JPH08111572A

JPH08111572A - 多層配線およびその製造方法

Info

Publication number: JPH08111572A
Application number: JP6246071A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hirose; 貴司廣瀬; Nobuyuki Tsuboi; 伸行坪井; Tatsuhiko Tamura; 達彦田村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】下層配線の構成金属にＡｌもしくはＡｌ合金
を用い、上層配線となる酸化物が導電性である第２の金
属５と透明導電膜４との安定した低接触抵抗が得られ、
表示装置や太陽電池などの、透明導電膜を配線材料や電
極とした素子に利用できる多層配線およびその製造方法
を提供する。【構成】下層配線の構成金属２に表面酸化のしやすい
ＡｌもしくはＡｌ合金からなる低抵抗材料を用いても、
上層配線となる透明導電膜４との安定した低接触抵抗が
得られる多層配線を得るため、金属配線を構成するＡｌ
系金属からなる第１の金属２と、Ｉｎ−Ｓｎ等の酸化物
が導電性である金属からなる前記第１の金属２上の第２
の金属５と、前記第２の金属５上で前記金属配線と配線
されたＩＴＯ等の透明導電膜４とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多層配線およびその製
造方法に関する。さらに詳しくは情報処理端末や映像機
器に用いられる表示装置や光・エネルギー変換装置であ
る太陽電池などに用いられる、透明導電膜を配線材料や
電極とした素子に利用できる多層配線およびその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高度情報化社会の発達によりマン
-マシンインターフェイスである表示素子の小型化、軽
量化、低消費電力化、高解像度化等や、環境問題に対す
るクリーンなエネルギーとしての太陽電池の高効率化等
の、性能向上のための研究開発がさかんに行われてい
る。

【０００３】これら光を利用する電気素子において、光
の制御および利用に関する電極として透明導電膜が用い
られている。しかしながら透明導電膜は一般に金属に比
べ比抵抗が高く、素子の配線をすべて透明導電膜で形成
することは困難である。そしてさらなる素子の性能向上
のため、配線抵抗低減の観点からアルミニウム（Ａｌ）
もしくはＡｌ合金を用いた金属配線が必要とされ、ま
た、製造における高歩留まり化の観点から配線間のショ
ート発生率を低減させるため各配線を別々の層で形成す
る必要がある。よって、ＡｌもしくはＡｌ合金からなる
金属配線と透明導電膜との多層配線が検討されている。

【０００４】以下、図面を参照しながらＡｌもしくはＡ
ｌ合金からなる配線と透明導電膜との従来の多層配線お
よびその製造方法について説明する。図３(ａ)，(ｂ)，
(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)，(ｆ)は、従来の多層配線およびその
製造方法を示した構造断面図である。

【０００５】図３(ａ)，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)，(ｆ)
において、１は素子の基板、２はＡｌからなる第１の金
属、２ａは層間の絶縁膜３の開口部３ａにより露呈した
第１の金属の露呈部、４は上層の配線となる透明導電膜
である。

【０００６】まず、ガラスからなる基板１上全面にＡｌ
からなる第１の金属２を厚さ３０００〜１００００オン
グストロームに、真空蒸着法、スパッタリング法等によ
り成膜する（図３(ａ)）。次に、前記第１の金属２を下
層の配線パターンにエッチング加工する（図３(ｂ)）。
次に、全面に多層配線の層間絶縁となる絶縁膜３を厚さ
２０００〜５０００オングストロームに、スパッタリン
グ法、プラズマＣＶＤ法等により成膜する（図３
(ｃ)）。さらに、前記第１の金属２上に前記絶縁膜３の
開口部３ａを形成することにより、第１の金属の露呈部
２ａを形成する（図３(ｄ)）。次に、全面にインジウム
錫酸化物からなる透明導電膜４を厚さ２００〜２０００
オングストロームに、スパッタリング法、真空蒸着法等
により成膜する（図３(ｅ)）。次に、前記透明導電膜４
を上層の配線パターンにエッチング加工し、多層配線を
形成する（図３(ｆ)）（例えば、特開平１―２５５８２
９号公報参照）。

【０００７】以上のように、Ａｌからなる第１の金属２
により下層の配線を形成することにより配線抵抗の低減
をはかり、絶縁膜３を層間絶縁とした多層構造を用いて
透明導電膜４と前記第１の金属２とを配線することによ
り配線間のショート発生率の低減をはかった多層配線が
形成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな方法では、第１の金属２がＡｌであるため絶縁膜３
の開口部３ａを形成後第１の金属の露呈部２ａにＡｌの
酸化膜が容易に形成され、透明導電膜４と第１の金属２
との接触抵抗が増大しやすいという問題を有していた。

【０００９】本発明は上記問題点に鑑み、下層配線の構
成金属にＡｌもしくはＡｌ合金を用いつつ、上層配線と
なる透明導電膜と下層配線との安定した低接触抵抗が得
られる多層配線およびその製造方法を提供するものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の多層配線は、金属配線上に透明導電膜を配線
した多層配線であって、前記金属配線を構成する第１の
金属と、酸化物が導電性であって前記第１の金属上の第
２の金属と、前記第２の金属上で前記金属配線と配線さ
れた前記透明導電膜とを有することを特徴とする。

【００１１】また前記構成の多層配線において，第１の
金属がアルミニウムもしくはアルミニウム合金であり、
透明導電膜がインジウム酸化物もしくは錫酸化物もしく
はインジウム錫酸化物であることが好ましい。

【００１２】また前記構成の多層配線において，前記第
１の金属上の第２の金属がインジウムまたは錫またはカ
ドミウムまたはこれらの合金であることが好ましい。

【００１３】本発明の多層配線の製造方法は、基板上に
第１の金属と酸化物が導電性である第２の金属とを連続
成膜により形成する工程と、前記第１の金属と前記第２
の金属とをパターニングし下層の金属配線を形成する工
程と、全面に絶縁膜を形成後前記金属配線上の前記絶縁
膜に開口部を形成する工程と、前記開口部を通じ前記第
２の金属の表面を酸素を含む雰囲気に露呈する工程と、
全面に透明導電膜を成膜後エッチング加工し前記開口部
を通じて前記金属配線と配線した上層の配線を形成する
工程とを有することを特徴とする。

【００１４】また前記製造方法において、前記第１の金
属がアルミニウムもしくはアルミニウム合金であり、透
明導電膜がインジウム酸化物もしくは錫酸化物もしくは
インジウム錫酸化物であることが好ましい。

【００１５】また前記製造方法において、前記第１の金
属上の第２の金属がインジウムまたはスズまたはカドミ
ウムまたはこれらの合金であることが好ましい。また前
記製造方法において、酸素を含む雰囲気が大気または酸
素プラズマ雰囲気であることが好ましい。

【００１６】

【作用】本発明の多層配線は、前記金属配線を構成する
第１の金属と、酸化物が導電性であって前記第１の金属
上の第２の金属と、前記第２の金属上で前記金属配線と
配線された前記透明導電膜とを有するので、第１の金属
と第２の金属との層間には酸化物等の接触抵抗を増大す
る層間物は形成されず、また透明導電膜と第２の金属と
の層間には導電性である第２の金属の酸化物が形成され
ているので、配線間の接触抵抗が低く、かつショート発
生率の低い多層配線が得られる。

【００１７】また本発明の多層配線の構成おいて、前記
第１の金属がアルミニウムもしくはアルミニウム合金で
あり、透明導電膜がインジウム酸化物もしくは錫酸化物
もしくはインジウム錫酸化物であるので、低抵抗の第１
の金属により透明電極が配線された多層配線が得られ、
透明電極への電気信号の遅延がなくなる。

【００１８】また前記多層配線の構成おいて、第２の金
属がインジウムまたはスズまたはカドミウムまたはこれ
らの合金であるので、透明電極膜成膜時に第２の金属の
表面が酸化しても導電性を有するため低接触抵抗で第１
の金属と透明電極とを接続した多層配線が得られる。

【００１９】本発明の多層配線の製造方法は、基板上に
第１の金属と酸化物が導電性である第２の金属とを連続
成膜により形成する工程と、前記第１の金属と前記第２
の金属とをパターニングし下層の金属配線を形成する工
程と、全面に絶縁膜を形成後前記金属配線上の前記絶縁
膜に開口部を形成する工程と、前記開口部を通じ前記第
２の金属の表面を酸素を含む雰囲気に露呈する工程と、
全面に透明導電膜を成膜後エッチング加工し前記開口部
を通じて前記金属配線と配線した上層の配線を形成する
工程とを有することを特徴とする。これにより層間には
酸化物等の接触抵抗を増大させる層間物を形成させるこ
とがなく、透明導電膜と第２の金属との層間には導電性
である第２の金属の酸化物が形成され、配線間の接触抵
抗が低く、かつショート発生率の低い多層配線が得られ
る。

【００２０】また前記構成の方法において、第１の金属
がアルミニウムもしくはアルミニウム合金であり、透明
導電膜がインジュウム酸化物もしくは錫酸化物もしくは
インジウム錫酸化物であるので、低抵抗な第１の金属に
より配線された透明導電膜を有する多層配線を製造する
ことができる。

【００２１】また前記製造方法の構成において、第２の
金属がインジウムまたはスズまたはカドミウムまたはこ
れらの合金であるので、配線間のショート発生率の低
い、低接触抵抗で第１の金属と透明導電膜とを接続した
多層配線を低コストで製造することができる。

【００２２】また前記製造方法の構成において、酸素を
含む雰囲気が大気または酸素プラズマ雰囲気であるの
で、導電性である第２の金属の酸化物の形成が容易で、
透明導電膜との接触抵抗を低くすることができる。

【００２３】上記したように本発明に係る多層配線の構
造および方法によって、第１の金属と第２の金属との層
間には酸化物等の接触抵抗を増大する層間物は形成され
ず、また透明導電膜と第２の金属との層間には導電性で
ある第２の金属の酸化物が形成された多層配線が得られ
る。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例としての多層配線お
よびその製造方法について、図面を参照しながら説明す
る。

【００２５】図１および図２(ａ)，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，
(ｅ)は、本発明の一実施例としての多層配線およびその
製造方法の、それぞれ構造および工程を示した構造断面
図である。

【００２６】図１および図２(ａ)，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，
(ｅ)において、５は第１の金属２上に形成され酸化物が
導電性であるＩｎＳｎ合金からなる第２の金属、５ａは
層間の絶縁膜３の開口部３ａにより露呈した第２の金属
の露呈部であり、その他の構成は従来例として図３
(ａ)，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)，(ｆ)に示した多層配線
およびその製造方法と同じであるため、同一構成部分に
は同一番号を付して詳細な説明を省略する。

【００２７】まず、従来と同様にして、ガラスからなる
基板１上全面にＡｌからなる第１の金属２を、従来例と
同様に成膜し、ついで連続してＩｎＳｎ合金からなる第
２の金属５を、厚さ１００〜１０００オングストローム
に、真空蒸着法、スパッタリング法等により成膜する
（図２(ａ)）。次に、前記第１の金属２と第２の金属５
とを下層の配線パターンに基づいて従来例と同様にエッ
チング加工する（図２（ｂ)）。

【００２８】次に、全面に多層配線の層間絶縁となる絶
縁膜３を従来例と同様に、厚さ２０００〜５０００オン
グストロームに、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法
等により成膜する（図２(ｃ)）。

【００２９】さらに、前記第２の金属５上に前記絶縁膜
３の開口部３ａを、従来例と同様にフッ素（Ｆ）系ガス
を使ったドライエッチング等によりエッチング加工し
て、形成する。そして、ドライエッチング装置から取り
出し、第２の金属の露呈部５ａを大気に露呈する（図２
(ｄ)）。ここで第２の金属の露呈部５ａの表面には導電
性の自然酸化膜が形成される。

【００３０】次に、従来例と同様にして、全面にインジ
ウム錫酸化物からなる透明導電膜４を、上記と同様に、
厚さ２００〜２０００オングストロームに、スパッタリ
ング法、真空蒸着法等により成膜する（図２(ｅ)）。次
に、前記透明導電膜４にレジストを塗布しレジストパタ
ーンにより上層の配線パターンを形成し、ウエットエッ
チング法等によりエッチング液にヨウ化水素（ＨＩ）水
溶液等を用いてエッチング加工して多層配線を形成する
（図１）。

【００３１】以上のように図１および図２(ａ)，(ｂ)，
(ｃ)，(ｄ)，(ｅ)に示す実施例によれば、Ｉｎ−Ｓｎ合
金からなる第２の金属５をＡｌからなる第１の金属２上
に連続成膜で形成し、第２の金属５を通じて上層の配線
パターンであるインジウム錫酸化物からなる透明導電膜
４と下層の配線パターンとの多層配線を形成することに
より、第１の金属２と第２の金属５との接触抵抗が無視
でき、また第２の金属の露呈部５ａで形成される第２の
金属の酸化物が導電性であるため、透明導電膜４と第２
の金属５との接触抵抗も低くできる多層配線を得ること
が可能となる。

【００３２】なお、以上の実施例では、第１の金属２を
Ａｌとしたが第１の金属２はＡｌに準じる低抵抗材料で
あればよく、例えばＡｌ合金としてＡｌ−ＳｉまたはＡ
ｌ−Ｓｉ−ＣｕまたはＡｌ−ＴｉまたはＡｌ−Ｔａまた
はＡｌ−Ｚｒなどでもよい。また、第２の金属５をＩｎ
−Ｓｎ合金としたが第２の金属５は酸化物が導電性であ
る金属であればよく、例えばＩｎまたはＳｎまたはＣｄ
またはこれらの合金などでもよい。さらに透明導電膜４
をインジウム錫酸化物としたが透明導電膜４は透明膜で
あり導電性を有するものであればよく、例えばインジウ
ム酸化物もしくは錫酸化物などでもよい。また、第２の
金属の露呈部５ａを大気に露呈したが第２の金属の露呈
部５ａの露呈は酸素を含む雰囲気であればよく、例えば
透明導電膜４を成膜する際の酸素を含むプラズマ雰囲気
などでもよい。さらに、第１の金属２上全面に第２の金
属５を残した多層配線を形成したが、第２の金属５は第
１の金属２と透明導電膜４との接合部に少なくとも存在
すればよく、例えば接合部以外において第２の金属５を
エッチング除去した多層配線であってもよい。さらに本
発明は上記実施例に限られない。例えば、成膜法とし
て、イオンプレーテイング法等であってもよい。また透
明導電膜の形成を所定の形状にマスクして形成してもよ
い。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明は、酸化物が導電性
である第２の金属を第１の金属上に連続成膜で形成し、
第２の金属上に透明導電膜を積層して形成することによ
り、第１の金属と第２の金属との接触抵抗が無視でき、
また透明導電膜と第２の金属との接触抵抗も第２の金属
の酸化物が導電性であるため低くすることが可能とな
る。よって、下層配線の構成金属に表面酸化のしやすい
ＡｌもしくはＡｌ合金からなる低抵抗材料を用いても、
上層配線となる透明導電膜との安定した低接触抵抗が得
られる多層配線を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における多層配線およびその
製造方法を示した構造断面図である。

【図２】本発明の一実施例における多層配線およびその
製造方法を各工程ごとに示した構造断面図である。

【図３】従来の多層配線およびその製造方法を各工程ご
とに示した構造断面図である。

【符号の説明】

１基板２第１の金属２ａ第１の金属の露呈部３絶縁膜３ａ開口部４透明導電膜５第２の金属５ａ第２の金属の露呈部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 31/04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属配線上に透明導電膜を配線した多層
配線であって、前記金属配線を構成する第１の金属と、
酸化物が導電性であって前記第１の金属上の第２の金属
と、前記第２の金属上で前記金属配線と配線された前記
透明導電膜とを有することを特徴とした多層配線。
【請求項２】第１の金属がアルミニウムもしくはアル
ミニウム合金であり、透明導電膜がインジウム酸化物も
しくは錫酸化物もしくはインジウム錫酸化物である請求
項１記載の多層配線。
【請求項３】第２の金属がインジウムまたは錫または
カドミウムまたはこれらの合金である請求項１記載の多
層配線。
【請求項４】基板上に第１の金属と酸化物が導電性で
ある第２の金属とを連続成膜により形成する工程と、前
記第１の金属と前記第２の金属とをパターニングし下層
の金属配線を形成する工程と、全面に絶縁膜を形成後前
記金属配線上の前記絶縁膜に開口部を形成する工程と、
前記開口部を通じ前記第２の金属の表面を酸素を含む雰
囲気に露呈する工程と、全面に透明導電膜を成膜後エッ
チング加工し前記開口部を通じて前記金属配線と配線し
た上層の配線を形成する工程とを有することを特徴とし
た多層配線の製造方法。
【請求項５】第１の金属がアルミニウムもしくはアル
ミニウム合金であり、透明導電膜がインジウム酸化物も
しくは錫酸化物もしくはインジウム錫酸化物である請求
項４記載の多層配線の製造方法。
【請求項６】第２の金属がインジウムまたはスズまた
はカドミウムまたはこれらの合金である請求項４記載の
多層配線の製造方法。
【請求項７】酸素を含む雰囲気が大気または酸素プラ
ズマ雰囲気である請求項４記載の多層配線の製造方法。