布线结构以及显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种布线结构，其在有机EL显示器或液晶显示器等显示装置中，能够使氧化物半导体层与构成例如源电极、漏电极的金属膜形成稳定的界面。本发明专利技术涉及一种布线结构，其是在基板上从基板侧起依次具有薄膜晶体管的半导体层和金属布线膜、并且在半导体层与金属布线膜之间具有阻挡层的布线结构，其中，上述半导体层包含氧化物半导体，上述阻挡层包含含有TiOx(x为1.0以上且2.0以下)的Ti氧化膜，且上述Ti氧化膜与上述半导体层直接连接，上述氧化物半导体包含含有选自In、Ga、Zn及Sn中的至少一种元素的氧化物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在具有氧化物半导体层作为半导体层的布线结构中有用的技术，所述布线结构被用于液晶显示装置、有机EL显示装置等平板显示器中。
技术介绍
作为以液晶显示装置等为代表的显示装置的布线材料，广泛使用加工性优异、电阻也较低的铝(Al)合金膜。近来，作为能够应用在显示装置的大型化及高画质化的显示装置用布线材料，电阻比Al低的铜(Cu)受到注目。Al的电阻率为2.5Χ10_6Ω.cm，与此相对，Cu的电阻率低至1.6Χ10_6Ω.cm。另一方面，作为用于显示装置的半导体层，氧化物半导体受到注目。氧化物半导体与通用的非晶硅(a-Si)相比，具有较高的载流子迁移率，光学带隙大，能够在低温下成膜，因此被期待应用在要求大型.高析象度.高速驱动的次世代显示器、耐热性低的树脂基板 由寸T O氧化物半导体包含选自In、Ga、Zn及Sn中的至少一种元素，可列举例如具代表性的含In氧化物半导体(In-Ga-Zn-0、In-Zn-Sn-0, In-Zn-O等)。或者，作为不包含稀有金属In而能够降低材料成本、适于大量生产的氧化物半导体，还提出了含Zn氧化物半导体(Zn-Sn-0、Ga-Zn-Sn-O 等)(例如专利文献 I)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2004-163901号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，例如在使用氧化物半导体作为底栅(bottom gate)型TFT的半导体层、且为了与该氧化物半导体直接连接而使用Cu膜作为源电极、漏电极的布线材料时，存在Cu扩散到氧化物半导体层而使TFT特性劣化的问题。因此，需要在氧化物半导体与Cu膜之间应用防止Cu向氧化物半导体中扩散的阻挡金属，但是在使用被用作阻挡金属用金属的Ti等时，在热处理后与基底的氧化物半导体发生氧化还原反应，产生氧化物半导体的组成偏差，给TFT特性带来不良影响，与此同时存在Cu膜剥离的问题。上述问题不限于Cu，在使用Al膜作为布线材料时，也同样可见。本专利技术是鉴于上述情况而作出的，其目的在提供在有机EL显示器、液晶显示器等显示装置中能够使氧化物半导体层与构成例如源电极、漏电极的金属膜形成稳定的界面的布线结构、以及具备该布线结构的上述显示装置。用于解决课题的方案本专利技术提供以下的布线结构及显示装置。(I) 一种布线结构，其是在基板上从基板侧起依次具有薄膜晶体管的半导体层和金属布线膜、并且在所述半导体层与所述金属布线膜之间具有阻挡层的布线结构，上述半导体层包含氧化物半导体，上述阻挡层包含含有TiOx (X为1.0以上且2.0以下)的Ti氧化膜，且上述Ti氧化膜与上述半导体层直接连接，上述氧化物半导体包含含有选自In、Ga、Zn及Sn中的至少一种元素的氧化物。(2)根据(I)所述的布线结构，其中，上述金属布线膜具有单层结构或层叠结构，在上述金属布线膜具有单层结构的情况下，上述金属布线膜由纯Al膜、包含90原子％以上的Al的Al合金膜、纯Cu膜或包含90原子％以上的Cu的Cu合金膜构成，在上述金属布线膜具有层叠结构的情况下，上述金属布线膜从基板侧起依次包含:纯Ti膜或包含50原子％以上的Ti的Ti合金膜，与纯Al膜或包含90原子％以上的Al的Al合金膜；或者从基板侧起依次包含:纯Ti膜或包含50原子％以上的Ti的Ti合金膜，与纯Cu膜或包含90原子％以上的Cu的Cu合金膜。(3) 一种显示装置，其具备(I)所述的布线结构。(4) 一种显示装置，其具备(2)所述的布线结构。专利技术效果根据本专利技术，在具备氧化物半导体层的布线结构中，作为用于有效地抑制构成布线材料的金属向氧化物半导体中扩散的阻挡层，使用Ti氧化物来代替Ti金属，因此能够提供得到稳定的TFT特性、品质得到进一步提高的显示装置。附图说明图1是示意性表示本专利技术的布线结构的构成的截面图。具体实施例方式本专利技术人等为了使源电极、漏电极等电极用金属布线膜与氧化物半导体层(从基板侧来看，氧化物半导体层配置在下方，金属布线膜配置在上方)形成稳定的界面，反复进行了各种研究。其结果发现:在作为基底的氧化物半导体层与金属布线膜之间夹杂Ti氧化膜时，抑制与氧化物半导体的氧化还原反应，并且使构成金属布线膜的金属向氧化物半导体中的扩散及构成氧化物半导体的元素向金属布线膜中的扩散得到抑制，能够达成所需的目的，由此完成本专利技术。以下，一边参照图1，一边说明本专利技术的布线结构的实施方式。图1及后述的布线结构的制造方法表示本专利技术的优选实施方式的一个例子，但其主旨并不限于此。例如图1中示出底栅型结构的TFT，但并不限于此，可以是在氧化物半导体层上依次具备栅绝缘膜和栅电极的顶栅(top gate)型TFT。如图1所示，本专利技术的布线结构在基板I上形成栅电极2及栅绝缘膜3，并在其上形成氧化物半导体层4。在氧化物半导体层4上形成源电极/漏电极5，并在其上形成保护膜(绝缘膜)6，透明导电膜8借助接触孔7与漏电极5电连接。而且，本专利技术的布线结构的特征部分在于，在源电极/漏电极5与氧化物半导体层4之间具有Ti氧化膜9代替以往的Ti等。如图1所示，Ti氧化膜9与氧化物半导体层4直接连接。Ti氧化膜9抑制由源电极/漏电极形成以后的热过程(保护层形成等)所致的Ti与基底氧化物半导体层的还原反应，并且具有作为阻挡层的作用(可以防止金属向半导体层中扩散及半导体向源电极/漏电极中扩散的作用)。Ti氧化膜9包含Ti氧化物。本专利技术中使用的Ti氧化物的组成可以用TiOx来表示，X优选为1.0以上且2.0以下。更优选的X为1.5，进一步优选为2.0。Ti氧化物可以仅由Ti和O构成，可以在不损害本专利技术的作用的范围内进一步包含Ti以外的金属(例如Al、Mn、Zn)。为了充分发挥阻挡效果，优选使Ti氧化膜9的膜厚大致为IOnm以上。更优选为20nm以上，进一步优选为30nm以上。另一方面，在膜厚过厚时，微细加工性变差，因此其上限优选为50nm,更优选为40nm。本专利技术的布线结构具有夹杂Ti氧化膜9作为阻挡层的特征，对于构成上述布线结构的其他必要条件没有特别的限定，可以适当选择通常用于布线结构的必要条件。例如，考虑电阻等观点，构成源电极/漏电极5的金属优选使用纯Al或包含90原子％以上的Al的Al合金膜、或者纯Cu或包含90原子％以上的Cu的Cu合金膜。这些金属可以以单层使用，或者也可以制成层叠结构(从基板侧起依次为(i)纯Ti膜或包含50原子％以上的Ti的Ti合金膜与纯Al膜或Al合金膜的层叠结构；或者(ii)纯Ti膜或包含50原子％以上的Ti的Ti合金膜与纯Cu膜或Cu合金膜的层叠结构)。在此，“纯Al”是指不含意在改善特性的第三元素而仅含不可避免的杂质的Al。此外，“Al合金”包含大致90原子％以上的Al，且余部为Al以外的合金元素及不可避免的杂质。在此，作为“Al以外的合金元素”，可举出电阻低的合金元素，具体而言，可举出例如S1、Cu、Nd、La等。包含这些合金元素的Al合金优选通过调节添加量、膜厚等而将电阻率抑制在 5.0Χ106Ω.cm 以下。此外，“纯Cu”是指不含意在改善特性的第三元素而仅含不可避免的杂质的Cu。此外，“Cu合金”包含大致90原子％以上的Cu，且余部为Cu以外的合金元素及不可避免的杂质。在此，作为“Cu以外的合金元素”，可举出电阻低的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.30 JP 2010-222002;2011.09.29 JP 2011-215071.种布线结构，其特征在于，其是在基板上从基板侧起依次具有薄膜晶体管的半导体层和金属布线膜、并且在所述半导体层与所述金属布线膜之间具有阻挡层的布线结构， 所述半导体层包含氧化物半导体， 所述阻挡层包含含有TiOx的Ti氧化膜，且所述Ti氧化膜与所述半导体层直接连接，其中，X为1.0以上且2.0以下， 所述氧化物半导体包含含有选自In、Ga、Zn及Sn中的至少一种元素的氧化物。2.据权利要求1所述的布线结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田刚彰，钉宫敏洋，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：
国别省市：