[发明专利]显示装置用Al合金膜、显示装置和溅射靶

说明书

技术领域

本发明涉及显示装置用Al合金膜、显示装置和溅射靶。

背景技术

在从小型手机至超过30英寸的大型电视的各种领域中使用的液晶显示装置以薄膜晶体管(Thin Film Transistor、以下称作“TFT”。)作为开关元件，由透明像素电极、栅布线和源-漏布线等布线部、具备无定形硅(a-Si)或多晶硅(p-Si)等半导体层的TFT基板、具备相对于TFT基板以规定间隔相对配置的通用电极的对向基板、填充于TFT基板和对向基板之间的液晶层构成。

在TFT基板中，栅布线或源-漏布线等布线材料由于电阻小、微细加工容易等原因，广泛使用纯Al或Al-Nd等Al合金(以下有时将它门一并称作Al系合金)。在以往的TFT基板中，在Al系合金布线与透明像素电极之间通常设有由Mo、Cr、Ti、W等高熔点金属构成的屏蔽金属层。如此介由屏蔽金属层连接Al系合金布线的原因在于：确保耐热性，由于将Al系合金布线与透明像素电极直接连接、连接电阻(接触电阻)上升、画面的显示品位会降低，因而确保此时的导电性。即，其原因在于构成直接连接于透明像素电极的布线的Al非常容易被氧化、通过在液晶显示器的成膜过程中所产生的氧或成膜时所添加的氧等，在Al系合金布线与透明像素电极的界面上产生Al氧化物的绝缘层。另外，构成透明像素电极的ITO等透明导电膜是导电性的金属氧化物，但通过如上产生的Al氧化物层无法进行电欧姆接触。

但是，在形成具有屏蔽金属层的积层构造的布线时，有必要使用组合设备式的溅射装置等分数次将布线蒸镀形成积层构造，除了形成例如栅电极或源电极、进而漏电极所必需的成膜用溅射装置之外，还必须多余地装备屏蔽金属形成用的成膜室。随着液晶显示器的大量生产、低成本化的发展，伴随屏蔽金属层形成的制造成本的上升或生产性的降低不容忽视。而且，由于是积层不同种金属的构造，因此具有难以利用刻蚀速率差或电位差在布线图案形成时形成良好的锥形形状的课题。

另外，布线材料由于在液晶显示装置的制造工艺中受到热过程，因此要求耐热性。阵列基板的构造由薄膜的积层构造而成，在形成布线后通过CVD或热处理加以300℃左右的热量。例如，Al的熔点为660℃，由于玻璃基板和金属的热膨胀率不同，因此当受到热过程时，在金属薄膜(布线材料)与玻璃基板之间产生应力，其变成驱动力，金属元素发生扩散，产生小丘或空隙等塑性变形。当产生小丘或空隙时，由于成品率降低，因而布线材料要求在300℃时不发生塑性变形。

因此，提出了能够省略屏蔽金属层的形成、能够将Al系合金布线直接连接于透明像素电极的电极材料或制造方法。

例如，本申请人公开了在能够省略屏蔽金属层的同时，在不增加工序数的情况下进行简化，可以将Al系合金布线直接且确实地连接于透明像素电极的直接接触技术(专利文献1～4)。详细地说，在这些技术中公开了借助分散于Al合金膜中的合金元素来源的析出物，确保ITO或IZO等的透明导电膜与铝合金膜界面的导电性。更详细地说，专利文献1公开了在显示良好耐热性的同时即便在很低的热处理温度下也显示足够低的电阻的Al合金。详细地说，公开了由含有选自Ni、Ag、Zn、Cu、和Ge的至少1种元素(以下称作“α成分”)和选自Mg、Cr、Mn、Ru、Rh、Pd、Ir、Pt、La、Ce、Pr、Gd、Tb、Sm、Eu、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、和Dy的至少1种元素(以下称作“X成分”)的Al-α-X合金构成的Al合金膜。当将上述Al合金膜用于薄膜晶体管基板时，可以在省略屏蔽金属层的同时，在不增加工序数的情况下使由Al合金膜和导电性氧化膜构成的透明像素电极直接且确实地接触。另外，对于Al合金膜例如适用约100℃以上300℃以下的低热处理温度时，也可达成电阻的降低或优异的特性。另外，专利文献3记载了作为具有与透明电极层或半导体层直接接合的构造的显示设备的布线材料，当在Al-Ni合金中使用含有规定量硼(B)的物质时，也不会发生直接接合时的接触电阻值的增加或接合故障。

另外，专利文献5公开了在含碳的铝合金薄膜中通过含有0.5～7.0at％的镍、钴、铁中的至少1种以上的元素，可以实现具有与ITO膜同等程度的电极电位、硅不会发生扩散、比电阻低、耐热性优异的铝合金薄膜。