TW496906B

TW496906B - Al alloy thin film for semiconductor device electrode and sputtering target to deposit al film by sputtering process for semiconductor device electrode

Info

Publication number: TW496906B
Application number: TW089113950A
Authority: TW
Inventors: Katsutoshi Takagi; Takashi Onishi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2002-08-01
Also published as: US6387536B1; KR100366674B1; JP3365978B2; KR20010015335A; JP2001028348A

Description

496906 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製五、發明說明（1 ) 發明背景發明領域本發明相關之技術領域係爲供半導體裝置電極使用之 A 1合金薄膜，及藉噴鎪方法澱積供半導體裝置電極使用之A 1薄膜的噴鍍標靶。本發明尤其有關供半導體裝置電極使用而適於作爲薄膜電晶體-液晶顯示器之電極的A 1 合金薄膜（薄膜電極及互連），及藉噴鍍方法澱積供半導體裝置電極使用之A 1薄膜的噴鍍標靶之技術領域。 2、相關技藝描述作爲半導體裝置之液晶顯示器（以下稱爲” L C D s ”）在與習用包括陰極射線管之顯示裝置比較之下，可縮減厚度、重量、能量消耗、且可形成高解析度之影像。因此，液晶顯示器L C D s係作爲電視機及個人電腦等裝置之顯示器。近年來，具有收納有薄膜電晶體（以下稱爲” T F T ” ）以作爲每個液晶顯示器L C D像素之切換元件的結構之薄膜電晶體-液晶顯示器（以下稱爲” T F T — L C D ” ）已成爲主流。薄膜電晶體代表包括半導體薄膜之主動元件，及包括連接於該半導體薄膜之金屬薄膜的電極（薄膜電極及互連）。因此，該半導體裝置電極係定義爲作爲薄膜電晶體之一部分的電極（薄膜電極或互連）。薄膜電晶體中，該電極及互連係經電聯。使用於液晶顯示器L C D s電極之薄膜（以下稱爲” 電極薄膜”）需具有各種性質，尤其是低電阻係數、高防 (請先W讀背面之注意事項再¥本頁：裝訂- -·鯓· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4- 496906 A7 _；_ B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製五、發明說明（2 ) 隆突性、高防空隙性、及高耐腐蝕性相當重要。此等特性受到重視之原因如下。〔1〕首先描述需要低電阻係數之原因。作爲液晶顯示器L C D電極薄膜之材料的電阻係數影響電信號傳輸通過該材料之傳輸速率。例如，使用具有高電阻係數之材料作爲電極薄膜導致電信號之傳輸速率降低，因而使得液晶顯示器L C D之顯示性能因電信號延遲而受損。因此，需要低電阻係數以防止發生此種電信號延遲的情況。〔2〕其次，描述需要高度防隆突性（意指使用熱處理時不產生隆突）之原因，及需要高度防空隙性（意指使用熱處理時不產生空隙）之原因。澱積電極薄膜之後，電極薄膜於液晶顯示器L CD製造過程中於約3 0 0至 4 0 0°C下退火。此因澱積該電極薄膜之後，存在需要加熱之步驟，諸如形成S i半導體層之步驟。例如，電極薄膜使用具較差防隆突性及防空隙性之材料諸如純A 1薄膜時，該熱處理於薄膜表面上導致小型中凸體諸如隆突物（因爲基材與薄膜間之熱膨脹係數差，由壓縮應力作爲驅動力，而產生突出物），或小型凹陷諸如空隙（因爲基材與薄膜間之熱膨脹係數差，由壓縮應力作爲驅動力，而產生低陷）。傳統上，該電極薄膜係低於液晶顯示器LCD之多層結構的底部，因此，隆突或空隙之發生導致其他薄膜無法均勻地層壓於該電極薄膜上之問題。此外，當絕緣薄膜層壓於該電極薄膜上時，該電極薄膜上所產生之隆突由頂層絕緣薄膜伸出，導致層間發生電短路（電絕緣失效）本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再裝頁) 訂· -5- 496906 A7 _.一―__ B7 五、發明說明（3 ) 之問題。此外，電極薄膜上之空隙的發生導致於該空隙之邊緣產生電中斷（傳導失效）之問題。因此，需要高度防隆突性及防空隙性，以防止此等問題。〔3〕最後描述需要高度耐腐蝕性之原因。作爲液晶顯示器L C D電極薄膜之材料於澱積電極薄膜之後的微影步驟中係曝露於鹼溶液，諸如光阻顯影劑。例如，電極薄膜使用對於鹼溶液具有低耐腐蝕性之材料時，該電極薄膜被鹼溶液腐蝕，而破壞電極形狀之準確性。電極形狀準確性之破壞於該電極薄膜中導致電短路或中斷。因此，需要對抗鹼溶液之高耐腐蝕性，以防止電極形狀準確性因爲腐鈾而遭到破壞。就液晶顯示器L C D電極薄膜之材料而言，傳統上係使用（l)Ta薄膜，（2)Ti薄膜，（3)Cr薄膜，（4)^1〇薄膜等。亦可使用（5)六1一丁3合金薄膜，（6) A 1 — Ti合金薄膜等由本發明者於日本未審理專利公告編號5 — 1 00248所提出者，（7) A 1 —Fe 系統（Fe’Co’Ni ，Ru，Rh，Ir 及 N d中之至少一種）合金薄膜，及日本未審理專利公告編號7 — 4555所揭示者。此外，本發明者提出（8) A 1 - N i — Y薄膜（日本未審理專利公告編號1 1 一 3 8 7 8 )° 該液晶顯示器L C D電極薄膜所使用之材料因爲近年來對於較大液晶顯示器L CD螢幕及較高解析度之需求，而需具有較嚴格之特性。尤其需要低電阻係數、高抗隆突本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） <請先閱讀背面之注意事項再頁： tl! 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 -6- 496906 A7 ______ B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製五、發明說明（4 ) 性、高抗空隙性、及高耐腐蝕性。然而，習用於電極薄膜之材料無法滿足所有需求。詳細描述於下文。〔1〕該液晶顯示器L CD電極薄膜之形狀傾向隨著該液晶顯示器L C D面板尺寸及解析度之增加而進一步調細。製造精細形狀導致電極部分及互連部分之電阻增加，而此種電阻之增加所致之電信號延遲於改善該液晶顯示器 L CD顯示性能時，導致極大之困難。爲了防止於例如面板尺寸爲1 0英吋或較大之液晶顯示器L CD中形成較精細形狀之電極薄膜時所伴隨之電信號延遲，該電極薄膜之電阻係數需降低至6微歐姆厘米或更低。然而，（1) Ta薄膜具有約180微歐姆厘米之電阻係數；（2) Ti薄膜電阻係數約80微歐姆厘米；（3) Cr薄膜電阻係數約5 0微歐姆厘米；（4) Mo薄膜電阻係數約 5 0微歐姆·厘米。此外，（5)厶1一丁3合金薄膜及（ 6 ) A 1 - T i合金薄膜具有約1 0微歐姆厘米之電阻係數。因此極難使用此等材料作爲電阻係數爲6微歐姆或更低之液晶顯示器L C D電極薄膜。〔2〕製造液晶顯示器L CD過程中，澱積電極薄膜後，於約3 0 0至4 0 0°C下施加於該電極薄膜之熱處理次數不限於一次，該熱處理係重複數次。因此，即使重複地於約3 0 0至4 0 0°C下之熱處理，仍需要高抗隆突性及高抗空隙性，以防止發生隆突或空隙。然而，（7 ) A1 — Fe 系統（Fe，Co，Ni ，Ru，Rh，Ir ，及N d中之至少一種）合金薄膜的A 1 — N d合金薄膜先閱讀背面之注

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丨樣菜頁I t] 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 496906 A7 B7 五、發明說明（5 ) 於單次熱處理時不產生隆突，亦不產生空隙’但有時於不少於兩次之熱處理中產生隆突或空隙，而於作爲液晶顯示器L C D電極薄膜時產生困難。〔3〕此外，於液晶顯示器L CD製造過程中，澱積電極薄膜之後，使用於微影步驟中之光阻顯影劑係爲強鹼溶液，因此需要有對抗該鹼溶液之高度耐腐蝕性。然而， (7)A1—Fe系統（Fe，Co，Ni ，Ru，Rh ，Ir ，及Nd中之至少一種）合金薄膜之Al—Co合金薄膜及A 1 - N i合金薄膜及（8 ) A 1 — N i - Y合金薄膜係因曝露於強鹼光阻顯影劑下而被腐蝕，尤其是有機鹼光阻顯影劑，而破壞該電極之形狀準確性。因此難以使用此等材料作爲該液晶顯示器L C D電極薄膜。如前文所述，習用於電極薄膜之材料無法滿足具有大型尺寸液晶顯示器L C D及高解析度液晶顯示器L C D之所有需求（低電阻係數、高抗隆突性、高抗空隙度、及高耐腐蝕性）。因此，尙未有適用於液晶顯示器LCD電極薄膜之材料，即具有低電阻係數、高抗隆突性、高抗空隙度、及高耐腐蝕性之電極薄膜用材料。發明槪述本發明係針對前述環境而達成。本發明之目的係解決前述習用材料之問題，提供一種供具有低電阻係數即6微歐姆厘米或更低、高抗隆突性、高抗空隙度、及對抗鹼溶液之高耐腐蝕性之供半導體裝置電極使用的A 1合金薄膜本紙張尺度適用中國國家標準（CNSXA4規格（210 X 297公釐) " 請先閱讀背面· 之注

I莱頁I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 496906 A7 _ B7 五、發明說明（6 ) ’所有性質皆爲大型液晶顯示器L C D或高解析度液晶顯示器L C D之電極薄膜所需。本發明另一目的係提出一種噴鍍標靶，以藉噴鍍方法澱積供半導體裝置電極使用之 A 1薄膜。爲了達成前述目的，本發明提出一種供半導體裝置電極使用之A 1合金薄膜，及一種噴鍍標靶，其藉噴鍍方法澱積供半導體裝置電極使用之A 1薄膜，而具有以下結構〇供本發明半導體裝置電極使用之A 1合金薄膜具優越之耐腐蝕性、抗隆突性及高抗空隙度，及6微歐姆厘米或較低之電阻係數，包含合金成分爲0 . 3百分比或更多之 Y，及總量爲0 .2百分比或更高之IVa族金屬元素（ Ti ，Zr及Hf)中之至少一種，其中Y及IVa族金屬元素.之含.量係滿足下式（1 ): 0 · 3Cy+3ClVa^2 · · •式（1) 式（1)中，Cy係表示Y含量（百分比），而C^a 係表示IVa族金屬元素之含量（百分比）。本發明半導體裝置電極使用之A 1合金薄膜係藉噴鍍方法澱積。本發明半導體裝置電極所使用之A 1合金薄膜中’ Y 係以與A 1形成金屬互化物形式部分或完全析出，而 I V a族金屬元素係以與A 1形成之金屬互化物形式部分本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） * n ϋ n I ϋ ϋ ϋ ϋ I I ϋ n I · IV I * » (靖先閲讀背面之注意事項再頁：訂：經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 -9- 496906 Α7 _ Β7 五、發明說明（7 ) 或完全析出，且該金屬互化物係藉著施加熱處理於該A 1 合金薄膜上而析出。本發明半導體裝置電極所使用之A 1合金薄膜具有對抗鹼溶液之耐腐蝕性。本發明半導體裝置電極所使用之 A 1合金薄膜具有對抗重複熱處理之抗隆突性，及對抗重複熱處理之抗空隙性。本發明半導體裝置電極所使用之 A 1合金薄膜係使用於液晶顯示器之電極。藉噴鍍方法澱積本發明半導體裝置電極使用之A 1薄膜的噴鍍標靶係包括A 1合金，其包含合金成分爲〇 · 3 百分比或更多之Y，及總量0 · 2百分比或更多之至少一種IVa族金屬元素（Ti ，Zr及Hf)，其中Y及 IVa族金屬元素之含量係滿足下式（2): (請先閱讀背面之注意事項再 Μ ί 頁：言 Ο · 3 c y + 3 c I v a S 2 · · ·式（2 ) 式（2 )中，C y係表示Y含量（百分比），而C ! v a φ 係表示IV a族金屬元素之含量（百分比）。經濟部智慧財產局員工消费合作社印製藉噴鍍方法澱積本發明半導體裝置電極使用之A 1合金薄膜的噴鍍標靶中，該A 1合金係藉熔鑄法或噴霧成形法製造。藉噴鍍方法澱積本發明半導體裝置電極使用之 A 1合金薄膜的噴鍍標靶適用於液晶顯示器之電極。圖式簡單說明圖1係爲說明實施例1之A 1合金薄膜之Y及H f含本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- 496906 A7 B7 五、發明說明（8 ) 量對於電阻係數圖2係爲說隆突密度的影響圖3係爲說對於隆突密度的圖4係爲說空隙密度的影響圖5係爲說對於空隙密度的圖6係爲說於隆突密度的影圖7係爲說對於隆突密度的圖8係爲說於空隙密度的影圖9係爲說對於空隙密度的的影響之圖；明實施例2之A 之圖；明實施例2之A 影響之圖；明實施例2之A 之圖；明實施例2之A 影響之圖；明實施例3之A 響之圖；明實施例3之A 影響之圖；明實施例3之A 響之圖；明實施例3之A 影響之圖。 1合金薄膜之Y含量對於 1合金薄膜之熱處理次數 1合金薄膜之Y含量對於 1合金薄膜之熱處理次數 1合金薄膜之H f含量對 1合金薄膜之熱處理次數 1合金薄膜之H f含量對 1合金薄膜之熱處理次數請先闓讀背面之注意事項再 ί 頁菜經濟部智慧財產局員工消费合作社印製較佳具體實例描述本發明係如例如下文般地進行。包含A 1合金一一含有滿足式（2 )之範圍內的 0 · 3百分比或更高之Y及總量爲0 · 2百分比或更高之至少一種IVa族金屬元素（Ti ，Zr及Hf) —一之噴鍍標靶係藉熔鑄法製造。結果，得到藉噴鍍方法澱積本本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11 _ 496906 A7 —__ B7 五、發明說明（9 ) 發明半導體裝置電極使用之A 1薄膜的噴鍍標靶。藉著使用該噴鍍標靶之噴鍍方法，將A 1合金薄膜澱積於一基材上，以得到本發明半導體裝置電極使用之A 1 合金薄膜。如此，得到藉噴鍍方法澱積本發明半導體裝置電極使用之A 1薄膜的噴鍍標靶，使用該噴鍍標靶得到本發明半導體裝置電極使用之A 1合金薄膜，其係作爲液晶顯示器 L C D等裝置之半導體裝置電極使用之薄膜。下文描述本發明之操作及優點。爲了達成該等目的，本發明者製造含有添加於A 1中之各種金屬元素的A 1合金噴鍍標靶，並藉噴鍍方法使用該噴鍍標靶形成A 1合金薄膜，其包含各種合金系統及組成物。檢測每一層A 1合金薄膜之電阻係數、抗隆突性、抗空隙性、及抗蝕劑之結果，發明者發現包含0 . 3百分比或更高之Y及總量爲0 . 2百分比或更高之IV a族金屬元素（Ti ，Zr及Hf)之合金成分且滿足下式： 0 · 3Cy+3C1Va$2 (其中Cy : Y含量（以百分比表示），Cua : I Va族金屬元素含量（以百分比表示 ))之A 1合金薄膜具有高度抗隆突性及高度抗空隙性，即使於澱積該電極薄膜之後重複進行熱處理，仍幾乎不產生隆突及空隙。亦發現該A 1合金薄膜之電阻係數於熱處理之後降低，因此可滿足於熱處理之前（或甚至於熱處理期間）及熱處理之後的高度抗隆突性、高度抗空隙性（熱處理之前及熱處理之時）、及6微歐姆厘米或更低之低電本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）請| 先閲讀背面之注

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I 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 -12- 496906 A7 - ——___B7_ 五、發明說明（1〇 ) 阻係數的需求。另外發現該A 1合金薄膜亦具有對抗鹼溶液之優越耐腐蝕性。本發明係基於前述發現而完成。即，基於此等發現，本發明供半導體裝置電極使用之A 1合金薄膜（以下稱爲 ’’ A 1 - Y - I Va合金薄膜”具有優越之耐腐蝕性、抗隆突性及抗空隙性，及6微歐姆厘米或更低之電阻係數，且包含0·3百分比或更高之Y及總量爲0·2百分比或更高之IVa族金屬元素（Ti ，Zr及Hf)之合金成分，其中Y及I V a族金屬元素之含量滿足下式（1 ): 0 .3(：7+3<：”3$2 式（1)中，Cy表示Υ含量（以百分比表示）， C ! ν a表示I V a族金屬元素含量（以百分比表示）。因此，本發明供半導體裝置電極使用之A 1合金薄膜 (A 1 - Y - I Va合金薄膜）具有低達6微歐姆厘米或更低之電阻係數、高度抗隆突性、高度抗空隙性、及對抗該鹼溶液之高度耐腐蝕性。本發明A 1 - Y - I V a合金薄膜具有低達6微歐姆厘米或更低之電阻係數的原因係描述於下文。噴鍍澱積方法所得之A 1合金薄膜中，該合金元素及 A 1於A 1基質中形成完全固體溶液。因此，該A 1合金薄膜因爲藉由溶解之合金元素的傳導電子散射而具有高電阻係數。然而，本發明A 1 — Y — I Va合金薄膜中，合本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）《靖先閱讀背面之注意事項再 •裝頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 -13- 496906 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _B7 ___五、發明說明（11 ) 金元素即Y及IVa族金屬元素（Ti ，Zr或Hf)即使於與A 1形成之固體溶液狀態下，仍不致大幅增加電阻係數。此外，澱積之後溶解於該A 1 - Y - I Va合金薄膜中之Y及I V a族金屬元素中的每一種皆於澱積電極薄膜之後，藉著熱處理而以與A 1形成之金屬互化物形式部分或完全析出，以於熱處理之後得到低達6微歐姆厘米或更低之電阻係數。該金屬互化物係於晶粒邊界及/或晶粒中析出。現在描述本發明A 1 —Y - I V a合金薄膜在澱積該電極薄膜之後，具有對抗重複熱處理之高度抗隆突性及抗空隙性之原因。該噴鍍澱積方法所得之A 1 — Y - I V a合金薄膜中，該合金元素即Y及I V a族金屬元素係溶解於A 1基質中，本發明A 1 — Y — I V a合金薄膜因此具有由於Y及 I V a族金屬元素之固體溶液強化而具有高屈服應力。此外，藉著含有Y及I V a族金屬元素，將A 1晶粒調細，晶粒邊界藉著細晶粒而強化，進一步增加本發明A 1 - Y 一 I V a合金薄膜之屈服應力。因此，於本發明A 1 - Y 一 I Va合金薄膜之第一次熱處理中，該A 1 — Y — I V a合金薄膜因爲固體溶液強化及晶粒邊界強化而具有高度屈服應力，以抑制隆突及空隙- -其係包括於塑性變形類型中一-的發生，因此具有對抗熱處理之高度抗隆突性及高度抗空隙性。進行一次熱處理之A 1 — Y — I V a 合金薄膜中，Y及I V a族金屬元素中之每一種皆以與本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公« ) (請先閱讀背面之注意事項再本頁) •裝訂· •餚- -14 - 496906 A7 ____ B7 五、發明說明（12 ) --------------莱·！ • » <ttjlM讀背面之注jfc»項再頁) A 1形成之金屬互化物形式部分或完全地析出，因此該 A 1 — Y — I V a合金薄膜因爲該金屬互化物之析出強化而具有高度屈服應力。因此，即使於該A 1 — Y - I V a 合金薄膜的最後兩次（第二次或下一次）熱處理中，仍可藉著析出強化而產生隆突及空隙，因而具有對抗重複熱處理之高度抗隆突性及高度抗空隙性。此外，藉金屬互化物產生之固體溶液強化、晶界強化、及析出強化效果係隨著 Y及I V a族金屬元素之含量的增加而增高，以進一步增加該A 1 — Y - I V a合金薄膜之屈服應力，以得到較高之抗隆突性及較高之抗空隙性。此情況下，電阻係數隨Y 含量增加之比例係低於電阻係數隨該I V a族金屬元素增加之比例。就改善抗隆突性及抗空隙性而不大幅增加電阻係數之觀點而言，在電阻係數爲6微歐姆厘米或較低之限制下，Ύ含量較隹係高於I V a族金屬元素之含量。本發明A 1 - Y - I V a合金薄膜具有高度耐腐蝕性之原因係描述於下文。經濟部智慧財產局員工消费合作社印製含有相對於A 1爲貴金屬元素例如C 〇或N i作爲合金成分之A 1合金薄膜在曝露於強鹼有機光阻顯影劑時被嚴重腐蝕，於該A 1合金薄膜表面上導致坑狀腐蝕（坑形腐蝕標記）。然而，本發明A1—Y—IVa合金薄膜之合金成分與A 1比較之下係爲基礎金屬元素，而作爲合金成分之I V a族金屬元素係爲具有與A 1相同之性質的金屬元素，因此該A 1 — Y — I Va合金薄膜不因曝露於該強鹼有機光阻顯影劑而腐蝕，具有高度耐腐蝕性。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15- 496906 A7 __________ B7 五、發明說明（13 ) 限制本發明A 1 — Y— I Va合金薄膜之Y及I Va 族金屬元素之含量的原因描述於下文。使用0 · 3百分比之Y含量作爲界線，0 · 3百分比或更高之Y含量導致高度抗隆突性及高度抗空隙性，而低於0·3百分比之Y含量無法具有改良抗隆突性及抗空隙性之充分效果，而無法產生高度抗隆突性及高度抗空隙性 ’即充分之抗隆突性及抗空隙性。此可由例如與下文所描述之實施例有關之圖2及4得知。即，圖2顯示於3 0 0 °C下重複熱處理3 0分鐘五次之A 1 — Y — I V a合金薄膜的Y含量與抗隆突性（每單位表面積之隆突數）之間的關係。圖2顯示以〇 . 3百分比之Y含量爲界線，低於 0 · 3百分比之Y含量大幅增加隆突密度，而無法具有充分之抗隆突性。另一方面，圖4顯示於3 0 0°C下重複熱處理3 0分鐘五次之A 1 — Y - I Va合金薄膜的Y含量與抗空隙性（每單位表面積之空隙數）之間的關係。圖4 顯示以0·3百分比之Y含量爲界線，低於0·3百分比之Y含量大幅增加空隙密度，而無法具有充分之抗空隙性。因此，該Y含量需爲0·3百分比或更高。就此言之，該Y含量係限制於0 . 3百分比或更高。使用0·2百分比之IVA族金屬元素含量作爲界線，0 · 2百分比或更高之I VA族金屬元素含量導致高度抗隆突性及高度抗空隙性，而低於0 · 2百分比之IVA 族金屬元素含量無法具有改善抗隆突性及抗空隙性之充分效果，因此無法產生高度抗隆突性及高度抗空隙性’即充本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再裝楗頁：經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 -16 - 496906 A7 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 -----B7___ 五、發明說明（14 ) 分之抗隆突性及抗空隙性。此可由例如與下文所描述之實施例有關之圖6及8得知。即，圖6顯示於3 0 0 t下重複熱處理3 0分鐘五次之A 1 — Y— I V a合金薄膜的 Η ί ( I VA族金屬元素）含量與抗隆突性（每單位表面積之隆突數）之間的關係。圖6顯示以0 · 2百分比之 Hf含量爲界線，低於〇·2百分比之HF含量大幅增加隆突密度，而無法具有充分之抗隆突性。另一方面，圖8 顯示於3 0 0°C下重複熱處理3 0分鐘五次之A 1 — Y — I V a合金薄膜的HF含量與抗空隙性之間的關係。圖8 顯示以0·2百分比之HF含量爲界線，低於〇.2百分比之H F含量大幅增加空隙密度，而無法具有充分之抗空隙性。因此，該HF含量需爲0·2百分比或更高。就此言之，該IVA族金屬元素含量係限制於0·2百分比或更高。當Υ含量爲0 · 3百分比或更高時，該抗隆突性及抗空隙性隨著Υ含量之增加而改善，而I VA族金屬元素含量爲0 · 2百分比或更高時，該抗隆突性及抗空隙性隨著 I VA族金屬元素含量之增加而改善。然而，當Υ及/或 I VA族金屬元素之含量過度增加時而具有0 · 3 Cy + 3 Civa> 2之關係（其中Cy : Y含量（以百分比表示），Civa : I Va族金屬元素含量（以百分比表示））時，電阻係數（熱處理之後）大幅增加至超過6微歐姆厘米。另一方面，滿足0 · 3Cy+3CIVa$2之關係時，電阻係數低達6微歐姆厘米或更低。此可由與下文描述之實本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再 --裝頁：訂· -·鯓. -17- 496906 A7 __ B7 五、發明說明（15 ) 施例1有關之實施例得知。即，圖1顯示A 1 — Y — ϊ V a合金薄膜之Y及H f含量與電阻係數（熱處理之後 )之間的關係。圖1中，虛線可由式0 . 3Cy+3CHf =2(其中Cy:Y含量（以百分比表示）含量（以百分比表示））表示。圖1表示於高於虛線之區域（0 · 3Cy+3CHf>2之區域）中得到高於6微歐姆厘米之電阻係數，而於低於該虛線之區域（〇 . 3 Cy + 3 CHf^2之區域）中得到6微歐姆厘米或更低之電阻係數。因此，爲了得到6微歐姆厘米或更低之電阻係數，需使Y及/或IVa族金屬元素含量滿足〇 · 3Cy + 3 C η f <2。就此言之，該含量係設定於滿足0 · 3Cy + 3 C η f < 2 〇本發明A 1 — Y— I Va合金薄膜中所含之I Va族金屬元素類型不受限制，可使用Ti ，Zr及Hf中之至少一種。然而，與使用T i或Z r比較之下，使用H f可在限制電阻係數爲6微歐姆厘米或更低的情況下，產生優越之抗隆突性、抗空隙性及耐腐蝕性。就此言之，以含有 Hf爲佳。含有Hi時，該Hf含量以0 · 3至0 · 5百分比爲佳，而Y含量以〇.5至2·5百分比爲佳。此因在電阻係數爲6微歐姆厘米或更低的限制下，可進一步改善該抗隆突性、抗空隙性及耐腐蝕性。除了作爲合金成分之Y及I V a族金屬元素之外，本發明A 1 —Y — I V a合金薄膜可含有其他金屬元素及雜質元素，諸如氧等，其係於製造噴鍍標靶以澱積該A 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再頁) t]! 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 •18- 496906 A7 __ B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製五、發明說明（16 ) Y - I Va合金薄膜之步驟及澱積該A 1 _Y - I Va合金薄膜之步驟中無法避免地被夾帶摻入，或其含量範圍不抑制本發明A 1 — Y — I Va合金薄膜特性。然而，此等元素通常可增加該A 1 — Y — I V a合金薄膜之電阻係數，而破壞該A 1 — Y_ I Va合金薄膜之特性，因此此等元素之含量需抑制至儘可能地低。尤其，氧於該A 1 - Y 一 I V a合金薄膜中形成A 1 2〇3，而大幅增加該A 1 - Y - I V a合金薄膜之電阻係數，破壞其性質，因此氧含量需抑制至儘可能地低。就此言之，該氧量以百萬分之 1 0 0 0或更低爲佳。而且，除Y及I V a族金屬元素以外之雜質的總量以百萬分之1 0 0 0或更低爲佳。爲了防止S i半導體薄膜之合金波尖，且爲了確定該 S i半導體薄膜之電聯可信度，本發明A 1 - Y - I Va 合金薄膜係含有介於不破壞該A 1 - Y - I V a合金薄膜性質之範圍內的S i。該合金波尖意指許多由A 1於該半導體薄膜中之入口因爲A 1薄膜與S i半導體薄膜於熱處理期間彼此接觸所產生之相互擴散而產生之凹陷。本發明A 1 — Y - I V a合金薄膜較佳係藉噴鍍方法澱積。原因如下。除了噴鍍方法之外，本發明A 1 — Y — I V a合金薄膜可藉真空蒸汽澱積、離子電鍍、化學蒸汽沉積等方法澱積。然而，藉該噴鍍方法所澱積之A 1 - Y 一 I V a合金薄膜於Y及I V a族金屬元素含量中具有優越之均勻性。Y及I V a族金屬元素於A 1中平衡狀態下具有極低之溶解度極限，雖然Y及I V a族金屬元素之溶本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先《讀背面之注意事項再

裝MR 頁) 訂. -19· 496906 A7 __ B7 五、發明說明（17 ) 解度低於平衡狀態，但其仍於噴鍍澱積膜中形成固體溶液。與其他習用薄膜澱積方法比較之下，此種強化Y及 I v a族金屬元素之固體溶液強化可達到高度抗隆突性及抗空隙性。本發明A 1 - Y — I V a合金薄膜係藉噴鍍等方法澱積，此種情況下，作爲合金成分之每一種Y及I V a族金屬元素係完全或部分溶解，以具有優越之抗隆突性及抗空隙性。後續熱處理中，作爲合金成分之每一種Y及I V a 族金屬元素皆係於金屬互化物形式下完全或部分析出，以於熱處理之後得到低達6微歐姆厘米或更低之電阻係數，及優越之抗腐蝕性。因此，本發明A 1 — Y — I V a合金薄膜係正面地於澱積該電極薄膜之後使用必然之熱處理，以作爲析出該金屬互化物之熱處理，而改善該薄膜本身之特性/ 溶解之元素因爲熱處理而以金屬互化物形式析出之程度以根據熱史條件、熱處理之前所溶解之元素量、及所需之低電阻係數、高抗隆突性、高抗空隙性、及耐腐鈾性而定。然而，下文描述較佳析出量。由Y及A 1所形成之金屬互化物比例於初澱積狀態下，以溶解於a — A 1基質中之Y量計，以7 0百分比或更高爲佳。溶解元素以金屬互化物形式析出之量係視初澱積狀態下之金屬元素量、及退火條件（尤其是熱處理溫度）而定。然而，於該合金元素中，Y可藉熱處理輕易自固體溶液狀態析出，而於1 5 0 °C或更高溫下開始析出。析出本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） <請先閱讀背面之注意事項再本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 •20- 496906 A7 _ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（18 ) 量隨著退火溫度之增加而增加。溶解之Y實質上隨著退火至約3 0 0°C而完全析出，析出實質上係藉著於3 0 Ot 或更高溫下退火而終止。此因Y實質溶解於該a - A 1基質中，導致無法與α — A 1基質配合之大型晶格及析出之低活化能。析出時，溶解之Y係於α - A 1基質中隨著該 ^ - A 1基質之晶粒成長所形成之晶粒邊界上析出。因此 ’藉著於金屬互化物形式下析出7 0百分比或更高比例之溶解Y，即使是於初澱積狀態下含有大量Y之合金薄膜，仍可具有所需之低電阻係數（電阻係數：6微歐姆厘米或更低），同時因該金屬互化物而強化析出。由I V a族金屬及A 1所形成之金屬互化物的比例以初澱積狀態下溶解於α - A 1基質中之Y量計，以5 0百分比或更高爲佳。以金屬互化物形式溶解之元素的析出量係視初澱積狀態下之金屬元素量、及退火條件（尤其是熱處理溫度）而定。然而，於合金元素中，該I Va族金屬相對難以藉熱處理自固體溶液狀態析出。該I V a族金屬析出量亦隨增加之退火溫度而增高，溶解之I V a族金屬之約一半量係藉著加熱至約3 0 0°C之析出，其餘保持於固體溶液狀態下。雖然析出量隨著增加退火溫度而進一步增加，但該I V a族金屬即使於加熱至4 0 0°C之後仍未完全析出，其部分保持於固體溶液狀態下。因此，藉著以金屬互化物形式析出5 0百分比或更高百分比之溶解 I V a族金屬，可藉著金屬互化物之析出強化及存在於該固體溶液狀態下之I V a族金屬之溶解強化而具有極高之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再頁) 勻_· -寿. -21 - 496906 A7 B7 五、發明說明（19 ) 抗隆突性及抗空隙性。雖然在與Y比較之下，該I v a族金屬大幅增加熱處理之前及之後的電阻係數，但即使含有低於Y量之I V a族金屬，仍可得到所期望之低電阻係數 (電阻係數：6微歐姆厘米或更低）。爲了以金屬互化物形式析出Y及I V a族金屬元素，熱處理之溫度需爲1 5 0°C或更高，而退火溫度高於 4 0 0 °C時，某些情況下發生隆突或空隙。就此言之，熱處理之溫度以1 5 0至4 0 0°C爲佳。就金屬互化物之析出而言，析出物之存在及其確認（化合物類型之決定）可由XRD (尤其是薄膜XRD)輕易地確認。析出量亦可由X R D信號尖峰之比較而定量估計。就析出之金屬互化物的量而言，析出量可藉著以 TEM或S EM定量析出物，進行ED S分析並比較該析出物及α - A 1基質而定量測量。就析出之金屬互化物的狀態而言，析出物之尺寸、析出部位、及分佈狀態可由 TEM或SEM觀察決定。而且，α - A1基質與析出物之間的相干性（結晶取向）可藉著由Τ Ε Μ所測量之經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 (請先Μ讀背面之注意事項再4^本頁) 5 A D (選擇區域繞射）檢測。如前文所述，本發明A 1 —Y - I V a合金薄膜具有優越之耐腐蝕性。該耐腐蝕性防止該A 1 - Y — I V a合金薄膜因曝露於強鹼有機光阻顯影劑——尤其是鹼溶液-一而被腐蝕。如前文所述，本發明A 1 - Y — I Va合金薄膜具有優越之抗隆突性及抗空隙性，尤其是於澱積電極薄膜之後的步驟中，具有對抗熱處理之高度抗隆突性及抗本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22- 496906 A7 ____B7____ 五、發明說明（2〇 ) 空隙性。 <請先Μ讀背面之注意事項再如前文所述，本發明A 1 - Y— I V a合金薄膜具有優越性質，因此可適當地作爲供半導體裝置電極使用之 A 1合金薄膜。尤其本發明A 1 — Y — I Va合金薄膜可適當地作爲供液晶顯示器L C D電極使用之A 1合金薄膜，其需具有低達6微歐姆厘米或更低之電阻係數，高度抗隆突性、高度抗空隙性、及高度抗腐蝕性。用以藉噴鍍方法澱積本發明半導體裝置電極使用之 A 1薄膜的噴鍍標靶（以下稱爲”本發明噴鍍標靶”）係包含A 1合金，其包含作爲合金成分之〇 · 3百分比或更高之Y，及總量爲0 . 2百分比或更高之至少一種IVa 族金屬元素（Ti ，Zr及Hf)，其中Y及IVa族金屬元素之含量係滿足下式（2)= 0 . 3Cy+3Civa^2 · · •式（2) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製式（2)中，Cy係表示Y含量（百分比），而C!Va 係表示IVa族金屬元素之含量（百分比）。因爲本發明噴鍍標靶具有與本發明A 1 — Y — I V a 合金薄膜相同之組成，故其可確定再現本發明A 1 - Y -I V a合金薄膜之組成，Y及I V a族金屬元素之含量的均勻性，及該薄膜的性能。本發明噴鍍標靶之A 1合金較佳可藉熔鑄或噴霧發泡方法製造。包含藉此方法製得之A 1合金之噴鍍標靶係爲本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -23- 496906 A7 _—___B7_五、發明說明（21 ) 整體型’其中作爲合金成分之Y及I V a族金屬元素係均勻溶解或分散於A 1基質中，於整體材料中具有均勻性，及低氧含量。因此，形成之A 1合金具有該組成物可輕易地安定化之優點，與其中該合金成分單純地調配或組合之分割噴鍍標靶例如諸如其中Y及I V a族金屬元素碎片配置於A 1天冬胺酸標靶上之噴鍍標靶比較之下，氧含量可降低。該熔鑄方法係爲由A 1合金熔體製造鑄錠之方法。該噴霧成形方法係爲將高壓惰性氣體吹至槽中惰性氛圍中之A 1合金熔體處，以形成微細粒子，使得半固化微細粒子澱積於一托盤上，而製得还料。在不進行處理之下或於適當之處理之後，使用鑄錠或坯料作爲噴鍍標靶。本發明噴鍍標靶具有前述優越特性，因此可適當地作爲噴鍍標靶，以藉噴鍍澱積供半導體裝置電極用之A 1合金薄膜。尤其，本發明噴鍍可適當地作爲噴鍍標靶，以藉噴鍍方法澱積供液晶顯示器L C D電極使用之A 1合金薄膜，其需具有低達6微歐姆或更低之電阻係數、高抗隆突性、高抗空隙性、及耐腐蝕性。經濟部智慧財產局員工消费合作社印製實施例實施例1 包含A 1合金一一含有固定量之Y及H f — 一之噴鍍標靶（熔化A 1 - Y - I V a合金噴鍍標靶）係藉熔鑄法製造。使用該噴鍍標靶，使用D C磁控管噴鍍方法，於具有5 0毫米直徑及0 . 5毫米厚度之康寧編號7 〇 5 9玻本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再 Μ ί 頁) 言 r -24- 496906 Α7 __ Β7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製五、發明說明（22 ) 璃基材上澱積厚度3 5 0毫微米之A 1合金薄膜（A丨一 Y—Hf合金薄膜）。此實施例中，該γ含量係於〇·1 至5 · 〇百分比範圍內改變，而Hf含量係於〇 · 1至〇 · 7百分比範圍內變化。β卩，形成A1 — χ%γ — y% Hi (χ = 〇·1 至〇.5，y = 〇.l 至〇·7)合金薄膜。藉I CP (誘導耦合電漿）發射光譜分析該薄膜之組成。其次，每層薄膜皆於一圖型下使用微影術及溼式蝕刻進行處理，以測量電阻係數，其具有1 〇〇微米之線寬. ’及1 0毫米之線長。就溼式蝕刻所用之蝕刻劑而言，使用113?〇4:^[1^〇3:^12〇=75:5:20之混合物。之後，該薄膜於真空（真空度爲2 · Ο X 1 〇_6托耳或更低）下使用熱壁型熱處理爐進行熱處理。經熱處理之後，每層薄膜之電阻係數皆於室溫藉D C 四點探針法測量。結果係列示於表1中。表1顯示編號7 、8、9、12、13及17滿足本發明之需求，即Y2 0 · 3百分比，Hf>〇 · 2百分比，且0 · 3Cy + 3CHf<2 (其中Cy:Y含量（百分比），CHf:Hf含量（百分比））。此等試樣係爲本發明實施例，其具有6 微歐姆厘米或更低。另一方面，編號5、10、14、 15、18、19、20、22、23、24、及 25 無法滿足本發明之任何需求，係爲完全具有超過6微歐姆厘米之電阻係數的對照例。對照例編號1、2、3、4、6 、1 1及1 6中，電阻係數係爲6微歐姆厘米或更低，但因爲Y<0 · 3百分比或Hi <0 · 2百分比而無法得到本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉請先閱讀背面之注意項再 Μ 蠔菜頁 -25- 496906 A7 B7 五、發明說明（23 ) 高抗隆突性及高抗空隙性，導致抗隆突性及抗空隙性不足之問題。圖1顯示薄膜之Y / H f含量與電阻係數之間的關係。圖1中，表1所示之編號1至2 5的電阻係數値係針對 γ含量及Η ί含量之關係重排。圖中，虛線可由式〇 · 3Cy+3CHf=2表示（其中Cy : Υ含量（百分比 )’ CHi:Hf含量（百分比））。圖1顯示高於虛線之區域（0 · 3Cy+3CHf>2之區域）中，電阻係數超過6微歐姆厘米，如圖1中標記X所示。另一方面，於低於虛線之區域（0 · 3Cy+3CHi<2之區域）中得到6 微歐姆厘米或更低之電阻係數，如圖1中標記〇所示。因此，就電阻係數之觀點而言，確定需滿足0 · 3 Cy + 3 C η f < 2 。 _ 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -26- 496906 A7 B7 五、發明說明（24 ) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製表 1 No. Cy(at%) 〇Hf(at %) 0.3 C y + 3 C H f 電阻係數 (β Ω cm) 註 1 0.1 0.1 0.33 4.3 對照例 2 0.1 0.2 0.63 4.6 3 0.1 0.4 1.23 5.2 4 0.1 0.6 1.83 5.8 5 0.1 0.7 2.13 6.1 6 0.3 0.1 0.39 4.4 7 0.3 0.2 0.69 4.7 實施例 8 0.3 0.4 1·么9 5.3 9 0.3 0.6 1.89 5.9 10 0.3 0.7 2.19 6.2 對照例 11 2.5 0.2 1.05 5.1 12 2.5 0.2 1.35 5.4 實施例 13 2.5 0.4 1.95 6.0 14 2.5 0.6 2.55 6.6 對照例 15 2.5 0.7 2.85 6.9 16 4.5 0.1 1.65 5.7 17 • 4.5 0.2 1.95 6.0 實施例 18 4.5 0.4 2.55 6.6 對照例 19 4.5 0.6 3.15 7.2 20 4.5 0.7 3.45 7.5 21 5.0 0.1 1.80 5.8 22 5.0 0.2 2.10 6.1 23 5.0 0.4 2.70 6.7 24 5.0 0.6 3.30 7.3 25 5.0 0.7 3.60 7.6 (請先閱讀背面之注意事項再本一頁) 雪莱 tl: 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -27- 496906 A7 _B7 五、發明說明（2 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製表 2 No 薄膜坑洞密度 (mm·2) 耐腐蝕性註 7 Al-0.3at%Y-0.2at%Hf 合金薄膜 0 優越 8 Al-0.3at%Y-0.4at%Hf 合金薄膜 0 優越 9 Al-0.3at%Y-0.6at%Hf 合金薄膜 0 優越 12 Al-2.5at%Y-0.2at%Hf 合金薄膜 0 優越 13 Al-2.5at%Y-0.4at%Hf 合金薄膜 0 優越 17 Al-4.5at%Y-0.2at%Hf 合金薄膜 0 優越實施例 26 Al-0.3at%Y-0.4at%Ti 合金薄膜 0 優越 27 Al-2.5at%Y-0.2at%Ti 合金薄膜 0 優越 ·· 28 Al-0.3at%Y-0.4at%Zr 合金薄膜 0 優越 29 Al-2.5at%Y-0.2at%Zr 合金薄膜 0 優越 30 Al-2.0at%Co合金薄膜 500 差 31 Al-2.0at%Ni合金薄膜 500 差 32 A卜 1.5at%Ni-1.6at%Y 合金薄膜 100 差對照例 33 純A1薄膜 0 優越 ---------I---裝 i I 考 · (請先閲讀背面之注意事項再頁) · 絲- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）一：?？一 496906 A7 _：___ B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製五、發明說明（26 ) 實施例2 A 1合金薄膜（A 1 — Y - H f合金薄膜）係藉著與實施例1相同之方法形成。然而，此實施例中，該H f含量係爲0·2百分比，而Y含量係於〇·1至5·〇百分比範圍內變化。即，形成A 1 — X % γ — 〇 · 2 % H f ( x = 0 · 1至0· 5)合金薄膜。亦藉著與實施例1相同之方法形成A 1 —γ 一 0 · 2 %Ti合金薄膜，及A1 - Y—0 · 2%Zr合金薄膜。此寺薄膜之組成係藉著I C P發射光譜分析。其次，每層薄膜皆於線寬10微米的條紋圖型下藉著與實施例1 相同之方法處理。之後，每層薄膜皆使用熱壁型熱處理爐於真空下（真空度2 · Ox 1 0 - 6托耳或更低）於 3 0 0°C熱處理3 0分鐘五次。每次熱處理之後，隆突密度.（每單位表面積之隆突數目）及空隙密度（每單位表面積之空隙數目）係藉光學顯微鏡觀察表面而測量。測量結果描述於下文。圖2顯示A 1 - Y — 〇 . 2 % Η ί合金薄膜之Y含量與隆突密度間之關係。圖2顯示以 0 · 3百分比之Υ含量作爲邊界，低於〇 · 3百分比之Υ 含量大幅增加隆突密度，因此無法得到充分之抗隆突性。因此，由抗隆突性之觀點確定Υ含量需爲0 · 3百分比或更高。圖3顯示Α1—Υ—0·2%Ηί合金薄膜、Α1-Υ - 0 · 2%T i 合金薄膜及A 1 - Υ—0 · 2%Z r 合金薄膜之熱處理數目與隆突密度之間的關係。圖3顯示於本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再

I 頁) 言 τ -29· 496906 A7 B7 五、發明說明（27

Y含量低於〇 · 3百分比之A 1 — Y 0 2 % H f合金 y 薄膜（標記爲0，對應於表1所列之對照例編號2 )中，該隆突密度隨著熱處理數目之增加而增加。另一方面，於 Y含量爲0 · 3百分比或更高之A1 — Y— 0 · 2%Hf 合金薄膜（標記爲△、▽、◊及口，且對應於表1所列之對照例編號7、12、17及22)，該隆突密度幾乎不隨熱處理數目之增加而增加。因此，確定薄膜之γ含量需爲〇 · 3百分比或更高，以得到對抗重複熱處理之高度抗隆突性。於A 1 —Y — 〇 · 2%Hf合金薄膜（圖3中標

記爲〇、△、▽、◊及口）中，其中〇 · 3C 3CHf>2 之A1— 5 · 0%Y — 0 · 2%Hf 合金薄膜（標記爲□，且對應於表1所列之對照例編號2 2 )具有超過6微歐姆厘米之電阻係數，且具有無法得到低電阻係數之問題，如表1所示。雖然本發明實施例之A 1 — 請先閱讀背面之注意事項再 t 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 2.5% 種薄膜具圖4 與空隙密量作爲邊度，而無點而言，圖5 2.5%Y-〇.2%Ti 一 0 · 2%Z r合金薄膜具 Y - 0 · 2 % H f 有充分之高度抗隆顯示A 1 - Y — 〇度間之關係。圖4 界，低於0 · 3百法得到充分之抗空已確定Y含量需爲顯示A 1 - Y - 〇合金薄膜及A1 - 2.5%Y 有稍高於本發明實施例A 1 -合金薄膜之隆突密度，但前一突性，且無實際之問題。 • 2%Hf合金薄膜之γ含量顯示使用0·3百分比之Y含分比之Y含量大幅增加空隙密隙性。因此，就抗空隙性之觀 0 · 3百分比或更高。 •2%Hf合金薄膜、A1— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -30- 496906 A7 ---- B7 五、發明說明（28 ) Y — 0 · 2%Ti 合金薄膜及A1 — Y — 0 · 2%Zr 合金薄膜之熱處理數目與空隙密度之間的關係。圖5顯示Y 含量低於0·3百分比之A1—Y-〇·2%Hf合金薄膜（標記爲〇且對應於表1所列之對照例2 )中’空隙密度隨熱處理數目之增加而增加。另一方面，於Y含量爲〇 · 3百分比或更高之A1 - Y — 〇 · 2%Hf合金薄膜 (標記爲△、▽、◊及口，且對應於表1所列之對照例編號7、12、17及22)，該空隙密度幾乎不隨熱處理數目之增加而增加。因此，確定薄膜之Y含量需爲0 · 3 百分比或更高，以得到對抗重複熱處理之高度抗空隙性。於A1 — Y — 〇 · 2%Ηί合金薄膜（圖5中標記爲〇、 △、▽、◊及口）中，其中〇 · 3Cy + 3CHi>2 之 A1— 5 · 0%Y - 0 · 2%Hf合金薄膜（標記爲口，且對應於表1所列之對照例編號2 2 )具有超過6微歐姆厘米之問題，如表1所示。雖然本發明實施例之A 1 -2 · 5%Y— 0 · 2%Ti 合金薄膜及A1—2 · 5%Y 一 0 · 2%Z r合金薄膜具有稍高於本發明實施例A 1 -2 · 5%Y—0 · 2%Hf合金薄膜之空隙密度，但前一種薄膜具有充分之高度抗空隙性，且無實際之問題。實施例3

Al— 0.3%Y — y%Hf (y = 〇.i 至〇.7 )合金薄膜係藉著與實施例1相同之方法形成，亦形成八1一0.3%丫一丁1合金薄膜及八1一〇.3%丫一本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再 -裝· 榑 t!! 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 •31 - 496906 A7 _________ B7 五、發明說明（29 ) Z r合金薄膜。 -------------I ^ i — (靖先閱讀背面之注意事項再@本頁) 此等薄膜之組成係藉著I C P發射光譜分析。其次，每層薄膜皆於線寬10微米的條紋圖型下藉著與實施例2 相同之方法處理。之後，每層薄膜皆使用與實施例2相同之方法於真空下進行熱處理五次。每次熱處理之後，皆使用與實施例2相同之方法測量隆突密度及空隙密度。測量結果描述於下文。圖6顯示A 1 — 〇 . 3%Y〜 H f合金薄膜之H f含量與隆突密度間之關係。圖6顯示以0·2百分比之Hf含量作爲邊界，低於〇·2百分比之H f含量大幅增加隆突密度，因此無法得到充分之抗隆突性。因此，由抗隆突性之觀點確定H f含量需爲〇 . 2 百分比或更高。經濟部智慧財產局員工消费合作社印製圖7顯示A1— 〇 · 3%Y — Hf合金薄膜、A1 — 0 · 3 % Y - T i 合金薄膜及 A 1 - 0 · 3 % Y — Z I* 合金薄膜之熱處理數目與隆突密度之間的關係。圖7顯示於 Hf含量低於〇 · 2百分比之A1— 0 · 3%Y — Hf合金薄膜（標記爲〇，對應於表1所列之對照例編號6 )中，該隆突密度隨著熱處理數目之增加而增加。另一方面，於Hi含量爲〇 · 2百分比或更高之A 1—0 · 3%Y — H f合金薄膜（標記爲△及口，且對應於表1所列之對照例編號7、8、9及10)，該隆突密度幾乎不隨熱處理數目之增加而增加。因此，確定薄膜之H f含量需爲 0 · 2百分比或更高，以得到對抗重複熱處理之高度抗隆突性。於A1—0 · 3%Y — Hf合金薄膜（圖7中標記本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -32- 496906 A7 ___ B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製五、發明說明（30 ) 爲〇、△、▽、◊及口）中，其中0·3Cy+3CHf >2之A1 — 〇 · 3%Y - 0 · 7Hf合金薄膜（標記爲口，且對應於表1所列之對照例編號1 0 )具有超過6微歐姆厘米之電阻係數，且具有無法得到低電阻係數之問題 ’如表1所示。雖然本發明實施例之A1-〇·3%Y— 〇·4%Ti合金薄膜及Α1-〇·3%Υ-0·4%Ζ r合金薄膜具有稍高於本發明實施例A 1 - 〇 · 3%Υ -〇 · 4%Hf合金薄膜之隆突密度，但前一種薄膜具有充分之高度抗隆突性，且無實際之問題。圖8顯示A1—0·—Hf合金薄膜之Hf含量與空隙密度間之關係。圖8顯示使用0·2百分比之 Hf含量作爲邊界，低於〇.2百分比之Hf含量大幅增加空隙密度，而無法得到充分之抗空隙性。因此，就抗空隙性之觀點而言，已確定Y含量需Hf爲0 · 2百分比或更高。圖9顯示A1—〇.3%Y-Hf合金薄膜、A1-0 · 3%Y — Ti 合金薄膜及A1 — 0 · 3%Y—Zr 合金薄膜之熱處理數目與空隙密度之間的關係。圖9顯示 Hf含量低於〇 · 2百分比之Α1 — 0 · 3%Υ - Hf合金薄膜（標記爲〇且對應於表1所列之對照例6 )中，空隙密度隨熱處理數目之增加而增加。另一方面，於H f含量爲0 · 2百分比或更高之A 1 - 0 · 3%Y — Hf合金薄膜（標記爲△、▽、◊及口，且對應於表1所列之對照例編號7、8、9及10)，該空隙密度幾乎不隨熱處理本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再 •裝楗頁) 訇·· -·鲜· -33- 496906 A7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 _____B7______ 五、發明說明（31 ) 數目之增加而增加。因此，確定薄膜之Η ί含量需爲 0 · 2百分比或更高，以得到對抗重複熱處理之高度抗空隙性。於A 1 — 〇 · 3%Y_Hf合金薄膜（圖9中標記爲〇、△、▽、◊及口）中，其中 0 · 3Cy + 3CHi >2之Al—〇 · 3%Y - 0 · 7%Hf合金薄膜（標記爲口，且對應於表1所列之對照例編號1 0 )具有超過6 微歐姆厘米之問題，如表1所示。雖然本發明實施例之 A1— 〇 · 3%Y - 0 · 4%Ti 合金薄膜及A1 — 0 · 3%Y - 〇 · 4%Z r合金薄膜具有稍高於本發明實施例A 1 - 〇 · 3%Y — 0 · 4%Hf合金薄膜之空隙密度，但前一種薄膜具有充分之高度抗空隙性，且無實際之問題。實施例4 A1 - x%Y — (χ = 0 · 1 至〇 · 5，y =0 · 1至0 · 7 )合金薄膜係藉著與實施例1相同之方法形成，亦形成A 1 — C 〇合金薄膜、A 1 - N i合金薄膜、A 1 - N i — Y合金薄膜、及純A 1薄膜。此等薄膜之組成係藉ICP發射光譜分析。其次，於每層薄膜表面藉微影術使用有機鹼光阻顯影劑形成線寬 1 0微米且線間距1 0微米之條紋抗蝕劑圖型。之後，每層薄膜曝露於有機鹼光阻顯影劑之部分皆使用光學顯微鏡觀察，以測量坑狀腐蝕（每單位面積之坑洞數目）。結果列示於表2。表2中，具〇毫米坑洞密度之試本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再 .裝頁) 訂· -餚. -34 - 496906 A7 -—___ B7 五、發明說明（32 ) 樣係視爲具有優越之耐腐蝕性，具有高於〇毫米-2坑洞密 ^之試樣係視爲具有較差之耐腐蝕性。表2顯示於對照例 30之A1 — 2 · 0%C〇合金薄膜、對照例31之A1 一 2 · 〇%Ni合金薄膜、及對照例32之A1 - 1 · 5 %Ni—1·6%Y合金薄膜中發生坑狀腐鈾，因此無法得到對抗有機鹼溶液之高度耐腐蝕性《另一方面，本發明實施例7、8、9、12、13、17、26、27、 2 8及2 9之A 1 - Υ— I V a合金薄膜中，不產生坑狀腐蝕，可得到優越之耐腐蝕性。因此，於此等實施例編號中，可得到同得於對照例3 3之純A 1薄膜之對抗有機鹼溶液的高度耐腐蝕性。雖然前述實施例1至4皆如同噴鍍用之A 1 — Y -I V a合金噴鍍標靶般地使用熔鑄法所製之熔化A 1 - γ - I A a合金噴鍍標靶，但使用由噴霧成形方法所製之熔化A 1 - Y - I V a合金噴鍍標靶產生與前述實施例相同之結果。經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 -------------裝--------t]· (請先閱讀背面之注意事項再填ΐ本頁) 本發明半導體裝置電極之A 1合金薄膜於重複熱處理時產生較少之隆突及空隙，因此於熱處理之後具有高度抗隆突性及抗空隙性，及低達6微歐姆厘米或更低之電阻係數。因此，本發明之A 1合金薄膜可滿足高度抗隆突性及高度抗空隙性（於熱處理之前，及於熱處理時），及於熱處理之前（或熱處理之時）及熱處理之後低達6微歐姆厘米或更低之電阻係數的需求。該A 1合金薄膜亦具有對抗鹼溶液之優越耐腐蝕性。即，本發明供半導體裝置電極使本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -35- A7 496906 _____B7__ 五、發明說明（33 ) 用之A 1合金薄膜具有低達6微歐姆厘米或更低之電阻係數、高度抗隆突性、高度抗空隙性、及對抗鹼溶液之高度耐腐蝕性，其係大型液晶顯示器L C D或高解析度液晶顯示器L CD所需之電極薄膜。因此，該A 1合金薄膜可適當地作爲供半導體裝置電極使用之A 1合金薄膜，尤其是需具有低達6微歐姆厘米或更低之電阻係數、高度抗隆突性、高度抗空隙性、及耐腐蝕性之液晶顯示器L C D電極用A 1合金薄膜。本發明A 1合金薄膜具有改善此等裝置 4 之性能及品質的效果，及使其可增加未來之液晶顯示器 L C D的尺寸及解析度的效果。本發明噴鍍標靶可適當地藉由噴鍍形成供半導體裝置電極使用之A 1合金薄膜，且具有供半導體裝置電極用之 A 1合金薄膜的組成可輕易地安定化之優點，故具有可形成具有安定之特性之半導體裝置電極之A 1 果。經濟部智慧財產局員工消费合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -36·

Claims

A8 B8 C8

496906 六、申請專利範圍 1、一種供半導體裝置電極使用之A 1合金薄膜，其具優越之耐腐蝕性、抗隆突性及高抗空隙度，及6微歐姆厘米或較低之電阻係數，包含合金成分爲0·3百分比或更高之Y，及總量爲0 · 2百分比或更高之I V a族金屬元素（Ti ，Zr及Hf)中之至少一種，其中Y及 IV a族金屬元素之含量係滿足下式（1): 請先 Η 讀背面之注意事項再 C 3 C •式（1 ) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製其中C I v a族金 2、如之A 1合金 3、如之A 1合金形式部分或成之金屬互 4、如之A 1合金合金薄膜上 5、如之A 1合金蝕性。 y係表示Y含量屬元素之含量（申請專利範圍第薄膜，其係藉噴申請專利範圍第薄膜，其中，γ 完全析出，而I 化物形式部分或申請專利範圍第薄膜，其中該金之熱處理而析出申請專利範圍第薄膜，其中該耐而C 係表示 (百分比）百分比）。 1項之供半導體裝置電極使用鍍方法澱積。 1項之供半導體裝置電極使用係以與A 1形成金屬互化物之 V a族金屬元素係以與A 1形完全析出。 3項之供半導體裝置電極使用屬互化物係藉著退火或該A 1 〇 1項之供半導體裝置電極使用腐蝕性係爲對抗鹼溶液之耐腐如申請專利範圍第1項之供半導體裝置電極使用本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -37- 496906 A8B8C8D8 六、申請專利範圍之A 1合金薄膜’其中該抗隆突性係爲對抗重複熱處理之抗隆突性’且抗空隙性係爲對抗重複熱處理之抗空隙性。 (請先闓讀背面之注意事項再 7'如申請專利範圍第1項之供半導體裝置電極使用之A 1合金薄膜，其中該半導體裝置電極係爲液晶顯示器之電極。 8、一種藉噴鍍方法澱積供半導體裝置電極使用之 A 1薄膜的噴鍍標靶，其係包括a 1合金，其包含合金成分爲0 · 3百分比或更多之Y，及總量〇 · 2百分比或更多之至少一種IVa族金屬元素（Ti ，Zr及Hf)，其中Y及IV a族金屬元素之含量係滿足下式（2): 0 . 3Cy+3ClVa^2 . . •式（2) 其中C y係表示Y含量（百分比），而C I V a係表示I V 族金屬元素之含量（百分比）。 9、如申請專利範圍第8項之噴鍍標靶，其中該A 1 合金係藉熔鑄法或噴霧成形法製造。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 0、如申請專利範圍第8項之噴鍍標靶，其中該半導體裝置電極係爲液晶顯示器之電極。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） •38-