JP4583564B2

JP4583564B2 - 配線、電極及び接点

Info

Publication number: JP4583564B2
Application number: JP2000267825A
Authority: JP
Inventors: 伸浩小田; 崇上野
Original assignee: Furuya Metal Co Ltd
Current assignee: Furuya Metal Co Ltd
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2000-09-04
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2020-09-04
Also published as: JP2002075101A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器及び電子部品の配線、電極及び接点に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子機器、電子部品において、配線、電極及び接点に、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ等の純金属による金属材料、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｐｄ、Ｔａ−Ｓｉ、Ｗ−Ｓｉ等の合金による金属材料を用いて配線パターンが形成されている。
【０００３】
例えばフラットパネルディスプレイを構成する液晶表示パネルにおいては、一般に、エッチング性に優れ、電気抵抗が低い純Ａｌが配線材料として使用される。
【０００４】
しかしながら、純ＡｌやＡｌ系合金は、塩素や酸素、硫黄等に対して化学的に活性であるため、耐候性の点で問題を有している。また、純Ａｌは、融点が６６０度と低く、液晶表示パネルの配線材料として使用した場合には、配線膜形成後の化学気相成長（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition ）プロセス等における３００〜４００度程度の熱処理工程においてヒロック、ウィスカー等の欠陥が発生する恐れがある。このため液晶表示パネルにおいては、高温で安定な高融点材料であるＴａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ等を純Ａｌに代えて配線材料として使用することにより、このような欠陥の発生を防止するようになされたものもある。
【０００５】
また、液晶表示パネルに用いられるカラーフィルタ基板用のブラックマトリックスにおいて、画素間、あるいは駆動回路部分など光の透過を防止することが望ましい部分には遮光膜として必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、液晶表示パネルの配線材や電極材においては、欠陥の発生を防止する目的で純Ａｌに代えて使用されるＴａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ等は、純Ａｌに比して抵抗率が大きい欠点がある。これにより大型化、高精細化により配線パターンの配線長が増大するとともに配線パターンが微細化すると、簡易かつ確実に駆動することが困難になる問題が生じる。これにより液晶表示パネルにおいては、配線材料として好適な材料が存在しないのが実状であった。
【０００７】
これら液晶表示パネルにおいては、駆動デバイスとしてアモルファスシリコン又は多結晶シリコンによるＴＦＴ（Thin Film Transistor）が多く使用されるが、この駆動デバイス側から見た電極材料としても適切なものが存在しないのが実状である。
【０００８】
すなわちこれらの駆動デバイスにおいては、電極の金属材料を酸化させて、この電極とシリコン能動素子との間にゲート絶縁膜を形成することにより、製造プロセスを簡略化するようになされたものがある（陽極酸化法）。
【０００９】
このようなゲート絶縁膜を形成することが可能な配線材料としては、Ａｌ、Ｔａ（タンタル）があり、特にＴａの場合には、ピンホール等の欠陥が少なく、歩留りの高い酸化絶縁膜を形成することができる。しかしながらＴａは抵抗率が高く、このような陽極酸化による場合には、抵抗率の低いＡｌを用いた２層配線による電極構造とする必要があり、結局製造プロセスを増加させることとなっていた。なお、この2 層配線による場合、結局、配線パターンの抵抗率は、Ａｌにより決まる抵抗率となる。
【００１０】
上述のディスプレイデバイスへの応用以外にも、ＤＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＳＩＣ等の半導体デバイスにおいては、高集積化のため配線の幅が狭くなり、またチップサイズの大型化、多層配線等の複雑化に伴い配線パターンの配線長が増大する傾向にあり、これによりこれらの半導体デバイスにあっても、低抵抗率で安定かつ加工性に優れた配線材料が望まれている。
【００１１】
すなわちこのような配線幅の減少、配線長の増大は、配線における抵抗の増大を招き、この抵抗の増大により配線における電圧降下が増大して素子の駆動電圧が低下するようになり、また消費電力が増大し、さらには配線による信号伝達に遅延が発生するようになる。
【００１２】
またこのような半導体デバイス以外の、例えばプリント配線基板、チップコンデンサ、リレー等の電子部品にあっては、配線材料、電極材料、接点材料にＣｕ、Ａｇ等が用いられているが、これらの材料についても耐候性が実用上未だ不十分な問題がある。
【００１３】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。
その目的は、電気抵抗が低く、安定かつ加工性に優れた配線材料、電極材料、接点材料を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、Ｃｕに、Ａｇと耐食性向上材料が含有されてなる合金薄膜により、電子機器及び電子部品を構成する配線、電極、接点を形成するものである。
また、本発明は、Ｃｕに、Ａｇと、耐食性向上材料としてＴｉ、Ｐｄ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ｚｒの内の一種類、あるいは二種類の元素がそれぞれ添加されてなる合金薄膜により、配線、電極、接点を形成するものである。
本発明の反射膜によれば、ＣｕにＡｇとＴｉまたはその他の耐食性向上材料を加えることで、ＡｇとＴｉまたはその他の耐食性向上材料の、耐候性の相互作用により、塩素、水素、酸素、硫黄に対して、大気中あるいは特殊環境中で要求される高い耐候性の向上を図ることができる。
【００１５】
また、配線材料形成用薄膜、電極材料形成用薄膜、接点材料形成用薄膜として、低抵抗率であって、安定性かつ加工性に優れる。
なお、ここで、配線，電極及び接点は、導電体として同等物であるため、これらのひとつを説明した場合には、他の２つについても説明したものとする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の合金により、配線材料、電極材料、接点材料用の薄膜を形成した場合について説明する。図１は、液晶表示パネルの一例として反射型ＴＦＴカラー液晶ディスプレイを示した側面図である。ここで、上記合金の構成は、下記（１）〜（１２）のいずれかの内容である。
（１）Ｃｕ（銅）を主成分として、そのＣｕを９９．７〜８５．０重量％含有し、それにＡｇ（銀）を添加して更に耐食性向上を目的とする添加元素を含有されてなる少なくとも３元素以上の金属材料が含有されてなる合金。
（２）Ｃｕ（銅）を主成分として、それにＡｇ（銀）を添加して更に電気的特性の補助及び制御を目的とする添加元素を含有されてなる少なくとも３元素以上の金属材料が含有されてなる合金。
（３）Ｃｕを主成分として、それにＡｇを添加し、更に耐食性向上を目的としてＴｉ（チタン）を添加してなるＣｕ−Ａｇ−Ｔｉ（銅−銀−チタン）合金。
（４）Ｃｕ（銅）を主成分として、それにＡｇ（銀）を添加して更に耐食性向上を目的の添加元素として、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）、Ｓｉ（シリコン）、Ｚｒ（ジルコニウム）から単数もしくは複数選ばれたものである上記（１）の合金。
（５）Ｃｕ（銅）を主成分として、それにＡｇ（銀）を添加して更に電気的特性の補助及び制御を目的の添加元素として、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）、Ｓｉ（シリコン）、Ｚｒ（ジルコニウム）から単数もしくは複数選ばれたものである上記（２）の合金。
（６）Ａｇが、０．３〜１０．０重量％含有されてなる上記（１）〜（５）のいずれかの合金。
（７）Ａｇが、０．３〜７．０重量％含有されてなる上記（１）〜（５）のいずれかの合金。
（８）Ａｇが、０．３〜５．０重量％含有されてなる上記（１）〜（５）のいずれかの合金。
（９）Ｔｉが、０．０１〜５．０重量％含有されてなる上記（３）の合金。
（１０）Ｔｉが、０．０１〜１．５重量％含有されてなる上記（３）の合金。
（１１）Ｔｉが、０．０３〜０．９重量％含有されてなる上記（３）の合金。
（１２）Ａｇが、０．３〜５．０重量％、Ｔｉが、０．０３〜０．９重量％含有されてなる上記（３）の合金。
【００１７】
なお、ここでの配線材料、電極材料、接点材料は、液晶表示パネル、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル、プラズマディスプレイ、各種半導体デバイス、プリント配線基板、チップコンデンサ、リレー等に適用される。
【００１８】
偏光板１の片面にはガラス基板Ａ２が付着されており、前記ガラス基板Ａ２に、スパッタ蒸着によりブラックマトリックス膜３が形成され、エッチングにより格子状にパターニングすることにより形成される。
【００１９】
格子状のブラックマトリックス３に仕切られた各微小部分にそれぞれカラーフィルタ４が形成されている。
そして、前記カラーフィルタ４の上にはＩＴＯ透明電極５が形成されている。
【００２０】
一方、ガラス基板Ｂ１２の片面にはソース電極９、ドレイン電極１０、ゲート電極１１、がスパッタ蒸着により形成され、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）が形成される。このソース電極９、ドレイン電極１０、ゲート電極１１は、ＣｕにＡｇと、耐食性向上材料としてＴｉが添加されてなる合金薄膜によりなる。前記ＴＦＴの表面にアクリル樹脂８を付け、その表面を波状にしておき、そこに、反射板を兼ねた、反射電極７を置く。次いで、前記ガラス基板Ａ２とガラス基板Ｂ１２とを、前記ＩＴＯ透明電極５と前記反射電極７とが向かいあうように貼り合わせ、その隙間に液晶が流し込まれる。
【００２１】
そして、ディスプレイ外部から入射した光が反射電極７で反射され、カラーフィルタ４を透過することによりディスプレイ表示可能となる。電圧によって液晶の配位が変わることにより、表示、非表示が決定する。こうして表示、非表示のコントロールを行うことで、ディスプレイ上に画像が表現される。
【００２２】
従って、この実施形態の配線、電極及び接点は、以下のような効果を発揮する。
表示パネルにあっては、配線パターンに適用して、大画面化、高精細化により配線長が増大し、また配線が微細化した場合でも、簡易かつ確実に駆動することができ、また信頼性を向上し、さらには消費電力を軽減することができる。
【００２３】
さらに各種半導体デバイスにおいても、配線パターンに適用して、配線長の増大及び配線の微細化による抵抗値の増大を防止でき、その分消費電力を軽減することができる。また配線による電圧降下を防止でき、さらには信号の遅延を防止でき、これらにより各種特性を向上すると共に、信頼性を向上することができる。
【００２４】
またプリント配線基板の配線パターン、チップ部品の電極、リレーの接点等に適用して、好適な特性を確保して高い信頼性を確保することができる。
なお、この発明は前記実施形態以外に、以下のように具体化することができる。
【００２５】
・前記実施形態では、Ｃｕをベース材料としてＡｇ、さらに第三元素としてＴｉが添加されたＣｕ−Ｔｉ−Ａｇ合金薄膜を用いることについて説明したが、第三元素はＴｉに限定されるわけではない。例えば、Ｐｄ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ｚｒから単数もしくは複数選ばれた場合があげられる。
【００２６】
・配線、電極、接点において、反射型ＴＦＴカラー液晶ディスプレイの構造により説明したが、実施例の表示パネル以外の型の表示パネル、またその他の電気・電子部品に適用される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の配線、電極、接点は、耐候性に優れ、電気的に低抵抗率であって、安定かつ加工性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】表示パネルの一例の概略断面図
【符号の説明】
９…ソース電極、１０…ドレイン電極、１１…ゲート電極。

Claims

Ｃｕ（銅）を主成分として、それにＡｇ（銀）を０．３〜１０．０重量％添加し、更に耐食性向上を目的としてＴｉ（チタン）を０．０１〜５．０重量％添加してなる、３元素の金属材料のみからなるＣｕ−Ａｇ−Ｔｉ（銅−銀−チタン）合金金属材料により形成される金属薄膜よりなる配線。
Ｃｕ（銅）を主成分として、それにＡｇ（銀）を０．３〜１０．０重量％添加し、更に耐食性向上を目的としてＴｉ（チタン）を０．０１〜５．０重量％添加してなる、３元素の金属材料のみからなるＣｕ−Ａｇ−Ｔｉ（銅−銀−チタン）合金金属材料により形成される金属薄膜よりなる電極。
Ｃｕ（銅）を主成分として、それにＡｇ（銀）を０．３〜１０．０重量％添加し、更に耐食性向上を目的としてＴｉ（チタン）を０．０１〜５．０重量％添加してなる、３元素の金属材料のみからなるＣｕ−Ａｇ−Ｔｉ（銅−銀−チタン）合金金属材料により形成される金属薄膜よりなる接点。