(57)【要約】      （修正有）【課題】表示装置（ＬＣＤ）におけるパネルのＴＡＢ部引き出し電極の断線を防止することができ、かつ、バリアメタル層を介在させずにＡｌ合金膜を透明画素電極と直接接続することのできるＡｌ合金膜を提供する。【解決手段】表示装置に用いられるＡｌ合金膜であって、ＮｉおよびＣｏよりなる群から選択される少なくとも１種の元素（Ｘ元素）を０．１〜２．０原子％含み、長径０．０１μｍ超であってＮｉ量とＣｏ量の合計が１０原子％以上である化合物が、１００μｍ2あたり３個超析出していると共に、Ａｌ結晶粒内の固溶Ｎｉ量と固溶Ｃｏ量の合計が０．１〜０．５原子％であり、かつ、Ａｌ合金膜の硬度が１．５ＧＰａ以上３．０ＧＰａ以下であるところに特徴を有する表示装置用Ａｌ合金膜。【選択図】図１
2010239112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置に用いられるＡｌ合金膜であって、
ＮｉおよびＣｏよりなる群から選択される少なくとも１種の元素（Ｘ元素）を０．１〜２．０原子％含み、
長径０．０１μｍ超であってＮｉ量とＣｏ量の合計が１０原子％以上である化合物が、１００μｍ2あたり３個超析出していると共に、
Ａｌ結晶粒内の固溶Ｎｉ量と固溶Ｃｏ量の合計が０．１〜０．５原子％であり、
かつ、Ａｌ合金膜の硬度が１．５ＧＰａ以上３．０ＧＰａ以下であることを特徴とする表示装置用Ａｌ合金膜。
【請求項２】
更に他の元素として、希土類元素、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、およびＺｒよりなる群から選択される少なくとも１種の元素（Ｚ元素）を０．１原子％以上含み、かつ前記Ｘ元素とＺ元素の合計量が１０原子％以下である請求項１に記載の表示装置用Ａｌ合金膜。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＡｌ合金膜が、ＬＣＤパネルのＴＡＢ部引き出し電極に使用されていることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
前記ＴＡＢ部引き出し電極は、少なくとも前記Ａｌ合金膜と透明導電膜とが積層された積層構造を有しており、前記透明導電膜中に存在するピンホールが１００μｍ2あたり３個以下である請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記透明導電膜が、酸化インジウム錫膜または酸化インジウム亜鉛膜である請求項３または４に記載の表示装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載のＡｌ合金膜が、透明導電膜と直接接続される配線膜として使用されている請求項３または４に記載の表示装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一項に記載の表示装置を製造する方法であって、
前記Ａｌ合金膜および前記透明導電膜を形成した後、酸素分圧３ｋＰａ以上の雰囲気下において、２００℃以上３００℃以下で、３０分間以上熱処理する工程を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載のＡｌ合金膜の形成に用いられるＡｌ合金スパッタリングターゲットであって、ＮｉおよびＣｏよりなる群から選択される少なくとも１種の元素（Ｘ元素）を０．１〜２．０原子％含み、残部がＡｌおよび不可避不純物であることを特徴とするＡｌ合金スパッタリングターゲット。
【請求項９】
請求項２に記載のＡｌ合金膜の形成に用いられるＡｌ合金スパッタリングターゲットであって、ＮｉおよびＣｏよりなる群から選択される少なくとも１種の元素（Ｘ元素）を０．１〜２．０原子％含むと共に、希土類元素、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、およびＺｒよりなる群から選択される少なくとも１種の元素（Ｚ元素）を０．１原子％以上含み、かつ前記Ｘ元素とＺ元素の合計量が１０原子％以下で、残部がＡｌおよび不可避不純物であることを特徴とするＡｌ合金スパッタリングターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置用Ａｌ合金膜、表示装置およびＡｌ合金スパッタリングターゲットに関するものであり、特に、表示装置（例えば液晶表示装置）におけるパネルのＴＡＢ部引き出し電極の断線を防止できると共に、表示装置の基板上で、バリアメタル層を用いずに透明導電膜と直接接続できるＡｌ合金膜、該Ａｌ合金膜が薄膜トランジスタに用いられた表示装置、および該表示装置の製造方法、ならびに該Ａｌ合金膜の形成に有用なＡｌ合金スパッタリングターゲットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は、中小型のものが携帯電話やモバイル端末のディスプレイ、ＰＣモニタなどに使用され、また近年では、大型化が進んで大型ＴＶなどにも用いられている。液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板や対向基板と、それらの間に注入された液晶層と、更にカラーフィルタや偏光板などの樹脂フィルム、バックライトなどから構成される。上記ＴＦＴ基板には、半導体で培われた微細加工技術を駆使して、スイッチング素子や画素、更には、この画素に電気信号を伝えるための走査線や信号線が形成されている。
【０００３】
前記走査線や信号線に用いられる配線材料には、電気抵抗率が小さく、微細加工が容易であるなどの理由により、純ＡｌまたはＡｌ−ＮｄなどのＡｌ合金が汎用されている。この純ＡｌまたはＡｌ合金からなる配線と、透明導電膜からなる透明画素電極の間には、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ等の高融点金属からなるバリアメタル層が通常設けられている。バリアメタル層を形成することで、耐熱性の確保や、透明画素電極と配線を直接接続させる場合の電気伝導性の確保を図っている。
【０００４】
しかし、バリアメタル層を形成するには、前記配線の形成に必要な成膜チャンバーを有する装置に、バリアメタル層形成用の成膜チャンバーを余分に装備しなければならない。液晶表示装置の大量生産に伴い低コスト化が進むにつれて、バリアメタル層の形成に伴う製造コストの上昇や生産性の低下は軽視できなくなっている。
【０００５】
そこで、バリアメタル層の形成を省略できるダイレクトコンタクト（ＤＣ）技術が提案されている。例えば、特許文献１には、バリアメタル層の形成を省略してＡｌ合金配線を透明画素電極に直接接続した場合のコンタクト抵抗（接続抵抗）が低く（以下、この様な特性を「ＤＣ性」ということがある）、Ａｌ合金配線自体の電気抵抗も小さく、更には耐熱性の向上も図ることのできるダイレクトコンタクト技術が提案されている。
【０００６】
ところで、上記走査線や信号線を駆動させるため、該走査線や信号線と、ドライバＩＣとを、例えばＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film 異方性導電体）を挟んで、圧着により接続することが行われている。この様な接続部分をＴＡＢ部といい、走査線や信号線との接続部分を特にＴＡＢ部引き出し電極と呼ぶことがある。このＴＡＢ部引き出し電極は、一般的にＡｌ合金膜と透明導電膜が積層された構造になっていることが多い。しかし上記圧着の際に、しばしばＴＡＢ部引き出し電極を構成するＡｌ合金膜が割れて断線するといった問題がある。
【０００７】
上記断線の防止を図った技術として、例えば特許文献２には、ＩＣに、Ａｕ等の金属からなるバンプを形成し、回路基板には該ＩＣを接続するためのインナーリードを形成し、該インナーリードのバンプと重なる部分には切り欠きを形成することによって、ボンディング条件の荷重を下げること、また、この様に荷重を下げることで、１バンプにかかる荷重を減少させてパッシベーションクラックを防止できることが示されている。また、特許文献３には、少なくとも表示層が形成されていない非表示部の電極層が形成された電極層形成部上のガスバリア層を、中間層が形成されていない非中間層形成領域とすることで、電極層形成部にＡＣＦ接続する際に電極層が割れない旨示されている。つまり、これらの技術は、ＴＡＢ部やその周辺の構造を工夫することによって、圧着による割れの防止を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２１４６０６号公報
【特許文献２】特開２００３−１００８０４号公報
【特許文献３】特開２００５−１５８４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、これら特許文献２，３の積層構造を工夫する手段では構造が複雑になることから、製造工程が多くなるとともに、歩留を悪化させる可能性が高く、管理項目が煩雑になる等労力を要するためコストアップの要因となる。
【００１０】
本発明はこの様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、上記特許文献２や特許文献３の様に表示装置の構造を変えることなく現状のままで、圧着耐性に優れてＴＡＢ部引き出し電極の断線を防止でき、かつ特許文献１の様にＤＣ性にも優れるＡｌ合金膜を実現すること、また、この様なＡｌ合金膜を実現させることで、バリアメタル層の形成を省略して成膜プロセスの簡素化を図り、かつ、表示装置のＴＡＢ部製造工程の簡略化および上記断線による不良発生の抑制も同時に達成するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るＡｌ合金膜とは、表示装置に用いられるＡｌ合金膜であって、
ＮｉおよびＣｏよりなる群から選択される少なくとも１種の元素（Ｘ元素）を０．１〜２．０原子％含み、長径０．０１μｍ超であってＮｉ量とＣｏ量の合計が１０原子％以上である化合物が、１００μｍ2あたり３個超析出していると共に、Ａｌ結晶粒内の固溶Ｎｉ量と固溶Ｃｏ量の合計が０．１〜０．５原子％であり、かつ、Ａｌ合金膜の硬度が１．５ＧＰａ以上３．０ＧＰａ以下であるところに特徴を有する。
【００１２】
上記Ａｌ合金膜は、更に他の元素として、希土類元素、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、およびＺｒよりなる群から選択される少なくとも１種の元素（Ｚ元素）を、０．１原子％以上で、かつ前記Ｘ元素とＺ元素の合計量で１０原子％以下となるよう含んでいてもよい。
【００１３】
本発明は、前記Ａｌ合金膜が、ＬＣＤパネルのＴＡＢ部引き出し電極に使用されている点に特徴を有する表示装置も含む。前記ＴＡＢ部引き出し電極は、少なくとも前記Ａｌ合金膜と透明導電膜とが積層された積層構造を有しており、前記透明導電膜中に存在するピンホールが１００μｍ2あたり３個以下であることが好ましい。また、前記透明導電膜としては酸化インジウム錫膜または酸化インジウム亜鉛膜が好適である。前記Ａｌ合金膜は、該表示装置において、更に、透明導電膜と直接接続される配線膜として使用されていてもよい。
【００１４】
本発明には、前記表示装置を製造する方法であって、前記Ａｌ合金膜および前記透明導電膜を形成した後、酸素分圧３ｋＰａ以上の雰囲気下において、２００℃以上３００℃以下で、３０分間以上熱処理する工程を含む表示装置の製造方法も含まれる。
【００１５】
本発明には、前記Ａｌ合金膜の形成に用いられるＡｌ合金スパッタリングターゲットであって、
・ＮｉおよびＣｏよりなる群から選択される少なくとも１種の元素（Ｘ元素）を０．１〜２．０原子％含み、残部がＡｌおよび不可避不純物であるところに特徴を有するＡｌ合金スパッタリングターゲット；
・ＮｉおよびＣｏよりなる群から選択される少なくとも１種の元素（Ｘ元素）を０．１〜２．０原子％含むと共に、希土類元素、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、およびＺｒよりなる群から選択される少なくとも１種の元素（Ｚ元素）を０．１原子％以上含み、かつ前記Ｘ元素とＺ元素の合計量が１０原子％以下で、残部がＡｌおよび不可避不純物であるところに特徴を有するＡｌ合金スパッタリングターゲット；
も含まれる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＬＣＤなどの表示装置におけるパネルのＴＡＢ部引き出し電極の断線を防止することができ、かつ、バリアメタル層を介在させずにＡｌ合金膜を透明画素電極（透明導電膜）と直接接続することができる。また、現像液耐性や耐熱性にも優れたＡｌ合金膜を提供できる。更には、特許文献２等の様にＴＡＢ部の構造を複雑にせずとも断線を防止でき、かつバリアメタル層を省略できるため、生産性に優れ、安価に表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施例において作製した試料の模式断面図である。
【図２】図２は、実施例における配線膜の硬度測定例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明者らは、ダイレクトコンタクト技術を更に改善したものとして、特に、ＬＣＤなどの表示装置におけるパネルのＴＡＢ部引き出し電極（Ａｌ合金膜からなる）の断線を防止することを課題に、鋭意研究を行ったところ、断線防止には、上記Ａｌ合金膜の硬度を引き上げる必要がある、具体的には、Ａｌ合金膜の硬度を１．５ＧＰａ以上とすることで、上述した断線を防止できることを見出した。この様な断線防止の観点からは、Ａｌ合金膜の硬度を１．６ＧＰａ以上とすることが好ましく、より好ましくは１．７ＧＰａ以上である。
【００１９】
一方、Ａｌ合金膜の硬度が高すぎても、硬度を高める成分設計、材料設計が結果として配線電気抵抗の上昇を招き、表示デバイスの信号応答性を劣化させるため、３．０ＧＰａ以下に抑える。この様な観点からは２．５ＧＰａ以下に抑えることが好ましい。
【００２０】
そして本発明者らは、上記硬度を示すＡｌ合金膜を実現するための具体的手段について、ＤＣ性の確保やＡｌ合金膜の配線電気抵抗を抑えることを前提に検討したところ、特に、一定サイズ以上の化合物を析出分散させると共に、Ａｌ結晶粒内のＮｉおよび／またはＣｏの固溶濃度を制御すればよいことを見出した。以下、各条件およびその規定理由について詳述する。
【００２１】
まず、本発明のＡｌ合金膜は、（Ａ）長径０．０１μｍ超であってＮｉ量とＣｏ量の合計が１０原子％以上である化合物が、１００μｍ2あたり３個超析出したものである。この様に長径０．０１μｍ超と一定サイズ以上の化合物を析出分散させることによって、ＤＣ性を確保することができる。上記化合物は、１００μｍ2あたり１０個以上析出していることが好ましく、１００μｍ2あたり２０個以上析出していることがより好ましい。
【００２２】
尚、本来、単位体積あたり（μｍ3あたり）の析出物個数として示すべきだが、膜厚が５００ｎｍ以下と薄いため、実施例に示すように配線膜に概略平行に採取したＴＥＭ観察用試料を用い、ＥＤＸマッピングにて上記の通り単位面積あたりの個数で判定する。
【００２３】
上記化合物のサイズおよび該化合物中のＮｉ量とＣｏ量の合計量の測定方法は、後述する実施例に示す通りである。
【００２４】
また、本発明のＡｌ合金膜は、（Ｂ）Ａｌ結晶粒内の固溶Ｎｉ量と固溶Ｃｏ量の合計が０．１〜０．５原子％（ａｔ％）を満たすものである。Ａｌ結晶粒内の固溶Ｎｉ量と固溶Ｃｏ量の合計を０．１原子％以上とすることで、膜の硬度上昇を図ることができる。前記固溶Ｎｉ量と固溶Ｃｏ量の合計は、好ましくは０．１５原子％以上である。
【００２５】
膜の硬度を高める観点からは、前記固溶Ｎｉ量と固溶Ｃｏ量の合計が高い方が望ましいが、高くなりすぎるとＡｌ合金膜の配線電気抵抗が高くなる。よって本発明では、配線電気抵抗を抑える観点から、Ａｌ結晶粒内の固溶Ｎｉ量と固溶Ｃｏ量の合計を０．５原子％以下、好ましくは０．４原子％以下とする。尚、上記Ａｌ結晶粒内の固溶Ｎｉ量と固溶Ｃｏ量の合計の測定は、後述する実施例の方法による。
【００２６】
上記（Ａ）および（Ｂ）を満たすＡｌ合金膜とすることにより、透明導電膜と直接接続させるＡｌ合金膜として必要なＤＣ性を損ねることなく、膜の硬度を高めることができる。
【００２７】
上記析出形態および固溶形態の組織を得ると共に、表示装置用Ａｌ合金膜としての特性（優れたＤＣ性、低電気抵抗率、更には現像液耐性や耐熱性）を付与するための、Ａｌ合金膜の成分組成、および表示装置の推奨される製造条件についても検討した。以下、これらについて詳述する。
【００２８】
まず、本発明のＡｌ合金膜は、ＮｉおよびＣｏよりなる群から選択される少なくとも１種の元素（Ｘ元素）を０．１〜２．０原子％（ａｔ％、ＮｉとＣｏの両元素を含む場合は合計量をいう）含む。これらの元素は、優れたＤＣ性（低コンタクト抵抗）を実現するのに有効な元素である。また、上記析出形態および固溶形態の実現にも必要な元素である。これらの効果を十分に発揮させるには、Ｘ元素を０．１原子％以上、好ましくは０．１５原子％以上含有させる。
【００２９】
一方、Ｘ元素の含有量が過剰になると、Ａｌ合金膜自体の電気抵抗率が増大するため、Ｘ元素の含有量は２．０原子％以下、好ましくは１．０原子％以下とする。
【００３０】
また、本発明のＡｌ合金膜は、希土類元素、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、およびＺｒよりなる群から選択される少なくとも１種の元素（Ｚ元素）を０．１原子％以上（Ｚ元素が複数の元素からなる場合は合計量をいう）含むものであってもよい。
【００３１】
上記Ｚ元素は、ＤＣ性をより高めたり、その他の特性として、耐熱性（ヒロック耐性）や現像液耐性（エッチングレートの改善）等の特性が必要な場合に適量添加する元素である。
【００３２】
希土類元素は、耐熱性および現像液耐性の向上に寄与する元素である。尚、ここでいう希土類元素とは、ランタノイド元素（周期表において、原子番号５７のＬａから原子番号７１のＬｕまでの合計１５元素）に、Ｓｃ（スカンジウム）とＹ（イットリウム）とを加えた元素群を意味する。希土類元素の中でも、好ましくはＮｄ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｄｙであり、より好ましくはＬａ、Ｎｄである。
【００３３】
また、Ｃｕ、Ｇｅは、ＤＣ性をより高めるのに有効な元素である。また、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒは現像液耐性の向上に寄与する元素である。
【００３４】
これらの効果を高めるには、Ｚ元素を０．１原子％（ａｔ％）以上、好ましくは０．２原子％以上含有させるのがよい。尚、Ｚ元素量の上限は、前記Ｘ元素との合計量で調整される。前記Ｘ元素とＺ元素の合計含有量が過剰であると、Ａｌ合金膜の電気抵抗率が高くなるため、本発明では、前記Ｘ元素とＺ元素の合計量を１０原子％以下、好ましくは９原子％以下とする。
【００３５】
本発明のＡｌ合金膜は、上記元素を含有し、残部はＡｌおよび不可避不純物である。
【００３６】
上記Ａｌ合金膜は、スパッタリング法にてスパッタリングターゲット（以下「ターゲット」ということがある）を用いて形成することが望ましい。イオンプレーティング法や電子ビーム蒸着法、真空蒸着法で形成された薄膜よりも、成分や膜厚の膜面内均一性に優れた薄膜を容易に形成できるからである。
【００３７】
また、スパッタリング法により本発明のＡｌ合金膜を形成するには、所望のＡｌ合金膜と同一の組成のＡｌ合金スパッタリングターゲットを用いれば、組成ズレすることなく、所望の成分・組成のＡｌ合金膜を形成できるのでよい。
【００３８】
上記ターゲットの形状は、スパッタリング装置の形状や構造に応じて任意の形状（角型プレート状、円形プレート状、ドーナツプレート状など）に加工したものが含まれる。
【００３９】
上記ターゲットの製造方法としては、溶解鋳造法や粉末焼結法でＡｌ合金からなるインゴットを製造して得る方法や、スプレイフォーミング法でＡｌ合金からなるプリフォーム（最終的な緻密体を得る前の中間体）を製造した後、該プリフォームを緻密化手段により緻密化して得られる方法が挙げられる。
【００４０】
本発明のＡｌ合金膜が、表示装置におけるＴＦＴ基板の（ｉ）ソース・ドレイン配線（信号線と同義）や、（ii）ゲート配線（走査線と同義）に用いられ、かつＴＡＢ部、即ち、パネルの額縁部分で上記ソース・ドレイン配線とドライバＩＣとが接続しているソースＴＡＢや、パネルの額縁部分で上記ゲート配線ドライバＩＣとが接続しているゲートＴＡＢの引き出し電極に使用されていると、本発明の効果が存分に発揮されるので望ましい。
【００４１】
ここで、本発明のＡｌ合金膜をＴＡＢ部引き出し電極に使用し、該Ａｌ合金膜上に透明導電膜を形成した場合、前記透明導電膜には直径１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下程度で、膜の厚さ方向に貫通するピンホール（微細な空孔）が少なからず存在する。このようなピンホールが多数存在すると、ＴＡＢ引き出し電極にドライバＩＣを圧着する際にこのピンホールが応力集中部となって割れ破壊起点となり、断線が発生しやすくなると考えられる。
【００４２】
そのため、ＴＡＢ部引き出し電極を、少なくとも前記Ａｌ合金膜と透明導電膜とが積層された積層構造とする場合には、前記透明導電膜中に存在するピンホールの数をできるだけ低減することが望まれる。前記透明導電膜中のピンホールの個数を減らすことにより、圧着時の割れ起点をなくすことができ、ＴＡＢ部引き出し電極の割れをより抑制することができる。本発明者らの検討結果によれば、上記積層構造を有したＴＡＢ部引き出し電極に対し酸化性雰囲気下で所定の熱処理を行うと、上記ピンホールの個数を透明導電膜１００μｍ2あたり３個以下に低減できることが判明した。なお、熱処理条件の詳細は後述する。
【００４３】
本発明のＡｌ合金膜は、透明導電膜と直接接続される配線膜としても使用できる。Ａｌ合金膜と透明導電膜が直接接続している形態として、例えばボトムゲート型またはトップゲート型の構造を有するＴＦＴ基板において、上記（ｉ）のソース・ドレイン配線が透明導電膜と直接接続する形態が挙げられる。
【００４４】
本発明は、Ａｌ合金膜の成分組成や組織を特定したところに特徴があり、Ａｌ合金膜以外の、ＴＦＴ基板や表示装置を構成する要件は、通常用いられるものであれば特に限定されない。例えば、本発明に用いられる透明画素電極として、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）膜、酸化アルミニウム亜鉛（ＡＺＯ）膜、酸化亜鉛チタン（ＺＴＯ）などが挙げられる。尚、ＴＡＢ部引き出し電極に形成される透明導電膜としては、後述する製造方法に記載するように、酸化性雰囲気下での熱処理によりピンホールを低減できることから、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜または酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）膜が好適である。
【００４５】
従来のダイレクトコンタクト技術におけるＡｌ合金膜の熱処理や、Ａｌ合金膜の成膜後にＡｌ合金膜が受ける熱履歴（例えばＳｉＮ成膜工程での加熱処理）では、室温から最高到達温度（ＳｉＮ成膜工程の場合はＳｉＮ成膜温度域）である３３０℃近傍まで、５℃／ｍｉｎ前後の昇温速度で加熱される。しかし本発明では、規定の析出形態および固溶状態を同時に実現させるため、上記昇温速度を１０℃／ｍｉｎ以上にすることが推奨される。上記昇温速度は、より好ましくは３０℃／ｍｉｎ以上、更に好ましくは６０℃／ｍｉｎ以上である。
【００４６】
尚、本発明は、上記製造条件に限定されず、他の条件（熱処理条件・熱履歴条件）を採用して規定の析出形態や固溶状態を実現させることにより、本発明で示す特性を発揮するＡｌ合金膜や該Ａｌ合金膜を用いた表示装置を得る場合も本発明に包含される。
【００４７】
本発明のＡｌ合金膜を備えた表示装置を製造するにあたっては、Ａｌ合金膜の熱処理・熱履歴条件を上述した推奨される条件とすること以外は、表示装置の一般的な工程を採用すればよく、例えば、前述した特許文献１に記載の製造方法を参照すればよい。
【００４８】
また、本発明のＡｌ合金膜をＴＡＢ部引き出し電極に使用し、該Ａｌ合金膜上に透明導電膜を形成する場合、前記透明導電膜が形成されたＴＡＢ部引き出し電極に酸化性雰囲気下で熱処理を施すことが好ましい。これにより、透明導電膜が構成元素としてＩｎ、Ｓｎ、Ｚｎなどを含有する場合、透明導電膜中のピンホールを著しく低減することができる。
【００４９】
酸化性雰囲気下での熱処理により、ピンホールが低減する理由は必ずしもあきらかでないが、以下のように考えられる。例えば、ＩＴＯ膜を例に挙げると、スパッタリングなどにより成膜されるＩＴＯ膜は、酸素欠乏状態となりアモルファスＩＴＯとして成膜される。そのため、酸化性雰囲気下で熱処理を施し酸化が進行すると、ＩＴＯの結晶化（ポリ化）が進行する。そして、ＩＴＯ膜構成元素であるＩｎ、Ｓｎは、単体金属から酸化物に変化する際に体積膨張するため、ＩＴＯのポリ化が進行する（Ｉｎ、Ｓｎが酸化される）につれてピンホールが塞がれると推察される。このような現象はＩＴＯ膜以外の他の透明導電膜でも起こると考えられる。例えばＩＺＯ膜などの透明導電膜でも、同様の効果が期待できる。
【００５０】
前記熱処理は酸化性雰囲気で行うことが必要であり、具体的には大気圧（１０１．３ｋＰａ）下において、酸素分圧３ｋＰａ（酸素濃度３体積％）以上が必要である。上記のように、ＩＴＯ膜をポリ化することによりピンホールが塞がれるため、原理的には不活性ガス雰囲気下での熱処理でも体積膨張するが、化学量論比から酸素原子が欠乏した組成比では十分な体積膨張が得られない。そのため、酸素ガスを含有した雰囲気下での熱処理が必要となる。また、酸素分圧は３ｋＰａあれば十分であるが、好ましくは１２ｋＰａ（酸素濃度１２体積％）以上である。なお、酸素分圧の上限は特に限定されないが、熱処理時における、炉を構成する耐火物の損傷防止を考慮すると４１ｋＰａ（酸素濃度４０体積％）程度とすることが好ましい。なお、イメージ炉のように、耐火物を用いない場合であれば、熱処理時の酸素濃度が１００体積％でも構わない。
【００５１】
前記熱処理の加熱温度は、２００℃以上とする。加熱温度が２００℃未満では、ＩＴＯ膜のポリ化が進行しないため、ＩＴＯピンホールを低減できない。一方、加熱温度の上限は３００℃とする。加熱温度が３００℃を超えると、表示装置パネル配線内の構造にダメージを与えてしまう。また、加熱温度が３００℃を超えると、ＴＡＢ部引き出し電極部のＡｌ合金膜において、硬度を高め断線を防止するために確保しているＡｌ結晶粒内の固溶Ｎｉ、固溶Ｃｏの析出が進行してしまい、Ａｌ合金膜の硬度が１．５ＧＰａ未満となる。前記熱処理の加熱温度は、好ましくは２３０℃〜２８０℃である。
【００５２】
前記熱処理の加熱時間は、３０分間以上とする。これは、加熱温度３００℃以下の熱処理でＩＴＯ膜を十分にポリ化させるのに必要な最小時間である。加熱時間は、長時間実施しても構わないが、ＬＣＤパネル配線へのダメージを抑制するため、１２０分間以下が好ましく、より好ましくは９０分間以下、更に好ましくは６０分間以下である。
また、ＴＡＢ部引き出し電極のＡｌ合金膜において、規定の析出形態および固溶状態を確保するため、上記熱処理時の昇温速度は１０℃／ｍｉｎ以上にすることが推奨される。前記昇温速度は、より好ましくは３０℃／ｍｉｎ以上、更に好ましくは６０℃／ｍｉｎ以上である。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、上記・下記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００５４】
１．実施例１
表１に示す種々の成分組成の膜（膜厚＝３００ｎｍ）を、ＤＣマグネトロン・スパッタリング法（基板＝ガラス基板（コーニング社製  Ｅａｇｌｅ２０００（登録商標））、スパッタガス＝アルゴン、圧力＝２６６ｍＰａ（２ｍＴｏｒｒ）、基板温度＝２５℃（室温））により成膜した。
【００５５】
尚、上記種々の合金組成のＡｌ合金膜の形成には、真空溶解法で作製した種々の組成のＡｌ合金ターゲットを用いた。
【００５６】
また上記成膜した種々のＡｌ合金膜中の各合金元素の含有量は、ＩＣＰ発光分析（誘導結合プラズマ発光分析）法で求めた。
【００５７】
そして、絶縁膜（ＳｉＮ膜）の成膜を模擬して、表１のＮｏ．１〜１７およびＮｏ．２１〜２４では、室温から約３３０℃まで昇温速度３０℃／ｍｉｎで昇温させ、約３３０℃で３０分間保持した後、室温まで自然冷却にて降温させる熱処理を行った。また、表１のＮｏ．１８〜２０では、上記昇温速度を５℃／ｍｉｎで行う以外は、上記と同様にして熱処理を行った。
【００５８】
この様にして得られた膜（配線膜）について、下記に示す通り、Ａｌ結晶粒内の固溶Ｎｉ量／固溶Ｃｏ量の測定、析出物の測定を行った。
【００５９】
（Ａｌ結晶粒内の固溶Ｎｉ量と固溶Ｃｏ量の合計量の測定）
Ａｌ結晶粒内の固溶Ｎｉ量、固溶Ｃｏ量は、配線膜に概略平行に採取したＴＥＭ観察用試料を作製し、電界放出型透過電子顕微鏡（ＦＥ−ＴＥＭ）（日立製作所製、ＨＦ−２２００）により倍率９０万倍で像を得た。そして、任意のアルミニウム結晶粒界にほぼ直交するラインにおいて、該粒界から５ｎｍ、１０ｎｍまたは３０ｎｍ離れた位置で、Ｎｉ量とＣｏ量の合計が１０原子％以上である化合物に当たらないマトリクスのＮｉ量（固溶Ｎｉ量）、Ｃｏ量（固溶Ｃｏ量）をｎａｎｏＥＤＸ分析で求めて、この固溶Ｎｉ量と固溶Ｃｏ量の合計の平均値(５ｎｍ、１０ｎｍおよび３０ｎｍの位置の合計３箇所の平均値）を算出した。その結果を表１に示す。
【００６０】
（析出物の測定）
配線膜に概略平行に採取したＴＥＭ観察用試料を作製し、電界放出型透過電子顕微鏡（ＦＥ−ＴＥＭ）（日立製作所製、ＨＦ−２２００）により倍率６万倍で４μｍ×３μｍの視野を合計３視野観察し、長径が０．０１μｍ超の化合物を対象に、ＥＤＸマッピングを併用して同定した。そして、前記化合物のうち、化合物中のＮｉ量とＣｏ量の合計が１０原子％以上である化合物の個数を測定し、３視野の平均値を求めた。その結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
2010239112.tif 000003
【００６２】
次に、上記Ａｌ合金膜上に、上記ＳｉＮ膜の成膜を模擬した熱処理の代わりに、絶縁膜としてＳｉＮ膜（膜厚＝３００ｎｍ）を成膜した。ＳｉＮ膜成膜時の熱履歴は、室温から最高到達温度（約３３０℃）までの昇温速度が３０℃／ｍｉｎ、最高到達温度での保持時間が３０分間、最高到達温度から室温までは自然冷却である。
【００６３】
そして、コンタクトホール形成のために、レジスト塗布、露光、現像、ＳｉＮ膜のエッチングおよびレジストの剥離洗浄を順次行った。その後、図１（試料の模式断面図）に示す通り、コンタクトホール部に透明画素電極としてＩＴＯ膜を下記条件で成膜した。
（ＩＴＯ膜の成膜条件）
・スパッタガス＝アルゴン
・圧力＝１０６．４ｍＰａ（０．８ｍＴｏｒｒ）
・基板温度＝２５℃（室温）
【００６４】
ＴＡＢ部は、図１に示す通り、ＳｉＮ膜のエッチングおよびレジストの剥離洗浄を順次行って配線膜をむき出しにした後、ＩＴＯ膜を積層して模擬形成した。
【００６５】
（膜の硬度測定）
上記ＩＴＯ膜を積層後に、上記ＴＡＢ部の該ＩＴＯ膜を取り除いてむき出しにした配線膜部分の硬度を、ナノインデンター法を採用して測定した。測定条件は表２の通りである。尚、本測定では、配線膜の硬度がガラス基板の硬度の影響を受けるのを避けるため、押込み始めて塑性変形開始後、膜厚の１／１０（本実施例では膜の厚さが３００ｎｍであるので、２０〜３０ｎｍ）まで押し込んで硬度平均（Ｎ数＝１５）を求めた。その結果を表１に示す。また、その測定例を図２に示す。
【００６６】
【表２】
2010239112.tif 000004
【００６７】
（ＩＴＯ膜との接触抵抗の測定）
この様にして得られた試料を用いて、ＩＴＯ膜（透明画素電極）との接触抵抗（コンタクト抵抗、ＤＣ性）を特許文献１に示す通りＴＥＧパターンを作製して測定した。その結果、前記表１のＮｏ．１〜１３、１５〜２４は、４００Ω以下の良好な値が得られた。これに対し、Ｎｏ.１４は純Ａｌ膜であるため、ＤＣ性を確保できなかった。
【００６８】
（配線膜の配線電気抵抗の測定）
上記ＴＡＢ部にて、４端子法で膜の配線電気抵抗（電気抵抗率）を測定した。その結果、Ｎｏ．１〜２３において５．５μΩ・ｃｍ以下と低い配線電気抵抗を示した。特に、Ｎｏ．１〜２０の膜は５μΩ・ｃｍを下回るより低い配線電気抵抗を示した。これに対し、Ｎｏ．２４は、６．３μΩ・ｃｍと高くなった。
【００６９】
表１より次のように考察することができる（以下のＮｏ．は、表１における実施例Ｎｏ．を示す）。即ち、Ｎｏ．１〜１３のＡｌ合金膜は、成分組成および組織が規定の条件を満たしているため、所望の硬度を示している。また、上述の通り、これらの実施例のＡｌ合金膜は、ＤＣ性に優れると共に低い配線電気抵抗を示す。
【００７０】
これに対しＮｏ．１４〜１７は、本発明で規定する少なくともいずれかの元素を含んでいないため、不具合が生じた。詳細には、Ｎｏ．１４は、純Ａｌ膜であるため、ＤＣ性を確保できず、また硬度が低くなった。Ｎｏ．１５〜１７は、Ｎｉおよび／またはＣｏを含むＡｌ合金膜であるが、その含有量が不足し、Ａｌ結晶粒内の固溶Ｎｉ量と固溶Ｃｏ量の合計が一定以上でないため硬度が不足する結果となった。
【００７１】
Ｎｏ．１８〜２０は、成分組成は本発明で規定する範囲内にあるが、製造工程において、上述の通り他の例と異なる条件で熱処理し、含まれているＮｉまたはＣｏが全て析出物を形成したため、本発明で規定する固溶状態を実現できず、高硬度を達成することができなかった。
【００７２】
Ｎｏ．２１〜２３は、Ｘ元素およびＺ元素の合計量が規定する上限を超えている（Ｎｏ．２３は、Ｘ元素単独の含有量も上限を超えている）ため、Ａｌ合金膜の電気抵抗率（配線電気抵抗）が高くなる結果となった。
【００７３】
Ｎｏ．２４は、Ａｌ結晶粒内の固溶Ｎｉ量と固溶Ｃｏ量の合計が過剰であるため、配線電気抵抗が高くなった。
【００７４】
２．実施例２
本実施例では、上記実施例１において得られたＡｌ合金膜と透明導電膜（ＩＴＯ膜）との積層構造体に対し、更に酸化性雰囲気下で熱処理を行うと圧着時の割れの発生を一層抑制できることを実証する。具体的には、前記実施例１と同様に、表１に示す種々の成分組成の膜（膜厚＝３００ｎｍ）を、ＤＣマグネトロン・スパッタリング法（基板＝２．５ｃｍ角のガラス基板（コーニング社製  Ｅａｇｌｅ２０００（登録商標））により成膜し、絶縁膜（ＳｉＮ膜）の成膜を模擬して熱処理を行い、Ａｌ合金膜上にＩＴＯ膜を成膜した。
【００７５】
この様にして得られたＡｌ合金膜と透明導電膜（ＩＴＯ膜）との積層構造体について、下記に示す通り、ＩＴＯピンホールの個数の測定および圧着割れ性試験を行った。また、上記の様にして得られたＡｌ合金膜と透明導電膜（ＩＴＯ膜）との積層構造体に熱処理を施したものについても、ＩＴＯピンホールの個数の測定および圧着割れ性試験を行った。尚、熱処理は、大気（酸素分圧２０ｋＰａ（酸素濃度２０体積％）雰囲気下にて、室温から２８０℃まで昇温速度２０℃／ｍｉｎで昇温させ、２８０℃で３０分間保持した後、室温まで自然冷却にて降温させた。これらの結果を表３に示す。
【００７６】
（ＩＴＯピンホールの個数測定）
ＩＴＯピンホールの個数は、アルカリエッチングによる腐食孔数密度にて決定した。具体的には、前記積層構造体を０．２３８質量％ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）水溶液に３分間浸漬して、ＩＴＯ膜を介して発生したＡｌ合金膜の腐食孔個数を測定し、この腐食孔個数をＩＴＯピンホールの個数とした。Ａｌ合金膜の腐食孔個数は、観察倍率１０００倍の光学顕微鏡写真を撮影し、任意の１０μｍ四方（１００μｍ2）の面積中の黒点数を測定した。
【００７７】
（圧着割れ性試験）
前記積層構造体（２．５ｃｍ角）の透明導電膜（ＩＴＯ膜）上に直径１ｍｍの鋼球を載せ、小型インストロン型万能試験機を用いて、室温（温度２３℃）にて、荷重８００ｇまたは１１００ｇで１０秒間加圧し、鋼球を圧着させた。加圧を解除し、剛球を取り除いた後、光学顕微鏡（４００倍）を用いて圧着痕を観察し、Ａｌ合金膜およびＩＴＯ膜の割れ発生の有無を確認した。
【００７８】
【表３】
2010239112.tif 000005
【００７９】
表３より次のように考察することができる（以下のＮｏ．は、表３における実施例Ｎｏ．を示す）。まず、熱処理を施していない積層構造体について考察すると、Ｎｏ．１〜２４のいずれにおいても、ＩＴＯピンホールは１００μｍ2あたり１９個以上であり、ＩＴＯ膜に多数のピンホールが存在する。これらの場合、Ａｌ合金膜の硬度が１．５ＧＰａ未満であるＮｏ．１４〜２０は、荷重８００ｇでも割れが発生した。一方、Ａｌ合金膜の硬度が１．５ＧＰａ以上であるＮｏ．１〜１３，２１〜２４は、荷重８００ｇでは割れは発生せず、Ａｌ合金膜の硬度制御により圧着時の割れの発生が防止できていることがわかる。ただし、荷重１１００ｇではいずれも割れが発生した。
【００８０】
これに対し熱処理を施した積層構造体では、Ｎｏ．１〜２４のいずれにおいても、ＩＴＯピンホールは１００μｍ2あたり３個以下に低減されている。そして、これらの場合、Ａｌ合金膜の硬度が１．５ＧＰａ未満であるＮｏ．１４〜２０では、荷重１１００ｇで割れが発生したが、Ａｌ合金膜の硬度が１．５ＧＰａ以上であるＮｏ．１〜１３，２１〜２４では、荷重１１００ｇでも割れが発生しなかった。
【００８１】
以上のことから、ＩＴＯ膜成形後に所定の条件で熱処理を施すことにより、ＩＴＯピンホールを低減でき、より過酷な圧着試験を行っても、圧着時の割れの発生を効果的に抑制できることがわかった。
【図１】
2010239112.tif 000006
【図２】
2010239112.tif 000007