JPH0943628A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- JPH0943628A JPH0943628A JP19684695A JP19684695A JPH0943628A JP H0943628 A JPH0943628 A JP H0943628A JP 19684695 A JP19684695 A JP 19684695A JP 19684695 A JP19684695 A JP 19684695A JP H0943628 A JPH0943628 A JP H0943628A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特に画素部スイッチング素子の多結晶Ｓｉ層
およびアモルファスＳｉ層のうち少なくともいずれか一
つに対する電気的に良好な接触が可能で、剥離の問題も
解消された配線を備えた、液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 マグネシウムが 5モル％以上の場合に
は、銅中に添加金属に起因する析出物としてＭｇＣｕ2
ができる。これは加工性や電気特性上好ましくないこと
を我々は実験により確認した。従って、マグネシウムは
5モル％以下が好適である。一方、マグネシウムが 0.1
モル％以下であると、十分な効果が得られない。従っ
て、マグネシウムは 0.1モル％以上 5モル％以下が好ま
しい。それ故、残りは95モル％以上の銅を含む合金であ
ることが望ましい。
およびアモルファスＳｉ層のうち少なくともいずれか一
つに対する電気的に良好な接触が可能で、剥離の問題も
解消された配線を備えた、液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 マグネシウムが 5モル％以上の場合に
は、銅中に添加金属に起因する析出物としてＭｇＣｕ2
ができる。これは加工性や電気特性上好ましくないこと
を我々は実験により確認した。従って、マグネシウムは
5モル％以下が好適である。一方、マグネシウムが 0.1
モル％以下であると、十分な効果が得られない。従っ
て、マグネシウムは 0.1モル％以上 5モル％以下が好ま
しい。それ故、残りは95モル％以上の銅を含む合金であ
ることが望ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に係
り、特に画素部スイッチング素子の多結晶Ｓｉ層および
アモルファスＳｉ層のうち少なくともいずれか一つに対
する電気的に良好な接触が可能な配線層を備えた液晶表
示装置に関する。
り、特に画素部スイッチング素子の多結晶Ｓｉ層および
アモルファスＳｉ層のうち少なくともいずれか一つに対
する電気的に良好な接触が可能な配線層を備えた液晶表
示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アクティブマトリックス型液晶表
示装置の画素部スイッチング素子に接続される配線とし
ては、モリブデンやその合金あるいはアルミニウムの合
金が用いられてきた。
示装置の画素部スイッチング素子に接続される配線とし
ては、モリブデンやその合金あるいはアルミニウムの合
金が用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特に、モリブデンやそ
の合金については、構成元素としてＳｉを含む絶縁膜上
では密着性が悪くなるという問題があった。これは、モ
リブデンがＳｉ酸化物に対し還元性を持たないことが最
大の原因である。
の合金については、構成元素としてＳｉを含む絶縁膜上
では密着性が悪くなるという問題があった。これは、モ
リブデンがＳｉ酸化物に対し還元性を持たないことが最
大の原因である。
【０００４】さらには、コンタクトホールが層間絶縁膜
に開口され、その部分で露出した活性層としての単結晶
Ｓｉ層あるいは多結晶Ｓｉ層あるいはアモルファスＳｉ
層の上に、自然な状態では不可避的に発生するＳｉの自
然酸化膜に起因して、その表面の電気的な接触抵抗が上
昇する、あるいは電気的に良好な接触が得られないな
ど、いわゆるコンタクト不良の問題があった。
に開口され、その部分で露出した活性層としての単結晶
Ｓｉ層あるいは多結晶Ｓｉ層あるいはアモルファスＳｉ
層の上に、自然な状態では不可避的に発生するＳｉの自
然酸化膜に起因して、その表面の電気的な接触抵抗が上
昇する、あるいは電気的に良好な接触が得られないな
ど、いわゆるコンタクト不良の問題があった。
【０００５】また、アクティブマトリックス型液晶表示
装置においては、一般に表示画面の大型化と画素の高精
細化が進んでいるので、走査配線や信号配線などの各種
配線は、その 1本ごとが長くかつ細くなって行く。従っ
て、走査配線や信号配線などの各種配線の平面的および
断面形状的なアスペクト比は、さらに高アスペクト比に
なって行く。このため、走査配線や信号配線は、配線全
体がさらに剥離しやすいものとなるという問題がある。
また、アクティブマトリックス型液晶表示装置において
は、前記の如く一般に表示画面の大型化が進んでおり、
それにつれて走査配線や信号配線などの各種配線はその
1本ごとが長くかつ細くなって行くので、その配線に印
加される走査パルスや信号パルスの減衰がさらに深刻な
ものとなるという問題がある。
装置においては、一般に表示画面の大型化と画素の高精
細化が進んでいるので、走査配線や信号配線などの各種
配線は、その 1本ごとが長くかつ細くなって行く。従っ
て、走査配線や信号配線などの各種配線の平面的および
断面形状的なアスペクト比は、さらに高アスペクト比に
なって行く。このため、走査配線や信号配線は、配線全
体がさらに剥離しやすいものとなるという問題がある。
また、アクティブマトリックス型液晶表示装置において
は、前記の如く一般に表示画面の大型化が進んでおり、
それにつれて走査配線や信号配線などの各種配線はその
1本ごとが長くかつ細くなって行くので、その配線に印
加される走査パルスや信号パルスの減衰がさらに深刻な
ものとなるという問題がある。
【０００６】従来、一般に電極配線材料として用いられ
ているアルミニウムの場合には、銅材料を用いた場合と
比べて密着性や接触不良のトラブルは無視できる程度に
少ない。
ているアルミニウムの場合には、銅材料を用いた場合と
比べて密着性や接触不良のトラブルは無視できる程度に
少ない。
【０００７】しかしながら、電気抵抗については銅と比
べて明らかに高いため、上記のような信号パルス等の減
衰の解消に対しては期待できる効果が少ないという問題
がある。また、高電流密度の際のエレクトロマイグレー
ション効果による断線の発生する確率も高いという問題
があった。
べて明らかに高いため、上記のような信号パルス等の減
衰の解消に対しては期待できる効果が少ないという問題
がある。また、高電流密度の際のエレクトロマイグレー
ション効果による断線の発生する確率も高いという問題
があった。
【０００８】それに対し、銅は低抵抗材料としてその特
性は好ましいが、酸化しやすく、また、透明電極として
一般的なインジウムと錫の酸化物膜のエッチャントであ
る塩酸により侵されやすい等の問題があった。
性は好ましいが、酸化しやすく、また、透明電極として
一般的なインジウムと錫の酸化物膜のエッチャントであ
る塩酸により侵されやすい等の問題があった。
【０００９】このように、アクティブマトリックス型液
晶表示装置における配線の技術は、ＩＣのような半導体
電子部品における配線の技術とは異なった、表示装置と
しての特異な問題がある。
晶表示装置における配線の技術は、ＩＣのような半導体
電子部品における配線の技術とは異なった、表示装置と
しての特異な問題がある。
【００１０】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたもので、その目的は、特に画素部スイッチン
グ素子の多結晶Ｓｉ層およびアモルファスＳｉ層のうち
少なくともいずれか一つに対する電気的に良好な接触が
可能で、剥離の問題も解消された配線を備えた、液晶表
示装置を提供することにある。
に成されたもので、その目的は、特に画素部スイッチン
グ素子の多結晶Ｓｉ層およびアモルファスＳｉ層のうち
少なくともいずれか一つに対する電気的に良好な接触が
可能で、剥離の問題も解消された配線を備えた、液晶表
示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、基板上に互いに交差するように配列された複数の走
査配線と複数の信号配線と該走査配線および該信号配線
の交差部ごとに形成され該走査配線および該信号配線に
接続されたスイッチング素子と該スイッチング素子ごと
に接続された透明電極からなる画素電極とが形成された
スイッチング素子アレイ基板と、前記スイッチング素子
アレイ基板に間隙を有して対向配置される対向電極が形
成された対向基板と、前記スイッチング素子アレイ基板
と前記対向基板との間に封入された液晶組成物とを有す
る液晶表示装置において、マグネシウムを 0.1モル％以
上 5モル％以下含み、かつ95モル％以上の銅を含む合金
を金属材料として用いて、前記スイッチング素子の活性
層に用いられている多結晶Ｓｉ層、アモルファスＳｉ層
の各層のうち少なくとも一つ以上の層の上に、Ｓｉを構
成元素として含んだ絶縁膜に穿設された開口部を通して
前記各層のうち少なくとも一つに対して電気接触を持つ
配線が形成されていることを特徴としている。また、液
晶層を挟んで対向する 2つの電極のうち少なくとも一方
が透明電極からなる画素電極であり、該画素電極に対す
る印加電圧の制御を行なう画素部スイッチング素子を備
えた液晶表示装置において、マグネシウムを 0.1モル％
以上 5モル％以下含み、かつ95モル％以上の銅を含む合
金を金属材料として用いて形成された配線であって、画
素部スイッチング素子として配設された半導体装置にお
ける多結晶Ｓｉ層、アモルファスＳｉ層の各層のうち少
なくとも一つ以上の上に形成されたＳｉを構成元素とし
て含む絶縁膜に穿設された開口部を通して前記各層のう
ち少なくとも一つに対して電気的接触を持つ配線を具備
することを特徴としている。
は、基板上に互いに交差するように配列された複数の走
査配線と複数の信号配線と該走査配線および該信号配線
の交差部ごとに形成され該走査配線および該信号配線に
接続されたスイッチング素子と該スイッチング素子ごと
に接続された透明電極からなる画素電極とが形成された
スイッチング素子アレイ基板と、前記スイッチング素子
アレイ基板に間隙を有して対向配置される対向電極が形
成された対向基板と、前記スイッチング素子アレイ基板
と前記対向基板との間に封入された液晶組成物とを有す
る液晶表示装置において、マグネシウムを 0.1モル％以
上 5モル％以下含み、かつ95モル％以上の銅を含む合金
を金属材料として用いて、前記スイッチング素子の活性
層に用いられている多結晶Ｓｉ層、アモルファスＳｉ層
の各層のうち少なくとも一つ以上の層の上に、Ｓｉを構
成元素として含んだ絶縁膜に穿設された開口部を通して
前記各層のうち少なくとも一つに対して電気接触を持つ
配線が形成されていることを特徴としている。また、液
晶層を挟んで対向する 2つの電極のうち少なくとも一方
が透明電極からなる画素電極であり、該画素電極に対す
る印加電圧の制御を行なう画素部スイッチング素子を備
えた液晶表示装置において、マグネシウムを 0.1モル％
以上 5モル％以下含み、かつ95モル％以上の銅を含む合
金を金属材料として用いて形成された配線であって、画
素部スイッチング素子として配設された半導体装置にお
ける多結晶Ｓｉ層、アモルファスＳｉ層の各層のうち少
なくとも一つ以上の上に形成されたＳｉを構成元素とし
て含む絶縁膜に穿設された開口部を通して前記各層のう
ち少なくとも一つに対して電気的接触を持つ配線を具備
することを特徴としている。
【００１２】本発明に係る配線は、上記の手段に述べた
如く、マグネシウムあるいはＳｉＯ2 に対して強還元材
料であり、ＭｇＯの生成の自由エネルギー変化はＳｉの
代表的酸化物であるＳｉＯ2 よりも小さい。このため、
銅中に混入されたこれらの元素はＳｉの自然酸化膜と容
易に反応する。
如く、マグネシウムあるいはＳｉＯ2 に対して強還元材
料であり、ＭｇＯの生成の自由エネルギー変化はＳｉの
代表的酸化物であるＳｉＯ2 よりも小さい。このため、
銅中に混入されたこれらの元素はＳｉの自然酸化膜と容
易に反応する。
【００１３】また、本発明に係る配線がその上に形成さ
れる下地、あるいは本発明に係る配線の上に形成される
Ｓｉを含む絶縁膜と、この本発明に係る配線の表面と
が、その界面部分で反応する。
れる下地、あるいは本発明に係る配線の上に形成される
Ｓｉを含む絶縁膜と、この本発明に係る配線の表面と
が、その界面部分で反応する。
【００１４】このような作用により、従来の純銅を配線
の金属材料として用いた場合にしばしば問題となってい
た、電気的接触の問題および密着性の問題および剥離の
問題も解消された配線を備えた液晶表示装置を実現でき
る。
の金属材料として用いた場合にしばしば問題となってい
た、電気的接触の問題および密着性の問題および剥離の
問題も解消された配線を備えた液晶表示装置を実現でき
る。
【００１５】さらにマグネシウムは銅より酸化力が強
く、乾燥した空気中で選択的に酸化され表面に安定な保
護膜となり、それ以後の酸化を防ぐ。
く、乾燥した空気中で選択的に酸化され表面に安定な保
護膜となり、それ以後の酸化を防ぐ。
【００１６】さらに希フッ酸中に液浸することにより表
面に安定なＭｇＦを生じる。銅もフッ酸と反応し、銅の
フッ化物を生じるが、これはフッ酸に対し可溶であり、
結果的に表面はＭｇＦで覆われる。ＭｇＦは光学機器の
レンズ等に対して行われる反射防止膜に用いられる材料
で極めて安定である。この保護膜を生じる性質改善が表
示半導体の製造において、前述のインジウムと錫の酸化
物とのプロセス的な整合性を保証する。
面に安定なＭｇＦを生じる。銅もフッ酸と反応し、銅の
フッ化物を生じるが、これはフッ酸に対し可溶であり、
結果的に表面はＭｇＦで覆われる。ＭｇＦは光学機器の
レンズ等に対して行われる反射防止膜に用いられる材料
で極めて安定である。この保護膜を生じる性質改善が表
示半導体の製造において、前述のインジウムと錫の酸化
物とのプロセス的な整合性を保証する。
【００１７】また、マグネシウムが 5モル％以上の場
合、銅中に添加金属に起因する析出物としてＭｇＣｕ2
ができる。これは加工性や電気特性上好ましくないこと
を我々は実験により確認した。従って、マグネシウムは
5モル％以下が好適である。一方、マグネシウムが 0.1
モル％以下であると、十分な効果が得られない。従っ
て、マグネシウムは 0.1モル％以上 5モル％以下が好ま
しい。それ故、残りは95モル％以上の銅を含む合金であ
ることが望ましい、ということになる。
合、銅中に添加金属に起因する析出物としてＭｇＣｕ2
ができる。これは加工性や電気特性上好ましくないこと
を我々は実験により確認した。従って、マグネシウムは
5モル％以下が好適である。一方、マグネシウムが 0.1
モル％以下であると、十分な効果が得られない。従っ
て、マグネシウムは 0.1モル％以上 5モル％以下が好ま
しい。それ故、残りは95モル％以上の銅を含む合金であ
ることが望ましい、ということになる。
【００１８】ここで、 0.1モル％は電気的な改善に必要
とされる下限である。これについては後に述べる。 5モ
ル％は加工性を確保できる上限である。 5モル％以上で
は金属間化合物であるＭｇＣｕ2 が析出する。銅合金の
加工には酸系のエッチング液を用いるのが通常である
が、この化合物の析出部とＭｇを含んだＣｕの部分のエ
ッチング速度が著しく異なるため、平坦で滑らかな加工
を行うことが難しい。
とされる下限である。これについては後に述べる。 5モ
ル％は加工性を確保できる上限である。 5モル％以上で
は金属間化合物であるＭｇＣｕ2 が析出する。銅合金の
加工には酸系のエッチング液を用いるのが通常である
が、この化合物の析出部とＭｇを含んだＣｕの部分のエ
ッチング速度が著しく異なるため、平坦で滑らかな加工
を行うことが難しい。
【００１９】さらに、Ｃｕ−Ｍｇ合金の加工にドライエ
ッチングを用いた時、ＭｇＣｕ2 が加工残渣として残る
ことがある。このように加工に際しては金属状態図的に
均一な相である。α相に留まる濃度域を使うのが好まし
い。
ッチングを用いた時、ＭｇＣｕ2 が加工残渣として残る
ことがある。このように加工に際しては金属状態図的に
均一な相である。α相に留まる濃度域を使うのが好まし
い。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて詳細に説明する。
て図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】図１は、本発明の効果を調べた際に用いた
被試験材料である本実施例の液晶表示装置の画素部スイ
ッチング素子部分を示す断面図である。以下、これに基
づいてその実験と結果について述べる。
被試験材料である本実施例の液晶表示装置の画素部スイ
ッチング素子部分を示す断面図である。以下、これに基
づいてその実験と結果について述べる。
【００２２】１は本発明の効果を調べるために形成され
た各種金属層つまり配線層である。この配線層１は、銅
及びマグネシウムの粉体を本発明に係る組成比率で混合
し、ホットプレス法で形成したターゲットを用いたスパ
ッタ法によって形成した後、写真蝕刻法を用いてパター
ン形成されたものである。
た各種金属層つまり配線層である。この配線層１は、銅
及びマグネシウムの粉体を本発明に係る組成比率で混合
し、ホットプレス法で形成したターゲットを用いたスパ
ッタ法によって形成した後、写真蝕刻法を用いてパター
ン形成されたものである。
【００２３】図２は、本発明の効果を調べた際に用いた
被試験材料である本実施形態の液晶表示装置における、
画素部スイッチング素子部分を示す平面図である。
被試験材料である本実施形態の液晶表示装置における、
画素部スイッチング素子部分を示す平面図である。
【００２４】図２（ａ）、（ｂ）に示すように、 2つの
金属配線層の平面的形状を用意して、これらについて実
験した。なお、図２（ａ）、（ｂ）は、理論的には金属
配線抵抗が同じとなる設定で設計してある。ただし図２
においては、寸法を記した主要部分以外の縮尺は正確で
はなく、あくまで模式図である。
金属配線層の平面的形状を用意して、これらについて実
験した。なお、図２（ａ）、（ｂ）は、理論的には金属
配線抵抗が同じとなる設定で設計してある。ただし図２
においては、寸法を記した主要部分以外の縮尺は正確で
はなく、あくまで模式図である。
【００２５】なお、図１において、２は例えばガラス基
板のような絶縁性基板であり、その上に形成されたｎ型
多結晶Ｓｉを島状に加工して活性層３を得た。さらに、
化学蒸着法にてＳｉ酸化物膜４を形成し、写真蝕刻法に
てコンタクトホール５を開口し、前述の金属層を純銅及
びＭｇを 0.1％、 0.5％及び 4％含んだ銅を形成した。
なお、コンタクトホール５の平面的形状は正方形であ
り、その大きさは一辺が 1μｍの場合と 2μｍの場合と
10μｍの場合を用意した。
板のような絶縁性基板であり、その上に形成されたｎ型
多結晶Ｓｉを島状に加工して活性層３を得た。さらに、
化学蒸着法にてＳｉ酸化物膜４を形成し、写真蝕刻法に
てコンタクトホール５を開口し、前述の金属層を純銅及
びＭｇを 0.1％、 0.5％及び 4％含んだ銅を形成した。
なお、コンタクトホール５の平面的形状は正方形であ
り、その大きさは一辺が 1μｍの場合と 2μｍの場合と
10μｍの場合を用意した。
【００２６】図３は、以上の構造を持つ画素部スイッチ
ング素子部分の被試験材料についての導通試験結果を示
し、 1万個チェーンの本数 200本のうち正常な導通を示
した本数をグラフ化したものである。実際の表示デバイ
スではさらに多くのコンタクトホールや配線があるので
本試験よりさらに多くの結果が要求されることは言うま
でもない。試験的なパターン形状ではコンタクトホール
のサイズが同じであれば、パターン（ａ）（ｂ）の間で
チェーン全体の抵抗がほぼ等しくなるように形状を決め
てある。
ング素子部分の被試験材料についての導通試験結果を示
し、 1万個チェーンの本数 200本のうち正常な導通を示
した本数をグラフ化したものである。実際の表示デバイ
スではさらに多くのコンタクトホールや配線があるので
本試験よりさらに多くの結果が要求されることは言うま
でもない。試験的なパターン形状ではコンタクトホール
のサイズが同じであれば、パターン（ａ）（ｂ）の間で
チェーン全体の抵抗がほぼ等しくなるように形状を決め
てある。
【００２７】図３の試験結果から、すべてのコンタクト
ホールサイズやパターンの形状によらず、Ｍｇ濃度の増
加と共に正常率が向上していることが分かる。次に一つ
のＭｇ濃度、例えば 0.5ａｔ％に注目してみる。コンタ
クトホールサイズが同じでもそのパターン形状が（ａ）
のものと（ｂ）のものとでは正常チェーン本数に差があ
り、図２の中央くびれ部分が大きい方が配線金属のはが
れや断線による不良確率が小さい。Ｍｇ濃度の増加は、
この（ａ）（ｂ）間の差も減少させ、特に 5％でその減
少効果が顕著なものとなる。このことからＭｇの添加は
ＳｉＯ2 上のＣｕ配線の信頼性向上に効果があることは
明らかである。次に、Ｍｇ濃度が 0.1％のパターン
（ａ）に注目してみる。この条件では、コンタクトホー
ルサイズが小さいほど不良率が高くなる。これはコンタ
クトホール上に不可避に存在する自然酸化膜に起因し、
コンタクトホールのサイズが小さいほどその影響を大き
く受ける。これに対しても本発明のＭｇ添加は効果があ
る。同じパターン（ａ）の 0.5％、 5％の結果からもこ
の点は明らかである。またこれはパターン（ｂ）で比較
しても同様である。
ホールサイズやパターンの形状によらず、Ｍｇ濃度の増
加と共に正常率が向上していることが分かる。次に一つ
のＭｇ濃度、例えば 0.5ａｔ％に注目してみる。コンタ
クトホールサイズが同じでもそのパターン形状が（ａ）
のものと（ｂ）のものとでは正常チェーン本数に差があ
り、図２の中央くびれ部分が大きい方が配線金属のはが
れや断線による不良確率が小さい。Ｍｇ濃度の増加は、
この（ａ）（ｂ）間の差も減少させ、特に 5％でその減
少効果が顕著なものとなる。このことからＭｇの添加は
ＳｉＯ2 上のＣｕ配線の信頼性向上に効果があることは
明らかである。次に、Ｍｇ濃度が 0.1％のパターン
（ａ）に注目してみる。この条件では、コンタクトホー
ルサイズが小さいほど不良率が高くなる。これはコンタ
クトホール上に不可避に存在する自然酸化膜に起因し、
コンタクトホールのサイズが小さいほどその影響を大き
く受ける。これに対しても本発明のＭｇ添加は効果があ
る。同じパターン（ａ）の 0.5％、 5％の結果からもこ
の点は明らかである。またこれはパターン（ｂ）で比較
しても同様である。
【００２８】以上のことから、ＣｕにＭｇを添加するこ
とで、絶縁膜上の配線の信頼性及びＳｉ系半導体に対す
るコンタクトの信頼性を同時に改善できることが分か
る。
とで、絶縁膜上の配線の信頼性及びＳｉ系半導体に対す
るコンタクトの信頼性を同時に改善できることが分か
る。
【００２９】また、Ｃｕは酸溶液中ではＣｕイオンとな
って溶解するが、Ｍｇを含むＣｕをフッ酸溶液に浸して
処理した結果表面に生じたＭｇＦ膜は、一般的に使われ
ている透明電極材料であるＩＴＯ（ＳｎＯ2 とＩｎ2 Ｏ
3 の混合物）の加工用エッチング液である塩酸に対して
安定であり、耐エッチング性の点で好ましいことは言う
までもない。
って溶解するが、Ｍｇを含むＣｕをフッ酸溶液に浸して
処理した結果表面に生じたＭｇＦ膜は、一般的に使われ
ている透明電極材料であるＩＴＯ（ＳｎＯ2 とＩｎ2 Ｏ
3 の混合物）の加工用エッチング液である塩酸に対して
安定であり、耐エッチング性の点で好ましいことは言う
までもない。
【００３０】図４に合金のＣｕ中のＭｇ濃度とエッチン
グ速度との関係を示す。ここでエッチング液はモル比で
ＨＣ１：Ｈ2 Ｏ＝ 1：30で、溶液温度は18℃である。エ
ッチング時間は 1分間である。より長い時間では表面の
ＭｇＦが破壊されその効果がなくなる。
グ速度との関係を示す。ここでエッチング液はモル比で
ＨＣ１：Ｈ2 Ｏ＝ 1：30で、溶液温度は18℃である。エ
ッチング時間は 1分間である。より長い時間では表面の
ＭｇＦが破壊されその効果がなくなる。
【００３１】実際の表示半導体装置のプロセスでは、Ｉ
ＴＯエッチングの際、本発明のＣｕ−Ｍｇ合金の配線が
露出してＩＴＯエッチング液に曝されることはない。配
線の上にはＣＶＤ法で形成されたＳｉＯ2 膜があるのが
通常である。したがって耐エッチング性に要求されるの
はＳｉＯ2 のピンホールを通してである。ＭｇＦを形成
する工程を通すことにより、このピンホールを通しての
エッチング性も著しく向上する。
ＴＯエッチングの際、本発明のＣｕ−Ｍｇ合金の配線が
露出してＩＴＯエッチング液に曝されることはない。配
線の上にはＣＶＤ法で形成されたＳｉＯ2 膜があるのが
通常である。したがって耐エッチング性に要求されるの
はＳｉＯ2 のピンホールを通してである。ＭｇＦを形成
する工程を通すことにより、このピンホールを通しての
エッチング性も著しく向上する。
【００３２】ＩＴＯの加工に対しドライエッチングを適
用した場合にも、本発明のＣｕ−Ｍｇ合金は効果が認め
られる。ＴＦＴにおける通常の工程では、ＩＴＯドライ
エッチング時に本発明であるＣｕ−Ｍｇ配線は層間絶縁
膜に覆われて露出していない。しかしながら工程不良に
よる、主に基板周辺に見られる傷などにより、露出して
いることがある。
用した場合にも、本発明のＣｕ−Ｍｇ合金は効果が認め
られる。ＴＦＴにおける通常の工程では、ＩＴＯドライ
エッチング時に本発明であるＣｕ−Ｍｇ配線は層間絶縁
膜に覆われて露出していない。しかしながら工程不良に
よる、主に基板周辺に見られる傷などにより、露出して
いることがある。
【００３３】ＩＴＯのドライエッチングにはＣＨ4 やＨ
Ｉが使われるが、このプラズマ水素により、前述の露出
している処に対しＣｕの表面が僅かにエッチングされ
る。それ自体は問題にならない程度であるが、エッチン
グ槽がＣｕで汚染されてしまう。言うまでもなくＣｕは
Ｓｉ系半導体装置では最も除かなければならない元素の
一つであり、エッチング槽にＣｕの蓄積汚染が生じるこ
とは避けなければならない。本発明の合金表面に不可避
に生じるＭｇＯは、水素プラズマスパッタリングに対
し、著しい阻止効果がありＩＴＯエッチング槽の汚染を
防ぐことができる。
Ｉが使われるが、このプラズマ水素により、前述の露出
している処に対しＣｕの表面が僅かにエッチングされ
る。それ自体は問題にならない程度であるが、エッチン
グ槽がＣｕで汚染されてしまう。言うまでもなくＣｕは
Ｓｉ系半導体装置では最も除かなければならない元素の
一つであり、エッチング槽にＣｕの蓄積汚染が生じるこ
とは避けなければならない。本発明の合金表面に不可避
に生じるＭｇＯは、水素プラズマスパッタリングに対
し、著しい阻止効果がありＩＴＯエッチング槽の汚染を
防ぐことができる。
【００３４】ところで、ＬＳＤにＣｕ−Ｍｇ配線を適用
した場合、ＬＳＩの場合とははがれに対して要求される
内容が異なる。ＬＳＩに対しＣｕ系配線を適用する場
合、多層配線における下方の配線であり、最上の配線層
はボンディングパッドも含めＡｌが使われる。したがっ
て、ＬＳＩにおいては工程の途中ではがれが生じなけれ
ば、以後の銅系配線が密着性に難がることに起因するト
ラブルは生じない。
した場合、ＬＳＩの場合とははがれに対して要求される
内容が異なる。ＬＳＩに対しＣｕ系配線を適用する場
合、多層配線における下方の配線であり、最上の配線層
はボンディングパッドも含めＡｌが使われる。したがっ
て、ＬＳＩにおいては工程の途中ではがれが生じなけれ
ば、以後の銅系配線が密着性に難がることに起因するト
ラブルは生じない。
【００３５】それに対し、ＬＣＤでは最終工程後でもＣ
ｕ配線が露出していることが多い。もちろん、ＬＳＩと
同じくＡｌの多層構造を採ることも可能ではあるが、そ
れは製造コストの増加を招き採用しずらい。その露出し
たＣｕ系配線層に対しタブ接着がなされることになり、
そこでのはがれを原因とするトラブルは除かなければな
らない。本発明のＭｇを添加されたＣｕは、下地の絶縁
膜をわずかに還元する効果により強固に下地と密着し、
タブ接着におけるトラブルを著しく減ずることができ
る。
ｕ配線が露出していることが多い。もちろん、ＬＳＩと
同じくＡｌの多層構造を採ることも可能ではあるが、そ
れは製造コストの増加を招き採用しずらい。その露出し
たＣｕ系配線層に対しタブ接着がなされることになり、
そこでのはがれを原因とするトラブルは除かなければな
らない。本発明のＭｇを添加されたＣｕは、下地の絶縁
膜をわずかに還元する効果により強固に下地と密着し、
タブ接着におけるトラブルを著しく減ずることができ
る。
【００３６】本発明はＳｉＯ2 に対して還元性のある金
属としてマグネシウムを選んだが、このほかにも同様の
効果のある金属としては、トリウム、ジルコニウム、カ
ルシウムなどがある。
属としてマグネシウムを選んだが、このほかにも同様の
効果のある金属としては、トリウム、ジルコニウム、カ
ルシウムなどがある。
【００３７】これらのなかで、トリウムは若干の放射性
物質を含み半導体用の金属材料としては好ましくない。
物質を含み半導体用の金属材料としては好ましくない。
【００３８】また、ジルコニウム、カルシウムは銅に対
して法は溶解度が著しく小さい。即ち、相状態図上でａ
相領域が狭くわずかの添加で金族間化合物をつくる。こ
の状態は好ましくない。このことことは既に述べた。
して法は溶解度が著しく小さい。即ち、相状態図上でａ
相領域が狭くわずかの添加で金族間化合物をつくる。こ
の状態は好ましくない。このことことは既に述べた。
【００３９】
【発明の効果】以上、本発明によれば、電気抵抗的に好
ましい銅合金を用いる際に問題となる、自然酸化膜に対
する還元性が確保され、多結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ
に対し良好な電気的接触が得られる。また、半導体装置
で多く使われる絶縁膜であるＳｉ酸化物やＳｉ酸化物を
含む膜に対し密着性を改善できる。その結果、画素部ス
イッチング素子の多結晶Ｓｉ層およびアモルファスＳｉ
層のうち少なくともいずれか一つに対する電気的に良好
な接触が可能で、剥離の問題も解消された配線を備え
た、液晶表示装置を提供することができる。
ましい銅合金を用いる際に問題となる、自然酸化膜に対
する還元性が確保され、多結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ
に対し良好な電気的接触が得られる。また、半導体装置
で多く使われる絶縁膜であるＳｉ酸化物やＳｉ酸化物を
含む膜に対し密着性を改善できる。その結果、画素部ス
イッチング素子の多結晶Ｓｉ層およびアモルファスＳｉ
層のうち少なくともいずれか一つに対する電気的に良好
な接触が可能で、剥離の問題も解消された配線を備え
た、液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の効果を調べた際に用いた被試験材料で
ある本実施例の液晶表示装置の画素部スイッチング素子
部分を示す断面図である。
ある本実施例の液晶表示装置の画素部スイッチング素子
部分を示す断面図である。
【図２】本発明の効果を調べた際に用いた被試験材料で
ある本実施例の液晶表示装置における、画素部スイッチ
ング素子部分を示す平面図である。
ある本実施例の液晶表示装置における、画素部スイッチ
ング素子部分を示す平面図である。
【図３】本実施例の被試験材料を用いた実験結果を示す
図である。
図である。
【図４】合金の銅中のＭｇ濃度とエッチング速度との関
係を示す図である。
係を示す図である。
１…配線層 ２…絶縁性基板 ３…活性層 ４…Ｓｉ酸化物膜 ５…コンタクトホール
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に互いに交差するように配列され
た複数の走査配線と複数の信号配線と該走査配線および
該信号配線の交差部ごとに形成され該走査配線および該
信号配線に接続されたスイッチング素子と該スイッチン
グ素子ごとに接続された透明電極からなる画素電極とが
形成されたスイッチング素子アレイ基板と、前記スイッ
チング素子アレイ基板に間隙を有して対向配置される対
向電極が形成された対向基板と、前記スイッチング素子
アレイ基板と前記対向基板との間に封入された液晶組成
物とを有する液晶表示装置において、 マグネシウムを 0.1モル％以上 5モル％以下含み、かつ
95モル％以上の銅を含む合金を金属材料として用いて、
前記スイッチング素子の活性層に用いられている多結晶
Ｓｉ層、アモルファスＳｉ層の各層のうち少なくとも一
つ以上の層の上に、Ｓｉを構成元素として含んだ絶縁膜
に穿設された開口部を通して前記各層のうち少なくとも
一つに対して電気接触を持つ配線が形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 液晶層を挟んで対向する 2つの電極のう
ち少なくとも一方が透明電極からなる画素電極であり、
該画素電極に対する印加電圧の制御を行なう画素部スイ
ッチング素子を備えた液晶表示装置において、 マグネシウムを 0.1モル％以上 5モル％以下含み、かつ
95モル％以上の銅を含む合金を金属材料として用いて形
成された配線であって、画素部スイッチング素子として
配設された半導体装置における多結晶Ｓｉ層、アモルフ
ァスＳｉ層の各層のうち少なくとも一つ以上の上に形成
されたＳｉを構成元素として含む絶縁膜に穿設された開
口部を通して前記各層のうち少なくとも一つに対して電
気的接触を持つ配線を具備することを特徴とする液晶表
示装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19684695A JPH0943628A (ja) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | 液晶表示装置 |
| US08/689,147 US5694184A (en) | 1995-08-01 | 1996-07-30 | Liquid crystal display device |
| KR1019960032130A KR100215600B1 (ko) | 1995-08-01 | 1996-08-01 | 액정표시장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19684695A JPH0943628A (ja) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0943628A true JPH0943628A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16364642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19684695A Withdrawn JPH0943628A (ja) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | 液晶表示装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5694184A (ja) |
| JP (1) | JPH0943628A (ja) |
| KR (1) | KR100215600B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007017926A (ja) * | 2005-06-07 | 2007-01-25 | Kobe Steel Ltd | 表示デバイス |
| JP2009070881A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-02 | Mitsubishi Materials Corp | 薄膜トランジスター |
| US9212419B2 (en) | 2008-08-01 | 2015-12-15 | Mitsubishi Materials Corporation | Sputtering target for forming wiring film of flat panel display |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5622608A (en) * | 1994-05-05 | 1997-04-22 | Research Foundation Of State University Of New York | Process of making oxidation resistant high conductivity copper layers |
| US6455937B1 (en) | 1998-03-20 | 2002-09-24 | James A. Cunningham | Arrangement and method for improved downward scaling of higher conductivity metal-based interconnects |
| US6878635B1 (en) * | 1998-12-02 | 2005-04-12 | National Institute For Materials Science | Dry etching |
| US6551872B1 (en) | 1999-07-22 | 2003-04-22 | James A. Cunningham | Method for making integrated circuit including interconnects with enhanced electromigration resistance using doped seed layer and integrated circuits produced thereby |
| US6521532B1 (en) | 1999-07-22 | 2003-02-18 | James A. Cunningham | Method for making integrated circuit including interconnects with enhanced electromigration resistance |
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