JP2010212465A - バリア層を構成層とする薄膜トランジスターおよび前記バリア層のスパッタ成膜に用いられるCu合金スパッタリングターゲット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】薄膜トランジスターを構成するバリア層の酸化雰囲気でのスパッタ成膜に、Al:1〜10原子%、Ca:0.1〜2原子%を含有し、残りがCuと不可避不純物(ただし、1%以下)からなる成分組成を有するCu合金で構成してなるCu合金スパッタリングターゲットを用いる。
【選択図】図1
Description
Mg、Ti、Al、およびCrのうちの1種以上:0.5〜20%、
を含有し、残りがCuと不可避不純物(ただし、1%以下)からなる成分組成を有するCu合金スパッタリングターゲットを用い、スパッタ成膜した後、酸化雰囲気(空気)中で加熱酸化処理を施すことにより形成されることも知られている。
(a)薄膜トランジスターの構成層であるバリア層のn型Si半導体層に対する密着強度がフラットパネルディスプレイの大画面化および高集積化に伴って低くなるのは、特に上記の前記水素プラズマ処理条件が高温化および長時間化し、ガス:100%水素ガス、水素ガス流量:10〜1000SCCM、水素ガス圧:10〜500Pa、出力:0.005〜0.5W/cm2、処理温度:250〜350℃、処理時間:1〜5分の高温化および長時間化した条件での水素プラズマ処理の必要性が生じ、この結果バリア層の構成成分のうち、特に酸素成分が活性化し、配線層側およびn型Si半導体層側に拡散移動し、前記バリア層の酸素含有割合が低下すること(酸素不足)に原因があるものと解されること。
Al:1〜10%、
Ca:0.1〜2%、
を含有し、残りがCuと不可避不純物(ただし、1%以下)からなる成分組成を有するCu合金スパッタリングターゲットを用いて、酸化雰囲気でスパッタ成膜することによりバリア層を形成すると、フラットパネルディスプレイの大画面化および高集積化に伴う高温化および長時間化条件での水素プラズマ処理後でも、配線層間およびn型Si半導体層間に高い密着強度を保持し、かつすぐれたバリア機能も保持したバリア層の形成が可能となり、この理由は、合金成分であるCaの作用で酸素の配線層側およびn型Si半導体層側への拡散移動が著しく抑制されるようになることにあると解されること。
以上(a),(b)に示される研究結果を得たのである。
(1)ガラス基板の表面に、基板側から、密着層を介して接合されたゲート電極層、ゲート絶縁層、Si半導体層、n型Si半導体層、バリア層、相互分離されたドレイン電極層とソース電極層からなる配線層、パッシベーション層、および透明電極層を順次積層形成してなる薄膜トランジスターにおいて、
上記バリア層を、
Al:1〜10%、
Ca:0.1〜2%、
を含有し、残りがCuと不可避不純物(ただし、1%以下)からなる成分組成を有するCu合金スパッタリングターゲットを用い、酸化雰囲気でスパッタ成膜してなるバリア層で構成してなる、バリア層とn型Si半導体層が高い密着強度を有する薄膜トランジスター。
(2)薄膜トランジスターを構成するバリア層の酸化雰囲気でのスパッタ成膜に用いられ、かつ、
Al:1〜10%、
Ca:0.1〜2%、
を含有し、残りがCuと不可避不純物(ただし、1%以下)からなる成分組成を有するCu合金で構成してなる、Cu合金スパッタリングターゲット。
以上(a)および(b)に特徴を有するものである。
(a)Al
Al成分には、上側層の配線層および下側層のn型Si半導体層間に強固な密着性を確保すると共に、すぐれたバリア機能を具備せしめる作用があるが、その含有割合が1%未満では前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有割合が10%を越えると導電性に低下傾向が現れるようになることから、その含有割合を1〜10%、望ましくは2〜8%と定めた。
Ca成分には、上記の通り、酸化雰囲気でのスパッタ成膜で形成されたバリア層自体を安定化し、上記水素プラズマ処理条件が高温化および長時間化しても、密着性の低下を防止する作用があり、これはCa成分には、特に構成成分である酸素が上側層の純銅の配線層および下側層のn型Si半導体層に拡散移動して、前記バリア層における酸素の含有割合が低減し、すなわち層自体が酸素不足となるのを防止する作用があるためと解されるが、その含有割合が0.1%未満では前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有割合が2%を越えてもより一層の向上効果が得られないことから、その含有割合を0.1〜2%と定めた。
また、ターゲットの不可避不純物が1%を越えると、スパッタ成膜されたバリア層における不可避不純物の含有割合も1%を越えて多くなってしまい、密着性に低下傾向が現れるようになることから、不可避不純物の含有割合は1%以下にしなければならない。
上述のように、この発明の薄膜トランジスターは、フラットパネルディスプレイの大画面化および高集積化に十分満足に対応できるものである。
Claims (2)
- ガラス基板の表面に、基板側から、密着層を介して接合されたゲート電極層、ゲート絶縁層、Si半導体層、n型Si半導体層、バリア層、相互分離されたドレイン電極層とソース電極層からなる配線層、パッシベーション層、および透明電極層を順次積層形成してなる薄膜トランジスターにおいて、
上記バリア層を、原子%で、
Al:1〜10%、
Ca:0.1〜2%、
を含有し、残りがCuと不可避不純物(ただし、1%以下)からなる成分組成を有するCu合金スパッタリングターゲットを用い、酸化雰囲気でスパッタ成膜してなるバリア層で構成したことを特徴とする、前記バリア層とn型Si半導体層とが高い密着強度を有する薄膜トランジスター。 - 薄膜トランジスターを構成するバリア層の酸化雰囲気でのスパッタ成膜に用いられ、かつ、原子%で、
Al:1〜10%、
Ca:0.1〜2%、
を含有し、残りがCuと不可避不純物(ただし、1%以下)からなる成分組成を有するCu合金で構成したことを特徴とするCu合金スパッタリングターゲット。
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