薄膜トランジスタ基板、表示デバイス、および表示デバイス用のスパッタリングターゲット
【課題】画素電極と直接接続でき、しかも、約２５０℃といった比較的低い熱処理温度を適用した場合でも充分に低い電気抵抗率と優れた耐熱性とを兼ね備えた配線材料を有する薄膜トランジスタ基板を提供する。
【解決手段】薄膜トランジスタと透明画素電極を有し、Ａｌ合金膜と酸化物導電膜が、高融点金属を介さずに直接接続しており、その接触界面にＡｌ合金成分の一部または全部が析出もしくは濃化して存在する薄膜トランジスタ基板であって、Ａｌ合金膜は、合金成分として、グループαに属する元素を０．１〜６原子％、およびグループＸに属する元素を０．１〜２．０原子％の範囲で含有するＡｌ−α−Ｘ合金からなり、グループαは、Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｇｅの少なくとも一種、グループＸは、Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｔｂ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｄｙの少なくとも一種である。
【解決手段】薄膜トランジスタと透明画素電極を有し、Ａｌ合金膜と酸化物導電膜が、高融点金属を介さずに直接接続しており、その接触界面にＡｌ合金成分の一部または全部が析出もしくは濃化して存在する薄膜トランジスタ基板であって、Ａｌ合金膜は、合金成分として、グループαに属する元素を０．１〜６原子％、およびグループＸに属する元素を０．１〜２．０原子％の範囲で含有するＡｌ−α−Ｘ合金からなり、グループαは、Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｇｅの少なくとも一種、グループＸは、Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｔｂ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｄｙの少なくとも一種である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ、半導体、光学部品などに使用される薄膜トランジスタ基板、表示デバイス、および表示デバイス用のスパッタリングターゲットに関し、特に、Ａｌ合金薄膜を構成要素として含む新規な配線材料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、画素の駆動方法によって、単純マトリクス型液晶表示装置とアクティブマトリクス型液晶表示装置とに分けられる。このうちスイッチング素子として薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｔｏｒ、以下、ＴＦＴと呼ぶ。）を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置は、高精度の画質を実現でき、高速の画像などにも対応できるため、汎用されている。
【０００３】
図１を参照しながら、アクティブマトリクス型液晶表示装置に適用される代表的な液晶パネルの構成および動作原理を説明する。ここでは、活性半導体層として水素アモルファスシリコンを用いたＴＦＴ基板（以下、アモルファスシリコンＴＦＴ基板と呼ぶ場合がある。）の例を代表的に説明するが、これに限定されず、ポリシリコンを用いたＴＦＴ基板であっても良い。
【０００４】
図１に示すように、液晶パネル１００は、ＴＦＴ基板１と、ＴＦＴ基板１に対向して配置された対向基板２と、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間に配置され、光変調層として機能する液晶層３とを備えている。ＴＦＴ基板１は、絶縁性のガラス基板１ａ上に配置されたＴＦＴ４、透明画素電極５、走査線や信号線を含む配線部６を有している。透明画素電極５は、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）中に酸化錫（ＳｎＯ）を１０質量％程度含む酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜などの酸化物導電膜から形成されている。ＴＦＴ基板１は、ＴＡＢテープ１２を介して連結されたドライバ回路１３及び制御回路１４によって駆動される。
【０００５】
対向基板２は、ＴＦＴ基板１側に、絶縁性のガラス基板１ｂの全面に形成された共通電極７と、透明画素電極５に対向する位置に配置されたカラーフィルタ８と、ＴＦＴ基板１上のＴＦＴ４および配線部６に対向する位置に配置された遮光膜９とを有している。対向基板２は、液晶層３に含まれる液晶分子（不図示）を所定の向きに配向させるための配向膜１１を更に有している。
【０００６】
ＴＦＴ基板１および対向基板２の外側（液晶層３側とは反対側）には、それぞれ、偏光板１０ａ，１０ｂが配置されている。
【０００７】
液晶パネル１００は、対向電極２と透明画素電極５との間に形成される電界によって液晶層３における液晶分子の配向方向が制御され、液晶層３を通過する光が変調される。これにより、対向基板２を透過する光の透過量が制御されて画像が表示される。
【０００８】
次に、図２を参照しながら、液晶パネルに好適に用いられる従来のアモルファスシリコンＴＦＴ基板の構成および動作原理を詳しく説明する。図２は、図１中、Ａの要部拡大図である。
【０００９】
図２に示すように、ガラス基板（不図示）上には、走査線（ゲート薄膜配線）２５が形成され、走査線２５の一部は、ＴＦＴのオン・オフを制御するゲート電極２６として機能する。ゲート電極２６を覆うようにしてゲート絶縁膜（シリコン窒化膜）２７が形成されている。ゲート絶縁膜２７を介して走査線２５と交差するように信号線（ソース−ドレイン配線）３４が形成され、信号線３４の一部は、ＴＦＴのソース電極２８として機能する。ゲート絶縁膜２７上に、アモルファスシリコンチャネル膜（活性半導体膜）３３、信号線（ソース−ドレイン配線）３４、層間絶縁シリコン窒化膜（保護膜）３０が順次形成されている。このタイプは一般にボトムゲート型とも呼ばれる。
【００１０】
アモルファスシリコンチャネル膜３３は、Ｐ（リン）がドープされていないイントリンシック層（ｉ層、ノンドーピング層とも呼ばれる。）と、Ｐがドープされたドープト層（ｎ層）とから構成されている。ゲート絶縁膜２７上の画素領域には、例えばＩｎ２Ｏ３中にＳｎＯを含むＩＴＯ膜によって形成された透明画素電極５が配置されている。ＴＦＴのドレイン電極２９は、透明画素電極５に電気的に接続されている。
【００１１】
走査線２５を介してゲート電極２６にゲート電圧が供給されると、ＴＦＴ４はオン状態となり、予め信号線３４に供給された駆動電圧は、ソース電極２８から、ドレイン電極２９を介して透明画素電極５へ供給される。そして、透明画素電極５に所定レベルの駆動電圧が供給されると、図１で説明したように、透明画素電極５と対向電極２との間に電位差が生じる結果、液晶層３に含まれる液晶分子が配向して光変調が行われる。
【００１２】
ＴＦＴ基板１において、透明画素電極５に電気的に接続される信号線（画素電極用信号線）、ソース電極２８−ドレイン電極２９に電気的に接続されるソース−ドレイン配線３４、ゲート電極２６に電気的に接続される走査線２５は、比抵抗が低く、加工が容易であるなどの理由により、いずれも、純ＡｌまたはＡｌ−ＮｄなどのＡｌ合金（以下、これらをまとめてＡｌ系合金と呼ぶ。）の薄膜から形成されており、その上およびその下には、図２に示すように、Ｍｏ、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｗ等の高融点金属からなるバリアメタル層５１、５２、５３、５４が形成されている。
【００１３】
ここで、透明画素電極５に対し、バリアメタル層５４を介してＡｌ系合金薄膜を接続する理由は、Ａｌ系合金薄膜を透明画素電極と直接接続すると接続抵抗が上昇し、画面の表示品位が低下するからである。すなわち、透明画素電極用配線を構成するＡｌは非常に酸化され易く、液晶パネル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系合金薄膜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。
【００１４】
ところが、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。液晶パネルの大量生産に伴って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。
【００１５】
そこで、バリアメタル層の形成を省略でき、Ａｌ系合金薄膜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。
【００１６】
例えば、特許文献１には、透明画素電極の材料として、酸化インジウムに酸化亜鉛を１０質量％程度含む酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）膜を用いた技術が開示されている。しかし、この技術によれば、現在、最も普及しているＩＴＯ膜をＩＺＯ膜に変更しなければならないため、材料コストが上昇する。
【００１７】
特許文献２には、ドレイン電極にプラズマ処理やイオン注入を行い、ドレイン電極の表面を改質する方法が開示されている。しかし、この方法によれば、表面処理のための工程が付加されるため、生産性が低下する。
【００１８】
また、特許文献３には、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極として、純ＡｌまたはＡｌの第１層と、純ＡｌまたはＡｌにＮ，Ｏ，Ｓｉ，Ｃ等の不純物を含む第２層とを用いる方法が開示されている。この方法によれば、ゲート電極、ソース電極、およびドレイン電極を構成する薄膜を同じ成膜チャンバーを用いて連続して形成できるという利点はあるが、上述した不純物を含む第２層を形成する工程が余分に増える。しかも、ソース−ドレイン配線に不純物を導入する過程で、不純物が混入した膜と混入していない膜との熱膨張係数の差に起因して、チャンバーの壁面からソース−ドレイン配線の堆積物がフレークとして剥がれ落ちる現象が頻発する。この現象を防ぐため、成膜工程を頻繁に停止してメンテナンスを行う必要があり、生産性が著しく低下する。
【００１９】
このような事情に鑑み、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系合金膜を透明画素電極に対して直接かつ確実に接続し得る方法を開示している（特許文献４）。特許文献４では、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系合金を使用しており、これら合金成分の少なくとも一部を当該Ａｌ系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させることによって上記課題を解決している。
【００２０】
特許文献４において、例えばＡｌ−Ｎｉ系合金の場合、２５０℃で３０分熱処理した後の電気抵抗率は、Ａｌ−２原子％Ｎｉで３．８μΩ・ｃｍ、Ａｌ−４原子％Ｎｉで５．８μΩ・ｃｍ、Ａｌ−６原子％Ｎｉで６．５μΩ・ｃｍと、低い。このように電気抵抗率が低く抑えられたＡｌ系合金薄膜を用いれば、表示デバイスの消費電力を少なくできるため、非常に有用である。また、電極部分の電気抵抗率が下がると、電気抵抗と電気容量の積によって決まる時定数も小さくなるので、表示パネルを大型化する場合でも高度の表示品位を保つことが可能となる。
【００２１】
しかしながら、上記Ａｌ−Ｎｉ系合金の耐熱温度は、いずれも、おおむね、１５０〜２００℃と低い。
【特許文献１】特開平１１−３３７９７６号公報
【特許文献２】特開平１１−２８３９３４号公報
【特許文献３】特開平１１−２８４１９５号公報
【特許文献４】特開２００４−２１４６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
最近、表示デバイスを製造する際のプロセス温度は、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。例えば、アモルファスシリコンＴＦＴのソース−ドレイン電極材料には、低い電気抵抗率と高レベルの耐熱性とが求められており、その要求スペックは、これまでは、電気抵抗率で８μΩ・ｃｍ程度以下、耐熱温度で３５０℃程度とされていた。この耐熱温度は、ソース−ドレイン電極に対し製造工程で加わる最高温度によって決まり、この最高温度は、電極上に保護膜として形成する絶縁膜の形成温度とされている。最近では、成膜技術の向上によって低温でも所望の絶縁膜を得ることが可能となり、特にソース−ドレイン電極上の保護膜では、２５０℃程度での成膜も可能になってきている。
【００２３】
そのため、ドレイン電極と透明画素電極とを直接接続し得る配線材料として、耐熱温度は２５０℃レベルで、且つ、電気抵抗率は８μΩ・ｃｍ程度以下と、電気抵抗率の充分に低いものが求められている。
【００２４】
しかしながら、このような低い電気抵抗率と高い耐熱性とを兼ね備えた、透明画素電極と直接接続し得るＡｌ系の配線材料は開示されていない。
【００２５】
例えば、前述した特許文献４に開示されたＡｌ合金薄膜は、低い電気抵抗率を備えているが、耐熱温度は低い。
【００２６】
また、表示デバイス用配線材料として従来から使用されてきたＡｌ−２原子％Ｎｄの耐熱温度は３５０℃以上と高いが、２５０℃×３０分で熱処理したときの電気抵抗率は１１．５μΩ・ｃｍと高い。同様に、Ａｌ−Ｎｄ合金にＮｉを更に添加したＡｌ−０．６％Ｎｄ−２原子％Ｎｉについても、耐熱温度は３５０℃と高いが、２５０℃×３０分間熱処理しても電気抵抗率は８．７μΩ・ｃｍまでしか下がらず、前述した特性を満足していない。
【００２７】
このように従来のＡｌ−Ｎｄ合金などのＡｌ合金薄膜では、プロセス温度が低くなると、以下に示すように、金属間化合物の析出および粒成長が充分進まないため、低い電気抵抗率が得られず、Ｎｄの添加量を減らすとプロセス温度が低くなっても低い電気抵抗率は得られるが、析出物が少なく、粒成長が進み、ヒロックが発生し、耐熱温度が下がると考えられる。
【００２８】
以下、この点について、詳しく説明する。
【００２９】
Ａｌ合金薄膜は、一般に、スパッタリング法によって形成されるが、この方法によれば、Ａｌ中に固溶限を超えて添加された合金成分は強制固溶状態で存在する。固溶状態の合金元素を含むＡｌ合金の電気抵抗率は、一般に純Ａｌよりも高い。これに対し、固溶限を超えて合金元素を含むＡｌ合金薄膜は、加熱すると合金成分が金属間化合物として粒界に析出し、更に加熱するとＡｌの再結晶が進み、Ａｌの粒成長が起こる。このときの金属間化合物の析出温度および粒成長の温度は、合金元素によって異なるが、いずれにしても、合金成分（金属間化合物）の析出と粒成長とによって、当該Ａｌ合金薄膜の電気抵抗率は低下するようになる。
【００３０】
加熱によって粒成長が進むと膜内部の圧縮応力は大きくなるが、更に加熱して粒成長が進むと、ついには耐え切れなくなり、応力緩和のため、Ａｌが膜表面に拡散してヒロック（コブ状の突起物）が生じる。合金化は、粒界に析出した金属間化合物によってＡｌの拡散を抑えてヒロックの発生を防止し、耐熱性を高めるという作用を有している。従来は、こうした現象を利用して合金成分の析出と粒成長の進行を図り、Ａｌ合金薄膜の電気抵抗率の低減と高耐熱性との両立を図ってきた。
【００３１】
ところが、上記の様にプロセス温度が低くなると、従来の合金成分では、金属間化合物の析出が充分に起こらず、その結果、粒成長も進まなくなり、電気抵抗率が低減し難くなると考えられる。
【００３２】
上記では、液晶表示装置を代表的に取上げて説明したが、前述した課題は液晶表示装置に限定されず、アモルファスシリコンＴＦＴ基板に共通して見られる。また、上記課題は、ＴＦＴの半導体層として、アモルファスシリコンのほか、多結晶シリコンを用いた場合にも見られる。
【００３３】
本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、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系合金薄膜を酸化物導電膜からなる画素電極に対し直接的且つ確実に接続することができ、しかも、Ａｌ系合金薄膜に対し、例えば、約１００℃以上３００℃以下の低い熱プロセス温度を適用した場合でも、画素電極間の電気抵抗率の低減化と優れた耐熱性とを達成することのできる技術を提供することにある。具体的には、例えば２５０℃×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系合金薄膜の電気抵抗率で７μΩ・ｃｍ以下を確実に達成することができ、処理温度の低温化に適合し得るＴＦＴ基板および表示デバイスを提供すること、および当該表示デバイスの製造に有用なＡｌ系合金薄膜形成用の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】
【００３４】
上記課題を解決することのできた本発明の薄膜トランジスタ基板は、薄膜トランジスタと透明画素電極を有し、Ａｌ合金膜と酸化物導電膜が、高融点金属を介さずに直接接続しており、その接触界面にＡｌ合金成分の一部または全部が析出もしくは濃化して存在する薄膜トランジスタ基板であって、前記Ａｌ合金膜は、合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＸに属する元素を０．１原子％以上２．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｘ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＸは、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であるところに要旨を有している。
【００３５】
上記課題を解決することのできた本発明の他の薄膜トランジスタ基板は、薄膜トランジスタと透明画素電極を有し、Ａｌ合金膜と酸化物導電膜が、高融点金属を介さずに直接接続しており、その接触界面にＡｌ合金成分の一部または全部が析出もしくは濃化して存在する薄膜トランジスタ基板であって、前記Ａｌ合金膜は、合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＺに属する元素を０．１原子％以上１．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｚ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＺは、Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，およびＷよりなる群から選択される少なくとも一種の元素であるところに要旨を有している。
【００３６】
好ましい実施形態において、上記のいずれかのＡｌ合金薄膜は、２５０℃で３０分加熱したときの電気抵抗率が７μΩ・ｃｍ以下である。
【００３７】
本発明の表示デバイスは、上記のいずれかに記載の薄膜トランジスタ基板を備えている。
【００３８】
本発明の表示デバイス用のスパッタリングターゲットは、合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＸに属する元素を０．１原子％以上２．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｘ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＸは、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であるところに要旨を有している。
【００３９】
本発明の他の表示デバイス用のスパッタリングターゲットは、合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＺに属する元素を０．１原子％以上１．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｚ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＺは、Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，およびＷよりなる群から選択される少なくとも一種の元素であるところに要旨を有している。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、バリアメタル層を介在させずに、Ａｌ系合金薄膜を酸化物導電膜からなる画素電極と直接接続することができ、且つ、約２５０℃といった比較的低い熱処理温度を適用した場合でも充分に低い電気抵抗率と優れた耐熱性とが確保されたＴＦＴ基板を提供することができる。上記の熱処理温度とは、例えばＴＦＴアレイの製造工程で最も高温となる処理温度を指し、一般的な表示デバイス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。
【００４１】
例えば、本発明に用いられる配線材料をソース−ドレイン電極の配線材料に適用すれば、図２に示すバリアメタル層５４を省略することができる。また、本発明に用いられる配線材料をゲート電極の配線材料に適用すれば、図２に示すバリアメタル層５１、５２を省略することができる。更に、本発明に用いられる配線材料をソース−ドレイン電極およびゲート電極の配線材料に適用すれば、これらのバリアメタル層５１、５２、５４を省略することができる。
【００４２】
本発明のＴＦＴ基板を用いれば、生産性に優れ、安価で且つ高性能の表示デバイスが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明者は、酸化物導電膜からなる画素電極と直接接続することができ、しかも、約２５０℃といった比較的低い熱処理温度を施した場合でも充分に低い電気抵抗率と優れた耐熱性とを兼ね備えた新規な配線材料を提供するため、鋭意検討してきた。特に、本発明者は、前述した特許文献４に開示されたＡｌ系合金薄膜における低い電気抵抗率を維持しつつ、当該Ａｌ系合金薄膜では不充分であった耐熱性を改善するという観点に基づき、検討を重ねてきた。その結果、特許文献４に開示された合金成分のうち所定の合金元素（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、グループαに属する元素と呼ぶ。）と、第３成分として耐熱性向上元素（グループＸに属する元素またはグループＺに属する元素）とを組合わせたＡｌ−α−Ｘ合金、またはＡｌ−α−Ｚ合金（以下、これらを総称して、「本発明のＡｌ系合金」または「本発明のＡｌ系合金薄膜」と呼ぶ場合がある。）を用いれば、所期の目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。ここで、グループＸは、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であり、グループＺは、Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，およびＷよりなる群から選択される少なくとも一種の元素である。
【００４４】
本発明によれば、Ａｌ系合金薄膜中に合金成分としてグループαに属する元素を所定量含有しているため、当該Ａｌ系合金薄膜と透明画素電極との界面に導電性の析出物が形成され、この析出物を通して大部分のコンタクト電流が流れるようになる。その結果、上記界面にＡｌ酸化物の絶縁層が生成するのを防止でき、電気抵抗率を低く抑えることができる。
【００４５】
更に、本発明によれば、Ａｌ系合金薄膜中に耐熱性向上元素として、グループＸまたはグループＺに属する元素を所定量含有しているため、２５０℃レベルの加熱処理によってもヒロック等を生じることのない優れた耐熱性を確保できる。
【００４６】
従って、本発明によれば、充分に低い電気抵抗率と充分に高い耐熱性とを兼ね備えた、透明画素電極と直接接続し得る配線材料を提供することができる。
【００４７】
更に、グループＸまたはグループＺに属する元素のうち、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ（以上、グループＸに属する元素）から選択される少なくとも１種の元素を合計で０．１〜２．０原子％以下、または、Ｖおよび／またはＴａ（以上、グループＺに属する元素）を合計で０．１原子％以上１．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ系合金薄膜は、アルカリ性現像液に対する耐性（後述する。）が著しく高められる。
【００４８】
まず、本発明に用いられるグループαに属する元素について説明する。
【００４９】
グループαに属する元素は、電気抵抗率の低減化に有用である。具体的には、グループαに属する元素として、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を単独でまたは併用して、合計で０．１原子％以上６原子％以下の範囲で添加する。これにより、比較的低い熱処理温度で、Ａｌ系合金薄膜と透明画素電極との接続界面に、αに属する元素の少なくとも一部を含む析出物（α含有析出物）もしくは濃化層（α含有濃化層）が形成されるため、後記する実施例に示すように、２５０℃で３０分間熱処理したときの電気抵抗率を、おおむね、７μΩ・ｃｍ以下に低減することができる。
【００５０】
ここで、「α含有析出物」とは、グループαに属する元素の一部または全部が析出した析出物を意味し、例えば、Ａｌ−α−Ｘ合金またはＡｌ−α−Ｚ合金に含まれるＡｌとαとの金属間化合物、またはＡｌとαとＸとの金属間化合物もしくはＡｌとαとＺとの金属間化合物が挙げられる。
【００５１】
また、「α含有濃化層」とは、当該α濃化層中のαの平均濃度が、Ａｌ−α−Ｘ合金中またはＡｌ−α−Ｚ合金中のαの平均濃度の２倍以上（より好ましくは２．５倍以上）であるものを意味する。
【００５２】
なお、グループαに属する元素（例えば、Ｎｉ）を含有するＡｌ系合金薄膜では、熱処理などによってＡｌ系合金薄膜中のＮｉの固溶限（０．１％）を超えるＮｉがＡｌ系合金の粒界に析出し、その一部がＡｌ系合金薄膜の表面に拡散・濃縮してＮｉ濃化層が形成されることがある。このようなＮｉ濃化層も、上記「α含有濃化層」のなかに含まれる。また、例えば、コンタクトホールのエッチングを行う際、グループαに属する元素のハロゲン化合物はＡｌよりも蒸気圧が低いため揮発し難く、Ａｌ系合金薄膜の表面に残留した状態となり、当該合金薄膜表層部のαの濃度はＡｌ系合金バルク材のαの濃度よりも高濃度状態となる。このような態様も、上記「α含有濃化層」のなかに含まれる。なお、エッチング条件を適切に制御することにより、Ａｌ系合金薄膜表層部のαの濃度やα含有濃化層の厚さは変化する。このとき、後記するグループＸ，Ｚに属する元素の種類によっては、その一部が表層側に濃化されることがあるが、その様な態様も、上記の「α含有濃化層」のなかに含まれる。
【００５３】
上記のα含有濃化層の厚さは、０．５ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることが好ましく、１．０ｎｍ以上、５ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００５４】
後記する実施例に示すように、グループαに属する元素が０．１原子％未満では、所望とするα含有濃化層の形成が不充分であり、接続抵抗を充分低く抑えることができない。ただし、グループαに属する元素の含有量が６原子％を超えると、Ａｌ系合金薄膜自体の電気抵抗率が高くなって画素の応答速度が遅くなり、消費電力が増大してディスプレイとしての品位が低下し、実用に供し得なくなる。グループαに属する元素の含有量は、０．５原子％以上、５原子％以下が好ましい。
【００５５】
なお、以下に示すように、２５０℃で３０分熱処理した後のＡｌ−α合金の２元系合金の電気抵抗率は非常に低く、当該Ａｌ−α合金中に第３成分を更に添加すると、電気抵抗率は、上昇する傾向にある。従って、電気抵抗率の低減化のみを目的とする場合は、Ａｌ−α合金の２元系合金を利用すればよいが、前述したとおり、耐熱性は、約１５０℃程度と低くなる。従って、本発明のように低い電気抵抗率と高い耐熱性とを兼ね備えた配線材料の提供を目的とする場合は、Ａｌ−α合金の２元系合金では不充分であり、以下に説明するように、Ａｌ−α−Ｘ合金またはＡｌ−α−Ｚ合金の３元系合金とした。
Ａｌ−Ｎｉ合金・・・Ａｌ−２原子％Ｎｉで３．８μΩ・ｃｍ、Ａｌ−４原子％Ｎｉで５．８μΩ・ｃｍ、Ａｌ−６原子％Ｎｉで６．５μΩ・ｃｍ
Ａｌ−Ａｇ合金・・・Ａｌ−２原子％Ａｇで３．８μΩ・ｃｍ、Ａｌ−４原子％Ａｇで５．４μΩ・ｃｍ、Ａｌ−６原子％Ａｇで６．１μΩ・ｃｍ
Ａｌ−Ｚｎ合金・・・Ａｌ−２原子％Ｚｎで３．４μΩ・ｃｍ、Ａｌ−６原子％Ｚｎで６．７μΩ・ｃｍ
Ａｌ−Ｃｕ合金・・・Ａｌ−２原子％Ｃｕで３．４μΩ・ｃｍ、Ａｌ−６原子％Ｃｕで６．６μΩ・ｃｍ
Ａｌ−Ｇｅ合金・・・Ａｌ−２原子％Ｇｅで４．０μΩ・ｃｍ、Ａｌ−６原子％Ｇｅで７．０μΩ・ｃｍ。
【００５６】
本発明に用いられるＡｌ−α合金は、合金成分として、更に、Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，およびＤｙよりなるグループＸに属する元素の少なくとも一種を０．１〜２．０原子％含有することが好ましい。このようにグループＸに属する元素を含有するＡｌ−α−Ｘ合金を用いることによって耐熱性が著しく高められ、Ａｌ系合金薄膜の表面にヒロックが形成されるのを有効に防止できる。上記グループＸに属する元素の含有量が０．１原子％未満の場合、上記作用が有効に発揮されない。ただし、上記グループＸに属する元素の含有量が２．０原子％を超えると、上記作用は向上する反面、膜素材の電気抵抗率が上昇してしまう。これらの両面を考慮すると、グループＸに属する元素の含有量は、０．３原子％以上、１．８原子％以下であることが好ましい。これらの元素は、単独で添加しても良く、２種以上を併用してもよい。２種以上の元素を添加するときは、各元素の合計の含有量が上記範囲を満足すればよい。
【００５７】
あるいは、本発明に用いられるＡｌ−α合金は、合金成分として、更に、Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，およびＷよりなるグループＺに属する少なくとも一種の元素を０．１〜１．０原子％含有することが好ましい。このようにグループＺに属する元素を含有するＡｌ−α−Ｚ合金を用いることによって耐熱性が高められ、Ａｌ系合金薄膜の表面にヒロックが形成されるのを有効に防止できる。上記グループＺに属する元素の含有量が０．１原子％未満の場合、上記作用を有効に発揮することができない。一方、上記グループＺに属する元素の含有量が１．０原子％を超えると、上記作用は向上する反面、膜素材の電気抵抗率が上昇してしまう。これらの両面を考慮すると、グループＺに属する元素の含有量は、０．２原子％以上、０．８原子％以下であることが好ましい。これらの元素は、単独で添加しても良く、２種以上を併用してもよい。２種以上の元素を添加するときは、各元素の合計の含有量が上記範囲を満足すればよい。
【００５８】
本発明では、上記Ａｌ−α合金に、これらグループＸに属する元素およびグループＺに属する元素を両方添加したＡｌ−α−Ｘ−Ｚ合金を用いることもできる。
【００５９】
ここで、ヒロックが形成される理由を説明する。
【００６０】
ヒロックは、ＴＦＴ基板の製造工程において、純ＡｌやＡｌ−Ｎｄ合金薄膜を形成した後、シリコン窒化膜（保護膜）を形成するときに施される加熱処理（一般に、約３００℃から４００℃）によって形成されると考えられている。Ａｌ系合金薄膜が形成された基板は、その後、ＣＶＤ法などによってシリコン窒化膜（保護膜）が形成されるが、このとき、Ａｌ系合金薄膜に施される高温の熱によってガラス基板との間に熱膨張の差が生じ、ヒロックが形成されると推察されている。
【００６１】
前述したように、上記グループＸ，Ｚに属する元素は、いずれも、主に、耐熱性向上の観点から選択したものであるが、耐熱性に対するメカニズムは、上記グループＸとグループＺとの間で、若干相違している。以下、図２１を用いて詳しく説明する。
【００６２】
図２１は、Ａｌ薄膜の温度と応力（ストレス）との関係を模式的に説明する図である。図２１において、「Ａ」は純Ａｌを、「Ｂ」はグループＸに属する元素が添加されたＡｌ−Ｘ合金を、「Ｃ」はグループＺに属する元素が添加されたＡｌ−Ｚ合金を、それぞれ、示している。
【００６３】
図２１に示すように、グループＸに属する元素が添加されたＡｌ−Ｘ合金膜「Ｂ」は、温度の上昇と共に圧縮応力が増大する。温度上昇の初期には粒成長抑制効果を示すものの、比較的低い温度で粒成長が開始し、狭い温度域で急激にストレスが緩和される。このときに、当該合金中に含まれる固溶元素が短時間のうちに金属間化合物として析出し、それに合わせてＡｌの粒成長が進行し電気抵抗率が低下すると考えられる。即ち、相対的に低い加熱温度で充分な電気抵抗率の低減化が達成される。一方、完全にストレスが緩和した状態で更に加熱すると、薄膜内部で発生した圧縮応力で結晶粒が押し出され、ヒロック等が発生し易くなる。当該合金の耐熱温度は、このストレスが緩和される温度付近であると考えられる。
【００６４】
一方、グループＺに属する元素が添加されたＡｌ−Ｚ合金膜も、Ａｌ−Ｘ合金膜と同様に温度の上昇と共に圧縮応力が高まり、上記と同様の温度域でＡｌの粒成長が開始される。しかしながら、図２１に示すように、グループＺに属する元素は、固溶状態から拡散し金属間化合物として析出する速度が相対的に遅く、広い温度域で徐々に金属間化合物が析出し、この析出に伴ってストレスが徐々に緩和される。そのため、ストレスが充分に緩和されて固溶元素の殆どが金属間化合物として析出し、同時にＡｌの粒成長が進行して膜母材の電気抵抗率が充分に低減されるまでには、かなりの加熱と時間を必要とし、その分、耐熱性は高まる。即ち、グループＺに属する元素は、上記グループＸに属する元素に較べると、金属間化合物の析出が遅れる分だけ耐熱性を高める効果がより高いと考えられ、よって添加量を相対的に少なく抑えても充分な耐熱性改善効果が得られる。
【００６５】
このようにグループＸに属する元素とグループＺに属する元素とは、耐熱性のメカニズムが相違するため、添加量（上限）も相違している。
【００６６】
また、コンタクト抵抗率についても、グループＺに属する元素は、グループＸに属する元素より添加量を少なくしてもコンタクト抵抗率を基準値レベルまで下げることができる。このような作用は、相対的に低い加熱温度で処理した場合でも、同様に見られた。
【００６７】
しかも、グループＺに属する元素は、グループＸに属する元素に比べると、添加量をあまり多くすることはできないが、電極膜にボイド（空孔）が生成し難いという特徴を有している。即ち、グループＸに属する元素の如く、加熱時の狭い温度域で一気に金属間化合物が析出する元素を選択した場合、粒成長が進むほど、加熱後に室温まで降温したときに膜内部に強い引張応力が生じてボイド発生の原因になる恐れがある。しかし、グループＸに属する元素の如く、昇温と共に金属間化合物が時間をかけて徐々に析出する合金系では、グループＸと同じ温度域まで加熱すると析出と粒成長が中断されるので応力の緩和が充分に進まず、その後に室温まで降温したときの当該膜に残る引張応力は小さくなる。引張応力に起因するボイドの発生を防止するという観点に基づけば、グループＺに属する元素を選択することが好ましい。
【００６８】
更に、アルカリ性現像液に対する耐性（アルカリ現像液耐性）の向上を目的として、Ａｌ−α系合金元素において、前述したグループＸまたはグループＺに属する元素のうち、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｄｙ（以上、グループＸに属する元素）から選択される少なくとも１種の元素を合計で０．１〜２．０原子％以下、または、Ｖおよび／またはＴａ（以上、グループＺに属する元素）を合計で０．１原子％以上１．０原子％以下の範囲で添加することが好ましい。以下では、これらの元素をまとめてアルカリ現像液耐性元素と呼ぶ場合がある。より優れたアルカリ現像液耐性を得るためには、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ（以上、グループＸに属する元素）から選択される少なくとも１種の元素は、合計で０．３原子％以上２原子％以下の範囲で含有することがより好ましい。また、Ｖおよび／またはＴａは、合計で０．３原子％以上２原子％以下の範囲で含有することがより好ましい。
【００６９】
ここで、アルカリ現像液耐性について説明する。
【００７０】
周知のとおり、表示デバイスにおける配線パターンは、フォトリソグラフィ工程によって形成される。具体的には、まず、感光性樹脂（フォトレジスト）を紫外線光源で露光し、アルカリ性の現像液で現像した後、当該感光性樹脂をマスクとしてエッチングすることにより所望の配線パターンが形成される。一般に用いられる現像液は、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）を２．３８重量％含んでいる。
【００７１】
現像の際、配線材料はアルカリ性の現像液に晒されるため、その表面はエッチングされる。従来のように、配線材料として純Ａｌ薄膜を用いた場合は、エッチング速度は約２０ｎｍ／分と遅いが、合金元素を含むＡｌ合金薄膜を用いた場合は、エッチング速度が速くなり、フォトリソグラフィ工程において、Ａｌ合金薄膜の厚さが減少したり、場合によっては、当該Ａｌ合金薄膜がすべて消失したりするなどし、配線パターンを精度よく加工することができないという問題が生じる。更に、エッチングが進行してＡｌ合金薄膜の全面に孔食が発生すると、そのままエッチングすれば問題にならないが、リワークを行った場合、前のパターンとは全く同じ位置にパターンを形成できないので、このような場合、ＴＦＴ特性が損なわれる可能性がある。ここで言うリワークとは、表示デバイスの製造過程で、配線パターンの異常などが発生したとき、フォトレジストを剥がして再度フォトリソグラフィ工程のやり直しをすることを意味する。この場合、上記のようにＡｌ合金薄膜の厚さが減少したりすると、リワークを行うことができないという問題もある。例えば、Ｎｉを２〜６原子％含むＡｌ合金薄膜を上記の現像液に晒すと、８０〜１２０ｎｍ／分の速度でエッチングが進んでしまう（後記する実施例を参照）。また、実操業では、リワークを行なうことが多い。
【００７２】
従って、Ａｌ合金薄膜には、前述した特性（電気抵抗率の低減化および耐熱性の向上）に加えて、アルカリ現像液耐性に優れていることも要求される。
【００７３】
本発明者の検討結果によれば、Ａｌ−α系合金元素において、グループＸまたはグループＺに属する元素のうち、前述した元素を所定量含有すれば、アルカリ現像液耐性が高められることが分かった。後記する実施例に示すように、上記元素を含むＡｌ−α系合金薄膜のエッチング速度は、おおむね、１０〜４０ｎｍ／分の範囲内であり、例えば、上記元素を含まないＡｌ−Ｎｉ合金薄膜のエッチング速度（８０〜１２０ｎｍ／分）に比べて半分以下に抑えられ、従来から用いられている純Ａｌ薄膜のエッチング速度（約２０ｎｍ／分）と、ほぼ同程度まで改善される。
【００７４】
実操業を考慮すると、現像液によるエッチング速度が４０ｎｍ／分以下の範囲内であれば、フォトリソグラフィ工程におけるＡｌ合金薄膜の厚さが減少したり、消失したりすることを有効に防止することができる。現像時間は、使用する感光性樹脂の種類や露光条件によっても変化し得るが、一般に、Ａｌ合金薄膜の表面が現像液に晒される時間は、おおむね、数十秒程度、長くても１分以内であり、Ａｌ合金薄膜の配線材料の厚さは、約１００〜４００ｎｍ程度であるからである。その結果、配線パターンを精度よく加工することができる。また、本発明によれば、リワークを複数回行うことができる。
【００７５】
これらのＡｌ系合金薄膜は、蒸着法やスパッタリング法などによって形成することが好ましく、スパッタリング法によって形成することがより好ましい。
【００７６】
上述した本発明のＡｌ系合金薄膜を用いて液晶表示装置を試作したところ、後記する実施例に示すように、Ｍｏなどのバリアメタル層を介在させた従来のＡｌ系合金薄膜を用いた場合と同等レベル以上のＴＦＴ特性を実現できることが確認された。従って、本発明によれば、バリアメタル層の省略によって製造工程を簡略化することができ、製造コストを低減できる。しかも、本発明によれば、約２５０℃といった比較的低い熱プロセス温度で低電気抵抗率を達成でき、しかも、耐熱性にも極めて優れているため、表示デバイス構成素材の種類や処理条件の選択の幅を一段と拡大することが可能となる。
【００７７】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るＴＦＴ基板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を代表的に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されず、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当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。本発明に用いられるＡｌ系合金薄膜は、例えば、反射型液晶表示装置等の反射電極、外部への信号入出力のために使用されるＴＡＢ（タブ）接続電極にも同様に適用できることを実験により確認している。
【００７８】
（実施形態１）
図３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。
【００７９】
図３は、本発明に係るボトムゲート型の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。図３には、従来のＴＦＴ基板を示す前述した図２と同じ参照番号を付している。
【００８０】
本実施形態では、ソース−ドレイン電極およびゲート電極に接続される配線材料として、本発明の要件を満足するＡｌ−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金を使用している。図２と図３とを対比すると明らかなように、従来のＴＦＴ基板では、図２に示すように、走査線２５の上、ゲート電極２６の上、ソース−ドレイン配線３４の上または下に、それぞれ、バリアメタル層５１、５２、５４、５３が形成されているのに対し、本実施形態のＴＦＴ基板では、バリアメタル層５１、５２、５４を省略することができる。すなわち、本実施形態によれば、従来のようにバリアメタル層を介在させることなく、ＴＦＴのソース−ドレイン電極２９に用いられる配線材料を透明画素電極５と直接接続することができ、これによっても、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（後記する実施例を参照）。
【００８１】
なお、本発明に用いられる配線材料は、本実施形態のように、ソース−ドレイン電極およびゲート電極の配線材料に適用される他、ソース−ドレイン電極の配線材料に適用することもでき、これにより、バリアメタル層５４を省略することができる。また、上記の配線材料をゲート電極の配線材料に適用すれば、バリアメタル層５１、５２を省略することができる。これらの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特性を実現できることを確認している。
【００８２】
次に、図４から図１１を参照しながら、図３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。ここでは、ドレイン電極に接続される配線材料として、Ａｌ−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金を使用している。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４から図１１には、図３と同じ参照符号を付している。
【００８３】
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系合金薄膜（Ａｌ−２原子％Ｎｄ）を順次積層する。スパッタリングの成膜温度は、１５０℃とした。この積層薄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４を参照）。このとき、後記する図５において、ゲート絶縁膜２７のカバレッジが良くなる様に、上記積層薄膜の周縁を約３０°〜４０°のテーパー状にエッチングしておくのがよい。
【００８４】
次いで、図５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）５５および厚さ３００ｎｍ程度の窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）を成膜する。
【００８５】
続いて、ゲート電極２６をマスクとする裏面露光により、図６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７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。
【００８６】
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−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金膜２８，２９と厚さ５０ｎｍ程度のＭｏ膜５４とを順次積層する。スパッタリングの成膜温度は、１５０℃とした。次いで、図８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、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。
【００８７】
次に、図９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。
【００８８】
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１０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１１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。
【００８９】
このようにして作製されたＴＦＴ基板は、ドレイン電極２９と画素電極５とが直接コンタクトされており、またゲート電極２６とＴＡＢ接続用のＩＴＯ膜も直接コンタクトされている。
【００９０】
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（後記する実施形態２を参照）。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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性膜を共通電極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。
【００９４】
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。
【００９５】
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を貼り付けて液晶パネルを完成させる。
【００９６】
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を液晶パネルに電気的に接続し、液晶パネルの側部あるいは裏面部に配置する。そして、液晶パネル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によって液晶パネルを保持し、液晶表示装置を完成させる。
【００９７】
（実施形態２）
図１２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。
【００９８】
図１２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。図１２では、従来のＴＦＴ基板を示す前述した図２と同じ参照番号を付している。
【００９９】
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、及びソース−ドレイン電極およびゲート電極の配線材料としてではなくソース−ドレイン電極の配線材料として、本発明の要件を満足するＡｌ−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金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１２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３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。
【０１００】
本実施形態によれば、バリアメタル層５４を省略することができる。すなわち、従来のようにバリアメタル層を介在させることなく、ＴＦＴのソース−ドレイン電極２９に用いられる配線材料を透明画素電極５と直接接続することができ、これによっても、従来のＴＦＴ基板と同程度以上の良好なＴＦＴ特性を実現できることを実験によって確認している。
【０１０１】
本実施形態において、上記の合金をゲート電極の配線材料に適用すれば、バリアメタル層５１、５２を省略することができる。また、上記の合金をソース−ドレイン電極およびゲート電極の配線材料に適用すれば、バリアメタル層５１、５２、５４を省略することができる。これらにおいても、従来のＴＦＴ基板と同程度以上の良好なＴＦＴ特性を実現できることを確認している。
【０１０２】
次に、図１３から図１９を参照しながら、図１２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。ここでは、ドレイン電極の配線材料として、Ａｌ−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金を使用している。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１３から図１９には、図１２と同じ参照符号を付している。
【０１０３】
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１３）。
【０１０４】
次いで、図１４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１５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−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金薄膜および厚さ約５０ｎｍ程度の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。
【０１０５】
続いて、図１６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。
【０１０６】
次いで、図１７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−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金薄膜を成膜した後、パターニングすることによって、信号線に一体のソース電極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。
【０１０７】
次いで、図１８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。
【０１０８】
次に、図１９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、ウエットエッチングによるパターニングを行って画素電極５を形成する。
【０１０９】
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は画素電極５に直接コンタクトされている。ドレイン電極２９を構成するＡｌ−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金薄膜と画素電極５との界面にはＮｉ濃化層が形成されており、接続抵抗が低減されると共に、前述したグループＸに属する元素の金属間化合物も析出しているため、Ａｌの再結晶が促進され、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗も大幅に低減されるようになる。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。また、第２の実施形態におけるＡｌ合金は、反射型液晶の反射電極として用いることもできる。
【０１１２】
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基板と同様にして液晶表示装置を完成させる。
【実施例】
【０１１３】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前、後記の趣旨に適合し得る範囲で適当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含まれる。
【０１１４】
（実施例１）
表１、表３、表５、表７、表９、および表１１に示す種々の合金組成のＡｌ合金薄膜について、以下に示すように、当該Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率、および当該Ａｌ合金薄膜を画素電極に直接接続したときのダイレクト接触抵抗率を測定するとともに、当該Ａｌ合金薄膜を２５０℃で３０分間加熱したときの耐熱性（ヒロック密度）を調べた。
【０１１５】
１）画素電極の構成：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（ＩＴＯ）
２）薄膜形成条件： 雰囲気ガス＝アルゴン、圧力＝３ｍＴｏｒｒ、厚さ＝２００ｎｍ
３）加熱条件：２５０℃×３０分
４）Ａｌ合金における各合金元素の含有量
実験に供した種々のＡｌ合金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。
５）Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率の測定法：
Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率をケルビンパターンを用いて４端子法で測定し、電気抵抗率が７μΩ・ｃｍ以下のものを良好（○）、７μΩ・ｃｍ超のものを不良（×）と評価した。
【０１１６】
６）ダイレクト接触抵抗率の測定法：
図２０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）を行う。具体的には、図２０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、接続部Ｃのダイレクト接触抵抗率Ｒを［Ｒ＝（Ｖ2−
Ｖ1）／Ｉ2］として求めた。ダイレクト接続抵抗率が１ｋΩ以下のものを良好（○）、１ｋΩ超のものを不良（×）と評価した。
【０１１７】
７）耐熱性測定法：
前述した（３）に示す条件でガラス基板上にＡｌ合金薄膜のみを形成した。次に、１０μｍ幅のラインアンドスペースパターンを形成し、２５０℃×３０分の真空加熱処理を行った後、ＳＥＭで配線表面を観察し、直径０．１μｍ以上のヒロックの個数をカウントする。ヒロック密度が１×１０-9個／ｍ2以下のものを良好（○）、１×１０-9個／ｍ2超のものを不良（×）と評価した。
【０１１８】
８）α含有濃化層の厚さおよび当該濃化層中のα含有量の測定法：
表１、表３、表５、表７、表９、および表１１に示す一部の試料について、熱処理後におけるα含有濃化層（表１ではＮｉ濃化層、表２ではＡｇ濃化層、表３ではＺｎ濃化層、表４ではＣｕ濃化層、表５ではＧｅ濃化層）の厚さを、日立製作所製「ＦＥ−ＴＥＭ ＨＦ−２０００」を用いた断面ＴＥＭ観察によって求めた。更に、α含有濃化層中のα含有量を、上記の断面ＴＥＭ観察試料からＥＤＸ（ＫＥＶＥＸ社製シグマ）による組成分析を行うことによって求めた。
【０１１９】
これらの結果を表１から表１０に併記する。
【０１２０】
【表１】
【０１２１】
表１は、グループαに属する元素がＮｉであるＡｌ−Ｎｉ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときの結果を示している。
【０１２２】
表１中、Ｎｏ．３からＮｏ．２１は、第三成分としてグループＸに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｎｉ−Ｘ合金の結果を、Ｎｏ．２２からＮｏ．３２は、第三成分としてグループＺに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｎｉ−Ｚ合金の結果を、それぞれ、示している。
【０１２３】
表１に示すように、第三成分として所定量のＸまたはＺに属する元素を添加したＮｏ．４からＮｏ．１９の本発明例は、第三成分の元素を添加しないＮｏ．１に比べて耐熱性が向上しており、しかも、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率およびダイレクト接触抵抗率（８０μｍ角のコンタクトホールサイズを使用）のすべてに優れている。これに対し、第三成分の添加量が少ないＮｏ．３および２２の比較例は耐熱性が低下しており、第三成分の添加量が多いＮｏ．２０、２１、３１、３２は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が低下した。
【０１２４】
表１中、Ｎｏ．３４からＮｏ．３８は、第三成分としてグループＸに属する元素であるＰｔを１原子％添加したＡｌ−Ｎｉ−１原子％Ｐｔについて、Ｎｉの添加量を種々変化させたときの結果を、Ｎｏ．３９からＮｏ．４３は、第三成分としてグループＺに属する元素であるＴａを０．５原子％添加したＡｌ−Ｎｉ−０．５原子％Ｔａについて、Ｎｉの添加量を種々変化させたときの結果を、それぞれ、示している。
【０１２５】
表１に示すように、所定量のＮｉを添加したＮｏ．３４から３７、およびＮｏ．４０から４２の本発明例は、いずれも、耐熱性および電気抵抗率のすべてにおいて、良好な特性を備えている。これに対し、Ｎｉの添加量が少ないＮｏ．３４およびＮｏ．３９の比較例は、ダイレクト接触抵抗率が低下しており、Ｎｉの添加量が多いＮｏ．３８およびＮｏ．４３の比較例は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が低下した。
【０１２６】
一方、Ｎｏ．２および３３は、第三成分の元素が本発明で規定するグループに属しない元素を添加した例であり、いずれも、耐熱性に劣っている。
【０１２７】
なお、表１において、本発明の要件を満足する上記の各本発明例について、熱処理後のＮｉ濃化層の厚さおよびＮｉ濃化層中のＮｉ含有量を測定したところ、いずれも、Ｎｉ濃化層の厚さは約０．５〜２ｎｍの範囲内であり、Ｎｉ濃化層中のＮｉ含有量は各Ａｌ合金薄膜全体の平均Ｎｉ濃度に対して、おおむね、２〜９倍の範囲内であった（表１には示さず）。
【０１２８】
表１には、第三成分として、グループＸまたはグループＺに属する元素の一部について、添加量を変えた実験結果を示しているが、表１に示す元素以外の、グループＸまたはグループＺに属する他の元素についても、同様の傾向を示す実験結果が得られることを確認している。
【０１２９】
【表２】
【０１３０】
表２は、グループαに属する元素がＮｉであるＡｌ−Ｎｉ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときのダイレクト接触抵抗率の結果（１０μｍ角のコンタクトホールを使用）を示している。表２中、Ｎｏ．１１は、Ａｌ−２％Ｎｄ合金薄膜にＭｏをバリアメタル層として介在させた従来例である。
【０１３１】
表２に示すように、Ｎｏ．１からＮｏ．９の試料は、いずれも、従来例のＮｏ．１１とほぼ同程度の、優れたダイレクト接触抵抗性を備えている。
【０１３２】
これに対し、純Ａｌ薄膜を用いたＮｏ．１０は、ダイレクト接触抵抗性に劣っている。
【０１３３】
なお、表２には、グループＸに属する元素の一部についての実験結果を示しているが、グループＸに属する他の元素についても、上記と同様に、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。また、グループＸに属する元素の代わりにグループＺに属する元素を用いた場合においても、上記と同様、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。
【０１３４】
【表３】
【０１３５】
表３は、グループαに属する元素がＡｇであるＡｌ−Ａｇ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときの結果を示している。
【０１３６】
表３中、Ｎｏ．３からＮｏ．２０は、第三成分としてグループＸに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ａｇ−Ｘ合金の結果を、Ｎｏ．２１からＮｏ．３０は、第三成分としてグループＺに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ａｇ−Ｚ合金の結果を、それぞれ、示している。
【０１３７】
表３に示すように、第三成分として所定量のＸまたはＺに属する元素を添加したＮｏ．４からＮｏ．１８の本発明例は、第三成分の元素を添加しないＮｏ．１に比べて耐熱性が向上しており、しかも、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率およびダイレクト接触抵抗率のすべてに優れている。これに対し、第三成分の添加量が少ないＮｏ．３および２１の比較例は耐熱性が低下しており、第三成分の添加量が多いＮｏ．１９、２０、２９、３０は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１３８】
表３中、Ｎｏ．３２からＮｏ．３６は、第三成分としてグループＸに属する元素であるＬａを１原子％添加したＡｌ−Ａｇ−１原子％Ｌａについて、Ａｇの添加量を種々変化させたときの結果を、Ｎｏ．３７からＮｏ．４１は、第三成分としてグループＺに属する元素であるＴａを０．５原子％添加したＡｌ−Ａｇ−０．５原子％Ｔａについて、Ａｇの添加量を種々変化させたときの結果を、それぞれ、示している。
【０１３９】
表３に示すように、所定量のＡｇを添加したＮｏ．３３から３５、およびＮｏ．３８から４０の本発明例は、いずれも、耐熱性および電気抵抗率のすべてにおいて、良好な特性を備えている。これに対し、Ａｇの添加量が少ないＮｏ．３２およびＮｏ．３７の比較例は、ダイレクト接触抵抗率が低下しており、Ａｇの添加量が多いＮｏ．３６およびＮｏ．４１の比較例は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１４０】
一方、Ｎｏ．２および３１は、第三成分の元素が本発明で規定するグループに属しない元素を添加した例であり、Ｎｏ．２は電気抵抗率が高く、Ｎｏ．３１は、耐熱性に劣っている。
【０１４１】
なお、表３において、本発明の要件を満足する上記の各本発明例について、熱処理後のＡｇ濃化層の厚さおよびＡｇ濃化層中のＡｇ含有量を測定したところ、いずれも、Ａｇ濃化層の厚さは約０．５〜２ｎｍの範囲内であり、Ａｇ濃化層中のＡｇ含有量は各Ａｌ合金薄膜全体の平均Ａｇ濃度に対して、おおむね、２〜９倍の範囲内であった（表２には示さず）。
【０１４２】
表３には、第三成分として、グループＸまたはグループＺに属する元素の一部について、添加量を変えた実験結果を示しているが、表３に示す元素以外の、グループＸまたはグループＺに属する他の元素についても、同様の傾向を示す実験結果が得られることを確認している。
【０１４３】
【表４】
【０１４４】
表４は、グループαに属する元素がＡｇであるＡｌ−Ａｇ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときのダイレクト接触抵抗率の結果（１０μｍ角のコンタクトホールを用いたとき）を示している。
【０１４５】
表４に示すように、Ｎｏ．１からＮｏ．８の試料は、いずれも、表２に示す従来例のＮｏ．１１とほぼ同程度の、優れたダイレクト接触抵抗性を備えている。
【０１４６】
なお、表４には、グループＸに属する元素の一部についての実験結果を示しているが、グループＸに属する他の元素についても、上記と同様に、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。また、グループＸに属する元素の代わりにグループＺに属する元素を用いた場合においても、上記と同様、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。
【０１４７】
【表５】
【０１４８】
表５は、グループαに属する元素がＺｎであるＡｌ−Ｚｎ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときの結果を示している。
【０１４９】
表５中、Ｎｏ．３からＮｏ．２０は、第三成分としてグループＸに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｚｎ−Ｘ合金の結果を、Ｎｏ．２１からＮｏ．３０は、第三成分としてグループＺに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｚｎ−Ｚ合金の結果を、それぞれ、示している。
【０１５０】
表５に示すように、第三成分として所定量のＸまたはＺに属する元素を添加したＮｏ．４からＮｏ．１８の本発明例は、第三成分の元素を添加しないＮｏ．１に比べて耐熱性が向上しており、しかも、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率およびダイレクト接触抵抗率のすべてに優れている。これに対し、第三成分の添加量が少ないＮｏ．３および２１の比較例は耐熱性が低下しており、第三成分の添加量が多いＮｏ．１９、２０、２９、３０は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１５１】
表５中、Ｎｏ．３２からＮｏ．３６は、第三成分としてグループＸに属する元素であるＬａを１原子％添加したＡｌ−Ｚｎ−１原子％Ｌａについて、Ｚｎの添加量を種々変化させたときの結果を、Ｎｏ．３７からＮｏ．４１は、第三成分としてグループＺに属する元素であるＴａを０．５原子％添加したＡｌ−Ｚｎ−０．５原子％Ｔａについて、Ｚｎの添加量を種々変化させたときの結果を、それぞれ、示している。
【０１５２】
表５に示すように、所定量のＺｎを添加したＮｏ．３３から３５、およびＮｏ．３８から４０の本発明例は、いずれも、耐熱性および電気抵抗率のすべてにおいて、良好な特性を備えている。これに対し、Ｚｎの添加量が少ないＮｏ．３２およびＮｏ．３７の比較例は、ダイレクト接触抵抗率が低下しており、Ｚｎの添加量が多いＮｏ．３６およびＮｏ．４１の比較例は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１５３】
一方、Ｎｏ．２および３１は、第三成分の元素が本発明で規定するグループに属しない元素を添加した例であり、Ｎｏ．２は電気抵抗率が高く、Ｎｏ．３１は、耐熱性に劣っている。
【０１５４】
なお、表５において、本発明の要件を満足する上記の各本発明例について、熱処理後のＺｎ濃化層の厚さおよびＺｎ濃化層中のＡｇ含有量を測定したところ、いずれも、Ｚｎ濃化層の厚さは約０．５〜２ｎｍの範囲内であり、Ｚｎ濃化層中のＺｎ含有量は各Ａｌ合金薄膜全体の平均Ｚｎ濃度に対して、おおむね、２〜９倍の範囲内であった（表５には示さず）。
【０１５５】
表５には、第三成分として、グループＸまたはグループＺに属する元素の一部について、添加量を変えた実験結果を示しているが、表５に示す元素以外の、グループＸまたはグループＺに属する他の元素についても、同様の傾向を示す実験結果が得られることを確認している。
【０１５６】
【表６】
【０１５７】
表６は、グループαに属する元素がＺｎであるＡｌ−Ｚｎ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときのダイレクト接触抵抗率の結果（１０μｍ角のコンタクトホールを用いたとき）を示している。
【０１５８】
表６に示すように、Ｎｏ．１からＮｏ．８の試料は、いずれも、表２に示す従来例のＮｏ．１１とほぼ同程度の、優れたダイレクト接触抵抗性を備えている。
【０１５９】
なお、表６には、グループＸに属する元素の一部についての実験結果を示しているが、グループＸに属する他の元素についても、上記と同様に、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。また、グループＸに属する元素の代わりにグループＺに属する元素を用いた場合においても、上記と同様、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。
【０１６０】
【表７】
【０１６１】
表７は、グループαに属する元素がＣｕであるＡｌ−Ｃｕ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときの結果を示している。
【０１６２】
表７中、Ｎｏ．３からＮｏ．２０は、第三成分としてグループＸに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｃｕ−Ｘ合金の結果を、Ｎｏ．２１からＮｏ．３０は、第三成分としてグループＺに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｃｕ−Ｚ合金の結果を、それぞれ、示している。
【０１６３】
表７に示すように、第三成分として所定量のＸまたはＺに属する元素を添加したＮｏ．４からＮｏ．１８の本発明例は、第三成分の元素を添加しないＮｏ．１に比べて耐熱性が向上しており、しかも、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率およびダイレクト接触抵抗率のすべてに優れている。これに対し、第三成分の添加量が少ないＮｏ．３および２１の比較例は耐熱性が低下しており、第三成分の添加量が多いＮｏ．１９、２０、２９、３０は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１６４】
表７中、Ｎｏ．３２からＮｏ．３６は、第三成分としてグループＸに属する元素であるＬａを１原子％添加したＡｌ−Ｃｕ−１原子％Ｌａについて、Ｃｕの添加量を種々変化させたときの結果を、Ｎｏ．３７からＮｏ．４１は、第三成分としてグループＺに属する元素であるＴａを０．５原子％添加したＡｌ−Ｃｕ−０．５原子％Ｔａについて、Ｃｕの添加量を種々変化させたときの結果を、それぞれ、示している。
【０１６５】
表７に示すように、所定量のＣｕを添加したＮｏ．３３から３５、およびＮｏ．３８から４０の本発明例は、いずれも、耐熱性および電気抵抗率のすべてにおいて、良好な特性を備えている。これに対し、Ｃｕの添加量が少ないＮｏ．３２およびＮｏ．３７の比較例は、ダイレクト接触抵抗率が低下しており、Ｃｕの添加量が多いＮｏ．３６およびＮｏ．４１の比較例は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１６６】
一方、Ｎｏ．２および３１は、第三成分の元素が本発明で規定するグループに属しない元素を添加した例であり、Ｎｏ．２は電気抵抗率が高く、Ｎｏ．３１は、耐熱性に劣っている。
【０１６７】
なお、表７において、本発明の要件を満足する上記の各本発明例について、熱処理後のＣｕ濃化層の厚さおよびＣｕ濃化層中のＡｇ含有量を測定したところ、いずれも、Ｃｕ濃化層の厚さは約０．５〜２ｎｍの範囲内であり、Ｃｕ濃化層中のＣｕ含有量は各Ａｌ合金薄膜全体の平均Ｃｕ濃度に対して、おおむね、２〜９倍の範囲内であった（表７には示さず）。
【０１６８】
表７には、第三成分として、グループＸまたはグループＺに属する元素の一部について、添加量を変えた実験結果を示しているが、表７に示す元素以外の、グループＸまたはグループＺに属する他の元素についても、同様の傾向を示す実験結果が得られることを確認している。
【０１６９】
【表８】
【０１７０】
表８は、グループαに属する元素がＣｕであるＡｌ−Ｃｕ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときのダイレクト接触抵抗率の結果（１０μｍ角のコンタクトホールを用いたとき）を示している。
【０１７１】
表８に示すように、Ｎｏ．１からＮｏ．８の試料は、いずれも、表２に示す従来例のＮｏ．１１とほぼ同程度の、優れたダイレクト接触抵抗性を備えている。
【０１７２】
なお、表８には、グループＸに属する元素の一部についての実験結果を示しているが、グループＸに属する他の元素についても、上記と同様に、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。また、グループＸに属する元素の代わりにグループＺに属する元素を用いた場合においても、上記と同様、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。
【０１７３】
【表９】
【０１７４】
表９は、グループαに属する元素がＧｅであるＡｌ−Ｇｅ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときの結果を示している。
【０１７５】
表９中、Ｎｏ．３からＮｏ．２０は、第三成分としてグループＸに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｇｅ−Ｘ合金の結果を、Ｎｏ．２１からＮｏ．３０は、第三成分としてグループＺに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｇｅ−Ｚ合金の結果を、それぞれ、示している。
【０１７６】
表９に示すように、第三成分として所定量のＸまたはＺに属する元素を添加したＮｏ．４からＮｏ．１８の本発明例は、第三成分の元素を添加しないＮｏ．１に比べて耐熱性が向上しており、しかも、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率およびダイレクト接触抵抗率のすべてに優れている。これに対し、第三成分の添加量が少ないＮｏ．３および２１の比較例は耐熱性が低下しており、第三成分の添加量が多いＮｏ．１９、２０、２９、３０は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１７７】
表９中、Ｎｏ．３２からＮｏ．３６は、第三成分としてグループＸに属する元素であるＬａを１原子％添加したＡｌ−Ｇｅ−１原子％Ｌａについて、Ｇｅの添加量を種々変化させたときの結果を、Ｎｏ．３７からＮｏ．４１は、第三成分としてグループＺに属する元素であるＴａを０．５原子％添加したＡｌ−Ｇｅ−０．５原子％Ｔａについて、Ｇｅの添加量を種々変化させたときの結果を、それぞれ、示している。
【０１７８】
表９に示すように、所定量のＧｅを添加したＮｏ．３３から３５、およびＮｏ．３８から４０の本発明例は、いずれも、耐熱性および電気抵抗率のすべてにおいて、良好な特性を備えている。これに対し、Ｇｅの添加量が少ないＮｏ．３２およびＮｏ．３７の比較例は、ダイレクト接触抵抗率が低下しており、Ｇｅの添加量が多いＮｏ．３６およびＮｏ．４１の比較例は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１７９】
一方、Ｎｏ．２および３１は、第三成分の元素が本発明で規定するグループに属しない元素を添加した例であり、Ｎｏ．２は電気抵抗率が高く、Ｎｏ．３１は、耐熱性に劣っている。
【０１８０】
なお、表９において、本発明の要件を満足する上記の各本発明例について、熱処理後のＧｅ濃化層の厚さおよびＧｅ濃化層中のＧｅ含有量を測定したところ、いずれも、Ｇｅ濃化層の厚さは約０．５〜２ｎｍの範囲内であり、Ｇｅ濃化層中のＧｅ含有量は各Ａｌ合金薄膜全体の平均Ｇｅ濃度に対して、おおむね、２〜９倍の範囲内であった（表９には示さず）。
【０１８１】
表９には、第三成分として、グループＸまたはグループＺに属する元素の一部について、添加量を変えた実験結果を示しているが、表９に示す元素以外の、グループＸまたはグループＺに属する他の元素についても、同様の傾向を示す実験結果が得られることを確認している。
【０１８２】
【表１０】
【０１８３】
表１０は、グループαに属する元素がＧｅであるＡｌ−Ｇｅ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときのダイレクト接触抵抗率の結果（１０μｍ角のコンタクトホールを用いたとき）を示している。
【０１８４】
表１０に示すように、Ｎｏ．１からＮｏ．６の試料は、いずれも、表２に示す従来例のＮｏ．１１とほぼ同程度の、優れたダイレクト接触抵抗性を備えている。
【０１８５】
なお、表１０には、グループＸに属する元素の一部についての実験結果を示しているが、グループＸに属する他の元素についても、上記と同様に、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。また、グループＸに属する元素の代わりにグループＺに属する元素を用いた場合においても、上記と同様、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。
【０１８６】
表１から表１０の実験結果を勘案すると、本発明によれば、２５０℃程度の相対的に低い温度で良好な耐熱性を確保しつつ、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率および画素電極との接触抵抗率を低く抑えられることがわかる。従って、本発明によれば、これまでは耐熱性不足のため使用できなかった素材であっても表示デバイスの構成素材として適用することができ、素材の選択の幅を拡大することができる。
【０１８７】
（実施例２）
本実施例では、表１１から表１５に示す種々の合金組成のＡｌ合金薄膜の各試料について、以下に示すように、ＴＭＡＨ現像液を用いたアルカリ現像液耐性および孔食の有無を調べた。
【０１８８】
具体的には、前述した実施例１の（３）に示す条件でＡｌ合金薄膜をガラス基板上に形成した。このようにして得られた各試料をそのまま、通常の現像液（２．３８質量％のＴＭＡＨを含む水溶液）中に２５℃で浸漬し、Ａｌ合金薄膜が溶解するまでの時間を測定した。この溶解時間とＡｌ合金薄膜の付着量とから、単位時間（１分）当たりのエッチング速度を算出し、下記基準でアルカリ現像液耐性を評価した。○：エッチング速度４０ｎｍ／ｍｉｎ以下、△：４０ｎｍ／ｍｉｎ超、７０ｎｍ／ｍｉｎ未満、×：７０ｎｍ／ｍｉｎ以上。
【０１８９】
また、孔食の有無は、光学顕微鏡（倍率：４００倍）による表面観察を行って調べると共に、ＳＥＭ観察（倍率：３０００倍）を行って確認した。その結果、異物（くぼみ）がないものを「孔食無し」、異物（くぼみ）があるものを「孔食有り」と評価した。
【０１９０】
比較のため、Ａｌ合金薄膜の代わりに純Ａｌ薄膜を用い、上記と同様にしてエッチング速度、アルカリ現像液耐性、および孔食の有無を調べた。
【０１９１】
これらの結果を表１１から表１５に併記する。
【０１９２】
【表１１】
【０１９３】
表１１は、グループαに属する元素がＮｉであるＡｌ−Ｎｉ系合金を用いたときのアルカリ現像液耐性などを調べた結果を示している。
【０１９４】
表１１に示すように、所定量のＮｉを含有し、且つ、第三成分としてグループＺに属する元素のうちＶまたはＴａを所定量含有する本発明例（Ｖについて、Ｎｏ．８、１７、２２、ＴａについてＮｏ．２５）、およびグループＸに属する元素のうちＭｇ、Ｍｎ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、またはＥｒを所定量含有する本発明例（Ｍｇについて、Ｎｏ．９、１８、２３、ＭｎについてＮｏ．６、１５、２０、Ｌａについて、Ｎｏ．７、１６、２１、Ｇｄについて、Ｎｏ．１１、１９、Ｔｂについて、Ｎｏ．１３、ＤｙについてＮｏ．１２、ＳｍについてＮｏ．２６、ＥｕについてＮｏ．２７、ＥｒについてＮｏ．２８）は、いずれも、純Ａｌ薄膜を用いた試料（Ｎｏ．２９）と同程度の良好なアルカリ現像液耐性を備えており、孔食の発生も見られなかった。
【０１９５】
これに対し、第三成分としてグループＸまたはグループＺのいずれにも属さないＮｄを含むＮｏ．４および５は、Ｎｄの添加量を変えても、アルカリ現像液耐性の向上は認められなかった。
【０１９６】
また、第三成分としてグループＸに属するＭｇを含有するが、本発明で定める含有量を満足しない比較例のＮｏ．１０では、所望とするアルカリ現像液耐性は得られなかった。この実験結果は、グループＸに属する、Ｍｇ以外の元素についても同様に見られた。また、グループＸまたはグループＺに属する元素であるが、本発明で定めるアルカリ現像液耐性向上元素以外の元素であるＰｔを用いた比較例のＮｏ．１４では、アルカリ現像液耐性は低下した。この実験結果は、他の元素を用いた場合についても、同様に見られた。
【０１９７】
従って、本発明によれば、第三成分としてグループＸまたはグループＺに属する元素のうち、表１１に示すアルカリ現像液耐性向上元素を本発明で規定する量添加したときにのみ、所望のアルカリ現像液耐性が得られることが確認された。
【０１９８】
【表１２】
【０１９９】
表１２は、グループαに属する元素がＡｇであるＡｌ−Ａｇ系合金を用いたときのアルカリ現像液耐性などを調べた結果を示している。
【０２００】
表１２に示すように、所定量のＡｇを含有し、且つ、第三成分としてグループＺに属する元素のうちＶまたはＴａを所定量含有する本発明例（Ｖについて、Ｎｏ．８、１７、２２、ＴａについてＮｏ．２５）、およびグループＸに属する元素のうちＭｇ、Ｍｎ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、またはＥｒを所定量含有する本発明例（Ｍｇについて、Ｎｏ．９、１８、２３、ＭｎについてＮｏ．６、１５、２０、Ｌａについて、Ｎｏ．７、１６、２１、Ｇｄについて、Ｎｏ．１１、１９、Ｔｂについて、Ｎｏ．１３、Ｄｙについて、Ｎｏ．１２、ＳｍについてＮｏ．２６、ＥｕについてＮｏ．２７、ＥｒについてＮｏ．２８）は、いずれも、純Ａｌ薄膜を用いた試料（前記表１１に示すＮｏ．２９）と同程度の良好なアルカリ現像液耐性を備えており、孔食の発生も見られなかった。
【０２０１】
これに対し、第三成分としてグループＺまたはグループＸのいずれにも属さないＮｄを含むＮｏ．４および５は、Ｎｄの添加量を変えても、アルカリ現像液耐性の向上は認められなかった。
【０２０２】
また、第三成分としてグループＸに属するＭｇを含有するが、本発明で定める含有量を満足しない比較例のＮｏ．１０では、所望とするアルカリ現像液耐性は得られなかった。この実験結果は、他の元素についても同様に見られた。また、グループＺまたはグループＸに属する元素であるが、表１２に示す元素以外のＰｔを用いた比較例のＮｏ．１４では、アルカリ現像液耐性は低下した。この実験結果は、他の元素を用いた場合についても、同様に見られた。
【０２０３】
従って、本発明によれば、第三成分としてグループＺまたはグループＸに属する元素のうち、表１２に示すアルカリ現像液耐性向上元素を本発明で規定する量添加したときにのみ、所望のアルカリ現像液耐性が得られることが確認された。
【０２０４】
【表１３】
【０２０５】
表１３は、グループαに属する元素がＺｎであるＡｌ−Ｚｎ系合金を用いたときのアルカリ現像液耐性などを調べた結果を示している。
【０２０６】
表１３に示すように、所定量のＺｎを含有し、且つ、第三成分としてグループＺに属する元素のうちＶまたはＴａを所定量含有する本発明例（Ｖについて、Ｎｏ．８、１７、２２、ＴａについてＮｏ．２５）、およびグループＸに属する元素のうちＭｇ、Ｍｎ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、またはＥｒを所定量含有する本発明例（Ｍｇについて、Ｎｏ．９、１８、２３、ＭｎについてＮｏ．６、１５、２０、Ｌａについて、Ｎｏ．７、１６、２１、Ｇｄについて、Ｎｏ．１１、１９、Ｔｂについて、Ｎｏ．１３、ＤｙについてＮｏ．１２、ＳｍについてＮｏ．２６、ＥｕについてＮｏ．２７、ＥｒについてＮｏ．２８）は、いずれも、純Ａｌ薄膜を用いた試料（前記表１１に示すＮｏ．２９）と同程度の良好なアルカリ現像液耐性を備えており、孔食の発生も見られなかった。
【０２０７】
これに対し、第三成分としてグループＺまたはグループＸのいずれにも属さないＮｄを含むＮｏ．４および５は、Ｎｄの添加量を変えても、アルカリ現像液耐性の向上は認められなかった。
【０２０８】
また、第三成分としてグループＸに属するＭｇを含有するが、本発明で定める含有量を満足しない比較例のＮｏ．１０では、所望とするアルカリ現像液耐性は得られなかった。この実験結果は、他の元素についても同様に見られた。また、グループＺまたはグループＸに属する元素であるが、表１３に示す元素以外のＰｔを用いた比較例のＮｏ．１４では、アルカリ現像液耐性は低下した。この実験結果は、他の元素を用いた場合についても、同様に見られた。
【０２０９】
従って、本発明によれば、第三成分としてグループＺまたはグループＸに属する元素のうち、表１３に示すアルカリ現像液耐性向上元素を本発明で規定する量添加したときにのみ、所望のアルカリ現像液耐性が得られることが確認された。
【０２１０】
【表１４】
【０２１１】
表１４は、グループαに属する元素がＧｅであるＡｌ−Ｇｅ系合金を用いたときのアルカリ現像液耐性などを調べた結果を示している。
【０２１２】
表１４に示すように、所定量のＧｅを含有し、且つ、第三成分としてグループＺに属する元素のうちＶまたはＴａを所定量含有する本発明例（Ｖについて、Ｎｏ．８、１７、２２、ＴａについてＮｏ．２５）、およびグループＸに属する元素のうちＭｇ、Ｍｎ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、またはＥｒを所定量含有する本発明例（Ｍｇについて、Ｎｏ．９、１８、２３、ＭｎについてＮｏ．６、１５、２０、Ｌａについて、Ｎｏ．７、１６、２１、Ｇｄについて、Ｎｏ．１１、１９、Ｔｂについて、Ｎｏ．１３、ＤｙについてＮｏ．１２、ＳｍについてＮｏ．２６、ＥｕについてＮｏ．２７、ＥｒについてＮｏ．２８）は、いずれも、純Ａｌ薄膜を用いた試料（前記表１１に示すＮｏ．２９）と同程度の良好なアルカリ現像液耐性を備えており、孔食の発生も見られなかった。
【０２１３】
これに対し、第三成分としてグループＺまたはグループＸのいずれにも属さないＮｄを含むＮｏ．４および５は、Ｎｄの添加量を変えても、アルカリ現像液耐性の向上は認められなかった。
【０２１４】
また、第三成分としてグループＸに属するＭｇを含有するが、本発明で定める含有量を満足しない比較例のＮｏ．１０では、所望とするアルカリ現像液耐性は得られなかった。この実験結果は、他の元素についても同様に見られた。また、グループＺまたはグループＸに属する元素であるが、表１４に示す元素以外のＰｔを用いた比較例のＮｏ．１４では、アルカリ現像液耐性は低下した。この実験結果は、他の元素を用いた場合についても、同様に見られた。
【０２１５】
従って、本発明によれば、第三成分としてグループＺまたはグループＸに属する元素のうち、表１４に示すアルカリ現像液耐性向上元素を本発明で規定する量添加したときにのみ、所望のアルカリ現像液耐性が得られることが確認された。
【０２１６】
【表１５】
【０２１７】
表１５は、グループαに属する元素がＣｕであるＡｌ−Ｃｕ系合金を用いたときのアルカリ現像液耐性などを調べた結果を示している。
【０２１８】
表１５に示すように、所定量のＣｕを含有し、且つ、第三成分としてグループＺに属する元素のうちＶまたはＴａを所定量含有する本発明例（Ｖについて、Ｎｏ．８、１７、２２、ＴａについてＮｏ．２５）、およびグループＸに属する元素のうちＭｇ、Ｍｎ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、またはＥｒを所定量含有する本発明例（Ｍｇについて、Ｎｏ．９、１８、２３、ＭｎについてＮｏ．６、１５、２０、Ｌａについて、Ｎｏ．７、１６、２１、Ｇｄについて、Ｎｏ．１１、１９、Ｔｂについて、Ｎｏ．１３、ＤｙについてＮｏ．１２、ＳｍについてＮｏ．２６、ＥｕについてＮｏ．２７、ＥｒについてＮｏ．２８）は、いずれも、純Ａｌ薄膜を用いた試料（前記表１１に示すＮｏ．２９）と同程度の良好なアルカリ現像液耐性を備えており、孔食の発生も見られなかった。
【０２１９】
これに対し、第三成分としてグループＺまたはグループＸのいずれにも属さないＮｄを含むＮｏ．４および５は、Ｎｄの添加量を変えても、アルカリ現像液耐性の向上は認められなかった。
【０２２０】
また、第三成分としてグループＸに属するＭｇを含有するが、本発明で定める含有量を満足しない比較例のＮｏ．１０では、所望とするアルカリ現像液耐性は得られなかった。この実験結果は、他の元素についても同様に見られた。また、グループＺまたはグループＸに属する元素であるが、表１５に示す元素以外のＰｔを用いた比較例のＮｏ．１４では、アルカリ現像液耐性は低下した。この実験結果は、他の元素を用いた場合についても、同様に見られた。
【０２２１】
従って、本発明によれば、第三成分としてグループＺまたはグループＸに属する元素のうち、表１５に示すアルカリ現像液耐性向上元素を本発明で規定する量添加したときにのみ、所望のアルカリ現像液耐性が得られることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０２２２】
【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パネルの構成を示す概略断面拡大説明図である。
【図２】図２は、従来の代表的なアモルファスシリコンＴＦＴ基板の構成を示す概略断面説明図である。
【図３】図３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４】図４は、図３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３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３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３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３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３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３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、図３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１２】図１２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１３】図１３は、図１２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１２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１２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１２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１２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１２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、図１２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２０】図２０は、Ａｌ合金薄膜と透明導電膜との間のコンタクト抵抗率（接続抵抗率）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２１】図２１は、Ａｌ合金薄膜の温度と応力との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０２２３】
１ ＴＦＴ基板
２ 対向電極
３ 液晶層
４ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
５ 透明画素電極
６ 配線部
７ 共通電極
８ カラーフィルタ
９ 遮光膜
１０ａ、１０ｂ 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（シリコン窒化膜）
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（ソース−ドレイン配線）
５１、５２、５３、５４ 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）
１００ 液晶パネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ、半導体、光学部品などに使用される薄膜トランジスタ基板、表示デバイス、および表示デバイス用のスパッタリングターゲットに関し、特に、Ａｌ合金薄膜を構成要素として含む新規な配線材料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、画素の駆動方法によって、単純マトリクス型液晶表示装置とアクティブマトリクス型液晶表示装置とに分けられる。このうちスイッチング素子として薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｔｏｒ、以下、ＴＦＴと呼ぶ。）を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置は、高精度の画質を実現でき、高速の画像などにも対応できるため、汎用されている。
【０００３】
図１を参照しながら、アクティブマトリクス型液晶表示装置に適用される代表的な液晶パネルの構成および動作原理を説明する。ここでは、活性半導体層として水素アモルファスシリコンを用いたＴＦＴ基板（以下、アモルファスシリコンＴＦＴ基板と呼ぶ場合がある。）の例を代表的に説明するが、これに限定されず、ポリシリコンを用いたＴＦＴ基板であっても良い。
【０００４】
図１に示すように、液晶パネル１００は、ＴＦＴ基板１と、ＴＦＴ基板１に対向して配置された対向基板２と、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間に配置され、光変調層として機能する液晶層３とを備えている。ＴＦＴ基板１は、絶縁性のガラス基板１ａ上に配置されたＴＦＴ４、透明画素電極５、走査線や信号線を含む配線部６を有している。透明画素電極５は、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）中に酸化錫（ＳｎＯ）を１０質量％程度含む酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜などの酸化物導電膜から形成されている。ＴＦＴ基板１は、ＴＡＢテープ１２を介して連結されたドライバ回路１３及び制御回路１４によって駆動される。
【０００５】
対向基板２は、ＴＦＴ基板１側に、絶縁性のガラス基板１ｂの全面に形成された共通電極７と、透明画素電極５に対向する位置に配置されたカラーフィルタ８と、ＴＦＴ基板１上のＴＦＴ４および配線部６に対向する位置に配置された遮光膜９とを有している。対向基板２は、液晶層３に含まれる液晶分子（不図示）を所定の向きに配向させるための配向膜１１を更に有している。
【０００６】
ＴＦＴ基板１および対向基板２の外側（液晶層３側とは反対側）には、それぞれ、偏光板１０ａ，１０ｂが配置されている。
【０００７】
液晶パネル１００は、対向電極２と透明画素電極５との間に形成される電界によって液晶層３における液晶分子の配向方向が制御され、液晶層３を通過する光が変調される。これにより、対向基板２を透過する光の透過量が制御されて画像が表示される。
【０００８】
次に、図２を参照しながら、液晶パネルに好適に用いられる従来のアモルファスシリコンＴＦＴ基板の構成および動作原理を詳しく説明する。図２は、図１中、Ａの要部拡大図である。
【０００９】
図２に示すように、ガラス基板（不図示）上には、走査線（ゲート薄膜配線）２５が形成され、走査線２５の一部は、ＴＦＴのオン・オフを制御するゲート電極２６として機能する。ゲート電極２６を覆うようにしてゲート絶縁膜（シリコン窒化膜）２７が形成されている。ゲート絶縁膜２７を介して走査線２５と交差するように信号線（ソース−ドレイン配線）３４が形成され、信号線３４の一部は、ＴＦＴのソース電極２８として機能する。ゲート絶縁膜２７上に、アモルファスシリコンチャネル膜（活性半導体膜）３３、信号線（ソース−ドレイン配線）３４、層間絶縁シリコン窒化膜（保護膜）３０が順次形成されている。このタイプは一般にボトムゲート型とも呼ばれる。
【００１０】
アモルファスシリコンチャネル膜３３は、Ｐ（リン）がドープされていないイントリンシック層（ｉ層、ノンドーピング層とも呼ばれる。）と、Ｐがドープされたドープト層（ｎ層）とから構成されている。ゲート絶縁膜２７上の画素領域には、例えばＩｎ２Ｏ３中にＳｎＯを含むＩＴＯ膜によって形成された透明画素電極５が配置されている。ＴＦＴのドレイン電極２９は、透明画素電極５に電気的に接続されている。
【００１１】
走査線２５を介してゲート電極２６にゲート電圧が供給されると、ＴＦＴ４はオン状態となり、予め信号線３４に供給された駆動電圧は、ソース電極２８から、ドレイン電極２９を介して透明画素電極５へ供給される。そして、透明画素電極５に所定レベルの駆動電圧が供給されると、図１で説明したように、透明画素電極５と対向電極２との間に電位差が生じる結果、液晶層３に含まれる液晶分子が配向して光変調が行われる。
【００１２】
ＴＦＴ基板１において、透明画素電極５に電気的に接続される信号線（画素電極用信号線）、ソース電極２８−ドレイン電極２９に電気的に接続されるソース−ドレイン配線３４、ゲート電極２６に電気的に接続される走査線２５は、比抵抗が低く、加工が容易であるなどの理由により、いずれも、純ＡｌまたはＡｌ−ＮｄなどのＡｌ合金（以下、これらをまとめてＡｌ系合金と呼ぶ。）の薄膜から形成されており、その上およびその下には、図２に示すように、Ｍｏ、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｗ等の高融点金属からなるバリアメタル層５１、５２、５３、５４が形成されている。
【００１３】
ここで、透明画素電極５に対し、バリアメタル層５４を介してＡｌ系合金薄膜を接続する理由は、Ａｌ系合金薄膜を透明画素電極と直接接続すると接続抵抗が上昇し、画面の表示品位が低下するからである。すなわち、透明画素電極用配線を構成するＡｌは非常に酸化され易く、液晶パネル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系合金薄膜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。
【００１４】
ところが、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。液晶パネルの大量生産に伴って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。
【００１５】
そこで、バリアメタル層の形成を省略でき、Ａｌ系合金薄膜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。
【００１６】
例えば、特許文献１には、透明画素電極の材料として、酸化インジウムに酸化亜鉛を１０質量％程度含む酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）膜を用いた技術が開示されている。しかし、この技術によれば、現在、最も普及しているＩＴＯ膜をＩＺＯ膜に変更しなければならないため、材料コストが上昇する。
【００１７】
特許文献２には、ドレイン電極にプラズマ処理やイオン注入を行い、ドレイン電極の表面を改質する方法が開示されている。しかし、この方法によれば、表面処理のための工程が付加されるため、生産性が低下する。
【００１８】
また、特許文献３には、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極として、純ＡｌまたはＡｌの第１層と、純ＡｌまたはＡｌにＮ，Ｏ，Ｓｉ，Ｃ等の不純物を含む第２層とを用いる方法が開示されている。この方法によれば、ゲート電極、ソース電極、およびドレイン電極を構成する薄膜を同じ成膜チャンバーを用いて連続して形成できるという利点はあるが、上述した不純物を含む第２層を形成する工程が余分に増える。しかも、ソース−ドレイン配線に不純物を導入する過程で、不純物が混入した膜と混入していない膜との熱膨張係数の差に起因して、チャンバーの壁面からソース−ドレイン配線の堆積物がフレークとして剥がれ落ちる現象が頻発する。この現象を防ぐため、成膜工程を頻繁に停止してメンテナンスを行う必要があり、生産性が著しく低下する。
【００１９】
このような事情に鑑み、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系合金膜を透明画素電極に対して直接かつ確実に接続し得る方法を開示している（特許文献４）。特許文献４では、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系合金を使用しており、これら合金成分の少なくとも一部を当該Ａｌ系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させることによって上記課題を解決している。
【００２０】
特許文献４において、例えばＡｌ−Ｎｉ系合金の場合、２５０℃で３０分熱処理した後の電気抵抗率は、Ａｌ−２原子％Ｎｉで３．８μΩ・ｃｍ、Ａｌ−４原子％Ｎｉで５．８μΩ・ｃｍ、Ａｌ−６原子％Ｎｉで６．５μΩ・ｃｍと、低い。このように電気抵抗率が低く抑えられたＡｌ系合金薄膜を用いれば、表示デバイスの消費電力を少なくできるため、非常に有用である。また、電極部分の電気抵抗率が下がると、電気抵抗と電気容量の積によって決まる時定数も小さくなるので、表示パネルを大型化する場合でも高度の表示品位を保つことが可能となる。
【００２１】
しかしながら、上記Ａｌ−Ｎｉ系合金の耐熱温度は、いずれも、おおむね、１５０〜２００℃と低い。
【特許文献１】特開平１１−３３７９７６号公報
【特許文献２】特開平１１−２８３９３４号公報
【特許文献３】特開平１１−２８４１９５号公報
【特許文献４】特開２００４−２１４６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
最近、表示デバイスを製造する際のプロセス温度は、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。例えば、アモルファスシリコンＴＦＴのソース−ドレイン電極材料には、低い電気抵抗率と高レベルの耐熱性とが求められており、その要求スペックは、これまでは、電気抵抗率で８μΩ・ｃｍ程度以下、耐熱温度で３５０℃程度とされていた。この耐熱温度は、ソース−ドレイン電極に対し製造工程で加わる最高温度によって決まり、この最高温度は、電極上に保護膜として形成する絶縁膜の形成温度とされている。最近では、成膜技術の向上によって低温でも所望の絶縁膜を得ることが可能となり、特にソース−ドレイン電極上の保護膜では、２５０℃程度での成膜も可能になってきている。
【００２３】
そのため、ドレイン電極と透明画素電極とを直接接続し得る配線材料として、耐熱温度は２５０℃レベルで、且つ、電気抵抗率は８μΩ・ｃｍ程度以下と、電気抵抗率の充分に低いものが求められている。
【００２４】
しかしながら、このような低い電気抵抗率と高い耐熱性とを兼ね備えた、透明画素電極と直接接続し得るＡｌ系の配線材料は開示されていない。
【００２５】
例えば、前述した特許文献４に開示されたＡｌ合金薄膜は、低い電気抵抗率を備えているが、耐熱温度は低い。
【００２６】
また、表示デバイス用配線材料として従来から使用されてきたＡｌ−２原子％Ｎｄの耐熱温度は３５０℃以上と高いが、２５０℃×３０分で熱処理したときの電気抵抗率は１１．５μΩ・ｃｍと高い。同様に、Ａｌ−Ｎｄ合金にＮｉを更に添加したＡｌ−０．６％Ｎｄ−２原子％Ｎｉについても、耐熱温度は３５０℃と高いが、２５０℃×３０分間熱処理しても電気抵抗率は８．７μΩ・ｃｍまでしか下がらず、前述した特性を満足していない。
【００２７】
このように従来のＡｌ−Ｎｄ合金などのＡｌ合金薄膜では、プロセス温度が低くなると、以下に示すように、金属間化合物の析出および粒成長が充分進まないため、低い電気抵抗率が得られず、Ｎｄの添加量を減らすとプロセス温度が低くなっても低い電気抵抗率は得られるが、析出物が少なく、粒成長が進み、ヒロックが発生し、耐熱温度が下がると考えられる。
【００２８】
以下、この点について、詳しく説明する。
【００２９】
Ａｌ合金薄膜は、一般に、スパッタリング法によって形成されるが、この方法によれば、Ａｌ中に固溶限を超えて添加された合金成分は強制固溶状態で存在する。固溶状態の合金元素を含むＡｌ合金の電気抵抗率は、一般に純Ａｌよりも高い。これに対し、固溶限を超えて合金元素を含むＡｌ合金薄膜は、加熱すると合金成分が金属間化合物として粒界に析出し、更に加熱するとＡｌの再結晶が進み、Ａｌの粒成長が起こる。このときの金属間化合物の析出温度および粒成長の温度は、合金元素によって異なるが、いずれにしても、合金成分（金属間化合物）の析出と粒成長とによって、当該Ａｌ合金薄膜の電気抵抗率は低下するようになる。
【００３０】
加熱によって粒成長が進むと膜内部の圧縮応力は大きくなるが、更に加熱して粒成長が進むと、ついには耐え切れなくなり、応力緩和のため、Ａｌが膜表面に拡散してヒロック（コブ状の突起物）が生じる。合金化は、粒界に析出した金属間化合物によってＡｌの拡散を抑えてヒロックの発生を防止し、耐熱性を高めるという作用を有している。従来は、こうした現象を利用して合金成分の析出と粒成長の進行を図り、Ａｌ合金薄膜の電気抵抗率の低減と高耐熱性との両立を図ってきた。
【００３１】
ところが、上記の様にプロセス温度が低くなると、従来の合金成分では、金属間化合物の析出が充分に起こらず、その結果、粒成長も進まなくなり、電気抵抗率が低減し難くなると考えられる。
【００３２】
上記では、液晶表示装置を代表的に取上げて説明したが、前述した課題は液晶表示装置に限定されず、アモルファスシリコンＴＦＴ基板に共通して見られる。また、上記課題は、ＴＦＴの半導体層として、アモルファスシリコンのほか、多結晶シリコンを用いた場合にも見られる。
【００３３】
本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、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系合金薄膜を酸化物導電膜からなる画素電極に対し直接的且つ確実に接続することができ、しかも、Ａｌ系合金薄膜に対し、例えば、約１００℃以上３００℃以下の低い熱プロセス温度を適用した場合でも、画素電極間の電気抵抗率の低減化と優れた耐熱性とを達成することのできる技術を提供することにある。具体的には、例えば２５０℃×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系合金薄膜の電気抵抗率で７μΩ・ｃｍ以下を確実に達成することができ、処理温度の低温化に適合し得るＴＦＴ基板および表示デバイスを提供すること、および当該表示デバイスの製造に有用なＡｌ系合金薄膜形成用の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】
【００３４】
上記課題を解決することのできた本発明の薄膜トランジスタ基板は、薄膜トランジスタと透明画素電極を有し、Ａｌ合金膜と酸化物導電膜が、高融点金属を介さずに直接接続しており、その接触界面にＡｌ合金成分の一部または全部が析出もしくは濃化して存在する薄膜トランジスタ基板であって、前記Ａｌ合金膜は、合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＸに属する元素を０．１原子％以上２．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｘ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＸは、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であるところに要旨を有している。
【００３５】
上記課題を解決することのできた本発明の他の薄膜トランジスタ基板は、薄膜トランジスタと透明画素電極を有し、Ａｌ合金膜と酸化物導電膜が、高融点金属を介さずに直接接続しており、その接触界面にＡｌ合金成分の一部または全部が析出もしくは濃化して存在する薄膜トランジスタ基板であって、前記Ａｌ合金膜は、合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＺに属する元素を０．１原子％以上１．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｚ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＺは、Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，およびＷよりなる群から選択される少なくとも一種の元素であるところに要旨を有している。
【００３６】
好ましい実施形態において、上記のいずれかのＡｌ合金薄膜は、２５０℃で３０分加熱したときの電気抵抗率が７μΩ・ｃｍ以下である。
【００３７】
本発明の表示デバイスは、上記のいずれかに記載の薄膜トランジスタ基板を備えている。
【００３８】
本発明の表示デバイス用のスパッタリングターゲットは、合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＸに属する元素を０．１原子％以上２．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｘ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＸは、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であるところに要旨を有している。
【００３９】
本発明の他の表示デバイス用のスパッタリングターゲットは、合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＺに属する元素を０．１原子％以上１．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｚ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＺは、Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，およびＷよりなる群から選択される少なくとも一種の元素であるところに要旨を有している。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、バリアメタル層を介在させずに、Ａｌ系合金薄膜を酸化物導電膜からなる画素電極と直接接続することができ、且つ、約２５０℃といった比較的低い熱処理温度を適用した場合でも充分に低い電気抵抗率と優れた耐熱性とが確保されたＴＦＴ基板を提供することができる。上記の熱処理温度とは、例えばＴＦＴアレイの製造工程で最も高温となる処理温度を指し、一般的な表示デバイス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。
【００４１】
例えば、本発明に用いられる配線材料をソース−ドレイン電極の配線材料に適用すれば、図２に示すバリアメタル層５４を省略することができる。また、本発明に用いられる配線材料をゲート電極の配線材料に適用すれば、図２に示すバリアメタル層５１、５２を省略することができる。更に、本発明に用いられる配線材料をソース−ドレイン電極およびゲート電極の配線材料に適用すれば、これらのバリアメタル層５１、５２、５４を省略することができる。
【００４２】
本発明のＴＦＴ基板を用いれば、生産性に優れ、安価で且つ高性能の表示デバイスが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明者は、酸化物導電膜からなる画素電極と直接接続することができ、しかも、約２５０℃といった比較的低い熱処理温度を施した場合でも充分に低い電気抵抗率と優れた耐熱性とを兼ね備えた新規な配線材料を提供するため、鋭意検討してきた。特に、本発明者は、前述した特許文献４に開示されたＡｌ系合金薄膜における低い電気抵抗率を維持しつつ、当該Ａｌ系合金薄膜では不充分であった耐熱性を改善するという観点に基づき、検討を重ねてきた。その結果、特許文献４に開示された合金成分のうち所定の合金元素（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、グループαに属する元素と呼ぶ。）と、第３成分として耐熱性向上元素（グループＸに属する元素またはグループＺに属する元素）とを組合わせたＡｌ−α−Ｘ合金、またはＡｌ−α−Ｚ合金（以下、これらを総称して、「本発明のＡｌ系合金」または「本発明のＡｌ系合金薄膜」と呼ぶ場合がある。）を用いれば、所期の目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。ここで、グループＸは、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であり、グループＺは、Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，およびＷよりなる群から選択される少なくとも一種の元素である。
【００４４】
本発明によれば、Ａｌ系合金薄膜中に合金成分としてグループαに属する元素を所定量含有しているため、当該Ａｌ系合金薄膜と透明画素電極との界面に導電性の析出物が形成され、この析出物を通して大部分のコンタクト電流が流れるようになる。その結果、上記界面にＡｌ酸化物の絶縁層が生成するのを防止でき、電気抵抗率を低く抑えることができる。
【００４５】
更に、本発明によれば、Ａｌ系合金薄膜中に耐熱性向上元素として、グループＸまたはグループＺに属する元素を所定量含有しているため、２５０℃レベルの加熱処理によってもヒロック等を生じることのない優れた耐熱性を確保できる。
【００４６】
従って、本発明によれば、充分に低い電気抵抗率と充分に高い耐熱性とを兼ね備えた、透明画素電極と直接接続し得る配線材料を提供することができる。
【００４７】
更に、グループＸまたはグループＺに属する元素のうち、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ（以上、グループＸに属する元素）から選択される少なくとも１種の元素を合計で０．１〜２．０原子％以下、または、Ｖおよび／またはＴａ（以上、グループＺに属する元素）を合計で０．１原子％以上１．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ系合金薄膜は、アルカリ性現像液に対する耐性（後述する。）が著しく高められる。
【００４８】
まず、本発明に用いられるグループαに属する元素について説明する。
【００４９】
グループαに属する元素は、電気抵抗率の低減化に有用である。具体的には、グループαに属する元素として、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を単独でまたは併用して、合計で０．１原子％以上６原子％以下の範囲で添加する。これにより、比較的低い熱処理温度で、Ａｌ系合金薄膜と透明画素電極との接続界面に、αに属する元素の少なくとも一部を含む析出物（α含有析出物）もしくは濃化層（α含有濃化層）が形成されるため、後記する実施例に示すように、２５０℃で３０分間熱処理したときの電気抵抗率を、おおむね、７μΩ・ｃｍ以下に低減することができる。
【００５０】
ここで、「α含有析出物」とは、グループαに属する元素の一部または全部が析出した析出物を意味し、例えば、Ａｌ−α−Ｘ合金またはＡｌ−α−Ｚ合金に含まれるＡｌとαとの金属間化合物、またはＡｌとαとＸとの金属間化合物もしくはＡｌとαとＺとの金属間化合物が挙げられる。
【００５１】
また、「α含有濃化層」とは、当該α濃化層中のαの平均濃度が、Ａｌ−α−Ｘ合金中またはＡｌ−α−Ｚ合金中のαの平均濃度の２倍以上（より好ましくは２．５倍以上）であるものを意味する。
【００５２】
なお、グループαに属する元素（例えば、Ｎｉ）を含有するＡｌ系合金薄膜では、熱処理などによってＡｌ系合金薄膜中のＮｉの固溶限（０．１％）を超えるＮｉがＡｌ系合金の粒界に析出し、その一部がＡｌ系合金薄膜の表面に拡散・濃縮してＮｉ濃化層が形成されることがある。このようなＮｉ濃化層も、上記「α含有濃化層」のなかに含まれる。また、例えば、コンタクトホールのエッチングを行う際、グループαに属する元素のハロゲン化合物はＡｌよりも蒸気圧が低いため揮発し難く、Ａｌ系合金薄膜の表面に残留した状態となり、当該合金薄膜表層部のαの濃度はＡｌ系合金バルク材のαの濃度よりも高濃度状態となる。このような態様も、上記「α含有濃化層」のなかに含まれる。なお、エッチング条件を適切に制御することにより、Ａｌ系合金薄膜表層部のαの濃度やα含有濃化層の厚さは変化する。このとき、後記するグループＸ，Ｚに属する元素の種類によっては、その一部が表層側に濃化されることがあるが、その様な態様も、上記の「α含有濃化層」のなかに含まれる。
【００５３】
上記のα含有濃化層の厚さは、０．５ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることが好ましく、１．０ｎｍ以上、５ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００５４】
後記する実施例に示すように、グループαに属する元素が０．１原子％未満では、所望とするα含有濃化層の形成が不充分であり、接続抵抗を充分低く抑えることができない。ただし、グループαに属する元素の含有量が６原子％を超えると、Ａｌ系合金薄膜自体の電気抵抗率が高くなって画素の応答速度が遅くなり、消費電力が増大してディスプレイとしての品位が低下し、実用に供し得なくなる。グループαに属する元素の含有量は、０．５原子％以上、５原子％以下が好ましい。
【００５５】
なお、以下に示すように、２５０℃で３０分熱処理した後のＡｌ−α合金の２元系合金の電気抵抗率は非常に低く、当該Ａｌ−α合金中に第３成分を更に添加すると、電気抵抗率は、上昇する傾向にある。従って、電気抵抗率の低減化のみを目的とする場合は、Ａｌ−α合金の２元系合金を利用すればよいが、前述したとおり、耐熱性は、約１５０℃程度と低くなる。従って、本発明のように低い電気抵抗率と高い耐熱性とを兼ね備えた配線材料の提供を目的とする場合は、Ａｌ−α合金の２元系合金では不充分であり、以下に説明するように、Ａｌ−α−Ｘ合金またはＡｌ−α−Ｚ合金の３元系合金とした。
Ａｌ−Ｎｉ合金・・・Ａｌ−２原子％Ｎｉで３．８μΩ・ｃｍ、Ａｌ−４原子％Ｎｉで５．８μΩ・ｃｍ、Ａｌ−６原子％Ｎｉで６．５μΩ・ｃｍ
Ａｌ−Ａｇ合金・・・Ａｌ−２原子％Ａｇで３．８μΩ・ｃｍ、Ａｌ−４原子％Ａｇで５．４μΩ・ｃｍ、Ａｌ−６原子％Ａｇで６．１μΩ・ｃｍ
Ａｌ−Ｚｎ合金・・・Ａｌ−２原子％Ｚｎで３．４μΩ・ｃｍ、Ａｌ−６原子％Ｚｎで６．７μΩ・ｃｍ
Ａｌ−Ｃｕ合金・・・Ａｌ−２原子％Ｃｕで３．４μΩ・ｃｍ、Ａｌ−６原子％Ｃｕで６．６μΩ・ｃｍ
Ａｌ−Ｇｅ合金・・・Ａｌ−２原子％Ｇｅで４．０μΩ・ｃｍ、Ａｌ−６原子％Ｇｅで７．０μΩ・ｃｍ。
【００５６】
本発明に用いられるＡｌ−α合金は、合金成分として、更に、Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，およびＤｙよりなるグループＸに属する元素の少なくとも一種を０．１〜２．０原子％含有することが好ましい。このようにグループＸに属する元素を含有するＡｌ−α−Ｘ合金を用いることによって耐熱性が著しく高められ、Ａｌ系合金薄膜の表面にヒロックが形成されるのを有効に防止できる。上記グループＸに属する元素の含有量が０．１原子％未満の場合、上記作用が有効に発揮されない。ただし、上記グループＸに属する元素の含有量が２．０原子％を超えると、上記作用は向上する反面、膜素材の電気抵抗率が上昇してしまう。これらの両面を考慮すると、グループＸに属する元素の含有量は、０．３原子％以上、１．８原子％以下であることが好ましい。これらの元素は、単独で添加しても良く、２種以上を併用してもよい。２種以上の元素を添加するときは、各元素の合計の含有量が上記範囲を満足すればよい。
【００５７】
あるいは、本発明に用いられるＡｌ−α合金は、合金成分として、更に、Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，およびＷよりなるグループＺに属する少なくとも一種の元素を０．１〜１．０原子％含有することが好ましい。このようにグループＺに属する元素を含有するＡｌ−α−Ｚ合金を用いることによって耐熱性が高められ、Ａｌ系合金薄膜の表面にヒロックが形成されるのを有効に防止できる。上記グループＺに属する元素の含有量が０．１原子％未満の場合、上記作用を有効に発揮することができない。一方、上記グループＺに属する元素の含有量が１．０原子％を超えると、上記作用は向上する反面、膜素材の電気抵抗率が上昇してしまう。これらの両面を考慮すると、グループＺに属する元素の含有量は、０．２原子％以上、０．８原子％以下であることが好ましい。これらの元素は、単独で添加しても良く、２種以上を併用してもよい。２種以上の元素を添加するときは、各元素の合計の含有量が上記範囲を満足すればよい。
【００５８】
本発明では、上記Ａｌ−α合金に、これらグループＸに属する元素およびグループＺに属する元素を両方添加したＡｌ−α−Ｘ−Ｚ合金を用いることもできる。
【００５９】
ここで、ヒロックが形成される理由を説明する。
【００６０】
ヒロックは、ＴＦＴ基板の製造工程において、純ＡｌやＡｌ−Ｎｄ合金薄膜を形成した後、シリコン窒化膜（保護膜）を形成するときに施される加熱処理（一般に、約３００℃から４００℃）によって形成されると考えられている。Ａｌ系合金薄膜が形成された基板は、その後、ＣＶＤ法などによってシリコン窒化膜（保護膜）が形成されるが、このとき、Ａｌ系合金薄膜に施される高温の熱によってガラス基板との間に熱膨張の差が生じ、ヒロックが形成されると推察されている。
【００６１】
前述したように、上記グループＸ，Ｚに属する元素は、いずれも、主に、耐熱性向上の観点から選択したものであるが、耐熱性に対するメカニズムは、上記グループＸとグループＺとの間で、若干相違している。以下、図２１を用いて詳しく説明する。
【００６２】
図２１は、Ａｌ薄膜の温度と応力（ストレス）との関係を模式的に説明する図である。図２１において、「Ａ」は純Ａｌを、「Ｂ」はグループＸに属する元素が添加されたＡｌ−Ｘ合金を、「Ｃ」はグループＺに属する元素が添加されたＡｌ−Ｚ合金を、それぞれ、示している。
【００６３】
図２１に示すように、グループＸに属する元素が添加されたＡｌ−Ｘ合金膜「Ｂ」は、温度の上昇と共に圧縮応力が増大する。温度上昇の初期には粒成長抑制効果を示すものの、比較的低い温度で粒成長が開始し、狭い温度域で急激にストレスが緩和される。このときに、当該合金中に含まれる固溶元素が短時間のうちに金属間化合物として析出し、それに合わせてＡｌの粒成長が進行し電気抵抗率が低下すると考えられる。即ち、相対的に低い加熱温度で充分な電気抵抗率の低減化が達成される。一方、完全にストレスが緩和した状態で更に加熱すると、薄膜内部で発生した圧縮応力で結晶粒が押し出され、ヒロック等が発生し易くなる。当該合金の耐熱温度は、このストレスが緩和される温度付近であると考えられる。
【００６４】
一方、グループＺに属する元素が添加されたＡｌ−Ｚ合金膜も、Ａｌ−Ｘ合金膜と同様に温度の上昇と共に圧縮応力が高まり、上記と同様の温度域でＡｌの粒成長が開始される。しかしながら、図２１に示すように、グループＺに属する元素は、固溶状態から拡散し金属間化合物として析出する速度が相対的に遅く、広い温度域で徐々に金属間化合物が析出し、この析出に伴ってストレスが徐々に緩和される。そのため、ストレスが充分に緩和されて固溶元素の殆どが金属間化合物として析出し、同時にＡｌの粒成長が進行して膜母材の電気抵抗率が充分に低減されるまでには、かなりの加熱と時間を必要とし、その分、耐熱性は高まる。即ち、グループＺに属する元素は、上記グループＸに属する元素に較べると、金属間化合物の析出が遅れる分だけ耐熱性を高める効果がより高いと考えられ、よって添加量を相対的に少なく抑えても充分な耐熱性改善効果が得られる。
【００６５】
このようにグループＸに属する元素とグループＺに属する元素とは、耐熱性のメカニズムが相違するため、添加量（上限）も相違している。
【００６６】
また、コンタクト抵抗率についても、グループＺに属する元素は、グループＸに属する元素より添加量を少なくしてもコンタクト抵抗率を基準値レベルまで下げることができる。このような作用は、相対的に低い加熱温度で処理した場合でも、同様に見られた。
【００６７】
しかも、グループＺに属する元素は、グループＸに属する元素に比べると、添加量をあまり多くすることはできないが、電極膜にボイド（空孔）が生成し難いという特徴を有している。即ち、グループＸに属する元素の如く、加熱時の狭い温度域で一気に金属間化合物が析出する元素を選択した場合、粒成長が進むほど、加熱後に室温まで降温したときに膜内部に強い引張応力が生じてボイド発生の原因になる恐れがある。しかし、グループＸに属する元素の如く、昇温と共に金属間化合物が時間をかけて徐々に析出する合金系では、グループＸと同じ温度域まで加熱すると析出と粒成長が中断されるので応力の緩和が充分に進まず、その後に室温まで降温したときの当該膜に残る引張応力は小さくなる。引張応力に起因するボイドの発生を防止するという観点に基づけば、グループＺに属する元素を選択することが好ましい。
【００６８】
更に、アルカリ性現像液に対する耐性（アルカリ現像液耐性）の向上を目的として、Ａｌ−α系合金元素において、前述したグループＸまたはグループＺに属する元素のうち、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｄｙ（以上、グループＸに属する元素）から選択される少なくとも１種の元素を合計で０．１〜２．０原子％以下、または、Ｖおよび／またはＴａ（以上、グループＺに属する元素）を合計で０．１原子％以上１．０原子％以下の範囲で添加することが好ましい。以下では、これらの元素をまとめてアルカリ現像液耐性元素と呼ぶ場合がある。より優れたアルカリ現像液耐性を得るためには、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ（以上、グループＸに属する元素）から選択される少なくとも１種の元素は、合計で０．３原子％以上２原子％以下の範囲で含有することがより好ましい。また、Ｖおよび／またはＴａは、合計で０．３原子％以上２原子％以下の範囲で含有することがより好ましい。
【００６９】
ここで、アルカリ現像液耐性について説明する。
【００７０】
周知のとおり、表示デバイスにおける配線パターンは、フォトリソグラフィ工程によって形成される。具体的には、まず、感光性樹脂（フォトレジスト）を紫外線光源で露光し、アルカリ性の現像液で現像した後、当該感光性樹脂をマスクとしてエッチングすることにより所望の配線パターンが形成される。一般に用いられる現像液は、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）を２．３８重量％含んでいる。
【００７１】
現像の際、配線材料はアルカリ性の現像液に晒されるため、その表面はエッチングされる。従来のように、配線材料として純Ａｌ薄膜を用いた場合は、エッチング速度は約２０ｎｍ／分と遅いが、合金元素を含むＡｌ合金薄膜を用いた場合は、エッチング速度が速くなり、フォトリソグラフィ工程において、Ａｌ合金薄膜の厚さが減少したり、場合によっては、当該Ａｌ合金薄膜がすべて消失したりするなどし、配線パターンを精度よく加工することができないという問題が生じる。更に、エッチングが進行してＡｌ合金薄膜の全面に孔食が発生すると、そのままエッチングすれば問題にならないが、リワークを行った場合、前のパターンとは全く同じ位置にパターンを形成できないので、このような場合、ＴＦＴ特性が損なわれる可能性がある。ここで言うリワークとは、表示デバイスの製造過程で、配線パターンの異常などが発生したとき、フォトレジストを剥がして再度フォトリソグラフィ工程のやり直しをすることを意味する。この場合、上記のようにＡｌ合金薄膜の厚さが減少したりすると、リワークを行うことができないという問題もある。例えば、Ｎｉを２〜６原子％含むＡｌ合金薄膜を上記の現像液に晒すと、８０〜１２０ｎｍ／分の速度でエッチングが進んでしまう（後記する実施例を参照）。また、実操業では、リワークを行なうことが多い。
【００７２】
従って、Ａｌ合金薄膜には、前述した特性（電気抵抗率の低減化および耐熱性の向上）に加えて、アルカリ現像液耐性に優れていることも要求される。
【００７３】
本発明者の検討結果によれば、Ａｌ−α系合金元素において、グループＸまたはグループＺに属する元素のうち、前述した元素を所定量含有すれば、アルカリ現像液耐性が高められることが分かった。後記する実施例に示すように、上記元素を含むＡｌ−α系合金薄膜のエッチング速度は、おおむね、１０〜４０ｎｍ／分の範囲内であり、例えば、上記元素を含まないＡｌ−Ｎｉ合金薄膜のエッチング速度（８０〜１２０ｎｍ／分）に比べて半分以下に抑えられ、従来から用いられている純Ａｌ薄膜のエッチング速度（約２０ｎｍ／分）と、ほぼ同程度まで改善される。
【００７４】
実操業を考慮すると、現像液によるエッチング速度が４０ｎｍ／分以下の範囲内であれば、フォトリソグラフィ工程におけるＡｌ合金薄膜の厚さが減少したり、消失したりすることを有効に防止することができる。現像時間は、使用する感光性樹脂の種類や露光条件によっても変化し得るが、一般に、Ａｌ合金薄膜の表面が現像液に晒される時間は、おおむね、数十秒程度、長くても１分以内であり、Ａｌ合金薄膜の配線材料の厚さは、約１００〜４００ｎｍ程度であるからである。その結果、配線パターンを精度よく加工することができる。また、本発明によれば、リワークを複数回行うことができる。
【００７５】
これらのＡｌ系合金薄膜は、蒸着法やスパッタリング法などによって形成することが好ましく、スパッタリング法によって形成することがより好ましい。
【００７６】
上述した本発明のＡｌ系合金薄膜を用いて液晶表示装置を試作したところ、後記する実施例に示すように、Ｍｏなどのバリアメタル層を介在させた従来のＡｌ系合金薄膜を用いた場合と同等レベル以上のＴＦＴ特性を実現できることが確認された。従って、本発明によれば、バリアメタル層の省略によって製造工程を簡略化することができ、製造コストを低減できる。しかも、本発明によれば、約２５０℃といった比較的低い熱プロセス温度で低電気抵抗率を達成でき、しかも、耐熱性にも極めて優れているため、表示デバイス構成素材の種類や処理条件の選択の幅を一段と拡大することが可能となる。
【００７７】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るＴＦＴ基板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を代表的に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されず、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当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。本発明に用いられるＡｌ系合金薄膜は、例えば、反射型液晶表示装置等の反射電極、外部への信号入出力のために使用されるＴＡＢ（タブ）接続電極にも同様に適用できることを実験により確認している。
【００７８】
（実施形態１）
図３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。
【００７９】
図３は、本発明に係るボトムゲート型の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。図３には、従来のＴＦＴ基板を示す前述した図２と同じ参照番号を付している。
【００８０】
本実施形態では、ソース−ドレイン電極およびゲート電極に接続される配線材料として、本発明の要件を満足するＡｌ−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金を使用している。図２と図３とを対比すると明らかなように、従来のＴＦＴ基板では、図２に示すように、走査線２５の上、ゲート電極２６の上、ソース−ドレイン配線３４の上または下に、それぞれ、バリアメタル層５１、５２、５４、５３が形成されているのに対し、本実施形態のＴＦＴ基板では、バリアメタル層５１、５２、５４を省略することができる。すなわち、本実施形態によれば、従来のようにバリアメタル層を介在させることなく、ＴＦＴのソース−ドレイン電極２９に用いられる配線材料を透明画素電極５と直接接続することができ、これによっても、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（後記する実施例を参照）。
【００８１】
なお、本発明に用いられる配線材料は、本実施形態のように、ソース−ドレイン電極およびゲート電極の配線材料に適用される他、ソース−ドレイン電極の配線材料に適用することもでき、これにより、バリアメタル層５４を省略することができる。また、上記の配線材料をゲート電極の配線材料に適用すれば、バリアメタル層５１、５２を省略することができる。これらの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特性を実現できることを確認している。
【００８２】
次に、図４から図１１を参照しながら、図３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。ここでは、ドレイン電極に接続される配線材料として、Ａｌ−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金を使用している。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４から図１１には、図３と同じ参照符号を付している。
【００８３】
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系合金薄膜（Ａｌ−２原子％Ｎｄ）を順次積層する。スパッタリングの成膜温度は、１５０℃とした。この積層薄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４を参照）。このとき、後記する図５において、ゲート絶縁膜２７のカバレッジが良くなる様に、上記積層薄膜の周縁を約３０°〜４０°のテーパー状にエッチングしておくのがよい。
【００８４】
次いで、図５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）５５および厚さ３００ｎｍ程度の窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）を成膜する。
【００８５】
続いて、ゲート電極２６をマスクとする裏面露光により、図６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７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。
【００８６】
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−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金膜２８，２９と厚さ５０ｎｍ程度のＭｏ膜５４とを順次積層する。スパッタリングの成膜温度は、１５０℃とした。次いで、図８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、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。
【００８７】
次に、図９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。
【００８８】
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１０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１１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。
【００８９】
このようにして作製されたＴＦＴ基板は、ドレイン電極２９と画素電極５とが直接コンタクトされており、またゲート電極２６とＴＡＢ接続用のＩＴＯ膜も直接コンタクトされている。
【００９０】
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（後記する実施形態２を参照）。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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性膜を共通電極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。
【００９４】
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。
【００９５】
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を貼り付けて液晶パネルを完成させる。
【００９６】
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を液晶パネルに電気的に接続し、液晶パネルの側部あるいは裏面部に配置する。そして、液晶パネル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によって液晶パネルを保持し、液晶表示装置を完成させる。
【００９７】
（実施形態２）
図１２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。
【００９８】
図１２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。図１２では、従来のＴＦＴ基板を示す前述した図２と同じ参照番号を付している。
【００９９】
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、及びソース−ドレイン電極およびゲート電極の配線材料としてではなくソース−ドレイン電極の配線材料として、本発明の要件を満足するＡｌ−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金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１２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３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。
【０１００】
本実施形態によれば、バリアメタル層５４を省略することができる。すなわち、従来のようにバリアメタル層を介在させることなく、ＴＦＴのソース−ドレイン電極２９に用いられる配線材料を透明画素電極５と直接接続することができ、これによっても、従来のＴＦＴ基板と同程度以上の良好なＴＦＴ特性を実現できることを実験によって確認している。
【０１０１】
本実施形態において、上記の合金をゲート電極の配線材料に適用すれば、バリアメタル層５１、５２を省略することができる。また、上記の合金をソース−ドレイン電極およびゲート電極の配線材料に適用すれば、バリアメタル層５１、５２、５４を省略することができる。これらにおいても、従来のＴＦＴ基板と同程度以上の良好なＴＦＴ特性を実現できることを確認している。
【０１０２】
次に、図１３から図１９を参照しながら、図１２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。ここでは、ドレイン電極の配線材料として、Ａｌ−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金を使用している。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１３から図１９には、図１２と同じ参照符号を付している。
【０１０３】
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１３）。
【０１０４】
次いで、図１４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１５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−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金薄膜および厚さ約５０ｎｍ程度の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。
【０１０５】
続いて、図１６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。
【０１０６】
次いで、図１７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−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金薄膜を成膜した後、パターニングすることによって、信号線に一体のソース電極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。
【０１０７】
次いで、図１８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。
【０１０８】
次に、図１９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、ウエットエッチングによるパターニングを行って画素電極５を形成する。
【０１０９】
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は画素電極５に直接コンタクトされている。ドレイン電極２９を構成するＡｌ−２原子％Ｎｉ−０．３５％Ｌａ合金薄膜と画素電極５との界面にはＮｉ濃化層が形成されており、接続抵抗が低減されると共に、前述したグループＸに属する元素の金属間化合物も析出しているため、Ａｌの再結晶が促進され、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗も大幅に低減されるようになる。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。また、第２の実施形態におけるＡｌ合金は、反射型液晶の反射電極として用いることもできる。
【０１１２】
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基板と同様にして液晶表示装置を完成させる。
【実施例】
【０１１３】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前、後記の趣旨に適合し得る範囲で適当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含まれる。
【０１１４】
（実施例１）
表１、表３、表５、表７、表９、および表１１に示す種々の合金組成のＡｌ合金薄膜について、以下に示すように、当該Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率、および当該Ａｌ合金薄膜を画素電極に直接接続したときのダイレクト接触抵抗率を測定するとともに、当該Ａｌ合金薄膜を２５０℃で３０分間加熱したときの耐熱性（ヒロック密度）を調べた。
【０１１５】
１）画素電極の構成：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（ＩＴＯ）
２）薄膜形成条件： 雰囲気ガス＝アルゴン、圧力＝３ｍＴｏｒｒ、厚さ＝２００ｎｍ
３）加熱条件：２５０℃×３０分
４）Ａｌ合金における各合金元素の含有量
実験に供した種々のＡｌ合金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。
５）Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率の測定法：
Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率をケルビンパターンを用いて４端子法で測定し、電気抵抗率が７μΩ・ｃｍ以下のものを良好（○）、７μΩ・ｃｍ超のものを不良（×）と評価した。
【０１１６】
６）ダイレクト接触抵抗率の測定法：
図２０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）を行う。具体的には、図２０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、接続部Ｃのダイレクト接触抵抗率Ｒを［Ｒ＝（Ｖ2−
Ｖ1）／Ｉ2］として求めた。ダイレクト接続抵抗率が１ｋΩ以下のものを良好（○）、１ｋΩ超のものを不良（×）と評価した。
【０１１７】
７）耐熱性測定法：
前述した（３）に示す条件でガラス基板上にＡｌ合金薄膜のみを形成した。次に、１０μｍ幅のラインアンドスペースパターンを形成し、２５０℃×３０分の真空加熱処理を行った後、ＳＥＭで配線表面を観察し、直径０．１μｍ以上のヒロックの個数をカウントする。ヒロック密度が１×１０-9個／ｍ2以下のものを良好（○）、１×１０-9個／ｍ2超のものを不良（×）と評価した。
【０１１８】
８）α含有濃化層の厚さおよび当該濃化層中のα含有量の測定法：
表１、表３、表５、表７、表９、および表１１に示す一部の試料について、熱処理後におけるα含有濃化層（表１ではＮｉ濃化層、表２ではＡｇ濃化層、表３ではＺｎ濃化層、表４ではＣｕ濃化層、表５ではＧｅ濃化層）の厚さを、日立製作所製「ＦＥ−ＴＥＭ ＨＦ−２０００」を用いた断面ＴＥＭ観察によって求めた。更に、α含有濃化層中のα含有量を、上記の断面ＴＥＭ観察試料からＥＤＸ（ＫＥＶＥＸ社製シグマ）による組成分析を行うことによって求めた。
【０１１９】
これらの結果を表１から表１０に併記する。
【０１２０】
【表１】
【０１２１】
表１は、グループαに属する元素がＮｉであるＡｌ−Ｎｉ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときの結果を示している。
【０１２２】
表１中、Ｎｏ．３からＮｏ．２１は、第三成分としてグループＸに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｎｉ−Ｘ合金の結果を、Ｎｏ．２２からＮｏ．３２は、第三成分としてグループＺに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｎｉ−Ｚ合金の結果を、それぞれ、示している。
【０１２３】
表１に示すように、第三成分として所定量のＸまたはＺに属する元素を添加したＮｏ．４からＮｏ．１９の本発明例は、第三成分の元素を添加しないＮｏ．１に比べて耐熱性が向上しており、しかも、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率およびダイレクト接触抵抗率（８０μｍ角のコンタクトホールサイズを使用）のすべてに優れている。これに対し、第三成分の添加量が少ないＮｏ．３および２２の比較例は耐熱性が低下しており、第三成分の添加量が多いＮｏ．２０、２１、３１、３２は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が低下した。
【０１２４】
表１中、Ｎｏ．３４からＮｏ．３８は、第三成分としてグループＸに属する元素であるＰｔを１原子％添加したＡｌ−Ｎｉ−１原子％Ｐｔについて、Ｎｉの添加量を種々変化させたときの結果を、Ｎｏ．３９からＮｏ．４３は、第三成分としてグループＺに属する元素であるＴａを０．５原子％添加したＡｌ−Ｎｉ−０．５原子％Ｔａについて、Ｎｉの添加量を種々変化させたときの結果を、それぞれ、示している。
【０１２５】
表１に示すように、所定量のＮｉを添加したＮｏ．３４から３７、およびＮｏ．４０から４２の本発明例は、いずれも、耐熱性および電気抵抗率のすべてにおいて、良好な特性を備えている。これに対し、Ｎｉの添加量が少ないＮｏ．３４およびＮｏ．３９の比較例は、ダイレクト接触抵抗率が低下しており、Ｎｉの添加量が多いＮｏ．３８およびＮｏ．４３の比較例は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が低下した。
【０１２６】
一方、Ｎｏ．２および３３は、第三成分の元素が本発明で規定するグループに属しない元素を添加した例であり、いずれも、耐熱性に劣っている。
【０１２７】
なお、表１において、本発明の要件を満足する上記の各本発明例について、熱処理後のＮｉ濃化層の厚さおよびＮｉ濃化層中のＮｉ含有量を測定したところ、いずれも、Ｎｉ濃化層の厚さは約０．５〜２ｎｍの範囲内であり、Ｎｉ濃化層中のＮｉ含有量は各Ａｌ合金薄膜全体の平均Ｎｉ濃度に対して、おおむね、２〜９倍の範囲内であった（表１には示さず）。
【０１２８】
表１には、第三成分として、グループＸまたはグループＺに属する元素の一部について、添加量を変えた実験結果を示しているが、表１に示す元素以外の、グループＸまたはグループＺに属する他の元素についても、同様の傾向を示す実験結果が得られることを確認している。
【０１２９】
【表２】
【０１３０】
表２は、グループαに属する元素がＮｉであるＡｌ−Ｎｉ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときのダイレクト接触抵抗率の結果（１０μｍ角のコンタクトホールを使用）を示している。表２中、Ｎｏ．１１は、Ａｌ−２％Ｎｄ合金薄膜にＭｏをバリアメタル層として介在させた従来例である。
【０１３１】
表２に示すように、Ｎｏ．１からＮｏ．９の試料は、いずれも、従来例のＮｏ．１１とほぼ同程度の、優れたダイレクト接触抵抗性を備えている。
【０１３２】
これに対し、純Ａｌ薄膜を用いたＮｏ．１０は、ダイレクト接触抵抗性に劣っている。
【０１３３】
なお、表２には、グループＸに属する元素の一部についての実験結果を示しているが、グループＸに属する他の元素についても、上記と同様に、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。また、グループＸに属する元素の代わりにグループＺに属する元素を用いた場合においても、上記と同様、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。
【０１３４】
【表３】
【０１３５】
表３は、グループαに属する元素がＡｇであるＡｌ−Ａｇ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときの結果を示している。
【０１３６】
表３中、Ｎｏ．３からＮｏ．２０は、第三成分としてグループＸに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ａｇ−Ｘ合金の結果を、Ｎｏ．２１からＮｏ．３０は、第三成分としてグループＺに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ａｇ−Ｚ合金の結果を、それぞれ、示している。
【０１３７】
表３に示すように、第三成分として所定量のＸまたはＺに属する元素を添加したＮｏ．４からＮｏ．１８の本発明例は、第三成分の元素を添加しないＮｏ．１に比べて耐熱性が向上しており、しかも、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率およびダイレクト接触抵抗率のすべてに優れている。これに対し、第三成分の添加量が少ないＮｏ．３および２１の比較例は耐熱性が低下しており、第三成分の添加量が多いＮｏ．１９、２０、２９、３０は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１３８】
表３中、Ｎｏ．３２からＮｏ．３６は、第三成分としてグループＸに属する元素であるＬａを１原子％添加したＡｌ−Ａｇ−１原子％Ｌａについて、Ａｇの添加量を種々変化させたときの結果を、Ｎｏ．３７からＮｏ．４１は、第三成分としてグループＺに属する元素であるＴａを０．５原子％添加したＡｌ−Ａｇ−０．５原子％Ｔａについて、Ａｇの添加量を種々変化させたときの結果を、それぞれ、示している。
【０１３９】
表３に示すように、所定量のＡｇを添加したＮｏ．３３から３５、およびＮｏ．３８から４０の本発明例は、いずれも、耐熱性および電気抵抗率のすべてにおいて、良好な特性を備えている。これに対し、Ａｇの添加量が少ないＮｏ．３２およびＮｏ．３７の比較例は、ダイレクト接触抵抗率が低下しており、Ａｇの添加量が多いＮｏ．３６およびＮｏ．４１の比較例は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１４０】
一方、Ｎｏ．２および３１は、第三成分の元素が本発明で規定するグループに属しない元素を添加した例であり、Ｎｏ．２は電気抵抗率が高く、Ｎｏ．３１は、耐熱性に劣っている。
【０１４１】
なお、表３において、本発明の要件を満足する上記の各本発明例について、熱処理後のＡｇ濃化層の厚さおよびＡｇ濃化層中のＡｇ含有量を測定したところ、いずれも、Ａｇ濃化層の厚さは約０．５〜２ｎｍの範囲内であり、Ａｇ濃化層中のＡｇ含有量は各Ａｌ合金薄膜全体の平均Ａｇ濃度に対して、おおむね、２〜９倍の範囲内であった（表２には示さず）。
【０１４２】
表３には、第三成分として、グループＸまたはグループＺに属する元素の一部について、添加量を変えた実験結果を示しているが、表３に示す元素以外の、グループＸまたはグループＺに属する他の元素についても、同様の傾向を示す実験結果が得られることを確認している。
【０１４３】
【表４】
【０１４４】
表４は、グループαに属する元素がＡｇであるＡｌ−Ａｇ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときのダイレクト接触抵抗率の結果（１０μｍ角のコンタクトホールを用いたとき）を示している。
【０１４５】
表４に示すように、Ｎｏ．１からＮｏ．８の試料は、いずれも、表２に示す従来例のＮｏ．１１とほぼ同程度の、優れたダイレクト接触抵抗性を備えている。
【０１４６】
なお、表４には、グループＸに属する元素の一部についての実験結果を示しているが、グループＸに属する他の元素についても、上記と同様に、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。また、グループＸに属する元素の代わりにグループＺに属する元素を用いた場合においても、上記と同様、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。
【０１４７】
【表５】
【０１４８】
表５は、グループαに属する元素がＺｎであるＡｌ−Ｚｎ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときの結果を示している。
【０１４９】
表５中、Ｎｏ．３からＮｏ．２０は、第三成分としてグループＸに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｚｎ−Ｘ合金の結果を、Ｎｏ．２１からＮｏ．３０は、第三成分としてグループＺに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｚｎ−Ｚ合金の結果を、それぞれ、示している。
【０１５０】
表５に示すように、第三成分として所定量のＸまたはＺに属する元素を添加したＮｏ．４からＮｏ．１８の本発明例は、第三成分の元素を添加しないＮｏ．１に比べて耐熱性が向上しており、しかも、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率およびダイレクト接触抵抗率のすべてに優れている。これに対し、第三成分の添加量が少ないＮｏ．３および２１の比較例は耐熱性が低下しており、第三成分の添加量が多いＮｏ．１９、２０、２９、３０は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１５１】
表５中、Ｎｏ．３２からＮｏ．３６は、第三成分としてグループＸに属する元素であるＬａを１原子％添加したＡｌ−Ｚｎ−１原子％Ｌａについて、Ｚｎの添加量を種々変化させたときの結果を、Ｎｏ．３７からＮｏ．４１は、第三成分としてグループＺに属する元素であるＴａを０．５原子％添加したＡｌ−Ｚｎ−０．５原子％Ｔａについて、Ｚｎの添加量を種々変化させたときの結果を、それぞれ、示している。
【０１５２】
表５に示すように、所定量のＺｎを添加したＮｏ．３３から３５、およびＮｏ．３８から４０の本発明例は、いずれも、耐熱性および電気抵抗率のすべてにおいて、良好な特性を備えている。これに対し、Ｚｎの添加量が少ないＮｏ．３２およびＮｏ．３７の比較例は、ダイレクト接触抵抗率が低下しており、Ｚｎの添加量が多いＮｏ．３６およびＮｏ．４１の比較例は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１５３】
一方、Ｎｏ．２および３１は、第三成分の元素が本発明で規定するグループに属しない元素を添加した例であり、Ｎｏ．２は電気抵抗率が高く、Ｎｏ．３１は、耐熱性に劣っている。
【０１５４】
なお、表５において、本発明の要件を満足する上記の各本発明例について、熱処理後のＺｎ濃化層の厚さおよびＺｎ濃化層中のＡｇ含有量を測定したところ、いずれも、Ｚｎ濃化層の厚さは約０．５〜２ｎｍの範囲内であり、Ｚｎ濃化層中のＺｎ含有量は各Ａｌ合金薄膜全体の平均Ｚｎ濃度に対して、おおむね、２〜９倍の範囲内であった（表５には示さず）。
【０１５５】
表５には、第三成分として、グループＸまたはグループＺに属する元素の一部について、添加量を変えた実験結果を示しているが、表５に示す元素以外の、グループＸまたはグループＺに属する他の元素についても、同様の傾向を示す実験結果が得られることを確認している。
【０１５６】
【表６】
【０１５７】
表６は、グループαに属する元素がＺｎであるＡｌ−Ｚｎ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときのダイレクト接触抵抗率の結果（１０μｍ角のコンタクトホールを用いたとき）を示している。
【０１５８】
表６に示すように、Ｎｏ．１からＮｏ．８の試料は、いずれも、表２に示す従来例のＮｏ．１１とほぼ同程度の、優れたダイレクト接触抵抗性を備えている。
【０１５９】
なお、表６には、グループＸに属する元素の一部についての実験結果を示しているが、グループＸに属する他の元素についても、上記と同様に、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。また、グループＸに属する元素の代わりにグループＺに属する元素を用いた場合においても、上記と同様、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。
【０１６０】
【表７】
【０１６１】
表７は、グループαに属する元素がＣｕであるＡｌ−Ｃｕ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときの結果を示している。
【０１６２】
表７中、Ｎｏ．３からＮｏ．２０は、第三成分としてグループＸに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｃｕ−Ｘ合金の結果を、Ｎｏ．２１からＮｏ．３０は、第三成分としてグループＺに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｃｕ−Ｚ合金の結果を、それぞれ、示している。
【０１６３】
表７に示すように、第三成分として所定量のＸまたはＺに属する元素を添加したＮｏ．４からＮｏ．１８の本発明例は、第三成分の元素を添加しないＮｏ．１に比べて耐熱性が向上しており、しかも、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率およびダイレクト接触抵抗率のすべてに優れている。これに対し、第三成分の添加量が少ないＮｏ．３および２１の比較例は耐熱性が低下しており、第三成分の添加量が多いＮｏ．１９、２０、２９、３０は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１６４】
表７中、Ｎｏ．３２からＮｏ．３６は、第三成分としてグループＸに属する元素であるＬａを１原子％添加したＡｌ−Ｃｕ−１原子％Ｌａについて、Ｃｕの添加量を種々変化させたときの結果を、Ｎｏ．３７からＮｏ．４１は、第三成分としてグループＺに属する元素であるＴａを０．５原子％添加したＡｌ−Ｃｕ−０．５原子％Ｔａについて、Ｃｕの添加量を種々変化させたときの結果を、それぞれ、示している。
【０１６５】
表７に示すように、所定量のＣｕを添加したＮｏ．３３から３５、およびＮｏ．３８から４０の本発明例は、いずれも、耐熱性および電気抵抗率のすべてにおいて、良好な特性を備えている。これに対し、Ｃｕの添加量が少ないＮｏ．３２およびＮｏ．３７の比較例は、ダイレクト接触抵抗率が低下しており、Ｃｕの添加量が多いＮｏ．３６およびＮｏ．４１の比較例は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１６６】
一方、Ｎｏ．２および３１は、第三成分の元素が本発明で規定するグループに属しない元素を添加した例であり、Ｎｏ．２は電気抵抗率が高く、Ｎｏ．３１は、耐熱性に劣っている。
【０１６７】
なお、表７において、本発明の要件を満足する上記の各本発明例について、熱処理後のＣｕ濃化層の厚さおよびＣｕ濃化層中のＡｇ含有量を測定したところ、いずれも、Ｃｕ濃化層の厚さは約０．５〜２ｎｍの範囲内であり、Ｃｕ濃化層中のＣｕ含有量は各Ａｌ合金薄膜全体の平均Ｃｕ濃度に対して、おおむね、２〜９倍の範囲内であった（表７には示さず）。
【０１６８】
表７には、第三成分として、グループＸまたはグループＺに属する元素の一部について、添加量を変えた実験結果を示しているが、表７に示す元素以外の、グループＸまたはグループＺに属する他の元素についても、同様の傾向を示す実験結果が得られることを確認している。
【０１６９】
【表８】
【０１７０】
表８は、グループαに属する元素がＣｕであるＡｌ−Ｃｕ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときのダイレクト接触抵抗率の結果（１０μｍ角のコンタクトホールを用いたとき）を示している。
【０１７１】
表８に示すように、Ｎｏ．１からＮｏ．８の試料は、いずれも、表２に示す従来例のＮｏ．１１とほぼ同程度の、優れたダイレクト接触抵抗性を備えている。
【０１７２】
なお、表８には、グループＸに属する元素の一部についての実験結果を示しているが、グループＸに属する他の元素についても、上記と同様に、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。また、グループＸに属する元素の代わりにグループＺに属する元素を用いた場合においても、上記と同様、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。
【０１７３】
【表９】
【０１７４】
表９は、グループαに属する元素がＧｅであるＡｌ−Ｇｅ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときの結果を示している。
【０１７５】
表９中、Ｎｏ．３からＮｏ．２０は、第三成分としてグループＸに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｇｅ−Ｘ合金の結果を、Ｎｏ．２１からＮｏ．３０は、第三成分としてグループＺに属する元素を種々の範囲で添加したＡｌ−２原子％Ｇｅ−Ｚ合金の結果を、それぞれ、示している。
【０１７６】
表９に示すように、第三成分として所定量のＸまたはＺに属する元素を添加したＮｏ．４からＮｏ．１８の本発明例は、第三成分の元素を添加しないＮｏ．１に比べて耐熱性が向上しており、しかも、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率およびダイレクト接触抵抗率のすべてに優れている。これに対し、第三成分の添加量が少ないＮｏ．３および２１の比較例は耐熱性が低下しており、第三成分の添加量が多いＮｏ．１９、２０、２９、３０は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１７７】
表９中、Ｎｏ．３２からＮｏ．３６は、第三成分としてグループＸに属する元素であるＬａを１原子％添加したＡｌ−Ｇｅ−１原子％Ｌａについて、Ｇｅの添加量を種々変化させたときの結果を、Ｎｏ．３７からＮｏ．４１は、第三成分としてグループＺに属する元素であるＴａを０．５原子％添加したＡｌ−Ｇｅ−０．５原子％Ｔａについて、Ｇｅの添加量を種々変化させたときの結果を、それぞれ、示している。
【０１７８】
表９に示すように、所定量のＧｅを添加したＮｏ．３３から３５、およびＮｏ．３８から４０の本発明例は、いずれも、耐熱性および電気抵抗率のすべてにおいて、良好な特性を備えている。これに対し、Ｇｅの添加量が少ないＮｏ．３２およびＮｏ．３７の比較例は、ダイレクト接触抵抗率が低下しており、Ｇｅの添加量が多いＮｏ．３６およびＮｏ．４１の比較例は、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率が増加した。
【０１７９】
一方、Ｎｏ．２および３１は、第三成分の元素が本発明で規定するグループに属しない元素を添加した例であり、Ｎｏ．２は電気抵抗率が高く、Ｎｏ．３１は、耐熱性に劣っている。
【０１８０】
なお、表９において、本発明の要件を満足する上記の各本発明例について、熱処理後のＧｅ濃化層の厚さおよびＧｅ濃化層中のＧｅ含有量を測定したところ、いずれも、Ｇｅ濃化層の厚さは約０．５〜２ｎｍの範囲内であり、Ｇｅ濃化層中のＧｅ含有量は各Ａｌ合金薄膜全体の平均Ｇｅ濃度に対して、おおむね、２〜９倍の範囲内であった（表９には示さず）。
【０１８１】
表９には、第三成分として、グループＸまたはグループＺに属する元素の一部について、添加量を変えた実験結果を示しているが、表９に示す元素以外の、グループＸまたはグループＺに属する他の元素についても、同様の傾向を示す実験結果が得られることを確認している。
【０１８２】
【表１０】
【０１８３】
表１０は、グループαに属する元素がＧｅであるＡｌ−Ｇｅ系合金について、第三成分の種類を種々変化させたときのダイレクト接触抵抗率の結果（１０μｍ角のコンタクトホールを用いたとき）を示している。
【０１８４】
表１０に示すように、Ｎｏ．１からＮｏ．６の試料は、いずれも、表２に示す従来例のＮｏ．１１とほぼ同程度の、優れたダイレクト接触抵抗性を備えている。
【０１８５】
なお、表１０には、グループＸに属する元素の一部についての実験結果を示しているが、グループＸに属する他の元素についても、上記と同様に、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。また、グループＸに属する元素の代わりにグループＺに属する元素を用いた場合においても、上記と同様、優れたダイレクト接触抵抗性を示すことを実験によって確認している。
【０１８６】
表１から表１０の実験結果を勘案すると、本発明によれば、２５０℃程度の相対的に低い温度で良好な耐熱性を確保しつつ、Ａｌ合金薄膜自体の電気抵抗率および画素電極との接触抵抗率を低く抑えられることがわかる。従って、本発明によれば、これまでは耐熱性不足のため使用できなかった素材であっても表示デバイスの構成素材として適用することができ、素材の選択の幅を拡大することができる。
【０１８７】
（実施例２）
本実施例では、表１１から表１５に示す種々の合金組成のＡｌ合金薄膜の各試料について、以下に示すように、ＴＭＡＨ現像液を用いたアルカリ現像液耐性および孔食の有無を調べた。
【０１８８】
具体的には、前述した実施例１の（３）に示す条件でＡｌ合金薄膜をガラス基板上に形成した。このようにして得られた各試料をそのまま、通常の現像液（２．３８質量％のＴＭＡＨを含む水溶液）中に２５℃で浸漬し、Ａｌ合金薄膜が溶解するまでの時間を測定した。この溶解時間とＡｌ合金薄膜の付着量とから、単位時間（１分）当たりのエッチング速度を算出し、下記基準でアルカリ現像液耐性を評価した。○：エッチング速度４０ｎｍ／ｍｉｎ以下、△：４０ｎｍ／ｍｉｎ超、７０ｎｍ／ｍｉｎ未満、×：７０ｎｍ／ｍｉｎ以上。
【０１８９】
また、孔食の有無は、光学顕微鏡（倍率：４００倍）による表面観察を行って調べると共に、ＳＥＭ観察（倍率：３０００倍）を行って確認した。その結果、異物（くぼみ）がないものを「孔食無し」、異物（くぼみ）があるものを「孔食有り」と評価した。
【０１９０】
比較のため、Ａｌ合金薄膜の代わりに純Ａｌ薄膜を用い、上記と同様にしてエッチング速度、アルカリ現像液耐性、および孔食の有無を調べた。
【０１９１】
これらの結果を表１１から表１５に併記する。
【０１９２】
【表１１】
【０１９３】
表１１は、グループαに属する元素がＮｉであるＡｌ−Ｎｉ系合金を用いたときのアルカリ現像液耐性などを調べた結果を示している。
【０１９４】
表１１に示すように、所定量のＮｉを含有し、且つ、第三成分としてグループＺに属する元素のうちＶまたはＴａを所定量含有する本発明例（Ｖについて、Ｎｏ．８、１７、２２、ＴａについてＮｏ．２５）、およびグループＸに属する元素のうちＭｇ、Ｍｎ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、またはＥｒを所定量含有する本発明例（Ｍｇについて、Ｎｏ．９、１８、２３、ＭｎについてＮｏ．６、１５、２０、Ｌａについて、Ｎｏ．７、１６、２１、Ｇｄについて、Ｎｏ．１１、１９、Ｔｂについて、Ｎｏ．１３、ＤｙについてＮｏ．１２、ＳｍについてＮｏ．２６、ＥｕについてＮｏ．２７、ＥｒについてＮｏ．２８）は、いずれも、純Ａｌ薄膜を用いた試料（Ｎｏ．２９）と同程度の良好なアルカリ現像液耐性を備えており、孔食の発生も見られなかった。
【０１９５】
これに対し、第三成分としてグループＸまたはグループＺのいずれにも属さないＮｄを含むＮｏ．４および５は、Ｎｄの添加量を変えても、アルカリ現像液耐性の向上は認められなかった。
【０１９６】
また、第三成分としてグループＸに属するＭｇを含有するが、本発明で定める含有量を満足しない比較例のＮｏ．１０では、所望とするアルカリ現像液耐性は得られなかった。この実験結果は、グループＸに属する、Ｍｇ以外の元素についても同様に見られた。また、グループＸまたはグループＺに属する元素であるが、本発明で定めるアルカリ現像液耐性向上元素以外の元素であるＰｔを用いた比較例のＮｏ．１４では、アルカリ現像液耐性は低下した。この実験結果は、他の元素を用いた場合についても、同様に見られた。
【０１９７】
従って、本発明によれば、第三成分としてグループＸまたはグループＺに属する元素のうち、表１１に示すアルカリ現像液耐性向上元素を本発明で規定する量添加したときにのみ、所望のアルカリ現像液耐性が得られることが確認された。
【０１９８】
【表１２】
【０１９９】
表１２は、グループαに属する元素がＡｇであるＡｌ−Ａｇ系合金を用いたときのアルカリ現像液耐性などを調べた結果を示している。
【０２００】
表１２に示すように、所定量のＡｇを含有し、且つ、第三成分としてグループＺに属する元素のうちＶまたはＴａを所定量含有する本発明例（Ｖについて、Ｎｏ．８、１７、２２、ＴａについてＮｏ．２５）、およびグループＸに属する元素のうちＭｇ、Ｍｎ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、またはＥｒを所定量含有する本発明例（Ｍｇについて、Ｎｏ．９、１８、２３、ＭｎについてＮｏ．６、１５、２０、Ｌａについて、Ｎｏ．７、１６、２１、Ｇｄについて、Ｎｏ．１１、１９、Ｔｂについて、Ｎｏ．１３、Ｄｙについて、Ｎｏ．１２、ＳｍについてＮｏ．２６、ＥｕについてＮｏ．２７、ＥｒについてＮｏ．２８）は、いずれも、純Ａｌ薄膜を用いた試料（前記表１１に示すＮｏ．２９）と同程度の良好なアルカリ現像液耐性を備えており、孔食の発生も見られなかった。
【０２０１】
これに対し、第三成分としてグループＺまたはグループＸのいずれにも属さないＮｄを含むＮｏ．４および５は、Ｎｄの添加量を変えても、アルカリ現像液耐性の向上は認められなかった。
【０２０２】
また、第三成分としてグループＸに属するＭｇを含有するが、本発明で定める含有量を満足しない比較例のＮｏ．１０では、所望とするアルカリ現像液耐性は得られなかった。この実験結果は、他の元素についても同様に見られた。また、グループＺまたはグループＸに属する元素であるが、表１２に示す元素以外のＰｔを用いた比較例のＮｏ．１４では、アルカリ現像液耐性は低下した。この実験結果は、他の元素を用いた場合についても、同様に見られた。
【０２０３】
従って、本発明によれば、第三成分としてグループＺまたはグループＸに属する元素のうち、表１２に示すアルカリ現像液耐性向上元素を本発明で規定する量添加したときにのみ、所望のアルカリ現像液耐性が得られることが確認された。
【０２０４】
【表１３】
【０２０５】
表１３は、グループαに属する元素がＺｎであるＡｌ−Ｚｎ系合金を用いたときのアルカリ現像液耐性などを調べた結果を示している。
【０２０６】
表１３に示すように、所定量のＺｎを含有し、且つ、第三成分としてグループＺに属する元素のうちＶまたはＴａを所定量含有する本発明例（Ｖについて、Ｎｏ．８、１７、２２、ＴａについてＮｏ．２５）、およびグループＸに属する元素のうちＭｇ、Ｍｎ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、またはＥｒを所定量含有する本発明例（Ｍｇについて、Ｎｏ．９、１８、２３、ＭｎについてＮｏ．６、１５、２０、Ｌａについて、Ｎｏ．７、１６、２１、Ｇｄについて、Ｎｏ．１１、１９、Ｔｂについて、Ｎｏ．１３、ＤｙについてＮｏ．１２、ＳｍについてＮｏ．２６、ＥｕについてＮｏ．２７、ＥｒについてＮｏ．２８）は、いずれも、純Ａｌ薄膜を用いた試料（前記表１１に示すＮｏ．２９）と同程度の良好なアルカリ現像液耐性を備えており、孔食の発生も見られなかった。
【０２０７】
これに対し、第三成分としてグループＺまたはグループＸのいずれにも属さないＮｄを含むＮｏ．４および５は、Ｎｄの添加量を変えても、アルカリ現像液耐性の向上は認められなかった。
【０２０８】
また、第三成分としてグループＸに属するＭｇを含有するが、本発明で定める含有量を満足しない比較例のＮｏ．１０では、所望とするアルカリ現像液耐性は得られなかった。この実験結果は、他の元素についても同様に見られた。また、グループＺまたはグループＸに属する元素であるが、表１３に示す元素以外のＰｔを用いた比較例のＮｏ．１４では、アルカリ現像液耐性は低下した。この実験結果は、他の元素を用いた場合についても、同様に見られた。
【０２０９】
従って、本発明によれば、第三成分としてグループＺまたはグループＸに属する元素のうち、表１３に示すアルカリ現像液耐性向上元素を本発明で規定する量添加したときにのみ、所望のアルカリ現像液耐性が得られることが確認された。
【０２１０】
【表１４】
【０２１１】
表１４は、グループαに属する元素がＧｅであるＡｌ−Ｇｅ系合金を用いたときのアルカリ現像液耐性などを調べた結果を示している。
【０２１２】
表１４に示すように、所定量のＧｅを含有し、且つ、第三成分としてグループＺに属する元素のうちＶまたはＴａを所定量含有する本発明例（Ｖについて、Ｎｏ．８、１７、２２、ＴａについてＮｏ．２５）、およびグループＸに属する元素のうちＭｇ、Ｍｎ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、またはＥｒを所定量含有する本発明例（Ｍｇについて、Ｎｏ．９、１８、２３、ＭｎについてＮｏ．６、１５、２０、Ｌａについて、Ｎｏ．７、１６、２１、Ｇｄについて、Ｎｏ．１１、１９、Ｔｂについて、Ｎｏ．１３、ＤｙについてＮｏ．１２、ＳｍについてＮｏ．２６、ＥｕについてＮｏ．２７、ＥｒについてＮｏ．２８）は、いずれも、純Ａｌ薄膜を用いた試料（前記表１１に示すＮｏ．２９）と同程度の良好なアルカリ現像液耐性を備えており、孔食の発生も見られなかった。
【０２１３】
これに対し、第三成分としてグループＺまたはグループＸのいずれにも属さないＮｄを含むＮｏ．４および５は、Ｎｄの添加量を変えても、アルカリ現像液耐性の向上は認められなかった。
【０２１４】
また、第三成分としてグループＸに属するＭｇを含有するが、本発明で定める含有量を満足しない比較例のＮｏ．１０では、所望とするアルカリ現像液耐性は得られなかった。この実験結果は、他の元素についても同様に見られた。また、グループＺまたはグループＸに属する元素であるが、表１４に示す元素以外のＰｔを用いた比較例のＮｏ．１４では、アルカリ現像液耐性は低下した。この実験結果は、他の元素を用いた場合についても、同様に見られた。
【０２１５】
従って、本発明によれば、第三成分としてグループＺまたはグループＸに属する元素のうち、表１４に示すアルカリ現像液耐性向上元素を本発明で規定する量添加したときにのみ、所望のアルカリ現像液耐性が得られることが確認された。
【０２１６】
【表１５】
【０２１７】
表１５は、グループαに属する元素がＣｕであるＡｌ−Ｃｕ系合金を用いたときのアルカリ現像液耐性などを調べた結果を示している。
【０２１８】
表１５に示すように、所定量のＣｕを含有し、且つ、第三成分としてグループＺに属する元素のうちＶまたはＴａを所定量含有する本発明例（Ｖについて、Ｎｏ．８、１７、２２、ＴａについてＮｏ．２５）、およびグループＸに属する元素のうちＭｇ、Ｍｎ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、またはＥｒを所定量含有する本発明例（Ｍｇについて、Ｎｏ．９、１８、２３、ＭｎについてＮｏ．６、１５、２０、Ｌａについて、Ｎｏ．７、１６、２１、Ｇｄについて、Ｎｏ．１１、１９、Ｔｂについて、Ｎｏ．１３、ＤｙについてＮｏ．１２、ＳｍについてＮｏ．２６、ＥｕについてＮｏ．２７、ＥｒについてＮｏ．２８）は、いずれも、純Ａｌ薄膜を用いた試料（前記表１１に示すＮｏ．２９）と同程度の良好なアルカリ現像液耐性を備えており、孔食の発生も見られなかった。
【０２１９】
これに対し、第三成分としてグループＺまたはグループＸのいずれにも属さないＮｄを含むＮｏ．４および５は、Ｎｄの添加量を変えても、アルカリ現像液耐性の向上は認められなかった。
【０２２０】
また、第三成分としてグループＸに属するＭｇを含有するが、本発明で定める含有量を満足しない比較例のＮｏ．１０では、所望とするアルカリ現像液耐性は得られなかった。この実験結果は、他の元素についても同様に見られた。また、グループＺまたはグループＸに属する元素であるが、表１５に示す元素以外のＰｔを用いた比較例のＮｏ．１４では、アルカリ現像液耐性は低下した。この実験結果は、他の元素を用いた場合についても、同様に見られた。
【０２２１】
従って、本発明によれば、第三成分としてグループＺまたはグループＸに属する元素のうち、表１５に示すアルカリ現像液耐性向上元素を本発明で規定する量添加したときにのみ、所望のアルカリ現像液耐性が得られることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０２２２】
【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パネルの構成を示す概略断面拡大説明図である。
【図２】図２は、従来の代表的なアモルファスシリコンＴＦＴ基板の構成を示す概略断面説明図である。
【図３】図３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４】図４は、図３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３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３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３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３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３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３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、図３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１２】図１２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１３】図１３は、図１２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１２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１２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１２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１２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１２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、図１２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２０】図２０は、Ａｌ合金薄膜と透明導電膜との間のコンタクト抵抗率（接続抵抗率）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２１】図２１は、Ａｌ合金薄膜の温度と応力との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０２２３】
１ ＴＦＴ基板
２ 対向電極
３ 液晶層
４ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
５ 透明画素電極
６ 配線部
７ 共通電極
８ カラーフィルタ
９ 遮光膜
１０ａ、１０ｂ 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（シリコン窒化膜）
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（ソース−ドレイン配線）
５１、５２、５３、５４ 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）
１００ 液晶パネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜トランジスタと透明画素電極を有し、Ａｌ合金膜と酸化物導電膜が、高融点金属を介さずに直接接続しており、その接触界面にＡｌ合金成分の一部または全部が析出もしくは濃化して存在する薄膜トランジスタ基板であって、
前記Ａｌ合金膜は、合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＸに属する元素を０．１原子％以上２．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｘ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＸは、Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｅ，Ｐｒ，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であることを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項２】
薄膜トランジスタと透明画素電極を有し、Ａｌ合金膜と酸化物導電膜が、高融点金属を介さずに直接接続しており、その接触界面にＡｌ合金成分の一部または全部が析出もしくは濃化して存在する薄膜トランジスタ基板であって、
前記Ａｌ合金膜は、合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＺに属する元素を０．１原子％以上１．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｚ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＺは、Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，およびＷよりなる群から選択される少なくとも一種の元素であることを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項３】
前記Ａｌ合金膜は、２５０℃で３０分加熱したときの電気抵抗率が７μΩ・ｃｍ以下である請求項１または２に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜トランジスタ基板を備えた表示デバイス。
【請求項５】
合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＸに属する元素を０．１原子％以上２．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｘ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＸは、Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｅ，Ｐｒ，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であることを特徴とする表示デバイス用のスパッタリングターゲット。
【請求項６】
合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＺに属する元素を０．１原子％以上１．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｚ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＺは、Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，およびＷよりなる群から選択される少なくとも一種の元素であることを特徴とする表示デバイス用のスパッタリングターゲット。
【請求項１】
薄膜トランジスタと透明画素電極を有し、Ａｌ合金膜と酸化物導電膜が、高融点金属を介さずに直接接続しており、その接触界面にＡｌ合金成分の一部または全部が析出もしくは濃化して存在する薄膜トランジスタ基板であって、
前記Ａｌ合金膜は、合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＸに属する元素を０．１原子％以上２．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｘ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＸは、Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｅ，Ｐｒ，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であることを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項２】
薄膜トランジスタと透明画素電極を有し、Ａｌ合金膜と酸化物導電膜が、高融点金属を介さずに直接接続しており、その接触界面にＡｌ合金成分の一部または全部が析出もしくは濃化して存在する薄膜トランジスタ基板であって、
前記Ａｌ合金膜は、合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＺに属する元素を０．１原子％以上１．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｚ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＺは、Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，およびＷよりなる群から選択される少なくとも一種の元素であることを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項３】
前記Ａｌ合金膜は、２５０℃で３０分加熱したときの電気抵抗率が７μΩ・ｃｍ以下である請求項１または２に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜トランジスタ基板を備えた表示デバイス。
【請求項５】
合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＸに属する元素を０．１原子％以上２．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｘ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＸは、Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｅ，Ｐｒ，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であることを特徴とする表示デバイス用のスパッタリングターゲット。
【請求項６】
合金成分として、グループαに属する元素を０．１原子％以上６原子％以下、およびグループＺに属する元素を０．１原子％以上１．０原子％以下の範囲で含有するＡｌ−α−Ｚ合金からなり、前記グループα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であり、前記グループＺは、Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，およびＷよりなる群から選択される少なくとも一種の元素であることを特徴とする表示デバイス用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２００８−１２４４９９（Ｐ２００８−１２４４９９Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８７８３（Ｐ２００８−１８７８３）
【出願日】平成２０年１月３０日（２００８．１．３０）
【分割の表示】特願２００５−３４４６７９（Ｐ２００５−３４４６７９）の分割
【原出願日】平成１７年１１月２９日（２００５．１１．２９）
【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２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月３０日（２００８．１．３０）
【分割の表示】特願２００５−３４４６７９（Ｐ２００５−３４４６７９）の分割
【原出願日】平成１７年１１月２９日（２００５．１１．２９）
【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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