TWI336803B

TWI336803B - Display device

Info

Publication number: TWI336803B
Application number: TW095117334A
Authority: TW
Inventors: Toshihiro Kugimiya; Katsufumi Tomihisa; Aya Hino; Katsutoshi Takagi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2011-02-01
Also published as: US20060275618A1; KR100802879B1; TW200700866A; JP2007017926A; JP4542008B2; SG128578A1; KR20060127794A

Description

1336803 (1) . 九、發明說明【發明所屬之技術領域】本發明係關於薄膜顯示裝置，更具體地說，本發明係關於新穎顯示裝置，其包括透明導電性膜和C U合金膜直接連接的結構的低電阻率互連部分作爲構成元件，該結構例如被應用在主動和被動矩陣型平板顯示器（F P D )中，例如液晶顯示器、反射薄膜、光學零件等。【先前技術】對於包括液晶顯示器之FPD，近年來越來越需要低電阻率的互連材料。特別地，在液晶顯示器中，強烈地要求降低用於驅動象素的薄膜電晶體（TFT )的閘極線和信號線（源極和漏極線）的電阻率，目前已經使用耐熱A1合金，例如Al-Nd等。但是，隨著例如用於液晶顯示TV設備的40或更大型 ^ 號的大尺寸顯示板的出現，從閘極線和信號線的信號延遲問題的角度看，作爲比A1合金低電阻率材料的Ag和Cu 吸引了人們的注意。但是，從液晶顯示器應用的角度看， A g和C u存在幾個問題。該問題，例如在純A g的情況中，爲與玻璃基板和S i N絕緣膜的黏附、藉由濕蝕刻製備互連的性能、Ag元素的內聚力等。另外，例如在a第 2〇〇 3 -5 8 0*7 9和2〇〇3-297584號公報中公開了使用純Cu金屬或Cu合金的例子，儘管它們具有如上述Ag的那些問題，但是它們已經實際應用到一些高端監視器上。 -5- (2) 1336803 【發明內容】針對Cu金屬和Cu合金所指出的問題之一就是它易氧化。在目前通常使用的A1合金互連的情況中，例如由氧化銦錫（ITO )製成的透明電極連接時，在互連和源極/漏極互連兩者之間用稱爲位障金屬之耐屬，例如Mo、Cr或其合金，連接閘極互連和源極/漏連這兩者。這是因爲當ITO直接與A1連接時，由於: 和IΤ Ο之間的介面上形成A1氧化物膜，所以電連接率增加或電連接變爲不可能。在使用純Cu或Cu合金膜的情況中也發生這樣的。這是因爲Cu膜的表面在大氣中容易氧化形成Cu氧膜，Cu表面也容易在用於光阻剝除之氧等離子灰化中氧化。再者，在用於Cu膜和ITO膜等的電連接白膜表面上濺射形成.ITO膜作透明電極的情況中，由於成ITO膜期間從靶材料中衍生出的氧或由於成膜時添氧，在Cu膜表面上形成薄氧化物膜作爲ITO/Cu介面氧化物膜使Cu互連與透明電極之間的連接電阻率增從而使顯示品質變差，例如液晶顯示器的漸變。目前在A1合金膜與透明電極之間使用的位障金如Μ 〇具有防止A 1合金膜表面上的氧化作用和有利地 A1合金膜與透明電極之間的電阻率的作用，並且在 Cu或Cu合金代替A1合金的情況中，使用位障金屬有效的。但是|在這種現有方法中，因爲需要形成位們容在與閘極火金極互生A1 電阻問題化物步驟 ]Cu 在形加的。該加，屬例維持使用也是障金 -6 - (3) . (3) .1336803 屬例如Μ 〇的濺射膜形成室，該位障金屬係用於位障金屬層，這增加了安裝成本，及由於膜形成期間，實際所花費的時間（tact time)增加，所以降低了生産率和增加了成本。基於上述情況完成了本發明，本發明旨在提供顯示裝置，其使用電阻率比A 1合金低的C u合金膜與透明電極膜連接，並且不使用位障金屬層就能夠以相對於透明電極的低電阻率直接連接，並且能夠保證高的顯示品質，例如應用於液晶顯示器時。 ‘ 爲了解決該問題，本發明的一方面旨在一種含有不採用耐火金屬薄膜而將Cu合金膜和透明導電膜直接連接的互連電極的顯示裝置，其中Cu合金膜含有總量爲0.1原子％〜3.0原子％的Zn和/或Mg、或總量爲0.1原子％〜 0.5原子％的Ni和/或Μη，及其中Cu合金膜除了上述元素外’另外含有總量爲0.02原子％〜1.0原子％的Fe和/或 Co以及0.005原子％〜0.5原子％的P。在本發明該方面的顯示裝置中，氧化銦錫（ITO)或氧化銦鋅（IZO)優選作爲透明導電膜，將透明導電膜層壓到含有上述指定元素的Cu合金膜上形成的那些膜作爲卷帶自動結合連接電極（tab connection electrode)是極其有用的’例如作爲具有低電連接電阻率和高顯示品質的液晶顯示器。本發明的該方面能夠低成本地提供高性能的顯示裝置，能夠得到Cu合金膜與透明導電膜例如ITO或IZO之間的低接觸電阻的直接接觸，並且能夠省略位障金屬層的使 (4) (4)1336803 用。根據本發明的上述方面，在透明導電膜與C u金屬膜相互接觸的情況中，因爲選自Zn、M g、N i和Μ n中的至少一種元素少量地包含在Cu金屬膜中，所以可能抑制在 Cu金屬膜表面上形成的Cu氧化物膜的生長’從而能將接觸電阻控制到低且穩定的狀態，因此，在液晶顯示器等中將顯示品質維持在高水準的同時，顯著地降低步驟數目和加工成本。較佳具體例的詳細描述參照附圖，作爲主動矩陣型顯示裝置的例子，具體地描述本發明的顯示裝置的較佳具體例，但是本發明決不局限於所說明的方案，它當然可以在符合上述本發明要旨的合適範圍內實施及被描述於後。圖1是安裝在本發明應用的液晶顯示裝置上的液晶顯示器結構的示意放大橫截面圖。圖1所示的液晶顯示器具有薄膜電晶體（TFT )陣列基片1、與TFT陣列基片1相對的相對基片2、和佈置在 TFT陣列基片1與相對基片2之間且充當光調製層的液晶層3。TFT陣列基片1包括佈置在絕緣玻璃基片1 a上的薄膜電晶體（TFT ) 4、透明導電膜（視訊電極）5和包括掃描線和信號線的互連部分6 - 相對基片2包括在TFT陣列基片1側面的整個表面上形成的共用電極7、佈置在與透明導電膜5相對位置上的 -8* (5) . 1336803 濾色器8、和佈置在與薄膜電晶體（TFT ) 4或芒列基片1上的互連部分6相對位置上的遮蔽膜9 < 另外，偏振板l〇U)和1〇(Μ佈置在構成TFT 1和相對基片2的絕緣基片的外表面上，將包含 3中的液晶分子定向到預定方向的定向膜1 1佈置片2上。在這種結構的液晶顯不器中’用相對基片2 電膜（視訊電極）5之間形成的電場控制液晶層晶分子的定向方向，藉由調整通過TFT陣列基片基片2之間的液晶層3的光而控制透過相對基片光的量以顯示圖像。另外，藉由引到TFT陣列外邊的TAB帶12 路1 3和控制電路1 4驅動TFT陣列。在附圖中，分別表示出了隔離物1 5、密封才保護膜17、擴散板1 8、棱鏡片1 9、光導板20、、背燈22、保持框23和印刷基片24。圖2是表示應用到本發明使用的陣列基片上分的結構的例子的示意放大橫截面圖。如圖2所璃基片la上的Cu金屬膜形成掃描線25，一部 25充當執行薄膜電晶體開關控制的閘電極26。 Cu金屬膜形成信號線以便以閘絕緣膜27的方式線25，一部分信號線充當薄膜電晶體的源電極般稱爲底閘極型（bottom gate type)。在閘絕緣膜2 7上的視訊區域中，透明導電月 E TFT 陣 > 陣列基片在液晶層在相對基與透明導 3中的液 1與相對 2的透射用驅動電才料16、反射板2 1 的TFT部示，用玻分掃描線另外，用橫斷掃描 28。這一莫5是用 -9- (6) (6)1336803 例如在Ιη 2 03中摻入約10質量％的SnO的ITO膜形成。用 Cu合金膜形成的薄膜電晶體的漏極29藉由直接接觸與透明導電膜5電連接。當閘電壓經由掃描線2 5從閘電極2 6施加至T FT陣列基片1時，打開薄膜電晶體，事先供應給信號線的驅動電壓經漏極29從源電極28供應給透明導電25。然後，當將一預定水平的驅動電壓供應給透明導電膜5時，相對於反電極2産生電勢差，使包含在液晶層3中的液晶分子定向進行光調製（參照圖1 )。然後，參照圖3〜圖9的例子描述TFT陣列基片的製備步驟的要點。在本實施方案中作爲開關元件的所形成的薄膜電晶體示例示了使用氫化的無定形矽作半導體層的無定形矽TFT。首先，藉由在玻璃基片la上濺射先形成約 200 nm厚的薄Cu膜，以濕蝕刻使薄Cu膜圖案化以形成閘電極26和掃描線25(圖3)。然後，如圖4所示，用等離子CVD方法等在約35(TC的基片溫度時形成約300 n m厚的閘絕緣膜（氮化矽膜：S i N x )。在約3 0 0 °C的基片溫度時，在其上連續地形成約150 nm厚的氫化無定形矽膜（a-SiH )和約50 nm厚的摻雜P的n + -氫化無定形矽膜 (η + a-SiH )(圖 5 )。接著，如圖6所示，以乾蝕刻使氫化無定形矽膜（a-SiH )和n + -氫化無定形矽膜（n + a-SiH )形成圖案。然後，如圖7所示，層壓和形成約50 nm厚的Mo層（底層）和約200 nm厚的Cu金屬層’以濕蝕刻使Cu/Mo層壓膜 -10- 1336803 ⑺ 圖案化以形成整合了信號線的源電極和與ITO透明導電膜接觸的漏極。再者，使用源電極和漏極作爲護面罩，以乾蝕刻除去η +無定形矽膜（n + a - S i Η )。然後’如圖8所示，在等離子C V D設備中形成氮化矽膜（SiNx)至約300 nm的厚度以形成保護膜。該膜常常在膜形成溫度，例如約250°C形成。然後，使氮化矽膜 (S i N X )圖案化，和以乾蝕刻使接觸孔形成至氮化矽膜（ SiNx)。另外，透過氧等離子灰化的聚合物除去步驟，在使用例如非胺型剝除（stripping)溶液對光阻劑實施剝除處理之後，用稀釋的氫氟酸除去藉由氧等離子灰化所形成的 Cu氧化物膜。最後，如圖9所示，在室溫，經濺射形成例如約150 nm厚的ITO透明導電膜，以濕蝕刻圖案化以形成視訊電極（ITO透明導電膜）5，完成了 TFT陣列基片。在根據製備步驟所形成的TFT陣列基片中，ITO透明導電膜（視訊電極）5和用Cu金屬膜形成的漏極直接相互接觸。另外，ITO透明導電膜5也和與閘電極連接的掃描線的TAB部分直接接觸。本發明的顯示裝置用上述步驟製備，本發明的最突出特點是向Cu中摻入各自預定量的選擇的特定元素’作爲用在互連部分中的Cu合金膜，後面描述該特點。作爲包含在Cu合金膜中的元素，選擇 Zn和/或Mg，或Ni和/或Μη。選擇上述元素作爲可固溶於Cu金屬但不固溶於Cu氧化物膜的元素。當有上述元素固體溶解於其中的Cu合金被氧化時，因爲元素（Zn、Ni -11 - (8) (8)1336803 、Μ η和M g )不固溶於C u氧化物膜，所以清掃出上述元素’在氧化形成的C u氧化物膜的介面下增濃，該增濃層抑制C U氧化物膜的進一步生長。因此，在氧灰化或在與 ITO透明導電膜的層壓膜形成步驟中，Cu氧化物膜的生長也最小化。特別地，在IT Ο層壓和膜形成中，Cu合金膜和透明導電膜保持在電接觸的有利狀態。爲了藉由形成該增濃層獲得例如10_5〜1〇“〇_<:012數量級的低接觸電阻率，優選包含總共0.1原子％或更多，更優選0.2原子％或更多的選自Zn、Ni、Μη和Mg中的一或多種元素，藉此，不插入位障金屬，藉由直接連接保證充分的導電率，及可以防止顯示性能降級例如液晶的漸變顯示。結果，藉由省略位障金屬膜形成步驟，縮短所花費的時間，可以顯著地改進生産率。當考慮藉由熱處理降低電阻率的同時，在Zn和/或 Mg的情況中，將摻入Cu合金膜的元素的總量降低到3.〇原子％或更少，更優選2.0原子％或更少，在Ni和/或Μη 的情況中，總量降低到0.5原子％或更少，更優選0.4原子％或更少。由於後繼步驟中的熱處理産生的拉伸應力，Cu金屬膜有時産生缺陷，例如稱爲空隙的晶界裂紋。但是，在與 Fe和p或Co和P —起摻入上述Zn、Ni、Μη和Mg中的 —或多者的情況中，它們在熱處理期間以FeP或CoP化合物微細地沈澱到晶界，及提供加強晶界以抑制空隙發生的效果。因此，在膜形成之後在超過300°C的高溫時經歷熱 -12 * 1336803 ⑼ . 遲滞的情況中，優選加入總共〇 · 〇 2原子％〜1 . 〇原子％的 Fe和/或Co，以及0.005原子％〜0.5原子％的P。作爲透明導電膜’儘管如上所述經常使用氧化銦錫（ ITO ) ’但是當然也可以使用氧化銦鋅（IZO )。顯示裝置的另一優選實施方案是其中透明導電膜層疊在Cu合金上，及作爲卷帶自動結合連接電極。【實施方式】 [實施例] 參照實施例具體地地描述本發明的構成 '功能和效果，但是本發明決不受下列實施例限制。實施例 - 在玻璃基片（#1737，由Corning Co.生産，用於評估電阻率和耐熱性的尺寸：50.8 mm直徑χ〇. 7 mm厚度；用於評估接觸電阻率的尺寸：101.6 mm直徑x〇.7 mm厚度）上’使用直流磁控管灘射方法（基礎壓力（base pressure) :0.27X1CT3 Pa或更低；氬氣壓力：0.27 Pa;氬氣流速： 30 seem;濺射功率：DC200W;電極間距離：50.4 mm; 基片溫度：室溫），及複合濺射靶（其中分別以預定的數目將下表1〜13所示的合金元件的碎片（尺寸：5 mmx5 mmxl mm厚）佈置在由純Cu製成的濺射靶（尺寸：直徑 101.6 mmx厚度 5 mm)上）和灘射設備（HSM-552，由 ShimazuSeisakusho生産）各自以300 nm的厚度形成樣品 -13- (10) 1336803 的薄膜，所述樣品包括：純C u (樣品Ν ο · 1 ): C u - Ζ η .合金（樣品No. 2〜6); (311-\1§合金（樣品1^〇.7〜11);

Cu-Mn合金（樣品No. 12〜16);

Cu-Ni合金（樣品No. 17〜21):

Cu-Zn-Fe-P 合金（樣品 No. 22 〜26): 0：11-\1§-?6-?合金（樣品1\1〇.27~31); (：11-\111-?6-?合金（樣品\〇.32〜36)：

Cu-Ni-Fe-P 合金（樣品 No. 37 〜41); 匸11-211以叾合金（樣品1>>1〇.42〜45)；

Cu-Mn-Ni 合金（樣品 No. 46〜49)； (：11-711-(：〇-卩合金（樣品1^〇.50〜54)；

Cu-Mg-Co-P 合金（樣品 No. 55 〜59); 匸11-1^11-€!〇-?合金（樣品1^〇.60〜64)和 (：11-?^-(：〇-?合金（樣品1^〇.65~69)。然後，用ICP (感應耦合等離子體）發射光譜法或 IC P質譜法測試用於評估的薄膜的金屬組成，用下列方法評估電阻率、接觸電阻率和耐熱性。電阻率爲了評估電阻率，用微影法和濕蝕刻法使在玻璃基片 (# 1 737，由 Corning Co.生産’尺寸：50.8 mm 直徑 xO.7 mm厚度）上所形成的每一薄CU膜形成100 μητι線寬和10 -14- 1336803 OD . mm線長的圖案。在這案例中’使用包含硫酸：硝酸：乙酸=5 0 : 1 0 : 1 0的混合酸的液體混合物作濕触刻劑。然後 ’用真空熱處理設備（真空度：〇.27xl0·3 Ρί1或更小）進行250°Cx30分鐘或350°Cx30分鐘的熱處理，在真空熱處理之前和之後，在室溫用DC4-探針方法測定每一樣品的電阻率。用上述步驟測定每一薄C u膜的電阻率。進行電阻率進行合格/不合格的判斷，對於25〇°C X30分鐘的熱處理後的電阻率低於5.0 μ Ω · c m的那些樣品判斷爲·•合格，，（單圏），對於電阻率爲5.0 μΩ^Γη或更高的那些樣品判斷爲"不合格”（叉號）’對於3 50 t Χ30分鐘的熱處理後的電阻率爲低於4·0 μΩ·(：πι的那些樣品判斷爲”合格"（單圈 )，電阻率爲4.0 μ Ω · c m或更大的樣品判斷爲"不合格"（叉號）。表1和2表示在250°Cx30分鐘或35〇°Cx30分鐘的熱處理之後測定的電阻率。從表明顯看出，在Ζ η和M g的總量小於3.0原子％的情況中或在N i和Μ η的總量小於 0.5原子％的情況中，滿足電阻率的目標値（250 °Cx30分鐘的熱處理後5.0 μΩ·(：πι或350°Cx30分鐘的熱處理後4.0 μΩ-cm )。另外，在Fe或Co的總量爲1.0原子％或更小且P含量爲0.5原子％或更小的情況中，滿足電阻率的目標値（ 250°Cx30分鐘的熱處理後5.0 μΩγίΏ和3 50t：x30 分鐘的熱處理後4.0μΩ·ί：η〇。 -15 - (12)1336803 表1

序號互連電極膜的組成源子％) 25(TC-0.5小時熱處理 35CTC-0.5小時熱處理電阻率 (μΩ-cm) 合格/不合格標準電阻率 (μΩ*αη) 合格/不合格標準 1 Cu 2.1 〇 2.0 〇 2 Cu-0.05Zn 2.0 〇 2.0 〇 3 Cu-0.12Zn 2.2 〇 2.1 〇 4 Cu-2.1Zn 3.0 〇 2.9 〇 5 Cu-3.0Zn 3.5 〇 3.4 〇 6 Cu-4.0Zn 3.9 〇 4.2 X 7 Cu-0.05Mg 2.1 〇 2.0 〇 8 Cu-0.15Mg 2.2 〇 2.1 〇 9 Cu-1.3Mg 2.6 〇 2.5 〇 10 Cu-3.0Mg 3.3 〇 3.2 〇 11 Gu-4.7Mg 4.0 〇 4.3 X 12 Cu-0.06Mn 2.2 〇 2.1 〇 13 Cu-0.13Mn 2.4 〇 2.3 〇 14 Cu-0.3Mn 2.7 〇 2.6 〇 15 Cu-0.5Mn 3.2 〇 3.1 〇 16 Cu-0.9Mn 4.0 〇 4.3 X 17 Cu-0.05Ni 2.2 〇 2.1 〇 18 Cu-0.13Ni 2.4 〇 2.3 〇 19 Cu-0.3Ni 2.8 〇 2.7 〇 20 Cu-0.5Ni 3.2 〇 3.1 〇 21 Cu-0.9Ni 4.1 〇 4.2 X 22 Cu-2.lZn-0.01Fe-0.003P 3.1 〇 3.0 〇 23 Cu-2.lZn-0.023Fe-0.005P 3.1 〇 3.0 〇 24 Cu-2.1Zn-0.1Fe-0.05P 3.1 〇 3.0 〇 25 Cu-2.lZn-0.9Fe-0.5P 3.8 〇 3.8 〇 26 Cu-2.lZn-l.2Fe-0.7P 4.7 〇 4.1 X 27 Cu-2.lMg-0.01Fe-0.003P 3.3 〇 3.2 〇 28 Cu-2.1 Mg-0.023Fe-0.005P 3.3 〇 3.2 〇 29 Cu-2.1Mg-0.1Fe-0.05P 3.4 〇 . 3.3 〇 30 Cu-2.1Mg-0.9Fe-0.4P 4.5 〇 3.9 〇 31 Cu-2.1M«-1.2Fe-0.7P 5.2 X 4.3 X 32 Cu-0.5Mn-0.01Fe-0.005P 3.2 〇 3.2 〇 33 Cu-0.5Mn-0.025Fe-0.01P 3.2 〇 3.2 〇 34 Cu-0.5Mn-0.IFe-0.05P 3.3 〇 3.3 〇 35 Cu-0.5Mn-0.9Fe-0.4P 4.4 〇 3.9 〇 36 Cu-0.5Mn-1.2Fe-0.6P 4.9 〇 4.3 X -16 · (13)1336803 表2

序號互連電極膜的組成 (原子％) 250°C-0.5小時熱處理 350°C-0.5小時熱處理電阻率 (μΩχηι) 合格/不合格判定電阻率 (μΩχιη) 合格/不合格判定 37 Cu-0.5Ni-0.01Fe-0.005P 3.2 〇 3.1 〇 38 Cu-0.5Ni-0.025Fe-0.0IP 3.3 〇 3.1 〇 39 Cu-0.5Ni-0.lFe-0.05P 3.4 〇 3.2 〇 40 Cu-0.5Ni-0.9Fe-0.4P 4.4 〇 3.8 〇 41 Cu-0.5Ni-l.2Fe-0.7P 5.1 X 4.3 X 42 Cu-0.03Zn-0.05Mg 2.1 〇 2.0 〇 43 Cu-0.5Zn-2.3Mg 3.2 〇 3.1 〇 44 Cu-L5Zn-1.0Mg 3.2 〇 3.1 〇 45 Cu-3.2Zn-2.3Mg 4.5 〇 4.4 X 46 Cu-0.03Mn-0.04Ni 2.3 〇 2.2 〇 47 Cu-0.1Mn-0.1Ni 2.5 〇 2.4 〇 48 Cu-0.2Mn-0.2Ni 3.0 〇 2.9 〇 49 Cu-0.6Mn-0.6Ni 4.7 〇 4.6 X 50 Cu-2.lZn-0.01Co-0.005P 3.1 〇 3.0 〇 51 Cu-2.lZn-0.025Co-0.01P 3.1 〇 3.0 〇 52 Cu-2.lZn-0.lCo-0.05P 3.2 〇 3.0 〇 53 Cu-2.lZn-0.9Co-0.5P 4.5 〇 3.8 〇 54 Cu-2.lZn-l.4Co-0.6P 5.1 X 4.1 X 55 Cu-2.lMg-0.01Co-0.005P 3.3 〇 3.2 〇 56 Cu-2.lMg-0.025Co-0.01P 3.3 〇 3.2 〇 57 Cu-2.lMg-0.lCo-0.05P 3.5 〇 3.3 〇 58 Cu-2.lMg-0.9Co-0.4P 4.6 〇 3.9 0 59 Cu-2.lMg-l.2Co-0.7P 5.3 X 4.3 X 60 Cu-0.5Mn-0.01Co-0.005P 3.2 〇 3.1 〇 61 Cu-0.5Mn-0.025Co-0.01P 3.2 〇 3.1 〇 62 Cu-0.5Mn-0.lCo-0.05P 3.3 〇 3.2 〇 63 Cu-0.5Mn-0.8Co-0.4P 4.4 〇 3.8 〇 64 Cu-0_5Mn-l.3Co-0.6P 5.1 X 4.2 X 65 Cu-0.5Ni-0.01Co-0.005P 3.2 〇 3.1 〇 66 Cu-0.5Ni-0.025Co-0.01P 3.3 〇 3.1 〇 67 Cu-0.5Ni-0.lCo-0.05P 3.4 〇 3.2 〇 68 Cu-0.5Ni-0.9Co-0.5P 4.6 〇 3.9 〇 69 Cu-0.5Ni-l.3Co-0.7P 5.3 X 4.3 X -17- (14) . 1336803 [接觸電阻率-乾蝕刻方法] 爲了測試接觸電阻率隨蝕刻方法的變化，測定刻方法形成的接觸孔的接觸電阻率。形成接觸的方細內容描述如下。對在玻璃基片上所形成的每一薄 Cu膜，用 CVD設備形成300 nm厚的薄SiN膜。基片加熱溫爲250°C或350°C，及包括玻璃基片的初步處理和理的淨熱處理時間設定爲0.5小時。然後，對接觸微影，及使用ICP型乾蝕刻機乾蝕刻將接觸孔（1 0 正方形：1 )形成至SiN。然後，經氧灰化和浸在蝕劑剝除溶液中除去光阻劑，及用緩衝的氫氟酸清的底表面。然後，用直流磁控管濺射方法形成ITO 將薄ITO膜製成1〇〇 μιη線寬和400 μιη線長的卡文在這案例中，使用Nagase Chemtex Co.生産的ΙΤΟ 液作濕蝕刻劑。用四探針方法測定電阻率，基於介面的接觸部分的降電壓組分測定接觸電阻値，基的接觸孔面積和接觸電阻値計算每單位面積的接觸

Q 使用上述步驟，製備能測定每一薄Cu膜與薄之間的接觸電阻的卡文圖案，以測定接觸電阻。爲接觸電阻合格/不合格，在1 0 〇個測定點中排除5 値的點和5個最小値的點，總共9 〇個點的平均接率小於5 X 1 Ο·4 Ω · c m 2的那些圖案評估爲"合格"（單表現出平均接觸電阻率比上述値大的那些圖案評七用乾蝕法的詳等離子度設定 CVD處孔進行 X 1 0 μ m 非胺抗洗接觸膜，及圖案。蝕刻溶 Cu/ITO 於已知電阻率 ITO膜了判斷個最大觸電阻圈）， έ爲”不 -18- (15) (15)1336803 合格（叉號）。另外，爲了評估散射，在1 〇〇個點的測定結果中，接觸電阻率超過5 X 1 0·4 Ω · c m2的比例（失敗比 )小於1 〇%的圖案評估爲”合格’·（單圈），該比例爲10% 或更大的圖案評估爲"不合格"（叉號）》在2 5 0 °C或3 5 0 °C進行CVD膜形成和熱處理，及用乾法形成有接觸孔的樣品的接觸電阻率的評估結果表示在下表3〜5和表6〜8 中。從表3〜8看到，任何的純C u和C u合金滿足平均接觸電阻率的合格標準。但是，當與純Cu相比時，選自Zn 、Ni、Μη和Mg中的一或多種元素的總含量爲0.1原子％或更大的<：11-(211、？^、\411、？4§)合金膜和（：1^(211、>^、 Mn、Mg)-(Fe、Co)-P合金膜表現出較小的接觸電阻率散射，及得到高可靠性的低接觸電阻率。 [接觸電阻率-濕蝕刻方法] 爲了測試接觸電阻率隨蝕刻方法的變化，對濕蝕刻方法所形成的接觸孔測定接觸電阻率。形成接觸孔的方法的詳細內容描述如下。對在玻璃基片上所形成的每一 Cu膜，用等離子CVD 設備形成300 nm厚的薄SiN膜。基片加熱溫度設定爲 250°C或350°C ’包括玻璃基片的初步處理和CVD處理的淨熱處理時間設定爲0.5小時。然後，用濕蝕刻對接觸孔進行微影’接觸孔（10x10 μπι正方形：1)形成至SiN。緩衝的氫氟酸用於濕蝕刻。然後，藉由直流磁控管濺射方法形成ITO膜’用微影法和濕蝕刻將薄IT〇膜製成1 〇〇 -19- (16) (16)1336803 μπι線寬和400 μ m線長的卡文圖案以評估接觸電阻値。在這案例中，使用N a g a s e C h e m t e X C 〇 ·生産的IΤ Ο飽刻溶液作濕蝕刻劑。使用相同形狀的圖案用四探針方法測定電阻率，基於C u /1Τ Ο介面的接觸部分的降電壓組分測定接觸電阻値，基於已知的接觸孔面積和接觸電阻値計算單位面積的接觸電阻率。使用上述步驟’製備能測定每一薄C u膜與薄IT Ο膜之間的接觸電阻的卡文圖案以測定接觸電阻。爲了判斷接觸電阻合格/不合格’在1 0 0個測定點中排除5個最大値的點和5個最小値的點，總共9 0個點的平均接觸電阻率小於5 X 1 (T 4 Ω · c m 2的那些圖案評估爲”合格”（單圈），表現出平均接觸電阻率比上述値大的那些圖案評估爲"不合格”（叉號）。另外，爲了評估散射，在10 0個點的測定結果中，接觸電阻率超過5χ10·4 Ω·<:ιη2的比例（失敗比）小於10 %的那些圖案評估爲"合格"（單圈），該比例爲 10%或更大的那些圖案評估爲’•不合格"（叉號）。在25 0°C或3 5 0°c進行CVD膜形成和熱處理，用乾法形成有接觸孔的樣品的接觸電阻率的評估結果表示在下表 3〜5和表6〜8中。從表看到，任何的純Cu和Cu合金滿足平均接觸電阻率的合格標準》但是，當與純Cu相比時，選自Zn、Ni、Μη和Mg中的一或多種元素的總含量爲 0.1原子％或更大的Cu-(Zn、Ni、Mn、Mg)合金膜和〇11-(Zn、Ni、Μη、Mg)-(Fe、Co)-P合金膜表現出較小的接觸電阻率散射，及得到高可靠性的低接觸電阻率。 -20- (17) (17)1336803 [接觸電阻率-接觸可靠性測試] 以濕飽刻用上述相同方法形成接觸之後，藉由確實地實施氧灰化進行接觸可靠性測試。這刺激大氣氧化，當 Cu和Cu合金膜儲存在大氣空氣中，及形成接觸的方法的詳細內容描述如下。對在玻璃基片上所形成的每一薄C u膜，實施微影和濕蝕刻進行互連製備。作爲濕蝕刻劑，使用包含硫酸：硝酸：乙酸= 50:10:10的混合酸。然後，用等離子CVD 設備以300 nm的厚度形成薄SiN膜。基片加熱溫度設定爲25 0°C或3 50°C，還包括玻璃基片的初步處理和CVD處理的淨熱處理時間設定爲0.5小時。然後，對接觸孔施加微影，用濕蝕刻對S i N進行接觸蝕刻。作爲濕蝕刻劑，使用緩衝的氫氟酸。然後，使用灰化設備在氧氣氛中進行灰化處理以氧化接觸底面。然後，對於上述樣品，分別形成1〇〇 nm厚的ITO膜，然後實施微影和濕蝕刻，評估接觸電阻値隨灰化時間的變化。使甩相同形狀的圖案用四探針方法對1 〇〇個點測定電阻率，基於Cu/ITO介面的接觸部分的降電壓組分測定接觸電阻値，基於已知的接觸孔面積和接觸電阻値計算單位面積的接觸電阻率。使用上述步驟，製備能測定每—薄c u膜與薄IT0膜之間的接觸電阻的卡文圖案以測定接觸電阻。爲了判斷接觸電阻合格/不合格，在1 0 0個測定點中排除5個最大値 -21 - (18) 1336803 的點和5個最小値的點，總共90個點的平均接小於5Χ10·4 Ω·<:π!2的那些圖案評估爲"合格"（單現出平均接觸電阻率比上述値大的那些圖案@ 格”（叉號）。另外，爲了評估散射·，在丨00個結果中，接觸電阻率超過5χ10·4 Ω·(：πι2的比例（小於10%的那些圖案評估爲·’合格"（單圈）， 10%或更大的那些圖案評估爲"不合格”（叉號）。在250°c或3 50°c進行CVD膜形成和熱處理濕法形成接觸孔之後，灰化處理1 0分鐘的樣品阻率的評估結果表示在下表3〜8中。從表3〜8 Cu表現出高的接觸電阻率和大的散射。另—方 Cu相比時，選自Zn、Ni、Μη和Mg中的一或多總含量爲0.1原子％或更多的Cu-(Zn、Ni、Μη、膜和 Cu-(Zn、Ni、Μη、Mg)-(Fe、Co)-P 合金膜低的平均接觸電阻率和較小的散射，得到有利的表明使用Cu合金較少産生空氣氧化和在製備步方法收益。觸電阻率圈）|表兰爲"不合點的測定失敗比）該比例爲，及在用的接觸電看到，純面，與純種元素的 Mg)合金表現出較接觸。這驟時改進 -22- 1336803

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Ξίί 螋蟊·φοεχρος(Ν 濕鈾刻+氧灰化(ΙΟ分鐘） Κ· ^ β X X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇采4 £ g (N CN 寸令 00 卜 m IT', as \〇 v〇 \r· CJ (N (N 一 SB <n Iv ^ Sf 仞鲢 X X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 m ξ 逛褂$ 延g 〇 'ίίτ IS 3 oc CN m oc v〇 \〇 m XT', (N ΓΛ (N r- rf o oo Γ". o\ OO 濕蝕刻 Έ κ- 〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇兹运i ^ 00 ra o 〇 o o C4 o o r". - 〇〇 o <N 〇 c 〇 o 合格/不合格標準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇鍵〇近莒〇 'κτ @ 2< wn m 寸 ΓΟ m 寸寸寸 ri 寸对 m 乾蝕刻 <Π <jn m X X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇兹运來3 S <N oo \〇 m 00 卜卜 Vi to oo s〇〇 CN W") VI 合格/不合格標準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 /-~s 魅。 1褂> 5Γ囯S Kf- S' 3 5· r") iT) (N On fTi V"i ΓΛ 00 (N v〇 (N o ON (N m CN <N 互連爾極膜的組成 (原子％) Cu-0.05Zn Cu-0.I2Zn bu-2.)Zn I bu-3.0Zn Cu-4.0Zn s C 6 如 XTi 〇 i m 1 &0 2 o c^i 3 CJ S Cu-0.06Mn Cu-0.13Mn Cu-0.3Mn Cu-0.5Mn Cu-0.9Mn Cu-0.05Ni Cu-0.13Ni Cu-0.3Ni Cu-0.5Ni Cu-0.9Ni m 寸 \〇卜〇<? o 一 CM 寸 v〇 r- 00 ON -23 - 1336803

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?择蝕刻+氣灰化0〇分鋪） <5 tv 〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇 X 〇〇〇妾念7 采丑£ «Ο XT', XT', iTi ^r. sC V-i •Λ O' OC OC O' OC ΓΜ 一 CN = 卜 -3* m OC in -3* 合格/不合格標準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇 X 〇〇〇 g 0 塑掛夕 cd 〇訌is r*-> CN ρ-ί rs a ΓΛ CN n nC <N a CN 〇 OC r- 〇N oo OC 〇 cs *n r~. W-5 濕蝕刻合格/不合格 m 〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 mi Ο o 〇 o o 〇 C Ο o o 〇 o o o o o 〇 o o o (N 一 o o ΓΊ 〇 c o 合格/不合格標準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇平均接觸 ffiffi率 (xlO'5Ocm) rr rf rr 对 m cn TT 对 rn m 乾蝕刻合格/不合格標準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇 X 〇〇〇 ISg SO Ό r- \C N〇 r*· 卜 sC 卜卜 P*» 卜 oo r*· 卜 = \〇卜 m OC «Λ 寸合格/不合格標準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇平均接觸 Bi阻率 (xl0'5ncm) a a m 00 (N s r*i o <N c*~. m m \〇 f*1 m Vi ro (N 04 ΓΊ (N 00 cs PO Vi CN 互迪m極膜的組成 (原子％) Cu-2.lZn-0.0IFc-0.003P Cu-2.lZn-0.023Fe-0.005P Cu-2.IZn-0.1Fc-0.05P Cu-2.1Zn-0.9Fe-0.5P Cu-2.1Zn-l.2Fe-0.7P fi. m 8 〇 E o 0Q Σ 二 a a. o o ιέ s o ΰ Σ δ CL· S 〇 til o OG Σ 3 u 0. rf 0 ιέ 〇\ 1 Σ 口 Cu-2.IMg-I.2Fc-0.7P Cu-0.5Mn-0.OIFc-0.005P Cu-0.5Mn-0.025Fe-0.01P 1 Cu-0.5Mn-0.IFc-0.05P Cu-0.5Mn-0.9Fe-0.4P Cu-0.5Mn-l.2Fe-0.6P Cu-0.5Ni-0.01Fc-0.005P Cu-0.5Ni-0.025Fe-0.0IP Cu-0.5Ni-0.lFe-0.05P Cu-0.5Ni-0.9Fe-0.4P Cu-0.5Ni-l.2Fe-0.7P ec Σ s o s σ d <N 〇 d Cu-l.5Zn-l.0Mg r*i oi ΓΊ δ Cu-0.03Mn-0.04Ni Cu-0.丨 Mn-0.1Ni Cu-0.2Mn-0.2Ni Cu-0.6Mn-0.6Ni fr絜 rs r*-> ΓΗ ό ΓΗ a p*-| <N r^) \〇 ?； 00 r*^ c (N m >n o 卜 OC -24- 1336803

Μ fiM銳一域农 οεχροςζ 洱籼刻+氣灰化(⑴分鐘）合格/不合格 {票维〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 w 〇失收比例 (%) <〇 iT. V) sC in \C sC oc 00 C\ oc OC — (N fN ΓΊ 合格/不合格 t票準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇平均接觸 is阻率 (χΙΟ 5Ωχηι) VI m (N ΓΛ (N sC (N oc <N c CN r~i oc o rr 卜 σ> OC oc ON 濕蝕刻合格/不合格標準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇失敗比例 (%) Ο o Ο o o o o o o 〇 c o o o 〇 o 合格/不合格縣〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇平均接觸 iffl®率 (xl05Ocm) ^r ΓΛ m ΓΛ m 乾蝕刻合格/不合格標準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇失收比例 (%) \〇 v〇 \D 00 oo 〇\ CO 00 W-) 合格/不合格標準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇平均接觸電阻率 (χΙ0'5Ωχγπ) s〇 Os CN nC (N s〇 (N S o σ\ oc m o 互®m極膜的組成 (原子％) Cu-2.IZn-0.0!C〇-0.005P Cu-2.IZn-0.025C〇-0.01P Cu-2.IZn-0.1C〇-0.05P Cu-2.1Zn-0.9C〇-0.5P Cu-2.]Zn-l.4C〇-0.6P Qu s 〇 C 0 u o d W3 2 3 u CL, o 0 U w-1 s 1 a CL s C ό U Ϊ s 口 a a. rr o ό c ώ 3 u Cu-2.1Mg-1.2C〇-0.7P ' Cu-0.5Mn-0.01C〇-0.005P Cu-0.5Mn-0.025C〇-0.01P Cu-0.5Mn-0.1C〇-0.05P Cu-0.5Mn-0.8C〇-0.4P Cu-0.5Mn-1.3C〇-0.6P Cu-0.5Ni-0.01C〇-0.005P Cu-0.5Ni-0.025Co-0.01P Cu-0.5Ni-0.1C〇-0.05P Cu-0.5Ni-0.9Co-0.5P Cu-0.5Ni-l.3C〇-0.7P (N W-) ?： wn v> vC 卜 tn 00 vn ON 3 s m vC s 〇 s〇 v〇 00 \〇 2 -25- 1336803 \J/ 2 9«

濕蝕刻+氧灰化(l〇分锁） Id 'if ^ Sf 妇藍 X X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 s ^ iK丑岜 Cn 〇 00 v-i m oo \〇 TT = ΓΛ (N CN — <α i Sf X X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 ---v 建芑纪室Ο ’各 IS1 3 r". iTi 卜 v〇 (N (N CN 00 JO 00 CO s〇 m C^t oo 卜 \〇濕蝕刻 ja <n K- i sf <ig m 〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇失敗比例 (%) Os (N o Ο o o c^. o 〇 o 〇寸一 O CN 〇 o 〇 o 合格/不合格標準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇平均接觸電阻率 (χ!0'5Ωχηι) in 寸 ^t r^i 寸寸寸 Γ*Ί τΤ 寸 m cn 寸 m r"i 乾鈾刻合格/不合格標準 X X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 Slg <N (N 卜 ν〇寸 oo 卜卜 yr\ oo SO οι \〇 ITi 寸合格/不合格標準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇迎囯〇 P； (N 00 cn CN (N m o <N o 00 CN On 互連電極膜的組成 (原子％) u Cu-0.05Zn I Cu-0.12Zn 1 Cu-2.1Zn Cu-3.0Zn Cu-4.0Zn s s d a un 〇 3 U CUQ 2 t 3 u cc s o 3 u CJD S r^；寸 s U Cu-0.06Mn Cu-0.13Mn Cu-0.3Mn Cu-0.5Mn Cu-0.9Mn Cu-0.05Ni Cu-0.13Ni Cu-0.3Ni Cu-0.5Ni Cu-0.9Ni — <N VI \D 卜 00 On o — (N tri v〇卜 00 ON -26- 1336803

迤SHiM銳 IKNSoexPOS ε/Μ 52 \ζ 〇nl! 〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇 X 「、 0 濕βΐ刻+氧灰化(10分ί 尖敗比例 ;%) -r T _n •r\ >r\ rr cc 00 卜 00 r- <N — fN fN fN fS Ό 二 3C -r r^. 合格/不合恪標準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇 C X 〇 r^\ 〇辟〇耍蘇户 ST 3 Ξ Ά㈡ X fN <N rn (N (N fN ΓΛ <N 〇 ΓΜ <N KT\ OJ P； P； - 00 00 卜 CN 00 00 <N c> X ir» ΓΜ 濕蝕刻 ίν 產& 0Π· 〇〇〇 o 〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇夫敗比例, ：%) o o o o G o o o o o o o o ° o o o — - o o - ° ° 合格/不合格漂準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇中均接觸 1阻率：χ10'·'Ωχιη) m m ΓΛ •^r ΓΛ •^r m m m f-ϊ r^i <**〇 ΓΟ ΤΓ m r^, C^i 乾蝕刻 <Π ίν <ja碘〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇 S ^ ^ o o v〇 Ό Ό v〇卜 v〇 v〇卜卜卜卜 Γ- "T *r-\ 二卜 TT CO oc ι/Ί rr 合格/不合格j 漂準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 g 1 4ϊΓ> Ξΰ 〇 i· < 1 lit- S Λ 〇0 <N 00 rs (N Cn <N s CN <N m rs ro ro m rN (N <N ΓΛ 互連電極膜的組成 (原子％) Cu-21Zn-0.01Fc-0.003P Cu-2.12n-0.023J-e-0.005P Cu-2.1Zn-0.1Fe-0.05P Cu-2.1Zn-0.9Fc-0.5P Cu-2.lZn-l.2Fe-0.7P a. s o o ά o 身 (N ci 二〇 ύ Lu r^i s 〇身 u 丄〇 ci o 查 (N ci a. o L· CN 0 身 01 3 c- o ti <N 1c 2 rs a Cu-0.5Mn-0.01Fe-0.005P ! Cu-0.5Mn-0.0：5Fe-0.01P 1 Cu-0.5Mn-0.1Fe-0.05P Cu-0.5Mn-0.9Fe-0.4P Cu-0.5Mn-1.2Fe-0.6P Cu-0.5Ni-0.01Fe-0.005P Cu-0.5Ni-0.025Fe-0.01P Cu-0.5Ni-01Fe-0.05P Cu~0.5N 卜 0.9Fe-0.4P Cu-0.5Ni-1.2Fe-0.7P 9 c5 s 9 s CJ ΓΛ <N M in 〇 3 p *r\ CJ m rs s N fN rn 3 CJ Cu-0.03Mn-0.04Ni Cu-0.1Mn-0.1Ni Cu-0.2Mn-0.2Ni Cu-0.6Mn-0.6Ni <N ΓΗ ΓΛ -Ci ι/'» r'J sO ΓΝ 00 ΓΗ rs (N m r^) 00 f^*l o rr CM Tf ir> rr 卜〇〇 ON rr -27 - 1336803

(24)逛目鍇銳 ρφοεχροςε Μ 涡蝕刻+氧灰化(10分締）合格/不合格麟〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇尖收比例 (%) sC ττ »τ； rr \C ITi OC r- oc vC oc — — (N (Ν 合格/不合格縣〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇平均接觸祖阻率 (χΙΟ'^Ωχιη) (N (N ΓΛ ΓΜ <Ν ΚΤ) (Ν <Ν !ν \C ίΝ 00 00 卜 O OC OC CTn Μ蝕刻合格/不合格標準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇失敗比例 (%) C C ο C ο Ο Ο Ο ο Ο O 〇 o 〇〇〇 o ° ° o 合格/不合格標维〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇平均接觸 m阻率 (xlO^ilcni) m ΤΓ m ττ m cn m 寸 m 乾蝕刻合格/不合格標準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇失敗比例 (%) ν〇 \C \Τ) W-i ο v-i oc 00 oc oo oo \n vn 合格/不合格標準〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇平均接觸堪阻率 (χ10*5Ω*εηι) κη cs oc (Ν m (Ν \〇 CS tn 00 <Ν 00 P； Os oc m (N ΓΛ (N 互連m極膜的組成 (原子％) Cu-2.IZn-0.01Co-0.005P Cu-2.1Zn-0.025C〇-0.01P Cu-2.IZn-0.IC〇-0.05P Cu-2.12n-0.9C〇-0.5P Cu-2.12n-1.4C〇-0.6P Cu 8 Ο 6 υ ο ο 身 ri d α. ο ο ό υ S Ο ώ 2 ri ό Cu-2.1Mg-0.IC〇-0.05P Ο. τΤ Ο ό ο 身 (Ν 6 Cu-2.IMg-1.2C〇-0.7P Cu-0.5Mn-0.0IC〇-0.005P Cu-0.5Mn-0.025C〇-0.0IP Cu-0.5Mn-0.ICo-0.05P Cu-0.5Mn-0.8C〇-0.4P Cu-0.5Mn-l.3C〇-0.6P Cu-0.5Ni-0.01Co-0.005P Cu-0.5Ni-0.025C〇-0.01P Cu-0.5Ni-0.1C〇-0.05P Cu-0.5Ni-0.9C〇-0.5P Cu-0.5Ni-l.3Co-0.7P &黯 ΙΓ5 (Ν χη l〇 ΙΤί \〇 υη 00 Ό ON (N \Q 5 \〇 00 vp 5 -28- (25) (25)1336803 [耐熱性】使用Clariant Japan Co.生産的"AZ P4 110"作光阻劑和同一公司生産的"AZ developer”作光阻顯影液進行微影（步驟：塗覆光阻劑—預焙燒—曝光—光阻顯影—水洗—乾燥 )，使用包含硫酸：硝酸：乙酸= 50:10:10的混合酸的濕蝕刻劑進行濕蝕刻（步驟：濕蝕刻―水洗—乾燥―光阻剝除—乾燥），將用於評估的每一薄Cu膜製成線寬/線間距=1 0 μ m /】0 μ m的條形圖案。然後，對每一薄C u膜在 350°C實施真空熱處理（真空度：0.27X10·3 Pa或小於0.27 Χ1 (Γ3 Pa ) 30分鐘，在熱處理後的樣品表面上使用濕蝕刻劑進行光蝕刻至約1 〇 n m，評估每一薄c U膜的耐熱性。在Cu膜中，當進行熱處理時，在互連的上表面和側面上形成凹形缺陷（空隙）。然後，藉由光蝕刻熱處理後的Cu表面增強由熱處理所形成的空隙，及在光學顯微鏡下觀察測定單位面積的空隙密度。然後，將空隙密度爲 1.0xl(T8 N/m2或更小的那些評估爲"優異（雙圈），空隙密度爲l.OxlO8 N/m2或更高並且ΐ.Οχίο10 N/m2或更小的那些評估爲"良好”（單圈）（（雙圈）和（單圈）都爲： "合格”）’空隙密度超過l.OxlO1。N/m2的那些評估爲"不合格"（叉號）。結果表示在表9和10中。在進行350°Cx30分鐘的真空熱處理的情況中，對於純Cu，耐熱性是不充分的，然而，選自Zn、Ni、Μη和Mg中的一或多種元素的總含量的Cu-(Zn、Ni、Mn、Mg)合金膜具有充分的耐熱性。另外 -29- (26) 1336803 Μ η ' M g )- ，可看到含有Fe或Co以及P的Cu-(Zn、Ni、 (Fe、Co)-P合金膜具有更優異的耐熱性。

-30- (27)1336803 表9 耐熱性

序號互連電極的組成 (原子％) 25〇t-〇.5小時熱處理 350°C-0.5小時熱處理 1 Cu 〇 X 2 Cu-0.05Zn 〇 X 3 Cu-0.12Zn ◎ 〇 4 Cu-2.1Zn ◎ 〇 5 Cu-3.0Zn ◎ 〇 6 Cu-4.0Zn ◎ 〇 7 Cu-0.05Mg 〇 X 8 Cu-0.15Mg ◎ 〇 9 Cu-1.3Mg ◎ 〇 10 Cu-3.0Mg ◎ 〇 11 Cu-4.7Mg ◎ 〇 12 Cu-0.06Mn 〇 X 13 Cu-0.13Mn ◎ 〇 14 Cu-0.3Mn ◎ 〇 15 Cu-0.5Mn ◎ 〇 16 Cu-0.9Mn ◎ 〇 17 Cu-0.05Ni 0 X 18 Cu-0.13Ni ◎ 〇 19 Cu-0.3Ni ◎ 〇 20 Cu-0.5Ni ◎ 〇 21 Cu-0.9Ni ◎ 〇 22 Cu-2.lZn-0.01Fe-0.003P ◎ 〇 23 Cu-2.1 Zn-0.023Fe-0.005P ◎ ◎ 24 Cu-2.1Zn-0.1Fe-0.05P ◎ ◎ 25 Cu-2.1Zn-0.9Fe-0.5P ◎ ◎ 26 Cu-2.1Zn-1.2Fe-0.7P ◎ ◎ 27 Cu-2.lMg-0.01Fe-0.003P ◎ 〇 28 Cu-2.lMg-0.023Fe-0.005P ◎ ◎ 29 Cu-2.1Mg-0.1Fe-0.05P ◎ ◎ 30 Cu-2.1Mg-0.9Fe-0.4P ◎ ◎ 31 Cu-2.1Mg-1.2Fe-0.7P ◎ ◎ 32 Cu-0.5Mn-0.01Fe-0.005P ◎ 〇 33 Cu-0.5Mn-0.025Fe-0.01P ◎ ◎ 34 Cu-0.5Mn-0.1Fe-0.05P ◎ ◎ 35 Cu-0.5Mn-0.9Fe-0.4P ◎ ◎ 36 Cu-0.5Mn-1.2Fe-0.6P ◎ ◎ -31 - (28)1336803 表10 耐熱性

序號互連電極的組成源子％) 250°C-0.5小時熱處理 350°C-0.5小時熱處理 37 Cu-0.5Ni-0.01Fe-0.005P ◎ 〇 38 Cu-0.5Ni-0.025Fe-0.01P ◎ ◎ 39 Cu-0.5Ni-0.lFe-0.05P ◎ ◎ 40 Cu-0.5Ni-0.9Fe-0.4P ◎ ◎ 41 Cu-0.5Ni-l.2Fe-0.7P ◎ ◎ 42 Cu-0.03Zn-0.05Mg ◎ 〇 43 Cu-0.5Zn-2.3Mg ◎ ◎ 44 Cu-l.5Zn-l.0Mg ◎ ◎ 45 Cu-3.2Zn-2.3M〇 ◎ ◎ 46 Cu-0.03Mn-0.04Ni 〇 ◎ 47 Cu-0.1Mn-0.1Ni ◎ 〇 48 Cu-0.2Mn-0.2Ni ◎ 〇 49 Cu-0.6Mn-0.6Ni ◎ 〇 50 Cu-2.lZn-0.01Co-0.005P ◎ 〇 51 Cu-2.lZn-0.025Co-0.01P ◎ ◎ 52 Cu-2.lZn-0.lCo-0.05P ◎ ◎ 53 Cu-2.lZn-0.9Co-0.5P ◎ ◎ 54 Cu-2.1 Zn-1.4C〇-0.6P ◎ ◎ 55 Cu-2.lMg-0.01Co-0.005P ◎ 〇 56 Cu-2.1Mg-0.025Co-0.01P ◎ ◎ 57 Cu-2.1Mg-0.1Co-0.05P ◎ ◎ 58 Cu-2.1Mg-0.9Co-0.4P ◎ ◎ 59 Cu-2.1Mg-1.2Co-0.7P ◎ ◎ 60 Cu-0.5Mn-0.0lCo-0.005P ◎ 〇 61 Cu-0.5Mn-0.025Co-0.01P ◎ ◎ 62 Cu-0.5Mn-0.1Co-0.05P ◎ ◎ 63 Cu-0.5Mn-0.8Co-0.4P ◎ ◎ 64 Cu-0.5Mn-1.3Co-0.6P ◎ ◎ 65 Cu-0.5Ni-0.0lCo-0.005P ◎ 〇 66 Cu-0.5Ni-0.025Co-0.01P ◎ ◎ 67 Cu-0.5Ni-0.1Co-0.05P ◎ ◎ 68 Cu-0.5Ni-0.9Co-0.5P ◎ ◎ 69 Cu-0.5Ni-1.3Co-0.7P ◎ ◎ -32 - (29) 1336803 上述試驗得到的合格/不合格判斷結果表1 1〜1 3中。從表中明顯看出，在包含在< 金元素的含量不充分的情況中，降低接觸電於變得不充分。相反地，在含量過分大的If 金膜的電阻率本身增加，這兩種情況都不能目的。那麽，藉由合適地控制加到C u中的合和數量，甚至在本發明的顯示裝置中的Cu 導電膜之間的介面上形成氧化物膜的處理環低電阻率地直接連接。另外，複合加入Fe每樣品的耐熱性特別地令人滿意’適合經歷高情況。因此，因爲在作爲具有上述TFT陣歹!J 示裝置的液晶顯示裝置中’可以使視訊電極與直接互連部分之間的接觸電阻的增加和散以可以防止對顯示螢幕品質産生不利的影響進顯示品質。共同地表示在二u中的預定合阻率的效果趨 ί況中，Cu合滿足本發明的金元素的種類合金膜與透明境中，也可以 t Co以及P的溫熱遲滯後的基片的平板顯 (透明電極）射最小化，所，及顯著地改 -33- (30)1336803

mmw：m X X 〇 c 〇 X X 〇〇〇 X X 〇〇〇 X X 〇〇〇 X 350°Cx〇.5小時熱處理論驾 X X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇接觸特性濕蝕刻+空氣灰化不合格比例 X X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇平均接觸電阻率 X X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇濕鈾刻不合格比例〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇平均接觸 ®阻率〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇乾蝕刻不合格比例 X X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇平均接觸電阻率〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 250°Cx〇.5小時熱處理〇〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 接觸特性濕蝕刻+空氣灰化 X X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇平均接觸電阻率 X X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇濕蝕刻 Κ·彐〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇平均接觸電阻率〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇乾蝕刻 !v X X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇平均接觸電阻率〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇互連電極膜的組成 (原子％) 3 U 1 Cu-0.05Zn Cu-0.12Zn Cu-2.IZn Cu-3.0Zn Cu-4.02n 2 s 0 1 U 2 d a ca s m 6 u o d to s r*^ Cu-0.06Mn Cu-0.13Mn Cu-0.3Mn Cu-0.5Mn Cu-0.9Mn Cu-0.05Ni Cu-O.I3Ni Cu-0.3Ni Cu-0.5Ni Cu-0.9Ni feb紫 __ m Tt in r- 90 os o 一 CN 卜 00 〇v -34- (31)1336803

〇〇〇 C X 〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇 c 〇〇 X X 〇〇 X X 〇〇 X 35(TCx〇.5小時熱處理〇 © ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ © ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 © ◎ © ◎ 〇 ◎ ◎ @ ◎ 〇〇 0 接觸特性 [ 麻蝕刻+空氣灰化不合格比例〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇 X 〇〇 o ¥均接觸 mm率〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇 X 〇〇〇濕蝕刻不合格比例〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 O 〇〇〇〇〇〇〇〇〇平均接觸姐阻率〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇乾βΐΐ!刻不合格比例〇〇〇〇〇 o 〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇 X 〇〇〇平均接觸 ®阻率〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇〇 X O 〇〇〇 X 〇〇〇〇 X 〇〇〇 X 〇〇〇 X 250°Cx〇.5小時熱處理 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ © ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 接觸特性 I 漁蝕刻+空氣灰化不合格比例〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇 X 〇〇〇平均接觸 K阻率〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇 X 〇〇〇渦蝕刻 52 <5^ 〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇平均接觸 ®阻率〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇乾蝕刻 | <〇s 〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇 X 〇〇〇平均接觸 m阻率〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇駐1 g褂〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇〇〇〇〇〇〇 X 〇〇〇〇〇〇〇〇互連m極膜的組成 (原子％) Qj-2JZn-0.01Fe-0.003P Cu-2.lZn-0.023Fe-0.005P 1 Cu-2.lZn-0.IFc-0.05P 1 Cu-2.lZn-0.9Fc-0.5P Cu-2.IZn-l.2Fc-0.7P I Cu-2.IMg-0.01Fc-0.003P Cu-2.lMg-0.023Fc-0.005P Cu-2.lMg-0.IFe-0.05P tu-2.IMg-0.9Fe-0.4P tu-2.IMg-1.2Fe-0.7P Cu-0.5Mn-0.0IFc-0.005P Cu-0.5Mn-0.025Fe-0.0IP Cu-0.5Mn-0.1Fc-0.05P tu-0.5Mn-0.9Pe-0.4P i Cu-0.5Mn-l.2Fe-0.6P 1 Cu-0.5Ni-0.0IFc-0.005P Cu-0.5Ni-0.025Fc-0.0IP Cu-0.5Ni-0.IFe-0.05P fcu-0.5Ni-0.9Fe-0.4P Cu-0.5Ni-l.2Fe-0.7P Cu-0.03Zn-0.05Mg Cu-0.5Zn-2.3Mg |Cu-l.5Zn-l.0Mg Cu-3.2Zn-2.3Mg |Cu-0.03Mn-0.04Ni (Cu-0.IMn-0.1Ni Cu-0.2Mn-0.2Ni Cu-0.6Mn-0.6Ni ft絮 (N ΓΗ ΓΛ ΓΗ η ΓΗ \〇 Γί A 00 ri π (N r*·) r^) n NO A oc ON o (N 对卜 00 ON -35- (32)1336803

〇 ο ο Ο Ο 〇〇 0 〇 ο 〇〇〇〇〇〇 350°Cx〇.5小時熱處理 -tiC JJj 运θ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ο © ◎ ο ◎ © ◎ ◎ 〇 (〇) ◎ ◎ 接觸特性濕蝕刻+空氣灰化不合格比例 Γ) ο ο ο ο ο ο 〇 Ο 〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇逛褂 lif· @ 〇 ο ο ο ο ο ο Q 〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇濕蝕刻 <a g 1ν ϋ 〇 ο ο ο ο ο ο 〇〇〇〇〇 0 〇 0 〇〇 Q 〇 0 平均接觸爾阻率 η ο ο ο Ο ο ο 〇〇〇〇〇〇〇〇 0 〇〇〇〇乾蝕刻不合格比例〇 ο ο ο Ο ο ο Ο 〇〇 0 〇 Q 〇〇〇〇〇〇〇平均接觸電阻率〇 ο ο ο Ο ο ο 〇〇〇 0 〇〇〇 0 〇〇〇〇〇〇 ο ο ο Ο ο ο 〇〇 X 〇〇〇〇〇 0 〇〇 250°Cx〇.5小時熱處理 St! ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ © <δ) © © © ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 接觸特性濕蝕刻+空氣灰化 <5 ^ ^ =5 〇 ο ο ο Ο ο ο Ο 〇〇 0 〇〇 0 〇〇 0 〇〇〇平均接觸 ®阻率〇 ο ο ο ο ο ο 〇〇 0 〇〇〇〇 0 〇 0 〇〇〇濕蝕刻不合格比例〇 ο ο ο ο 〇 0 〇〇〇〇〇〇〇〇 0 0 〇〇〇平均接觸電阻率〇 ο ο ο ο ο 〇〇〇〇〇〇〇〇〇 0 〇〇〇〇乾蝕刻不合格比例〇 ο ο ο ο ο 〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇平均接觸電阻率〇 ο ο 〇 Q 〇 Q 〇〇〇〇〇 0 〇 Q Q 0 〇 0 〇〇 ο ο ο X 〇〇〇〇 X Ο ο Q ο X 〇〇 Q Q 互連電極膜的組成源子％) Cu-2.IZn-0.01Co-0.005P Cu-2.lZn-0.025Co-0.01P Cu-2.lZn-0.1Co-0.05P tu-2.IZn-0.9Co-0.5P tu-2.IZn-l.4Co-0.6P ο ο ο 1 S oi ό Cu-2.lMg-0.025Co-0.01P α. 5 ο 6 U ϊ S (Ν 3 α. ο ό 2 0 Cu-2.IMg-l.2Co-0.7P Cu-0.5Mn-0.0ICo-0.005P 1 Cu-0.5Mn-0.025Co-0.01P | Cu-0.5Mn-0.1Co-0O5P Cu-0.5Mn-0,8Co-0.4P Cu-0.5Mn-1.3Co-0.6P Cu-0.5Ni-0.01Co-0.005P Cu-0.5Ni-0.025Co-0.0IP Cu-0.5Ni-0.ICo-0.05P Cu-0.5NU0.9Co-0.5P Cu-0.5Ni-l.3Co-0.7P ΙΤ) CN ΓΛ ν〇 00 Ό § 5 m sp z ν'· \Q v〇 00 5 -36- (33) (33)1336803 圖10是表示上述試驗中典型樣品的熱處理溫度與電阻率之間的關係的圖。從該圖可看出’對於每一樣品’在 1 0 0 °C和4 0 0 °c之間的熱遲滯中，電阻率明顯降低。在製備液晶顯示器的一般步驟中，在形成Cu互連之後’在約 250〜35(TC的溫度實施熱處理。圖11是表示上述試驗中典型樣品的熱處理溫度與空隙密度之間的關係的圖。在250°C的熱處理溫度，藉由添加選自Zn'Mg'Mn、和Ni中的一或多種元素可以防止産生空隙。另外，在經歷更高的溫度3 5 0 °C的熱遲滯的情況中，可以看到，使用添加了 Fe和P的Cu合金可以大大地抑制空隙的產生。從試驗結果明顯看到，不像現有例子那樣使用位障金屬，在本發明的顯示裝置中，在Cu合金膜和透明導電膜之間的介面上可以低電阻率地直接連接。因此’因爲在作爲具有TFT陣列基片的平板顯示裝置的液晶顯示裝置中，在視訊電極（透明電極膜）與連接互連部分之間可以使接觸電阻的增加最小化，所以可以防止對顯示螢幕品質産生不利的影響，及顯著地改進顯示品質。【圖式簡單說明】參照下列附圖詳細地描述本發明的實施例，其中：圖1是表示安裝在液晶顯示裝置上的液晶顯示器結構的例子的示意橫截面圖；圖2是表示薄膜電晶體的橫截面結構的例子的放大示 -37- (34) (34)1336803 意橫截面圖；圖3是說明連續地形成薄膜電晶體結構的步驟的放大示意橫截面圖；圖4是說明連續地形成薄膜電晶體結構的步驟的放大示意橫截面圖；圖5是說明連續地形成薄膜電晶體結構的步驟的放大示意橫截面圖；圖6是說明連續地形成薄膜電晶體結構的步驟的放大示意橫截面圖；圖7是說明連續地形成薄膜電晶體結構的步驟@ A 示意橫截面圖：圖8是說明連續地形成薄膜電晶體結構的步驟W & A 示意橫截面圖；圖9是說明連續地形成薄膜電晶體結構的步力示意橫截面圖；圖1 0是表示在實施例使用的幾個樣品中熱處s @ s 與電阻率之間的關係的圖；和圖1 1是表示在實施例使用的幾個樣品中熱!胃胃$ ® 與空隙密度之間的關係的圖。 -38-

Claims

(1) (1)1336803 十、申請專利範圍 1. 一種含有不採用耐火金屬薄膜而將Cu合金膜和透明導電膜直接連接的互連電極的顯示裝置，其中該Cu合金膜含有總量爲0.1原子％~3.0原子％的Zn和/或Mg。 2. —種含有不採用耐火金屬薄膜而將Cu合金膜和透明導電膜直接連接的互連電極的顯示裝置，其中該Cu合金膜含有總量爲0.1原子％〜0.5原子％的Ni和/或Μη。 3. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置’其中該Cu合金膜含有總量爲0.02原子％〜1.0原子％的1^和/或c〇, 以及0.005原子％〜0.5原子％的P。 4- 如申請專利範圍第2項之顯示裝置’其中該Cu合金膜含有總量爲0.02原子％〜1.0原子％的Fe和/或c〇，以及0.005原子％〜〇.5原子％的P。 5- 如申請專利範圍第1項之顯示裝置’其中該透明導電膜爲氧化銦錫（ITO)或氧化銦鋅（IZO)。 6. 如申請專利範圍第2項之顯示裝置，其中該透明導電膜爲氧化銦錫（ITO)或氧化銦鋅（IZO)。 7. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，在該 Cu合金膜上層壓透明導電膜以形成卷帶自動結合連接電極。 8. 如申請專利範圍第2項之顯示裝置’其中，在該 Cu合金膜上層壓透明導電膜以形成卷帶自動結合連接電極。 -39 -