(57)【要約】  電極膜３２、５１、５２や配線膜３５は、本体膜３９、４９上にＣａｐ膜３８、４８が配置されており、本体膜３９、４９の抵抗値は、Ｃａｐ膜３８、４８よりも小さくされている。Ｃａｐ膜３８、４８は、Ｃａｐ膜用合金で構成された本発明のＣｕ合金ターゲット８８ｃのスパッタリングによって形成されている。Ｃａｐ膜用合金は、Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、５０ａｔ％を超えるＣｕを含有しており、０．５ａｔ％以上のＡｌを含有する場合は、０．５ａｔ％以上のＭｇと、０．５ａｔ％以上のＳｉと、３ａｔ％以上のＮｉと、から成る三種の金属材料のうち、少なくとも一種以上の金属材料を含有する添加金属を含有し、又は、０．５ａｔ％以上のＣａを添加金属として含有する。Ｃａｐ膜３８、４８と、Ｃａｐ膜３８、４８上にＣＶＤ法によって形成されたＳｉ酸化物薄膜との間の密着力は大きく、剥離しない。
2020213232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃａｐ膜用合金から成るＣｕ合金ターゲットであって、
前記Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、前記Ｃａｐ膜用合金は、５０ａｔ％を超えるＣｕと、添加金属と、０．５ａｔ％以上のＡｌとを含有し、
前記添加金属は、０．５ａｔ％以上のＭｇと、０．５ａｔ％以上のＳｉと、３ａｔ％以上のＮｉと、から成る三種の金属材料のうち、少なくとも一種以上の金属材料を含有するＣｕ合金ターゲット。
【請求項２】
前記添加金属は、０．５ａｔ％以上７ａｔ％未満のＭｇである請求項１記載のＣｕ合金ターゲット。
【請求項３】
前記添加金属は、０．５ａｔ％以上１５ａｔ％未満のＳｉである請求項１記載のＣｕ合金ターゲット。
【請求項４】
前記添加金属は、３ａｔ％以上５０ａｔ％未満のＮｉである請求項１記載のＣｕ合金ターゲット。
【請求項５】
Ｃａｐ膜用合金から成るＣｕ合金ターゲットであって、
前記Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、前記Ｃａｐ膜用合金は、５０ａｔ％を超えるＣｕと、０．５ａｔ％以上のＣａとを含有するＣｕ合金ターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小な半導体デバイスに使用される配線膜の分野に係り、特に、基板に接触する電極層や配線膜の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＤ(フラットパネルディスプレイ)や薄膜太陽電池等、近年製造される電気製品は広い基板上にＴＦＴを配置する必要があり、そのため、大面積基板上にＴＦＴのゲート絶縁膜となるＳｉ酸化物薄膜(ＳｉＯx)や、ＴＦＴの保護膜となるＳｉ酸化物薄膜を形成する必要がある。【０００３】
そして近年では、大面積のＦＰＤの中で輝度を均一にするために基板上の配線膜には低抵抗のＣｕ薄膜が用いられており、Ｃｕ薄膜と基板との間の密着力を向上させる技術や、Ｃｕ薄膜と半導体層との間の密着力を向上させる技術が開発されている。【０００４】
ゲート絶縁膜や保護膜に用いられるＳｉ酸化物薄膜は、既に配線膜が形成された基板上に形成されるため、低温で成膜可能なＣＶＤ方法が用いられているが、ＴＦＴの性能や保護膜の特性を向上させるためには、ＣＶＤによるＳｉ酸化物薄膜の形成温度はできるだけ高くすることが望ましい。【０００５】
ＣＶＤ法でＳｉ酸化物薄膜を形成する際には原料ガスにＯ2ガスやＮ2Ｏガスが添加され、又は化学反応中に酸素が遊離され、配線膜中のＣｕが酸化されると、Ｓｉ酸化物薄膜とＣｕ薄膜との間に剥離が発生する。【０００６】
また、原料ガスにＳｉＨ4ガス等のシラン系ガスが用いられると、Ｓｉが配線膜中に拡散し、Ｓｉ酸化物薄膜と配線膜との間に剥離が発生する。【０００７】
このため、純Ｃｕ薄膜上にＣｕＮｉ薄膜を積層させ、Ｓｉ酸化物薄膜がＣｕＮｉ薄膜の表面に形成されるようにして剥離を防止する技術が開発されているが、剥離を十分に防止できていないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１７−２０８５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、Ｓｉ酸化物薄膜に対する密着性が高い配線膜と、その配線膜を形成するためのＣｕ合金ターゲットと、その配線膜が用いられた半導体素子と、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、Ｃａｐ膜用合金から成るＣｕ合金ターゲットであって、前記Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、前記Ｃａｐ膜用合金は、５０ａｔ％を超えるＣｕと、添加金属と、０．５ａｔ％以上のＡｌとを含有し、前記添加金属は、０．５ａｔ％以上のＭｇと、０．５ａｔ％以上のＳｉと、３ａｔ％以上のＮｉと、から成る三種の金属材料のうち、少なくとも一種以上の金属材料を含有するＣｕ合金ターゲットである。
また、本発明は、前記添加金属が、０．５ａｔ％以上７ａｔ％未満のＭｇであるＣｕ合金ターゲットである。
また、本発明は、前記添加金属は、０．５ａｔ％以上１５ａｔ％未満のＳｉであるＣｕ合金ターゲットである。
また、本発明は、前記添加金属は、３ａｔ％以上５０ａｔ％未満のＮｉであるＣｕ合金ターゲットである。
そして本発明は、Ｃａｐ膜用合金から成るＣｕ合金ターゲットであって、前記Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、前記Ｃａｐ膜用合金は、５０ａｔ％を超えるＣｕと、０．５ａｔ％以上のＣａとを含有するＣｕ合金ターゲットである。
【発明の効果】
【００１１】
Ｃａｐ膜とＳｉ酸化物膜との間の密着性は高いので、配線膜とＳｉ酸化物膜とが剥離しないで済む。【００１２】
本発明に用いたＣａｐ膜はＣｕ合金なので、配線膜は一回のエッチングでパターニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一例の半導体装置と本発明の一例の液晶表示装置を説明するための断面図
【図２】(ａ)〜(ｃ)：本発明の一例の半導体装置と本発明の一例の液晶表示装置の製造工程を説明するための断面図(１)
【図３】(ａ)〜(ｃ)：本発明の一例の半導体装置と本発明の一例の液晶表示装置の製造工程を説明するための断面図(２)
【図４】(ａ)、(ｂ)：本発明の一例の半導体装置と本発明の一例の液晶表示装置の製造工程を説明するための断面図(３)
【図５】本発明の一例の半導体装置と本発明の一例の液晶表示装置の製造工程を説明するための断面図(４)
【図６】本発明のＣｕ合金ターゲットが用いられるスパッタリング装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１の符号２は、本発明の実施例の液晶表示装置であり、本発明の第一例のＴＦＴ１１の断面図が示されている。【００１５】
このＴＦＴ１１を説明すると、該ＴＦＴ１１は、ゲート電極膜３２を有している。ゲート電極膜３２は細長であり、ガラス又は樹脂のうち、いずれか一方又は両方から成る基板３１の表面に配置されている。この基板３１を構成する材料には、樹脂中にガラス繊維が含有され、その結果樹脂とガラスとから成る材料で形成された基板も含まれる。【００１６】
ゲート電極膜３２上には、少なくとも幅方向に亘ってＳｉ酸化物(ＳｉＯx）から成るゲート絶縁膜３３が配置されている。ゲート絶縁膜３３上には、ゲート電極膜３２の幅方向両端上でゲート電極膜３２からはみ出る長さで半導体層３４が配置され、ゲート電極膜３２は、半導体層３４の一端と他端との間に位置するようにされており、半導体層３４の片側上にはソース電極膜５１が配置され、反対側上にはドレイン電極膜５２が配置されている。【００１７】
ソース電極膜５１とドレイン電極膜５２の間には凹部５５が設けられ、この凹部５５によってソース電極膜５１とドレイン電極膜５２とは電気的に分離されており、ソース電極膜５１とドレイン電極膜５２の間に異なる電圧を印加できるようにされている。【００１８】
ソース電極膜５１上と、ドレイン電極膜５２上と、その間の凹部５５上には、Ｓｉ酸化物から成る保護絶縁膜４１が形成されており、保護絶縁膜４１は、ここでは保護膜として用いられている。【００１９】
半導体層３４のうちソース電極膜５１が接触した部分とその周囲とをソース領域７１とし、ドレイン電極膜５２が接触した部分とその周囲とをドレイン領域７２とし、ソース領域７１とドレイン領域７２との間をチャネル領域７３とすると、ソース電極膜５１とドレイン電極膜５２の間に電圧を印加した状態でゲート電極膜３２にゲート電圧を印加してチャネル領域７３にチャネル層を形成すると、ソース領域７１とドレイン領域７２とがチャネル層によって低抵抗で接続され、その結果、ソース電極膜５１とドレイン電極膜５２とが電気的に接続され、ＴＦＴ１１が導通する。【００２０】
ここでは、チャネル領域７３の半導体の極性がソース領域７１の半導体の極性とドレイン領域７２の半導体の極性と同極性であり、チャネル層の極性はチャネル領域７３の半導体の極性と同極性である。【００２１】
但し、チャネル領域７３の半導体の極性が、ソース領域７１の半導体の極性とドレイン領域７２の半導体の極性と異なり、チャネル層の極性がソース領域７１の半導体の極性とドレイン領域７２の半導体の極性と同極性になる場合も本発明に含まれる。【００２２】
ゲート電圧の印加を停止すると、チャネル層は消滅し、ソース電極膜５１とドレイン電極膜５２との間は高抵抗になり、電気的に分離される。【００２３】
液晶表示部１２には画素電極８２が配置されており、画素電極８２上には液晶８３が配置されている。液晶８３上には上部電極８１が位置しており、画素電極８２と上部電極８１との間に電圧が印加されると、液晶８３を通る光の偏光性が変更され、偏光フィルタ(不図示)の光通過性が制御される。【００２４】
画素電極８２はソース電極膜５１やドレイン電極膜５２(ここではドレイン電極膜５２)と電気的に接続されており、ＴＦＴ１１がＯＮ・ＯＦＦすることで、画素電極８２への電圧印加の開始・終了が行われる。【００２５】
ここでは画素電極８２は、ドレイン電極膜５２に接続された透明導電層４２の一部から成る。透明導電層４２は例えばＩＴＯで構成される。【００２６】
透明導電層４２の下方には、配線膜３５が配置されている。【００２７】
この配線膜３５とゲート電極膜３２とは、低抵抗の本体膜３９と、本体膜３９上に配置され、本体膜３９よりも抵抗率が大きいＣａｐ膜３８とをそれぞれ有しており、また、ソース電極膜５１とドレイン電極膜５２とも、低抵抗の本体膜４９と、本体膜４９上に配置され、本体膜４９よりも抵抗率が大きいＣａｐ膜４８とをそれぞれ有している。【００２８】
このＴＦＴ１１の製造工程を説明すると、図６を参照し、符号８０はスパッタリング装置であり、このスパッタリング装置８０によってゲート電極膜３２と配線膜３５と、及びソース電極膜５１とドレイン電極膜５２とを形成するものとする。【００２９】
スパッタリング装置８０は真空槽８９を有しており、真空槽８９の内部には、第一〜第三のカソード電極８６ａ〜８６ｃが配置されており、第一のカソード電極８６ａには密着層用合金から成る第一のターゲット８８ａが配置され、第二のカソード電極８６ｂには純銅から成る第二のターゲット８８ｂが配置され、第三のカソード電極８６ｃには、Ｃａｐ膜用合金から成るＣｕ合金ターゲット８８ｃが配置されている。【００３０】
Ｃｕ合金ターゲット８８ｃはＣａｐ膜用合金から成るＣｕ合金ターゲットであり、アルミニウム原子(Ａｌ)を含有するＣａｐ膜用合金が成形されたＣｕ合金ターゲットと、カルシウム原子(Ｃａ)を含有するＣａｐ膜用合金が成形されたＣｕ合金ターゲットの二種類が用意されている。【００３１】
Ａｌを含有するＣａｐ膜用合金は、Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、５０ａｔ％を超える銅原子（Ｃｕ)と、添加金属と、０．５ａｔ％以上のＡｌとを含有しており、添加金属は、０．５ａｔ％以上のマグネシウム原子(Ｍｇ)と、０．５ａｔ％以上のシリコン原子(Ｓｉ)と、３ａｔ％以上のニッケル原子(Ｎｉ)と、から成る三種の金属材料のうち、少なくとも一種以上の金属材料を含有する。【００３２】
Ｃａを含有するＣａｐ膜用合金は、Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、５０ａｔ％を超えるＣｕと、０．５ａｔ％以上のＣａとを含有するＣｕ合金ターゲットである。【００３３】
この例では二種類のＣａｐ膜用合金のうちのいずれか一方のＣａｐ膜用合金が成形されたＣｕ合金ターゲットがＣｕ合金ターゲット８８ｃとしてスパッタリング装置８０の真空槽８９の内部に配置されている。【００３４】
真空槽８９は真空排気装置８６によって真空排気されており、スパッタリングの際には、Ａｒガス等の希ガスから成るスパッタリングガスをガス源８７から真空槽８９の内部に導入し、第一〜第三のスパッタ電源８５ａ〜８５ｃによって第一〜第三のカソード電極８６ａ〜８６ｃにスパッタ電圧を印加し、第一のターゲット８８ａと、第二のターゲット８８ｂと、Ｃｕ合金ターゲット８８ｃのスパッタリングを開始する。【００３５】
真空槽８９の内部に基板３１を搬入し、成膜対象物である基板３１をスパッタリング装置８０の真空槽８９の内部に搬入し、搬入した基板３１を第一、第２のターゲット８８ａ、８８ｂにこの順番で対面させ、第一のターゲット８８ａのスパッタリングによって密着層を形成し、第二のターゲット８８ｂのスパッタリングによって密着層上に低抵抗層を形成し、基板３１上に密着層と低抵抗層とから成る二層構造の低抵抗層である本体膜を形成する。【００３６】
次いで、本体膜が形成された基板３１をＣｕ合金ターゲット８８ｃのスパッタリングによって本体膜上にＣａｐ膜を形成する。Ｃａｐ膜は低抵抗層と接触する。【００３７】
図２(ａ)の符号３６は密着層を示しており、符号３７は低抵抗層を示しており、符号３９は本体膜を示している。符号３８はＣａｐ膜を示している。【００３８】
各薄膜３６〜３８を形成するときには、真空槽８９の内部には酸素ガスや化学構造中に酸素原子を有するガスは導入されず、各薄膜３６〜３８中には酸素は含有されないようになっている。【００３９】
次に、図２(ｂ)に示すように、Ｃａｐ膜３８上にパターニングしたレジスト膜４４を形成し、本体膜３９とＣａｐ膜３８とが形成された基板３１を、Ｃｕをエッチングするエッチング液に浸漬すると、レジスト膜４４とレジスト膜４４との間に露出する部分のＣａｐ膜３８は同じエッチング液でエッチングされ、次いで、Ｃａｐ膜３８のエッチングによって露出された部分の本体膜３９がＣａｐ膜３８をエッチングしたエッチング液と同じエッチング液によってエッチングされる。【００４０】
図２(ｃ)はその状態を示しており、本体膜３９とＣａｐ膜３８とは部分的に除去され、残った部分によって、ゲート電極膜３２と配線膜３５とが基板３１上に形成される。【００４１】
ゲート電極膜３２と配線膜３５とが位置する部分以外の基板３１の表面は露出されており、レジスト膜４４を除去した後、基板３１をＣＶＤ装置内に搬入し、基板３１を２００℃以上３５０℃以下の温度に昇温させ、ＣＶＤ装置の中にシランガスを原料ガスとして導入し、酸素ガスを反応ガスとして導入し、また、アルゴンガスを希釈ガスとして導入し、原料ガスと反応ガスとを化学反応させる(ＣＶＤ法)。【００４２】
化学反応によってＳｉ酸化物が生成されると、図３(ａ)に示すように、基板３１の表面と、ゲート電極膜３２の表面と、配線膜３５の表面とに、Ｓｉ酸化物が堆積され、Ｓｉ酸化物薄膜から成るゲート絶縁膜３３が形成される。【００４３】
次に、他の成膜装置に基板３１を移動させ、ゲート絶縁膜３３上に半導体材料(例えばＳｉ半導体や酸化物半導体)から成る薄膜を形成し、パターニングしてゲート絶縁膜３３上に、図３(ｂ)に示すような半導体層３４を形成する。【００４４】
半導体層３４が形成された基板３１をスパッタリング装置８０の真空槽８９の内部に搬入し、第一のターゲット８８ａと、第二のターゲット８８ｂと、Ｃｕ合金ターゲット８８ｃとをスパッタリングし、図３(ｃ)に示されているように、半導体層３４上に密着層４６を形成し、密着層４６上に低抵抗層４７を形成し、密着層４６と低抵抗層４７とから成る本体膜４９を得た後、本体膜４９上にＣａｐ膜４８を形成する。Ｃａｐ膜４８は低抵抗層４７と接触する。【００４５】
次いで、本体膜４９とＣａｐ膜４８とから成る金属層をパターニングし、図４(ａ)に示すように、ソース電極膜５１と、ドレイン電極膜５２とを形成する。ソース電極膜５１とドレイン電極膜５２とは、それぞれ本体膜４９とＣａｐ膜４８とを有しており、ソース電極膜５１はソース領域７１と接触し、ドレイン電極膜５２はドレイン領域７２と接触する。【００４６】
ソース電極膜５１とドレイン電極膜５２は、半導体層３４のうちの幅方向片側上とその反対側上とに位置しており、間にゲート電極膜３２とゲート電極膜３２と接触したゲート絶縁膜３３とが位置している。【００４７】
この状態の基板３１をＣＶＤ装置内に搬入し、基板３１を２５０℃以上３５０℃以下の温度に昇温させ、ＣＶＤ装置の内部にシランガスを原料ガスとし、酸素ガスを反応ガスとし、アルゴンガスを希釈ガスとして導入し、ＣＶＤ法によりＳｉ酸化物を堆積させ、パターニングして図４(ｂ)に示すように、Ｓｉ酸化物から成る保護絶縁膜４１を得る。【００４８】
保護絶縁膜４１にはパターニングによってヴィアホールやコンタクトホール等として用いられる接続孔４３が形成されており、接続孔４３の底面には、ドレイン電極膜５２、ソース電極膜５１、又は配線膜３５等が有するＣａｐ膜３８、４８の表面が露出され、その状態で保護絶縁膜４１上にパターニングされた透明導電層が形成されている。図５の符号４２は、パターニングされた透明導電層であり、符号８２は透明導電層４２によって構成された画素電極を示している。【００４９】
そして、液晶８３と上部電極８１とが後工程で画素電極８２上に配置されると、図１に示す液晶表示装置２が得られる。【００５０】
以上により、ＴＦＴ１１は、ゲート電極膜３２の表面と、配線膜３５の表面とにＳｉ酸化物から成るゲート絶縁膜３３がＣＶＤ法によって形成されており、また、ドレイン電極膜５２の表面と、ソース電極膜５１の表面とにはＳｉ酸化物から成る保護絶縁膜４１がＣＶＤ法によって形成されている。保護絶縁膜４１やゲート絶縁膜３３はＣａｐ膜３８、４８と接触しており、Ｃａｐ膜３８、４８中のＣｕの酸化やＣａｐ膜３８、４８中へのＳｉの拡散が防止されているから、ゲート絶縁膜３３とゲート電極膜３２及び配線膜３５との間の剥離と、保護絶縁膜４１とソース電極膜５１及びドレイン電極膜５２との間の剥離が防止されている。
【実施例１】
【００５１】
＜剥離試験＞
異なる組成のＣａｐ膜用合金から成る複数のＣｕ合金ターゲットを製造し、スパッタリング装置８０にＣｕ合金ターゲットとして順番に配置した。【００５２】
先ず、Ｃｕ合金又は純Ｃｕから成る第一、第二のターゲットをスパッタリングして密着層と低抵抗層とから成る本体膜をガラス基板の表面に形成し、次いで、スパッタリング装置８０に配置されたＣｕ合金ターゲットをスパッタリングして本体膜上にＣａｐ膜を形成し、本体膜とＣａｐ膜とから成る配線膜を得た。【００５３】
配線膜が形成されたガラス基板を昇温させ、原料ガスと酸素ガスと希釈ガスとを導入して化学反応させ、Ｓｉ酸化物から成る絶縁膜をＣａｐ膜上にＣａｐ膜と接触させて形成した。【００５４】
ガラス基板上の配線膜と絶縁膜とから成る二層膜を１ｃｍ×１ｃｍの正方形に切断し、二層膜の小片から成る正方形のマスを１００個形成し、各マス上に接着テープを貼付し、次いで接着テープを二層膜から剥離させた。【００５５】
このとき、配線膜と絶縁膜との間で剥離したマスの数をＣａｐ膜用合金の組成毎に計数した。【００５６】
剥離個数が０／１００の場合を良品（○）、１／１００以上１０／１００以下の場合を並品（△）、１１／１００以上４９／１００以下を使用不可品（×）、５０／１００以上を不良品（××）と判定する。【００５７】
剥離試験結果を下記表１〜表４に示す。【００５８】
＜Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｇ＞
Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、Ａｌを０ａｔ％以上２５ａｔ％以下の範囲で含有させ、添加金属として、金属材料であるＭｇを０．５ａｔ％以上７ａｔ％以下の範囲で含有させたＣａｐ膜用合金を作成してＣｕ合金ターゲットを製造し、スパッタリングによって本体膜上にＣａｐ膜を形成し、２００℃以上３５０℃以下の温度範囲のＣＶＤ法によってＣａｐ膜上に絶縁膜を形成し、剥離試験を行った。【００５９】
Ａｌ含有率及びＭｇ含有率とＣＶＤの温度とから成る成膜条件と、各成膜条件に対応した剥離試験結果とを下記表１に記載する。【００６０】
【表１】
2020213232.tif 000003
【００６１】
表１から、Ｃａｐ膜は、Ａｌを０．５ａｔ％以上含有し、Ｍｇを０．５ａｔ％以上含有すれば、全て良品になるので好ましい。【００６２】
なお、Ａｌを２５ａｔ％以上含有させた場合や、Ｍｇを７ａｔ％以上含有させた場合には、現状の技術ではＣｕ合金ターゲットを作成することができない。そのため、Ｍｇは７ａｔ％未満の範囲で含有させればよいが、７ａｔ％以上でもＣｕ合金ターゲットを形成できる可能性があるので７ａｔ％未満に限定されるものではない。【００６３】
＜Ｃｕ−Ａｌ−Ｓｉ＞
次に、Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、Ａｌを０ａｔ％以上２５ａｔ％以下の範囲で含有させ、添加金属として、金属材料であるＳｉを０．５ａｔ％以上１５ａｔ％以下の範囲で含有させたＣａｐ膜用合金を作成してＣｕ合金ターゲットを製造し、スパッタリングによって本体膜上にＣａｐ膜を形成し、２００℃以上３５０℃以下の温度範囲のＣＶＤ法によってＣａｐ膜上に絶縁膜を形成し、剥離試験を行った。【００６４】
Ａｌ含有率及びＳｉ含有率とＣＶＤの温度とから成る成膜条件と、各成膜条件に対応した剥離試験結果とを下記表２に記載する。【００６５】
【表２】
2020213232.tif 000004
【００６６】
表２から、Ａｌを０．５ａｔ％以上含有し、Ｓｉを０．５ａｔ％以上含有すれば、全て良品になるので好ましい。【００６７】
なお、Ａｌを２５ａｔ％以上含有させた場合や、Ｓｉを１５ａｔ％以上含有させた場合には、現状の技術ではＣｕ合金ターゲットを作成することができない。そのため、Ｓｉは１５ａｔ％未満の範囲で含有させればよいが、１５ａｔ％以上でもＣｕ合金ターゲットを形成できる可能性があるので１５ａｔ％未満の範囲に限定されるものではない。【００６８】
＜Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ＞
Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、Ａｌを０ａｔ％以上２５ａｔ％以下の範囲で含有させ、添加金属として、金属材料であるＮｉを３ａｔ％以上５０ａｔ％以下の範囲で含有させたＣａｐ膜用合金を作成してＣｕ合金ターゲットを製造し、スパッタリングによって本体膜上にＣａｐ膜を形成し、２００℃以上３５０℃以下の温度範囲のＣＶＤ法によってＣａｐ膜上に絶縁膜を形成し、剥離試験を行った。【００６９】
Ａｌ含有率及びＮｉ含有率とＣＶＤの温度とから成る成膜条件と、各成膜条件に対応した剥離試験結果とを下記表３に記載する。【００７０】
【表３】
2020213232.tif 000005
【００７１】
表３から、Ａｌを０．５ａｔ％以上含有し、Ｎｉを３ａｔ％以上含有すれば、全て良品になるので好ましい。【００７２】
なお、 Ａｌを２５ａｔ％以上含有させた場合や、Ｎｉを５０ａｔ％以上含有させた場合には、現状の技術ではＣｕ合金ターゲットを作成することができない。そのため、Ｎｉは５０ａｔ％未満の範囲で含有させればよい。【００７３】
＜Ｃｕ−Ｃａ＞
Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、添加金属として、金属材料であるＣａを０ａｔ％以上１０ａｔ％以下の範囲で含有させたＣａｐ膜用合金を作成してＣｕ合金ターゲットを製造し、スパッタリングによって本体膜上にＣａｐ膜を形成し、２００℃以上３５０℃以下の温度範囲のＣＶＤ法によってＣａｐ膜上に絶縁膜を形成し、剥離試験を行った。【００７４】
Ｃｕ含有率とＣＶＤの温度とから成る成膜条件と、各成膜条件に対応した剥離試験結果とを下記表４に記載する。【００７５】
【表４】
2020213232.tif 000006
【００７６】
表４から、Ｃａを０．５ａｔ％以上含有すれば、全て良品になるので好ましい。【００７７】
なお、 Ｃａを７ａｔ％以上含有させると、現状の技術ではＣｕ合金ターゲットを作成することができない。そのため、Ｃａは７ａｔ％未満の範囲で含有させればよいが、７ａｔ％以上含有させてもＣｕ合金ターゲットが形成できる可能性があるので７ａｔ％未満の範囲に限定されるものではない。【００７８】
＜Ｃｕ−Ａｌ＞
比較例として、Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、Ａｌを０ａｔ％以上２５ａｔ％以下の範囲で含有させたＣａｐ膜用合金を作成してＣｕ合金ターゲットを製造し、スパッタリングによって本体膜上にＣａｐ膜を形成し、２００℃以上３５０℃以下の温度範囲のＣＶＤ法によってＣａｐ膜上に絶縁膜を形成し、剥離試験を行った。【００７９】
Ａｌ含有率とＣＶＤの温度とから成る成膜条件と、各成膜条件に対応した剥離試験結果とを下記表５に記載する。【００８０】
【表５】
2020213232.tif 000007
【００８１】
Ａｌを０．５ａｔ％以上含有させると、使用不可品や不良品は発生せず、実使用に耐えられる配線膜と絶縁膜とが得られるが、並品ばかりであり、良品は得られていない。従って、Ａｌだけを添加したときには好ましい範囲を得ることができないことが分かる。【００８２】
なお、Ａｌを２５ａｔ％以上添加すると、現状の技術ではＣｕ合金ターゲットを作成することができない。【００８３】
＜結論＞
以上により、Ｃａｐ膜用合金から成るＣｕ合金ターゲットは、Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、５０ａｔ％を超えるＣｕと、添加金属と、０．５ａｔ％以上のＡｌとを含有し、添加金属は、０．５ａｔ％以上のＭｇと、０．５ａｔ％以上のＳｉと、３ａｔ％以上のＮｉと、から成る三種の金属材料のうち、少なくとも一種以上の金属材料を含有すればよい。【００８４】
また、Ｃａｐ膜用合金から成るＣｕ合金ターゲットは、Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、Ｃａｐ膜用合金は、５０ａｔ％を超えるＣｕと、０．５ａｔ％以上のＣａとを含有してもよい。【００８５】
Ｃｕ合金ターゲットをスパッタリングして得られたＣａｐ膜の組成は、Ｃｕ合金ターゲットの組成と同じであり、半導体素子では、上記組成の配線膜はゲート電極膜、ソース電極膜、又はドレイン電極膜や、それらの電極膜同士を接続する配線膜に用いることができる。【００８６】
なお、本発明とは別の発明について、上記説明と実施例の記載とから、１番目にＣａｐ膜用合金から成るＣａｐ膜と、前記Ｃａｐ膜よりも抵抗率が小さい本体膜と、を有し、前記Ｃａｐ膜と前記本体膜との積層構造にされた配線膜であって、前記Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、前記Ｃａｐ膜用合金は、５０ａｔ％を超えるＣｕと、添加金属と、０．５ａｔ％以上のＡｌとを含有し、前記添加金属は、０．５ａｔ％以上のＭｇと、０．５ａｔ％以上のＳｉと、３ａｔ％以上のＮｉと、から成る三種の金属材料のうち、少なくとも一種以上の金属材料を含有し、前記Ｃａｐ膜はＳｉ酸化物を含有する絶縁膜と接触された配線膜の発明を得ることができる。【００８７】
また、二番目にＣａｐ膜用合金から成るＣａｐ膜と、前記Ｃａｐ膜よりも抵抗率が小さい本体膜と、を有し、前記Ｃａｐ膜と前記本体膜との積層構造にされた配線膜であって、前記Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、前記Ｃａｐ膜用合金は、５０ａｔ％を超えるＣｕと、０．５ａｔ％以上のＣａとを含有する配線膜の発明を得ることができる。【００８８】
また、３番目に、半導体層と、前記半導体層と接触して配置されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を間にして前記半導体層と対向するゲート電極膜とを有し、前記半導体層には、前記ゲート電極膜と対向する部分にチャネル領域が設けられ、前記チャネル領域の両側にソース領域とドレイン領域とが設けられ、前記ソース領域と前記ドレイン領域には、ソース電極膜とドレイン電極膜がそれぞれ接触された半導体装置であって、前記ゲート電極膜は、Ｃａｐ膜用合金から成るＣａｐ膜と、前記Ｃａｐ膜よりも抵抗率が小さい本体膜とを有し、前記Ｃａｐ膜と前記本体膜との積層構造にされ、前記Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、前記Ｃａｐ膜用合金は、５０ａｔ％を超えるＣｕと、添加金属と、０．５ａｔ％以上のＡｌとを含有し、前記添加金属には、０．５ａｔ％以上のＭｇと、０．５ａｔ％以上のＳｉと、３ａｔ％以上のＮｉと、から成る三種の金属材料のうち、少なくとも一種以上の金属材料が含有され、前記ゲート絶縁膜はＳｉ酸化物を含有し、前記ゲート絶縁膜には前記Ｃａｐ膜が接触された半導体装置の発明を得ることができる。【００８９】
また、４番目に、半導体層と、前記半導体層と接触して配置されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を間にして前記半導体層と対向するゲート電極膜とを有し、前記半導体層には、前記ゲート電極膜と対向する部分にチャネル領域が設けられ、前記チャネル領域の両側にソース領域とドレイン領域とが設けられ、前記ソース領域と前記ドレイン領域には、ソース電極膜とドレイン電極膜がそれぞれ接触された半導体装置であって、前記ゲート電極膜は、Ｃａｐ膜用合金から成るＣａｐ膜と、前記Ｃａｐ膜よりも抵抗率が小さい本体膜とを有し、前記Ｃａｐ膜と前記本体膜との積層構造にされ、前記Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、前記Ｃａｐ膜用合金は、５０ａｔ％を超えるＣｕと、０．５ａｔ％以上のＣａとを含有し、前記ゲート絶縁膜はＳｉ酸化物を含有し、前記ゲート絶縁膜には前記Ｃａｐ膜が接触された半導体装置の発明を得ることができる。【００９０】
また、５番目に、半導体層と、前記半導体層と接触して配置されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を間にして前記半導体層と対向するゲート電極膜とを有し、前記半導体層には、前記ゲート電極膜と対向する部分にチャネル領域が設けられ、前記チャネル領域の両側にソース領域とドレイン領域とが設けられ、前記ソース領域と前記ドレイン領域には、ソース電極膜の片面とドレイン電極膜の片面がそれぞれ接触され、前記ソース電極膜の反対面と前記ドレイン電極膜の反対面とは絶縁膜に接触した半導体装置であって、前記ソース電極膜と前記ドレイン電極膜のいずれか一方又は両方の電極膜はＣａｐ膜用合金から成るＣａｐ膜と、前記Ｃａｐ膜よりも抵抗率が小さい本体膜とを有し、前記Ｃａｐ膜と前記本体膜との積層構造にされ、前記Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、前記Ｃａｐ膜用合金は、５０ａｔ％を超えるＣｕと、添加金属と、０．５ａｔ％以上のＡｌとを含有し、前記添加金属には、０．５ａｔ％以上のＭｇと、０．５ａｔ％以上のＳｉと、３ａｔ％以上のＮｉと、から成る三種の金属材料のうち、少なくとも一種以上の金属材料が含有され、前記絶縁膜はＳｉ酸化物を含有し、前記Ｃａｐ膜が前記絶縁膜に接触された半導体装置の発明を得ることができる。【００９１】
また、６番目に、半導体層と、前記半導体層と接触して配置されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を間にして前記半導体層と対向するゲート電極膜とを有し、前記半導体層には、前記ゲート電極膜と対向する部分にチャネル領域が設けられ、前記チャネル領域の両側にソース領域とドレイン領域とが設けられ、前記ソース領域と前記ドレイン領域には、ソース電極膜の片面とドレイン電極膜の片面がそれぞれ接触され、前記ソース電極膜の反対面と前記ドレイン電極膜の反対面とは絶縁膜に接触した半導体装置であって、前記ソース電極膜と前記ドレイン電極膜のいずれか一方又は両方の電極膜はＣａｐ膜用合金から成るＣａｐ膜と、前記Ｃａｐ膜よりも抵抗率が小さい本体膜とを有し、前記Ｃａｐ膜と前記本体膜との積層構造にされ、前記Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、前記Ｃａｐ膜用合金は、５０ａｔ％を超えるＣｕと、０．５ａｔ％以上のＣａとを含有し、前記絶縁膜はＳｉ酸化物を含有し、前記Ｃａｐ膜が前記絶縁膜に接触された半導体装置の発明を得ることができる。【００９２】
また、７番目に、基板と、前記基板表面に設けられた配線膜と、前記基板上に配置された画素電極層と、前記画素電極層上に配置された液晶と、前記液晶上に配置された上部電極層と、を有し、前記画素電極層は、前記配線膜に電気的に接続された液晶表示装置であって、前記配線膜は、Ｃａｐ膜用合金から成るＣａｐ膜と、前記Ｃａｐ膜よりも抵抗率が小さい本体膜とを有し、前記Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、前記Ｃａｐ膜用合金は、５０ａｔ％を超えるＣｕと、添加金属と、０．５ａｔ％以上のＡｌとを含有し、前記添加金属は、０．５ａｔ％以上のＭｇと、０．５ａｔ％以上のＳｉと、３ａｔ％以上のＮｉと、から成る三種の金属材料のうち、少なくとも一種以上の金属材料を含有し、前記Ｃａｐ膜はＳｉ酸化物を含有する絶縁膜に接触された液晶表示装置の発明を得ることができる。【００９３】
また、８番目に、基板と、前記基板表面に設けられた配線膜と、前記基板上に配置された画素電極層と、前記画素電極層上に配置された液晶と、前記液晶上に配置された上部電極層と、を有し、前記画素電極層は、前記配線膜に電気的に接続された液晶表示装置であって、前記配線膜は、Ｃａｐ膜用合金から成るＣａｐ膜と、前記Ｃａｐ膜よりも抵抗率が小さい本体膜とを有し、前記Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、前記Ｃａｐ膜用合金は、５０ａｔ％を超えるＣｕと、０．５ａｔ％以上のＣａとを含有し、前記Ｃａｐ膜はＳｉ酸化物を含有する絶縁膜に接触された液晶表示装置の発明を得ることができる。【００９４】
以上説明した１、３、５、７番目の発明では、前記添加金属が、０．５ａｔ％以上７％未満のＭｇである発明を得ることができる。
また、１、３、５、７番目の発明では、前記添加金属が、０．５ａｔ％以上１５％未満のＳｉである発明を得ることができる。【００９５】
１、３、５、７番目の発明では、前記添加金属が、３ａｔ％以上５０％未満のＮｉである発明を得ることができる。
Ｃａｐ膜上には、ＣＶＤ法によってＳｉ酸化物薄膜がＣａｐ膜に密着して形成される。
【符号の説明】
【００９６】
１１……ＴＦＴ
３５……配線膜
３１……基板
３２……ゲート電極膜
３３……ゲート絶縁膜
３４……半導体層
３６……密着層
３７……低抵抗層
４１……保護絶縁膜
４３……接続孔
５１……ソース電極膜
５２……ドレイン電極膜
７１……ソース領域
７２……ドレイン領域
７３……チャネル領域
８１……上部電極
８２……画素電極
８３……液晶
８８ｃ……Ｃｕ合金ターゲット 
【図１】
2020213232.tif 000008
【図２】
2020213232.tif 000009
【図３】
2020213232.tif 000010
【図４】
2020213232.tif 000011
【図５】
2020213232.tif 000012
【図６】
2020213232.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月1日(2020.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は、Ｃａｐ膜用合金から成るＣｕ合金ターゲットであって、前記Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、前記Ｃａｐ膜用合金は、５０ａｔ％を超えるＣｕと、添加金属と、０．５ａｔ％以上のＡｌとを含有し、前記添加金属は、０．５ａｔ％以上のＭｇと、０．５ａｔ％以上のＳｉと、３ａｔ％以上のＮｉと、から成る三種の金属材料のうち、少なくとも一種以上の金属材料を含有し、前記添加金属は、０．５ａｔ％以上１５ａｔ％未満のＳｉであるＣｕ合金ターゲットである。
【手続補正２】
【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】
Ｃａｐ膜用合金から成るＣｕ合金ターゲットであって、
前記Ｃａｐ膜用合金の原子数を１００ａｔ％としたときに、前記Ｃａｐ膜用合金は、５０ａｔ％を超えるＣｕと、添加金属と、０．５ａｔ％以上のＡｌとを含有し、
前記添加金属は、０．５ａｔ％以上のＭｇと、０．５ａｔ％以上のＳｉと、３ａｔ％以上のＮｉと、から成る三種の金属材料のうち、少なくとも一種以上の金属材料を含有し、
前記添加金属は、０．５ａｔ％以上１５ａｔ％未満のＳｉであるＣｕ合金ターゲット。
【国際調査報告】
2020213232.tif 000014
2020213232.tif 000015
2020213232.tif 000016
2020213232.tif 000017