TW200950100A - A method for manufacturing a thin-film transistor, a thin-film transistor - Google Patents

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Description

200950100 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明,係有關於具有由銅合金所成之電極膜的電晶 體、和該電晶體之製造方法。 【先前技術】 於先前技術中,在TFT ( Thin film transistor)等之 〇 電子電路的內部,於TFT之源極區域或汲極區域處,係 被連接有金屬之配線膜。 在近年,TFT或配線膜係日益被細微化,因此,爲了 得到低電阻之配線膜,係使用有以銅爲主成分之配線膜。 然而,以銅爲主成分之配線膜,就算在實驗中其與矽 之密著性係爲高,若是使用銅配線膜來製造TFT,則係會 有發生剝離的情況,並要求能夠找出其原因並提供對策。 [專利文件1]日本特開200卜73131號公報 Ο [專利文件2]日本特開平II-54458號公報 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 本發明之發明者們,係發現了:使銅配線膜與矽層間 之密著性惡化的原因,係爲在TFT之製造工程中’爲了 使矽層之損傷回復所進行的將矽層暴露在氫電漿中之TFT 特性的改善處理。 純銅,由於與矽之間的密著性係爲差’因此’用以形 200950100 成源極電極膜或是汲極電極膜之金屬配線膜,係被設爲了 由添加有鎂與氧之與矽間的密著性爲高之銅合金所成的密 著層、和由純銅所構成之較密著層而更低電阻的金屬低電 阻層所成的二層構造。 若是此種金屬配線膜被暴露在氫電漿中,則密著層中 之銅化合物係被還原,並在矽與密著層之界面處析出純銅 ,可以想見,其係會使密著性惡化。 [用以解決課題之手段] 本發明之發明者們,係對於不會在銅配線膜與矽之界 面處析出純銅的添加物作了調查硏究,其結果,發現了 A1之氧化物,並創作出了本發明。 亦即是,本發明,係爲一種薄膜電晶體之製造方法, 其係爲反堆疊型之薄膜電晶體的製造方法,並具備有:在 處理對象物上形成閘極電極之工程、和在前述閘極電極上 形成閘極絕緣層之工程、和在前述閘極絕緣層上形成半導 〇 體層之工程、和在前述半導體層上形成歐姆接觸層之工程 、和在前述歐姆接觸層上形成金屬配線膜之工程、和對前 述歐姆接觸層與前述金屬配線膜進行圖案化,並形成第1 、第2歐姆接觸層和源極電極與汲極電極之工程,該製造 方法,其特徵爲:前述形成金屬配線膜之工程,係包含有 :在真空氛圍中,對於包含有A1與銅之銅合金標靶,而 導入包含有濺鏟氣體與氧化性氣體之氣體並進行濺鍍,而 在前述歐姆接觸層上,形成包含有銅與A1以及氧之密著 -6 - 200950100 層之工程。 本發明,係爲一種薄膜電晶體之製造方法,其中,係 在前述銅合金標靶中,以5原子%以上30原子%以下的 比例來含有A1。 本發明,係爲一種薄膜電晶體之製造方法,其中,前 述形成金屬配線膜之工程,係包含有:在形成了前述密著 層後,將相較於前述密著層而銅之含有率爲更高且較前述 〇 密著層爲更低電阻的金屬低電阻層,形成在前述密著層上 之工程。 本發明,係爲一種薄膜電晶體之製造方法,其中,在 前述氧化性氣體中,係使用〇2氣體,前述〇2氣體,係以 相對於前述濺鏟氣體100體積份而成爲0.1體積份以上15 體積份以下的範圍來作包含。 本發明,係爲一種薄膜電晶體之製造方法,其中,在 前述氧化性氣體中,係使用co2氣體,前述c〇2氣體, © 係以相對於前述濺鍍氣體100體積份而成爲0.2體積份以 上30體積份以下的範圍來作包含。 本發明,係爲一種薄膜電晶體之製造方法,其中,在 前述氧化性氣體中,係使用H20氣體,前述h20氣體, 係以相對於前述濺鍍氣體1 00體積份而成爲0.1體積份以 上15體積份以下的範圍來作包含。 本發明,係爲一種薄膜電晶體,其係爲反堆疊型之薄 膜電晶體,並具備有:被形成在處理對象物上之閘極電極 、和被形成在前述閘極電極上之閘極絕緣層、和被形成在 200950100 前述閘極絕緣層上之半導體層、和被形成在前述半導體層 上並被相互分離之第1、第2歐姆接觸層、和分別被形成 在前述第1、第2歐姆接觸層上之源極電極與汲極電極, 該薄膜電晶體,其特徵爲:前述源極電極與前述汲極電極 ,係在其與前述第1、第2歐姆接觸層間之接觸面上,具 備有包含著含有A1與氧之銅合金的密著層。 本發明,係爲一種薄膜電晶體’其中’前述第丨、第 2歐姆接觸層,係爲η型半導體層。 本發明,係爲一種薄膜電晶體,其中,在前述密著層 上,係配置有相較於前述密著層而銅之含有率爲更高且較 前述密著層爲更低電阻的金屬低電阻層。 本發明,係爲一種薄膜電晶體之製造方法’其中’在 被包含於前述密著層處的金屬中,係以5原子%以上3〇 原子%以下的比例來含有Α1。 另外,在本發明中,係將把多晶矽、非晶質矽等之矽 作爲主成分的半導體,稱爲矽層。' [發明之效果] 由於就算是暴露在氫電漿中,電極膜亦不會剝離,因 此,良率係提升。 【實施方式】 圖1 (a)之符號10,係展不被使用有本發明之電晶 體製造方法的處理對象物。 -8 - 200950100 若是對處理對象物1 0作說明,則該處理對象物1 ο, 係具備有由玻璃等所成之透明基板11,在透明基板11上 ,係相分離地被配置有閘極電極12與像素電極13。 在透明基板11之上,覆蓋閘極電極12與像素電極 13地,而從透明基板11側起來依序地被配置有閘極絕緣 層14、矽層16、η型矽層18。η型矽層18,係藉由不純 物添加,而成爲較矽層16而電阻値更低之矽層。於此,η 〇 型矽層18與矽層16,係藉由非晶質矽所構成,但是,亦 可爲單結晶.或是多結晶。閘極絕緣層14,係爲氮化矽薄 膜等之絕緣膜,但亦可爲氮氧化矽膜或是其他之絕緣膜。 圖3之符號100,係展示於該處理對象物10之表面 上而形成金屬配線膜之成膜裝置。 成膜裝置100,係具備有搬入搬出室102、和第1成 膜室103a、和第2成膜室103b。搬入搬出室102與第1 成膜室l〇3a之間,以及第1成膜室i〇3a與第2成膜室 © 103b之間,係分別經由閘閥l〇9a、109b而被相互連接。 在搬入搬出室102和第1、第2成膜室103a、103b 處,係分別被連接有真空排氣系113、114a、114b,將閘 閥109a、109b關閉,並將第1、第2成膜室103a、103b 之內部作真空排氣。 接著’將搬入搬出室102與大氣間的門開啓,並將處 理對象物10搬入至搬入搬出室102的內部,再將門關閉 ,並將搬入搬出室102之內部作真空排氣,而後,開啓閘 閥109a,而將處理對象物1〇移動至第!成膜室103&之 ' 9 - 200950100 內部,並保持在基板支持器108處。 在第1、第2成膜室103 a之內部的底壁側處,係分 別被配置有銅合金標靶111和純銅標靶112,處理對象物 1〇,係以能夠使η型矽層18與各標靶111、112相對面的 方式,而被保持在基板支持器108處。 在第1、第2成膜室103a、103b處,係分別被連接 有氣體導入系l〇5a、105b,若是一面將第1成膜室i〇3a 之內部作真空排氣,一面從氣體導入系105 a來將濺鍍氣 體與氧化性氣體導入,並對銅合金標靶111作濺鍍,則由 銅合金標靶111之構成材料所成的濺鍍粒子係到達η型矽 層18之表面,並形成與η型矽層18相接觸之密著層。 銅合金標靶111,係包含有Α1 (鋁)與銅。在銅合金 標靶1 1 1中,係亦可因應於必要而將銅與Α1以外的金屬 (例如Ti、Ci、Zr、Mg、Ni、Μη中之任一種以上)作爲 添加金屬來添加。 當將銅之原子數與Α1之原子數以及其他添加金屬之 原子數的合計設爲1〇〇的情況時,在銅合金標靶111中, Α1係被包含有5以上30以下。亦即是,在銅合金標靶 1 1 1中,係以5原子%以上3 0原子%以下之比例而包含 有Α1。 氧化性氣體,係爲將Α1氧化並產生Α1之氧化物的氣 體,若是銅合金標靶111被濺鍍,則在處理對象物10之 表面處,係被形成有以銅爲主成分並包含有Al之氧化物 的密著層。 -10- 200950100 接著,若是將保持有處理對象物ίο之基板支持器 108移動至第2成膜室103b處,並從氣體導入系105b來 導入濺鍍氣體,而對純銅標靶1 1 2作濺鍍,則在處理對象 物10之表面處,係到達有由身爲純銅標靶112之構成材 料的銅原子所成之濺鍍粒子,並在密著層之表面上形成由 純銅所成之金屬低電阻層。在第2成膜室103b中,係並 不導入氧化性氣體。 φ 圖1 ( b )之符號20a,係代表由密著層與金屬低電阻 層所構成之金屬配線膜,圖2之符號51、52,係分別代 表密著層與金屬低電阻層。 在金屬配線膜20a之位置於閘極電極12上的部分之 表面處,配置抗蝕膜,並對由金屬配線膜20a和η型矽層 18以及矽層16所成之層積膜作蝕刻,並將層積膜之未被 抗蝕膜所覆蓋的部分除去。 圖1(c),係爲在層積膜之蝕刻後而將抗蝕膜除去 © 了的狀態,符號20b,係代表被抗蝕膜所覆蓋並殘留的金 屬配線膜。 接著,如圖1 (d)中所示一般,若是在金屬配線膜 2〇b上,配置作了圖案化之抗蝕膜22,並在使金屬配線膜 2 0b之表面在抗蝕膜22之開口 24的底面處而露出的狀態 下,來浸漬在磷酸•硝酸•醋酸的混合液、硫酸•硝酸· 醋酸的混合液、或是氯化鐵之溶液等的蝕刻液中,則金屬 配線膜20b之露出部分係被蝕刻,金屬配線膜20b係被圖 案化。 -11 - 200950100 金屬低電阻層由於係以銅作爲主成分,因此’若是密 著層5 1中之A1的比例變得過大,則在圖案化後,金屬低 電阻層52與密著層51之寬幅係會有大幅的差異。故而, 密著層51中之A1的比例,係以能夠將密著層51與金屬 低電阻層5 2同時作蝕刻的最大添加量作爲上限° 經由此圖案化,係在金屬配線膜20b之閘極電極12 上的部分處而被形成有於底面處露出有n型矽層18之開 口 24,金屬配線膜2 0b係經由開口 24而被分離,並如圖 1 (e)中所示一般,被形成源極電極膜27與汲極電極膜 28,而得到本發明之電晶體5。 接著,搬入至蝕刻裝置內,並將在開口 24之底面所 露出之η型矽層18暴露在蝕刻氣體之電漿中而進行蝕刻 ,而在形成於η型矽層18處之開口 24的底面處來使矽層 16露出。 被形成於η型矽層18處之開口 24’係位置在閘極電 極12之上方,經由開口 25,η型矽層18係被分離爲源極 區域31與汲極區域32(圖1(f))。 在開口 25之底面處,係露出有矽層16之表面,若是 矽層16被暴露在對η型矽層18進行飩刻時之蝕刻氣體電 漿中,則會從矽層16表面而喪失氫原子,並形成懸鍵。 此懸鍵,係會成爲漏洩電流等之TFT的特性不良之 原因。爲了藉由氫來對懸鍵作再修飾,如圖1 (g)所示 一般,若是在使源極電極膜27與汲極電極膜28露出的狀 態下,導入氫並使氫電漿產生’而將露出於開口 25之底 -12- 200950100 部的矽層16暴露在氫氣電漿中,則矽層16表面之矽原子 係與氫結合,而懸鍵係消滅。 在本發明之金屬配線膜20a ( 20b )中,源極電極膜 27或汲極電極膜28,係具備有以銅爲主成分並以5原子 %以上30原子%以下之比例而包含有A1的密著層51。 於此,所謂密著層5 1中之A1的比例,係爲將被包含於密 著層51中之A1的原子數除以被包含在密著層51中之金 φ 屬成分(銅、A1、以及其他之添加金屬)的合計原子數後 所得到之値再乘上1 〇〇後所得到的値。密著層5 1中之A1 的比例,係成爲與銅合金標靶1 1 1中之A1的比例相等。 該密著層51,係密著於電晶體之矽或二氧化矽,就 算是源極電極膜27與汲極電極膜28被暴露在氫電漿中, 在其與η型矽層18(源極區域31或汲極區域32)間之界 面處,亦不會析出銅,而源極電極膜27或汲極電極膜28 等之藉由金屬配線膜20a ( 20b )所構成的電極膜,係不 〇 會剝離。 在進行了氫電漿之處理後,如圖1 (h)中所示一般 ,若是形成鈍化膜34,並在鈍化膜34處形成接觸孔37 , 而後如圖1 ( i )中所示一般,形成將源極電極膜27或汲 極電極膜28與像素電極13等之間作連接之透明電極膜 3 6,則係得到液晶顯示面板。 另外,在矽層(包含多晶矽層、非晶質矽層)之蝕刻 中所能夠使用之氣體,係有Ch、HBr、Cl2、HC1、CBrF3 、SiCl4、BC13、CHF3、PC13、HI、I2 等。此些之鹵素氣 -13- 200950100 體,係可將一種類單獨作爲蝕刻氣體而使用,亦可將2種 類以上混合並作爲鈾刻氣體來使用。進而,在蝕刻氣體中 ,亦可添加〇2、N2、SF6、N2、Ar、NH3等之幽素氣體以 外的添加氣體。 在對氮化矽(SiN )或是氧化矽(Si02 ) 、GaAs、
Sn02、Cr、Ti、TiN、W、A1等之其他的蝕刻對象物作蝕 刻時,亦可使用上述鹵素氣體。 作爲多晶矽之蝕刻氣體,例如,係有Cl2、Cl2 + HBr ' Cl2 + 〇2 ' CF4 + 〇2 ' SF6 ' Cl2 + N2 ' Cl2 + HC1 ' HBr + Cl2+ SF6 等。 作爲Si之蝕刻氣體,例如係有SF6、C4F8、CBrF3、 CF4+O2、C12 ' SiCI4 + CI2 ' SF6 + N2 + Ar ' BC12 + CI2 + Ar、CF4、NF3、SiF4、BF3、XeF2、C1F3、S1CI4 ' PC13 ' BC13、HC1、HBr、Br2、HI、I2 等。 作爲非晶質矽之蝕刻氣體,例如係有CF4 + 〇2、ci2 + SF6 等。 濺鍍氣體,係並不被限定於Ar,除了 Ar以外,亦可 使用Ne ' Xe等。 又,藉由本發明所形成之密著層51,係不僅可用在 TFT之源極電極、汲極電極中,而亦可使用在TFT之閘 極電極、半導體元件或配線板等之其他的電子構件之阻障 膜或是電極(配線膜)中。 [實施例] -14- 200950100 在濺鍍氣體中使用氬氣,並在氧化性氣體中使用氧氣 ’而對銅合金標靶111作濺鍍,並在玻璃基板上形成 5 Onm之密著層,而後,使用氬氣而對純銅標靶112作濺 鍍,並在密著層上形成300nm之金屬低電阻層,而得到 了二層構造之金屬配線膜。基板溫度係爲l〇〇°C,濺鍍氣 體係爲Ar氣體,濺鍍壓力係爲〇.4Pa。 在使所形成之金屬配線膜的表面露出並暴露在氫電漿 ❹ 中後,於該表面上形成了氮化矽膜。 氫氣體電漿處理,係爲氫氣流量 50 0sccm、壓力 200Pa、基板溫度250°C、功率300W、時間60秒。 氮化矽膜,係在將基板作了配置的CVD裝置內,以 SiH4 : 20sccm、NH3 氣體:300sccm、N2 氣體:500sccm 的比例來將各氣體導入,並在壓力120Pa、基板溫度250 °C、功率300W下而作了形成。 對於暴露在氫電漿中之前的金屬配線膜之密著性(as ❹ depo.密著性)、和暴露在氫電漿中之後,於該表面上形 成了氮化矽膜後之密著性(H2電漿處理後密著性),經 由在將黏著膠帶作了接著後再作剝離的膠帶測試來作測定 ,並將玻璃基板表面露出者評價爲「X」,而將其以外者 評價爲「〇」。 使銅合金標靶111中之A1的含有比例與氧化性氣體 之導入比例作改變,並進行了實驗。評價結果,係作爲「 密著性」,而與銅合金標靶1 1 1中之A1的含有比例以及 氧化性氣體之導入比例一同地展示於下述表1〜3中。 -15- 200950100 又,在將與上述相同之金屬配線膜形成在了矽晶圓之 表面上後,在真空氛圍中進行退火處理,並對金屬配線膜 進行了蝕刻除去後,藉由SEM來對該表面作觀察,而對 於朝向矽中的銅之擴散的有無作了觀察。 在上述各實驗中,濺鍍氣體係爲氬氣,氧化性氣體係 爲氧氣,濺鍍氛圍中之濺鍍氣體分壓係爲〇.4Pa。 又,代替氧氣,將C02氣體與H20氣體作爲氧化性 氣體來使用,並對包含有A1之標靶進行了濺鍍。在濺鍍 氣體中’係使用Ar氣體’並對密著性與阻障性作了評價 〇 將觀察結果’在下述表1 (氧化性氣體爲氧氣的情況 )、表2(氧化性氣體爲C〇2的情況)以及表3(氧化性 氣體係爲H2〇氣體的情況)中’作爲「阻障性」而展示 。將觀察到擴散者記載爲「X」,將未觀察到擴散者記載 爲「〇」。 -16- 200950100 [表1]
表1:密著性、阻障性、h2電漿耐性(氧氣) 銅合金 AI添加量 (at%) 〇2添加量 (¾) 密著性 阻障 300°C H2電漿處理後 密著性 Cu/Cu-AI-0 3 0 X X X 0.1 X X X 0.5 X X X 1 〇 〇 X 2 〇 〇 X 3 〇 〇 X 5 〇 Q X 10 〇 〇 X 15 〇 〇 X 5 0 X X X 0.1 〇 〇 〇 0.5 0 〇 〇 1 〇 〇 〇 2 〇 〇 〇 3 〇 〇 〇 5 〇 〇 X 10 〇 〇 X 15 〇 〇 X 15 0 〇 X 〇 0.1 〇 〇 〇 0.5 〇 〇 〇 1 〇 〇 〇 2 〇 〇 〇 3 〇 〇 〇 5 〇 〇 〇 10 〇 〇 X 15 〇 〇 X 30 0 〇 X 〇 0.1 〇 〇 〇 0.5 〇 〇 〇 1 〇 〇 〇 2 〇 〇 〇 3 〇 〇 〇 5 〇 〇 〇 10 〇 0 〇 15 〇 〇 〇 -17- 200950100 [表2] 表2:密著性、阻障性、H2電漿耐性(C02氣體) 銅合金 AI添加量 (atX) C02添加量 (X) 密著性 阻障 300^0 η2電漿處理後 密雛 Cu/Cu-AI-0 15 0 〇 X ϋ 0.2 〇 〇 〇 0.4 0 〇 〇 0.8 〇 〇 〇 2 〇 〇 〇 5 〇 〇 〇 10 〇 〇 〇 20 〇 〇 〇 30 〇 〇 X 30 0 〇 X 〇 0.2 〇 〇 〇 0.4 0 〇 〇 0.8 〇 〇 〇 2 〇 〇 〇 5 〇 〇 〇 10 〇 〇 〇 20 〇 0 〇 30 〇 〇 〇 [表3] 表3:密著性、阻障性、"2電漿耐性(H2〇氣體) 銅合金 AI添加量 (atX) h2o添加量 (50 密著性 阻障 300¾ Η2電漿處理後 密著性 Cu/Cu-AI-0 15 0 〇 X υ 0.1 〇 〇 〇 0.5 〇 〇 〇 1 〇 〇 〇 2 〇 〇 〇 3 〇 〇 〇 5 〇 〇 〇 10 〇 〇 〇 15 〇 〇 X 30 0 〇 X 〇 0.1 〇 〇 〇 0.5 〇 〇 〇 1 〇 〇 〇 2 〇 〇 〇 3 〇 〇 〇 5 〇 〇 〇 10 〇 〇 〇 15 〇 〇 〇 -18- 200950100 藉由以上結果’可以得知,若是A1在銅合金標靶 Π1中被包含有5原子%以上,則密著性(h2電漿處理前 以及處理後之密著性)與阻障性係爲良好。 又,亦得知了 :氧化性氣體,係只要相對於氬氣1 00 體積份之導入量而在0.1體積份以上30體積份以下的範 圍內來作導入即可。 接著,將作爲氧化性氣體而使用氧氣所得到的金屬配 φ 線膜,浸漬在蝕刻液中,並對於是否能夠將金屬低電阻層 52與密著層51之雙方藉由相同之蝕刻液來作蝕刻一事作 了觀察。在蝕刻液中,係使用磷硝醋酸(h3po4 : hno3 : CH3COOH : H2〇 ) =16: 1: 2: 1,而蝕刻液之液溫係設 爲了 40t:。 於下述表4中,展示鈾刻之觀察結果。將蝕刻後而密 著層與金屬低電阻層的寬幅成爲相等者評價爲「〇」’並 將蝕刻後而密著層與金屬低電阻層之寬幅成爲相異者評價 φ 爲「X」。將觀察結果與銅合金標靶Hi中之A1含有比例 記載於下述之表4中。 -19- 200950100
[表4] 表4: A1添加量與蝕刻性 添加量X(atX) 濕蝕刻形狀 Cu-XatXAl … 0 〇 3 〇 5 〇 7 〇 10 〇 15 〇 30 〇 50 X 75 X 100 X 由表4’可以得知,由於密著層與金屬低電阻層之寬 幅係大幅相異’因此,銅合金標靶中之A1的添加量 ,係以3 0原子%以下爲理想。 另外,密著層5 1,由於係以除了與矽或是矽氧化物間 的密著性以外,與金屬低電阻層52之間的密著性亦爲高者 〇 爲理想,因此,本發明之密著層51,係將身爲金屬低電阻 層52之成分的銅,包含有50%以上。 【圖式簡單說明】 [圖1 (a)]用以說明本發明之電晶體製造方法的圖。 [圖1 (b)]用以說明本發明之電晶體製造方法的圖。 [圖1 ( c )]用以說明本發明之電晶體製造方法的圖。 [圖1 (d)]用以說明本發明之電晶體製造方法的圖。 -20- 200950100 [圖1(e)]用以說明本發明之電晶體製造方法的圖。 [圖1 (f)]用以說明本發明之電晶體製造方法的圖。 [圖1 (g)]用以說明本發明之電晶體製造方法的圖。 [圖1(h)]用以說明本發明之電晶體製造方法的圖。 [圖l(i)]用以說明本發明之電晶體製造方法的圖。 [圖2]用以說明金屬配線膜的圖。 [圖3]用以說明製造本發明之電晶體的成膜裝置之圖 ❹ 【主要元件符號說明】 5 :電晶體 10 :處理對象物 1 2 :閘極電極 1 6 :砂層 18: ϋ型砍層 ® 20a、20b :金屬配線膜 27 :源極電極膜 2 8 :汲極電極膜 3 1 :源極區域 32 :汲極區域 5 1 :密著層 5 2 :金屬低電阻層 111 :銅合金標靶 1 1 2 :純銅標靶 -21 -

Claims (1)

  1. 200950100 七、申請專利範圍: 1· 一種薄膜電晶體之製造方法,係爲反堆疊型之薄 膜電晶體的製造方法,並具備有: 在處理對象物上形成閘極電極之工程、和 在前述閘極電極上形成閘極絕緣層之工程、和 在前述閘極絕緣層上形成半導體層之工程、和 在前述半導體層上形成歐姆接觸層之工程、和 在前述歐姆接觸層上形成金屬配線膜之工程、和 @ 對前述歐姆接觸層與前述金屬配線膜進行圖案化,並 形成第1、第2歐姆接觸層和源極電極與汲極電極之工程 5 該製造方法,其特徵爲: 前述形成金屬配線膜之工程,係包含有:在真空 氛圍中,對於包含有A1與銅之銅合金標靶,而導入包含 有濺鍍氣體與氧化性氣體之氣體並進行濺銨,而在前述歐 姆接觸層上,形成包含有銅與A1以及氧之密著層之工程 ❹ 〇 2. 如申請專利範圍第1項所記載之薄膜電晶體之製 造方法,其中,係在前述銅合金標靶中,以5原子%以上 3〇原子%以下的比例來含有A1。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之薄膜電 晶體之製造方法,其中,前述形成金屬配線膜之工程,係 包含有:在形成了前述密著層後,將相較於前述密著層而 銅之含有率爲更高且較前述密著層爲更低電阻的金屬低電 -22- 200950100 阻層,形成在前述密著層上之工程。 4·如申請專利範圍第1項乃至第 記載之薄膜電晶體之製造方法,其中, 中,係使用〇2氣體,前述02氣體,係 氣體100體積份而成爲0.1體積份以」 範圍來作包含。 5. 如申請專利範圍第1項乃至第 記載之薄膜電晶體之製造方法,其中, 中,係使用C〇2氣體,前述C02氣體 濺鍍氣體100體積份而成爲0.2體積ίί 下的範圍來作包含。 6. 如申請專利範圍第1項乃至第 記載之薄膜電晶體之製造方法,其中, 中,係使用η2ο氣體,前述η2ο氣體 濺鑛氣體100體積份而成爲0.1體積任 下的範圍來作包含。 7· —種薄膜電晶體,係爲反堆疊 雄具備有: 被形成在處理對象物上之閘極電極 被形成在前述閘極電極上之閘極絕 被形成在前述閘極絕緣層上之半導 被形成在前述半導體層上並被相互 歐姆接觸層、和 分別被形成在前述第1、第2歐姆 3項中之任一項所 在前述氧化性氣體 以相對於前述濺鍍 二1 5體積份以下的 3項中之任一項所 在前述氧化性氣體 ,係以相對於前述 ^以上3 0體積份以 3項中之任一項所 在前述氧化性氣體 ,係以相對於前述 ^以上1 5體積份以 型之薄膜電晶體, 、和 緣層、和 體層、和 分離之第1、第2 接觸層上之源極電 -23- 200950100 極與汲極電極, 該薄膜電晶體,其特徵爲: 前述源極電極與前述汲極電極,係在其與前述第 1、第2歐姆接觸層間之接觸面上,具備有包含著含有A1 與氧之銅合金的密著層。 8. 如申請專利範圍第7項所記載之薄膜電晶體,其 中’前述第1、第2歐姆接觸層,係爲η型半導體層。 9. 如申請專利範圍第7項或第8項所記載之薄膜電 晶體’其中’在前述密著層上,係配置有相較於前述密著 層而銅之含有率爲更高且較前述密著層爲更低電阻的金屬 低電阻層。 10. 如申請專利範圍第7項乃至第9項中之任一項所 記載之薄膜電晶體,其中,在被包含於前述密著層處的金 屬中,係以5原子%以上30原子%以下的比例而含有Α1 -24-
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI482256B (zh) * 2012-01-31 2015-04-21 Hitachi Metals Ltd 電子零件用積層配線膜
TWI509704B (zh) * 2010-03-04 2015-11-21 Zeon Corp Semiconductor device substrate manufacturing method
TWI785545B (zh) * 2021-03-19 2022-12-01 優貝克科技股份有限公司 工序簡化的透明薄膜電晶體的製法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101501820B (zh) * 2006-08-10 2012-11-28 株式会社爱发科 导电膜形成方法、薄膜晶体管、带薄膜晶体管的面板、及薄膜晶体管的制造方法
JP2011222567A (ja) * 2010-04-02 2011-11-04 Kobe Steel Ltd 配線構造、表示装置、および半導体装置
WO2011162177A1 (ja) * 2010-06-21 2011-12-29 株式会社アルバック 半導体装置、半導体装置を有する液晶表示装置、半導体装置の製造方法
JP5659966B2 (ja) * 2010-06-29 2015-01-28 日亜化学工業株式会社 半導体素子及びその製造方法
JP2012027159A (ja) * 2010-07-21 2012-02-09 Kobe Steel Ltd 表示装置
JP5735811B2 (ja) * 2011-01-25 2015-06-17 関東化学株式会社 銅を主成分とする金属薄膜のエッチング液組成物
WO2014185301A1 (ja) * 2013-05-13 2014-11-20 株式会社アルバック 搭載装置、その製造方法、その製造方法に用いるスパッタリングターゲット
KR20150010065A (ko) * 2013-07-18 2015-01-28 삼성디스플레이 주식회사 산화물 반도체 소자의 제조 방법 및 산화물 반도체 소자를 포함하는 표시 장치의 제조 방법
KR102025103B1 (ko) 2013-07-22 2019-09-26 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 제조 방법
CN105449001B (zh) * 2015-12-28 2019-01-22 昆山国显光电有限公司 一种薄膜晶体管及其制作方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04192527A (ja) * 1990-11-27 1992-07-10 Toshiba Corp 半導体装置
JPH04302436A (ja) * 1991-03-29 1992-10-26 Casio Comput Co Ltd 薄膜半導体素子及びその製造方法
JPH06252146A (ja) * 1993-02-23 1994-09-09 Seiko Epson Corp 半導体装置
US6387805B2 (en) 1997-05-08 2002-05-14 Applied Materials, Inc. Copper alloy seed layer for copper metallization
JP4360716B2 (ja) 1999-09-02 2009-11-11 株式会社アルバック 銅薄膜製造方法、及びその方法に用いるスパッタ装置
KR101191402B1 (ko) * 2005-07-25 2012-10-16 삼성디스플레이 주식회사 포토레지스트 스트리퍼 조성물, 이를 이용하는 배선 형성방법 및 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법
CN101501820B (zh) * 2006-08-10 2012-11-28 株式会社爱发科 导电膜形成方法、薄膜晶体管、带薄膜晶体管的面板、及薄膜晶体管的制造方法
US7782413B2 (en) * 2007-05-09 2010-08-24 Tohoku University Liquid crystal display device and manufacturing method therefor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI509704B (zh) * 2010-03-04 2015-11-21 Zeon Corp Semiconductor device substrate manufacturing method
TWI482256B (zh) * 2012-01-31 2015-04-21 Hitachi Metals Ltd 電子零件用積層配線膜
TWI785545B (zh) * 2021-03-19 2022-12-01 優貝克科技股份有限公司 工序簡化的透明薄膜電晶體的製法

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