[发明专利]一种显示用电子器件铜合金电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子器件材料制备技术领域，具体涉及一种显示用电子器件铜合金电极及其制备方法。

背景技术

大尺寸、高分辨率、高刷新率和低功耗面板是显示技术发展的趋势，近年来，随着这种趋势的发展，使用Al电极布线会出现信号延迟(RC延迟)现象，难以满足高性能显示需求，开发高导布线电极材料可以使器件获得低阻抗延迟。与Al相比，Cu布线因更低的电阻率和更高的抗电迁移性能而在高导布线领域得到广泛关注。

铜作TFT器件电极，目前主要面临以下困难：(1)铜易扩散，造成“铜污染”，导致TFT器件的绝缘层或有源层中形成深受主杂质能级，使器件性能退化。(2)Cu薄膜难以与玻璃或硅基板键合，导致铜电极的黏附性差，易从基板脱落。(3)铜电极的机械强度低。(4)铜电极表面易氧化和硫化，导致界面劣化，电极电阻率上升。

基于以上问题，目前的解决方法主要有：(1)使用铜合金代替纯铜作为电极材料。合金化虽然提高了电极与衬底的结合强度，但是一般的铜合金会明显削弱铜电极高导特性，使其失去优势甚至不能达到使用要求。(2)在铜电极和衬底之间生长铜籽晶层，用于改善结合强度和抗电迁移性。引入籽晶层的技术，虽然可以达到以上目的，但是仍无法阻止铜原子向衬底材料的扩散和污染。需要另加扩散阻挡层，这会导致工艺变复杂，成本急剧上升，不利于量产。(3)在纯铜电极上引入接触层，如使用Cu/Mo、Cu/Mn、Cu/Ti等叠层结构。此方法虽可以有效解决铜向绝缘层扩散的问题，但要解决与基板粘附性问题，需要做成Mo/Cu/Mo、Mn/Cu/Mn、Ti/Cu/Ti等结构，不但使制备过程变得复杂，较多叠层结构间存在刻蚀差异性，使后期刻蚀步骤变得复杂，过程难以控制且特征尺寸会随叠层数量增加而增大。

针对以上种种不足，提供一种工艺简单、成本低廉、性能优良的显示用电子器件铜合金电极及其制备方法是很有意义的。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种显示用电子器件铜合金电极的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的显示用电子器件铜合金电极。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种显示用电子器件铜合金电极的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)在衬底上沉积20～1000nm厚度的铜合金薄膜作为导电主体层；

(2)在铜合金薄膜上沉积5～200nm厚度的纯铝(Al)薄膜作为缓冲阻挡层。

优选地，步骤(1)完成后在温度100～500℃的条件下进行退火0.5～2h，然后进行步骤(2)。更优选在温度300～350℃的条件下进行退火。

优选地，步骤(2)完成后在温度100～500℃的条件下进行退火0.5～2h。更优选在温度300～350℃的条件下进行退火。

优选地，所述衬底包括玻璃衬底、单晶硅衬底或柔性衬底。

优选地，所述铜合金薄膜中存在多种非籽晶层的晶格结构。

所述铜合金薄膜的材料成分包括铜、铬和锆，以重量百分比计，Cr占合金总量的比例为0.1％～0.39％，Zr占合金总量的比例为0.1％～0.5％。优选地，Cr占合金总量的比例为0.29％～0.32％，Zr占合金总量的比例为0.18％～0.21％。更优选地，Cr占合金总量的比例为0.3％，Zr占合金总量的比例为0.2％。

优选的，步骤(1)中以磁控溅射方法、自溅射方法、离子溅射方法、化学气相沉积方法、蒸发方法或电化学方法在衬底上沉积铜合金薄膜作为导电主体层。

优选的，步骤(2)中以磁控溅射方法、自溅射方法、离子溅射方法、化学气相沉积方法、蒸发方法或电化学方法在铜合金薄膜上沉积纯铝薄膜作为缓冲阻挡层。

一种显示用电子器件铜合金电极，通过上述方法制备得到。