(57)【要約】【課題】４００℃以上５００℃以下の熱処理に対しても十分な耐熱性を有し、電気抵抗の増加やヒロック発生などもない、高耐熱性のデバイス用配線膜を提供する。【解決手段】Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ及びＴａからなる群より選択される少なくとも一種以上の高融点金属元素の添加量が５原子％以上４０原子％以下であるＡｌ合金からなる第１層と、Ａｌを含む第２層と、前記高融点金属元素の添加量が５原子％以上４０原子％以下であるＡｌ合金からなる第３層と、が積層されたことを特徴とするデバイス用配線膜。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ及びＴａからなる群より選択される少なくとも一種以上の高融点金属元素の添加量が５原子％以上４０原子％以下であるＡｌ合金からなる第１層と、
Ａｌを含む第２層と、
前記高融点金属元素の添加量が５原子％以上４０原子％以下であるＡｌ合金からなる第３層と、
が積層されたことを特徴とするデバイス用配線膜。
【請求項２】
前記第１層の高融点金属元素の添加量が８原子％以上３０原子％以下であり、前記第３層の高融点金属元素の添加量が８原子％以上３０原子％以下であることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス用配線膜。
【請求項３】
前記第１層の高融点金属元素の添加量が８原子％以上２０原子％以下であり、前記第３層の高融点金属元素の添加量が８原子％以上２０原子％以下であることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス用配線膜。
【請求項４】
前記第２層がＡｌを母材とし、希土類元素、Ｎｉ及びＣｏからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素を０．０１原子％以上０．２原子％未満含むＡｌ合金からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス用配線膜。
【請求項５】
前記希土類元素が、Ｎｄ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｄｙ、Ｙ及びＣｅからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であることを特徴とする請求項４に記載のデバイス用配線膜。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のデバイス用配線膜をゲート電極として有することを特徴とする低温ポリシリコン半導体トランジスタ。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のデバイス用配線膜の第１層及び第３層の少なくともいずれか一方の成膜に用いられるスパッタリングターゲット材料であって、
前記スパッタリングターゲット材料は、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ及びＴａからなる群より選択される少なくとも一種以上の高融点金属元素の添加量が５原子％以上４０原子％以下であるＡｌ合金であることを特徴とするスパッタリングターゲット材料。
【請求項８】
前記高融点金属元素の添加量が８原子％以上３０原子％以下であることを特徴とする請求項７に記載のスパッタリングターゲット材料。
【請求項９】
前記高融点金属元素の添加量が８原子％以上２０原子％以下であることを特徴とする請求項７に記載のスパッタリングターゲット材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高耐熱性を有するデバイス用配線膜、および当該配線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材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、タッチパネルなどの表示デバイスの電極材料に用いられる配線膜には、電気抵抗率が低く、微細加工が容易であるという特長を利用してＡｌ薄膜やＡｌを母材としたＡｌ合金薄膜が使用されている。
【０００３】
一方でＡｌの融点は６６０℃と低いことから、これらＡｌ薄膜やＡｌ合金薄膜の耐熱性の向上が課題となっている。とくに上記のディスプレイやタッチパネルの高精細化・高集積化が進むにつれて配線膜も細線化していることに伴い、デバイス稼働時における配線膜のオーミック抵抗による温度上昇に起因する断線防止等のための配線膜の高耐熱性は極めて重要である。またパワーデバイスの大容量化に対応する際にも、同様の課題がある。
【０００４】
また、例えば液晶ディスプレイ用の低温ポリシリコン半導体は、従来、アモルファスシリコンや微結晶シリコンの半導体薄膜を用いて、５００〜６００℃の結晶化アニールや不純物注入後の活性化アニールなどの熱処理工程が含まれる。これに対し近年では、前記結晶化アニールおよび活性化アニールを４００〜５００℃で実施する技術が開発されている。
【０００５】
アモルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタにおいては、製造工程における熱処理は従来最高で３５０℃程度であった。この場合、Ａｌ薄膜と高融点金属薄膜を積層した配線膜を用いることで、配線膜の耐熱性を確保することができた。これに対し、低温ポリシリコンや酸化物半導体のように４００〜５００℃の熱処理がデバイスの製造工程に含まれる場合、Ａｌの融点が低いことに起因してＡｌと高融点金属の間に相互拡散が生じ、Ａｌ配線の電気抵抗の増大、Ａｌ薄膜にヒロックが発生することによるＡｌ配線膜の破壊などが生じる。これらを回避するために、従来は配線膜として高融点金属が使われていた。
【０００６】
また、配線膜に要求されるもう一つの重要な要件として、エッチング特性が挙げられる。すなわちエッチングにより配線膜側面が滑らかなテーパー形状になることが要求される。この要件は、とくにトランジスタの性能を決めるゲート電極用配線膜に対して強く求められる。
【０００７】
そこで、ヒロックが生じ難く、かつ、比抵抗が小さい薄膜トランジスタに利用可能な半導体用電極として、特許文献１にはＮｄ、Ｇｄ、Ｄｙのうちの１種又は２種以上を総量で１．０原子％超、１５原子％以下の範囲で含有するＡｌ合金薄膜が開示されている。該薄膜は４００℃までの耐熱性を有し、かつ、ヒロック発生抑止に優れた耐熱性配線材料である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２７３３００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら高融点金属を配線膜に使用する場合、耐熱性に優れるものの、一般的に電気抵抗率が高く、エネルギーロスが大きい。また特許文献１は、実質的にアモルファスシリコンを対象とした技術に関するもので、配線膜形成後の２５０〜４００℃の加熱工程に対する耐熱性および低抵抗率の実現を提案したものである。
【００１０】
そこで本発明は、４００℃以上５００℃以下の熱処理に対しても十分な耐熱性を有し、電気抵抗の増加やヒロック発生などもない、高耐熱性のデバイス用配線膜、および当該配線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材料を提供することを目的とする。
本発明の主たる対象は、低温ポリシリコン薄膜トランジスタのゲート電極であるが、これに限定されず、広範なデバイスの高耐熱性配線膜およびスパッタリングターゲット材料に適用できる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ及びＴａからなる群より選択される少なくとも一種以上の高融点金属元素を一定量含む第１層及び第３層並びにＡｌを含む第２層を積層することにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［９］に係るものである。
［１］  Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ及びＴａからなる群より選択される少なくとも一種以上の高融点金属元素の添加量が５原子％以上４０原子％以下であるＡｌ合金からなる第１層と、
Ａｌを含む第２層と、
前記高融点金属元素の添加量が５原子％以上４０原子％以下であるＡｌ合金からなる第３層と、
が積層されたことを特徴とするデバイス用配線膜。
［２］  前記第１層の高融点金属元素の添加量が８原子％以上３０原子％以下であり、前記第３層の高融点金属元素の添加量が８原子％以上３０原子％以下であることを特徴とする、前記［１］に記載のデバイス用配線膜。
［３］  前記第１層の高融点金属元素の添加量が８原子％以上２０原子％以下であり、前記第３層の高融点金属元素の添加量が８原子％以上２０原子％以下であることを特徴とする、前記［１］に記載のデバイス用配線膜。
［４］  前記第２層がＡｌを母材とし、希土類元素、Ｎｉ及びＣｏからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素を０．０１原子％以上０．２原子％未満含むＡｌ合金からなることを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれか１に記載のデバイス用配線膜。
［５］  前記希土類元素が、Ｎｄ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｄｙ、Ｙ及びＣｅからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素であることを特徴とする前記［４］に記載のデバイス用配線膜。
［６］  前記［１］〜［５］のいずれか１に記載のデバイス用配線膜をゲート電極として有することを特徴とする低温ポリシリコン半導体トランジスタ。
［７］  前記［１］〜［５］のいずれか１に記載のデバイス用配線膜の第１層及び第３層の少なくともいずれか一方の成膜に用いられるスパッタリングターゲット材料であって、
前記スパッタリングターゲット材料は、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ及びＴａからなる群より選択される少なくとも一種以上の高融点金属元素の添加量が５原子％以上４０原子％以下であるＡｌ合金であることを特徴とするスパッタリングターゲット材料。
［８］  前記高融点金属元素の添加量が８原子％以上３０原子％以下であることを特徴とする前記［７］に記載のスパッタリングターゲット材料。
［９］  前記高融点金属元素の添加量が８原子％以上２０原子％以下であることを特徴とする前記［７］に記載のスパッタリングターゲット材料。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、４００℃以上５００℃以下の高温での熱履歴を受けても電気抵抗率の上昇が極めて小さく、ヒロック（膜の熱応力による歪み、とくに凸形状として出現することが多い）等の発生も認められない、実用的な高耐熱性と低配線抵抗に加え、エッチング特性にも優れたデバイス用配線膜を提供することができる。また本発明によれば当該配線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材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の配線膜の構成を示す概念図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１における配線膜の断面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図３】図３は、本発明の実施例２におけるエッチングした配線膜の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図４】図４は、実施例３における熱処理温度（℃）に対する電気抵抗率（μΩ・ｃｍ）の変化を示したグラフである。
【図５】図５は、実施例４における熱処理温度（℃）に対する電気抵抗率（μΩ・ｃｍ）の変化を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るデバイス用配線膜をポリシリコン半導体薄膜トランジスタ用のゲート電極配線膜として具体的に説明するが、用途は該ゲート電極配線膜に限定されない。
本発明に係るデバイス用配線膜は基本的に、積層された３種類の層を構成要素とする。
第１層はＭｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ及びＴａからなる群より選択される少なくとも一種以上の高融点金属元素（Ｘ）（以下、単に「Ｘ」と称することがある。）を含むＡｌ合金であり、シリコン半導体に接する。
第２層はＡｌを含む層であり、ＡｌまたはＡｌに希土類元素、Ｎｉ及びＣｏからなる群より選択される少なくとも一種以上を含むＡｌ合金層である。第２層が主たる導電膜となる。
第３層は第１層と同様にＸを含むＡｌ合金であるが、その組成は第１層と同一でも異なっていてもよい。
【００１６】
以上の第１層〜第３層が本発明のデバイス用配線膜における必須の構成要素であるが、この配線膜にさらに別の薄膜をコーティングした配線膜や、熱拡散などの方法で第１層や第３層を形成するなどのバリエーションは、当然、本発明の範疇に含まれる。
【００１７】
（第１層）
第１層に含まれる高融点金属元素（Ｘ）の添加量は５原子％以上４０原子％以下とする。より好ましくは８原子％以上３０原子％以下、さらに好ましくは８原子％以上２０原子％以下である。
Ｘの添加量が５原子％未満となると、高温で熱処理をした際に、配線膜にヒロックや破断が生じる場合がある。また、Ｘの添加量が４０原子％超となると、高温で熱処理した際の電気抵抗率が高くなる場合がある。
【００１８】
Ａｌと高融点金属元素（Ｘ）の他に第１層に含まれていてもよいその他の元素としてはＮｉ、Ｃｏ、Ｇｅ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｌａ等が挙げられ、Ｎｉがより好ましい。
Ａｌの含有量は５０〜９５原子％が好ましく、７０〜９５原子％がより好ましい。また、含まれていてもよいその他の元素の含有量は合計で５〜４０原子％が好ましく、５〜３０原子％がより好ましい。
【００１９】
（第２層）
第２層は母材としてＡｌを含む導電層であるが、耐熱性をさらに向上させる点から、希土類元素、Ｎｉ、およびＣｏのうち少なくとも一種以上を０．０１原子％以上０．２原子％未満含むＡｌ合金とすることが好ましく、０．０２原子％以上がより好ましく、０．０６原子％以上がさらに好ましく、０．１原子％以上がよりさらに好ましい。希土類元素とは、Ｎｄ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｄｙ、Ｙ及びＣｅからなる群より選択される少なくとも一種以上の元素を意味する。希土類元素、Ｎｉ、およびＣｏの中でも、Ｎｉが材料コストの点からより好ましく用いられる。
【００２０】
Ａｌ、希土類元素、Ｎｉ、およびＣｏの他に第２層に含まれていてもよいその他の元素としてはＣｕ、Ｇｅ等が挙げられ、Ｃｕがより好ましい。
Ａｌの含有量は９９．９〜９９．９９原子％が好ましく、９９．９２〜９９．９８原子％がより好ましい。また、含まれていてもよいその他の元素の含有量は合計で０．０２〜０．１原子％が好ましく、０．０４〜０．０７原子％がより好ましい。
【００２１】
（第３層）
第３層は、第１層と同じ高融点金属元素（Ｘ）の元素種を有するＡｌ合金であるが、その組成は第１層と異なっていても良い。Ｘの添加量は５原子％以上４０原子％以下であり、より好ましくは８原子％以上３０原子％以下、さらに好ましくは８原子％以上２０原子％以下である。
Ｘの添加量が５原子％未満となると、高温で熱処理をした際に、配線膜にヒロックや破断が生じる場合がある。また、Ｘの添加量が４０原子％超となると、高温で熱処理した際の電気抵抗率が高くなる場合がある。
【００２２】
Ａｌと高融点金属元素（Ｘ）の他に第３層に含まれていてもよい元素としてはＮｉ、Ｃｏ、Ｇｅ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｌａ等が挙げられ、Ｎｉがより好ましい。
Ａｌの含有量は５０〜９５原子％が好ましく、７０〜９５原子％がより好ましい。また、含まれていてもよい元素の含有量は合計で５〜４０原子％が好ましく、５〜３０原子％がより好ましい。
【００２３】
（配線膜）
第１層〜第３層の膜厚の最適値は配線膜の仕様によって異なる。標準的には第１層の膜厚は２０〜１００ｎｍ、第２層の膜厚は１００〜２０００ｎｍ、第３層の膜厚は２０〜２００ｎｍであることが好ましい。
第１層〜第３層の膜厚は、例えばスパッタによって成膜する場合には、スパッタ電流の大きさやスパッタ時間、極間距離を変更することにより、適宜調整することができる。
【００２４】
本発明に係る配線膜は上記第１層〜第３層を積層した構造を有するが、第２層で下地との密着性を確保するとともに、導電層である第２層を第１層および第３層で「保護」した構造とみなすことができる。この概念図を図１に示す。
【００２５】
図１における下地１の例としてガラス基板や石英基板、Ｓｉ基板が挙げられ、好ましくはガラス基板である。下地の厚みは２０〜１００ｎｍが好ましく、３０〜７０ｎｍがより好ましい。
図１中符号２は第１層であり、符号３は第２層、符号４は第３層である。
【００２６】
第１層及び第３層の高融点金属元素（Ｘ）にＭｏを用いた場合の、本発明に係る配線膜の断面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を図２に示す。図２中、第１層と第３層はＡｌ−Ｍｏであり、第２層はＡｌである。
【００２７】
本発明の配線膜を上記構成にすることにより、４００℃以上５００℃以下の高温で熱処理をした場合であっても配線の構造や各層の組成が変わらず（高耐熱性）、配線膜の電気抵抗が低く維持（低抵抗性）される。さらには、第１層〜第３層をウェットエッチングした場合に、側面形状に凹凸のない滑らかなテーパー状の形状を形成することができることから、エッチング特性にも優れていると言える。
【００２８】
このような配線膜の精密な加工性は、とくに低温ポリシリコン半導体トランジスタの特性に大きく影響するゲート電極配線膜に、強く要求されるものである。すなわち、本発明の配線膜は低温ポリシリコン半導体トランジスタのゲート電極に好適に用いることができる。
該配線膜をゲート電極とした低温ポリシリコン半導体トランジスタは、従来公知の方法により製造することができる。
【００２９】
一般に金属薄膜の成膜には、生産性（スループット）・制御性・均一性に優れたスパッタ法が使用されることが多い。本発明においても第１層〜第３層はいずれもスパッタ法で成膜されることを想定している。
第１層の成膜用のターゲット材料の組成は、Ｘの添加量が５原子％以上４０原子％以下、好ましくは８原子％以上３０原子％以下、より好ましくは８原子％以上２０原子％以下であるＡｌ合金である。Ａｌの好ましい含有量やその他含まれていてもよい元素とその好ましい含有量は先述したとおりである。
【００３０】
第２層の成膜用のターゲット材料の組成は、純Ａｌ又は希土類元素、Ｎｉ、およびＣｏのうち少なくとも一種以上の添加量が好ましくは０．０１原子％以上０．２原子％以下のＡｌ合金である。Ａｌの好ましい含有量やその他含まれていてもよい元素とその好ましい含有量は先述したとおりである。
【００３１】
第３層の成膜用のターゲット材料の組成は、Ｘの添加量が５原子％以上４０原子％以下、好ましくは８原子％以上３０原子％以下、より好ましくは８原子％以上２０原子％以下であるＡｌ合金である。Ａｌの好ましい含有量やその他含まれていてもよい元素とその好ましい含有量は先述したとおりである。
【００３２】
本発明に係る配線膜を例えばゲート電極として用いた低温ポリシリコン半導体トランジスタを作製することができる。
【００３３】
（スパッタリングターゲット材料）
また本発明は、上述した第１層及び第３層の少なくともいずれか一方の成膜に用いられるスパッタリングターゲット材料にも関する。
第１層や第３層の所望する組成に合わせて、該スパッタリングターゲット材料の組成も調整する。スパッタリングターゲット材料はＭｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ及びＴａからなる群より選択される少なくとも一種以上の高融点金属元素の添加量が５原子％以上４０原子％以下であるＡｌ合金であるが、その好ましい組成は、前記（第１層）及び（第３層）で述べた組成と同様である。
【実施例】
【００３４】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することが可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
以下の実施例では高融点金属元素（Ｘ）としてＭｏを用いた場合について述べるが、Ｍｏ以外のＴｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａといった高融点金属元素（Ｘ）単体や複数のＸ元素を添加した場合でも、概ね同様の結果が得られた。
【００３５】
また本発明の配線膜は低温ポリシリコン薄膜トランジスタのゲート電極に適しているが、本実施例では、本発明の中核となる第１層、第２層、第３層の耐熱性およびエッチング加工特性に注目した。なお、実施例２においては、下地をガラス基板とし、第３層を省いた２層膜についてエッチング特性についての評価を行なった。
このような実験で得られた最適な条件が、実際に低温ポリシリコン薄膜トランジスタのゲート電極として適用した場合でも最適であることは、発明者らのこれまでの経験から様々なケースについて何度も確認されている。
【００３６】
［実施例１］
ガラス基板上に、基板側から順に、Ｍｏを８原子％含有するＡｌ合金を膜厚７０ｎｍで成膜し（第１層）、次いで純Ａｌを膜厚３００ｎｍで成膜し（第２層）、最後に第１層と同じくＭｏを８原子％含有するＡｌ合金を膜厚７０ｎｍで成膜し（第３層）、積層された配線膜を得た。成膜にはいずれもマグネトロンスパッタ法を用いた。スパッタリング条件は以下の通りであり、スパッタリング時間を変えることにより、所望の膜厚とした。
【００３７】
（スパッタリング条件）
成膜装置：ＤＣマグネトロンスパッタ装置
ターゲットサイズ：４インチ径×５ｍｍ厚
Ａｒガス圧：２ｍＴｏｒｒ
ＤＣパワー：２５０Ｗ
極間距離：１００ｍｍ
基板温度：室温
【００３８】
得られた配線膜を窒素雰囲気中で４５０℃、１時間熱処理した。熱処理後の積層膜の断面ＴＥＭ写真を図２に示す。図２より配線上にヒロックは見られず、Ａｌ−Ｍｏをキャップ層として用いても耐熱性に問題がないことが確認された。
【００３９】
［実施例２］
ガラス基板上に、基板側から順に、Ｍｏを８原子％含有するＡｌ合金を膜厚７０ｎｍで成膜し（第１層）、次いでＮｉを０．０４原子％及びＬａを０．０７原子％含むＡｌ合金（Ａｌ−０．０４％Ｎｉ−０．０７％Ｌａ）を膜厚３００ｎｍで成膜した（第２層）。成膜には実施例１と同じ条件でマグネトロンスパッタ法を用いた。
次に、フォトリソグラフィーおよびエッチングにより、１０μｍ幅のラインアンドスペースパターンを形成した。その断面ＳＥＭ写真を図３に示す。その結果、第１層に対応するＡｌ−Ｍｏ層と第２層に対応するＡｌ合金層とが、一括してエッチングされ、側面が滑らかなテーパー状となっていることが分かる。
【００４０】
［実施例３］
第１層および第３層について、Ｍｏの添加量を変えてＡｌ合金層を成膜した以外は実施例１と同様にして配線膜を作製し、熱処理温度を変えて、熱処理温度の違いによる配線膜全体での電気抵抗率の変化を測定した。なお、第１層と第３層の組成は同じとした。結果を図４に示す。
図４中、「Ａｌ−Ｙ％Ｍｏ」とは、第１層および第３層が、Ａｌ中にＭｏがＹ原子％添加されたＡｌ合金であることを意味している。また、熱処理の無い２０℃での電気抵抗率が試料毎に異なるのは、主として本発明の第２層であるＡｌ層の膜厚が試料毎に異なっているためであり、第１層及び第３層におけるＭｏ含有量の違いに起因するものではない。なお、熱処理の無い２０℃での電気抵抗率が最も高かった「Ａｌ−７％Ｍｏ」における第２層の膜厚は７０ｎｍであり、電気抵抗率が最も低かった「Ａｌ−４％Ｍｏ」における第２層の膜厚は７０ｎｍであった。
【００４１】
Ｍｏの添加量が４原子％の場合（Ａｌ−４％Ｍｏ）、熱処理中にＡｌ−４％Ｍｏ層と第２層であるＡｌ層との界面で拡散反応が進み、熱処理温度４５０℃以上では配線膜にヒロックや破断とみられる異常が生じた。
Ｍｏの添加量が８原子％の場合（Ａｌ−８％Ｍｏ）、熱処理温度を変えても、少なくとも５００℃までの間では拡散反応などが発生せず、熱処理後の電気抵抗も室温の値と概ね同じ低い値を維持した。
Ｍｏの添加量が４５原子％の場合（Ａｌ−４５％Ｍｏ）、５００℃で熱処理した試料の電気抵抗率が急激に増大した。
【００４２】
以上の結果から、Ｍｏの添加量は５原子％以上４０原子％以下であることが必要であり、望ましくは８原子％以上３０原子％以下であり、さらに望ましくは８原子％以上２０原子％以下であると結論された。
なお熱処理温度が５００℃を超えると、ヒロックや配線膜の表面凹凸、破断や剥離が生じ、系統的で安定したデータは得られなかった。
【００４３】
［実施例４］
ガラス基板上に、基板側から順に、Ｍｏを８原子％含有するＡｌ合金（Ａｌ−８％Ｍｏ）を膜厚７０ｎｍで成膜し（第１層）、次いでＮｉ及びＬａの少なくともいずれか一方の元素を所定量含むＡｌ合金を膜厚１０００ｎｍで成膜し（第２層）、最後に第１層と同じくＭｏを８原子％含有するＡｌ合金（Ａｌ−８％Ｍｏ）を膜厚７０ｎｍで成膜した（第３層）。すなわち、第２層のＡｌ層をＮｉ及びＬａの少なくともいずれか一方の元素を含むＡｌ合金層に変えて成膜した以外は実施例１と同様にして配線膜を作製し、熱処理温度の違いによる配線膜全体での電気抵抗率の変化を測定した。
測定結果を第２層の組成ごとに図５に示す。図５中、例えば「Ａｌ−０．０２％Ｎｉ−０．０４％Ｌａ」とは、第２層が、Ａｌ中にＮｉを０．０２原子％、Ｌａを０．０４原子％添加されたＡｌ合金薄膜であることを意味している。
【００４４】
Ｌａの添加量が０．２原子％の場合（Ａｌ−０．２％Ｌａ）、熱処理温度４５０℃以上では配線膜の抵抗が急激に上昇した。これは熱処理中に、第１層及び第３層であるＡｌ−８％Ｍｏ層と第２層であるＡｌ合金層との界面で拡散反応が進んだことによるものだと推察される。
【００４５】
また、熱処理中における１０μｍ幅のラインアンドスペースパターンの側面へのヒロックの発生の有無を、熱処理後に５μｍ幅のラインアンドスペースパターンをＳＥＭで観察することにより評価した。結果を第２層の組成ごとに表１に示す。
その結果、第２層がＮｉとＬａの添加量が合わせて０．０１原子％以上となると、熱処理温度４００℃までは熱処理中に１０μｍ幅のラインアンドスペースパターンの側面に発生するサイドヒロックがみられなかった。さらに該添加量が０．０６原子％以上の場合（Ａｌ−０．０２％Ｎｉ−０．０４％Ｌａ、Ａｌ−０．０７％Ｎｉ−０．１％Ｌａ及びＡｌ−０．２％Ｌａ）には、熱処理温度４７０℃においても熱処理中に該サイドヒロックがみられなかった。
以上の結果から、第２層はＬａ等の希土類元素とＮｉのうち少なくとも一種以上を合計で０．０１原子％以上０．２原子％未満含むＡｌ合金であることが好ましく、より好ましくは０．０６原子％以上０．２原子％未満であると結論された。また、Ｎｉに代えてＣｏを用いた場合にも同様の結果が得られた。
【００４６】
【表１】
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【符号の説明】
【００４７】
１  下地
２  第１層
３  第２層
４  第３層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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