TW503520B - Metal interconnections and active matrix substrate using the same - Google Patents

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TW503520B
TW503520B TW090112238A TW90112238A TW503520B TW 503520 B TW503520 B TW 503520B TW 090112238 A TW090112238 A TW 090112238A TW 90112238 A TW90112238 A TW 90112238A TW 503520 B TW503520 B TW 503520B
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Description

503520 五、發明說明（1) 發明背景 本發明係關於金屬互連及使用該金屬互連之主動矩陣基 板，用於諸如液晶顯示器（LCD)、電漿顯示面板（PDp ς 鍍鉻顯示器（ECD)及電鍍冷光顯示器（ELD)等平面顯厂、哭、 印刷線路板及其他各種各樣的領域。 αα 在以液晶顯示器（LCD)為典型之平面顯示器中，詁 88 _電氣粗之顯示材料被保存在一對基板之間，且昭严 例顯不運作的執行是在顯示材料上用一：貝 有蛉電材料之電路至少在其中之一的基板上被
在主動矩陣驅動顯示器中，例如，一種矩陣_崇 及咖極被提供於一對圈住及保持顯示材：：： 資料：：上：幻f膜電晶體(TFT)及像素電極在閘“ ♦ = °之各乂叉點被提供。照慣例，這些閘電極盥 :鍍：Π如紐、銘及錮之金屬材料形成，且電極：諸 鍛之乾式沉積技術被沉積。 在增加該平面顯示器面積及清晰度的 之延遲變成# 及電路夕ΐ 值付讨_的問題，原因是驅動頻率之增 1路之電阻及寄生電容之增加。
性解決驅動信號延遲問題之嘗試’具有低電阻 粗租電阻為1.7微歐姆•公分）已經被使用當作互 姆·’八丄取代傳統的互連材料，即鋁（具有體電阻2· 7微 (且有"^\!、α一鈕（具有體電阻丨3·1微歐姆•公分）及鉬 ,、版电阻5·8微歐姆•公分）。例如，利用銅當作閘灣
第4頁 五、發明說明（2) τΠ之mcD的研究結果已經被發表在圖書資料"用於 氏電阻鋼地址線"（日本顯示器，89 ,第498至 5 ΰ 1頁）。該圖書資料中1 接地玻璃美技中八體扣出以濺鍍所沉積之鋼薄膜與 土板之間的附著力低且為了改良該附著力，需| 在接地上介入諸如鈕之金屬薄膜。 耆力而要 祕八，二^料中所發表之互連結構需要諸如銅薄膜之各接 致：i:ΐ i ΐ單獨的接受乾式沉積處理及蝕刻處理，導 處理步私數目增加且提高了成本。 含ίο日Π利特許公細1 Q4_232922中提出—種使用包 地薄膜上以電似用於接地薄膜之可穿透電極且在接 此所述之要！ Ϊ:沉積諸如銅之金屬薄膜的方法。如在 ITO r μ B曰’技術允許電鍍金屬被選擇性的只沉積在 膜上且吴接供盘只需要將圖案化處理用於可穿透電極之1T0薄 ^ Β〇 ^大面積之銅互連可以有效率的被沉積。亦有 有良好的斑，从鎳之金屬溥膜與ΐΤθ之間具 子的黏耆性，被插入於I TO與銅之間。 金公告hei .321 622中提出-種在接地 -正常錐在其，實施電鍍且因此形成 定義，H 為了正常錐形"及"反向錐形"的 "2之兩：m示，在玻璃基板111上所形成電鍍薄膜 9〇。 k /、玻璃基板ill表面形成之錐形角0不大於 於破璃定義為"正常錐形"。如圖9中所顯示，形成 成電鐘薄膜122兩侧與玻璃基板121表面形 之錐形角0大於90。的情況被定義成„反錐形"。 503520 五、發明說明（3) 耷以如日本專利特許公告HEI 04_232922中所發表電鍍 技衡於接地ΙΤ0薄膜上之金屬互連姓 丁址恭# ^ /蜀反逆W稱宁，一種電鍍之加 τΤΠ二二’：氣氟化物為主之化學藥品用於玻璃及接地 膜之Λ ί薄膜沉積之選擇且用於電鑛薄膜與接地薄 3之貫施此加工是為了除去附著在玻璃上之催化 :於=:的)情的形式，甚至被應 驗性溶液除去表面ί;屬亏電；；：積中，或在以 田作銅電鍍中’未被接地圖案所覆蓋之玻璃表面 人 Ϊ f的理由被蝕刻。在此所使用的單字”電鍍”所指的是： 電極電鍍、電極電鍍等。 电双所扣的疋無 經發現’電鍛薄膜產生迅速 成長的部分，此薄膜具有成長的能力。 I刀及緩1·又 ，此方法中，未被接地薄膜所覆蓋之玻璃表面蝕 形成薄膜可以是反錐形的，因為薄膜的成長速率不
鍍薄膜!22是如圖9中所顯示之 :互連上另-薄膜之沉積及金屬互連上 ：二J :問題。在沉積中’利用反錐形部分之= 罩會在邊緣部分產生—殘留薄膜纟」過私中，金屬線遮 劑在1 0-321 622中發表抗韻 4構形成正常錐形金脣線之方法
刈3520 五、發明說明（4) 中 個大的 在它的 甚至在 中所顯 整個寬 電鍍薄 示之傘 甚至在乾式蝕 此一作用。） 發明摘 本發 互連且 圖案薄 為了 且包含 於接地 鍍薄膜 0 根據 案薄膜 錐形角 圖案化 膜因此 中，新 上新薄 刻之殘 如同 要 明之一 提供此 膜上理 實現上 一用於 圖案薄 兩側與 〇 具有上 上所形 的範 中，因 可以被 金屬線 膜圖案 留薄膜 接地薄 基板（一大的玻璃）可能因為電鍍之使用導致 度上薄膜厚度之大變化。在接地之蝕刻中， 膜下的許多接地薄膜可以被餘刻形成如圖1〇 狀。（此作用在濕式蝕刻中特別大.然而 刻中，儘管小於濕式餘刻中，接地薄膜經歷 目的是提供防止逐步分離及殘留薄膜之金屬 用該金屬互連之主動矩陣基板，藉由在接地 想錐形電鍍薄膜之沉積。 述目的，提供形成於玻璃基板上之金屬互連 互連線之接地圖案薄膜及一籍由選擇性電鍍 膜上所形成之電鍍薄膜，其特徵在於一由電 玻璃基板表面所形成之錐形角α的範圍是〇〈 述配置之金屬互連，由選擇性電鍍於接地圖 成之電鍍薄膜兩侧與玻璃基板表面所形成之 圍是0<α<90。。隨即在另一薄膜之沉積與 為電鍍薄膜兩侧不是反錐形，破裂及殘留薄 防止。因此’在金屬互連上新金屬線之形成 可以被形成而沒有斷裂。此外，在金屬互連 中’可以防止金屬互連邊緣部分有缺陷的蝕 膜 ’不同形式之薄膜可以被使用，包含金
503520 五、發明說明（5) 只 屬三諸如ΙΤ0之氧化薄膜及諸如聚亞胺之有機體薄膜 要薄膜允§午電鍍薄膜之沉積。 、 ，：·明其中之_實施例巾，接地圖案薄膜兩側與玻璃 二板表面所形成之錐形角万的範圍是Μ沒< 9〇。且在未覆 1接地。圖案薄膜區域中玻璃基板之挖掘量Υ的範圍是0<γ < 0 00 Α且電鍍薄膜厚度X的範圍是YSXS8000 Α。 一 披^無電極選擇性電鍍當作電鑛技術之運用中，例如，玻 表面被飿刻用於玻璃基板與接地圖案薄膜之間的 、 ^用於電鍍薄膜至接地圖案薄膜之附著性。這種蝕 二=u式蝕刻及等向性蝕刻，且因此玻璃上大的蝕 形成傘狀4由在；= = 下之玻璃且可能兩側 不至彳1古有形狀之接地圖案薄膜上電鍍，得 減到f i 4錐形之電鍍薄膜。為了將玻璃基板的挖掘量 :广㈣好是零’就玻璃的透明度而 因=;，且它與玻璃密切接觸之部分可能是反 度為最小的2是非等向性沉積。關於電鍍薄膜厚 之钱刻部：ίί二玻璃挖掘量還薄的薄膜不能遮蓋玻璃 須大於成1 導 非理想的錐形。因此薄膜的厚度必 所形成量。▲由接地圖案薄膜兩侧與玻璃基板 令，於9〇。的情況中，即在反錐形的情況 的問題nr皮形成於接地圖案薄膜上將當然變成反錐形 因為這些理由，具有範圍在—90。冑形角α之電鍍
第8頁 503520 五、發明說明（6) 薄膜可以被確實的形成，而不會產生兩侧相反的錐形，根 據上述貫施例之金屬互連，以此種其中由接地圖案薄膜兩 側與玻璃基板所形成之錐形角召的範圍在Q $冷2 g 〇。之配 置，在未被覆蓋接地圖案薄膜（12)區域中玻璃基板之挖掘 量Y的範圍在0SYS2000A且電鍍薄膜（13)的厚度¥範 Υ<Χ<8000 A 。 * 在本發明其中之一的實施例中，接地圖案薄膜包含ZTO 或二氧化錫（Sn02)。 、 上述幾％例之金屬互連具有一重大優點，其能夠增加製 程上極限，因為IT〇對主動矩陣基板製程中所使用之化學 物是非常高的抗蝕劑，例如，對一般化學物是非常高的抗 蝕劑。沉積ΙΤ0及Sn〇2的方法包括諸如噴濺之乾式沉積及 濕式沉積（例如sol-gel處理、液態成長、電沉積、噴灑及 化學薄霧沉：積（(^!)))。在利用濕式沉積之sw_gel處理之 IT0或Sn〇2薄膜沉積中，例如，感光金屬可以被使用。感 光金屬之使用排除抗蝕劑之使用且因此導致成本降低及製 ΐ連至主動矩陣基板之應用中，使用ΙΤ0或Sn〇2 梭1 =安ί馭當作接地圖案薄膜允許金屬互連及像素電極
，地，=缚膜之同步形成，且指電鍵互連線區域允許互連 線及像素電極之同步形成。 在本發明其中之一實施例中，接地圖案薄膜包含聚亞 胺0
在上述實施例之金屬互連中 電鍍在聚亞胺之上的Cu已
503520 五、發明說明（7) 經被實際使用於印刷電路板及類似物+。 接地圖案薄膜，例如，在使用無電極選者=^田 術的考量中，比起其他樹月旨，聚亞胺具有下鍛技 (1) 在樹s旨中，聚亞胺在抗熱及化學物方面保持優 且因此使用聚亞胺當作接地樹脂允許製造方法可以 變化的選項中被選擇。在使用無電極選擇電鍍 ^ 術中法例如，對化學物之高抗银劑是…，因為在大： 分的情況下，電鍍溶液是強鹼或強酸。 (2) 聚亞胺具有高抗熱性，擴大其他沉積程序的極限。 例如，傳統液晶的最大處理溫度是在35〇它的等級，然而 聚亞胺的熱抗性是在400 t的等級。（聚亞胺正常設定溫度 在350 C的專級且它的南溫分解溫度在多數情況下不低於 45 0 °C )。因此，對照其他樹脂使用，在程序中不需要低 溫。程序不需要修改之事實意味著可以預防與修改有關之 不良且在產品製造中提供很大的優點。附帶的，使用於液 晶中之一般抗餘劑之溫度指示其他樹脂熱抗性是在2 〇 〇 c 的等級，丙烯酸樹脂的等級不高於2 5 0 °C。 (3 )感光聚亞胺之使用允許製程縮短及成本降低。 在本發明其中之一實施例中，電鍍薄膜是一種含有由 銅、Au、鎳、及銀組成群組中任何之一之單層薄膜，或是 一種包含至少一個含有由銅、Au、鎳、及銀組成群組中任 何之一之單層薄膜之多層薄膜。 在上述實施例之金屬互連中，Cu具有低電阻（體電阻1. 7 微歐姆•公分）及抗電子遷移之長壽命，且最適合當作互
第10頁 五、發明說明（8)
Ag使：於Α§ f那些所有金屬之中具有最低的電阻且因此將 性對於在装Ρ ν ^ 氧化薄膜在它的表面形成。此特 的雷阳f 成電鍍薄膜是非常有利的。Au具有相當低 的条务!然高於CU，且在電鍍中，扮演降低接地金屬層 ®相在以無電極選擇電鍍當作電鍍技術使用中，具有 及低電阻之互連線可以得自Ni的使用，其具有如 #*其上CU/AU等金屬沉積之理想黏著。即使Cu純本 =黏者特性是低的。此外，栅襴層（barHer _γ)可 ^用將Nl電鍍選擇性形成於CU上而形成柵攔層（1)盯|^6『 layer) 〇 本發明其中之一實施例中，電鍍是一種無電極電鍍。 根據上述實施例之金屬互連，即使接地是以如聚亞胺之 此種非導電材料製成5無電極選擇電鍍允許金屬互連之形 成。甚至以一具有大區域之玻璃，一簡易設備可以被使 用’因為在表面上薄膜厚度的一致性是相當令人滿意的且 電力不會被傳導。 而且’提供一種使用本發明金屬互連之主動矩陣基板。 根據上述主動矩陣基板，藉由將金屬互連利用於主動矩 陣基板可以得到高良率及高信賴性，其中一圖案在多數情$ 沉下被形成於互連線上或這些互連線的交叉上且金屬線的 兩側的反向錐形將導致薄膜破裂及殘留薄膜的這類問題。 在本發明其中之一實施例中，由電鍍薄膜兩側與玻璃基 板表面所形成之錐形角α範圍為20°<α<75° 。
第11頁
50352U 五、發明說明（9) ^一" ' " — 根據上述實％例之主動矩陣基板，由電鍍薄膜兩侧與玻 璃基板表面所形成之錐形角不低於20。。這樣排除因錐形 角太小導致錐形部分寬度太大及互連線整體寬度可能會被 錐形部分佔用的可能性。另一方面，因為由電鍍薄膜兩側 與玻璃基板表面所形成之錐形角不大於75。，所以可以防 止逐步分離或類似情況發生。 圖式摘要說明 本發明將自下文所提供 圖變得更完全被瞭解，且 中： 之詳細說明及經由圖例說明之附 如此並不是本發明之限制，且其
是根據本發明第 貫施例之金屬互連之概要截面視 圖2A及2B是說明製作金屬互連方法之視圖. 圖3是說明製作金屬互連方法細 ’ 圖4A是說明最小錐拟^<間圃， 之視圖； 、y角之視圖且圖4B是說明最大 錐形角 測 圖5A及5B是顯；+ i 疋』不在錐形角不大於90 結果之顯微照片； 的情形下以SEM觀 圖6A及6B是顯示在錐 結果之顯微照片； 形角大於9 0。 的情形下以SEM觀測 之金屬互連之主動矩陣基板主要 圖7是利用根據本發明 部分之截面視圖； 圖8是說明錐形角 圖9是說明反向錐 不大於90。金屬互連之視圖； 形角大於90金屬互連之視圖 ;且 503520 五、發明說明（ίο) 圖10是說明接地圖案薄膜被蝕刻以形成傘狀情況下之視 圖0 較佳實施例詳細說明 在下^中，根據本發明隻金屬互聯及使用該金屬互 主動矩陣基板將參照附圖中所說明之實施例加以詳細說 明。實施例將在根據本發明金屬互連及使用該金屬互連之 主動矩陣基板被主動矩陣應用所驅動1^])之假設上加以說 明0 w (第一實施例） 圖\是根據本發明第一實施例金屬互連之概要截面視 圖。蒼照數字1 1代表玻璃基板。參照數字丨2代表被形成於 破璃基板11上用於互連之接地圖案薄膜。數字丨3代表利用 電鍍接地圖案薄膜12所形成之電鍍薄膜。在圖1中，α是 金屬線（電鍍薄膜13)兩側之錐形角。石是接地圖案薄膜12 兩側之錐形角。X是電鍍薄膜13的薄膜厚度。γ是玻璃之挖 掘量。 在具有上述配置之金屬亙連中，電鍍薄:膜1 3的錐形角α 的範圍為α<90 ° 。接地圖案薄膜12之錐形角泠的範圍 為〇5^90° 。電鍍薄膜13的薄膜厚度X的範圍為γ<χ< 80 0 0 Α。玻璃基板11之玻璃挖掘量γ的範圍為叱以2〇〇〇 Α。 - - 圖2A及2B說明製造金屬互連之方法。在下文中，製造金 屬互連之方法將參照圖2A及2B加以說明。 (第一方法）
第13頁 503520 五、發明說明（11) 最初，由康寧公司所製造的玻璃基板（#1 737)表面被以 鹼、酸或有機溶劑除去油污及清潔。在此同時，超音波的 同步使用讓清潔更有效率。要取代玻璃基板11，下列材料 可以使用： (i) 一種無機的基板，諸如玻璃、陶土及半導體或在其 表面上提供絕緣層之導體基板； (1 1) 一種有機基板或PET(聚乙烯對苯二甲酸）、ABS(丙 烯酸-丁二烯-苯乙烯）、PC (聚碳酸酯）、pes (聚乙烯石黃 胺）等之薄膜； ' 當作接地圖案薄膜之ΙΤ0薄膜（或Sn02薄膜）12以噴濺方 式被形成於玻璃基板11上。 在第一方法中，ΙΤ0薄膜（或Sn〇2薄膜）可以以乾式沉積 方式生產（例如塗覆、sol-gel處理、液晶成長、電沉積、 喷濺及化學薄霧沉積（CMD)。 、 在使用濕式沉積之3〇1*^61處理沉積11〇薄膜或311〇2薄膜 的情況下，例如，可以使用感光材料。使用感光材料可以 不需要使用抗餘劑及抗鍅劑之餘刻處理，並且可以降低成 本且縮短製程。 · 案化之透明傳導薄 沒有考慮它的化學
如同接地圖案薄膜，以ZnO或Ιη203圖 膜不但可以被使用於ΙΤ0或Sn02，而且 阻抗的問題。 此外，可以理解的，接地圖案薄膜可以是以樹脂所形 成’諸如替代ΙΤ0或Sn〇2之聚亞胺。感光聚亞胺可以被使 用’且這樣使用具有優點，例如，可以降低成本且縮短製 503520 五、發明說明（丨2) 程。因此使用聚亞胺是非常有益的；然而，除了聚 外’被ί f ，即紛駿清漆樹脂、丙烯酸 樹脂、壞乳私U曰，被使用於印刷線路板等可以將 使用的情況下被使用，例如，需要隆柄老補 ^ ^ .e ^ ^ ^ I降低處理溫度及化學劑 之適當迷擇的情況。 本發明中未定義接地圖案薄膜之厚度；然而，在 使用的情形中，其厚度最好被減少，例如主動矩陣基板。 那就是，接地圖案薄膜厚度之減少允許金屬線之總厚度之 減少，且降低由玻璃基板上圖案所引起凸面或凹面的程 度。因此，在第一實施例中，IT〇薄膜的厚度被設定 1 0 0 0 Α。 然後，ITO薄膜曝露於光線下，隸屬顯影過程，且接 $，▲利用蝕刻加工以互連幾何學圖案化，其導致接地圖案 薄膜的形成。特別的，一抗蝕劑薄膜最出被塗覆在接地 I 丁 0 /專膜上’然後搭配相片光罩使用被曝露於光線中，且 藉由強驗顯影的幫助被圖案化。在此之後，ίΤ〇薄膜藉由 抗蝕劑圖案之使用被蝕刻，且，最後，抗蝕劑被剝落。 具有感光性之接地圖案薄膜可以利用曝露於光線下被圖 Ο f巧且顯影最好是在低成本且過程簡化下進行，因為此種 濤膜可以單獨以照片處理被圖案化。 (第二方法） 種薄膜利用無電極選擇電鍍被沉積於接地圖案薄膜J 2 上。 特別的’圖3說明製造金屬互連方法之步驟，這些步驟
503520 五、發明說明（13) 將參照圖3被詳細說明於下文中。 在各步驟A至Η之間（除了回火步驟£之後的同時外），以 水清洗被實施用於清除加工液體；然而，清洗處理單獨在 步驟Α的部分被完成，而在其他步驟的部分被省略，因為 相同的處理在各場合都被實施。 [步驟A] 最初，玻璃基板表面（顯示於圖2B)及接地圖案 ’ 薄膜1 2上（顯示於圖2 B)含有IT 0的污物利用除污及清洗 基板表面被消除。除污及清洗，使用梅爾泰克斯公司 (Meltex Inc·)所製造的 Melcleaner ITO-170，在 75。C下 實施5分鐘（同時使用超音波）。為了將液體洗除，其後以 使用純水洗滌兩次。第一次及第二次洗滌都是在室溫下實 施大約五分鐘。 [步驟B ] 敍刻I T 0表面至某一長度之方法被實施以活化接 地圖案薄膜1 2 I 了〇中所包含之錫且增進電鍍薄膜至1了〇之 附著性。蝕刻處理，使用梅爾泰克斯公司所製造的 Melpiate Conditioner 478，是在室溫下實施五分鐘。 在步驟B中利用Melplate Conditioner 478所包含之氫 氟酸作用，玻璃基板11的表面被兹刻。玻璃的挖掘量可以 藉由改變Melplate Conditioner 478濃度而改變。在此方 法中，Melplate Conditioner 478的濃度被控制以便實現& 玻璃的挖掘量的範圍在0至2 000 A。 [步驟C ] 籍由被活化錫的幫助，鈀催化劑黏著在包含IT0 之接地圖案薄膜12上（顯示於圖2B)。為了此目的，此方法 被導引用梅爾泰克斯公司所製造的Enplate Activator
第16頁 503520 五、發明說明（14) 4 4 0，在室溫下五分鐘。此方法導致鈀催化劑只附著於包 含ΙΤ0之接地圖案薄膜12表面上且允許選擇性電鍍。 此步驟C利用鈀當作無電極電鍍催化劑；然而，下列物 質可以被使用以取代鈀：金屬諸如銀、鉑、鋅、銅、鎳； 上述金屬之合金；其合成金屬；該金屬與其他金屬在某種 比例下混合之合金等。 [步驟D ] 沉浸在無電鎳鍍溶液中導致鎳塗層被選擇性沉
積在含有IT0之接地圖案薄膜1 2上。此操作的主旨是鎳之 長成，其中上述鈀催化劑的功能是當作核。此無電鍍金是 在70°C下搭配使用梅爾泰克斯公司所製造 Ni-867。隨需要改變厚度之薄膜可以籍由變化無電鍍金方 法的時間而被沉積。在此步驟中，這期間是三到五分鐘。 [步驟E ]離子注入方法被貫施以改良無電鎳鍍金薄膜至 IT 0薄膜（接地圖案薄膜1 2)的附著性。此步驟e利用離子注 入方法因為當此方法被實施會改善附著性；然而，如果不 需要，此方法可以被省略。 的被實施，因為步驟E 在離子注入方法未被 [步驟F ] 除污方法再次因為洗滌目 中離子注入方法是在大氣中被完成。 完成的狀況中，此步驟可以被省略。
[步驟G ]替換電鍍被執行’其中藉由金替代鎳表面，y 積被完成。替換電鐘在9(TC下被實施，使用梅爾泰 司所製造的Melplate AU-601。電鍍的本意是在下、一牛 中銅電鍍之促進，因為金具有高抗蝕性以抵抗表面氧7化 在接地金屬薄膜低阻抗的需要方面’在下—薄膜將利
503520 五、發明說明（15) 電鍍被製作的情況下之金電鍍薄膜厚度最好是在〇· 01至 0 · 1微米的等級。在下一薄膜將利用無電極電鍍被製作的 情況下，金薄膜可以被製作得更薄，因為金薄膜足夠覆蓋 表面至若干寬度。金薄膜最妤儘可能薄，因為金非常昂貴 且薄膜厚度增加則成本上升。 就在工作環境上之作用而論，當作無電極電鍍溶液，非 氰化物溶液比氰基溶液更佳。 [步驟H] Au/Ni/ITO薄膜以Cu被選擇性電鍍，稽田聆丞准 沉浸在無電極Cu電鍍溶液。此Cu電鍍方法搭配Me][plate
Cu-390使用在25 °C被實施。Cu薄膜的厚度可以藉由變化名 此方法期間而任意改變。此步驟11使用甲醛當作電鍍溶 液；然而，未含有這些化學物之電鍍溶液就工作環境作用 而言是較佳的、。此步驟Η無電極Cu電鍍；然而，Cu電鍍可 以被使用，因為具有較低阻抗之薄膜可以被製作。（一般 而言，無電極電鍍薄臈的阻抗比電解電鍍薄膜更高。） 在此方法中，Cu/Au/Ni多層薄膜被形成作為 接地圖案薄膜12上的電鍍薄膜丨3。 ”、、匕3 Q之 下文中，一得到關於這些金屬線錐 被說明。 _〜月之條件的貫驗將 最初，一主動矩 金屬互連被製造。 金屬互連，如先前 至於溥膜未被適當 於薄膜圖案化之乾 陣基板在不考慮它錐 當下一薄膜被沉積在 所述，金屬線兩侧反 的沉積且很多破裂形 式姓刻是非等向性麵
形形狀下利用形成 基板上具有反錐形 向錐形部分陰影以 成。此外，被使用 刻，以致反錐形所
五、發明說明（16) 引起的陰影的邊綾都公i企i 相比之下，=: 刻且一殘留薄膜發生。 序匕之下錐形角兩側不超過9 0 0之金®互逑，w，Λ亡 破裂也沒有殘留薄膜。 4金屬互連’既沒有 1研究?導致錐形角不超過9〇。之情況 ^表1疋一在錐形形狀上實驗的結果，直實驗條件3以 變化玻璃蝕刻量參意Κ #_护Μ,、禾/、貫驗絛件疋以 薄膜厚；1 )及電鍛薄膜厚度（電鍍 金屬互連之方法。 種4何形狀，根據上述製造 表1
玻璃挖 掘量Υ 500〜 ~—— ^ 電鍍薄膜戽磨Υ (Α) 1000 —-^—— 0 2000 〇 4000 —^— η 6000 8000 10000 500 〜_ — 0 0 A 0 /V X 1〇〇〇 2000 X Γ ............. X 0 0 υ 0 U 0 0 0 X X X 0 X 3000 "1 ^_ … _ X 0 X 0 X _^— X X X 0:可沉積具有令人滿意的錐形形狀 X :反錐形 埃在J1 察所$Γ„驗的結果中，對應玻璃挖掘量趨近零 軎簿膜：痒f臈厚度超過80 οοα，導致反錐形。這是因為 二邱乂盘=超過某一總量時，電鍍薄膜成長率不同導致它 的：：與玻璃密切接觸…… 此外，此事件被觀察到玻璃挖掘量Υ超過200 0 Α導致反
第19頁 j^52〇
地3荦$ :破璃挖掘量Y超過2_ A，吾人已經瞭解在接 度(玻璃挖掘量在 有缺陷的滿思的錐形且可以被電鍛），會造成 f電鍍溥膑厚度X疋相對小的情況巾，吾 特定玻璃挖掘量γ之鮫/1、歷疮道# e ^ ^ J m L伽之軏小厚度導致反向錐形。在薄膜厚度 X小於玻璃挖掘量γ的事實中沉積順著 在電鍍特性是理所當然的。 ^ ^ ^
由這些結果看來，證實玻璃挖掘量γ範圍在〇<γ<2〇〇〇 Α 且電鍍薄膜厚度X範圍在γ_<χ_<8〇〇〇 Α會導致金屬線之錐形 角α在範圍〇< α<90。。
、圖5及圖6是利用SEM(掃描式電子顯微鏡）觀察以上述製 造金屬互連方法所形成金屬線的剖面得到的典型結果。如 圖5A中所顯示，由於玻璃挖掘量大約75〇 a且電鍍薄膜厚 度大約2250 A，所以其錐形角α不大於9〇。。如B5B中所 顯示]由於玻璃挖掘量大約1 800 A且電鍍薄膜厚度大約 5 5 0 0 A ’所以其錐形角α不大於g 〇。。如圖6 a中所顯示， 由於玻璃挖掘量大約2250A且電鍍薄膜厚度大约loooo a ，所以其錐形角α超過90。。如圖6B中所顯示，由於玻 璃挖掘量大約2100Α且電鍍薄膜厚度大約4500Α，所以其 錐形角α超過90。。 關於Cu/Au/Ni/ITO之第一實施例已經薄片構造被說明， 不同薄膜構造，諸如Cu/Ni/ITO、Cu/IT0、Ni/IT0及
第20頁 503520 五、發明說明（18)
Ni/Cu/ITO是可以理解的。 因此，關於在上述金屬線上新金屬線之形成，金屬線兩 側之錐形允許新金屬線被形成而沒有破裂。根據金屬線上 新薄膜之圖案，金屬線兩側之錐形預防由缺陷餘刻所導致 之殘留薄膜。在第一實施例，金屬互連之電鍍薄膜兩侧與 玻璃基板表面所形成之錐形角α範圍在。為何 錐形角α的最大值為90。的理由如下文所述。如圖中所 顯示，根據玻璃基板43上所形成電鍍薄膜44上新薄膜之形 成及圖案結構，假若避免反向錐形，破裂及殘留薄膜可以 被預防。為何錐形角α大於〇。的理由如下文所述。如圖 4Α中所顯示，假若玻璃基板41上所生產的電鍍薄膜42兩側 形成一大於接近零之錐形角之角度，則破裂及殘留薄膜可 以被預防。 、 錐形角α範圍在〇$ α<90。之電鍍薄膜13可以確實的被 形成而不會造成兩侧錐形反向，對應其中接地圖案薄膜12 兩侧與玻璃基板11表面所形成錐形角石範圍是〇ί石<9〇'。 之配置，玻璃基板11在未被接地圖案薄膜12所覆蓋區 之挖掘量Υ是在(L<Y—<2000 Α的範圍中且電鍍薄膜13 是在YSXS800 0 A的範圍中。 予夂 對Λ動矩陣基板製程中所使用化學物有高抗姓性之 或對般化學物有向抗蝕性之Sn〇2當作接地圖案薄 膜，製程的界限可以被提升。在以濕式沉積的卜86、1加工 沉積ΙΤ0或Sn〇2的情況下，使用感光材料可以 触劑且因此導致成本降低及製程ϋ吏用抗 衣狂稚姐在廷些金屬互連對
第21頁 五、發明說明（19) 動矩陣基板的應用中，使用1了〇或透明導電薄膜用 於接地圖案薄膜允許金屬互連之接地圖案薄膜及像素電極 同時形成’且只電鍍互連線之區域允許互連線及像素電極 之同時形成。
在以無電極選擇性電鍍當作電鍍技術之使用中，使用聚 亞胺，其對熱及化學物有高抗性，於接地圖案薄膜允許在 ^部加=中製造方法自报多種類選擇項中被選擇。此外， ，亞胺是抗熱的，其他沉積過程的界限加寬且在過程中低 溫需求之缺少會預防與低溫有關聯之失敗。另外，感光聚 亞胺之使用會導致製程縮短及成本降低。 在電鍍薄膜13中，其為Cu/Au/Ni多層薄膜，一具有高抗 腐#性且能抵抗表面氧化之^薄膜被沉積在具有令人滿音 黏著特性且被使用當作接地之Ni上，且一Cu薄膜被沉積= 其上’其具有低阻抗（體積電阻丨· 7微歐姆•公分）且長時 間反抗電極遷移。由於此配置，吾人可以得到具有令人滿 意黏著特性、高信賴性且低阻抗之金屬互連。
在這些被使用於主動矩陣基板之金屬互連中，互連線的 寬度為10微米、互連線之薄膜厚度為5000A且錐形角為 30 °將導致錐形部分在左側及右側之總寬度為2微米。於 這樣的觀點看來，太小的錐形角可能會導致錐形部分的寬 度太大且互連線的整體寬度可能會被錐形部分佔據。因 此，最小的角度最好是不低於20。。較佳的最大錐形角度 不大於75 °或因此提高逐步斷裂的可能性。在被使用於^ 動矩陣基板之金屬互連中，所以，錐形角α最好在2〇。〈a
503520 五、發明說明（20) <7 5 0 〇 (第二實施例） 圖7是一薄膜電晶體及它的周圍之截面圖，其中根據本 發明第二實施例之金屬互連被使用在主動矩陣基板上，搭 配得自第一實施例金屬互連之使用。 如圖7中所顯示，在玻璃基板1 〇 〇上被形成閘極線1 〇 1、 一連接閘極線1 〇 1之閘電極1 0 2及用於輔助電容之電極 103。閘極線1〇1包含被形成當作接地圖案薄膜之π〇薄膜 101Α (厚度為1〇〇〇 Α)及被形成當作ΙΤΟ薄膜ι〇ΐΑ上電鐘薄 膜之Cu/Au/Ni薄膜101Β(總厚度為20 00 Α)。同樣的，閑電 極102及用於輔助電容之電極1〇3亦包含當作接地圖案薄膜 之ITO薄膜及當作電鍍薄膜之Cu/Au/Ni薄膜。 包含Si Nx之閘絕緣薄膜1〇4以CVD(化學蒸氣沉殿）法在其 上有閘極線1 0 1、閘電極1 〇 2及用於辅助電容之電極1 〇 3之 基板整個表面上被形成。在對應閘電極1 〇 2之閘絕緣薄膜 104上被形成a-Si薄膜當作通道1〇5，n+型a —Si薄膜當作接 觸層106 ’包含鉬（Mo)或其他類似元素之源電極IQ?，及一 汲電極108，且TFT因此被組成。亦有被連接至汲電極丨〇8 且包含IT0之像素電極109及含有SiNxi絕緣保護薄膜11〇 被形成。在其間有閘級絕緣薄膜104之介入，像素電'極1〇9 及用於辅助電容之電極103組成一辅助電容。 吾人已經證實以此方式所得到的TFT(薄膜電晶體）可以 被製造而不會有破裂、圖案不良及與其類似之現象，且 發明之金屬互連可以被應用至主動矩陣基板。因此，將本
五、發明說明（21) 發明金屬互連應用至主 " 一"" 裂及殘留薄膜，即高良矩陣基板導致得到特徵為排除破 第二實施例已經對靡、及高信賴性之主動矩陣基板。 矩陣基板而被說明；:照具有反相交錯結構TFT之主動 結構TFT之主動矩陣基、柄而，本發明可以被應用至具有交錯 本發明被這樣說明，& 許多方式改變1變化樣的金屬互連可以以 雙化不被視為貪離本發明之精神及目 白’所有對精通此技藝者所了解的這樣修改被預期包含 於下列申請專利範圍之目的内。 Φ 參照數字表列 11: 玻璃基板 12: 接地圖案薄膜 13: 電鍍薄膜 100 破璃基板 101 閘極線 102 閘電極 103 辅助電容電極 104 閘絕緣薄膜 105 通道 106 接觸層 107 源電極 108 汲電極
第24頁

Claims (1)

  1. 503520 ϋ正 案號 90112238
    六、申請專利範圍 1 · 一種金屬互連，其係被形成於玻璃基板（1 ^) 含互相連接線之接地圖案薄膜（1 2 )及利用選擇+生f 其包 地圖案薄膜上所形成之電鍍薄膜（1 3 )，其特徵為·錢在接 膜（1 3 )兩側與玻璃基板（1 1 )表面所形成之錐形备三^缝薄 在90° ，且其中由接地圖案薄膜（12)與破璃基圍 (11)表面所形成之錐形角召的範圍在〇仝冷丛9 0。，且 被覆蓋接地圖案薄膜（12)區域中玻璃基板（11 )之挖掘#γ 的範圍在0£Υχ2 0 0 0 Α，且電鍍薄膜（13)的厚度X範圍為γ< X<8000 A 〇 〜 2 ·如申請專利範圍第1項之金屬互連，其中接地圖案薄 膜（12)包含 ΙΤ0 或Sn02。 . 3·如申請專利範圍第1項之金屬互連，其中接地圖案薄 膜（1 2 )包含聚亞胺。 4·如申請專利範圍第1項之金屬互連，其中電鍍薄膜 (1 3 )是一種含有由銅、金、鎳、及銀所組成之群組中任何 之一之單層薄膜，或是一種包含至少一個含有由銅、金、 鎳、及銀所組成之群組中任何之一之單層薄膜之多層薄 膜0 5·如申請專利範圍第1項之金屬互連，其中電鍍是無電 鍍0 6· —種主動矩陣基板’其係使用金屬互連，其係被形成 於玻璃基板（11)上，其包含互相連接線之接地圖案薄膜 (1 2 )及利用選擇性電鍍在接地圖案薄膜上所形成之電鍍薄 膜（13)，其特徵為：電鍍薄膜（13)兩侧與玻璃基板（1 1)表
    O:\71\7I324-9I0619.ptc 第26頁 503520 _案號90112238_年月日_ifi_ 六、申請專利範圍 面所形成之錐形角α的範圍在0<α< 90 a ，且其中由接 地圖案薄膜（1 2 )與玻璃基板（11 )表面所形成之錐形角召的 範圍在0<沒<90° ，且在未被覆蓋接地圖案薄膜（12)區域 中玻璃基板（11)之挖掘量Y的範圍在0<Y<20 00A ，且電鍍 薄膜（13)的厚度X範圍為Y<X< 8 0 0 0 A 。 7.如申請專利範圍第6項之主動矩陣基板，其中電鍍薄 膜（1 3 )兩側與玻璃基板（1 1 )表面所形成之錐形角α的範圍 在20 3 < α <75 α 〇
    U:\71\7I324-910619.ptc 第27頁
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