JP2011190531A - 表示装置用Al合金膜 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Ta、Nb、Re、Zr、W、Mo、V、Hf、Ti、CrおよびPtよりなる群(X群)から選択される少なくとも一種の元素と、希土類元素の少なくとも一種とを含み、450〜600℃の加熱処理を行なったとき、下記(1)の要件を満足する表示装置用Al合金膜である。
(1)Alと、X群から選択される少なくとも一種の元素と、希土類元素の少なくとも一種とを含む第1の析出物について、円相当直径20nm以上の析出物が500,000個/mm2以上の密度で存在する。
【選択図】なし
Description
上記第1のAl合金膜は、Ta、Nb、Re、Zr、W、Mo、V、Hf、Ti、CrおよびPtよりなる群(X群)から選択される少なくとも一種の元素と、希土類元素(REM)の少なくとも一種とを含有するAl−X群元素−REM合金膜である。
上記第2のAl合金膜は、上述したX群元素および希土類元素(REM)のほか、更にCuおよび/またはGeを含有するAl−X群元素−REM−Cu/Ge合金膜である。
上記第3のAl合金膜は、上述したX群元素および希土類元素(REM)、並びに上述したCuおよび/またはGeの他、更にNiおよび/またはCoを含有するAl−X群元素−REM−Ni/Co−Cu/Ge合金膜である。
表1および表2に示す種々の合金組成のAl合金膜(膜厚=300nm)を、DCマグネトロン・スパッタ法(基板=ガラス基板(コーニング社製 Eagle2000)、雰囲気ガス=アルゴン、圧力=2mTorr、基板温度=25℃(室温))によって成膜した。
成膜後のAl合金膜に対し、不活性雰囲気ガス(N2)雰囲気下にて、表1および表2に示す各温度にて10分間の加熱処理を2回行ない、その表面性状を光学顕微鏡(倍率:500倍)を用いて観察し、ヒロックの密度(個/m2)を測定した。表3に記載の判断基準により耐熱性を評価し、本実施例では◎または○を合格とした。
成膜後のAl合金膜に10μm幅のラインアンドスペースパターンを形成したものに、不活性雰囲気ガス(N2)雰囲気下にて、450℃、550℃または600℃の各温度にて10分間の加熱処理を2回行ない、4端子法で電気抵抗率を測定した。表3に記載の判断基準により各温度の配線抵抗を評価し、本実施例では◎または○を合格とした。
成膜後のAl合金膜に対し、不活性雰囲気ガス(N2)雰囲気下にて、600℃で10分間の加熱処理を2回行なったものを用意した。このAl合金膜と透明画素電極を直接接触したときの接触抵抗は、透明画素電極(ITO;酸化インジウムに10質量%の酸化スズを加えた酸化インジウムスズ)を、下記条件でスパッタリングすることによって図6に示すケルビンパターン(コンタクトホールサイズ:10μm角)を作製し、4端子測定(ITO−Al合金膜に電流を流し、別の端子でITO−Al合金間の電圧降下を測定する方法)を行なった。具体的には、図6のI1−I2間に電流Iを流し、V1−V2間の電圧Vをモニターすることにより、コンタクト部Cのダイレクト接触抵抗Rを[R=(V2−V1)/I2]として求めた。表3に記載の判断基準によりITOとのダイレクト接触抵抗(ITOとのコンタクト抵抗)を評価し、本実施例では◎または○を合格とした。
(透明画素電極の成膜条件)
雰囲気ガス=アルゴン
圧力=0.8mTorr
基板温度=25℃(室温)
基板上に成膜したAl合金膜にマスクを施した後、現像液(TMAH2.38質量%を含む水溶液)中に25℃で5分間浸漬し、そのエッチング量を触診式段差計を用いて測定した。表3に記載の判断基準によりアルカリ現像液耐性を評価し、本実施例では◎または○を合格とした。
フォトレジスト剥離液の洗浄工程を模擬し、アミン系フォトレジストと水を混合したアルカリ性水溶液による腐食実験を行った。詳細には、成膜後のAl合金膜に対し、不活性ガス雰囲気(N2)中、600℃で20分間の加熱処理を2回行った後、東京応化工業(株)製のアミン系レジスト剥離液「TOK106」水溶液をpH10.5および9.5の各pHに調整したもの(液温25℃)に浸漬させた。具体的には、まず、pH10.5の溶液に1分間浸漬後、連続してpH9.5の溶液に5分間浸漬させた。そして、浸漬後の膜表面にみられるクレータ状の腐食(孔食)痕(円相当直径が150nm以上のもの)の個数を調べた(観察倍率は1000倍)。表3に記載の判断基準により剥離液耐性を評価し、本実施例では◎または○を合格とした。
成膜後のAl合金膜に対し、不活性ガス雰囲気(N2)中、550℃または600℃で10分間の加熱処理を2回行い、析出した析出物を、平面TEM(透過電子顕微鏡、倍率30万倍)で観察した。析出物のサイズ(円相当直径)および密度(個/mm2)は、走査電子顕微鏡の反射電子像を用いて求めた。具体的には、1視野(mm2)内に観察される析出物の円相当直径および個数を測定し、3視野の平均値を求めた。析出物に含まれる元素はTEM−EDX分析により判断した。そして表3に記載の判断基準により各析出物のサイズおよび密度を分類した。析出物について、サイズが◎、○、または△であり、且つ、密度が◎または○を満足するものが、本発明の要件を満足するものである。
5 透明電極
25 走査線
26 ゲート電極
27 ゲート絶縁膜
28 ソース電極
29 ドレイン電極
30 半導体シリコン層
31 保護膜
32 低抵抗シリコン層
33 絶縁性保護膜
Claims (24)
- 表示装置に用いられるAl合金膜であって、
前記Al合金膜は、Ta、Nb、Re、Zr、W、Mo、V、Hf、Ti、CrおよびPtよりなる群(X群)から選択される少なくとも一種の元素と、希土類元素の少なくとも一種とを含み、
前記Al合金膜に450〜600℃の加熱処理を行なったとき、下記(1)の要件を満足することを特徴とする表示装置用Al合金膜。
(1)Alと、前記X群から選択される少なくとも一種の元素と、前記希土類元素の少なくとも一種とを含む第1の析出物について、円相当直径20nm以上の析出物が500,000個/mm2以上の密度で存在する。 - 前記Al合金膜は、更にCuおよび/またはGeとを含み、前記Al合金膜に450〜600℃の加熱処理を行なったとき、更に下記(2)の要件を満足するものである請求項1に記載の表示装置用Al合金膜。
(2)Alと、Cuおよび/またはGeと、前記希土類元素の少なくとも一種とを含む第2の析出物について、円相当直径200nm以上の析出物が10,000個/mm2以上の密度で存在する。 - 前記Al合金膜は、更にNiおよび/またはCoとを含み、前記Al合金膜に450〜600℃の加熱処理を行なったとき、更に下記(3)の要件を満足するものである請求項2に記載の表示装置用Al合金膜。
(3)Alと、Niおよび/またはCoと、Cuおよび/またはGeと、前記希土類元素の少なくとも一種とを含む第3の析出物について、円相当直径200nm以上の析出物が2,000個/mm2以上の密度で存在する。 - 前記第1の析出物の円相当直径は、1μm以下である請求項1に記載の表示装置用Al合金膜。
- 前記第2の析出物の円相当直径は、1μm以下である請求項2または3に記載の表示装置用Al合金膜。
- 前記第3の析出物の円相当直径は、3μm以下である請求項3に記載の表示装置用Al合金膜。
- 前記X群の元素の含有量は0.1〜5原子%である請求項1〜6のいずれかに記載の表示装置用Al合金膜。
- 前記希土類元素の含有量は0.1〜4原子%である請求項1〜7のいずれかに記載の表示装置用Al合金膜。
- 前記Cuおよび/またはGeの含有量は0.1〜2原子%である請求項2〜8のいずれかに記載の表示装置用Al合金膜。
- 前記Niおよび/またはCoの含有量は0.1〜3原子%である請求項3〜9のいずれかに記載の表示装置用Al合金膜。
- 前記加熱処理は、500〜600℃である請求項1〜10のいずれかに記載の表示装置用Al合金膜。
- 前記加熱処理は、少なくとも2回実施されるものである請求項1〜11のいずれかに記載の表示装置用Al合金膜。
- 前記Al合金膜は、透明導電膜と直接接続されるものである請求項1〜12のいずれかに記載の表示装置用Al合金膜。
- 前記Al合金膜は、Mo、Ti、W、およびCrよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を含む膜を介して透明導電膜と接続されるものである請求項1〜13のいずれかに記載の表示装置用Al合金膜。
- Ta、Nb、Re、Zr、W、Mo、V、Hf、Ti、CrおよびPtよりなる群(X群)から選択される少なくとも一種の元素を0.1〜5原子%、および希土類元素の少なくとも一種を0.1〜4原子%を含み、残部:Alおよび不可避的不純物であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
- 更にCuおよび/またはGeを0.1〜2原子%含むものである請求項15に記載のスパッタリングターゲット。
- 更にNiおよび/またはCoを0.1〜3原子%含むものである請求項15または16に記載のスパッタリングターゲット。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の表示装置用Al合金膜を備えた表示装置。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の表示装置用Al合金膜を備えた液晶ディスプレイ。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の表示装置用Al合金膜を備えた有機ELディスプレイ。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の表示装置用Al合金膜を備えたフィールドエミッションディスプレイ。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の表示装置用Al合金膜を備えた蛍光真空管。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の表示装置用Al合金膜を備えたプラズマディスプレイ。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の表示装置用Al合金膜を備えた無機ELディスプレイ。
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