[发明专利]铜导线结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明关于一种铜导线结构及其制造方法，特别关于一种具有硅铝氧化物缓冲层的铜导线结构及其制造方法。

背景技术

液晶显示器主要是利用薄膜晶体管作为昼面显示控制元件，而铝因具有低电阻(电阻系数2.66μΩ-cm)、薄膜工艺简单及高经济性等优点，多年来均是薄膜晶体管金属导线的主要材料。然而，随着平面显示器往大尺寸、高更新频率及高解析度发展，尤其是55寸以上、具有3D显示及2k4k(2160x3840解析度)的显示器，铝导线的应用已达到物理极限，缺点也易发显著。例如铝的抗电致迁移能力低，且电阻电容时间常数高，应用在大尺寸、高更新频率及高解析度屏幕薄膜晶体管导线时，容易发生残影、断线等缺陷。因此，铝导线已不能满足新产品的发展趋势。

铜的电阻系数仅1.67μΩ-cm，比铝低许多，且抗电致迁移能力为铝的30～100倍，故近年来导线材料已逐渐走向电阻更低的铜薄膜，统称为铜工艺。然而，铜薄膜虽具上述优点，但实际应用上仍有许多问题必须克服，例如铜薄膜与玻璃基板附着性差(仅达ASTMD3359规范的2B等级)、易扩散至玻璃及主动层材料a-Si中、易氧化以及不易刻蚀等，其中又以与玻璃基板附着性差为转换铜工艺最大瓶颈。

有关现有铜导线结构及其制造方法如下列现有技术专利文献分析。

1.中国台湾专利公告号I354350

作法：在溅镀铜薄膜之前，先溅镀一层氮化铜作为缓冲层，以增强铜薄膜与玻璃基板的附着性。

缺点：在进行铜导线图案化时，必需同时刻蚀铜薄膜和缓冲层，其会增加刻蚀液配制的复杂性、刻蚀液成本及刻蚀所需的时间。

2.中国台湾专利公告号I273329

作法：在溅镀铜薄膜之前，先溅镀一层M₁M₂R合金，M₁为钴或钼，M₂为钨、钼、铼或钒，R为硼或磷，以增强铜薄膜与玻璃基板的附着性

缺点：在进行铜导线图案化时，必需同时刻蚀铜薄膜和合金层，其会增加刻蚀液配制的复杂性、刻蚀液成本及刻蚀所需的时间。

3.中国台湾专利公告号I263103

作法：在溅镀铜薄膜之前，先形成一含有氮或磷的高分子附着层，以增强铜薄膜与玻璃基板的附着性。

缺点：以旋转涂布方式涂布附着层，仅能应用于小尺寸面板，不适用于5代线以上的大尺寸面板，技术应用性有限。

基于上述分析，有必要提供一创新且具有进步性的铜导线结构及其制造方法，以解决上述现有缺失。

发明内容

本发明提供一种铜导线结构，包括一硅铝氧化物缓冲层及一图案化铜导线层。该硅铝氧化物缓冲层形成于一透明基板上。该图案化铜导线层形成于该硅铝氧化物缓冲层上。

本发明另提供一种铜导线结构的制造方法，包括：提供一透明基板；形成一硅铝氧化物缓冲层于该透明基板上；及形成一图案化铜导线层于该硅铝氧化物缓冲层上。

本发明以硅铝氧化物作为缓冲层，可提升铜导线层与透明基板的附着性达到ASTMD3359规范最高的5B等级，且本发明的该硅铝氧化物缓冲层不需刻蚀，因此，可简化工艺刻蚀液配方及缩短刻蚀时间，进而可降低刻蚀液成本及提升刻蚀效率。

为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明所述目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1显示本发明铜导线结构的示意图；

图2显示本发明铜导线结构应用于薄膜晶体管的示意图；

图3显示本发明铜导线结构的另一示意图；

图4显示本发明铜导线结构的制造方法流程图；

图5A至5C显示本发明铜导线结构的制造方法示意图；

图6显示本发明形成氧化铜缓冲层的示意图；

图7显示本发明形成图案化铜导线层的示意图；

图8显示发明例1的附着性测试结果；

图9显示比较例的附着性测试结果；及

图10显示本发明玻璃基板沉积硅铝氧化物薄膜前后的穿透率量测结果。

图中符号说明：

10铜导线结构

12硅铝氧化物缓冲层

13透明基板

14图案化铜导线层

16氧化铜缓冲层

S41～S43步骤

具体实施方式