[发明专利]Al－基合金溅射靶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有Ni的Al-基合金溅射靶及其制备方法。详细地，它涉及一种含Ni的Al-基合金溅射靶，在所述的溅射靶中，溅射表面的法线方向上的结晶取向受到控制。

背景技术

电阻率低并且易于加工的Al-基合金广泛地用于平板显示器(FPD)如液晶显示器(LCD)、等离子体显示板(PDP)、电致发光显示器(ELD)和场发射显示器(FED)的领域中，并且用作用于互连膜、电极膜和反射电极膜的材料。

例如，有源矩阵(active matrix)类液晶显示器包括作为切换元件的薄膜晶体管(TFT)、由导电氧化物膜制成的像素电极，以及具有含扫描线和信号线的互连的TFT衬底，并且所述扫描线、信号线电连接至像素电极。作为构成扫描线和信号线的互连材料，通常，使用纯Al或Al-Nd合金的薄膜。然而，当将薄膜直接连接至像素电极时，在界面形成绝缘的氧化铝，从而增加了电阻。因此，迄今为止，已经将由难熔金属如Mo、Cr、Ti或W制成的阻挡金属层布置在Al互连材料和像素电极之间，以降低电阻。

然而，在例如以上提及的插入阻挡金属层的方法中，存在的问题在于，制备方法变得麻烦，从而生产成本高。

就此而论，作为在不插入阻挡金属层的情况下能够直接连接构成像素电极的导电氧化物膜和互连材料的技术(直接接触技术)，已经提出了这样的方法，在该方法中，使用了作为互连材料的Al-Ni合金的膜，或进一步含有稀土元素如Nd或Y的Al-Ni合金的膜(参见JP-A-2004-214606)。当使用Al-Ni合金时，在界面形成了导电的含Ni析出物，以抑制绝缘氧化铝产生；因此，可以抑制电阻低。此外，当使用Al-Ni-稀土元素合金时，可以进一步改善耐热性。

目前，当形成Al-基合金薄膜时，通常，采用使用溅射靶的溅射法。根据溅射法，在衬底和由薄膜材料构成的溅射靶(靶材料)之间产生等离子体放电，使由等离子体放电电离的气体与靶材料碰撞，以将靶材料的原子击出并沉积在衬底上，从而制备薄膜。与真空沉积法和电弧离子镀敷法(AIP)不同的溅射法所具有的优势在于，可以形成具有与靶材料相同组成的薄膜。具体地，通过使用溅射法沉积的Al-基合金薄膜可以溶解在平衡态中不能溶解的合金元素如Nd，从而发挥作为薄膜的优异性能；因此，溅射法是在工业上有效的薄膜生产方法，并且已经促进了作为它的原料的溅射靶材料的发展。

最近，为了应对FPD的生产率的扩大，在溅射时的沉积速率趋向于前所未有地提高。为了提高沉积速率，可以最便利地提高溅射功率。然而，当提高溅射功率时，引起溅射缺陷如起拱(arching)(不规则放电)和飞溅(splash)(细小熔体粒子)，从而在互连膜中产生缺陷；因此，导致了例如恶化FPD收率和操作性能的有害效果。

就此而论，为了抑制溅射缺陷的出现，例如，已经提出了在JP-A-10-147860、JP-A-10-199830、JP-A-11-293454或JP-A-2001-279433中描述的方法。在这些中，在基于飞溅是由于靶材料结构中的细小空隙导致的观点的JP-A-10-147860、JP-A-10-199830和JP-A-11-293454中，控制Al和稀土元素的化合物的粒子在Al基体中的分散状态(JP-A-10-147860)、控制Al和过渡金属元素的化合物在Al基体中的分散状态(JP-A-10-199830)，或控制添加元素和Al之间的金属间化合物在靶中的分散状态(JP-A-11-293454)，以抑制飞溅发生。此外，JP-A-2001-279433公开了这样的技术，即，控制溅射表面的硬度，随后采用精轧工作(finishworking)，以抑制归因于机械加工的表面缺陷的发生，从而减少在溅射期间产生的起拱。

此外，JP-A-6-128737公开了这样的方法，即，控制溅射靶的溅射表面中的结晶取向的比率，以使得能够以高的沉积速率溅射。在JP-A-6-128737中，描述的是，当使得在通过X射线衍射测量溅射表面时的<111>结晶取向的含量高达20％以上时，在与溅射表面相垂直的方向上飞行的靶材料的比率增加，从而提高了薄膜沉积速率。在实施例的栏中，描述了当使用含有1重量％的Si和0.5重量％的Cu的Al-基合金靶时的结果。