(57)【要約】【課題】熱処理後でもヒロックなどの熱欠陥が発生せず、電気抵抗が低く、さらに、透明導電膜との直接積層が可能な配線材料を提供するとともに、該配線材料からなる配線を具備した大型・高精細の生産性に優れた液晶ディスプレイパネル、及び、本配線を形成するためのスパッタリングターゲットを提供する。【解決手段】配線の少なくともひとつが、添加元素として希土類元素の中から選ばれる少なくとも１種以上の元素を０．０１〜１原子％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物であるＣｕ合金薄膜からなり、かつ、透明導電膜と直接積層した配線構造を有する液晶ディスプレイパネルとする。【選択図】    選択図なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明導電膜に直接積層された配線を有する液晶ディスプレイパネルであって、前記配線が、希土類元素から選ばれる１種以上の元素を０．０１〜１原子％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物であるＣｕ合金薄膜からなる配線であることを特徴とする液晶ディスプレイパネル。
【請求項２】
透明導電膜に直接積層された配線を有する液晶ディスプレイパネルであって、前記配線が、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂから選ばれる１種以上の元素を０．０１〜１原子％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物であるＣｕ合金薄膜からなる配線であることを特徴とする液晶ディスプレイパネル。
【請求項３】
Ｃｕ合金薄膜の酸素含有量が１００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶ディスプレイパネル。
【請求項４】
Ｃｕ合金薄膜がスパッタリング法により形成された薄膜である事を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイパネル。
【請求項５】
Ｃｕ合金薄膜が、スパッタリング法により形成した後、１００℃〜４００℃の熱処理を施して、その抵抗率を５μΩｃｍ以下とした薄膜である事を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイパネル。
【請求項６】
透明導電膜がＩＴＯからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイパネル。
【請求項７】
透明導電膜がＺｎＯ、又は、Ａｌ、Ｉｎ、Ｖ、Ｇａ、Ｂ、Ｙ、Ｔｉ、Ｓｃから選ばれる１種以上の元素を０．０１〜５原子％含有したＺｎＯからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイパネル。
【請求項８】
透明導電膜に直接積層された配線を有する液晶ディスプレイパネルの製造方法であって、前記配線が希土類元素の中から選ばれる１種以上の元素を０．０１〜１原子％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物であるＣｕ合金薄膜からなり、該Ｃｕ合金薄膜をスパッタリング法にて形成した後に１００℃〜４００℃の熱処理を施すことにより、その抵抗率を５μΩｃｍ以下とすることを特徴とする液晶ディスプレイパネルの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイパネルのＣｕ合金薄膜を形成するためのＣｕ合金スパッタリングターゲットであって、希土類元素の中から選ばれる１種以上の元素を０．０１〜１原子％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物であるＣｕ合金からなることを特徴とするＣｕ合金スパッタリングターゲット。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイパネルのＣｕ合金薄膜を形成するためのＣｕ合金スパッタリングターゲットであって、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂから選ばれる１種以上の元素を０．０１〜１原子％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物であるＣｕ合金からなることを特徴とするＣｕ合金スパッタリングターゲット。
【請求項１１】
酸素含有量が１００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載のＣｕ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Ｃｕ合金薄膜からなる配線を用いた液晶ディスプレイパネル、その製造方法、並びに液晶ディスプレイパネルの薄膜配線形成に使用されるＣｕ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】
アクティブマトリックスの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や半導体デバイスに用いられる配線材料には、従来からＡｌ、Ｃｕなどの純金属や、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｎｄなどの合金材料が用いられている。しかし、最近では薄型テレビとして需要の高いＴＦＴ液晶ディスプレイパネル（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の大型化・高精細化による配線幅の減少や配線長の増大などによる信号遅延や、高温多層膜工程による配線材料の熱欠陥（ヒロックやボイドなど）などが大きな問題となってきている。そのため低抵抗率で高熱安定性の配線材料の開発が強く要求されている。
【０００３】
また、近年、半導体分野において、集積度が進み、これに伴い電極・配線の微細化が急速に進んでいる。このため、電流密度が加速度的に増大し現在では、〜１×１０６Ａ／ｃｍ２のオーダーに達しようとしており、エレクトロマイグレーション耐性の向上が最大の課題となっている。
【０００４】
これらの問題を解決するために、配線材料として、古くはＶＬＳＩ半導体分野ではＡｌ−Ｃｕ（例えば、非特許文献１参照）、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ（例えば、非特許文献２参照）が使用されていた。希土類元素や第４族元素等を添加したＣｕ合金薄膜（例えば、特許文献２〜４参照）の使用も提案されているが、最近ではＣｕ薄膜（例えば、非特許文献３参照）が用いられている。また、液晶の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の配線ではＡｌ−Ｔａ（例えば、非特許文献４参照）、Ａｌ−Ｚｒ（例えば、非特許文献５参照）、Ａｌ−Ｎｄ（例えば、特許文献１参照）などの合金が提案されている。しかし、更なるディスプレイの大型化・高精細化に対してより低抵抗率を有する耐熱性に優れた材料が求められている。
【０００５】
特に、液晶テレビを中心とするＦＰＤ分野では、ディスプレイの大型化が進む事もあり、配線の微細化は半導体分野ほどではなく、電流密度も１×１０３Ａ／ｃｍ２程度であるため、エレクトロマイグレーションの防止が主要な課題である半導体分野とは異なり、プロセス中の加熱過程に対するより一層の耐熱性が求められている。
【０００６】
また、Ａｌ系合金を配線材料とする場合、元素の相互拡散防止や耐熱性向上のためにＡｌ合金配線の上下両側、あるいは、片側にＭｏやＣｒなどからなるバリア層を形成する必要があり生産性を妨げる一因となっている。
【０００７】
【非特許文献１】Ｆ．ｄ’Ｈｕｅｒｌｅ：Ｍｅｔａｌｌ．Ｔｒａｎｓ．，ｖｏｌ．２，ｐ．６８３
【非特許文献２】Ｓ．Ｖａｉｄｙａ，Ｄ．Ｂ．Ｆｒａｓｅｒ  ａｎｄ  Ａ．Ｋ．Ｓｉｎｈａ，Ｐｒｏｃ．１８ｔｈ  ＩＲＰＳ，ＩＥＥＥ，１９８０，ｐ．１６５
【非特許文献３】Ｃ．−Ｋ．Ｈｕ，Ｓ．Ｃｈａｎｇ，Ｍ．Ｂ．Ｓｍａｌｌ  ａｎｄ  Ｊ．Ｅ．Ｌｅｗｉｓ，Ｐｒｏｃ．３ｔｈ  ＶＬＳＩ  Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ．  Ｃｏｎｆ．，ＩＥＥＥ，１９８６，ｐ．１８１
【非特許文献４】日本金属学会会報、３２巻、第４号（１９９３）ｐ．２３２
【非特許文献５】ＳＩＤ，９４Ｄｉｇｅｓｔ（１９９４）ｐ．１４２
【特許文献１】特開平７−４５５５５号公報
【特許文献２】特開平１−２８９１４０号公報
【特許文献３】特許第３５８８０１１号公報
【特許文献４】特表２００３−５２９２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、これら従来技術の問題点を解決するために、１００℃以上の高温でもヒロックなどの熱欠陥が少なく、電気抵抗が低く、さらに、透明導電膜との直接積層が可能な大型・高精細のディスプレイに適した配線材料を提供するとともに、そのような材料からなる配線を備えた液晶ディスプレイパネル、及び、その製造方法、並びに、液晶ディスプレイパネルの配線の形成に使用されるＣｕ合金スパッタリングターゲットを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記問題点を解決するために鋭意検討を行なった結果、低抵抗率のＣｕ合金薄膜はＩＴＯ等の透明導電膜と直接積層しても接触抵抗が低いことから、特に、アクティブマトリックス型液晶ディスプレイパネルの半導体装置の配線に要求される特性を満足し、生産性に優れる事を見出し本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は配線の少なくともひとつが、Ｃｕ合金薄膜からなり、かつ、透明導電膜と直接積層した配線構造を有する事を特徴とする液晶ディスプレイパネルに関する。すなわち、本発明の液晶ディスプレイパネルは、透明導電膜に直接積層された配線を有する液晶ディスプレイパネルであって、前記配線が希土類元素から選ばれる１種以上の元素を０．０１〜１原子％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物であるＣｕ合金薄膜からなる配線であることを特徴とする液晶ディスプレイパネルであり、また、前記配線がＴｍ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂから選ばれる１種以上の元素を０．０１〜１原子％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物であるＣｕ合金薄膜からなる配線であることを特徴とする液晶ディスプレイパネルである。該Ｃｕ合金薄膜の酸素含有量は１００ｐｐｍ以下であることが望ましい。なお、前記透明導電膜はＩＴＯやＺｎＯ、又は、Ａｌ、Ｉｎ、Ｖ、Ｇａ、Ｂ、Ｙ、Ｔｉ、Ｓｃから選ばれる１種以上の元素を０．０１〜５原子％含有したＺｎＯであることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、透明導電膜に直接積層された配線を有する液晶ディスプレイパネルの製造方法であって、前記配線が希土類元素の中から選ばれる１種以上の元素を０．０１〜１原子％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物であるＣｕ合金薄膜からなり、該Ｃｕ合金薄膜をスパッタ法にて形成した後に１００℃〜４００℃の熱処理を施すことにより、その抵抗率を５μΩｃｍ以下とすることを特徴とする液晶ディスプレイパネルの製造方法である。
【００１２】
さらに、本発明は、液晶ディスプレイパネルのＣｕ合金薄膜を形成するために用いるスパッタリングターゲットであって、希土類元素の中から選ばれる少なくとも１種以上の元素を０．０１〜１原子％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物であるＣｕ合金からなることを特徴とするＣｕ合金スパッタリングターゲットに関する。Ｃｕに添加する希土類元素としてはＴｍ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂから選ばれる１種以上の元素である事が望ましい。また、該Ｃｕ合金スパッタリングターゲットの酸素含有量は１００ｐｐｍ以下であることが望ましい。
【００１３】
なお、本発明における半導体装置とは、トランジスタやダイオード等の半導体素子を含むデバイスである。また、本発明における配線は、電極間等を結ぶ狭義の配線のみでなく、Ｃｕ合金薄膜からなる電極をも含むものであり、例えば、液晶パネルディスプレイ装置の薄膜トランジスタ等に形成されたＣｕ合金薄膜からなる電極、及び、それらの電極間や素子電極と透明導電膜等の画素電極とを結ぶＣｕ合金薄膜からなる配線を意味する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明で用いるＣｕ合金薄膜からなる配線は、ヒロック、ボイドなどの熱欠陥が高温度でも発生せず、熱安定性に優れており、しかも比抵抗が低いため、信頼性が高く、かつ、信号遅延の少ない薄膜トランジスタ等の半導体装置を得ることが可能となる。また、透明導電膜との直接積層が可能なためバリア層を必要とせず、特に、大型・高精細の液晶ディスプレイパネルの生産性が向上する。また、本発明のスパッタリングターゲットによれば、上記のような優れた特性を有するＣｕ合金薄膜からなる配線を容易に、安定して形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下において、本発明について詳細に説明する。なお、薄膜トランジスタ等の半導体装置を構成する各種の素子に形成された電極、及び、それらの電極間や素子電極と透明導電膜等の画素電極とを結ぶ配線は、耐熱性や電気抵抗等の要求される特性が類似しており、同一の材料により形成することができることから、本発明においては、前述のように、これらの電極及び配線を総称して配線と称する。
【００１６】
本発明の液晶ディスプレイパネルは、Ｃｕを主成分とする合金薄膜を配線とし、かつ、透明導電膜と直接積層した構造を有するものである。Ｃｕ合金配線に含まれる添加元素は希土類金属が望ましく、中でも、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂから選ばれる１種以上の元素からなる事が望ましい。また、配線に含有される酸素量はヒロック低減、低抵抗率特性の観点から１００ｐｐｍ以下が望ましい。酸素含有量を１００ｐｐｍ以下とする事により薄膜結晶性が向上し、格子欠陥が少なくなる事により低抵抗率、低ヒロック特性が得られるものと考えられる。
【００１７】
純Ｃｕ薄膜は、薄膜形成後の熱処理工程において、ヒロックやボイドが発生しやすい。この状態で、透明導電膜を積層する場合、透明導電膜の結晶性が低下し、抵抗率悪化の原因となる。Ｃｕに希土類元素のような元素を少量添加する事により、耐熱性が向上し、アニール後のヒロック、ボイドの形成が減少し、平滑な薄膜を得る事ができるため、積層される透明導電膜の低抵抗率化が可能となる。
【００１８】
添加元素の含有量が０．０１原子％未満ではヒロック抑制の効果が小さく、また、１原子％超では薄膜の抵抗率が大きくなり低抵抗配線材料としてふさわしくない。添加元素の含有量としては、好ましくは、０．０２〜１原子％、より好ましくは、０．０３〜０．８原子％である。
【００１９】
本発明の液晶ディスプレイパネルの配線の形成には、スパッタリングや真空蒸着、イオンプレーティング等の真空成膜法や、めっき法などの湿式法を用いる事が出来る。最近、液晶パネルの基板が大型化し１ｍ角以上のものが使用されるようになっており、このような大型基板に均一に生産性良く薄膜を形成する方法としてスパッタリング法が特に望ましい。スパッタリング法による成膜法では、純Ｃｕターゲット上にチップ材料を置いて成膜する方法や、純Ｃｕターゲットと希土類元素のターゲットの同時スパッタリング、あるいは、Ｃｕ合金ターゲットを使用したスパッタリングを利用する事が出来る。中でも、薄膜特性の均一性の観点からＣｕ合金からなるスパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法が好ましい。
【００２０】
さらに、透明導電膜としては、低抵抗率、透過率の観点から、ＩＴＯ、ＺｎＯ、あるいは、ＺｎＯにＡｌ、Ｉｎ、Ｖ、Ｇａ、Ｂ、Ｙ、Ｔｉ、Ｓｃから選ばれる１種以上の元素を０．０１〜５原子％含有したものが望ましい。
【００２１】
また、本発明の液晶ディスプレイは、配線の少なくともひとつが、添加元素として希土類元素の中から選ばれる少なくとも１種以上の元素を０．０１〜１原子％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物であるＣｕ合金薄膜からなり、さらに、本配線が透明導電膜と直接積層する構造において、Ｃｕ合金薄膜をスパッタ法にて形成した後に１００℃〜４００℃の熱処理を施し抵抗率を５μΩｃｍ以下とするものである。Ｃｕ合金薄膜をスパッタリングのような真空成膜法によって形成した場合、添加元素が過飽和状態となり固溶限界以上にＣｕ中に溶け込む現象が起こる。この場合、薄膜形成後に、熱処理を行なう事により、添加元素、あるいは、添加元素とＣｕとの化合物が結晶粒界に偏析し、結晶粒中の相対的な添加元素濃度が低減する事によって抵抗率が低減すると考えられる。
【００２２】
熱処理は、Ｃｕ合金薄膜の形成後に行なうが、熱処理の温度を高くする事により低抵抗率を得る事が出来る。熱処理の温度は好ましくは１５０℃以上、より好ましくは２００℃以上である。なお、本発明における熱処理とは、例えば、窒素中、真空中等の非酸化性雰囲気中で所定温度で所定時間保持することであり、保持時間としては５分以上が好ましく、１０分〜１時間であることがさらに好ましい。該熱処理は熱処理用の炉を利用する他、デバイスの製造工程で発生する熱（例えばＣＶＤ工程での熱履歴）を利用することもできる。
【００２３】
また、本発明のスパッタリングターゲットは、液晶ディスプレイパネルのＣｕ合金薄膜を形成するために用いるスパッタリングターゲットであって、希土類元素の中から選ばれる少なくとも１種以上の元素を０．０１〜１原子％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物であるＣｕ合金からなるものである。ターゲット中の酸素含有量は１００ｐｐｍ以下が望ましい。ターゲット中の酸素含有量を１００ｐｐｍ以下とする事により酸素含有量１００ｐｐｍ以下の薄膜を得る事ができる。また、アーキング等の異常放電が少なくなり、安定な放電特性が得られる。
【００２４】
本発明のスパッタリングターゲットは、粒径が１〜１００μｍ程度の原料粉末を所定の組成比で混合し、ホットプレス法（ＨＰ法）や熱間静水圧法（ＨＩＰ法）などの粉末冶金技術を使用したり、また、所定の組成比で混合した原料粉を溶解して鋳造法を使用してインゴットを作製し、さらにそれを、圧延や押し出し法などにより成形し、さらに、所定の形状に加工して製造することができる。また必要に応じて、無酸素銅などからなるバッキングプレートにボンディングして使用する。スパッタリングターゲット中の酸素含有量低減の観点では、上記の粉末冶金法よりも溶解鋳造法のほうが好ましい。また、炭素、酸素、窒素、水素、硫黄を除いた不純物の総量を１００ｐｐｍ以下とする事も、異常放電低減の観点から望ましい。
【００２５】
放電安定性などの観点から、本発明のスパッタリングターゲットを構成するＣｕ合金の相対密度は９８％以上、より好ましくは、９９％以上であることが好ましい。
【００２６】
また、Ｃｕ合金を構成するグレインの大きさを１０００μｍ以下とする事が放電安定性の観点から望ましい。このグレインの大きさは５００μｍ以下とすることがさらに好ましい。ここで、グレインとは、同じ結晶方位を有する領域を意味する。このグレインは、例えば、表面を陽極酸化させて、偏光顕微鏡を使用することにより観察可能である。
【００２７】
また、Ｃｕ合金が、Ｃｕ領域と、添加元素含有相及びＣｕ相を含む２相共存領域との２種の領域を有し、かつ、前記Ｃｕ領域が前記２相共存領域によって囲まれている事が望ましく、さらに、２相共存領域によって囲まれるＣｕ領域の最大長が５００μｍ以下である事が放電安定性の観点から望ましい。なお、Ｃｕ領域とは、添加元素が殆ど含まれていない領域であり、例えば、その領域の添加元素の濃度が、５００℃における該添加元素のＣｕ中の固溶限度以下である領域である。また、２相共存領域とは、添加元素含有相とＣｕ相との２相が共存している領域である。なお、添加元素含有相とは、添加元素の濃度が高く、添加元素を含んでいることが明らかな相であり、例えば、その相の添加元素の濃度が５００℃における該添加元素のＣｕ中の固溶限度より大きい相である。また、Ｃｕ相とは、前記Ｃｕ領域と同様に、添加元素を殆ど含まない相であり、例えば、その相の該添加元素の濃度が、５００℃における該添加元素のＣｕ中の固溶限度以下である相である。本組織構造は、例えば、ＳＥＭにより観察可能である。
【００２８】
スパッタリング中の異常放電、特性劣化の原因としては、下記の原因が考えられる。
（１）スパッタリングターゲットの不均一性
（２）スパッタリングターゲット中の酸化物異物
（３）スパッタリングターゲットの大きな表面粗さ
（１）のスパッタリングターゲットの不均一性が大きい場合、異なる金属相でスパッタリングレートが異なるため、スパッタ初期と後期で平均スパッタレートの変化が大きくなったり、形成される膜の組成変化が大きくなる。また、スパッタリングが進むにつれ表面粗さが大きくなり、鋭角な場所で電界集中により異常放電が起きやすくなるため、スパッタリングターゲットとしては好ましくない。ターゲットを構成するＣｕ合金を、前記Ｃｕ領域が前記２相共存領域によって囲まれた組織構造を有するものとする事により、ターゲットの不均一性による上記問題が良好になる。特に、２相共存領域によって囲まれるＣｕ領域の最大長は５００μｍ以下であることが好ましく、３５０μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２９】
（２）のターゲット中に酸化物異物が存在する場合、ターゲット母材よりも酸化物異物のほうが抵抗率が大きく、スパッタリング中に電荷が蓄積されやすい。電荷蓄積量が多くなると、アーキングなどの異常放電の原因となる事から酸化物異物は少ない方が好ましい。この事から、ターゲット中の酸素含有量は少ないほど好ましく、１００ｐｐｍ以下が特に好ましい。
【００３０】
（３）のスパッタリングターゲットの表面粗さが大きい場合、スパッタリングが進むにつれ、鋭角な場所で電界集中により異常放電が起きやすくなる。ターゲットを構成するＣｕ合金のグレインが大きい場合、スパッタリングが進むにつれ、表面粗さが大きくなりやすくなる事、また、ターゲットの密度が小さいと、ターゲット中の多くの空洞が表面に現れ、鋭角な部分が多くなる事等により異常放電が発生しやすくなる。
【００３１】
このため、スパッタリングターゲットを構成するＣｕ合金のグレインは１０００μｍ以下とする事が好ましく、さらに好ましくは５００μｍ以下である。また、ターゲットの密度は９８％以上が好ましく、さらに好ましくは９９％以上である。
【実施例】
【００３２】
以下に実施例を示して本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順、製造方法などは本発明の趣旨を逸脱しない限り変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものでない。
【００３３】
（実施例１、比較例１）
円板状（１００ｍｍ径）のＣｕターゲットの上にＴｂチップ（５ｍｍ×５ｍｍ×１ｍｍｔ）を配置した複合ターゲットを使用して、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、ガラス基板（コーニング＃１７３７）上に厚さ２００ｎｍのＣｕＴｂ合金薄膜を作製した。この際、Ｃｕターゲット上のＴｂチップの位置を変化させることによりＴｂ含有量が異なる５種類のＣｕＴｂ合金薄膜（Ｔｂ含有量：０．０２〜０．５９ａｔ％）を形成した。さらに、各合金薄膜を窒素雰囲気中で２５０℃、１時間の熱処理を行なった（実施例１−１〜１−５）。
【００３４】
比較のため、Ｔｂチップを配置せずに作製したＣｕ薄膜（比較例１−１）及びＴｄ含有量０．００８ａｔ％、１．２１ａｔ％のＣｕＴｂ合金薄膜（比較例１−２、比較例１−３）を上記と同様にして形成し、同様の熱処理を行った。
【００３５】
これらの薄膜の熱処理前後の抵抗率を通常の四探針法により測定した。また、光学顕微鏡を使用して熱処理後の薄膜表面の写真を撮影し、ヒロック密度を求めた。各サンプルの抵抗率とヒロック密度を表１に示す。なお、表１中のＴｂ濃度は、薄膜のＩＣＰ分析により求めた値である。
【００３６】
また、実施例１−５、比較例１−１のＣｕＴｂ合金薄膜については３５０℃でも同様の熱処理を行ない抵抗率、及び、ヒロック密度の測定を行なった。その結果を表１に併せて示す。
【００３７】
【表１】
2007226058.tif 000002
（実施例２）
Ｃｕターゲット上に配置するチップ材料をＴｂからＮｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｍ、Ｄｙに変えて、実施例１と同様な方法で種々のＣｕ合金薄膜をガラス基板上に形成した。さらに、各合金薄膜を窒素雰囲気中で２５０℃、１時間の熱処理を行なった（実施例２−１〜２−６）。この後、各合金薄膜の抵抗率とヒロック密度を実施例１と同様な方法で測定した。また、薄膜中の添加元素の添加濃度をＩＣＰ分析により求めた。各サンプルの抵抗率、ヒロック密度、添加元素及びその添加濃度を表２に示す。
【００３８】
【表２】
2007226058.tif 000003
（実施例３）
図３は透明導電膜との接触抵抗（Ｒｃ）を測定するために使用した薄膜積層体の形状を示す平面図である。この薄膜積層体はガラス基板上に形成された幅２ｍｍ、長さ４０ｍｍの透明導電膜と、該透明導電膜と直交し、これを覆うように形成された幅１ｍｍ、長さ８ｍｍの６本のメタル膜からなるものであり、具体的には、ガラス基板（コーニング＃１７３７）上に、図１に示す形状のマスクを用いて透明導電膜を形成した後、図２に示す形状のマスクを用いてＣｕ合金薄膜等のメタル膜を形成して作製する。
【００３９】
本実施例では、透明導電膜としてＩＴＯ薄膜を形成し、その後、実施例１と同様に、円板状（１００ｍｍ径）のＣｕターゲット上にＴｂチップ（５ｍｍ×５ｍｍ×１ｍｍｔ）を配置した複合ターゲットを使用して、ＤＣマグネトロンスパッタ装置によりＣｕＴｂ合金薄膜（Ｔｂ含有量：０．１８ａｔ％）を形成した。より具体的には以下のようにして薄膜積層体を作製し、以下のようにしてＣｕＴｂ合金薄膜とＩＴＯ膜との接触抵抗（Ｒｃ）を測定した。
【００４０】
（１）  図１に示すようなマスクを使用してガラス基板（コーニング＃１７３７）上にＩＴＯ薄膜（Ｉｎ２Ｏ３−１０ｗｔ．％ＳｎＯ２）（膜厚：１００ｎｍ）を形成する。
【００４１】
（２）  次いで図２に示すようなマスクを使用してＣｕＴｂ合金薄膜（膜厚：２００ｎｍ）を成膜して、メタル膜電極を形成する。
【００４２】
（３）  メタル膜電極間の抵抗を測定する。
【００４３】
（４）  メタル膜電極の間隔（メタル膜電極間の透明導導電膜の長さ）と抵抗値との関係をグラフ化する（図４）。
【００４４】
（５）  図４のＹ切片の値の１／２を接触抵抗（Ｒｃ）として算出する。
窒素雰囲気中２５０℃、６０分の熱処理前後でのＣｕＴｂ合金薄膜（Ｔｂ含有量：０．１８ａｔ％）のＩＴＯ薄膜との接触抵抗（Ｒｃ）の測定結果を表３に示す。
【００４５】
（比較例２）
実施例３と同様な方法で、ＣｕＴｂ合金薄膜の代わりにＡｌ−０．２ａｔ％Ｎｄ合金薄膜（比較例２−１）、Ｍｏ薄膜（比較例２−２）を積層した薄膜積層体を作製し、実施例３と同様な方法でそれらの接触抵抗（Ｒｃ）を測定した。測定結果を表３に示す。
【００４６】
【表３】
2007226058.tif 000004
（実施例４）
実施例３と同様な方法で、ＩＴＯ薄膜の代わりにＺｎＯ−２．５ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３膜を形成して薄膜積層体を作製し、実施例３と同様な方法でＣｕＴｂ合金薄膜（Ｔｂ含有量：０．１８ａｔ％）とＺｎＯ−２．５ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３薄膜との接触抵抗（Ｒｃ）を測定した。測定結果を表４に示す。
【００４７】
（比較例３）
実施例４と同様な方法でＺｎＯ−２．５ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３薄膜の上に、ＣｕＴｂ合金薄膜の代わりにＡｌ−０．２ａｔ％Ｎｄ合金薄膜（比較例３−１）、Ｍｏ薄膜（比較例３−２）のメタル膜を形成した薄膜積層体を作製し、実施例３と同様な方法でこれらの薄膜とＺｎＯ−２．５ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３薄膜との接触抵抗（Ｒｃ）を測定した。測定結果を表４に示す。
【００４８】
【表４】
2007226058.tif 000005
表１〜４から明らかなように、本発明のＣｕ合金薄膜はヒロックなどの熱欠陥の発生が無く、しかも比抵抗が極めて低く優れた電極配線材料の性能を示すとともに、透明導電膜との接触抵抗も熱処理前後で現行のバリア材料のＭｏと同等でありＩＴＯとの直接積層が可能である事がわかる。
【００４９】
（実施例５）
原材料をＣｕ９９．９Ｔｂ０．１の組成となるように調合、溶解し、鋳造法にてＣｕＴｂインゴットを作製した。この後、インゴットを加工し、１００ｍｍ径×５ｍｍｔのターゲット材を完成させた。この後、バッキングプレートにボンディングを施し、スパッタリングターゲットを作製した。本ターゲットの酸素含有量は３０ｐｐｍであり、相対密度は、９９．９９％であった。
【００５０】
本ターゲットにより実施例１と同じＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、ガラス基板（コーニング＃１７３７）上に厚さ２００ｎｍのＣｕＴｂ合金膜を作製し、得られた合金膜に実施例１と同様の熱処理を施した後、抵抗率とヒロックを評価した。評価結果を表５に示す。
【００５１】
さらに、放電時のアーキングの発生数の測定を行なった。スパッタ条件は下記の通りである。
・スパッタガス：Ａｒ
・ガス圧力：０．７Ｐａ
・電力密度：２２Ｗ／ｃｍ２
アーキングの評価は、スパッタカソードの電力ケーブルにコイルを巻き、アークの際にコイルに誘起される１５ｍＶ以上のパルス数を計測し、単位時間（１秒）あたりのパルス数をアーク密度として測定した。アーク密度の測定結果を表５に示す。
【００５２】
（実施例６）
粒径５０μｍのＣｕとＴｂをＣｕ９９．９Ｔｂ０．１の組成となるようにボールミルで混合し、以下の条件でホットプレス焼結を行なった。
・焼結温度：７５０℃
・保持時間：２時間
・圧力：２００ｋｇ／ｃｍ２
・昇温速度：１００℃／ｈ
降温は温度制御せず、放冷とした。得られたインゴットを加工し、１００ｍｍ径×５ｍｍｔのターゲット材を完成させた。この後、バッキングプレートにボンディングを施し、スパッタリングターゲットを作製した。本ターゲットの酸素含有量は４００ｐｐｍであり、相対密度は９９．９０％であった。
【００５３】
本ターゲットにより実施例１と同じＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、ガラス基板（コーニング＃１７３７）上に厚さ２００ｎｍのＣｕＴｂ合金膜を作製し、得られた合金膜に実施例１と同様の熱処理を施した後、比抵抗とヒロックを評価した。また、実施例５と同様な方法でアーク密度評価を行なった。評価結果を表５に示す。
【００５４】
【表５】
2007226058.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】接触抵抗測定用サンプルの透明導電膜を成膜する際に使用するマスクを示す図である。
【図２】接触抵抗測定用サンプルのメタル膜を成膜する際に使用するマスクを示す図である。
【図３】接触抵抗測定用サンプルのメタル膜／透明導電膜の積層構造を示す図である
【図４】メタル膜電極間隔と電気抵抗、及び、接触抵抗（Ｒｃ）の関係を示す図である。
【図１】
2007226058.tif 000007
【図２】
2007226058.tif 000008
【図３】
2007226058.tif 000009
【図４】
2007226058.tif 000010