專利名稱：顯示器和用于制備該顯示器的濺射靶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形狀類似薄膜的顯示器以及用于制備該顯示器的濺射靶，更具體地說，涉及一種包含氧化物導(dǎo)電膜和Al合金膜的新型顯示器，該顯示器用于半導(dǎo)體裝置、有源和無源矩陣類型的平板顯示器如液晶顯示器、反射膜、光學(xué)元件等，以及涉及一種用于制備該顯示器的濺射靶。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管(TFTs)例如在有源矩陣類型的液晶顯示器中用作開關(guān)元件，而所述液晶顯示器具有包括像素電極和互連線路部分如掃描線和信號線的TFT陣列基板、包括共用電極且以預(yù)定距離面對TFT陣列基板安置的對向基板、插入TFT陣列基板和對向基板之間的液晶層。無源矩陣類型的液晶顯示器包括互連線路部分如掃描線和信號線、包括共用電極并且以預(yù)定距離面對該互連基板安置的對向基板、以及插入互連基板和對向基板之間的液晶層。像素電極可以由氧化物導(dǎo)電膜比如將約10質(zhì)量％的氧化錫(SnO)混入氧化銦(In2O3)中獲得的氧化銦錫(ITO)膜制備。
當(dāng)純Al或Al合金如Al-Nd用于與這種導(dǎo)電氧化物膜的像素電極(下面，也稱作“像素電極”)電連接的互連線路部分的信號線時，由高熔點(diǎn)金屬如Mo、Cr、Ti和W制備的多層膜作為勢壘金屬插入信號線和像素電極之間，以使信號線不會直接接觸像素電極。然而，最近幾年已經(jīng)在嘗試省略這種高熔點(diǎn)金屬，使像素電極和信號線直接連接。
例如，根據(jù)專利文獻(xiàn)1(JP，11-337976，A)，使用通過將約10質(zhì)量％的氧化鋅混入氧化銦中獲得的IZO膜的像素電極，可以實(shí)現(xiàn)像素電極與信號線的直接接觸。
專利文獻(xiàn)2(JP.11-283934，A)描述了一種借助于漏極的等離子體處理、離子注入等的表面處理方法，而專利文獻(xiàn)3(JP，11-284195，A)描述了含雜質(zhì)如N、O、Si、C等的第二相疊在一起的多層膜形成為第一層的門極、源極和漏極的方法。使用這些方法時，很明顯，即使當(dāng)上述的這種高熔點(diǎn)金屬被省略時，也能夠使與像素電極的接觸電阻保持低水平。
這些傳統(tǒng)技術(shù)插入勢壘金屬的原因是因?yàn)樾纬尚盘柧€和像素電極的Al或Al合金的互連線路之間的直接接觸增加了接觸電阻并降低了顯示圖像的質(zhì)量。這是因?yàn)锳l易于被氧化，并且其表面在大氣中就被氧化的緣故，以及因?yàn)楫?dāng)Al被膜沉積過程中所產(chǎn)生或加入的氧氧化時，屬于金屬氧化物的像素電極在其表面上產(chǎn)生高電阻Al氧化物層的緣故。在信號線和像素電極之間的接觸界面上形成絕緣層增加了信號線和像素電極之間的接觸電阻，并且降低了顯示圖像的質(zhì)量。
與此同時，雖然勢壘金屬具有防止Al合金表面氧化并使Al合金膜和像素電極保持良好接觸的功能，但是由于形成勢壘金屬的步驟對于形成勢壘金屬插入這種接觸表面的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)是不可缺少的，因此除需要用于形成門極、源極和漏極的膜沉積濺射儀之外，還需要確保用于形成勢壘金屬的膜沉積室。然而，由于液晶面板的批量生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)低成本，因此，由于形成勢壘金屬所導(dǎo)致的生產(chǎn)成本增加以及生產(chǎn)率的下降都將變得非常明顯。
在這種背景下，最近需求一種用于省略勢壘金屬的電極材料、制備工藝等。在響應(yīng)這種要求下，專利文獻(xiàn)2提出增加一種表面處理步驟。同時，要使門極、源極或漏極在同一膜沉積室內(nèi)進(jìn)行連續(xù)膜沉積，專利文獻(xiàn)3不可避免就需要更多的工藝步驟。此外，由于含雜質(zhì)的膜和不含雜質(zhì)的膜之間具有不同的熱膨脹系數(shù)，因此，在連續(xù)使用過程中膜從室的壁表面脫落的現(xiàn)象會蔓延，因而，要進(jìn)行維修就需要經(jīng)常停止設(shè)備。此外，由于專利文獻(xiàn)1需要將當(dāng)前最普通的氧化銦錫(ITO)膜變成氧化銦鋅(IZO)膜，因此材料成本較昂貴。
注意這種情況之后，本發(fā)明人開發(fā)出了在專利文獻(xiàn)4(JP，2004-214606，A)中描述的技術(shù)，以作為深入研究以及嘗試建立這樣一種技術(shù)的結(jié)果，即，使用該技術(shù)，可以簡化工藝步驟，同時在不增加工藝步驟的情況下省略上述的勢壘金屬，而且使用該技術(shù)，能夠獲得優(yōu)異的電性質(zhì)和耐熱性，其在低電阻率下必定實(shí)現(xiàn)低的接觸電阻并且實(shí)現(xiàn)帶有反射電極、TAB連接電極等的材料在顯示器中的標(biāo)準(zhǔn)化。
這種技術(shù)在嘗試解決上述問題，它使用含0.1～0.6at％選自Au、Ag、Zn、Cu、Ni、Sr、Sm、Ge和Bi中的至少一種元素的Al合金作為Al合金膜的材料，并且使一部分這些合金組分作為沉積物或富集層出現(xiàn)在上述的接觸界面上，而且這種技術(shù)證實(shí)，在這些元素中，含預(yù)定量Ni的Al合金表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。
順便提及，為了更好的產(chǎn)率以及改善生產(chǎn)力，最近生產(chǎn)顯示器的加工溫度趨向于變低，而且為了進(jìn)一步提高產(chǎn)率和改善生產(chǎn)率，正在嘗試使用具有低耐熱溫度的樹脂作為基材。因此，盡管對于耐熱溫度的需要并不是很強(qiáng)，但是對于具有低電阻率的互連材料的需求卻很強(qiáng)。
例如，無定形硅TFTs即一種顯示器元件的源極和漏極材料需要具有低的電阻率和耐熱性能，并且該需求規(guī)格為例如8μΩ·cm或更低的電阻率以及約350℃的耐熱溫度。這種耐熱溫度由生產(chǎn)過程中施加到源極和漏極上的最高溫度確定，這種最高溫度是形成絕緣膜的溫度，所述絕緣膜是作為保護(hù)膜形成在電極上的。
由于先進(jìn)的膜沉積技術(shù)，因此即使在低溫下也能夠獲得所需的絕緣膜，因而在約250℃下特別在源極和漏極上形成保護(hù)膜將成為可能。這樣就增加了對耐熱溫度約為250℃且電阻率足夠低的互連材料的需求。
與此同時，雖然以前通常用于顯示器的互連材料的Al合金膜是通過濺射形成的，但是在Al合金膜通過這種方法形成的情況下，超出Al溶解性極限加入的合金組分不得不以溶解狀態(tài)存在。含溶解狀態(tài)的合金元素的Al合金的電阻率通常比純鋁的電阻率高。但是，當(dāng)含超出溶解性極限的合金元素的Al合金膜被加熱時，合金組分作為金屬互化物沉析在晶界上，而且當(dāng)Al合金膜進(jìn)一步加熱時，晶粒生長進(jìn)行且Al開始重結(jié)晶。盡管以這種方式出現(xiàn)沉析和晶粒生長時的溫度根據(jù)合金元素而不同，但是合金組分的沉析和晶粒生長降低了Al合金膜的電阻率。
當(dāng)加熱導(dǎo)致晶粒生長進(jìn)展時，膜內(nèi)的壓應(yīng)力增加，并且隨著進(jìn)一步加熱導(dǎo)致晶粒生長進(jìn)一步進(jìn)展時，會突破極限，并且為了應(yīng)力松弛起見晶粒將如小丘(hillock)那樣出現(xiàn)在膜表面上。合金化在通過沉析在晶界上的金屬互化物使晶粒保持中斷、抑制小丘和提高耐熱性質(zhì)上是有效的。為了實(shí)現(xiàn)Al合金膜的較低電阻率和耐熱性，傳統(tǒng)的方法利用這種現(xiàn)象推進(jìn)合金組分的沉析和晶粒生長。但是，變低的加工溫度并不會有利于通常的合金組分充分沉析為金屬互化物，這樣就會導(dǎo)致晶粒生長沒有進(jìn)展并且電阻率不易于降低的問題。
例如，專利文獻(xiàn)4中公開的Al-2at％Nd的耐熱溫度雖然高達(dá)350℃或更高，但是在250℃下加熱處理30分鐘之后，其電阻率只有11.5μΩ·cm，Al-2at％Ni-0.6％Nd的耐熱溫度雖然高達(dá)350℃或更高，但是在250℃下加熱處理30分鐘之后，其電阻率降到只有8.7μΩ·cm，因此仍然存在進(jìn)一步改善的空間。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，雖然源極和漏極最受降低的加工溫度的影響，但是由于這些電極總是攜帶讀取和寫入像素的電流，因此抑制這些電極部分中的電阻率在降低顯示器的功率消耗上是非常有效的。此外，電極部分中的較低電阻率降低了由電阻和電容的乘積確定的時間常數(shù)，這樣就使得即使顯示面板以大尺寸制備時，也能夠保持良好的顯示質(zhì)量。
本發(fā)明是根據(jù)上述情況下取得的，因此它旨在建立這樣的一種技術(shù)假設(shè)上面提到的相對于傳統(tǒng)技術(shù)省略勢壘金屬是可以的，并且使用這種技術(shù)能夠使Al合金膜與像素電極直接并牢固地接觸，以及即使當(dāng)Al合金膜使用低熱加工溫度時，像素電極之間也能夠?qū)崿F(xiàn)較低的電阻率。更具體地說，即使當(dāng)在250℃低溫下進(jìn)行30分鐘熱加工時，也能夠在沒有形成缺陷如小丘的情況下實(shí)現(xiàn)Al合金膜的電阻率為7μΩ·cm或更低，也能夠提供一種適合于降低加工溫度的顯示器，以及提供一種用于形成有益于制備這樣的一種顯示器的Al合金膜的濺射靶。
在解決了上述問題的本發(fā)明顯示器的結(jié)構(gòu)中，Al合金膜和導(dǎo)電氧化物膜在沒有插入任何高熔點(diǎn)金屬的情況下彼此直接連接，并且在這種顯示器中，部分或全部合金組分沉析或富集在該接觸界面上，而且所述Al合金膜是由這樣的一種Al合金制備的它包含作為合金組分的0.1～6at％的選自Ni，Ag，Zn，Cu和Ge中的至少一種元素并且還含有1)0.1～2at％的選自由Mg，Cr，Mn，Ru，Rh，Pd，Ir，Pt，La，Ce，Pr，Gd，Tb，Sm，Eu，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Dy組成的組(下面，有時稱作“組X”)中的至少一種元素；或2)0.1～1at％的選自由Ti，V，Zr，Nb，Mo，Hf，Ta和W組成的組(下面，也稱作“組Z”)中的至少一種元素。
在透明基板上沉積之后，本發(fā)明的Al合金膜優(yōu)選在250℃下熱加工30分鐘后，獲得7μΩ·cm或更低的電阻率。
根據(jù)本發(fā)明的其它結(jié)構(gòu)涉及一種用于制備Al合金膜的濺射靶，所述Al合金膜是上述顯示器的特征元件，并且由這樣的一種Al合金制備包含作為合金組分的0.1～6at％的選自Ni，Ag，Zn，Cu和Ge中的至少一種元素以及還包括0.1～2at％的選自由Mg，Cr，Mn，Ru，Rh，Pd，Ir，Pt，La，Ce，Pr，Gd，Tb，Sm，Eu，Hoo，Er，Tm，Yb，Lu和Dy組成的組中的至少一種元素或0.1～1at％的選自由Ti，V，Zr，Nb，Mo，Hf，Ta和W組成的組中的至少一種元素。
根據(jù)本發(fā)明，Al合金膜與像素電極能夠在不形成勢壘金屬層的情況下直接接觸，并且即使當(dāng)使用較低熱加工溫度如250℃或更低時，也能夠確保足夠低的電阻率。在上下文中的熱加工溫度表示例如在生產(chǎn)TFT陣列的過程中變成最高的加工溫度，以及在借助CVD形成各種膜的膜沉積過程中這種用于加熱基板的溫度的實(shí)例，在保護(hù)膜的熱固化過程中熱處理爐的溫度、等。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的Al合金膜在其中生產(chǎn)加工溫度最近變得更低的液晶顯示面板的過程中應(yīng)用于源極/漏極互連線路時，能夠在低熱加工溫度下實(shí)現(xiàn)較低電阻率，而不損害與像素電極直接連接的優(yōu)勢。


圖1是液晶面板基板和液晶顯示器的示意性結(jié)構(gòu)的放大橫截面的示意性解釋圖，所述液晶顯示器中，應(yīng)用了本發(fā)明的顯示器陣列基板；圖2是薄膜晶體管的示意性結(jié)構(gòu)的橫截面的示意解釋圖，所述薄膜晶體管用于根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的顯示器陣列基板中；圖3所示為順序表示用于生產(chǎn)圖2所示的顯示器陣列基板的步驟實(shí)例的解釋圖；
圖4所示為順序表示用于生產(chǎn)圖2所示的顯示器陣列基板的步驟實(shí)例的解釋圖；圖5所示為順序表示用于生產(chǎn)圖2所示的顯示器陣列基板的步驟實(shí)例的解釋圖；圖6所示為順序表示用于生產(chǎn)圖2所示的顯示器陣列基板的步驟實(shí)例的解釋圖；圖7所示為順序表示用于生產(chǎn)圖2所示的顯示器陣列基板的步驟實(shí)例的解釋圖；圖8所示為順序表示用于生產(chǎn)圖2所示的顯示器陣列基板的步驟實(shí)例的解釋圖；圖9所示為順序表示用于生產(chǎn)圖2所示的顯示器陣列基板的步驟實(shí)例的解釋圖；圖10所示為順序表示用于生產(chǎn)圖2所示的顯示器陣列基板的步驟實(shí)例的解釋圖；圖11示出了Al合金膜的溫度-應(yīng)力曲線；圖12是在根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施方案的顯示器陣列基板中使用的薄膜晶體管的示范性結(jié)構(gòu)的橫截面示意性解釋圖；圖13所示為順序表示用于生產(chǎn)圖12所示的顯示器陣列基板的步驟實(shí)例的解釋圖；圖14所示為順序表示用于生產(chǎn)圖12所示的顯示器陣列基板的步驟實(shí)例的解釋圖；圖15所示為順序表示用于生產(chǎn)圖12所示的顯示器陣列基板的步驟實(shí)例的解釋圖；圖16所示為順序表示用于生產(chǎn)圖12所示的顯示器陣列基板的步驟實(shí)例的解釋圖；圖17所示為順序表示用于生產(chǎn)圖12所示的顯示器陣列基板的步驟實(shí)例的解釋圖；圖18所示為順序表示用于生產(chǎn)圖12所示的顯示器陣列基板的步驟實(shí)例的解釋圖；圖19所示為順序表示用于生產(chǎn)圖12所示的顯示器陣列基板的步驟實(shí)例的解釋圖；和圖20所示為用于測定Al合金膜和透明導(dǎo)電氧化物膜之間的接觸電阻的Kelvin圖案。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明，為了像素電極和Al合金膜的接觸，該Al合金膜是包含作為它的合金組分的0.1～6at％的選自Ni，Ag，Zn，Cu和Ge中的至少一種元素以及還包括0.1～2at％的選自組X中的至少一種元素或0.1～1at％的選自組Z中的至少一種元素。
作為含0.1～6at％的Ni等以及還包括0.1～2at％的選自組X中的至少一種元素或0.1～1at％的選自組Z中的至少一種元素的Al合金膜，在較低熱加工溫度下，沉析物或Ni等富集層形成在與像素電極的接觸界面上，因而降低了接觸電阻。
此外，如下面詳細(xì)描述那樣，沉析作用(作為屬于主要用于改善耐熱性加入的組X和Z中的元素的金屬化合物)加速了Al的重結(jié)晶，降低了Al合金膜自身的電阻，并且大大降低了包括接觸表面的整體的電阻。
與此同時，當(dāng)Al合金膜包含0.1～6at％的Ni等并且還包含0.1～2at％的選自Mg，La，Mn，Gd，Ta，Dy和Tb(這些元素都選自組X和Z中)中的至少一種元素或0.1～1at％的V時，該Al合金膜可有效地顯著改善耐堿顯影溶液的性質(zhì)。
在生產(chǎn)顯示器的過程中，互連線路圖案在被稱作光刻術(shù)的步驟形成。即，感光樹脂(光致抗蝕劑)使用UV光源曝光，并用堿顯影溶液顯影，該樹脂就形成了互連線路圖案。隨后，使用該樹脂作為掩模，蝕刻Al合金膜，由此獲得了互連線路。在這種顯影階段，Al合金膜的表面暴露在堿顯影溶液中。通常使用的顯影溶液包含2.38重量％的TMAH(四甲基氫氧化銨)，并且當(dāng)含0.1～6at％Ni的Al合金膜暴露于這種顯影溶液時，蝕刻以80～120nm/min的速度進(jìn)行。
相反，如果向Al合金膜中加入源自組X和Z的Mg，La，Mn，V，Gd，Ta，Dy和Tb，則蝕刻速度被抑制到10～40nm/min。注意，在通常使用中，純Al的蝕刻速度為20nm/min，從經(jīng)驗(yàn)上講，約雙倍的這種速度將不會導(dǎo)致膜變薄的問題。
此外，顯影時間根據(jù)樹脂、曝光條件等而變化，而且由于Al合金膜表面暴露于顯影溶液中的時間約為幾十秒或最多在一分鐘內(nèi)以及互連線路的膜厚度通常約為100～400nm，因此如果蝕刻速度的蝕刻誘導(dǎo)減速約降低到一半或更低，則不僅防止了Al合金膜在光刻步驟被消除，而且避免了膜變得非常薄。這樣就實(shí)現(xiàn)了互連線路圖案的精確加工。
光刻步驟通常要重復(fù)進(jìn)行。這就意味著光致抗蝕劑的剝離并且在反常圖案等出現(xiàn)時且再一次重新進(jìn)行光刻步驟，而且抑制膜變薄能夠保證可以不止一次重復(fù)進(jìn)行的優(yōu)勢。
因此，能夠顯著降低加工步驟數(shù)目和生產(chǎn)成本，同時能夠使顯示器如液晶顯示器的顯示質(zhì)量保持高水平。
盡管本發(fā)明顯示器的實(shí)施方案將參考附圖進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本發(fā)明并不是限制于所解釋的實(shí)施例，而是可以采用一定程度上滿足前面提及和后面描述意圖的適當(dāng)改進(jìn)。這些改進(jìn)全都落入本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
此外，雖然根據(jù)本發(fā)明的Al合金膜也可以應(yīng)用于無源矩陣類型的顯示器中，但是這樣的實(shí)施方案不作描述，所述無源矩陣類型的顯示器不包括薄膜晶體管、反射類型的液晶顯示器等的反射電極、無定形硅TFT的門極、以及在TAB連接電極和TAB電極之間沒有形成勢壘金屬層的情況下用于將信號輸入/輸出到外部的TAB連接電極。
圖1是安裝在本發(fā)明所應(yīng)用到的液晶顯示器裝置上的液晶面板結(jié)構(gòu)的放大橫截面的示意性解釋圖。
圖1所示液晶面板包括TFT陣列基板1、面向TFT陣列基板1安置的對向基板2、以及安置在TFT陣列基板1和對向基板2之間并起著光調(diào)節(jié)層作用的液晶層3。TFT陣列基板1通過安置在絕緣透明基板(玻璃基板)1a上的薄膜晶體管(TFTs)4，像素電極5和包括掃描線、信號線等的互連線路部分6形成。
對向基板2包括整個形成在TFT陣列基板1側(cè)上的表面上的共用電極7，在像素電極5的相反位置上安置的濾色器8，以及與TFT陣列基板1上的薄膜晶體管(TFTs)4和互連線路部分6相反的位置上安置的光屏蔽膜9。
起偏板10和10安置在形成TFT陣列基板1和對向基板2的絕緣基板的外表面上，而對向基板2安置在沿著預(yù)定方向排列液晶層3的液晶分子的取向膜11上。
在具有這種結(jié)構(gòu)的液晶面板中，對向基板2和像素電極5之間發(fā)展的電場控制了液晶分子在液晶層3內(nèi)的取向方向，并且調(diào)節(jié)了由安置在TFT陣列基板1和對向基板2之間的液晶層3傳輸?shù)墓?，由此控制了對向基?傳輸?shù)墓獾牧?，并顯示出了圖像。
此外，由于TAB帶12引到了TFT陣列的外部，因此TFT陣列由驅(qū)動電路13和控制電路14驅(qū)動。
在圖1中，15表示的是隔體、16表示的是密封材料，17表示的是保護(hù)膜，18表示的是漫射板(diffusion plate)，19表示的是棱柱薄片，20表示的是光導(dǎo)板，21表示的是反射板，22表示的是背光，23表示的是固定框架，24表示的是印刷電路板，這些都將在下面描述。
圖2是根據(jù)應(yīng)用本發(fā)明陣列基板的第一實(shí)施方案，薄膜晶體管部分的結(jié)構(gòu)的放大橫截面的示意性解釋圖。如圖2所示，掃描線25通過在透明基板1a上的Al合金膜形成，而一部分掃描線25起著控制薄膜晶體管的開和關(guān)的門極26的作用。信號線由Al合金膜形成，使得該信號線與穿過門極絕緣膜27的掃描線25相交，而且一部分信號線起著薄膜晶體管的源極28的作用。這種類型通常稱作底部門極類型。
在門極絕緣膜27上的像素區(qū)域內(nèi)，存在有通過例如混合SnO和In2O3獲得的ITO膜的像素電極5。由Al合金膜形成的薄膜晶體管的漏極29被電連接作為與像素電極5的直接接觸。
當(dāng)門極電壓通過TFT陣列基板1上的掃描線25供應(yīng)到門極電極26上時，薄膜晶體管打開，并且預(yù)先供應(yīng)給信號線的驅(qū)動電壓從源極28經(jīng)過漏極29到達(dá)像素電極5。當(dāng)預(yù)定程度的驅(qū)動電壓供應(yīng)給像素電極5時，由涉及圖1描述的對向基板2形成電勢差，包含在液晶層3中的液晶分子被排列，而且光獲得調(diào)節(jié)。
現(xiàn)在將簡短描述用于制備圖2所示的TFT陣列基板1的方法。當(dāng)薄膜晶體管形成作為開關(guān)元件時，使用無定形氫化硅作為半導(dǎo)體層的無定形硅TFT將作為實(shí)例進(jìn)行描述。
圖3～10將提及用于描述制備TFT陣列基板1的步驟的一個實(shí)施例。
首先，通過濺射等，Al合金膜在玻璃基板(透明基板)1a上形成約200nm的膜厚度，然后，Al合金膜被形成圖案，由此形成門極26和掃描線25(圖3)。在該階段，理想的是蝕刻以約30～40度漸縮的Al合金膜的邊緣，以使下面描述的門極絕緣膜27的覆蓋良好。接著，如圖4所示，通過等離子體CVD等，門極絕緣膜27通過膜厚度為例如約300nm的氧化硅(SiOx)膜形成，并且例如形成膜厚度為約500nm的無定形氫化硅膜(a-Si:H)以及膜厚度約為300nm的氮化硅膜(SiNx)。
然后，使用門極26作為掩模，圖5所示的氮化硅(SiNx)膜通過背表面曝光形成圖案，從而形成通道保護(hù)膜。在這種保護(hù)膜上進(jìn)一步形成被磷摻雜的且膜厚度約為50nm的n+無定形氫化硅膜(n+a-Si:H)之后，無定形氫化硅膜(a-Si:H)和n+無定形氫化硅膜(n+a-Si:H)如圖6所示那樣形成圖案。
然后，在其上形成例如膜厚度約為300nm的Al合金膜，經(jīng)過圖7所示那樣的形成圖案，形成與信號線結(jié)合的源極28以及要與像素電極5接觸的漏極29。然后，使用源極28和漏極29作為掩模，除去在通道保護(hù)膜(SiNx)上的n+無定形氫化硅膜(n+a-Si:H)。
如圖8所示，使用例如等離子體CVD儀等，氮化硅膜30沉積成例如約為300nm的膜厚度，由此獲得保護(hù)膜。膜沉積優(yōu)選在例如約250℃下進(jìn)行。在這種氮化硅膜30上形成光致抗蝕劑層31以后，氮化硅膜30被通過例如干蝕刻等圖案化，并且在氮化硅膜30中形成接觸孔32。此外，圖中雖然沒有示出，但是同時，接觸孔形成于在面板邊緣部分處門極上的TAB連接部分。
此外，在例如如圖9所示那樣用氧等離子體灰化之后，光致抗蝕劑層31使用含例如胺等的剝離溶劑進(jìn)行剝離，最后，在例如約8小時的保留時間內(nèi)，如圖10所示那樣形成膜厚例如約為40nm的ITO膜，通過形成圖案獲得像素電極5。同時，ITO膜為了與在面板邊緣部分處門極的TAB連接部分內(nèi)的TAB結(jié)合，而進(jìn)行圖案形成，由此完成了TFT陣列基板1。
在由上述方法形成的TFT陣列基板中，Al合金的漏極29和像素電極5彼此直接接觸，并且門極26和用于TAB連接的ITO膜彼此直接接觸。
在這個階段，作為形成例如漏極29的Al合金膜的材料，Al-Ni合金或Al與選自Au，Ag，Zn，Cu，Sr，Sm，Ge和Bi中至少一種元素形成的合金都可以使用，而且形成漏極29的條件可以適當(dāng)控制，這樣仍然很有意義地降低了形成漏極29的Al合金膜和像素電極5之間的接觸電阻，這正如專利文獻(xiàn)4所闡述的那樣。
對于含有例如Al-Ni的合金，在250℃溫度下處理30分鐘之后，在Al-2at％Ni的情況下，電阻率為3.8μΩ·cm，在Al-4at％Ni的情況下，電阻率為5.8μΩ·cm，而在Al-6at％Ni的情況下，電阻率為6.5μΩ·cm，這樣意味著含Al-Ni的合金膜將很好地獲得較低電阻率的目標(biāo)值。
然而，這種Al-Ni合金的耐熱溫度低至150～200℃。當(dāng)用于普通顯示器的源極或漏極時，注意到最大加熱溫度約為250℃，因此這種Al-Ni合金從耐熱性考慮是不夠的，因而不能實(shí)際使用。
至于由Al和選自Ni，Ag，Zn，Cu和Ge中的至少一種元素形成的Al合金，從第三組分元素的種類和加入量的觀點(diǎn)進(jìn)一步研究，以致力于解釋這樣的合金在約250℃下保證耐熱性的同時進(jìn)行熱處理之后，它表現(xiàn)出7μΩ·cm或更低的電阻率。
結(jié)果，從無數(shù)元素中發(fā)現(xiàn)，屬于先前描述的組X和Z的元素以預(yù)定量混合將會形成這樣的Al多組分合金在約250℃下保證耐熱性(即使在加熱下，也不會產(chǎn)生小丘等)的同時進(jìn)行熱處理之后，它表現(xiàn)出7μΩ·cm或更低的電阻率。
屬于組X的元素可以為Mg，Cr，Mn，Ru，Rh，Pd，Ir，Pt，La，Ce，Pr，Gd，Tb，Sm，Eu，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Dy，其中一種或兩種元素可以使用。為了有效表現(xiàn)出加入這些合金元素所導(dǎo)致的改善的耐熱性和降低的電阻率，加入元素的量需要為0.1～2at％。與此同時，屬于組Z的元素可以為Ti，V，Zr，Nb，Mo，Hf，Ta和W，其中一種或兩種元素可以使用。為了有效表現(xiàn)出加入這些合金元素所導(dǎo)致的改善的耐熱性和降低的電阻率，加入元素的量需要為0.1～1at％。
屬于組X和Z中任一組的任何元素，如果以低于0.1at％的量加入，則不會獲得本發(fā)明中想要的耐熱性的程度，而當(dāng)屬于組X的元素的含量超過2at％并且屬于組Z的元素的含量超過1at％時，盡管膜材料耐熱性的改善將超過所需要的，但是降低電阻率的作用將是不夠的?？紤]到膜材料的耐熱性和降低電阻率，對于屬于組X的元素，優(yōu)選其加入量為0.3～1.8at％，對于屬于組Z的元素，優(yōu)選其加入量為0.2～0.8at％。如果加入兩種或更多種元素，則每一種元素的加入量可以參考總含量確定。
如下面要描述的表1所示，屬于組X和Z的元素基于涉及耐熱性和電阻率降低作用(由試驗(yàn)確認(rèn))的實(shí)施例進(jìn)行選擇的，選擇標(biāo)準(zhǔn)可以參考圖11所示的Al合金膜的溫度-應(yīng)力曲線進(jìn)行解釋。
即，在圖11中，符號A表示純Al，符號B表示其中加入屬于組X的元素的Al合金，而符號C表示其中加入屬于組Z的元素的Al合金。
其中加入屬于組X的元素的Al合金膜B隨溫度增加表現(xiàn)出更大的壓應(yīng)力。雖然晶粒生長在溫度增加的初始階段被壓抑，但是晶粒生長在較低溫度下開始并且應(yīng)力松弛在窄溫度范圍內(nèi)會突然出現(xiàn)。據(jù)認(rèn)為在這種合金中存在的熔融元素在該階段的短時期內(nèi)沉積為金屬互化物，并且Al的晶粒生長進(jìn)行，電阻率隨沉積而降低。即，電阻率在較低加熱溫度下充分降低。另一方面，進(jìn)一步的加熱和完全應(yīng)力松弛促進(jìn)了由于薄膜內(nèi)發(fā)展了壓應(yīng)力所導(dǎo)致的晶體生長，而且易于導(dǎo)致形成小丘等。這種合金的耐熱溫度認(rèn)為是在應(yīng)力松弛溫度附近。
另一方面，其中加入屬于組Z的元素的Al合金膜類似地隨溫度增加表現(xiàn)出更大的壓應(yīng)力，并且Al的晶粒生長在類似的溫度范圍內(nèi)開始。但是，屬于組Z的元素從熔融態(tài)擴(kuò)散并且以較低速度沉析為金屬互化物，該金屬互化物在寬溫度范圍內(nèi)逐漸沉析，而且隨著沉析的發(fā)生，應(yīng)力松弛逐漸出現(xiàn)。因此，直到應(yīng)力松弛明顯出現(xiàn)之前，都需要有效的加熱和較長的時間，熔融元素基本上完全沉析為金屬互化物，同時Al的晶粒生長進(jìn)行并且膜的母材料的電阻率變得足夠低，這意味著耐熱性提高了?？傊c屬于組X的元素相比，屬于組Z的元素在改善耐熱性上更有效，因?yàn)樗鼈兏徛爻练e為金屬互化物，因此，即使當(dāng)這些元素的加入量抑制為較小時，耐熱性也能夠充分改善。
盡管電阻率也取決于合金元素的加入量，但是當(dāng)屬于組Z的元素比屬于組X的元素以更小的量加入時，即使在與實(shí)施例相關(guān)的下面所述的較低加熱溫度下，也降低了電阻率。
(表1)
此外，雖然屬于組Z的元素不能以與屬于組X的元素一樣大的加入量加入，但是屬于組Z的元素特征在于當(dāng)其沉積為電極膜時，它們不會具有空隙(孔)。換句話說，當(dāng)選擇在加熱過程中的窄溫度范圍內(nèi)立刻沉析為金屬互化物的元素像屬于組X的那些元素時，晶粒生長越進(jìn)行，膜內(nèi)產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力在加熱后冷卻到室溫的過程中變得越強(qiáng)，這樣就導(dǎo)致了空隙。但是，在如同屬于組Z的元素那樣在隨著溫度增加的時間內(nèi)逐漸沉析為金屬互化物的合金的情況下，則由于沉析和晶粒生長在加熱到與組X的溫度范圍相同的溫度范圍時被中斷，因此應(yīng)力松弛沒有充分進(jìn)行，因而，殘留在膜中的拉伸應(yīng)力在隨后冷卻到室溫的過程中降低。為此，為防止有助于拉伸應(yīng)力的空隙，需要選擇屬于組Z的元素。
作為被加入的合金的基礎(chǔ)(base)的Ni等的含量在本發(fā)明中設(shè)定為0.1～6at％的原因是因?yàn)樵摵糠秶谴_保Al合金膜的耐熱性、在與像素電極的接觸界面上形成Ni等富集層、以及降低與像素電極的接觸電阻的重要條件。如果Ni等的含量低于0.1at％，則不可能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明想要的耐熱性的水平，在與像素電極的接觸界面上形成的Ni等的富集層變得不充分，并且降低接觸電阻的滿意效果也沒有獲得。相反，如果Ni等的含量超過6at％，則Al合金膜自身的電阻率增加，像素的響應(yīng)速度變慢，消耗功率增加，而且顯示質(zhì)量退化到不實(shí)用的程度。注意這些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因此理想的是Ni等的含量優(yōu)選為0.1at％或更大，更優(yōu)選為0.2～6at％，還更優(yōu)選為5at％或更低。
根據(jù)本發(fā)明，在Al合金膜的表面上形成Ni等富集層可有效降低在與像素電極的接觸界面上的接觸電阻(直接接觸電阻)，并且這種富集層的厚度優(yōu)選為0.5nm或更厚，更優(yōu)選為1.0nm～10nm，還更優(yōu)選為5nm或更薄。這種富集層的平均Ni濃度優(yōu)選為整個Al合金膜內(nèi)平均濃度的兩倍或更多倍，還更優(yōu)選為2.5倍或更多倍。
在含Ni等的Al合金膜中，Al合金膜內(nèi)超出Ni等的溶解度極限的Ni等由于熱處理等而沉析在Al合金的晶界上，一部分沉析的Ni等擴(kuò)散并富集在Al合金膜的表面上，并且形成了Ni等富集層。此外，根據(jù)本發(fā)明，Ni等的鹵化物由于具有較低的蒸汽壓，因此在蝕刻例如接觸孔的過程中不容易揮發(fā)并且停留在Al合金膜的表面上，因而在Al合金膜表面上的Ni等的濃度變成高于Al合金本體材料的Ni等的濃度。因此，可以通過適當(dāng)控制蝕刻條件控制表面層的Ni等的濃度、富集層的厚度、等。盡管根據(jù)屬于組X和Z的元素，元素在這個階段可以朝表面層側(cè)部分富集，但是本發(fā)明的技術(shù)范圍也涵蓋了這種部分富集的情況。
當(dāng)含有以這種方式形成的TFT陣列基板的顯示器用作例如液晶顯示裝置時，由于包含在組X和Z中的元素共存，因此不僅可以使像素電極和用于連接的互連線路部分之間的電阻最小化，而且可以防止缺陷如由于改善耐熱性的作用所導(dǎo)致的小丘。此外，由于包含于組X和Z中的元素與Al基質(zhì)材料(matrix material)、Ni等以及晶界附近的沉析物一起形成了金屬互化物，因此促進(jìn)了作為基質(zhì)材料的Al的重結(jié)晶，降低了基質(zhì)材料的電阻，因而，能夠抑制盡可能抑制對顯示圖像質(zhì)量的不利影響。
液晶顯示裝置作為根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施方案的實(shí)驗(yàn)制備，并且證實(shí)了生產(chǎn)率和顯示質(zhì)量將與結(jié)合使用ITO膜和勢壘金屬(Mo等)獲得的顯示裝置一樣好，或者比其更好。因此，對于這種液晶顯示裝置，能夠獲得與傳統(tǒng)液晶顯示裝置相同的性能，而不用安置勢壘金屬。因此，省略勢壘金屬簡化了生產(chǎn)工藝，并且有助于降低生產(chǎn)成本。此外，能夠在較低加熱溫度如250℃下獲得足夠低的電阻率，能夠進(jìn)一步拓寬顯示器材料的種類選擇范圍、加工條件等。
圖12是根據(jù)應(yīng)用本發(fā)明陣列基板的其它實(shí)施方案的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的放大橫截面的示意性解釋圖，在該解釋的實(shí)施例中，使用具有頂端門極結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。
如圖13所示，Al合金膜的掃描線形成在透明基板1a上，并且一部分掃描線起著門極26的作用，所述門極26控制薄膜晶體管的開和關(guān)。Al合金的信號線形成，并使得信號線與穿過夾層絕緣膜(SiOx)的掃描線相交，并且一部分信號線起著作為薄膜晶體管的源極28的作用。
在夾層絕緣膜(SiOx)的像素區(qū)域內(nèi)，存在通過將例如SnO和In2O3混合獲得的ITO膜的像素電極5，而薄膜晶體管的Al合金的漏極29起著連接電極部分的作用，所述連接電極部分與像素電極5電連接。即，薄膜晶體管的Al合金的漏極29與像素電極5直接接觸并電連接。
因此，如前面描述的圖2中所示實(shí)施例的情況一樣，當(dāng)門電壓通過TFT陣列基板上的掃描線施加到門極26上時，薄膜晶體管打開，并且預(yù)先施加到信號線上的驅(qū)動電壓從源極28經(jīng)過漏極29到達(dá)像素電極5，當(dāng)預(yù)定等級的驅(qū)動電壓供應(yīng)給象素電極5時，如圖1所述那樣，從對向電極10產(chǎn)生勢差，以使包含在液晶層3中的液晶分子被排列，光獲得調(diào)節(jié)。
現(xiàn)在描述生產(chǎn)圖12所示TFT陣列基板的方法。根據(jù)本實(shí)施方案，形成于陣列基板內(nèi)的薄膜晶體管具有使用多晶硅(poly-Si)膜作為半導(dǎo)體層的頂端門極結(jié)構(gòu)。圖13～19是示意性表示制備根據(jù)第二實(shí)施方案的陣列基板的步驟的圖。
首先，使用例如等離子體CVD儀等，在例如約300℃的基板溫度下，沉積出膜厚度約為50nm的氮化硅(SiNx)膜以及膜厚度約為100nm的氧化硅(SiOx)膜，此外，然后沉積出膜厚度約為50nm的無定形氫化硅(a-Si:H)膜，隨后，進(jìn)行熱處理和激光退火，以將這種無定形氫化硅(a-Si:H)膜轉(zhuǎn)變成多晶硅。熱處理可以是在約470℃下大氣熱處理約1小時，脫氫后，使用例如準(zhǔn)分子激光退火儀，將具有例如約230mJ/cm2能量的激光輻照在無定形氫化硅(a-Si:H)膜上，由此，獲得具有例如約0.3μm厚度的多晶硅(poly-Si)膜(圖13)。
隨后，如圖14所示那樣，多晶硅(poly-Si)膜通過等離子體蝕刻等形成圖案。如圖15所示，氧化硅(SiOx)膜沉積成例如約100nm的膜厚，由此獲得門極絕緣膜27。在將變成與在所獲得門極絕緣膜27上的掃描線結(jié)合的門極26的Al合金膜的膜沉積，例如通過濺射等，約為200nm厚度的膜時，該Al合金膜通過等離子體蝕刻等形成圖案，并且獲得與掃描線結(jié)合的門極26。
如圖16所示，然后，掩膜使用光致抗蝕劑31形成，并且使用例如離子注入儀等在約50kev下?lián)饺?×1015/cm2的磷，由此在多晶硅(poly-Si)膜內(nèi)局部形成n+多晶硅(n+poly-Si)膜，隨后，剝離光致抗蝕劑31，再在例如約500℃下進(jìn)行導(dǎo)致擴(kuò)散的熱處理。
這之后，如圖17所示，氧化硅(SiOx)膜在約250℃的基板溫度下使用例如等離子體CVD儀沉積成例如約500nm的膜厚，然后形成夾層絕緣膜，光致抗蝕劑被類似地形成圖案，由此干蝕刻門極絕緣膜27的夾層絕緣(SiOx)膜和氧化硅膜，形成接觸孔，并且在通過濺射將Al合金膜膜沉積為例如為450nm的膜厚之后，Al合金膜被形成圖案，形成與信號線結(jié)合的源極28和漏極29。結(jié)果，源極28和漏極29各自經(jīng)過接觸孔與n+多晶硅(n+poly-Si)膜接觸。
作為夾層絕緣膜，如圖18所示，氮化硅(SiNx)膜然后使用例如等離子體CVD儀在例如約250℃的基板溫度下沉積為例如約500nm的膜厚。在其上形成光致抗蝕劑層31之后，氮化硅(SiNx)膜被形成圖案，然后例如通過干蝕刻，在這種氮化硅(SiNx)膜上形成接觸孔32。
然后，如圖19所示，光致抗蝕劑在通過例如氧等離子體灰化之后，以上面所述方式的類似方式使用胺-基剝離溶液等進(jìn)行剝離，ITO膜如前面所述那樣沉積并通過濕蝕刻形成圖案，由此形成像素電極5。漏極29在這過程中開始與像素電極5直接接觸的同時，Ni等富集層形成，并且接觸電阻在形成漏極29的Al合金膜和像素電極5之間的界面上降低，對于Al合金膜自身，Ni或?qū)儆诮MX和Z的元素沉積為金屬互化物，這促進(jìn)了Al的重結(jié)晶，而且這種膜自身的電阻顯著降低。
為了穩(wěn)定晶體管性質(zhì)，隨后在約250℃下進(jìn)行退火約1小時，這樣就完成了多晶硅TFT陣列基板。
使用根據(jù)上述第二實(shí)施方案的TFT陣列基板以及包含該TFT陣列基板的液晶顯示裝置，獲得與前面描述的第一實(shí)施例類似的效果。此外，如在第一實(shí)施例中那樣，第二實(shí)施例也允許使用根據(jù)本發(fā)明的Al合金作為反射類型晶體顯示器的反射電極。
上面描述的像素電極5的材料優(yōu)選為氧化銦錫或氧化銦鋅，并且理想的是，通過將以非平衡態(tài)熔解的一些或全部合金組分沉積為金屬互化物或形成富集層，使Al合金膜的電阻率調(diào)節(jié)為7μΩ·cm或更小，或更優(yōu)選為5μΩ·cm或更小。
盡管形成上述Al合金膜的方法可以為氣相沉積、濺射等，但是特別優(yōu)選濺射。
因此，本發(fā)明涵蓋由Al合金制得的濺射靶，其包含(作為用于形成具有上述組成的Al合金膜的材料)基本上與上述組成相同的組成，即，包含作為合金組分的0.1～6at％的選自Ni，Ag，Zn，Cu和Ge中的至少一種元素以及0.1～2at％的選自Mg，Cr，Mn，Ru，Rh，Pd，Ir，Pt，La，Ce，Pr，Gd，Tb，Sm，Eu，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Dy中的至少一種元素或選自Ti，V，Zr，Nb，Mo，Hf，Ta和W中的至少一種元素。
使用這樣獲得的TFT陣列基板，完成了用作如前面描述的圖1所示那樣的顯示器的液晶顯示裝置。
總之，這樣完成的TFT陣列基板表面涂敷聚酰亞胺，干燥并摩擦，由此形成取向膜。
另一方面，對于對向基板2，例如鉻被圖案化為在玻璃基板上的矩陣，并且首先形成光屏蔽膜9。然后，紅色、綠色和藍(lán)色樹脂的濾色器8形成在光屏蔽膜9內(nèi)的縫隙中。ITO等的透明導(dǎo)電膜沉積為在光屏蔽膜9和濾色器8上的共用電極7，這樣就完成了對向電極。對向電極的最上層被涂敷例如聚酰亞胺，干燥并摩擦，由此獲得取向膜11。
陣列基板1的表面以及支撐取向膜11的對向基板2的表面彼此相對，并且除了用于引入液晶的注入進(jìn)口外，這兩種基板通過密封材料16彼此結(jié)合，所述密封材料16可以是樹脂。在這個階段，通過在兩個基板之間插入隔體15或通過其它合適的方式，使這兩種基板之間的縫隙基本上保持恒定。
以這種方式獲得的空元件放置在真空中，利用浸漬在液晶中的注入進(jìn)口，壓力逐漸恢復(fù)到大氣壓，因而含液晶的液晶材料注入該空元件中，液晶層形成并且注入進(jìn)口被關(guān)閉。最后，起偏板10與元件的兩個外表面結(jié)合，這樣就完成了液晶面板。
此外，如圖1所示，用于驅(qū)動液晶顯示裝置的驅(qū)動電路與液晶面板電連接，并且安置在液晶面板的側(cè)面部分和背表面部分。利用包括用作液晶面板的顯示表面的開口、起著表面光源作用的背光22、光導(dǎo)板20和固定框架23的框架，固定了液晶面板，并且完成了液晶顯示裝置。
實(shí)施例盡管現(xiàn)在本發(fā)明將參考實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述，但是本發(fā)明并不是限制于這些實(shí)施例，而是可以具有一定程度上滿足前面提及和下面描述的意圖的合適改進(jìn)。這些改進(jìn)全都落入本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
實(shí)施例1對于在表1、3、5、7、9和11所示的具有不同合金組成的Al合金膜，測定電阻以及Al合金膜開始與像素電極直接接觸的直接接觸電阻，并且研究了Al合金膜在250℃下加熱30分鐘時的耐熱性質(zhì)(小丘密度)。
下面描述獲得測量結(jié)果的試驗(yàn)。
1)像素電極的結(jié)構(gòu)通過向氧化銦中加入10質(zhì)量％的氧化錫獲得的氧化銦錫(ITO)。
2)薄膜的形成條件氣氛＝Ar，壓力＝3mTorr，膜厚＝200nm3)加熱條件250℃×30分鐘4)包含在Al合金中的各種元素的含量在本實(shí)施例中研究的包含在Al合金中的各種元素的含量使用ICP(電感耦合等離子體)發(fā)射光譜法測定。
5)測定Al合金薄膜電阻率的方法Al合金薄膜的電阻率由4-端子測定法(4-terminal measurement)使用Kelvin圖案測定，并且電阻率為7μΩ·cm或更低的Al合金膜被評定為良好(○)，而電阻率超過7μΩ·cm的被評定為差(×)。
6)測定直接接觸電阻的方法制備如圖20所示的Kelvin圖案(接觸孔大小為10μm×10μm)，使用4-端子測定法(電流施加到ITO-Al合金上并使用不同端子測定ITO-Al合金之間壓降的方法)進(jìn)行?？傊?，在圖20所示的I1和I2之間施加電流I，監(jiān)控V1和V2之間的電壓V，因此在接觸部分C的直接接觸電阻R據(jù)此計算為[R＝(V2-V1)/I2]，接觸電阻為1kΩ或更低的被評價為良好(○)，接觸電阻超過1kΩ的被評定為差(×)。
7)測定耐熱性的方法在3)描述的條件下，Al合金薄膜單獨(dú)形成在玻璃基板上。然后，形成寬度為10μm的線-和-間隔圖案，在250℃下進(jìn)行真空熱處理30分鐘，用SEM觀察互連線路的表面，計算直徑為0.1μm或更大的小丘的數(shù)量。小丘密度為1×10-9個/m2或更低的那些被評定為良好(○)，小丘密度超過1×10-9個/m2的那些被評定為差(×)。
8)測定含α的富集層的厚度以及α在該富集層中的含量的方法對于在表1、3、5、7、9和11中所示的一部分樣品，α富集層(表1中的Ni-富集層、表2中的Ag-富集層、表3中的Zn-富集層、表4中的Cu-富集層以及表5中的Ge-富集層)熱處理后的膜厚度通過使用Hitachi，Ltd.生產(chǎn)的“FE-TEM HF-2000”進(jìn)行橫截面TEM觀察確定。此外，α在該富集層中的含量通過使用EDX(KEVEX制備的Sigma)對橫截面TEM樣品進(jìn)行組分分析確定。
這些結(jié)果列出在表1～10中。
表1

注意，在表1中，Ni-富集層的膜厚和Ni在Ni-富集層中的含量是每個滿足本發(fā)明條件的樣品熱處理后測定的。在該結(jié)果中，每個Ni-富集層的膜厚度在約0.5～2nm的范圍內(nèi)，而Ni在每個Ni-富集層中的含量通常是Ni在每個Al合金薄膜中的平均含量(表1中未示出)的2～9倍。
在表1中，示出了一些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，在這些實(shí)驗(yàn)中選自屬于組X或Z的元素中的第三元素的量被改變。已證實(shí)，當(dāng)屬于組X或Z但沒有在表1中列出的其它元素用作第三元素時，可以獲得類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
表2

表3

注意，在表3中，Ag-富集層的膜厚和Ag在Ag-富集層中的含量是每個滿足本發(fā)明條件的樣品熱處理后測定的。在該結(jié)果中，每個Ag-富集層的膜厚度在約0.5～2nm的范圍內(nèi)，而Ag在每個Ag-富集層中的含量通常是Ag在每個Al合金薄膜中的平均含量(表3中未示出)的2～9倍。
在表3中，示出了一些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，在這些實(shí)驗(yàn)中選自屬于組X或Z的元素中的第三元素的量在改變。已證實(shí)，當(dāng)屬于組X或Z但沒有在表3中列出的其它元素用作第三元素時，可以獲得類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
表4

表5

注意，在表5中，Zn-富集層的膜厚和Zn在Zn-富集層中的含量是每個滿足本發(fā)明條件的樣品熱處理后測定的。在該結(jié)果中，每個Zn-富集層的膜厚度在約0.5～2nm的范圍內(nèi)，而Zn在每個Zn-富集層中的含量通常是Zn在每個Al合金薄膜中的平均含量(表5中未示出)的2～9倍。
在表5中，示出了一些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，在這些實(shí)驗(yàn)中選自屬于組X或Z的元素中的第三元素的量在改變。已證實(shí)，當(dāng)屬于組X或Z但沒有在表5中列出的其它元素用作第三元素時，可以獲得類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
表6

表7

注意，在表7中，Cu-富集層的膜厚和Cu在Cu-富集層中的含量是每個滿足本發(fā)明條件的樣品熱處理后測定的。在該結(jié)果中，每個Cu-富集層的膜厚度在約0.5～2nm的范圍內(nèi)，而Cu在每個Cu-富集層中的含量通常是Cu在每個Al合金薄膜中的平均含量(表7中未示出)的2～9倍。
在表7中，示出了一些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，在這些實(shí)驗(yàn)中選自屬于組X或Z的元素中的第三元素的量進(jìn)行改變。已證實(shí)，當(dāng)屬于組X或Z但沒有在表7中列出的其它元素用作第三元素時，可以獲得類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
表8

表9

注意，在表9中，Ge-富集層的膜厚和Ge在Ge-富集層中的含量是每個滿足本發(fā)明條件的樣品熱處理后測定的。在該結(jié)果中，每個Ge-富集層的膜厚度在約0.5～2nm的范圍內(nèi)，而Ge在每個Ge-富集層中的含量通常是Ge在每個Al合金薄膜中的平均含量(表9中未示出)的2～9倍。
在表9中，示出了一些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，在這些實(shí)驗(yàn)中選自屬于組X或Z的元素中的第三元素的量加以改變。已證實(shí)，當(dāng)屬于組X或Z但沒有在表9中列出的其它元素用作第三元素時，可以獲得類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
表10

根據(jù)表1～10所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能夠抑制Al合金膜自身的電阻，并且將與像素電極的接觸電阻抑制在較低水平，同時又保證了在較低加熱溫度如250℃下的足夠的耐熱性。因此，能夠使用迄今為止由于其不適當(dāng)?shù)哪蜔嵝远荒苡米黠@示器材料的材料，這樣就提供了更多的材料選擇余地。
實(shí)施例2在本實(shí)施例中，如下面描述那樣，大約每個具有表11～15所列出的各種合金組成的Al合金薄膜樣品都研究了耐使用TMAH顯影溶液的堿溶液性以及是否存在麻點(diǎn)腐蝕。
具體地，在上述實(shí)施例1的3)描述的條件下，在玻璃基板上形成Al合金膜。在25℃下，由上述步驟獲得的每個Al合金膜都直接浸漬于普通顯影溶液(含2.38質(zhì)量％的TMAH的溶液)中，測定直到膜完全溶解的時間，每單位時間(一分鐘)的蝕刻速率由這樣測得的時間和粘附膜的量計算，而耐堿溶液性質(zhì)根據(jù)下列標(biāo)準(zhǔn)評價?！鹞g刻速率為低于40nm/min，△蝕刻速率為40nm/min或更快但低于70nm/min，×蝕刻速率為70nm/min或更快。
麻點(diǎn)腐蝕的存在與否是在光學(xué)顯微鏡下(放大倍數(shù)400X)通過觀察表面來研究的，并且由SEM(放大倍數(shù)3000X)觀察加以確定。結(jié)果，沒有外來粒子(麻點(diǎn)腐蝕)的那些被確定為“不存在”，而具有外來粒子(麻點(diǎn)腐蝕)的那些被確定為“存在”。
為了比較，用純鋁薄膜代替Al合金薄膜，研究了蝕刻速率、耐堿顯影溶液性以及麻點(diǎn)腐蝕的存在與否。
表11～15示出了這些結(jié)果。
注表11-15中“absence”表示“不存在”，“presence”表示“存在”
表11

表12

表13

表14

表15

權(quán)利要求
1.一種顯示器，其中Al合金膜和導(dǎo)電氧化物膜在沒有插入高熔點(diǎn)金屬的情況下直接連接，并且一些或全部Al合金組分沉積或富集在所述Al合金膜和所述導(dǎo)電氧化物膜之間的接觸界面處，其中所述Al合金膜包含作為合金組分的0.1～6at％的選自Ni，Ag，Zn，Cu和Ge中的至少一種元素，以及0.1～2at％的選自Mg，Cr，Mn，Ru，Rh，Pd，Ir，Pt，La，Ce，Pr，Gd，Tb，Sm，Eu，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Dy中的至少一種元素。
2.一種顯示器，其中Al合金膜和導(dǎo)電氧化物膜在沒有插入高熔點(diǎn)金屬的情況下直接連接，并且一些或全部Al合金組分沉積或富集在所述Al合金膜和所述導(dǎo)電氧化物膜之間的接觸界面上，其中所述Al合金膜包含作為合金組分的0.1～6at％的選自Ni，Ag，Zn，Cu和Ge中的至少一種元素，以及0.1～1at％的選自Ti，V，Zr，Nb，Mo，Hf，Ta和W中的至少一種元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯示器，其中所述Al合金膜在250℃下熱處理30分鐘之后，其電阻率為7μΩ·cm或更低。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示器，其中所述Al合金膜在250℃下熱處理30分鐘之后，其電阻率為7μΩ·cm或更低。
5.一種用于制備顯示器的濺射靶，所述的濺射靶用于形成根據(jù)權(quán)利要求1的Al合金膜，包含作為合金組分的0.1～6at％的選自Ni，Ag，Zn，Cu和Ge中的至少一種元素，以及0.1～2at％的選自Mg，Cr，Mn，Ru，Rh，Pd，Ir，Pt，La，Ce，Pr，Gd，Tb，Sm，Eu，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Dy中的至少一種元素。
6.一種用于制備顯示器的濺射靶，所述的濺射靶用于形成根據(jù)權(quán)利要求2的Al合金膜，包含作為合金組分的0.1～6at％的選自Ni，Ag，Zn，Cu和Ge中的至少一種元素，以及0.1～1at％的選自Ti，V，Zr，Nb，Mo，Hf，Ta和W中的至少一種元素。
全文摘要
一種顯示器，其中Al合金膜和導(dǎo)電氧化物膜在沒有插入高熔點(diǎn)金屬的情況下直接連接，并且部分或全部Al合金組分沉積或富集在所述Al合金膜和所述導(dǎo)電氧化物膜之間的接觸界面上。所述Al合金膜包括作為合金組分的0.1～6at％的選自Ni，Ag，Zn，Cu和Ge中的至少一種元素，以及還包括1)0.1～2at％的選自Mg，Cr，Mn，Ru，Rh，Pd，Ir，Pt，La，Ce，Pr，Gd，Tb，Sm，Eu，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Dy中的至少一種元素，或2)0.1～1at％的選自Ti，V，Zr，Nb，Mo，Hf，Ta和W中的至少一種元素。
文檔編號H01L23/52GK1822372SQ20061000904
公開日2006年8月23日 申請日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月17日
發(fā)明者后藤裕史, 釘宮敏洋, 富久勝文 申請人:株式會社神戶制鋼所