JP2013067857A - Cu−Mn合金スパッタリングターゲット材、それを用いた薄膜トランジスタ配線及び薄膜トランジスタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体素子の配線の形成に用いられるCu−Mn合金スパッタリングターゲット材10であって、濃度が8原子%以上30原子%以下のMnと、不可避的不純物とを含むCu−Mn合金からなり、Cu−Mn合金の平均結晶粒径が10μm以上50μm以下である。
【選択図】図1
Description
(1)Cu−Mn合金スパッタリングターゲット材
以下に、本発明の一実施形態に係る銅−マンガン(Cu−Mn)合金スパッタリングターゲット材10(後述の図1を参照)について説明する。Cu−Mn合金スパッタリングターゲット材10は、例えば所定の外径と厚さとを備える円板型に形成され、各種半導体素子の配線の形成等に用いられるよう構成される。
次に、本発明の一実施形態に係るCu−Mn合金スパッタリングターゲット材10の製造方法について説明する。
次に、本発明の一実施形態に係るCu−Mn合金スパッタリングターゲット材10を用いたスパッタリングにより、Cu−Mn合金膜を成膜する方法について、図1を用いて説明する。
Cu−Mn合金スパッタリングターゲット材10を用いて形成したCu−Mn合金膜は、上述のように、例えばInGaZnOより構成されるIGZO膜を備える薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)配線として適用することが可能である。以下に、その一例として、薄膜トランジスタとしてのIGZO系TFT30の構造について、図2を用いて説明する。図2は、本実施形態に係るIGZO系TFT30の概略断面図である。
以下の表1を参照しながら、酸化バリア性の評価に係る実施例1〜12について比較例1〜7と共に説明する。
まず、図3に示す実施例1〜12及び比較例1〜7に係る評価サンプルを以下の手順で製作した。図3は、実施例1〜12及び比較例1〜7に係る評価サンプルの説明図であって、(a)はCu−Mn/Cu/Cu−Mn積層膜がブロック状に複数個形成された評価サンプルの平面図であり、(b)はCu−Mn/Cu/Cu−Mn積層膜の1ブロックを示す斜視図である。
続いて、上記のように製作した実施例1〜12及び比較例1〜7に係る評価サンプルそれぞれについて、各評価サンプルが備えるCu−Mn/Cu/Cu−Mn積層膜のシート抵抗を測定した。測定方法には、3mm角の各積層膜の4隅付近に電極の針を当てて行うファン・デル・パウ(van der Pauw)法を用いた。測定結果を上記の表1に示す。また、表1に示す測定結果をグラフ化したものを図4に示す。図4は、Cu−Mn合金スパッタリングターゲット材中に含まれるMnの濃度と、これにより形成されるCu−Mn/Cu/Cu−Mn積層膜のシート抵抗との関係を示すグラフである。図4の横軸はCu−Mn合金スパッタリングターゲット材中に含まれるMnの濃度(原子%)であり、縦軸は対応するCu−Mn/Cu/Cu−Mn積層膜のシート抵抗(mΩ/□)である。
次に、以下の表4を参照しながら、拡散バリア性の評価に係る実施例1,4,7,10及び12〜15について比較例8〜17と共に説明する。
まず、図5に示す実施例1,4,7,10及び12〜15並びに比較例8〜17に係る評価サンプルを以下の手順で製作した。図5は、実施例1,4,7,10及び12〜15並びに比較例8〜17に係る評価サンプルの平面図である。
続いて、上記のように製作した実施例1,4,7,10及び12〜15並びに比較例8〜17に係る評価サンプルそれぞれについて、各評価サンプルが備えるCu−Mn合金膜65のMnの濃度を100ブロック全てについて測定し、Mnの濃度の平均値及び標準偏差を求めた。測定方法には、エネルギー分散型X線分光法(Energy-Dispersive X-ray spectroscopy)を用いた。測定結果を上記の表4に示す。
20 スパッタリング装置
30 IGZO系TFT(薄膜トランジスタ)
31 ガラス基板
32 ゲート電極
33 ゲート絶縁膜
34 チャネル部(酸化物半導体)
35b 下部バリア膜(Cu−Mn合金膜)
35D ドレイン電極
35m 中間膜(純Cu膜)
35S ソース電極
35t 上部バリア膜(Cu−Mn合金膜)
36 保護膜
Claims (4)
- 半導体素子の配線の形成に用いられるCu−Mn合金スパッタリングターゲット材であって、
濃度が8原子%以上30原子%以下のMnと、不可避的不純物とを含むCu−Mn合金からなり、
前記Cu−Mn合金の平均結晶粒径が10μm以上50μm以下である
ことを特徴とするCu−Mn合金スパッタリングターゲット材。 - Cu−Mn合金膜と、純Cu膜と、Cu−Mn合金膜と、がこの順に形成された積層構造を基板上に有し、
前記Cu−Mn合金膜の少なくとも一方は、
請求項1に記載のCu−Mn合金スパッタリングターゲット材を用いて形成され、
濃度が8原子%以上30原子%以下のMnと、不可避的不純物とを含むCu−Mn合金からなる
ことを特徴とする薄膜トランジスタ配線。 - 前記Mnの濃度が8原子%以上30原子%以下である前記Cu−Mn合金膜中の前記Mnの濃度の標準偏差が0.05原子%未満である
ことを特徴とする請求項2に記載の薄膜トランジスタ配線。 - 請求項2又は3に記載の薄膜トランジスタ配線が、InGaZnO膜から構成される酸化物半導体を介して前記基板上に形成されている
ことを特徴とする薄膜トランジスタ。
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