【手続補正書】
【提出日】平成20年8月13日(2008.8.13)
【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−Ｂ合金配線材料において、
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
０．５≦Ｘ≦１０．０
０．０５≦Ｙ≦１１．００
Ｙ＋１．１５Ｘ≦１１．５０
の各式を満足する領域の範囲内（但し、０．８≦Ｘ≦６．０、０．０５≦Ｙ≦０．８０、Ｙ＋０．２５Ｘ≧１．００の範囲は除く）にあり、残部がアルミニウムであることを特徴とするＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料。
【請求項２】
請求項１に記載のＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料により形成された配線回路層と、半導体層と、透明電極層とを備える表示デバイスの素子構造であって、
前記配線回路層が、半導体層に直接接合された部分を有することを特徴とする表示デバイスの素子構造。
【請求項３】
請求項１に記載のＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料により形成された配線回路層と、半導体層と、透明電極層とを備える表示デバイスの素子構造であって、
前記配線回路層が、透明電極層に直接接合された部分を有することを特徴とする表示デバイスの素子構造。
【請求項４】
請求項２及び請求項３の素子構造を備える表示デバイスの素子構造。
【請求項５】
直接接合された配線回路層を剥離した半導体層表面の表面粗さ値（Ｒｚ）が、半導体層形成後の半導体層表面の表面粗さ値（Ｒｚ）の１．５倍以下である請求項２または請求項４に記載の表示デバイスの素子構造。
【請求項６】
請求項１に記載のＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料により形成された配線回路層と、半導体層若しくは透明電極層の少なくとも一方と前記配線回路層とが直接接合されている表示デバイスの素子構造であって、
前記配線回路層には、Ｎｉ化合物が分散析出しており、
配線回路層断面における配線回路層厚み方向と直交する線分上の前記Ｎｉ化合物の存在率が、配線回路層厚み方向で２５％〜４５％であることを特徴とする表示デバイスの素子構造。
【請求項７】
請求項１に記載のＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料からなる配線回路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
０．５≦Ｘ≦１０．０
０．０５≦Ｙ≦１１．００
Ｙ＋１．１５Ｘ≦１１．５０
の各式を満足する領域の範囲内（但し、０．８≦Ｘ≦６．０、０．０５≦Ｙ≦０．８０、Ｙ＋０．２５Ｘ≧１．００の範囲は除く）にあり、残部がアルミニウムであることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本願発明は、アルミニウムにニッケル及びボロンを含有したＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料において、ニッケル含有量をニッケルの原子百分率Ｘａｔ％とし、ボロン含有量を原子百分率Ｙａｔ％とした場合、
式  ０．５≦Ｘ≦１０．０・・・・・・（１）
０．０５≦Ｙ≦１１．０・・・・・（２）
Ｙ＋１．１５Ｘ≦１１．５・・・・（３）
の各式を満足する領域の範囲内にあり、残部がアルミニウムであるＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料である。尚、本願発明におけるＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料は、以下に述べる本願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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
そして、Ａｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料自体の比抵抗を１０μΩｃｍ以下に確実に維持するためには、上記（３）式を満足する必要があることを見出した。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
さらに、上記（１）〜（３）式を満足する範囲のうち、ニッケル含有量が４．０ａｔ％以上で、ボロン含有量が０．８０ａｔ％以下であると、上述したディンプルの発生が極力抑制されたＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料となり、半導体層や透明電極層に対しても直接接合をした際の接合信頼性を向上できる。より具体的には、３５０℃、３０分間の熱処理を行った場合、Ａｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料の表面に生じるディンプルの発生率を１．６％以下に抑制できるため、より好ましいものとなる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
上述したように、ディンプルとはＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料を熱処理した際に配線材料表面に形成される微小な窪み状の欠陥であるが、本願発明者等は、Ａｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料に対し所定の熱処理を行った後、その材料表面を観察し、発生したディンプル（０．３〜０．５μｍ）を調査した。このディンプル調査において、観察視野内に発生した全ディンプルの面積を求め、観察視野におけるディンプルの占める面積比率をディンプル発生率として、配線材料の耐熱特性を調べた結果、上記（１）〜（３）式を満足する範囲のうち、ニッケル含有量が４．０ａｔ％以上であり、ボロン含有量が０．８０ａｔ％以下であると３５０℃、３０分間の熱処理を行った場合でも、ディンプルの発生率を１．６％以下に抑制できることを見出したのである。このディンプルは極力発生しないことが望ましいものであり、このディンプル発生率が低いと、表示デバイスの素子製造工程における熱プロセスを通過しても、半導体層や透明電極層との直接接合した接合界面において、接合欠陥などを発生しにくくなり、接合信頼性が向上するため、より好ましいものとなる。また、ディンプル発生率が１．６％以下に抑制されたものであると、例えば、半導体層と直接接合した構造を備えるＴＦＴにおけるオン−オフ比（ｏｎ／ｏｆｆ比）が安定し、接続信頼性が向上するものと考えられる。尚、本願発明に係るＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料は、半導体層や透明電極層との直接接合に好適なものではあるが、例えば、半導体層側にＭｏなどの高融点金属材料からなるキャップ層を設けた素子構造において適用することを妨げるものではない。さらに、上述する半導体層や透明電極層との直接接合の用途以外に、いわゆる反射膜として、本願発明に係る本願発明に係るＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料を適用することも可能である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
さらに、本願発明者等は、上記（１）〜（３）式を満足する範囲のうち、ニッケル含有量が４．０ａｔ％〜６．０ａｔ％で、ボロン含有量が０．２０ａｔ％〜０．８０ａｔ％であると、半導体層と直接接合させる際に、特に好適なＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料となることを見出した。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
Ａｌ系合金配線材料からなる配線回路層と半導体層とを直接接合した際には、接合界面においてＡｌとＳｉとの拡散現象が生じることが知られているが、本願発明者等の研究によると、この相互拡散の影響によって、直接接合した際の接合界面に変質層が形成される現象を確認したのである。この変質層とは、Ａｌ系合金配線材料と半導体層とを直接接合し、所定の熱処理を加えた後、Ａｌ系合金配線材料を剥離して、その半導体層表面を観察した際に、半導体層表面に認められる黒点となった変質部分、或いは半導体層表面の変色や荒れなどの状態（本明細書においては、このような半導体層表面を変質層と称する）のことをいう。この変質層は、熱処理温度が高くなるほど発生し易くなる傾向があり、実用上２００℃以上の熱処理（３０分間）で発生しないことが望ましい。また、ＣＶＤにより絶縁層を形成する際に加わる熱履歴を考慮すると、２４０℃〜３００℃の高温域においても変質層が生じないことが望ましく、さらに、素子の製造工程における各熱履歴の加わる製造条件の適用範囲に余裕を持たせるためには、３３０℃以上での変質層の発生が抑制されていることが望ましいものと考えられる。そこで、このような変質層を生じない組成範囲を検討した結果、上記（１）〜（３）式を満足する範囲のうち、ニッケル含有量が４．０ａｔ％〜６．０ａｔ％で、ボロン含有量が０．２０ａｔ％〜０．８０ａｔ％であると、３３０℃、３０分間の熱処理においても変質層の形成が抑制される傾向を見出した。そして、この組成範囲では配線材料自体の比抵抗値も５μΩｃｍ以下となる。つまり、このような組成範囲であれば、上述したようにディンプルの発生が極めて抑制され、比抵抗値も低いものとなるので、半導体層との直接接合を実現するためのＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料として、実用上、非常に好適なものとなる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、本願発明者等は、半導体層の表面状態変化に関して調査した。この調査は、直接接合して熱処理した後に、Ａｌ系合金配線材料を剥離して露出させた半導体層の表面粗さＲｚ（十点平均粗さ、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：１９９４）と、直接接合前の半導体層表面粗さＲｚとを比較することで行った。この表面状態変化の調査結果より、本願発明のＡｌ合金配線材料では、上記（１）〜（３）式を満足する範囲のうち、ニッケル含有量が４．０ａｔ％〜６．０ａｔ％で、ボロン含有量が０．２０ａｔ％〜０．８０ａｔ％とした組成範囲であれば、直接接合前の半導体層表面粗さ値を１とした場合、直接接合して熱処理後の露出させた半導体層表面粗さ値を１．５倍以下の変化量にすることができることを、更に見出したのである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
【表１】
2007186779.tif 000001
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
【表２】
2007186779.tif 000002
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
表１に示すように、本願発明に関する各実施例のＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料では、比抵抗値が１０μΩｃｍ以下であった。本願発明の組成範囲を外れる比較例８、比較例１０、比較例１１については、１０μΩｃｍを超える比抵抗値であった。また、表２に示すように、各実施例のＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料では、Ｓｉ拡散耐熱性は２００℃以上あり、３３０℃の高温においても、接合界面にＡｌとＳｉとの相互拡散が認められないものが存在した。そして、表２に示すように、各実施例のＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料では、ＩＴＯ及びＩＺＯの透明電極層との直接接合も可能であることが確認された。尚、このＳｉ拡散耐熱性は、実用上２００℃以上の熱処理で発生しないことが望ましく、ＣＶＤにより絶縁層を形成する際に加わる熱履歴を考慮すると、２４０℃〜３００℃の高温域においても変質層が生じないことが望ましい。さらに、素子の製造工程における各熱履歴の加わる製造条件の適用範囲に余裕を持たせるためには、３３０℃以上でのＳｉ拡散耐熱性を備えることが望ましいものである。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
一方、比較例１〜３の場合、比抵抗以外の特性がすべて実用上不十分であることが確認された。また、Ａｌ−Ｎｉ合金の比較例４及び５では、透明電極層との接合特性は良好なものの、耐熱性及びＳｉ拡散耐熱性において不十分な特性であり、Ｎｉの含有量が高い比較例６では、膜比抵抗が１０μΩｃｍを超えるものとなった。そして、本願発明の組成範囲外となる比較例７〜１１の場合、ＩＴＯとの直接接合に問題があったり（比較例７）、Ｓｉ拡散耐熱性が２００℃未満であったり（比較例９）、比抵抗値が１０μΩｃｍを超え（比較例８、比較例１０、比較例１１）、総合的に満足できる膜特性とは言えなかった。また、ニッケルの代わりにシリコン（Ｓｉ）を含有した比較例１２では、Ｓｉ拡散耐熱性ばかりでなく、透明電極層との接合性も悪くなる結果となった。さらに、本願出願人の提案した従来のＡｌ−Ｎｉ−Ｃ合金配線材料（比較例１３、比較例１４）では、透明電極層との接合性は問題ないものの、３５０℃耐熱性の評価において不十分な特性であることが確認された。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
第三実施形態：この第三実施形態においては、スパッタリングにより成膜した際の表面粗度の調査結果について説明する。この第三実施形態では、本願発明に係るＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金配線材料のうちＡｌ−５．０ａｔ％Ｎｉ−０．４ａｔ％Ｂの組成（実施例１６）のＡｌ−Ｎｉ−Ｂ合金膜と、比較のための純Ａｌ膜（上記第一実施形態と同様に比較例１とする）、Ａｌ−２．０ａｔ％Ｎｄ合金膜（比較例１５）について調査を行った。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
そして、表６に示す各合金膜の表面粗度Ｒａの測定を行った。この表面粗度測定には、原子間力顕微鏡（セイコーインスツルメンツ（株）製：ＳＰＩ−３８００Ｎ）を用い、算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９８２）を求めた。また、この測定は、各合金膜表面の５箇所を測定してその平均値を算出した。その結果を表６に示す。表６中、実施例１６−１〜３は基板温度１００℃〜２５０℃におけるＡｌ−５．０ａｔ％Ｎｉ−０．４ａｔ％Ｂ合金膜の結果を示している。また、この表６では、基板温度が室温におけるＡｌ５．０ａｔ％Ｎｉ−０．４ａｔ％Ｂ合金膜の結果を比較例１６とし、基板温度が３００℃におけるＡｌ−５．０ａｔ％Ｎｉ−０．４ａｔ％Ｂ合金膜の結果を比較例１７としている。そして、比較例１は純Ａｌ膜、比較例１５はＡｌ−２．０ａｔ％Ｎｄ合金膜の結果を示している。尚、ガラス基板表面の平均表面粗度値（Ｒａ）は、１．８Åであった。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
【表６】
2007186779.tif 000003
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
表６の結果より、Ａｌ−Ｎｉ−Ｂ合金膜の表面粗度は、基板温度により変化することが確認された。また、比較例１の純Ａｌ膜では非常に荒れた表面状態となり、比較例１５のＡｌ−２．０ａｔ％Ｎｄ合金膜では基板温度が１００℃程度であっても、Ｒａ２０Åを超えるような荒れた表面状態であった。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
【表７】
2007186779.tif 000004