在包含基板、薄膜晶体管半导体层、源极／漏极电极和透明像素电极的薄膜晶体管衬底中，所述源极／漏极电极包括铝合金薄膜，所述铝合金含０．１－６原子％的镍作为合金元素，并且直接连接到所述的薄膜晶体管半导体层上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在液晶显示器、半导体器件和光学组件的薄膜晶体管中使用的源极/漏极电极和晶体管衬底，还涉及制造所述衬底的方法和使用所述衬底的显示装置。特别是，本专利技术涉及新的包含作为组件的铝合金薄膜的源极/漏极电极。
技术介绍
从小尺寸手机到具有30英寸或更大屏幕的大尺寸电视机，液晶显示器在多种应用中得到使用。按照像素驱动方法，它们分为被动式矩阵液晶显示器和主动式矩阵液晶显示器。其中，具有作为开关装置的薄膜晶体管(下文简称为TFT)的主动式矩阵液晶显示器得到广泛的使用，因为它们实现了高清晰度的图像，并且能够高速地生成图像。参照图1将对用在主动式矩阵液晶显示器中的典型的液晶显示面板的构造和工作原理进行说明。以使用氢化非晶硅作为活性半导体层的具有TFT阵列的衬底(下文也称为“非晶硅薄膜晶体管衬底”)作为实例。然而，所述的活性半导体层不受限于此，也可以是多晶硅(多晶体硅)层。图1中的液晶显示面板100包含薄膜晶体管衬底1、对衬底2和液晶层3。对衬底2面朝薄膜晶体管衬底1安置。液晶层3安置于薄膜晶体管衬底1和对衬底2之间，并起着光调制层的作用。薄膜晶体管衬底1包括绝缘玻璃基板1a和在其上安置的薄膜晶体管4、透明像素电极5以及包含扫描线和信号线的互连部分6。透明像素电极5典型地由包含氧化铟(In2O3)和约10质量％的氧化锡(SnO2)的氧化锡铟(ITO)薄膜制成。薄膜晶体管衬底1由驱动电路13和通过带式自动粘合(TAB)带12连接到驱动电路13的控制电路14驱动。对衬底2包含绝缘玻璃基板1b、共用电极7、滤色器8和遮光膜9。共用电极7安置在面朝薄膜晶体管衬底1的玻璃基板1b的整个表面上。对衬底2整体上起着对电极的作用。滤色器8安置在面朝透明像素电极5的位置。遮光膜9安置在面朝薄膜晶体管衬底1上的薄膜晶体管4和互连部分6的位置。对衬底2还具有使液晶层3中的液晶分子(没有显示)取向到预定方向的取向层11。液晶显示面板100还包含分别在薄膜晶体管衬底1和对衬底2的外侧(在与液晶层3相对的面上)安置的偏光片10a和10b。在液晶显示面板100中，在对电极2(共用电极7)和透明像素电极5之间形成的电场控制液晶层3中液晶分子的取向方向，从而对通过液晶层3的光进行调制。这控制了经过对衬底2光的透过量，从而生成和显示出图像。接着参照图2，对用于液晶显示面板的传统非晶硅薄膜晶体管衬底的构造和工作原理进行详细说明。图2是图1中的主要部件″A″的放大图。参照图2，扫描线(薄膜栅极互连)25安置于玻璃基板(没有显示)上。扫描线25的一部分起着控制(开和关)薄膜晶体管的栅极电极26的作用。安置栅极绝缘体(氮化硅薄膜)27以覆盖栅极电极26。安置信号线(源极/漏极电极互连)34使扫描线25与插入它们之间的栅极绝缘体27交叉。信号线34的一部分起着薄膜晶体管的源极电极28的作用。紧挨着栅极绝缘体27相继安置有非晶硅沟道膜(活性半导体膜)33、信号线(源极/漏极互连)34和氮化硅夹层电介质膜(保护膜)30。这种类型的液晶显示面板通常称为底部栅极型面板。非晶硅沟道膜33包含掺杂磷(P)的掺杂层(n层)和本征层(i层；也称为非掺杂层)。在栅极绝缘体27上是像素区，其中安置透明像素电极5。透明像素电极5是由例如包含In2O3和SnO的ITO膜制成的。通过插入后述金属阻挡层，薄膜晶体管的漏极电极29与透明像素电极5相接触并与其电连接。当通过扫描线25将栅极电压加于栅极电极26上时，薄膜晶体管4接通。在这种状态中，已加于信号线34上的驱动电压从源极电极28通过漏极电极29加到透明像素电极5上。当在透明像素电极5上施加预定的驱动电压时，在透明像素电极5和参照图1所上述的对电极2之间产生电压差。这种电压差使液晶层3中的液晶分子定向或取向，从而产生光调制。在薄膜晶体管衬底1中，与源极/漏极电极电连接的源极/漏极互连34、与透明像素电极5电连接的信号线(像素电极的信号线)和与栅极电极26电连接的扫描线25均由纯铝或铝合金如Al-Nd(以下纯铝或铝合金通称为“铝合金”)薄膜制成。这是因为这些纯铝或铝合金具有低的电阻率，并且易于加工。如图2中所说明，包含难熔金属如Mo、Cr、Ti或W的金属阻挡层51、52、53和54安置于这些互连的上面和下面。下面将对传统铝合金薄膜为什么必须通过插入金属阻挡层与其它组件连接的原因进行说明。如图2所说明，铝合金薄膜通过插入金属阻挡层51和52连接到透明像素电极5上。这是因为，如果铝合金薄膜直接连接到透明像素电极上，在这些组件之间的接触电阻很高，降低了显示图像的质量。用作透明像素电极互连材料的铝对氧化十分敏感，并且在铝合金薄膜和透明像素电极之间的界面形成氧化铝绝缘层。氧化铝来源于在液晶显示面板的膜沉积过程中生成或加入的氧。作为透明像素电极材料的氧化锡铟(ITO)是导电的金属氧化物，但是如果氧化铝层形成，它将不能形成导电的欧姆接触。然而除了沉积栅极电极、源极电极和漏极电极的溅射系统之外，这种金属阻挡层的沉积需要额外的用于其沉积的膜沉积室。这些额外的单元导致生产成本增加和生产率降低。因此，提出了不需要金属阻挡层并可使源极/漏极电极和透明像素电极之间进行直接接触的电极材料。日本未审查的专利申请公布(JP-A)No.Hei 11-337976公开了一种技术，所述技术使用包含氧化铟和约10质量％氧化锌的氧化锌铟(IZO)膜作为透明像素电极材料。然而根据这种技术，最广泛使用的ITO膜必须用IZO膜代替，导致材料成本增加。JP-A No.Hei 11-283934公开了一种方法，所述的方法通过对漏极电极进行等离子体处理或离子植入来修饰漏极电极表面。然而，这种方法需要额外的表面处理步骤，导致生产率降低。JP-A No.Hei 11-284195公开了一种方法，所述的方法从纯铝或铝合金的第一层和还包含杂质如氮、氧、硅和碳的纯铝或铝合金的第二层制造栅极电极、源极电极和漏极电极。这种方法的优势在于，构成栅极电极、源极电极和漏极电极的薄膜可以在一个膜沉积室中连续沉积。然而，这种方法需要沉积包含杂质的第二层的额外步骤。另外，生成的源极/漏极互连常常在将杂质引入到源极/漏极互连的步骤中从室壁上以薄片状分层。这是由含杂质膜和不含杂质膜之间的热膨胀系数的差别所导致的。为了避免这种问题，这种方法需要经常进行维护操作而中止薄膜沉积步骤，这导致生产率明显降低。在这些情况下，本专利技术的专利技术人在JP-A No.2004-214606中已经公开一种方法，所述的方法不需要金属阻挡层、简化了生产过程而没有增加步骤数，并且可使铝合金膜和透明像素电极之间进行直接和可靠地接触。在JP-A No.2004-214606中公开的技术使用一种铝合金，所述的铝合金包含0.1-6原子％的选自Au、Ag、Zn、Cu、Ni、Sr、Ge、Sm和Bi的至少一种作为合金元素，并且允许这些合金元素中的至少一种在铝合金膜和透明像素电极的界面成为沉析层或富集层，从而达到上述目的。如上所述，在JP-A No.2004-214606中公开的技术允许在铝合金膜和透明像素电极之间进行直接连接。然而，还没有公开可使非晶硅薄膜和包含铝合金的源极/漏极互连之间直接接触的技术。如上所述，作为源极/漏极互连的传统互连包本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种薄膜晶体管衬底，其包含基板、半导体层、源极／漏极电极和透明像素电极，所述的源极／漏极电极包含铝合金薄膜，该铝合金含０．１－６原子％的镍作为合金元素，其中所述的源极／漏极电极被设置成所述的铝合金薄膜直接连接到所述的半导体层 上。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：钉宫敏洋，后藤裕史，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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