[发明专利]Al－Ni－B合金布线材料及使用该材料的元件结构

说明书

技术领域

本申请的发明涉及用于液晶显示器等显示器件的元件的Al系合金布线材料，特别涉及适用于具有薄膜晶体管及透明电极的显示器件的Al-Ni-B合金布线材料及使用该材料的元件结构。

背景技术

近年来，以液晶显示器为代表的薄型电视机等显示器件中，作为其构成材料的铝(以下，有时记为Al)系合金的布线材料正广泛普及。其原因在于，Al系合金布线材料具有电阻率低，易于布线加工的特性。

例如有源矩阵型(active-matrix type)的液晶显示器，由作为开关元件的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，以下简称为TFT)及ITO(Indium Tin Oxide氧化铟锡)或IZO(Indium Zinc Oxide氧化铟锌)等的透明电极(以下有时称为透明电极层)和由Al系合金布线材料形成的布线电路(以下，有时称为布线电路层)构成元件。在这样的元件结构中，存在使由铝系合金布线材料形成的布线电路与透明电极接合的部分及使该布线电路与TFT内的n⁺-Si(掺磷的半导体层)接合的部分。

目前所使用的Al系合金布线材料在构成上述的元件时，考虑到在Al系合金布线材料中形成的铝氧化物的影响，在布线电路和透明电极间用钼(Mo)或钛(Ti)等高熔点金属材料形成所谓的隔离封盖层(cap层)。另外，对于n⁺-Si这样的半导体层和布线电路的接合，为了防止Al和Si因为制造过程中的热过程而相互扩散，使与上述封闭隔离层同样的钼(Mo)或钛(Ti)等高熔点金属材料介于半导体层和布线电路之间。

参照图1对上述元件结构进行具体的说明。图1为液晶显示器的a-Si型的TFT截面简图。该TFT结构中，在玻璃基板1上形成有构成栅电极部G的由铝系合金布线材料形成的布线电路层2和由Mo或Mo-W等形成的封闭隔离层3。在该栅电极部G上设有作为其保护的SiNx的栅绝缘膜4。此外，在该栅绝缘膜4上依次堆积a-Si半导体层5、沟道保护膜层6、n⁺-Si半导体层7、隔离封盖层3、电极布线电路层2、隔离封盖层3，形成适当的图形，藉此设置漏电极部D和源电极部S。在该漏电极部D和源电极部S上覆盖用于使元件的表面平坦化的树脂或SiNx的绝缘膜4’。再在源电极部S侧的绝缘层4’设置接触孔CH，在该部分形成ITO或IZO的透明电极层7’。在这样的电极布线电路层2使用Al系合金布线材料时，呈现使隔离封盖层3介于n⁺-Si半导体层7和电极布线电路层2之间及接触孔CH中的透明电极层7’和电极布线电路层2之间的结构。

该图1所示的元件结构被指出存在如下的问题：为了形成Mo等的隔离封盖层，不可避免地要增加材料及制造设备等的成本，而且制造工序复杂化。为此，本申请的申请人已经提出过可以省去上述现有的元件结构中的隔离封盖层的技术方案(参照专利文献1)。在该专利文献1中揭示了能够与ITO直接接合的Al-C-Ni合金及Al-C-Ni-Si合金的布线材料。

专利文献1：日本专利特开2003-89864号公报

发明的揭示

但是，上述专利文献1的Al系合金布线材料虽然可以与ITO或IZO等的透明电极层直接接合，但与n⁺-Si等半导体层直接接合时却并不具备足够令人满意的特性。例如，将由Al系合金布线材料形成的布线电路层和半导体层直接接合时，在接合界面发生Al和Si的扩散现象等，有时显示出不能满足接合特性的倾向。