[发明专利]金属互接件以及采用金属互接件的有源矩阵基底

说明书

本发明涉及金属互接件(interconnection)以及一种采用金属互接件的有源矩阵基底，用于诸如液晶显示器(LCD)、等离子体显示板(PDP)、电致变色显示器(ECD)以及电致发光显示器(ELD)之类的平板式显示器，涉及利用陶瓷板的印刷线路板和其它各种领域。

在具有液晶显示器(LCD)特征的平板式显示器中，诸如液晶和放电气体之类的显示材料通常情况下被密封和固定在一对基底之间，并通过向显示材料供电而进行显示操作。在此结构中，要把包括传导材料的布线布置在至少其中一个基底上。

例如，在一有源矩阵驱动显示器中，门电极和数据电极的矩阵图案设置在成对的、密封和固定显示材料的基底的其中一个基底上(一有源矩阵基底)，而薄膜晶体管(TFTs)和象素电极设置在门电极和数据电极的每一交叉点上。通常情况下，这些门电极和数据电极由诸如钽(Ta)、铝(Al)、钼(Mo)之类的金属材料制成，并采用诸如溅射之类的干燥喷镀技术沉积这些电极。

在试图增加这种平板式显示器的面积和清晰度的尝试中，由于驱动频率的增加和布线的阻抗和寄生电容的增加，出现了一种很严重的问题，即产生了驱动信号的延迟。

作为一种解决驱动信号延迟问题的尝试方法，把具有较低电阻的铜(体电阻为1.7μΩ.cm)用作互接线材料，以代替常用的互接线材料铝(Al)(体电阻为2.7μΩ.cm)、α-钽(α-Ta)(体电阻为13.1μΩ.cm)和钼(Mo)(体电阻为5.8μΩ.cm)。例如，在“用于TFT—LCD的低电阻铜地址线(Low ResistanceCopper Address Line for TFT-LCD)”的文章(日本显示器，1989年，第489—501页(Japan Display‘89，p.489-501))中，就已公开了对利用铜作为门电极材料的TFT—LCD的研究成果。在该文章中指出，采用溅射方法沉积而成的铜薄膜对接地玻璃基底具有很低的粘附力，为了提高粘附力，需要在接地玻璃基底上插入钽之类的金属薄膜。

在该文中公开的互连结构要求铜膜和钽之类的每一接地金属膜单独受到一次干沉积处理和一次蚀刻处理，因此增加了处理的次数，提高了成本。

日本专利特开平JP4—232922中提出了一种方法，即把包括ITO(铟锡氧化物)等物质的透明电极用于接地薄膜，并采用喷镀技术把铜之类的金属膜沉积在接地膜上。作为该文献中所述的一种效果，这种技术可使喷镀金属有选择地仅沉积在ITO薄膜上，只是对透明电极的ITO薄膜需要进行图案成形处理，并能有效地沉积大面积的铜互接件。该文献中还描述了一种结构，在此结构中，对ITO有满意粘接力的、诸如镍之类的金属膜插接在ITO和铜之间。

日本专利特开平JP10—321622中提出了一种方法，即在接地金属上形成一层倒锥形的保护膜，并在该保护膜上进行电镀处理，从而形成一正锥形薄膜。如图8所示，对于所定义的“正锥形”和“倒锥形”，把在玻璃基底111上形成的喷镀膜112两侧与玻璃基底111的表面构成的锥角θ不大于90°的情况定义为“正锥形”。如图9所示，把在玻璃基底121上形成的喷镀膜122两侧与玻璃基底121的表面构成的锥角θ大于90°的情况定义为“倒锥形”。

在日本专利特开平04—232922中公开的利用喷镀技术在接地ITO薄膜上形成的金属互接件结构中，利用以HF(氟化氢)为基本成分的化学物质进行喷镀预处理，以便选择沉积在玻璃和接地ITO薄膜上的金属膜，并把喷镀膜粘接到接地膜上。(为了清除粘附在玻璃上的催化剂，可进行这样处理，在大多数情况下，不用考虑接地膜的类型，甚至还可对聚酰亚胺等进行这样的处理)。采用喷镀方法进行金属膜沉积的过程中，或者为了清除表面的污垢、而采用碱性溶液去污的过程中，或者采用碱性喷镀溶液喷镀铜的过程中，没有被接地图案覆盖的玻璃表面由于特有的喷镀过程而受到蚀刻。本文所使用的术语“喷镀”是指无电喷镀、电镀等等。

还可以发现，喷镀膜随着薄膜的增长而产生快速增长部分和慢速增长部分。

在此方法中，由于薄膜增长速度的不同，没有被接地膜覆盖的玻璃表面可能被蚀刻、而且所形成的薄膜可能是倒锥形的。

在喷镀膜122为图9所示倒锥形的情况下，在金属互接件上沉积另一薄膜和在金属互接件上制作图案会遇到下面所述的问题。在沉积中，由于倒锥形部分的遮盖，可能阻止了在互接线的端缘部分适当地沉积薄膜，从而在该端缘部分由于薄膜爆裂而产生步进式的断开。此外，在蚀刻过程中，由于金属线的遮盖，可能在端缘部分产生残留膜。