TWI245806B - Thin film aluminum alloy and sputtering target to form the same - Google Patents

Thin film aluminum alloy and sputtering target to form the same Download PDF

Info

Publication number
TWI245806B
TWI245806B TW093132008A TW93132008A TWI245806B TW I245806 B TWI245806 B TW I245806B TW 093132008 A TW093132008 A TW 093132008A TW 93132008 A TW93132008 A TW 93132008A TW I245806 B TWI245806 B TW I245806B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
film
aluminum alloy
thin
hardness
alloy
Prior art date
Application number
TW093132008A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200504231A (en
Inventor
Junichiro Hagiwara
Ichiro Tokuda
Original Assignee
Ulvac Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ulvac Materials Inc filed Critical Ulvac Materials Inc
Publication of TW200504231A publication Critical patent/TW200504231A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI245806B publication Critical patent/TWI245806B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L21/2855—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table by physical means, e.g. sputtering, evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49866—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/532—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
    • H01L23/53204—Conductive materials
    • H01L23/53209—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides
    • H01L23/53214—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides the principal metal being aluminium
    • H01L23/53219—Aluminium alloys
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G02F1/136295—Materials; Compositions; Manufacture processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

1245806 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用於平板型顯示器電路，如液晶顯示器 ，以及用於半導體積體電路當作導電薄膜材料之薄膜鋁合金 ，並且關於形成該薄膜鋁合金之噴鍍靶。 【先前技術】 現在無論鋁型合金或銅型合金皆係用於半導體元件及 液晶顯示幕中當作薄膜電極及配線材料。當中，銅型合金對 氧化物薄膜未具有足夠的黏著力，並且具有不當的耐腐蝕性 ，並且在電漿蝕刻時會遇到困難，因此僅用於特定用途之裝 置。因此通常使用鋁合金。此等鋁材料必需降低電阻率並且 必需具有抗突出性（hillock resistance)。必需降低此等特徵 當中的電阻率以防止訊號延遲以及加速近來液晶顯示器及半 導體元件領域之配線寬度放大及高精確度。另一方面，如果 使用鋁合金當作具有低電阻率之電極及配線材料，由於在形 成電極及配線材料薄膜之後的熱處理（退火處理）時因爲鋁實 質上具有低耐熱性，所以需要抗突出性以防止鋁所引起的內 應力造成該薄膜表面形成突出物。 具有此類型抗突出性之鋁型合金已知如日本專利第 273 3 006號中揭示的，製成之鋁合金以鋁爲基準，包含至少 一類選自鈸、釓及鏑之合金成分，用量超過1.0原子％並且 高達1 5原子％。最後，用於液晶顯示器之基材上形成的鋁型 電極材料在該裝置製造步驟中必經的熱處理（退火處理）時， 會產生突出物。對於此等電極材料，添加鈸等至鋁製成鋁合 1245806 (2) 金將產生固溶體效應而能達到改善耐熱性的目的。 同樣地，例如，日本專利公開公報2⑽〇-23 5 96 1揭示使 用包括以鋁爲主成分，至少一含量爲〇·5至1.5原子％並且選 自鉻、給、銅、鈦、鉬、鎢、鐵、絡及鐘兀素之金屬成分爲 次要成分，以及至少一含量爲〇·5至1.5原子％並且選自矽及 鍺元素之半導體成分與鋁結合形成合金，之鋁合金形成的導 電薄膜。此合金係製成含有金屬成分俾藉由偏析該晶粒邊界 之金屬成分達到防止突出物之發生並且含有半導體成分俾藉 著使該成分與鋁結合形成合金以達到防止突出物之發生。 【發明內容】 前述所有的現行鋁合金皆由添加其它成分至鋁獲得之 固溶體效應及偏析效應的補強改善耐熱性。此例中，因爲上 述固溶體效應及偏析效應同時也會提高電阻率，所以該鋁合 金之原料得以進行退火處理。由於此方法能確保該等元素在 鋁沉澱物中以固溶體的形態存在，所以該固溶體中所有的元 素全皆形成固溶體，該固溶體爲電阻率提高的原因之一，因 此該固溶體減少時該電阻率也會降低。 然而，由上述退火處理所引致的電阻率降低端視退火 處理時的溫度而定。因此，各退火處理條件當中，可能無法 獲得任何鋁合金可在較低溫度（約3 5(TC或更低）下具有所欲 之低阻抗。此外，因爲該指定阻抗會隨著該熱處理溫度而變 ，所以難以不慮及室溫條件而能將該電阻率收斂至指定範圍 〇 同樣地，如果欲添加以獲取固溶體之元素含量及偏析 -5- 1245806 (3) 效應高’使用形成電極薄膜並包括此等鋁合金之噴鍍靶所形 成之薄膜的硬度傾向於高的。此等硬度提高可退火處理時所 添加之元素的沉澱而抑制。然而，該硬度會隨著如上述電阻 率例子之相同方法的退火處理溫度而變，因此難以使該硬度 收斂至一指定範圍內。 有鑑於上述問題，所以本發明之目的在提供一限制突 出物發生之薄膜鋁合金，其中得不顧及退火溫度而能保持不 變的安定低電阻率，同樣也提供用以形成該薄膜鋁合金之噴 鍍靶。 爲了解決上述的問題，將根據本發明之薄膜鋁合金設 計成在25 °C至500 °C之間進行退火處理時威氏硬度爲30Hv或 更小，並且薄膜應力（以絕對値表示）爲30公斤/平方毫米或 更小，並且在上述退火處理之溫度範圍內時，上述硬度及薄 膜應力等物性係分別分布於預定的硬度範圍及預定的薄膜應 力範圍內。該鋁合金具有的特徵爲上述實質上會隨著退火溫 度而變之硬度及薄膜應力皆分布於上述退火處理一小部分之 溫度範圍內，所以該硬度及應力對於退火溫度之依存大槪可 忽略，也因此幾乎可視該二者對退火溫度係不變的。另外’ 因爲形成小的殘餘應力（薄膜應力）及小的硬度，所以可抑制 突出物之發生並保持鋁實質上即具有的低電阻率。 附帶地，當該薄膜應力爲負時表示壓縮應力，當該薄 膜應力爲正時表示抗張應力。 在此例中，本發明之薄膜鋁合金較佳爲包括以下之合 金成分，0.5至15原子％並且選自銀、銅、鎂及鋅元素群其 中之一或多類，〇. 〇 1至5原子％並且選自鈷、鉻、釓、鈴、 1245806 (4) 鋰、錳、鉬、鈮、钕、鎳、鈀、鈾、釕、銃、緦、鉬、鈦、 鎢、釔及鉻元素群其中之一或多類，以及餘量的鋁及無法避 免的不純物。以銀、銅、鎂及鋅組成之元素群當作晶核加至 上述合金中增加成核密度。另一方面，以鈷、鉻、釓、給、 鋰、錳、鉬、鈮、鈸、鎳、鈀、鉑、釕、銃、緦、鉅、鈦、 鎢、釔及鍩組成之另一元素群在上述合金之晶粒邊界偏析出 來以防止結晶性顆粒變得粗糙。添加上述各元素的結果係能 保持退火時該鋁合金之精細結構並且將殘餘應力限制至小到 能夠抑制上述突出物之產生，維持小的硬度及小的電阻率。 當銀、銅、鎂及鋅所組成之元素群其中之一或多類的 含量（組成比率）爲小於0.5原子％或鈷、鉻、釓、給、鋰、錳 、鉬、鈮、鈸、鎳、鈀、鉑、釕、銃、緦、鉅、鈦、鎢、釔 及鉻所組成之群其中之一或多類的含量（組成比率）爲小於 0.01原子％時，將產生太多突出物而無實用價値。另一方面 ，當銀、銅、鎂及鋅所組成之元素群其中之一或多類的含量 (組成比率）爲大於15原子％或鈷、鉻、釓、給、鋰、錳、鉬 、鈮、鈸、鎳、鈀、鉑、釕、銃、緦、鉅、鈦、鎢、釔及鉻 所組成之群其中之一或多類的含量（組成比率）爲大於5原子％ 時，將產生硬度及電阻率太高的問題。 再者，該薄膜鋁合金確使鋁及包含上述合金成分在內 之無法避免的不純物可藉由噴鍍法形成於該基材上。要注意 通常該薄膜係於退火處理之後藉由噴鍍形成。但因爲本發明 之薄膜鋁合金幾乎無退火溫度依存性，所以在上述之噴鍍之 後無需再退火處理，藉而簡化該薄膜形成步驟。（產生退火 效果之溫度範圍將偏移至低溫側並且預期在較低溫，例如， -7- 1245806 (5) 室溫（約2 5 °C )或較高溫時皆將具有相類似的退火效果。） 在此之時，假設如上述具有抗突出性之薄膜鋁合金係 形成超塑性變形，最後，該合金中由精細結晶彼此相鄰形成 之晶粒邊界將在該變形的作用下產生複數個邊界帶以卸去該 合金內部的應力集中。此等暗示該薄膜鋁合金具有超塑性變 形特徵。本發明之薄膜鋁合金具有數微米或更小之薄膜厚度 並且可形成於基材上。因此無法直接測量超塑性變形，通常 測量材料之巨觀伸長率。因此，以超塑性特徵的方式測量硬 度特徵及薄膜應力（內部殘餘應力）特徵俾由間接方式得知該 薄膜鋁合金具有超塑性變形。要注意室溫時所能獲得之上述 之退火效應也會由該超塑性變形特徵引發。 同樣地，因爲以此方法製得之薄膜鋁合金可以低電阻 率限制突出物之數目，所以該等薄膜鋁合金同樣也適合於半 導體元件或液晶顯示器中用作電極或配線材料。 再者，以噴鍍法形成此等薄膜鋁合金之噴鍍靶可由包 括以下成分之銘合金構成，0.5至15原子％之至少一選自用 以提高該鋁合金晶核產生密度之元素群（銀、銅、鎂及鋅）中 的元素及0.01至5原子％之至少一選自用以防止該鋁合之結 晶晶粒粗糙化之元素群（鈷、鉻、釓、給、鋰、錳、鉬、鈮 、鈸、鎳、鈀、鉑、釕、銃、緦、鉅、鈦、鎢、釔及锆）中 的元素，以及，餘量的鋁及無法避免的不純物。利用此靶噴 鍍形成之薄膜具有低電阻率，顯示低硬度並且會限制退火處 理之後突出物之發生。 要注意如果噴鍍條件不一樣，該靶之組成與噴鍍該靶 材所獲得之薄膜的組成將不相同。 -8- (6) 1245806 同樣地，在該噴鍍法中，由該等元素（銀、銅、鎂及鋅 元素群其中之一或多類）長成結晶晶粒以促使晶核產生，在 噴鍍之後對該基材產生保護作用，同時由該等元素（鈷、鉻 、.L、給、鋰、錳、鉬、鈮、鈸、鎳、鈀、鈾、釕、銃、緦 、鉅、鈦、鎢、釔及锆元素群其中之一或多類）限制晶粒粒 徑之成長以防止結晶晶粒粗糖化，同樣以該祀材噴鍍之後對 該基材產生保護作用。結果’該結晶將保有晶體透過複數個 晶粒邊界彼此相鄰之精細結構。最終，由噴鍍法形成薄膜之 情況與複數個晶粒邊界帶產生的衍生機構爲主的超塑性變形 發展而成情況相同。 [適當具體例之詳細說明] 根據本發明用以形成薄膜鋁合金之噴鍍靶係藉由下之 方法製備。結果，首先利用真空感應熔爐使具有以下成分之 組成物的材料，該組成物包括0.5至1 5原子％並且選自銀、 銅、鎂及鋅元素群其中之一或多類，0.01至5原子％並且選 自鈷、鉻、乱、飴、鋰、錳、鉬、鈮、鈸、鎳、鈀、鉑、釕 、銃、緦、鉬、鈦、鎢、釔及銷元素群其中之一或多類，以 及餘量的鋁及無法避免的不純物，於氬氣氛中熔融，接著鑄 成塊。接下來，藉由一般熱加工法使依此方法製得之鑄塊變 形’隨後藉由切割處理製成噴鍍靶的形狀。 再者’將上述噴鍍靶置於一般的DC磁控制噴鍍裝置並 且以一般的噴鑛條件在矽晶圓上製成薄膜鋁合金。 然後，使上述步驟製得之基材維持於25 °C及500 °C範圍 1245806 (7) 間之預定溫度下3 0分鐘，隨後逐漸地冷卻製得薄膜鋁合金。 以此方法製得之薄膜鋁合金具有電阻率及硬度及經產 生之突出物限於低値之物理性質，及此等電阻率、硬度及突 出物數目之變動對退火溫度的依存性小，最後，退火溫度對 此等特徵之影響微小。這顯示本發明之薄膜鋁合金具有此等 物性，例如即使在室溫下以噴鍍成膜步驟形成而不需要退火 處理時亦具有優良的抗突出性，甚至將受到該基材與該靶材 之間產生之電漿熱輻射而升至某程度之基材表面溫度列入考 慮亦同。 因此，上述薄膜鋁合金係適合當作用於半導體元件及 液晶顯示器之電極及配線材料。 同樣如上所述，藉由噴鍍法在該基材上形成薄膜之情 況下與以長成結晶構成複數個晶粒邊界之論點所發展而成超 塑性變形的情況一樣都能維持精細的結構。以此方法製得之 薄膜鋁合金具有低硬度及抗突出性，另外具有限於低値之薄 膜應力。所以能假設該合金係由超塑性變形形成。 【實施方式】 實施例 實施例1 製備包括3.3原子％鎂金屬、0.1 2原子％銃金屬及餘量爲 鋁金屬之合金材料，利用真空感應熔爐在氬氣氛中熔融。之 後以熱加工使製得之鑄塊變形並且藉由切割加工形成噴鍍靶 。至於該靶材之尺寸，直徑係250毫米並且厚度係15毫米。 實現本發明時不用限制直徑。 -10- 1245806 (8) 再者，將上述噴鍍靶置於DC磁控管噴鍍裝置（由日本 ULVAC公司製造發售，註冊名稱：「Ceraus Z- 1 000」）並且 在矽晶圓上製作薄膜鋁合金。此時之噴鍍條件如下：噴鍍能 量：約9瓦/平方公分，氬氣濃度：3xl0_3托耳，薄膜厚度： 3 000埃（3000至1 0000埃），製作薄膜時之基材溫度：室溫至 1 〇〇 °C，以及矽晶圓尺寸：直徑6英吋。通常使用此等噴鍍條 件但欲以限制本發明。 之後，使上述步驟製得之成膜基材在真空下維持於25 °C及5 00 °C溫度範圍間之預定溫度下30分鐘，隨後逐漸地冷 卻製得薄膜鋁合金。 本實施例之噴鍍條件中，最終薄膜鋁合金之組成幾乎 與該靶材的相同。 比較實施例1 實質上以實施例1相同方法形成噴鍍靶，惟該合金材料 僅有鋁，製得具有與該靶材幾乎相同組成之薄膜鋁合金。 比較實施例2 實質上以實施例1相同方法形成噴鍍靶，惟該合金材料 之組成包含2原子％鈸金屬，及餘量的鋁金屬，製得具有與 該靶材幾乎相同組成之薄膜鋁合金。 在改變預定退火溫度之情況下測量實施例1、比較實施 例1及比較實施例2中各薄膜鋁合金之硬度，以Micro Vickers 裝置測得以下表】及第1圖之結果。 (9) 1245806 [表l ] 退火溫度 合金之威氏硬度 (°c ) [比較實施例1] [比較實施例2] [實施例1] (Hv) (Hv) (Hv) 25 30.86 41.61 8.3 200 30.80 45.60 6.9 250 28.70 48.27 6.8 300 20.40 44.65 6.8 350 14.20 32.38 6.1 400 10.20 25.40 6.9 450 10.50 22.30 7.1 500 9.80 21.40 7.0 由表1及第1圖可淸楚見到，本發明之薄膜鋁合金皆保 持較低的硬度，對退火溫度的依存性不大。結果，實施例1 中，25 °c至5 00 °C時該硬度平均（以線性逼近的結果，以下實 施例皆同）爲7.1 Hv，然而該變異範圍（極小値與極大値之間 的差距）爲2.2 Ην。詳言之在200°C至500°C時，該硬度平均 爲6.8 Hv，然而變異範圍爲0.9 Hv。也就是說，該變異範圍 顯著下降，因此將視該硬度對退火溫度爲固定不變的。與上 述比較，比較實施例3及比較實施例2之合金在200°C及400°C 之退火溫度範圍間顯示出有大的波動，表示此等合金之硬度 主要依存於退火溫度。 同樣地，在改變預定退火溫度之情況下實施例1、比較 實施例1及比較實施例2中各薄膜鋁合金之薄膜應力以X射線 -12- 1245806 (10) 繞射儀用Ψ常數法測量薄膜應變獲得如以下表2及第2圖所示 之結果。 [表2] 退火溫度 合金之薄膜應力 (°c ) [比較實施例1 ] [比較實施例2] [實施例1] (公斤/平方毫米） (公斤/平方毫米） (公斤/平方毫米） 25 12.000 32.700 5.300 200 1 3.200 3 6.900 5.400 250 6.500 3 7.200 4.400 300 5.300 37.100 4.700 350 5.200 27.500 4.400 400 4.800 12.500 4.400 45 0 4.900 10.300 4.300 500 4.500 10.100 4.200 由表2及第2圖可淸楚見到，本發明之薄膜鋁合金皆保 持較低的薄膜應力（殘餘應力），對退火溫度的依存性不大。 結果，實施例1中，25 °C至500 °C時該薄膜應力平均爲4.756 公斤/平方毫米，然而該變異範圍（極小値與極大値之間的差 距）爲1.200公斤/平方毫米。詳言之在2〇〇°C至500 °C時，該 薄膜應力平均爲4.400公斤/平方毫米，然而變異範圍爲〇.5〇〇 公斤/平方毫米。也就是說，該變異幅度顯著下降，因此將 視該溥fe應力封退火溫度爲固定不變的。與上述比較，比較 實施例1及比較實施例2之合金在2 0 0 °C及3 0 0 °C之退火溫度範 圍間顯示出有大的波動，表示此等合金之各別薄膜應力主要 -13- 1245806 (11) 依存於退火溫度。 這顯示考量上述表1及第1圖所示之結果時集中的內部 應力係經充分地解除，同時亦顯示突出物之產生受到阻礙。 同樣地，在改變退火溫度之情況下用SEM(電子顯微鏡） 觀察測量實施例1、比較實施例1及比較實施例2中各薄膜鋁 合金之薄膜表面上產生之突出物數目獲得如以下表3及第3圖 所不之結果。 [表3] 退火溫度 合金薄膜表面上之突出物數目 (°c ) [比較實施例1] (個/平方毫米） [比較實施例2] (個/平方毫米） [實施例1] (個/平方毫米 ) 25 0 0 0 200 6000 0 0 250 9600 0 0 300 1 7400 0 0 350 23 800 0 0 400 3 1000 10 0 450 3 9000 4000 0 500 5 1000 1 6000 10 由表3及第3圖可淸楚見到，本發明之薄膜鋁合金具有 充分的抗突出性。 同樣地，在改變退火溫度之情況下以四探針法測得之 薄片阻抗計算實施例1、比較實施例1及比較實施例2中各薄 -14- (12) 1245806 膜鋁合金之電阻率獲得如以下表4及第4圖所示之結果。 [表 4] _ 退火溫度 合金之電阻率 (°C ) [比較實施例1] [比較實施例2] [實施例1] (微歐姆·公分） (微歐姆·公分） (微歐姆·公分） 25 2.80 10.20 4.6 200 2.79 9.80 3.8 250 2.78 9.70 3.5 300 2.77 7.80 3.2 350 2.80 3.80 3.0 400 2.8 1 3.40 3.3 450 2.78 3.40 3.1 5 00 2.78 3.30 3.0 由表4及第4圖可淸楚見到，本發明之薄膜鋁合金皆保 持較低的電阻率並且皆隨著退火溫度升高而降低，最後該薄 膜鋁合金具有與高純度鋁相似的電阻率。 由上述解釋可淸楚見到，本發明之薄膜鋁合金對退火 溫度沒有大的依存性但卻具有高抗突出性，同時能保持低的 電阻率及硬度。因此，由該薄膜應力的値可理解由超塑性變 形之結果可獲得此等特徵。再者，使用包含構成此等薄膜鋁 合金之元素的噴鍍靶時可藉由噴鍍法製得上述之薄膜鋁合金 【圖式簡單說明】 -15- 1245806 (13) 第1圖係顯示對應至用於形成薄膜鋁合金之各類噴鍍靶 之退火溫度)與威氏硬度（Hv)之間的關係圖。第1圖係顯 示退火溫度（°C )與對應至用於形成薄膜鋁合金之各類噴鍍靶 之威氏硬度（Hv)之間的關係圖。 第2圖係顯示退火溫度（°C )與對應至用於形成薄膜鋁合 金之各類噴鍍靶之薄膜應力（公斤/平方毫米）之間的關係圖 〇 第3圖係顯示退火溫度（°C )與對應至用於形成薄膜鋁合 金之各類噴鍍靶之突出物數目（個/平方毫米）之間的關係圖 〇 第4圖係顯示退火溫度（°C )與對應至用於形成薄膜鋁合 金之各類噴鍍靶之電阻率（微歐姆·公分）之間的關係圖。
-16-

Claims (1)

1245806 , /, V /u·： ⑴匕、口 十、申請專利範圍 1 · 一種用於形成薄膜鋁合金之噴鍍靶，其中該噴鍍靶 係由鋁合金構成的，該合金包括充當合金成分的0.5至15原 子％之一或多種選自銀、銅、鎂及鋅及0.01至5原子％之一或 多種選自鈷、鉻、乱、給、鋰、錳、鉬、鈮、鈸、鎳、鈀、 鉑、釕、銃、緦、鉅、鈦、鎢、釔及锆，以及充當剩餘物的 鋁及無法避免的不純物。
-17-
TW093132008A 2001-08-31 2002-08-29 Thin film aluminum alloy and sputtering target to form the same TWI245806B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001263085A JP4783525B2 (ja) 2001-08-31 2001-08-31 薄膜アルミニウム合金及び薄膜アルミニウム合金形成用スパッタリングターゲット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200504231A TW200504231A (en) 2005-02-01
TWI245806B true TWI245806B (en) 2005-12-21

Family

ID=19089896

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW091119708A TWI245805B (en) 2001-08-31 2002-08-29 Thin film aluminum alloy and sputtering target to form the same
TW093132008A TWI245806B (en) 2001-08-31 2002-08-29 Thin film aluminum alloy and sputtering target to form the same

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW091119708A TWI245805B (en) 2001-08-31 2002-08-29 Thin film aluminum alloy and sputtering target to form the same

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6791188B2 (zh)
JP (1) JP4783525B2 (zh)
TW (2) TWI245805B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103548420A (zh) * 2011-05-24 2014-01-29 株式会社神户制钢所 含有有机el显示器用的反射阳极电极的配线结构

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006339666A (ja) * 2002-12-19 2006-12-14 Kobe Steel Ltd アルミニウム合金膜形成用スパッタリングターゲット
JP3940385B2 (ja) * 2002-12-19 2007-07-04 株式会社神戸製鋼所 表示デバイスおよびその製法
JP2005086118A (ja) * 2003-09-11 2005-03-31 Renesas Technology Corp 半導体装置
WO2005043572A1 (en) * 2003-10-31 2005-05-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Radio-frequency microelectromechanical systems and a method of manufacturing such systems
JP4390260B2 (ja) * 2004-02-16 2009-12-24 三井金属鉱業株式会社 高耐熱性アルミニウム合金配線材料及びターゲット材
JP4377788B2 (ja) 2004-09-27 2009-12-02 株式会社神戸製鋼所 半導体配線用Ｃｕ合金、Ｃｕ合金配線の製法、該製法で得られたＣｕ合金配線を有する半導体装置、並びに半導体のＣｕ合金配線形成用スパッタリングターゲット
US20060081465A1 (en) * 2004-10-19 2006-04-20 Kobelco Research Institute, Inc. Assembly for sputtering aluminum-neodymium alloys
JP4330517B2 (ja) * 2004-11-02 2009-09-16 株式会社神戸製鋼所 Ｃｕ合金薄膜およびＣｕ合金スパッタリングターゲット並びにフラットパネルディスプレイ
JP2006240289A (ja) * 2005-02-07 2006-09-14 Kobe Steel Ltd 光情報記録媒体用記録膜および光情報記録媒体ならびにスパッタリングターゲット
JP4117001B2 (ja) * 2005-02-17 2008-07-09 株式会社神戸製鋼所 薄膜トランジスタ基板、表示デバイス、および表示デバイス用のスパッタリングターゲット
JP4621989B2 (ja) * 2005-03-10 2011-02-02 三菱マテリアル株式会社 耐腐食性に優れた反射板用反射膜およびこの耐腐食性に優れた反射板用反射膜を形成するためのスパッタリングターゲット
JP2007072427A (ja) * 2005-03-10 2007-03-22 Mitsubishi Materials Corp 耐腐食性に優れた反射板用反射膜およびこの耐腐食性に優れた反射板用反射膜を形成するためのスパッタリングターゲット
JP4542008B2 (ja) * 2005-06-07 2010-09-08 株式会社神戸製鋼所 表示デバイス
US7683370B2 (en) 2005-08-17 2010-03-23 Kobe Steel, Ltd. Source/drain electrodes, transistor substrates and manufacture methods, thereof, and display devices
US7411298B2 (en) * 2005-08-17 2008-08-12 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Source/drain electrodes, thin-film transistor substrates, manufacture methods thereof, and display devices
JP4117002B2 (ja) 2005-12-02 2008-07-09 株式会社神戸製鋼所 薄膜トランジスタ基板および表示デバイス
JP4559490B2 (ja) * 2005-12-22 2010-10-06 パイオニア株式会社 光記録媒体
US20090008786A1 (en) * 2006-03-06 2009-01-08 Tosoh Smd, Inc. Sputtering Target
KR20080100358A (ko) * 2006-03-06 2008-11-17 토소우 에스엠디, 인크 전자 장치, 이의 제조방법 및 스퍼터링 타겟
US20070251819A1 (en) * 2006-05-01 2007-11-01 Kardokus Janine K Hollow cathode magnetron sputtering targets and methods of forming hollow cathode magnetron sputtering targets
US7781767B2 (en) 2006-05-31 2010-08-24 Kobe Steel, Ltd. Thin film transistor substrate and display device
JP2008098611A (ja) * 2006-09-15 2008-04-24 Kobe Steel Ltd 表示装置
JP4280277B2 (ja) * 2006-09-28 2009-06-17 株式会社神戸製鋼所 表示デバイスの製法
CN101523612B (zh) 2006-10-13 2011-07-06 株式会社神户制钢所 薄膜晶体管基板及显示器件
JP4377906B2 (ja) * 2006-11-20 2009-12-02 株式会社コベルコ科研 Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ系Ａｌ基合金スパッタリングターゲット、およびその製造方法
JP2008127623A (ja) * 2006-11-20 2008-06-05 Kobelco Kaken:Kk Ａｌ基合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JP4170367B2 (ja) 2006-11-30 2008-10-22 株式会社神戸製鋼所 表示デバイス用Ａｌ合金膜、表示デバイス、及びスパッタリングターゲット
JP4355743B2 (ja) * 2006-12-04 2009-11-04 株式会社神戸製鋼所 Ｃｕ合金配線膜とそのＣｕ合金配線膜を用いたフラットパネルディスプレイ用ＴＦＴ素子、及びそのＣｕ合金配線膜を作製するためのＣｕ合金スパッタリングターゲット
JP4705062B2 (ja) * 2007-03-01 2011-06-22 株式会社神戸製鋼所 配線構造およびその作製方法
JP2009004518A (ja) * 2007-06-20 2009-01-08 Kobe Steel Ltd 薄膜トランジスタ基板、および表示デバイス
US20090001373A1 (en) * 2007-06-26 2009-01-01 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel Ltd.) Electrode of aluminum-alloy film with low contact resistance, method for production thereof, and display unit
JP2009010052A (ja) * 2007-06-26 2009-01-15 Kobe Steel Ltd 表示装置の製造方法
JP2009008770A (ja) 2007-06-26 2009-01-15 Kobe Steel Ltd 積層構造およびその製造方法
JP5143649B2 (ja) * 2007-07-24 2013-02-13 株式会社コベルコ科研 Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ−Ｓｉ系Ａｌ合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法
US8702919B2 (en) * 2007-08-13 2014-04-22 Honeywell International Inc. Target designs and related methods for coupled target assemblies, methods of production and uses thereof
JP4611417B2 (ja) * 2007-12-26 2011-01-12 株式会社神戸製鋼所 反射電極、表示デバイス、および表示デバイスの製造方法
JP4469913B2 (ja) 2008-01-16 2010-06-02 株式会社神戸製鋼所 薄膜トランジスタ基板および表示デバイス
KR101163329B1 (ko) * 2008-02-22 2012-07-05 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 터치 패널 센서
JP5432550B2 (ja) * 2008-03-31 2014-03-05 株式会社コベルコ科研 Ａｌ基合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法
JP5139134B2 (ja) * 2008-03-31 2013-02-06 株式会社コベルコ科研 Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ−Ｃｕ系Ａｌ基合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法
US20110008640A1 (en) * 2008-03-31 2011-01-13 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel Ltd.) Display device, process for producing the display device, and sputtering target
JP5475260B2 (ja) * 2008-04-18 2014-04-16 株式会社神戸製鋼所 配線構造、薄膜トランジスタ基板およびその製造方法、並びに表示装置
US8422207B2 (en) * 2008-04-23 2013-04-16 Kobe Steel, Ltd. Al alloy film for display device, display device, and sputtering target
CN102077323A (zh) * 2008-07-03 2011-05-25 株式会社神户制钢所 配线结构、薄膜晶体管基板及其制造方法、以及显示装置
JP2010065317A (ja) * 2008-08-14 2010-03-25 Kobe Steel Ltd 表示装置およびこれに用いるＣｕ合金膜
JP4567091B1 (ja) 2009-01-16 2010-10-20 株式会社神戸製鋼所 表示装置用Ｃｕ合金膜および表示装置
US20110318607A1 (en) * 2009-03-02 2011-12-29 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Aluminum alloy reflective film, automobile light, illuminator, ornamentation, and aluminum alloy sputtering target
TW201040050A (en) * 2009-05-11 2010-11-16 Univ Nat Central Aluminum scandium alloy film for use in vehicle lamp and production method thereof
TWI437697B (zh) 2009-07-27 2014-05-11 Kobe Steel Ltd Wiring structure and a display device having a wiring structure
JP5179604B2 (ja) * 2010-02-16 2013-04-10 株式会社神戸製鋼所 表示装置用Ａｌ合金膜
JP2012180540A (ja) 2011-02-28 2012-09-20 Kobe Steel Ltd 表示装置および半導体装置用Ａｌ合金膜
JP2012243878A (ja) * 2011-05-17 2012-12-10 Kobe Steel Ltd 半導体電極構造
JP2012243877A (ja) * 2011-05-17 2012-12-10 Kobe Steel Ltd 半導体電極構造
JP2013084907A (ja) * 2011-09-28 2013-05-09 Kobe Steel Ltd 表示装置用配線構造
JP5890256B2 (ja) * 2012-06-06 2016-03-22 ジオマテック株式会社 アルミニウム合金膜
JP5979034B2 (ja) * 2013-02-14 2016-08-24 三菱マテリアル株式会社 保護膜形成用スパッタリングターゲット
US20160345425A1 (en) * 2014-02-07 2016-11-24 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Wiring film for flat panel display
CN107760939A (zh) * 2017-08-31 2018-03-06 天长市良文运动器材有限公司 一种抗冲击防开裂的垒球棒及其制备方法
CN107768348B (zh) * 2017-09-25 2019-07-12 江苏时恒电子科技有限公司 一种用于铜互联的导电阻挡层材料及其制备方法
WO2020003666A1 (ja) * 2018-06-28 2020-01-02 株式会社アルバック アルミニウム合金ターゲット及びその製造方法
US11935936B2 (en) 2018-06-28 2024-03-19 Ulvac, Inc. Aluminum alloy film, method of producing the same, and thin film transistor
CN109666829B (zh) * 2019-01-30 2021-04-30 中南大学 一种低锂含量的高强铸造铝锂铜锌合金及其制备方法
EP4028378A4 (en) 2019-09-10 2024-03-13 Countertrace LLC HEXASUBSTITUTED BENZENES, SURFACES MODIFIED THEREBY, AND ASSOCIATED METHODS
CN110714142A (zh) * 2019-11-06 2020-01-21 长沙迅洋新材料科技有限公司 一种Al-Sc-X多元合金靶材及其制备方法
CN112981353A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种薄膜应力的消除方法
EP3842561B1 (en) * 2019-12-23 2022-08-17 Novelis Koblenz GmbH Method of manufacturing an aluminium alloy rolled product
CN113388765A (zh) * 2021-06-21 2021-09-14 南通众福新材料科技有限公司 一种高导电新能源车用铝合金材料及方法
CN117467914B (zh) * 2023-12-25 2024-05-03 中铝材料应用研究院有限公司 一种耐应力腐蚀高强Al-Zn-Mg-Cu合金厚板及其制备方法和应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02274008A (ja) * 1989-04-17 1990-11-08 Hitachi Ltd 固体電子装置、その製造方法、及びそれを利用した装置
EP0521163B1 (en) * 1991-01-17 1997-05-28 Ryoka Matthey Corporation Aluminum alloy wiring layer, manufacturing thereof, and aluminum alloy sputtering target
JP2733006B2 (ja) 1993-07-27 1998-03-30 株式会社神戸製鋼所 半導体用電極及びその製造方法並びに半導体用電極膜形成用スパッタリングターゲット
JP3236480B2 (ja) * 1995-08-11 2001-12-10 トヨタ自動車株式会社 ポートホール押出が容易な高強度アルミニウム合金
JPH11258625A (ja) * 1998-03-12 1999-09-24 Toshiba Corp 表示装置用アレイ基板及びその製造方法
JP2000235961A (ja) 1999-02-16 2000-08-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 導電性薄膜材料及びこれを用いた薄膜トランジスタ用配線

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103548420A (zh) * 2011-05-24 2014-01-29 株式会社神户制钢所 含有有机el显示器用的反射阳极电极的配线结构
CN103548420B (zh) * 2011-05-24 2016-08-17 株式会社神户制钢所 含有有机el显示器用的反射阳极电极的配线结构

Also Published As

Publication number Publication date
US6791188B2 (en) 2004-09-14
JP4783525B2 (ja) 2011-09-28
JP2003073810A (ja) 2003-03-12
US20030047812A1 (en) 2003-03-13
TWI245805B (en) 2005-12-21
TW200504231A (en) 2005-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI245806B (en) Thin film aluminum alloy and sputtering target to form the same
JP2003073810A5 (zh)
TWI523087B (zh) Al alloy film for semiconductor devices
WO1995016797A1 (en) Molybdenum-tungsten material for wiring, molybdenum-tungsten target for wiring, process for producing the same, and molybdenum-tungsten wiring thin film
Zhang et al. Nanocrystalline tetragonal tantalum thin films
TW200302289A (en) Target of high-purity nickel or nickel alloy and its producing method
JP4415303B2 (ja) 薄膜形成用スパッタリングターゲット
KR100660731B1 (ko) 니켈 합금 스퍼터링 타겟트
EP2634287A1 (en) Titanium target for sputtering
WO2018100932A1 (ja) アルミニウム合金スパッタリングターゲット
EP2002027B1 (en) Ternary aluminum alloy films and targets
US6780295B2 (en) Method for making Ni-Si magnetron sputtering targets and targets made thereby
JP2001093862A (ja) 液晶ディスプレイ用の電極・配線材及びスパッタリングターゲット
JP4264302B2 (ja) 銀合金スパッタリングターゲットとその製造方法
JP2013133491A (ja) スパッタリング用銅ターゲット材及びスパッタリング用銅ターゲット材の製造方法
JP2001073125A (ja) Ｃｏ−Ｔａ系合金スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP2002129313A (ja) パーティクル発生の少ない高純度銅スパッタリングターゲット
JP5526072B2 (ja) スパッタリングターゲットとそれを用いたＴｉ−Ａｌ−Ｎ膜および電子部品の製造方法
JP4472930B2 (ja) ニッケル−チタン合金スパッタターゲットとその製造法
JP2017218627A (ja) Ａｌ合金スパッタリングターゲット
JP5622914B2 (ja) スパッタリングターゲットの製造方法、Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ膜の製造方法、および電子部品の製造方法
JP2001125123A (ja) 液晶ディスプレイ用電極・配線材及びスパッタリングターゲット
JP5389093B2 (ja) スパッタリングターゲットとそれを用いたＴｉ−Ａｌ−Ｎ膜および電子部品の製造方法
JP4820507B2 (ja) スパッタリングターゲットとその製造方法、およびそれを用いたＴｉ−Ａｌ−Ｎ膜と電子部品の製造方法
JP2002322528A (ja) 電極配線材料およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MK4A Expiration of patent term of an invention patent