專利名稱:布線材料和使用該材料的布線板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及TFT型液晶顯示器(TFT-LCD)或有機EL用的布線材料、反射電極及其制造方法。
背景技術(shù):
TFT(Thin Film TrAusistor薄膜晶體管)型液晶顯示器(以下、簡稱TFT-LCD)由于具有顯示性能高、節(jié)能等特征,故作為便攜式個個電腦、膝上型個人電腦、電視等的顯示器已占主流。該TFT-LCD的制造方法各個公司有各種各樣的方法,但由于制造TFT的工序復(fù)雜,又層合各種的金屬,金屬氧化物,故要求工序簡化。
另外,在作為顯示裝置其他方案的有機EL(有機電致發(fā)光)中也嘗試著利用TFT驅(qū)動的顯示。
TFT-LCD的基本構(gòu)造對過去的TFT-LCD的基本構(gòu)造進行說明。圖3中示出了示意地表示透射型TFT-LCD截面的截面模式圖。如該圖所示,透射型TFT-LCD的基本結(jié)構(gòu)是將液晶10用濾色器襯底12和TFT襯底14夾住的構(gòu)造。而且,在TFT襯底14的背面設(shè)有背燈16、從背面照射透射型TFT-LCD。
濾色器襯底12形成濾色器22夾在玻璃襯底18a與透明電極20之間的構(gòu)造,使紅(R)、綠(G)、藍(B)各顏色的光透射。
TFT襯底14在玻璃襯底18b的上面形成透明電極20b,通過TFT24對該透明電極20b外加信號電壓。
再者,在圖3中,雖已省略,但在濾色器襯底12側(cè)設(shè)有1片偏振片、在TFT 14襯底側(cè)還設(shè)有1片偏振片。這些構(gòu)成是人們熟知的構(gòu)成。
圖3表示了透射型TFT-LCD的構(gòu)成,而反射型TFT-LCD的構(gòu)成,TFT襯底14側(cè)的電極不是透明電極20b,而如反射外光那樣地成為使用了鋁等的反射型電極。另外,反射型TFT-LCD的場合,由于反射外光,故不需要背燈16。
圖4示出了表示透射型TFT-LCD的上述TFT襯底14上的一個象素的基本結(jié)構(gòu)的平面模式圖。如該圖所示,信號線30上的數(shù)據(jù)通過TFT 24的開關(guān)外加到透明電極20b上。TFT 24有源電極32、門電極34、漏電極36,在門電極34的部位層合有非晶硅38等。
圖5表示圖4的V-V’線的截面模式圖。在玻璃襯底18b的上面設(shè)有門電極34、在該電極上層合了SiNx膜35。此外,在門電極34的上方設(shè)有非晶硅38的層。
按夾住該非晶硅38并與門電極部分重疊的方式配置源電極32與漏電極36。而且在其上面整體地設(shè)置絕緣膜40。然后,在絕緣膜40上設(shè)透明電極20b。透明電極20b通過開在絕緣膜40上的通孔40b與漏電極36電連接。
在TFT-LCD中使用的布線研究了在過去的驅(qū)動TFT-LCD的TFT陣列制造工序中,在TFT的門電極、源·漏電極中對Cr和TaW、MoW等的金屬的使用。
其中、Cr容易加工,但有易腐蝕的問題,TaW、MoW耐腐蝕等強,但有電阻大等問題。
因此,廣泛使用容易加工、電阻低的金屬。單純地提起電阻低的金屬,可列舉Ag、Cu、Al等。于是,以前提出了使用以鋁為主體的布線的TFT陣列(晶體管陣列)。另外,使用鋁的場合,眾知在電極表面有可能形成稱作小丘(hillock)的突起。在TFT的源等電極上產(chǎn)生這種小丘時,有可能刺破其上層的絕緣層,而且與上層的透明電極接觸形成次品。因此,為了防止這種小丘,歷來采用在鋁中添加Nd的構(gòu)成。
然而,使這樣的鋁電極與硅層及透明電極直接接觸時,鋁向硅層擴散,使元件性能劣化,或鋁被氧化變成氧化鋁,由此有可能導(dǎo)致與透明電極之間的電阻增大。結(jié)果知道構(gòu)成TFT陣列的各元件未正常地工作的問題。
此外,如果在鋁中添加Nd,則與TaW、MoW同樣地有可能電阻增大。
因此,在以往的改進的方法中,現(xiàn)在利用著用Mo或Ti夾住鋁電極(形成夾層結(jié)構(gòu)),降低與氧化物透明電極的接觸電阻的結(jié)構(gòu)。即,為了防止鋁向硅層擴散,在硅層上面形成Mo膜后,在其上面被覆鋁層。其次,為了防止氧化而使得與透明電極的接觸電阻增加,在鋁的上面進一步設(shè)置Mo層。過去使用的就是這種Mo/Al/Mo三層結(jié)構(gòu)的布線。同理,也使用著Ti/Al/Ti三層結(jié)構(gòu)。
Ag合金的常規(guī)例使用以Ag為主成分的合金,作為用作電觸點材料的例子已知日本專利1297072號。該專利文獻公開了含有5~20重量%的Fe、Co、Ni的1種或2種的Ag合金、其他構(gòu)成的Ag合金。另外,日本專利1585932號公開了含Ni5~25重量%、Zr0.05~8重量%的Ag合金。
另外,作為使用Ag為主成分的合金,用作電子部件用金屬材料的例子,例如有特開2001-192752號公報。該公報公開了含Pd 0.1~3重量%、含Au、Pt、Cu、Ta、Cr、Ti、Ni、Co、Si等合計0.1~3重量%的Ag合金。
此外,特開2001-102592號公報公開了使用以Ag為主成分,含選自Zn、Co、Fe、Cr、Mn、Ti的1種以上的金屬、與Pd的合金作為門電極的例子。
Cu合金的常規(guī)例日本專利第1549371號(特愿昭57-6061)記載了以Cu為主成分的、為半導(dǎo)體設(shè)備的引線材料用的銅合金。該專利公開了含Ni 0.4~4重量%、Si 0.1~1重量%的Cu合金。另外,作為輔助成分公開了含P、As。
另外,日本專利第1914484號(特愿昭58-65265)公開了以Cu為主成分的合金。該專利公開了含Cr 0.01~2.0重量%的銅合金、含Zr 0.005~1.0重量%的銅合金、含Cr和Zr二者的銅合金。
此外,日本專利第2136017號(特愿昭62-124365號)記載了半導(dǎo)體用銅合金的例子。該專利公開了含Ni 1.0~4.0重量%、Si 0.2~1.0重量%、Ag0.0005~0.5%、還含Zn和Mn、Co等2.0重量%以下的銅合金。
顯示裝置所用電極中利用銅的常規(guī)例日本專利第2579106號(特開平05-188401號公報)公開了在TFT液晶板中、TFT(薄膜)晶體管的門電極為Cr/Cu/Cr三層結(jié)構(gòu)。此外,特開平10-153788號公報記載了在液晶顯示裝置中,門電極由Cu與Zr的合金、和被覆該合金的ZrO氧化層構(gòu)成。另外,特開2001-196371公開了導(dǎo)電性金屬形成銅薄膜圖案與IZO薄膜圖案的層合結(jié)構(gòu)。此外,特開2001-223217號公報公開了與銅薄膜的接觸電阻為1.0×10-6Ω·cm以下的金屬氧化物導(dǎo)電體薄膜。
發(fā)明內(nèi)容
采用上述三層結(jié)構(gòu)的布線的場合,為了使鋁電極夾層化,必須起初形成Mo或Ti膜,然后形成以鋁為主體的金屬膜,再形成Mo或Ti膜,故存在成為復(fù)雜工序的缺點。
另外,如上述作為電阻低的金屬,除了鋁以外,還知Ag和Cu。因此,也嘗試了利用Ag和Cu電極解決上述問題,但Ag和Cu與作為襯底的玻璃或硅膜的粘附性低,在制造工序中存在剝離等的問題。
本發(fā)明是鑒于這種問題而完成的,其第1目的是,實現(xiàn)改善了與玻璃襯底或硅膜的粘附性的合金,該合金是以Ag為主成分的合金(Ag合金)并提供使用該Ag合金的布線材料。
本發(fā)明的第2目的是,實現(xiàn)改善了與玻璃襯底或硅膜的粘附性的合金,該合金是以Cu為主成分的合金(Cu合金),并提供使用該Cu合金的布線材料。
1.有關(guān)Ag合金的發(fā)明本發(fā)明人對上述課題刻苦研究的結(jié)果表明,如果以Ag、Zr為必需成分,進而將含有選自Au、Ni、Co或Al的1種或2種以上的金屬的Ag合金用于布線,則可以解決上述課題。
現(xiàn)已弄清,這種Ag合金布線與襯底玻璃的粘附性良好、電阻低,而且即使與硅層直接接觸,金屬原子也基本上不向硅層擴散。結(jié)果表明,基本不用擔(dān)心使構(gòu)成TFT陣列的各元件的性能劣化。
另外,即使是在由這種Ag合金構(gòu)成的金屬電極上直接形成以氧化銦、氧化錫、氧化鋅為主成分的液晶驅(qū)動用電極(透明電極),在金屬電極與該透明電極之間接觸電阻也不會過度增大,元件可穩(wěn)定地工作。
在該Ag合金成膜時,優(yōu)選采用濺射進行成膜。
所用的靶是以Ag與Zr為必需成分的靶。具體講,是調(diào)節(jié)組成,使得可以形成Ag 60~99重量%、Zr 1~5重量%、且Au、Ni、Co的組成比率分別為0~20重量%,且Al的組成比率為0~39%的薄膜的靶。
一般地,通過使用與要制成的薄膜的組成相同組成的靶作為濺射靶,可以生成的期望的組成的薄膜。
以此組成可制作AgZr2和AgZr等化合物。由此認(rèn)為,促進Zr的分散性,通過生成一部分NiZr、NiZr2、Ni3Zr等化合物,和AuZr2、Au2Zr等化合物,也促進第三成分的分散,得到穩(wěn)定的濺射。
另外,這種Ag合金形成的金屬電極對作為襯底的玻璃或硅膜的粘附性也大,在制造過程中膜不會剝離,可穩(wěn)定地進行制造。
本發(fā)明的具體構(gòu)成如下。
1-A有關(guān)布線材料的發(fā)明為了解決上述課題,本發(fā)明是由以Ag、Zr為必需成分,還由含有選自Au、Ni、Co、或Al的1種或2種以上金屬的Ag合金構(gòu)成的布線材料。這種的構(gòu)成的Ag合金提高了與玻璃襯底或硅晶片的粘附性。
另外,本發(fā)明的布線材料的特征在于,在上述的Ag合金中,以Ag的組成比率是60~99重量%、Zr的組成比率是1~5重量%。
Zr為1重量%以下時,沒有添加效果,與硅晶片的粘附強度低。而Zr過多時,可觀察到該布線材料的薄膜電阻值(電阻率)增大至大于4μΩ·cm的情況,和濺射中的異常放電增加的情況。結(jié)果,當(dāng)Zr的組成比率的范圍在1~5重量%范圍以外時,作為低電阻布線材料可能產(chǎn)生不希望有的特性。
另外,本發(fā)明的布線材料的特征在于,在以上最初所述的Ag合金中,以Ag的組成比率是60~99重量%、Zr的組成比率是1~5重量%、Au的組成比率是0~20重量%、Ni的組成比率是0~20重量%、Co的組成比率是0~20重量%、且Al的組成比率是0~39重量%。
通過添加Au和Ni和Co,觀察到對玻璃的粘附強度變高。然而,這些組成比率超過20重量%時,在Au的場合,產(chǎn)生成本增大的問題。而在Ni的場合,該組成比率超過20重量%時,也觀察到電阻值(電阻率)大于4μΩ·cm的情況,和濺射中的異常放電增加等情況。結(jié)果,作為低電阻布線材料有可能呈現(xiàn)不好的特性。
這里,已敘述Au、Ni、Co,當(dāng)然這些第三金屬應(yīng)當(dāng)限定為對半導(dǎo)體層不擴散的金屬、或者即使擴散也是對半導(dǎo)體元件的性能沒有影響的金屬或不造成影響的范圍的量。
再者,作為Ag/Zr合金,可列舉AgZr2和AgZr等。作為Zr/Ni合金,可列舉NiZr、NiZr2、Ni3Zr等。另外,作為Zr/Au合金,可列舉AuZr2、Au2Zr、AuZr3、Au4Zr等。
此外,本發(fā)明是在至此所述的布線材料中,在0~1重量%范圍內(nèi)含有選自Re、Ru、Pa、Ir的1種或2種以上金屬的布線材料。
另外,本發(fā)明的特征在于,在上述的布線材料中電阻率是4μΩ·cm以下。
作為半導(dǎo)體元件用的布線薄膜使用上述材料的場合,其電阻率在4μΩ·cm以下時,該值過大,認(rèn)為達到不能忽視信號延遲的程度。因此,通過構(gòu)成為電阻率為4μΩ·cm以下的布線材料,可以提供信號延遲少的半導(dǎo)體元件用的布線薄膜。
1-B有關(guān)布線襯底的發(fā)明本發(fā)明的布線襯底備有襯底、和設(shè)在襯底上的由具有上述組成的布線材料構(gòu)成的布線。
另外,本發(fā)明特征在于上述襯底是玻璃襯底或硅襯底。上述構(gòu)成中布線材料與玻璃襯底或硅晶片的粘附強度優(yōu)異,可實現(xiàn)不剝離的布線。
另外,本發(fā)明的布線襯底的特征在于,以采用刮痕試驗法測定前述布線與前述襯底的粘附強度的值是3牛頓以上。當(dāng)不是3牛頓時,有工序中薄膜剝離的問題。
此外,本發(fā)明特征在于,前述布線是在前述布線襯底上形成的薄膜晶體管的門布線及門電極。這樣的情況下,本發(fā)明也稱為半導(dǎo)體元件布線襯底,利用這樣的構(gòu)成可以降低薄膜晶體管的門電極的電阻值,可有助于提高薄膜晶體管的性能。
另外,本發(fā)明特征在于,前述布線是在前述布線襯底上所形成的薄膜晶體管的源布線及漏布線以及源電極和漏電極。這時,本發(fā)明的布線襯底也被稱為半導(dǎo)體元件布線襯底。利用這樣的構(gòu)成可以降低薄膜晶體管的源及漏電極的電阻值,可有助于提高薄膜晶體管的性能。
另外,本發(fā)明為一種布線襯底,其特征在于,前述襯底至少表面為絕緣性,在前述布線上形成了金屬氧化物導(dǎo)電膜層。
此外,本發(fā)明為一種布線襯底,其特征在于,前述布線與前述金屬氧化物層構(gòu)成2層結(jié)構(gòu)的層合布線。
這些發(fā)明中的金屬氧化物導(dǎo)電膜,例如是IZO/アイ·ゼット·オ一(注冊商標(biāo))等透明電極。
如果利用這樣的構(gòu)成制造反射型LCD或有機EL,則可抑制電極電阻到較小,可制造性能提高了的薄膜晶體管等。結(jié)果,可提高反射型LCD或有機EL等的性能。
另外,本發(fā)明的特征在于,前述金屬氧化物導(dǎo)電膜由氧化銦及氧化鋅的非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜構(gòu)成,該非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜的原子構(gòu)成滿足In/(In+Zn)=0.8~0.95的關(guān)系。該數(shù)學(xué)式的值小于0.8時,金屬氧化物薄膜的電阻變大,而超過0.95時,擔(dān)心蝕刻速度降低。
另外,本發(fā)明的特征在于,前述非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜的功函數(shù)是5.4eV以上。尤其是,要使用本發(fā)明的布線襯底構(gòu)成有機EL時,為提高空穴的注入性能,期望功函數(shù)是5.4eV以上。
2.有關(guān)Cu合金的發(fā)明本發(fā)明人對上述課題刻苦研究的結(jié)果表明,使用以Cu為主成分的電極,把由Cu的組成比率為80~9.5重量%、且Au與Co的組成比率總和為0.5~20重量%構(gòu)成的Cu合金用于布線,則可以解決上述課題。
現(xiàn)已弄清,這種Cu合金布線與襯底玻璃的粘附性好、電阻低,而且即使與硅層直接接觸,金屬原子也基本上不向硅層擴散。結(jié)果,基本上不擔(dān)心使構(gòu)成TFT陣列的各元件的性能劣化。
另外,即使是在由該Cu合金構(gòu)成的金屬電極上直接形成以氧化銦、氧化錫、氧化鋅為主成分的液晶驅(qū)動用電極(透明電極),在金屬電極與該透明電極之間接觸電阻也不會過度增大,元件可穩(wěn)定地工作。
在該Cu合金成膜時,優(yōu)選采用濺射進行成膜。
所用的靶是含Cu和/或Co,并以Cu為主成分的靶。具體講,是調(diào)節(jié)組成使得可形成達到Cu80~99.5重量%、且Au和/或Co為0.5~20重量%的薄膜的靶。一般通過使用與要作成的薄膜組成相同組成的靶作為濺射靶,可生成所期望組成的薄膜。
這樣,通過使靶為CuAu、Cu3Au等化合物,可認(rèn)為也可促進Cu以外成分的分散,并得到穩(wěn)定的濺射。
另外,這種Cu合金形成的金屬電極對作為襯底的玻璃或硅膜的粘附性大,在制造工序中膜不會剝離,可穩(wěn)定地制造。
以下說明本發(fā)明的具體的構(gòu)成。首先對有關(guān)布線材料的發(fā)明進行說明。
2-A有關(guān)布線材料的發(fā)明本發(fā)明為了解決上述課題,是由Cu合金構(gòu)成的布線材料,其特征在于,是由Au和/或Co、和Cu構(gòu)成的Cu合金,Cu的組成比率是80~99.5重量%、Au的組成比率與Cu的組成比率之和是0.5~20重量%。
用這樣的構(gòu)成,可以提高與玻璃襯底或硅晶片的粘附性。
本發(fā)明中,在上述布線材料中,更優(yōu)選Au在0~10重量%的范圍。此外,本發(fā)明中,在上述布線材料中,更優(yōu)選Co在0~10重量%的范圍。
上述組成中,經(jīng)本申請發(fā)明人的實驗等,對Au及Co的組成判定如下。首先觀察到Au及Co的總組成比率在0.5%以下時沒有添加效果、對玻璃的粘附強度低的狀態(tài)。
另外,當(dāng)它們的總組成比率超過20重量%時,在Au的場合,產(chǎn)生成本增大的問題。而Co的場合,當(dāng)其組成比率過大時,觀察到電阻值(電阻率)變大的情況、或濺射中的異常放電增加等情況。結(jié)果,作為低電阻布線材料有可能顯示不好的特性。
至此已敘述了Au、Co,當(dāng)然這些第三金屬應(yīng)當(dāng)被限定為不向半導(dǎo)體層擴散的金屬、或即使擴散也是對半導(dǎo)體元件的性能沒有影響的金屬或不造成影響的范圍的量。
此外,本發(fā)明特征在于,上述的布線材料中,電阻率是4μΩ·cm以下。
作為半導(dǎo)體元件用的布線薄膜使用上述材料的場合,當(dāng)該電阻率在4μΩ·cm以上時,認(rèn)為該值過大達到不能忽視信號延遲的程度。因此,通過構(gòu)成電阻率為4μΩ·cm以下的布線材料,可提供信號延遲少的半導(dǎo)體元件用的布線薄膜。
以下,對有關(guān)使用至此所述布線材料的布線襯底的發(fā)明進行說明。
2-13有關(guān)布線襯底的發(fā)明首先,本發(fā)明是包括由至此所述布線材料構(gòu)成的布線、金屬氧化物導(dǎo)電膜、及襯底的布線襯底。另外,本發(fā)明為一種布線襯底,其特征在于,前述布線與前述金屬氧化物導(dǎo)電層膜構(gòu)成2層結(jié)構(gòu)的層合布線。
這些發(fā)明中的金屬氧化物導(dǎo)電膜,例如是IZO等的透明電極。
“IZO/アイ·ゼット·オ一”是注冊商標(biāo)。
利用這樣的構(gòu)成制造反射型LCD或有機EL,可以抑制電極的電阻到較小,可以制造性能提高的薄膜晶體管等。結(jié)果,可提高反射型LCD或有機EL等的性能。
另外,本發(fā)明為一種布線襯底,其特征在于,前述金屬氧化物導(dǎo)電膜含選自Ru、Pd、Re、Ir的1種或2種以上金屬0.05原子%~5原子%。
這些金屬小于0.05原子%時,添加效果小,有時功函數(shù)未達到5.4eV以上。而添加這些金屬超過5原子%時,擔(dān)心蝕刻性降低,有產(chǎn)生料想不到的著色的可能性。
再者,本發(fā)明雖設(shè)定為0.05~5原子%,但更優(yōu)選為3原子%左右,后述的實施例中顯示了3原子%的例子。
另外,本發(fā)明特征在于,前述金屬氧化物導(dǎo)電膜是由氧化銦與氧化鋅構(gòu)成的非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜,該非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜的原子構(gòu)成是In/(In+Zn)=0.80~0.95。該數(shù)學(xué)式的值小于0.8時金屬氧化物薄膜的電阻變大,而超過0.95時蝕刻速度有可能降低。
另外,本發(fā)明特征在于,在至此所述布線襯底由表面是絕緣性的襯底構(gòu)成。此外,本發(fā)明上述的布線襯底是具有設(shè)在前述襯底上的布線,和薄膜晶體管的布線襯底。
利用這樣的構(gòu)成,可以減小薄膜晶體管的電極或布線的電阻值,可有助于提高薄膜晶體管的性能。
附圖的簡單說明圖1是顯示表示本實施方式的布線材料特性的表的圖。
圖2是顯示表示本實施方式的布線材料特性的表的圖。
圖3是透射型TFT-LCD的截面模式圖。
圖4是表示透射型TFT-LCD的一個象素的基本結(jié)構(gòu)的平面模式圖。
圖5是圖4的V-V’的截面模式圖。
具體實施例方式
以下,根據(jù)
本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
1.Ag合金的實施方式本實施方式是以Ag為主成分的合金,提出與玻璃襯底或硅晶片的粘附性良好的布線材料。
尤其是本實施方式對采用濺射法形成這種合金的例進行說明。首先,對濺射中使用的靶簡單地進行說明。使用真空熔化爐,按規(guī)定的比率將Zr及Ni或Mo、Au熔化于Ag中,冷卻固化后,軋制加工成板狀,然后,進行切削、磨削加工制成直徑4英寸的靶。把該靶與濺射裝置的背板相貼合進行濺射。結(jié)果,在玻璃及硅晶片上進行基于該靶的成膜。以下,對成膜的薄膜的性能進行比較。把比較結(jié)果示于圖1的表中。該圖1的表中表示出組成和導(dǎo)電率等。
該薄膜的組成采用x射線顯微分析儀(EPMA,Electron ProbeMicro-Analysis)進行測定。另外,導(dǎo)電率采用四探針法進行測定。
此外,剝離強度采用利痕試驗和膠帶剝離試驗進行測定。實施刮痕試驗的刮痕試驗機使用CSME公司制的Micro-Scratch-Tester。這里,剝離強度的測定條件如下。
刮痕距離20mm刮痕載荷0~10牛頓載荷速度10牛頓/分刮痕速度20mm/分金剛石圓錐體形狀尖端200μm用光學(xué)顯微鏡觀測上述條件下的刮痕試驗后的樣品,將基底的玻璃(晶片)或硅露出的點作為被膜的剝離點,通過測量離刮痕開始點的距離算出剝離載荷。
膠帶剝離試驗,是用刀在薄膜上面劃出呈1mm間距的棋盤格狀溝,再把膠帶貼在上面,通過剝離力的大小檢查粘附的程度的試驗。
當(dāng)然,刮痕試驗、膠帶剝離試驗的均是按照J(rèn)IS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進行測定。
圖1的表中,先列出的6個例子是利用在Ag中添加了Zr、Au、Co、Ni等的合金作為靶,采用濺射在玻璃襯底或硅晶片上成膜時的例子。
例1-2是使用在Ag+Zr中添加了Co的構(gòu)成作為靶的例子。而,例1-3是在Ag+Zr中添加了Ni的例子,例1-4是在Ag+Zr中添加了Al的例子。此外,例1-5是在例1-1所示的在Ag+Zr中添加了Au的構(gòu)成中再添加Pd的例子。例1-6是在例1-1所示的在Ag+Zr中添加了Au的構(gòu)成中再添加Ru的例子。
任何一個例子的粘附強度均可達到3牛頓以上,另外,膠帶剝離試驗中,玻璃襯底、硅晶片均沒出現(xiàn)剝離。
另外,比較例1-1是只有Ag的情況,粘附強度是1牛頓以下,玻璃襯底上、硅襯底晶片均觀察到剝離。
比較例1~2至1~8表示出不加入Zr時的例子。任何一種情況,玻璃襯底上或硅晶片均觀察到剝離。
比較例1~9是在比較例1~2中添加Pd的情況,電阻率增大,以至不能看清目標(biāo)。另外,玻璃襯底上現(xiàn)察到剝離。
對在透射型TFT-LCD中將本發(fā)明的Ag合金的一例作為布線來使用的參考例進行說明。有關(guān)透射型TFT-LCD的基本結(jié)構(gòu)已利用圖3~5進行了說明,但在實際制造時,雖然在圖3~圖5中不出現(xiàn),但適宜成膜成各種的保護膜·層。
首先,在透過性的玻璃襯底18b上,采用濺射法在室溫下把含有Zr 1.7重量%、Au 3.5重量%的Ag合金堆積成膜厚1500埃(電阻率2.8μΩ·cm)。采用使用硝酸、醋酸、磷酸系水溶液作為蝕刻液的光刻法制成所期望形狀的門電極34及門電極布線。
然后采用輝光放電CVD法,堆積膜厚3000埃的成為氮化硅(SiNx)膜的門絕緣膜。接著堆積膜厚3500埃的α-Si:H(i)膜38。此時,作為放電氣體,SiNx膜35使用SiH4-NH3-N2系氣體,而α-Si:H(i)膜38使用SiH4-N2系的混合氣體。該SiNx膜35采用使用CF4氣的干蝕刻形成所期望的溝槽(channel)保護層。
接著使用SiH4-H2-PH3系的混合氣體堆積膜厚3000埃的α-Si:H(n)膜。然后,采用濺射法在室溫下在其上面堆積膜厚0.3μm(電阻率3.4μΩ·cm)的含有Zr 1.7重量%、Ni 1.7重量%的Ag合金層膜。
使用硝酸、醋酸、磷酸系水溶液蝕刻液,采用光刻法將該層制成所期望的源電極32及漏電極36的圖案。再通過聯(lián)合使用了CF4氣的干蝕刻及使用了肼(NH2NH2·H2O)水溶液的濕蝕刻,把α-Si:H膜制成所期望的圖案為α-Si:H(i)膜38的圖案、α-Si:H(n)膜的圖案。采用輝光放電CVD法在其上面堆積膜厚3000埃的成為氮化硅(SiNx)膜的門絕緣膜。此時,作為放電氣體,SiNx膜使用SiH4-NH3-N2系氣體。此外,采用使用了CF4氣的干蝕刻法的光刻法,形成門34取出口、源電極32取出口和作為漏電極36與透明電極20b的電觸點所期望的通孔40b。然后,使氬等離子體作用于Ag合金電極表面,將表面洗凈。
其次,采用濺射法堆積氧化銦與氧化鋅為主成分的非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜。此時使用的靶是將In與Zn的原子比[In/(In+Zn)]調(diào)節(jié)到0.83的In2O3-ZnO燒結(jié)體。把該燒結(jié)體設(shè)置在平面磁控管型濺射裝置的陰極上作為靶使用。采用放電氣體使用純氬或混入1體積%左右微量氧氣的氬氣體的方法,堆積透明電極20b膜成為膜厚1200埃。該In2O3-ZnO膜采用x射衍射法分析時觀察不到峰,是非晶質(zhì)。
對該透明電極20b膜使用草酸3.4重量%的水溶液采用光刻法圖案化所期望的象素電極、及取出電極。形成遮光膜圖案后,完成α-SiTFT襯底14。使用該TFT襯底14制造了TFT-LCD方形平面顯示器。然后輸入影像信號,可確認(rèn)顯示出良好的顯示性能。
對在反射型TFT-LCD中將本發(fā)明的Ag合金的一例作為布線使用的實施例進行說明。對于反射型TFT-LCD的基本結(jié)構(gòu),透射型TFT-LCD的TFT襯底14一側(cè)的透明電極20b變成反射光的反射電極,這一點是在原理上不同之處。實際制造時,適宜形成在圖3~圖5中沒有出現(xiàn)的種種保持膜·層,另外,眾知除電極以外,還有很多與透射型TFT-LCD不同之處。
首先,在透過性的玻璃襯底18b上,采用高頻濺射法在室溫下把含有Zr 1.7重量%、Au 3.5重量%的Ag合金堆積成膜厚1500埃(電阻率2.8μΩ·cm)。然后,采用使用硝酸、醋酸、磷酸系水溶液作為蝕刻液的光刻法將其制成所希望形狀的門電極34及門電極布線。
然后,采用輝光放電CVD法,堆積膜厚3000埃的成為氮化硅(SiNx)膜的門絕緣膜。接著堆積膜厚3000埃的α-Si:H(i)膜38。此時,作為放電氣體,SiNx膜35使用SiH4-NH3-N2系氣體,而α-Si:H(i)膜38使用SiH4-N2系的混合氣體。該SiNx膜35,通過使用了CF4氣體的干蝕刻形成所期望的溝槽保護層。
接著,使用SiH4-H2-pH3系的混合氣體堆積膜厚3000埃的α-Si:H(n)膜。然后,在其上采用濺射法在室溫下堆積膜厚0.3μm(電阻率3.4μΩ·cm)的含有Zr 1.7重量%、Ni1.7重量%的Ag合金層膜。
此外,采用濺射法堆積以氧化銦與氧化鋅為主尬發(fā)的非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜。
使用硝酸、醋酸、磷酸系水溶液蝕刻液,采用光刻法將該層制成所期望的源電極32及漏電極36的圖案。再通過聯(lián)合使用CF4氣的干蝕刻及使用肼(NH2NH2·H2O)水溶液的濕蝕刻將α-Si:H膜制成所期望圖案為α-Si:H(i)膜38的圖案、α-Si:H(n)膜的圖案。采用輝光放電CVD法,在其上堆積膜厚3000埃的成為氮化硅(SiNx)膜的門絕緣膜。此時,作為放電氣體,SiNx膜使用SiH4-NH3-N2系氣體。此外,通過采用使用CF4氣的干蝕刻法的光刻法,形成門電極34取出口、源電極32取出口、和作為漏電極36與透明電極20b的電觸點所期望的通孔40b。然后,使氬等離子體作用于Ag合金電極表面,將表面洗凈。
然后,采用濺射法在室溫下在其上面堆積膜厚0.2μm(電阻率2.8μΩ·cm)的含有Zr 1.7重量%、Au 3.5重量%的Ag合金層膜。
此外,采用濺射法堆積以氧化銦與氧化鋅為主成分的非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜。此時使用的靶是將In與Zn的原子比[In/(In+Zn)]調(diào)節(jié)到0.83的In2O3-ZnO燒結(jié)體。把該燒結(jié)體設(shè)置在平面磁控管型濺射裝置的陰極上作為靶使用。采用放電氣體使用純氬或混入1體積%左右微量氧氣的氬氣體的方法,堆積透明電極20b膜成為膜厚1200埃。該In2O3-ZnO膜采用x射線衍射法分析時觀察不到峰,是非晶質(zhì)。
對該透明電極20b膜,使用按可以同時蝕刻Ag合金層及氧化銦-氧化鋅層的方式調(diào)節(jié)了濃度的硝酸、醋酸、磷酸水溶液系蝕刻液,采用光刻法將所期望的反射型象素電極、及取出電極圖案化。
形成遮光膜圖案,完成α-Si TFT襯底14。使用該TFT襯底14制造TFT-LCD式平面顯示器。然后輸入影像信號,可確認(rèn)顯示出良好的顯示性能。
對在有機EL用襯底中將本發(fā)明的Ag合金的一例作為布線使用的參考例進行說明。
實施例1-1中,將金屬氧化物導(dǎo)電膜成膜。該成膜采用利用將In與Zn的原子比[In/(In+Zn)]調(diào)節(jié)到0.83的In2O3-ZnO作為靶的濺射法進行,制成膜厚300埃。即,該金屬氧化物導(dǎo)電膜是實施例1-1所說的透明電極。
本實施例1-3的特征在于,作為該金屬氧化物導(dǎo)電膜的組成成分,相對于總金屬量含Pd 3原子%。該導(dǎo)電膜的功函數(shù)使用大氣中紫外線電子分析裝置(理研計器(株式會社)制AC-1)測定的值是5.65eV。結(jié)果表明,作為有機EL用陽極有良好的性質(zhì)。
再者,該例中,雖已說明使用Pd的例,但也優(yōu)選使用Ru、Re、Ir。添加各個物質(zhì)的場合,功函數(shù)分別是5.51eV、5.63eV、5.61eV。結(jié)果,任何一種作為有機EL用陽極均具有好的性質(zhì)。
2.有關(guān)Cu合金的實施方式本實施方式是以Cu為主成分的合金,提出與玻璃襯底或硅晶片的粘附性良好的布線材料。
特別是本實施方式對采用濺射法形成這種合金的例子進行說明。首先,對濺射中使用的靶簡單地進行說明。使用真空熔化爐,按規(guī)定的比率將Au和/或Co溶化于Cu中,冷卻固化后,進行軋制,加工成板狀,然后,進行切削、磨削加工制成4英寸φ的靶。把該靶與濺射裝置的背板相貼合進行濺射。結(jié)果,在玻璃及硅晶片上進行基于該靶的成膜。
測定成膜的薄膜的性能。把測定結(jié)果示于圖2的表中。該表中列出了靶的組成,膜厚、測定電阻、電阻率、粘附強度,膠帶剝離試驗的結(jié)果等。成膜溫度均是室溫。
該薄膜的組成采用x射線顯微分析儀(EPMA Electron ProbeMicro-Analysis)進行測定。導(dǎo)電率采用四探針法進行測定。
此外,剝離強度采用與上述有關(guān)Ag實施方式中所述相同的手法,條件進行測定。
另外,膠帶剝離試驗,也采用與上述有關(guān)Ag的實施方式中所述相同的手法、條件進行測定。圖2的表中的數(shù)值顯示出在100片一邊為1mm的膠帶片中,有多少片剝離掉。
當(dāng)然,刮痕試驗、膠帶剝離試驗均是按照J(rèn)IS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進行測定。
該圖2的表中,先列出的6個例子是利用在Cu中添加Au的合金作為靶的實施例,利用在Cu中添加Co的合金作為靶的實施例,利用在Cu中添加Au和Co的合金作為靶的實施例。各例中,使用上述合金作為靶,采用濺射法在玻璃襯底層或硅晶片上進行成膜。
實施例2-1與實施例2-2,是使用在Cu中添加Au的靶制成薄膜時的實施例。實施例2-1是Au的組成比率為4.0重量%的實施例,實施例2-2是Au的組成比率為1.7%的實施例。
實施例2-1中的電阻率是3.8μΩ·cm。另外,粘附強度在玻璃襯底的場合是5.72N。在硅晶片的場合是3.48N。作為膠帶剝離試驗的結(jié)果,在玻璃襯底的場合不剝離,在硅晶片的場合每100片中只有2片剝離。
實施例2-2中的電阻率是2.9μΩ·cm。另外,粘附強度在玻璃襯底的場合是4.37N。在硅晶片的場合是3.12N。作為膠帶剝離試驗的結(jié)果,在玻璃襯底的場合不剝離,在硅晶片的場合每100片中只有5片剝離。
實施列2~3與實施例2~4是使用在Cu中添加Co的靶制成薄膜時的實施例。實施例2~3是Co的組成比率為3.7重量%的實施例,實施例2-4是Co的組成比率為4.8%的實施例。
實施例2~3中電阻率是2.9μΩ·cm。而粘附強度在玻璃襯底的場合是5.54N,在硅晶片的場合是3.65N。作為膠帶剝離試驗的結(jié)果,在玻璃襯底的場合沒出現(xiàn)剝離,在硅晶片的場合每100片中出現(xiàn)10片剝離。
實施例2~4中電阻率是3.2μΩ·cm。而粘附強度在玻璃襯底的場合是5.68N,在硅晶片的場合是3.68N。作為膠帶剝離試驗的結(jié)果,在玻璃襯底的場合不剝離,在硅晶片的場合每100片中出現(xiàn)10片剝離。
實施例2~5與實施例2~6,是使用在Cu中添加Au及Co的靶制成薄膜時的實施例。實施例2~5是Au的組成比率為2.3重量%、Co的組成比率為2.7%的實施例。實施例2~6是Au的組成比率為1.2%,Co的組成比率為4.25%的實施例。
實施例2~5中電阻率是3.9μΩ·cm。粘附強度在玻璃襯底的場合是5.52N,在硅晶片的場合是3.54N。作為膠帶剝離試驗的結(jié)果,在玻璃襯底的場合未出現(xiàn)剝離,在硅晶片的場合也未出現(xiàn)剝離。
實施例2~6中電阻率是4.0μΩ·cm。粘附強度在玻璃襯底的場合是5.31N,在硅晶片的場合是3.07N。作為膠帶剝離試驗的結(jié)果,玻璃襯底的場合未出現(xiàn)剝離,硅晶片的場合也未出現(xiàn)剝離。
圖2表示的表中,為了與上述各基本實施例比較,列出了比較例2-1~比較例2-9。
比較例2-1是Cu本身的例子。該比較例1的電阻率是4.0Ω·cm。而,粘附強度在玻璃襯底的場合或硅晶片的場合均是0.1N以下。此外,作為膠帶剝離試驗的結(jié)果,100片中100片全部剝離了。
比較例2-2是使用將在Cu中添加Zr 3.0重量%的靶制成薄膜時的比較例。比較例2-2電阻率是10.1μΩ·cm。而粘附強度在玻璃襯底的場合是0.65N,在硅晶片的場合是1.64N。作為膠帶剝離試驗的結(jié)果,玻璃襯底的場合有12片剝離,硅晶片的場合有40片剝離。
比較例2-3是使用將在Cu中添加Ni 1.9重量%的靶制成薄膜時的比較例。比較例2-3的電阻率是8.9μΩ·cm。而粘附強度在玻璃襯底的場合是0.24N,在硅晶片的場合是1.41N。作為膠帶剝離試驗的結(jié)果,玻璃襯底的場合100片全部剝離,硅晶片的場合有30片剝離掉。
比較例2-4是使用將在Cu中添加Al 5.4重量%的靶制成薄膜的比較例。比較例2-4的電阻率是11.1μΩ·cm。而粘附強度在玻璃襯底的場合是0.13N,在硅晶片的場合是1.71N。作為膠帶剝離試驗的結(jié)果,玻璃襯底的場合100片全部剝離,硅晶片的場合有50片剝離。
比較例2-5是使用將在Cu中添加In 6.5重量%的靶制成薄膜時的比較例。比較例2-5的電阻率是9.0μΩ·cm。而粘附強度在玻璃襯底的場合是0.73N,在硅晶片的場合是0.82。作為膠帶剝離試驗的結(jié)果,玻璃襯底的場合有20片剝離,硅晶片的場合有30片剝離。
比較例2-6是使用將在Cu中添加Bi2.8重量%的靶制成薄膜時的比較例。比較例2-6的電阻率是10.2μΩ·cm。而粘附強度在玻璃襯底的場合是0.62N,在硅晶片的場合是0.94N。作為膠帶剝離試驗的結(jié)果,玻璃襯底的場合,100片全部剝離,硅晶片的場合也是100片全部剝離。
比較例2-7是使用將在Cu中添加Sn 1.7重量%的靶制成薄膜時的比較例。比較例2-7的電阻率是46.6μΩ·cm。而粘附強度在玻璃襯底的場合是0.53N,在硅晶片的場合是0.64N。作為膠帶剝離試驗的結(jié)果,玻璃襯底的場合100片全部剝離,硅晶片的場合也100片全部剝離。
比較例2-8是使用將在Cu中添加Ti1.2重量%的靶制成薄膜時的比較例。比較例2-8的電阻率是4.5μΩ·cm。而粘附強度在玻璃襯底的場合是0.47N,在硅晶片的場合是0.78N。作為膠帶剝離試驗的結(jié)果,玻璃襯底的場合100片全部剝離,硅晶片的場合也100片全部剝離。
比較例2-9是使用將在Cu中添加W1.6重量%的靶制成薄膜時的比較例。比較例2-9的電阻率是21.5μΩ·cm。而粘附強度在玻璃襯底的場合是0.47N,在硅晶片的場合是0.78N。作為膠帶剝離試驗的結(jié)果,玻璃襯底的場合100片全部剝離,硅晶片的場合也100片全部剝離。
[應(yīng)用實施例2-1]對在透射型TFT-LCD中將本發(fā)明的Cu合金一例作為布線使用的參考例進行說明。圖3~圖5雖已說明有關(guān)透射型TFT-LCD的基本結(jié)構(gòu),但實際制造時,雖然圖3~圖5沒有出現(xiàn),但適宜成膜成種種的保護膜·層。
首先,采用高頻濺射法在透光性的玻璃襯底18b上把含有Au 2.3重量%、Co 2.7重量%的Cu合金(電阻率3.9μΩ·cm)堆積成膜厚1500埃。采用使用過硫酸銨系水溶液作為蝕刻液的光刻法將其制成所期望形狀的門電極34及門電極布線。
然后,采用輝光放電CVD法,堆積膜厚3000埃的成為氮化硅(SiNx)膜的門絕緣膜。接著堆積膜厚3500埃的α-Si:H(i)膜38。此時,作為放電氣體,SiNx膜35使用SiH4-NH3-N2系氣體,而α-Si:H(i)膜38使用SiH4-N2系的混合氣體。該SiNx膜35采用使用CF4氣的干蝕刻形成所期望的溝槽保護層。
接著,使用SiH4-H2-pH3系的混合氣體堆積膜厚3000埃的α-Si:H(n)膜。然后,采用濺射法在室溫下在其上面堆積膜厚0.3μm(電阻率4.0μΩ·cm)的含有Au 1.2重量%、Co重量%的Cu合金層膜。
使用鹽酸、過硫酸氫鉀、氫氟酸系水溶液系蝕刻液,采用光刻法將該層制成所期望的源電極32及漏電極36的圖案。再通過聯(lián)合使用CF4氣體的干蝕刻及使用肼(NH2NH2·H2O)水溶液的濕蝕刻,將α-Si:H膜制成所期望圖案為α-Si:H(i)膜38的圖案、α-Si:H(n)膜的圖案。采用輝光放電CVD法在其上堆積膜厚3000埃的成為氮化硅(SiNx)膜的絕緣膜。此時,SiNx膜使用SiH4-NH3-N2系氣體作為放電氣體。此外,通過采用使用CF4氣體的干蝕刻法的光刻法,形成門電極34取出口、源電極32取出口、和作為漏電極36與透明電極20b的電觸點所期望的通孔40b。然后,使氬等離子體作用于Cu合金電極表面,將表面洗凈。
其次,采用濺射法堆積以氧化銦與氧化鋅為主成分的非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜。此時使用的靶是將In與Zn的原子比[In/(In+Zn)]調(diào)節(jié)為0.83的In2O3-ZnO繞結(jié)體。把該繞結(jié)體設(shè)置在平面磁控管型濺射裝置的陰極上作為靶使用。采用放電氣體使用純氬或混入1體積%左右微量氧氣的氬氣的方法堆積膜厚1200埃的透明電極20b膜。該In2O3-ZnO膜采用x射線衍射法分析時未觀察到峰,是非晶質(zhì)。
使用草酸3.4重量%的水溶液,采用光刻法將該透明電極20b膜制成所期望的象素電極及取出電極圖案。形成遮光膜圖案,完成α-SiTFT襯底14。使用該TFT襯底14制造了TFT-LCD方形平面顯示器。然后,輸入影視信號,可確認(rèn)顯示出良好的顯示性能。
對在反射型TFT-LCD中將本發(fā)明的Cu合金一例作為布線使用的實施例進行說明。對于反射型TFT-LCD的基本結(jié)構(gòu),透射型TFT-LCD的TFT襯底14側(cè)的透明電極20b變成反射光的反射電極這一點,是在原理上不同之處。實際制造時適宜成膜成在圖3~圖5中沒有出現(xiàn)的種種保護膜·層,另外,眾知除電極以外,還有很多與透射型TFT-LCD不同之處。
首先,采用高頻濺射法在透光性的玻璃襯底18b上把含有Au 2.3重量%、Co2.7重量%的Cu合金堆積成膜厚1500埃(電阻率3.9μΩ·cm)。采用使用過硫酸酸銨系水溶液作為蝕刻液的光刻法將其制成所期望形狀的門電極34及門電極布線。
然后,采用輝光放電CVD法,堆積膜厚3000埃的成為氮化硅(SiNx)膜的門絕緣膜。接著,堆積膜厚3500埃的α-Si:H(i)膜38。
此時,作為放電氣體,SiNx膜35使用SiH4-NH3-N2系氣體作為放電氣體,α-Si:(i)使用SiH4-N2系混合體。該SiNx膜35采用使用CF4氣體的干蝕刻形成所期的溝槽保護層。
接著使用SiH4-H2-pH3系的混合氣堆積膜厚3000埃的α-Si:H(n)膜。然后采用濺射法在室溫下在其上堆積膜厚0.3μm(電阻率4.0μΩ·cm)的含有Au 1.2重量%、Co 4.2重量%的Cu合金層膜。
使用鹽酸、過硫酸氫鉀、氫氟酸系水溶液系蝕刻液,采用光刻法將該層制成所希望的源電極32及漏電極36的圖案。此外,通過聯(lián)合使用CF4氣體的干蝕刻及使用肼(NH2NH2·H2O)水溶液的濕蝕刻,將α-Si:H膜制成所希望圖案為α-Si:H(i)膜38的圖案、α-Si:H(n)膜的圖案。采用輝光放電CVD法,在其上面堆積膜厚3000埃的成為氮化硅(SiNx)膜的絕緣膜。此時,SiNx膜使用SiH4-NH3-N2系氣體作為放電氣體。此外,通過采用使用CF4立體的干蝕刻法的光蝕刻法,形成門電極34取出口、源電極32取出口、和作為漏電極36與透明電極20b電觸點所期望的通孔40b。然后,使氬等離子體作用于Cu合金表面,將表面洗滌。
然后,采用濺射法于室溫下在其上面堆積膜厚0.2μm(電阻率3.9μΩ·cm)的含有Au 2.3重量%、Co 2.7重量%的Cu合金層膜。
此外,采用濺射法堆積以氧化銦與氧化鋅為主成分的非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜。此時使用的濺射靶是將In與Zn的原子比[In/(In+Zn)]調(diào)節(jié)成0.83的In2O3-ZnO燒結(jié)體。把該燒結(jié)體設(shè)置在平面磁控管型濺射裝置的陰極上作為靶使用。采用放電氣體使用純氬或混入1體積%左右微量氣氛的氬氣體的方法堆積膜厚300埃的透明電極20b膜,該In2O3-ZnO膜采用x射線衍射法分析時未觀察到峰,是非晶質(zhì)。
使用按可同時蝕刻Cu合金層及氧化銦-氧化鋅層的方式調(diào)節(jié)了濃度的過硫酸銨系水溶液蝕刻液,采用光刻法,將該透明電極20b膜制成所期望的反射型象素電極、及取出電極圖案化。
形成遮光膜圖案,完成α-SiTFT襯底14。使用該TFT襯底14制造了TFT-LCD方形平面顯示器。然后,輸入影視信號,可確認(rèn)顯示出良好的顯示性能。
對在有機EL用襯底中將本發(fā)明的Cu合金一例作為布線使用的參考例進行說明。
首先,在玻璃襯底上,形成1500埃的含有Au 2.3重量%、Co 2.7重量%的Cu合金膜(電阻率3.9μΩ·cm)。
然后,在該Cu合金的膜上進行金屬氧化物導(dǎo)電膜成膜。該成膜采用利用將In與Zn的原子比[In/(In+Zn)]調(diào)節(jié)為0.83的In2O3-ZnO作為靶的濺射法進行,形成膜厚300埃。即,該金屬氧化物導(dǎo)電膜是實施例2-1和2-2所說的透明電極。
本應(yīng)用實施例2-3的特征在于,作為該金屬氧化物導(dǎo)電膜的組成成分相對于總金屬量含有Pd 3原子%。
使用大氣中緊外線電子分析裝置(理研計器(株式會社)制AC-1)測定該導(dǎo)電膜的功函數(shù)的值是5.65eV,表明作為有機EL用陽極具有好的性質(zhì)。
再者,該例雖已說明使用Pd的例,但也優(yōu)選使用Ru、Re、Ir。添加各個物質(zhì)的場合,功函數(shù)分別是5.51eV、5.63eV、5.61eV。結(jié)果,任何一種作為有機EL用陽極均有好的性質(zhì)。
如以上所述,根據(jù)本發(fā)明,可得到將電阻值抑制得較低,并提高了與玻璃襯底或硅晶片的粘附強度的布線材料。結(jié)果,應(yīng)用于TFT-LCD和有機EL裝置及其他電子裝置時也不產(chǎn)生剝離,并且由于是低電阻,故可提高元件的特性。
另外,根據(jù)本發(fā)明,通過采用濺射法將上述的Ag合金或Cu合金成膜、采用構(gòu)成金屬電極的工序,可簡化制造工序,可高效率地生產(chǎn)TFT陣列。結(jié)果,能以低成本供給TFT-LCD和TFT驅(qū)動有機EL。
尤其是通過采用本發(fā)明的組成,可將濺射工序中的以上放電的可能性抑制得很小,可進行高效率的生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種由Ag合金構(gòu)成的布線材料,其特征在于,所述Ag合金以Ag、Zr為必需成分,還含有選自Au、Ni、Co或Al的1種或2種以上的金屬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布線材料,其特征在于,在權(quán)利要求1所述的前述Ag合金中,Ag的組成比率是60~99重量%,且Zr的組成比率是1~5重量%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布線材料,其特征在于,在權(quán)利要求1所述的前述Ag合金中,Ag的組成比率是60~99重量%,Zr的組成比率是1~5重量%,Au的組成比率是0~20重量%,Ni的組成比率是0~20重量%,Co的組成比率是0~20重量%,且Al的組成比率是0~39重量%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3的任一項所述的布線材料,其特征在于,在0~1重量%的范圍內(nèi)含有選自Re、Ru、Pd、Ir的1種或2種以上的金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4的任一項所述的由Ag合金構(gòu)成的布線材料,其特征在于,電阻率是4μΩ·cm以下。
6.一種布線襯底,其特征在于,具有襯底、和由權(quán)利要求1~4的任一項所述的布線材料構(gòu)成的布線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的布線襯底,其特征在于,前述襯底是玻璃襯底、或硅襯底。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的布線襯底,其特征在于,采用刮痕試驗法測定前述布線與前述襯底的粘附強度的值是3牛頓以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6~8的任一項所述的半導(dǎo)體元件布線襯底,其特征在于,前述布線是在前述布線襯底上形成的薄膜晶體管的門布線及門電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求6~8的任一項所述的半導(dǎo)體元件布線襯底,其特征在于,前述布線是在前述布線襯底上形成的薄膜晶體管的源布線和漏布線以及源電極和漏電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求6~10的任一項所述的布線襯底,其特征在于,前述襯底至少表面是絕緣性,在前述布線上形成了金屬氧化物導(dǎo)電膜層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的布線襯底,其特征在于,前述布線與前述金屬氧化物導(dǎo)電層膜構(gòu)成2層結(jié)構(gòu)的層合布線。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的布線襯底,其特征在于,前述金屬氧化物導(dǎo)電膜由氧化銦及氧化鋅的非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜構(gòu)成,該非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜的原子構(gòu)成滿足In/(In+Zn)=0.8~0.95的關(guān)系。
14.根據(jù)權(quán)利要求11~13的任一項所述的布線襯底,其特征在于,前述非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜的功函數(shù)是5.4eV以上。
15.一種由Cu合金構(gòu)成的布線材料,為一種由Au和/或Co、與Cu構(gòu)成的Cu合金,其特征在于,所述Cu的組成比率是80~99.5重量%,Au的組成比率與Co的組成比率之和是0.5~20重量%。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的布線材料,其特征在于,Au的組成比率是0~10重量%。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的布線材料,其特征在于,Co的組成比率是0~10重量%。
18.根據(jù)權(quán)利要求15~17的任一項所述的由Cu合金構(gòu)成的布線材料,其特征在于,電阻率是4μΩ·cm以下。
19.一種布線襯底,包含權(quán)利要求15~18的任一項所述的布線材料構(gòu)成的布線、金屬氧化物導(dǎo)電膜及襯底。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的布線襯底,其特征在于,前述布線與前述金屬氧化物導(dǎo)電層膜構(gòu)成2層結(jié)構(gòu)的層合布線。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的布線襯底,其特征在于,前述金屬氧化物導(dǎo)電膜含有0.05原子%~5原子%的選自Ru、Pd、Re、Ir的1種或2種以上的金屬。
22.根據(jù)權(quán)利要求19~21的任一項所述的布線襯底,其特征在于,前述金屬氧化物導(dǎo)電膜是由氧化銦與氧化鋅構(gòu)成的非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜,該非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜的原子構(gòu)成是In/(In+Zn)=0.80~0.95。
23.根據(jù)權(quán)利要求19~22的任一項所述的布線襯底,其特征在于,由表面是絕緣性的襯底構(gòu)成。
24.一種布線襯底,其特征在于,具備襯底,由權(quán)利要求15~18的任一項所述的布線材料構(gòu)成、設(shè)在前述襯底上的布線,和薄膜晶體管。
全文摘要
本發(fā)明提供使用了Ag合金(或Cu合金)的布線材料,所述合金是以Ag(或Cu)為主成分的合金(Ag合金(或Cu合金)),是實現(xiàn)改善了與玻璃襯底或硅膜的粘附性的合金。首先,使用以Ag、Zr為必需成分,還含有選自Au、Ni、Co或Al的1種或2種以上的金屬的Ag合金作為TFT-LCD等的布線材料。其次,提出由Au和/或Co及Cu組成的Cu合金作為布線材料的方式,所述Cu合金的特征是,Cu的組成比率是80~99。5重量%,Au的組成比率與Co的組成比率之和是0.5~20重量%。采用濺射法在玻璃襯底或硅晶片上將這種構(gòu)成的布線材料成膜,結(jié)果觀察到電阻十分低、且具有與襯底的高粘附強度。
文檔編號H01L21/285GK1653557SQ0381108
公開日2005年8月10日 申請日期2003年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月17日
發(fā)明者井上一吉 申請人:出光興產(chǎn)株式會社