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爱发科开发出用于大尺寸液晶面板TFT的铜溅射技术 |
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| http://cn.newmaker.com
2/13/2008 10:35:00 AM
日经BP社
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爱发科开发出了在大尺寸液晶面板TFT布线时可用铜替代铝的溅射技术。提高了布线与玻璃基板及非晶硅（a-Si）层的密着性，同时防止了原子扩散。该技术已经开始向液晶面板厂商推荐，希望能够将其应用在50英寸级和60英寸级以上的液晶电视以及高精细数字广告牌上。
克服了Cu与玻璃基板的密着性差的问题
随着液晶面板向大型化发展，业界希望开发出布线电阻小的材料。目前的主流材料为铝合金，其电阻为4～5μΩ·cm，纯铝为3～3.5μΩ·cm。但是在50英寸以上的面板中，存在由于布线较长，导致信号劣化的问题。为避免这种情况，大多是在面板两侧安装驱动IC来分担驱动，不过这样又会使成本增加。而布线使用铜的话，电阻仅为2μΩ·cm，能够只由面板一侧来驱动，从而使驱动IC的成本减半。此前也有布线时使用铜的工艺，但问题是铜与玻璃基板及硅层等的密着性较差，并且铜原子容易向硅层扩散。
铝布线时也会产生铝原子扩散，为防止扩散，此前使用Mo和Ti等贵重金属形成防护层（势垒层）。但是，除了材料价格高之外，还需要采用不同的蚀刻工艺，成为成本升高的主因。另外，在热工艺中还会产生半球状突起物，导致电路短路的可能性增大。
利用铜合金靶材和氧混合气体来解决
爱发科千叶超材料研究所此次开发的工艺的特点是：提高了铜布线与玻璃基板的密着性，同时防止了原子扩散。首先，在玻璃基板上形成铜氧化层。在氩气中混有氧气的混合气体条件下进行溅射，形成与玻璃基板及底层膜连接的界面铜氧化层。然后，停止供氧，在氩气条件下层叠铜布线层。
铜氧化层的作用是提高与底板的密着性并充当势垒层。因此，不再需要Mo及Ti等势垒金属（Barrier Metal）。另外蚀刻特性与铜布线层相同，因此不需要多余的刻蚀工艺。
为进一步提高铜氧化层与底板的密着性，此次将添加了比铜更易于氧化的Mg、Mn、Ni、Zr等金属的铜合金作为溅射靶材。
液晶面板布线的30％可以使用该技术
此次开发的Cu-Mg、Cu-Ti及Cu-Zr等溅射靶材由爱发科材料销售。该公司预计2010年的布线靶材按铝换算将达到每年1000吨，市场规模达到100亿～200亿日元，其中，2008年约有5％、2010年约30％将被铜布线靶材取代。“液晶面板的布线材料比半导体用得更多，因此材料厂商对铜充满期待”（爱发科材料代表董事社长伊藤隆治）。
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