現像液耐性に優れた表示装置用Ａｌ合金膜、表示装置およびスパッタリングターゲット
【課題】低温での熱処理を適用した場合でも十分に低い電気抵抗を示すと共に、直接接続された透明画素電極とのコンタクト抵抗が十分に低減され、かつ現像液耐性に優れた表示装置用Ａｌ合金膜を提供する。
【解決手段】表示装置の基板上で透明導電膜と直接接続されるＡｌ合金膜であって、上記Ａｌ合金膜は、グループＡに属するＮｉおよび／またはＣｏの元素を２．０原子％以下（０原子％を含まない）、並びにグループＢに属する少なくとも一種の元素を０．０５〜２．５原子％含み、上記グループＢの元素はＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、およびＧｅから構成されている。
【解決手段】表示装置の基板上で透明導電膜と直接接続されるＡｌ合金膜であって、上記Ａｌ合金膜は、グループＡに属するＮｉおよび／またはＣｏの元素を２．０原子％以下（０原子％を含まない）、並びにグループＢに属する少なくとも一種の元素を０．０５〜２．５原子％含み、上記グループＢの元素はＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、およびＧｅから構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像液耐性に優れた表示装置用Ａｌ合金膜、表示装置および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】
小型の携帯電話から、３０インチを超す大型のテレビに至るまで様々な分野に用いられる液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｔｏｒ、以下「ＴＦＴ」と呼ぶ。）をスイッチング素子とし、透明画素電極と、ゲート配線およびソース−ドレイン配線等の配線部と、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）や多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）などの半導体層を備えたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対して所定の間隔をおいて配置され共通電極を備えた対向基板と、ＴＦＴ基板と対向基板との間に充填された液晶層から構成されている。
【０００３】
ＴＦＴ基板において、ゲート配線やソース−ドレイン配線などの配線材料には、電気抵抗が小さく、微細加工が容易であるなどの理由により、純ＡｌまたはＡｌ−ＮｄなどのＡｌ合金（以下、これらをまとめてＡｌ系合金ということがある）が汎用されている。Ａｌ系合金配線と透明画素電極の間には、Ｍｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｗ等の高融点金属からなるバリアメタル層が通常設けられている。この様に、バリアメタル層を介してＡｌ系合金配線を接続する理由は、Ａｌ系合金配線を透明画素電極と直接接続すると、接続抵抗（コンタクト抵抗）が上昇し、画面の表示品位が低下するからである。すなわち、透明画素電極に直接接続する配線を構成するＡｌは非常に酸化され易く、液晶ディスプレイの成膜過程で生じる酸素や成膜時に添加する酸素などにより、Ａｌ系合金配線と透明画素電極との界面にＡｌ酸化物の絶縁層が生成するためである。また、透明画素電極を構成するＩＴＯ等の透明導電膜は導電性の金属酸化物であるが、上記のようにして生成したＡｌ酸化物層により、電気的なオーミック接続を行うことができない。
【０００４】
しかし、バリアメタル層を形成するためには、ゲート電極やソース電極、更にはドレイン電極の形成に必要な成膜用スパッタ装置に加えて、バリアメタル形成用の成膜チャンバーを余分に装備しなければならない。液晶ディスプレイの大量生産に伴い低コスト化が進むにつれて、バリアメタル層の形成に伴う製造コストの上昇や生産性の低下は軽視できなくなっている。
【０００５】
そこで、バリアメタル層の形成を省略でき、Ａｌ系合金配線を透明画素電極に直接接続することが可能な電極材料や製造方法が提案されている。
【０００６】
例えば本願出願人は、バリアメタル層の省略を可能にすると共に、工程数を増やすことなく簡略化し、Ａｌ系合金配線を透明画素電極に対して直接かつ確実に接続し得るダイレクトコンタクト技術を開示している（特許文献１）。
【０００７】
詳しくは、特許文献１は、合金成分として、Ａｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｒ、Ｇｅ、Ｓｍ、およびＢｉよりなる群から選ばれる少なくとも一種を０．１〜６原子％含むＡｌ合金を開示している。Ａｌ系合金配線に該Ａｌ合金からなるものを用いれば、これら合金成分の少なくとも一部が当該Ａｌ合金膜と透明画素電極との界面で析出物または濃化層として存在することによって、バリアメタル層を省略しても、透明画素電極との接触抵抗を低減させることができる。
【０００８】
しかし特許文献１に記載のＮｉ等を含むＡｌ合金の耐熱温度は、いずれも、おおむね１５０〜２００℃であり、表示装置（特にＴＦＴ基板）の製造工程における最高温度よりも低い。
【０００９】
なお近年、表示装置の製造温度は、歩留りの改善および生産性向上の観点から、ますます低温化する傾向にある。しかし製造工程の最高温度（窒化シリコン膜の成膜温度）を３００℃に下げたとしても、特許文献１に記載のＡｌ合金の耐熱温度を超える。
【００１０】
一方で、製造工程での最高温度（本発明において「熱処理温度」と呼ぶ。）が低下すると、Ａｌ系合金配線の電気抵抗が十分に下がらないという弊害がある。そこで本願出願人は、特許文献２で、良好な耐熱性を示しながら、低い熱処理温度でも十分に低い電気抵抗を示すＡｌ合金を開示している。
【００１１】
詳しくは、Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，およびＧｅよりなる群から選択される少なくとも一種の元素（以下「α成分」と呼ぶ。）、および、Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，およびＤｙよりなる群から選択される少なくとも一種の元素（以下「Ｘ成分」と呼ぶ。）を含有するＡｌ−α−Ｘ合金からなるＡｌ合金膜を開示している。
【００１２】
上記Ａｌ合金膜を薄膜トランジスタ基板に用いると、バリアメタル層の省略が可能になると共に、工程数を増やすことなく、Ａｌ合金膜と導電性酸化膜からなる透明画素電極を直接且つ確実に接触することができるとされている。また、Ａｌ合金膜に対し、例えば、約１００℃以上３００℃以下の低い熱処理温度を適用した場合でも、電気抵抗の低減と優れた耐熱性とを達成できるとされている。具体的には、例えば２５０℃で３０分といった低温の熱処理を採用した場合でも、ヒロックなどの欠陥を生じることなく、当該Ａｌ合金膜の電気抵抗率で７μΩ・ｃｍ以下を達成することができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−２１４６０６号公報
【特許文献２】特開２００６−２６１６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記の通り純Ａｌに合金元素を添加することによって、純Ａｌでは見られなかった種々の機能が付与されるが、一方で合金元素の添加量が多くなると、配線自体の電気抵抗が増加してしまう。また、合金元素の添加によって耐食性が悪化するという、好ましくない傾向が現れる。
【００１５】
特に、アレイ基板の製造工程では複数のウェットプロセスを通ることになるが、Ａｌよりも貴な金属を添加すると、ガルバニック腐食の問題が表れ、耐食性が劣化してしまう。例えばフォトリソグラフィ工程（以下、現像工程と呼ぶ場合がある。）では、ＴＭＡＨ(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)を含むアルカリ性の現像液を使用するが、ダイレクトコンタクト構造の場合、バリアメタル層を省略しているためＡｌ合金膜がむき出しとなり、現像液によるダメージを受けやすくなる。
【００１６】
本発明者らの検討結果によれば、特に特許文献１や２に記載のコンタクト抵抗低減元素（Ａｌ膜にＡｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｒ、Ｓｍ、Ｇｅなど）を添加した場合、現像工程におけるＡｌ合金膜のエッチングレート（溶解速度）が著しく速くなる傾向が見られることが判明した。現像工程でのＡｌ合金膜のエッチングは、添加元素の濃化に伴うガルバニック腐食で促進されることが知られており、特に、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、ＣｕなどのＡｌより電気化学的に貴な元素を添加した場合はその傾向が顕著に現れる。現像工程でのエッチングレートが大きくなると、配線のリワークが困難である他、製造時の歩留まりが低下するといった問題が生じる。
【００１７】
更に本発明者らの検討結果によれば、上記の現像液に起因するガルバニック腐食やエッチングレート増大の問題は、環境温度にも起因し、例えば２５℃の室温環境下において優れた現像液耐性を発揮するものであっても、温度が約３０℃程度に上昇すると上記の問題が現れ、現像液耐性に劣る場合があることが判明した。
【００１８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低い電気抵抗を示し、且つ、バリアメタル層を省略しても低コンタクト抵抗を示すと共に、現像液耐性に優れた表示装置用Ａｌ合金膜を提供することにある。詳細には本発明の目的は、現像工程の温度を３０℃に高めてもエッチングレートの上昇が見られず、現像液耐性に優れた表示装置用Ａｌ合金膜を提供することにある。
【００１９】
また、本発明の他の目的は、上記表示装置用Ａｌ合金膜の製造に特に有用なスパッタリングターゲットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成し得た本発明に係る現像液耐性に優れたＡｌ合金膜は、表示装置の基板上で透明画素電極と直接接続される表示装置用Ａｌ合金膜であって、上記Ａｌ合金膜は、グループＡに属するＮｉおよび／またはＣｏの元素を２．０原子％以下（０原子％を含まない）、並びにグループＢに属する少なくとも一種の元素を０．０５〜２．５原子％含み、上記グループＢの元素はＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、およびＧｅから構成されているところに要旨を有している。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態において、上記グループＢの元素は、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、およびＤｙから構成されている。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態において、上記グループＢの元素は、グループＢ１に属するＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、およびＹの元素から構成されている。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態において、上記グループＢ１の含有量（β１）と、上記グループＡの含有量（α）との比（β１／α）は１．５超を満足するものである。
【００２４】
本発明には、上記のいずれかに記載の表示装置用Ａｌ合金膜が、薄膜トランジスタに用いられている表示装置も包含される。
【００２５】
また、上記目的を達成し得た本発明のスパッタリングターゲットは、グループＡに属するＮｉおよび／またはＣｏの元素を２．０原子％以下（０原子％を含まない）、並びに以下のグループＢに属する少なくとも一種の元素を０．０５〜２．５原子％含むところに要旨を有するものである。
グループＢの元素：Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、およびＧｅ。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態において、上記グループＢの元素は、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、およびＤｙから構成されている。
【００２７】
本発明の好ましい実施形態において、上記グループＢの元素は、グループＢ１に属するＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、およびＹの元素から構成されている。
【００２８】
本発明の好ましい実施形態において、上記グループＢ１の含有量（β１）と、上記グループＡの含有量（α）との比（β１／α）が１．５超を満足するものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、バリアメタル層を介在させずに、Ａｌ合金膜を透明画素電極（透明導電膜、酸化物導電膜）と直接接続することができ、且つ、比較的低い熱処理温度（例えば２５０〜３００℃）を適用した場合でも十分に低い電気抵抗を示すと共に、アルカリ現像液耐性に優れた表示装置用Ａｌ合金膜を提供できた。上記の熱処理温度とは、表示装置の製造工程（例えばＴＦＴ基板の製造工程）で最も高温となる処理温度を指し、一般的な表示装置の製造工程においては、各種薄膜形成のためのＣＶＤ成膜時の基板の加熱温度や、保護膜を熱硬化させる際の熱処理炉の温度などを意味する。
【００３０】
本発明のＡｌ合金膜を表示装置に適用すれば、上記バリアメタル層を省略することができる。従って本発明のＡｌ合金膜を用いれば、生産性に優れ、安価で且つ高性能の表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、アモルファスシリコンＴＦＴ基板が適用される代表的な液晶ディスプレイの構成を示す概略断面拡大説明図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係るＴＦＴ基板の構成を示す概略断面説明図である。
【図３】図３は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図４】図４は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図５】図５は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図６】図６は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図７】図７は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図８】図８は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図９】図９は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１０】図１０は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施形態に係るＴＦＴ基板の構成を示す概略断面説明図である。
【図１２】図１２は、図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１３】図１３は、図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１４】図１４は、図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１５】図１５は、図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１６】図１６は、図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１７】図１７は、図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１８】図１８は、図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１９】図１９は、Ａｌ合金膜と透明画素電極のダイレクト接触抵抗の測定に用いたケルビンパターン（ＴＥＧパターン）を示す図である。
【図２０】図２０は、各種Ａｌ−Ｃｏ合金膜における現像液温度とエッチングレートの関係を示すグラフである。
【図２１】図２１は実施例に用いたＮｏ．１９の現像液耐食試験前後のＸＰＳ深さ方向プロファイルである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明は、Ａｌ合金膜を、バリアメタル層を介さずに透明導電膜（画素電極）と直接接続させることが可能なダイレクトコンタクト技術に関するものである。詳細には、ダイレクトコンタクト技術に当然に要求される特性（熱処理温度が低い場合であっても電気抵抗を十分に小さくでき、且つ、バリアメタル層を省略して透明画素電極と直接接続させた場合にコンタクト抵抗を十分に低減させることができること）を備えていることは勿論のこと、特に、表示装置の製造過程で使用される現像液に対する耐性（現像液耐性）に極めて優れたＡｌ合金膜を提供するための技術に関するものである。
【００３３】
本発明者らは、ダイレクトコンタクト技術において、特に現像液耐性に優れたＡｌ合金膜を提供するという観点から検討を進めてきた。特に透明導電膜とのコンタクト抵抗の低減性能に優れるＮｉおよびＣｏに着目し、現像工程におけるＡｌ合金膜のエッチングレート（溶解速度）の上昇を抑制して現像液耐性を向上させるという観点から検討を進めてきた。
【００３４】
現像工程では、現像液に触れた直後にＡｌが溶出し、Ａｌ合金膜がエッチングされる。このとき、Ａｌ合金膜中にＣｏのようなＡｌより電気化学的に貴な元素が含まれているとＡｌ合金膜の表面にＮｉやＣｏが濃化し、カソードサイトとして作用してガルバニック腐食が発生し、エッチングレートが加速される。従って、Ａｌ−Ｎｉ合金膜やＡｌ−Ｃｏ合金膜（以下、これらをまとめて「Ａｌ−Ｎｉ／Ｃｏ合金膜」と呼ぶ場合がある。）の現像工程におけるエッチング速度を抑制するには、カソード反応抑制元素を添加するか、またはＡｌのアノード反応を抑制する保護皮膜（水酸化物）を形成させる必要がある。
【００３５】
このような観点に基づき、本発明者らは、（ア）カソード反応抑制作用を有し、且つ、（イ）現像液環境でアノード反応抑制皮膜を形成し易い元素を探求した。
【００３６】
このうち、（ア）カソード反応抑制元素は、現像工程におけるＡｌ膜との交換電流密度が３．０×１０-3Ａ／ｃｍ2以下のものを選択することにした。本発明者らの検討結果によれば、現像液環境での各種元素の分極曲線を測定して得られる各種元素のカソード曲線とＡｌのアノード曲線との交点の電流密度（交換電流密度）が、腐食速度（溶解速度）と良好な相関関係を有することが判明し、この交換電流密度が上記範囲を満足するものは、実用上支障のないエッチングレートが得られることが分かったからである。一方、（イ）Ａｌのアノード反応抑制元素は、現像液環境で水酸化物が安定な元素を電位−ｐＨ図から選択した。
【００３７】
そして上記（ア）および（イ）の両方を満足する元素のうち、Ａｌ−Ｎｉ／Ｃｏ合金膜に適用可能な元素を更に鋭意検討した結果、その結果、以下のグループＢに属する少なくとも一種の元素を所定量添加したＡｌ−Ｎｉ／Ｃｏ−（グループＢ）合金膜を用いれば所期の目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。
グループＢ：Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、およびＧｅ。
好ましくはＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、およびＤｙであり、より好ましくは、グループＢ１に属するＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、およびＹの元素である。
【００３８】
特に本発明者らの詳細な検討結果によれば、グループＢの元素を含有しないＡｌ−Ｎｉ／Ｃｏ合金膜は、通常の現像液温度（室温であり約２５℃）の現像液耐性は良好であるが、夏場などのように温度が約３０℃程度に上昇する温度環境下では現像液耐性が低下し、エッチングレートが著しく上昇することが判明した（後記する実施例を参照）。本発明に用いられるグループＢの元素は、特に上記の温度環境下の現像的耐性に優れていることが判明し、本発明を完成した。
【００３９】
以下、図２０を参照しながら、Ａｌ−Ｃｏ合金膜の現像液エッチングレートが現像液の温度に依存すること（エッチングレートの温度依存性）を説明する。図２０は、Ａｌ−Ｃｏ合金膜の結果をグラフ化したものであるが、後記する実施例に示すように、図２０と同様の傾向は、Ａｌ−Ｎｉ合金膜においても見られた。
【００４０】
図２０は、後記する実施例に記載のＡｌ合金膜の一部を抽出してプロットしたものであり、横軸は現像液温度（℃）、縦軸はＡｌ合金膜のエッチングレート（ｍｍ／ｍｉｎ）である。ここでは、エッチングレートの温度依存性を調べるため、現像液温度を２５℃、３０℃、３５℃としたときのエッチングレートを調べている。温度が高くなるほどガルバニック腐食が進んで耐食性が低下する。後記する実施例では、エッチングレートが１００ｍｍ／ｍｉｎ以下を合格（現像液耐性に優れる）と評価している。
【００４１】
図２０から明らかなように、グループＢの元素を含有しないＡｌ−０．２原子％Ｃｏ合金膜では、温度が高くなるにつれて現像液耐性が低下し、３０℃になるとエッチングレートが合格値を超えたのに対し、グループＢの元素（厳密には、グループＢ１に属するＬａ、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｙの元素）を含有した本発明例ではいずれも、現像液温度を３０℃に高めても、良好な現像液耐性が得られた。このような優れた現像液耐性は、温度を３５℃まで高めたときでも維持されていた。
【００４２】
以下、本発明を構成する各元素について説明する。
【００４３】
グループＡに属するＮｉおよび／またはＣｏを２．０原子％以下（０原子％を含まない）
グループＡに属する元素であるＮｉおよびＣｏは、透明導電膜とのコンタクト抵抗低減に有用な元素である。すなわち、Ａｌ合金膜中に合金成分としてＮｉやＣｏを含有させれば、低い熱処理温度でも、Ａｌ合金膜と透明導電膜との界面に導電性のＮｉ／Ｃｏ含有析出物またはＮｉ／Ｃｏ含有濃化層が形成され易く、上記界面にＡｌ酸化物からなる絶縁層が生成するのを防止でき、Ａｌ合金膜と透明画素電極（例えばＩＴＯ）との間で、上記の析出物または濃化層を通して大部分のコンタクト電流が流れ、コンタクト抵抗を低く抑えることができるものと思われる。
【００４４】
本発明では、グループＡに属する元素であるＮｉおよびＣｏを、単独で用いても良いし、両方を併用しても良い。グループＡに属する元素の含有量（単独の場合は単独量であり、両方を含む場合は合計量である。）をα（原子％）とすると、上記作用を有効に発揮させるため、αを０．０５原子％以上とすることが好ましい。より好ましいαは０．０８原子％以上である。但し、過剰に添加しても上記作用が飽和するほか、現像工程での耐食性が阻害されるため、上記αの上限を２．０原子％とした。αの好ましい上限は０．５原子％であり、より好ましくは０．３原子％である。
【００４５】
グループＢ（Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、およびＧｅ）に属する少なくとも一種の元素を０．０５〜２．５原子％
グループＢの元素は、Ａｌ−Ｃｏ合金膜の現像液耐性向上に有用な元素であり、グループＢの元素を少なくとも一種添加することにより、ガルバニック腐食速度が抑制され、現像工程での腐食量が軽減される。これらの元素は、現像液環境におけるカソード電流が小さいため、Ａｌとのガルバニック腐食を軽減するものと推察される。また、グループＢの元素のうちＮｄ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙの元素は、現像液環境下でガルバニック腐食防止に有用な水酸化物を安定して形成し易いため、腐食速度低減効果に一層優れている。本発明では、特に好ましく用いられる上記元素（Ｎｄ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ）をグループＢ１に属する元素と呼ぶ場合がある。
【００４６】
参考のため、図２１に、後記する実施例１のＮｏ．１９（Ａｌ−０．２原子％Ｃｏ−０．６原子％Ｙ）について、現像液腐食試験前後の深さ方向プロファイル［ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光分析）］の結果を示す。図２１に示すようにグループＢの元素としてＹを用いたとき、Ｙが表面に濃化していることが分かる。
【００４７】
このような作用を有効に発揮させるため、グループＢの添加量（単独の場合は単独量であり、２種以上を含むときは合計量である。）を０．０５原子％以上とする。グループＢの好ましい添加量は、０．２原子％以上であり、より好ましくは０．４原子％以上である。但し、過剰に添加すると、熱処理後のＡｌ合金膜自体の電気抵抗が増加するため、上限を２．５原子％とする。好ましい上限は１．０原子％であり、より好ましくは０．８原子％である。
【００４８】
上記グループＢの元素のうち、好ましくはＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、およびＤｙであり、より好ましくは、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、およびＹ（グループＢ１に属する元素）である。
【００４９】
本発明のＡｌ合金膜は、グループＢの元素を１種以上用いることができ、２種以上を併用してもエッチングレートを阻害することがなく、支障なく用いることができる。
【００５０】
ここで、グループＢ１の含有量をβ１（原子％）とすると、グループＡの含有量（α）との比（β１／α）は１．５超を満足することが好ましい。これにより、現像液エッチングレートが５０ｎｍ／ｍｉｎ以下（後記する実施例では現像液耐性を◎と評価）を達成することができる（後記する実施例を参照）。上記（β１／α）の比は大きい程良く、例えば、１．８以上であることがより好ましく、２以上であることが更に好ましい。
【００５１】
本発明のＡｌ合金膜は、上記規定量のＮｉおよび／またはＣｏ、並びにグループＢの元素を含み、残部：Ａｌおよび不可避不純物である。
【００５２】
更に本発明のＡｌ合金膜には、本発明の作用を損なわない範囲で、透明導電膜とのコンタクト抵抗低減化に有用な公知の成分などを添加することもできる。例えば、後記する実施例に示すように、Ｇｅを例えば０．０５〜２．５原子％の範囲で含んでいてもよい。あるいは、前述した特許文献１や２に記載のコンタクト抵抗低減元素（例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｒ、Ｓｍ、Ｂｉなど）を含んでいても良い。
【００５３】
上記のＡｌ合金膜は、スパッタリング法にてスパッタリングターゲット（以下「ターゲット」ということがある）を用いて形成することが望ましい。イオンプレーティング法や電子ビーム蒸着法、真空蒸着法で形成された薄膜よりも、成分や膜厚の膜面内均一性に優れた薄膜を容易に形成できるからである。
【００５４】
また、上記スパッタリング法で上記Ａｌ合金膜を形成するには、上記ターゲットとして、Ｎｉおよび／またはＣｏを２．０原子％以下（０原子％を含まない）、およびグループＢに属する少なくとも一種の元素を合計で０．０５〜２．５原子％含むものであって、所望のＡｌ合金膜と同一の組成のＡｌ合金スパッタリングターゲットを用いれば、組成ズレすることなく、所望の成分・組成のＡｌ合金膜を形成することができるのでよい。
【００５５】
従って、本発明には、前述したＡｌ合金膜と同じ組成のスパッタリングターゲットも本発明の範囲内に包含される。詳細には、グループＡに属するＮｉおよび／またはＣｏの元素を２．０原子％以下（０原子％を含まない）、並びに上記グループＢに属する少なくとも一種の元素を０．０５〜２．５原子％含むスパッタリングターゲットも、本発明の範囲内に包含される。残部は、Ａｌおよび不可避不純物である。好ましい態様として、上記グループＢの元素がＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、およびＤｙから構成されているスパッタリングターゲット；上記グループＢの元素が、グループＢ１に属するＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、およびＹの元素から構成されているスパッタリングターゲット；上記グループＢ１の含有量（β１）と、上記グループＡの含有量（α）との比（β１／α）が１．５超を満足するスパッタリングターゲットが挙げられる。
【００５６】
上記ターゲットの形状は、スパッタリング装置の形状や構造に応じて任意の形状（角型プレート状、円形プレート状、ドーナツプレート状など）に加工したものが含まれる。
上記ターゲットの製造方法としては、溶解鋳造法や粉末焼結法、スプレイフォーミング法で、Ａｌ基合金からなるインゴットを製造して得る方法や、Ａｌ基合金からなるプリフォーム（最終的な緻密体を得る前の中間体）を製造した後、該プリフォームを緻密化手段により緻密化して得られる方法が挙げられる。
【００５７】
本発明は、上記Ａｌ合金膜が、薄膜トランジスタに用いられていることを特徴とする表示装置も含むものであり、その態様として、前記Ａｌ合金膜が、薄膜トランジスタのソース電極および／またはドレイン電極並びに信号線に用いられ、ドレイン電極が透明導電膜に直接接続されているもの；および／またはゲート電極および走査線に用いられているもの；が挙げられる。
【００５８】
また前記ゲート電極および走査線と、前記ソース電極および／またはドレイン電極並びに信号線が、同一組成のＡｌ合金膜であるものが態様として含まれる。
【００５９】
本発明に用いられる透明導電膜としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）または酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）が好ましい。
【００６０】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る表示装置の好ましい実施形態を説明する。以下では、アモルファスシリコンＴＦＴ基板またはポリシリコンＴＦＴ基板を備えた液晶表示装置（例えば図１、詳細については後述する）を代表的に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００６１】
（実施形態１）
図２を参照しながら、アモルファスシリコンＴＦＴ基板の実施形態を詳細に説明する。
図２は、上記図１（本発明に係る表示装置の一例）中、Ａの要部拡大図であって、本発明に係る表示装置のＴＦＴ基板（ボトムゲート型）の好ましい実施形態を説明する概略断面説明図である。
【００６２】
本実施形態では、ソース−ドレイン電極／信号線（３４）およびゲート電極／走査線（２５、２６）として、Ａｌ合金膜を使用している。従来のＴＦＴ基板では、走査線２５の上、ゲート電極２６の上、信号線３４（ソース電極２８およびドレイン電極２９）の上に、それぞれ、バリアメタル層が形成されているのに対し、本実施形態のＴＦＴ基板では、これらのバリアメタル層を省略することができる。
【００６３】
すなわち、本実施形態によれば、上記バリアメタル層を介在させることなく、ＴＦＴのドレイン電極２９に用いられるＡｌ合金膜を透明画素電極５と直接接続することができ、この様な実施形態においても、従来のＴＦＴ基板と同程度以上の良好なＴＦＴ特性を実現できる。
【００６４】
次に、図３から図１０を参照しながら、図２に示す本発明に係るアモルファスシリコンＴＦＴ基板の製造方法の一例を説明する。薄膜トランジスタは、水素化アモルファスシリコンを半導体層として用いたアモルファスシリコンＴＦＴである。図３から図１０には、図２と同じ参照符号を付している。
【００６５】
まず、ガラス基板（透明基板）１ａに、スパッタリング法を用いて、厚さ２００ｎｍ程度のＡｌ合金膜を積層する。スパッタリングの成膜温度は、１５０℃とした。このＡｌ合金膜をパターニングすることにより、ゲート電極２６および走査線２５を形成する（図３を参照）。このとき、後記する図４において、ゲート絶縁膜２７のカバレッジが良くなる様に、ゲート電極２６および走査線２５を構成するＡｌ合金膜の周縁を約３０°〜４０°のテーパー状にエッチングしておくのがよい。
【００６６】
次いで、図４に示すように、例えばプラズマＣＶＤ法などの方法を用いて、厚さ約３００ｎｍ程度の酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）でゲート絶縁膜２７を形成する。プラズマＣＶＤ法の成膜温度は、約３５０℃とした。続いて、例えばプラズマＣＶＤ法などの方法を用いて、ゲート絶縁膜２７の上に、厚さ５０ｎｍ程度の水素化アモルファスシリコン膜（αＳｉ−Ｈ）および厚さ３００ｎｍ程度の窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）を成膜する。
【００６７】
続いて、ゲート電極２６をマスクとする裏面露光により、図５に示すように窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）をパターニングし、チャネル保護膜を形成する。更にその上に、リンをドーピングした厚さ５０ｎｍ程度のｎ+型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ+ａ−Ｓｉ−Ｈ）５６を成膜した後、図６に示すように、水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ−Ｈ）５５およびｎ+型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ+ａ−Ｓｉ−Ｈ）５６をパターニングする。
【００６８】
次に、その上に、スパッタリング法を用いて、厚さ５０ｎｍ程度のＭｏ膜５３と厚さ３００ｎｍ程度のＡｌ合金膜２８，２９を順次積層する。スパッタリングの成膜温度は、１５０℃とした。次いで、図７に示す様にパターニングすることにより、信号線と一体のソース電極２８と、透明画素電極５に直接接触されるドレイン電極２９とが形成される。更に、ソース電極２８およびドレイン電極２９をマスクとして、チャネル保護膜（ＳｉＮｘ）上のｎ+型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ+ａ−Ｓｉ−Ｈ）５６をドライエッチングして除去する。
【００６９】
次に、図８に示すように、例えばプラズマＣＶＤ装置などを用いて、厚さ３００ｎｍ程度の窒化シリコン膜３０を成膜し、保護膜を形成する。このときの成膜温度は、例えば２５０℃程度で行なわれる。次いで、窒化シリコン膜３０上にフォトレジスト層３１を形成した後、窒化シリコン膜３０をパターニングし、例えばドライエッチング等によって窒化シリコン膜３０にコンタクトホール３２を形成する。同時に、パネル端部のゲート電極上のＴＡＢとの接続に当たる部分にコンタクトホール（不図示）を形成する。
【００７０】
次に、例えば酸素プラズマによるアッシング工程を経た後、図９に示すように、例えばアミン系等の剥離液を用いてフォトレジスト層３１を剥離する。最後に、例えば保管時間（８時間程度）の範囲内で、図１０に示すように、例えば厚さ４０ｎｍ程度のＩＴＯ膜を成膜し、ウェットエッチングによるパターニングを行うことによって透明画素電極５を形成する。同時に、パネル端部のゲート電極のＴＡＢとの接続部分に、ＴＡＢとのボンディングのためＩＴＯ膜をパターニングすると、ＴＦＴアレイ基板１が完成する。
【００７１】
このようにして作製されたＴＦＴ基板は、ドレイン電極２９と透明画素電極５とが直接接続されている。
【００７２】
上記では、透明画素電極５として、ＩＴＯ膜を用いたが、ＩＺＯ膜を用いてもよい。また、活性半導体層として、アモルファスシリコンの代わりにポリシリコンを用いてもよい。
【００７３】
このようにして得られるＴＦＴ基板を使用し、例えば、以下に記載の方法によって、前述した図１に示す液晶表示装置を完成させる。
【００７４】
まず、上記のようにして作製したＴＦＴ基板１の表面に、例えばポリイミドを塗布し、乾燥してからラビング処理を行って配向膜を形成する。
【００７５】
一方、対向基板２は、ガラス基板上に、例えばクロム（Ｃｒ）をマトリックス状にパターニングすることによって遮光膜９を形成する。次に、遮光膜９の間隙に、樹脂製の赤、緑、青のカラーフィルタ８を形成する。遮光膜９とカラーフィルタ８上に、ＩＴＯ膜のような透明導電膜を共通電極７として配置することによって対向電極を形成する。そして、対向電極の最上層に例えばポリイミドを塗布し、乾燥した後、ラビング処理を行って配向膜１１を形成する。
【００７６】
次いで、ＴＦＴ基板１と対向基板２の配向膜１１が形成されている面とを夫々対向するように配置し、樹脂製などのシール材１６により、液晶の封入口を除いてＴＦＴ基板１と対向基板２２枚とを貼り合わせる。このとき、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間には、スペーサー１５を介在させるなどして２枚の基板間のギャップを略一定に保つ。
このようにして得られる空セルを真空中に置き、封入口を液晶に浸した状態で徐々に大気圧に戻していくことにより、空セルに液晶分子を含む液晶材料を注入して液晶層を形成し、封入口を封止する。最後に、空セルの外側の両面に偏光板１０を貼り付けて液晶ディスプレイを完成させる。
【００７７】
次に、図１に示したように、液晶表示装置を駆動するドライバ回路１３を液晶ディスプレイに電気的に接続し、液晶ディスプレイの側部あるいは裏面部に配置する。そして、液晶ディスプレイの表示面となる開口を含む保持フレーム２３と、面光源をなすバックライト２２と導光板２０と保持フレーム２３によって液晶ディスプレイを保持し、液晶表示装置を完成させる。
【００７８】
（実施形態２）
図１１を参照しながら、ポリシリコンＴＦＴ基板の実施形態を詳細に説明する。
図１１は、本発明に係るトップゲート型のＴＦＴ基板の好ましい実施形態を説明する概略断面説明図である。
【００７９】
本実施形態は、活性半導体層として、アモルファスシリコンの代わりにポリシリコンを用いた点、ボトムゲート型ではなくトップゲート型のＴＦＴ基板を用いた点において、前述した実施形態１と主に相違している。詳細には、図１１に示す本実施形態のポリシリコンＴＦＴ基板では、活性半導体膜は、リンがドープされていないポリシリコン膜（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）と、リンもしくはヒ素がイオン注入されたポリシリコン膜（ｎ+ｐｏｌｙ−Ｓｉ）とから形成されている点で、前述した図２に示すアモルファスシリコンＴＦＴ基板と相違する。また、信号線は、層間絶縁膜（ＳｉＯｘ）を介して走査線と交差するように形成されている。
【００８０】
本実施形態においても、ソース電極２８およびドレイン電極２９の上に形成されるバリアメタル層を省略することができる。
【００８１】
次に、図１２から図１８を参照しながら、図１１に示す本発明に係るポリシリコンＴＦＴ基板の製造方法の一例を説明する。薄膜トランジスタは、ポリシリコン膜（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を半導体層として用いたポリシリコンＴＦＴである。図１２から図１８には、図１１と同じ参照符号を付している。
【００８２】
まず、ガラス基板１ａ上に、例えばプラズマＣＶＤ法などにより、基板温度約３００℃程度で、厚さ５０ｎｍ程度の窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）、厚さ１００ｎｍ程度の酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）、および厚さ約５０ｎｍ程度の水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ−Ｈ）を成膜する。次に、水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ−Ｈ）をポリシリコン化するため、熱処理（約４７０℃で１時間程度）およびレーザーアニールを行う。脱水素処理を行った後、例えばエキシマレーザアニール装置を用いて、エネルギー約２３０ｍＪ／ｃｍ2程度のレーザーを水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ−Ｈ）に照射することにより、厚さが約０．３μｍ程度のポリシリコン膜（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を得る（図１２）。
【００８３】
次いで、図１３に示すように、プラズマエッチング等によってポリシリコン膜（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）をパターニングする。次に、図１４に示すように、厚さが約１００ｎｍ程度の酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）を成膜し、ゲート絶縁膜２７を形成する。ゲート絶縁膜２７の上に、スパッタリング等によって、厚さ約２００ｎｍ程度のＡｌ合金膜および厚さ約５０ｎｍ程度のバリアメタル層（Ｍｏ薄膜）５２を積層した後、プラズマエッチング等の方法でパターニングする。これにより、走査線と一体のゲート電極２６が形成される。
【００８４】
続いて、図１５に示すように、フォトレジスト３１でマスクを形成し、例えばイオン注入装置などにより、例えばリンを５０ｋｅＶ程度で１×１０15個／ｃｍ2程度ドーピングし、ポリシリコン膜（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）の一部にｎ+型ポリシリコン膜（ｎ+ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を形成する。次に、フォトレジスト３１を剥離し、例えば５００℃程度で熱処理することによってリンを拡散させる。
【００８５】
次いで、図１６に示すように、例えばプラズマＣＶＤ装置などを用いて、厚さ５００ｎｍ程度の酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）を基板温度約２５０℃程度で成膜し、層間絶縁膜を形成した後、同様にフォトレジストによってパターニングしたマスクを用いて層間絶縁膜（ＳｉＯｘ）とゲート絶縁膜２７の酸化シリコン膜をドライエッチングし、コンタクトホールを形成する。スパッタリングにより、厚さ５０ｎｍ程度のＭｏ膜５３と厚さ４５０ｎｍ程度のＡｌ合金膜を成膜した後、パターニングすることによって、信号線と一体のソース電極２８およびドレイン電極２９を形成する。その結果、ソース電極２８とドレイン電極２９は、各々コンタクトホールを介してｎ+型ポリシリコン膜（ｎ+ｐｏｌｙ−Ｓｉ）にコンタクトされる。
【００８６】
次いで、図１７に示すように、プラズマＣＶＤ装置などにより、厚さ５００ｎｍ程度の窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）を基板温度２５０℃程度で成膜し、層間絶縁膜を形成する。層間絶縁膜の上にフォトレジスト層３１を形成した後、窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）をパターニングし、例えばドライエッチングによって窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）にコンタクトホール３２を形成する。
次に、図１８に示すように、例えば酸素プラズマによるアッシング工程を経た後、前述した実施形態１と同様にしてアミン系の剥離液などを用いてフォトレジストを剥離してから、ＩＴＯ膜を成膜し、ウェットエッチングによるパターニングを行って透明画素電極５を形成する。
【００８７】
このようにして作製されたポリシリコンＴＦＴ基板では、ドレイン電極２９は透明画素電極５に直接接続されている。
次に、トランジスタの特性を安定させるため、例えば２５０℃程度で１時間程度アニールすると、ポリシリコンＴＦＴアレイ基板が完成する。
【００８８】
第２の実施形態に係るＴＦＴ基板、および該ＴＦＴ基板を備えた液晶表示装置によれば、前述した第１の実施形態に係るＴＦＴ基板と同様の効果が得られる。
【００８９】
このようにして得られるＴＦＴアレイ基板を用い、前述した実施形態１のＴＦＴ基板と同様にして例えば前記図１に示す液晶表示装置を完成させる。
【実施例】
【００９０】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限されず、上記・下記の趣旨に適合し得る範囲で適切に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００９１】
表１に示す種々の合金組成のＡｌ合金膜（膜厚＝３００ｎｍ）を、ＤＣマグネトロン・スパッタ法（基板＝ガラス基板（コーニング社製 Ｅａｇｌｅ２０００）、雰囲気ガス＝アルゴン、圧力＝２ｍＴｏｒｒ、基板温度＝２５℃（室温））によって成膜した。
【００９２】
尚、上記種々の合金組成のＡｌ合金膜の形成には、真空溶解法で作製した種々の組成のＡｌ合金ターゲットをスパッタリングターゲットとして用いた。
【００９３】
また実施例で用いた種々のＡｌ合金膜における各合金元素の含有量は、ＩＣＰ発光分析（誘導結合プラズマ発光分析）法によって求めた。
【００９４】
上記のようにして成膜したＡｌ合金膜を用いて、熱処理後のＡｌ合金膜自体の電気抵抗率、Ａｌ合金膜を透明画素電極に直接接続したときのダイレクト接触抵抗（ＩＴＯとのコンタクト抵抗）、耐食性としてアルカリ現像液耐性と剥離液耐性を、それぞれ下記に示す方法で測定した。
【００９５】
（１）熱処理後のＡｌ合金膜自体の電気抵抗率
上記Ａｌ合金膜に対し、１０μｍ幅のラインアンドスペースパターンを形成し、不活性ガス雰囲気中、３３０℃で３０分間の熱処理を施してから、４端子法で電気抵抗率を測定した。そして下記基準で、熱処理後のＡｌ合金膜自体の電気抵抗の良否を判定した。本実施例では◎、○、および△を合格とした。
（判定基準）
◎：４．５μΩ・ｃｍ以下
○：４．５μΩ・ｃｍ超５．５μΩ・ｃｍ以下
△：５．５μΩ・ｃｍ超６．５μΩ・ｃｍ以下
×：６．５μΩ・ｃｍ超
【００９６】
（２）透明画素電極とのダイレクト接触抵抗
Ａｌ合金膜と透明画素電極を直接接触したときの接触電気抵抗は、透明画素電極（ＩＴＯ；酸化インジウムに１０質量％の酸化スズを加えた酸化インジウムスズ）を、下記条件でスパッタリングすることによって図１９に示すケルビンパターン（コンタクトホールサイズ：１０μｍ角）を作製し、４端子測定（ＩＴＯ−Ａｌ合金膜に電流を流し、別の端子でＩＴＯ−Ａｌ合金間の電圧降下を測定する方法）を行なった。具体的には、図１９のＩ1−Ｉ2間に電流Ｉを流し、Ｖ1−Ｖ2間の電圧Ｖをモニターすることにより、コンタクト部Ｃのダイレクト接触抵抗Ｒを［Ｒ＝（Ｖ2−Ｖ1）／Ｉ2］として求めた。そして下記基準で、ＩＴＯとのダイレクト接触抵抗の良否を判定した。本実施例では○を合格とした。
【００９７】
（透明画素電極の成膜条件）
・雰囲気ガス＝アルゴン
・圧力＝０．８ｍＴｏｒｒ
・基板温度＝２５℃（室温）
（判定基準）
○：１０００Ω未満
×：１０００Ω以上
【００９８】
（３）アルカリ現像液耐性（現像液エッチングレートの測定）
基板上に成膜したＡｌ合金膜にマスクを施した後、現像液（ＴＭＡＨ２．３８質量％を含む水溶液）中に３０℃で２分間浸漬した後、純水で１分間洗浄し、Ｎ２ガスを吹き付けて乾燥した。その後、マスキングを剥離し、試験部とマスキング部（非試験部）の段差（エッチング量）を触診式段差計を用いて合計３箇所測定し、その平均値をエッチング量としてエッチング速度（ｎｍ／ｍｉｎ）を算出した。そして、下記基準で現像液耐性の良否を判定した。本実施例では◎または○を合格とした。
（判定基準）
◎：５０ｎｍ／ｍｉｎ未満
○：５０ｎｍ／ｍｉｎ超１００ｎｍ／ｍｉｎ以下
△：１００ｎｍ／ｍｉｎ超１５０ｎｍ／ｍｉｎ以下
×：１５０ｎｍ／ｍｉｎ超
【００９９】
これらの結果を表１および表２にまとめて記載する。表１および２に記載の各Ａｌ合金膜の組成において、残部はＡｌおよび不可避的不純物である。
【０１００】
【表１】
【０１０１】
【表２】
【０１０２】
これらの表より以下のように考察することができる。
【０１０３】
まず、グループＡの元素としてＣｏを含有するＮｏ．１〜４４、４９〜５３について考察する。
【０１０４】
このうちＮｏ．３６、４４、５２、および５３は、グループＢの元素を含まない比較例であり、Ｃｏ添加によってＩＴＯ（透明画素電極）とのダイレクト接触抵抗を大幅に低減できるが、エッチングレートが速くなって現像液耐性に劣っている。
【０１０５】
これに対し、Ｎｏ．５６はグループＢの合計量が本発明で規定する好ましい範囲の上限（２．５原子％）を超える例であり、熱処理後の電気抵抗が増加した。
【０１０６】
一方、Ｎｏ．５５は純Ａｌ膜を用いた従来例であり、ＩＴＯとのコンタクト抵抗が増加した（１５０，０００μΩ・ｃｍ）。
【０１０７】
これに対し、グループＢの元素を更に含むＮｏ．１〜３５、３７〜４３、４９〜５１の本発明例は、ＩＴＯとのダイレクト接触抵抗の低減化、および熱処理後の電気抵抗の低減化を達成できるだけでなく、現像液耐性にも優れていることが分かる。特に本発明によれば、３０℃と高い現像液温度においもエッチングレートを適切が抑えられるため、環境温度にかかわらず現像液耐性に優れたＡｌ合金膜を提供できた点で極めて有用である。
【０１０８】
上記の本発明例のなかでも、特に、所定のグループＢ１の元素を含み、グループＢ１の含有量（β１）とＣｏの含有量（α）の比（β１／α）が本発明の好ましい範囲（１．５超）を満足するＮｏ．５〜８、１７〜１９、３４、３７〜４１は、現像液耐性に極めて優れている。
【０１０９】
上記と同様の傾向は、グループＡの元素として、Ｃｏの代わりにＮｉを含有するＮｏ．４５〜４８についても認められた。詳細には、これらはグループＢ１の元素を、本発明の好ましい比率（β１／αの比が１．５超）で含む例であり、グループＢの元素を含まないＮｏ．５４に比べ、現像液耐性が向上した。また、これらは、ＩＴＯとのダイレクト接触抵抗、および熱処理後の電気抵抗も低く抑えられていた。
【符号の説明】
【０１１０】
１ ＴＦＴ基板
２ 対向基板
３ 液晶層
４ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
５ 透明画素電極（透明導電膜）
６ 配線部
７ 共通電極
８ カラーフィルタ
９ 遮光膜
１０ 偏光板
１１ 配向膜
１２ ＴＡＢテープ
１３ ドライバ回路
１４ 制御回路
１５ スペーサー
１６ シール材
１７ 保護膜
１８ 拡散板
１９ プリズムシート
２０ 導光板
２１ 反射板
２２ バックライト
２３ 保持フレーム
２４ プリント基板
２５ 走査線
２６ ゲート電極
２７ ゲート絶縁膜
２８ ソース電極
２９ ドレイン電極
３０ 保護膜（窒化シリコン膜）
３１ フォトレジスト
３２ コンタクトホール
３３ アモルファスシリコンチャネル膜（活性半導体膜）
３４ 信号線
５２、５３ バリアメタル層
５５ ノンドーピング水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ−Ｈ）
５６ ｎ+型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ+ａ−Ｓｉ−Ｈ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像液耐性に優れた表示装置用Ａｌ合金膜、表示装置および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】
小型の携帯電話から、３０インチを超す大型のテレビに至るまで様々な分野に用いられる液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｔｏｒ、以下「ＴＦＴ」と呼ぶ。）をスイッチング素子とし、透明画素電極と、ゲート配線およびソース−ドレイン配線等の配線部と、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）や多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）などの半導体層を備えたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対して所定の間隔をおいて配置され共通電極を備えた対向基板と、ＴＦＴ基板と対向基板との間に充填された液晶層から構成されている。
【０００３】
ＴＦＴ基板において、ゲート配線やソース−ドレイン配線などの配線材料には、電気抵抗が小さく、微細加工が容易であるなどの理由により、純ＡｌまたはＡｌ−ＮｄなどのＡｌ合金（以下、これらをまとめてＡｌ系合金ということがある）が汎用されている。Ａｌ系合金配線と透明画素電極の間には、Ｍｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｗ等の高融点金属からなるバリアメタル層が通常設けられている。この様に、バリアメタル層を介してＡｌ系合金配線を接続する理由は、Ａｌ系合金配線を透明画素電極と直接接続すると、接続抵抗（コンタクト抵抗）が上昇し、画面の表示品位が低下するからである。すなわち、透明画素電極に直接接続する配線を構成するＡｌは非常に酸化され易く、液晶ディスプレイの成膜過程で生じる酸素や成膜時に添加する酸素などにより、Ａｌ系合金配線と透明画素電極との界面にＡｌ酸化物の絶縁層が生成するためである。また、透明画素電極を構成するＩＴＯ等の透明導電膜は導電性の金属酸化物であるが、上記のようにして生成したＡｌ酸化物層により、電気的なオーミック接続を行うことができない。
【０００４】
しかし、バリアメタル層を形成するためには、ゲート電極やソース電極、更にはドレイン電極の形成に必要な成膜用スパッタ装置に加えて、バリアメタル形成用の成膜チャンバーを余分に装備しなければならない。液晶ディスプレイの大量生産に伴い低コスト化が進むにつれて、バリアメタル層の形成に伴う製造コストの上昇や生産性の低下は軽視できなくなっている。
【０００５】
そこで、バリアメタル層の形成を省略でき、Ａｌ系合金配線を透明画素電極に直接接続することが可能な電極材料や製造方法が提案されている。
【０００６】
例えば本願出願人は、バリアメタル層の省略を可能にすると共に、工程数を増やすことなく簡略化し、Ａｌ系合金配線を透明画素電極に対して直接かつ確実に接続し得るダイレクトコンタクト技術を開示している（特許文献１）。
【０００７】
詳しくは、特許文献１は、合金成分として、Ａｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｒ、Ｇｅ、Ｓｍ、およびＢｉよりなる群から選ばれる少なくとも一種を０．１〜６原子％含むＡｌ合金を開示している。Ａｌ系合金配線に該Ａｌ合金からなるものを用いれば、これら合金成分の少なくとも一部が当該Ａｌ合金膜と透明画素電極との界面で析出物または濃化層として存在することによって、バリアメタル層を省略しても、透明画素電極との接触抵抗を低減させることができる。
【０００８】
しかし特許文献１に記載のＮｉ等を含むＡｌ合金の耐熱温度は、いずれも、おおむね１５０〜２００℃であり、表示装置（特にＴＦＴ基板）の製造工程における最高温度よりも低い。
【０００９】
なお近年、表示装置の製造温度は、歩留りの改善および生産性向上の観点から、ますます低温化する傾向にある。しかし製造工程の最高温度（窒化シリコン膜の成膜温度）を３００℃に下げたとしても、特許文献１に記載のＡｌ合金の耐熱温度を超える。
【００１０】
一方で、製造工程での最高温度（本発明において「熱処理温度」と呼ぶ。）が低下すると、Ａｌ系合金配線の電気抵抗が十分に下がらないという弊害がある。そこで本願出願人は、特許文献２で、良好な耐熱性を示しながら、低い熱処理温度でも十分に低い電気抵抗を示すＡｌ合金を開示している。
【００１１】
詳しくは、Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，およびＧｅよりなる群から選択される少なくとも一種の元素（以下「α成分」と呼ぶ。）、および、Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，およびＤｙよりなる群から選択される少なくとも一種の元素（以下「Ｘ成分」と呼ぶ。）を含有するＡｌ−α−Ｘ合金からなるＡｌ合金膜を開示している。
【００１２】
上記Ａｌ合金膜を薄膜トランジスタ基板に用いると、バリアメタル層の省略が可能になると共に、工程数を増やすことなく、Ａｌ合金膜と導電性酸化膜からなる透明画素電極を直接且つ確実に接触することができるとされている。また、Ａｌ合金膜に対し、例えば、約１００℃以上３００℃以下の低い熱処理温度を適用した場合でも、電気抵抗の低減と優れた耐熱性とを達成できるとされている。具体的には、例えば２５０℃で３０分といった低温の熱処理を採用した場合でも、ヒロックなどの欠陥を生じることなく、当該Ａｌ合金膜の電気抵抗率で７μΩ・ｃｍ以下を達成することができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−２１４６０６号公報
【特許文献２】特開２００６−２６１６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記の通り純Ａｌに合金元素を添加することによって、純Ａｌでは見られなかった種々の機能が付与されるが、一方で合金元素の添加量が多くなると、配線自体の電気抵抗が増加してしまう。また、合金元素の添加によって耐食性が悪化するという、好ましくない傾向が現れる。
【００１５】
特に、アレイ基板の製造工程では複数のウェットプロセスを通ることになるが、Ａｌよりも貴な金属を添加すると、ガルバニック腐食の問題が表れ、耐食性が劣化してしまう。例えばフォトリソグラフィ工程（以下、現像工程と呼ぶ場合がある。）では、ＴＭＡＨ(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)を含むアルカリ性の現像液を使用するが、ダイレクトコンタクト構造の場合、バリアメタル層を省略しているためＡｌ合金膜がむき出しとなり、現像液によるダメージを受けやすくなる。
【００１６】
本発明者らの検討結果によれば、特に特許文献１や２に記載のコンタクト抵抗低減元素（Ａｌ膜にＡｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｒ、Ｓｍ、Ｇｅなど）を添加した場合、現像工程におけるＡｌ合金膜のエッチングレート（溶解速度）が著しく速くなる傾向が見られることが判明した。現像工程でのＡｌ合金膜のエッチングは、添加元素の濃化に伴うガルバニック腐食で促進されることが知られており、特に、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、ＣｕなどのＡｌより電気化学的に貴な元素を添加した場合はその傾向が顕著に現れる。現像工程でのエッチングレートが大きくなると、配線のリワークが困難である他、製造時の歩留まりが低下するといった問題が生じる。
【００１７】
更に本発明者らの検討結果によれば、上記の現像液に起因するガルバニック腐食やエッチングレート増大の問題は、環境温度にも起因し、例えば２５℃の室温環境下において優れた現像液耐性を発揮するものであっても、温度が約３０℃程度に上昇すると上記の問題が現れ、現像液耐性に劣る場合があることが判明した。
【００１８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低い電気抵抗を示し、且つ、バリアメタル層を省略しても低コンタクト抵抗を示すと共に、現像液耐性に優れた表示装置用Ａｌ合金膜を提供することにある。詳細には本発明の目的は、現像工程の温度を３０℃に高めてもエッチングレートの上昇が見られず、現像液耐性に優れた表示装置用Ａｌ合金膜を提供することにある。
【００１９】
また、本発明の他の目的は、上記表示装置用Ａｌ合金膜の製造に特に有用なスパッタリングターゲットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成し得た本発明に係る現像液耐性に優れたＡｌ合金膜は、表示装置の基板上で透明画素電極と直接接続される表示装置用Ａｌ合金膜であって、上記Ａｌ合金膜は、グループＡに属するＮｉおよび／またはＣｏの元素を２．０原子％以下（０原子％を含まない）、並びにグループＢに属する少なくとも一種の元素を０．０５〜２．５原子％含み、上記グループＢの元素はＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、およびＧｅから構成されているところに要旨を有している。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態において、上記グループＢの元素は、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、およびＤｙから構成されている。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態において、上記グループＢの元素は、グループＢ１に属するＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、およびＹの元素から構成されている。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態において、上記グループＢ１の含有量（β１）と、上記グループＡの含有量（α）との比（β１／α）は１．５超を満足するものである。
【００２４】
本発明には、上記のいずれかに記載の表示装置用Ａｌ合金膜が、薄膜トランジスタに用いられている表示装置も包含される。
【００２５】
また、上記目的を達成し得た本発明のスパッタリングターゲットは、グループＡに属するＮｉおよび／またはＣｏの元素を２．０原子％以下（０原子％を含まない）、並びに以下のグループＢに属する少なくとも一種の元素を０．０５〜２．５原子％含むところに要旨を有するものである。
グループＢの元素：Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、およびＧｅ。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態において、上記グループＢの元素は、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、およびＤｙから構成されている。
【００２７】
本発明の好ましい実施形態において、上記グループＢの元素は、グループＢ１に属するＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、およびＹの元素から構成されている。
【００２８】
本発明の好ましい実施形態において、上記グループＢ１の含有量（β１）と、上記グループＡの含有量（α）との比（β１／α）が１．５超を満足するものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、バリアメタル層を介在させずに、Ａｌ合金膜を透明画素電極（透明導電膜、酸化物導電膜）と直接接続することができ、且つ、比較的低い熱処理温度（例えば２５０〜３００℃）を適用した場合でも十分に低い電気抵抗を示すと共に、アルカリ現像液耐性に優れた表示装置用Ａｌ合金膜を提供できた。上記の熱処理温度とは、表示装置の製造工程（例えばＴＦＴ基板の製造工程）で最も高温となる処理温度を指し、一般的な表示装置の製造工程においては、各種薄膜形成のためのＣＶＤ成膜時の基板の加熱温度や、保護膜を熱硬化させる際の熱処理炉の温度などを意味する。
【００３０】
本発明のＡｌ合金膜を表示装置に適用すれば、上記バリアメタル層を省略することができる。従って本発明のＡｌ合金膜を用いれば、生産性に優れ、安価で且つ高性能の表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、アモルファスシリコンＴＦＴ基板が適用される代表的な液晶ディスプレイの構成を示す概略断面拡大説明図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係るＴＦＴ基板の構成を示す概略断面説明図である。
【図３】図３は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図４】図４は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図５】図５は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図６】図６は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図７】図７は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図８】図８は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図９】図９は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１０】図１０は、図２に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施形態に係るＴＦＴ基板の構成を示す概略断面説明図である。
【図１２】図１２は、図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１３】図１３は、図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１４】図１４は、図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１５】図１５は、図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１６】図１６は、図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１７】図１７は、図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１８】図１８は、図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程の一例を、順番を追って示す説明図である。
【図１９】図１９は、Ａｌ合金膜と透明画素電極のダイレクト接触抵抗の測定に用いたケルビンパターン（ＴＥＧパターン）を示す図である。
【図２０】図２０は、各種Ａｌ−Ｃｏ合金膜における現像液温度とエッチングレートの関係を示すグラフである。
【図２１】図２１は実施例に用いたＮｏ．１９の現像液耐食試験前後のＸＰＳ深さ方向プロファイルである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明は、Ａｌ合金膜を、バリアメタル層を介さずに透明導電膜（画素電極）と直接接続させることが可能なダイレクトコンタクト技術に関するものである。詳細には、ダイレクトコンタクト技術に当然に要求される特性（熱処理温度が低い場合であっても電気抵抗を十分に小さくでき、且つ、バリアメタル層を省略して透明画素電極と直接接続させた場合にコンタクト抵抗を十分に低減させることができること）を備えていることは勿論のこと、特に、表示装置の製造過程で使用される現像液に対する耐性（現像液耐性）に極めて優れたＡｌ合金膜を提供するための技術に関するものである。
【００３３】
本発明者らは、ダイレクトコンタクト技術において、特に現像液耐性に優れたＡｌ合金膜を提供するという観点から検討を進めてきた。特に透明導電膜とのコンタクト抵抗の低減性能に優れるＮｉおよびＣｏに着目し、現像工程におけるＡｌ合金膜のエッチングレート（溶解速度）の上昇を抑制して現像液耐性を向上させるという観点から検討を進めてきた。
【００３４】
現像工程では、現像液に触れた直後にＡｌが溶出し、Ａｌ合金膜がエッチングされる。このとき、Ａｌ合金膜中にＣｏのようなＡｌより電気化学的に貴な元素が含まれているとＡｌ合金膜の表面にＮｉやＣｏが濃化し、カソードサイトとして作用してガルバニック腐食が発生し、エッチングレートが加速される。従って、Ａｌ−Ｎｉ合金膜やＡｌ−Ｃｏ合金膜（以下、これらをまとめて「Ａｌ−Ｎｉ／Ｃｏ合金膜」と呼ぶ場合がある。）の現像工程におけるエッチング速度を抑制するには、カソード反応抑制元素を添加するか、またはＡｌのアノード反応を抑制する保護皮膜（水酸化物）を形成させる必要がある。
【００３５】
このような観点に基づき、本発明者らは、（ア）カソード反応抑制作用を有し、且つ、（イ）現像液環境でアノード反応抑制皮膜を形成し易い元素を探求した。
【００３６】
このうち、（ア）カソード反応抑制元素は、現像工程におけるＡｌ膜との交換電流密度が３．０×１０-3Ａ／ｃｍ2以下のものを選択することにした。本発明者らの検討結果によれば、現像液環境での各種元素の分極曲線を測定して得られる各種元素のカソード曲線とＡｌのアノード曲線との交点の電流密度（交換電流密度）が、腐食速度（溶解速度）と良好な相関関係を有することが判明し、この交換電流密度が上記範囲を満足するものは、実用上支障のないエッチングレートが得られることが分かったからである。一方、（イ）Ａｌのアノード反応抑制元素は、現像液環境で水酸化物が安定な元素を電位−ｐＨ図から選択した。
【００３７】
そして上記（ア）および（イ）の両方を満足する元素のうち、Ａｌ−Ｎｉ／Ｃｏ合金膜に適用可能な元素を更に鋭意検討した結果、その結果、以下のグループＢに属する少なくとも一種の元素を所定量添加したＡｌ−Ｎｉ／Ｃｏ−（グループＢ）合金膜を用いれば所期の目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。
グループＢ：Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、およびＧｅ。
好ましくはＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、およびＤｙであり、より好ましくは、グループＢ１に属するＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、およびＹの元素である。
【００３８】
特に本発明者らの詳細な検討結果によれば、グループＢの元素を含有しないＡｌ−Ｎｉ／Ｃｏ合金膜は、通常の現像液温度（室温であり約２５℃）の現像液耐性は良好であるが、夏場などのように温度が約３０℃程度に上昇する温度環境下では現像液耐性が低下し、エッチングレートが著しく上昇することが判明した（後記する実施例を参照）。本発明に用いられるグループＢの元素は、特に上記の温度環境下の現像的耐性に優れていることが判明し、本発明を完成した。
【００３９】
以下、図２０を参照しながら、Ａｌ−Ｃｏ合金膜の現像液エッチングレートが現像液の温度に依存すること（エッチングレートの温度依存性）を説明する。図２０は、Ａｌ−Ｃｏ合金膜の結果をグラフ化したものであるが、後記する実施例に示すように、図２０と同様の傾向は、Ａｌ−Ｎｉ合金膜においても見られた。
【００４０】
図２０は、後記する実施例に記載のＡｌ合金膜の一部を抽出してプロットしたものであり、横軸は現像液温度（℃）、縦軸はＡｌ合金膜のエッチングレート（ｍｍ／ｍｉｎ）である。ここでは、エッチングレートの温度依存性を調べるため、現像液温度を２５℃、３０℃、３５℃としたときのエッチングレートを調べている。温度が高くなるほどガルバニック腐食が進んで耐食性が低下する。後記する実施例では、エッチングレートが１００ｍｍ／ｍｉｎ以下を合格（現像液耐性に優れる）と評価している。
【００４１】
図２０から明らかなように、グループＢの元素を含有しないＡｌ−０．２原子％Ｃｏ合金膜では、温度が高くなるにつれて現像液耐性が低下し、３０℃になるとエッチングレートが合格値を超えたのに対し、グループＢの元素（厳密には、グループＢ１に属するＬａ、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｙの元素）を含有した本発明例ではいずれも、現像液温度を３０℃に高めても、良好な現像液耐性が得られた。このような優れた現像液耐性は、温度を３５℃まで高めたときでも維持されていた。
【００４２】
以下、本発明を構成する各元素について説明する。
【００４３】
グループＡに属するＮｉおよび／またはＣｏを２．０原子％以下（０原子％を含まない）
グループＡに属する元素であるＮｉおよびＣｏは、透明導電膜とのコンタクト抵抗低減に有用な元素である。すなわち、Ａｌ合金膜中に合金成分としてＮｉやＣｏを含有させれば、低い熱処理温度でも、Ａｌ合金膜と透明導電膜との界面に導電性のＮｉ／Ｃｏ含有析出物またはＮｉ／Ｃｏ含有濃化層が形成され易く、上記界面にＡｌ酸化物からなる絶縁層が生成するのを防止でき、Ａｌ合金膜と透明画素電極（例えばＩＴＯ）との間で、上記の析出物または濃化層を通して大部分のコンタクト電流が流れ、コンタクト抵抗を低く抑えることができるものと思われる。
【００４４】
本発明では、グループＡに属する元素であるＮｉおよびＣｏを、単独で用いても良いし、両方を併用しても良い。グループＡに属する元素の含有量（単独の場合は単独量であり、両方を含む場合は合計量である。）をα（原子％）とすると、上記作用を有効に発揮させるため、αを０．０５原子％以上とすることが好ましい。より好ましいαは０．０８原子％以上である。但し、過剰に添加しても上記作用が飽和するほか、現像工程での耐食性が阻害されるため、上記αの上限を２．０原子％とした。αの好ましい上限は０．５原子％であり、より好ましくは０．３原子％である。
【００４５】
グループＢ（Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、およびＧｅ）に属する少なくとも一種の元素を０．０５〜２．５原子％
グループＢの元素は、Ａｌ−Ｃｏ合金膜の現像液耐性向上に有用な元素であり、グループＢの元素を少なくとも一種添加することにより、ガルバニック腐食速度が抑制され、現像工程での腐食量が軽減される。これらの元素は、現像液環境におけるカソード電流が小さいため、Ａｌとのガルバニック腐食を軽減するものと推察される。また、グループＢの元素のうちＮｄ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙの元素は、現像液環境下でガルバニック腐食防止に有用な水酸化物を安定して形成し易いため、腐食速度低減効果に一層優れている。本発明では、特に好ましく用いられる上記元素（Ｎｄ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ）をグループＢ１に属する元素と呼ぶ場合がある。
【００４６】
参考のため、図２１に、後記する実施例１のＮｏ．１９（Ａｌ−０．２原子％Ｃｏ−０．６原子％Ｙ）について、現像液腐食試験前後の深さ方向プロファイル［ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光分析）］の結果を示す。図２１に示すようにグループＢの元素としてＹを用いたとき、Ｙが表面に濃化していることが分かる。
【００４７】
このような作用を有効に発揮させるため、グループＢの添加量（単独の場合は単独量であり、２種以上を含むときは合計量である。）を０．０５原子％以上とする。グループＢの好ましい添加量は、０．２原子％以上であり、より好ましくは０．４原子％以上である。但し、過剰に添加すると、熱処理後のＡｌ合金膜自体の電気抵抗が増加するため、上限を２．５原子％とする。好ましい上限は１．０原子％であり、より好ましくは０．８原子％である。
【００４８】
上記グループＢの元素のうち、好ましくはＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、およびＤｙであり、より好ましくは、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、およびＹ（グループＢ１に属する元素）である。
【００４９】
本発明のＡｌ合金膜は、グループＢの元素を１種以上用いることができ、２種以上を併用してもエッチングレートを阻害することがなく、支障なく用いることができる。
【００５０】
ここで、グループＢ１の含有量をβ１（原子％）とすると、グループＡの含有量（α）との比（β１／α）は１．５超を満足することが好ましい。これにより、現像液エッチングレートが５０ｎｍ／ｍｉｎ以下（後記する実施例では現像液耐性を◎と評価）を達成することができる（後記する実施例を参照）。上記（β１／α）の比は大きい程良く、例えば、１．８以上であることがより好ましく、２以上であることが更に好ましい。
【００５１】
本発明のＡｌ合金膜は、上記規定量のＮｉおよび／またはＣｏ、並びにグループＢの元素を含み、残部：Ａｌおよび不可避不純物である。
【００５２】
更に本発明のＡｌ合金膜には、本発明の作用を損なわない範囲で、透明導電膜とのコンタクト抵抗低減化に有用な公知の成分などを添加することもできる。例えば、後記する実施例に示すように、Ｇｅを例えば０．０５〜２．５原子％の範囲で含んでいてもよい。あるいは、前述した特許文献１や２に記載のコンタクト抵抗低減元素（例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｒ、Ｓｍ、Ｂｉなど）を含んでいても良い。
【００５３】
上記のＡｌ合金膜は、スパッタリング法にてスパッタリングターゲット（以下「ターゲット」ということがある）を用いて形成することが望ましい。イオンプレーティング法や電子ビーム蒸着法、真空蒸着法で形成された薄膜よりも、成分や膜厚の膜面内均一性に優れた薄膜を容易に形成できるからである。
【００５４】
また、上記スパッタリング法で上記Ａｌ合金膜を形成するには、上記ターゲットとして、Ｎｉおよび／またはＣｏを２．０原子％以下（０原子％を含まない）、およびグループＢに属する少なくとも一種の元素を合計で０．０５〜２．５原子％含むものであって、所望のＡｌ合金膜と同一の組成のＡｌ合金スパッタリングターゲットを用いれば、組成ズレすることなく、所望の成分・組成のＡｌ合金膜を形成することができるのでよい。
【００５５】
従って、本発明には、前述したＡｌ合金膜と同じ組成のスパッタリングターゲットも本発明の範囲内に包含される。詳細には、グループＡに属するＮｉおよび／またはＣｏの元素を２．０原子％以下（０原子％を含まない）、並びに上記グループＢに属する少なくとも一種の元素を０．０５〜２．５原子％含むスパッタリングターゲットも、本発明の範囲内に包含される。残部は、Ａｌおよび不可避不純物である。好ましい態様として、上記グループＢの元素がＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、およびＤｙから構成されているスパッタリングターゲット；上記グループＢの元素が、グループＢ１に属するＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、およびＹの元素から構成されているスパッタリングターゲット；上記グループＢ１の含有量（β１）と、上記グループＡの含有量（α）との比（β１／α）が１．５超を満足するスパッタリングターゲットが挙げられる。
【００５６】
上記ターゲットの形状は、スパッタリング装置の形状や構造に応じて任意の形状（角型プレート状、円形プレート状、ドーナツプレート状など）に加工したものが含まれる。
上記ターゲットの製造方法としては、溶解鋳造法や粉末焼結法、スプレイフォーミング法で、Ａｌ基合金からなるインゴットを製造して得る方法や、Ａｌ基合金からなるプリフォーム（最終的な緻密体を得る前の中間体）を製造した後、該プリフォームを緻密化手段により緻密化して得られる方法が挙げられる。
【００５７】
本発明は、上記Ａｌ合金膜が、薄膜トランジスタに用いられていることを特徴とする表示装置も含むものであり、その態様として、前記Ａｌ合金膜が、薄膜トランジスタのソース電極および／またはドレイン電極並びに信号線に用いられ、ドレイン電極が透明導電膜に直接接続されているもの；および／またはゲート電極および走査線に用いられているもの；が挙げられる。
【００５８】
また前記ゲート電極および走査線と、前記ソース電極および／またはドレイン電極並びに信号線が、同一組成のＡｌ合金膜であるものが態様として含まれる。
【００５９】
本発明に用いられる透明導電膜としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）または酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）が好ましい。
【００６０】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る表示装置の好ましい実施形態を説明する。以下では、アモルファスシリコンＴＦＴ基板またはポリシリコンＴＦＴ基板を備えた液晶表示装置（例えば図１、詳細については後述する）を代表的に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００６１】
（実施形態１）
図２を参照しながら、アモルファスシリコンＴＦＴ基板の実施形態を詳細に説明する。
図２は、上記図１（本発明に係る表示装置の一例）中、Ａの要部拡大図であって、本発明に係る表示装置のＴＦＴ基板（ボトムゲート型）の好ましい実施形態を説明する概略断面説明図である。
【００６２】
本実施形態では、ソース−ドレイン電極／信号線（３４）およびゲート電極／走査線（２５、２６）として、Ａｌ合金膜を使用している。従来のＴＦＴ基板では、走査線２５の上、ゲート電極２６の上、信号線３４（ソース電極２８およびドレイン電極２９）の上に、それぞれ、バリアメタル層が形成されているのに対し、本実施形態のＴＦＴ基板では、これらのバリアメタル層を省略することができる。
【００６３】
すなわち、本実施形態によれば、上記バリアメタル層を介在させることなく、ＴＦＴのドレイン電極２９に用いられるＡｌ合金膜を透明画素電極５と直接接続することができ、この様な実施形態においても、従来のＴＦＴ基板と同程度以上の良好なＴＦＴ特性を実現できる。
【００６４】
次に、図３から図１０を参照しながら、図２に示す本発明に係るアモルファスシリコンＴＦＴ基板の製造方法の一例を説明する。薄膜トランジスタは、水素化アモルファスシリコンを半導体層として用いたアモルファスシリコンＴＦＴである。図３から図１０には、図２と同じ参照符号を付している。
【００６５】
まず、ガラス基板（透明基板）１ａに、スパッタリング法を用いて、厚さ２００ｎｍ程度のＡｌ合金膜を積層する。スパッタリングの成膜温度は、１５０℃とした。このＡｌ合金膜をパターニングすることにより、ゲート電極２６および走査線２５を形成する（図３を参照）。このとき、後記する図４において、ゲート絶縁膜２７のカバレッジが良くなる様に、ゲート電極２６および走査線２５を構成するＡｌ合金膜の周縁を約３０°〜４０°のテーパー状にエッチングしておくのがよい。
【００６６】
次いで、図４に示すように、例えばプラズマＣＶＤ法などの方法を用いて、厚さ約３００ｎｍ程度の酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）でゲート絶縁膜２７を形成する。プラズマＣＶＤ法の成膜温度は、約３５０℃とした。続いて、例えばプラズマＣＶＤ法などの方法を用いて、ゲート絶縁膜２７の上に、厚さ５０ｎｍ程度の水素化アモルファスシリコン膜（αＳｉ−Ｈ）および厚さ３００ｎｍ程度の窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）を成膜する。
【００６７】
続いて、ゲート電極２６をマスクとする裏面露光により、図５に示すように窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）をパターニングし、チャネル保護膜を形成する。更にその上に、リンをドーピングした厚さ５０ｎｍ程度のｎ+型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ+ａ−Ｓｉ−Ｈ）５６を成膜した後、図６に示すように、水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ−Ｈ）５５およびｎ+型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ+ａ−Ｓｉ−Ｈ）５６をパターニングする。
【００６８】
次に、その上に、スパッタリング法を用いて、厚さ５０ｎｍ程度のＭｏ膜５３と厚さ３００ｎｍ程度のＡｌ合金膜２８，２９を順次積層する。スパッタリングの成膜温度は、１５０℃とした。次いで、図７に示す様にパターニングすることにより、信号線と一体のソース電極２８と、透明画素電極５に直接接触されるドレイン電極２９とが形成される。更に、ソース電極２８およびドレイン電極２９をマスクとして、チャネル保護膜（ＳｉＮｘ）上のｎ+型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ+ａ−Ｓｉ−Ｈ）５６をドライエッチングして除去する。
【００６９】
次に、図８に示すように、例えばプラズマＣＶＤ装置などを用いて、厚さ３００ｎｍ程度の窒化シリコン膜３０を成膜し、保護膜を形成する。このときの成膜温度は、例えば２５０℃程度で行なわれる。次いで、窒化シリコン膜３０上にフォトレジスト層３１を形成した後、窒化シリコン膜３０をパターニングし、例えばドライエッチング等によって窒化シリコン膜３０にコンタクトホール３２を形成する。同時に、パネル端部のゲート電極上のＴＡＢとの接続に当たる部分にコンタクトホール（不図示）を形成する。
【００７０】
次に、例えば酸素プラズマによるアッシング工程を経た後、図９に示すように、例えばアミン系等の剥離液を用いてフォトレジスト層３１を剥離する。最後に、例えば保管時間（８時間程度）の範囲内で、図１０に示すように、例えば厚さ４０ｎｍ程度のＩＴＯ膜を成膜し、ウェットエッチングによるパターニングを行うことによって透明画素電極５を形成する。同時に、パネル端部のゲート電極のＴＡＢとの接続部分に、ＴＡＢとのボンディングのためＩＴＯ膜をパターニングすると、ＴＦＴアレイ基板１が完成する。
【００７１】
このようにして作製されたＴＦＴ基板は、ドレイン電極２９と透明画素電極５とが直接接続されている。
【００７２】
上記では、透明画素電極５として、ＩＴＯ膜を用いたが、ＩＺＯ膜を用いてもよい。また、活性半導体層として、アモルファスシリコンの代わりにポリシリコンを用いてもよい。
【００７３】
このようにして得られるＴＦＴ基板を使用し、例えば、以下に記載の方法によって、前述した図１に示す液晶表示装置を完成させる。
【００７４】
まず、上記のようにして作製したＴＦＴ基板１の表面に、例えばポリイミドを塗布し、乾燥してからラビング処理を行って配向膜を形成する。
【００７５】
一方、対向基板２は、ガラス基板上に、例えばクロム（Ｃｒ）をマトリックス状にパターニングすることによって遮光膜９を形成する。次に、遮光膜９の間隙に、樹脂製の赤、緑、青のカラーフィルタ８を形成する。遮光膜９とカラーフィルタ８上に、ＩＴＯ膜のような透明導電膜を共通電極７として配置することによって対向電極を形成する。そして、対向電極の最上層に例えばポリイミドを塗布し、乾燥した後、ラビング処理を行って配向膜１１を形成する。
【００７６】
次いで、ＴＦＴ基板１と対向基板２の配向膜１１が形成されている面とを夫々対向するように配置し、樹脂製などのシール材１６により、液晶の封入口を除いてＴＦＴ基板１と対向基板２２枚とを貼り合わせる。このとき、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間には、スペーサー１５を介在させるなどして２枚の基板間のギャップを略一定に保つ。
このようにして得られる空セルを真空中に置き、封入口を液晶に浸した状態で徐々に大気圧に戻していくことにより、空セルに液晶分子を含む液晶材料を注入して液晶層を形成し、封入口を封止する。最後に、空セルの外側の両面に偏光板１０を貼り付けて液晶ディスプレイを完成させる。
【００７７】
次に、図１に示したように、液晶表示装置を駆動するドライバ回路１３を液晶ディスプレイに電気的に接続し、液晶ディスプレイの側部あるいは裏面部に配置する。そして、液晶ディスプレイの表示面となる開口を含む保持フレーム２３と、面光源をなすバックライト２２と導光板２０と保持フレーム２３によって液晶ディスプレイを保持し、液晶表示装置を完成させる。
【００７８】
（実施形態２）
図１１を参照しながら、ポリシリコンＴＦＴ基板の実施形態を詳細に説明する。
図１１は、本発明に係るトップゲート型のＴＦＴ基板の好ましい実施形態を説明する概略断面説明図である。
【００７９】
本実施形態は、活性半導体層として、アモルファスシリコンの代わりにポリシリコンを用いた点、ボトムゲート型ではなくトップゲート型のＴＦＴ基板を用いた点において、前述した実施形態１と主に相違している。詳細には、図１１に示す本実施形態のポリシリコンＴＦＴ基板では、活性半導体膜は、リンがドープされていないポリシリコン膜（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）と、リンもしくはヒ素がイオン注入されたポリシリコン膜（ｎ+ｐｏｌｙ−Ｓｉ）とから形成されている点で、前述した図２に示すアモルファスシリコンＴＦＴ基板と相違する。また、信号線は、層間絶縁膜（ＳｉＯｘ）を介して走査線と交差するように形成されている。
【００８０】
本実施形態においても、ソース電極２８およびドレイン電極２９の上に形成されるバリアメタル層を省略することができる。
【００８１】
次に、図１２から図１８を参照しながら、図１１に示す本発明に係るポリシリコンＴＦＴ基板の製造方法の一例を説明する。薄膜トランジスタは、ポリシリコン膜（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を半導体層として用いたポリシリコンＴＦＴである。図１２から図１８には、図１１と同じ参照符号を付している。
【００８２】
まず、ガラス基板１ａ上に、例えばプラズマＣＶＤ法などにより、基板温度約３００℃程度で、厚さ５０ｎｍ程度の窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）、厚さ１００ｎｍ程度の酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）、および厚さ約５０ｎｍ程度の水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ−Ｈ）を成膜する。次に、水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ−Ｈ）をポリシリコン化するため、熱処理（約４７０℃で１時間程度）およびレーザーアニールを行う。脱水素処理を行った後、例えばエキシマレーザアニール装置を用いて、エネルギー約２３０ｍＪ／ｃｍ2程度のレーザーを水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ−Ｈ）に照射することにより、厚さが約０．３μｍ程度のポリシリコン膜（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を得る（図１２）。
【００８３】
次いで、図１３に示すように、プラズマエッチング等によってポリシリコン膜（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）をパターニングする。次に、図１４に示すように、厚さが約１００ｎｍ程度の酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）を成膜し、ゲート絶縁膜２７を形成する。ゲート絶縁膜２７の上に、スパッタリング等によって、厚さ約２００ｎｍ程度のＡｌ合金膜および厚さ約５０ｎｍ程度のバリアメタル層（Ｍｏ薄膜）５２を積層した後、プラズマエッチング等の方法でパターニングする。これにより、走査線と一体のゲート電極２６が形成される。
【００８４】
続いて、図１５に示すように、フォトレジスト３１でマスクを形成し、例えばイオン注入装置などにより、例えばリンを５０ｋｅＶ程度で１×１０15個／ｃｍ2程度ドーピングし、ポリシリコン膜（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）の一部にｎ+型ポリシリコン膜（ｎ+ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を形成する。次に、フォトレジスト３１を剥離し、例えば５００℃程度で熱処理することによってリンを拡散させる。
【００８５】
次いで、図１６に示すように、例えばプラズマＣＶＤ装置などを用いて、厚さ５００ｎｍ程度の酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）を基板温度約２５０℃程度で成膜し、層間絶縁膜を形成した後、同様にフォトレジストによってパターニングしたマスクを用いて層間絶縁膜（ＳｉＯｘ）とゲート絶縁膜２７の酸化シリコン膜をドライエッチングし、コンタクトホールを形成する。スパッタリングにより、厚さ５０ｎｍ程度のＭｏ膜５３と厚さ４５０ｎｍ程度のＡｌ合金膜を成膜した後、パターニングすることによって、信号線と一体のソース電極２８およびドレイン電極２９を形成する。その結果、ソース電極２８とドレイン電極２９は、各々コンタクトホールを介してｎ+型ポリシリコン膜（ｎ+ｐｏｌｙ−Ｓｉ）にコンタクトされる。
【００８６】
次いで、図１７に示すように、プラズマＣＶＤ装置などにより、厚さ５００ｎｍ程度の窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）を基板温度２５０℃程度で成膜し、層間絶縁膜を形成する。層間絶縁膜の上にフォトレジスト層３１を形成した後、窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）をパターニングし、例えばドライエッチングによって窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）にコンタクトホール３２を形成する。
次に、図１８に示すように、例えば酸素プラズマによるアッシング工程を経た後、前述した実施形態１と同様にしてアミン系の剥離液などを用いてフォトレジストを剥離してから、ＩＴＯ膜を成膜し、ウェットエッチングによるパターニングを行って透明画素電極５を形成する。
【００８７】
このようにして作製されたポリシリコンＴＦＴ基板では、ドレイン電極２９は透明画素電極５に直接接続されている。
次に、トランジスタの特性を安定させるため、例えば２５０℃程度で１時間程度アニールすると、ポリシリコンＴＦＴアレイ基板が完成する。
【００８８】
第２の実施形態に係るＴＦＴ基板、および該ＴＦＴ基板を備えた液晶表示装置によれば、前述した第１の実施形態に係るＴＦＴ基板と同様の効果が得られる。
【００８９】
このようにして得られるＴＦＴアレイ基板を用い、前述した実施形態１のＴＦＴ基板と同様にして例えば前記図１に示す液晶表示装置を完成させる。
【実施例】
【００９０】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限されず、上記・下記の趣旨に適合し得る範囲で適切に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００９１】
表１に示す種々の合金組成のＡｌ合金膜（膜厚＝３００ｎｍ）を、ＤＣマグネトロン・スパッタ法（基板＝ガラス基板（コーニング社製 Ｅａｇｌｅ２０００）、雰囲気ガス＝アルゴン、圧力＝２ｍＴｏｒｒ、基板温度＝２５℃（室温））によって成膜した。
【００９２】
尚、上記種々の合金組成のＡｌ合金膜の形成には、真空溶解法で作製した種々の組成のＡｌ合金ターゲットをスパッタリングターゲットとして用いた。
【００９３】
また実施例で用いた種々のＡｌ合金膜における各合金元素の含有量は、ＩＣＰ発光分析（誘導結合プラズマ発光分析）法によって求めた。
【００９４】
上記のようにして成膜したＡｌ合金膜を用いて、熱処理後のＡｌ合金膜自体の電気抵抗率、Ａｌ合金膜を透明画素電極に直接接続したときのダイレクト接触抵抗（ＩＴＯとのコンタクト抵抗）、耐食性としてアルカリ現像液耐性と剥離液耐性を、それぞれ下記に示す方法で測定した。
【００９５】
（１）熱処理後のＡｌ合金膜自体の電気抵抗率
上記Ａｌ合金膜に対し、１０μｍ幅のラインアンドスペースパターンを形成し、不活性ガス雰囲気中、３３０℃で３０分間の熱処理を施してから、４端子法で電気抵抗率を測定した。そして下記基準で、熱処理後のＡｌ合金膜自体の電気抵抗の良否を判定した。本実施例では◎、○、および△を合格とした。
（判定基準）
◎：４．５μΩ・ｃｍ以下
○：４．５μΩ・ｃｍ超５．５μΩ・ｃｍ以下
△：５．５μΩ・ｃｍ超６．５μΩ・ｃｍ以下
×：６．５μΩ・ｃｍ超
【００９６】
（２）透明画素電極とのダイレクト接触抵抗
Ａｌ合金膜と透明画素電極を直接接触したときの接触電気抵抗は、透明画素電極（ＩＴＯ；酸化インジウムに１０質量％の酸化スズを加えた酸化インジウムスズ）を、下記条件でスパッタリングすることによって図１９に示すケルビンパターン（コンタクトホールサイズ：１０μｍ角）を作製し、４端子測定（ＩＴＯ−Ａｌ合金膜に電流を流し、別の端子でＩＴＯ−Ａｌ合金間の電圧降下を測定する方法）を行なった。具体的には、図１９のＩ1−Ｉ2間に電流Ｉを流し、Ｖ1−Ｖ2間の電圧Ｖをモニターすることにより、コンタクト部Ｃのダイレクト接触抵抗Ｒを［Ｒ＝（Ｖ2−Ｖ1）／Ｉ2］として求めた。そして下記基準で、ＩＴＯとのダイレクト接触抵抗の良否を判定した。本実施例では○を合格とした。
【００９７】
（透明画素電極の成膜条件）
・雰囲気ガス＝アルゴン
・圧力＝０．８ｍＴｏｒｒ
・基板温度＝２５℃（室温）
（判定基準）
○：１０００Ω未満
×：１０００Ω以上
【００９８】
（３）アルカリ現像液耐性（現像液エッチングレートの測定）
基板上に成膜したＡｌ合金膜にマスクを施した後、現像液（ＴＭＡＨ２．３８質量％を含む水溶液）中に３０℃で２分間浸漬した後、純水で１分間洗浄し、Ｎ２ガスを吹き付けて乾燥した。その後、マスキングを剥離し、試験部とマスキング部（非試験部）の段差（エッチング量）を触診式段差計を用いて合計３箇所測定し、その平均値をエッチング量としてエッチング速度（ｎｍ／ｍｉｎ）を算出した。そして、下記基準で現像液耐性の良否を判定した。本実施例では◎または○を合格とした。
（判定基準）
◎：５０ｎｍ／ｍｉｎ未満
○：５０ｎｍ／ｍｉｎ超１００ｎｍ／ｍｉｎ以下
△：１００ｎｍ／ｍｉｎ超１５０ｎｍ／ｍｉｎ以下
×：１５０ｎｍ／ｍｉｎ超
【００９９】
これらの結果を表１および表２にまとめて記載する。表１および２に記載の各Ａｌ合金膜の組成において、残部はＡｌおよび不可避的不純物である。
【０１００】
【表１】
【０１０１】
【表２】
【０１０２】
これらの表より以下のように考察することができる。
【０１０３】
まず、グループＡの元素としてＣｏを含有するＮｏ．１〜４４、４９〜５３について考察する。
【０１０４】
このうちＮｏ．３６、４４、５２、および５３は、グループＢの元素を含まない比較例であり、Ｃｏ添加によってＩＴＯ（透明画素電極）とのダイレクト接触抵抗を大幅に低減できるが、エッチングレートが速くなって現像液耐性に劣っている。
【０１０５】
これに対し、Ｎｏ．５６はグループＢの合計量が本発明で規定する好ましい範囲の上限（２．５原子％）を超える例であり、熱処理後の電気抵抗が増加した。
【０１０６】
一方、Ｎｏ．５５は純Ａｌ膜を用いた従来例であり、ＩＴＯとのコンタクト抵抗が増加した（１５０，０００μΩ・ｃｍ）。
【０１０７】
これに対し、グループＢの元素を更に含むＮｏ．１〜３５、３７〜４３、４９〜５１の本発明例は、ＩＴＯとのダイレクト接触抵抗の低減化、および熱処理後の電気抵抗の低減化を達成できるだけでなく、現像液耐性にも優れていることが分かる。特に本発明によれば、３０℃と高い現像液温度においもエッチングレートを適切が抑えられるため、環境温度にかかわらず現像液耐性に優れたＡｌ合金膜を提供できた点で極めて有用である。
【０１０８】
上記の本発明例のなかでも、特に、所定のグループＢ１の元素を含み、グループＢ１の含有量（β１）とＣｏの含有量（α）の比（β１／α）が本発明の好ましい範囲（１．５超）を満足するＮｏ．５〜８、１７〜１９、３４、３７〜４１は、現像液耐性に極めて優れている。
【０１０９】
上記と同様の傾向は、グループＡの元素として、Ｃｏの代わりにＮｉを含有するＮｏ．４５〜４８についても認められた。詳細には、これらはグループＢ１の元素を、本発明の好ましい比率（β１／αの比が１．５超）で含む例であり、グループＢの元素を含まないＮｏ．５４に比べ、現像液耐性が向上した。また、これらは、ＩＴＯとのダイレクト接触抵抗、および熱処理後の電気抵抗も低く抑えられていた。
【符号の説明】
【０１１０】
１ ＴＦＴ基板
２ 対向基板
３ 液晶層
４ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
５ 透明画素電極（透明導電膜）
６ 配線部
７ 共通電極
８ カラーフィルタ
９ 遮光膜
１０ 偏光板
１１ 配向膜
１２ ＴＡＢテープ
１３ ドライバ回路
１４ 制御回路
１５ スペーサー
１６ シール材
１７ 保護膜
１８ 拡散板
１９ プリズムシート
２０ 導光板
２１ 反射板
２２ バックライト
２３ 保持フレーム
２４ プリント基板
２５ 走査線
２６ ゲート電極
２７ ゲート絶縁膜
２８ ソース電極
２９ ドレイン電極
３０ 保護膜（窒化シリコン膜）
３１ フォトレジスト
３２ コンタクトホール
３３ アモルファスシリコンチャネル膜（活性半導体膜）
３４ 信号線
５２、５３ バリアメタル層
５５ ノンドーピング水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ−Ｈ）
５６ ｎ+型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ+ａ−Ｓｉ−Ｈ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置の基板上で透明導電膜と直接接続されるＡｌ合金膜であって、
前記Ａｌ合金膜は、グループＡに属するＮｉおよび／またはＣｏの元素を２．０原子％以下（０原子％を含まない）、並びにグループＢに属する少なくとも一種の元素を０．０５〜２．５原子％含み、
前記グループＢの元素はＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、およびＧｅから構成されていることを特徴とする現像液耐性に優れた表示装置用Ａｌ合金膜。
【請求項２】
前記グループＢの元素は、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、およびＤｙから構成されているものである請求項１に記載の表示装置用Ａｌ合金膜。
【請求項３】
前記グループＢの元素は、グループＢ１に属するＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、およびＹの元素から構成されているものである請求項１または２に記載の表示装置用Ａｌ合金膜。
【請求項４】
前記グループＢ１の含有量（β１）と、前記グループＡの含有量（α）との比（β１／α）が１．５超を満足する請求項３に記載の表示装置用Ａｌ合金膜。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置用Ａｌ合金膜が、薄膜トランジスタに用いられていることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
グループＡに属するＮｉおよび／またはＣｏの元素を２．０原子％以下（０原子％を含まない）、並びに以下のグループＢに属する少なくとも一種の元素を０．０５〜２．５原子％含むことを特徴とするスパッタリングターゲット。
グループＢの元素：Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、およびＧｅ。
【請求項７】
前記グループＢの元素は、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、およびＤｙから構成されているものである請求項６に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項８】
前記グループＢの元素は、グループＢ１に属するＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、およびＹの元素から構成されているものである請求項６または７に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項９】
前記グループＢ１の含有量（β１）と、前記グループＡの含有量（α）との比（β１／α）が１．５超を満足する請求項８に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項１】
表示装置の基板上で透明導電膜と直接接続されるＡｌ合金膜であって、
前記Ａｌ合金膜は、グループＡに属するＮｉおよび／またはＣｏの元素を２．０原子％以下（０原子％を含まない）、並びにグループＢに属する少なくとも一種の元素を０．０５〜２．５原子％含み、
前記グループＢの元素はＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、およびＧｅから構成されていることを特徴とする現像液耐性に優れた表示装置用Ａｌ合金膜。
【請求項２】
前記グループＢの元素は、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、およびＤｙから構成されているものである請求項１に記載の表示装置用Ａｌ合金膜。
【請求項３】
前記グループＢの元素は、グループＢ１に属するＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、およびＹの元素から構成されているものである請求項１または２に記載の表示装置用Ａｌ合金膜。
【請求項４】
前記グループＢ１の含有量（β１）と、前記グループＡの含有量（α）との比（β１／α）が１．５超を満足する請求項３に記載の表示装置用Ａｌ合金膜。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置用Ａｌ合金膜が、薄膜トランジスタに用いられていることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
グループＡに属するＮｉおよび／またはＣｏの元素を２．０原子％以下（０原子％を含まない）、並びに以下のグループＢに属する少なくとも一種の元素を０．０５〜２．５原子％含むことを特徴とするスパッタリングターゲット。
グループＢの元素：Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｃｅ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｐｍ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｍｎ、およびＧｅ。
【請求項７】
前記グループＢの元素は、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙ、Ｓｃ、Ｐｒ、およびＤｙから構成されているものである請求項６に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項８】
前記グループＢの元素は、グループＢ１に属するＧｄ、Ｎｄ、Ｌａ、およびＹの元素から構成されているものである請求項６または７に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項９】
前記グループＢ１の含有量（β１）と、前記グループＡの含有量（α）との比（β１／α）が１．５超を満足する請求項８に記載のスパッタリングターゲット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−２６２９９１（Ｐ２０１０−２６２９９１Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１０９１５（Ｐ２００９−１１０９１５）
【出願日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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