WO2021117302A1 - アルミニウム合金ターゲット、アルミニウム合金配線膜、及びアルミニウム合金配線膜の製造方法 - Google Patents

アルミニウム合金ターゲット、アルミニウム合金配線膜、及びアルミニウム合金配線膜の製造方法 Download PDF

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雅文 若井
拓 半那
保夫 中台
中村　亮太
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    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film

Definitions

  • the present invention relates to an aluminum alloy target, an aluminum alloy wiring film, and a method for manufacturing an aluminum alloy wiring film.
  • TFTs thin film transistors
  • a low resistance metal such as Al may be used as a wiring material.
  • the gate electrode since the gate electrode is formed in the middle of the manufacturing process, it receives a thermal history due to annealing treatment after the gate electrode is formed. Therefore, as the material of the gate electrode, a refractory metal (for example, Mo) having a heat resistance capable of withstanding the heat history is often used (see, for example, Patent Document 1).
  • a refractory metal for example, Mo
  • a refractory metal such as Mo
  • the refractory metal does not have sufficient bending resistance. Therefore, the electrode may break due to bending.
  • a refractory metal such as Mo has a higher resistivity than a low resistivity metal such as Al. This can lead to display delays on the display as the size of the display increases.
  • an object of the present invention is to provide an aluminum alloy target having low resistance and excellent heat resistance and flexibility, an aluminum alloy wiring film, and a method for manufacturing an aluminum alloy wiring film. ..
  • the aluminum alloy target according to one embodiment of the present invention is a main component composed of aluminum and a group of elements added to the main component, and is 0.005 at% or more and 0.88 at% or less of iron. And an element group consisting of vanadium of 0.01 at% or more and 0.05 at% or less.
  • the aluminum alloy target may consist of the main component, the element group, and the unavoidable component.
  • the aluminum alloy target according to one embodiment of the present invention has a main component composed of aluminum and It is added to the main component and includes an additive element composed of 0.2 at% or more and 0.88 at% or less of iron.
  • the aluminum alloy wiring film according to one embodiment of the present invention is a main component composed of aluminum and a group of elements added to the above main components, and contains 0.005 at% or more and 0.88 at% or less of iron and 0.01 at% or more. It includes an element group consisting of vanadium of 0.05 at% or less.
  • an aluminum alloy wiring film having low resistance and excellent heat resistance and flexibility can be obtained.
  • the aluminum alloy wiring film may be composed of the main component, the element group, and the unavoidable component.
  • an aluminum alloy wiring film having low resistance and excellent heat resistance and flexibility can be obtained.
  • a sputtering target having an element group consisting of vanadium of .01 at% or more and 0.05 at% or less is prepared, an aluminum alloy wiring film is formed on a substrate using the sputtering target, and the aluminum alloy wiring film is at 450 ° C. or less. It is heat-treated.
  • an aluminum alloy wiring film having low resistance and excellent heat resistance and flexibility is formed.
  • an aluminum alloy target having low resistance and excellent heat resistance and flexibility, an aluminum alloy wiring film, and a method for manufacturing an aluminum alloy wiring film.
  • FIGS. (A) and (b) are schematic cross-sectional views of a thin film transistor having an Al alloy film according to the present embodiment. It is a graph which shows the change of the surface roughness immediately after the film formation of a plurality of Al alloy films and after the heat treatment. It is a graph which shows the change of the resistivity ⁇ ( ⁇ ⁇ cm) immediately after the film formation of the Al pure metal film and a plurality of Al alloy films, and after the heat treatment.
  • FIG. (A) is a graph showing the surface roughness of the Al—Fe—V ternary system in which the Fe concentration is 0.1 at% or more.
  • FIGS. (A) to (h) are surface SEM images of the Al pure metal film and the plurality of Al alloy films after the heat treatment.
  • FIGS. (A) and (b) show an example of an SEM image of the surface of the glass substrate after etching the Al alloy film formed on the glass substrate.
  • 1 (a) and 1 (b) are schematic cross-sectional views of a thin film transistor having an Al alloy film according to the present embodiment.
  • FIG. 1A shows a top gate type thin film transistor 1.
  • an active layer (semiconductor layer) 11, a gate insulating film 12, a gate electrode 13, and a protective layer 15 are laminated on a glass substrate 10.
  • the active layer 11 is composed of, for example, LTPS (low temperature poly-silicon).
  • the active layer 11 is electrically connected to the source electrode 16S and the drain electrode 16D.
  • the thin film transistor 2 shown in FIG. 1 (b) is a bottom gate type thin film transistor.
  • the gate electrode 13, the gate insulating film 22, the active layer 21, the source electrode 26S, and the drain electrode 26D are laminated on the glass substrate 10.
  • the active layer 21 is made of, for example, an IGZO (In—Ga—Zn—O) -based oxide semiconductor material.
  • the active layer 21 is electrically connected to the source electrode 26S and the drain electrode 26D.
  • the thickness of the gate electrode 13 is not particularly limited, and is, for example, 100 nm or more and 600 nm or less, preferably 200 nm or more and 400 nm or less. If the thickness is less than 100 nm, it becomes difficult to reduce the resistance of the gate electrode 13. If the thickness exceeds 600 nm, the bending resistance of the thin film transistor 2 tends to decrease.
  • the gate electrode 13 is made of an aluminum (Al) alloy film according to the present embodiment.
  • the specific resistance of the gate electrode 13 is set to, for example, 15 ⁇ ⁇ cm or less, preferably 10 ⁇ ⁇ cm or less, and more preferably 3.7 ⁇ ⁇ cm or less.
  • the gate electrode 13 is formed by forming a solid Al alloy film by a sputtering method and then patterning it into a predetermined shape.
  • a sputtering method for example, a DC sputtering method, a pulse DC sputtering method, an RF sputtering method, or the like is applied. Either wet etching or dry etching is applied to the patterning of the solid Al alloy film.
  • the film formation and patterning of the gate electrode 13 are generally performed in the middle of the manufacturing process of the thin film transistors 1 and 2.
  • the thin film transistors 1 and 2 are heat-treated (annealed) during the manufacturing process as needed.
  • heat treatment may be performed at 450 ° C. or lower for 30 minutes or less in order to activate the active layer 11 or supplement hydrogen in the active layer 11.
  • the active layer 21 or the gate insulating film 22 is subjected to the same heat treatment for repairing defects.
  • the thin film transistor 1 and 2 are flat type display devices, but also curved type display devices with curved peripheral edges, bendable type display devices bent in an arc shape, and 180 degrees. It may be applied to foldable display devices and the like.
  • a gate electrode containing a refractory metal (for example, Mo) as a main component When a gate electrode containing a refractory metal (for example, Mo) as a main component is applied to the curved surface of such a display device, the refractory metal does not have sufficient bending resistance. A part may crack and the electrode may break.
  • the gate electrode has a role of forming a channel in the active layer facing each other through the gate insulating film. Therefore, when the gate electrode is applied to the curved surface portion of the display device, it is desirable that the gate electrode has no cracks or breaks and has excellent bending resistance.
  • the resistivity of the refractory metal is relatively high among the metals, and as the size of the display in which the thin film transistor 1 or 2 is incorporated increases, display delay in the display may occur.
  • the gate electrode may have high resistance or the gate electrode may be broken. Further, when another film is formed on the hillock, this film receives the shape of the underlying hillock, resulting in high resistance or disconnection of the film.
  • the gate electrode 13 is required to be processed without residue by wet etching and dry etching.
  • the fact that the gate electrode 13 has a low resistance means that it has bending resistance that can withstand bending to a bending radius of 1 mm, and hillock occurs. It is required to have excellent heat resistance, which is difficult to do, and to be able to perform etching without residue.
  • an Al alloy film is applied as the material of the gate electrode 13 in order to deal with the above problems.
  • the Al alloy film is formed, for example, by sputtering in a vacuum chamber. Further, since the Al alloy film is patterned into a predetermined wiring shape like the gate electrode 13, the Al alloy film may be collectively referred to as a metal wiring film in the present embodiment.
  • the Al alloy film is formed on a substrate such as a glass substrate by a sputtering method using this target after preparing an aluminum alloy target as a sputtering target.
  • the Al alloy film is heat-treated at 450 ° C. or lower together with the heat treatment applied to the active layers 11 and 21, for example.
  • the Al alloy film according to the present embodiment includes a main component made of aluminum and an element group added to the main component of aluminum.
  • the element group consists of iron (Fe) of 0.005 at% or more and 0.88 at% or less and vanadium (V) of 0.01 at% or more and 0.05 at% or less (at%: atom%).
  • the Al alloy film may also contain an unavoidable component.
  • the Al alloy film is composed of a main component, an element group, and an unavoidable component.
  • examples of the unavoidable component include Si, Cu, Mn, Zn, and the like.
  • the iron content is less than 0.005 at%, hillock is likely to occur in the Al alloy film when the Al alloy film is heat-treated, which is not preferable.
  • the iron content is larger than 0.88 at%, it becomes difficult to control the target composition, it becomes difficult to make the film quality uniform, and it becomes difficult to dry-etch the aluminum alloy film, which is not preferable.
  • the vanadium content is less than 0.01 at%, hillock is likely to occur in the Al alloy film when the Al alloy film is heat-treated, which is not preferable.
  • the vanadium content is larger than 0.05 at%, the resistivity of the Al alloy film becomes high, which is not preferable.
  • the Al alloy film may include a main component made of aluminum and an additive element added to the main component and made of iron of 0.2 at% or more and 0.88 at% or less.
  • the Al alloy film may contain an unavoidable element.
  • the Al alloy film is composed of a main component, iron, and an unavoidable component.
  • the iron content is less than 0.2 at%, when the Al alloy film is heat-treated, hillock tends to occur in the Al alloy film, which is not preferable.
  • the iron content is larger than 0.88 at%, it becomes difficult to control the target composition, it becomes difficult to make the film quality uniform, and it becomes difficult to dry-etch the aluminum alloy film, which is not preferable.
  • a low resistance gate electrode 13 having a resistivity of 3.7 ⁇ ⁇ cm or less) or less, preferably 3.3 ⁇ ⁇ cm or less is formed. Further, the Al alloy film has excellent bending resistance and exhibits an excellent effect by adding the element group.
  • the Al alloy film is heat-treated (450 ° C. max, 30 minutes max) as an action due to the addition of the element group, hillock is less likely to occur in the Al alloy film.
  • the Al alloy film is heat-treated (450 ° C. max, 30 minutes max)
  • the iron concentration between the Al particles in the Al alloy film becomes relatively high, and the bonding between adjacent Al particles is suppressed.
  • the Al particles remain in the state of fine particles (fine particle size: 1 ⁇ m or less).
  • the average particle size of the particles in this embodiment is determined by a laser diffraction method, image analysis using an electron microscope image, or the like.
  • vanadium when vanadium is contained in the Al alloy film, vanadium is a solid solution strengthening element for aluminum, so that the solid solution of Al and V is promoted in the Al particles.
  • the Al—V intermetallic compound is dispersed and formed, and the movement of Al in the Al particles (Al migration) is suppressed.
  • Al alloy target is used as the sputtering target used in the sputtering film formation.
  • the Al alloy target a target having the same composition as the Al alloy film is prepared.
  • the Al alloy target includes a pure metal piece of Al having a purity of 5N (99.999%) or more, which is the main component, and an element group added to the main component of aluminum.
  • the element group consists of iron (Fe) of 0.005 at% or more and 0.88 at% or less and vanadium (V) of 0.01 at% or more and 0.05 at% or less (at%: atomic%).
  • the Al alloy target may also contain an unavoidable component of 20 ppm or less.
  • the Al alloy target is composed of a main component, an element group, and an unavoidable component.
  • examples of the unavoidable component include Si, Cu, Mn, Zn, and the like.
  • Si is 4 ppm or less
  • Cu is 3 ppm or less
  • Mn is 1 ppm or less
  • Zn is 0.3 ppm or less.
  • the Al alloy target may include a main component made of aluminum and an additive element added to the main component and made of iron of 0.2 at% or more and 0.88 at% or less.
  • the Al alloy target may contain unavoidable elements.
  • the Al alloy target is composed of a main component, iron, and an unavoidable component.
  • element groups are mixed with Al pure metal pieces, and these mixed materials are melted in a crucible by a melting method such as induction heating, and are first formed as an Al alloy ingot.
  • the Al alloy ingot is subjected to plastic working such as forging, rolling, and pressing, and the Al alloy ingot is processed into a plate shape or a disk shape to produce an Al alloy target.
  • each metal material (metal piece, metal powder) of Al, Fe, and V is installed in the crucible.
  • each metal material (metal piece, metal powder) of Al and Fe is installed.
  • each metal material is heated to a melting temperature (for example, 955 ° C) 300 ° C. or higher higher than the melting point of the Al alloy (for example, 655 ° C.), and each metal material is melted in the crucible.
  • the molten metal is cooled to room temperature to form an aluminum alloy ingot.
  • the aluminum alloy ingot is forged as needed, and the aluminum alloy ingot is cut out into a plate shape or a disk shape. As a result, an Al alloy target is formed.
  • the metal material is melted at a melting temperature slightly higher than the melting point of the metal material, and the metal material is cooled from the slightly higher melting temperature to form an alloy ingot.
  • the melting temperature is set to a temperature slightly higher than the melting point, so that the metal materials may not be sufficiently mixed.
  • the metal materials are heated and melted at a melting temperature 300 ° C. or higher higher than the melting point of the Al alloy, so that the metal materials are sufficiently mixed with each other.
  • the higher the melting temperature the longer the cooling time from the melting temperature to room temperature, and the easier it is for the intermetallic compound to precipitate.
  • the intermetallic compound is added so as to be difficult to precipitate in the Al alloy ingot. The concentration of the element is adjusted.
  • the addition amount of the element group to be added in the above range By setting the addition amount of the element group to be added in the above range, the temperature difference between the solid phase line and the liquid phase line in the phase diagram of the metal compound becomes small, and the primary crystals due to the intermetallic compound or the like are formed in the pit. An Al alloy ingot that does not easily settle is formed. Additive elements are uniformly dispersed in the Al alloy ingot.
  • the Al alloy film formed by sputtering using such an Al alloy target exhibits the above-mentioned excellent effects.
  • the Al ingot may receive heat during plastic working such as forging, rolling, and pressing, and Al crystal grains may grow in the Al ingot.
  • Al crystal grains are also present in the Al target produced from such an Al ingot, and the Al crystal grains receive heat from the plasma during film formation to form protrusions on the surface of the Al target. These protrusions may cause abnormal discharge, or the protrusions may pop out from the Al target during film formation.
  • the Al alloy target of the present embodiment Fe or V is added to the Al pure metal in the above-mentioned addition amount.
  • Fe or V is added to the Al pure metal in the above-mentioned addition amount.
  • the Fe content at the grain boundaries between the particles is higher than the Fe content in the particles.
  • the Al alloy ingot (or Al alloy target) contains vanadium, which is a solid solution strengthening element, the solid dissolution of Al and V is promoted in the Al particles, and the Al—V intermetallic compound is formed. It is dispersed and formed. As a result, the movement of Al in the Al particles is suppressed.
  • the average particle size of the particles in the Al alloy ingot (or Al alloy target) is adjusted to 100 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the grain boundary acts as a barrier, and the phenomenon that adjacent fine particles are combined to coarsen the fine particles is suppressed.
  • the heat resistance of the Al alloy target is further improved.
  • the film formation conditions of the Al alloy film and the characteristics of each of the Al alloy films using a plurality of Al alloy targets are shown below.
  • the Al alloy film shown below is an example of the above composition, and the Al alloy film in the present embodiment is not limited to the following example.
  • Discharge power DC discharge, 5 W / cm 2 Film formation temperature: 100 ° C Film formation pressure: 0.3Pa Film thickness: 200 nm Heat treatment: Nitrogen atmosphere, 450 ° C, 0.5 hours
  • an Al pure metal film, an Al-0.10 at% Fe film, and an Al-0.05 at% V-0.05 at% Fe film were formed.
  • Al alloy films Al-0.05 at% Mn film, Al-0.10 at% Mn film, Al-0.20 at% Mn film, Al-0.05 at% V film, Al-0.05 at% Fe.
  • Membrane Al-0.08 at% Ti film, Al-0.05 at% Mn film-0.05 at% Fe film, Al-0.08 at% Ti film-0.05 at% Fe film, Al-0.03 at% V Membrane-0.1at% Fe Membrane, Al-0.02at% V Membrane-0.1at% Fe Membrane, Al-0.02at% V Membrane-0.2at% Fe Membrane, Al-0.02at% V Membrane- A 0.4 at% Fe film and an Al-0.01 at% V film-0.8 at% Fe film were prepared.
  • the purpose is that the Al alloy film after the heat treatment has no hillock and has low resistance.
  • FIG. 2 is a graph showing changes in surface roughness immediately after film formation of a plurality of Al alloy films and after heat treatment.
  • FIG. 2 also shows the results of the Al pure metal film.
  • the vertical axis of FIG. 2 is the maximum valley depth (PV) of the roughness curve measured by AFM.
  • PV maximum valley depth
  • the results of the Al pure metal film are shown on the leftmost side, and the results of each of the plurality of Al alloy films are shown other than this.
  • the Al pure metal film two films (reference numerals 1 and 2) are formed. The larger the difference ⁇ PV between the PV immediately after the film formation and the PV after the heat treatment, the larger the surface unevenness after the heat treatment, and there is a possibility that hillocks are formed after the heat treatment. Suggests high.
  • the Al pure metal film had a larger ⁇ PV than the other Al alloy films. Further, it was found that the ⁇ PV of the Al ⁇ 0.08 at% Ti film was about the same as that of the ⁇ PV of the Al pure metal film.
  • Al-0.08 at% Ti film-0.05 at% Fe film although it was smaller than ⁇ PV of the Al pure metal film, an increase in ⁇ PV was observed.
  • FIG. 3 is a graph showing changes in resistivity ⁇ ( ⁇ ⁇ cm) immediately after film formation of an Al pure metal film and a plurality of Al alloy films and after heat treatment.
  • the broken line in the figure is 3.7 ⁇ ⁇ cm or less, which is the maximum value of the target value of resistivity after heat treatment.
  • “ ⁇ ” indicates the resistivity immediately after the film formation
  • “ ⁇ ” indicates the resistivity after the heat treatment.
  • FIG. 4A is a graph showing the surface roughness of the Al—Fe—V ternary system in which the Fe concentration is 0.1 at% or more.
  • FIG. 4B is a graph showing changes in resistivity ⁇ ( ⁇ ⁇ cm) immediately after film formation and after heat treatment of the Al—Fe—V ternary system when the Fe concentration is 0.1 at% or more. It is a figure.
  • Al-Fe-V ternary film Al-0.03at% V film-0.1at% Fe film, Al-0.02at% V film-0.1at% Fe film, Al-0.02at % V film-0.2 at% Fe film, Al-0.02 at% V film-0.4 at% Fe film, and Al-0.01 at% V film-0.8 at% Fe film were prepared.
  • 5 (a) to 5 (h) are surface SEM images of the Al pure metal film and the plurality of Al alloy films after the heat treatment.
  • the surface SEM image when hillock is deposited on the surface of the Al alloy film, hillock is projected as white particles.
  • FIG. 6 (a) and 6 (b) show an example of an SEM image of the surface of the glass substrate after etching the Al alloy film formed on the glass substrate.
  • FIG. 6A shows an example of etching an Al-0.1at% Fe film
  • FIG. 6B shows an example of etching an Al-0.05at% Fe-0.05at% V film. An example of etching is shown.
  • the etching gas is a mixed gas of Cl 2 (50 sccm) / Ar (20 sccm).
  • the etching pressure is 1.0 Pa.
  • the discharge power is 600 W when the substrate bias power is 400 W.
  • As the wet etching solution a mixed solution of phosphoric acid / nitric acid / acetic acid / water (commonly known as PAN) is used.
  • the liquid temperature is 40 ° C.
  • the Al-0.1at% Fe film and the Al-0.05at% Fe-0.05at% V film are both dry-etched on the glass substrate without residue. It turned out that wet etching is possible.
  • a SiN film (200 nm) / polyimide layer (25 ⁇ m) substrate having a two-layer structure is prepared, and an Al-0.1 at% Fe film and an Al-0.05 at% Fe film are prepared on the SiN film.
  • Each of the ⁇ 0.05 at% V film was formed.
  • the bending radius in the bending test is 1 mm.
  • the test speed is 30 rpm.

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Abstract

【課題】低抵抗であり、耐熱性、屈曲性に優れたアルミニウム合金ターゲット、アルミニウム合金配線膜、及びアルミニウム合金配線膜の製造方法を提供する。 【解決手段】上記目的を達成するため、一形態に係るアルミニウム合金ターゲットは、アルミニウムからなる主成分と、上記主成分に添加された元素群であり、０．００５ａｔ％以上０．８８％以下の鉄及び０．０１ａｔ％以上０．０５ａｔ％以下のバナジウムからなる元素群とを具備する。このようなアルミニウム合金ターゲットを用いれば、低抵抗であり、耐熱性、屈曲性に優れたアルミニウム合金配線膜が形成される。

Description

アルミニウム合金ターゲット、アルミニウム合金配線膜、及びアルミニウム合金配線膜の製造方法
　本発明は、アルミニウム合金ターゲット、アルミニウム合金配線膜、及びアルミニウム合金配線膜の製造方法に関する。
　液晶表示素子、有機ＥＬ表示素子等の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）では、例えば、Ａｌのような低抵抗金属が配線材として使用されることがある。
　しかし、ゲート電極については、製造工程の途中で形成されため、ゲート電極形成後にアニール処理による熱履歴を受けることになる。このため、ゲート電極の材料としては、熱履歴に耐え得る熱耐性を備えた高融点金属（例えば、Ｍｏ）が使用されることが多い（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１５－１５６４８２号公報
　しかしながら、曲面形状の画面を持ったディスプレイ、または折り曲げ可能なフォルダブルディスプレイの曲面部に、Ｍｏのような高融点金属を電極材として適用した場合、高融点金属が充分な屈曲耐性を持っていないことから、電極が屈曲によって破断する可能性がある。
　さらに、Ｍｏのような高融点金属は、Ａｌのような低抵抗金属に比べて抵抗率が高い。このため、ディスプレイのサイズが上昇するにつれ、ディスプレイにおける表示遅延を招来する可能性がある。
　以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、低抵抗であり、耐熱性、屈曲性に優れたアルミニウム合金ターゲット、アルミニウム合金配線膜、及びアルミニウム合金配線膜の製造方法を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るアルミニウム合金ターゲットは、アルミニウムからなる主成分と、上記主成分に添加された元素群であり、０．００５ａｔ％以上０．８８ａｔ％以下の鉄及び０．０１ａｔ％以上０．０５ａｔ％以下のバナジウムからなる元素群とを具備する。
　このようなアルミニウム合金ターゲットを用いれば、低抵抗であり、耐熱性、屈曲性に優れたアルミニウム合金配線膜が形成される。
　上記のアルミニウム合金ターゲットにおいては、上記主成分と、上記元素群と、不可避成分とからなってもよい。
　このようなアルミニウム合金ターゲットを用いれば、低抵抗であり、耐熱性、屈曲性に優れたアルミニウム合金配線膜が形成される。
　本発明の一形態に係るアルミニウム合金ターゲットは、アルミニウムからなる主成分と、
　上記主成分に添加され、０．２ａｔ％以上０．８８ａｔ％以下の鉄からなる添加元素とを具備する。
　このようなアルミニウム合金ターゲットを用いれば、低抵抗であり、耐熱性、屈曲性に優れたアルミニウム合金配線膜が形成される。
　本発明の一形態に係るアルミニウム合金配線膜は、アルミニウムからなる主成分と、上記主成分に添加された元素群であり、０．００５ａｔ％以上０．８８ａｔ％以下の鉄及び０．０１ａｔ％以上０．０５ａｔ％以下のバナジウムからなる元素群とを具備する。
　このようなアルミニウム合金配線膜によれば、低抵抗であり、耐熱性、屈曲性に優れたアルミニウム合金配線膜が得られる。
　上記のアルミニウム合金配線膜においては、上記主成分と、上記元素群と、不可避成分とからなってもよい。
　このようなアルミニウム合金配線膜によれば、低抵抗であり、耐熱性、屈曲性に優れたアルミニウム合金配線膜が得られる。
　本発明の一形態に係るアルミニウム合金配線膜の製造方法においては、アルミニウムからなる主成分と、上記主成分に添加された元素群であり、０．００５ａｔ％以上０．８８ａｔ％以下の鉄及び０．０１ａｔ％以上０．０５ａｔ％以下のバナジウムからなる元素群とを有するスパッタリングターゲットが準備され、上記スパッタリングターゲットを用いて基板にアルミニウム合金配線膜が形成され、上記アルミニウム合金配線膜が４５０℃以下で加熱処理される。
　このような製造方法によれば、低抵抗であり、耐熱性、屈曲性に優れたアルミニウム合金配線膜が形成される。
　以上述べたように、本発明によれば、低抵抗であり、耐熱性、屈曲性に優れたアルミニウム合金ターゲット、アルミニウム合金配線膜、及びアルミニウム合金配線膜の製造方法が提供される。
図（ａ）及び図（ｂ）は、本実施形態に係るＡｌ合金膜を有する薄膜トランジスタの概略断面図である。 複数のＡｌ合金膜の成膜直後及び加熱処理後での表面粗さの変化を示すグラフ図である。 Ａｌ純金属膜、複数のＡｌ合金膜の成膜直後及び加熱処理後での抵抗率ρ（μΩ・ｃｍ）の変化を示すグラフ図である。 図（ａ）は、Ｆｅの濃度が０．１ａｔ％以上であり、Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ三元系の表面粗さを示すグラフ図である。図（ｂ）は、Ｆｅの濃度が０．１ａｔ％以上であり、Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ三元系の成膜直後及び加熱処理後での抵抗率ρ（μΩ・ｃｍ）の変化を示すグラフ図である。 図（ａ）～図（ｈ）は、加熱処理後のＡｌ純金属膜及び複数のＡｌ合金膜の表面ＳＥＭ像である。 図（ａ）及び図（ｂ）は、ガラス基板上に形成したＡｌ合金膜をエッチングした後におけるガラス基板表面のＳＥＭ像の一例が示されている。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、ＸＹＺ軸座標が導入される場合がある。また、同一の部材または同一の機能を有する部材には同一の符号を付す場合があり、その部材を説明した後には適宜説明を省略する場合がある。
　本実施形態に係るアルミニウム合金ターゲットを説明する前に、アルミニウム合金ターゲットが使用されるデバイスの構造、作用の一例を説明する。
　（薄膜トランジスタ）
　図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本実施形態に係るＡｌ合金膜を有する薄膜トランジスタの概略断面図である。
　図１（ａ）には、トップゲート型の薄膜トランジスタ１が示されている。薄膜トランジスタ１では、ガラス基板１０上に、活性層（半導体層）１１、ゲート絶縁膜１２、ゲート電極１３、及び保護層１５が積層されている。活性層１１は、例えば、ＬＴＰＳ（low temperature poly-silicon）で構成される。活性層１１は、ソース電極１６Ｓ及びドレイン電極１６Ｄに電気的に接続されている。
　図１（ｂ）に示す薄膜トランジスタ２は、ボトムゲート型の薄膜トランジスタである。薄膜トランジスタ２では、ガラス基板１０上に、ゲート電極１３、ゲート絶縁膜２２、活性層２１、ソース電極２６Ｓ、及びドレイン電極２６Ｄが積層されている。活性層２１は、例えば、ＩＧＺＯ（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ）系酸化物半導体材料で構成される。活性層２１は、ソース電極２６Ｓ及びドレイン電極２６Ｄに電気的に接続されている。
　ゲート電極１３の厚みは、特に限定されず、例えば、１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下、好ましくは、２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。１００ｎｍ未満の厚みではゲート電極１３の低抵抗化が困難になる。６００ｎｍを超える厚みでは、薄膜トランジスタ２の屈曲耐性が低下する傾向にある。ゲート電極１３は、本実施形態に係るアルミニウム（Ａｌ）合金膜で構成される。ゲート電極１３の比抵抗は、例えば、１５μΩ・ｃｍ以下、好ましくは、１０μΩ・ｃｍ以下、さらに好ましくは、３．７μΩ・ｃｍ以下に設定されている。
　ゲート電極１３は、ベタ状のＡｌ合金膜がスパッタリング法で成膜された後、所定形状にパターニングされることで形成される。スパッタリング法は、例えば、ＤＣスパッタリング法、パルスＤＣスパッタリング法、ＲＦスパッタリング法等が適用される。ベタ状のＡｌ合金膜のパターニングには、ウェットエッチング、ドライエッチングのいずれかが適用される。ゲート電極１３の成膜及びパターニングは、一般的に薄膜トランジスタ１、２の製造工程の途中で行われる。
　また、薄膜トランジスタ１、２では、必要に応じて製造工程中に加熱処理（アニール）が施される。例えば、薄膜トランジスタ１では、ゲート電極１３を形成した後に、活性層１１の活性化、または活性層１１の水素補填のために、４５０℃以下で３０分以下の加熱処理が行われる場合がある。薄膜トランジスタ２でも、活性層２１またはゲート絶縁膜２２においては、欠陥補修のために同様の熱処理が行われる。
　従前においては、ゲート電極１３の材料として、このような熱履歴に耐え得る高融点金属（例えば、Ｍｏ）を選択することが一般的になっていた。
　しかし、最近では、薄膜トランジスタ１、２がフラット型の表示デバイスだけでなく、周縁部が湾曲したカーブ（Curved）型の表示デバイス、円弧状に折り曲げられたベンダブル（Bendable）型の表示デバイス、１８０度折り畳み可能なフォルダブル（Foldable）型の表示デバイス等に適用される場合がある。
　このような表示デバイスの曲面部に、高融点金属（例えば、Ｍｏ）が主成分となったゲート電極が適用されると、高融点金属が充分な屈曲耐性を持っていないことから、ゲート電極の一部が亀裂して、該電極が破断する可能性がある。ゲート電極は、ゲート絶縁膜を介して対向する活性層にチャネルを形成する役割を有する。このため、表示デバイスの曲面部にゲート電極が適用された場合、ゲート電極は、亀裂、破断がなく、優れた屈曲耐性を備えていることが望ましい。
　さらに、高融点金属の抵抗率は、金属の中でも比較的高く、薄膜トランジスタ１または２が組み込まれたディスプレイのサイズが上昇するにつれ、ディスプレイにおける表示遅延が起き得る。
　これに対処するために、柔軟性に優れ、低抵抗のＡｌ純金属をゲート電極の材料に適用する方法がある。しかし、Ａｌ純金属でゲート電極を構成すると、熱履歴によってＡｌの結晶粒径が大径化し、ゲート電極内に応力（圧縮応力、引張応力）が発生して、電極表面にヒロックが発生する場合がある。
　このようなヒロックがゲート電極から剥離すると、ゲート電極が高抵抗になったり、ゲート電極が断線したりする可能性がある。さらに、ヒロック上に別の膜が形成された場合には、この膜が下地のヒロックの形状を受けて、高抵抗になったり、膜が断線したりする。
　また、ゲート電極１３のパターニングでは、ウェットエッチング及びドライエッチングのいずれかが適用されるため、ゲート電極１３においては、ウェットエッチング及びドライエッチングで残渣なく加工されることが要求される。
　このように、ゲート電極１３を構成する電極材としては、ゲート電極１３が低抵抗であることは基より、屈曲半径１ｍｍに折り曲げられても耐え得る屈曲耐性を有していること、ヒロックが発生しにくい優れた耐熱性を有していること、残渣なくエッチング加工ができることが要求される。
　（Ａｌ合金膜）
　本実施形態では、上記の課題に対処するために、ゲート電極１３の材料として、Ａｌ合金膜が適用される。Ａｌ合金膜は、例えば、真空槽内でスパッタリング成膜によって形成される。また、Ａｌ合金膜は、ゲート電極１３のように所定の配線形状にパターニングされることから、本実施形態では、Ａｌ合金膜を総括的に金属配線膜と呼称する場合がある。
　Ａｌ合金膜は、スパッタリングターゲットとしてのアルミニウム合金ターゲットを準備した後、このターゲットを用いてスパッタリング法により、ガラス基板等の基板に形成される。Ａｌ合金膜は、例えば、活性層１１、２１に施される熱処理とともに、４５０℃以下で加熱処理される。
　本実施形態に係るＡｌ合金膜は、アルミニウムからなる主成分と、アルミニウムの主成分に添加された元素群とを具備する。元素群は、０．００５ａｔ％以上０．８８ａｔ％以下の鉄（Ｆｅ）及び０．０１ａｔ％以上０．０５ａｔ％以下のバナジウム（Ｖ）からなる（ａｔ％：atom％）。Ａｌ合金膜は、このほか、不可避成分を含んでもよい。この場合、Ａｌ合金膜は、主成分と、元素群と、不可避成分とからなる。ここで、不可避成分とは、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｚｎなどがあげられる。
　ここで、鉄の含有量が０．００５ａｔ％より小さいと、Ａｌ合金膜に加熱処理が施された場合、Ａｌ合金膜にヒロックが発生しやすくなり、好ましくない。一方、鉄の含有量が０．８８ａｔ％より大きいと、ターゲット組成の制御が困難となり、膜質の均一化が難しくなったり、アルミニウム合金膜のドライエッチング加工が容易でなくなったりするため好ましくない。
　また、バナジウムの含有量が０．０１ａｔ％より小さいと、Ａｌ合金膜に加熱処理が施された場合、Ａｌ合金膜にヒロックが発生しやすくなり、好ましくない。一方、バナジウムの含有量が０．０５ａｔ％より大きいと、Ａｌ合金膜の抵抗率が高くなり、好ましくない。
　また、Ａｌ合金膜は、アルミニウムからなる主成分と、この主成分に添加され、０．２ａｔ％以上０．８８ａｔ％以下の鉄からなる添加元素とを具備してもよい。このＡｌ合金膜には、不可避元素が含まれてもよい。この場合、Ａｌ合金膜は、主成分と、鉄と、不可避成分とからなる。ここで、鉄の含有量が０．２ａｔ％より小さいと、Ａｌ合金膜に加熱処理が施された場合、Ａｌ合金膜にヒロックが発生しやすくなる傾向になり、好ましくない。一方、鉄の含有量が０．８８ａｔ％より大きいと、ターゲット組成の制御が困難となり、膜質の均一化が難しくなったり、アルミニウム合金膜のドライエッチング加工が容易でなくなったりするため好ましくない。
　このようなＡｌ合金膜を用いれば、例えば、抵抗率が３．７μΩ・ｃｍ以下）以下であり、好ましくは、３．３μΩ・ｃｍ以下である低抵抗のゲート電極１３が形成される。さらに、Ａｌ合金膜は、優れた屈曲耐性を有するとともに、元素群の添加による優れた効果が発揮する。
　例えば、元素群の添加による作用として、Ａｌ合金膜に加熱処理（４５０℃ｍａｘ、３０分ｍａｘ）がなされたとしても、Ａｌ合金膜にヒロックが発生しにくくなる。例えば、Ａｌ合金膜に加熱処理（４５０℃ｍａｘ、３０分ｍａｘ）がなされたとしても、Ａｌ合金膜におけるＡｌ粒子間での鉄濃度が相対的に高くなり、隣り合うＡｌ粒子同士の結合が抑制され、Ａｌ粒子が微小粒子の状態で留まる（微小粒径：１μｍ以下）。本実施形態における粒子の平均粒径は、レーザ回折法、電子顕微鏡像を用いた画像解析等によって求められる。
　さらに、Ａｌ合金膜にバナジウムが含まれた場合、バナジウムは、アルミニウムに対する固溶強化元素であるため、Ａｌ粒子内ではＡｌとＶとの固溶が促進する。これにより、Ａｌ－Ｖの金属間化合物が分散形成され、Ａｌ粒子内でのＡｌの移動（Ａｌマイグレート）が抑制される。
　これにより、Ａｌ合金膜に加熱処理がなされたとしても、Ａｌ粒子の巨大化、すなわち、ヒロック生成が抑えられ、耐熱性の高いＡｌ合金膜が形成される。
　また、上記のＡｌ合金膜であれば、塩素系エッチャントを用いたウェットエッチング、ドライエッチングのいずれも可能になる。また、鉄、バナジウムは、希土類元素と比較して、ドライエッチングしやすく、アルミニウムと同等のエッチングレートで加工することができる。
　（アルミニウム合金ターゲット）
　スパッタリング成膜で用いられるスパッタリングターゲットとしては、アルミニウム合金ターゲット（Ａｌ合金ターゲット）が用いられる。
　Ａｌ合金ターゲットとしては、Ａｌ合金膜と同じ組成のターゲットが準備される。例えば、Ａｌ合金ターゲットは、主成分である純度５Ｎ（９９．９９９％）以上のＡｌ純金属片に、アルミニウムの主成分に添加された元素群とを具備する。元素群は、０．００５ａｔ％以上０．８８ａｔ％以下の鉄（Ｆｅ）及び０．０１ａｔ％以上０．０５ａｔ％以下のバナジウム（Ｖ）からなる（ａｔ％：原子％）。
　Ａｌ合金ターゲットは、このほか、２０ｐｐｍ以下の不可避成分を含んでもよい。この場合、Ａｌ合金ターゲットは、主成分と、元素群と、不可避成分とからなる。ここで、不可避成分とは、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｚｎなどがあげられる。一例として、Ｓｉは、４ｐｐｍ以下、Ｃｕは、３ｐｐｍ以下、Ｍｎは、１ｐｐｍ以下、Ｚｎは、０．３ｐｐｍ以下である。
　また、Ａｌ合金ターゲットは、アルミニウムからなる主成分と、この主成分に添加され、０．２ａｔ％以上０．８８ａｔ％以下の鉄からなる添加元素とを具備してもよい。このＡｌ合金ターゲットには、不可避元素が含まれてもよい。この場合、Ａｌ合金ターゲットは、主成分と、鉄と、不可避成分とからなる。
　Ａｌ合金ターゲットは、Ａｌ純金属片に、元素群が混合されて、これらの混合材料が誘導加熱等の溶解法により坩堝内で溶解されて、まずはＡｌ合金インゴットとして形成される。Ａｌ合金インゴットには、鍛造・圧延・プレス等の塑性加工が施され、Ａｌ合金インゴットが板状、円板状に加工されることで、Ａｌ合金ターゲットが作製される。
　例えば、坩堝に、Ａｌ、Ｆｅ、及びＶのそれぞれの金属材料（金属片、金属粉）が設置される。または、Ａｌ及びＦｅのそれぞれの金属材料（金属片、金属粉）が設置される。次に、誘導加熱により、Ａｌ合金の融点（例えば、６５５℃）よりも、３００℃以上高い溶融温度（例えば、９５５℃）に各金属材料が加熱されて、各金属材料が坩堝内で溶融される。次に、この溶融温度から、溶融した金属が室温まで冷却されてアルミニウム合金インゴットが形成される。この後、アルミニウム合金インゴットは、必要に応じて鍛造され、アルミニウム合金インゴットが板状または円板状に切り出される。これにより、Ａｌ合金ターゲットが形成される。
　ここで、スパッタリングターゲット用の合金インゴットを形成する方法として、金属材料の融点よりも若干高い溶融温度で金属材料を溶融し、その若干高い溶融温度から金属材料が冷却されて、合金インゴットを形成する方法がある。これは、溶融状態から冷却されるまでの冷却時間を短くすることにより、冷却過程で生じる金属間化合物の析出を避けるためである。しかし、この方法では、溶融温度が融点よりも若干高い温度に設定されることから、金属材料が充分に混合しなくなる可能性がある。
　これに対して、本実施例では、Ａｌ合金の融点よりも、３００℃以上高い溶融温度で金属材料が加熱溶融されるため、それぞれの金属材料が充分に混合しあうことになる。ここで、溶融温度が高くなるほど、溶融温度から室温までの冷却時間が長くなり、金属間化合物が析出しやすくなるとも考えられる。しかし、本実施形態では、このようなＡｌ合金の融点よりも３００℃以上高い溶融温度からＡｌ合金インゴットが冷却されても、Ａｌ合金インゴット中に、金属間化合物が析出しにくくなるように、添加元素の濃度が調整されている。
　添加される元素群の添加量が上記の範囲に設定されることにより、金属化合物の相図における固相線と液相線との温度差が小さくなり、金属間化合物等による初晶が坩堝内で沈降しにくいＡｌ合金インゴットが形成される。Ａｌ合金インゴット中には、添加元素が均一に分散されている。
　このようなＡｌ合金ターゲットを用いてスパッタリング成膜されたＡｌ合金膜は、上記の優れた効果を奏する。
　また、スパッタリングターゲットをＡｌ純金属のみで作製すると、Ａｌインゴットが鍛造・圧延・プレス等の塑性加工中に熱を受け、Ａｌインゴット中にＡｌ結晶粒が成長する場合がある。このようなＡｌインゴットから作製されたＡｌターゲットにもＡｌ結晶粒が存在することになり、成膜中にＡｌ結晶粒がプラズマからの熱を受けてＡｌターゲット表面で突起物が形成される。この突起物は、異常放電の原因になったり、成膜中に突起物がＡｌターゲットから飛び出したりする可能性がある。
　これに対して、本実施形態のＡｌ合金ターゲットは、Ａｌ純金属にＦｅまたはＶが上記の添加量で添加されている。これにより、Ａｌ合金インゴットが鍛造・圧延・プレス等の塑性加工中に熱を受けたとしても、Ａｌ合金インゴット中にＡｌ合金結晶粒が成長しにくくなる。従って、Ａｌ合金ターゲットがプラズマから熱を受けても、Ａｌ合金ターゲット表面には突起物が発生しにくく、異常放電、突起物のスプラッシュが起きにくくなる。また、異常放電、突起物のスプラッシュが抑制されることから、Ａｌ合金ターゲットを高パワーのスパッタリング成膜にも適用することができる。
　特に、Ｆｅが添加されたＡｌ合金インゴット（または、Ａｌ合金ターゲット）では、粒子間の粒界におけるＦｅの含有量が粒子内におけるＦｅの含有量よりも高くなる。さらに、Ａｌ合金インゴット（または、Ａｌ合金ターゲット）には、固溶強化元素であるバナジウムが含まれるため、Ａｌ粒子内ではＡｌとＶとの固溶が促進し、Ａｌ－Ｖの金属間化合物が分散形成される。これにより、Ａｌ粒子内でのＡｌの移動が抑制される。ここで、Ａｌ合金インゴット（または、Ａｌ合金ターゲット）にける粒子の平均粒径は、１００μｍ以上２００μｍ以下に調製される。
　これにより、Ａｌ合金インゴット（または、Ａｌ合金ターゲット）においては、粒界が障壁となり、隣接する微粒子が結合して微粒子が粗大化する現象が抑制される。この結果、Ａｌ合金ターゲットの耐熱性は、さらに向上する。
　Ａｌ合金膜の成膜条件、及び複数のＡｌ合金ターゲットを用いたＡｌ合金膜のそれぞれの特性を以下に示す。以下に示されるＡｌ合金膜は、上記の組成の一例であり、本実施形態でのＡｌ合金膜は、以下の例に限られない。
　（Ａｌ合金膜の製造条件の一例）
　放電電力：ＤＣ放電、５Ｗ／ｃｍ２
　成膜温度：１００℃
　成膜圧力：０．３Ｐａ
　膜厚：２００ｎｍ
　加熱処理：窒素雰囲気、４５０℃、０．５時間
　上記の成膜条件によって、例えば、Ａｌ純金属膜、Ａｌ－０．１０ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０５ａｔ％Ｖ－０．０５ａｔ％Ｆｅ膜が形成された。このほかＡｌ合金膜として、Ａｌ－０．０５ａｔ％Ｍｎ膜、Ａｌ－０．１０ａｔ％Ｍｎ膜、Ａｌ－０．２０ａｔ％Ｍｎ膜、Ａｌ－０．０５ａｔ％Ｖ膜、Ａｌ－０．０５ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０８ａｔ％Ｔｉ膜、Ａｌ－０．０５ａｔ％Ｍｎ膜－０．０５ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０８ａｔ％Ｔｉ膜－０．０５ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０３ａｔ％Ｖ膜－０．１ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０２ａｔ％Ｖ膜－０．１ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０２ａｔ％Ｖ膜－０．２ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０２ａｔ％Ｖ膜－０．４ａｔ％Ｆｅ膜、及びＡｌ－０．０１ａｔ％Ｖ膜－０．８ａｔ％Ｆｅ膜を作製した。
　図１に示すデバイスにおいては、加熱処理が施されることから、加熱処理後のＡｌ合金膜においてヒロックがなく、低抵抗であることが目的となる。
　図２は、複数のＡｌ合金膜の成膜直後及び加熱処理後での表面粗さの変化を示すグラフ図である。図２には、Ａｌ純金属膜の結果も示されている。図２の縦軸は、ＡＦＭで計測された粗さ曲線の最大谷深さ（Ｐ－Ｖ）である。図中の「○」は、成膜直後のＰ－Ｖを示し、「●」は、加熱処理後のＰ－Ｖを示している。
　図２には、最も左側にＡｌ純金属膜（Ｐｕｒｅ Ａｌ）の結果が示され、これ以外は、複数のＡｌ合金膜のそれぞれの結果が示されている。Ａｌ純金属膜については、２つの膜（符号１、２）を形成している。成膜直後のＰ－Ｖと、加熱処理後のＰ－Ｖとの差ΔＰＶが大きくなるほど、加熱処理後における表面凹凸が大きくなることを意味し、加熱処理後にヒロックが形成している可能性が高いことを示唆する。
　図２の結果から、Ａｌ純金属膜では、他のＡｌ合金膜に比べて、ΔＰＶが大きくなることが認められた。また、Ａｌ－０．０８ａｔ％Ｔｉ膜のΔＰＶは、Ａｌ純金属膜のΔＰＶと同程度になることが分かった。
　Ａｌ－０．０５ａｔ％Ｍｎ膜、Ａｌ－０．１ａｔ％Ｍｎ膜、Ａｌ－０．０５ａｔ％Ｖ膜、Ａｌ－０．０５ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０５ａｔ％Ｍｎ膜－０．０５ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０８ａｔ％Ｔｉ膜－０．０５ａｔ％Ｆｅ膜では、Ａｌ純金属膜のΔＰＶより小さいものの、ΔＰＶの上昇が見られた。
　これに対して、Ａｌ－０．２ａｔ％Ｍｎ膜、Ａｌ－０．１ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０５ａｔ％Ｆｅ－０．０５ａｔ％Ｖ膜では、ΔＰＶが０に漸近している。
　特に、Ａｌ－Ｆｅ合金膜に、Ｖを添加することでＡｌ－Ｆｅ合金膜よりもさらに低いΔＰＶが得られることが分かった。
　図３は、Ａｌ純金属膜、複数のＡｌ合金膜の成膜直後及び加熱処理後での抵抗率ρ（μΩ・ｃｍ）の変化を示すグラフ図である。図中の破線は、加熱処理後における抵抗率の目標値の最大値３．７μΩ・ｃｍ以下である。図中の「○」は、成膜直後の抵抗率を示し、「●」は、加熱処理後の抵抗率を示している。
　ΔＰＶが０に漸近した、Ａｌ－０．２ａｔ％Ｍｎ膜、Ａｌ－０．１ａｔ％Ｆｅ膜、及びＡｌ－０．０５ａｔ％Ｆｅ－０．０５ａｔ％Ｖ膜の抵抗率変化に注目すると、これらの中、Ａｌ－０．２ａｔ％Ｍｎ膜の抵抗率は、目標値（３．７μΩ・ｃｍ以下）とならなかった。
　これに対して、Ａｌ－０．１ａｔ％Ｆｅ膜及びＡｌ－０．０５ａｔ％Ｆｅ－０．０５ａｔ％Ｖ膜では、ΔＰＶが０に漸近するとともに、それぞれの抵抗率が目標値（３．７μΩ・ｃｍ以下）となることが分かった。
　これらの結果は、Ａｌ－Ｆｅ二元系のＡｌ合金膜について、ヒロックがなく、低抵抗のＡｌ合金膜を形成するには、ＦｅがＡｌ合金膜中に０．１ａｔ％以上必要であることを意味している。また、Ｆｅの濃度が０．１ａｔ％より低くても、Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ三元系のＡｌ－０．０５ａｔ％Ｆｅ－０．０５ａｔ％Ｖ膜とすることで、ヒロックがなく、低抵抗のＡｌ合金膜が形成されることが判明した。
　図４（ａ）は、Ｆｅの濃度が０．１ａｔ％以上であり、Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ三元系の表面粗さを示すグラフ図である。図４（ｂ）は、Ｆｅの濃度が０．１ａｔ％以上であり、Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ三元系の成膜直後及び加熱処理後での抵抗率ρ（μΩ・ｃｍ）の変化を示すグラフ図である。
　Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ三元系の膜としては、Ａｌ－０．０３ａｔ％Ｖ膜－０．１ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０２ａｔ％Ｖ膜－０．１ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０２ａｔ％Ｖ膜－０．２ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０２ａｔ％Ｖ膜－０．４ａｔ％Ｆｅ膜、及びＡｌ－０．０１ａｔ％Ｖ膜－０．８ａｔ％Ｆｅ膜が作製された。
　このようなＡｌ－Ｆｅ－Ｖ三元系では、Ａｌ－０．０３ａｔ％Ｖ膜－０．１ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０２ａｔ％Ｖ膜－０．１ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０２ａｔ％Ｖ膜－０．２ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０２ａｔ％Ｖ膜－０．４ａｔ％Ｆｅ膜、Ａｌ－０．０１ａｔ％Ｖ膜－０．８ａｔ％Ｆｅ膜とすることで、いずれの膜においても、表面粗さが１００ｎｍ以下に抑えられ、ヒロックがなく、抵抗率が３．７μΩ・ｃｍよりもさらに低い３．５μΩ・ｃｍ以下のＡｌ合金膜が形成されることが判明した。
　図５（ａ）～図５（ｈ）は、加熱処理後のＡｌ純金属膜及び複数のＡｌ合金膜の表面ＳＥＭ像である。表面ＳＥＭ像では、ヒロックがＡｌ合金膜表面に析出した場合、ヒロックが白い粒子として写し出される。
　図５（ａ）のＡｌ純金属膜、図５（ｂ）のＡｌ－０．１ａｔ％Ｍｎ膜、図５（ｄ）のＡｌ－０．０５ａｔ％Ｖ膜、図５（ｆ）のＡｌ－０．０５ａｔ％Ｆｅ膜、図５（ｇ）のＡｌ－０．０８ａｔ％Ｔｉ膜では、ヒロックが観測された。なお、図５（ｃ）のＡｌ－０．２ａｔ％Ｍｎ膜では、ΔＰＶは０に漸近したものの、ＳＥＭでは若干ヒロックが観測された。
　これに対し、図５（ｅ）のＡｌ－０．１ａｔ％Ｆｅ膜、及び図５（ｈ）のＡｌ－０．０５ａｔ％Ｆｅ－０．０５ａｔ％Ｖ膜にはヒロックが観測されなかった。
　図６（ａ）及び図６（ｂ）は、ガラス基板上に形成したＡｌ合金膜をエッチングした後におけるガラス基板表面のＳＥＭ像の一例が示されている。ここで、図６（ａ）には、Ａｌ－０．１ａｔ％Ｆｅ膜をエッチングした例が示され、図６（ｂ）には、Ａｌ－０．０５ａｔ％Ｆｅ－０．０５ａｔ％Ｖ膜をエッチングした例が示されている。
　ドライエッチングにおいて、エッチングガスは、Ｃｌ２（５０ｓｃｃｍ）／Ａｒ（２０ｓｃｃｍ）の混合ガスである。エッチング圧は、１．０Ｐａである。放電電力は、基板バイアス電力が４００Ｗの状態で、６００Ｗである。ウェットエッチング液としては、リン酸／硝酸／酢酸／水の混合溶液（通称、ＰＡＮ）が用いられている。液温は、４０℃である。
　図６（ａ）、（ｂ）に示すように、Ａｌ－０．１ａｔ％Ｆｅ膜及びＡｌ－０．０５ａｔ％Ｆｅ－０．０５ａｔ％Ｖ膜では、いずれもガラス基板上に残渣なくドライエッチング及びウェットエッチングが可能になることが分かった。
　また、屈曲試験用の基板として、２層構造のＳｉＮ膜（２００ｎｍ）／ポリイミド層（２５μｍ）基板を準備し、ＳｉＮ膜上に、Ａｌ－０．１ａｔ％Ｆｅ膜及びＡｌ－０．０５ａｔ％Ｆｅ－０．０５ａｔ％Ｖ膜のそれぞれを成膜した。屈曲試験での屈曲半径は、１ｍｍである。試験速度は、３０ｒｐｍである。
　Ａｌ－０．１ａｔ％Ｆｅ膜及びＡｌ－０．０５ａｔ％Ｆｅ－０．０５ａｔ％Ｖ膜のいずれにおいて、加熱処理後には、１０００００回の屈曲回数でクラックが発生しないことが認められた。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。各実施形態は、独立の形態とは限らず、技術的に可能な限り複合することができる。
　１、２…薄膜トランジスタ
　１０…ガラス基板
　１１、２１…活性層
　１２、２２…ゲート絶縁膜
　１３…ゲート電極
　１５…保護層
　１６Ｓ、２６Ｓ…ソース電極
　１６Ｄ、２６Ｄ…ドレイン電極

Claims (6)

  1. 　アルミニウムからなる主成分と、
    　前記主成分に添加され、０．００５ａｔ％以上０．８８ａｔ％以下の鉄及び０．０１ａｔ％以上０．０５ａｔ％以下のバナジウムからなる元素群と
    　を具備するアルミニウム合金ターゲット。
  2. 　請求項１に記載されたアルミニウム合金ターゲットであって、
    　前記主成分と、前記元素群と、不可避成分とからなる
    　アルミニウム合金ターゲット。
  3. 　アルミニウムからなる主成分と、
    　前記主成分に添加され、０．２ａｔ％以上０．８８ａｔ％以下の鉄からなる添加元素と
    　を具備するアルミニウム合金ターゲット。
  4. 　アルミニウムからなる主成分と、
    　前記主成分に添加された元素群であり、０．００５ａｔ％以上０．８８ａｔ％以下の鉄及び０．０１ａｔ％以上０．０５ａｔ％以下のバナジウムからなる元素群と
    　を具備するアルミニウム合金配線膜。
  5. 　請求項４に記載されたアルミニウム合金配線膜であって、
    　前記主成分と、前記元素群と、不可避成分とからなる
    　アルミニウム合金配線膜。
  6. 　アルミニウムからなる主成分と、前記主成分に添加された元素群であり、０．００５ａｔ％以上０．８８ａｔ％以下の鉄及び０．０１ａｔ％以上０．０５ａｔ％以下のバナジウムからなる元素群とを有するスパッタリングターゲットを準備し、
    　前記スパッタリングターゲットを用いて基板にアルミニウム合金配線膜を形成し、
    　前記アルミニウム合金配線膜が４５０℃以下で加熱処理される
    　アルミニウム合金配線膜の製造方法。
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