JPH08138461A - 導電性薄膜を有する基板の製造方法 - Google Patents
導電性薄膜を有する基板の製造方法Info
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- JPH08138461A JPH08138461A JP26945894A JP26945894A JPH08138461A JP H08138461 A JPH08138461 A JP H08138461A JP 26945894 A JP26945894 A JP 26945894A JP 26945894 A JP26945894 A JP 26945894A JP H08138461 A JPH08138461 A JP H08138461A
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- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ガラス基板の上に下地用Ｃｒ層を形成し（Ｐ
１）、次いで、この下地用Ｃｒ層の上にＣｕ−Ｃｒ混合
層を形成する（Ｐ２）。次に、下地用Ｃｒ層とＣｕ−Ｃ
ｒ混合層とを所望の形状にパターニングし（Ｐ３）、そ
の後、熱処理してＣｕ−Ｃｒ混合層をＣｕ層とＣｒ層と
の２層に分離させる（Ｐ４）。 【効果】 大規模集積回路や大面積のアクティブマトリ
クス型液晶表示装置に適用できる低抵抗で、耐腐食性及
び基板との密着性に優れ、かつ、高解像度で正確にパタ
ーニングされた薄膜電極や配線等を形成することができ
る。
１）、次いで、この下地用Ｃｒ層の上にＣｕ−Ｃｒ混合
層を形成する（Ｐ２）。次に、下地用Ｃｒ層とＣｕ−Ｃ
ｒ混合層とを所望の形状にパターニングし（Ｐ３）、そ
の後、熱処理してＣｕ−Ｃｒ混合層をＣｕ層とＣｒ層と
の２層に分離させる（Ｐ４）。 【効果】 大規模集積回路や大面積のアクティブマトリ
クス型液晶表示装置に適用できる低抵抗で、耐腐食性及
び基板との密着性に優れ、かつ、高解像度で正確にパタ
ーニングされた薄膜電極や配線等を形成することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばアクティブマト
リクス型の液晶大面積表示装置、或いは超高集積回路等
に用いられる、薄膜電極や配線等の導電性薄膜を有する
基板の製造方法に関するものである。
リクス型の液晶大面積表示装置、或いは超高集積回路等
に用いられる、薄膜電極や配線等の導電性薄膜を有する
基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit)
やアクティブマトリクス型液晶表示装置において、トラ
ンジスタやダイオード等の装置を構成する薄膜電極材料
及びこれらに電圧や信号等を供給する配線材料として
は、タンタル（Ｔａ：抵抗率１２.5×１０-6Ω・ｃ
ｍ），モリブデン（Ｍｏ：抵抗率５.2×１０-6Ω・ｃ
ｍ），タングステン（Ｗ：抵抗率５.6５×１０-6Ω・ｃ
ｍ），チタン（Ｔｉ：抵抗率４２.0×１０-6Ω・ｃ
ｍ），クロム（Ｃｒ：抵抗率１２.9×１０-6Ω・ｃｍ）
等の高融点金属や、これらＴａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，Ｃｒ
等の高融点金属とシリコンとの合金であるシリサイドが
広く使用されている。
やアクティブマトリクス型液晶表示装置において、トラ
ンジスタやダイオード等の装置を構成する薄膜電極材料
及びこれらに電圧や信号等を供給する配線材料として
は、タンタル（Ｔａ：抵抗率１２.5×１０-6Ω・ｃ
ｍ），モリブデン（Ｍｏ：抵抗率５.2×１０-6Ω・ｃ
ｍ），タングステン（Ｗ：抵抗率５.6５×１０-6Ω・ｃ
ｍ），チタン（Ｔｉ：抵抗率４２.0×１０-6Ω・ｃ
ｍ），クロム（Ｃｒ：抵抗率１２.9×１０-6Ω・ｃｍ）
等の高融点金属や、これらＴａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，Ｃｒ
等の高融点金属とシリコンとの合金であるシリサイドが
広く使用されている。
【０００３】一般に、配線材料としては、信号遅延や消
費電力の観点からできる限り低抵抗率なものが望まれ
る。例えばアルミニウム（Ａｌ）は、抵抗率が２.6６×
１０-6Ω・ｃｍと非常に低抵抗で導電性に優れた材質で
あると共に耐腐食性にも優れ、配線材料として望ましい
材料の一つである。しかしながら、Ａｌの融点は高々６
６０℃であり、今日の集積回路のプロセス温度（大規模
集積回路では１０００℃程度）に比べてかなり低温であ
る。そして、近年の微細化されたデバイスを考えると
き、薄膜電極と配線とを一体化し、コンタクト部を省く
ことは必要不可欠である。したがって、Ａｌを配線材料
として用いるには、プロセスの低温化が必須要件であ
り、現況ではＡｌを薄膜電極および配線に使用すること
は非常に困難である。
費電力の観点からできる限り低抵抗率なものが望まれ
る。例えばアルミニウム（Ａｌ）は、抵抗率が２.6６×
１０-6Ω・ｃｍと非常に低抵抗で導電性に優れた材質で
あると共に耐腐食性にも優れ、配線材料として望ましい
材料の一つである。しかしながら、Ａｌの融点は高々６
６０℃であり、今日の集積回路のプロセス温度（大規模
集積回路では１０００℃程度）に比べてかなり低温であ
る。そして、近年の微細化されたデバイスを考えると
き、薄膜電極と配線とを一体化し、コンタクト部を省く
ことは必要不可欠である。したがって、Ａｌを配線材料
として用いるには、プロセスの低温化が必須要件であ
り、現況ではＡｌを薄膜電極および配線に使用すること
は非常に困難である。
【０００４】一方、大規模集積回路（ＬＳＩ：Large Sc
ale Integrated Circuit) の分野においては、高集積化
・高速化指向に伴い、上記したＴａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，
Ｃｒ等の高融点金属、或いはシリサイド等からなる配線
では抵抗率がまだまだ大きく、より低抵抗の配線を開発
することが重大な開発課題となっている。また、アクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置においても、大面積化に
伴う配線距離の増加により、上記した材料からなる配線
では抵抗率が大きく、同様に開発課題となっている。
ale Integrated Circuit) の分野においては、高集積化
・高速化指向に伴い、上記したＴａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，
Ｃｒ等の高融点金属、或いはシリサイド等からなる配線
では抵抗率がまだまだ大きく、より低抵抗の配線を開発
することが重大な開発課題となっている。また、アクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置においても、大面積化に
伴う配線距離の増加により、上記した材料からなる配線
では抵抗率が大きく、同様に開発課題となっている。
【０００５】そこで、これらに対処するために、Ａｌ以
上に低抵抗で導電性に優れた材質である銅（Ｃｕ：抵抗
率＝１.6７×１０-6Ω・ｃｍ）を配線材料とする試みが
成されている。しかしながら、Ｃｕは、ドライエッチン
グが困難であるため、配線を高解像度で正確にパターニ
ングできず、かつ、耐腐食性に劣る等の欠点を有してい
る。このうち、耐腐食性に劣る欠点は、例えばＣｕ薄膜
の上にＣｒ薄膜等の耐腐食性に優れた高融点金属の薄膜
をスパッタ法等の薄膜形成法にて設けることで、耐腐食
性を向上させることができる。
上に低抵抗で導電性に優れた材質である銅（Ｃｕ：抵抗
率＝１.6７×１０-6Ω・ｃｍ）を配線材料とする試みが
成されている。しかしながら、Ｃｕは、ドライエッチン
グが困難であるため、配線を高解像度で正確にパターニ
ングできず、かつ、耐腐食性に劣る等の欠点を有してい
る。このうち、耐腐食性に劣る欠点は、例えばＣｕ薄膜
の上にＣｒ薄膜等の耐腐食性に優れた高融点金属の薄膜
をスパッタ法等の薄膜形成法にて設けることで、耐腐食
性を向上させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ドライ
エッチングが困難で、高解像度で正確にパターニングで
きないという問題点については、未だ解決案が提案され
ておらず、そのため、Ｃｕを用いた配線は、今もって活
用されていないのが現状である。
エッチングが困難で、高解像度で正確にパターニングで
きないという問題点については、未だ解決案が提案され
ておらず、そのため、Ｃｕを用いた配線は、今もって活
用されていないのが現状である。
【０００７】本発明の導電性薄膜を有する基板の製造方
法は、上記課題に鑑みて成されたもので、その目的は、
大規模集積回路や大面積のアクティブマトリクス型液晶
表示装置に適用できる低抵抗で、耐腐食性に優れ、高解
像度で正確にパターニングされた導電性薄膜を形成する
ことにある。
法は、上記課題に鑑みて成されたもので、その目的は、
大規模集積回路や大面積のアクティブマトリクス型液晶
表示装置に適用できる低抵抗で、耐腐食性に優れ、高解
像度で正確にパターニングされた導電性薄膜を形成する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
導電性薄膜を有する基板の製造方法は、上記の課題を解
決するために、基板上に銅とクロムとからなる薄膜を形
成し、所定の形状にパターニングした後、銅を多く含む
層とクロムを多く含む層とに分離すべく上記薄膜を熱処
理することを特徴としている。
導電性薄膜を有する基板の製造方法は、上記の課題を解
決するために、基板上に銅とクロムとからなる薄膜を形
成し、所定の形状にパターニングした後、銅を多く含む
層とクロムを多く含む層とに分離すべく上記薄膜を熱処
理することを特徴としている。
【０００９】本発明の請求項２記載の導電性薄膜を有す
る基板の製造方法は、上記の課題を解決するために、上
記請求項１記載の導電性薄膜を有する基板の製造方法に
おいて、基板上に下地用のクロム薄膜を形成し、このク
ロム薄膜の上に銅とクロムとからなる薄膜を形成するこ
とを特徴としている。
る基板の製造方法は、上記の課題を解決するために、上
記請求項１記載の導電性薄膜を有する基板の製造方法に
おいて、基板上に下地用のクロム薄膜を形成し、このク
ロム薄膜の上に銅とクロムとからなる薄膜を形成するこ
とを特徴としている。
【００１０】
【作用】本願発明者らは、銅（Ｃｕ）とクロム（Ｃｒ）
とからなる混合物（以下、Ｃｕ−Ｃｒ混合物と称する）
の薄膜を熱処理すると、このＣｕ−Ｃｒ混合物のＣｕ原
子及びＣｒ原子の分布率が膜厚方向に変化して、Ｃｒ原
子の分布率は表層側で高くなる一方、Ｃｕ原子の分布率
は基板側で高くなることを見い出し、このＣｕ−Ｃｒ混
合物の熱処理による分布率変化に着眼して、本発明の導
電性薄膜を有する基板の製造方法を提案するに至った。
とからなる混合物（以下、Ｃｕ−Ｃｒ混合物と称する）
の薄膜を熱処理すると、このＣｕ−Ｃｒ混合物のＣｕ原
子及びＣｒ原子の分布率が膜厚方向に変化して、Ｃｒ原
子の分布率は表層側で高くなる一方、Ｃｕ原子の分布率
は基板側で高くなることを見い出し、このＣｕ−Ｃｒ混
合物の熱処理による分布率変化に着眼して、本発明の導
電性薄膜を有する基板の製造方法を提案するに至った。
【００１１】即ち、本発明の請求項１の製造方法では、
まず、基板上にＣｕとＣｒとからなる薄膜を形成し、こ
の薄膜を所定の形状にパターニングするようになってい
る。従来、Ｃｕのみの薄膜は、ドライエッチングが困難
で、高解像度で正確なパターニングができなかったが、
これによれば、ＣｕはＣｒとの混合物であるので、ドラ
イエッチングによるパターニングが可能で、高解像度で
正確なパターニングが可能となる。
まず、基板上にＣｕとＣｒとからなる薄膜を形成し、こ
の薄膜を所定の形状にパターニングするようになってい
る。従来、Ｃｕのみの薄膜は、ドライエッチングが困難
で、高解像度で正確なパターニングができなかったが、
これによれば、ＣｕはＣｒとの混合物であるので、ドラ
イエッチングによるパターニングが可能で、高解像度で
正確なパターニングが可能となる。
【００１２】そして、このようにＣｕ−Ｃｒ混合物のパ
ターニングを行った後は、この薄膜を、Ｃｕを多く含む
層とＣｒを多く含む層とに分離すべく熱処理するように
なっている。Ｃｕ−Ｃｒ混合物は、熱処理されること
で、上述したようにＣｕ原子とＣｒ原子との分布率が膜
厚方向に変化して、Ｃｒ原子の分布率は表層側で高くな
る一方、Ｃｕ原子の分布率は基板側で高くなり、基板側
にＣｕ原子を多く含むＣｕ層、表層側にＣｒ原子を多く
含むＣｒ層が形成される。そして、このＣｕ層により、
Ｃｕ−Ｃｒ混合物全体としての抵抗率が下がり、６５０
℃程度の比較的低い熱処理温度にて、アルミニウムと同
等、或いは、それ以下の低抵抗率となり、一方、表層側
のＣｒ層の働きにより、耐腐食性に劣るＣｕ層を保護
し、耐腐食性が向上する。
ターニングを行った後は、この薄膜を、Ｃｕを多く含む
層とＣｒを多く含む層とに分離すべく熱処理するように
なっている。Ｃｕ−Ｃｒ混合物は、熱処理されること
で、上述したようにＣｕ原子とＣｒ原子との分布率が膜
厚方向に変化して、Ｃｒ原子の分布率は表層側で高くな
る一方、Ｃｕ原子の分布率は基板側で高くなり、基板側
にＣｕ原子を多く含むＣｕ層、表層側にＣｒ原子を多く
含むＣｒ層が形成される。そして、このＣｕ層により、
Ｃｕ−Ｃｒ混合物全体としての抵抗率が下がり、６５０
℃程度の比較的低い熱処理温度にて、アルミニウムと同
等、或いは、それ以下の低抵抗率となり、一方、表層側
のＣｒ層の働きにより、耐腐食性に劣るＣｕ層を保護
し、耐腐食性が向上する。
【００１３】Ｃｕ−Ｃｒ混合物薄膜の熱処理によるＣｕ
とＣｒとの分離（分布率変化）の程度は、Ｃｕ−Ｃｒ混
合物薄膜の抵抗率を測定することで観測でき、本発明の
実施例の説明図である図４、図５に示すように、熱処理
温度を高温にする程、或いは熱処理時間を長くする程、
２層の分離がすすむ。
とＣｒとの分離（分布率変化）の程度は、Ｃｕ−Ｃｒ混
合物薄膜の抵抗率を測定することで観測でき、本発明の
実施例の説明図である図４、図５に示すように、熱処理
温度を高温にする程、或いは熱処理時間を長くする程、
２層の分離がすすむ。
【００１４】このような製造方法にて基板上に導電性薄
膜である薄膜電極や配線を形成することで、Ｃｕを用い
た場合でも、そのパターニングは高解像度で正確なもの
となり、かつ、耐腐食性も向上され、その結果、大規模
集積回路や大面積のアクティブマトリクス型液晶表示装
置に適用できる低抵抗で、耐腐食性に優れ、高解像度で
正確にパターニングされた導電性薄膜を形成することが
できる。
膜である薄膜電極や配線を形成することで、Ｃｕを用い
た場合でも、そのパターニングは高解像度で正確なもの
となり、かつ、耐腐食性も向上され、その結果、大規模
集積回路や大面積のアクティブマトリクス型液晶表示装
置に適用できる低抵抗で、耐腐食性に優れ、高解像度で
正確にパターニングされた導電性薄膜を形成することが
できる。
【００１５】また、本発明の請求項２記載の製造方法で
は、基板上に下地用のＣｒ薄膜を形成し、このＣｒ薄膜
の上にＣｕ−Ｃｒ混合物の薄膜を形成するようになって
いる。したがって、Ｃｕ−Ｃｒ混合物薄膜を熱処理して
得られるＣｕ原子を多く含むＣｕ層は、基板がガラス基
板等の酸化物の場合、剥離し易くなる虞れを有している
が、この下地用のＣｒ薄膜の上に形成されることで、酸
化物基板との間にも密着性が得られ、より剥離し難い導
電性薄膜を形成することができる。
は、基板上に下地用のＣｒ薄膜を形成し、このＣｒ薄膜
の上にＣｕ−Ｃｒ混合物の薄膜を形成するようになって
いる。したがって、Ｃｕ−Ｃｒ混合物薄膜を熱処理して
得られるＣｕ原子を多く含むＣｕ層は、基板がガラス基
板等の酸化物の場合、剥離し易くなる虞れを有している
が、この下地用のＣｒ薄膜の上に形成されることで、酸
化物基板との間にも密着性が得られ、より剥離し難い導
電性薄膜を形成することができる。
【００１６】
【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図５に
基づいて説明すれば、以下の通りである。但し、本実施
例は、大面積のアクティブマトリクス型液晶表示装置を
製造する工程におけるガラス基板上に導電性薄膜である
薄膜電極及び配線を形成する工程を例示しているが、本
発明はこの実施例に何ら限定されるものではなく、大規
模集積回路（ＬＳＩ：Large Scale Integrated Circui
t) を製造する工程等にも適用できることは言うまでも
ない。
基づいて説明すれば、以下の通りである。但し、本実施
例は、大面積のアクティブマトリクス型液晶表示装置を
製造する工程におけるガラス基板上に導電性薄膜である
薄膜電極及び配線を形成する工程を例示しているが、本
発明はこの実施例に何ら限定されるものではなく、大規
模集積回路（ＬＳＩ：Large Scale Integrated Circui
t) を製造する工程等にも適用できることは言うまでも
ない。
【００１７】図２に、本実施例に係る導電性薄膜を有す
る基板の製造方法を用いた薄膜電極及び配線を形成する
工程にて製造された薄膜電極・配線付き基板の、配線部
分の配線の長手方向に沿った断面を模式的に示す。ガラ
ス基板１の上には、クロム（Ｃｒ）からなる下地用Ｃｒ
層（薄膜）２が薄膜状に形成されると共に、さらにその
上に銅（Ｃｕ）とクロムとの混合物（以下、Ｃｕ−Ｃｒ
混合物と称する）からなるＣｕ−Ｃｒ混合層３が薄膜状
に形成されており、これら下地用Ｃｒ層２とＣｕ−Ｃｒ
混合層３とで、配線部４が形成されている。
る基板の製造方法を用いた薄膜電極及び配線を形成する
工程にて製造された薄膜電極・配線付き基板の、配線部
分の配線の長手方向に沿った断面を模式的に示す。ガラ
ス基板１の上には、クロム（Ｃｒ）からなる下地用Ｃｒ
層（薄膜）２が薄膜状に形成されると共に、さらにその
上に銅（Ｃｕ）とクロムとの混合物（以下、Ｃｕ−Ｃｒ
混合物と称する）からなるＣｕ−Ｃｒ混合層３が薄膜状
に形成されており、これら下地用Ｃｒ層２とＣｕ−Ｃｒ
混合層３とで、配線部４が形成されている。
【００１８】そして、配線部４におけるＣｕ−Ｃｒ混合
層３は、その膜厚方向でＣｕ原子とＣｒ原子との分布率
が変化しており、Ｃｒ原子の分布率は表層側で高くなる
一方、Ｃｕ原子の分布率はガラス基板１側（下地用Ｃｒ
層２側）で高くなり、ガラス基板１側にＣｕ原子を多く
含むＣｕ層３ａ、表層側にＣｒ原子を多く含むＣｒ層３
ｂが形成されている。つまり、上記配線部４は、ガラス
基板１上にＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ３層積層薄膜となってい
る。
層３は、その膜厚方向でＣｕ原子とＣｒ原子との分布率
が変化しており、Ｃｒ原子の分布率は表層側で高くなる
一方、Ｃｕ原子の分布率はガラス基板１側（下地用Ｃｒ
層２側）で高くなり、ガラス基板１側にＣｕ原子を多く
含むＣｕ層３ａ、表層側にＣｒ原子を多く含むＣｒ層３
ｂが形成されている。つまり、上記配線部４は、ガラス
基板１上にＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ３層積層薄膜となってい
る。
【００１９】このようなＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ３層積層薄膜
となることで、配線部４は、優れた導電性を有すると共
に、耐腐食性に優れ、かつ、ガラス基板１との優れた密
着性を備えたものとなっている。より詳細に説明する
と、Ｃｕ層３ａにより優れた導電性を示し、また、表層
側のＣｒ層３ｂにより耐腐食性に劣る銅層３ａを保護す
ることで優れた耐腐食性を示し、下地用Ｃｒ層２により
酸化物であるガラス基板１との密着性を向上させてい
る。しかも、上記配線部４は、後述のようにドライエッ
チングにてパターニングされているので、高解像度で正
確にパターニングされている。
となることで、配線部４は、優れた導電性を有すると共
に、耐腐食性に優れ、かつ、ガラス基板１との優れた密
着性を備えたものとなっている。より詳細に説明する
と、Ｃｕ層３ａにより優れた導電性を示し、また、表層
側のＣｒ層３ｂにより耐腐食性に劣る銅層３ａを保護す
ることで優れた耐腐食性を示し、下地用Ｃｒ層２により
酸化物であるガラス基板１との密着性を向上させてい
る。しかも、上記配線部４は、後述のようにドライエッ
チングにてパターニングされているので、高解像度で正
確にパターニングされている。
【００２０】このようなＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ３層積層薄膜
の配線部４を備えた薄膜電極・配線付き基板は、図１の
工程図に示すプロセス１からプロセス４の工程を経て製
造される。
の配線部４を備えた薄膜電極・配線付き基板は、図１の
工程図に示すプロセス１からプロセス４の工程を経て製
造される。
【００２１】まず、プロセス１（Ｐ１）にて、図３
（ａ）に示すように、ガラス基板１上に下地用Ｃｒ層２
が膜厚１００ｎｍでスパッタ法にて形成される。
（ａ）に示すように、ガラス基板１上に下地用Ｃｒ層２
が膜厚１００ｎｍでスパッタ法にて形成される。
【００２２】次に、プロセス２（Ｐ２）にて、図３
（ｂ）に示すように、ガラス基板１上の下地用Ｃｒ層２
の上に、Ｃｒ：Ｃｕの混合比が２：３のＣｒ−Ｃｕ混合
層３が膜厚２４０ｎｍでスパッタ法にて薄膜形成され
る。スパッタリングには例えばＡｒ+ イオンガスが使用
され、アルゴン圧力は０．３torrとする。
（ｂ）に示すように、ガラス基板１上の下地用Ｃｒ層２
の上に、Ｃｒ：Ｃｕの混合比が２：３のＣｒ−Ｃｕ混合
層３が膜厚２４０ｎｍでスパッタ法にて薄膜形成され
る。スパッタリングには例えばＡｒ+ イオンガスが使用
され、アルゴン圧力は０．３torrとする。
【００２３】ガラス基板１上に、下地用Ｃｒ層２とＣｒ
−Ｃｕ混合層３とが形成されると、続いてプロセス３
（Ｐ３）にて、図３（ｃ）に示すように、Ｃｒ層２とＣ
ｒ−Ｃｕ混合層３とが、フォトリソグラフィー技術によ
り所定の薄膜電極及び配線形状にパターニングされる。
この場合のエッチングは、例えば基板温度を３５０℃と
した、ＣＣｌ4 プラズマエッチングが用いられる。尚、
フォトリソグラフィーを用いたパターニングは周知技術
であるので、ここではその説明を省略する。
−Ｃｕ混合層３とが形成されると、続いてプロセス３
（Ｐ３）にて、図３（ｃ）に示すように、Ｃｒ層２とＣ
ｒ−Ｃｕ混合層３とが、フォトリソグラフィー技術によ
り所定の薄膜電極及び配線形状にパターニングされる。
この場合のエッチングは、例えば基板温度を３５０℃と
した、ＣＣｌ4 プラズマエッチングが用いられる。尚、
フォトリソグラフィーを用いたパターニングは周知技術
であるので、ここではその説明を省略する。
【００２４】続いて、プロセス４（Ｐ４）にて、これが
熱処理される。熱処理は、例えば６５０℃のＮ2 雰囲気
中で、処理時間１時間とする。このような条件化で熱処
理することで、ガラス基板１上の下地用Ｃｒ層２の上に
形成されていたＣｒ−Ｃｕ混合層３は、図３（ｄ）に示
すように、Ｃｕ原子及びＣｒ原子の分布率が膜厚方向で
変化し、表層側にＣｒ原子を多く含むＣｒ層３ｂ、ガラ
ス基板１側にＣｕ原子を多く含むＣｕ層３ａというよう
に、Ｃｒ／Ｃｕ２層に分離し、このようにして、前記図
２に示す薄膜電極・配線付き基板が形成される。そし
て、このとき、表面側には必ずＣｒ原子の分布率が高く
なり、Ｃｒ層３ｂが形成される。
熱処理される。熱処理は、例えば６５０℃のＮ2 雰囲気
中で、処理時間１時間とする。このような条件化で熱処
理することで、ガラス基板１上の下地用Ｃｒ層２の上に
形成されていたＣｒ−Ｃｕ混合層３は、図３（ｄ）に示
すように、Ｃｕ原子及びＣｒ原子の分布率が膜厚方向で
変化し、表層側にＣｒ原子を多く含むＣｒ層３ｂ、ガラ
ス基板１側にＣｕ原子を多く含むＣｕ層３ａというよう
に、Ｃｒ／Ｃｕ２層に分離し、このようにして、前記図
２に示す薄膜電極・配線付き基板が形成される。そし
て、このとき、表面側には必ずＣｒ原子の分布率が高く
なり、Ｃｒ層３ｂが形成される。
【００２５】ここで、Ｃｒ−Ｃｕ混合層３が２層に分離
する機構を説明すると、経験的にもＣｕとＣｒとは合金
化しないことが知られており、ＣｕとＣｒとは融点差が
８００℃もあり、Ｃｕは融点よりも遙に低い温度で軟化
が進行するという性質を有している。このため、Ｃｒ−
Ｃｕ混合層３を熱処理すると、Ｃｕ分子同士が６５０℃
以下でも固相内で活発に移動して分子結合していき、そ
の結果、Ｃｒ層３ｂとＣｕ層３ａというように層分離が
起こることとなる。このとき、表面側のＣｕ分子は、片
側のみから吸引されるため、移動方向として内部に吸い
込まれるのみであり、そのため表面側と内部側とでＣｕ
原子の濃度差が生じる。そして、これがマクロ的に進行
したとき、Ｃｕ原子が中心部に凝集し、中心部のＣｒ原
子を押し上げた結果、表面側には必ずＣｒ原子の分布率
が高くなり、Ｃｒ層３ｂが形成されることとなる。
する機構を説明すると、経験的にもＣｕとＣｒとは合金
化しないことが知られており、ＣｕとＣｒとは融点差が
８００℃もあり、Ｃｕは融点よりも遙に低い温度で軟化
が進行するという性質を有している。このため、Ｃｒ−
Ｃｕ混合層３を熱処理すると、Ｃｕ分子同士が６５０℃
以下でも固相内で活発に移動して分子結合していき、そ
の結果、Ｃｒ層３ｂとＣｕ層３ａというように層分離が
起こることとなる。このとき、表面側のＣｕ分子は、片
側のみから吸引されるため、移動方向として内部に吸い
込まれるのみであり、そのため表面側と内部側とでＣｕ
原子の濃度差が生じる。そして、これがマクロ的に進行
したとき、Ｃｕ原子が中心部に凝集し、中心部のＣｒ原
子を押し上げた結果、表面側には必ずＣｒ原子の分布率
が高くなり、Ｃｒ層３ｂが形成されることとなる。
【００２６】上記Ｐ４における熱処理によるＣｒ−Ｃｕ
混合層３のＣｒ／Ｃｕ２層分離の程度は、Ｃｒ−Ｃｕ混
合層３の抵抗率の変化から観察でき、その程度は熱処理
温度及び熱処理時間により決定される。
混合層３のＣｒ／Ｃｕ２層分離の程度は、Ｃｒ−Ｃｕ混
合層３の抵抗率の変化から観察でき、その程度は熱処理
温度及び熱処理時間により決定される。
【００２７】つまり、図４のＣｒ−Ｃｕ混合層３の抵抗
率の熱処理温度依存性を示すグラフａに示すように、熱
処理温度が高い程、Ｃｕ−Ｃｒ混合層３の抵抗率は低下
し、Ｃｕ−Ｃｒ混合層３の分離が進む。このグラフａ
は、本実施例の場合と同じＣｕ−Ｃｒ混合物を２４０ｎ
ｍの膜厚で形成したＣｕ−Ｃｒ混合薄膜を、熱処理時間
１時間で熱処理した場合の熱処理温度依存性を示してい
る。
率の熱処理温度依存性を示すグラフａに示すように、熱
処理温度が高い程、Ｃｕ−Ｃｒ混合層３の抵抗率は低下
し、Ｃｕ−Ｃｒ混合層３の分離が進む。このグラフａ
は、本実施例の場合と同じＣｕ−Ｃｒ混合物を２４０ｎ
ｍの膜厚で形成したＣｕ−Ｃｒ混合薄膜を、熱処理時間
１時間で熱処理した場合の熱処理温度依存性を示してい
る。
【００２８】また、図５のＣｒ−Ｃｕ混合層３の抵抗率
の熱処理時間依存性を示すグラフｂに示すように、熱処
時間が長い程、Ｃｕ−Ｃｒ混合層３の抵抗率は低下し、
Ｃｕ−Ｃｒ混合層３の分離が進む。このグラフｂは、本
実施例の場合と同じＣｕ−Ｃｒ混合物を２４０ｎｍの膜
厚で形成したＣｕ−Ｃｒ混合薄膜を、熱処理温度４００
℃で熱処理した場合の熱処理時間依存性を示している。
の熱処理時間依存性を示すグラフｂに示すように、熱処
時間が長い程、Ｃｕ−Ｃｒ混合層３の抵抗率は低下し、
Ｃｕ−Ｃｒ混合層３の分離が進む。このグラフｂは、本
実施例の場合と同じＣｕ−Ｃｒ混合物を２４０ｎｍの膜
厚で形成したＣｕ−Ｃｒ混合薄膜を、熱処理温度４００
℃で熱処理した場合の熱処理時間依存性を示している。
【００２９】そして、上記図４のグラフａに明らかなよ
うに、本実施例のように６５０℃で１時間熱処理した場
合、その抵抗率は約５.8×１０-6Ω・ｃｍとなり、アル
ミニウム（Ａｌ）と同等程度の抵抗率を有するものとな
る。
うに、本実施例のように６５０℃で１時間熱処理した場
合、その抵抗率は約５.8×１０-6Ω・ｃｍとなり、アル
ミニウム（Ａｌ）と同等程度の抵抗率を有するものとな
る。
【００３０】以上のように、本実施例では、ガラス基板
１上にＣｕ−Ｃｒ混合層３を形成し（Ｐ２）、このＣｕ
−Ｃｒ混合層３を所定の形状にパターニングした後（Ｐ
３）、熱処理してＣｕ原子及びＣｒ原子の分布率を変化
させて（Ｐ４）、表層側にＣｒ層３ｂ、ガラス基板１側
にＣｕ層３ａとＣｕ／Ｃｒ２層に分離させるようになっ
ている。
１上にＣｕ−Ｃｒ混合層３を形成し（Ｐ２）、このＣｕ
−Ｃｒ混合層３を所定の形状にパターニングした後（Ｐ
３）、熱処理してＣｕ原子及びＣｒ原子の分布率を変化
させて（Ｐ４）、表層側にＣｒ層３ｂ、ガラス基板１側
にＣｕ層３ａとＣｕ／Ｃｒ２層に分離させるようになっ
ている。
【００３１】このような製造方法とすることで、Ｃｕを
用いた場合でも、そのパターニングは高解像度で正確な
ものとなり、かつ、表層側に形成されたＣｒ層３ｂによ
りＣｕ層３ａの耐腐食性も向上され、その結果、大規模
集積回路や大面積のアクティブマトリクス型液晶表示装
置に適用できる低抵抗で、耐腐食性に優れ、高解像度で
正確にパターニングされた薄膜電極や配線等を形成する
ことができる。しかも、熱処理に要する温度は、６５０
℃程度と低温で可能である。
用いた場合でも、そのパターニングは高解像度で正確な
ものとなり、かつ、表層側に形成されたＣｒ層３ｂによ
りＣｕ層３ａの耐腐食性も向上され、その結果、大規模
集積回路や大面積のアクティブマトリクス型液晶表示装
置に適用できる低抵抗で、耐腐食性に優れ、高解像度で
正確にパターニングされた薄膜電極や配線等を形成する
ことができる。しかも、熱処理に要する温度は、６５０
℃程度と低温で可能である。
【００３２】さらに、本実施例では、プロセス１にて、
ガラス基板１上に下地用Ｃｒ層２を形成し、このＣｒ層
２の上にＣｕ−Ｃｒ混合層３を形成するようになってい
るので、Ｃｕ−Ｃｒ混合層３を熱処理してガラス基板１
側に形成されるＣｕ層３ａは、ガラス基板１のように下
地が酸化物の場合、剥離し易くなる虞れを有している
が、この下地用Ｃｒ層２の上に形成されることで、ガラ
ス基板１との間にも良好な密着性が得られ、剥離し難い
構成とすることができる。
ガラス基板１上に下地用Ｃｒ層２を形成し、このＣｒ層
２の上にＣｕ−Ｃｒ混合層３を形成するようになってい
るので、Ｃｕ−Ｃｒ混合層３を熱処理してガラス基板１
側に形成されるＣｕ層３ａは、ガラス基板１のように下
地が酸化物の場合、剥離し易くなる虞れを有している
が、この下地用Ｃｒ層２の上に形成されることで、ガラ
ス基板１との間にも良好な密着性が得られ、剥離し難い
構成とすることができる。
【００３３】尚、上記したＣｕ−Ｃｒ混合層３における
ＣｕとＣｒとの混合比、Ｃｕ−Ｃｒ混合層３の膜厚、及
び薄膜形成法、その際の諸条件はこれらに限定されるも
のではない。さらに、本実施例ではＮ2 雰囲気中、６５
０℃で１時間熱処理したが、図４・図５にも示したよう
に、熱処理温度を上げれば上げる程、熱処理時間を長く
すればする程、低抵抗な配線や薄膜電極を形成できるの
で、所望とする抵抗率に合わせて、処理条件を調整して
設定すればよい。
ＣｕとＣｒとの混合比、Ｃｕ−Ｃｒ混合層３の膜厚、及
び薄膜形成法、その際の諸条件はこれらに限定されるも
のではない。さらに、本実施例ではＮ2 雰囲気中、６５
０℃で１時間熱処理したが、図４・図５にも示したよう
に、熱処理温度を上げれば上げる程、熱処理時間を長く
すればする程、低抵抗な配線や薄膜電極を形成できるの
で、所望とする抵抗率に合わせて、処理条件を調整して
設定すればよい。
【００３４】
【発明の効果】本発明の請求項１記載の導電性薄膜を有
する基板の製造方法は、以上のように、基板上に銅とク
ロムとからなる薄膜を形成し、所定の形状にパターニン
グした後、銅を多く含む層とクロムを多く含む層とに分
離すべく上記薄膜を熱処理するものである。
する基板の製造方法は、以上のように、基板上に銅とク
ロムとからなる薄膜を形成し、所定の形状にパターニン
グした後、銅を多く含む層とクロムを多く含む層とに分
離すべく上記薄膜を熱処理するものである。
【００３５】これにより、銅を用いた場合でも、そのパ
ターニングは高解像度で正確なものとなり、かつ、耐腐
食性も向上され、その結果、大規模集積回路や大面積の
アクティブマトリクス型液晶表示装置に適用できる低抵
抗で、耐腐食性に優れ、高解像度で正確にパターニング
された薄膜電極や配線等を形成することができるという
効果を奏する。
ターニングは高解像度で正確なものとなり、かつ、耐腐
食性も向上され、その結果、大規模集積回路や大面積の
アクティブマトリクス型液晶表示装置に適用できる低抵
抗で、耐腐食性に優れ、高解像度で正確にパターニング
された薄膜電極や配線等を形成することができるという
効果を奏する。
【００３６】本発明の請求項２記載の導電性薄膜を有す
る基板の製造方法は、以上のように、上記請求項１記載
の導電性薄膜を有する基板の製造方法において、基板上
に下地用のクロム薄膜を形成し、このクロム薄膜の上に
銅とクロムとからなる薄膜を形成するものである。
る基板の製造方法は、以上のように、上記請求項１記載
の導電性薄膜を有する基板の製造方法において、基板上
に下地用のクロム薄膜を形成し、このクロム薄膜の上に
銅とクロムとからなる薄膜を形成するものである。
【００３７】これにより、銅とクロムとからなる薄膜を
熱処理して得られる銅原子を多く含む銅層は、基板がガ
ラス基板等の酸化物の場合、剥離し易くなる虞れを有し
ているが、この下地用のクロム薄膜の上に形成されるこ
とで、酸化物基板との間にも良好な密着性が得られ、剥
離し難い構成とすることができるという効果を上記請求
項１の構成による効果に加えて奏する。
熱処理して得られる銅原子を多く含む銅層は、基板がガ
ラス基板等の酸化物の場合、剥離し易くなる虞れを有し
ているが、この下地用のクロム薄膜の上に形成されるこ
とで、酸化物基板との間にも良好な密着性が得られ、剥
離し難い構成とすることができるという効果を上記請求
項１の構成による効果に加えて奏する。
【図１】本発明の一実施例の製造方法を採用した、薄膜
電極・配線付き基板の製造工程を示す工程図である。
電極・配線付き基板の製造工程を示す工程図である。
【図２】上記薄膜電極・配線付き基板の配線部分を模式
的に示す要部断面図である。
的に示す要部断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は図１に示した製造工程の各プ
ロセスを説明する説明図であり、（ａ）はプロセス１に
てガラス基板上に下地用Ｃｒ層が形成された状態を示
し、（ｂ）はプロセス２にて下地用Ｃｒ層の上にＣｕ−
Ｃｒ混合層が形成された状態を示し、（ｃ）はプロセス
３にて下地用Ｃｒ層とＣｕ−Ｃｒ混合層とがパターニン
グされた状態を示し、（ｄ）はプロセス４にてパターニ
ングされた下地用Ｃｒ層とＣｕ−Ｃｒ混合層とが熱処理
されて２層に分離した状態を示している。
ロセスを説明する説明図であり、（ａ）はプロセス１に
てガラス基板上に下地用Ｃｒ層が形成された状態を示
し、（ｂ）はプロセス２にて下地用Ｃｒ層の上にＣｕ−
Ｃｒ混合層が形成された状態を示し、（ｃ）はプロセス
３にて下地用Ｃｒ層とＣｕ−Ｃｒ混合層とがパターニン
グされた状態を示し、（ｄ）はプロセス４にてパターニ
ングされた下地用Ｃｒ層とＣｕ−Ｃｒ混合層とが熱処理
されて２層に分離した状態を示している。
【図４】Ｃｕ−Ｃｒ混合層の抵抗率の熱処理温度依存性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図５】Ｃｕ−Ｃｒ混合層の抵抗率の熱処理時間依存性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
１ ガラス基板（基板） ２ 下地用Ｃｒ層（下地用のクロム薄膜） ３ Ｃｕ−Ｃｒ混合層（銅とクロムとからなる薄膜） ３ａ Ｃｕ層 ３ｂ Ｃｒ層
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０５Ｋ 3/24 Ａ 7511−4Ｅ
Claims (2)
- 【請求項１】基板上に銅とクロムとからなる薄膜を形成
し、所定の形状にパターニングした後、銅を多く含む層
とクロムを多く含む層とに分離すべく上記薄膜を熱処理
することを特徴とする導電性薄膜を有する基板の製造方
法。 - 【請求項２】基板上に下地用のクロム薄膜を形成し、こ
のクロム薄膜の上に銅とクロムとからなる薄膜を形成す
ることを特徴とする請求項１記載の導電性薄膜を有する
基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6269458A JP3048858B2 (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 導電性薄膜を有する基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6269458A JP3048858B2 (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 導電性薄膜を有する基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08138461A true JPH08138461A (ja) | 1996-05-31 |
| JP3048858B2 JP3048858B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=17472723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6269458A Expired - Lifetime JP3048858B2 (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 導電性薄膜を有する基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3048858B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000036641A1 (en) * | 1998-12-14 | 2000-06-22 | Frontec Incorporated | Wiring, thin-film transistor substrate with the wiring, method of manufacture thereof, and liquid crystal display device |
| US7994503B2 (en) | 2006-12-04 | 2011-08-09 | Kobe Steel, Ltd. | Cu alloy wiring film, TFT element for flat-panel display using the Cu alloy wiring film, and Cu alloy sputtering target for depositing the Cu alloy wiring film |
| US8482189B2 (en) | 2009-01-16 | 2013-07-09 | Kobe Steel, Ltd. | Display device |
| US8558382B2 (en) | 2009-07-27 | 2013-10-15 | Kobe Steel, Ltd. | Interconnection structure and display device including interconnection structure |
-
1994
- 1994-11-02 JP JP6269458A patent/JP3048858B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000036641A1 (en) * | 1998-12-14 | 2000-06-22 | Frontec Incorporated | Wiring, thin-film transistor substrate with the wiring, method of manufacture thereof, and liquid crystal display device |
| US6956236B1 (en) | 1998-12-14 | 2005-10-18 | Lg. Phillips Lcd Co., Ltd. | Wiring, TFT substrate using the same and LCD |
| US7804174B2 (en) | 1998-12-14 | 2010-09-28 | Lg Display Co., Ltd. | TFT wiring comprising copper layer coated by metal and metal oxide |
| US7994503B2 (en) | 2006-12-04 | 2011-08-09 | Kobe Steel, Ltd. | Cu alloy wiring film, TFT element for flat-panel display using the Cu alloy wiring film, and Cu alloy sputtering target for depositing the Cu alloy wiring film |
| US8482189B2 (en) | 2009-01-16 | 2013-07-09 | Kobe Steel, Ltd. | Display device |
| US8558382B2 (en) | 2009-07-27 | 2013-10-15 | Kobe Steel, Ltd. | Interconnection structure and display device including interconnection structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3048858B2 (ja) | 2000-06-05 |
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