[发明专利]Al－Ni－La－Si体系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、La和Si的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶及其制备方法。更详细地，它涉及一种在通过使用溅射靶沉积薄膜时，可以减少在溅射的初始阶段发生的初始飞溅(splash)的数目的Al-Ni-La-Si体系Al-基合金溅射靶，及其制备方法。

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(FPDs)的领域，例如液晶显示器(LCDs)、等离子体显示面板(PDPs)、电致发光显示器(ELDs)、场发射显示器(FEDs)和MEMS(微机电系统)显示器以及触摸面板和电子纸，并且被用作互连膜、电极膜和反射电极膜的材料。

例如，有源矩阵型液晶显示器包括作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)、由导电氧化物膜组成的像素电极，以及具有包含扫描线和信号线的互连的TFT衬底。作为构成扫描线和信号线的互连材料，通常，使用由纯Al或Al-Nd合金制成的薄膜。然而，当将各种由薄膜形成的电极部分直接连接到像素电极时，在界面形成了绝缘的氧化铝，以致增加了接触电阻。因此，迄今为止，已经将由高熔点金属例如Mo、Cr、Ti或W制成的阻挡金属层设置在Al互连材料和像素电极之间，以降低接触电阻。

然而，在插入例如以上提及的阻挡金属层的方法中，存在的问题在于，制备方法变得麻烦，以致生产成本高。

关于这一点，本发明人已经提出其中作为互连材料，使用Al-Ni合金或进一步包含稀土元素例如Nd或Y的Al-Ni合金的薄膜的方法(参见，JP-A-2004-214606)，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和互连材料的导电氧化物膜的技术(直接接触技术)。当使用Al-Ni合金时，在界面形成导电的含Ni析出物，以抑制绝缘的氧化铝的产生；因此，可以将接触电阻抑制得低。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，采用使用溅射钯的溅射法。根据溅射法，在衬底和由与薄膜的材料相同的材料组成的溅射钯(靶材料)之间产生等离子体放电，使由等离子体放电离子化的气体与靶材料碰撞，以将靶材料的原子击出而沉积在衬底上，从而制备薄膜。与真空沉积法不同，该溅射法具有的优点在于，可以形成具有与靶材料的组成相同的组成的薄膜。特别是，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例如Nd，从而可以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制备方法，并且促进了作为其原料的溅射靶材料的发展。

最近，为了应对FPDs的生产率的扩大，在溅射步骤的沉积速率趋向于越来越增加。为了提高沉积速率，可以非常合宜地提高溅射功率。然而，当提高溅射功率时，引起溅射缺陷例如飞溅(细小的熔体粒子)，以致在互连膜中产生缺陷；因此，引起例如FPDs的产量和操作性能劣化的有害效果。

关于这一点，为了抑制飞溅发生，例如，已经提出了在JP-A-10-147860、JP-A-10-199830、JP-A-11-293454和JP-A-2001-279433中所述的方法。在这些中，在基于飞溅是由于钯材料组织中的细小空隙引起的观点的全部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公开了下列技术：为了减少作为飞溅的原因的电弧放电(不均匀放电)，控制溅射表面的硬度，随后采用精加工，以抑制由机械加工引起的表面缺陷产生。

另一方面，已经公开了抑制靶由于在制备主要为大的靶时加热而翘曲的技术(参见JP-A-2006-225687)。在JP-A-2006-225687中，公开了采用Al-Ni-稀土元素合金溅射靶作为目标，当在垂直于靶平面的横截面中存在超过预定数目的长宽比为2.5以上并且圆等效直径为0.2μm以上的化合物时，可以抑制靶变形。