JP2008205420A - 熱欠陥発生が少なくかつ表面状態の良好なtftトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイ用配線および電極並びにそれらを形成するためのスパッタリングターゲット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Ca:0.001〜0.5原子%を含有し、さらにAg:0.002〜1.0原子%を含有し、残部がCuおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜からなる熱欠陥発生が少なくかつ表面状態の良好なTFTトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイ用配線および電極、並びにこれらを形成するためのスパッタリングターゲット。
【選択図】なし
Description
これらTFTトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイを製造する際に、アモルファスシリコンや窒化珪素等をPECVDで成膜する工程を通過するが、その際にガラス基板表面に形成された金属薄膜からなる配線および電極は熱履歴を受ける。
前記金属薄膜からなる配線および電極が純銅薄膜で構成されていると、前記熱履歴を受ける工程で純銅薄膜で構成されている配線および電極は高温に曝されてヒロックおよびボイドなどの熱欠陥が発生する。これを解決するために、近年、TFTトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイの配線および電極に銅合金薄膜が使用されるようになり、この銅合金薄膜の一つとしてCa:0.1〜30原子%を含有し、残部がCuからなる銅合金薄膜が使用されている(特許文献1参照)。
(イ)純銅(特に純度:99.99%以上の無酸素銅)に含まれるCa量を少なくしてCa:0.001〜0.5原子%となるようにし、さらにAgを0.002〜1.0原子%を含有した成分組成を有する銅合金薄膜は、従来のCa:0.1〜30原子%を単独で含有する銅合金薄膜に比べて、比抵抗値が一層低く、高温に曝されてもヒロックおよびボイドの熱欠陥が発生することが一層少なく、さらに表面荒れが一層少なくなる、
(ロ)前記(イ)記載の銅合金薄膜は、前記銅合金薄膜よりも多くのCaおよびAgを含む組成を有するターゲットを用いてスパッタリングすることにより形成することができ、ターゲットに含まれるCaおよびAgは、Ca:0.01〜3原子%、Ag:0.01〜4原子%であることが好ましい、などの研究結果が得られたのである。
(1)Ca:0.001〜0.5原子%を含有し、さらにAg:0.002〜1.0原子%を含有し、残部がCuおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜からなる熱欠陥発生がなくかつ表面状態の良好なTFTトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイ用配線、
(2)Ca:0.001〜0.5原子%を含有し、さらにAg:0.002〜1.0原子%を含有し、残部がCuおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜からなる熱欠陥発生がなくかつ表面状態の良好なTFTトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイ用電極、
(3)Ca:0.01〜3原子%を含有し、さらにAg:0.01〜4原子%を含有し、残部がCuおよび不可避不純物からなる組成を有する熱欠陥発生がなくかつ表面状態の良好なTFTトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイ用配線または電極を形成するためのスパッタリングターゲット、に特徴を有するものである。
Ca:
Caはガラスやシリコンとの密着性を改善する作用を有するが、その含有量が0.001原子%未満では十分な密着性改善効果が得られないので好ましくなく、一方、0.5原子%を越えて含むと、比抵抗値が上昇しさらに表面荒れが発生するようになるので好ましくない。したがって、Ca含有量を0.001〜0.5原子%に定めた。
Ag:
AgはCaと共に添加することにより比抵抗値の上昇を抑制すると共にCaのヒロックおよびボイドなどの熱欠陥発生防止効果を一層強化しかつ表面状態が荒れるのを抑制する効果があるが、その含有量が0.002原子%未満では十分な比抵抗上昇阻止効果および熱欠陥発生防止効果を強化することができずさらに表面荒れを防止することができない。一方、Agを1.0原子%を越えて含有してもヒロックおよびボイドなどの熱欠陥発生防止効果は強化せず、コストアップを招くので好ましくない。したがって、Agの含有量を0.002〜1.0原子%に定めた。
スパッタリングすることにより成膜して得られる銅合金薄膜のCa量を0.001〜0.5原子%とするためには、ターゲットに含まれるCa量を0.01〜3原子%とすることが必要であるからである。また、スパッタリングすることにより成膜して得られる銅合金薄膜のAg量を0.002〜1.0原子%とするためには、ターゲットに含まれるAg量を0.01〜4原子%とすることが必要であるからであり、さらにAgを4原子%より多く含むとターゲットの熱間圧延加工中に割れが発生するので好ましくないからである。
さらに、無酸素銅製バッキングプレートを用意し、この無酸素銅製バッキングプレートに前記本発明ターゲット1〜15、比較ターゲット1〜2および従来ターゲット1〜2を重ね合わせ、温度:200℃でインジウムはんだ付けすることにより本発明ターゲット1〜20、比較ターゲット1〜2および従来ターゲット1〜2を無酸素銅製バッキングプレートに接合してバッキングプレート付きターゲットを作製した。
電源:直流方式、
スパッタパワー:600W、
到達真空度:5×10−5Pa、
雰囲気ガス組成:Ar、
Arガス圧:0.67Pa、
ガラス基板加熱温度:150℃、
の条件でガラス基板の表面に、厚さ:300nmを有し、表2に示される成分組成を有する本発明銅合金配線用薄膜(以下、本発明配線用薄膜という)1〜15および比較銅合金配線用薄膜(以下、比較配線用薄膜という)1〜2および従来銅合金配線用薄膜(以下、従来配線用薄膜という)1〜2を形成した。
さらに、得られた本発明配線用薄膜1〜15、比較配線用薄膜1〜2および従来配線用薄膜1〜2における5点の比抵抗を四探針法により測定し、その平均値を求め、それらの結果を表2〜3に示した。
さらに、AFM(原子間力顕微鏡)で表面粗さを測定し、その結果を表2〜3に示し、熱処理による膜の表面荒れを評価した。
(i)Caを単独で含む従来配線用薄膜1〜2に比べてCaおよびAgを共に含む本発明配線用薄膜1〜15はヒロックおよびボイドの発生が一層少なく、さらに比抵抗値が一層小さく、さらに熱処理によって表面状態の荒れが少ないことがわかる。
(ii)しかし、この発明の条件から外れて少ないAgを含む比較配線用薄膜1はヒロックおよびボイドの発生を阻止する効果が弱く、一方、Agをこの発明の条件から外れて多く含む比較配線用薄膜2はターゲット製造工程の熱間圧延時に割れが発生してターゲットを作製することができないことが分かる。
Claims (3)
- Ca:0.001〜0.5原子%を含有し、さらにAg:0.002〜1.0原子%を含有し、残部がCuおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜からなることを特徴とする熱欠陥発生がなくかつ表面状態の良好なTFTトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイ用配線。
- Ca:0.001〜0.5原子%を含有し、さらにAg:0.002〜1.0原子%を含有し、残部がCuおよび不可避不純物からなる組成を有する銅合金薄膜からなることを特徴とする熱欠陥発生がなくかつ表面状態の良好なTFTトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイ用電極。
- Ca:0.01〜3原子%を含有し、さらにAg:0.01〜4原子%を含有し、残部がCuおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする熱欠陥発生がなくかつ表面状態の良好なTFTトランジスターを用いたフラットパネルディスプレイ用配線または電極を形成するためのスパッタリングターゲット。
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