[发明专利]薄膜配线形成方法及薄膜配线

说明书

技术领域

本发明涉及一种配置于液晶显示装置等的基板上的薄膜配线形成方法及通过该方法形成的薄膜配线。

背景技术

作为以使用薄膜晶体管（以下称为TFT）的有源矩阵方式驱动的平面显示器，已知有液晶显示器、等离子体显示器、有机EL显示器、无机EL显示器等。使用这些TFT的平面显示器（以下称为FPD）上，在玻璃基板等的表面以格子状密合形成有由金属膜构成的配线，在由该金属膜构成的格子状配线的交叉点设置有TFT。

图1是表示通常已知的TFT的纵截面示意图。该TFT由在玻璃基板1的表面依次层叠形成的纯铜膜的栅电极膜2、氮化硅膜3、Si半导体膜4、氧化硅膜的阻挡膜5及由分离槽6隔开的纯铜膜的漏电极膜7和源电极膜8构成。

制造具有这种层叠膜结构的TFT时，隔开漏电极膜和源电极膜的分离槽通过湿式蚀刻及等离子体蚀刻形成。此时，露出于所述分离槽底面的Si半导体膜的表面成为极不稳定的状态。即，在分离槽底面悬空键（不饱和键）增大，这成为表面缺陷。该表面缺陷产生漏电流，该漏电流使TFT的断态电流增加。其结果，无法避免FPD的对比度的下降或缩小视角等的问题点的发生。因此，还已知在分离槽内的表面使用100%氢气以氢气流量为10～1000SCCM、氢气压力为10～500Pa、RF电流密度为0.005～0.5W/cm²及处理时间为1～60分钟的条件实施氢等离子体处理，使Si半导体膜表面的悬空键（不饱和键）与氢原子结合来使其稳定化，由此降低半导体膜表面的泄漏电流（参考专利文献1）。

另外，还已知有使密合强化膜介于纯铜膜的漏电极膜及源电极膜与氧化硅膜的阻挡膜之间，且阻挡膜和电极膜具有较高的密合强度的TFT（参考专利文献2）。该密合强化膜由形成于电极侧的纯铜化区域和形成于与阻挡膜的界面部的成分凝集区域这2个区域构成，成分凝集区域由Cu、厚度方向的含量峰值为5～20原子%的Ca、同样厚度方向的含量峰值为30～50原子%的氧及Si构成。

另外，已知有具备如下配线层的TFT：在形成TFT的配线层时，成膜由将选自Ag、Au、Cu及Pt中的至少一种第1金属作为主体，且包含选自Ti、Zr、Hf、Ta、Nb、Si、B、La、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Y、Yb、Ce、Mg、Th及Cr中的至少一种第2金属的材料构成的导电层之后，在氧气氛中进行热处理，形成由在所述导电层的表面包覆且将所述第2金属作为主体的材料构成的热氧化层，与所述导电层上的第2金属相对于第1金属的比例相比，使热氧化层上的所述比例大，由此对于各种药品处理具有耐性，且对基板具有较高的密合性（参考专利文献3）。

作为决定FPD的画质的要件，已知构成为阵列基板的栅极配线和数据配线的电阻是非常重要的，若栅极配线和数据配线的电阻小则能够减少被输入的信号的信号延迟，由此可知能够获得改善画质的结果。而且，虽然已知在栅极配线或数据配线上使用作为低电阻物质的Cu，但当将Cu用作栅极配线时产生Cu与基板的接触特性不良的问题。为了解决这个问题，已知在基板与Cu层之间使用Ti或Mo作为金属缓冲层（metalbuffer layer）（参考专利文献4）。

专利文献1：日本专利公开平4-349637号公报

专利文献2：日本专利公开2010-103324号公报

专利文献3：日本专利第3302894号公报

专利文献4：日本专利公开2004-163901号公报

另一方面，近年的各种FPD的大屏幕化及高度集成化显著，随此，存在构成TFT的层叠膜彼此之间要求更高的密合强度的倾向。但是，现状是：公开于专利文献1中的以往TFT中，所述氧化硅膜（阻挡膜）与被分离槽隔开的纯铜膜（电极膜）之间的密合强度较低，不具备能够满意地应对需求的较高的密合强度。

公开于专利文献2中的以往TFT通过介于氧化硅膜（阻挡膜）与纯铜膜（电极膜）之间的密合强化膜确保较高的密合强度。但是，由于在制造工序中溅射气体使用氧，因此需要装置的改造，导致制造成本上升、生产率下降，对于随着大屏幕的FPD的普及要求进一步低成本化的TFT来讲，这在实际使用上是重大的问题。

最近的TFT制造工序中，有时会在形成源电极或漏电极之后如前述进行氢等离子体处理。公开于专利文献3的以往TFT，存在氢等离子体耐性较差且Cu合金氧化层被还原，密合性下降的问题。另外，使用Cu作为第1金属时，存在与以往的Cu类材料相比比电阻较高的问题。