TWI525702B - The display device is configured with a wiring - Google Patents

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TWI525702B
TWI525702B TW101134153A TW101134153A TWI525702B TW I525702 B TWI525702 B TW I525702B TW 101134153 A TW101134153 A TW 101134153A TW 101134153 A TW101134153 A TW 101134153A TW I525702 B TWI525702 B TW I525702B
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Hiroyuki Okuno
Toshihiro Kugimiya
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Kobe Steel Ltd
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Description

顯示裝置用配線構造
本發明係關於被使用於液晶顯示器等之顯示裝置，作為電極及配線材料相當有用的，具有Al合金膜的顯示裝置用配線構造，前述配線構造之製造方法，及具備前述配線構造的顯示裝置。
Al合金膜主要作為電極與配線材料使用，作為電極與配線材料，可以舉出液晶顯示器(LCD)之薄膜電晶體用的閘極、源極及汲極電極以及配線材料，有機EL顯示器(OLED)之薄膜電晶體用的閘極、源極及汲極電極以及配線材料，場發射顯示器(FED)之陰極及閘極電極以及配線材料，螢光真空管(VFD)之陽極電極及配線材料，電漿顯示器(PDP)之位址電極及配線材料，無機EL之背面電極等。
以下，作為液晶顯示裝置以液晶顯示器為代表進行說明，但是不以此為限。
液晶顯示器，在最近有超過100吋的大型機種被商品化，低耗電技術也有所進展，作為主要的顯示裝置受到廣泛的應用。液晶顯示器中雖然有動作原理不相同的，但其中以在畫素的開關上使用薄膜電晶體(Thin Film Transistor，以下稱為TFT)之主動矩陣型液晶顯示器，具有高精度畫質，也可以對應高速動畫，所以成為主力。 其中，在進而追求低耗電量且畫素高速開關的液晶顯示器，不使用非晶矽，而使用把多晶矽或連續粒界結晶矽用於半導體層之TFT。
例如，使用非晶矽的主動矩陣型液晶顯示器，具備開關元件之TFT、由導電性氧化膜構成的畫素電極，以及具有包含掃描線或訊號線的配線之TFT基板，掃描線或訊號線，被導電連接於畫素電極。於構成掃描線或訊號線的配線材料，使用Al-Ni合金等Al基合金薄膜(例如專利文獻1~5)。另一方面，在多晶矽，構成掃描線的配線材料使用Mo等高融點金屬，構成訊號線的配線材料使用Al-Ni合金等Al基合金薄膜。
參照圖1同時說明作為半導體層使用多晶矽之TFT基板的核心部的構成。圖1顯示成膜各種配線後，進行圖案化之後的構成。
如圖1所示，於玻璃基板1上，被形成掃描線4，與半導體層之多晶矽層2。掃描線4的一部分，作為控制TFT的開．關之閘極電極5而發揮功能，在通道層之多晶矽層2上，中介著閘極絕緣膜(氮化矽膜等)6被形成閘極電極5，進而被形成保護膜(氮化矽膜等)7。多晶矽層2，中介著低電阻的多晶矽層3，被連接於訊號線10的一部分之源極電極8以及汲極電極9，具有電氣導通性。汲極電極9，與ITO(Indium Tin Oxide)等透明電極12連接。低電阻的多晶矽層3，在形成掃描線4後，進行離子注入磷或硼等元素之後，以約450~600℃程度的高溫進行 活化熱處理而形成。
如此般掃描線4被暴露於約450~600℃程度的高溫，但揭示於前述專利文獻1~5的TFT配線用Al基合金的耐熱性最大只有350℃，在高溫下的耐熱性很差。因此，替代從前的Al基合金，使用在高溫下耐熱性優異的Mo或Mo合金等高融點金屬。但是Mo或Mo合金等高融點金屬，電阻很高。
另一方面，把訊號線10的一部分之源極電極8及汲極電極9接合於低電阻的多晶矽層3時，要進行除去被形成於多晶矽層3或通孔11表面的自然氧化皮膜的步驟。這是因為由於自然氧化皮膜的形成，會增加源極電極8或汲極電極9與多晶矽層3之接觸電阻導致TFT特性惡化的緣故，通常藉由約1%程度的氟酸(稀氟酸)水溶液來進行洗淨。在圖1所示的構造，根據氟酸水溶液的洗淨，係對多晶矽層3或通孔11進行的，但從前的Al基合金薄膜對氟酸的耐性很差，會有該Al基合金膜消失的問題。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本專利特開2007-157917號公報
〔專利文獻2〕日本專利特開2007-81385號公報
〔專利文獻3〕日本專利特開2006-210477號公報
〔專利文獻4〕日本專利特開2007-317934號公報
〔專利文獻5〕日本特開平7-90552號公報
近年來，儘可能提高大幅左右TFT性能的半導體矽層的載體移動度，推進液晶顯示器的省能源與高性能化(高速動畫對應等等)的需求很強勁。因此，使半導體矽層的構成材料之氫化非晶矽結晶而成為多晶矽層的做法是有用的。電子移動度在連續粒界結晶矽約為300cm2/V．s，在多晶矽約為100cm2/V．s，在氫化非晶矽約為1cm2/V．s以下。蒸鍍氫化非晶矽之後進行熱處理的話，氫化非晶矽會微結晶化而提高載體移動度。此熱處理，以加熱溫度高，加熱時間長者，氫化非晶矽的微結晶化就越為進展，載體移動度會增高。
為了進而形成更低電阻的多晶矽層，離子注入磷或硼等元素之後進行450~600℃程度的活化熱處理是有用的。此活化熱處理，以加熱溫度越高，加熱時間越長者，活化益發進展而TFT的性能提高。相反地，提高加熱溫度的話，會由於熱應力而在Al合金配線薄膜產生突起狀的形狀異常(小丘(hillock))。亦即，從前，使用Al合金薄膜的場合之熱處理溫度的上限最多只到350℃程度。因此，以比350℃更高的溫度進行熱處理的話，一般使用Mo等高融點金屬薄膜，但是配線電阻很高，所以無法對應於顯示器等的大型化或高精細化、高度驅動等。
除了前述的高溫耐熱性以外，對於Al合金膜，還要求著種種特性。首先，於Al合金膜，要求著即使適用450 ~600℃程度的高的熱處理溫度的場合，也要可以充分減低電阻。
進而，對於Al合金膜，也要求兼具優異的耐蝕性。特別是在TFT基板的製造步驟通過複數濕式製程，暴露於種種藥液中，例如在露出Al合金膜的場合，容易遭受藥液導致的損傷。特別是被要求使用於除去多晶矽層或通孔等的表面所形成的氧化皮膜所用的稀氟酸導致的損傷的減低。
本發明係有鑑於前述情形而完成之發明，目的在於提供即使暴露在450~600℃程度的高溫下也不會發生小丘而具有優異的高溫耐熱性，可以把配線構造全體的電阻(配線電阻)抑制地很低，進而對於耐氟酸性(氟酸導致的洗淨後的配線構造的蝕刻速率被抑制得很低)也很優異的顯示裝置用配線構造，製造這樣的配線構造的方法，以及具備該配線構造的顯示裝置等。
可以解決前述課題之相關於本發明的，在進行450~600℃的加熱處理時之耐熱性及耐氟酸性優異的顯示裝置用配線構造，係用於顯示裝置之配線構造，要旨為：前述配線構造，由基板側依序含有：包含由Ta、Nb、Re、Zr、W、Mo、V、Hf、Ti、Cr及Pt構成的群(X群)所選擇的至少一種元素，與稀土類元素之至少一種的Al合金之第1層，與Ti、Mo、Al、Ta、Nb、Re、Zr、W、V、 Hf、及Cr構成的群(Y群)所選擇的至少一種元素的氮化物，或Al合金的氮化物之第2層被層積之構造；構成前述第1層的Al合金，與構成前述第2層的Al合金，為相同或者不同。
於本發明之較佳的實施型態，前述第1層之Al合金進而含有銅及/或鍺。
於本發明之較佳的實施型態，前述第1層之Al合金進而含有鎳及/或鈷。
於本發明之較佳的實施型態，前述配線構造，包含於前述第2層之上，被層積包含由Ti、Mo、Ta、Nb、Re、Zr、W、V、Hf、及Cr構成的群(Z群)所選擇的至少一種元素之第3層的構造。
於本發明之較佳的實施型態，在對前述配線構造進行450~600℃的加熱處理時，滿足以下(1)~(3)之要件。
(1)電阻率在15μΩ cm以下，(2)小丘(hillock)密度在1×109個/m2以下，(3)0.5重量%之氟酸溶液內浸漬1分鐘時之蝕刻速率在200nm/min以下。
構成前述配線構造的第2層的電阻率，會隨著構成第2層的氮化物的種類而有所不同。根據後述的實施例記載的方法，Mo的氮化物的場合，第2層之電阻率為75μΩ cm以上，Ti的氮化物的場合，第2層的電阻率為90μΩ cm以上，Al合金的氮化物的場合，第2層的電阻率為 27μΩ cm以上。
於本發明之較佳的實施型態，對前述配線構造進行了450~600℃的加熱處理時，混入構成前述第1層的Al合金中的氮濃度被抑制為1原子%以下。
於本發明之較佳的實施型態，前述第2層的膜厚為10nm以上100nm以下。
此外，解決了前述課題之相關於本發明的配線構造之製造方法，要旨係製造前述任一項所記載的顯示裝置用配線構造之方法，構成前述第2層的氮化物，係以使用氮氣體與惰性氣體之混合氣體的反應性濺鍍法來形成，且包含於前述混合氣體中的氮氣比率(流量比)為2%以上。
於本發明，也包含具備前述顯示裝置用Al合金膜之顯示裝置。
於本發明，也包含具備前述顯示裝置用Al合金膜之液晶顯示器。
於本發明，也包含具備前述顯示裝置用Al合金膜之有機EL顯示器。
於本發明，也包含具備前述顯示裝置用Al合金膜之場發射顯示器。
於本發明，也包含具備前述顯示裝置用Al合金膜之螢光真空管。
於本發明，也包含具備前述顯示裝置用Al合金膜之電漿顯示器。
於本發明，也包含具備前述顯示裝置用Al合金膜之 無機EL顯示器。
本發明之配線構造係如上述般構成的，所以暴露於約450~600℃程度的高溫下時之耐熱性優異，高溫加熱處理後的配線構造自身的電阻(配線電阻)也可以抑制得很低，且耐氟酸性也提高了。
根據本發明的話，可以於製造把多晶矽或連續粒界結晶矽使用於半導體層之薄膜電晶體基板的製程，即使暴露於450~600℃程度的高溫環境下的場合，也可以提高半導體矽層的載體移動度，所以可提高TFT的應答速度，可以對應於省能源或高速動畫等高性能的顯示裝置。
本發明的配線構造，例如可以適用於掃描線或訊號線等之配線，作為閘極電極、源極電極、汲極電極等之配線材料或電極材料等。特別是作為容易受到高溫熱履歷的影響之薄膜電晶體基板的閘極電極及相關配線膜材料，可以更為適用。
本案發明人，為了提供即使暴露於約450~600℃的高溫下，也不會產生小丘的高溫耐熱性優異，且配線膜(嚴格來說，是由層積膜所構成的配線構造)自身的電阻(配線電阻)也被抑制得很低，此外，耐氟酸性(根據氟酸來洗淨後之配線構造的蝕刻速率被抑制得很低)也很優異之 顯示裝置用配線構造，而反覆地進行檢討。
結果發現，在基板上(I)作為貢獻於高溫下的耐熱性(高溫耐熱性)的提高，以及膜自身的電阻(配線電阻)的減低之層，採用含有Ta、Nb、Re、Zr、W、Mo、V、Hf、Ti、Cr及Pt構成的群(X群)所選擇之至少一種元素，與稀土類元素之至少一種的Al合金之第1層(Al-X群元素-REM合金)；與(II)於該Al合金(第1層)之上，除了高溫耐熱性作用，配線電阻減低作用以外，也對於耐氟酸性的提高有所貢獻之層，被層積Ti、Mo、Al、Ta、Nb、Re、Zr、W、V、Hf、及Cr構成的群(Y群)所選擇之至少一種元素(Y群元素)之氮化物，或者Al合金的氮化物之第2層(在此，構成前述第1層的Al合金，與構成前述第2層的Al合金可以相同，也可以是不同的)的配線構造的話，可以發揮所要的作用效果(高溫處理時的高耐熱性以及低電阻，進而優異的耐氟酸性)。如前所述，使用於本發明的第1層之Al-X群元素-REM合金，對於發揮高溫處理時的高耐熱性及低電阻是有用的。但是由本案發明人等的實驗判明了僅有該Al合金(第1層)，也無法具備更為優異的耐氟酸性(參照後述的實施例之表1B的No.42、46)。
前述配線構造，簡言之是在基板上，具有依序層積Al-X群元素-REM合金(第1層)，與Y群元素之氮化物 或Al合金的氮化物(第2層)的2層所構成的層積構造者。在本說明書，亦有把前述2層構造所構成的配線構造，特別稱為第1配線構造。
亦可以是進而於前述第2層之上，被層積包含由Ti、Mo、Ta、Nb、Re、Zr、W、V、Hf、及Cr構成的群(Z群)所選擇的至少一種元素(Z群元素)之第3層的配線構造。發現了這樣的配線構造，也可以有效地發揮根據本發明之作用效果(高溫處理時的高耐熱性及低電阻，進而優異的耐氟酸性)。藉由前述第3層的形成，發揮可以把與層積於其上的配線膜之接觸電阻抑制得很低等效果。
前述配線構造，簡言之是在基板上，具有依序層積Al-X群元素-REM合金(第1層)，與Y群元素之氮化物或Al合金的氮化物(第2層)、與包含Y群元素之中除了Al以外的Y群元素之層(第3層)的3層所構成的層積構造者。在本說明書，亦有把前述3層構造所構成的配線構造，特別稱為第2配線構造。
於本發明之配線構造(具體而言，為前述第1及第2配線構造)係在對該配線構造進行450~600℃的加熱處理時，滿足以下(1)~(3)之要件者。
(1)電阻率在15μΩ cm以下，(2)小丘(hillock)密度在1×109個/m2以下，(3)0.5重量%之氟酸溶液內浸漬1分鐘時之蝕刻速率在200nm/min以下。
以下，詳細說明各配線構造。
(1)關於第1配線構造
首先，針對相關於本發明的第1配線構造進行說明。
如前所述，前述第1配線構造，係由基板側起依序被層積Al-X群元素-REM合金之第1層；與Ti、Mo、Al、Ta、Nb、Re、Zr、W、V、Hf、及Cr構成的群(Y群)所選擇的至少一種元素(Y群元素)之氮化物或Al合金的氮化物之第2層者。此處，構成前述第1層的Al合金，與構成前述第2層的Al合金可以是相同的，或者不同。
(1-1)基板
使用於本發明的基板，只要是通常使用於顯示裝置者即可，沒有特別限定，例如，可以舉例出無鹼玻璃、蘇打玻璃、矽玻璃、碳化矽等。這些之中較佳者為無鹼玻璃。
(1-2)Al合金(第1層)
於前述基板上，被形成Al-X群元素-REM合金(第1層)。此處，所謂「基板之上」，包含有基板之直接上方，以及中介著氧化矽或氮化矽等層間絕緣膜之上方這兩種情形。
(第1Al合金膜)
前述第1Al合金膜，係含有Ta、Nb、Re、Zr、W、Mo、V、Hf、Ti、Cr及Pt構成的群(X群)所選擇的至少一種元素，與稀土類元素(REM)之至少一種之Al-X 群元素-REM合金膜。
此處，前述X群元素(X群元素)，係由融點大致為1600℃以上的高融點金屬所構成，係單獨對高溫下的耐熱性提高有所貢獻的元素。這些元素可以單獨添加，亦可併用2種以上。前述X群元素之中較佳者為Ta、Ti，更佳者為Ta。
前述X群元素的含量(單獨含有的場合為單獨的量，併用2種以上時為合計量)以0.1~5原子%為較佳。X群元素的含量未滿0.1原子%時，無法有效發揮前述作用。另一方面，X群元素的含量超過5原子%時，Al合金膜的電阻太過高以外，於配線加工時容易產生殘渣。X群元素之更好的含量為0.1原子%以上3.0原子%以下，進而更佳之含量為0.3原子%以上2.0原子%以下。
此外，前述稀土類元素(REM)，係藉由與前述X群元素複合添加而對於高溫耐熱性的提高有所貢獻的元素。進而，前述稀土類元素在單獨的場合，具有在鹼性環境下的耐蝕性作用，是前述X群元素所沒有的作用。具體而言，前述稀土類元素，例如也具有減低在光蝕刻步驟使用的鹼性顯影液導致的損傷，提高耐鹼性腐蝕性的作用。
此處所說的稀土類元素，係在鑭系元素(週期表上原子序57之鑭起直到原子序71之鎦(Lu)為止合計15個元素)外加上Sc(鈧)、Y(釔)之元素群。本發明，可以單獨使用前述稀土類元素，亦可併用2種以上。稀土類元素之中較佳者為Nd、La、Gd，更佳者為Nd、La。
為了有效發揮稀土類元素導致之前述作用，稀土類元素的含量(單獨含有的場合為單獨的量，併用2種以上時為合計量)以0.1~4原子%為較佳。稀土類的含量未滿0.1原子%時，無法有效發揮耐鹼性腐蝕性。另一方面，稀土類元素的含量超過4原子%時，Al合金膜的電阻太過高，於配線加工時容易產生殘渣。稀土類元素之更好的含量為0.3原子%以上3.0原子%以下，進而更佳之含量為0.5原子%以上2.5原子%以下。
前述第1Al合金膜，含有前述元素，其餘為Al及不可避免之不純物。
此處所謂前述不可避免之不純物，例如為Fe、Si、B等。不可避免的不純物之合計量沒有特別限定，大致上可含有0.5原子%以下的程度。各不可避免的不純物元素，亦可為B含有0.012原子%以下，Fe、Si分別含有0.12原子%以下。
進而，前述第1層之Al合金膜，亦可含有以下的元素。
(Cu及/或Ge)
Cu及/或Ge，具有對高溫耐熱性的提高有貢獻，防止在高溫製程下之小丘的發生的作用。Cu及/或Ge可以單獨添加，亦可添加雙方。
為了有效發揮這樣的作用，使Cu及/或Ge的含量(單獨的場合為單獨的含量，含有雙方的場合為合計量) 為0.1~2原子%為較佳。Cu及/或Ge含量未滿0.1原子%的場合，無法得到所要的效果，不能確保貢獻於進而提高耐熱性的第2析出物的密度。另一方面，Cu及/或Ge含量超過2原子%的話，電阻率會上升。前述元素之更好的含量為0.1原子%以上1.0原子%以下，進而更佳者為0.1原子%以上0.6原子%以下。
(Ni及/或Co)
Ni及/或Co，係能夠與透明導電膜直接連接(直接接觸)的元素。這是因為透過含有藉由TFT製造過程之熱履歷所形成的導電性高的Ni及/或Co之Al系析出物，而使得與透明導電膜之電氣導通成為可能。這些可以單獨添加，亦可添加雙方。
為了有效發揮這樣的作用，使Ni及/或Co的含量(單獨的場合為單獨的含量，含有雙方的場合為合計量)為0.1~3原子%為較佳。Ni及/或Co含量未滿0.1原子%的場合，無法得到所要的效果，不能確保貢獻於減低與透明導電膜之接觸電阻的第3析出物的密度。亦即，第3析出物的尺寸很小，密度也減少，所以要安定地維持與透明導電膜之低的接觸電阻會變得困難。另一方面，Ni及/或Co含量超過3原子%的話，鹼性環境下之耐蝕性會降低。Ni及/或Co之更好的含量為0.1原子%以上1.0原子%以下，進而更佳者為0.1原子%以上0.6原子%以下。
以上，說明了構成第1層的Al合金的元素。
又，如稍後所述，於前述Al合金(第1層)之上形成特定的氮化物(第2層)，但會有受到隨該氮化物的形成而導入的氮氣氣體的影響或熱處理時之擴散，而在Al合金(第1層)中混入氮的情形。在此場合，混入構成第1層的Al合金中的氮濃度以抑制於1原子%以下為較佳。
Al合金中導入很多氮的話，電阻會上升。Al合金(第1層)中所含的氮濃度以儘量少為較佳，更佳者為大致在0.1原子%以下，進而更佳者為大致在0.01原子%以下。
前述Al合金(第1層)之較佳的膜厚，大致為50~800nm。前述膜厚低於50nm的話配線電阻會增大。另一方面，前述膜厚超過800nm的話，會產生配線端面的形狀異常或是伴隨其之上層膜的斷線等問題。前述Al合金的較佳的厚度大致為100~500nm。
(1-3)Y群元素的氮化物或Al合金之氮化物(第2層)
在前述第1配線構造，於前述Al合金(第1層)之上，被形成Ti、Mo、Al、Ta、Nb、Re、Zr、W、V、Hf、及Cr構成的群(Y群)所選擇的至少一種元素(Y群元素)之氮化物或Al合金的氮化物(第2層)。Y群元素及Al合金之氮化物，分別單獨使用係對於高溫下之耐熱性提高作用以及電阻減低作用，進而對耐氟酸性有所貢獻者，可以單獨添加，亦可併用2種以上。
前述第2層，係為了要發揮所要的作用效果而由大量的基礎實驗所選擇出來的，判明了藉由把特定的金屬(Y 群元素)之氮化物或Al合金之氮化物作為第2層使用可以發揮所要的作用效果(參照後述實施例)。此處，所謂「Al合金(第1層)之上」，意味著Al合金(第1層)之直接上方，不含中介於第1層於第2層之間的層(中間層)的場合。
此處所謂「Y群元素之氮化物」意味著含有1種或2種以上的Y群元素之氮化物。前述Y群元素被氮化的氮化物以「-N」表示的話，例如可以是「Ti-N」(作為Y群元素僅含有Ti之氮化物)，也可以是「Ti-Mo-N」(作為Y群元素含有Ti及Mo之氮化物)。
此外，所謂「Al合金之氮化物」，是與構成前述之第1層的Al合金相同者，或是不同者。前者的場合，第1層與第2層，是由相同的Al合金所構成，或者以不同的Al合金構成。又，由生產性等觀點來看的話，第1層與第2層，由同樣的Al合金來構成為較佳。
關於構成使用於本發明的「Al合金之氮化物」的Al合金，進而詳細說明如下。於如前所述構成第2層的「Al合金之氮化物」，尋求其具有所要的耐氟酸性提高的作用。構成第1層的Al合金，具有高溫下的耐熱性提高作用及電阻減低作用，所以第2層不一定要具備這些「高溫下的耐熱性提高作用及電阻減低作用」。作為用於這樣的第2層的Al合金，可以舉出與前述之第1層同樣的Al合金(Al-X群元素-REM合金、Al-X群元素-REM-Cu/Ge合金、Al-X群元素-REM-Ni/Co合金、Al-X群元素- REM-Cu/Ge-Ni/Co合金)。各元素的詳細內容，只要參照前述之Al合金(第1層)的說明即可。具體而言，例如可以舉出Al-Nd-Ti合金、Al-Ta-Nd-Ni-Ge合金、Al-Ta-Nd-Ni-Ge-Zr合金等。
前述以外，作為使用於第2層的Al合金，可以舉出Al-X群元素合金(例如Al-Zr合金等)、Al-REM合金(例如Al-Nd合金、Al-Y合金、Al-Ce合金等)、Al-Cu合金、Al-Si合金、Al-Fe-Si合金等。其中，難溶解於Al的蝕刻液(例如，磷酸、硝酸、醋酸的混合液等)的元素之Au或Pt等，大致含有1.0原子%以上的Al合金，會發生蝕刻殘渣，所以最好不要作為構成第2層的Al合金來使用。
前述氮化物之中，由減低製造該氮化物之用的濺鍍靶的生產成本的觀點來看，作為Y群元素，可以舉出含有Al、Ti、Mo之至少一種的氮化物，或Al合金的氮化物。此處，於「含有Ti、Mo之至少一種的氮化物」，除了僅含有Ti(其餘為不可避免的不純物)氮化物、僅含有Mo(其餘為不可避免的不純物)氮化物以外，也包含：Ti、包含Ti以外之前述Y群元素之至少一種的Ti合金的氮化物，或是Mo、包含Mo以外之前述Y群元素之至少一種的Mo合金的氮化物等。更佳者為，Al的氮化物、Ti的氮化物、Mo的氮化物、Al合金的氮化物。
此處，「氮化物」沒有必要是Y群元素或Al合金之全部都被氮化，為了有效發揮該氮化物導致的作用效果， 氮化的比率以儘可能多為較佳，所有都被氮化者為最佳。例如含有2種以上的Y群元素的氮化物，或含有2種以上的合金元素的Al合金的氮化物的場合，構成該氮化物的所有元素，以儘可能被氮化為較佳，所有元素都被氮化為最佳。具體而言，如稍後所述只要是在氮化物成膜時之混合氣體中的氮氣體的比率(流量比，%)控制為2%以上(隨著構成第2層的氮化物的元素種類不同亦有3%以上)而形成的氮化物的話，就包含於本發明的氮化物。但是，氮化物原本為絕緣物，氮化物的比率變多時，第2層的電阻率變高，配線構造全體的電阻率有變高的傾向。此外，隨著構成氮化物的元素種類不同，因為有根據濕式蝕刻的配線加工性等，導致顯示裝置用配線構造所要求的一般的特性降低之虞，所以建議要適切地控制氮化的程度。
前述氮化物(第2層)之較佳的膜厚，大致為10~100nm。前述膜厚低於10nm的話會產生針孔。另一方面，上述膜厚超過100nm的話，會產生配線膜全體的電阻增大獲成膜時間的長時間化等問題。前述氮化物(第2層)之較佳的膜厚，大致為15~70nm。
上述配線構造，係在對該配線構造進行450~600℃的加熱處理時，滿足以下(1)~(3)之要件。
(1)電阻率在15μΩ cm以下，(2)小丘(hillock)密度在1×109個/m2以下，(3)0.5重量%之氟酸溶液內浸漬1分鐘時之蝕刻速率在200nm/min以下。
在此，前述(1)之要件為「高溫加熱處理後之低電阻」的指標之值，前述(2)之要件為「高溫加熱處理後之高的高溫耐熱性」的指標之值，前述(3)之要件為「高溫加熱處理後之優異的耐氟酸性」的指標之值。詳細內容，只要參照表10的合格基準即可。此外，耐氟酸性的詳細測定方法，如後述之實施例之欄所記載的。
此處所謂「進行450~600℃的加熱處理時」，係假設TFT的製造步驟所負荷的高溫加熱處理者。作為對應於這樣的高溫加熱處理之TFT製造製程，例如，可以舉出為了非晶矽的結晶化(為了成為結晶化矽)而以雷射等來進行退火，為了形成低電阻的多晶矽層而進行之活化熱處理等。特別是在為了活化之熱處理，多被暴露於如前所述的高溫下。此加熱處理，最好在真空、氮氣氣體、惰性氣體等氛圍中進行，處理時間最好為1分鐘以上60分鐘以下。
進而，因應於構成第2層的氮化物的種類，第2層電阻率有其適切的範圍。如前所述構成第2層的氮化物，對於耐氟酸性的提高為有用，但是氮化物原本為絕緣物，因應於氮化物的種類不同，第2層電阻率有其種種的範圍。
例如，第2層為Mo的氮化物的場合，如稍後詳述的，藉由使混合氣體中所含的氮氣氣體的比率(流量比)為3%以上可得對耐氟酸性有用的氮化物。此時的第2層的電阻率，根據後述的實施例所記載的方法，為75μΩ cm以上。此外，如後述般，混合氣體中所含的氮氣氣體的比 率(流量比)之較佳的上限為50%，此時的第2層的電阻率為400μΩ cm以下。
此外，第2層為Ti的氮化物的場合，如稍後詳述的，藉由使混合氣體中所含的氮氣氣體的比率(流量比)為2%以上可得對耐氟酸性有用的氮化物。此時的第2層的電阻率，根據後述的實施例所記載的方法，為90μΩ cm以上。此外，如後述般，混合氣體中所含的氮氣氣體的比率(流量比)之較佳的上限為50%，此時的第2層的電阻率為600μΩ cm以下。
此外，第2層，為表9所示的Al合金的氮化物的場合，如稍後詳述的，藉由使混合氣體中所含的氮氣氣體的比率(流量比)為3%以上可得對耐氟酸性有用的氮化物。此時的第2層的電阻率，根據後述的實施例所記載的方法，為27μΩ cm以上。此外，如後述般，混合氣體中所含的氮氣氣體的比率(流量比)之較佳的上限為15%，此時的第2層的電阻率為1300μΩ cm以下。
以上，針對相關於本發明的第1配線構造進行了說明。
(2)第2配線構造
其次，針對相關於本發明的第2配線構造進行說明。
如前所述前述第2配線構造，係於前述第1配線構造之上〔亦即前述氮化物(第2層)之上〕，被層積含有Ti、Mo、Ta、Nb、Re、Zr、W、V、Hf、及Cr構成的群 (Z群)所選擇之至少一種元素的第3層者。第2配線構造，也滿足前述之(1)及(2)的要件，亦即(1)電阻率在15μΩ cm以下，以及(2)小丘(hillock)密度在1×109個/m2以下之要件，且耐氟酸性也優異。
於前述第2配線構造，與第1配線構造重複的部分〔基板、Al合金(第1層)、及Al合金(第2層)〕，只要參照前述之(1-1)以及(1-2)即可。在以下，針對前述第3層進行說明。
(2-1)第3層
前述第3層，係為了與會被形成於該第3層之上的，其他的配線膜之間的接觸電阻的減低化等目的，而被形成於前述氮化物(第2層)之上者。此處，所謂「前述氮化物(第2層)之上」，意味著氮化物(第2層)之直接上方，不含中介於第2層於第3層之間的層(中間層)的場合。
具體而言，前述第3層係包含前述之Z群元素之層所構成的。前述Z群元素，係由前述之Y群元素，除掉Al之群所選擇的至少一種元素。此處所謂「含有Z群元素之層」，意味著包含1種或2種以上前述Z群元素，其餘為製造上不可避免地包含之不純物元素。Z群元素可以單獨含有，亦可含有2種以上。為了製造前述第3層，由減低濺鍍靶的生產成本等觀點來看較佳者，係作為Z群元素包含Ti、Mo之至少一種者。此處，於「含有Ti、Mo之至 少一種者」，除了僅含有Ti者(其餘為不可避免的不純物)、僅含有Mo者(其餘為不可避免的不純物)以外，也包含：Ti、包含Ti以外之前述Z群元素之至少一種的Ti合金，或是Mo、包含Mo以外之前述Z群元素之至少一種的Mo合金等。較佳者為，僅含Ti者，僅含Mo者。
前述第3層之較佳的膜厚，大致為10~100nm。前述膜厚低於10nm的話會產生針孔。另一方面，前述膜厚超過100nm會增加配線電阻。較佳者為前述第3層膜厚，大致為15~70nm。
以上，針對相關於本發明的第2配線構造進行了說明。
於本發明，也包含前述配線構造的製造方法。本發明之製造方法，於前述氮化物(第2層)的製造步驟有特徵部分，除此以外之步驟(第1層及第3層的形成步驟)，可以適當採用通常使用的成膜步驟。
亦即，於本發明的製造方法，構成前述第2層的氮化物，係藉由應用氮氣體與惰性氣體(代表性者為氬氣)之混合氣體的反應性濺鍍法使用濺鍍靶(以下亦簡稱為「靶」)來形成，而且前述混合氣體中所含的氮氣氣體的比率(流量比)為2%以上(雖著構成第2層的氮化物的元素種類不同亦有3%以上者)為其特徵。
作為前述惰性氣體，例如可以舉出氬氣、氖氣等，這些之中較佳者為氬氣。
此外，藉由使前述混合氣體中所含的氮氣氣體的比率 (流量比)為2%以上(隨著構成第2層的氮化物的元素種類不同亦有3%以上者)，來形成可以發揮所要的作用效果的特定的氮化物。
作為前述第2層，例如，在形成Ti的氮化物的場合，使包含於前述混合氣體中的氮氣氣體的比率(流量比)為2%以上。氮氣氣體的較佳的比率為3%以上，更佳者為5%以上，進而又更佳者為10%以上。
作為前述第2層，例如形成Mo、Al、Ta、Nb、Re、Zr、W、V、Hf、及Cr構成的群所選擇之至少一種元素的氮化物、或Al合金的氮化物的場合，使前述混合氣體中所含的氮氣氣體的比率(流量比)為3%以上為較佳。氮氣氣體之更佳的比率為5%以上，更佳者為10%以上。
但是，混合氣體中的氮氣氣體的比率太過多時，成膜速度降低，所以上限以50%以下為佳，更佳者為40%以下，又更佳者為30%以下。
特別是，作為前述第2層，形成Al合金的氮化物的場合，前述混合氣體中含有的氮氣氣體的比率(流量比)推薦為15%以下。氮氣氣體的比率提高太過的話，第2層中產生的氮化物量變多，第2層的電阻率變得太高而成為絕緣體(具體而言，電阻率成108 Ω cm以上)。結果，配線構造全體的電阻率有變高之虞。此外，第2層的電阻率太高的話，根據蝕刻(特別是濕式蝕刻)之配線加工性會劣化。
以上，針對本發明的特徵之氮化物之製造方法進行了 說明。
於本發明，第1層(Al合金)及第3層(含有Z群元素之層)係以濺鍍法使用濺鍍靶來形成為較佳。比起藉由離子佈植法或電子線蒸鍍法、真空蒸鍍法形成的薄膜，可以更容易形成成分或膜厚的膜面內均一性優異的薄膜。
此外，以前述濺鍍法形成前述第1層或第3層時，作為前述靶，以使用含前述之元素者，與所要形成的層相同組成的濺鍍靶為較佳。藉此，可以排除組成偏離之虞，可以形成所要的成分組成之層。
前述靶之形狀，因應於濺鍍裝置之形狀構造包含加工為任意形狀者(角型板狀、圓形板狀、甜甜圈形的板狀、圓筒狀等)。
做為前述靶之製造方法，可以舉出溶解鑄造法或粉末燒結法、噴塗形成法、製造例如由Al合金所構成之金屬錠而得的方法、或製造由Al合金所構成的預製體(得到最終的緻密體之前的中間體)之後，藉由緻密化手段使該預製體更為緻密化而得之方法等。
本發明，也包含前述配線構造使用於薄膜電晶體的顯示裝置。作為該態樣，前述配線構造，例如，可以舉出作為掃描線或訊號線等之配線，閘極電極、源極電極、汲極電極等之配線材料或電極材料等來使用者。特別是，可以適切地舉出，前述配線構造，使用於容易受到高溫熱履歷的影響之閘極電極及掃描線者。
此外，前述閘極電極及掃描線，與前述源極電極及/ 或汲極電極以及訊號線，係同一組成之配線構造者亦被包含於實施態樣中。
使用於本發明的透明畫素電極沒有特別限定，例如，可以舉出氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)等。
此外，使用於本發明的半導體層也沒有特別限定，可以舉出非晶矽、多晶矽、連續粒界結晶矽等。
於製造具備本發明的配線構造的顯示裝置時，可以採用顯示裝置的一般的步驟，例如，可以參照前述之專利文獻1~5所記載的製造方法。
以上，作為液晶顯示裝置以液晶顯示器為代表進行了說明。前述說明之本發明的顯示裝置用配線構造，主要作為電極及配線材料可以使用於各種液晶顯示裝置。可以舉出例如圖2所例示的液晶顯示器(LCD)之薄膜電晶體用閘極、源極及汲極電極以及配線材料，例如圖3所例示的有機EL顯示器(OLED)之薄膜電晶體用閘極、源極及汲極電極以及配線材料，例如圖4所例示的場發射顯示器(FED)之陰極及閘極電極以及配線材料，例如圖5所例示的螢光真空管(VFD)之陽極電極及配線材料，例如圖6所例示的電漿顯示器(PDP)之位址電極及配線材料，例如圖7所例示的無機EL顯示器之背面電極等。於這些顯示器使用本發明之顯示裝置用配線構造的場合，藉由實驗已經確認了可以得到前述特定的效果。
本專利申請案係根據2011年9月28日在日本提出申請之特願2011-213506號，及2012年7月26日在日本提 出申請之特願2012-166391號申請案而主張優先權之利益。前述日本提出申請之特願第2011-213506號及前述日本特願2012-166391號案之說明書的所有內容，於本申請案中供參考用途而予以援用。
〔實施例〕
以下，舉出實施例更具體說明本發明，但本發明並不受限於下列實施例，在適合前述/後述的要旨之範圍加上變更而實施，這些也都包含於本發明的技術範圍。
(實施例1)
此處，調查了作為第1配線構造，於表1所示的種種Al合金(第1層)之上，層積表1所示的種種組成的第2層時之加熱到450~600℃後的配線電阻及耐熱性(小丘密度)，以及耐氟酸性。在本實施例使用的第1層之鋁合金均為滿足本發明的要件之Al-X群元素-REM合金(在表中把原子百分比記載為at%)。
首先，在玻璃基板(康寧公司製造之Eagle-XG玻璃基板，厚度0.7mm)上，把前述Al-0.5原子%Ta-2.0原子%Nd-0.1原子%Ni-0.5原子%Ge合金膜、Al-0.5原子%Ta-2.0原子%Nd-0.1原子%Ni-0.5原子%Ge-0.35原子%Zr合金膜、或者Al-0.5原子%Ta-2.0原子%La-0.1原子%Ni-0.5原子%Ge合金膜(第1層、膜厚=300nm)藉由DC磁控管濺鍍法〔氛圍氣體=氬氣(流量：30sccm)、壓力 =2mTorr、基板温度=25℃(室温)〕進行了成膜。
接著，在保持真空氛圍的狀態下，將表1記載的No.1~38之各氮化膜(第2層，膜厚=50nm)，以DC磁控管濺鍍法〔氛圍氣體=氬氣(流量：26sccm)及氮氣(流量：4sccm)之混合氣體(流量比≒13%)、壓力=2mTorr、基板溫度=25℃(室溫)〕進行成膜，製作2層所構成的第1配線構造。為了比較，把No.39~41、43~45所記載的各金屬膜(膜厚=50nm)，與前述同樣地進行了成膜。進而，為了比較，為了確認氮化膜導致之作用效果，作為No.42及No.46，使用了僅成膜了第1層之Al合金者(沒有第2層)。
又，在前述種種氮化膜的形成，把真空溶解法製作的種種組成之金屬或合金靶作為濺鍍靶來使用。
此外，前述氮化膜之中，Al合金氮化膜之各合金元素含量，藉由ICP發光分析(誘導結合電漿發光分析)法來求出。
對於如前所述進行而形成的第1層積構造，進行了1次450~600℃之高溫加熱處理。針對高溫加熱處理後的配線構造，分別以下列所示的方法測定了耐熱性、該配線構造自身的電阻(配線電阻)，以及耐0.5%氟酸性之各特性。
(1)加熱處理後的耐熱性
對於如前所述般進行而製作的種種配線構造，以惰性 氛圍氣體(N2)氛圍下，以600℃進行一次10分鐘的加熱處理，使用光學顯微鏡(倍率：500倍)觀察其表面性狀，測定了小丘的密度(個/m2)。藉由表10所記載的判斷基準評價了耐熱性，在本實施例把優秀、良或者可當作合格，把不可作為不合格。
(2)加熱處理後的配線構造自身的配線電阻
對如前所述進行而製作的種種配線構造，於形成10μm寬幅的線間距離者，在惰性氛圍氣體(N2)氛圍下，以450℃、550℃或600℃之各溫度進行1次10分鐘的加熱處理，以4端子法測定了電阻率。藉由表10所記載的判斷基準評價了各溫度的配線電阻，在本實施例把優秀或良當作合格，把可或不可作為不合格。
(3)耐氟酸性
對如前所述進行而製作的種種配線構造，於惰性氛圍氣體(N2)氛圍下，於600℃之溫度進行1次10分鐘的加熱處理，施以遮罩後，在0.5%氟酸溶液中在25℃下浸漬30秒以及1分鐘，使用接觸式階差計來測定其蝕刻量。由浸漬30秒後的蝕刻量與浸漬1分鐘後的蝕刻量之差來算出蝕刻速率。藉由表10所記載的判斷基準評價了耐氟酸性，在本實施例把優秀、良或者可當作合格，把不可作為不合格。
進而，對於如前所述地進行而製作的種種配線構造， 在惰性氛圍氣體(N2)氛圍下，以600℃的溫度進行1次10分鐘的加熱處理之後的前述第1層(Al-0.5原子%Ta-2.0原子%Nd-0.1原子%Ni-0.5原子%Ge合金膜、Al-0.5原子%Ta-2.0原子%Nd-0.1原子%Ni-0.5原子%Ge-0.35原子%Zr合金膜、或者Al-0.5原子%Ta-2.0原子%La-0.1原子%Ni-0.5原子%Ge合金膜)中所混入的氮濃度(原子%)，係藉由二次離子質量分析法來求出。
這些的結果併記於表1。
由這些表，滿足本發明的要件之No.1~38，都是即使進行高溫加熱處理，也兼具低配線電阻與高耐熱性，而且耐氟酸性也良好。又，在表1之No.全部都是混入第1層中的氮濃度(原子%)被抑制於未滿1原子%(於表中未顯示)。
對此，如No.39~41、43~45(參照表1B)所示，作為第2層不層積氮化物而層積Ti、Mo、Al之各金屬者，不管第1層之Al合金的種類，都會產生以下的不良情形。首先，如No.39、43那樣作為第2層層積Ti者，耐熱性及耐氟酸性為良好，但是450℃、550℃及600℃之加熱處理後的配線電阻大幅上升。這情形，推測是因為Ti與下底的Al合金擴散了的緣故。同樣的傾向，在替代Ti而層積Mo的No.40、44也同樣見到，Mo與下底的Al合金擴散了的緣故，進行450℃以上的高溫加熱處理的話配線電阻會上升。由這些結果，在作為第2層層積高融點金屬之層時，確認無法得到所要的特性。
此外，如No.41、45那樣，作為第2層層積Al者，在高溫之配線電阻被抑制得很低，但是耐氟酸性大幅降低。此結果，佐證了鋁的耐熱性低，耐氟酸性也低之從前的見解。
此外，如No.42、46那樣，不形成第2層(氮化物)，僅由第1層來構成者，雖然兼具高溫加熱處理後的低配線電阻與高耐熱性，但是耐氟酸性低。
(實施例2)
除了於前述之實施例1，使第1層之Al合金及第2層的氮化物的種類，如表2~表5所示進行種種變化以外，以與實施例1同樣的方式製作配線構造，調查了加熱至450~600℃之後的配線電阻以及耐熱性(小丘密度)，進而耐氟酸性。
這些結果顯示於表2~5。
在本實施例，於第1層及第2層，使用滿足在本發明規定的要件者，所以如前述表所示，全部特性都很優異。
詳言之，表2是作為第2層包含Al合金的氮化物之例。表3是作為第2層包含在本發明規定的Y群元素(Ti)的氮化物之例。表4是作為第2層包含在本發明規定的Y群元素(Mo)的氮化物之例。表5是作為第2層包含在本發明規定的Y群元素(Al)的氮化物之例。任一場合，都無關於第1層的Al合金的種類，在進行任一之高溫加熱處理後，均兼具低配線電阻與高耐熱性，而且耐氟酸性也良好。又，在表2~5之No.全部都是混入第1層中的氮濃度(原子%)被抑制於未滿1原子%(於表中未顯示)。
(實施例3)
在此，作為第2配線構造，於表6所示的Al合金(第1層)之上，依序層積顯示於表6的種種組成的第2層及第3層時之加熱至450~600℃後之與前述實施例1同樣方式調查的配線電阻及耐熱性(小丘密度)，以及耐氟酸性。在本實施例使用的第1層之Al合金均為滿足本發明的要件之Al-X群元素-REM合金。
具體而言，首先，與前述之實施例1同樣進行在玻璃基板上，形成表6之Al合金膜(第1層、膜厚=300nm)。
接著，與前述實施例1同樣進行，形成表6記載的 No.1~50之各氮化膜(第2層，膜厚=50nm)。
接著，在保持真空氛圍的狀態下，將表6記載的No.1~50之各金屬膜(第3層，膜厚=20nm)，以DC磁控管濺鍍法〔氛圍氣體=氬氣(流量：30sccm)、壓力=2mTorr、基板溫度=25℃(室溫)〕進行成膜，製作3層所構成的第2配線構造。
這些的結果併記於表6。
由這些表，No.1~50均滿足本發明之要件，所以即使進行高溫加熱處理，也兼具低配線電阻與高耐熱性，而且耐氟酸性也良好。此外，在表6之No.全部都是混入第1層中的氮濃度(原子%)被抑制於未滿1原子%(於表中未顯示)。
(實施例4)
在此，於表7顯示的種種Al合金(第1層)之上，層積表7所示的種種組成之第2層，同時使該第2層的膜厚，如表7所示在10~50nm的範圍內做出種種改變時，加熱至450~600℃後之與前述實施例1同樣調查了配線電阻及耐熱性(小丘密度)以及耐氟酸性。在本實施例使用的第1層之Al合金均為滿足本發明的要件之Al-X群元素-REM合金。
這些的結果併記於表7。
由這些表，在作為第2層使用了滿足本發明的要件的Y群元素的氮化物之No.1~60，即使將該第2層的膜厚在10~50nm的範圍改變，也全部可以確保所要的特性。 又，在表7之No.全部都是混入第1層中的氮濃度(原子%)被抑制於未滿1原子%(<0.1%)(於表中未顯示)。
對此，作為第2層層積Ti及Mo之各金屬的No.61~68(參照表7C)，不管第1層的Al合金的種類，即使將膜厚由50nm減少到10nm，也無法全部確保所要的特性。
詳言之，如No.61、62、65、66那樣作為第2層層積Ti者，藉由使膜厚由50nm(No.62、66)減少至10nm(No.61、65)抑制Ti與下底的Al合金之擴散，所以可以使加熱至450~600℃後的配線電阻及耐熱性(小丘密度)全部提高到合格基準。但是，耐氟酸性反而大幅降低。
同樣的傾向也見於作為第2層替代Ti而層積Mo的場合。亦即，如No.63、64、67、68那樣作為第2層層積Mo者，藉由使膜厚由50nm(No.64、68)減少至10nm(No.63、67)抑制Mo與下底的Al合金之擴散，所以可以使加熱至450~600℃後的配線電阻及耐熱性(小丘密度)全部提高到合格基準，但相反地耐氟酸性大幅降低。
由這些結果，可以確認作為第2層層積高融點金屬之層的場合，即使改變該第2層的膜厚，也無法全部確保所要的特性。
(實施例5)
在此，於表8顯示的種種Al合金(第1層)之上，層積表8所示的種種組成之第2層，同時使該第2層之氮化膜成膜時之混合氣體中的氮氣氣體的比率(流量比，%)，如表8所示在1~50%的範圍內做出種種改變時，加熱至450~600℃後之與前述實施例1同樣調查了配線電阻及耐熱性(小丘密度)以及耐氟酸性。在本實施例使用的第1層之Al合金均為滿足本發明的要件之Al-X群元素-REM合金。
這些的結果併記於表8。
由這些表，在作為第2層，混合氣體中的氮氣氣體比率滿足本發明的要件(氮氣氣體的比率≧2%)而形成Y群元素的氮化物膜的No.2~8、10~16、18~23、25~30、32~35、37~40、42~45、47~50、52~55、57~60、62~65、67~70可以確保全部的所要的特性。又，在表8之No.1~70全部都是混入第1層中的氮濃度(原子%)被抑制於未滿1原子%(於表中未顯示)。
對此，作為第2層，混合氣體中的氮氣氣體的比率低於本發明的要件的條件下成膜之No.1、9、17、24(以上參照表8A)、No.31、36、41、46(以上參照表8B)、No.51、56、61、66(以上參照表8C)，氮化並不充分，無法形成可以發揮所要的作用效果的程度之Y群元素的氮化物，所以耐氟酸性都很低。
由這些結果，確認了為了要有效發揮構成第2層的Y群元素的氮化物或Al合金的氮化物所致的作用效果，適切地控制該氮化物的成膜條件是很重要的。
(實施例6)
針對前述實施例5之表8A所示的No.1~30，以與測定前述配線構造的電阻率時相同的條件，以4端子法，測定了第2層單膜的電阻率。測定結果顯示於下列表9。 又，於表9，所謂「絕緣體」意味著電阻率在108 Ω cm以上。此外，於下列表9，一併顯示圖8A所示的耐氟酸性的結果。
由下述表9可以如下述般進行考察。表9之No.2~8，係把混合氣體中的氮氣氣體的比率控制在2%以上，形成對耐氟酸性有用的Ti之氮化物之例，第2層單膜的電阻率為90μΩ m以上。
此外，No.10~16，係把混合氣體中的氮氣氣體的比率控制在3%以上，形成對耐氟酸性有用的Mo之氮化物之例，第2層單膜的電阻率為75μΩ m以上。
此外，No.18~22、25~29，係把混合氣體中的氮氣氣體的比率控制在3%以上，形成對耐氟酸性有用的Al合金之氮化物之例，第2層單膜的電阻率為27μΩ m以上。
但是，如表9的No.23、30所示，形成Al合金的氮化物的場合，形成第2層時之混合氣體中含有的氮氣氣體的比率提高太過時，第2層單膜的電阻率變得太高，成為高電阻的絕緣體，有根據蝕刻(特別是濕式蝕刻)之配線加工性劣化之虞。亦即，作為第2層形成Al合金的氮化物的場合，混合氣體中含有的氮氣氣體的比率最好為15%以下。
1‧‧‧玻璃基板
2‧‧‧多晶矽層
3‧‧‧低電阻多晶矽層
4‧‧‧掃描線
5‧‧‧閘極電極
6‧‧‧閘極絕緣膜
7‧‧‧保護膜
8‧‧‧源極電極
9‧‧‧汲極電極
10‧‧‧訊號線
11‧‧‧通孔
12‧‧‧透明電極
圖1係顯示圖案化後的薄膜電晶體的核心部的剖面構造。
圖2係顯示液晶顯示器之一例之概略剖面圖。
圖3係顯示有機EL顯示器之一例之概略剖面圖。
圖4係顯示場發射顯示器之一例之概略剖面圖。
圖5係顯示螢光真空管之一例之概略剖面圖。
圖6係顯示電漿顯示器之一例之概略剖面圖。
圖7係顯示無機EL顯示器之一例之概略剖面圖。

Claims (18)

  1. 一種配線構造，係用於顯示裝置之配線構造，其特徵為：前述配線構造，由基板側依序含有：包含合計0.1~5原子百分比之由Ta、Nb、Re、Zr、W、Mo、V、Hf、Ti、Cr及Pt構成的群(X群)所選擇的至少一種元素，與合計0.1~4原子百分比之稀土類元素之至少一種的Al合金之第1層，與由Ti、Mo、Al、Ta、Nb、Re、Zr、W、V、Hf、及Cr構成的群(Y群)所選擇的至少一種元素的氮化物，或Al合金的氮化物之第2層被層積之構造；構成前述第1層的Al合金，與構成前述第2層的Al合金，為相同或者不同。
  2. 一種配線構造，係用於顯示裝置之配線構造，其特徵為：前述配線構造，由基板側依序含有：包含由Ta、Nb、Re、Zr、W、Mo、V、Hf、Ti、Cr及Pt構成的群(X群)所選擇的至少一種元素，與含有稀土類元素之至少一種的Al合金之第1層，與由Ti、Mo、Al、Ta、Nb、Re、Zr、W、V、Hf、及Cr構成的群(Y群)所選擇的至少一種元素的氮化物，或Al合金的氮化物之第2層被層積之構造； 構成前述第1層的Al合金，與構成前述第2層的Al合金，為相同或者不同，對前述配線構造進行了450~600℃的加熱處理時，滿足以下(1)~(3)之要件：(1)電阻率在15μΩcm以下，(2)小丘(hillock)密度在1×109個/m2以下，(3)0.5重量%之氟酸溶液內浸漬1分鐘時之蝕刻速率在200nm/min以下。
  3. 如申請專利範圍第2項之配線構造，其中前述第2層為Mo之氮化物，該第2層的電阻率為75μΩcm以上。
  4. 如申請專利範圍第2項之配線構造，其中前述第2層為Ti之氮化物，該第2層的電阻率為90μΩcm以上。
  5. 如申請專利範圍第2項之配線構造，其中前述第2層為Al合金之氮化物，該第2層的電阻率為27μΩcm以上。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之配線構造，其中前述第1層之Al合金，進而包含銅及/或鍺。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之配線構造，其中前述第1層之Al合金，進而包含鎳及/或鈷。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之配線構造，其中前述配線構造，包含於前述第2層之上，被層積包含由Ti、Mo、Ta、Nb、Re、Zr、W、V、Hf、及Cr構成的群(Z群)所選擇的至少一種元素之第3 層的構造。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之配線構造，其中對前述配線構造進行了450~600℃的加熱處理時，混入構成前述第1層的Al合金中的氮濃度被抑制為1原子%以下。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之配線構造，其中前述第2層的膜厚為10nm以上100nm以下。
  11. 一種配線構造之製造方法，其特徵係製造申請專利範圍第1或2項所記載的配線構造之方法，構成前述第2層的氮化物，係以使用氮氣體與惰性氣體之混合氣體的反應性濺鍍法來形成，且包含於前述混合氣體中的氮氣比率(流量比)為2%以上。
  12. 一種顯示裝置，其特徵為具備申請專利範圍第1或2項之配線構造。
  13. 一種液晶顯示器，其特徵為具備申請專利範圍第1或2項之配線構造。
  14. 一種有機EL顯示器，其特徵為具備申請專利範圍第1或2項之配線構造。
  15. 一種場發射顯示器，其特徵為具備申請專利範圍第1或2項之配線構造。
  16. 一種螢光真空管，其特徵為具備申請專利範圍第1或2項之配線構造。
  17. 一種電漿顯示器，其特徵為具備申請專利範圍第1或2項之配線構造。
  18. 一種無機EL顯示器，其特徵為具備申請專利範圍第1或2項之配線構造。
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