JP2011091364A - Wiring structure and method of manufacturing the same, as well as display apparatus with wiring structure - Google Patents

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Yumi Iwanari
裕美 岩成
Yasushi Goto
裕史 後藤
Takayuki Hirano
貴之 平野
Takeaki Maeda
剛彰 前田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wiring structure, which includes an insulation film, a Cu alloy film, and a thin-film transistor oxide semiconductor layer formed sequentially from a substrate side, exhibits excellent adhesiveness even when the Cu alloy film is electrically and directly connected to the substrate and/or insulation film while omitting a barrier metal layer of such as Ti and Mo, and achieves low electric resistance as a characteristic of Cu material, and low contact resistance with a transparent conductive film for structuring the oxide semiconductor layer and/or pixel electrode. <P>SOLUTION: The Cu alloy film includes a lamination structure having a first layer (Y) formed of Cu alloy containing a total of 2-20 at% at least one element selected from a group of Zn, Ni, Ti, Al, Mg, Ca, W, Nb, and Mn, and a second layer (X) formed of pure Cu or Cu alloy which mainly contains Cu and has low electrical resistivity than the first layer (Y). The first layer (Y) is directly connected to the substrate and/or the insulation film. The second layer (X) is directly connected to the semiconductor layer. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板側から順に、絶縁膜と、Cu合金膜と、薄膜トランジスタの半導体層と、を備えた配線構造であって、当該半導体層が酸化物半導体からなる酸化物半導体層で構成されている配線構造、およびその製造方法;並びに当該配線構造を備えた表示装置に関するものである。本発明の配線構造は、例えば液晶ディスプレイ(液晶表示装置)や有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに代表的に用いられる。以下では、液晶表示装置を代表的に取り上げ、説明するがこれに限定する趣旨ではない。   The present invention is a wiring structure including an insulating film, a Cu alloy film, and a semiconductor layer of a thin film transistor in order from the substrate side, and the semiconductor layer includes an oxide semiconductor layer made of an oxide semiconductor. The present invention relates to a wiring structure, a manufacturing method thereof, and a display device including the wiring structure. The wiring structure of the present invention is typically used for flat panel displays such as liquid crystal displays (liquid crystal display devices) and organic EL displays. In the following, a liquid crystal display device will be typically taken up and described, but the present invention is not limited to this.

小型の携帯電話から、30インチを超す大型のテレビに至るまで様々な分野に用いられる液晶表示装置は、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下「TFT」と呼ぶ。)をスイッチング素子とし、画素電極を構成する透明導電膜(酸化物導電膜)と、ゲート配線およびソース−ドレイン配線等の配線部と、アモルファスシリコン(a−Si)や多結晶シリコン(p−Si)などのSi半導体層を備えたTFT基板と、TFT基板に対して所定の間隔をおいて対向して配置され共通電極を備えた対向基板と、TFT基板と対向基板との間に充填された液晶層と、から構成されている。   A liquid crystal display device used in various fields ranging from a small mobile phone to a large-sized television exceeding 30 inches uses a thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) as a switching element, and constitutes a pixel electrode. TFT having a transparent conductive film (oxide conductive film) to be formed, wiring portions such as gate wiring and source-drain wiring, and Si semiconductor layers such as amorphous silicon (a-Si) and polycrystalline silicon (p-Si) The substrate is composed of a substrate, a counter substrate disposed facing the TFT substrate at a predetermined interval and provided with a common electrode, and a liquid crystal layer filled between the TFT substrate and the counter substrate.

現在、液晶用TFTの半導体層には、上述したようにa−Siが多く用いられている。しかし、次世代ディスプレイには、大型・高解像度・高速駆動が求められており、従来のa−Siではキャリア移動度が低いため、この要求スペックを満たすことができない。そこで近年、酸化物半導体が注目されている。酸化物半導体は、a−Siと比較して、高いキャリア移動度を有している。更に酸化物半導体は、スパッタリング法によって低温で大面積に形成できるため、耐熱性の低い樹脂基板なども使用でき、その結果、フレキシブルディスプレイの実現が可能である。   Currently, as described above, a-Si is often used in the semiconductor layer of the liquid crystal TFT. However, the next generation display is required to have a large size, high resolution, and high speed drive, and the conventional a-Si has low carrier mobility, so that this required specification cannot be satisfied. Therefore, in recent years, oxide semiconductors have attracted attention. An oxide semiconductor has higher carrier mobility than a-Si. Furthermore, since an oxide semiconductor can be formed in a large area at a low temperature by a sputtering method, a resin substrate having low heat resistance can be used, and as a result, a flexible display can be realized.

このような酸化物半導体を半導体デバイスに用いた例として、例えば特許文献1には、酸化亜鉛(ZnO)、酸化カドミウム(CdO)、酸化亜鉛(ZnO)に、IIB元素、IIA元素、もしくはVIB元素を加えた化合物、または混合物のうちのいずれかを用い、3d遷移金属元素;または希土類元素;または透明半導体の透明性を失わせずに高抵抗にする不純物をドープしたものが用いられている。酸化物半導体のなかでも、In、Ga、Zn、Snよりなる群から選択される少なくとも1種以上の元素を含む酸化物(IGZO、ZTO、IZO、ITO、ZnO、AZTO、GZTO)は、非常に高いキャリア移動度を有するため、好ましく用いられている。   As an example of using such an oxide semiconductor for a semiconductor device, for example, Patent Document 1 discloses that zinc oxide (ZnO), cadmium oxide (CdO), zinc oxide (ZnO), IIB element, IIA element, or VIB element Any one of a compound added with a compound or a mixture is used, which is doped with an impurity that makes a high resistance without losing transparency of a 3d transition metal element; or a rare earth element; or a transparent semiconductor. Among oxide semiconductors, oxides (IGZO, ZTO, IZO, ITO, ZnO, AZTO, GZTO) containing at least one element selected from the group consisting of In, Ga, Zn, and Sn are very Since it has high carrier mobility, it is preferably used.

ところで、液晶表示装置などに代表される表示装置では、ゲート配線やソース−ドレイン配線などの配線材料として、電気抵抗が比較的小さく微細加工が容易な純AlまたはAl−NdなどのAl系合金が多く用いられている。しかし、表示装置の大型化および高画質化が進むにつれて、配線抵抗が大きいことに起因する信号遅延および電力損失といった問題が顕在化している。そのため、配線材料として、Alよりも低抵抗である銅(Cu)が注目されている。Al薄膜の電気抵抗率は3.0×10-6Ω・cmであるのに対し、Cu薄膜の電気抵抗率は2.0×10-6Ω・cmと低い。 By the way, in a display device typified by a liquid crystal display device or the like, an Al-based alloy such as pure Al or Al—Nd, which has a relatively small electrical resistance and is easily finely processed, is used as a wiring material such as a gate wiring and a source-drain wiring. Many are used. However, problems such as signal delay and power loss due to a large wiring resistance are becoming apparent as the display device is increased in size and image quality. Therefore, copper (Cu) having a lower resistance than Al is attracting attention as a wiring material. The electrical resistivity of the Al thin film is 3.0 × 10 −6 Ω · cm, whereas the electrical resistivity of the Cu thin film is as low as 2.0 × 10 −6 Ω · cm.

しかし、Cuは、ガラス基板やその上に成膜される絶縁膜(ゲート絶縁膜など)との密着性が低く、剥離するという問題がある。また、Cuは、ガラス基板などとの密着性が低いために、配線形状に加工するためのウェットエッチングやドライエッチングが困難であるという問題がある。そこで、Cuとガラス基板との密着性を向上させるための様々な技術が提案されている。   However, Cu has a problem in that it has low adhesion to a glass substrate and an insulating film (such as a gate insulating film) formed thereon and peels off. Moreover, since Cu has low adhesion to a glass substrate or the like, there is a problem that it is difficult to perform wet etching or dry etching for processing into a wiring shape. Therefore, various techniques for improving the adhesion between Cu and the glass substrate have been proposed.

例えば特許文献2〜4は、Cu配線とガラス基板との間に、モリブデン(Mo)やクロム(Cr)などの高融点金属層を介在させて密着性の向上を図る技術を開示している。しかし、これらの技術では、高融点金属層を成膜する工程が増加し、表示装置の製造コストが増大する。さらにCuと高融点金属(Mo等)という異種金属を積層させるため、ウェットエッチングの際に、Cuと高融点金属との界面で腐食が生ずるおそれがある。またこれら異種金属ではエッチングレートに差が生じるため、配線断面を望ましい形状(例えばテーパー角が45〜60°程度である形状)に形成できないという問題が生じ得る。さらに高融点金属、例えばCrの電気抵抗率(約15×10-6Ω・cm)は、Cuのものよりも高く、配線抵抗による信号遅延や電力損失が問題となる。 For example, Patent Documents 2 to 4 disclose techniques for improving adhesion by interposing a refractory metal layer such as molybdenum (Mo) or chromium (Cr) between a Cu wiring and a glass substrate. However, these techniques increase the number of steps for forming a refractory metal layer and increase the manufacturing cost of the display device. Further, since different metals such as Cu and a refractory metal (Mo or the like) are laminated, there is a possibility that corrosion occurs at the interface between Cu and the refractory metal during wet etching. In addition, since these different kinds of metals have different etching rates, there is a problem that the wiring cross section cannot be formed into a desired shape (for example, a shape having a taper angle of about 45 to 60 °). Furthermore, the electrical resistivity (about 15 × 10 −6 Ω · cm) of a refractory metal such as Cr is higher than that of Cu, and signal delay and power loss due to wiring resistance are problematic.

一方、酸化物半導体層を備えたTFT基板の配線構造に着目すると、現在、TFTの構造として、図2に示す配線構造(以下、説明の便宜上、従来構造と呼ぶ場合がある。)が汎用されている。図2では、基板側から順に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、酸化物半導体膜、ソース−ドレイン電極が構成され、IGZOの上層にソース−ドレイン電極などの金属電極が形成されている。前述した特許文献1に記載の半導体デバイスも、この従来構造を備えている。図2には、ゲート電極が下側にある「ボトムゲート型」の例を示しているが、ゲート電極が上側にある「トップゲート型」も包含される。また、酸化物半導体を用いる場合は、ゲート絶縁膜として、窒化シリコン膜ではなく酸化シリコンや酸窒化シリコンが多く用いられる。酸化物半導体は、還元雰囲気下ではその優れた特性が失われるため、酸化性雰囲気下で成膜可能な酸化シリコン(酸窒化シリコン)の使用が推奨されるからである。   On the other hand, paying attention to the wiring structure of a TFT substrate provided with an oxide semiconductor layer, the wiring structure shown in FIG. 2 (hereinafter sometimes referred to as a conventional structure for convenience of description) is widely used as a TFT structure. ing. In FIG. 2, a gate electrode, a gate insulating film, an oxide semiconductor film, and a source-drain electrode are formed in order from the substrate side, and a metal electrode such as a source-drain electrode is formed in an upper layer of IGZO. The semiconductor device described in Patent Document 1 described above also has this conventional structure. FIG. 2 shows an example of “bottom gate type” in which the gate electrode is on the lower side, but “top gate type” in which the gate electrode is on the upper side is also included. In the case of using an oxide semiconductor, silicon oxide or silicon oxynitride is often used as a gate insulating film instead of a silicon nitride film. This is because the use of silicon oxide (silicon oxynitride) that can form a film in an oxidizing atmosphere is recommended because an oxide semiconductor loses its excellent characteristics in a reducing atmosphere.

しかし、IGZOなどの酸化物半導体を用いた従来構造のTFT基板は、以下の問題を抱えている。第1に、IGZOの上層に形成されたソース−ドレイン電極などの金属電極(Cu系配線材料)を、酸系のエッチング液などを用いてウェットエッチングして配線パターンを形成する際、IGZOとCu系配線材料とのエッチング選択比がない(換言すると、上層のCu系配線材料のみ選択的にエッチングし、下層のIGZOまではエッチングしないというエッチング選択性が小さい)ため、エッチングにより下のIGZOまでダメージを受けてしまうという問題がある。この対策として、例えば、IGZOのチャネル層上に保護層としてエッチストッパ層を設ける方法が提案されているが、工程が複雑となり、生産コストの上昇をもたらす。第2に、上記の従来構造では、約250℃以上の熱履歴を受けるとソースドレイン電極と酸化物半導体との間のコンタクト抵抗が上昇するという問題がある。これについては、Tiなどの高融点金属を介在させるとコンタクト抵抗の上昇が抑えられるが、前述したように、コストや生産性の観点から、高融点金属(バリアメタル層)の省略が強く切望されている。また、Tiは、プラズマを用いたドライエッチングによって成膜されるが、Cuのようなドライエッチングが難しい配線材料には、適用が困難である。   However, a conventional TFT substrate using an oxide semiconductor such as IGZO has the following problems. First, when forming a wiring pattern by wet-etching a metal electrode (Cu-based wiring material) such as a source-drain electrode formed on the upper layer of IGZO using an acid-based etching solution or the like, IGZO and Cu There is no etching selectivity with the system wiring material (in other words, the etching selectivity is low that only the upper layer Cu system wiring material is selectively etched and the lower layer IGZO is not etched). There is a problem of receiving. As a countermeasure for this, for example, a method of providing an etch stopper layer as a protective layer on the channel layer of IGZO has been proposed, but the process becomes complicated and the production cost increases. Second, the conventional structure has a problem that contact resistance between the source / drain electrode and the oxide semiconductor increases when a thermal history of about 250 ° C. or higher is received. In this regard, when a refractory metal such as Ti is interposed, an increase in contact resistance can be suppressed. However, as described above, omission of a refractory metal (barrier metal layer) is strongly desired from the viewpoint of cost and productivity. ing. Ti is formed by dry etching using plasma, but is difficult to apply to wiring materials that are difficult to dry etch, such as Cu.

そこで最近、図2の従来構造とは酸化物半導体膜とソース−ドレイン電極の順番が逆転した、図1に示す配線構造(図2の従来構造と区別するため、説明の便宜上、本発明構造と呼ぶ場合がある。)が提案されている(例えば、非特許文献1)。これは、基板側から順に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース−ドレイン電極、酸化物半導体膜が形成された構造を有している。図1に示すように、酸化物半導体と画素電極を構成する透明導電膜(図中、ITO)は、ソース−ドレインを構成する配線材料と略同一平面上にある。図1には、ゲート電極が下側にある「ボトムゲート型」の例を示しているが、前述した図2に示す従来構造と同様、ゲート電極が上側にある「トップゲート型」も包含される。   Therefore, recently, the wiring structure shown in FIG. 1 in which the order of the oxide semiconductor film and the source-drain electrode is reversed from the conventional structure of FIG. 2 (for the sake of convenience of explanation, the structure of the present invention is different from the conventional structure of FIG. 2). Have been proposed (for example, Non-Patent Document 1). This has a structure in which a gate electrode, a gate insulating film, a source-drain electrode, and an oxide semiconductor film are formed in this order from the substrate side. As shown in FIG. 1, an oxide semiconductor and a transparent conductive film (ITO in the figure) constituting the pixel electrode are on substantially the same plane as the wiring material constituting the source-drain. FIG. 1 shows an example of a “bottom gate type” in which the gate electrode is on the lower side, but a “top gate type” in which the gate electrode is on the upper side is included as in the conventional structure shown in FIG. The

図1に示す本発明構造を採用すれば、前述した図2の従来構造が抱える問題点を解消できると考えられる。しかしながら、本発明構造では、TiやMoなどの高融点金属(バリアメタル層)と純Cuなど異種の材料を重ねた場合に、酸化物半導体とのコンタクト抵抗が異なる可能性があるために、実効チャネル長が容易に決まらないという問題を抱えている。すなわち、TiやMoなどの高融点金属を純Cuの上・下に介在させる場合、TiやMoと酸化物半導体とのコンタクト抵抗が純Cuとの値よりも大きい場合、またはその逆の場合に、ソースドレイン電極とIGZOとの間に流れる電流のいずれを実効チャネル長と定めれば良いか容易に決定し難いという問題を抱えている。   If the structure of the present invention shown in FIG. 1 is adopted, it is considered that the problems of the conventional structure of FIG. 2 described above can be solved. However, in the structure of the present invention, when a high melting point metal (barrier metal layer) such as Ti or Mo and a different material such as pure Cu are stacked, the contact resistance with the oxide semiconductor may be different. There is a problem that the channel length is not easily determined. That is, when a refractory metal such as Ti or Mo is interposed above or below pure Cu, when the contact resistance between Ti or Mo and an oxide semiconductor is larger than the value of pure Cu, or vice versa. There is a problem that it is difficult to easily determine which of the currents flowing between the source / drain electrodes and the IGZO should be determined as the effective channel length.

そこで、図1に示す配線構造に適用可能な新規なCu合金膜であって、バリアメタル層を省略してCu合金膜を、基板および/または基板の上に設けられた酸化シリコンや酸窒化シリコンなどから構成される絶縁膜と電気的に直接接続しても、これらとの密着性に優れており、しかも、Cu系材料の特徴である低電気抵抗や、酸化物半導体層および/または画素電極を構成する透明導電膜との低コンタクト抵抗が維持されたCu合金膜を備えた配線構造の提供が強く望まれている。   Therefore, a novel Cu alloy film applicable to the wiring structure shown in FIG. 1, in which a barrier metal layer is omitted and a Cu alloy film is formed on a substrate and / or silicon oxide or silicon oxynitride provided on the substrate. Even if it is electrically connected directly to an insulating film composed of, etc., it has excellent adhesiveness with these, and has a low electrical resistance characteristic of a Cu-based material, an oxide semiconductor layer and / or a pixel electrode It is strongly desired to provide a wiring structure including a Cu alloy film in which a low contact resistance with the transparent conductive film constituting the film is maintained.

特開2002−76356号公報JP 2002-76356 A 特開平7−66423号公報JP-A-7-66423 特開平8−8498号公報JP-A-8-8498 特開平8−138461号公報JP-A-8-138461

Takeshi Osadaら、「Development of Driver−Integrated Panel using Amorphous In−Ga−Zn−Oxide TFT」、THE PROCEEDING OF AM−FPD ’09、p.33−36、July 1−3,2009Takeshi Osada et al., "Development of Driver-Integrated Panel using Amorphous In-Ga-Zn-Oxide TFT", THE PROCEEDING OF AM-FPD '09, p. 33-36, July 1-3, 2009

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板側から順に、絶縁膜と、Cu合金膜と、薄膜トランジスタの酸化物半導体層と、を備えた配線構造であって、TiやMoなどの高融点金属(バリアメタル層)を省略してCu合金膜を、基板および/または絶縁膜と電気的に直接接続しても、これらとの密着性に優れており、しかもCu系材料の特徴である低電気抵抗および低いコンタクト抵抗(酸化物半導体層および/または画素電極を構成する透明導電膜との接触電気抵抗)を実現できる新規な表示装置用Cu合金膜を有する配線構造、およびその製造方法、並びに当該配線構造を備えた表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a wiring structure including an insulating film, a Cu alloy film, and an oxide semiconductor layer of a thin film transistor in order from the substrate side. Even if the refractory metal (barrier metal layer) such as Mo and Mo is omitted and the Cu alloy film is electrically connected directly to the substrate and / or the insulating film, it has excellent adhesion to these, and Cu-based A wiring structure having a novel Cu alloy film for a display device capable of realizing low electrical resistance and low contact resistance (contact electrical resistance with an oxide semiconductor layer and / or a transparent conductive film constituting a pixel electrode), which are characteristic of the material, Another object of the present invention is to provide a display device provided with the wiring structure.

上記課題を解決し得た本発明の配線構造は、基板の上に、基板側から順に、絶縁膜と、Cu合金膜と、薄膜トランジスタの半導体層と、を備えた配線構造であって、前記半導体層は酸化物半導体からなり、前記Cu合金膜は、Zn、Ni、Ti、Al、Mg、Ca、W、Nb、およびMnよりなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計で2〜20原子%含むCu合金からなる第一層(Y)と、純Cu、またはCuを主成分とするCu合金であって前記第一層(Y)よりも電気抵抗率の低いCu合金からなる第二層(X)と、を含む積層構造を有しており、前記第一層(Y)は、前記基板および/または前記絶縁膜と直接接続されており、前記第二層(X)は、前記半導体層と直接接続されているところに要旨を有している。   The wiring structure of the present invention that has solved the above problems is a wiring structure comprising an insulating film, a Cu alloy film, and a semiconductor layer of a thin film transistor on a substrate in this order from the substrate side. The layer is made of an oxide semiconductor, and the Cu alloy film contains 2 to 20 in total of at least one element selected from the group consisting of Zn, Ni, Ti, Al, Mg, Ca, W, Nb, and Mn. A first layer (Y) made of a Cu alloy containing atomic% and a second alloy made of pure Cu or a Cu alloy containing Cu as a main component and having a lower electrical resistivity than the first layer (Y). Layer (X), wherein the first layer (Y) is directly connected to the substrate and / or the insulating film, and the second layer (X) The main point is that it is directly connected to the semiconductor layer.

好ましい実施形態において、前記Cu合金膜は、前記半導体層と直接接続する同一平面で、画素電極を構成する透明導電膜と直接接続するものである。   In a preferred embodiment, the Cu alloy film is directly connected to the transparent conductive film constituting the pixel electrode on the same plane directly connected to the semiconductor layer.

好ましい実施形態において、前記第一層(Y)の膜厚は、10nm以上100nm以下であって、且つ、Cu合金膜全膜厚に対して60%以下である。   In a preferred embodiment, the film thickness of the first layer (Y) is 10 nm or more and 100 nm or less, and 60% or less with respect to the total film thickness of the Cu alloy film.

好ましい実施形態において、前記基板および/または絶縁膜と、前記Cu合金膜との界面に、Mnの一部が析出および/または濃化している。   In a preferred embodiment, a part of Mn is precipitated and / or concentrated at the interface between the substrate and / or the insulating film and the Cu alloy film.

好ましい実施形態において、前記酸化物半導体は、In、Ga、Zn、Ti、およびSnよりなる群から選択される少なくとも1種の元素を含む酸化物からなるものである。   In a preferred embodiment, the oxide semiconductor is made of an oxide containing at least one element selected from the group consisting of In, Ga, Zn, Ti, and Sn.

好ましい実施形態において、前記絶縁膜は、酸化シリコンおよび/または酸窒化シリコンから構成されている。   In a preferred embodiment, the insulating film is made of silicon oxide and / or silicon oxynitride.

好ましい実施形態において、前記透明導電膜は、In、Ga、Zn、およびSnよりなる群から選択される少なくとも1種の元素を含む酸化物からなるものである。   In a preferred embodiment, the transparent conductive film is made of an oxide containing at least one element selected from the group consisting of In, Ga, Zn, and Sn.

本発明には、上記の配線構造を備えた表示装置も包含される。   The present invention includes a display device having the above wiring structure.

また、上記課題を解決し得た上記配線構造の製造方法は、Cu合金膜を成膜し、成膜後に250℃以上の温度で30分間以上加熱することにより、前記基板および/または絶縁膜と、前記Cu合金膜との界面に、Mnの一部を析出および/または濃化させるところに要旨を有するものである。   In addition, in the method for manufacturing the wiring structure that can solve the above problems, a Cu alloy film is formed, and after the film formation, the substrate and / or the insulating film are heated by heating at a temperature of 250 ° C. or more for 30 minutes or more. The main point is that a part of Mn is precipitated and / or concentrated at the interface with the Cu alloy film.

本発明によれば、基板側から順に、酸化シリコンや酸窒化シリコンなどから主に構成されている絶縁膜と、Cu合金膜と、薄膜トランジスタの酸化物半導体層と、を備えた配線構造において、Cu合金膜を、基板および/または絶縁膜と直接接続しても、これらとの密着性に優れており;しかも、Cu系材料の特徴である低い電気抵抗と、酸化物半導体層および/または画素電極を構成する透明導電膜との低いコンタクト抵抗とを実現できる配線構造を提供することができた。本発明によれば、TiやMoなどの高融点金属(バリアメタル層)を省略できるため、図2に示す従来の配線構造が抱える問題点(実効チャネル長が決まらないなど)を解消することができる。   According to the present invention, in the wiring structure including the insulating film mainly composed of silicon oxide, silicon oxynitride, or the like, the Cu alloy film, and the oxide semiconductor layer of the thin film transistor in order from the substrate side, Even if the alloy film is directly connected to the substrate and / or the insulating film, it has excellent adhesion to them; and, furthermore, the low electrical resistance characteristic of the Cu-based material, the oxide semiconductor layer and / or the pixel electrode The wiring structure which can implement | achieve low contact resistance with the transparent conductive film which comprises was able to be provided. According to the present invention, since a high melting point metal (barrier metal layer) such as Ti or Mo can be omitted, problems with the conventional wiring structure shown in FIG. 2 (for example, the effective channel length is not determined) can be solved. it can.

図1は、本発明の代表的な配線構造を示す概略断面説明図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional explanatory view showing a typical wiring structure of the present invention. 図2は、従来の配線構造を示す概略断面説明図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional explanatory view showing a conventional wiring structure. 図3は、実施例において、ITO、又はIZOとのコンタクト抵抗率の測定に用いた電極パターンを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an electrode pattern used for measurement of contact resistivity with ITO or IZO in Examples. 図4は、実施例において、IGZO、又はZTOとのコンタクト抵抗率の測定に用いた電極パターンを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an electrode pattern used for measurement of contact resistivity with IGZO or ZTO in Examples. 図5は、Cu合金膜とガラス基板との界面近傍の断面TEM画像である。FIG. 5 is a cross-sectional TEM image near the interface between the Cu alloy film and the glass substrate. 図6は、図5の一部拡大画像である。FIG. 6 is a partially enlarged image of FIG. 図7は、断面TEM画像からEDXライン分析した結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the result of EDX line analysis from a cross-sectional TEM image.

本発明者らは、TFTの半導体層としてIGZOなどの酸化物半導体を用いた、図1に示す構造(基板側から順に、絶縁膜と、Cu合金膜と、薄膜トランジスタの酸化物半導体層と、を備えた配線構造)に適用可能であり、TiやMoなどの高融点金属(バリアメタル層)を省略してCu合金膜を、基板および/または絶縁膜と電気的に直接接続しても、これらとの密着性に優れており、しかも、膜自体の電気抵抗も低く、酸化物半導体層や画素電極を構成する透明導電膜とのコンタクト抵抗も低く抑えられた新規な表示装置用Cu合金膜(以下、ダイレクトコンタクト用Cu合金膜と呼ぶ場合がある。)を備えた配線構造を提供するため、検討を重ねてきた。その結果、上記配線構造に用いられるCu合金膜として、
Zn、Ni、Ti、Al、Mg、Ca、W、Nb、およびMnよりなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計で2〜20原子%含むCu合金からなる第一層(Y)と、
純Cu、またはCuを主成分とするCu合金であって前記第一層(Y)よりも電気抵抗率の低いCu合金からなる第二層(X)と、
を含む積層構造を有しており、
前記第一層(Y)は、前記基板および/または前記絶縁膜と直接接続されており、前記第二層(X)は、前記半導体層と直接接続されているCu合金を用いれば所期の目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。
The present inventors used an oxide semiconductor such as IGZO as a semiconductor layer of TFT, and has a structure shown in FIG. 1 (in order from the substrate side, an insulating film, a Cu alloy film, and an oxide semiconductor layer of a thin film transistor). Even if the Cu alloy film is electrically connected directly to the substrate and / or the insulating film by omitting the refractory metal (barrier metal layer) such as Ti or Mo. In addition, a novel Cu alloy film for a display device having a low electrical resistance of the film itself and a low contact resistance with the transparent conductive film constituting the oxide semiconductor layer and the pixel electrode ( Hereinafter, in order to provide a wiring structure provided with a Cu alloy film for direct contact. As a result, as a Cu alloy film used in the wiring structure,
A first layer (Y) made of a Cu alloy containing in total 2 to 20 atomic% of at least one element selected from the group consisting of Zn, Ni, Ti, Al, Mg, Ca, W, Nb, and Mn; ,
A second layer (X) made of pure Cu or a Cu alloy containing Cu as a main component and having a lower electrical resistivity than the first layer (Y);
Has a laminated structure including
The first layer (Y) is directly connected to the substrate and / or the insulating film, and the second layer (X) is formed by using a Cu alloy directly connected to the semiconductor layer. The present invention was completed by finding that the object was achieved.

上記のCu合金膜は、好ましくは画素電極を構成する透明導電膜(代表的にはITOやIZOなど)と直接接続されている(図1を参照)。また、上述した積層のCu合金膜を構成する第一層(Y)の膜厚は、好ましくは10nm以上100nm以下であって、且つ、Cu合金膜全膜厚に対して60%以下である。また、第一層(Y)に含有される好ましい合金元素はMnであり、基板および/または絶縁膜との密着性に非常に優れている。これは、基板および/または絶縁膜との界面にMnの一部が析出および/または濃化したCu−Mn反応層が形成されるためと推察される。このような密着性に優れた積層のCu合金膜は、Cu合金膜の成膜後に、約250℃以上の温度で30分間以上の加熱処理を行なうことによって作製することが好ましい。しかしながら、Cu合金膜と酸化物半導体層との低いコンタクト抵抗を、再現性良く確実に確保するという観点からすれば、Cu合金膜成膜後の加熱処理を、おおむね、300℃超500℃程度までの範囲内に制御して行なうことが有効であり、300℃以下の温度で加熱処理を行なうと、酸化物半導体層とのコンタクト抵抗にバラツキが生じることが判明した(後記する実施例2を参照)。   The Cu alloy film is preferably directly connected to a transparent conductive film (typically ITO, IZO, etc.) constituting the pixel electrode (see FIG. 1). The film thickness of the first layer (Y) constituting the laminated Cu alloy film described above is preferably 10 nm or more and 100 nm or less, and 60% or less with respect to the total film thickness of the Cu alloy film. Moreover, the preferable alloy element contained in the first layer (Y) is Mn, which is very excellent in adhesion to the substrate and / or the insulating film. This is presumably because a Cu—Mn reaction layer in which a part of Mn is precipitated and / or concentrated is formed at the interface with the substrate and / or the insulating film. Such a laminated Cu alloy film having excellent adhesion is preferably produced by performing a heat treatment at a temperature of about 250 ° C. or more for 30 minutes or more after the formation of the Cu alloy film. However, from the viewpoint of ensuring low contact resistance between the Cu alloy film and the oxide semiconductor layer with good reproducibility, the heat treatment after the Cu alloy film is formed is generally over about 300 ° C. to about 500 ° C. It is effective to carry out the control within the above range, and it has been found that when the heat treatment is performed at a temperature of 300 ° C. or less, the contact resistance with the oxide semiconductor layer varies (see Example 2 described later). ).

以下、前述した図1を参照しながら、本発明の配線構造およびその製造方法の好ましい実施形態を説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、図1では、ボトムゲート型の例を示しているが、これに限定されず、トップゲート型も含まれる。また、図1では、酸化物半導体層の代表例としてIGZOを用いているが、これに限定されず、液晶表示装置などの表示装置に用いられる酸化物半導体をすべて用いることができる。   Hereinafter, preferred embodiments of the wiring structure and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 described above, but the present invention is not limited thereto. Note that FIG. 1 shows an example of a bottom gate type, but the invention is not limited to this, and a top gate type is also included. In FIG. 1, IGZO is used as a typical example of the oxide semiconductor layer; however, the present invention is not limited thereto, and any oxide semiconductor used for a display device such as a liquid crystal display device can be used.

図1に示すTFT基板は、基板側から順に、ゲート電極(図ではCu合金)、ゲート絶縁膜(図ではSiO2)、ソース電極・ドレイン電極(図ではCu合金、詳細は後述する。)、チャネル層(酸化物半導体層、図ではIGZO)、保護層(図ではSiO2)を順次積層した配線構造(ボトムゲート型)を有している。ここで、図1の保護層は酸窒化シリコンであっても良く、同様に、ゲート絶縁膜は酸窒化シリコンであっても良い。前述したように、酸化物半導体は、還元雰囲気下ではその優れた特性が失われるため、酸化性雰囲気下で成膜可能な酸化シリコン(酸窒化シリコン)の使用が推奨されるからである。あるいは、保護層またはゲート絶縁膜のいずれか一方は窒化シリコンであっても良い。 The TFT substrate shown in FIG. 1 has, in order from the substrate side, a gate electrode (Cu alloy in the figure), a gate insulating film (SiO 2 in the figure), a source electrode / drain electrode (Cu alloy in the figure, details will be described later), It has a wiring structure (bottom gate type) in which a channel layer (oxide semiconductor layer, IGZO in the figure) and a protective layer (SiO 2 in the figure) are sequentially laminated. Here, the protective layer in FIG. 1 may be silicon oxynitride, and similarly, the gate insulating film may be silicon oxynitride. As described above, an oxide semiconductor loses its excellent characteristics in a reducing atmosphere, and therefore it is recommended to use silicon oxide (silicon oxynitride) that can be formed in an oxidizing atmosphere. Alternatively, either the protective layer or the gate insulating film may be silicon nitride.

そして、本発明の特徴部分は、上記Cu合金として、上述した積層のCu合金を用いたところにある。本発明において、基板および/または絶縁膜と直接接触する第一層(Y)は、密着性向上に寄与する合金元素を含むCu合金で構成されており、これにより、基板および/または絶縁膜との密着性が向上する。一方、上記第一層(Y)の上に積層される第二層(X)は、酸化物半導体層と直接接続されており、電気抵抗率の低い元素(純Cu、または純Cuと同程度の低電気抵抗率を有するCu合金)で構成されており、これにより、Cu合金膜全体の電気抵抗率の低減を図っている。すなわち、本発明で規定する上記積層構造とすることにより、(ア)Alに比べて電気抵抗率が低く、酸化物半導体層および/または画素電極を構成する透明導電膜とのコンタクト抵抗も低く抑えられるという、Cu本来の特性を有効に最大限に発揮させつつ、(イ)Cuの欠点であった基板および/または絶縁膜との低い密着性も著しく高められる。すなわち、上記Cu合金は、ダイレクトコンタクト用Cu合金として極めて有用であり、特にソース電極および/またはドレイン電極の配線材料と好適に用いられる。   And the characteristic part of this invention exists in the place which used the laminated Cu alloy mentioned above as said Cu alloy. In the present invention, the first layer (Y) that is in direct contact with the substrate and / or the insulating film is made of a Cu alloy containing an alloy element that contributes to improving the adhesion, whereby the substrate and / or the insulating film Improved adhesion. On the other hand, the second layer (X) stacked on the first layer (Y) is directly connected to the oxide semiconductor layer, and has an element with low electrical resistivity (pure Cu or pure Cu). Cu alloy having a low electrical resistivity), thereby reducing the electrical resistivity of the entire Cu alloy film. That is, by using the laminated structure defined in the present invention, (a) the electrical resistivity is lower than that of Al, and the contact resistance with the transparent conductive film constituting the oxide semiconductor layer and / or the pixel electrode is also kept low. (I) Low adhesion to the substrate and / or insulating film, which has been a defect of Cu, can be remarkably enhanced while effectively maximizing the original characteristics of Cu. That is, the Cu alloy is extremely useful as a Cu alloy for direct contact, and is particularly preferably used as a wiring material for a source electrode and / or a drain electrode.

本発明において、第二層(X)は、第一層(Y)の上(直上)に形成されており、純Cu、または第一層(Y)よりも電気抵抗率の低い、Cuを主成分とするCu合金で構成されている。このような第二層(X)を設けることにより、Cu合金膜全体の電気抵抗率を低く抑えることができる。ここで、第二層(X)に用いられる「第一層(Y)よりも電気抵抗率の低いCu合金」とは、密着性向上元素を含むCu合金で構成されている第一層(Y)に比べて電気抵抗率が低くなるように、合金元素の種類および/または含有量を適切に制御すれば良い。電気抵抗率が低い元素(おおむね、純Cu合金並みに低い元素)は、文献に記載の数値などを参照し、公知の元素から容易に選択することができる。ただし、電気抵抗率が高い元素であっても、含有量を少なくすれば(おおむね、0.05〜1原子%程度)電気抵抗率を低減できるため、第二層(X)に適用可能な上記合金元素は、電気抵抗率が低い元素に必ずしも限定されない。具体的には、例えば、Cu−0.5原子%Ni、Cu−0.5原子%Zn、Cu−0.3原子%Mnなどが好ましく用いられる。また、第二層(X)に適用可能な上記合金元素は、酸素ガスや窒素ガスのガス成分を含んでいても良く、例えば、Cu−OやCu−Nなどを用いることができる。   In the present invention, the second layer (X) is formed on (directly above) the first layer (Y), and is mainly made of pure Cu or Cu having a lower electrical resistivity than the first layer (Y). It is composed of a Cu alloy as a component. By providing such a second layer (X), the electrical resistivity of the entire Cu alloy film can be kept low. Here, the “Cu alloy having a lower electrical resistivity than the first layer (Y)” used for the second layer (X) means the first layer (Y ) And the content and / or content of the alloy elements may be appropriately controlled so that the electrical resistivity is lower than that of the above. Elements with low electrical resistivity (generally, elements as low as pure Cu alloys) can be easily selected from known elements with reference to numerical values described in the literature. However, even if it is an element with a high electrical resistivity, if the content is reduced (generally, about 0.05 to 1 atomic%), the electrical resistivity can be reduced, so that the above can be applied to the second layer (X). The alloy element is not necessarily limited to an element having a low electrical resistivity. Specifically, for example, Cu-0.5 atomic% Ni, Cu-0.5 atomic% Zn, Cu-0.3 atomic% Mn and the like are preferably used. Moreover, the said alloy element applicable to 2nd layer (X) may contain the gas component of oxygen gas or nitrogen gas, for example, Cu-O, Cu-N, etc. can be used.

以下、本発明を最も特徴付ける第一層(Y)について詳しく説明する。以下では、説明の便宜上、「基板および/または絶縁膜」を「基板など」と呼ぶ場合がある。   Hereinafter, the first layer (Y) that characterizes the present invention will be described in detail. Hereinafter, for convenience of explanation, “substrate and / or insulating film” may be referred to as “substrate and the like”.

[第一層(Y)について]
上記Cu合金膜において、第一層(Y)は基板および/または絶縁膜と直接接しており、Zn、Ni、Ti、Al、Mg、Ca、W、Nb、およびMnよりなる群から選択される少なくとも1種の元素(密着性向上元素)を合計で2〜20原子%含むCu合金で構成されている。これらの元素は単独で含有しても良いし、2種以上を併用しても良い。単独で含有する場合は、単独の量が上記範囲を満足すれば良く、2種以上を含有する場合は合計量が上記範囲を満足すれば良い。これらの元素は、Cu金属には固溶するがCu酸化膜には固溶しない元素として選択したものである。これらの元素が固溶しているCu合金が成膜過程の熱処理等によって酸化されると、上記元素はCu酸化膜に固溶しないため、酸化により生成したCu酸化膜の界面下に上記元素が掃き出されて濃化され、該濃化層によって、基板および/または絶縁膜との密着性が向上すると考えられる。このような濃化層の形成によって、バリアメタルを介在させずにCu合金膜を基板などと直接接続しても充分な密着性を確保することができる。その結果、液晶ディスプレイの階調表示などの表示性能の劣化を防止できる。濃化層とは、上記密着性向上元素が高濃度で存在している層であり、具体的には第一層(Y)のマトリックス中の1.1倍以上の濃度で上記密着性向上元素が存在している層である。
[About the first layer (Y)]
In the Cu alloy film, the first layer (Y) is in direct contact with the substrate and / or the insulating film, and is selected from the group consisting of Zn, Ni, Ti, Al, Mg, Ca, W, Nb, and Mn. It is composed of a Cu alloy containing at least one element (adhesion improving element) in a total of 2 to 20 atomic%. These elements may be contained alone or in combination of two or more. In the case of containing alone, the single amount may satisfy the above range, and in the case of containing two or more types, the total amount may satisfy the above range. These elements are selected as elements that dissolve in Cu metal but not in Cu oxide film. When a Cu alloy in which these elements are dissolved is oxidized by heat treatment or the like during the film formation process, the elements do not dissolve in the Cu oxide film, so that the elements are placed under the interface of the Cu oxide film generated by oxidation. Sweeped out and concentrated, and the concentrated layer is considered to improve the adhesion to the substrate and / or the insulating film. By forming such a concentrated layer, sufficient adhesion can be ensured even if the Cu alloy film is directly connected to a substrate or the like without interposing a barrier metal. As a result, it is possible to prevent deterioration of display performance such as gradation display of the liquid crystal display. The concentrated layer is a layer in which the above-mentioned adhesion improving element is present at a high concentration, specifically, the above-mentioned adhesion improving element at a concentration of 1.1 times or more in the matrix of the first layer (Y). It is a layer that exists.

図5、図6はCu合金膜(4原子%Mn−Cu合金:膜厚50nm)とガラス基板との界面近傍のTEM画像(倍率:15万倍)であり(図6は図5の一部拡大画像(倍率:150万倍))、図7は該断面TEM画像をEDXライン分析した結果を示すグラフである。図7からもMn濃化層がCu合金膜とガラス基板との界面に形成されていることがわかる。   5 and 6 are TEM images (magnification: 150,000 times) in the vicinity of the interface between the Cu alloy film (4 atomic% Mn—Cu alloy: film thickness 50 nm) and the glass substrate (FIG. 6 is a part of FIG. 5). FIG. 7 is a graph showing the results of EDX line analysis of the cross-sectional TEM image. FIG. 7 also shows that the Mn concentrated layer is formed at the interface between the Cu alloy film and the glass substrate.

上述した密着性向上元素のうち好ましいのはMn、Niであり、より好ましくはMnである。Mnは、上述した界面での濃化現象が非常に強く発現される元素だからである。すなわち、Mnは、Cu合金成膜時または成膜後の熱処理(例えば、SiO2膜の絶縁膜を成膜する工程といった表示装置の製造過程における熱履歴を含む)によって膜の内側から外側(絶縁膜との界面など)に向って移動する。界面へのMnの移動は、熱処理による酸化によって生成するMn酸化物が駆動力になって、更に一層促進される。その結果、絶縁膜などとの界面にCu−Mnの反応層(以下、「Mn反応層」と呼ぶ。)が全面的に密着性良く形成され、絶縁膜などとの密着性が著しく向上するものと考えられる。 Among the above-mentioned adhesion improving elements, Mn and Ni are preferable, and Mn is more preferable. This is because Mn is an element in which the concentration phenomenon at the interface described above is expressed very strongly. That is, Mn is formed from the inner side to the outer side (insulated by heat treatment in the manufacturing process of a display device such as a process of forming an insulating film of SiO 2 film) during or after the Cu alloy film formation. Move toward the interface). The movement of Mn to the interface is further accelerated by the driving force of Mn oxide generated by oxidation by heat treatment. As a result, a Cu—Mn reaction layer (hereinafter referred to as “Mn reaction layer”) is formed on the entire surface with good adhesion at the interface with the insulating film, etc., and the adhesion with the insulating film etc. is remarkably improved. it is conceivable that.

このようなMn反応層などの上記濃化層(析出物も含む)は、好ましくは、スパッタリング法(詳細は後述する。)によるCu合金成膜後、所定の加熱処理を行なうことによって得られる。ここで、「所定の加熱処理を行なう」とは、前述したように、密着性を考慮すれば約250℃以上で30分間以上の加熱処理を意味し;更に酸化物半導体層との低い抵抗を再現性良く確実に確保するという観点からすれば、加熱処理の温度範囲を、特に約300℃超500℃以下に制御することを意味する。このよう加熱処理により、絶縁膜などとの界面に合金元素が拡散して濃化し易くなる。その後、酸化物半導体膜を成膜すれば良い。   Such a concentrated layer (including precipitates) such as a Mn reaction layer is preferably obtained by performing a predetermined heat treatment after forming a Cu alloy film by a sputtering method (details will be described later). Here, “predetermined heat treatment” means a heat treatment at about 250 ° C. or higher for 30 minutes or more considering adhesion, as described above; and a low resistance to the oxide semiconductor layer. From the viewpoint of ensuring with good reproducibility, this means that the temperature range of the heat treatment is controlled to be more than about 300 ° C. and 500 ° C. or less. By such heat treatment, the alloy element is easily diffused and concentrated at the interface with the insulating film or the like. After that, an oxide semiconductor film may be formed.

なお、上記の加熱処理は、Mn反応層などの上記濃化層の形成を目的に行うものであってもよいし、Cu合金膜形成後の熱履歴(例えば、窒化シリコン膜などの保護膜を成膜する工程)が、前記温度・時間を満たすものであってもよい。   The heat treatment may be performed for the purpose of forming the concentrated layer such as a Mn reaction layer, or a heat history (for example, a protective film such as a silicon nitride film) after the Cu alloy film is formed. The film forming step) may satisfy the temperature and time.

上記元素の含有量は2原子%以上とする。上記元素の含有量が2原子%未満では、基板および/または絶縁膜との密着性が不十分で満足な特性が得られない。例えば上記元素の含有量が0.5%程度と少ない場合、条件によっては良好な密着性が得られる場合もあるが、再現性に欠ける。そこで、本発明では、再現性をも考慮して上記元素の含有量の下限値を2原子%以上とした。これにより、測定条件等に因らず常に良好な密着性が得られる。一方、上記元素の含有量が20原子%を超えると、Cu合金膜(配線膜)自体(第一層+第二層)の電気抵抗率が高くなるほか、配線のエッチング時に残渣が発生するため、微細加工が難しくなる。上記元素の含有量の好ましい下限値は3原子%、より好ましくは4原子%である。また、好ましい上限値は、12原子%、より好ましくは10原子%である。   The content of the above elements is 2 atomic% or more. If the content of the element is less than 2 atomic%, the adhesiveness with the substrate and / or the insulating film is insufficient and satisfactory characteristics cannot be obtained. For example, when the content of the element is as low as about 0.5%, good adhesion may be obtained depending on conditions, but reproducibility is lacking. Therefore, in the present invention, considering the reproducibility, the lower limit of the content of the element is set to 2 atomic% or more. As a result, good adhesion can always be obtained regardless of the measurement conditions. On the other hand, if the content of the above elements exceeds 20 atomic%, the Cu alloy film (wiring film) itself (first layer + second layer) has an increased electrical resistivity, and residues are generated during wiring etching. Fine processing becomes difficult. The preferable lower limit of the content of the element is 3 atomic%, more preferably 4 atomic%. Moreover, a preferable upper limit is 12 atomic%, More preferably, it is 10 atomic%.

上記元素の好ましい含有量は、厳密には、元素の種類によって異なり得る。元素の種類によって密着性および電気抵抗に対する負荷(影響)が異なるからである。例えば、Mnは、3原子%以上12原子%以下であることが好ましく、より好ましくは4原子%以上10原子%以下である。   Strictly speaking, the preferable content of the above elements may vary depending on the kind of the element. This is because the load (influence) on adhesion and electrical resistance differs depending on the type of element. For example, Mn is preferably 3 atom% or more and 12 atom% or less, more preferably 4 atom% or more and 10 atom% or less.

本発明に用いられるCu合金膜は、上記元素を含み、残部:Cuおよび不可避不純物である。   The Cu alloy film used in the present invention contains the above elements, and the remainder: Cu and inevitable impurities.

上記第一層(Y)を構成するCu合金は、更にFeおよび/またはCoを合計(単独の場合は単独の量)で、0.02〜1.0原子%の範囲で含有しても良く、これにより、低い電気抵抗率と透明基板との高い密着性が、一層向上するようになる。好ましい含有量は、0.05原子%以上0.8原子%以下であり、より好ましくは0.1原子%以上0.5原子%以下である。   The Cu alloy constituting the first layer (Y) may further contain Fe and / or Co in a total amount (in the case of a single substance) in a range of 0.02 to 1.0 atomic%. Thus, the low electrical resistivity and the high adhesion with the transparent substrate are further improved. The preferable content is 0.05 atomic percent or more and 0.8 atomic percent or less, and more preferably 0.1 atomic percent or more and 0.5 atomic percent or less.

上記Cu合金膜において、第二層(X)は、上記第一層(Y)の上(直上)に形成されており、純Cu、または上記第一層(Y)よりも電気抵抗率の低い、Cuを主成分とするCu合金で構成されている。このような第二層(X)を設けることにより、Cu合金膜全体の電気抵抗率を低く抑えることができる。なお、Cuを主成分とする合金とは、Cu合金中にCuが最も多く含まれていることを意味する。   In the Cu alloy film, the second layer (X) is formed on (directly above) the first layer (Y) and has a lower electrical resistivity than pure Cu or the first layer (Y). And a Cu alloy containing Cu as a main component. By providing such a second layer (X), the electrical resistivity of the entire Cu alloy film can be kept low. In addition, the alloy which has Cu as a main component means that Cu is most contained in Cu alloy.

このように本発明に用いられるCu合金膜は、組成が異なる第二層(X)と第一層(Y)の積層構成とすることによって所望の特性を発揮させるものであるが、これらの特性をより効果的に発揮させるためには、特に、第一層(Y)の膜厚を制御することが有効である。具体的には、上記第一層(Y)の膜厚は10nm以上であり、Cu合金膜全膜厚[第二層(X)と第一層(Y)の膜厚]に対して60%以下とすることが好ましい。これにより、低い電気抵抗率と高い密着性が得られるほか、微細加工性がより効果的に発揮される。より好ましくは、第一層(Y)の膜厚は20nm以上であり、Cu合金膜全膜厚に対して50%以下である。   As described above, the Cu alloy film used in the present invention exhibits desired characteristics by adopting a laminated structure of the second layer (X) and the first layer (Y) having different compositions. In particular, it is effective to control the film thickness of the first layer (Y) in order to exhibit the effect more effectively. Specifically, the film thickness of the first layer (Y) is 10 nm or more, and 60% of the total film thickness of the Cu alloy film [film thickness of the second layer (X) and the first layer (Y)]. The following is preferable. Thereby, low electrical resistivity and high adhesion are obtained, and fine workability is more effectively exhibited. More preferably, the film thickness of the first layer (Y) is 20 nm or more and 50% or less with respect to the total film thickness of the Cu alloy film.

なお、第一層(Y)の膜厚の上限は配線膜自体の電気抵抗率を主に考慮して適宜決定すれば良く、100nm以下であることが好ましく、80nm以下であることがより好ましい。また、Cu合金膜全膜厚に対する第一層(Y)の比率の下限も特に限定されないが、透明基板との密着性向上を考慮すると、おおむね、15%とすることが好ましい。   The upper limit of the film thickness of the first layer (Y) may be determined as appropriate mainly considering the electrical resistivity of the wiring film itself, preferably 100 nm or less, and more preferably 80 nm or less. Further, the lower limit of the ratio of the first layer (Y) to the total thickness of the Cu alloy film is not particularly limited, but is preferably about 15% in consideration of improvement in adhesion to the transparent substrate.

上記第一層(Y)の膜厚は、厳密には第一層(Y)に含有される元素の種類によって異なり得る。元素の種類によって、密着性および電気抵抗に対する影響が異なるからである。例えばMnの場合、前記膜厚の下限は10nm以上が好ましく、より好ましくは20nm以上である。またMnの場合の前記膜厚の上限は80nm以下が好ましく、より好ましくは50nm以下である。またNiやZnの場合の前記膜厚の下限は、20nm以上が好ましく、より好ましくは30nm以上であり、上限は100nm以下が好ましく、より好ましくは80nm以下である。Mn、Ni、Zn以外の元素の場合は、前述した通り、10nm以上、100nm以下であることが好ましい。   Strictly speaking, the film thickness of the first layer (Y) may vary depending on the type of element contained in the first layer (Y). This is because the influence on adhesion and electrical resistance differs depending on the type of element. For example, in the case of Mn, the lower limit of the film thickness is preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more. In the case of Mn, the upper limit of the film thickness is preferably 80 nm or less, and more preferably 50 nm or less. In the case of Ni or Zn, the lower limit of the film thickness is preferably 20 nm or more, more preferably 30 nm or more, and the upper limit is preferably 100 nm or less, more preferably 80 nm or less. In the case of an element other than Mn, Ni, and Zn, it is preferably 10 nm or more and 100 nm or less as described above.

なお、Cu合金膜全体(第二層(X)+第一層(Y))の膜厚はおおむね、200nm以上500nm以下であることが好ましく、250nm以上400nm以下であることがより好ましい。   The film thickness of the entire Cu alloy film (second layer (X) + first layer (Y)) is generally preferably from 200 nm to 500 nm, and more preferably from 250 nm to 400 nm.

基板などとの更なる密着性向上のため、上記第一層(Y)は更に酸素を含有しても良い。基板および/または絶縁と接触する第一層(Y)に適量の酸素を導入することにより、その界面に、所定量の酸素を含む酸素含有層が介在され、これらとの間に強固な結合(化学的結合)が形成され、密着性が向上すると考えられる。   In order to further improve adhesion to a substrate or the like, the first layer (Y) may further contain oxygen. By introducing an appropriate amount of oxygen into the first layer (Y) in contact with the substrate and / or the insulation, an oxygen-containing layer containing a predetermined amount of oxygen is interposed at the interface, and a strong bond ( It is thought that chemical bonds are formed and adhesion is improved.

上記作用を充分に発揮させるため、上記第一層(Y)中に含まれる好ましい酸素量は、0.5原子%以上であり、より好ましくは1原子%以上、更に好ましくは2原子%以上、更により好ましくは4原子%以上である。一方、酸素量が過剰になり、密着性が向上し過ぎると、ウェットエッチングを行なった後に残渣が残り、ウェットエッチング性が低下する。また酸素量が過剰になると、Cu合金膜全体の電気抵抗が向上する。これらの観点を勘案し、上記第一層(Y)中に含まれる酸素量は、好ましくは30原子%以下、より好ましくは20原子%以下、更に好ましくは15原子%以下、更に一層好ましくは10原子%以下である。   In order to sufficiently exhibit the above-described action, the preferable amount of oxygen contained in the first layer (Y) is 0.5 atomic% or more, more preferably 1 atomic% or more, still more preferably 2 atomic% or more, Even more preferably, it is 4 atomic% or more. On the other hand, if the amount of oxygen becomes excessive and the adhesiveness is excessively improved, a residue remains after wet etching and the wet etching property is lowered. Moreover, when the amount of oxygen becomes excessive, the electrical resistance of the entire Cu alloy film is improved. Considering these viewpoints, the amount of oxygen contained in the first layer (Y) is preferably 30 atomic% or less, more preferably 20 atomic% or less, still more preferably 15 atomic% or less, and still more preferably 10 Atomic% or less.

このような酸素含有第一層(Y)は、第一層(Y)をスパッタリング法で成膜する際、酸素ガスを供給することによって得られる。酸素ガス供給源として、酸素(O2)のほか、酸素原子を含む酸化ガス(例えば、O3など)を用いることができる。具体的には、第一層(Y)の成膜時には、スパッタリング法に通常用いられるプロセスガスに酸素を添加した混合ガスを用い、第二層(X)の成膜時には、酸素を添加せずにプロセスガスを用いてスパッタリングを行えば良い。第二層(X)は、電気抵抗率低減の観点から、酸素を含有しないことが好ましいからである。上記プロセスガスとしては、代表的には希ガス(例えばキセノンガス、アルゴンガス)が挙げられ、好ましくはアルゴンガスである。また、第一層(Y)の成膜時にプロセスガス中の酸素ガス量を変化させれば、酸素含有量が異なる複数の下地層を形成できる。 Such an oxygen-containing first layer (Y) can be obtained by supplying oxygen gas when the first layer (Y) is formed by sputtering. As an oxygen gas supply source, in addition to oxygen (O 2 ), an oxidizing gas containing oxygen atoms (for example, O 3 ) can be used. Specifically, when forming the first layer (Y), a mixed gas obtained by adding oxygen to a process gas usually used in the sputtering method is used. When forming the second layer (X), oxygen is not added. Sputtering may be performed using a process gas. This is because the second layer (X) preferably contains no oxygen from the viewpoint of reducing electrical resistivity. As the process gas, a rare gas (for example, xenon gas or argon gas) is typically mentioned, and argon gas is preferable. Further, if the amount of oxygen gas in the process gas is changed during the formation of the first layer (Y), a plurality of underlayers having different oxygen contents can be formed.

上記第一層(Y)中の酸素量は、プロセスガス中に占める酸素ガスの混合比率によって変化し得るため、導入したい酸素量に応じて、上記の混合比率を適宜適切に変えればよい。例えば、上記第一層(Y)層中に1原子%の酸素を導入したい場合には、おおむね、その約10倍の酸素量をプロセスガス中に混合し、プロセスガス中に占める酸素ガスの比率を約10体積%とすることが好ましい。   Since the amount of oxygen in the first layer (Y) can vary depending on the mixing ratio of oxygen gas in the process gas, the mixing ratio may be appropriately changed according to the amount of oxygen to be introduced. For example, when it is desired to introduce 1 atomic% of oxygen into the first layer (Y), approximately 10 times the amount of oxygen is mixed in the process gas, and the ratio of the oxygen gas in the process gas Is preferably about 10% by volume.

本発明に用いられるCu合金膜は、基板および/または絶縁膜との密着性に優れているため、これらと直接接触する配線膜および電極用の膜として好適に用いられる。本発明では、好ましくは、ソース電極および/またはドレイン電極が上記Cu合金膜で構成されており、その他の配線部(例えばゲート電極)の成分組成については特に限定されない。例えば、図1において、ゲート電極、走査線(図示せず)、信号線におけるドレイン配線部(図示せず)も、上記Cu合金膜で構成されていても良く、この場合、TFT基板におけるCu合金配線の全てを同一成分組成とすることができる。   Since the Cu alloy film used in the present invention is excellent in adhesion to the substrate and / or the insulating film, it is suitably used as a wiring film and an electrode film in direct contact with them. In the present invention, the source electrode and / or the drain electrode are preferably made of the Cu alloy film, and the component composition of other wiring portions (for example, the gate electrode) is not particularly limited. For example, in FIG. 1, the gate electrode, the scanning line (not shown), and the drain wiring portion (not shown) in the signal line may also be constituted by the Cu alloy film, and in this case, the Cu alloy in the TFT substrate. All of the wirings can have the same component composition.

上記積層構造からなるCu合金膜は、スパッタリング法によって形成することが好ましい。具体的には、上記の第一層(Y)を構成する材料をスパッタリング法により成膜して第一層(Y)を形成した後、その上に、上記の第二層(X)を構成する材料をスパッタリング法により成膜して第二層(X)を形成し、積層構成とすればよい。このようにしてCu合金積層膜を形成した後、所定のパターニングを行ってから、断面形状をカバレッジの観点から好ましくはテーパ角度45〜60°程度のテーパ状に加工することが好ましい。   The Cu alloy film having the above laminated structure is preferably formed by a sputtering method. Specifically, the material constituting the first layer (Y) is formed by sputtering to form the first layer (Y), and then the second layer (X) is formed thereon. A material to be formed may be formed by a sputtering method to form the second layer (X) to have a stacked structure. After forming the Cu alloy laminated film in this way, it is preferable to perform predetermined patterning and then process the cross-sectional shape into a taper shape with a taper angle of about 45 to 60 ° from the viewpoint of coverage.

スパッタリング法を用いれば、スパッタリングターゲットとほぼ同じ組成のCu合金膜を成膜できる。そこでスパッタリングターゲットの組成を調整することによって、Cu合金膜の組成を調整できる。スパッタリングターゲットの組成は、異なる組成のCu合金ターゲットを用いて調整しても良いし、あるいは、純Cuターゲットに合金元素の金属をチップオンすることによって調整しても良い。   If the sputtering method is used, a Cu alloy film having almost the same composition as the sputtering target can be formed. Therefore, the composition of the Cu alloy film can be adjusted by adjusting the composition of the sputtering target. The composition of the sputtering target may be adjusted by using a Cu alloy target having a different composition, or may be adjusted by chip-oning an alloy element metal on a pure Cu target.

なおスパッタリング法では、成膜したCu合金膜の組成とスパッタリングターゲットの組成との間でわずかにズレが生じることがある。しかしそのズレは概ね数原子%以内である。そこでスパッタリングターゲットの組成を最大でも±10原子%の範囲内で制御すれば、所望の組成のCu合金膜を成膜できる。   In the sputtering method, a slight deviation may occur between the composition of the formed Cu alloy film and the composition of the sputtering target. However, the deviation is within a few atomic percent. Therefore, if the composition of the sputtering target is controlled within a range of ± 10 atomic% at the maximum, a Cu alloy film having a desired composition can be formed.

以上、本発明を最も特徴付けるCu合金膜について説明した。   The Cu alloy film that best characterizes the present invention has been described above.

本発明は、上記Cu合金膜に特徴があり、その他の構成要件は特に限定されない。   The present invention is characterized by the Cu alloy film, and other constituent elements are not particularly limited.

上記酸化物半導体層としては、液晶表示装置などに用いられる酸化物半導体であれば特に限定されず、例えば、In、Ga、Zn、Ti、およびSnよりなる群から選択される少なくとも1種の元素を含む酸化物からなるものが用いられる。具体的には上記酸化物として、In酸化物、In−Sn酸化物、In−Zn酸化物、In−Sn−Zn酸化物、In−Ga酸化物、Zn−Sn酸化物、Zn−Ga酸化物、In−Ga−Zn酸化物、Zn酸化物、Ti酸化物等の透明酸化物やZn−Sn酸化物にAlやGaをドーピングしたAZTO、GZTOが挙げられる。   The oxide semiconductor layer is not particularly limited as long as it is an oxide semiconductor used for a liquid crystal display device or the like. For example, at least one element selected from the group consisting of In, Ga, Zn, Ti, and Sn A material made of an oxide containing is used. Specifically, as the above oxide, In oxide, In—Sn oxide, In—Zn oxide, In—Sn—Zn oxide, In—Ga oxide, Zn—Sn oxide, Zn—Ga oxide AZTO and GZTO in which transparent oxides such as In—Ga—Zn oxide, Zn oxide, and Ti oxide, and Zn—Sn oxide are doped with Al or Ga.

また、画素電極を構成する透明導電膜としては、液晶表示装置などに通常用いられる酸化物導電膜が挙げられ、例えば、In、Ga、Zn、およびSnよりなる群から選択される少なくとも1種の元素を含む酸化物からなる導電膜が挙げられる。代表的には、アモルファスITOやpoly−ITO、IZO、ZnOなどが例示される。   In addition, examples of the transparent conductive film that forms the pixel electrode include an oxide conductive film that is usually used in a liquid crystal display device, for example, at least one selected from the group consisting of In, Ga, Zn, and Sn. A conductive film made of an oxide containing an element can be given. Typically, amorphous ITO, poly-ITO, IZO, ZnO and the like are exemplified.

また、ゲート絶縁膜などの絶縁膜や、酸化物半導体の上に形成される保護膜(以下、絶縁膜で代表させる場合がある。)は特に限定されず、通常用いられるもの、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコンなどが挙げられる。ただし、酸化物半導体の特性を有効に発揮させるという観点からすれば、酸性雰囲気下で成膜が可能な酸化シリコンや酸窒化シリコンの使用が好ましい。詳細には、上記絶縁膜は、酸化シリコンのみから構成されている必要は必ずしもなく、酸化物半導体の特性を有効に発揮させる程度の酸素を少なくとも含む絶縁性の膜であれば、本発明に用いることができる。例えば、酸化シリコンの表面のみが窒化されたものや、Siの表面のみが酸化されたものなどを用いても良い。絶縁膜が酸素を含んでいる場合、当該絶縁膜の厚さは、おおむね、0.17nm以上3nm以下であることが好ましい。また、酸素含絶縁膜中の酸素原子数([O])とSi原子数([Si])との比([O]/[Si])の最大値は、おおむね、0.3以上2.0以下の範囲内であることが好ましい。   Further, an insulating film such as a gate insulating film or a protective film formed on the oxide semiconductor (hereinafter, may be represented by an insulating film) is not particularly limited, and is usually used, for example, silicon nitride , Silicon oxide, silicon oxynitride, and the like. However, from the viewpoint of effectively exhibiting the characteristics of the oxide semiconductor, it is preferable to use silicon oxide or silicon oxynitride that can be formed in an acidic atmosphere. Specifically, the insulating film does not necessarily need to be composed only of silicon oxide, and any insulating film containing at least oxygen that can effectively exhibit the characteristics of the oxide semiconductor is used in the present invention. be able to. For example, a material obtained by nitriding only the surface of silicon oxide or a material obtained by oxidizing only the surface of Si may be used. When the insulating film contains oxygen, the thickness of the insulating film is preferably approximately 0.17 nm to 3 nm. In addition, the maximum value of the ratio ([O] / [Si]) of the number of oxygen atoms ([O]) and the number of Si atoms ([Si]) in the oxygen-containing insulating film is generally 0.3 or more. It is preferably within the range of 0 or less.

基板は、液晶表示装置などに用いられるものであれば特に限定されない。代表的には、ガラス基板などに代表される透明基板が挙げられる。ガラス基板の材料は表示装置に用いられるものであれば特に限定されず、例えば、無アルカリガラス、高歪点ガラス、ソーダライムガラスなどが挙げられる。あるいは、フレキシブル樹脂フィルム、金属ホイルなどを用いることもできる。   The substrate is not particularly limited as long as it is used for a liquid crystal display device or the like. Typically, a transparent substrate represented by a glass substrate or the like can be given. The material of the glass substrate is not particularly limited as long as it is used for a display device, and examples thereof include alkali-free glass, high strain point glass, and soda lime glass. Or a flexible resin film, a metal foil, etc. can also be used.

上記配線構造を備えた表示装置を製造するにあたっては、本発明の規定を満たし、かつCu合金膜の熱処理・熱履歴条件を上述した推奨される条件とすること以外は、特に限定されず、表示装置の一般的な工程を採用すればよい。   In manufacturing a display device having the above wiring structure, there is no particular limitation, except that the conditions of the present invention are satisfied and the heat treatment / thermal history conditions of the Cu alloy film are set to the recommended conditions described above. What is necessary is just to employ | adopt the general process of an apparatus.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限されず、上記・下記の趣旨に適合し得る範囲で適切に改変して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and may be implemented with appropriate modifications within a range that can meet the above and the following purposes. All of these are possible within the scope of the present invention.

(実施例1)
本実施例では、以下の方法によって作製した試料を用い、基板上の絶縁膜(本実施例では、ゲート絶縁膜を模擬して、シリコン酸化膜またはシリコン酸窒化膜を作製)との密着性、酸化物半導体(IGZO、ZTO)とのコンタクト抵抗、および透明導電膜(ITO、IZO)とのコンタクト抵抗を測定した。
Example 1
In this embodiment, a sample manufactured by the following method is used, and adhesion to an insulating film on a substrate (in this embodiment, a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is manufactured by simulating a gate insulating film) Contact resistance with an oxide semiconductor (IGZO, ZTO) and contact resistance with a transparent conductive film (ITO, IZO) were measured.

(試料の作製)
まず、ガラス基板(コーニング社製の Eagle2000、サイズは直径50.8mm×厚さ0.7mm)を用意し、プラズマCVDによって、シリコン酸化膜またはシリコン酸窒化膜(いずれも、膜厚は300nm)を成膜した。シリコン酸化膜の成膜には、シランガスとN2Oを用い、一方、シリコン酸窒化膜の成膜には、シランガスとアンモニアガスを用いた。
(Sample preparation)
First, a glass substrate (Corning Eagle 2000, size is 50.8 mm diameter × 0.7 mm thickness) is prepared, and a silicon oxide film or a silicon oxynitride film (both film thickness is 300 nm) is formed by plasma CVD. A film was formed. Silane gas and N 2 O were used to form the silicon oxide film, while silane gas and ammonia gas were used to form the silicon oxynitride film.

次に、上記の絶縁膜上に表1に示す種々のCu合金膜(全膜厚300nmで一定)を、DCマグネトロンスパッタリング法で成膜した。詳細には、スパッタリング装置として島津製作所製の商品名「HSM−552」を使用し、DCマグネトロンスパッタリング法[背圧:0.27×10-3Pa以下、雰囲気ガス:Ar、Arガス圧:2mTorr、Arガス流量:30sccm、スパッタパワー:DC260W、極間距離:50.4mm、基板温度:25℃(室温)]によって、シリコン酸化膜の上に、第一層(Y)のCu合金膜、および第二層(X)の純Cu金属膜を順次成膜し、積層配線膜の試料を得た。 Next, various Cu alloy films (constant at a total film thickness of 300 nm) shown in Table 1 were formed on the above insulating film by a DC magnetron sputtering method. Specifically, the product name “HSM-552” manufactured by Shimadzu Corporation is used as the sputtering apparatus, and the DC magnetron sputtering method [back pressure: 0.27 × 10 −3 Pa or less, atmospheric gas: Ar, Ar gas pressure: 2 mTorr , Ar gas flow rate: 30 sccm, sputtering power: DC 260 W, distance between electrodes: 50.4 mm, substrate temperature: 25 ° C. (room temperature)], a Cu alloy film of the first layer (Y) on the silicon oxide film, and A pure Cu metal film of the second layer (X) was sequentially formed to obtain a sample of a laminated wiring film.

なお、純Cu膜の形成には、純Cuをスパッタリングターゲットに用いた。また、種々の合金成分のCu合金膜の形成には、真空溶解法で作成したスパッタリングターゲットを用いた。   In addition, pure Cu was used for the sputtering target for the formation of the pure Cu film. Moreover, the sputtering target produced by the vacuum melting method was used for formation of Cu alloy film of various alloy components.

上記のようにして成膜されたCu合金膜の組成は、ICP発光分光分析装置(島津製作所製のICP発光分光分析装置「ICP−8000型」)を用い、定量分析して確認した。   The composition of the Cu alloy film formed as described above was confirmed by quantitative analysis using an ICP emission spectrometer (ICP emission spectrometer “ICP-8000 type” manufactured by Shimadzu Corporation).

比較のため、純Cuのみからなる試料(表1のNo.1)を用意した。なお、Mn等の添加元素量が20%を超える試料を作製したが、添加元素量が20%を超えると、下記エッチングの際にアンダーカットが大きくなるという問題が生じたため、下記試験を行わなかった。   For comparison, a sample (No. 1 in Table 1) consisting only of pure Cu was prepared. In addition, although the sample in which the amount of additive elements such as Mn exceeded 20% was prepared, the following test was not performed because there was a problem that undercut would increase during the following etching if the amount of added elements exceeded 20%. It was.

(絶縁膜との密着性試験)
上記のようにして得られた各試料に対し、表1に記載の種々の熱処理を施した。詳細には、上記熱処理は、CVD装置内の真空中で350℃または250℃で30分間行った。
(Adhesion test with insulating film)
Each sample obtained as described above was subjected to various heat treatments described in Table 1. Specifically, the heat treatment was performed at 350 ° C. or 250 ° C. for 30 minutes in a vacuum in a CVD apparatus.

熱処理後の各試料の密着性を、JIS規格のテープ剥離テストに基づき、テープによる剥離試験で評価した。詳細には、各試料の表面にカッターナイフで1mm間隔の碁盤目状の切り込み(5×5の升目の切り込み)を入れた。次いで、住友3M製黒色ポリエステルテープ(製品番号8422B)を上記表面上にしっかりと貼り付け、上記テープの引き剥がし角度が60°になるように保持しつつ、上記テープを一挙に引き剥がして、上記テープにより剥離しなかった碁盤目の区画数をカウントし、全区画との比率(膜残存率)を求めた。測定は3回行い、3回の平均値を各試料の膜残存率とした。   The adhesion of each sample after the heat treatment was evaluated by a tape peel test based on a JIS standard tape peel test. Specifically, a grid-like cut (5 × 5 grid cut) with a 1 mm interval was made on the surface of each sample with a cutter knife. Next, a black polyester tape (product number 8422B) manufactured by Sumitomo 3M is firmly attached onto the surface, and the tape is peeled off at once while holding the tape at a peeling angle of 60 °. The number of sections of the grid that were not peeled off by the tape was counted, and the ratio (film residual ratio) with respect to all sections was determined. The measurement was performed three times, and the average value of the three times was used as the film remaining rate of each sample.

本実施例では、テープによる剥離率が0〜10%未満のものを○、10%以上のものを×と判定し、○を合格(シリコン酸化膜との密着性良好)とした。   In this example, the case where the peeling rate by the tape was 0 to less than 10% was judged as “good”, and the case where the peeling rate was 10% or more was judged as “poor”, and “good” was judged as pass (adhesion with the silicon oxide film was good).

(絶縁膜とCu合金膜との界面における濃化層の有無)
上記密着性試験を行う前に、各試料に濃化層が形成されているか確認した。詳細には、各試料をTEM画像と界面のEDXライン分析により、濃化層が基板との界面にできていることを確認した。
(Presence or absence of a concentrated layer at the interface between the insulating film and the Cu alloy film)
Before performing the adhesion test, it was confirmed whether a concentrated layer was formed on each sample. Specifically, each sample was confirmed to have a concentrated layer at the interface with the substrate by TEM image and EDX line analysis of the interface.

本実施例では、濃化層が確認できたものを○、確認できなかったものを×と判定し、○を合格(濃化層が形成されている)とした。   In this example, a case where the thickened layer could be confirmed was judged as ◯, a case where the thickened layer could not be confirmed was judged as ×, and a pass was judged as acceptable (a thickened layer was formed).

(IGZOとのコンタクト抵抗の測定)
上記のようにして得られた各試料に対し、フォトリソグラフィ、エッチングを順次施して図4に示す電極パターンを形成した後、表1に記載の種々の熱処理を施した。詳細には、上記熱処理は、CVD装置内の真空中で350℃または250℃で30分間行った。
(Measurement of contact resistance with IGZO)
Each sample obtained as described above was sequentially subjected to photolithography and etching to form the electrode pattern shown in FIG. 4, and then subjected to various heat treatments described in Table 1. Specifically, the heat treatment was performed at 350 ° C. or 250 ° C. for 30 minutes in a vacuum in a CVD apparatus.

次に、IGZO膜(酸化物半導体)をスパッタリング法にて下記の条件で成膜し、フォトリソグラフィとパターンニングを行って80μm角のコンタクト部分が100個直列につながったコンタクトチェーンパターン(図4を参照)を形成した。図4において、Cu合金およびIGZOの線幅は80μmである。なお、本実施例では2種類のIGZO膜を用いており、具体的には表に示すようにIGZO膜用のスパッタリングターゲットとしては原子比で、In:Ga:Zn=1:1:1のターゲット、In:Ga:Zn=2:2:1のターゲットを用いた。
(酸化物半導体の成膜条件)
・雰囲気ガス=アルゴン
・圧力=5mTorr
・基板温度=25℃(室温)
・膜厚=100nm
Next, an IGZO film (oxide semiconductor) is formed by sputtering under the following conditions, photolithography and patterning are performed, and a contact chain pattern in which 100 80 μm square contact portions are connected in series (see FIG. 4). Reference) was formed. In FIG. 4, the line width of Cu alloy and IGZO is 80 μm. In this embodiment, two types of IGZO films are used. Specifically, as shown in the table, the sputtering target for the IGZO film has an atomic ratio of In: Ga: Zn = 1: 1: 1. , In: Ga: Zn = 2: 2: 1 target was used.
(Oxide semiconductor deposition conditions)
・ Atmosphere gas = Argon ・ Pressure = 5 mTorr
-Substrate temperature = 25 ° C (room temperature)
・ Film thickness = 100 nm

上記コンタクトチェーンパターンの両端に配置されたパッドにプローブ針を接触させ、HP4156A半導体パラメータアナライザを用いて電圧−0.1V〜+0.1Vを印加し、2端子測定にてI−V特性を測定することによってコンタクトチェーン抵抗を求めた。   Probe needles are brought into contact with pads arranged at both ends of the contact chain pattern, and a voltage of −0.1 V to +0.1 V is applied using an HP4156A semiconductor parameter analyzer, and IV characteristics are measured by two-terminal measurement. Thus, the contact chain resistance was obtained.

そして、コンタクト1個あたりのコンタクト抵抗値を算出し、単位面積あたりに換算してIGZOとのコンタクト抵抗率を求めた。測定は、1回のみ行なった。測定回数1回におけるIGZOとのコンタクト抵抗の良否を、下記基準で判定した。本実施例では、○または△を合格とした。
(判定基準)
○・・・コンタクト抵抗率が10-2Ωcm2未満
△・・・コンタクト抵抗率が10-2Ωcm2以上100Ωcm2以下
×・・・コンタクト抵抗率が100Ωcm2
Then, a contact resistance value per contact was calculated, and converted into a unit area to obtain a contact resistivity with IGZO. The measurement was performed only once. The quality of contact resistance with IGZO after one measurement was determined based on the following criteria. In this example, ○ or Δ was accepted.
(Criteria)
○ · · · the contact resistivity of 10 -2 [Omega] cm less than 2 △ · · · contact resistivity of 10 -2 [Omega] cm 2 or more 10 0 [Omega] cm 2 or less × · · · the contact resistivity of 10 0 [Omega] cm 2 than

(ZTOとのコンタクト抵抗の測定)
上記のようにして得られた各試料に対し、フォトリソグラフィ、エッチングを順次施して図4に示す電極パターンを形成した後、表1に記載の種々の熱処理を施した。詳細には、上記熱処理は、CVD装置内の真空中で350℃または250℃で5分間行った。
(Measurement of contact resistance with ZTO)
Each sample obtained as described above was sequentially subjected to photolithography and etching to form the electrode pattern shown in FIG. 4, and then subjected to various heat treatments described in Table 1. Specifically, the heat treatment was performed at 350 ° C. or 250 ° C. for 5 minutes in a vacuum in a CVD apparatus.

次に、ZTO膜(酸化物半導体)をスパッタリング法にて下記の条件で成膜し、フォトリソグラフィとパターンニングを行って80μm角のコンタクト部分が100個直列につながったコンタクトチェーンパターン(図4を参照)を形成した。図4において、Cu合金およびZTOの線幅は80μmである。ZTOのスパッタリングターゲットとしては、原子比で、Zn:Sn=2:1のものを用いた。
(酸化物半導体の成膜条件)
・雰囲気ガス=アルゴン
・圧力=5mTorr
・基板温度=25℃(室温)
・膜厚=100nm
Next, a ZTO film (oxide semiconductor) is formed by sputtering under the following conditions, photolithography and patterning are performed, and a contact chain pattern in which 100 80 μm square contact portions are connected in series (see FIG. 4). Reference) was formed. In FIG. 4, the line width of Cu alloy and ZTO is 80 μm. As a sputtering target of ZTO, an atomic ratio of Zn: Sn = 2: 1 was used.
(Oxide semiconductor deposition conditions)
・ Atmosphere gas = Argon ・ Pressure = 5 mTorr
-Substrate temperature = 25 ° C (room temperature)
・ Film thickness = 100 nm

上記コンタクトチェーンパターンの両端に配置されたパッドにプローブ針を接触させ、HP4156A半導体パラメータアナライザを用いて電圧−0.1V〜+0.1Vを印加し、2端子測定にてI−V特性を測定することによってコンタクトチェーン抵抗を求めた。更に、保護層成膜時の熱処理を模擬して、CVD装置を用い、真空雰囲気中で250℃、300℃、または350℃で30分間の加熱処理を行い(表1を参照)、熱処理後のコンタクトチェーン抵抗を測定した。   Probe needles are brought into contact with pads arranged at both ends of the contact chain pattern, and a voltage of −0.1 V to +0.1 V is applied using an HP4156A semiconductor parameter analyzer, and IV characteristics are measured by two-terminal measurement. Thus, the contact chain resistance was obtained. Furthermore, heat treatment at the time of forming the protective layer is simulated, and a heat treatment is performed at 250 ° C., 300 ° C., or 350 ° C. for 30 minutes in a vacuum atmosphere using a CVD apparatus (see Table 1). Contact chain resistance was measured.

そして、コンタクト1個あたりのコンタクト抵抗値を算出し、単位面積あたりに換算してZTOとのコンタクト抵抗率を求めた。下記基準で、ZTOとのコンタクト抵抗の良否を判定した。本実施例では、○または△を合格とした。
(判定基準)
○・・・コンタクト抵抗率が10-2Ωcm2未満
△・・・コンタクト抵抗率が10-2Ωcm2以上100Ωcm2以下
×・・・コンタクト抵抗率が100Ωcm2
Then, a contact resistance value per contact was calculated, and converted into a unit area to obtain a contact resistivity with ZTO. The quality of contact resistance with ZTO was determined based on the following criteria. In this example, ○ or Δ was accepted.
(Criteria)
○ · · · the contact resistivity of 10 -2 [Omega] cm less than 2 △ · · · contact resistivity of 10 -2 [Omega] cm 2 or more 10 0 [Omega] cm 2 or less × · · · the contact resistivity of 10 0 [Omega] cm 2 than

(ITOとのコンタクト抵抗)
上記のようにして成膜したCu合金膜に対し、フォトリソグラフィ、エッチングを順次施して図3に示す電極パターンを形成した。次いで、CVD装置にて膜厚:300nmの窒化シリコン(SiNx)膜を形成した。このときの成膜温度は、表1に示すように250℃または320℃で行った。また、成膜時間はいずれも、30分である。このときの熱履歴により、合金元素を析出物として析出させた。続いて、フォトリソグラフィとRIE(Reactive Ion Etching)装置でのエッチングを行って、窒化シリコン膜にコンタクトホールを形成した。
(Contact resistance with ITO)
The Cu alloy film formed as described above was sequentially subjected to photolithography and etching to form the electrode pattern shown in FIG. Next, a silicon nitride (SiNx) film having a film thickness of 300 nm was formed by a CVD apparatus. The film formation temperature at this time was 250 ° C. or 320 ° C. as shown in Table 1. In addition, the film formation time is 30 minutes. Based on the thermal history at this time, alloy elements were deposited as precipitates. Subsequently, photolithography and etching using a RIE (Reactive Ion Etching) apparatus were performed to form contact holes in the silicon nitride film.

次いで、ITO膜(透明導電膜)をスパッタリング法にて下記の条件で成膜し、フォトリソグラフィとパターンニングを行って10μm角のコンタクト部分が50個直列につながったコンタクトチェーンパターン(図3を参照)を形成した。図3において、Cu合金およびITOの線幅は80μmである。
(ITO膜の成膜条件)
・雰囲気ガス=アルゴン
・圧力=0.8mTorr
・基板温度=25℃(室温)
・膜厚=200nm
Next, an ITO film (transparent conductive film) is formed by sputtering under the following conditions, photolithography and patterning are performed, and a contact chain pattern in which 50 10 μm square contact portions are connected in series (see FIG. 3). ) Was formed. In FIG. 3, the line width of Cu alloy and ITO is 80 μm.
(ITO film formation conditions)
・ Atmosphere gas = Argon ・ Pressure = 0.8 mTorr
-Substrate temperature = 25 ° C (room temperature)
・ Film thickness = 200 nm

上記コンタクトチェーンの全抵抗(コンタクト抵抗、接続抵抗)を、HEWLETT PACKARD 4156A及びAgilent Technologies 4156CのPrecision Semiconductor Parameter Analyzerを用いて、該コンタクトチェーンパターンの両端のパッド部にプローブを接触させ、2端子測定にてI−V特性を測定することによって求めた。そして、コンタクト1個に換算したコンタクト抵抗値を求め、下記基準で、ITOとのダイレクト接触抵抗(ITOとのコンタクト抵抗)の良否を判定した。本実施例では、○または△を合格とした。
(判定基準)
○・・・コンタクト抵抗率が10-2Ωcm2未満
△・・・コンタクト抵抗率が10-2Ωcm2以上100Ωcm2以下
×・・・コンタクト抵抗率が100Ωcm2
Using the Precision Semiconductor Parameter Analyzer of HEWLETT PACKARD 4156A and Agilent Technologies 4156C, the probe is brought into contact with the pads at both ends of the contact chain pattern. It was obtained by measuring the IV characteristics. And the contact resistance value converted into one contact was calculated | required, and the quality of the direct contact resistance (ITO contact resistance with ITO) was determined by the following reference | standard. In this example, ○ or Δ was accepted.
(Criteria)
○ · · · the contact resistivity of 10 -2 [Omega] cm less than 2 △ · · · contact resistivity of 10 -2 [Omega] cm 2 or more 10 0 [Omega] cm 2 or less × · · · the contact resistivity of 10 0 [Omega] cm 2 than

(IZOとのコンタクト抵抗)
上記ITOと同様にして、成膜したCu合金膜に対し、フォトグラフィ、エッチングを順次施して図3に示す電極パターンを形成すると共に、窒化シリコン(SiNx)膜を形成し、このときの熱履歴により、合金元素を析出物として析出させた。続いて、窒化シリコン膜にコンタクトホールを形成し、IZO(透明導電膜)をスパッタリング法にて下記の条件で成膜し、フォトリソグラフィとパターンニングを行って10μm角のコンタクト部分が50個直列につながったコンタクトチェーンパターン(図3を参照)を形成した。図3において、Cu合金およびIZOの線幅は80μmである。
(IZO膜の成膜条件)
・雰囲気ガス=アルゴン
・圧力=0.8mTorr
・基板温度=25℃(室温)
・膜厚=200nm
(Contact resistance with IZO)
In the same manner as ITO, the Cu alloy film thus formed is sequentially subjected to photography and etching to form the electrode pattern shown in FIG. 3, and a silicon nitride (SiNx) film is formed. Thus, the alloy element was deposited as a precipitate. Subsequently, contact holes are formed in the silicon nitride film, IZO (transparent conductive film) is formed by sputtering under the following conditions, photolithography and patterning are performed, and 50 10 μm square contact portions are connected in series. A connected contact chain pattern (see FIG. 3) was formed. In FIG. 3, the line width of Cu alloy and IZO is 80 μm.
(IZO film formation conditions)
・ Atmosphere gas = Argon ・ Pressure = 0.8 mTorr
-Substrate temperature = 25 ° C (room temperature)
・ Film thickness = 200 nm

上記コンタクトチェーンの全抵抗(コンタクト抵抗、接続抵抗)を、上記ITO膜と同様にして求めた。そして、コンタクト1個に換算したコンタクト抵抗値を求め、下記基準で、IZOとのダイレクト接触抵抗(IZOとのコンタクト抵抗)の良否を判定した。本実施例では、○または△を合格とした。
(判定基準)
○・・・コンタクト抵抗率が10-2Ωcm2未満
△・・・コンタクト抵抗率が10-2Ωcm2以上100Ωcm2以下
×・・・コンタクト抵抗率が100Ωcm2
The total resistance (contact resistance, connection resistance) of the contact chain was determined in the same manner as the ITO film. Then, the contact resistance value converted into one contact was obtained, and the quality of the direct contact resistance with IZO (contact resistance with IZO) was determined based on the following criteria. In this example, ○ or Δ was accepted.
(Criteria)
○ · · · the contact resistivity of 10 -2 [Omega] cm less than 2 △ · · · contact resistivity of 10 -2 [Omega] cm 2 or more 10 0 [Omega] cm 2 or less × · · · the contact resistivity of 10 0 [Omega] cm 2 than

これらの結果を表1、表2にまとめて示す。   These results are summarized in Tables 1 and 2.

表1、2より、以下のように考察することができる。   From Tables 1 and 2, it can be considered as follows.

まず、表1に示すように、絶縁膜との密着性について、本発明で規定する積層のCu合金膜を用いたNo.2〜36(本発明例)はいずれも、純Cu膜(No.1)に比べて絶縁膜との密着性が向上した。詳細には、Cu合金膜の成膜後、250℃以上の熱処理を施すことによって合金元素が絶縁膜近傍に拡散したため、絶縁膜との密着性が向上したものと推察される。このような絶縁膜との高い密着性は、酸化シリコンおよび酸窒化シリコンのいずれを用いたときにも確認された。   First, as shown in Table 1, for adhesion to the insulating film, No. 1 using a laminated Cu alloy film defined in the present invention was used. All of Nos. 2 to 36 (examples of the present invention) improved adhesion with the insulating film as compared with the pure Cu film (No. 1). Specifically, it is presumed that the adhesion with the insulating film was improved because the alloy element diffused in the vicinity of the insulating film by performing a heat treatment at 250 ° C. or higher after forming the Cu alloy film. Such high adhesion to the insulating film was confirmed when either silicon oxide or silicon oxynitride was used.

更に表2に示すように、上記の本発明例はいずれも、IGZO、ZTO、ITO、およびIZOとのコンタクト抵抗が、純Cuと同様に低く抑えられていた。また、表には示していないが、上記本発明例の電気抵抗率(Cu合金膜自体の配線抵抗)は、純Cuと同程度に低いものであった(おおむね、2.1〜2.5μΩ・cm程度)。   Furthermore, as shown in Table 2, the contact resistances with IGZO, ZTO, ITO, and IZO were all kept low as in the case of pure Cu. Further, although not shown in the table, the electrical resistivity (wiring resistance of the Cu alloy film itself) of the present invention example was as low as that of pure Cu (generally 2.1 to 2.5 μΩ).・ About cm).

以上の結果より、本発明で規定する積層Cu合金膜を用いれば、Cu本来の低い電気抵抗率と、酸化物半導体や画素電極を構成する導電性酸化膜との低いコンタクト抵抗を維持しつつ、従来のように高融点金属のバリアメタル層を介在させなくても、絶縁膜との密着性に優れた配線構造を提供することができた。   From the above results, using the laminated Cu alloy film defined in the present invention, while maintaining the low electrical resistivity of Cu and the low contact resistance between the conductive oxide film constituting the oxide semiconductor and the pixel electrode, A wiring structure having excellent adhesion to an insulating film could be provided without using a refractory metal barrier metal layer as in the prior art.

(実施例2)
本実施例では、Cu合金膜と酸化物半導体とのコンタクト抵抗は、Cu合金成膜後の加熱温度によって変動し、測定値にバラツキが生じること;よって、上記コンタクト抵抗を、再現性良く確実に低く抑えるためには、上記加熱温度を所定範囲に制御することが有効であることを実証する。
(Example 2)
In this example, the contact resistance between the Cu alloy film and the oxide semiconductor fluctuates depending on the heating temperature after the Cu alloy film is formed, resulting in variations in measured values; In order to keep it low, it is demonstrated that it is effective to control the heating temperature within a predetermined range.

まず、前述した表1のNo.5、6と同じ組成の試料(純Cu−10原子%Mnの、本発明で規定する積層のCu合金膜)を用い、図3に示す電極パターン形成後の熱処理温度を、表3に示すように種々の範囲に制御したこと以外は実施例1と同様にして、酸化物半導体(IGZO(In:Ga:Zn(原子比)=1:1:1のもの、原子比=2:2:1のもの)、ZTO(Zn:Sn(原子比)=2:1))とのコンタクト抵抗を測定した。測定は合計5回行い、その平均値を算出した。酸化物半導体とのコンタクト抵抗の良否は、実施例1と同様の基準で評価し、○を合格とした。実施例1は、測定回数1回における酸化物半導体とのコンタクト抵抗(n=1)で良否を判定しているのに対し、本実施例では、測定回数5回における酸化物半導体とのコンタクト抵抗(n=5の平均値)で良否を判定しており、○のみを合格と厳しく判定している点で、相違している。   First, No. 1 in Table 1 described above. Table 3 shows the heat treatment temperature after the electrode pattern shown in FIG. 3 was formed using a sample having the same composition as 5 and 6 (pure Cu-10 atomic% Mn, laminated Cu alloy film defined in the present invention). The oxide semiconductor (IGZO (In: Ga: Zn (atomic ratio) = 1: 1: 1, atomic ratio = 2: 2: 1) is the same as in Example 1 except that it is controlled in various ranges. And contact resistance with ZTO (Zn: Sn (atomic ratio) = 2: 1)). The measurement was performed 5 times in total, and the average value was calculated. Whether the contact resistance with the oxide semiconductor was good or bad was evaluated based on the same criteria as in Example 1, and the result was ○. In the first embodiment, the quality is determined by the contact resistance (n = 1) with the oxide semiconductor at one measurement, whereas in this embodiment, the contact resistance with the oxide semiconductor at five measurements. It is different in that the quality is judged by (average value of n = 5), and only ◯ is strictly judged as acceptable.

これらの結果を表3に示す。   These results are shown in Table 3.

表3より、Cu合金膜成膜後の加熱温度を、300℃を超える温度に制御すれば、測定回数を増やしても酸化物半導体との低いコンタクト抵抗を、確実に達成できるのに対し、加熱温度を、300℃以下にすると、コンタクト抵抗の測定値にバラツキが見られ、再現性に乏しいことが分かった。なお、表3には示していないが、加熱温度を通常のフラットパネルディスプレイのプロセス工程で用いられる上限の450℃程度まで高めても、酸化物半導体との低いコンタクト抵抗を維持することができた。   From Table 3, if the heating temperature after forming the Cu alloy film is controlled to a temperature exceeding 300 ° C., a low contact resistance with the oxide semiconductor can be reliably achieved even if the number of measurements is increased. When the temperature was set to 300 ° C. or lower, it was found that the measured values of contact resistance varied and the reproducibility was poor. Although not shown in Table 3, a low contact resistance with the oxide semiconductor could be maintained even when the heating temperature was increased to the upper limit of about 450 ° C. used in the process steps of a normal flat panel display. .

ここで、前述した表1のNo.5(熱処理温度250℃)およびNo.6(熱処理温350℃)は、本実施例に用いたCu合金膜と同じ組成である。表2に示すように、測定回数1回における酸化物半導体とのコンタクト抵抗は、いずれも○であり、有意な差が見られなかったのに対し、本実施例のように測定回数を増やすと有意な差が見られ、熱処理温度250℃では△(表3のNo.2)、熱処理温350℃(表3のNo.4)では○となった。   Here, No. of Table 1 mentioned above. 5 (heat treatment temperature 250 ° C.) and No. 5 6 (heat treatment temperature 350 ° C.) has the same composition as the Cu alloy film used in this example. As shown in Table 2, the contact resistance with the oxide semiconductor at the number of measurements of 1 is all ◯, and no significant difference was seen, whereas when the number of measurements is increased as in this example, A significant difference was observed, and Δ was obtained at a heat treatment temperature of 250 ° C. (No. 2 in Table 3) and ◯ at a heat treatment temperature of 350 ° C. (No. 4 in Table 3).

上記の結果より、Cu合金膜と酸化物半導体との低いコンタクト抵抗を、再現性良く確実に確保するためには、Cu合金成膜後の加熱温度を、おおむね、300℃超とし、450℃以下に制御することが有効であることが分かった。   From the above results, in order to ensure a low contact resistance between the Cu alloy film and the oxide semiconductor with good reproducibility, the heating temperature after the Cu alloy film formation is generally over 300 ° C. and 450 ° C. or less. It was found that it is effective to control the

Claims (9)

基板の上に、基板側から順に、絶縁膜と、Cu合金膜と、薄膜トランジスタの半導体層と、を備えた配線構造であって、
前記半導体層は酸化物半導体からなり、
前記Cu合金膜は、
Zn、Ni、Ti、Al、Mg、Ca、W、Nb、およびMnよりなる群から選択される少なくとも1種の元素を合計で2〜20原子%含むCu合金からなる第一層(Y)と、
純Cu、またはCuを主成分とするCu合金であって前記第一層(Y)よりも電気抵抗率の低いCu合金からなる第二層(X)と、を含む積層構造を有し、
前記第一層(Y)は、前記基板および/または前記絶縁膜と直接接続されており、
前記第二層(X)は、前記半導体層と直接接続されていることを特徴とする配線構造。
A wiring structure including an insulating film, a Cu alloy film, and a semiconductor layer of a thin film transistor in order from the substrate side on the substrate,
The semiconductor layer is made of an oxide semiconductor,
The Cu alloy film is
A first layer (Y) made of a Cu alloy containing in total 2 to 20 atomic% of at least one element selected from the group consisting of Zn, Ni, Ti, Al, Mg, Ca, W, Nb, and Mn; ,
Pure Cu, or a Cu alloy containing Cu as a main component, and having a multilayer structure including a second layer (X) made of a Cu alloy having a lower electrical resistivity than the first layer (Y),
The first layer (Y) is directly connected to the substrate and / or the insulating film,
The wiring structure, wherein the second layer (X) is directly connected to the semiconductor layer.
前記Cu合金膜は、前記半導体層と直接接続する同一平面で、画素電極を構成する透明導電膜と直接接続するものである請求項1に記載の配線構造。   The wiring structure according to claim 1, wherein the Cu alloy film is directly connected to a transparent conductive film constituting a pixel electrode on the same plane directly connected to the semiconductor layer. 前記第一層(Y)の膜厚が10nm以上100nm以下であり、Cu合金膜全膜厚に対して60%以下である請求項1または2に記載の配線構造。   The wiring structure according to claim 1 or 2, wherein the film thickness of the first layer (Y) is not less than 10 nm and not more than 100 nm, and is not more than 60% with respect to the total film thickness of the Cu alloy film. 前記基板および/または前記絶縁膜と、前記Cu合金膜との界面に、Mnの一部が析出および/または濃化している請求項1〜3のいずれかに記載の配線構造。   The wiring structure according to claim 1, wherein a part of Mn is precipitated and / or concentrated at an interface between the substrate and / or the insulating film and the Cu alloy film. 前記酸化物半導体は、In、Ga、Zn、Ti、およびSnよりなる群から選択される少なくとも1種の元素を含む酸化物からなるものである請求項1〜4のいずれかに記載の配線構造。   The wiring structure according to claim 1, wherein the oxide semiconductor is made of an oxide containing at least one element selected from the group consisting of In, Ga, Zn, Ti, and Sn. . 前記絶縁膜は、酸化シリコンおよび/または酸窒化シリコンから構成されている請求項1〜5のいずれかに記載の配線構造。   The wiring structure according to claim 1, wherein the insulating film is made of silicon oxide and / or silicon oxynitride. 前記透明導電膜は、In、Ga、Sn、およびZnよりなる群から選択される少なくとも1種の元素を含む酸化物からなるものである請求項2〜6のいずれかに記載の配線構造。   The wiring structure according to claim 2, wherein the transparent conductive film is made of an oxide containing at least one element selected from the group consisting of In, Ga, Sn, and Zn. 請求項1〜7のいずれかに記載の配線構造を備えた表示装置。   A display device comprising the wiring structure according to claim 1. 請求項4〜7のいずれかに記載の配線構造の製造方法であって、
前記Cu合金膜を成膜し、成膜後に250℃以上の温度で30分間以上加熱することにより、前記基板および/または前記絶縁膜と、前記Cu合金膜との界面に、Mnの一部を析出および/または濃化させることを特徴とする配線構造の製造方法。
It is a manufacturing method of the wiring structure in any one of Claims 4-7,
The Cu alloy film is formed and heated at a temperature of 250 ° C. or higher for 30 minutes or more after the film formation, whereby a part of Mn is formed at the interface between the substrate and / or the insulating film and the Cu alloy film. A method of manufacturing a wiring structure, characterized by depositing and / or concentrating.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130015170A (en) * 2011-08-02 2013-02-13 삼성디스플레이 주식회사 Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof
WO2013042637A1 (en) * 2011-09-21 2013-03-28 シャープ株式会社 Display device and display system
JP2013067857A (en) * 2011-09-09 2013-04-18 Hitachi Cable Ltd Cu-Mn ALLOY SPUTTERING TARGET MATERIAL, AND THIN FILM TRANSISTOR WIRING AND THIN FILM TRANSISTOR USING THE SAME
WO2013081128A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 株式会社神戸製鋼所 Oxide thin film for semiconductor layer of thin film transistor, thin film transistor, and display device
CN103227195A (en) * 2012-01-31 2013-07-31 日立金属株式会社 Membrane laminated wiring for electronic components
WO2013111533A1 (en) * 2012-01-23 2013-08-01 シャープ株式会社 Thin film transistor substrate manufacturing method, and thin film transistor substrate manufactured by same
JP2013168582A (en) * 2012-02-16 2013-08-29 Mitsubishi Materials Corp Method for forming thin film wiring and thin film wiring
WO2015186349A1 (en) * 2014-06-03 2015-12-10 株式会社Joled Thin film transistor substrate manufacturing method
JP2016519847A (en) * 2013-03-21 2016-07-07 京東方科技集團股▲ふん▼有限公司Boe Technology Group Co.,Ltd. THIN FILM TRANSISTOR AND ITS MANUFACTURING METHOD, ARRAY SUBSTRATE, AND DISPLAY
JP2016160448A (en) * 2015-02-27 2016-09-05 三菱マテリアル株式会社 Sputtering target, and optical function film for reducing metal reflections
JP2016197743A (en) * 2011-11-02 2016-11-24 株式会社Shカッパープロダクツ Thin film transistor, manufacturing method of the same, and sputtering target material
US9882056B2 (en) 2011-06-28 2018-01-30 Samsung Display Co., Ltd. Thin film transistor and method of manufacturing the same
WO2018134957A1 (en) * 2017-01-20 2018-07-26 凸版印刷株式会社 Display device and display device substrate
CN108701596A (en) * 2016-02-24 2018-10-23 株式会社神户制钢所 Ohmic electrode
WO2018225114A1 (en) * 2017-06-05 2018-12-13 凸版印刷株式会社 Semiconductor device, display device and sputtering target

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9882056B2 (en) 2011-06-28 2018-01-30 Samsung Display Co., Ltd. Thin film transistor and method of manufacturing the same
JP2013033927A (en) * 2011-08-02 2013-02-14 Samsung Electronics Co Ltd Thin film transistor display panel and manufacturing method of the same
KR20130015170A (en) * 2011-08-02 2013-02-13 삼성디스플레이 주식회사 Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof
KR101934977B1 (en) * 2011-08-02 2019-03-19 삼성디스플레이 주식회사 Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof
US9837446B2 (en) 2011-08-02 2017-12-05 Samsung Display Co., Ltd. Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof
US9589998B2 (en) 2011-08-02 2017-03-07 Samsung Display Co., Ltd. Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof
JP2013067857A (en) * 2011-09-09 2013-04-18 Hitachi Cable Ltd Cu-Mn ALLOY SPUTTERING TARGET MATERIAL, AND THIN FILM TRANSISTOR WIRING AND THIN FILM TRANSISTOR USING THE SAME
WO2013042637A1 (en) * 2011-09-21 2013-03-28 シャープ株式会社 Display device and display system
JP2016197743A (en) * 2011-11-02 2016-11-24 株式会社Shカッパープロダクツ Thin film transistor, manufacturing method of the same, and sputtering target material
WO2013081128A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 株式会社神戸製鋼所 Oxide thin film for semiconductor layer of thin film transistor, thin film transistor, and display device
JP2013138197A (en) * 2011-12-02 2013-07-11 Kobe Steel Ltd Oxide thin film for semiconductor layer of thin film transistor, thin film transistor, and display device
WO2013111533A1 (en) * 2012-01-23 2013-08-01 シャープ株式会社 Thin film transistor substrate manufacturing method, and thin film transistor substrate manufactured by same
CN103227195A (en) * 2012-01-31 2013-07-31 日立金属株式会社 Membrane laminated wiring for electronic components
KR101421881B1 (en) * 2012-01-31 2014-07-22 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 Membrane laminated wiring for electronic components
JP2013179265A (en) * 2012-01-31 2013-09-09 Hitachi Metals Ltd Laminate wiring film for electronic component
JP2013168582A (en) * 2012-02-16 2013-08-29 Mitsubishi Materials Corp Method for forming thin film wiring and thin film wiring
JP2016519847A (en) * 2013-03-21 2016-07-07 京東方科技集團股▲ふん▼有限公司Boe Technology Group Co.,Ltd. THIN FILM TRANSISTOR AND ITS MANUFACTURING METHOD, ARRAY SUBSTRATE, AND DISPLAY
WO2015186349A1 (en) * 2014-06-03 2015-12-10 株式会社Joled Thin film transistor substrate manufacturing method
JPWO2015186349A1 (en) * 2014-06-03 2017-04-20 株式会社Joled Method for manufacturing thin film transistor substrate
JP2016160448A (en) * 2015-02-27 2016-09-05 三菱マテリアル株式会社 Sputtering target, and optical function film for reducing metal reflections
CN108701596A (en) * 2016-02-24 2018-10-23 株式会社神户制钢所 Ohmic electrode
WO2018134957A1 (en) * 2017-01-20 2018-07-26 凸版印刷株式会社 Display device and display device substrate
KR20190090847A (en) 2017-01-20 2019-08-02 도판 인사츠 가부시키가이샤 Display device and display board
JP6451868B1 (en) * 2017-06-05 2019-01-16 凸版印刷株式会社 Semiconductor device, display device, and sputtering target
WO2018225114A1 (en) * 2017-06-05 2018-12-13 凸版印刷株式会社 Semiconductor device, display device and sputtering target
KR20200014275A (en) 2017-06-05 2020-02-10 도판 인사츠 가부시키가이샤 Semiconductor Devices, Display Devices, and Sputtering Targets
KR102370249B1 (en) 2017-06-05 2022-03-04 도판 인사츠 가부시키가이샤 Semiconductor devices, display devices, and sputtering targets

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