JPH08306693A - 配線材料、配線層の形成方法 - Google Patents
配線材料、配線層の形成方法Info
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- JPH08306693A JPH08306693A JP21056095A JP21056095A JPH08306693A JP H08306693 A JPH08306693 A JP H08306693A JP 21056095 A JP21056095 A JP 21056095A JP 21056095 A JP21056095 A JP 21056095A JP H08306693 A JPH08306693 A JP H08306693A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】電気抵抗が１０μΩ・ｃｍ以下、好ましい実施
例では５μΩ・ｃｍ程度と極めて低く、高温においてヒ
ロック・ピンホール等の欠陥が発生せず、陽極酸化膜の
耐電圧が高い配線材料を得ることを目的とする。 【構成】合計の添加量が０．１〜３．０原子％である
Ｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙの中から選択されたいずれ
か一つ以上の希土類元素が添加されたＡｌからなる配線
材料であって爾後の熱処理によってＡｌと上記希土類元
素の金属間化合物をマトリクス中に析出させた。また、
合計の添加量が０．５〜３．０原子％Ｐｒ，Ｓｍ，Ｈ
ｏ，Ｅｒの中から選択されたいずれか一つ以上の希土類
元素が添加されたＡｌからなる配線材料であって爾後の
熱処理によってＡｌと上記希土類元素の金属間化合物を
マトリクス中に析出させた。熱処理の温度はいずれも２
５０〜４５０℃の範囲が望ましい。これらの配線材料を
陽極酸化することによって耐電圧が７ＭＶ／ｃｍ以上と
極めて高い絶縁膜を形成できる。
例では５μΩ・ｃｍ程度と極めて低く、高温においてヒ
ロック・ピンホール等の欠陥が発生せず、陽極酸化膜の
耐電圧が高い配線材料を得ることを目的とする。 【構成】合計の添加量が０．１〜３．０原子％である
Ｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙの中から選択されたいずれ
か一つ以上の希土類元素が添加されたＡｌからなる配線
材料であって爾後の熱処理によってＡｌと上記希土類元
素の金属間化合物をマトリクス中に析出させた。また、
合計の添加量が０．５〜３．０原子％Ｐｒ，Ｓｍ，Ｈ
ｏ，Ｅｒの中から選択されたいずれか一つ以上の希土類
元素が添加されたＡｌからなる配線材料であって爾後の
熱処理によってＡｌと上記希土類元素の金属間化合物を
マトリクス中に析出させた。熱処理の温度はいずれも２
５０〜４５０℃の範囲が望ましい。これらの配線材料を
陽極酸化することによって耐電圧が７ＭＶ／ｃｍ以上と
極めて高い絶縁膜を形成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明の目的は液晶デイスプレー
の電極配線材料として、高熱安定性でヒロックやピンホ
ール等の欠陥が少なく、該陽極酸化膜の耐電圧が高い、
高耐蝕性で低抵抗の電極材料を提供することである。
の電極配線材料として、高熱安定性でヒロックやピンホ
ール等の欠陥が少なく、該陽極酸化膜の耐電圧が高い、
高耐蝕性で低抵抗の電極材料を提供することである。
【０００２】
【従来技術】電子機器装置に用いられる低抵抗の電極配
線材料には従来Cu,Al,Mo,Ta,W等の純金属やAl-Cu,Al-Cu
-Si,Al-Pd等の合金材料材料が用いられている。一方最
近特に薄型ディスプレーとして注目されている液晶デイ
スプレーの電極材料では、大画面による大面積配線、高
精細による高集積化配線、高温度工程によるアレー制作
等々従来材料よりも異なるより優れた特性が要求されて
いる。図１に薄膜トランジスター（ＴＦＴ）による液晶
ディスプレーのアレーの一画素部の概略図を示す。一つ
の画素開口部１に表示電極２、ゲート線３、ゲート電極
３Ａ、データ線４、ドレイン電極４Ａ、ソース電極５、
ＴＦＴアクテイブ素子６が配設されている。ゲート線３
の信号によって、ＴＦＴがｏｎになると、データ線４の
電位がソース電極５を介して接続された画素電極２に等
しくなる。その結果、画素電極２の紙面方向上部に封入
された液晶が配向し、その画素が表示状態になる。ここ
で、本願発明が対象とする液晶デイスプレーのアレーの
電極配線材料は、ゲート線３、ゲート電極３Ａ、データ
線４、ドレイン電極４Ａ、ソース電極５を指す。
線材料には従来Cu,Al,Mo,Ta,W等の純金属やAl-Cu,Al-Cu
-Si,Al-Pd等の合金材料材料が用いられている。一方最
近特に薄型ディスプレーとして注目されている液晶デイ
スプレーの電極材料では、大画面による大面積配線、高
精細による高集積化配線、高温度工程によるアレー制作
等々従来材料よりも異なるより優れた特性が要求されて
いる。図１に薄膜トランジスター（ＴＦＴ）による液晶
ディスプレーのアレーの一画素部の概略図を示す。一つ
の画素開口部１に表示電極２、ゲート線３、ゲート電極
３Ａ、データ線４、ドレイン電極４Ａ、ソース電極５、
ＴＦＴアクテイブ素子６が配設されている。ゲート線３
の信号によって、ＴＦＴがｏｎになると、データ線４の
電位がソース電極５を介して接続された画素電極２に等
しくなる。その結果、画素電極２の紙面方向上部に封入
された液晶が配向し、その画素が表示状態になる。ここ
で、本願発明が対象とする液晶デイスプレーのアレーの
電極配線材料は、ゲート線３、ゲート電極３Ａ、データ
線４、ドレイン電極４Ａ、ソース電極５を指す。
【０００３】液晶デイスプレーの電極配線材料の要求特
性としてはまず電気抵抗が小さいことである。電気抵抗
が大きいと特に液晶デイスプレーの大型化に当たって、
信号の遅延、発熱等の様々な問題を生じる。液晶デイス
プレーの配線材料には電気抵抗の低い純Ａｌが用いられ
てきた。純Ａｌはエッチング特性に優れ、基板との密着
性の観点からも好適な材料である。しかし、純Ａｌは融
点が低く、配線膜形成後のＣＶＤプロセスにおける加熱
工程によってヒロックと呼ばれる欠陥を生じやすいとい
う欠点があった。この加熱処理は通常４００℃程度でな
されるものであるが、この工程後に配線材料を観察する
とその表面に微少な突起やピンホールなどの陥落欠陥が
観察されることがある。このような微少な突起等の欠陥
をヒロックというが、これが生じると配線材料層の平滑
性が失われ、配線材料層上に後工程による酸化膜等を形
成することができなくなるため、ヒロックの発生は液晶
デイスプレーの製造工程上極めて大きな問題となる。ヒ
ロックの発生のメカニズムは確定されていないが、加熱
による薄膜と基板との線膨張係数の差によって薄膜に圧
縮方向の応力が作用すると、この圧縮応力を駆動力とし
て粒界に沿ってＡｌ原子が移動することによって発生す
ると考えられている。
性としてはまず電気抵抗が小さいことである。電気抵抗
が大きいと特に液晶デイスプレーの大型化に当たって、
信号の遅延、発熱等の様々な問題を生じる。液晶デイス
プレーの配線材料には電気抵抗の低い純Ａｌが用いられ
てきた。純Ａｌはエッチング特性に優れ、基板との密着
性の観点からも好適な材料である。しかし、純Ａｌは融
点が低く、配線膜形成後のＣＶＤプロセスにおける加熱
工程によってヒロックと呼ばれる欠陥を生じやすいとい
う欠点があった。この加熱処理は通常４００℃程度でな
されるものであるが、この工程後に配線材料を観察する
とその表面に微少な突起やピンホールなどの陥落欠陥が
観察されることがある。このような微少な突起等の欠陥
をヒロックというが、これが生じると配線材料層の平滑
性が失われ、配線材料層上に後工程による酸化膜等を形
成することができなくなるため、ヒロックの発生は液晶
デイスプレーの製造工程上極めて大きな問題となる。ヒ
ロックの発生のメカニズムは確定されていないが、加熱
による薄膜と基板との線膨張係数の差によって薄膜に圧
縮方向の応力が作用すると、この圧縮応力を駆動力とし
て粒界に沿ってＡｌ原子が移動することによって発生す
ると考えられている。
【０００４】Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，ＭｏＴａ等の高融点材
料を使用すれば粒界に沿っての原子の拡散が起こりにく
いためヒロックの発生を防止できる。しかし、これらの
高融点材料はおしなべて比抵抗が５０μΩ・ｃｍ以上と
高く（Ａｌは４μΩ・ｃｍ程度である）、配線材料とし
ての電気的な特性が好ましくない。特に、このような高
抵抗の材料は液晶デイスプレーの大型化に沿わないもの
である。
料を使用すれば粒界に沿っての原子の拡散が起こりにく
いためヒロックの発生を防止できる。しかし、これらの
高融点材料はおしなべて比抵抗が５０μΩ・ｃｍ以上と
高く（Ａｌは４μΩ・ｃｍ程度である）、配線材料とし
ての電気的な特性が好ましくない。特に、このような高
抵抗の材料は液晶デイスプレーの大型化に沿わないもの
である。
【０００５】そこで、Ａｌをベースとした合金電極材料
の開発が試みられてきた。古くは、Ａｌ−Ｃｕ，Ａｌ−
Ｃｕ−Ｓｉなどであり、最近ではＡｌ−Ｔａ，Ａｌ−Ｚ
ｒが報告されているが、依然として３００℃以上の高温
でのヒロックの発生率、電気抵抗の両面で十分なもので
はない。
の開発が試みられてきた。古くは、Ａｌ−Ｃｕ，Ａｌ−
Ｃｕ−Ｓｉなどであり、最近ではＡｌ−Ｔａ，Ａｌ−Ｚ
ｒが報告されているが、依然として３００℃以上の高温
でのヒロックの発生率、電気抵抗の両面で十分なもので
はない。
【０００６】また、液晶デイスプレーの断面構造を図２
に示す。ガラス基板１９、および、その上のアンダーコ
ート部分３０上に形成された配線材料部分２０を透明電
極２９、アモルファスシリコン層２３、ソース／ドレイ
ン電極２７から絶縁するためにゲート絶縁膜２２を形成
し、ＴＦＴ動作時の絶縁破壊を防止する。このゲート絶
縁膜２２はシリコン酸化物、あるいは、シリコン窒化物
から構成され、配線材料部分２０上に積層される。ま
た、アモルファスシリコン層２３上にはオーミック層２
４及びチャネル保護膜２５が形成され、さらに、ソース
／ドレイン電極２７との間にモリブデン層２６が形成さ
れる。そして、全体を保護するために保護膜２８が形成
される。この保護膜２８はシリコン窒化物からなる。
に示す。ガラス基板１９、および、その上のアンダーコ
ート部分３０上に形成された配線材料部分２０を透明電
極２９、アモルファスシリコン層２３、ソース／ドレイ
ン電極２７から絶縁するためにゲート絶縁膜２２を形成
し、ＴＦＴ動作時の絶縁破壊を防止する。このゲート絶
縁膜２２はシリコン酸化物、あるいは、シリコン窒化物
から構成され、配線材料部分２０上に積層される。ま
た、アモルファスシリコン層２３上にはオーミック層２
４及びチャネル保護膜２５が形成され、さらに、ソース
／ドレイン電極２７との間にモリブデン層２６が形成さ
れる。そして、全体を保護するために保護膜２８が形成
される。この保護膜２８はシリコン窒化物からなる。
【０００７】このように液晶デイスプレーは多層にわた
る酸化物層、窒化物層からなっているが、これらを形成
することは工程的にも複雑であり、また、形成された層
に欠陥が含まれると絶縁破壊の原因となる。特に、配線
材料部分２０を絶縁するために形成するシリコン酸化物
膜２１はピンホールをなくすために一旦常圧ＣＶＤで酸
化膜を形成した後に、さらに、減圧ＣＶＤにより酸化膜
を形成するというプロセスを余儀なくされる。
る酸化物層、窒化物層からなっているが、これらを形成
することは工程的にも複雑であり、また、形成された層
に欠陥が含まれると絶縁破壊の原因となる。特に、配線
材料部分２０を絶縁するために形成するシリコン酸化物
膜２１はピンホールをなくすために一旦常圧ＣＶＤで酸
化膜を形成した後に、さらに、減圧ＣＶＤにより酸化膜
を形成するというプロセスを余儀なくされる。
【０００８】この絶縁膜の形成工程の複雑さ、絶縁破壊
の問題に対処するためにゲート電極に使用される電極配
線材料を直接陽極酸化によって酸化し、緻密な酸化膜を
形成することによって上述した絶縁膜を代替することが
望ましい。この方法によれば、従来数工程で行っていた
絶縁膜の形成工程を一工程で行うことができるし、陽極
酸化法は緻密な酸化膜を得るのに適した方法だからであ
る。配線材料として純Ａｌを用いるとこのようなことが
可能となる。純Ａｌは陽極酸化によって非常に緻密な酸
化膜を形成できる。しかし、純Ａｌによればヒロックの
発生という問題があることは述べた。
の問題に対処するためにゲート電極に使用される電極配
線材料を直接陽極酸化によって酸化し、緻密な酸化膜を
形成することによって上述した絶縁膜を代替することが
望ましい。この方法によれば、従来数工程で行っていた
絶縁膜の形成工程を一工程で行うことができるし、陽極
酸化法は緻密な酸化膜を得るのに適した方法だからであ
る。配線材料として純Ａｌを用いるとこのようなことが
可能となる。純Ａｌは陽極酸化によって非常に緻密な酸
化膜を形成できる。しかし、純Ａｌによればヒロックの
発生という問題があることは述べた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的は
電極配線材料、特に液晶デイスプレーに使用される電極
配線材料として、高熱安定性を有し、ヒロック等の欠陥
の少ない極めて電気抵抗の低い配線材料を提供すること
である。また、本願発明の第二の目的は高熱安定性、ヒ
ロック等の欠陥の発生少、低電気抵抗という上記特性を
具備しつつ、かつ、陽極酸化によって容易に緻密な絶縁
膜が形成できる配線材料を提供することである。
電極配線材料、特に液晶デイスプレーに使用される電極
配線材料として、高熱安定性を有し、ヒロック等の欠陥
の少ない極めて電気抵抗の低い配線材料を提供すること
である。また、本願発明の第二の目的は高熱安定性、ヒ
ロック等の欠陥の発生少、低電気抵抗という上記特性を
具備しつつ、かつ、陽極酸化によって容易に緻密な絶縁
膜が形成できる配線材料を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願発明の第一の目的
は、その合計の添加量が０．１〜３．０原子％である
Ｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙの中から選択されたいずれ
か一つ以上の希土類元素が添加されたＡｌからなる配線
材料であって爾後の熱処理によってＡｌと上記希土類元
素の金属間化合物をマトリクス中に析出させたものによ
って達成できる。
は、その合計の添加量が０．１〜３．０原子％である
Ｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙの中から選択されたいずれ
か一つ以上の希土類元素が添加されたＡｌからなる配線
材料であって爾後の熱処理によってＡｌと上記希土類元
素の金属間化合物をマトリクス中に析出させたものによ
って達成できる。
【００１１】また、本願発明の第一の目的はその合計の
添加量が０．５〜３．０原子％であるＰｒ，Ｓｍ，Ｈ
ｏ，Ｅｒの中から選択されたいずれか一つ以上の希土類
元素が添加されたＡｌからなる配線材料であって爾後の
熱処理によってＡｌと上記希土類元素の金属間化合物を
マトリクス中に析出させたものによって達成できる。こ
れらの場合の熱処理の温度はいずれも２５０〜４５０℃
の範囲が望ましく、得られる配線材料の電気抵抗は１０
μΩ・ｃｍ以下、好適な実施例では５μΩ・ｃｍ程度で
ある。なお、金属精練上不可避的な不純物の混入は本願
発明の権利範囲の射程外に出るものではない。
添加量が０．５〜３．０原子％であるＰｒ，Ｓｍ，Ｈ
ｏ，Ｅｒの中から選択されたいずれか一つ以上の希土類
元素が添加されたＡｌからなる配線材料であって爾後の
熱処理によってＡｌと上記希土類元素の金属間化合物を
マトリクス中に析出させたものによって達成できる。こ
れらの場合の熱処理の温度はいずれも２５０〜４５０℃
の範囲が望ましく、得られる配線材料の電気抵抗は１０
μΩ・ｃｍ以下、好適な実施例では５μΩ・ｃｍ程度で
ある。なお、金属精練上不可避的な不純物の混入は本願
発明の権利範囲の射程外に出るものではない。
【００１２】また、本願発明の第二の目的は実質的にＡ
ｌと希土類元素からなり、上記希土類元素がＹ，Ｌａ，
Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒの中から選
択されたいずれか一つ以上であり、その合計の添加量が
０．１〜３．０原子％である配線材料の一部に陽極酸化
を施した金属配線層によって達成できる。この金属配線
層は爾後の熱処理によってＡｌと上記希土類元素の金属
間化合物をマトリクス中に析出させることによって、そ
の電気抵抗を１０μΩ・ｃｍ以下に調製することが必要
である。また、陽極酸化を施すことによって形成された
陽極酸化膜の厚さは１００ｎｍ〜４００ｎｍであること
が望ましい。
ｌと希土類元素からなり、上記希土類元素がＹ，Ｌａ，
Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒの中から選
択されたいずれか一つ以上であり、その合計の添加量が
０．１〜３．０原子％である配線材料の一部に陽極酸化
を施した金属配線層によって達成できる。この金属配線
層は爾後の熱処理によってＡｌと上記希土類元素の金属
間化合物をマトリクス中に析出させることによって、そ
の電気抵抗を１０μΩ・ｃｍ以下に調製することが必要
である。また、陽極酸化を施すことによって形成された
陽極酸化膜の厚さは１００ｎｍ〜４００ｎｍであること
が望ましい。
【００１３】
【発明の実施の態様】本願発明ではＡｌをベースとして
それに添加元素を加えて上記特性を満たすものである。
一般的にはＡｌに添加元素を加えると電気抵抗は著しい
増大を示す。特に添加元素がＡｌ地に固溶している場合
はこの傾向が大きい。従って、微量の添加で耐熱性を改
善しヒロック等の欠陥を防止できる元素を探求するとと
もに、固溶状態にある溶質添加元素を熱処理によってＡ
ｌの金属間化合物の形で析出させ電気抵抗の低減を試み
た。
それに添加元素を加えて上記特性を満たすものである。
一般的にはＡｌに添加元素を加えると電気抵抗は著しい
増大を示す。特に添加元素がＡｌ地に固溶している場合
はこの傾向が大きい。従って、微量の添加で耐熱性を改
善しヒロック等の欠陥を防止できる元素を探求するとと
もに、固溶状態にある溶質添加元素を熱処理によってＡ
ｌの金属間化合物の形で析出させ電気抵抗の低減を試み
た。
【００１４】具体的な添加元素としてはＹ，Ｌａ，Ｐ
ｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ等の希土類金属元素
が好適であることが判明した。これらの金属元素のうち
の少なくとも一種類を０．１〜３．０原子％添加し、そ
の後、２５０〜４５０℃の範囲で熱処理を行うことによ
って溶質原子をＡｌとの金属間化合物として析出させ
る。それにより、ヒロック・ピンホール等の欠陥の少な
い、電気抵抗の小さい極めて優れた液晶デイスプレー用
の配線材料を得ることができた。なお、これらの原子の
添加量としては最大３．０原子％程度までは電気抵抗の
面で許容範囲にあるが、このように多めに元素を添加し
た場合は熱処理をより高温側に、あるいは、長時間行う
必要がある。このように本願発明では配線材料を熱処理
することが必須の条件であるが、それはマトリクス中に
固溶している希土類元素原子をＡｌとの金属間化合物の
形でマトリクス中に析出させ、マトリクス中の固溶原子
濃度を減少させることによって電気抵抗を低減するとと
もに、析出した金属間化合物が高温における原子の移動
を拘束しヒロック等欠陥の発生を阻止するためである。
従って、熱処理の温度はあくまでも目安の条件に過ぎ
ず、マトリクス中に金属間化合物が析出することが重要
である。従って、熱処理の温度としては上述した温度よ
りも高い５００℃くらいまでは所期の目的を達成するこ
とができるが、それ以上の温度になると粒子の粗大化が
起こったり、配線材料中に過度の熱応力が発生したり、
かえってヒロック等の欠陥が発生しやすくなるので望ま
しくない。
ｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ等の希土類金属元素
が好適であることが判明した。これらの金属元素のうち
の少なくとも一種類を０．１〜３．０原子％添加し、そ
の後、２５０〜４５０℃の範囲で熱処理を行うことによ
って溶質原子をＡｌとの金属間化合物として析出させ
る。それにより、ヒロック・ピンホール等の欠陥の少な
い、電気抵抗の小さい極めて優れた液晶デイスプレー用
の配線材料を得ることができた。なお、これらの原子の
添加量としては最大３．０原子％程度までは電気抵抗の
面で許容範囲にあるが、このように多めに元素を添加し
た場合は熱処理をより高温側に、あるいは、長時間行う
必要がある。このように本願発明では配線材料を熱処理
することが必須の条件であるが、それはマトリクス中に
固溶している希土類元素原子をＡｌとの金属間化合物の
形でマトリクス中に析出させ、マトリクス中の固溶原子
濃度を減少させることによって電気抵抗を低減するとと
もに、析出した金属間化合物が高温における原子の移動
を拘束しヒロック等欠陥の発生を阻止するためである。
従って、熱処理の温度はあくまでも目安の条件に過ぎ
ず、マトリクス中に金属間化合物が析出することが重要
である。従って、熱処理の温度としては上述した温度よ
りも高い５００℃くらいまでは所期の目的を達成するこ
とができるが、それ以上の温度になると粒子の粗大化が
起こったり、配線材料中に過度の熱応力が発生したり、
かえってヒロック等の欠陥が発生しやすくなるので望ま
しくない。
【００１５】より適正な原子の添加量は元素によって少
し異なる。例えば、上記の元素のうちＬａ，Ｎｄ，Ｇ
ｄ，Ｄｙについては０．５〜１．０原子％で最も電気抵
抗と耐熱性とのバランスのよい配線材料が得られた。一
方、Ｐｒ，Ｓｍ，Ｈｏ，Ｅｒについては０．５〜２．０
原子％で最もバランスのよい配線材料を得ることができ
る。この結果、得られた配線材料は３５０℃以上の高温
でヒロック等の欠陥の発生がほとんどなく、また、電気
抵抗は４〜６μΩ・ｃｍであり、純Ａｌと同等からその
２倍程度に抑えることができる。電気抵抗に関していえ
ば、従来知られてきた配線材料は最も優れたものでも８
μΩ・ｃｍ程度であり、純Ａｌの３倍近いものであった
から（Ａｌ−Ｔａ系）、本願発明は従来公知の材料に比
べて極めて特性の良好なものであることが一目瞭然であ
る。
し異なる。例えば、上記の元素のうちＬａ，Ｎｄ，Ｇ
ｄ，Ｄｙについては０．５〜１．０原子％で最も電気抵
抗と耐熱性とのバランスのよい配線材料が得られた。一
方、Ｐｒ，Ｓｍ，Ｈｏ，Ｅｒについては０．５〜２．０
原子％で最もバランスのよい配線材料を得ることができ
る。この結果、得られた配線材料は３５０℃以上の高温
でヒロック等の欠陥の発生がほとんどなく、また、電気
抵抗は４〜６μΩ・ｃｍであり、純Ａｌと同等からその
２倍程度に抑えることができる。電気抵抗に関していえ
ば、従来知られてきた配線材料は最も優れたものでも８
μΩ・ｃｍ程度であり、純Ａｌの３倍近いものであった
から（Ａｌ−Ｔａ系）、本願発明は従来公知の材料に比
べて極めて特性の良好なものであることが一目瞭然であ
る。
【００１６】また、本願発明の実施の態様によれば配線
材料層に陽極酸化を施すことによって耐電圧の高い、極
めて優れた絶縁特性を持つ配線層を形成することが可能
である。この実施の態様のために添加すべき元素はＹ，
Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙである。これらの元素を
０．５〜３．０原子％添加し、その表面に陽極酸化を施
し絶縁層を形成した後に、３００〜４５０℃の温度で熱
処理を行い、金属管化合物を析出させることによって所
期の目的を達成可能である。このときの絶縁膜の耐電圧
は純Ａｌにおける耐電圧である７．５ＭＶ／ｃｍ以上で
あり、欠陥が極めて少ない良好な絶縁膜であることが判
明した。
材料層に陽極酸化を施すことによって耐電圧の高い、極
めて優れた絶縁特性を持つ配線層を形成することが可能
である。この実施の態様のために添加すべき元素はＹ，
Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙである。これらの元素を
０．５〜３．０原子％添加し、その表面に陽極酸化を施
し絶縁層を形成した後に、３００〜４５０℃の温度で熱
処理を行い、金属管化合物を析出させることによって所
期の目的を達成可能である。このときの絶縁膜の耐電圧
は純Ａｌにおける耐電圧である７．５ＭＶ／ｃｍ以上で
あり、欠陥が極めて少ない良好な絶縁膜であることが判
明した。
【００１７】かかる陽極酸化によるＡｌ−希土類系の配
線層を用いた液晶デイスプレーＴＦＴアレイは電極配線
幅を５μｍ以下とすることが可能であり、６０％以上の
画面開口度を得ることができる。また、信号遅延を最小
限にでき、高精細、大画面化に適した優れた性質を有し
ている。ここで、陽極酸化膜の厚さは少なくとも１００
ｎｍ以上であることが望ましい。耐電圧は膜厚が厚いほ
ど良好になるためである。しかし、膜厚の増大に伴って
内部応力も増大し、絶縁破壊の原因になるので、４００
ｎｍ以下にする必要がある。
線層を用いた液晶デイスプレーＴＦＴアレイは電極配線
幅を５μｍ以下とすることが可能であり、６０％以上の
画面開口度を得ることができる。また、信号遅延を最小
限にでき、高精細、大画面化に適した優れた性質を有し
ている。ここで、陽極酸化膜の厚さは少なくとも１００
ｎｍ以上であることが望ましい。耐電圧は膜厚が厚いほ
ど良好になるためである。しかし、膜厚の増大に伴って
内部応力も増大し、絶縁破壊の原因になるので、４００
ｎｍ以下にする必要がある。
【００１８】本願発明を具体的な薄膜の形成プロセスと
ともに以下に実施例として述べる。
ともに以下に実施例として述べる。
【００１９】実施例１ ＡｌにＹ，Ｌａ，Ｎｄ，ＧｄあるいはＤｙのＧｄ少なく
とも１元素を所定の膜組成になるように混合した合金や
Ａｌ板の上に上記元素のチップを配設した複合ターゲッ
トを用いることにより蒸着法やスパッタ法で厚さ約３０
０ｎｍのＡｌ合金薄膜を作成した。表１に作成したＡｌ
合金薄膜の３５０℃、１時間真空中熱処理後の比抵抗と
ヒロック発生個数の有無を示す。表には比較のためＡｌ
単体元素薄膜およびＡｌに上記希土類元素を３．０原子
％よりも多く、または、０．１原子％よりも少なく添加
した代表的なＡｌ合金薄膜の結果も示してある。本発明
の代表的なAlY、AlLa、AlNd合金膜の３５０℃、真空中
等温熱処理での比抵抗の変化を図２に、また本発明のAl
Gd,AlDy,AlNd合金を各温度３０分間等時焼鈍熱処理した
時の比抵抗の変化を図３に示す。両図においてもっとも
上に示されている曲線がＡｌ99Ｎｄ1、以下順にＡｌ99
Ｌａ1、Ａｌ99Ｙ1であり、また、最も下に示した曲線が
比較のための純Ａｌの薄膜の結果である。
とも１元素を所定の膜組成になるように混合した合金や
Ａｌ板の上に上記元素のチップを配設した複合ターゲッ
トを用いることにより蒸着法やスパッタ法で厚さ約３０
０ｎｍのＡｌ合金薄膜を作成した。表１に作成したＡｌ
合金薄膜の３５０℃、１時間真空中熱処理後の比抵抗と
ヒロック発生個数の有無を示す。表には比較のためＡｌ
単体元素薄膜およびＡｌに上記希土類元素を３．０原子
％よりも多く、または、０．１原子％よりも少なく添加
した代表的なＡｌ合金薄膜の結果も示してある。本発明
の代表的なAlY、AlLa、AlNd合金膜の３５０℃、真空中
等温熱処理での比抵抗の変化を図２に、また本発明のAl
Gd,AlDy,AlNd合金を各温度３０分間等時焼鈍熱処理した
時の比抵抗の変化を図３に示す。両図においてもっとも
上に示されている曲線がＡｌ99Ｎｄ1、以下順にＡｌ99
Ｌａ1、Ａｌ99Ｙ1であり、また、最も下に示した曲線が
比較のための純Ａｌの薄膜の結果である。
【００２０】表１と図２、３から明らかなように本発明
のＡｌ希土類合金薄膜は高い熱安定性と欠陥の極めて少
ない高信頼性で抵抗が極めて低い液晶デイスプレーＴＦ
Ｔ電極配線材料として最適な合金であることが分かる。
表から明らかな如く、添加量が３．０原子％以下、特に
１．４原子％以下で、欠陥が少なくより電気抵抗が低い
優れた電極材料が得られることが分かる。しかし添加量
が０．１原子％より少なくなるとヒロックやピンホール
等の欠陥発生が極端に多くなる傾向を示し、３．０原子
％よりも多くなると、電気抵抗が極端に大きくなる傾向
を示す。また、図２に示すように熱処理時間は２０分以
上であれば大きな変化はない。これは、最初の何分かで
必要なＡｌと希土類元素の金属間化合物の析出が完了
し、その後はその温度での平衡状態に達するためと考え
られる。また、図３に示すように、３０分間焼鈍時の温
度による影響は大きい。電気抵抗は２５０℃以上の熱処
理によって低下が見られ、特に３００℃以上になると顕
著な抵抗の低下が観察される。
のＡｌ希土類合金薄膜は高い熱安定性と欠陥の極めて少
ない高信頼性で抵抗が極めて低い液晶デイスプレーＴＦ
Ｔ電極配線材料として最適な合金であることが分かる。
表から明らかな如く、添加量が３．０原子％以下、特に
１．４原子％以下で、欠陥が少なくより電気抵抗が低い
優れた電極材料が得られることが分かる。しかし添加量
が０．１原子％より少なくなるとヒロックやピンホール
等の欠陥発生が極端に多くなる傾向を示し、３．０原子
％よりも多くなると、電気抵抗が極端に大きくなる傾向
を示す。また、図２に示すように熱処理時間は２０分以
上であれば大きな変化はない。これは、最初の何分かで
必要なＡｌと希土類元素の金属間化合物の析出が完了
し、その後はその温度での平衡状態に達するためと考え
られる。また、図３に示すように、３０分間焼鈍時の温
度による影響は大きい。電気抵抗は２５０℃以上の熱処
理によって低下が見られ、特に３００℃以上になると顕
著な抵抗の低下が観察される。
【００２１】
【表１】 合金組成 比抵抗(μΩｃｍ) ヒロック発生数 実施例 Al99.5Gd0.5 5.0 なし 実施例 Al99.5Dy0.5 5.5 なし 実施例 Al99Gd1 5.4 なし 実施例 Al99Dy1 5.0 なし 実施例 Al99Y1 4.6 なし 実施例 Al99.2Y0.8 5.8 なし 実施例 Al99La1 5.7 なし 実施例 Al99.2La0.8 5.0 なし 実施例 Al99Nd1 5.2 なし 実施例 Al99.2Nd0.8 5.0 なし 実施例 Al97.7Y2.3 6.7 なし 実施例 Al97.9Nd2.1 6.8 なし 実施例 Al97.6Dy2.4 6.6 なし 実施例 Al97Nd3 6.2 なし 実施例 Al97.2La2.8 6.5 なし 実施例 Al97.5Y2.5 4.8 なし 比較例 Al 3.6 多数 比較例 Al99.95Gd0.05 4.5 多数 比較例 Al99.93Dy0.07 4.4 多数 比較例 Al99.92Y0.08 4.5 多数 比較例 Al96.5Y3.5 7.5 なし 比較例 Al96.5Nd3.5 7.5 なし 比較例 Al96.5La3.5 7.4 なし
【００２２】なお、Al97Nd3,Al97.2La2.8,Al97.5Y2.5と
いった実施例については先の出願（特願平７−４８８９
６号）においては比抵抗の高さゆえに比較例であった
が、その後の検討により熱処理条件を調整すれば十分に
低い比抵抗値を有することが判明した。
いった実施例については先の出願（特願平７−４８８９
６号）においては比抵抗の高さゆえに比較例であった
が、その後の検討により熱処理条件を調整すれば十分に
低い比抵抗値を有することが判明した。
【００２３】次に、Ａｌ99Ｙ1、Ａｌ99Ｇｄ1の組成のも
のについて熱処理前後のＸ線回折による分析結果をそれ
ぞれ図４、５に示す。熱処理によって熱処理前には存在
しなかったピーク（□印）が出現しておりＡｌとＹまた
はＧｄの金属間化合物の析出をしめすものと思われる。
金属間化合物の析出は３００℃乃至３５０℃から顕著に
なりはじめる。そして、図３に示したように、この温度
領域において電気抵抗の低下も顕著になる。このよう
に、本願発明に従って調製された配線材料は金属間化合
物の析出が一つの要因となって特性の向上に寄与してい
ることがわかる。どのような元素を添加しても金属間化
合物が析出するとヒロック改善の効果があることは知ら
れている。しかし、従来知られているいずれの添加元素
も希土類金属元素を添加した場合ほどはヒロックの発生
率を劇的に改善するものではない。この点で、ヒロック
の防止の機構については金属間化合物の析出のみなら
ず、希土類金属元素固有の性質に基づく何らかの機構が
働いているものと考えられる。
のについて熱処理前後のＸ線回折による分析結果をそれ
ぞれ図４、５に示す。熱処理によって熱処理前には存在
しなかったピーク（□印）が出現しておりＡｌとＹまた
はＧｄの金属間化合物の析出をしめすものと思われる。
金属間化合物の析出は３００℃乃至３５０℃から顕著に
なりはじめる。そして、図３に示したように、この温度
領域において電気抵抗の低下も顕著になる。このよう
に、本願発明に従って調製された配線材料は金属間化合
物の析出が一つの要因となって特性の向上に寄与してい
ることがわかる。どのような元素を添加しても金属間化
合物が析出するとヒロック改善の効果があることは知ら
れている。しかし、従来知られているいずれの添加元素
も希土類金属元素を添加した場合ほどはヒロックの発生
率を劇的に改善するものではない。この点で、ヒロック
の防止の機構については金属間化合物の析出のみなら
ず、希土類金属元素固有の性質に基づく何らかの機構が
働いているものと考えられる。
【００２４】実施例２ ＡｌにＰｒ，Ｓｍ，Ｅｒ，Ｈｏの希土類元素群から選択
した１元素を所定の膜組成になるように混合した合金タ
ーゲットを用いることによりスパッタ法で厚さ約３００
ｎｍのAl合金薄膜を作成した。表２に作成したＡｌ合金
薄膜の３５０℃、１時間真空中熱処理後の比抵抗とヒロ
ック発生個数の有無を示す。表には比較のためＡｌ単体
元素薄膜およびＡｌに上記希土類元素を３．０原子％よ
りも多く、または、０．５原子％よりも少なく添加した
代表的なＡｌ合金薄膜の結果も示してある。図６には本
発明の代表的なAlSm、AlHo, AlPr，AlEr合金薄膜の各温
度、真空中熱処理での比抵抗の変化を示す。図６におい
て、一番上の曲線はＡｌ99Ｓｍ1以下順に、Ａｌ99Ｐ
ｒ1、Ａｌ99Ｈｏ1を表し、一番下の曲線がＡｌ99Ｅｒ1
を表す。
した１元素を所定の膜組成になるように混合した合金タ
ーゲットを用いることによりスパッタ法で厚さ約３００
ｎｍのAl合金薄膜を作成した。表２に作成したＡｌ合金
薄膜の３５０℃、１時間真空中熱処理後の比抵抗とヒロ
ック発生個数の有無を示す。表には比較のためＡｌ単体
元素薄膜およびＡｌに上記希土類元素を３．０原子％よ
りも多く、または、０．５原子％よりも少なく添加した
代表的なＡｌ合金薄膜の結果も示してある。図６には本
発明の代表的なAlSm、AlHo, AlPr，AlEr合金薄膜の各温
度、真空中熱処理での比抵抗の変化を示す。図６におい
て、一番上の曲線はＡｌ99Ｓｍ1以下順に、Ａｌ99Ｐ
ｒ1、Ａｌ99Ｈｏ1を表し、一番下の曲線がＡｌ99Ｅｒ1
を表す。
【００２５】
【表２】 合金組成 比抵抗(μΩｃｍ) ヒロック発生数 実施例 Al98.5Ho1.5 5.6 なし 実施例 Al98Pr2 6.2 なし 実施例 Al99.2Pr0.8 5.3 なし 実施例 Al98Er2 5.7 なし 実施例 Al99Er1 4.3 なし 実施例 Al99.2Ho0.5 5.4 僅少 実施例 Al99.5Sm0.5 5.9 僅少 実施例 Al97Sm3 4.8 なし 実施例 Al97.4Ho2.6 5.2 なし 実施例 Al97Er3 6.0 なし 比較例 Al 3.6 多数 比較例 Al99.7Pr0.3 5.5 多数 比較例 Al99.6Er0.4 4.0 多数 比較例 Al96.5Er3.5 7.2 なし 比較例 Al96.5Pr3.5 7.2 なし 比較例 Al96.5Sm3.5 7.4 なし
【００２６】なお、Al97Sm3,Al97.4Ho2.6,Al97Er3とい
った組成のものも先の出願後の検討によって熱処理条件
によっては十分に低い比抵抗値を得ることが可能である
ことが判明した。
った組成のものも先の出願後の検討によって熱処理条件
によっては十分に低い比抵抗値を得ることが可能である
ことが判明した。
【００２７】表２から明らかなように本発明のＡｌ希土
類合金薄膜は高い熱安定性と欠陥の極めて少ない抵抗が
極めて低い液晶ディスプレーＴＦＴ電極配線材料として
最適な合金であることが分かる。表２から明らかなよう
に、添加量が２原子％以下で、欠陥の少ない電気抵抗の
小さい優れた電極材料が得られることが分かる。しかし
添加量が０．５原子％より少なくなるとヒロックやピン
ホール等の欠陥発生が多くなる傾向を示し、３．０原子
％よりも多くなると、電気抵抗が極端に大きくなる傾向
を示す。熱処理温度の影響については実施例１のものと
ほぼ同様の傾向を示す。つまり、２５０℃以上から電気
抵抗が低下しはじめ、３００℃以上の温度での熱処理が
最適である。
類合金薄膜は高い熱安定性と欠陥の極めて少ない抵抗が
極めて低い液晶ディスプレーＴＦＴ電極配線材料として
最適な合金であることが分かる。表２から明らかなよう
に、添加量が２原子％以下で、欠陥の少ない電気抵抗の
小さい優れた電極材料が得られることが分かる。しかし
添加量が０．５原子％より少なくなるとヒロックやピン
ホール等の欠陥発生が多くなる傾向を示し、３．０原子
％よりも多くなると、電気抵抗が極端に大きくなる傾向
を示す。熱処理温度の影響については実施例１のものと
ほぼ同様の傾向を示す。つまり、２５０℃以上から電気
抵抗が低下しはじめ、３００℃以上の温度での熱処理が
最適である。
【００２８】ヒロックの低下は金属間化合物の析出とい
うミクロ的な内部変化が寄与していることは疑いがな
い。そして、どのような元素を添加しても金属間化合物
が析出するとヒロック改善の傾向があることは知られて
いる。しかし、従来知られているいずれの添加元素も希
土類金属元素ほどはヒロックの発生率を劇的に改善する
ものではない。この点で、ヒロックの防止の機構につい
ては金属間化合物の析出のみならず、希土類金属元素固
有の性質に基づく何らかの機構が働いているものと考え
られる。また、本願発明に係わる組成の合金に、例えば
Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｓｉ，Ｃｕなどの従来同種の配
線材料で検討されてきた元素をその電気的特性、ヒロッ
クの発生率に影響しない程度に添加することも本願発明
の目的を達成する上で有効と思われる。これらの元素は
その添加量が合計で０．１％を越えない時は本願発明の
目的を達成可能である。
うミクロ的な内部変化が寄与していることは疑いがな
い。そして、どのような元素を添加しても金属間化合物
が析出するとヒロック改善の傾向があることは知られて
いる。しかし、従来知られているいずれの添加元素も希
土類金属元素ほどはヒロックの発生率を劇的に改善する
ものではない。この点で、ヒロックの防止の機構につい
ては金属間化合物の析出のみならず、希土類金属元素固
有の性質に基づく何らかの機構が働いているものと考え
られる。また、本願発明に係わる組成の合金に、例えば
Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｓｉ，Ｃｕなどの従来同種の配
線材料で検討されてきた元素をその電気的特性、ヒロッ
クの発生率に影響しない程度に添加することも本願発明
の目的を達成する上で有効と思われる。これらの元素は
その添加量が合計で０．１％を越えない時は本願発明の
目的を達成可能である。
【００２９】実施例３ ＡｌにＹ．Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙの少なくとも
一元素を所定の膜組成にすべく添加したＡｌ合金薄膜
（約４００ｎｍ厚さ）をガラス基板上に形成した。この
ときの形成方法としては所定の膜組成の合金やＡｌ板の
上に上記元素のチップを配設した複合ターゲットを用
い、蒸着法やスパッタ法より行う。ガラス基板は７０５
９ガラスでできており、１３０ｍｍ四方の面積を有す
る。
一元素を所定の膜組成にすべく添加したＡｌ合金薄膜
（約４００ｎｍ厚さ）をガラス基板上に形成した。この
ときの形成方法としては所定の膜組成の合金やＡｌ板の
上に上記元素のチップを配設した複合ターゲットを用
い、蒸着法やスパッタ法より行う。ガラス基板は７０５
９ガラスでできており、１３０ｍｍ四方の面積を有す
る。
【００３０】次に、作成した膜を３．６８重量％酒石酸
とエチレングリコールを１：１に混合した溶液中で、液
温５℃、電圧１５０Ｖ、電流密度１ｍ(**??)／ｃｍ２の
条件で、上記膜の表面を陽極酸化した。この陽極酸化膜
の厚さは概略２００ｎｍであった。
とエチレングリコールを１：１に混合した溶液中で、液
温５℃、電圧１５０Ｖ、電流密度１ｍ(**??)／ｃｍ２の
条件で、上記膜の表面を陽極酸化した。この陽極酸化膜
の厚さは概略２００ｎｍであった。
【００３１】表３に作成したＡｌ合金薄膜（約２００ｎ
ｍ厚さ）／Ａｌ合金陽極酸化膜（約２００ｎｍ厚さ）の
二層膜の３５０℃ｘ１時間真空中熱処理後の比抵抗と陽
極酸化膜の耐電圧及び熱処理後のヒロック発生状況を示
す。表には比較のためＡｌ単体元素薄膜（膜厚２００ｎ
ｍ）／Ａｌ陽極酸化膜（膜厚２００ｎｍ）二層膜の結果
をも示す。
ｍ厚さ）／Ａｌ合金陽極酸化膜（約２００ｎｍ厚さ）の
二層膜の３５０℃ｘ１時間真空中熱処理後の比抵抗と陽
極酸化膜の耐電圧及び熱処理後のヒロック発生状況を示
す。表には比較のためＡｌ単体元素薄膜（膜厚２００ｎ
ｍ）／Ａｌ陽極酸化膜（膜厚２００ｎｍ）二層膜の結果
をも示す。
【表３】 合金組成 比抵抗 酸化膜耐電圧 ヒロック発生数 (μΩｃｍ) (MV/cm) 実施例 Al99.5Gd0.5 4.5 8.2 なし 実施例 Al99.5Dy0.5 4.3 7.8 なし 実施例 Al99.5Sm0.5 4.2 7.8 なし 実施例 Al99Gd1 4.8 8.5 なし 実施例 Al97.5Gd2.5 5.8 8.5 なし 実施例 Al99Dy1 5.0 7.8 なし 実施例 Al97.5Dy2.5 5.2 7.8 なし 実施例 Al99Y1 4.6 8.5 なし 実施例 Al99.2Y0.8 4.3 8.5 なし 実施例 Al99La1 4.7 8.5 なし 実施例 Al99.2La0.8 4.5 8.5 なし 実施例 Al97.5La2.5 6.0 8.5 なし 実施例 Al99Nd1 4.8 8.0 なし 実施例 Al99.2Nd0.8 4.6 8.0 なし 実施例 Al99.2Pr0.8 4.8 8.0 なし 実施例 Al98.0Pr2.0 5.0 8.4 なし 実施例 Al98.2Sm1.8 5.2 7.5 なし 実施例 Al97.9Nd2.1 5.0 7.4 なし 実施例 Al97Nd3 5.3 7.8 なし 実施例 Al97.5Y2.5 5.5 8.0 なし 実施例 Al97.5Er2.5 5.5 8.0 なし 実施例 Al97.5Ho2.5 5.4 8.0 なし 比較例 Al 3.6 7.5 多数 比較例 Al99.95Gd0.05 3.7 7.5 多数 比較例 Al99.93Dy0.07 3.9 7.5 多数 比較例 Al99.92Y0.08 4.0 7.6 多数 比較例 Al96.5Y3.5 7.0 7.2 なし 比較例 Al96.5La3.5 7.2 7.5 なし 比較例 Al96.5Pr3.5 7.2 7.4 なし 比較例 Al96.5Nd3.5 7.3 7.5 なし 比較例 Al96.5Sm3.5 7.4 7.4 なし
【００３２】表３から明らかなように本願発明の二層膜
は高い熱安定性と欠陥の極めて少ない高信頼性でかつ抵
抗が極めて低い液晶デイスプレー用ＴＦＴ電極配線材料
として最適な材料であることがわかる。また、ＴＦＴの
断面構造に本願発明による陽極酸化膜を形成したものは
図２に示されるものと全く同じ断面構造を有する。しか
し、従来技術では数度のＣＶＤプロセスによらなければ
耐電圧の高い絶縁酸化膜を形成できなかったのに比べ、
本願発明ではゲート電極２０を直接陽極酸化することに
よって耐電圧の高い陽極酸化膜２１が形成できることが
特徴である。これによって、従来のＴＦＴ構造に比べて
少ない工程で絶縁酸化膜を形成することが可能となり、
また、配線膜作成は安価なＡｌ合金ターゲットを用いる
ことができるので、プロセスコストが大幅に低減でき
る。
は高い熱安定性と欠陥の極めて少ない高信頼性でかつ抵
抗が極めて低い液晶デイスプレー用ＴＦＴ電極配線材料
として最適な材料であることがわかる。また、ＴＦＴの
断面構造に本願発明による陽極酸化膜を形成したものは
図２に示されるものと全く同じ断面構造を有する。しか
し、従来技術では数度のＣＶＤプロセスによらなければ
耐電圧の高い絶縁酸化膜を形成できなかったのに比べ、
本願発明ではゲート電極２０を直接陽極酸化することに
よって耐電圧の高い陽極酸化膜２１が形成できることが
特徴である。これによって、従来のＴＦＴ構造に比べて
少ない工程で絶縁酸化膜を形成することが可能となり、
また、配線膜作成は安価なＡｌ合金ターゲットを用いる
ことができるので、プロセスコストが大幅に低減でき
る。
【００３３】次に表３に示した合金系のうち代表的ない
くつかのものについて膜厚と耐電圧の依存性を調べた。
その結果を表４に示す。
くつかのものについて膜厚と耐電圧の依存性を調べた。
その結果を表４に示す。
【表４】 合金組成 膜厚 酸化膜耐電圧 ヒロック発生数 (ｎｍ) (MV/cm) 比較例 Al99.5Dy0.5 50 4.5 なし 実施例 Al99.5Dy0.5 100 7.5 なし 実施例 Al99.5Dy0.5 200 7.8 なし 実施例 Al99.5Dy0.5 360 7.9 なし 比較例 Al99.5Dy0.5 500 8.2 なし** 比較例 Al99.5Sm0.5 50 4.9 なし 実施例 Al99.5Sm0.5 100 7.8 なし 実施例 Al99.5Sm0.5 360 7.7 なし 比較例 Al99.5Sm0.5 500 7.8 なし** 比較例 Al99Gd1 50 5.6 なし 実施例 Al99Gd1 100 7.7 なし 実施例 Al99Gd1 360 7.7 なし 比較例 Al99Gd1 500 7.8 なし** （**は絶縁破壊が見られたもの） なお、他の元素を添加した場合でも膜厚依存性は同様で
ある。
ある。
【００３４】なお、本明細書においては説明の都合上液
晶デイスプレー内の配線として説明を行っているが、本
願発明に係わる配線材料は（１）電気抵抗が小さく、
（２）高温によってヒロック等の欠陥が生じてはならな
いという同様な要求特性を有する他の用途においても使
用しうるものである。従って、例えば半導体のための配
線材料などにも適用可能である。
晶デイスプレー内の配線として説明を行っているが、本
願発明に係わる配線材料は（１）電気抵抗が小さく、
（２）高温によってヒロック等の欠陥が生じてはならな
いという同様な要求特性を有する他の用途においても使
用しうるものである。従って、例えば半導体のための配
線材料などにも適用可能である。
【００３５】
【発明の効果】電気抵抗が１０μΩ・ｃｍ以下、好まし
い実施例では５μΩ・ｃｍ程度と極めて低く、かつ、高
温においてヒロック・ピンホール等の欠陥が発生しない
配線材料であって、かつ、耐電圧が高く絶縁のための酸
化膜の形成が容易な配線材料を得た。
い実施例では５μΩ・ｃｍ程度と極めて低く、かつ、高
温においてヒロック・ピンホール等の欠陥が発生しない
配線材料であって、かつ、耐電圧が高く絶縁のための酸
化膜の形成が容易な配線材料を得た。
【図１】液晶デイスプレーの画素部の平面図を示す。
【図２】液晶デイスプレーの断面構造を示す。
【図３】本願発明の一つの実施例による熱処理温度が一
定の時の熱処理時間と比抵抗の依存性を示す。
定の時の熱処理時間と比抵抗の依存性を示す。
【図４】本願発明の一つの実施例による熱処理時間が一
定の時の熱処理温度と比抵抗の依存性を示す。
定の時の熱処理温度と比抵抗の依存性を示す。
【図５】本願発明の一つの実施例による熱処理温度と金
属間化合物の析出の関係を示すチャート図である。
属間化合物の析出の関係を示すチャート図である。
【図６】本願発明の一つの実施例による熱処理温度と金
属間化合物の析出の関係を示すチャート図である。
属間化合物の析出の関係を示すチャート図である。
【図７】本願発明の他の実施例による熱処理温度が一定
の時の熱処理時間と比抵抗の依存性を示す。
の時の熱処理時間と比抵抗の依存性を示す。
Claims (20)
- 【請求項１】実質的にＡｌと希土類元素とからなり、上
記希土類元素がＹ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙの中から選
択されたいずれか一つ以上であり、その合計の添加量が
０．１〜２．５原子％である配線材料であって、２５０
〜４５０℃で熱処理を施したことを特徴とする配線材
料。 - 【請求項２】実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記
希土類元素がＹ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙの中から選択
されたいずれか一つ以上であり、その合計の添加量が
０．１〜２．５原子％である配線材料であって、爾後の
熱処理によってＡｌと上記希土類元素の金属間化合物を
マトリクス中に析出させ、その電気抵抗を１０μΩ・ｃ
ｍ以下に調製したことを特徴とする配線材料。 - 【請求項３】実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記
希土類元素がＰｒ，Ｓｍ、Ｈｏ，Ｅｒの中から選択され
たいずれか一つ以上であり、その合計の添加量が０．５
〜２．０原子％である配線材料であって、２５０〜４５
０℃で熱処理を施したことを特徴とする配線材料。 - 【請求項４】実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記
希土類元素がＰｒ，Ｓｍ，Ｈｏ，Ｅｒの中から選択され
たいずれか一つ以上であり、その合計の添加量が０．５
〜２．０原子％である配線材料であって、爾後の熱処理
によってＡｌと上記希土類元素の金属間化合物をマトリ
クス中に析出させ、その電気抵抗を１０μΩ・ｃｍ以下
に調製したことを特徴とする配線材料。 - 【請求項５】実質的にＡｌと希土類元素とからなり、上
記希土類元素がＹ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙの中から選
択されたいずれか一つ以上であり、その合計の添加量が
２．５〜３．０原子％である配線材料であって、２５０
〜４５０℃で熱処理を施したことを特徴とする配線材
料。 - 【請求項６】実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記
希土類元素がＹ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ
の中から選択されたいずれか一つ以上であり、その合計
の添加量が２．５〜３．０原子％である配線材料であっ
て、爾後の熱処理によってＡｌと上記希土類元素の金属
間化合物をマトリクス中に析出させ、その電気抵抗を１
０μΩ・ｃｍ以下に調製したことを特徴とする配線材
料。 - 【請求項７】実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記
希土類元素がＳｍ、Ｐｒ、Ｈｏ，Ｅｒの中から選択され
たいずれか一つ以上であり、その合計の添加量が２．０
〜３．０原子％である配線材料であって、２５０〜４５
０℃で熱処理を施したことを特徴とする配線材料。 - 【請求項８】実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記
希土類元素がＰｒ，Ｓｍ，Ｈｏ，Ｅｒの中から選択され
たいずれか一つ以上であり、その合計の添加量が２．０
〜３．０原子％である配線材料であって、爾後の熱処理
によってＡｌと上記希土類元素の金属間化合物をマトリ
クス中に析出させ、その電気抵抗を１０μΩ・ｃｍ以下
に調製したことを特徴とする配線材料。 - 【請求項９】実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記
希土類元素がＹ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒの中から選択されたいずれか一つ以上で
あり、その合計の添加量が０．１〜３．０原子％である
配線材料の一部に陽極酸化を施した金属配線層であっ
て、爾後の熱処理によってＡｌと上記希土類元素の金属
間化合物をマトリクス中に析出させ、その電気抵抗を１
０μΩ・ｃｍ以下に調製したことを特徴とする金属配線
層。 - 【請求項１０】上記陽極酸化を施すことによって形成さ
れた陽極酸化膜の厚さが１００ｎｍ〜４００ｎｍであ
る、請求項５の金属配線層。 - 【請求項１１】請求項１〜請求項１０のいずれかの配線
材料のうちの少なくとも一つを含む、液晶デイスプレー
装置。 - 【請求項１２】金属配線層の形成方法であって、 実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記希土類元素が
Ｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙの中から選択されたいずれ
か一つ以上であり、その合計の添加量が０．１〜２．５
原子％である配線材料であって、２５０〜４５０℃で上
記薄膜を熱処理することを含む、金属配線層の形成方
法。 - 【請求項１３】金属配線層の形成方法であって、 実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記希土類元素が
Ｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙの中から選択されたいずれ
か一つ以上であり、その合計の添加量が０．１〜２．５
原子％である配線材料であって、その後上記薄膜を熱処
理してＡｌと上記希土類元素の金属間化合物をマトリク
ス中に析出させ、上記配線層の電気抵抗が１０μΩ・ｃ
ｍ以下に調製されることを含む、金属配線層の形成方
法。 - 【請求項１４】金属配線層の形成方法であって、 実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記希土類元素が
Ｐｒ，Ｓｍ，Ｈｏ，Ｅｒの中から選択されたいずれか一
つ以上であり、その合計の添加量が０．５〜２．０原子
％である材料からなる薄膜を基板上に形成し、その後、
２５０〜４５０℃で上記薄膜を熱処理することを含む、
金属配線層の形成方法。 - 【請求項１５】金属配線層の形成方法であって、 実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記希土類元素が
Ｐｒ，Ｓｍ，Ｈｏ，Ｅｒの中から選択されたいずれか一
つ以上であり、その合計の添加量が０．５〜２．０原子
％である材料からなる薄膜を基板上に形成し、その後、
上記薄膜を熱処理してＡｌと上記希土類元素の金属間化
合物をマトリクス中に析出させ、上記配線層の電気抵抗
が１０μΩ・ｃｍ以下に調製されることを含む、金属配
線層の形成方法。 - 【請求項１６】金属配線層の形成方法であって、 実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記希土類元素が
Ｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙの中から選択されたいずれ
か一つ以上であり、その合計の添加量が２．５〜３．０
原子％である配線材料であって、２５０〜４５０℃で上
記薄膜を熱処理することを含む、金属配線層の形成方
法。 - 【請求項１７】金属配線層の形成方法であって、 実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記希土類元素が
Ｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙの中から選択されたいずれ
か一つ以上であり、その合計の添加量が２．５〜３．０
原子％である配線材料であって、その後上記薄膜を熱処
理してＡｌと上記希土類元素の金属間化合物をマトリク
ス中に析出させ、上記配線層の電気抵抗が１０μΩ・ｃ
ｍ以下に調製されることを含む、金属配線層の形成方
法。 - 【請求項１８】金属配線層の形成方法であって、 実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記希土類元素が
Ｐｒ，Ｓｍ，Ｈｏ，Ｅｒの中から選択されたいずれか一
つ以上であり、その合計の添加量が２．０〜３．０原子
％である材料からなる薄膜を基板上に形成し、その後、
２５０〜４５０℃で上記薄膜を熱処理することを含む、
金属配線層の形成方法。 - 【請求項１９】金属配線層の形成方法であって、 実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記希土類元素が
Ｐｒ，Ｓｍ，Ｈｏ，Ｅｒの中から選択されたいずれか一
つ以上であり、その合計の添加量が２．０〜３．０原子
％である材料からなる薄膜を基板上に形成し、その後、
上記薄膜を熱処理してＡｌと上記希土類元素の金属間化
合物をマトリクス中に析出させ、上記配線層の電気抵抗
が１０μΩ・ｃｍ以下に調製されることを含む、金属配
線層の形成方法。 - 【請求項２０】金属配線層の形成方法であって、 実質的にＡｌと希土類元素からなり、上記希土類元素が
Ｙ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ
の中から選択されたいずれか一つ以上であり、その合計
の添加量が０．１〜３．０原子％である配線材料の配線
層を形成し、 上記配線層の一部を陽極酸化し、 その後上記薄膜を２５０℃〜４５０℃で熱処理してＡｌ
と上記希土類元素の金属間化合物をマトリクス中に析出
させる金属配線層の形成方法。
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1995
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