提供できる。
利用する場合、その比抵抗が４μΩ・ｃｍ以上では、そ
の値が大きすぎ信号の遅延が無視できない程度になると
考えられる。したがって、比抵抗が４μΩ・ｃｍ以下の
配線材料を構成することによって、信号遅延の少ない半
導体素子用の配線薄膜が提供できる。
【００４２】Ｂ 配線基板に関する発明
本発明は、基板と、その上に設けられた配線であって、
上記組成を有する配線材料からなる配線と、を備えた配
線基板である。
上記組成を有する配線材料からなる配線と、を備えた配
線基板である。
【００４３】また、本発明は、上記基板がガラス基板や
シリコン基板であることを特徴とする。上記構成に配線
材料は、ガラス基板やシリコンウェハとの密着強度に優
れており、剥離しない配線を実現できる。
シリコン基板であることを特徴とする。上記構成に配線
材料は、ガラス基板やシリコンウェハとの密着強度に優
れており、剥離しない配線を実現できる。
【００４４】また、本発明は、前記配線と、前記基板と
の密着強度をスクラッチ試験法により測定した値が３ニ
ュートン以上であることを特徴とする。請求項５または
６記載の配線基板である。３ニュートン未満では、工程
中に薄膜が剥がされたりする問題がある。
の密着強度をスクラッチ試験法により測定した値が３ニ
ュートン以上であることを特徴とする。請求項５または
６記載の配線基板である。３ニュートン未満では、工程
中に薄膜が剥がされたりする問題がある。
【００４５】また、本発明は、前記配線が、前記配線基
板上に形成された薄膜トランジスタのゲート配線及びゲ
ート電極であることを特徴とする。このような場合、本
発明は、半導体素子配線基板とも呼ばれる。このような
構成によって、薄膜トランジスタのゲート電極の抵抗値
を小さくすることができ、薄膜トランジスタの性能の向
上に寄与することができる。
板上に形成された薄膜トランジスタのゲート配線及びゲ
ート電極であることを特徴とする。このような場合、本
発明は、半導体素子配線基板とも呼ばれる。このような
構成によって、薄膜トランジスタのゲート電極の抵抗値
を小さくすることができ、薄膜トランジスタの性能の向
上に寄与することができる。
【００４６】また、本発明は、前記配線が、前記配線基
板上に形成された薄膜トランジスタのソース配線及びド
レイン配線並びにソース電極及びドレイン電極であるこ
とを特徴とする。この場合も、本発明の配線基板は半導
体素子配線基板である。このような構成によって、薄膜
トランジスタのソース及びゲート電極の抵抗値を小さく
することができ、薄膜トランジスタの性能の向上に寄与
することができる。
板上に形成された薄膜トランジスタのソース配線及びド
レイン配線並びにソース電極及びドレイン電極であるこ
とを特徴とする。この場合も、本発明の配線基板は半導
体素子配線基板である。このような構成によって、薄膜
トランジスタのソース及びゲート電極の抵抗値を小さく
することができ、薄膜トランジスタの性能の向上に寄与
することができる。
【００４７】また、本発明は、前記基板は、少なくとも
表面が絶縁性であり、前記配線上に金属酸化物導電膜層
が形成されていることを特徴とする配線基板である。
表面が絶縁性であり、前記配線上に金属酸化物導電膜層
が形成されていることを特徴とする配線基板である。
【００４８】また、本発明は、前記配線と前記金属酸化
物層とが、２層構造の積層配線を構成していることを特
徴とする配線基板である。
物層とが、２層構造の積層配線を構成していることを特
徴とする配線基板である。
【００４９】これらの発明における金属酸化物導電膜と
は、たとえばＩＺＯ／アイ・ゼット・オー（登録商標）
などの透明電極である。
は、たとえばＩＺＯ／アイ・ゼット・オー（登録商標）
などの透明電極である。
【００５０】このような構成によって、反射型のＬＣＤ
や、有機ＥＬを製造すれば、電極の抵抗を小さく抑える
ことができ、性能の向上した薄膜トランジスタ等を製造
することができる。その結果、反射型のＬＣＤや有機Ｅ
Ｌ等の性能を向上させることが可能である。
や、有機ＥＬを製造すれば、電極の抵抗を小さく抑える
ことができ、性能の向上した薄膜トランジスタ等を製造
することができる。その結果、反射型のＬＣＤや有機Ｅ
Ｌ等の性能を向上させることが可能である。
【００５１】また、本発明は、前記金属酸化物導電膜が
酸化インジウム及び酸化亜鉛の非晶質透明導電膜からな
り、この非晶質透明導電膜の原子構成がＩｎ／（Ｉｎ+
Ｚｎ）＝０．８〜０．９５の関係を満たすことを特徴と
する。この数式の値が０．８未満では金属酸化物薄膜の
抵抗が大きくなってしまい、一方、０．９５を越える場
合にはエッチング速度が低下するおそれがある。
酸化インジウム及び酸化亜鉛の非晶質透明導電膜からな
り、この非晶質透明導電膜の原子構成がＩｎ／（Ｉｎ+
Ｚｎ）＝０．８〜０．９５の関係を満たすことを特徴と
する。この数式の値が０．８未満では金属酸化物薄膜の
抵抗が大きくなってしまい、一方、０．９５を越える場
合にはエッチング速度が低下するおそれがある。
【００５２】また、本発明は、前記非晶質透明導電膜の
仕事関数が５．４ｅＶ以上であることを特徴とする。特
に、本発明の配線基板を用いて有機ＥＬを構成させよう
とする場合、正孔の注入性を上げるには、仕事関数が
５．４ｅＶ以上であることが望ましいのである。
仕事関数が５．４ｅＶ以上であることを特徴とする。特
に、本発明の配線基板を用いて有機ＥＬを構成させよう
とする場合、正孔の注入性を上げるには、仕事関数が
５．４ｅＶ以上であることが望ましいのである。
【００５３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。
を図面に基づいて説明する。
【００５４】本実施の形態では、Ａｇを主成分とする合
金であって、ガラス基板やシリコンウェハとの密着性が
良好な配線材料を提案する。
金であって、ガラス基板やシリコンウェハとの密着性が
良好な配線材料を提案する。
【００５５】特に本実施の形態では、スパッタリング法
によって、かかる合金を形成する例を説明する。まず、
スパッタリングで用いるターゲットについて簡単に説明
する。Ａｇに所定の比率でＺｒ及びＮｉやＭｏ、Ａｕを
真空溶解炉により溶解し、冷却固化させた後、圧延を行
い板状に加工し、その後、切削、研削加工を行い４イン
チφのターゲットとする。このターゲットをスパッタ装
置のバッキングプレートに張り合わせて、スパッタリン
グを行う。その結果、ガラス及びシリコンウェハ上にこ
のターゲットに基づく成膜が行われる。成膜した薄膜の
性能を以下、比較してみよう。比較結果を図１の表に示
す。この図１の表には、組成や導電率等が示されてい
る。
によって、かかる合金を形成する例を説明する。まず、
スパッタリングで用いるターゲットについて簡単に説明
する。Ａｇに所定の比率でＺｒ及びＮｉやＭｏ、Ａｕを
真空溶解炉により溶解し、冷却固化させた後、圧延を行
い板状に加工し、その後、切削、研削加工を行い４イン
チφのターゲットとする。このターゲットをスパッタ装
置のバッキングプレートに張り合わせて、スパッタリン
グを行う。その結果、ガラス及びシリコンウェハ上にこ
のターゲットに基づく成膜が行われる。成膜した薄膜の
性能を以下、比較してみよう。比較結果を図１の表に示
す。この図１の表には、組成や導電率等が示されてい
る。
【００５６】この薄膜の組成はＸ線マイクロアナライザ
（ＥＰＭＡ：Electron Probe Micro-Analysis）により
測定した。また、導電率は、四端針法で測定した。
（ＥＰＭＡ：Electron Probe Micro-Analysis）により
測定した。また、導電率は、四端針法で測定した。
【００５７】さらに、剥離強度は、スクラッチ試験とテ
ープ剥離試験により測定した。スクラッチ試験を実行す
るスクラッチ試験機は、ＣＳＭＥ社製、Micro-Scratch-
Testerを用いた。ここで、剥離強度の測定条件は、以下
の通りである。
ープ剥離試験により測定した。スクラッチ試験を実行す
るスクラッチ試験機は、ＣＳＭＥ社製、Micro-Scratch-
Testerを用いた。ここで、剥離強度の測定条件は、以下
の通りである。
【００５８】スクラッチ距離：２０ｍｍ
スクラッチ荷重：０−１０ニュートン
荷重レート：１０ニュートン／ｍｉｎ
スクラッチ速度：２０ｍｍ／ｍｉｎ
ダイヤモンドコーン形状：先端２００μｍφ
上記条件でのスクラッチ試験後の試料を、光学顕微鏡に
より観測し、下地のガラス（ウェハ）またはシリコンが
露出した点を皮膜の剥離点とし、スクラッチ開始点から
の距離を測長することにより、剥離荷重を算出した。
より観測し、下地のガラス（ウェハ）またはシリコンが
露出した点を皮膜の剥離点とし、スクラッチ開始点から
の距離を測長することにより、剥離荷重を算出した。
【００５９】次に、テープ剥離試験は、薄膜の上に１ｍ
ｍピッチで碁盤の目状にナイフで溝を付け、その上に粘
着テープを貼り、テープを剥がした際に、どの程度剥離
するかで密着の程度を検査する試験である。
ｍピッチで碁盤の目状にナイフで溝を付け、その上に粘
着テープを貼り、テープを剥がした際に、どの程度剥離
するかで密着の程度を検査する試験である。
【００６０】もちろん、スクラッチ試験も、テープ剥離
試験もＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）で規
定されている基準に従って測定を行った。
試験もＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）で規
定されている基準に従って測定を行った。
【００６１】この図１の表には、まず、ＡｇにＺｒ、Ａ
ｕ、Ｃｏ、Ｎｉ等を添加した場合の合金をターゲットと
して利用し、スパッタリングによってガラス基板やシリ
コンウェハ上に成膜した場合の例が６例示されている。
ｕ、Ｃｏ、Ｎｉ等を添加した場合の合金をターゲットと
して利用し、スパッタリングによってガラス基板やシリ
コンウェハ上に成膜した場合の例が６例示されている。
【００６２】例２は、Ａｇ＋ＺｒにＣｏを添加した構成
をターゲットとして使用した例である。また、例３はＡ
ｇ＋ＺｒにＮｉを、例４はＡｇ＋ＺｒにＡｌを、添加し
た例である。さらに例５では、例１で示したＡｇ＋Ｚｒ
にＡｕを添加した構成にさらにＰｄを添加した例であ
る。例６では、例１で示したＡｇ＋ＺｒにＡｕを添加し
た構成にさらにＲｕを添加した例である。いずれの例に
おいても、密着強度が３ニュートン以上を達成でき、ま
た、テープ剥離試験においても、ガラス基板、シリコン
ウェハともに剥離は見られなかった。
をターゲットとして使用した例である。また、例３はＡ
ｇ＋ＺｒにＮｉを、例４はＡｇ＋ＺｒにＡｌを、添加し
た例である。さらに例５では、例１で示したＡｇ＋Ｚｒ
にＡｕを添加した構成にさらにＰｄを添加した例であ
る。例６では、例１で示したＡｇ＋ＺｒにＡｕを添加し
た構成にさらにＲｕを添加した例である。いずれの例に
おいても、密着強度が３ニュートン以上を達成でき、ま
た、テープ剥離試験においても、ガラス基板、シリコン
ウェハともに剥離は見られなかった。
【００６３】また、比較例１は、Ａｇのみの場合であ
り、密着強度は１ニュートン以下であり、ガラス基板
上、シリコン基板ウェハともに剥離が観察された。比較
例２から８は、Ｚｒを入れない場合の例を示した。いず
れの場合もガラス基板上もしくはシリコンウェハともに
剥離が観察された。比較例９では、比較例２にＰｄを添
加した場合であり、比抵抗が大きくなり目標をクリアー
できていない。また、ガラス基板上で剥離が観察されて
いる。
り、密着強度は１ニュートン以下であり、ガラス基板
上、シリコン基板ウェハともに剥離が観察された。比較
例２から８は、Ｚｒを入れない場合の例を示した。いず
れの場合もガラス基板上もしくはシリコンウェハともに
剥離が観察された。比較例９では、比較例２にＰｄを添
加した場合であり、比抵抗が大きくなり目標をクリアー
できていない。また、ガラス基板上で剥離が観察されて
いる。
【００６４】［実施例１］ 透過型ＴＦＴ−ＬＣＤに、
本発明のＡｇ合金の一例を配線として利用した参考例を
説明する。透過型ＴＦＴ−ＬＣＤの基本的な構造に関し
ては図２〜図４で既に説明しているが、実際の製造に当
たっては、図２〜図４には現れていないが、種々の保護
膜・層が適宜成膜されている。
本発明のＡｇ合金の一例を配線として利用した参考例を
説明する。透過型ＴＦＴ−ＬＣＤの基本的な構造に関し
ては図２〜図４で既に説明しているが、実際の製造に当
たっては、図２〜図４には現れていないが、種々の保護
膜・層が適宜成膜されている。
【００６５】まず、透過性のガラス基板１８ｂに、Ｚｒ
を１．７ｗｔ％、Ａｕを３．５ｗｔ％含有するＡｇ合金
を高周波スパッタリング法により室温で膜厚１５００オ
ングストローム（抵抗率：２．８μΩ・ｃｍ）に堆積す
る。これを硝酸、酢酸、リン酸系水溶液をエッチング液
として用いたホトエッチング法により所望の形状のゲー
ト電極３４及びゲート電極配線とする。
を１．７ｗｔ％、Ａｕを３．５ｗｔ％含有するＡｇ合金
を高周波スパッタリング法により室温で膜厚１５００オ
ングストローム（抵抗率：２．８μΩ・ｃｍ）に堆積す
る。これを硝酸、酢酸、リン酸系水溶液をエッチング液
として用いたホトエッチング法により所望の形状のゲー
ト電極３４及びゲート電極配線とする。
【００６６】次にグロー放電ＣＶＤ法により、窒化シリ
コン（ＳｉＮｘ）膜となるゲート絶縁膜を膜厚３０００
オングストローム堆積する。続いて、α−Ｓｉ：Ｈ
（ｉ）膜３８を膜厚３５００オングストローム堆積す
る。この時、放電ガスとして、ＳｉＮｘ膜３５はＳｉＨ
４−ＮＨ３−Ｎ２系ガスを用い、α−Ｓｉ：Ｈ（ｉ）膜
３８は、ＳｉＨ４−Ｎ２系の混合ガスをそれぞれ用い
る。このＳｉＮｘ膜３５は、ＣＦ４ガスを用いたドライ
エッチングにより所望のチャンネル保護層を形成する。
コン（ＳｉＮｘ）膜となるゲート絶縁膜を膜厚３０００
オングストローム堆積する。続いて、α−Ｓｉ：Ｈ
（ｉ）膜３８を膜厚３５００オングストローム堆積す
る。この時、放電ガスとして、ＳｉＮｘ膜３５はＳｉＨ
４−ＮＨ３−Ｎ２系ガスを用い、α−Ｓｉ：Ｈ（ｉ）膜
３８は、ＳｉＨ４−Ｎ２系の混合ガスをそれぞれ用い
る。このＳｉＮｘ膜３５は、ＣＦ４ガスを用いたドライ
エッチングにより所望のチャンネル保護層を形成する。
【００６７】続いてα−Ｓｉ：Ｈ（ｎ）膜をＳｉＨ４−
Ｈ２−ＰＨ３系の混合ガスを用いて膜厚３０００オング
ストローム堆積する。次にこの上に、Ｚｒを１．７ｗｔ
％、Ｎｉを１．７ｗｔ％含有するＡｇ合金層膜を膜厚
０．３μｍ（抵抗率：３．４μΩ・ｃｍ）をスパッタリ
ング法により室温で堆積する。
Ｈ２−ＰＨ３系の混合ガスを用いて膜厚３０００オング
ストローム堆積する。次にこの上に、Ｚｒを１．７ｗｔ
％、Ｎｉを１．７ｗｔ％含有するＡｇ合金層膜を膜厚
０．３μｍ（抵抗率：３．４μΩ・ｃｍ）をスパッタリ
ング法により室温で堆積する。
【００６８】この層を硝酸、酢酸、リン酸系水溶液エッ
チング液を用いて、ホトエッチング法で所望のソース電
極３２及びドレイン電極３６のパターンとする。さらに
α−Ｓｉ：Ｈ膜をＣＦ４ガスを用いたドライエッチング
及びヒドラジン（ＮＨ２ＮＨ ２・Ｈ２Ｏ）水溶液を用い
たウエットエッチングを併用することにより、所望のパ
ターンのα−Ｓｉ：Ｈ（ｉ）膜３８のパターン、α−Ｓ
ｉ：Ｈ（ｎ）膜のパターンとする。この上に、グロー放
電ＣＶＤ法により、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜となる
ゲート絶縁膜を膜厚３０００オングストローム堆積す
る。この時、放電ガスとして、ＳｉＮｘ膜はＳｉＨ４−
ＮＨ３−Ｎ２系ガスを用いる。さらに、ＣＦ４ガスを用
いたドライエッチング法を用いたホトエッチング法によ
り、ゲート電極３４取出し口と、ソース電極３２取出し
口と、ドレイン電極３６と透明電極２０ｂの電気的接続
点として所望のスルーホール４０ｂと、を形成する。そ
の後、Ａｇ合金電極表面にアルゴンプラズマを作用さ
せ、表面を洗浄化する。
チング液を用いて、ホトエッチング法で所望のソース電
極３２及びドレイン電極３６のパターンとする。さらに
α−Ｓｉ：Ｈ膜をＣＦ４ガスを用いたドライエッチング
及びヒドラジン（ＮＨ２ＮＨ ２・Ｈ２Ｏ）水溶液を用い
たウエットエッチングを併用することにより、所望のパ
ターンのα−Ｓｉ：Ｈ（ｉ）膜３８のパターン、α−Ｓ
ｉ：Ｈ（ｎ）膜のパターンとする。この上に、グロー放
電ＣＶＤ法により、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜となる
ゲート絶縁膜を膜厚３０００オングストローム堆積す
る。この時、放電ガスとして、ＳｉＮｘ膜はＳｉＨ４−
ＮＨ３−Ｎ２系ガスを用いる。さらに、ＣＦ４ガスを用
いたドライエッチング法を用いたホトエッチング法によ
り、ゲート電極３４取出し口と、ソース電極３２取出し
口と、ドレイン電極３６と透明電極２０ｂの電気的接続
点として所望のスルーホール４０ｂと、を形成する。そ
の後、Ａｇ合金電極表面にアルゴンプラズマを作用さ
せ、表面を洗浄化する。
【００６９】そして、酸化インジウムと酸化亜鉛の主成
分とする非晶質透明導電膜をスパッタリング法で堆積す
る。この際用いられるターゲットは、ＩｎとＺｎの原子
比[Ｉｎ／（Ｉｎ+Ｚｎ）]が０．８３に調整されている
Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ焼結体である。この焼結体をプレー
ナマグネトロン型スパッタ装置のカソードに設置してタ
ーゲットとして用いる。放電ガスは純アルゴンまたは１
Ｖｏｌ％程度の微量の酸素ガスを混入させたアルゴンガ
スを用いる方法で透明電極２０ｂ膜を膜厚１２００オン
グストロームで堆積した。このＩｎ２Ｏ３−ＺｎＯ膜は
Ｘ線回折法で分析するとピークは観察されず非晶質であ
った。
分とする非晶質透明導電膜をスパッタリング法で堆積す
る。この際用いられるターゲットは、ＩｎとＺｎの原子
比[Ｉｎ／（Ｉｎ+Ｚｎ）]が０．８３に調整されている
Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ焼結体である。この焼結体をプレー
ナマグネトロン型スパッタ装置のカソードに設置してタ
ーゲットとして用いる。放電ガスは純アルゴンまたは１
Ｖｏｌ％程度の微量の酸素ガスを混入させたアルゴンガ
スを用いる方法で透明電極２０ｂ膜を膜厚１２００オン
グストロームで堆積した。このＩｎ２Ｏ３−ＺｎＯ膜は
Ｘ線回折法で分析するとピークは観察されず非晶質であ
った。
【００７０】この透明電極２０ｂ膜を蓚酸３．４ｗｔ％
の水溶液でホトエッチング法により所望の画素電極、及
び取出し電極をパターンニングした。遮光膜パターンを
形成して、α−ＳｉＴＦＴ基板１４が完成する。このＴ
ＦＴ基板１４を用いてＴＦＴ−ＬＣＤ方式平面ディスプ
レイを製造した。その後、ビデオ信号を入力し、良好な
表示性能を示すことを確認できた。
の水溶液でホトエッチング法により所望の画素電極、及
び取出し電極をパターンニングした。遮光膜パターンを
形成して、α−ＳｉＴＦＴ基板１４が完成する。このＴ
ＦＴ基板１４を用いてＴＦＴ−ＬＣＤ方式平面ディスプ
レイを製造した。その後、ビデオ信号を入力し、良好な
表示性能を示すことを確認できた。
【００７１】［実施例２］ 反射型ＴＦＴ−ＬＣＤに、
本発明のＡｇ合金の一例を配線として利用した実施例を
説明する。反射型ＴＦＴ−ＬＣＤの基本的な構造に関し
ては透過型ＴＦＴ−ＬＣＤのＴＦＴ基板１４側の透明電
極２０ｂが光を反射する反射電極になった点が原理的に
異なる点である。実際の製造に当たっては、図２〜図４
には現れていない種々の保護膜・層が適宜成膜され、ま
た、電極以外にも透過型ＴＦＴ−ＬＣＤと異なる点が多
々あることはよく知られている。
本発明のＡｇ合金の一例を配線として利用した実施例を
説明する。反射型ＴＦＴ−ＬＣＤの基本的な構造に関し
ては透過型ＴＦＴ−ＬＣＤのＴＦＴ基板１４側の透明電
極２０ｂが光を反射する反射電極になった点が原理的に
異なる点である。実際の製造に当たっては、図２〜図４
には現れていない種々の保護膜・層が適宜成膜され、ま
た、電極以外にも透過型ＴＦＴ−ＬＣＤと異なる点が多
々あることはよく知られている。
【００７２】まず、透過性のガラス基板１８ｂに、Ｚｒ
を１．７ｗｔ％、Ａｕを３．５ｗｔ％含有するＡｇ合金
を高周波スパッタリング法により室温で膜厚１５００オ
ングストローム（抵抗率：２．８μΩ・ｃｍ）に堆積す
る。これを硝酸、酢酸、リン酸系水溶液をエッチング液
として用いたホトエッチング法により所望の形状のゲー
ト電極３４及びゲート電極配線とする。
を１．７ｗｔ％、Ａｕを３．５ｗｔ％含有するＡｇ合金
を高周波スパッタリング法により室温で膜厚１５００オ
ングストローム（抵抗率：２．８μΩ・ｃｍ）に堆積す
る。これを硝酸、酢酸、リン酸系水溶液をエッチング液
として用いたホトエッチング法により所望の形状のゲー
ト電極３４及びゲート電極配線とする。
【００７３】次にグロー放電ＣＶＤ法により、窒化シリ
コン（ＳｉＮｘ）膜となるゲート絶縁膜を膜厚３０００
オングストローム堆積する。続いて、α−Ｓｉ：Ｈ
（ｉ）膜３８を膜厚３５００オングストローム堆積す
る。この時、放電ガスとして、ＳｉＮｘ膜３５はＳｉＨ
４−ＮＨ３−Ｎ２系ガスを用い、α−Ｓｉ：Ｈ（ｉ）膜
３８は、ＳｉＨ４−Ｎ２系の混合ガスをそれぞれ用い
る。このＳｉＮｘ膜３５は、ＣＦ４ガスを用いたドライ
エッチングにより所望のチャンネル保護層を形成する。
コン（ＳｉＮｘ）膜となるゲート絶縁膜を膜厚３０００
オングストローム堆積する。続いて、α−Ｓｉ：Ｈ
（ｉ）膜３８を膜厚３５００オングストローム堆積す
る。この時、放電ガスとして、ＳｉＮｘ膜３５はＳｉＨ
４−ＮＨ３−Ｎ２系ガスを用い、α−Ｓｉ：Ｈ（ｉ）膜
３８は、ＳｉＨ４−Ｎ２系の混合ガスをそれぞれ用い
る。このＳｉＮｘ膜３５は、ＣＦ４ガスを用いたドライ
エッチングにより所望のチャンネル保護層を形成する。
【００７４】続いてα−Ｓｉ：Ｈ（ｎ）膜をＳｉＨ４−
Ｈ２−ＰＨ３系の混合ガスを用いて膜厚３０００オング
ストローム堆積する。次にこの上に、Ｚｒを１．７ｗｔ
％、Ｎｉを１．７ｗｔ％含有するＡｇ合金層膜を膜厚
０．３μｍ（抵抗率：３．４μΩ・ｃｍ）をスパッタリ
ング法により室温で堆積するそして、酸化インジウムと
酸化亜鉛を主成分とする非晶質透明導電膜をスパッタリ
ング法で堆積する。
Ｈ２−ＰＨ３系の混合ガスを用いて膜厚３０００オング
ストローム堆積する。次にこの上に、Ｚｒを１．７ｗｔ
％、Ｎｉを１．７ｗｔ％含有するＡｇ合金層膜を膜厚
０．３μｍ（抵抗率：３．４μΩ・ｃｍ）をスパッタリ
ング法により室温で堆積するそして、酸化インジウムと
酸化亜鉛を主成分とする非晶質透明導電膜をスパッタリ
ング法で堆積する。
【００７５】この層を硝酸、酢酸、リン酸系水溶液エッ
チング液を用いて、ホトエッチング法で所望のソース電
極３２及びドレイン電極３６のパターンとする。さらに
α−Ｓｉ：Ｈ膜をＣＦ４ガスを用いたドライエッチング
及びヒドラジン（ＮＨ２ＮＨ ２・Ｈ２Ｏ）水溶液を用い
たウエットエッチングを併用することにより、所望のパ
ターンのα−Ｓｉ：Ｈ（ｉ）膜３８のパターン、α−Ｓ
ｉ：Ｈ（ｎ）膜のパターンとする。この上に、グロー放
電ＣＶＤ法により、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜となる
ゲート絶縁膜を膜厚３０００オングストローム堆積す
る。この時、放電ガスとして、ＳｉＮｘ膜はＳｉＨ４−
ＮＨ３−Ｎ２系ガスを用いる。さらに、ＣＦ４ガスを用
いたドライエッチング法を用いたホトエッチング法によ
り、ゲート電極３４取出し口と、ソース電極３２取出し
口と、ドレイン電極３６と透明電極２０ｂの電気的接続
点として所望のスルーホール４０ｂと、を形成する。そ
の後、Ａｇ合金電極表面にアルゴンプラズマを作用さ
せ、表面を洗浄化する。
チング液を用いて、ホトエッチング法で所望のソース電
極３２及びドレイン電極３６のパターンとする。さらに
α−Ｓｉ：Ｈ膜をＣＦ４ガスを用いたドライエッチング
及びヒドラジン（ＮＨ２ＮＨ ２・Ｈ２Ｏ）水溶液を用い
たウエットエッチングを併用することにより、所望のパ
ターンのα−Ｓｉ：Ｈ（ｉ）膜３８のパターン、α−Ｓ
ｉ：Ｈ（ｎ）膜のパターンとする。この上に、グロー放
電ＣＶＤ法により、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜となる
ゲート絶縁膜を膜厚３０００オングストローム堆積す
る。この時、放電ガスとして、ＳｉＮｘ膜はＳｉＨ４−
ＮＨ３−Ｎ２系ガスを用いる。さらに、ＣＦ４ガスを用
いたドライエッチング法を用いたホトエッチング法によ
り、ゲート電極３４取出し口と、ソース電極３２取出し
口と、ドレイン電極３６と透明電極２０ｂの電気的接続
点として所望のスルーホール４０ｂと、を形成する。そ
の後、Ａｇ合金電極表面にアルゴンプラズマを作用さ
せ、表面を洗浄化する。
【００７６】次にこの上にＺｒを１．７ｗｔ％、Ａｕを
３．５ｗｔ％含有するＡｇ合金層膜を膜厚０．２μｍ
（抵抗率：２．８μΩ・ｃｍ）をスパッタリング法によ
り室温で堆積する。
３．５ｗｔ％含有するＡｇ合金層膜を膜厚０．２μｍ
（抵抗率：２．８μΩ・ｃｍ）をスパッタリング法によ
り室温で堆積する。
【００７７】そして、酸化インジウムと酸化亜鉛の主成
分とする非晶質透明導電膜をスパッタリング法で堆積す
る。この際用いられるターゲットは、ＩｎとＺｎの原子
比[Ｉｎ／（Ｉｎ+Ｚｎ）]が０．８３に調整されている
Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ焼結体である。この焼結体をプレー
ナマグネトロン型スパッタ装置のカソードに設置してタ
ーゲットとして用いる。放電ガスは純アルゴンまたは１
Ｖｏｌ％程度の微量の酸素ガスを混入させたアルゴンガ
スを用いる方法で透明電極２０ｂ膜を膜厚１２００オン
グストロームで堆積した。このＩｎ２Ｏ３−ＺｎＯ膜は
Ｘ線回折法で分析するとピークは観察されず非晶質であ
った。
分とする非晶質透明導電膜をスパッタリング法で堆積す
る。この際用いられるターゲットは、ＩｎとＺｎの原子
比[Ｉｎ／（Ｉｎ+Ｚｎ）]が０．８３に調整されている
Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ焼結体である。この焼結体をプレー
ナマグネトロン型スパッタ装置のカソードに設置してタ
ーゲットとして用いる。放電ガスは純アルゴンまたは１
Ｖｏｌ％程度の微量の酸素ガスを混入させたアルゴンガ
スを用いる方法で透明電極２０ｂ膜を膜厚１２００オン
グストロームで堆積した。このＩｎ２Ｏ３−ＺｎＯ膜は
Ｘ線回折法で分析するとピークは観察されず非晶質であ
った。
【００７８】この透明電極２０ｂ膜をＡｇ合金層及び酸
化インジウム−酸化亜鉛層を同時にエッチングできるよ
う濃度を調節した硝酸、酢酸、リン酸水溶液系エッチン
グ液でホトエッチング法により所望の反射型画素電極、
及び取出し電極をパターンニングした。
化インジウム−酸化亜鉛層を同時にエッチングできるよ
う濃度を調節した硝酸、酢酸、リン酸水溶液系エッチン
グ液でホトエッチング法により所望の反射型画素電極、
及び取出し電極をパターンニングした。
【００７９】遮光膜パターンを形成して、α−ＳｉＴＦ
Ｔ基板１４が完成する。このＴＦＴ基板１４を用いてＴ
ＦＴ−ＬＣＤ方式平面ディスプレイを製造した。その
後、ビデオ信号を入力し、良好な表示性能を示すことを
確認できた。
Ｔ基板１４が完成する。このＴＦＴ基板１４を用いてＴ
ＦＴ−ＬＣＤ方式平面ディスプレイを製造した。その
後、ビデオ信号を入力し、良好な表示性能を示すことを
確認できた。
【００８０】［実施例３］ 有機ＥＬ用基板に本発明の
Ａｇ合金の一例を配線として利用した参考例を説明す
る。
Ａｇ合金の一例を配線として利用した参考例を説明す
る。
【００８１】実施例１において、金属酸化物導電膜を成
膜する。この成膜ＩｎとＺｎの原子比［Ｉｎ／（Ｉｎ+
Ｚｎ）］が０．８３に調整されたＩｎ２Ｏ３−ＺｎＯを
ターゲットとして利用したスパッタリング法で行い、３
００オングストロームの厚さで成膜した。すなわち、こ
の金属酸化物導電膜は、実施例１で言及した透明電極で
ある。
膜する。この成膜ＩｎとＺｎの原子比［Ｉｎ／（Ｉｎ+
Ｚｎ）］が０．８３に調整されたＩｎ２Ｏ３−ＺｎＯを
ターゲットとして利用したスパッタリング法で行い、３
００オングストロームの厚さで成膜した。すなわち、こ
の金属酸化物導電膜は、実施例１で言及した透明電極で
ある。
【００８２】本実施例３において特徴的なことは、この
金属酸化物導電膜の組成成分としてＰｄを全金属量に対
し３原子％含むことである。この導電膜の仕事関数を大
気中紫外線電子分析装置（理研計器（株）製：ＡＣ−
１）にて測定した値は５．６５ｅＶであり、有機ＥＬ用
陽極として好ましい性質を有していることが判明した。
金属酸化物導電膜の組成成分としてＰｄを全金属量に対
し３原子％含むことである。この導電膜の仕事関数を大
気中紫外線電子分析装置（理研計器（株）製：ＡＣ−
１）にて測定した値は５．６５ｅＶであり、有機ＥＬ用
陽極として好ましい性質を有していることが判明した。
【００８３】なお、この例では、Ｐｄを用いる例を説明
したが、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｉｒを用いることも好ましい。そ
れぞれの物質を添加した場合、仕事関数は、それぞれ
５．５１ｅＶ、５．６３ｅＶ、５．６１ｅＶであった。
その結果、いずれも有機ＥＬ用陽極として好ましい性質
を有している。
したが、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｉｒを用いることも好ましい。そ
れぞれの物質を添加した場合、仕事関数は、それぞれ
５．５１ｅＶ、５．６３ｅＶ、５．６１ｅＶであった。
その結果、いずれも有機ＥＬ用陽極として好ましい性質
を有している。
【００８４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、抵
抗値を低く抑えたまま、ガラス基板やシリコンウェハと
の密着強度が向上した配線材料が得られる。その結果、
ＴＦＴ−ＬＣＤや有機ＥＬ装置その他の電子装置に応用
した場合にも、剥離が生じることがなく、かつ、低抵抗
であるため、素子の特性を向上させることが可能であ
る。
抗値を低く抑えたまま、ガラス基板やシリコンウェハと
の密着強度が向上した配線材料が得られる。その結果、
ＴＦＴ−ＬＣＤや有機ＥＬ装置その他の電子装置に応用
した場合にも、剥離が生じることがなく、かつ、低抵抗
であるため、素子の特性を向上させることが可能であ
る。
【００８５】また、本発明によれば、上記のようなＡｇ
合金をスパッタリングにより成膜し、金属電極を構成す
る工程を採用することにより、製造工程を簡略化でき、
ＴＦＴアレイを効率よく生産可能である。その結果、Ｔ
ＦＴ−ＬＣＤやＴＦＴ駆動有機ＥＬを低コストで供給可
能である。特に、本発明のような組成を採用することに
より、スパッタリング工程における以上放電の可能性を
小さく抑えることができ、効率のよい生産を実行するこ
とができる。
合金をスパッタリングにより成膜し、金属電極を構成す
る工程を採用することにより、製造工程を簡略化でき、
ＴＦＴアレイを効率よく生産可能である。その結果、Ｔ
ＦＴ−ＬＣＤやＴＦＴ駆動有機ＥＬを低コストで供給可
能である。特に、本発明のような組成を採用することに
より、スパッタリング工程における以上放電の可能性を
小さく抑えることができ、効率のよい生産を実行するこ
とができる。
【図１】本実施の形態の配線材料の特性を表す表を示し
た図である。
た図である。
【図２】
＿透過型ＴＦＴ−ＬＣＤの断面模式図
である。
＿透過型ＴＦＴ−ＬＣＤの断面模式図
である。
【図３】透過型ＴＦＴ−ＬＣＤの１個の画素の基本的な
構造を示す平面模式図である。
構造を示す平面模式図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ´における断面模式図であ
る。
る。
１０ 液晶
１２ カラーフィルター基板
１４ ＴＦＴ基板
１６ バックライト
１８ａ、１８ｂ ガラス基板
２０ａ、２０ｂ 透明電極
２２ カラーフィルター
２４ ＴＦＴ
３０ 信号ライン
３２ ソース電極
３４ ゲート電極
３５ ＳｉＮｘ
３６ ドレイン電極
３８ アモルファスシリコン
４０ 絶縁膜
─────────────────────────────────────────────────────
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 21/3205 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ
29/786 33/26 Ｚ
Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１６Ｖ
33/26 ６１７Ｍ
21/88 Ｍ
Ｆターム(参考） 2H092 GA11 GA14 GA24 GA28 GA31
GA32 GA36 GA45 HA02 HA06
HA12 HA13 HA14 HA16 HA19
JA24 JA37 JA41 JB01 JB11
JB21 JB22 JB31 KA15 KA17
KA18 KB01 KB03 KB11 MA05
NA27 NA29 PA12
3K007 AB05 AB15 AB18 BA06 CA01
CA03 CB01 CC01 DB03 GA00
4M104 AA01 AA08 AA09 AA10 BB08
BB36 CC01 CC05 DD17 DD22
DD37 DD40 DD64 EE03 EE17
GG08 HH08 HH16
5F033 GG04 HH14 HH38 JJ01 JJ38
KK14 PP15 QQ08 QQ09 QQ19
QQ37 QQ92 RR06 VV06 VV15
WW00 XX10 XX13
5F110 AA03 AA30 BB01 CC07 DD02
DD05 EE06 EE44 FF03 FF29
GG02 GG15 GG42 GG44 HK06
HK33 HL07 NN02 NN12 NN24
NN35 NN41 NN72
Claims (14)
- 【請求項１】 Ａｇ、Ｚｒを必須成分とし、さらに、Ａ
ｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、またはＡｌからなる群から選択される
１種または２種以上の金属を含有するＡｇ合金からなる
配線材料。 - 【請求項２】 請求項１記載の前記Ａｇ合金において、
Ａｇの組成比率が６０〜９９ｗｔ％であり、かつ、Ｚｒ
の組成比率が１〜５ｗｔ％であることを特徴とする請求
項１記載の配線材料。 - 【請求項３】 請求項１記載の前記Ａｇ合金において、
Ａｇの組成比率が６０〜９９ｗｔ％であり、 Ｚｒの組成比率が１〜５ｗｔ％であり、 Ａｕの組成比率が０〜２０ｗｔ％であり、 Ｎｉの組成比率が０〜２０ｗｔ％であり、 Ｃｏの組成比率が０〜２０ｗｔ％であり、 かつ、Ａｌの組成比率が０〜３９ｗｔ％であることを特
徴とする請求項１記載の配線材料。 - 【請求項４】 Ｒｅ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｉｒのからなる群か
ら選択される１種または２種以上の金属を０〜１ｗｔ％
の範囲で含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の
配線材料。 - 【請求項５】 比抵抗が４μΩ・ｃｍ以下であることを
特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＡｇ合
金からなる配線材料 - 【請求項６】 基板と、 請求項１〜４のいずれかに記載の配線材料からなる配線
と、 を具備してなる配線基板。 - 【請求項７】 前記基板がガラス基板、または、シリコ
ン基板であることを特徴とする請求項６記載の配線基
板。 - 【請求項８】 前記配線と、前記基板との密着強度をス
クラッチ試験法により測定した値が３ニュートン以上で
あることを特徴とする請求項６または７記載の配線基
板。 - 【請求項９】 前記配線が、前記配線基板上に形成され
た薄膜トランジスタのゲート配線及びゲート電極である
ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の
半導体素子配線基板。 - 【請求項１０】 前記配線が、前記配線基板上に形成さ
れた薄膜トランジスタのソース配線及びドレイン配線並
びにソース電極及びドレイン電極であることを特徴とす
る請求項６〜８のいずれか１項に記載の半導体素子配線
基板。 - 【請求項１１】 前記基板は、少なくとも表面が絶縁性
であり、 前記配線上に金属酸化物導電膜層が形成されていること
を特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の配線基
板。 - 【請求項１２】 前記配線と前記金属酸化物導電層膜と
が、２層構造の積層配線を構成していることを特徴とす
る請求項１１記載の配線基板。 - 【請求項１３】 前記金属酸化物導電膜が酸化インジウ
ム及び酸化亜鉛の非晶質透明導電膜からなり、この非晶
質透明導電膜の原子構成がＩｎ／（Ｉｎ+Ｚｎ）＝０．
８〜０．９５の関係を満たすことを特徴とする請求項１
１または１２に記載の配線基板。 - 【請求項１４】 前記非晶質透明導電膜の仕事関数が
５．４ｅＶ以上であることを特徴とする請求項１１〜１
３のいずれか１項に記載の配線基板。
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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