[发明专利]布线构造以及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及在基板之上从基板侧起依次具备薄膜晶体管的半导体层、用于电极的Cu合金膜和保护膜的布线构造、即该半导体层由氧化物半导体构成的布线构造、以及具备该布线构造的显示装置。本发明的布线构造代表性地用于例如液晶显示装置、有机EL显示装置等显示装置。

背景技术

近年来，在显示装置的领域中，伴随着3D显示装置、有机EL显示装置的市场扩大而对于高精细化、高画质化的要求的提高，作为高迁移率的半导体材料的氧化物半导体、低电阻的Cu布线材料备受瞩目。氧化物半导体较之以往的a－Si可预见高出约10倍以上的迁移率。此外，Cu与Al相比为低电阻，Al的电阻率为2.5×10^－6Ω·cm，而Cu的电阻率却为1.6×10^－6Ω·cm这样低。

然而，在显示装置所用的薄膜晶体管（TFT）中，为了抑制TFT特性的经时劣化，需要在TFT的沟道区域中形成SiO_X、SiN_X、SiON、AlO_X等的由绝缘体氧化物膜构成的保护膜（钝化层）。该保护膜通常利用采用了等离子的CVD法、溅射法等来形成（成膜）。例如，作为利用等离子CVD法形成SiO_X的保护膜的方法，执行了如下方法，即：使SiH₄和N₂O的混合气体在工业用频率为13.56MHz的高频等离子中发生反应来形成SiO_X，并使之堆积在氧化物半导体膜上等的方法。此外，提出Al₂O₃的保护膜利用包含氧的反应性溅射法来成膜的方法。

但是，在成膜保护膜之际，由于被等离子高速化的游离基、分子会碰撞到氧化物半导体的表面，因此会给氧化物半导体层带来等离子损伤、或者从保护膜扩散氢等，从而有时会导致氧化物半导体层导体化。因此，为了防止保护膜形成时的氧化物半导体表面的缺陷（损伤）伴随的TFT特性的下降，例如在非专利文献1中提出了如下方法，即：在将要形成保护膜之前向氧化物半导体表面照射N₂O等离子（保护膜形成前的等离子处理），使氧化物半导体表面预先过量氧化而使氧化物半导体层不导体化。

这样，在采用了氧化物半导体层的显示装置中，虽然在保护膜形成工序或者该工序之前进行过采用N₂O等包含氧原子的气体的等离子处理（等离子环境下的膜形成、表面层去除），但是此时由于源极－漏极电极等所用的Cu布线表面暴露在包含氧原子的等离子中，因此产生Cu布线的表面氧化这一问题。若Cu布线的表面氧化，则与设置在其上方的保护膜之间的密接性变得不充分，除了有可能产生保护膜浮起等的布线不良之外，还有可能产生与透明导电膜接触的接触电阻上升、或者发生偏差不均等问题。此外，若Cu布线的表面氧化而形成氧化层，则由于Cu布线表面的粗糙度增大，因此基于保护膜的覆盖范围显得不足。因而，来自外部的水分等易于浸入，有可能引起无法充分获得作为保护膜的原本作用的TFT特性的经时劣化抑制效果、或者因布线的氧化、腐蚀所带来的不良。

截止目前为止，例如下述专利文献1～4所示那样提出了半导体装置的集成电路等中所用的Cu布线的氧化防止技术。

其中，在专利文献1以及2中公开了如下方法，即：通过氧化添加了Al、Si的Cu合金而使Al、Si扩散浓缩在布线表面附近，从而形成在耐氧化性方面优越的氧化膜。具体而言，上述方法利用TFT制造过程中的300～500℃程度的退火处理（热处理），或者有别于退火处理，利用500℃以下的氧化热处理来形成规定的氧化膜。此外，在专利文献3中公开了如下方法，即：形成AlCu合金膜以覆盖Cu布线整个表面。此外，在专利文献4中公开了如下技术，即：通过在Cu布线表面形成磷化铜、硼化铜、溴化铜、氮化铜的铜化合物层，由此来抑制因蚀刻剂、抗蚀剂剥离液所带来的氧化。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6－177128号公报

专利文献2：日本特开平6－177117号公报

专利文献3：日本特开平5－102155号公报

专利文献4：日本特开2000－165002号公报

非专利文献

非专利文献1：J.Park等，Appl.Phys.Lett.，1993,053505（2008）

发明内容

发明要解决的课题