(57)【要約】有機ＥＬに好適な柔軟性を備え、ＩＴＯなどの透明電極層と直接接合が可能で、現像液への耐食性に優れたＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料を提供することを目的とする。本発明は、アルミニウムにニッケルとボロンとを含有したＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料において、ニッケル及びボロンの合計で、０．３５ａｔ％〜１．２ａｔ％含有し、残部アルミニウムからなるものとした。また、本発明のＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料は、ニッケルが０．３ａｔ％〜０．７ａｔ％で、ボロンが０．０５ａｔ％〜０．５ａｔ％であることが好ましい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムにニッケルとボロンとを含有したＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料において、
ニッケル及びボロンの合計で、０．３５ａｔ％〜１．２ａｔ％含有し、残部アルミニウムからなることを特徴とするＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料。
【請求項２】
ニッケルが０．３ａｔ％〜０．７ａｔ％であり、ボロンが０．０５ａｔ％〜０．５ａｔ％である請求項１に記載のＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料。
【請求項３】
ニッケル含有量をニッケルの原子百分率Ｘａｔ％とし、ボロン含有量をボロンの原子百分率Ｙａｔ％とした場合、式
０．３≦Ｘ
０．０５≦Ｙ≦０．５
Ｙ＞２Ｘ−０．９
の各式を満足する領域の範囲内にある請求項２に記載のＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料。
【請求項４】
有機ＥＬ用である請求項１〜請求項３いずれかに記載のＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料。
【請求項５】
請求項１に記載のＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料からなる配線電極膜を形成するためのスパッタリングターゲットであって、
ニッケル及びボロンの合計で、０．３５ａｔ％〜１．２ａｔ％含有し、残部アルミニウムからなることを特徴とする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、表示デバイスの素子に用いられるＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料に関し、特に、有機ＥＬディスプレイに好適なＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線電極材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報機器、ＡＶ機器、家電製品等の表示デバイスとして、例えば、薄膜トランジスタ（Thin  Film  Transistor、以下、ＴＦＴと略称する）を採用したディスプレイが、現在、幅広く利用されている。このようなディスプレイには、ＴＦＴを代表とするアクティブマトリックス方式による液晶表示（ＬＣＤ）や自己発光型の有機ＥＬ（ＯＥＬＤ）、或いはパッシブマトリックス方式による有機ＥＬ等、様々な制御構造が提案されており、この制御構造は薄膜により形成された回路により構成される。【０００３】
このような各種表示デバイスは、一般的に、ＩＴＯ電極を代表とする透明電極、薄膜トランジスタ、配線用の導電性電極などを備える。このような表示デバイスは、その使用する材料が表示品質、電力消費、製品コストなどに直接影響するものであり、その技術改善が日々進められている。【０００４】
この表示デバイスの構造については、液晶表示（ＬＣＤ）を例にすると、具体的には、次のような改良技術が進行している。【０００５】
表示デバイスの中心となる傾向の液晶表示装置では、高精細化、低コスト化は目覚ましく、その素子としてはＴＦＴを利用した構造が広く採用されつつある。そして、その回路の配線材料としては、アルミニウム（Ａｌ）合金が用いられている。これは従来使用されてきたタンタル、クロム、チタンやそれら合金等の高融点材料の比抵抗が高すぎる等の改善策として、比抵抗が低く、配線加工が容易なアルミニウムが代替材料として着目された結果による。【０００６】
このアルミニウム合金による薄膜回路を形成する場合、ＬＣＤにおけるＩＴＯ電極などの透明電極とのコンタクト部分において次のような現象を生じることが知られている。それは、Ａｌ合金とＩＴＯ（Indium Tin Oxide）電極とを直接接合すると、その両者の電気化学的特性の相違により、その接合界面において反応を生じ、接合界面の破壊や抵抗値の増加を生じるのである。そのため、液晶表示素子にＡｌ合金を使用する場合には、ＭｏやＣｒなどから形成される、いわゆるコンタクトバリアー層（或いは、キャップ層。以下、「コンタクトバリアー層」という用語には、キャップ層を含む概念として用いる）と呼ばれるものが形成される（例えば、非特許文献１参照）。【０００７】
つまり、このＡｌ合金の配線電極を備えるＴＦＴでは、Ｃｒ、Ｍｏ等を主材料としたコンタクトバリアー層が設けられることが一般的であった。このようなコンタクトバリアー層の存在は、表示デバイス構造を複雑とし、生産コストの増加に繋がるものであった。また、最近では、このコンタクトバリアー層を構成する材料の一つであるＣｒの使用を排除する市場動向もあり、コンタクトバリアー層を形成する技術に大きな制約が生じ始めたという事情もあった。【０００８】
そのため、最近では、上述したコンタクトバリアー層を省略し、ＩＴＯ電極などの透明電極と直接接合が可能な特定組成のＡｌ−Ｎｉ系合金配線材料が提案されている（特許文献１〜特許文献３参照）。また、反射膜用途のＡｌ−Ｎｉ系合金配線材料も提案されている（特許文献４）。【０００９】
ところが、上記先行技術で提案されているＡｌ−Ｎｉ系合金配線材料は、基本的には液晶表示（ＬＣＤ）装置を対象に開発されたものが多く、自己発光型の有機ＥＬ（ＯＥＬＤ）用途に好適であるか否かの検討は具体的になされていない。【００１０】
有機ＥＬは、自己発光型であるため、素子形成の積層厚さを非常に薄くすることができ、ガラス基板の代わりにフレキシブルなプラスチック板などを使用することで、いわゆるフレキシブルなディスプレイ（曲げられる表示板）を実現することができる。このよう観点から、有機ＥＬに用いる材料物性としては、その柔軟性が要求されることになるが、上記先行技術文献におけるＡｌ−Ｎｉ系合金配線材料では何ら検討がなされていない。【００１１】
そして、近年の有機ＥＬのディスプレイでは、駆動方式としてＬＴＰＳ（低温ポリシリコン）−ＴＦＴが採用されているが、Ａｌ−Ｎｉ系合金は、その引き出し配線材料や、反射膜材料として使用される。ところが、従来のＡｌ−Ｎｉ系合金配線材料では、有機ＥＬの引き出し配線と、反射膜との両方に使用できるものでないため、それぞれ個別に対応しているのが現状である。つまり、有機ＥＬ用として、引き出し配線と、反射膜との両方に適用可能なＡｌ−Ｎｉ系合金の配線電極材料も要望されている。【００１２】
また、従来のＡｌ−Ｎｉ系合金配線材料により素子の回路を形成する場合、回路形成に使用する現像液に接触した際に、Ａｌ−Ｎｉ系合金が浸食される傾向があり、従来の製造工程に適応されにくい場合も指摘されている。現像液に接触する部分は、エッチング工程において溶かしてしまう部分であり、本来、現像液に浸食されても回路形成には問題とならない。しかし、現像工程でトラブルを生じ、一旦レジストを剥離して、再度、現像工程からやり直す場合、いわゆるフォトリワークと呼ばれる処理を行う場合には問題となる。このフォトリワークを行う場合、先に行った現像工程で、現像液による浸食が進行すると、既にＡｌ−Ｎｉ系合金が溶けてしまい、フォトリワークができなくなるのである。一般に、表示デバイスの製造メーカー、いわゆるパネルメーカーにおいては、このフォトリワークの工程を採用することにより、製造歩留を上げるため、現像液に対する耐食性をある程度備えたＡｌ−Ｎｉ系合金配線材料が要求されている。【００１３】
つまり、上述のような理由により、現像液の浸食によって、Ａｌ−Ｎｉ系合金自体が溶解されて回路形成が困難となったり、或いはＡｌ−Ｎｉ系合金表面が酸化され、透明電極との直接接合の際の接合抵抗を増大させるという不具合を解消できるＡｌ−Ｎｉ系合金配線材料を求める傾向があった。そのため、このような現像液の浸食に対しは、Ａｌ−Ｎｉ系合金配線材料の耐食性を向上する方法として、Ａｌ系合金膜表面を窒化、酸化させる技術が提案されている（特許文献５、参照）。【００１４】
しかしながら、Ａｌ系合金表面を窒化或いは酸化させることは、薄膜形成時のスパッタリング処理時間が長くなるという不利な面がある。また、窒化、酸化をするために、スパッタリング装置のチャンバー内に窒素ガスや酸素ガスを導入するなどの対応を行う必要があるため、スパッタリングの際に、パーティクルを発生しやすくなり、良好なＡｌ系合金膜の形成が困難となる場合がある。また、窒化膜や酸化膜が形成されたＡｌ系合金膜をエッチングして回路形成する場合、このＡｌ系合金膜表面に形成された窒化膜或いは酸化膜と、その表面以外のＡｌ系合金膜とのエッチングレートが相違するため、Ａｌ系合金表面側、すなわち、窒化膜或いは酸化膜のエッチングの進行が遅くなるため、Ａｌ系合金膜表面側がエッチング残りとなり、回路断面形状が逆テーパー状態になる傾向がある。この回路断面形状を正常化するために、特殊なエッチング液を使用する対応も可能であるが、製造コストの上昇につながり、望ましいものではない。このようなことから、回路形成時に使用する現像液への耐食性に優れたＡｌ−Ｎｉ系合金配線材料が要求されている。
【先行技術文献】
【００１５】
【非特許文献１】内田龍男  編著，「次世代液晶ディスプレイ技術」，初版，株式会社  工業調査会，１９９４年１１月１日，ｐ．３６−３８
【００１６】
【特許文献１】特開２００４−２１４６０６号公報
【特許文献２】特開２００７−１４２３５６号公報
【特許文献３】特開２００６−２６１６３６号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ２００８／０４７５１１パンフレット
【特許文献５】特開平１１−２８４１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、有機ＥＬのような使用材料に柔軟性が要求され、ＩＴＯなどの透明電極層と直接接合が可能で、現像液への耐食性に優れたなＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明は、アルミニウムにニッケルとボロンとを含有したＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料において、ニッケル及びボロンの合計で、０．３５ａｔ％〜１．２ａｔ％含有し、残部アルミニウムからなることを特徴とするものとした。本発明に係るＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料は、ニッケルが０．３ａｔ％〜０．７ａｔ％であり、ボロンが０．０５ａｔ％〜０．５ａｔ％であることが好ましい。【００１９】
そして、本発明に係るＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料は、ニッケル含有量をニッケルの原子百分率Ｘａｔ％とし、ボロン含有量をボロンの原子百分率Ｙａｔ％とした場合、式０．３≦Ｘ、０．０５≦Ｙ≦０．５、Ｙ＞２Ｘ−０．９の各式を満足する領域の範囲内にあることが、更に好ましい。【００２０】
本発明に係るＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料は、有機ＥＬに用いることが好ましい。【００２１】
さらに、本発明は、Ａｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料からなる配線電極膜を形成するためのスパッタリングターゲットであって、ニッケル及びボロンの合計で、０．３５ａｔ％〜１．２ａｔ％含有し、残部アルミニウムからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ＩＴＯなどの透明電極層と直接接合が可能で、現像液への耐食性に優れた配線材料であって、有機ＥＬのような使用材料に柔軟性が要求される場合に、好適なＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料を提供することができる。また、本発明のＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料は、有機ＥＬの引き出し配線材料及び反射膜材料としても好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ＩＴＯ電極層とＡｌ合金電極層とをクロスして積層した試験サンプル概略斜視図。
【図２】表１の各試料データのプロットグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明における実施形態について説明する。本発明に係るＡｌ系合金配線材料は、情報機器、ＡＶ機器、家電製品等の表示デバイスにおける配線材料と好適なものであり、特に、有機ＥＬによる表示デバイスを形成する際に好適なものである。但し、本発明は、アクティブマトリックスタイプの液晶ディスプレイや有機ＥＬタイプの表示ディスプレイに限らず、各種表示デバイスの配線材料に適用することもできる。
【００２５】
本発明に係るＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料は、アルミニウムにニッケルとボロンとを含有し、ニッケル及びボロンの合計で、０．３５ａｔ％〜１．２ａｔ％含有し、残部アルミニウムからなることを特徴とする。ニッケル及びボロンの合計含有量で、０．３５ａｔ％〜１．２ａｔ％がアルミニウムに含有されていると、従来のＡｌ−Ｎｉ系合金配線材料に比べて現像液への耐食性に優れており、純Ａｌに近い耐食性を備え、配線材料自体が柔軟性を備えたＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料となる。この配線電極材料自体の柔軟性は、Ａｌ−Ｎｉ系合金自体の硬度によって評価する。合計含有量が０．３５ａｔ％未満であると、配線材料のビッカース硬度がＨｖ２５より小さくなり、配線材料自体が柔らかくなりすぎて傷の付きやすくなる。一方、１．２ａｔ％を超えると、配線材料のビッカース硬度がＨｖ４０を超えてしまい、配線材料自体が硬くなってフレキシブル基板等に使用することが難しくなる傾向が強くなる。尚、本発明に係るＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料は、以下に述べる本発明の奏する効果を逸脱しない範囲において、例えば、材料製造工程或いは配線回路形成工程や素子製造工程などで混入する可能性のあるガス成分やその他の不可避不純物の混入を妨げるものではない。
【００２６】
本発明に係るＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料は、上述した先行技術（特許文献１〜特許文献４）との相違は、現像工程で使用されるテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを含むアルカリ現像液に対する耐食性を有する点に特徴がある。これは、フォトリワーク工程が採用可能となる。そして、本発明に係るＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料は、材料自体に柔軟性を備えさせた点に特徴がある。これは、有機ＥＬのような使用材料に柔軟性が要求されるものとして好適となる。
【００２７】
ニッケルは、熱処理によりアルミニウムとの金属間化合物を形成し、透明電極層との直接接合における接合特性を良好にする作用を有する。但し、ニッケル含有量が多くなると、配線回路自体の比抵抗が高くなる傾向となり、現像液に対する耐食性が低下する。また、ニッケル含有量が少ないと、アルミニウムとの金属間化合物の生成量が減少し、透明電極層との直接接合ができなくなり、耐熱性（熱によるＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料の塑性変形発生に対する抑止作用）も低下する傾向となる。このことからニッケル含有量は０．３ａｔ％〜０．７ａｔ％であることが好ましい。
【００２８】
ニッケル含有量が０．７ａｔ％を超えると、３００℃の熱処理後の比抵抗値が大きくなる傾向になる。また、０．３ａｔ％未満であると、いわゆるディンプルと呼ばれる窪み状欠陥が形成され易くなり、耐熱性を確保できなくなる傾向となり、ＩＴＯなどの透明電極との直接接合した際の接合抵抗値が大きくなる傾向になる。このディンプルとは、Ａｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料を熱処理した際に生じる応力ひずみによって材料表面に形成される微小な窪み状の欠陥のことをいい、このディンプルが発生すると、接合特性に悪影響を与え、接合信頼性が低下する。一方、いわゆるヒロックとは、ディンプルとは逆に、Ａｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料を熱処理した際に生じる応力ひずみによって材料表面に形成される突起物であるが、このヒロックが発生しても、接合特性に悪影響を与え、接合信頼性が低下する。このディンプルとヒロックとは、熱によるＡｌ−Ｎｉ系合金の塑性変形である点で共通するものであり、総称してストレスマイグレーションと呼ばれる現象で、これらの欠陥の発生レベルによりＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料の耐熱性を判断することができる。
【００２９】
そして、本発明に係るＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料は、ニッケルに加えて、所定量のボロンを含有させる。このボロンの添加により、ｎ＋−Ｓｉなどの半導体層と直接接合をした際に、接合界面におけるＡｌとＳｉとの相互拡散を防止することができる。このボロンは、ニッケルと同様に耐熱性にも作用するもので、ボロンを含有させることにより、熱処理した際に生成される金属間化合物の析出物を小さくさせる傾向になる。ボロン含有量は、０．０５ａｔ％〜０．５ａｔ％であることが好ましい。ボロン含有量が０．５ａｔ％を超えると、３００℃の熱処理後の比抵抗値が大きくなる傾向になる。逆に、０．０５ａｔ％未満の含有量であると、３００℃の熱処理における耐熱性が確保できなくなる。
【００３０】
さらに、本発明に係るＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料は、ニッケル含有量をニッケルの原子百分率Ｘａｔ％とし、ボロン含有量をボロンの原子百分率Ｙａｔ％とした場合、式０．３≦Ｘ、０．０５≦Ｙ≦０．５、Ｙ＞２Ｘ−０．９の各式を満足する領域の範囲内にあることが、更に好ましい。このような組成範囲であると、比抵抗値が３．６μΩｃｍ以下で、硬度４０Ｈｖ以下となり、耐食性に優れ、ＩＴＯなどの透明電極との接合特性及び３００℃の熱処理おける耐熱性も良好な、非常に優れた総合特性を備えるＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料となるからである。
【００３１】
本発明に係るＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料は、素子を形成する際のＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料の薄膜に、その上層、下層の何れか一方、或いはその両側に、Ｍｏ或いはＭｏ合金、Ｔｉ或いはＴｉ合金、Ｃｒ或いはＣｒ合金による金属膜、または、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの透明電極材料に使用されているＩｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯが含まれた透明電極材料膜を積層することができる。表示デバイスの素子構造においては、配線材料自体がＩＴＯなどの透明電極材料と直接接合する部分と、Ｍｏ等の金属層とする部分など、様々な接合形態があるが、本発明に係るＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料は、Ｍｏ或いはＭｏ合金、Ｔｉ或いはＴｉ合金、Ｃｒ或いはＣｒ合金による金属膜、または、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの透明電極材料に使用されているＩｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯが含まれた透明電極材料膜を積層することができる。
【００３２】
上記した本発明に係るＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料により、表示ディスプレイの素子を製造する場合には、ニッケル及びボロンの合計で、０．３５ａｔ％〜１．２ａｔ％含有し、残部アルミニウムからなることを特徴とするスパッタリングターゲットを用いることが好ましい。このような組成のスパッタリングターゲットを用いる場合、スパッタリング時の成膜条件に多少左右されることもあるが、ターゲット組成とほぼ同じ組成のＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金薄膜を容易に形成できる。
【００３３】
尚、本発明に係るＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料は、上記したようにスパッタリング法により成膜することが実用的に望ましいが、他の異なる方法を採用しても良い。例えば、蒸着法、スプレーホーミング法などの乾式法によってもよく、本発明のＡｌ−Ｎｉ系合金組成からなる合金粒子を配線材料として用い、エアロゾルディポジッション法で配線回路を形成することや、インクジェット法により配線回路を形成することなどが挙げられる。
【実施例】
【００３４】
続いて、本発明に係るＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料に関し、実施例を参照しながら具体的に説明する。【００３５】
本実施例では、表１に示す各組成のＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金に関して、その材料特性を評価した。まず、表１に示す各試料ＮｏにおけるＮｉ、Ｂの含有量を変化させたスパッタリングターゲットを形成した。このスパッタリングターゲットは、各組成含有量となるように各金属を混合して、真空中で溶解攪拌した後、不活性ガス雰囲気中で鋳造した後、得られたインゴットを圧延、成型加工をし、スパッタに供する表面を平面加工して製造した。【００３６】
そして、各試料Ｎｏの組成となったスパッタリングターゲットを用いてＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金薄膜を形成し、その膜特性、素子特性を評価した。この特性評価は、膜の比抵抗、硬度、現像液耐食性、耐熱性、ＩＴＯ接合抵抗について行った。
以下に各特性評価の条件について説明する。【００３７】
比抵抗：各組成の膜の比抵抗値は、ガラス基板上にスパッタリングにより単膜（厚み２８００Å）を形成し、真空中（１×１０−３Ｐａ）、３２０℃、３０分間の熱処理を行った後、４端子抵抗測定装置（Ｂ−１５００Ａ：アジレントテクノロジー社製）により測定した。スパッタリング条件は、マグネトロン・スパッタリング装置を用い、投入電力３．０Ｗ／ｃｍ２、アルゴンガス流量１００ｓｃｃｍ、アルゴン圧力０．５Ｐａとした。【００３８】
硬度：各組成の膜の硬度は、薄膜により測定しようとすると、基板の影響や、測定装置の違いにより、硬度値にバラツキが生じることから、各組成膜の成膜用ターゲット材を測定することにより代用した。具体的には、各組成膜の成膜用ターゲット材から、１０mm×１０mm×１０mmのバルク体を切り出し、測定表面を研摩後、ビッカース硬度測定装置（松沢精機（株）製）により、１０個所を測定して、その平均硬度値を算出した。【００３９】
現像液耐食性：各組成の膜に関する現像液耐食性は、上記膜の比抵抗と同様な条件で単膜（厚み２０００Å）をガラス基板上に形成し、その単膜の一部に、レジストを被覆、露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを含むアルカリ現像液（以下、ＴＭＡＨ現像液と略す）に６０秒間浸せきして、レジストを剥離して、その段差を測定することによって、現像液による溶解量（膜の減少厚さ）を測定（接触式段差測定装置Ｐ−１５：ＫＬＡテンコール（株）製）した。ＴＭＡＨ現像液は、濃度２．３８％、液温２３℃の条件とした。尚、純Ａｌの単膜では、ＴＭＡＨ現像液に６０秒間浸漬した際の溶解量（膜の減少厚さ）は、１０５Åであった。【００４０】
ＩＴＯ接合抵抗：ＩＴＯと直接接合した際の接合抵抗値は、図１の概略斜視図に示すようにガラス基板上にＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３−１０ｗｔ％ＳｎＯ２）電極層（５００Å厚、回路幅５０μｍ）を形成し、その上に各組成アルミニウム合金膜層（２０００Å厚、回路幅５０μｍ）をクロスするように形成した試験サンプル（ケルビン素子）を用いて評価した。【００４１】
試験サンプルの作製は、まず、ガラス基板上に、各組成のＡｌ−Ｎｉ系合金ターゲットを用い、上記スパッタリング条件（マグネトロン・スパッタリング装置、投入電力３．０Ｗ／ｃｍ２、アルゴンガス流量１００ｃｃｍ、アルゴン圧力０．５Ｐａ）にて、厚み２０００Åのアルミニウム合金膜を形成した。このスパッタリング時の基板温度は、１００℃に設定した。そして、形成したアルミニウム合金膜表面にレジスト（粘度１５ｃｐ、ＴＦＲ−９７０：東京応化工業（株））を被覆し、５０μｍ幅回路形成用パターンフィルムを配置して露光処理をし、濃度２．３８％、液温２３℃のＴＭＡＨ現像液で現像処理をした。現像処理後、リン酸系混酸エッチング液（関東化学（株）社製）により回路形成を行い、アミン水系剥離液（４０℃：ＴＳＴ−ＡＱ８：東京応化工業（株）製）によりレジストの除去を行って、５０μｍ幅のアルミニウム合金層回路を形成した。【００４２】
そして、５０μｍ幅のアルミニウム合金層回路を形成した基板を、純水洗浄、乾燥処理を行い、その表面にＳｉＮｘの絶縁層（厚み４２００Å）を形成した。この絶縁層の成膜は、ＣＶＤ装置（ＰＤ−２２０２Ｌ：サムコ（株）製）を用い、投入電力ＲＦ２５０Ｗ、ＮＨ３ガス流量１０ｃｃｍ、Ｈ２で希釈したＳｉＨ４ガス１００ｃｃｍ、窒素ガス流量２００ｃｃｍ、圧力８０Ｐａ、基板温度３５０℃のＣＶＤ条件により行った。【００４３】
続いて、絶縁層表面にポジ型レジスト（東京応化工業（株）社製：ＴＦＲ−９７０）を被覆し、１０μｍ×１０μｍ角のコンタクトホール開口用パターンフィルムを配置して露光処理をし、ＴＭＡＨ現像液により現像処理をした。そして、ＳＦ６のドライエッチングガスを用いて、コンタクトホールを形成した。コンタクトホール形成条件は、ＳＦ６ガス流量５０ｓｃｃｍ、酸素ガス流量５ｓｃｃｍ、圧力４．０Ｐａ、出力１００Ｗとした。【００４４】
アミン水系剥離液（４０℃：ＴＳＴ−ＡＱ８：東京応化工業（株）製）によりレジストの剥離処理を行った。そして、レジスト剥離後、アンモニア系のアルカリ洗浄液（和光純薬工業（株）製：特級アンモニア水２５％を純水希釈によりｐＨ１０以下に調整した溶液）により、液温２５℃、処理時間６０ｓｅｃで浸漬を行う洗浄処理をし、その後、水洗、乾燥処理を行った。このレジストの剥離処理が終了した各サンプルに対し、ＩＴＯターゲット（組成Ｉｎ２Ｏ３−１０ｗｔ％ＳｎＯ２）を用いて、コンタクトホール内及びその周囲にＩＴＯの透明電極層を形成した。透明電極層の形成は、スパッタリング（基板温度７０℃、投入電力１．８Ｗ／ｃｍ２、アルゴンガス流量８０ｓｃｃｍ、酸素ガス流量０．７ｓｃｃｍ、圧力０．３７Ｐａ）を行い、厚み１０００ÅのＩＴＯ膜を形成した。【００４５】
このＩＴＯ膜表面にレジスト（ＴＦＲ−９７０：東京応化工業（株）製）を被覆し、パターンフィルムを配置して露光処理をし、ＴＭＡＨ現像液で現像処理をし、しゅう酸系混酸エッチング液（ＩＴＯ０７Ｎ：関東化学（株））により５０μｍ幅回路の形成を行った。ＩＴＯ膜回路形成後、アミン水系剥離液（４０℃：ＴＳＴ−ＡＱ８：東京応化工業（株）製）によりレジストを除去した。【００４６】
以上のような作製方法により得られた各試験サンプルを、大気雰囲気中、２５０℃、３０分間の熱処理を行った後、図１に示す試験サンプルの矢印部分の端子部から１００μＡの電流を通電した際の電圧を測り、接合抵抗を測定した。【００４７】
耐熱性：各組成膜の耐熱性は、ガラス基板上にスパッタリング（条件は上記比抵抗評価と同様）により単膜（厚み約０．３μｍ）を形成し、真空中（１×１０−３Ｐａ）、３００℃、３０分間の熱処理を行った後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：１万倍）で膜表面を観察して行った。このＳＥＭ観察は、各観察試料について観察範囲１０μｍ×８μｍを５視野確認するようにした。そして、表２に示す耐熱性の評価結果は、観察表面に径０．１μｍ以上の突起物（ヒロック）が確認されたか、或いは観察表面に窪み状部分（径０．３μｍ〜０．５μｍ）となったディンプルが４個以上確認された場合を評価×、ディンプルが４個未満のものを評価△、欠陥らしきものが全く確認されなかったものを評価○とした。【００４８】
上述した各評価方法によって得られた結果を表１に示す。【００４９】
【表１】
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【００５０】
表１の結果より、ＮｉとＢの合計含有量が０．３５ａｔ％未満になると、硬度値がＨｖ２５より小さくなり、１．２ａｔ％を超えると、硬度値がＨｖ４０を上回ることが判明した。そのため、ＮｉとＢの合計含有量が０．３５ａｔ％〜１．２ａｔ％の組成範囲であれば、フレキシブル基板などに成膜して用いる場合においても、膜に割れや亀裂が生じることなく、低比抵抗で耐熱性のあるＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料となる。【００５１】
また、Ｎｉ含有量が、０．３ａｔ％以上であれば、接合抵抗値が２００Ω／□１０μｍよりも小さくなり、０．７ａｔ％以下であれば３００℃の熱処理後における比抵抗値が３．４μΩｃｍよりも小さくなることが判明した。そして、Ｂ含有量が０．５％以下になると、３００℃の熱処理後における比抵抗値が３．４μΩｃｍよりも小さくなることが判った。液晶パネルや有機ＥＬにおいて一般的に使用されているＴＭＡＨ現像液に関しては、そのＴＭＡＨ現像工程後の膜の溶解量（膜の減少量）が、初期膜厚に対して１０％以内になることが望ましいと考えられ、そのような耐食性を示す組成とすることが好ましいと推測される。【００５２】
さらに、表１の中で、Ｎｉ≦０．８ａｔ％、Ｂ≦０．７ａｔ％の各試料のデータを検討した。図２に、Ｎｉ≦０．８ａｔ％、Ｂ≦０．７ａｔ％の範囲のデータをプロットしたグラフを示す。図２のグラフ中、各プロットの右上に記載した番号が、表１の試料Ｎｏに対応する。図２のグラフにおいて、●のプロットは、比抵抗値が３．６μΩｃｍ以下、硬度４０Ｈｖ以下、耐食性２００Å以下、接合抵抗値２００Ω／□１０μｍ以下、３００℃耐熱性が○評価のデータである。これに対して、○のプロットは、前記項目のいずれかが満足できないデータである。この図２の結果から、特に好ましい組成範囲は、ニッケル含有量をニッケルの原子百分率Ｘａｔ％とし、ボロン含有量をボロンの原子百分率Ｙａｔ％とした場合、０．３≦Ｘ、０．０５≦Ｙ≦０．５、Ｙ＞２Ｘ−０．９の各式により囲まれた領域であることが判明した。これらの式により囲まれた領域は、図２に示す点線で示された範囲である。Ｙ＞２Ｘ−０．９に関しては、上記特性をより確実に満足する式として、試料Ｎｏ１３の組成を含むＹ≧２Ｘ−０．８５である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明のＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料は、現像液への耐食性に優れ、材料自体に柔軟性があり、ＩＴＯなどの透明電極層と直接接合が可能であるため、有機ＥＬを構成する使用材料として好適なものである。また、本発明のＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料は、有機ＥＬの引き出し配線材料及び反射膜材料としても好適なものである。
【図１】
2010004783.tif 000003
【図２】
2010004783.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月25日(2010.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムにニッケルとボロンとを含有したＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料において、
ニッケルが０．３ａｔ％〜０．７ａｔ％であり、ボロンが０．０５ａｔ％〜０．５ａｔ％であり、ニッケル及びボロンの合計で０．３５ａｔ％〜１．２ａｔ％含有し、残部アルミニウムからなり、
ニッケル含有量をニッケルの原子百分率Ｘａｔ％とし、ボロン含有量をボロンの原子百分率Ｙａｔ％とした場合、式
０．３≦Ｘ
０．０５≦Ｙ≦０．５
Ｙ＞２Ｘ−０．９
の各式を満足する領域の範囲内にあることを特徴とするＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料。
【請求項２】
有機ＥＬ用である請求項１に記載のＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料。
【請求項３】
請求項１に記載のＡｌ−Ｎｉ系合金配線電極材料からなる配線電極膜を形成するためのスパッタリングターゲットであって、
ニッケルが０．３ａｔ％〜０．７ａｔ％であり、ボロンが０．０５ａｔ％〜０．５ａｔ％であり、ニッケル及びボロンの合計で０．３５ａｔ％〜１．２ａｔ％含有し、残部アルミニウムからなり、
ニッケル含有量をニッケルの原子百分率Ｘａｔ％とし、ボロン含有量をボロンの原子百分率Ｙａｔ％とした場合、式
０．３≦Ｘ
０．０５≦Ｙ≦０．５
Ｙ＞２Ｘ−０．９
の各式を満足する領域の範囲内にあることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【国際調査報告】
2010004783.tif 000005
2010004783.tif 000006