[发明专利]用于在电子装置中金属化的铜合金阻挡层和覆盖层

说明书

相关申请

本申请要求2013年6月6日提交的美国临时专利申请No.61/831,865，其通过引用整体并入在此。

技术领域

在多个实施例中，本发明涉及诸如平板显示器和触摸面板显示器的电子装置的金属化，特别涉及用于这种金属化的覆盖层和阻挡层。

背景技术

平板显示器已经迅速普遍存在于各种市场中，并且现在通常在各种家用电器、电视、计算机、蜂窝电话以及其它电子装置中使用。通常使用的平板显示器的一个示例是薄膜晶体管(TFT)液晶显示器(LCD)，或TFT-LCD。典型的TFT-LCD包含TFT阵列，每个TFT控制从LCD的像素或子像素的发光。图1A示出如可能在TFT-LCD中发现的常规TFT100的横截面。如图所示，TFT100包括在玻璃基板110上形成的栅电极105。栅绝缘体115将栅电极105与上面的导电结构电绝缘。通常由非晶硅组成的有源层120在栅电极105的电控制下在源电极125和漏电极130之间传导电荷，并且传导的电荷控制与其连接的像素或子像素的操作(未示出)。源极/漏极绝缘体132将源电极125与漏电极130电隔离，并且保护性地密封TFT100。如图所示，栅电极105、源电极125以及漏电极130中的每一个电极通常包括阻挡金属层135和在其上方的金属导体层140。阻挡层135提供在导体140和下面玻璃和/或硅之间的良好粘附性，并减少或防止在其间的扩散。

随着时间的推移，LCD面板的大小已经增加，并且基于TFT的像素大小已经下降，使得在TFT-LCD结构内的导体的要求越来越高。为了降低在导体中的电阻，并且从而增加在TFT-LCD中的电信号传播速度，制造商正在使用低电阻率的金属，诸如铜(Cu)，用于在显示器内的导体140。诸如钼(Mo)、钛(Ti)或钼钛合金(Mo-Ti)的金属已被用于在Cu导体140下面的阻挡层135；然而，这些金属受制于一种或多种缺陷，该缺陷限制了TFT-LCD的性能和/或在用于TFT-LCD的制造过程中存在困难。例如，一些常规的阻挡层135具有相对高的电阻率，并且因此损害电极的总体导电性。此外，如图1B所示，在诸如栅电极105的电极蚀刻期间，(一种或两种电极材料的)残留物145或蚀刻间断150，例如阶梯状或非线性轮廓(由两种不同电极材料的非均匀蚀刻速率引起)可能产生。

同样，触摸面板显示器在电子装置中变得更为常见，并且它们甚至可能随TFT-LCD被利用。典型的触摸面板显示器包括排列成行和列并且经由电容耦合来感测手指触摸(或接近)的传感器阵列。图2A示意性地示出用于触摸面板显示器的示例性传感器阵列200，该触摸面板显示器包括互连以形成列220的多个导电的列传感器210，以及互连以形成行240的多个导电的行传感器230。传感器210、230在基板250上方形成并且电耦接到处理器260，这两个传感器感测表示“触摸”的电容耦接的变化，并向在装置内的其它电子组件(例如包括触摸屏的计算机或移动计算装置)提供这些信号。传感器210、230可以由诸如氧化铟锡(ITO)的透明导体形成，并且基板250可以是玻璃或任何其它合适的刚性(和/或透明)支撑材料。

图2B示出传感器阵列200内的一个点的放大立体图，其中互连的列传感器210与行传感器230相交。为了避免在列220和行240之间的电短路(参见图2A)，在列传感器210之间的互连与下面或上面的行传感器230隔离。例如，如图2B所示，绝缘体层270布置在列传感器210的列220和导电互连(或“桥”)280之间，该互连连接在行240内的行传感器230。如图2C所示，互连280通常由具有上面阻挡层的Al导电层290或通常由Mo、Ti或Mo-Ti组成的覆盖层295组成。覆盖层295有助于防止从导电层290的扩散并且保护导电层290在加工和产品使用期间免受腐蚀。覆盖层295也可提高对上面层的粘附性。然而，如对于TFT-LCD在上面所述的，金属通常用于覆盖层295的金属免受一种或多种缺陷，该缺陷限制性能和/或在制造过程中存在困难。例如，覆盖层295可以具有相对高的电阻率，并且因此损害互连280的整体导电性，从而降低电性能。此外，如图2D所示，在互连280的蚀刻期间，(导电层290或覆盖层295中的一个或两个)残留物296或蚀刻间断297，例如，阶梯状或非线性轮廓(由两种不同材料的非均匀的蚀刻速率引起)可能产生。