JP2003338465A - Mo-W TARGET FOR FORMING WIRING, Mo-W WIRING THIN FILM USING THE SAME, AND LIQUID-CRYSTAL DISPLAY DEVICE - Google Patents

Mo-W TARGET FOR FORMING WIRING, Mo-W WIRING THIN FILM USING THE SAME, AND LIQUID-CRYSTAL DISPLAY DEVICE

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JP2003338465A
JP2003338465A JP2003062935A JP2003062935A JP2003338465A JP 2003338465 A JP2003338465 A JP 2003338465A JP 2003062935 A JP2003062935 A JP 2003062935A JP 2003062935 A JP2003062935 A JP 2003062935A JP 2003338465 A JP2003338465 A JP 2003338465A
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佳子 辻
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光志 池田
Michio Sato
道雄 佐藤
Toshihiro Maki
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a target for forming wiring, together with a wiring thin film using the same, which is made from a wiring forming material of high resistance against an etchant such as an interlayer insulating film and ITO low in resistance and tapered, at forming of the wiring with a liquid-crystal display device, etc. <P>SOLUTION: An Mo-W target for forming wiring is made from an Mo-W alloy which contains tungsten by 20-95 atom.% and molybdenum and inevitable impurities for the remaining part. The Mo-W alloy has a relative density of 98% or higher, and an average particle size of crystal grain is 200 μm or less and has a metal composition of solid solution phase of Mo and W. An Mo-W wiring thin film is formed with the Mo-W target for forming wiring. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、配線形成用Mo−
Wターゲットとそれを用いたMo−W配線薄膜および液
晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring forming Mo-
The present invention relates to a W target, a Mo-W wiring thin film using the W target, and a liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、非晶質シリコン(以下、「a-S
i」と記す)膜を用いて形成された薄膜トランジスタ
(以下、「TFT」と記す)をスイッチング素子として
適用したアクティブマトリックス型液晶表示装置が注目
されている。これは、安価なガラス基板上に低温成膜が
可能なa-Si膜を用いてTFTアレイを構成することに
より、大面積、高精細、高画質でかつ安価なパネルディ
スプレイ、すなわちフラット型テレビジョンが実現でき
る可能性があるからである。
2. Description of the Related Art Recently, amorphous silicon (hereinafter referred to as "a-S
Attention has been focused on an active matrix type liquid crystal display device in which a thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) formed by using a film described as “i”) is applied as a switching element. This is a large-area, high-definition, high-quality and inexpensive panel display, that is, a flat-type television, by forming a TFT array using an a-Si film that can be formed at low temperature on an inexpensive glass substrate. Is possible.

【0003】しかし、大面積のディスプレイを構成する
場合、必然的にアドレス配線の総延長が飛躍的に増加す
るため、アドレス配線の有する抵抗分が増加する。この
アドレス配線の抵抗分の増加に伴って、スイッチ素子に
与えられるゲートパルスの遅延が顕著になり、液晶の制
御が困難になるという問題が生じている。このため、少
なくとも配線幅等のパラメータを維持したままで、ゲー
トパルスの遅延を回避することが必要となる。
However, in the case of constructing a large-area display, the total length of the address wiring inevitably increases dramatically, and the resistance of the address wiring increases. With the increase of the resistance of the address wiring, the delay of the gate pulse given to the switch element becomes remarkable, which causes a problem that the control of the liquid crystal becomes difficult. Therefore, it is necessary to avoid the delay of the gate pulse while maintaining at least the parameters such as the wiring width.

【0004】ゲートパルスの遅延を回避するための1つ
の手段として、より低い抵抗率を有する配線材料を用い
てアドレス配線を形成することが考えられる。現在、ア
ドレス配線材料としては、Mo−Ta合金膜がよく用い
られている。しかし、この合金膜の抵抗率は40Ω・cm程
度と大きいため、大面積ディスプレイの実現はMo−T
a合金膜の抵抗率では困難とされている。特に、アドレ
ス配線が1000本程度の高精細な直視型ディスプレイで
は、20μΩ・cm程度以下の抵抗率を有する配線材料が必
要とされている。
As one means for avoiding the delay of the gate pulse, it is possible to form the address wiring by using a wiring material having a lower resistivity. Currently, a Mo-Ta alloy film is often used as an address wiring material. However, the resistivity of this alloy film is as large as 40 Ω · cm, so realization of a large area display is possible with Mo-T.
The resistivity of the a alloy film is considered to be difficult. In particular, in a high-definition direct-view display having about 1000 address wirings, a wiring material having a resistivity of about 20 μΩ · cm or less is required.

【0005】上述したような新しい配線材料には、低抵
抗率のみではなく、これに加えて以下に示すような特性
も要求される。アドレス配線上に形成する層間絶縁膜の
ステップカバレッジを良好にして、層間絶縁膜上に形成
される配線とアドレス配線との絶縁性を高める必要性が
あることから、テーパ加工が可能な性質を有することが
要求される。
The new wiring material as described above is required to have not only a low resistivity but also the following characteristics. Since it is necessary to improve the step coverage of the interlayer insulating film formed on the address wiring and enhance the insulating property between the wiring formed on the interlayer insulating film and the address wiring, the taper processing is possible. Is required.

【0006】すなわち、低抵抗の配線材料を用いてアド
レス配線を形成することによって、ゲートパルスの遅延
を抑制すると共に、絶縁性を確保した信頼性の高い液晶
表示装置の実現が望まれている。このような要望は、大
面積ディスプレイに限らず、ディスプレイの高精細化を
図るために配線や配線間隔を狭小化した液晶表示装置、
あるいは配線幅を細くして開口率を向上させた液晶表示
装置等においても同様の要求がなされている。
That is, it is desired to realize a highly reliable liquid crystal display device in which the delay of the gate pulse is suppressed and the insulating property is secured by forming the address wiring by using the wiring material of low resistance. Such a request is not limited to a large area display, but a liquid crystal display device in which wiring and wiring intervals are narrowed in order to achieve high definition of the display,
Alternatively, the same demand is made in a liquid crystal display device or the like in which the wiring width is narrowed to improve the aperture ratio.

【0007】従来の液晶表示装置は、以下に示すような
他の問題点をも有していた。ここで、図5は液晶表示装
置に用いられるTFT(スイッチング素子)および蓄積
容量部分の断面図である。図5に示すように、ガラス基
板1上にMo−Ta合金をスパッタして、ゲート電極
2、アドレス配線、Cs線9を同時に形成する。その上
に形成したゲート絶縁膜3を介して、a-Siの活性層4
を堆積する。この活性層4の両端部上に、n+a-Si層5
a、5bを堆積する。そして、ゲート絶縁膜3を介して
ITO画素電極8を成膜する。次いで、n+a-Si層5a
に接続部分を持つAlのソース電極6a、n+a-Si層5
bおよび画素電極8の一部に接続部分を持つドレイン電
極6b、およびデータ配線を同時に形成する。
The conventional liquid crystal display device also has the following other problems. Here, FIG. 5 is a sectional view of a TFT (switching element) and a storage capacitor portion used in the liquid crystal display device. As shown in FIG. 5, a Mo—Ta alloy is sputtered on the glass substrate 1 to simultaneously form the gate electrode 2, the address wiring, and the Cs line 9. The a-Si active layer 4 is formed through the gate insulating film 3 formed thereon.
Deposit. The n + a-Si layer 5 is formed on both ends of the active layer 4.
a and 5b are deposited. Then, the ITO pixel electrode 8 is formed via the gate insulating film 3. Then, n + a-Si layer 5a
Al source electrode 6a, n + a-Si layer 5 having a connection part at
b and the drain electrode 6b having a connection portion in a part of the pixel electrode 8 and the data wiring are simultaneously formed.

【0008】図5に示される従来のTFTにおいては、
画素電極とデータ配線とが絶縁膜を介することなく同一
層で存在するためにショートして、点欠陥が発生するこ
とがあった。この点欠陥を回避するために、ソース電
極、ドレイン電極およびデータ配線の配線後に層間絶縁
膜を形成し、その上に画素電極を形成する構造が改善案
として検討されている。このような構造を実現するため
には、(1)データ配線等が層間絶縁膜のエッチャントで
あるHFや画素電極のITOエッチャントに対して優れ
た耐性を有していること、(2)層間絶縁膜のステップカ
バレッジを良好にしてデータ配線と画素電極との絶縁性
を高めるために、データ配線にテーパ加工を施すことが
可能であること、等が要求される。
In the conventional TFT shown in FIG. 5,
Since the pixel electrode and the data wiring exist in the same layer without the interposition of the insulating film, they may be short-circuited to cause a point defect. In order to avoid this point defect, a structure in which an interlayer insulating film is formed after the wiring of the source electrode, the drain electrode and the data wiring, and the pixel electrode is formed thereon is being studied as an improvement plan. In order to realize such a structure, (1) the data wiring and the like have excellent resistance to HF which is the etchant of the interlayer insulating film and the ITO etchant of the pixel electrode, (2) the interlayer insulating In order to improve the step coverage of the film and enhance the insulation between the data wiring and the pixel electrode, it is required that the data wiring can be tapered.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような要求を満たす配線材料は、現在まで見出されて
いないため、上記構造を実現して液晶表示装置の信頼性
を高めることは困難であった。特に、大面積ディスプレ
イの開発には、点欠陥の発生率を低減することが重要で
あり、そのような信頼性の高い液晶表示装置の開発が望
まれている。そのため、上記要求を満足する配線材料、
さらには配線形成用ターゲットの開発が望まれている。
However, since no wiring material satisfying the above requirements has been found so far, it is difficult to realize the above structure and enhance the reliability of the liquid crystal display device. It was In particular, in developing a large area display, it is important to reduce the occurrence rate of point defects, and development of such a highly reliable liquid crystal display device is desired. Therefore, wiring materials that meet the above requirements,
Furthermore, development of a target for wiring formation is desired.

【0010】一方、Al系やTa系の合金では、表面に
酸化膜が形成されて上層の金属配線とのコンタクト抵抗
が高くなるために、表面酸化膜を除去する工程が必要で
あった。さらに、ITOとAlの反応を防ぐためにバリ
ヤメタルが必要であり、製造工程が増すという欠点があ
った。
On the other hand, in Al-based or Ta-based alloys, an oxide film is formed on the surface to increase the contact resistance with the upper metal wiring, so that a step of removing the surface oxide film is required. Further, a barrier metal is required to prevent the reaction between ITO and Al, which has a drawback of increasing the number of manufacturing processes.

【0011】本発明の目的は、低抵抗で、かつテーパ加
工が可能な配線形成用材料からなる配線形成用ターゲッ
トおよび配線薄膜を提供することにある。本発明の他の
目的は、低抵抗で、かつ層間絶縁膜やITO等のエッチ
ャントに対して高耐性を有する配線形成用材料からなる
配線形成用ターゲットおよび配線薄膜を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a wiring forming target and a wiring thin film made of a wiring forming material which has a low resistance and can be tapered. Another object of the present invention is to provide a wiring forming target and a wiring thin film made of a wiring forming material having a low resistance and a high resistance to an etchant such as an interlayer insulating film or ITO.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために、液晶表示装置等の表示装置における
配線材料としての種々の金属や合金について系統的に実
験、検討を重ねた結果、限定された組成範囲のモリブデ
ン(Mo)とタングステン(W)との合金膜は、これら
を構成するMoあるいはWの単体で構成された膜に比較
して抵抗率が低いと共に、加工性が良好であることを初
めて見出し、本発明を成すに至った。
In order to achieve the above object, the present inventors systematically conducted experiments and studies on various metals and alloys as wiring materials in display devices such as liquid crystal display devices. As a result, the alloy film of molybdenum (Mo) and tungsten (W) having a limited composition range has a low resistivity and a low workability as compared with a film composed of only Mo or W constituting them. For the first time, they have found that they are good and have completed the present invention.

【0013】すなわち、本発明の配線形成用Mo−Wタ
ーゲットは、原子パーセントでタングステン20〜95%、
残部モリブデンおよび不可避的不純物よりなるMo−W
合金材からなり、前記Mo−W合金材は相対密度が98%
以上、結晶粒の平均粒径が200μm以下であると共に、M
oとWとの固溶体相からなる金属組織を有することを特
徴としている。本発明のMo−W配線薄膜は、上記した
本発明の配線形成用Mo−Wターゲットを用いて形成し
てなることを特徴としている。
That is, the Mo-W target for forming a wiring according to the present invention has an atomic percentage of tungsten of 20 to 95%,
Mo-W consisting of balance molybdenum and unavoidable impurities
Made of alloy material, the Mo-W alloy material has a relative density of 98%
As described above, the average grain size of the crystal grains is 200 μm or less, and M
It is characterized by having a metal structure composed of a solid solution phase of o and W. The Mo-W wiring thin film of the present invention is characterized by being formed by using the above-described Mo-W target for wiring formation of the present invention.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。本発明の配線形成用Mo−Wター
ゲットに用いられるMo−W材は、原子パーセントでタ
ングステン20〜95%、残部モリブデンおよび不可避的不
純物よりなるよう調整されたものであり、具体的にはM
o材とW材とを、Wの組成比が原子パーセントで20〜95
%の範囲となるように合金化したもの、例えば粉末冶金
法による焼結体や溶解法によるインゴット等からなるも
のである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Modes for carrying out the present invention will be described below. The Mo-W material used in the Mo-W target for wiring formation of the present invention is prepared so as to have an atomic percentage of 20 to 95% tungsten, the balance molybdenum and unavoidable impurities.
o material and W material, the composition ratio of W is 20 to 95 in atomic percent
% Alloyed, for example, a sintered body produced by the powder metallurgy method, an ingot produced by the melting method, or the like.

【0015】上述したMo−W合金材中のWの比率が原
子パーセントで20%未満であると、抵抗が上昇すると共
に、層間絶縁膜やITO等のエッチャントに対する耐性
が低下する。一方、Wの比率が原子パーセントで95%を
超えると、同様に抵抗が上昇する。言い換えると、Wの
比率が原子パーセントで20〜95%の範囲のMo−W合金
材は、低抵抗を有し、かつ耐エッチャント性に優れるも
のである。さらに、上記組成比のMo−W合金材は、例
えば薄膜とした場合にテーパ加工が可能であるという利
点を有する。
If the W content in the Mo-W alloy material is less than 20% in atomic percent, the resistance increases and the resistance to the etchant such as the interlayer insulating film and ITO decreases. On the other hand, when the W ratio exceeds 95% in atomic percent, the resistance similarly rises. In other words, the Mo-W alloy material in which the W ratio is in the range of 20 to 95% in atomic percent has low resistance and is excellent in etchant resistance. Further, the Mo-W alloy material having the above composition ratio has an advantage that it can be tapered when formed into a thin film, for example.

【0016】本発明の配線形成用Mo−Wターゲットに
用いられるMo−W合金材中のWの比率は、原子パーセ
ントで20〜70%の範囲とすることがより好ましい。この
Wの組成範囲内において、例えばスパッタ法で配線薄膜
を成膜する際に、実用的に良好なスパッタレートが得ら
れる。さらに、上記良好なスパッタレートと優れた耐エ
ッチャント性とを得る上で、Wの比率を原子パーセント
で25〜45%の範囲とすることが望ましい。
The proportion of W in the Mo-W alloy material used for the Mo-W target for wiring formation of the present invention is more preferably in the range of 20 to 70% in atomic percent. Within the composition range of W, a practically good sputtering rate can be obtained when a wiring thin film is formed by, for example, a sputtering method. Further, in order to obtain the good sputter rate and the excellent etchant resistance, it is desirable that the W content be in the range of 25 to 45% in atomic percent.

【0017】なお、本発明で用いられるMo−W合金材
は、得られる配線の特性を向上させるために、それに含
まれる不純物元素をなるべく少なくすることが好ましい
(Mo−WターゲットおよびMo−W配線薄膜について
も同じ)。例えば、不純物としての酸素は500ppm以下が
好ましく、さらに好ましくは200ppm以下、望ましくは10
0ppm以下、さらに望ましくは50ppm以下である。これ
は、酸素があまり多いと一般に空孔(ポア)が多く存在
し、密度の低下を招くためである。この密度の低下によ
り、パーティクルの発生が増加する。酸素量を低減する
ためには、粉末を水素還元する、または焼結性を向上さ
せる等が採用される。
The Mo-W alloy material used in the present invention preferably contains as few impurity elements as possible in order to improve the characteristics of the obtained wiring (Mo-W target and Mo-W wiring). The same applies to thin films). For example, oxygen as an impurity is preferably 500 ppm or less, more preferably 200 ppm or less, desirably 10
It is 0 ppm or less, and more preferably 50 ppm or less. This is because if there is too much oxygen, there are generally many pores (pores), which leads to a decrease in density. This decrease in density increases the generation of particles. In order to reduce the amount of oxygen, it is adopted to reduce powder with hydrogen or to improve sinterability.

【0018】本発明のMo−W配線薄膜は、上記した本
発明の配線形成用Mo−Wターゲットを用いて形成した
ものであり、上述したような組成比のMo−W合金から
なるものである。Wの組成比の規定理由や好ましい組成
範囲等は上述した通りである。このようなMo−W配線
薄膜からなる液晶表示装置等のアドレス配線は、ゲート
パルスに対して低い抵抗分として作用する。そのため、
アドレス配線を伝わるゲートパルスは、アドレス配線の
抵抗分に起因する遅延作用をほとんど受けない。よっ
て、液晶等を駆動するためのスイッチング素子には、遅
延のないゲートパルスが与えられる。
The Mo-W wiring thin film of the present invention is formed by using the above-mentioned Mo-W target for wiring formation of the present invention, and is made of the Mo-W alloy having the composition ratio as described above. . The reasons for defining the composition ratio of W, the preferable composition range, and the like are as described above. The address wiring such as a liquid crystal display device made of such a Mo-W wiring thin film acts as a low resistance component with respect to the gate pulse. for that reason,
The gate pulse transmitted through the address wiring is hardly delayed by the resistance component of the address wiring. Therefore, a gate pulse having no delay is given to the switching element for driving the liquid crystal or the like.

【0019】さらに、本発明のMo−W配線薄膜はテー
パ加工が可能であるため、この配線薄膜からなるアドレ
ス配線上に成膜する層間絶縁膜のステップカバレッジが
良好になる。従って、層間絶縁膜上に形成される配線と
アドレス配線との間には高い絶縁耐圧が得られる。本発
明のMo−W配線薄膜は、さらに層間絶縁膜やITO等
のエッチャントに対して優れた耐性を有する。従って、
データ配線と画素電極との絶縁性等を高めることができ
る。これらによって、表示領域を大面積化した場合にお
いても、信頼性の高い液晶表示装置を実現することが可
能となる。
Further, since the Mo-W wiring thin film of the present invention can be tapered, the step coverage of the interlayer insulating film formed on the address wiring made of this wiring thin film becomes good. Therefore, a high withstand voltage can be obtained between the wiring formed on the interlayer insulating film and the address wiring. The Mo-W wiring thin film of the present invention further has excellent resistance to an interlayer insulating film and an etchant such as ITO. Therefore,
It is possible to improve the insulation between the data wiring and the pixel electrode. As a result, it is possible to realize a highly reliable liquid crystal display device even when the display area is enlarged.

【0020】本発明のMo−W配線薄膜は、大面積化を
図った液晶表示装置に限らず、ディスプレイの高精細化
に伴って配線や配線間隔を狭小化した液晶表示装置、あ
るいは配線幅を細くして開口率を向上させた液晶表示装
置に対しても有効である。本発明のMo−W配線薄膜
は、配線幅や配線間隔の狭小化を良好に実現可能にす
る。さらに、本発明のMo−W配線薄膜は、液晶表示装
置の配線等に限らず、プラズマ表示装置、固体表示装
置、電解放出型冷陰極を用いた平面型表示装置等の配線
としても有効である。
The Mo-W wiring thin film of the present invention is not limited to a liquid crystal display device having a large area, but a liquid crystal display device in which wiring and wiring intervals are narrowed as the display becomes finer, or wiring width is reduced. It is also effective for a liquid crystal display device which is thin and has an improved aperture ratio. The Mo-W wiring thin film of the present invention can favorably realize narrowing of the wiring width and the wiring interval. Further, the Mo-W wiring thin film of the present invention is effective not only as wiring for liquid crystal display devices but also as wiring for plasma display devices, solid-state display devices, flat-panel display devices using field emission cold cathodes, and the like. .

【0021】本発明のMo−W配線薄膜は、さらに、そ
の表面に形成される酸化膜の抵抗が小さいという利点を
有する。このため、酸化膜の除去処理を行うことなく、
上層の金属配線等と良好なコンタクトを形成することが
できる。これにより、製造コストの低減が図れる。従っ
て、本発明のMo−W配線薄膜を用いて製造された液晶
表示装置は、従来の液晶表示装置とは異なり、そのゲー
ト電極、アドレス配線、Cs線の表面に酸化膜が形成さ
れた状態で構成することが可能となる。
The Mo-W wiring thin film of the present invention further has the advantage that the resistance of the oxide film formed on its surface is small. Therefore, without performing the oxide film removal process,
A good contact can be formed with the upper metal wiring or the like. Thereby, the manufacturing cost can be reduced. Therefore, the liquid crystal display device manufactured by using the Mo-W wiring thin film of the present invention is different from the conventional liquid crystal display device in that the oxide film is formed on the surface of the gate electrode, the address wiring, and the Cs line. It becomes possible to configure.

【0022】本発明の配線形成用Mo−Wターゲット
は、上述したような特性を有するMo−W配線薄膜をス
パッタ法等の薄膜形成法で再現性よく形成することを可
能にするものである。ただし、Mo−W配線薄膜の組成
は、配線薄膜を形成する際の条件、例えばスパッタ時に
おける雰囲気、印加電圧等の各種条件により種々変化す
るため、一概に決定されるものではないが、上記Wの組
成範囲内であれば良好なMo−W配線薄膜が得られる。
The Mo-W target for wiring formation of the present invention enables the Mo-W wiring thin film having the above-mentioned characteristics to be formed with good reproducibility by a thin film forming method such as a sputtering method. However, the composition of the Mo-W wiring thin film varies depending on various conditions such as an atmosphere at the time of forming the wiring thin film, for example, an atmosphere at the time of sputtering, an applied voltage, and the like, but is not unconditionally determined. Within the range of the composition, a good Mo-W wiring thin film can be obtained.

【0023】本発明の配線形成用Mo−Wターゲット
は、上述した合金化したMo−W材からなるものであ
る。MoとWとではスパッタ効率が異なるため、ターゲ
ットと得られる配線薄膜との間の組成バラツキを減少さ
せ、均一な膜組成を得る上で、Mo−W合金化材からな
る合金ターゲットが好適である。
The Mo-W target for wiring formation of the present invention is made of the above-mentioned alloyed Mo-W material. Since Mo and W have different sputtering efficiencies, an alloy target made of a Mo-W alloying material is suitable for reducing the composition variation between the target and the obtained wiring thin film and obtaining a uniform film composition. .

【0024】上述したようなMo−W合金ターゲット
は、その製造方法や製造条件により、例えば後に詳述す
る粉末治金法における各粉末の粉末粒径、成形条件、焼
結条件、機械加工条件、溶解法における溶解鋳造条件等
により、種々の密度や組織等を有するものが得られる。
さらに、ターゲットの密度や組織等は、得られる配線薄
膜の特性に影響を及ぼす。そこで、スパッタリング時に
おけるパーティクルの発生を防止して、Mo−W配線薄
膜の特性向上を図るために、Mo−Wターゲットは緻密
質でかつ金属組織が微細であることが好ましい。パーテ
ィクルは、配線の断線やショートの原因となる。具体的
には、相対密度が98%以上で、結晶粒の平均粒径が200
μm以下であることが好ましい。
The Mo-W alloy target as described above depends on its manufacturing method and manufacturing conditions, for example, the particle diameter of each powder in the powder metallurgy method, which will be described in detail later, molding conditions, sintering conditions, machining conditions, Those having various densities and structures can be obtained depending on the melting and casting conditions in the melting method.
Furthermore, the density and texture of the target affect the characteristics of the obtained wiring thin film. Therefore, in order to prevent the generation of particles during sputtering and improve the characteristics of the Mo-W wiring thin film, the Mo-W target is preferably dense and has a fine metal structure. The particles cause disconnection or short circuit of the wiring. Specifically, the relative density is 98% or more, and the average grain size of the crystal grains is 200%.
It is preferably μm or less.

【0025】上記したMo−Wターゲットは、結晶方位
の異なる結晶粒が集合した多結晶体であるため、結晶粒
の結晶方位によってスパッタレートが異なる。よって、
結晶粒が大きいほどスパッタ面は凹凸状態となり、結晶
粒間には段差が生じる。そのため、スパッタ粒子が段差
部や結晶面に付着して堆積しやすい。特に、ターゲット
の中央部や端部では、斜め方向からのスパッタ粒子が不
安定に堆積する。このような不安定に堆積したスパッタ
粒子(もしくはそれによる付着膜)は、スパッタ中に剥
離、脱落して、パーティクルの発生原因となる。さら
に、大きな段差部では異常放電によるスプラッシュが発
生して、パーティクルが発生する。
Since the above-mentioned Mo-W target is a polycrystalline body in which crystal grains having different crystal orientations are aggregated, the sputter rate varies depending on the crystal orientation of the crystal grains. Therefore,
The larger the crystal grains, the more uneven the sputtered surface is, and a step is formed between the crystal grains. Therefore, the sputtered particles are likely to adhere to the stepped portion or the crystal plane and accumulate. In particular, in the central portion and the end portion of the target, sputtered particles from an oblique direction are unstablely deposited. Such unstablely deposited sputtered particles (or an adhered film due to the sputtered particles) are separated and dropped during the sputtering, which causes particles. Further, at the large step portion, splash due to abnormal discharge occurs and particles are generated.

【0026】Mo−Wターゲット中の結晶粒を微細化す
ると、上記したようなパーティクルの発生を抑制するこ
とができる。従って、結晶粒の平均粒径は200μm以下で
あることが好ましく、より好ましくは100μm以下であ
り、さらに好ましくは50μm以下である。ここで、本発
明でいう結晶粒の粒径とは、スパッタ面方向の任意の研
磨面を倍率100倍で断面観察した際の結晶粒の“(長径
+短径)/2”の値を指すものである。この結晶粒の平均
粒径は、上記研磨面を30視野以上測定し、上記視野中に
存在する結晶粒の平均値である。
If the crystal grains in the Mo-W target are miniaturized, the above-mentioned generation of particles can be suppressed. Therefore, the average grain size of the crystal grains is preferably 200 μm or less, more preferably 100 μm or less, and further preferably 50 μm or less. Here, the grain size of the crystal grains in the present invention refers to the value of “(major axis + minor axis) / 2” of the crystal grains when a cross section of an arbitrary polished surface in the sputtering surface direction is observed at a magnification of 100 times. It is a thing. The average grain size of the crystal grains is the average value of the crystal grains present in the visual field obtained by measuring the polished surface in 30 or more visual fields.

【0027】また、Mo−Wターゲットにポアが存在す
ると、スパッタの際にポア内に入り込んだArイオンに
より叩き出されたスパッタ粒子がポアの縁に堆積して突
起物を形成する。この突起物は異常放電を引き起こし、
パーティクルを発生させる。Mo−Wターゲットを緻密
化すると、上記したパーティクルの発生を抑制すること
ができる。従って、Mo−Wターゲットの相対密度は98
%以上とすることが好ましく、より好ましくは99%以上
とすることであり、さらに好ましくは100%とすること
である。
When pores are present in the Mo-W target, sputtered particles knocked out by Ar ions entering the pores during sputtering deposit on the edges of the pores to form protrusions. This protrusion causes abnormal discharge,
Generate particles. When the Mo-W target is densified, the above-mentioned generation of particles can be suppressed. Therefore, the relative density of Mo-W target is 98.
% Or more, more preferably 99% or more, and further preferably 100%.

【0028】さらに、Mo−Wターゲットの残留加工歪
みもパーティクルの発生に影響を及ぼす。ターゲット中
に大きな加工歪みが残留していると、残留歪みの影響に
より局所的にスパッタレートが変動する。このスパッタ
レートの差により、スパッタ面に段差部が多く発生し
て、パーティクルの発生量が増加する。加工歪みは熱処
理により消失させることができ、加工歪みが減少するに
従って低下する硬度により判断できる。従って、Mo−
Wターゲットの場合、ビッカース硬度がHv350以下であ
ることが好ましく、Hv300以下であることがより好まし
く、さらにはHv250以下であることが好ましい。
Further, the residual processing strain of the Mo-W target also affects the generation of particles. When a large processing strain remains in the target, the sputter rate locally changes due to the influence of the residual strain. Due to this difference in sputtering rate, many stepped portions are generated on the sputtering surface, and the amount of particles generated increases. The work strain can be eliminated by heat treatment, and it can be judged by the hardness that decreases as the work strain decreases. Therefore, Mo-
In the case of a W target, the Vickers hardness is preferably Hv350 or less, more preferably Hv300 or less, and further preferably Hv250 or less.

【0029】上述したMo−Wターゲットの具体的な組
織は、その製造方法や製造条件等により、MoとWの均
一な固溶体相の組織、MoとWの固溶体相中にMoおよ
び/またはWが単体相で存在する組織、Moおよび/ま
たはWの単体相中にMoとWの固溶体相が存在する組織
等、種々の組織を得ることができる。これらのうち、特
にMoとWがターゲット中に均一に分布していることが
好ましいため、Mo−Wターゲットの組織はMoとWの
均一な固溶体相とすることが好ましい。
The specific structure of the above-described Mo-W target has a uniform solid solution phase structure of Mo and W, and Mo and / or W in the solid solution phase of Mo and W depending on the manufacturing method and manufacturing conditions. It is possible to obtain various structures such as a structure existing in a simple phase and a structure in which a solid solution phase of Mo and W exists in a simple phase of Mo and / or W. Among these, it is particularly preferable that Mo and W are uniformly distributed in the target, and therefore the structure of the Mo-W target is preferably a solid solution phase of Mo and W.

【0030】本発明の配線形成用Mo−Wターゲットの
より具体的な形態としては、例えば(a)Mo粉とW粉を
所定の組成比で含む混合粉を用いた粉末治金法により製
造されたターゲット、(b)MoとWが所定の組成比とな
るように、溶解法により製造されたターゲット、等が挙
げられる。
A more specific form of the Mo-W target for wiring formation of the present invention is, for example, (a) manufactured by a powder metallurgy method using a mixed powder containing Mo powder and W powder in a predetermined composition ratio. Examples of the target include (b) a target manufactured by a melting method so that Mo and W have a predetermined composition ratio, and the like.

【0031】上記ターゲット(a)の製造方法の一例につ
いて、以下に述べる。まず、Mo粉末とW粉末をボール
ミル中にて混合し、均一な混合粉末を作製する。この
際、ボールの材質にはナイロンやセラミックスを適用す
ることもできるが、ボールミルの内壁や使用するボール
の材質をMoあるいはWとすることにより、ターゲット
中に混入する不純物量を低減することができる。
An example of the method of manufacturing the target (a) will be described below. First, Mo powder and W powder are mixed in a ball mill to prepare a uniform mixed powder. At this time, nylon or ceramics can be applied to the material of the ball, but by using Mo or W as the material of the inner wall of the ball mill and the ball used, the amount of impurities mixed in the target can be reduced. .

【0032】次に、上記混合粉末をカーボンモールド等
に充填して焼結する。焼結には、真空中でのホットプレ
スが適用できる。また、焼結性を向上させて緻密化させ
るために、冷間静水圧プレス(CIP)等の等方加圧成
形と水素雰囲気等の還元性雰囲気中での焼結との組合せ
を適用してもよい。さらに、これらの方法により得られ
た焼結体に、HIP処理や鍛造や圧延等の熱間加工を施
して、ターゲット素材をさらに緻密化することは有効で
ある。
Next, the mixed powder is filled in a carbon mold or the like and sintered. Hot pressing in vacuum can be applied to the sintering. Further, in order to improve the sinterability and make it dense, a combination of isotropic pressure molding such as cold isostatic pressing (CIP) and sintering in a reducing atmosphere such as hydrogen atmosphere is applied. Good. Further, it is effective to further densify the target material by subjecting the sintered body obtained by these methods to hot working such as HIP treatment, forging and rolling.

【0033】ホットプレスは、加熱温度1973K以上、面
圧20MPa以上の条件下で行うことが好ましく、さらに好
ましい条件は加熱温度2073K以上、面圧30MPa以上であ
る。加圧成形後の焼結も同様に、1973K以上、より好ま
しくは2073K以上の温度行うことが好ましい。HIP
処理の好ましい条件は、加熱温度1773K以上、圧力150MP
a以上であり、より好ましくは加熱温度2073K以上、圧力
180MPa以上である。これは、あまり加熱温度と面圧が低
すぎると、焼結が進行しにくく、高密度の焼結体からな
るターゲット素材が得られにくいためである。
The hot pressing is preferably carried out under conditions of a heating temperature of 1973 K or higher and a surface pressure of 20 MPa or higher, and more preferable conditions are a heating temperature of 2073 K or higher and a surface pressure of 30 MPa or higher. Similarly, the sintering after pressure molding is preferably performed at a temperature of 1973K or higher, more preferably 2073K or higher. HIP
The preferred conditions for treatment are heating temperature of 1773K or higher and pressure of 150MP.
a or more, more preferably heating temperature 2073K or more, pressure
180MPa or more. This is because if the heating temperature and the surface pressure are too low, the sintering is difficult to proceed and it is difficult to obtain a target material composed of a high-density sintered body.

【0034】上述した粉末冶金法により得られたターゲ
ット素材は、研削等の機械加工を施して、所定形状のM
o−Wターゲットとする。
The target material obtained by the powder metallurgy method described above is subjected to mechanical processing such as grinding to obtain an M-shaped material having a predetermined shape.
ow target.

【0035】ターゲット(b)は、例えばMo、Wおよび
不可避不純物からなる焼結体を粉末治金法により作製し
た後、電子線溶解等の溶解法を用いてインゴットを製造
する。その後、必要により鍛造あるいは圧延等の熱間加
工を施した後、研削等の機械加工を施して、所定形状の
Mo−Wターゲットとする。
As the target (b), a sintered body made of, for example, Mo, W and inevitable impurities is produced by a powder metallurgy method, and then an ingot is produced by a melting method such as electron beam melting. After that, if necessary, hot working such as forging or rolling is performed, and then mechanical processing such as grinding is performed to obtain a Mo-W target having a predetermined shape.

【0036】本発明の配線形成用Mo−Wターゲット
は、前述したように、スパッタリング時におけるパーテ
ィクルの発生を防止するために、前述した密度や組織等
に関する条件を満足させることが好ましい。このため、
特に粉末冶金法と熱間加工とを組合せた製造方法を適用
することが好ましい。粉末冶金法による焼結体に熱間加
工を施すことによって、微細な結晶粒径を維持した上
で、ターゲット素材を高密度化することができる。例え
ば、相対密度が98%以上で、結晶粒の平均粒径が200μm
以下のMo−Wターゲットが得られる。溶解法によるタ
ーゲット素材は、結晶粒径が粗大化しやすいために、機
械的強度の低下や熱間加工時の割れ等が発生するおそれ
がある。
As described above, the Mo-W target for wiring formation of the present invention preferably satisfies the above-mentioned conditions regarding the density and the structure in order to prevent the generation of particles during sputtering. For this reason,
In particular, it is preferable to apply a manufacturing method which is a combination of powder metallurgy and hot working. By subjecting the sintered body by the powder metallurgy method to hot working, it is possible to make the target material highly dense while maintaining a fine crystal grain size. For example, if the relative density is 98% or more and the average grain size of the crystal grains is 200 μm
The following Mo-W targets are obtained. Since the crystal grain size of the target material produced by the melting method is likely to be coarsened, there is a risk that the mechanical strength may be deteriorated or cracks may occur during hot working.

【0037】上述した熱間加工を施す焼結体は、その相
対密度が90%以上であることが好ましい。焼結体の相対
密度が低すぎると、熱間加工を施してもターゲット素材
を最終的に緻密化できないおそれがある。熱間加工を施
す焼結体は、CIP等による加圧成形体を焼結したもの
が好ましい。ホットプレスによると、緻密化が可能な高
温とした場合に、MoやWがカーボンモールドと反応す
るおそれがある。
The sintered body to be hot-worked as described above preferably has a relative density of 90% or more. If the relative density of the sintered body is too low, the target material may not be finally densified even if hot working is performed. The sintered body to be subjected to hot working is preferably a sintered body of a pressure molded body such as CIP. According to the hot pressing, Mo and W may react with the carbon mold when the temperature is high enough to allow densification.

【0038】このように、本発明の配線形成用Mo−W
ターゲットの好ましい製造方法は、所定の組成比(W:
20〜95at%)に調整された混合粉末を成形(特にCIP
等)する工程と、成形体を水素雰囲気等の還元性雰囲気
中で焼結する工程と、焼結体を熱間加工する工程とを有
する製造方法であると言える。さらに、熱間加工後のタ
ーゲット素材には、残留加工歪みを除去するために、歪
取り熱処理を施すことが好ましい。
Thus, the Mo-W for wiring formation of the present invention
A preferable manufacturing method of the target is a predetermined composition ratio (W:
Molded mixed powder adjusted to 20-95at%) (especially CIP
Etc.), the step of sintering the compact in a reducing atmosphere such as a hydrogen atmosphere, and the step of hot working the sintered body. Further, the target material after hot working is preferably subjected to strain relief heat treatment in order to remove residual working strain.

【0039】上述したターゲットの製造方法の具体的な
条件は、以下に示す通りである。前述したような密度、
金属組織および硬度を有するMo−Wターゲットを得る
ためには、水素雰囲気等の還元性雰囲気での焼結時の処
理温度、熱間加工時の処理温度や加工率、その後の熱処
理温度等が重要な因子となる。
The specific conditions of the above-mentioned target manufacturing method are as follows. The density as described above,
In order to obtain a Mo-W target having a metal structure and hardness, the processing temperature during sintering in a reducing atmosphere such as a hydrogen atmosphere, the processing temperature and processing rate during hot working, and the subsequent heat treatment temperature are important. It becomes a factor.

【0040】まず、水素雰囲気等の還元性雰囲気中での
焼結温度は、ターゲット素材の密度に影響を及ぼす。そ
こで、焼結温度は2173K以上とすることが好ましい。焼
結温度が2173K未満であると、その後に熱間圧延を行っ
ても相対密度を98%以上とすることが困難となる。焼結
時間は、長時間になるに従って密度が向上するが、あま
り長時間になると生産性が低下するため、5〜30時間程
度が適当である。より好ましい処理温度は2272K以上で
あり、さらに好ましくは2473K以上である。また、さら
に好ましい焼結時間は10〜25時間程度である。
First, the sintering temperature in a reducing atmosphere such as a hydrogen atmosphere affects the density of the target material. Therefore, the sintering temperature is preferably 2173K or higher. If the sintering temperature is less than 2173K, it will be difficult to achieve a relative density of 98% or more even after hot rolling. The sintering time increases in density as the time increases, but if the time is too long, the productivity decreases, so about 5 to 30 hours is appropriate. A more preferable treatment temperature is 2272K or higher, and further preferable is 2473K or higher. A more preferable sintering time is about 10 to 25 hours.

【0041】熱間加工時の処理温度は、加工時の割れを
防止して安定に製造するための重要な因子である。特
に、純タングステンは1473K以下では急激に脆化する傾
向があり、Wの含有量が増加するに伴って処理温度を高
温化する必要がある。従って、処理温度は1673K以上と
することが好ましく、さらに好ましくは1873K以上であ
る。また、処理時間は焼結体の均熱性を考慮して2〜8時
間程度とすることが好ましい。
The processing temperature during hot working is an important factor for preventing cracks during working and for stable manufacture. In particular, pure tungsten tends to become brittle at 1473 K or less, and it is necessary to raise the processing temperature as the W content increases. Therefore, the treatment temperature is preferably 1673K or higher, and more preferably 1873K or higher. Further, the treatment time is preferably about 2 to 8 hours in consideration of soaking properties of the sintered body.

【0042】さらに、熱間加工を熱間圧延で行う場合、
ターゲットの相対密度を98%以上とするためには、圧延
率を50%以上とすることが好ましい。さらに、圧延率は
60%以上であることがより好ましく、さらには70%以上
であることが望ましい。ここで、本発明でいう圧延率
(%)とは、圧延前の焼結体の厚さと圧延(加工)後の
厚さの比であり、((圧延前の焼結体の厚さ−圧延(加
工)後の厚さ)/圧延前の焼結体の厚さ)×100で表さ
れる。
Further, when hot working is performed by hot rolling,
In order to set the relative density of the target to 98% or more, it is preferable to set the rolling rate to 50% or more. Furthermore, the rolling rate is
It is more preferably at least 60%, further preferably at least 70%. Here, the rolling ratio (%) in the present invention is the ratio of the thickness of the sintered body before rolling to the thickness after rolling (processing), (((thickness of sintered body before rolling-rolling (Thickness after processing) / thickness of sintered body before rolling) × 100.

【0043】熱間圧延後に行う歪取り熱処理は、1473〜
1923Kの範囲の温度で行うことが好ましい。熱処理温度
が1473K未満であると、十分に残留歪みを除去できない
おそれがあり、一方1923Kを超えると素材にポアが発生
してパーティクルの発生原因となるおそれがある。歪取
り熱処理温度は、さらに1673〜1823Kの範囲に設定する
ことが好ましい。
The strain relief heat treatment performed after hot rolling is 1473-
It is preferred to operate at a temperature in the range of 1923K. If the heat treatment temperature is less than 1473K, the residual strain may not be sufficiently removed, while if it exceeds 1923K, pores may be generated in the material and particles may be generated. The strain relief heat treatment temperature is preferably set in the range of 1673 to 1823K.

【0044】上述したターゲット(a)およびターゲット
(b)は、一体で製造することが薄膜形成時のパーティク
ルの発生を防止する上で好ましいが、ターゲットの大型
化等の目的で、複数の同一組成のターゲットを組合せて
使用してもよい。この場合、複数のターゲットはバッキ
ングプレート等へのろう付けにより固定されるが、特に
エッジ部からのパーティクルの発生を防止するために、
ターゲット同士は拡散接合することが好ましい。拡散接
合の方法としては、直接接合する方法、接合部にMoお
よび/またはWを介在させて接合する方法、接合部にM
oおよび/またはWのメッキ層を介在させて接合する方
法等、種々の方法が採用される。
Target (a) and target described above
(b) is preferably manufactured integrally, in order to prevent generation of particles during thin film formation, but a plurality of targets having the same composition may be used in combination for the purpose of increasing the size of the target. In this case, the plurality of targets are fixed by brazing to a backing plate or the like, but in particular, in order to prevent generation of particles from the edge portion,
The targets are preferably diffusion bonded. As the diffusion bonding method, a direct bonding method, a bonding method with Mo and / or W interposed in the bonding section, or a M bonding method in the bonding section.
Various methods such as a method of joining by interposing an o and / or W plating layer are adopted.

【0045】[0045]

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について説明
する。
EXAMPLES Next, specific examples of the present invention will be described.

【0046】実施例1 平均粒径10μmのMo粉と平均粒径10μmのW粉とを、各
種原子%となるように配合した後、内壁がMoにて被覆
されたボールミルに投入し、ナイロン製のボールを用い
て48時間混合して、複数の均一な混合粉末を得た。得ら
れた各混合粉末をカーボンモールドに充填した後、加熱
温度2073K、加熱時間5時間、面圧30MPaの条件下で、真
空ホットプレスにより焼結を行い、密度97%の焼結体を
それぞれ得た。この後、得られた各焼結体に切削および
研削の機械加工を施して、直径250mm、厚さ8mmの各種組
成を有するMo−Wターゲットとした。
Example 1 Mo powder having an average particle size of 10 μm and W powder having an average particle size of 10 μm were mixed in various atomic percentages, and the mixture was put into a ball mill whose inner wall was covered with Mo and made of nylon. The mixture was mixed for 48 hours with a ball of No. 1 to obtain a plurality of uniform mixed powders. After filling each of the obtained mixed powders into a carbon mold, sintering was performed by vacuum hot pressing under the conditions of a heating temperature of 2073K, a heating time of 5 hours, and a surface pressure of 30 MPa to obtain a sintered body having a density of 97%, respectively. It was Thereafter, each of the obtained sintered bodies was subjected to machining such as cutting and grinding to obtain Mo-W targets having various compositions with a diameter of 250 mm and a thickness of 8 mm.

【0047】これらのMo−Wターゲットを無酸素銅製
バッキングプレートにIn系ろう材によりボンディング
した後、スパッタリング装置に取り付けた。このような
スパッタリング装置を用いて、成膜基板であるガラス基
板とターゲットとの距離を70mmとし、ガラス基板を加熱
した後、DC電源にて入力パワー1kW、Ar圧力0.5Paの
条件でスパッタリングを行い、それぞれMo−W合金膜
を成膜した。
These Mo-W targets were bonded to an oxygen-free copper backing plate with an In brazing material and then mounted on a sputtering device. Using such a sputtering device, the distance between the glass substrate, which is the film formation substrate, and the target was set to 70 mm, and after heating the glass substrate, sputtering was performed with a DC power source at an input power of 1 kW and an Ar pressure of 0.5 Pa. , Mo-W alloy films were formed.

【0048】得られた各Mo−W合金膜の抵抗率を測定
した。その結果を図1にW含有量との関係として示す。
図1より明らかなように、本発明のMo−W配線薄膜
(W含有量=20〜95at%)は、抵抗率が40μΩ・cmを大
きく下回り、かつMo膜さらにはW膜という本発明の構
成材料の単体膜に比較して低抵抗率を有している。
The resistivity of each Mo-W alloy film obtained was measured. The results are shown in FIG. 1 as a relationship with the W content.
As is clear from FIG. 1, the Mo—W wiring thin film (W content = 20 to 95 at%) of the present invention has a resistivity of much less than 40 μΩ · cm, and has a Mo film and a W film. It has a lower resistivity than a single film of material.

【0049】次に、上記Mo−Wターゲットを用いて形
成した配線薄膜を液晶表示装置に適用した例について述
べる。図5は、液晶表示装置に用いられるTFT(スイ
ッチング素子)および蓄積容量部分の一例を示す断面図
である。このTFTおよび蓄積容量部分の構成およびプ
ロセスについて説明する。
Next, an example in which a wiring thin film formed by using the above Mo-W target is applied to a liquid crystal display device will be described. FIG. 5 is a sectional view showing an example of a TFT (switching element) and a storage capacitor portion used in a liquid crystal display device. The structure and process of the TFT and the storage capacitor portion will be described.

【0050】ガラス基板11上に、上述した本発明のM
o−Wターゲットを用いて300nmスパッタし、ゲート電
極(制御電極)2、アドレス線、Cs線9を同時に形成
する。次いで、プラズマCVDにより酸化膜3を350nm
形成した後、a-Siの活性層4を300nm、n+a-Si層5
a、5bを50nmというように連続成膜して、a-Siの島
状部を形成する。次に、ITOを120nmスパッタして画
素電極8を形成する。次に、コンタクト部のSiOx
希HFでエッチングしてコンタクトホールを形成する。
そして、Al等の所定の配線金属をスパッタし、ウェッ
トエッチングによりソース電極(第1の電極)6a、ド
レイン電極(第2の電極)6bおよびデータ配線を同時
に形成する。この際、Al等のスパッタ前に表面酸化処
理を必要とした。
On the glass substrate 11, the above-mentioned M of the present invention is formed.
300 nm sputtering is performed using an OW target to form the gate electrode (control electrode) 2, the address line, and the Cs line 9 at the same time. Then, the oxide film 3 is deposited to 350 nm by plasma CVD.
After the formation, an a-Si active layer 4 is formed to 300 nm, and an n + a-Si layer 5 is formed.
A film of a and 5b is continuously formed to a thickness of 50 nm to form an a-Si island portion. Next, ITO is sputtered with a thickness of 120 nm to form the pixel electrode 8. Next, SiO x in the contact portion is etched with diluted HF to form a contact hole.
Then, a predetermined wiring metal such as Al is sputtered, and the source electrode (first electrode) 6a, the drain electrode (second electrode) 6b and the data wiring are simultaneously formed by wet etching. At this time, surface oxidation treatment was required before sputtering Al or the like.

【0051】ここで、本発明のMo−Wターゲットを用
いて形成された、本発明のMo−W配線薄膜は低抵抗率
であるため、これを用いて形成されたアドレス配線は低
抵抗を示す。その結果、配線抵抗によるゲートパルスの
遅延は生じることがなく、所定のスイッチング素子に遅
延のないゲートパルスが得られた。
Since the Mo-W wiring thin film of the present invention formed by using the Mo-W target of the present invention has a low resistivity, the address wiring formed by using the thin film of the present invention exhibits a low resistance. . As a result, the gate pulse was not delayed by the wiring resistance, and the gate pulse without delay in the predetermined switching element was obtained.

【0052】また、本発明のMo−W配線薄膜は、テー
パ加工が可能なため、この合金膜を用いて形成したアド
レス配線上に成膜する層間絶縁膜のステップカバレッジ
が良好となり、絶縁耐圧を高く確保することが可能であ
った。従って、例えば表示領域を大面積化した場合にお
いても、信頼性の高い液晶表示装置を実現することが可
能となった。ここで、Mo−Wターゲットの組成比とテ
ーパ角との関係を表1に示す。
Further, since the Mo-W wiring thin film of the present invention can be tapered, the step coverage of the interlayer insulating film formed on the address wiring formed by using this alloy film becomes good, and the withstand voltage is increased. It was possible to secure a high price. Therefore, it becomes possible to realize a highly reliable liquid crystal display device even when the display area is enlarged. Table 1 shows the relationship between the composition ratio of the Mo-W target and the taper angle.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】上記テーパ角の測定は、薄膜の断面をSE
Mにより観察し、ガラス基板との角度を測定したもので
ある。表1から明らかなように、Wの比率が増加するに
従ってテーパ角が大きくなっており、本発明の組成範囲
内ではテーパ加工が良好であることが分かる。
To measure the taper angle, the cross section of the thin film is SE
It is observed by M and the angle with the glass substrate is measured. As is clear from Table 1, the taper angle increases as the W ratio increases, and it is understood that the taper processing is good within the composition range of the present invention.

【0055】次に、上記各種組成のMo−W合金膜の耐
薬品性を測定するために、画素電極材料であるITOの
エッチャント、層間絶縁膜のエッチャントであるBH
F、およびAlのエッチャントに対してのエッチングレ
ート(nm/min)を測定した。その結果を図2に示す。
Next, in order to measure the chemical resistance of the Mo--W alloy films of the above various compositions, the etchant of ITO which is a pixel electrode material and the BH which is an etchant of an interlayer insulating film.
The etching rate (nm / min) for F and Al etchants was measured. The result is shown in FIG.

【0056】図2より明らかなように、Mo−W合金膜
のエッチングレートは、ITOのエッチャントに対して
は8nm/min以下、Alのエッチャントに対しては3〜40nm
/min以下であり、層間絶縁膜のエッチャントであるBH
Fではまったくエッチングされなかった。特に、Wが50
at%以上の場合は全くエッチングされないことが分かっ
た。従って、たとえ層間絶縁膜にピンホールが発生した
ような場合においても、ゲート電極やデータ線等の層間
絶縁膜下の配線は上述の各エッチャントにより腐食され
ることがない。そのため、層間絶縁膜より上の構造設計
/プロセス設計の自由度が大きくできるという利点を有
している。
As is clear from FIG. 2, the etching rate of the Mo--W alloy film is 8 nm / min or less for the ITO etchant and 3-40 nm for the Al etchant.
/ min or less and BH which is an etchant for the interlayer insulating film
F did not etch at all. Especially, W is 50
It was found that the etching was not performed at all when the content was at% or more. Therefore, even if a pinhole occurs in the interlayer insulating film, the wiring under the interlayer insulating film, such as the gate electrode and the data line, is not corroded by the above etchants. Therefore, there is an advantage that the degree of freedom in structural design / process design above the interlayer insulating film can be increased.

【0057】図3に、上記各種組成のMo−W合金の応
力(dyn/cm2)を測定した結果を示す。図3より明らか
なように、組成比によって応力が大きく変化するため
に、組成比を調整することにより応力を小さくすること
が可能となる。
FIG. 3 shows the results of measuring the stress (dyn / cm 2 ) of the Mo-W alloys of the above various compositions. As is clear from FIG. 3, since the stress greatly changes depending on the composition ratio, it becomes possible to reduce the stress by adjusting the composition ratio.

【0058】図4はMo−Wターゲットを用いたスパッ
タリングによりMo−W合金膜を得た際のスパッタレー
ト(nm/min)の測定結果である。このスパッタレートは
次の方法で測定される。まず、ガラス基板の4隅から基
板の中央部に向った箇所、および4辺の中央部から各対
向する辺に向った箇所の膜厚測定箇所に、スパッタリン
グ後のMo−W合金膜の密着性を低下させる目的で油性
インクにより印をつける。そして、スパッタリングを行
ってMo−W合金膜を形成した後、油性インクで印をつ
けた箇所に粘着テープを張り付け、そのテープを剥すこ
とによって、併せて油性インク上のMo−W合金膜を剥
離させる。その後、油性インクのみを有機溶剤等により
拭き取りガラス基板面を得る。そして、このMo−W合
金膜を剥離した部分と他の剥離していない部分との段差
を、段差測定器によりエッジ部から中央部に向って同一
位置で測定した。得られた膜厚をスパッタレート(nm/m
in)として比較した。
FIG. 4 shows the measurement results of the sputter rate (nm / min) when a Mo-W alloy film was obtained by sputtering using a Mo-W target. This sputter rate is measured by the following method. First, the adhesion of the Mo-W alloy film after sputtering was measured on the film thickness measurement points from the four corners of the glass substrate toward the center of the substrate, and from the center of the four sides toward the opposite sides. Mark with oil-based ink for the purpose of reducing Then, after forming a Mo-W alloy film by performing sputtering, an adhesive tape is attached to a portion marked with the oil-based ink, and the tape is peeled off, so that the Mo-W alloy film on the oil-based ink is also peeled off. Let Then, only the oil-based ink is wiped with an organic solvent or the like to obtain a glass substrate surface. Then, the step difference between the portion where the Mo—W alloy film was peeled off and the other portion where the Mo—W alloy film was not peeled off was measured at the same position from the edge portion toward the central portion by the step difference measuring device. The obtained film thickness is the sputter rate (nm / m
in).

【0059】図4から明らかなように、Wの比率が低い
傾向においてスパッタレートが良好である。図2に示し
たような耐エッチャント性を考慮すると、Wの比率を25
〜45at%の範囲とすることが望ましいことが明らかであ
る。
As is apparent from FIG. 4, the sputter rate is good when the W ratio tends to be low. Considering the etchant resistance as shown in FIG. 2, the W ratio should be 25%.
It is clear that it is desirable to set the range of ~ 45at%.

【0060】上述した実施例は本発明の一例であり、各
層の厚みや成膜方法は適宜変更して実施することが可能
である。そのような場合であっても、本実施例と同様の
効果が得られる。また、TFTは他の構造のもの、例え
ばチャネル上に絶縁膜のストッパを設ける構造のTFT
等を用いることも可能である。蓄積容量部分は、ゲート
電極と同一層の配線およびデータ配線と同一層の配線に
形成される構造のものを採用してもよい。
The above-described embodiment is an example of the present invention, and the thickness of each layer and the film forming method can be appropriately changed and carried out. Even in such a case, the same effect as this embodiment can be obtained. Further, the TFT has another structure, for example, a TFT having a structure in which a stopper of an insulating film is provided on the channel.
Etc. can also be used. The storage capacitor portion may have a structure formed in a wiring in the same layer as the gate electrode and a wiring in the same layer as the data wiring.

【0061】実施例2 平均粒径10μmのMo粉と平均粒径10μmのW粉とを、W
の原子%が20〜95%の範囲となるように配合した後、内
壁がMoにて被覆されたボールミルに投入し、ナイロン
製のボールを用いて30時間混合して、均一な混合粉末を
得た。得られた混合粉末を成形用型に充填して、圧力20
0MPaの条件でwet-CIP処理成形した。得られた成形体
を、水素雰囲気中にて2073K×10時間の条件で焼結し、
密度90%の焼結体を得た。この後、得られた焼結体に切
削および研削の機械加工を施して、直径250mm、厚さ8mm
の各種組成を有するMo−Wターゲットとした。このM
o−Wターゲットを無酸素銅製パッキングプレートにI
n系ろう材によりボンディングして、スパッタリング装
置に取り付けた。
Example 2 Mo powder having an average particle size of 10 μm and W powder having an average particle size of 10 μm were mixed with W
After blending so as to have an atomic% of 20 to 95%, the mixture is put into a ball mill whose inner wall is covered with Mo and mixed for 30 hours using nylon balls to obtain a uniform mixed powder. It was The obtained mixed powder was filled in a molding die and the pressure was adjusted to 20
The wet-CIP treatment was performed under the condition of 0 MPa. The obtained molded body is sintered in a hydrogen atmosphere under the conditions of 2073K × 10 hours,
A sintered body having a density of 90% was obtained. After that, the obtained sintered body is machined by cutting and grinding to have a diameter of 250 mm and a thickness of 8 mm.
Mo-W targets having various compositions of This M
Place the OW target on the oxygen-free copper packing plate I
Bonding was performed using an n-based brazing material, and the brazing material was attached to a sputtering device.

【0062】図6は、実施例1とは別の液晶表示装置に
用いられるTFTおよび蓄積容量部分の断面図である。
このTFTおよび蓄積容量部分の構成およびプロセスに
ついて説明する。ガラス基板11上に、Mo−Ta等の
所定の配線金属を用いて300nmスパッタし、ゲート電極
12、アドレス線、Cs線19を同時に形成する。次い
で、プラズマCVDにより酸化膜または窒化膜13を35
0nm形成した後、a-Si層14を300nm、n+a-Si層15
a、15bを50nmというように連続成膜して、a-Siの
島状部を形成する。次に、コンタクトホールを希HFで
エッチングして形成した後、表面酸化膜を除去する。
FIG. 6 is a sectional view of a TFT and a storage capacitor portion used in a liquid crystal display device different from that of the first embodiment.
The structure and process of the TFT and the storage capacitor portion will be described. On the glass substrate 11, 300 nm of a predetermined wiring metal such as Mo-Ta is sputtered to simultaneously form the gate electrode 12, the address line and the Cs line 19. Then, the oxide film or nitride film 13 is removed by plasma CVD.
After forming 0 nm, the a-Si layer 14 is 300 nm, and the n + a-Si layer 15 is
A film of a and 15b is continuously formed to a thickness of 50 nm to form an a-Si island portion. Next, after forming the contact hole by etching with diluted HF, the surface oxide film is removed.

【0063】そして、上述した本発明のMo−Wターゲ
ットを用いてスパッタした後、ウェットエッチングによ
りソース電極16a、ドレイン電極16bおよびデータ
配線を同時に形成する。次いで、酸化膜17を300nm成
膜した後、HF系溶液によるエッチング(例えばエッチ
ングレート約10nm/min)、またはCF4等のガスを用い
たドライエッチング(例えばエッチングレート約3〜10n
m/min)によりドレイン電極16b上にコンタクトホー
ルを形成し、ITOを120nmスパッタして画素電極18
を形成する。
Then, after sputtering using the above-mentioned Mo-W target of the present invention, the source electrode 16a, the drain electrode 16b and the data wiring are simultaneously formed by wet etching. Then, after forming an oxide film 17 with a thickness of 300 nm, etching with an HF-based solution (for example, an etching rate of about 10 nm / min) or dry etching using a gas such as CF 4 (for example, an etching rate of about 3 to 10 n) is performed.
m / min) to form a contact hole on the drain electrode 16b, and sputter ITO 120 nm to form the pixel electrode 18
To form.

【0064】上述した本発明のMo−Wターゲットを用
いて形成したMo−W配線薄膜は、実施例1でも述べた
ように、耐薬品性に優れている。このような耐薬品性に
優れるMo−W配線薄膜からなるデータ配線は、Mo膜
やW膜のエッチングに用いるエッチャントよりも、高い
酸化還元電位の酸化剤を含んだアルカリエッチャント
(pH7〜13)を用いることによって、レジストを劣化さ
せることなく、テーパ加工を施すことが可能であった。
The Mo-W wiring thin film formed by using the above-described Mo-W target of the present invention has excellent chemical resistance as described in Example 1. The data wiring made of such a Mo-W wiring thin film having excellent chemical resistance contains an alkaline etchant (pH 7 to 13) containing an oxidizing agent having a higher redox potential than the etchant used for etching the Mo film or the W film. By using it, it was possible to perform taper processing without deteriorating the resist.

【0065】従って、このようにして形成した画素アレ
イでは、データ配線がテーパ加工されるため、その上に
形成した層間絶縁膜のストップカバレッジが良好とな
り、絶縁耐圧を高く確保することができた。さらに、ド
レイン電極16bが耐薬品性に優れているため、ドレイ
ン電極16b上にHFでコンタクトホールを形成するこ
とが可能となり、さらには画素電極を塩素と硝酸の混合
液で加工することも可能であった。さらに、本発明のM
o−W配線薄膜を用いて配線を形成すると、Alと異な
りヒロックが発生しないこと、ITOとの反応が生じな
いためにバリヤメタルが不要であることが判明した。
Therefore, in the pixel array thus formed, the data wiring is tapered, so that the stop coverage of the interlayer insulating film formed on the data wiring becomes good and a high withstand voltage can be secured. Further, since the drain electrode 16b has excellent chemical resistance, it is possible to form a contact hole with HF on the drain electrode 16b, and it is also possible to process the pixel electrode with a mixed liquid of chlorine and nitric acid. there were. Furthermore, M of the present invention
It has been found that when a wiring is formed by using an o-W wiring thin film, unlike Al, hillock does not occur, and since a reaction with ITO does not occur, a barrier metal is unnecessary.

【0066】なお、実施例1でも示したように、本発明
のMo−W配線薄膜は、基本的に低抵抗であるという利
点を有し、さらにMo−W合金の組成比により応力が大
きく変化するため、応力を小さくすることも可能であ
る。
As shown in Example 1, the Mo-W wiring thin film of the present invention has the advantage of basically low resistance, and the stress changes greatly depending on the composition ratio of the Mo-W alloy. Therefore, it is possible to reduce the stress.

【0067】上述した実施例は本発明の一例であり、各
層の厚みや成膜方法は適宜変更して実施することが可能
である。そのような場合であっても、本実施例と同様の
効果が得られる。また、TFTは他の構造のもの、例え
ばチャネル上に絶縁膜のストッパを設ける構造のTFT
等を用いることも可能である。蓄積容量部分は、ゲート
電極と同一層の配線およびデータ配線と同一層の配線に
形成される構造のものを採用してもよい。
The above-mentioned embodiment is an example of the present invention, and the thickness of each layer and the film forming method can be appropriately changed and carried out. Even in such a case, the same effect as this embodiment can be obtained. Further, the TFT has another structure, for example, a TFT having a structure in which a stopper of an insulating film is provided on the channel.
Etc. can also be used. The storage capacitor portion may have a structure formed in a wiring in the same layer as the gate electrode and a wiring in the same layer as the data wiring.

【0068】実施例3 平均粒径10μmのMo粉と平均粒径10μmのW粉とを、W
の原子%が20〜95%の範囲となるように配合した後、内
壁がMoにて被覆されたボールミルに投入し、ナイロン
製のボールを用いて24時間混合して、均一な混合粉末を
得た。得られた混合粉末を成形用型に充填し、圧力200M
Pa条件でwet-CIP処理成形した。得られた成形体を、
水素雰囲気中、2073K、8時間の条件で焼結して、密度90
%の焼結体を得た。
Example 3 Mo powder having an average particle size of 10 μm and W powder having an average particle size of 10 μm were mixed with W
After blending so that the atomic% of the mixture is in the range of 20 to 95%, the mixture is put into a ball mill whose inner wall is coated with Mo and mixed for 24 hours using nylon balls to obtain a uniform mixed powder. It was The obtained mixed powder is filled in a molding die and the pressure is 200M.
It was wet-CIP processed under Pa condition. The obtained molded body,
Sintered in a hydrogen atmosphere at 2073K for 8 hours to give a density of 90
% Sintered body was obtained.

【0069】さらに、この焼結体に2073K、4時間、180M
Paの条件でHIP処理を行い、密度98%の焼結体を得
た。この後、得られた焼結体に切削および研削の機械加
工を施して、縦180mm、横180mm、厚さ6mmのターゲット
片とした。このようにして得たターゲット片を縦方向に
3片、横方向に2片組合せて、Mo−Wターゲットとし
た。このMo−Wターゲットを無酸素銅製バッキングプ
レートにIn系ろう材によりボンディングして、スパッ
タリング装置に取り付けた。
Furthermore, 2073K, 4 hours, 180M to this sintered body
HIP treatment was performed under the condition of Pa to obtain a sintered body having a density of 98%. Then, the obtained sintered body was machined by cutting and grinding to obtain a target piece having a length of 180 mm, a width of 180 mm and a thickness of 6 mm. The target piece thus obtained is vertically
A combination of 3 pieces and 2 pieces in the lateral direction was used as a Mo-W target. This Mo-W target was bonded to an oxygen-free copper backing plate with an In-based brazing material and attached to a sputtering device.

【0070】図7は、実施例1、2とは別の液晶表示装
置に用いられるTFTおよび蓄積容量部分の断面図であ
る。この実施例の液晶表示装置においては、実施例1と
同様に、ガラス基板21上に上述した本発明のMo−W
ターゲットを用いて300nmスパッタし、ゲート電極2
2、アドレス線、Cs線29aを同時に形成する。次い
で、実施例2と同様に、本発明のMo−Wターゲットを
用いてスパッタした後、ウェットエッチングによりソー
ス電極26a、ドレイン電極26bおよびデータ配線を
同時に形成する。
FIG. 7 is a sectional view of a TFT and a storage capacitor portion used in a liquid crystal display device different from those of the first and second embodiments. In the liquid crystal display device of this embodiment, the Mo-W of the present invention described above is provided on the glass substrate 21 as in the first embodiment.
Sputtering 300 nm using a target, gate electrode 2
2, the address line and the Cs line 29a are formed at the same time. Then, similarly to the second embodiment, after sputtering using the Mo—W target of the present invention, the source electrode 26a, the drain electrode 26b and the data wiring are simultaneously formed by wet etching.

【0071】この実施例3の液晶表示装置は、実施例2
で適用したチャネル部をエッチングするバックチャネル
カットタイプのTFTの代わりに、チャネル上に絶縁膜
のストッパを設ける構造のTFTを用いたものである。
また、蓄積容量部分はゲート電極と同一層およびデータ
配線と同一層の配線により形成されている。
The liquid crystal display device of the third embodiment is the same as the second embodiment.
In place of the back channel cut type TFT which etches the channel portion applied in (2), a TFT having a structure in which a stopper of an insulating film is provided on the channel is used.
The storage capacitor portion is formed by wiring in the same layer as the gate electrode and in the same layer as the data wiring.

【0072】すなわち、ガラス基板21上に本発明のM
o−Wターゲットを用いてスパッタし、ゲート電極2
2、アドレス線、Cs線29aを同時に形成する。次い
で、層間絶縁膜23、a-Si層24、チャネル保護層3
0、n+a-Si層25a、25bを連続成膜する。そし
て、Mo−Wターゲットを用いてスパッタし、ソース電
極26a、ドレイン電極26b、データ配線およびCs
線29bを同時に形成する。そして、酸化膜27を成膜
した後、ドレイン電極26b上にコンタクトホールを形
成して、画素電極28を形成する。
That is, M of the present invention is placed on the glass substrate 21.
The gate electrode 2 is sputtered using an OW target.
2, the address line and the Cs line 29a are formed at the same time. Next, the interlayer insulating film 23, the a-Si layer 24, and the channel protection layer 3
0, n + a-Si layers 25a and 25b are continuously formed. Then, sputtering is performed using a Mo-W target to form the source electrode 26a, the drain electrode 26b, the data wiring and Cs.
The line 29b is formed at the same time. Then, after forming the oxide film 27, a contact hole is formed on the drain electrode 26b to form a pixel electrode 28.

【0073】上述した実施例3によれば、実施例1にお
ける効果および実施例2における効果の双方を得ること
ができた。
According to the third embodiment described above, both the effects of the first embodiment and the effects of the second embodiment can be obtained.

【0074】ここで、本発明は上述した実施例に限定さ
れるものではなく、半導体はa-Siに限らず、p-Si、
CdSe等を用いて形成してもよい。また、データ配線
上の絶縁膜は酸化膜に限らず窒化膜でもよい。さらに、
本発明の配線薄膜においては、上記実施例のように1層
構造のものを採用する代わりに、組成の異なるMo−W
合金による2層以上の積層膜として形成してもよい。本
発明の配線薄膜の上層に、Ta、TaN等を積層して耐
酸化性を向上させてもよい。さらに本発明の配線薄膜の
下層に、Al、Cu等を積層して抵抗を下げてもよい。
Here, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and the semiconductor is not limited to a-Si, but p-Si,
It may be formed using CdSe or the like. The insulating film on the data wiring is not limited to the oxide film, but may be a nitride film. further,
In the wiring thin film of the present invention, instead of adopting the one-layer structure as in the above embodiment, Mo-W having a different composition is used.
It may be formed as a laminated film of two or more layers made of an alloy. The oxidation resistance may be improved by laminating Ta, TaN or the like on the upper layer of the wiring thin film of the present invention. Further, Al, Cu or the like may be laminated on the lower layer of the wiring thin film of the present invention to reduce the resistance.

【0075】実施例4平均粒径4.5μmのMo粉と平均粒
径3.6μmのW粉とを所定の割合で調合した混合粉末を、
成形用のラバー型に充填した後、圧力200MPaの圧力をC
IPにより加えて成形体を作製した。次に、得られた成
形体を水素雰囲気中にて種々の条件下で焼結した。焼結
条件は表2および表3に示す通りである。さらに、これ
ら焼結体を水素雰囲気中で加熱して、クロスの熱間圧延
を行った。圧延条件は表2および表3に示す通りであ
る。これら圧延素材を表2および表3に示す条件下で熱
処理し、その後機械加工を施すことによって、それぞれ
直径250mm、厚さ8mmのMo−Wターゲットとした。この
ようにして、表2および表3に示すNo1〜No40の各Mo
−Wターゲットを得た。
Example 4 A mixed powder prepared by mixing Mo powder having an average particle size of 4.5 μm and W powder having an average particle size of 3.6 μm in a predetermined ratio was used.
After filling the rubber mold for molding, apply a pressure of 200 MPa to C
A molded body was prepared by adding by IP. Next, the obtained molded body was sintered in a hydrogen atmosphere under various conditions. The sintering conditions are as shown in Tables 2 and 3. Further, these sintered bodies were heated in a hydrogen atmosphere to carry out hot rolling of the cloth. The rolling conditions are as shown in Tables 2 and 3. These rolled materials were heat-treated under the conditions shown in Tables 2 and 3, and then machined to obtain Mo-W targets each having a diameter of 250 mm and a thickness of 8 mm. In this way, each Mo of No1 to No40 shown in Table 2 and Table 3
-W target was obtained.

【0076】なお、表3中の参考例(No41〜No48)は、
水素焼結条件、圧延条件、熱処理条件のいずれかを本発
明で好ましいとする範囲外とする以外は、上記実施例4
と同様にして作製したMo−Wターゲットである。
The reference examples (No41 to No48) in Table 3 are
Example 4 above, except that any of the hydrogen sintering conditions, rolling conditions, and heat treatment conditions was outside the preferred range in the present invention.
It is a Mo-W target produced in the same manner as.

【0077】上述した実施例4および参考例による各M
o−Wターゲットの相対密度、結晶粒の平均粒径および
ビッカース硬度を測定した。その結果を表4および表5
に示す。さらに、各Mo−WターゲットをDCマグネト
ロン・スパッタ装置に装着し、 6インチのSiウェーハ
の面上にMo−W合金膜(厚さ=30nm)をスパッタ成膜
した。得られたMo−W合金膜に存在する0.3μm以上の
パーティクルの数を調べた。このパーティクル数の測定
結果は、上記6インチSiウェーハのエッジ部から5mmを
除去した後のMo−W合金膜中のパーティクル数の測定
結果である。その結果を併せて表4および表5に示す。
Each M according to the fourth embodiment and the reference example described above
The relative density of the OW target, the average grain size of the crystal grains, and the Vickers hardness were measured. The results are shown in Table 4 and Table 5.
Shown in. Further, each Mo-W target was mounted on a DC magnetron sputtering apparatus, and a Mo-W alloy film (thickness = 30 nm) was sputter-deposited on the surface of a 6-inch Si wafer. The number of particles of 0.3 μm or more present in the obtained Mo—W alloy film was examined. The measurement result of the number of particles is the measurement result of the number of particles in the Mo—W alloy film after removing 5 mm from the edge portion of the 6-inch Si wafer. The results are also shown in Tables 4 and 5.

【0078】[0078]

【表2】 [Table 2]

【0079】[0079]

【表3】 [Table 3]

【0080】[0080]

【表4】 [Table 4]

【0081】[0081]

【表5】 [Table 5]

【0082】表4および表5から明らかなように、実施
例4による各Mo−Wターゲットは、いずれも相対密度
が98%以上であり、ビッカース硬度はHv350以下であっ
た。そして、このようなMo−Wターゲットを用いて成
膜することにより、パーティクルの発生数を大幅に低減
することが可能であることが判明した。
As is clear from Tables 4 and 5, each Mo-W target according to Example 4 had a relative density of 98% or more and a Vickers hardness of Hv350 or less. It has been found that the number of particles generated can be significantly reduced by forming a film using such a Mo-W target.

【0083】また、実施例4における試料No11のMo−
Wターゲットの金属組織を拡大して示す光学顕微鏡写真
(倍率100倍)を図8に、試料No15のMo−Wターゲッ
トの金属組織を拡大して示す光学顕微鏡写真(倍率100
倍)を図9に、また試料No31のMo−Wターゲットの金
属組織を拡大して示す光学顕微鏡写真(倍率100倍)を
図10に示す。また、参考例における試料No47のMo−
Wターゲットの金属組織を拡大して示す光学顕微鏡写真
(倍率100倍)を図11に示す。
In addition, Mo-of Sample No. 11 in Example 4
An optical micrograph (magnification 100 times) showing the metal structure of the W target is shown in FIG. 8, and an optical micrograph showing the metal structure of the Mo-W target of Sample No. 15 is magnified (magnification 100).
9), and FIG. 10 shows an optical micrograph (magnification 100 times) showing an enlarged metal structure of the Mo-W target of Sample No. 31 in FIG. In addition, Mo-of sample No. 47 in the reference example
FIG. 11 shows an optical micrograph (magnification: 100 times) showing an enlarged metal structure of the W target.

【0084】図8は歪取りがなされている金属組織を示
している。これに対して、図11は歪取り熱処理の温度
が低いために、十分な歪取りがなされていない状態を示
している。図9および図10は歪取りがなされており、
かつ再結晶している状態を示している。図9や図10の
ように、再結晶させることにより歪が完全に除去される
ため、特に本発明のMo−Wターゲットとして好適であ
る。図8は歪が除去されている状態を示しているが、図
9や図10ほど完全ではなく、若干の歪が残っているた
めに、使用時に反りが生じてバッキングプレートから剥
れるおそれがある。よって、再結晶させることが好まし
い。ただし、図10に見られるように、歪取り熱処理の
温度が高すぎると結晶中に若干ポアが発生するため、ポ
アが発生しない程度の温度を設定することが好ましい。
FIG. 8 shows a metal structure that has been strain-relieved. On the other hand, FIG. 11 shows a state in which sufficient strain relief is not performed because the temperature of the strain relief heat treatment is low. 9 and 10 are distorted,
Moreover, the state of recrystallization is shown. As shown in FIG. 9 and FIG. 10, since the strain is completely removed by recrystallization, it is particularly suitable as the Mo—W target of the present invention. Although FIG. 8 shows a state in which the strain is removed, it is not as complete as in FIGS. 9 and 10, and since some strain remains, there is a risk of warping during use and peeling from the backing plate. . Therefore, it is preferable to recrystallize. However, as shown in FIG. 10, if the temperature of the strain relief heat treatment is too high, some pores are generated in the crystal, so it is preferable to set the temperature at which pores are not generated.

【0085】さらに、上記実施例4によるMo−Wター
ゲットを用いて、前述した実施例1、実施例2および実
施例3で示した液晶表示装置を作製したところ、それぞ
れ同様な良好な結果が得られた。さらに、実施例4によ
るMo−Wターゲットを用いて成膜したMo−W配線薄
膜は、パーティクル数が大幅に少ないため、アドレス配
線やデータ配線の電気特性をより一層向上させることが
可能であった。
Further, when the liquid crystal display devices shown in the above-mentioned Examples 1, 2 and 3 were produced by using the Mo-W target according to the above Example 4, similar good results were obtained. Was given. Further, since the Mo-W wiring thin film formed by using the Mo-W target according to Example 4 has a significantly small number of particles, it was possible to further improve the electrical characteristics of the address wiring and the data wiring. .

【0086】なお、本発明は上述した各実施例の構成や
製造方法等に限定されるものではなく、本発明の配線薄
膜を形成するためにMo−Wターゲットを使用するも
の、あるいは本発明のMo−W配線薄膜を用いているも
の全てに適用される。例えば、液晶表示装置の配線等に
限らず、プラズマ表示装置、固体表示装置、電解放出型
冷陰極を用いた平面型表示装置等の配線に対しても、本
発明は有効である。
The present invention is not limited to the configurations and manufacturing methods of the above-described embodiments, but uses the Mo-W target for forming the wiring thin film of the present invention, or of the present invention. It is applied to all those using Mo-W wiring thin film. For example, the present invention is effective not only for wiring of a liquid crystal display device but also for wiring of a plasma display device, a solid-state display device, a flat-panel display device using a field emission cold cathode, and the like.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の配線形成
用Mo−Wターゲットは、低抵抗でかつテーパ加工が可
能であると共に、耐エッチャント性に優れるにMo−W
合金からなるため、液晶表示装置等のアドレス配線やデ
ータ配線の形成材料として非常に有効である。本発明の
Mo−W配線薄膜は、上記したようなMo−W合金を利
用しているため、液晶表示装置等の動作特性や信頼性の
向上に大きく寄与する。また、本発明の配線形成用Mo
−Wターゲットは、このようなMo−W配線薄膜を良好
にかつ再現性よく形成することを可能にするものであ
る。
As described above, the Mo-W target for wiring formation of the present invention has a low resistance, can be tapered, and is excellent in the etchant resistance.
Since it is made of an alloy, it is very effective as a material for forming address wiring and data wiring of a liquid crystal display device or the like. Since the Mo-W wiring thin film of the present invention uses the above-mentioned Mo-W alloy, it greatly contributes to the improvement of operating characteristics and reliability of liquid crystal display devices and the like. Further, the wiring forming Mo of the present invention
The -W target makes it possible to form such a Mo-W wiring thin film satisfactorily and with good reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 Mo−W合金の抵抗率とW含有率との関係を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a resistivity of a Mo—W alloy and a W content rate.

【図2】 Mo−W合金の各エッチャントに対するエッ
チングレートとW含有率との関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the etching rate and the W content of each Mo—W alloy etchant.

【図3】 Mo−W合金の応力とW含有率との関係を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between stress and W content of Mo—W alloy.

【図4】 Mo−Wターゲットを用いたスパッタリング
によりMo−W合金膜を得た際のW含有率とスパッタレ
ートとの関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a W content rate and a sputtering rate when a Mo—W alloy film is obtained by sputtering using a Mo—W target.

【図5】 液晶表示装置に用いられるTFTおよび蓄積
容量部分の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a TFT and a storage capacitor portion used in a liquid crystal display device.

【図6】 他の液晶表示装置に用いられるTFTおよび
蓄積容量部分の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a TFT and a storage capacitor portion used in another liquid crystal display device.

【図7】 さらに他の液晶表示装置に用いられるTFT
および蓄積容量部分の断面図である。
FIG. 7: TFT used in still another liquid crystal display device
It is a sectional view of a storage capacitor portion.

【図8】 本発明の一実施例で形成したMo−Wターゲ
ットの金属組織を拡大して示す顕微鏡写真である。
FIG. 8 is an enlarged micrograph showing a metal structure of a Mo—W target formed in one example of the present invention.

【図9】 本発明の他の実施例で形成したMo−Wター
ゲットの金属組織を拡大して示す顕微鏡写真である。
FIG. 9 is a micrograph showing an enlarged metal structure of a Mo—W target formed in another example of the present invention.

【図10】 本発明のさらに他の実施例で形成したMo
−Wターゲットの金属組織を拡大して示す顕微鏡写真で
ある。
FIG. 10 is a view of Mo formed according to still another embodiment of the present invention.
It is a microscope picture which expands and shows the metal structure of -W target.

【図11】 参考例として形成したMo−Wターゲット
の金属組織を拡大して示す顕微鏡写真である。
FIG. 11 is an enlarged micrograph showing a metal structure of a Mo—W target formed as a reference example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,21……ガラス基板、2,12,22……ゲ
ート電極、3……酸化膜、4,14,24……a-Si
層、6a,16a,26a……ソース電極、6b,16
b,26b……ドレイン電極、8,18,28……画素
電極、9,19,29a……Cs線、13……酸化膜ま
たは窒化膜、23……層間絶縁膜
1, 11, 21, ... glass substrate, 2, 12, 22, ... gate electrode, 3 ... oxide film, 4, 14, 24 ... a-Si
Layer, 6a, 16a, 26a ... Source electrode, 6b, 16
b, 26b ... Drain electrode, 8, 18, 28 ... Pixel electrode, 9, 19, 29a ... Cs line, 13 ... Oxide film or nitride film, 23 ... Interlayer insulating film

───────────────────────────────────────────────────── 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 H01L 21/88 M 29/786 29/78 617M (72)発明者 辻 佳子 神奈川県川崎市川崎区渡田1−2−2− 101 (72)発明者 池田 光志 神奈川県横浜市港北区樽町2−3−20− 711 (72)発明者 佐藤 道雄 神奈川県横浜市神奈川区菅田町488−7− 1−205 (72)発明者 牧 利広 神奈川県横浜市港南区港南3−8−15−P 2−101 Fターム(参考) 4K029 AA09 AA24 BA21 BC03 BC07 BD00 BD02 CA05 DC04 DC09 4M104 AA01 AA08 AA09 AA10 BB02 BB04 BB16 BB18 BB37 BB39 CC05 DD37 DD40 FF08 GG09 HH13 HH16 5F033 GG04 HH08 HH11 HH21 HH22 HH32 HH38 JJ01 JJ38 LL08 LL09 MM19 PP15 QQ09 QQ19 QQ34 QQ37 QQ92 QQ94 RR04 RR06 SS15 VV06 VV15 WW00 WW01 WW04 XX02 XX09 XX10 XX34 5F110 AA01 AA16 AA26 AA28 BB01 CC07 DD02 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE12 EE15 EE23 EE44 FF09 FF30 GG02 GG04 GG13 GG15 GG24 GG45 HK01 HK02 HK03 HK04 HK06 HK09 HK16 HK22 HK35 HL01 HL02 HL03 HL04 HL06 HL07 HL12 HL23 NN04 NN12 NN23 NN37 NN72 NN73 QQ09 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 21/3205 H01L 21/88 M 29/786 29/78 617M (72) Inventor Yoshiko Tsuji Kawasaki City, Kanagawa Prefecture 1-2-2-101 Watata, Kawasaki-ku (72) Mitsushi Ikeda 2-3-20-711 Tarumacho, Kohoku-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture (72) Michio Sato 488-7 Sugata-cho, Kanagawa-ku, Yokohama City, Kanagawa Prefecture − 1-205 (72) Inventor Toshihiro Maki 3-8-15-P 2-101 F term, Konan-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture 3-8-15-P 2-101 F term (reference) 4K029 AA09 AA24 BA21 BC03 BC07 BD00 BD02 CA05 DC04 DC09 4M104 AA01 AA08 AA09 AA10 BB02 BB04 BB16 BB18 BB37 BB39 CC05 DD37 DD40 FF08 GG09 HH13 HH16 5F033 GG04 HH08 HH11 HH21 HH22 HH32 HH38 JJ01 JJ38 LL08 LL09 MM19 PP15 QQ09 QQ19 QQ34 QQ37 QQ92 QQ94 RR04 RR06 SS15 VV06 VV15 WW00 WW01 WW04 XX02 XX0 9 XX10 XX34 5F110 AA01 AA16 AA26 AA28 BB01 CC07 DD02 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE12 EE15 EE23 EE44 FF02 NN HL23 HL HL HL HL 04 HL HL HL 04 HL 04 HL 04 HK HK HK 04 HK04 HK04 HK04 HK04 HK04 HK04 HK04 HK04 HK04 HK04 HK04 HK04 HK04 HK04 HK04 NN73 QQ09

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原子パーセントでタングステン20〜95
%、残部モリブデンおよび不可避的不純物よりなるMo
−W合金材からなり、前記Mo−W合金材は相対密度が
98%以上、結晶粒の平均粒径が200μm以下であると共
に、MoとWとの固溶体相からなる金属組織を有するこ
とを特徴する配線形成用Mo−Wターゲット。
1. Tungsten 20-95 in atomic percent
%, The balance molybdenum and inevitable impurities Mo
-W alloy material, the Mo-W alloy material has a relative density
A Mo-W target for forming a wiring, comprising 98% or more, an average grain size of crystal grains of 200 µm or less, and having a metal structure composed of a solid solution phase of Mo and W.
【請求項2】 請求項1記載の配線形成用Mo−Wター
ゲットにおいて、 前記タングステンの組成比は、原子パーセントで20〜70
%の範囲であることを特徴する配線形成用Mo−Wター
ゲット。
2. The Mo-W target for wiring formation according to claim 1, wherein the composition ratio of the tungsten is 20 to 70 in atomic percent.
% Of Mo-W target for wiring formation.
【請求項3】 請求項1記載の配線形成用Mo−Wター
ゲットにおいて、 前記結晶粒の平均粒径は100μm以下であることを特徴す
る配線形成用Mo−Wターゲット。
3. The Mo-W target for wiring formation according to claim 1, wherein the average grain size of the crystal grains is 100 μm or less.
【請求項4】 請求項1記載の配線形成用Mo−Wター
ゲットにおいて、 前記Mo−Wターゲット中の酸素量は500ppm以下である
ことを特徴する配線形成用Mo−Wターゲット。
4. The Mo-W target for wiring formation according to claim 1, wherein the amount of oxygen in the Mo-W target is 500 ppm or less.
【請求項5】 請求項1記載の配線形成用Mo−Wター
ゲットを用いて形成してなることを特徴とするMo−W
配線薄膜。
5. A Mo-W formed by using the Mo-W target for wiring formation according to claim 1.
Wiring thin film.
【請求項6】 請求項5記載のMo−W配線薄膜におい
て、 前記タングステンの組成比は、原子パーセントで20〜70
%の範囲であることを特徴とするMo−W配線薄膜。
6. The Mo—W wiring thin film according to claim 5, wherein the composition ratio of the tungsten is 20 to 70 in atomic percent.
% Mo MoW wiring thin film.
【請求項7】 請求項5記載のMo−W配線薄膜を配線
の少なくとも一部に用いてなることを特徴とする液晶表
示装置。
7. A liquid crystal display device using the Mo—W wiring thin film according to claim 5 for at least a part of wiring.
【請求項8】 請求項7記載の液晶表示装置において、 前記Mo−W配線薄膜はゲート電極、アドレス線および
Cs線の少なくとも一種として用いられていることを特
徴とする液晶表示装置。
8. The liquid crystal display device according to claim 7, wherein the Mo—W wiring thin film is used as at least one of a gate electrode, an address line and a Cs line.
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