JP2000336447A - アルミニウム合金薄膜、ターゲット材及び薄膜形成方法 - Google Patents
アルミニウム合金薄膜、ターゲット材及び薄膜形成方法Info
- Publication number
- JP2000336447A JP2000336447A JP14670199A JP14670199A JP2000336447A JP 2000336447 A JP2000336447 A JP 2000336447A JP 14670199 A JP14670199 A JP 14670199A JP 14670199 A JP14670199 A JP 14670199A JP 2000336447 A JP2000336447 A JP 2000336447A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- manganese
- carbon
- aluminum alloy
- alloy thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】３００〜４００℃での熱処理後にもヒロックの
発生が無く、比抵抗が１０μΩｃｍ以下となる耐熱性・
低抵抗アルミニウム合金薄膜を提供すること。 【解決手段】合金成分としてアルミニウム、炭素及びマ
ンガンを含み、炭素及びマンガンの含有量が、炭素の原
子百分率をＹat％、マンガンの原子百分率をＸat％とし
て、式３ＸＹ≧１、Ｘ≦２、Ｙ≦１を満足する量であ
り、残部がアルミニウム及び不可避の不純物からなるア
ルミニウム合金薄膜、アルミニウム合金薄膜形成用スパ
ッタリングターゲット材、及びアルミニウム合金薄膜の
形成方法。
発生が無く、比抵抗が１０μΩｃｍ以下となる耐熱性・
低抵抗アルミニウム合金薄膜を提供すること。 【解決手段】合金成分としてアルミニウム、炭素及びマ
ンガンを含み、炭素及びマンガンの含有量が、炭素の原
子百分率をＹat％、マンガンの原子百分率をＸat％とし
て、式３ＸＹ≧１、Ｘ≦２、Ｙ≦１を満足する量であ
り、残部がアルミニウム及び不可避の不純物からなるア
ルミニウム合金薄膜、アルミニウム合金薄膜形成用スパ
ッタリングターゲット材、及びアルミニウム合金薄膜の
形成方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルミニウム合金薄
膜、アルミニウム合金薄膜形成用スパッタリングターゲ
ット材、及びアルミニウム合金薄膜の形成方法に関し、
より詳しくは、液晶ディスプレーの薄膜配線、電極、半
導体集積回路の配線等を構成する耐熱性・低抵抗アルミ
ニウム合金薄膜、そのようなアルミニウム合金薄膜を形
成するのに使用できるスパッタリングターゲット材、及
びそのようなアルミニウム合金薄膜の形成方法に関す
る。
膜、アルミニウム合金薄膜形成用スパッタリングターゲ
ット材、及びアルミニウム合金薄膜の形成方法に関し、
より詳しくは、液晶ディスプレーの薄膜配線、電極、半
導体集積回路の配線等を構成する耐熱性・低抵抗アルミ
ニウム合金薄膜、そのようなアルミニウム合金薄膜を形
成するのに使用できるスパッタリングターゲット材、及
びそのようなアルミニウム合金薄膜の形成方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンピューターの表示装置やノー
トパソコンに使用されている液晶ディスプレーはますま
す大画面化、高精細化してきている。最近、液晶ディス
プレーの分野では薄膜トランジスター（Thin Film Tran
sister、 ＴＦＴ）の液晶ディスプレーの需要が増加し、
それに伴い液晶ディスプレーに対する要求特性も厳しく
なってきている。特に、液晶ディスプレーの大画面化、
高精細化に伴い比抵抗の低い（１０μΩｃｍ以下の）配
線材料が要求されてきている。この要求は、配線が長
く、細くなることで信号遅延が起こるのを防止すること
からきている。
トパソコンに使用されている液晶ディスプレーはますま
す大画面化、高精細化してきている。最近、液晶ディス
プレーの分野では薄膜トランジスター（Thin Film Tran
sister、 ＴＦＴ）の液晶ディスプレーの需要が増加し、
それに伴い液晶ディスプレーに対する要求特性も厳しく
なってきている。特に、液晶ディスプレーの大画面化、
高精細化に伴い比抵抗の低い（１０μΩｃｍ以下の）配
線材料が要求されてきている。この要求は、配線が長
く、細くなることで信号遅延が起こるのを防止すること
からきている。
【０００３】これまで液晶ディスプレーの配線材料とし
てＴａ、Ｃｒ、Ｔｉ等やそれらの合金等の高融点材料が
使われてきた。しかし、高融点材料は比抵抗が高すぎる
ために上記のような大画面化、高精細化した液晶ディス
プレーの配線には使えなくなってきている。
てＴａ、Ｃｒ、Ｔｉ等やそれらの合金等の高融点材料が
使われてきた。しかし、高融点材料は比抵抗が高すぎる
ために上記のような大画面化、高精細化した液晶ディス
プレーの配線には使えなくなってきている。
【０００４】このような状況下で、比抵抗が３μΩｃｍ
程度と非常に低く、配線加工が容易であることから配線
材料として純アルミニウムが注目されてきている。しか
し、純アルミニウムは融点が６６０℃と比較的低いこと
から、耐熱性が低い点で問題となる。
程度と非常に低く、配線加工が容易であることから配線
材料として純アルミニウムが注目されてきている。しか
し、純アルミニウムは融点が６６０℃と比較的低いこと
から、耐熱性が低い点で問題となる。
【０００５】スパッタリングにより基板上にアルミニウ
ムの薄膜を形成して配線加工した後に、絶縁膜を形成す
るＣＶＤ工程でアルミニウムに３００〜４００℃の熱が
かかる。この時にアルミニウム膜の表面にヒロックと呼
ばれるコブ状の突起が発生する。ヒロックは絶縁層を突
き破って上の層とのショートを引き起こしたり、隣同士
の配線とショートを引き起こしたりして不良の原因とな
る。
ムの薄膜を形成して配線加工した後に、絶縁膜を形成す
るＣＶＤ工程でアルミニウムに３００〜４００℃の熱が
かかる。この時にアルミニウム膜の表面にヒロックと呼
ばれるコブ状の突起が発生する。ヒロックは絶縁層を突
き破って上の層とのショートを引き起こしたり、隣同士
の配線とショートを引き起こしたりして不良の原因とな
る。
【０００６】それで、他の元素を添加したアルミニウム
合金が各社で開発され、一般に使用されてきている。こ
のように合金化することによりヒロックをかなり抑制で
きることが知られており、これまで使用されてきたＡｌ
−Ｔｉ等のアルミニウム合金薄膜では確かに添加量によ
ってヒロックが抑制されている。
合金が各社で開発され、一般に使用されてきている。こ
のように合金化することによりヒロックをかなり抑制で
きることが知られており、これまで使用されてきたＡｌ
−Ｔｉ等のアルミニウム合金薄膜では確かに添加量によ
ってヒロックが抑制されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、同時に
比抵抗も１０μΩｃｍ超に上がってしまう。このように
選定した添加元素の種類及び添加量がアルミニウム合金
薄膜の特性を大きく左右することになるので、低抵抗の
ままで耐熱性があり、ヒロックを抑えることのできるア
ルミニウム合金薄膜が望まれている。
比抵抗も１０μΩｃｍ超に上がってしまう。このように
選定した添加元素の種類及び添加量がアルミニウム合金
薄膜の特性を大きく左右することになるので、低抵抗の
ままで耐熱性があり、ヒロックを抑えることのできるア
ルミニウム合金薄膜が望まれている。
【０００８】本発明は３００〜４００℃での熱処理後に
もヒロックの発生が無く、比抵抗が１０μΩｃｍ以下と
なる耐熱性・低抵抗アルミニウム合金薄膜を提供するこ
とを課題としている。また、本発明は上記のようなアル
ミニウム合金薄膜を形成するのに使用できるスパッタリ
ングターゲット材を提供することを課題としている。更
に、本発明は上記のようなアルミニウム合金薄膜の形成
方法を提供することを課題としている。
もヒロックの発生が無く、比抵抗が１０μΩｃｍ以下と
なる耐熱性・低抵抗アルミニウム合金薄膜を提供するこ
とを課題としている。また、本発明は上記のようなアル
ミニウム合金薄膜を形成するのに使用できるスパッタリ
ングターゲット材を提供することを課題としている。更
に、本発明は上記のようなアルミニウム合金薄膜の形成
方法を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の課題
を達成するために鋭意検討した結果、アルミニウム合金
薄膜の合金組成をＡｌ−Ｃ−Ｍｎ系とし、炭素及びマン
ガンの含有量を特定の範囲内にすることにより上記の課
題が達成されること、またターゲット材として特定組成
のＡｌ−Ｃ−Ｍｎ系材料を用いることにより上記の課題
が達成されること、更にスパッタリングによりアルミニ
ウム合金薄膜を形成する際に好ましくは基板の温度を特
定温度にすることにより上記の課題が達成されることを
見出し、本発明を完成した。
を達成するために鋭意検討した結果、アルミニウム合金
薄膜の合金組成をＡｌ−Ｃ−Ｍｎ系とし、炭素及びマン
ガンの含有量を特定の範囲内にすることにより上記の課
題が達成されること、またターゲット材として特定組成
のＡｌ−Ｃ−Ｍｎ系材料を用いることにより上記の課題
が達成されること、更にスパッタリングによりアルミニ
ウム合金薄膜を形成する際に好ましくは基板の温度を特
定温度にすることにより上記の課題が達成されることを
見出し、本発明を完成した。
【００１０】即ち、本発明のアルミニウム合金薄膜は、
合金成分としてアルミニウム、炭素及びマンガンを含
み、炭素及びマンガンの含有量が、炭素の原子百分率を
Ｙat％、マンガンの原子百分率をＸat％として、式 ３ＸＹ≧１ Ｘ≦２ Ｙ≦１ を満足する量であり、残部がアルミニウム及び不可避の
不純物からなることを特徴とする。
合金成分としてアルミニウム、炭素及びマンガンを含
み、炭素及びマンガンの含有量が、炭素の原子百分率を
Ｙat％、マンガンの原子百分率をＸat％として、式 ３ＸＹ≧１ Ｘ≦２ Ｙ≦１ を満足する量であり、残部がアルミニウム及び不可避の
不純物からなることを特徴とする。
【００１１】また、本発明のアルミニウム合金薄膜形成
用スパッタリングターゲット材は、ターゲット材を構成
する成分がアルミニウム、炭素、マンガン及び不可避の
不純物であり、炭素及びマンガンの量が、炭素の原子百
分率をＹat％、マンガンの原子百分率をＸat％として、
式 ３ＸＹ≧１ Ｘ≦２ Ｙ≦１ を満足する量であり、残部がアルミニウム及び不可避の
不純物からなることを特徴とする。
用スパッタリングターゲット材は、ターゲット材を構成
する成分がアルミニウム、炭素、マンガン及び不可避の
不純物であり、炭素及びマンガンの量が、炭素の原子百
分率をＹat％、マンガンの原子百分率をＸat％として、
式 ３ＸＹ≧１ Ｘ≦２ Ｙ≦１ を満足する量であり、残部がアルミニウム及び不可避の
不純物からなることを特徴とする。
【００１２】更に、本発明のアルミニウム合金薄膜の形
成方法は、上記のスパッタリングターゲット材を用いて
スパッタリングにより上記のアルミニウム合金薄膜を形
成する際に、基板の温度を１８０〜４００℃に維持しな
がら実施することを特徴とする。
成方法は、上記のスパッタリングターゲット材を用いて
スパッタリングにより上記のアルミニウム合金薄膜を形
成する際に、基板の温度を１８０〜４００℃に維持しな
がら実施することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】アルミニウム合金薄膜の耐熱性は
成膜後の熱処理によってヒロックが発生するか否かによ
って評価できる。例えばガラス基板上に形成されたアル
ミニウム合金薄膜が３００〜４００℃の熱プロセスを通
った際に、アルミニウム合金はガラスより熱膨張係数が
約一桁大きいため、アルミニウム合金薄膜は伸びようと
し、ガラス基板から圧縮応力を受ける。大小の結晶粒が
混在するアルミニウム合金薄膜の場合には、小さな結晶
粒が核となりアルミニウムがマイグレーションを起こ
し、析出、粒成長することにより応力を緩和し、その結
果としてその応力を緩和した点付近にヒロックを発生さ
せると一般的に考えられている。つまり、ヒロックが生
成する際の駆動力は熱プロセス時にアルミニウム合金薄
膜にかかる圧縮応力であり、アルミニウム合金薄膜中に
核結晶がある場合にマイグレーションを起こしてヒロッ
クは生成すると言える。
成膜後の熱処理によってヒロックが発生するか否かによ
って評価できる。例えばガラス基板上に形成されたアル
ミニウム合金薄膜が３００〜４００℃の熱プロセスを通
った際に、アルミニウム合金はガラスより熱膨張係数が
約一桁大きいため、アルミニウム合金薄膜は伸びようと
し、ガラス基板から圧縮応力を受ける。大小の結晶粒が
混在するアルミニウム合金薄膜の場合には、小さな結晶
粒が核となりアルミニウムがマイグレーションを起こ
し、析出、粒成長することにより応力を緩和し、その結
果としてその応力を緩和した点付近にヒロックを発生さ
せると一般的に考えられている。つまり、ヒロックが生
成する際の駆動力は熱プロセス時にアルミニウム合金薄
膜にかかる圧縮応力であり、アルミニウム合金薄膜中に
核結晶がある場合にマイグレーションを起こしてヒロッ
クは生成すると言える。
【００１４】アルミニウムに少量の炭素を添加すること
によりアルミニウム合金薄膜中の結晶粒径が全体的に小
さくなり、結晶粒の揃った結晶組織となるので、応力が
アルミニウム合金薄膜全体に均一に分散するようにな
る。同じ条件下で成膜した純アルミニウム薄膜及びＡｌ
−Ｃ合金薄膜の各々の結晶組織を透過型電子顕微鏡で観
察したところ、純アルミニウム薄膜中の結晶粒の大きさ
は０．０５〜０．３μｍ程度でバラツキがあったが、Ａ
ｌ−Ｃ合金薄膜中の結晶粒の大きさは０．１μｍ以下で
バラツキが小さくなっていることが分かった。
によりアルミニウム合金薄膜中の結晶粒径が全体的に小
さくなり、結晶粒の揃った結晶組織となるので、応力が
アルミニウム合金薄膜全体に均一に分散するようにな
る。同じ条件下で成膜した純アルミニウム薄膜及びＡｌ
−Ｃ合金薄膜の各々の結晶組織を透過型電子顕微鏡で観
察したところ、純アルミニウム薄膜中の結晶粒の大きさ
は０．０５〜０．３μｍ程度でバラツキがあったが、Ａ
ｌ−Ｃ合金薄膜中の結晶粒の大きさは０．１μｍ以下で
バラツキが小さくなっていることが分かった。
【００１５】しかし、Ａｌ−Ｃ合金では熱プロセス後に
若干ヒロックが発生し、また、熱プロセス後の膜表面の
平滑性が悪くなると同時に反射率も低下する。Ａｌ−Ｃ
合金では炭素はアルミニウムにほとんど固溶しないの
で、炭素は他の元素に比べると膜の比抵抗を上げる作用
が少ない。しかし、少量の炭素を含有するＡｌ−Ｃ合金
ではヒロックは完全に抑制することはできず、ヒロック
を完全に抑制するほど炭素を添加した場合には比抵抗の
上昇が考えられるのでＡｌ−Ｃ合金の使用は難しいと考
えられる。
若干ヒロックが発生し、また、熱プロセス後の膜表面の
平滑性が悪くなると同時に反射率も低下する。Ａｌ−Ｃ
合金では炭素はアルミニウムにほとんど固溶しないの
で、炭素は他の元素に比べると膜の比抵抗を上げる作用
が少ない。しかし、少量の炭素を含有するＡｌ−Ｃ合金
ではヒロックは完全に抑制することはできず、ヒロック
を完全に抑制するほど炭素を添加した場合には比抵抗の
上昇が考えられるのでＡｌ−Ｃ合金の使用は難しいと考
えられる。
【００１６】少量のマンガンを含むＡｌ−Ｍｎ合金も特
開平４−３２３８７２号公報等により公知であるが、Ａ
ｌ−Ｍｎ合金ではヒロックを完全に抑制できる程度の量
でマンガンを添加すると比抵抗が１０μΩｃｍ超となっ
てしまう。しかし、Ａｌ−Ｃ合金に更に少量のマンガン
を添加することにより、熱プロセス後のヒロックの発生
を防止でき、表面平滑性を良好に保つことができ、しか
も比抵抗を低く維持することができる。
開平４−３２３８７２号公報等により公知であるが、Ａ
ｌ−Ｍｎ合金ではヒロックを完全に抑制できる程度の量
でマンガンを添加すると比抵抗が１０μΩｃｍ超となっ
てしまう。しかし、Ａｌ−Ｃ合金に更に少量のマンガン
を添加することにより、熱プロセス後のヒロックの発生
を防止でき、表面平滑性を良好に保つことができ、しか
も比抵抗を低く維持することができる。
【００１７】Ａｌ−Ｃ−Ｍｎ合金とすることにより比抵
抗が１０μΩｃｍ以下で、耐熱性で、ヒロックの発生を
抑制することができる。また、マンガンはアルミニウム
合金において耐食性向上の効果を有する元素でもあるた
め、配線の耐食性が向上することも期待できる。
抗が１０μΩｃｍ以下で、耐熱性で、ヒロックの発生を
抑制することができる。また、マンガンはアルミニウム
合金において耐食性向上の効果を有する元素でもあるた
め、配線の耐食性が向上することも期待できる。
【００１８】Ａｌ−Ｃ−Ｍｎ合金において、炭素含有量
が１ａｔ％を超える場合、或いはマンガン含有量が２ａ
ｔ％を超える場合には、合金薄膜の比抵抗が１０μΩｃ
ｍを超える傾向があるので好ましくない。また、炭素及
びマンガンの含有量が、炭素の原子百分率をＹat％、マ
ンガンの原子百分率をＸat％として、式 ３ＸＹ＜１ を満足する量の場合には４００℃熱処理後にヒロックが
発生する傾向があるので好ましくない。
が１ａｔ％を超える場合、或いはマンガン含有量が２ａ
ｔ％を超える場合には、合金薄膜の比抵抗が１０μΩｃ
ｍを超える傾向があるので好ましくない。また、炭素及
びマンガンの含有量が、炭素の原子百分率をＹat％、マ
ンガンの原子百分率をＸat％として、式 ３ＸＹ＜１ を満足する量の場合には４００℃熱処理後にヒロックが
発生する傾向があるので好ましくない。
【００１９】従って、本発明のアルミニウム合金薄膜
は、合金成分としてアルミニウム、炭素及びマンガンを
含み、炭素及びマンガンの含有量が、炭素の原子百分率
をＹat％、マンガンの原子百分率をＸat％として、式 ３ＸＹ≧１ Ｘ≦２ Ｙ≦１ を満足する量であり、残部がアルミニウム及び不可避の
不純物からなるものである。即ち、炭素の含有量をＹ軸
にとり、マンガンの含有量をＸ軸にとると、炭素及びマ
ンガンの含有量が図１において曲線３ＸＹ＝１と、直線
Ｘ＝２と、直線Ｙ＝１とによって囲まれた範囲内となる
量である。
は、合金成分としてアルミニウム、炭素及びマンガンを
含み、炭素及びマンガンの含有量が、炭素の原子百分率
をＹat％、マンガンの原子百分率をＸat％として、式 ３ＸＹ≧１ Ｘ≦２ Ｙ≦１ を満足する量であり、残部がアルミニウム及び不可避の
不純物からなるものである。即ち、炭素の含有量をＹ軸
にとり、マンガンの含有量をＸ軸にとると、炭素及びマ
ンガンの含有量が図１において曲線３ＸＹ＝１と、直線
Ｘ＝２と、直線Ｙ＝１とによって囲まれた範囲内となる
量である。
【００２０】好ましくは、本発明のアルミニウム合金薄
膜は、炭素及びマンガンの含有量が、炭素の原子百分率
をＹat％、マンガンの原子百分率をＸat％として、式 ３ＸＹ≧１ ０．５≦Ｘ≦１．５ ０．３≦Ｙ≦０．９ を満足する量であるものである。
膜は、炭素及びマンガンの含有量が、炭素の原子百分率
をＹat％、マンガンの原子百分率をＸat％として、式 ３ＸＹ≧１ ０．５≦Ｘ≦１．５ ０．３≦Ｙ≦０．９ を満足する量であるものである。
【００２１】しかし、４００℃熱処理後にはヒロックが
発生するが、３００℃熱処理後にはヒロックが発生しな
い程度の耐熱性でも良い場合には、炭素及びマンガンの
含有量が、炭素の原子百分率をＹat％、マンガンの原子
百分率をＸat％として、式 ４．５ＸＹ≧１ Ｘ≦２ Ｙ≦１ を満足する量であってもよい。
発生するが、３００℃熱処理後にはヒロックが発生しな
い程度の耐熱性でも良い場合には、炭素及びマンガンの
含有量が、炭素の原子百分率をＹat％、マンガンの原子
百分率をＸat％として、式 ４．５ＸＹ≧１ Ｘ≦２ Ｙ≦１ を満足する量であってもよい。
【００２２】本発明のアルミニウム合金薄膜形成用スパ
ッタリングターゲット材は、スパッタリングにより上記
のようなアルミニウム合金薄膜を形成することのできる
ものであり、ターゲット材を構成する成分がアルミニウ
ム、炭素、マンガン及び不可避の不純物であり、炭素及
びマンガンの量が、炭素の原子百分率をＹat％、マンガ
ンの原子百分率をＸat％として、式 ３ＸＹ≧１ Ｘ≦２ Ｙ≦１ を満足する量であり、残部がアルミニウム及び不可避の
不純物からなるものである。
ッタリングターゲット材は、スパッタリングにより上記
のようなアルミニウム合金薄膜を形成することのできる
ものであり、ターゲット材を構成する成分がアルミニウ
ム、炭素、マンガン及び不可避の不純物であり、炭素及
びマンガンの量が、炭素の原子百分率をＹat％、マンガ
ンの原子百分率をＸat％として、式 ３ＸＹ≧１ Ｘ≦２ Ｙ≦１ を満足する量であり、残部がアルミニウム及び不可避の
不純物からなるものである。
【００２３】上記のターゲット材の形状、構成について
は特には限定されず、スパッタリング法の方式、スパッ
タ装置の形式等に応じてそれぞれに適した任意の形状、
構成にすることができる。例えば、構成については、合
金、均質混合物、チップの埋め込み等を採用することが
できる。
は特には限定されず、スパッタリング法の方式、スパッ
タ装置の形式等に応じてそれぞれに適した任意の形状、
構成にすることができる。例えば、構成については、合
金、均質混合物、チップの埋め込み等を採用することが
できる。
【００２４】なお、アルミニウム合金をターゲット材と
して用いる場合には、炭素及びマンガンの量が、炭素の
原子百分率をＹat％、マンガンの原子百分率をＸat％と
して、式 ３ＸＹ≧１ Ｘ≦２ Ｙ≦１ ７Ｙ≦３Ｘ を満足する量であることが好ましい。
して用いる場合には、炭素及びマンガンの量が、炭素の
原子百分率をＹat％、マンガンの原子百分率をＸat％と
して、式 ３ＸＹ≧１ Ｘ≦２ Ｙ≦１ ７Ｙ≦３Ｘ を満足する量であることが好ましい。
【００２５】本発明のアルミニウム合金薄膜の形成方法
においては、上記のようなスパッタリングターゲット材
を用いてスパッタリングにより上記のアルミニウム合金
薄膜を形成する際に、基板の温度を１８０〜４００℃に
維持しながら実施する。基板温度が１８０℃よりも低い
場合には、後の熱プロセス時にヒロックが発生する傾向
があるので好ましくない。基板温度の上限については、
基板及び薄膜に悪影響を及ぼさない範囲で高温も可能で
あるが、エネルギー効率、操業環境、装置の耐久性等を
考慮すると好ましくは１８０〜３５０℃程度、より好ま
しくは１８０〜３００℃程度で実施する。
においては、上記のようなスパッタリングターゲット材
を用いてスパッタリングにより上記のアルミニウム合金
薄膜を形成する際に、基板の温度を１８０〜４００℃に
維持しながら実施する。基板温度が１８０℃よりも低い
場合には、後の熱プロセス時にヒロックが発生する傾向
があるので好ましくない。基板温度の上限については、
基板及び薄膜に悪影響を及ぼさない範囲で高温も可能で
あるが、エネルギー効率、操業環境、装置の耐久性等を
考慮すると好ましくは１８０〜３５０℃程度、より好ま
しくは１８０〜３００℃程度で実施する。
【００２６】このような基板温度でスパッタリングを実
施することにより、成膜後の熱プロセス時に薄膜にかか
る圧縮応力を極力小さくしてヒロックの発生を抑制する
ことができるだけでなく、３００〜４００℃での熱プロ
セス後の膜比抵抗を低下させることも可能である。ま
た、ａｓ−ｄｅｐｏ（スパッタリング直後）の状態で比
抵抗が１０μΩｃｍ以下となっているため、熱プロセス
後に成膜する個所に使用される場合にも低抵抗配線材料
として使用できる。なお、純アルミニウム薄膜の場合で
も、基板温度を上げることによってヒロックの発生を低
減させることができるが、完全には抑制できない。
施することにより、成膜後の熱プロセス時に薄膜にかか
る圧縮応力を極力小さくしてヒロックの発生を抑制する
ことができるだけでなく、３００〜４００℃での熱プロ
セス後の膜比抵抗を低下させることも可能である。ま
た、ａｓ−ｄｅｐｏ（スパッタリング直後）の状態で比
抵抗が１０μΩｃｍ以下となっているため、熱プロセス
後に成膜する個所に使用される場合にも低抵抗配線材料
として使用できる。なお、純アルミニウム薄膜の場合で
も、基板温度を上げることによってヒロックの発生を低
減させることができるが、完全には抑制できない。
【００２７】
【実施例】以下に実施例及び比較例に基づいて本発明を
具体的に説明する。 実施例１〜４及び比較例１〜１５ スパッタリングターゲット材として第１表に記載の膜組
成と同一組成のターゲットを用い、基板として第１表に
示した温度に維持した厚さ１．１ｍｍのコーニング社製
＃１７３７ガラス板を用い、投入電力３Watt/cm2、スパ
ッタ圧力２．５mTorr で、ＤＣマグネトロン・スパッタ
リング法により該ガラス板上に膜厚３０００Å程度の純
アルミニウム薄膜又は種々の組成の合金薄膜を形成し
た。得られた薄膜の膜組成、膜厚、及びスパッタリング
直後（ａｓ−ｄｏｐｅ）の膜の比抵抗は第１表に示す通
りであった。
具体的に説明する。 実施例１〜４及び比較例１〜１５ スパッタリングターゲット材として第１表に記載の膜組
成と同一組成のターゲットを用い、基板として第１表に
示した温度に維持した厚さ１．１ｍｍのコーニング社製
＃１７３７ガラス板を用い、投入電力３Watt/cm2、スパ
ッタ圧力２．５mTorr で、ＤＣマグネトロン・スパッタ
リング法により該ガラス板上に膜厚３０００Å程度の純
アルミニウム薄膜又は種々の組成の合金薄膜を形成し
た。得られた薄膜の膜組成、膜厚、及びスパッタリング
直後（ａｓ−ｄｏｐｅ）の膜の比抵抗は第１表に示す通
りであった。
【００２８】それらの薄膜付きがラス板を真空中で３０
０℃及び４００℃の２水準でそれぞれ１時間熱処理をお
こなった。熱処理後の膜の比抵抗は第１表に示す通りで
あり、ヒロックの発生状態は第１表及び図１に示す通り
であった。ヒロックの発生状態については、走査型電子
顕微鏡にて５００倍及び５０００倍の両方で観察し、ど
ちらの倍率においてもヒロックが観察されなかった場合
に限り、ヒロックの発生なし（ヒロックフリー）とし
た。また薄膜の比抵抗については４端子抵抗測定装置に
より測定した。
０℃及び４００℃の２水準でそれぞれ１時間熱処理をお
こなった。熱処理後の膜の比抵抗は第１表に示す通りで
あり、ヒロックの発生状態は第１表及び図１に示す通り
であった。ヒロックの発生状態については、走査型電子
顕微鏡にて５００倍及び５０００倍の両方で観察し、ど
ちらの倍率においてもヒロックが観察されなかった場合
に限り、ヒロックの発生なし（ヒロックフリー）とし
た。また薄膜の比抵抗については４端子抵抗測定装置に
より測定した。
【００２９】炭素濃度の分析方法として、基板に上記の
方法と同様の条件にて１０μｍ程度まで成膜し、その薄
膜を基板から剥離させることによって、炭素測定用サン
プルとした。測定は炭素分析用ガス分析装置により行っ
た。また、マンガン濃度についてはＩＣＰ発光分析（誘
導結合プラズマ発光分光分析法）によりアルミニウム合
金薄膜中のマンガン濃度を定量した。
方法と同様の条件にて１０μｍ程度まで成膜し、その薄
膜を基板から剥離させることによって、炭素測定用サン
プルとした。測定は炭素分析用ガス分析装置により行っ
た。また、マンガン濃度についてはＩＣＰ発光分析（誘
導結合プラズマ発光分光分析法）によりアルミニウム合
金薄膜中のマンガン濃度を定量した。
【００３０】
【表１】
【００３１】実施例１〜４の本発明のターゲット材を用
いて得られた本発明のアルミニウム合金薄膜であるＡｌ
−０．４ａｔ％Ｃ−１．０ａｔ％Ｍｎ、Ａｌ−０．４ａ
ｔ％Ｃ−１．５ａｔ％Ｍｎ、Ａｌ−０．８ａｔ％Ｃ−
０．６ａｔ％Ｍｎ及びＡｌ−０．８ａｔ％Ｃ−１．５ａ
ｔ％Ｍｎ組成の薄膜については、４００℃熱処理後にも
ヒロックの発生が見られず、膜比抵抗は１０μΩｃｍ以
下となっていることがわかる。
いて得られた本発明のアルミニウム合金薄膜であるＡｌ
−０．４ａｔ％Ｃ−１．０ａｔ％Ｍｎ、Ａｌ−０．４ａ
ｔ％Ｃ−１．５ａｔ％Ｍｎ、Ａｌ−０．８ａｔ％Ｃ−
０．６ａｔ％Ｍｎ及びＡｌ−０．８ａｔ％Ｃ−１．５ａ
ｔ％Ｍｎ組成の薄膜については、４００℃熱処理後にも
ヒロックの発生が見られず、膜比抵抗は１０μΩｃｍ以
下となっていることがわかる。
【００３２】比較例１の純アルミニウム薄膜、比較例２
〜５のＡｌ−Ｃ合金薄膜、比較例６〜７のＡｌ−Ｍｎ合
金薄膜、炭素及びマンガンの含有量が、炭素の原子百分
率をＹat％、マンガンの原子百分率をＸat％として、式
４．５ＸＹ＜１となる比較例１０〜１１のＡｌ−Ｃ−Ｍ
ｎ合金薄膜については、３００℃及び４００℃の各々の
熱処理においてヒロックの発生が見られた。
〜５のＡｌ−Ｃ合金薄膜、比較例６〜７のＡｌ−Ｍｎ合
金薄膜、炭素及びマンガンの含有量が、炭素の原子百分
率をＹat％、マンガンの原子百分率をＸat％として、式
４．５ＸＹ＜１となる比較例１０〜１１のＡｌ−Ｃ−Ｍ
ｎ合金薄膜については、３００℃及び４００℃の各々の
熱処理においてヒロックの発生が見られた。
【００３３】マンガン含量が２．６ａｔ％である比較例
８のＡｌ−Ｍｎ合金薄膜、炭素及びマンガンの含有量
が、炭素の原子百分率をＹat％、マンガンの原子百分率
をＸat％として、式３ＸＹ＜１となる比較例１２〜１３
のＡｌ−Ｃ−Ｍｎ合金薄膜については、３００℃熱処理
後にはヒロックの発生が見られなかったが、４００℃熱
処理後にヒロックの発生が見られた。マンガン含量が
６．３ａｔ％である比較例９のＡｌ−Ｍｎ合金薄膜は４
００℃熱処理後にもヒロックの発生が見られなかった
が、膜比抵抗の高いものであった。
８のＡｌ−Ｍｎ合金薄膜、炭素及びマンガンの含有量
が、炭素の原子百分率をＹat％、マンガンの原子百分率
をＸat％として、式３ＸＹ＜１となる比較例１２〜１３
のＡｌ−Ｃ−Ｍｎ合金薄膜については、３００℃熱処理
後にはヒロックの発生が見られなかったが、４００℃熱
処理後にヒロックの発生が見られた。マンガン含量が
６．３ａｔ％である比較例９のＡｌ−Ｍｎ合金薄膜は４
００℃熱処理後にもヒロックの発生が見られなかった
が、膜比抵抗の高いものであった。
【００３４】比較例１４及び１５のように、基板温度を
１００℃にした場合には、組成が同一の比較例１２及び
実施例３と比較して、ヒロック発生状態が悪化してお
り、また熱処理後の膜比抵抗も大きくなっている。即
ち、基板温度を高くすることによりヒロック発生状態も
膜比抵抗も改善される。
１００℃にした場合には、組成が同一の比較例１２及び
実施例３と比較して、ヒロック発生状態が悪化してお
り、また熱処理後の膜比抵抗も大きくなっている。即
ち、基板温度を高くすることによりヒロック発生状態も
膜比抵抗も改善される。
【００３５】
【発明の効果】本発明のアルミニウム合金薄膜は、３０
０〜４００℃での熱処理後にもヒロックの発生が無く、
比抵抗が１０μΩｃｍ以下となる耐熱性・低抵抗アルミ
ニウム合金薄膜であり、また、本発明のスパッタリング
ターゲット材を用いることによりこのようなアルミニウ
ム合金薄膜を形成することができ、更に本発明のアルミ
ニウム合金薄膜の形成方法を採用することにより上記の
ような優れた耐熱性・低抵抗アルミニウム合金薄膜を製
造することができる。
０〜４００℃での熱処理後にもヒロックの発生が無く、
比抵抗が１０μΩｃｍ以下となる耐熱性・低抵抗アルミ
ニウム合金薄膜であり、また、本発明のスパッタリング
ターゲット材を用いることによりこのようなアルミニウ
ム合金薄膜を形成することができ、更に本発明のアルミ
ニウム合金薄膜の形成方法を採用することにより上記の
ような優れた耐熱性・低抵抗アルミニウム合金薄膜を製
造することができる。
【図１】 炭素の含有量をＹ軸にとり、マンガンの含有
量をＸ軸にとり、各々の薄膜組成とヒロックの発生状態
との関係を示している図である。
量をＸ軸にとり、各々の薄膜組成とヒロックの発生状態
との関係を示している図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H092 HA06 MA05 NA16 NA25 NA28 NA29 4E351 AA13 BB32 CC03 DD10 DD21 DD28 DD29 GG04 GG06 GG20
Claims (4)
- 【請求項１】合金成分としてアルミニウム、炭素及びマ
ンガンを含み、炭素及びマンガンの含有量が、炭素の原
子百分率をＹat％、マンガンの原子百分率をＸat％とし
て、式 ３ＸＹ≧１ Ｘ≦２ Ｙ≦１ を満足する量であり、残部がアルミニウム及び不可避の
不純物からなることを特徴とするアルミニウム合金薄
膜。 - 【請求項２】炭素及びマンガンの含有量が、炭素の原子
百分率をＹat％、マンガンの原子百分率をＸat％とし
て、式 ３ＸＹ≧１ ０．５≦Ｘ≦１．５ ０．３≦Ｙ≦０．９ を満足する量であることを特徴とする請求項１に記載の
アルミニウム合金薄膜。 - 【請求項３】ターゲット材を構成する成分がアルミニウ
ム、炭素、マンガン及び不可避の不純物であり、炭素及
びマンガンの量が、炭素の原子百分率をＹat％、マンガ
ンの原子百分率をＸat％として、式 ３ＸＹ≧１ Ｘ≦２ Ｙ≦１ を満足する量であり、残部がアルミニウム及び不可避の
不純物からなることを特徴とするアルミニウム合金薄膜
形成用スパッタリングターゲット材。 - 【請求項４】請求項３に記載のスパッタリングターゲッ
ト材を用いてスパッタリングにより請求項１又は２に記
載のアルミニウム合金薄膜を形成する際に、基板の温度
を１８０〜４００℃に維持しながら実施することを特徴
とするアルミニウム合金薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14670199A JP2000336447A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | アルミニウム合金薄膜、ターゲット材及び薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14670199A JP2000336447A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | アルミニウム合金薄膜、ターゲット材及び薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000336447A true JP2000336447A (ja) | 2000-12-05 |
Family
ID=15413606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14670199A Pending JP2000336447A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | アルミニウム合金薄膜、ターゲット材及び薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000336447A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7123325B2 (en) | 2001-03-29 | 2006-10-17 | Nec Lcd Technologies, Ltd | Liquid crystal display panel having reflection electrodes improved in smooth surface morphology and process for fabrication thereof |
-
1999
- 1999-05-26 JP JP14670199A patent/JP2000336447A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7123325B2 (en) | 2001-03-29 | 2006-10-17 | Nec Lcd Technologies, Ltd | Liquid crystal display panel having reflection electrodes improved in smooth surface morphology and process for fabrication thereof |
| US7176994B2 (en) | 2001-03-29 | 2007-02-13 | Nec Lcd Technologies, Ltd | Liquid crystal display panel having reflection electrodes improved in smooth surface morphology and process for fabrication thereof |
| US7633580B2 (en) | 2001-03-29 | 2009-12-15 | Nec Lcd Technologies, Ltd. | Liquid crystal display panel having reflection electrodes improved in smooth surface morphology and process for fabrication thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4330517B2 (ja) | Ｃｕ合金薄膜およびＣｕ合金スパッタリングターゲット並びにフラットパネルディスプレイ | |
| JP4783525B2 (ja) | 薄膜アルミニウム合金及び薄膜アルミニウム合金形成用スパッタリングターゲット | |
| TWI232240B (en) | Aluminum alloy thin film | |
| JPH113873A (ja) | 半導体電極用Ａｌ−Ｎｉ−Ｙ 合金薄膜および半導体電極用Ａｌ−Ｎｉ−Ｙ 合金薄膜形成用スパッタリングターゲット | |
| JPH0745555A (ja) | 半導体用電極及びその製造方法並びに半導体用電極膜形成用スパッタリングターゲット | |
| KR20070039914A (ko) | 구리 합금으로 제조되는 도선을 위한 재료 | |
| JP3878839B2 (ja) | ヒロックのないアルミニウム配線層およびその形成方法 | |
| WO2006117954A1 (ja) | Ａｌ－Ｎｉ－Ｂ合金配線材料及びそれを用いた素子構造 | |
| JP3438945B2 (ja) | Ａｌ合金薄膜 | |
| WO2001014607A1 (fr) | Film mince d'alliage d'aluminium, materiau cible, et procede de formation d'un film mince a l'aide de ce materiau cible | |
| CN101405430B (zh) | 三元铝合金薄膜和靶 | |
| KR100366674B1 (ko) | 반도체장치전극용 Αｌ 합금 박막 및 반도체장치전극용스퍼터링 공정에 의해 Αｌ막을 증착하기위한 스퍼터링타게트 | |
| JP2006077295A (ja) | Ｃｕ合金配線材料及びＣｕ合金スパッタリングターゲット | |
| JP2000336447A (ja) | アルミニウム合金薄膜、ターゲット材及び薄膜形成方法 | |
| TWI247812B (en) | Aluminum alloy film for wiring and sputter target material for forming the film | |
| JP2002190212A (ja) | 電子部品用薄膜配線 | |
| JP5420964B2 (ja) | 表示装置およびこれに用いるＣｕ合金膜 | |
| JP3276446B2 (ja) | Ａｌ合金薄膜及びその製造方法並びにＡｌ合金薄膜形成用スパッタリングターゲット | |
| JP2003113433A (ja) | 電子部品用Ａｇ合金膜およびＡｇ合金膜形成用スパッタリングターゲット材 | |
| JP3778443B2 (ja) | Ａｇ合金膜、平面表示装置およびＡｇ合金膜形成用スパッタリングターゲット材 | |
| CN100428367C (zh) | 高耐热性铝合金配线材料 | |
| JP5327651B2 (ja) | 電子部品用薄膜配線および薄膜配線形成用スパッタリングターゲット材 | |
| JPH10270446A (ja) | 多層配線層および金属配線層の形成方法 | |
| JP2809523B2 (ja) | 耐熱性に優れた液晶ディスプレイ用配線電極薄膜材料 | |
| JP2002322557A (ja) | Ａｌ合金薄膜の製造方法およびＡｌ合金薄膜形成用スパッタリングターゲット |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041216 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050119 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20050322 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070919 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |