JP2003342653A - 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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Abstract
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Cu合金を用いた配線材料を提供する
ことである。 【解決手段】 Auおよび/またはCoと、Cuとから
なるCu合金であって、Cuの組成比率が80〜99.
5wt%であり、Auの組成比率とCuの組成比率の和
が0.5〜20wt%であることを特徴とするCu合金
を、配線材料として提案する。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
ディスプレイ(TFT−LCD)又は有機EL用の配線
材料、反射電極及びその製造方法に関する。
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。
(有機Electroluminescence)においてもTFT駆動に
よる表示が試みられている。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
材用の銅合金が、特許第1549371号(特願昭57
−6061)に記載されている。同号特許には、Niを
0.4〜4wt%、Siを0.1〜1wt%含むCu合
金が示されている。また、副成分として、PやAsを含
むことが示されている。
8−65265)には、Cuを主成分とする合金が示さ
れている。同号特許には、Crを0.01〜2.0wt
%含む銅合金、Zrを0.005〜1.0wt%含む銅
合金、これらCrとZr双方を含む銅合金、が示されて
いる。
6017号(特願昭62−124365号)に記載され
ている。同号特許には、Niを1.0〜4.0wt%、
Siを0.2〜1.0wt%、Agを0.0005〜
0.5%を含み、さらに、ZnやMn、Co等を2.0
wt%以下含む銅合金が示されている。
例 また、特許第2579106号(特開平05−1884
01号公報)には、TFT液晶パネルにおいて、TFT
(薄膜)トランジスタのゲート電極がCr/Cu/Cr
の三層構造になっていることが示されている。さらに、
特開平10−153788号公報には、液晶表示装置に
おいて、ゲート電極が、CuとZrの合金と、この合金
を被覆するZrO酸化層とから、構成されることが記載
されている。また、特開2001−196371には、
導電性金属が、銅薄膜パターンとIZO薄膜パターンと
の積層構造をなしていることが示されている。また、特
開2001−223217号公報には、銅薄膜との接触
抵抗が1.0*10−6Ω・cm以下の金属酸化物導電
体薄膜が示されている。
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。
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
決する試みもなさられているが、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。
れたものであり、その目的は、Cuを主成分とする合金
(Cu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Cu合金を用いた
配線材料を提供することである。
明者らが鋭意研究した結果、Cuを主成分とする電極
で、Cuの組成比率が80〜99.5wt%、かつ、A
uとCoの組成比率の総和が0.5〜20wt%からな
るCu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。
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。
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。
タリングによる成膜を行うことが好ましい。
Coを含み、Cuを主成分とするものである。具体的に
は、Cuが80〜99.5wt%、かつ、Au and
/or Coが0.5〜20wt%となるような薄膜を
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。
u3Auなどの化合物とすることにより、Cu以外の成
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。
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。
ず、配線材料に関する発明を説明する。
Auおよび/またはCoと、CuとからなるCu合金で
あって、Cuの組成比率が80〜99.5wt%であ
り、Auの組成比率とCuの組成比率の和が0.5〜2
0wt%であることを特徴とするCu合金からなる配線
材料である。
リコンウェハーとの密着性を向上させることができる。
において、Auが0〜10wt%の範囲にあることが寄
り望ましい。さらに本発明では、上記配線材料におい
て、Coが0〜10wt%の範囲にあることがより望ま
しい。
ては、本願発明者らの実験等により以下のことが判明し
た。まず、Au及びCoの総組成比率が0.5%以下で
は添加効果がなく、ガラスへの密着強度が低い状態が観
察された。
超えると、Au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、Coの場合には、その組成比率
が過大になると、抵抗値(比抵抗)が大きくなってしま
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。
これら第三金属は、半導体層へ拡散しない金属、又は、
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。
て、比抵抗が4μΩ・cm以下であることを特徴とす
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。
線基板に関する発明を説明する。
からなる配線、金属酸化物導電膜、及び、基板からなる
配線基板である。また、本発明は、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配線基板である。
は、たとえばIZOなどの透明電極である。なお、「I
ZO/アイ・ゼット・オー」は登録商標である。
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。
が、Ru、Pd、Re、Irからなる群より選ばれた1
種又は2種以上の金属を0.05原子%〜5原子%含む
ことを特徴とする配線基板である。
は、添加効果が小さく仕事関数が5.4eV以上になら
ない場合がある。一方、これらの金属を5原子%を超え
て添加すると、エッチング性が低下するおそれがあり、
予期せぬ着色が生じる可能性がある。
たが、3原子%程度がより好ましく、後述する実施例で
は3原子%の例を示している。
酸化インジウムと酸化亜鉛からなる非晶質透明導電膜
であり、この非晶質透明導電膜の原子構成がIn/(I
n+Zn)=0.80〜0.95であることを特徴とす
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。
において、表面が絶縁性である基板からなることを特徴
とする。また、本発明は、これまで述べた配線基板にお
いて、前記基板上に設けられた配線と、薄膜トランジス
タと、を具備してなる配線基板である。
タの電極や配線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。
を図面に基づいて説明する。
金であって、ガラス基板やシリコンウェハーとの密着性
が良好な配線材料を提案する。
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。Cuに所定の比率でAu及び/又はCo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ー上にこのタ
ーゲットに基づく成膜が行われる。
が図1の表に示されている。この表には、ターゲットの
組成、膜厚、測定抵抗、比抵抗、密着強度、てー部剥離
試験の結果等が示されている。なお、成膜温度はすべて
室温である。
(EPMA:Electron Probe Micro-Analysis)により
測定した。また、導電率(測定抵抗、比抵抗)は、四端
針法で測定した。
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。
より観測し、下地のガラス(ウェハー)又はシリコンが
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。
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。図1の表に
おいては、1辺が1mmのテープ片が100片中、何片
剥離したかについて数値を示してある。
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。
Auを添加した合金をターゲットとして利用した実施
例、CuにCoを添加した合金をターゲットとして利用
した実施例、CuにAuとCoを添加した合金をターゲ
ットとして利用した実施例、が6例示されている。各例
においてはは、上記合金をターゲットとして用い、スパ
ッタリングによってガラス基板やシリコンウェハー上に
成膜している。
したターゲットを用いて薄膜を作成した場合の実施例で
ある。実施例1は、Auの組成比率が4.0wt%の実
施例であり、実施例2はAuの組成比率が1.7%の実
施例である。
であった。また、密着強度はガラス基板の場合で5.7
2N、シリコンウェハーの場合で3.48Nである。テ
ープ剥離試験の結果は、ガラス基板の場合で剥離は見ら
れず、シリコンウェハーの場合で100片枚中わずかに
2片の剥離のみがみられた。
であった。また、密着強度はガラス基板の場合で4.3
7N、シリコンウェハーの場合で3.12Nである。テ
ープ剥離試験の結果は、ガラス基板の場合で剥離がな
く、シリコンウェハーの場合で100片枚中わずかに5
片の剥離のみがみられた。
したターゲットを用いて薄膜を作成した場合の実施例で
ある。実施例3は、Coの組成比率が3.7wt%の実
施例であり、実施例4はCoの組成比率が4.8%の実
施例である。
であった。また、密着強度はガラス基板の場合で5.5
4N、シリコンウェハーの場合で3.65Nである。テ
ープ剥離試験の結果は、ガラス基板の場合で剥離は見ら
れず、シリコンウェハーの場合で100片枚中10片の
剥離がみられた。
であった。また、密着強度はガラス基板の場合で5.6
8N、シリコンウェハーの場合で3.68Nである。テ
ープ剥離試験の結果は、ガラス基板の場合で剥離がな
く、シリコンウェハーの場合で100片枚中10片の剥
離がみられた。
oを添加したターゲットを用いて薄膜を作成した場合の
実施例である。実施例5は、Auの組成比率が2.3w
t%であり、Coの組成比率が2.7%の実施例であ
る。実施例6はAuの組成比率が1.2%であり、Co
の組成比率が4.2%の実施例である。
であった。また、密着強度はガラス基板の場合で5.5
2N、シリコンウェハーの場合で3.54Nである。テ
ープ剥離試験の結果は、ガラス基板の場合で剥離は見ら
れず、シリコンウェハーの場合でも剥離はみられなかっ
た。
であった。また、密着強度はガラス基板の場合で5.3
1N、シリコンウェハーの場合で3.07Nである。テ
ープ剥離試験の結果は、ガラス基板の場合で剥離は見ら
れず、シリコンウェハーの場合でも剥離はみられなかっ
た。
各基本実施例との比較のために、比較例1〜比較例9を
記載している。
較例1は、比抵抗が4.0μΩ・cmであった。また、
密着強度はガラス基板の場合もシリコンウェハーの場合
も0.1N以下であった。さらに、テープ剥離試験の結
果では、100片中100片すべて剥離してしまった。
加したターゲットを用いて薄膜を作成した場合の比較例
である。比較例2では、比抵抗が10.1μΩ・cmで
あった。また、密着強度はガラス基板の場合で0.65
N、シリコンウェハーの場合で1.64Nである。テー
プ剥離試験の結果は、ガラス基板の場合は12片が剥離
し、シリコンウェハーの場合は40片が剥離してしまっ
た。
加したターゲットを用いて薄膜を作成した場合の比較例
である。比較例3では、比抵抗が8.9μΩ・cmであ
った。また、密着強度はガラス基板の場合で0.24
N、シリコンウェハーの場合で1.41Nである。テー
プ剥離試験の結果は、ガラス基板の場合は100片すべ
てが剥離し、シリコンウェハーの場合は30片が剥離し
てしまった。
加したターゲットを用いて薄膜を作成した場合の比較例
である。比較例4では、比抵抗が11.1μΩ・cmで
あった。また、密着強度はガラス基板の場合で0.13
N、シリコンウェハーの場合で1.71Nである。テー
プ剥離試験の結果は、ガラス基板の場合は100片すべ
てが剥離し、シリコンウェハーの場合は50片が剥離し
てしまった。
加したターゲットを用いて薄膜を作成した場合の比較例
である。比較例5では、比抵抗が9.0μΩ・cmであ
った。また、密着強度はガラス基板の場合で0.73
N、シリコンウェハーの場合で0.82Nである。テー
プ剥離試験の結果は、ガラス基板の場合は20片剥離
し、シリコンウェハーの場合は30片が剥離してしまっ
た。
加したターゲットを用いて薄膜を作成した場合の比較例
である。比較例6では、比抵抗が10.2μΩ・cmで
あった。また、密着強度はガラス基板の場合で0.62
N、シリコンウェハーの場合で0.94Nである。テー
プ剥離試験の結果は、ガラス基板の場合は100片すべ
てが剥離し、シリコンウェハーの場合も100片すべて
が剥離してしまった。
加したターゲットを用いて薄膜を作成した場合の比較例
である。比較例7では、比抵抗が46.6μΩ・cmで
あった。また、密着強度はガラス基板の場合で0.53
N、シリコンウェハーの場合で0.64Nである。テー
プ剥離試験の結果は、ガラス基板の場合は100片すべ
てが剥離し、シリコンウェハーの場合も100片すべて
が剥離してしまった。
加したターゲットを用いて薄膜を作成した場合の比較例
である。比較例8では、比抵抗が4.5μΩ・cmであ
った。また、密着強度はガラス基板の場合で0.47
N、シリコンウェハーの場合で0.78Nである。テー
プ剥離試験の結果は、ガラス基板の場合は100片すべ
てが剥離し、シリコンウェハーの場合も100片すべて
が剥離してしまった。
したターゲットを用いて薄膜を作成した場合の比較例で
ある。比較例9では、比抵抗が21.5μΩ・cmであ
った。また、密着強度はガラス基板の場合で0.47
N、シリコンウェハーの場合で0.78Nである。テー
プ剥離試験の結果は、ガラス基板の場合は100片すべ
てが剥離し、シリコンウェハーの場合も100片すべて
が剥離してしまった。
Cu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。
を2.3wt%、Coを2.7wt%含有するCu合金
(抵抗率:3.9μΩ・cm)を高周波スパッタリング
法により、膜厚1500オングストロームに堆積する。
これを過硫酸アンモニウム系水溶液ををエッチング液と
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。
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。
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、Auを1.2wt
%、Coを4.2wt%含有するCu合金層膜を膜厚
0.3μm(抵抗率:4.0μΩ・cm)をスパッタリ
ング法により室温で堆積する。
ム、フッ酸系水溶液系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−Si: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、SiN
x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、Cu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。
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又は1V
ol%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。
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。
に、本発明のCu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。
を2.3wt%、Coを2.7wt%含有するCu合金
を高周波スパッタリング法により膜厚1500オングス
トローム(抵抗率:3.9μΩ・cm)に堆積する。こ
れを過硫酸アンモニウム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。
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。
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、Auを1.2wt
%、Coを4.2wt%含有するCu合金層膜を膜厚
0.3μm(抵抗率:4.0μΩ・cm)をスパッタリ
ング法により室温で堆積する。
ム、フッ酸系水溶液系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−Si: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、SiN
x膜はSiH4−NH3−N2系ガスを用いる。さら
に、CF4ガスを利用する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40
bと、を形成する。その後、Cu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。
2.7wt%含有するCu合金層膜を膜厚0.2μm
(抵抗率:3.9μΩ・cm)をスパッタリング法によ
り室温で堆積する。
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又は1V
ol%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300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。
化インジウム−酸化亜鉛層を同時にエッチングできるよ
う濃度を調節した過硫酸アンモニウム系水溶液系エッチ
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。
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。
のCu合金の一例を配線として利用した参考例を説明す
る。
%、Coを2.7wt%含有するCu合金(抵抗率:
3.9μΩ・cm)を1500オングストローム成膜し
た。
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、300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や2で言及
した透明電極である。
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。
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。
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。
抗値を低く抑えたまま、ガラス基板やシリコンウェハー
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。
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異常放電の可能性を
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。
た図である。
構造を示す平面模式図である。
る。
Claims (10)
- 【請求項1】 Auおよび/またはCoと、Cuとから
なるCu合金であって、 Cuの組成比率が80〜99.5wt%であり、 Auの組成比率とCoの組成比率の和が0.5〜20w
t%であることを特徴とするCu合金からなる配線材
料。 - 【請求項2】 Auの組成比率が0〜10wt%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】 Coの組成比率が0〜10wt%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】 比抵抗が4μΩ・cm以下であることを
特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のCu
合金からなる配線材料。 - 【請求項5】 請求項1から4のいずれか1項に記載の
配線材料からなる配線、金属酸化物導電膜、及び、基板
からなる配線基板。 - 【請求項6】 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5記載の配線基板。 - 【請求項7】 前記金属酸化物導電膜が、Ru、Pd、
Re、Irからなる群より選ばれた1種又は2種以上の
金属を0.05原子%〜5原子%含むことを特徴とする
請求項5又は請求項6に記載の配線基板。 - 【請求項8】 前記金属酸化物導電膜が 酸化インジウ
ムと酸化亜鉛からなる非晶質透明導電膜であり、この非
晶質透明導電膜の原子構成がIn/(In+Zn)=
0.80〜0.95であることを特徴とする請求項5か
ら7のいずれか1項に記載の配線基板。 - 【請求項9】 表面が絶縁性である基板からなることを
特徴とする請求項5から8のいずれか1項に記載の配線
基板。 - 【請求項10】 基板と、 前記基板上に設けられた配線であって、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、 薄膜トランジスタと、 を具備してなる配線基板。
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