半导体器件、显示装置及半导体器件的制造方法

摘要

本发明涉及半导体器件、显示装置及半导体器件的制造方法。提供一种Al合金膜，无需采用高熔点金属形成阻挡层，实现了与Si膜或以Si为主成分的膜的良好接触特性。半导体器件包括：以硅为主成分的膜；以及与以硅为主成分的膜、例如欧姆性低电阻Si膜(8)直接连接、并在连接界面附近至少含有Al、Ni和N的铝合金膜，例如源电极(9)或漏电极(10)。铝合金膜无需采用高熔点金属形成为阻挡层，与以硅为主成分的膜直接连接，并具有良好的接触特性。

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示器(display)或有机EL(电致发光，electroluminescence)显示器等电光显示装置、或半导体部件等半导体器件的结构及其制造方法，特别涉及含有将铝合金膜(以下记为“Al合金膜”)、以及Si膜(硅(silicon)膜)或以Si为主成分的膜作为构成要素的半导体器件的结构及其制造方法。

背景技术

作为半导体器件的一个例子，将薄膜晶体管(Thin Film Transistor：以下记为“TFT”)用作开关(switching)元件的有源矩阵(active matrix)型TFT的显示器用电光显示装置，作为取代CRT(阴极射线管，Cathod Ray Tube)的平板显示器的一种，利用其低功耗和薄型的特点而应用于产品上目前非常流行。

对于现有技术，构成半导体器件的布线或电极材料一般使用例如钛(Ti)、铬(Cr)、钼(Mo)、钽(Ta)、钨(W)或者以它们为主成分的合金等所谓的高熔点金属材料。这些高熔点金属在与Si半导体膜的连接界面处几乎不发生界面扩散反应，因此，很适于用作半导体器件用的电极材料。但是，近年来，在TV的大型化和便携式电话等小型显示器的高精细化的发展过程中，要求布线材料的低电阻化，现有的高熔点金属的电阻率值(一般为12～60μΩ·cm)已经不适用了。因此，作为显示器用的布线材料，电阻率低、布线图形(pattern)加工较容易的铝(Al)或以Al为主成分的合金，即Al合金膜备受瞩目。

然而，众所周知，Al合金膜一般地在与Si半导体膜或以Si为主成分的膜的连接界面处，会发生激烈的相互扩散反应从而导致电气特性劣化。因此，在Al合金膜与Si膜相连接的情况下，必须隔着作为阻挡层(barrier)的上述高熔点金属。此外，在显示器用光学显示装置的情况下，必须使一般用作透射像素电极材料的氧化铟(indium)系、例如氧化铟和氧化锡混合后的ITO(氧化铟锡，Indium Tin Oxide)和布线材料(例如Al合金膜)接合。即使在这种情况下，由于Al合金膜在与ITO的界面处发生扩散反应而导致电气特性劣化，因此，同样需要将高熔点金属作为阻挡层而介于中间。

例如，专利文献1～3中已经公开了使用如上所述的高熔点金属作为阻挡层、并与低电阻Al合金膜进行组合从而应用于TFT的源、漏电极的例子。在这些例子中，与在下层设置Cr、Mo、Ti、Zr的高熔点金属并向Si中添加了杂质的低电阻Si膜(欧姆接触(contact)Si膜)和ITO膜直接连接后，构成了在其上层形成了低电阻的Al系金属的叠层膜结构。

另一方面，在例如专利文献4、5中公开了一种用于防止Al合金膜和ITO的界面扩散反应、并得到良好的界面电气特性(接触特性)的方法。如果使用这些方法，则至少在只需要Al合金膜和ITO膜直接连接的器件中，由高熔点金属形成阻挡层不是必须的。

专利文献1：特开平6-236893号公报

专利文献2：特开平7-30118号公报

专利文献3：特开平8-62628号公报

专利文献4：特开2003-89864号公报

专利文献5：特开2004-214606号公报

如上所述，在现有的Al合金膜的材料及制造工序的组合中，由于不能够防止Al合金膜与Si半导体膜以及以Si为主成分的Si膜的界面扩散反应，故必须用高熔点金属来形成阻挡层。为此，增加成膜工序或刻蚀(etching)加工的工序，导致生产能力下降。此外，由于刻蚀加工时的Al合金膜和高熔点金属膜的刻蚀速度的差异、以及横向行进的侧蚀量(side etching)的差异等，刻蚀加工截面的形状上出现了凹凸。因此，难以进行微细加工。

此外，由于刻蚀加工截面的形状可形成凹凸，因此，将导致在上层形成的膜的覆盖(coverage)特性劣化。这样，现有的Al合金膜和制造方法中，存在着难以高品质地制造出具有高可靠性的半导体器件等问题。

此外，在上述专利文献4中，不仅记载了与ITO的接触特性的改善，还记载了与Si的接触特性的改善效果。但是，根据本发明人的评价结果，当在Si半导体上直接形成使用了Si半导体作为TFT的源、漏电极的Al合金膜的情况下，在刚刚成膜之后，在与Si的界面处并未发生相互扩散反应，但是由于热处理(在大气中，或者氮气环境中，保持大约30分钟)而使扩散反应逐渐进行，并且在超过250℃的温度下，即使在光学显微镜观察级别(level)下也看到发生了扩散反应。此外，在超过200℃的温度下，尽管在光学显微镜观察级别下没有显著的扩散反应，但是，对TFT的电气特性进行测定的结果，TFT特性，具体地说，一般的Id(漏电流)—Vg(栅(gate)电压)的导通(on)/截止(off)特性发生明显的劣化。在一般的显示器用的有源矩阵TFT阵列(array)基板的制造工艺(process)中，通常至少包含200℃以上的处理温度。因此，应用到这种半导体显示器件上从耐热性方面考虑实质上很困难。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种无需用高熔点金属形成阻挡层、并实现了与Si膜或以Si为主成分的膜的良好的接触特性的Al合金膜及其制造方法。

在本发明的半导体器件的一种方式中，包括：以硅(Si)为主成分的膜；与上述以Si为主成分的膜直接连接、并在连接界面附近处至少含有Al、镍((nickel)(Ni)和氮(N)的铝合金膜。此外，本发明的显示装置的一种方式中，使用了上述半导体器件。

此外，在本发明的半导体器件的制造方法的一种方式中，包括：形成以Si为主成分的膜的工序；以及形成与上述以Si为主成分的膜直接连接、在与上述以Si为主成分的膜相连接的连接界面附近处至少含有Al、Ni和N的铝合金膜的工序。此外，在本发明的半导体器件的制造方法的另一种方式中，包括：在与叠层膜的边界面附近形成至少含有Al、Ni、和N的铝合金膜的工序；以及以与上述边界面的表面的至少一部分直接连接的方式形成以Si为主成分的膜的工序。

根据本发明，可以提供一种无需用高熔点金属形成阻挡层，并实现了与Si膜或以Si为主成分的膜的良好接触特性的Al合金膜及其制造方法。

附图说明

图1是表示在显示装置中使用的TFT阵列基板的结构例的正视图。

图2是表示本发明实施方式1和3的显示器用有源矩阵型TFT阵列基板的平面图。

图3是表示本发明实施方式1的显示器用有源矩阵型TFT阵列基板的截面图。

图4是表示本发明实施方式1的显示器用有源矩阵型TFT阵列基板的制造工序的截面工序图。

图5是表示本发明实施方式1的显示器用有源矩阵型TFT阵列基板的制造工序的截面工序图。

图6是表示本发明实施方式2的显示器用有源矩阵型TFT阵列基板的平面图。

图7是表示本发明实施方式2的显示器用有源矩阵型TFT阵列基板的截面图。

图8是表示本发明实施方式2的显示器用有源矩阵型TFT阵列基板的制造工序的截面工序图。

图9是表示本发明实施方式2的显示器用有源矩阵型TFT阵列基板的制造工序的截面工序图。

图10是表示本发明实施方式3的显示器用有源矩阵型TFT阵列基板的截面图。

图11是表示本发明实施方式3的显示器用有源矩阵型TFT阵列基板的制造工序的截面工序图。

图12是表示本发明实施方式3的显示器用有源矩阵型TFT阵列基板的制造工序的截面工序图。

图13是表示本发明实施方式4的显示器用有源矩阵型TFT阵列基板的截面图。

图14是调查Al合金膜和Si膜的界面扩散反应的照片，(a)是添加了2摩尔％Ni的Al—2摩尔％Ni膜，(b)是Al—2摩尔％Cu膜。

图15是调查Al—Ni—N膜和Si膜的界面扩散反应的图(照片)。

图16是表示Al合金膜和Si膜的界面附近的元素分布的图，(a)是Al—2摩尔％Ni—10摩尔％N膜和Si膜的界面附近的元素分布，(b)是Al—2摩尔％Ni膜和Si膜的界面附近的元素分布。

图17是表示Al—Ni膜的Ni组成比和膜的电阻率值的关系的图。

图18是表示Al—N膜的N组成比和膜的电阻率值的关系的图。

图19是表示Al—Ni膜的Ni组成比和膜的反射率值的关系的图。

图20是表示Al—N膜的N组成比和膜的反射率值的关系的图。

图21是调查Al—Ni—Si膜和Si膜的界面扩散反应的照片，(a)是在300℃下进行热处理的情况，(b)是在350℃下进行热处理的情况。

图22是调查Al—Ni—Mo膜和Si膜的界面扩散反应的照片，(a)是在300℃下进行热处理的情况，(b)是在350℃下进行热处理的情况。

图23是调查Al—Ni—W膜和Si膜的界面扩散反应的照片，(a)是在300℃下进行热处理的情况，(b)是在350℃下进行热处理的情况。

符号说明

1 透明绝缘性基板，2 栅电极，3、43 栅布线，4 栅端子部，5 辅助电容电极，6 栅绝缘膜，7 Si半导体(有源)膜，8 欧姆低电阻Si膜，9 源电极，10 漏电极，11 TFT沟道部，12、44 源布线，13 源端子部，14 层间绝缘膜，15 像素漏极接触孔，16 栅端子部接触孔，17 源端子部接触孔，18 透射像素电极，19 栅端子焊盘，20 源端子焊盘，21 反射像素电极，41 显示区域，42 框缘区域，45 扫描信号驱动电路，46 显示信号驱动电路，47 像素，48、49 外部布线

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施方式。为了明确说明，对下面的记载和附图进行了适当的省略和简化。各附图中具有相同结构或功能的结构要素及其相当部分用相同符号表示，并省略其说明。

首先，使用图1，说明使用本发明的半导体器件的显示装置的一个例子。图1是表示在显示装置中使用的TFT阵列基板的结构例子的正视图。虽然以液晶显示装置为例对本发明的显示装置进行说明，但这毕竟仅仅是示例，也可以使用有机EL显示装置等平面型显示装置等。

图1所示的液晶显示装置具有基板40。基板40例如是TFT阵列基板等阵列基板。在基板40上设有显示区域41和以包围显示区域41的方式设置的框缘区域42。在该显示区域41上形成了多个栅布线(扫描信号线)43和多个源布线(显示信号线)44。平行地设置了多个栅布线43。同样，也平行地设置了多个源布线44。栅布线43和源布线44互相交差形成。栅布线43和源布线44垂直。被邻接的栅布线43和源布线44包围的区域构成像素47。因此，在基板40上以矩阵形状排列像素47。

在基板40的框缘区域42上设置了扫描信号驱动电路45和显示信号驱动电路46。栅布线43从显示区域41延伸到框缘区域42，并在基板40的端部，与扫描信号驱动电路45连接。源布线44也一样，从显示区域41延伸到框缘区域42，并在基板40的端部，与显示信号驱动电路46连接。在扫描信号驱动电路45的附近，连接了外部布线48。此外，在显示信号驱动电路46的附近，连接了外部布线49。外部布线48、49例如是FPC(Flexible Printed Circuit，柔性印刷电路)等布线基板。

经过外部布线48、49向扫描信号驱动电路45和显示信号驱动电路46供给来自外部的各种信号。扫描信号驱动电路45基于来自外部的控制信号，向栅布线43供给栅信号(扫描信号)。通过该栅信号，依次选择栅布线43。显示信号驱动电路46基于来自外部的控制信号或显示数据(data)向源布线44供给显示信号。由此，可以根据显示数据向各像素47供给显示电压。

在像素47内，至少形成了一个TFT50。TFT50被配置在源布线44和栅布线43的交叉点附近。例如，该TFT50向像素电极供给显示电压。即，通过来自栅布线43的栅信号，使作为开关元件的TFT50导通。由此，从源布线44向与TFT50的漏电极连接的像素电极施加显示电压。在像素电极和对置电极之间产生对应于显示电压的电场。此外，在基板40的表面上形成了取向膜(图中未示出)。

此外，在基板40上对置配置有对置基板。对置基板例如是彩色滤光器(滤色片，color filter)基板，并配置在观察侧。在对置基板上形成彩色滤光器、黑矩阵(black matrix)(BM)、对置电极、以及取向膜等。此外，对置电极也存在配置在基板40侧的情况。基板40和对置基板之间夹持液晶层。即，在基板40和对置基板之间导入了液晶。此外，在基板40和对置基板的外侧面上设置偏光板和相位差板等。此外，在液晶显示面板(panel)的反观察侧设置背光单元(backlight unit)等。

通过像素电极和对置电极之间的电场来驱动液晶。即，改变基板间的液晶的取向方向。由此，改变通过液晶层的光的偏振状态。即，通过了偏光板后变成直线偏振光的光借助于液晶层而改变偏振状态。具体地说，来自背光单元的光通过阵列基板侧的偏光板变为直线偏振光。该直线偏振光经过液晶层之后，改变了偏振状态。

根据偏振状态，通过了对置基板侧的偏光板后的光量发生改变。即，在来自背光单元的、透过液晶显示面板的透射光中、通过了观察侧的偏光板后的光的光量发生变化。液晶的取向方向因所施加的显示电压而变化。因此，通过控制显示电压，可以改变通过了观察侧的偏光板的光量。即，通过改变每个像素的显示电压，可以显示所希望的图像。以上是显示装置的概要。下面说明在显示装置中使用的、本发明的半导体器件及其制造方法的各个实施方式。

实施方式1

作为本发明的实施方式1，以在显示元件中使用液晶的液晶显示装置用有源矩阵型TFT阵列基板为例进行详细说明。图2是表示其平面结构的一个例子的图，图3是表示图2的A-A截面等的结构的图。图3所示的截面图中，为了易于说明TFT阵列基板的制造工序，示出了图2所示的A-A截面、B-B截面以及C-C截面。具体地说，图3中，除了含有TFT和像素部分的A-A截面(右侧)之外，还示出了含有栅端子部4的B-B截面(左侧)以及含有源端子部13的C-C截面(中间)。以下说明中所使用的截面图也同样示出了多个截面。

图2或图3中，透明绝缘性基板1是由玻璃(glass)或塑料(plastic)等构成的基板。在该透明绝缘性基板1上至少形成由金属膜构成的栅电极2、与该栅电极2相连结的栅布线3、与该栅布线3相连结并输入影像的扫描信号的栅端子部4、以及辅助电容电极5。此外，在它们的上层上形成了栅绝缘膜6。再者，Si半导体膜7构成为隔着栅绝缘膜6形成在下层的栅电极2附近的TFT的结构要素。欧姆低电阻Si膜8是向Si中添加了杂质的半导体膜。源电极9和漏电极10由Al合金膜构成，并分别与欧姆接触低电阻Si膜8直接连接。

TFT的沟道(channel)部11将源电极9和漏电极10分离，并构成在除去了欧姆接触低电阻Si膜8的区域上。源布线12是与源电极9相连结的布线。在图3中，没有明确示出源电极9和源布线12的边界。源端子部13与该源布线12相连结，并经过该源端子部13输入来自外部的影像信号。层间绝缘膜14形成为覆盖含有沟道部11的整个基板。

开口部在该层间绝缘膜14上形成为多个(图3中为3个)。像素漏接触孔(contact hole)15是到达下层漏电极10的开口部。栅端子部接触孔16是到达栅端子部4的开口部。源端子部接触孔17是到达源端子部13的开口部。此外，透射像素电极18是经像素漏接触孔15与漏电极10连接的透明导电膜。栅端子焊盘(pad)19是经栅端子部接触孔16与栅端子部4连接的焊盘。源端子焊盘20是经源端子部接触孔17与源端子部13连接的焊盘。

将如上所述构成的有源矩阵型TFT阵列基板、和包括彩色显示用的彩色滤光器或对置电极等的对置基板(图中未示出)隔开一定间隙(单元间隙，cell gap)贴合在一起，并在其中注入液晶并密封，由此制造出作为显示器用途的光学显示用装置的半导体器件。

然后，基于图4(A)—(C)、图5(D)—(E)说明本发明实施方式1的有源矩阵型TFT阵列基板的制造方法的步骤。图4(A)中，首先，使用清洗液或纯水清洗玻璃基板等透明绝缘性基板1，在该透明绝缘性基板1上形成金属膜。成膜时，在第一次光刻(photolithography)工艺中，对金属膜进行构图(patterning)，形成栅电极2、栅布线3、栅端子部4和辅助电容电极5。作为金属膜，优选使用电气的电阻率低的金属或合金。

作为优选实施例，这里，首先通过使用了公知的氩(Ar)气或氪(Kr)气的溅射法对含有2摩尔％(at％)Ni的AlNi合金膜进行成膜，厚度为200nm。溅射条件是：利用DC(直流)磁控管溅射方式，使用在Al中含有2摩尔％(at％)Ni的AlNi合金靶，在成膜功率(power)密度为3W/cm²、Ar气体流量为2.4×10^-3m³/h(40sccm)的条件下进行成膜。然后，用光刻工艺形成光刻胶图形之后，使用公知的磷酸+硝酸+醋酸系构成的药液刻蚀AlNi膜。通过除去光刻胶图形，形成栅电极2、栅布线3、栅端子部4以及辅助电容电极5的图形。此时，所形成的AlNi合金膜的Ni组成为与靶组成大致相同的2摩尔％Ni。此外，尽管刚成膜后电阻率值大约为12μΩ·cm，但是在如下所示经过大约300℃的处理温度之后，电阻率值减少到约5μΩ·cm。该值比一般的现有的高熔点金属低，能够降低栅布线3的电阻。

接着，在图4(B)中，首先依次成膜由氮化硅(SiN)构成的栅绝缘膜6、由非晶硅(a-Si)构成的Si半导体有源膜7、以及由添加了杂质的n型非晶硅(n+a-Si)构成的欧姆低电阻Si膜8。成膜之后，利用第二次光刻工艺将Si半导体有源膜7和欧姆低电阻Si膜8构图形成为成为TFT构成要素的形状。

作为优选实施方式，这里使用化学气相淀积(CVD)法，在约300℃的基板加热条件下，依次成膜作为栅绝缘膜6的厚度为400nm的SiN膜、作为Si半导体有源膜7的厚度为150nm的a-Si膜、作为欧姆低电阻Si膜8的厚度为50nm并添加了磷(P)(phosphorus)杂质的n+a-Si膜。然后，利用光刻工艺形成光刻胶图形之后，采用使用了公知的氟(fluorine)系气体的干(dry)刻蚀法刻蚀a-Si膜和n+a-Si膜，除去光刻胶图形之后，形成了成为TFT构成要素的半导体图形(Si半导体有源膜7、以及欧姆接触低电阻Si膜8)。

接着，在图4(C)中，成膜Al合金膜之后，利用第三次光刻工艺构图后形成源电极9、漏电极10、源布线12、源端子部13和TFT的沟道部11。作为在本工序中使用的Al合金膜，优选使用这样的合金膜，该合金膜具有：电气电阻率低、示出与欧姆低电阻Si膜8的良好接触特性、以及与透射像素电极中使用的导电膜(以下用符号18表示)的良好接触特性(特别是电接触电阻较低)等优点。

作为优选实施例，这里，采用使用了在Al中添加了2摩尔％Ni的AlNi合金靶的DC磁控管溅射法，形成Al合金膜。溅射的条件是：使用在流量为2.4×10^-3m³/h(40sccm)的Ar气体中添加了流量为3×10^-4m³/h(5sccm)的N₂气体后而得到的混合气体，在成膜功率密度为3W/cm²下形成大约200nm厚的AlNiN合金膜。然后，利用光刻工艺形成光刻胶图形之后，使用由公知的磷酸+硝酸+醋酸构成的药液刻蚀AlNiN膜，形成源电极9、漏电极10、源布线12和源端子部13的图形。之后，使用含有氟系气体的公知的干刻蚀法刻蚀源电极9和漏电极10之间的欧姆低电阻Si膜8之后，除去光刻胶图形，形成TFT的沟道部11。

然后调查该AlNiN膜的组成，其为含有2摩尔％Ni、5摩尔％N的合金膜。此外，尽管刚成膜后电阻率值约为15μΩ·cm，但是，在约为300℃的温度下进行热处理之后，电阻率值降低到约10μΩ·cm。该值比一般现有的高熔点金属低，并能够降低源布线12的电阻。此外，尽管在上述实施例中使用了Ar气体和N₂气体的混合气体作为溅射气体，但是也可以使用Kr气体代替Ar气体。这种情况下，由于与使用Ar气体的情况相比可以减少膜的缺陷或应力，因此，即使不施加热处理也可以将电阻率降低到约10μΩ·cm。此外，即使在Al膜中添加N的情况下，在溅射时所添加的气体也不限于N₂气体，例如，象NH₃那样，只要是含N的气体，就能够在Al膜中添加N。此外，也可以使用预先在溅射靶中添加了N的AlNiN合金膜来形成。这种情况下，作为溅射气体，不必使用在Ar气体或Kr气体中添加了N₂或含N气体后而形成的混合气体，也可以单独采用Ar气或Kr气进行成膜。

接着，在图5(D)中，将层间绝缘膜14成膜为钝化(passivation)膜之后，利用第四次光刻工艺进行构图，并至少同时形成贯通到达漏电极10表面的像素漏接触孔15、贯通到达栅端子部4表面的栅端子部接触孔16、以及贯通到达源端子部13表面的源端子部接触孔17。

作为优选实施例，这里使用化学气相淀积(CVD)法，在约300℃的基板加热条件下，形成作为层间绝缘膜14的厚度为300nm的氮化硅SiN膜之后，利用光刻工艺形成光刻胶图形。然后，采用使用了公知的氟系气体的干刻蚀法进行刻蚀，除去光刻胶图形后，形成漏接触孔15、栅端子部接触孔16以及源端子部接触孔17。

最后，在图5(E)中，形成了透明导电膜之后，利用第五次光刻工艺进行构图，形成经像素漏接触孔15与下层的漏电极10电连接的透射像素电极18、经栅端子部接触孔16和源端子部接触孔17与栅端子部4和源端子部13分别电连接的栅端子焊盘19和源端子焊盘20的图形。这样，完成了适用于本发明实施方式1的液晶显示装置的有源矩阵TFT阵列基板。此外，所完成的TFT阵列基板也可以在约200～300℃的温度下施加热处理。由此，由于可以除去或缓和在整个基板上累积的静电荷或应力等，并且可以降低金属膜的电气电阻率，能够提高TFT特性并使之稳定化，因此优选。

作为优选实施例，这里，将氧化铟(In₂O₃)和氧化锡(tin)(SnO₂)混合并采用使用了公知的Ar气体的溅射法形成厚度为100nm的ITO膜，作为透明导电膜。成膜之后，使用光刻工艺形成光刻胶图形，并使用含有公知的盐酸+硝酸的溶液进行刻蚀，除去光刻胶图形，形成了透射像素电极18、栅端子焊盘19以及源端子焊盘20。之后，在大气中，在约300℃下将基板保持30分钟，进行热处理。

如此完成的TFT阵列基板是将以Si为主成分的膜、由Al合金膜构成的源电极9和漏电极10直接连接而形成的。具体地说，是将以Si为主成分的欧姆低电阻Si膜8、与源电极9和漏电极10的Al合金膜未隔着由高熔点金属构成的阻挡层直接连接而形成的。这里，在本发明的说明书中，“以Si为主成分的膜”指的是：Si膜或以Si为主成分，即Si的含有比例最多的膜。此外，“界面附近或连接界面附近”指的是：虽然也依赖于膜厚等各种条件，但至少比膜厚的一半更靠近边界面的区域。此外，以Si为主成分的膜与Al合金膜的连接可以是以Si为主成分的膜表面的至少一部分、和Al合金膜的至少一部分相连接的状态。

本实施方式的TFT阵列基板尽管不具有高熔点金属的阻挡层，但却示出了与使用现有的高熔点金属作为阻挡层的情况相同的TFT特性。这是通过在Al合金膜中添加了Ni和N，从而在连接界面处不发生扩散反应的缘故。此外，即使将热处理温度提高到350℃的情况下，也不会观察到在连接界面处发生扩散反应，并且TFT特性也不会劣化。因此，确认出本实施方式的TFT阵列基板具有足够的耐热性。

此外，除了栅布线3之外，还可以在源布线12上单独形成低电阻的Al合金膜，因此，即使在大型显示器或小型高精细显示器中，也可以有效地以低成本(cost)生产出无因为布线的高电阻化而引起的信号延迟等所导致的显示不均(non-uniformity)或者显示不良的高显示品质的显示器。

实施方式2

作为本发明的实施方式2，对在显示元件中使用液晶的液晶显示装置用的有源矩阵型TFT阵列基板的与实施方式1不同的例子进行说明。图6是表示其平面结构的图，图7是表示图6的A-A截面等的结构的图。在图7所示的截面图中，示出了图6所示的A-A截面、B-B截面以及C-C截面。与实施方式1适用于光全透射并进行显示的全透射型显示器不同，本实施方式2涉及漏电极的一部分兼做反射光并进行显示的反射像素电极的半透射型或部分反射型显示器用。因此，对于源电极、漏电极，除了防止与Si膜的界面扩散反应之外，还必须具有较高的表面反射率特性。

在图6或图7中，对于符号与图2、3相同的构成要素，省略其说明。源电极9和漏电极10分别由Al合金膜构成，并与欧姆低电阻Si膜8直接连接。TFT的沟道部11将源电极9和漏电极10分离，并构成在除去欧姆低电阻Si膜8后的区域上。源布线12是与源电极9相连结的布线，源端子部13与源布线12相连结并从外部输入影像信号。图7中，没有明确示出源电极9和源布线12的边界。此外，反射像素电极21是从漏电极10延伸形成的电极。反射像素电极21可以获得表面反射率越高越明亮的高品质的显示特性。因此，形成它们的Al合金膜是由具有与下层的欧姆低电阻Si膜的良好接触特性的Al合金膜(第一铝合金膜)、以及在其上层形成的反射率较高的Al合金膜(第二铝合金膜)的至少二层膜形成的。具体地说，第一铝合金膜是用符号9a、10a、12a、13a、21a表示的布线、电极，第二铝合金膜是用符号9b、10b、12b、13b、21b表示的布线、电极。

开口部在该层间绝缘膜14上形成为多个(图7中为3个)。像素漏接触孔15是到达兼做下层漏电极10的反射像素电极21的开口部。栅端子部接触孔16是到达栅端子部4的开口部。源端子部接触孔17是到达源端子部13的开口部。此外，透射像素电极18由经过像素漏接触孔15与反射像素电极21连接的透明导电膜构成。栅端子焊盘19是经过栅端子部接触孔16与栅端子部4连接的焊盘，源端子焊盘20是经过源端子部接触孔17与源端子部13连接的焊盘。

将如上所述构成的有源矩阵型TFT阵列基板和具有彩色显示用的彩色滤光器或对置电极等的对置基板(图中未示出)隔开一定间隙(单元间隙)贴合在一起，并通过在其中注入并密封液晶，由此，制成显示器用途的光学显示用装置，即半导体器件。

下面，基于图8(A)～(C)、图9(D)～(E)说明本发明实施方式2的有源矩阵型TFT阵列基板的制造方法的步骤。图8(A)中，首先用清洗液或纯水清洗玻璃基板等透明绝缘性基板1，在该透明绝缘性基板1上进行金属膜的成膜。成膜之后，利用第一次光刻工艺对金属膜进行构图，形成栅电极2、栅布线3、栅端子部4和辅助电容电极5。作为金属膜，优选使用电气电阻率低的金属或合金等。

作为优选实施例，这里，首先通过使用公知的Ar气或Kr气的溅射法对含有1摩尔％的Ni的AlNi合金膜进行成膜，厚度约为200nm。溅射条件是：利用DC磁控管溅射方式，使用在Al中含有1摩尔％Ni的AlNi合金靶，在成膜功率密度为3W/cm²、Ar气体流量为2.4×10^-3m³/h(40sccm)的条件下进行成膜。然后，用光刻工艺形成光刻胶图形之后，使用公知的磷酸+硝酸+醋酸系构成的药液刻蚀AlNi膜。通过除去光刻胶图形，形成栅电极2、栅布线3、栅端子部4以及辅助电容电极5的图形。此时，所形成的AlNi合金膜的Ni组成是与靶组成大致相同的1摩尔％Ni。此外，尽管刚成膜后电阻率值大约为8μΩ·cm，但是通过大约300℃的热处理，电阻率值能够减少到约4μΩ·cm。该值比一般的现有的高熔点金属低，具有降低栅布线3的电阻的效果。

接着，在图8(B)中，首先依次成膜由氮化硅(SiN)构成的栅绝缘膜6、由非晶硅(a-Si)构成的Si半导体有源膜7以及由添加了杂质的n型非晶硅(n+a-Si)构成的欧姆低电阻Si膜8。成膜之后，利用第二次光刻工艺将所述Si半导体有源膜7和欧姆低电阻Si膜8构图形成为成为TFT构成要素的形状。

作为优选实施例，这里使用化学气相淀积(CVD)法，在约300℃的基板加热条件下，依次成膜作为栅绝缘膜6的厚度为400nm的SiN膜、作为Si半导体有源膜7的厚度为150nm的a-Si膜、作为欧姆低电阻Si膜8的厚度为50nm并添加了磷(P)杂质的n+a-Si膜。然后，利用光刻工艺形成光刻胶图形之后，采用使用了公知的氟系气体的干刻蚀法刻蚀a-Si膜和n+a-Si膜，除去光刻胶图形之后，形成了成为TFT构成要素的半导体图形(Si半导体有源膜7、以及欧姆接触低电阻Si膜8)。

接着，在图8(C)中，成膜Al合金膜之后，利用第三次光刻工艺构图后形成源电极9、漏电极10、源布线12、源端子部13和TFT的沟道部11。作为在本工序中使用的Al合金膜，优选使用这样的合金膜，该合金膜具有电气电阻率低、以及示出与欧姆低电阻Si膜8的良好接触特性、与透射像素电极中使用的导电膜(以下用符号18表示)的良好接触特性(特别是电气接触电阻低)、以及较高的光反射率等优点。

作为优选实施例，这里，采用使用了在Al中添加1摩尔％Ni的AlNi合金靶的DC磁控管溅射法，形成Al合金膜。溅射的条件是：使用在流量为2.4×10^-3m³/h(40sccm)的Ar气体中添加流量为1.2×10^-3m³/h(20sccm)的N₂气体后而得到的混合气体，在成膜功率密度为3W/cm²下形成大约50nm厚的AlNiN膜。然后，停止N₂气体的添加(流量为0m³/h)，只使用Ar气体，在成膜功率密度为3W/cm²下形成不添加N的大约200nm厚的AlNi膜。然后，利用光刻工艺形成光刻胶图形之后，使用由公知的磷酸+硝酸+醋酸构成的药液来统一刻蚀上层AlNi/下层AlNiN的二层膜，形成源电极9b/9a、漏电极10b/10a、源布线12b/12a和源端子部13b/13a以及反射像素电极21b/21a的图形。之后，使用含有氟系气体的公知的干刻蚀法刻蚀源电极9和漏电极10之间的欧姆低电阻Si膜8之后，除去光刻胶图形，形成TFT的沟道部11。

调查该下层AlNiN膜的组成，其为含有1摩尔％Ni、20摩尔％N的合金膜。刚成膜后电阻率值约为55μΩ·cm，在约300℃的温度下进行热处理之后，电阻率值约为50μΩ·cm。该值与一般的现有的高熔点金属相等或者比其大，不具有低电阻的效果，但是，上层的AlNi膜的Ni组成为1摩尔％，在刚成膜后电阻率值约为8μΩ·cm，在大约300℃的温度下进行热处理之后电阻率值约为4μΩ·cm，通过形成为两层膜，与使用现有的高熔点金属的情况相比，可以降低源布线12的电阻。此外，在波长550nm下所测定的光的反射率值，下层AlNiN膜为70％，上层AlNi膜为93％，具有与纯Al同样的较高的值。这样，在由至少两层以上的叠层膜形成Al合金膜的情况下，可以划分为防止与Si膜或以Si为主要成分的膜的边界扩散反应的功能、低电阻率值和高反射率值的功能，并组合对该功能进行了特性最优化后的Al合金膜而构成，因此，能够更有效地发挥显示器所需的性能，因此是优选的。

此外，在上述实施例中，尽管在使用作为溅射气体的Ar气体和N₂气体的混合气体对下层的AlNiN进行成膜之后，仅将气体切换为Ar气体对上层的AlNi膜进行成膜，例如，也可以使用Ar气体和N₂气体的混合气体对下层AlNiN膜进行成膜，在进行溅射的同时，逐渐减少N₂气体的添加量。这种情况下，由于可以不中断溅射处理而连续地进行Al合金膜的成膜，因此可以缩短处理时间。此外，尽管使用Ar气体和N₂气体的混合气体作为溅射气体，但也可以使用Kr气体代替Ar气体。即使在如此成膜的Al合金膜中，在与下层的欧姆低电阻Si膜的界面附近也存在Ni和N，能够防止扩散反应，能够降低整个膜的电阻率值，并能够得到与纯Al膜同样的较高反射率值。

接着，在图9(D)中，在将层间绝缘膜14作为钝化膜进行成膜之后，利用第四次光刻工艺进行构图，至少同时形成贯通到达上述漏电极10b(反射像素电极21b)表面的像素漏接触孔15、贯通到达栅端子部4表面的栅端子部接触孔16、以及贯通到达源端子部13b表面的源端子部接触孔17。

作为优选实施例，这里使用化学气相淀积(CVD)法，在约300℃的基板加热条件下，形成作为层间绝缘膜14的厚度为300nm的氮化硅SiN膜之后，利用光刻工艺形成光刻胶图形。然后，采用使用了公知的氟系气体的干刻蚀法进行刻蚀，除去光刻胶图形后，形成像素漏接触孔15、栅端子部接触孔16以及源端子部接触孔17。

最后，在图9(E)中，形成透明导电膜之后，利用第五次光刻工艺进行构图，形成经像素漏接触孔15与下层的漏电极10b(反射像素电极21b)电连接的透射像素电极18、经栅端子部接触孔16和源端子部接触孔17与栅端子部4和源端子部13分别电连接的栅端子焊盘19和源端子焊盘20的图形。这样，完成了适用于本发明实施方式2的液晶显示装置的有源矩阵TFT阵列基板。此外，该完成的TFT阵列基板可以在约200～300℃的温度下施加热处理。由此，由于可以除去或缓和在整个基板上累积的静电荷或者应力等，并且可以降低金属膜的电气电阻率，因此，可以提高TFT特性并使之稳定化，因此优选。

作为优选实施例，这里，将氧化铟(In₂O₃)和氧化锡(SnO₂)混合并采用使用了公知的Ar气体的溅射法形成厚度为100nm的ITO膜，作为透明导电膜。成膜之后，使用光刻工艺形成光刻胶图形，并使用含有公知的盐酸+硝酸的溶液进行刻蚀，除去光刻胶图形，形成透射像素电极18、栅端子焊盘19以及源端子焊盘20。之后，在大气中，在约300℃下将基板保持30分钟，并进行热处理。

如此完成的TFT阵列基板形成为以Si为主成分的欧姆低电阻Si膜8、由Al合金膜构成的源电极9和漏电极10不隔着由高熔点金属构成的阻挡层而直接连接。虽然无需隔着阻挡层，Al合金膜与欧姆低电阻Si膜8直接连接，但通过在Al合金膜的连接界面附近添加Ni和N，从而实现在连接界面不会发生扩散反应，并示出了与现有的使用了高熔点金属的情况相同的TFT特性。

此外，即使在将热处理温度提高到350℃的情况下，也不会观察到在连接界面的扩散反应，并且TFT特性也不会劣化，确认出具有足够的耐热性。此外，由于在与连接界面相反侧的膜的表面上不添加N而构成AlNi膜，因此，反射像素电极部的反射率高，可以得到明亮的高品质的半透射型显示器。此外，除了栅布线3之外，还可以在源布线12上仅以低电阻的Al合金膜形成，因此，可以有效地以低成本生产出无由于布线的高电阻化引起的信号延迟等所导致的显示不均或者显示不良的具有良好显示品质的大型显示器和小型高精细显示器。

实施方式3

作为本发明的实施方式3，对在显示元件中使用液晶的液晶显示装置用的有源矩阵型TFT阵列基板的与实施方式1、2不同的例子进行说明。图2是表示其平面结构的图，图10是表示图2的A-A截面等的结构的图。图10所示的截面图中，示出了图2所示的A-A截面、B-B截面、以及C-C截面。图10中，与图2、3符号相同的构成要素均相同，故省略说明。

在本实施方式中，TFT的构成与实施方式1不同，除此以外的构成与实施方式1相同，并省略其说明。图10中，本实施方式的有源矩阵型TFT阵列基板中，Si半导体有源膜7设置在源电极9和漏电极10上。具体地说，在源电极9和漏电极10上形成与栅电极2大致相同大小的Si半导体有源膜7。Si半导体有源膜7作为连续的图形从源电极9上形成到漏电极10上。此外，源电极9和漏电极10之间夹持的Si半导体有源膜7形成TFT沟道部11。为此，在本实施方式中，在栅绝缘膜6、与源电极9和漏电极10之间，不形成Si半导体有源膜7和欧姆低电阻Si膜8。

接着，参照图11(A)～(C)、图12(D)～(E)说明本发明实施方式3的有源矩阵型TFT阵列基板的制造方法。图11(A)中，首先用清洗液或纯水清洗玻璃基板等的透明绝缘性基板1，并在该透明绝缘性基板1上对金属膜进行成膜。成膜之后，利用第一次光刻工艺对上述金属膜进行构图，形成栅电极2、栅布线3、栅端子部4和辅助电容电极5。作为金属膜，优选使用电气电阻率低的金属或合金。

作为优选实施例，这里，首先通过使用公知的Ar气或Kr气的溅射法对含有2摩尔％Ni的AlNi合金膜进行成膜，厚度约为200nm。溅射条件是：利用DC磁控管溅射方式，使用在Al中含有2摩尔％Ni的AlNi合金靶，在成膜功率密度为3W/cm²、Ar气体流量为2.4×10^-3m³/h(40sccm)的条件下进行成膜。然后，用光刻工艺形成光刻胶图形之后，使用公知的磷酸+硝酸+醋酸系构成的药液刻蚀AlNi膜。通过除去光刻胶图形，形成栅电极2、栅布线3、栅端子部4以及辅助电容电极5的图形。此时，所形成的AlNi合金膜的Ni组成为与靶组成大致相同的2摩尔％Ni。此外，尽管刚成膜后电阻率值大约为12μΩ·cm，但是通过大约300℃的热处理，电阻率值能够减少到约5μΩ·cm。该值比一般的现有的高熔点金属低，具有降低栅布线3的电阻的效果。

接着，在图11(B)中，首先成膜由氮化硅(SiN)构成的栅绝缘膜6之后，接着对Al合金膜进行成膜。利用第二次光刻工艺对Al合金膜进行构图，形成源电极9、漏电极10、源布线12、源端子部13和TFT的沟道部11。在本工艺中使用的Al合金膜优选使用具有电气电阻率低、示出与欧姆低电阻Si膜8的良好接触特性、以及与使用在透射像素电极中的导电膜(以下用符号18表示)的良好接触特性(特别是，电气接触电阻低)等优点的合金膜。

作为优选实施例，这里使用化学气相淀积(CVD)法，在约300℃的基板加热条件下，成膜作为栅绝缘膜6的厚度为400nm的SiN膜。接着，使用在Al中添加了2摩尔％Ni的AlNi合金靶的DC磁控管溅射法形成了Al合金膜。溅射条件是：使用在流量为2.4×10^-3m³/h(40sccm)的Ar气体中添加了流量为3×10^-4m³/h(5sccm)的N₂气体而得到的混合气体，在成膜功率密度为3W//cm²下形成大约200nm厚的ANiN膜。然后，利用光刻工艺形成光刻胶图形之后，使用由公知的磷酸+硝酸+醋酸系构成的药液对AlNiN膜进行刻蚀，除去光刻胶图形之后，形成上述源电极9、漏电极10、源布线12、源端子部13和TFT的沟道部11的图形。

调查该AlNiN膜的组成，其结果是，其为含有2摩尔％Ni、5摩尔％N的合金膜。此外，尽管刚成膜后电阻率值约为12μΩ·cm，但是在约为300℃的温度下进行热处理之后，电阻率值降低到约5μΩ·cm。该值比一般现有的高熔点金属低，能够降低源布线12的电阻。此外，在上述实施例中，尽管使用了Ar气体和N₂气体的混合气体作为溅射气体，但是也可以使用Kr气体来代替Ar气体。这种情况下，由于与使用了Ar气体的情况相比可以减小膜的缺陷或应力，因此，即使不施加热处理，电阻率也可以降低到约5μΩ·cm。此外，即使在向Al膜中添加N的情况下，溅射时添加的气体也不限于N₂气体，例如，像NH₃那样，只要是含N气体，均可以向Al膜中添加N。此外，可以使用预先向溅射靶中添加了N的AlNiN合金来形成。这种情况下，作为溅射气体，不必使用向Ar气体或Kr气体中添加N₂或含N气体而得到的混合气体，也可以单独使用Ar气体或Kr气体来形成AlNiN膜。

接着，在图11(C)中，在形成由非晶硅(a-Si)构成的Si半导体有源膜7之后，利用第三次光刻工艺将Si半导体有源膜7构图形成为成为TFT构成要素的形状。

作为优选实施例，这里，使用化学气相淀积(CVD)法，形成作为Si半导体有源膜7的厚度为200nm的a-Si膜。然后，利用光刻工艺形成光刻胶图形之后，采用使用了公知的氟系气体的干刻蚀法刻蚀a-Si膜，除去光刻胶图形之后，形成了成为TFT构成要素的半导体图形(Si半导体有源膜7)。

然后，在图12(D)中，对层间绝缘膜14进行成膜并作为钝化膜之后，利用第四次光刻工艺进行构图，至少同时形成贯通到达漏电极10表面的像素漏接触孔15、贯通到达栅端子部4表面的栅端子部接触孔16、以及贯通到达源端子部13表面的源端子部接触孔17。

作为优选实施例，这里，使用化学气相淀积(CVD)法，在约300℃的基板加热条件下，形成作为层间绝缘膜14的厚度为300nm的氮化硅SiN膜之后，利用光刻工艺形成光刻胶图形。接着，采用使用了公知的氟系气体的干刻蚀法进行刻蚀，除去光刻胶图形之后，形成像素漏接触孔15、栅端子部接触孔16和源端子部接触孔17。

最后，在图12(E)中，形成透明导电膜之后，利用第五次光刻工艺进行构图，形成经像素漏接触孔15与下层的漏电极10电连接的透射像素电极18、经栅端子部接触孔16和源端子部接触孔17与栅端子部4和源端子部13分别电连接的栅端子焊盘19和源端子焊盘20的图形。这样，完成了适用于本发明实施方式3的液晶显示装置的有源矩阵TFT阵列基板。此外，所完成的TFT阵列基板可以在约200～300℃的温度下施加热处理。由此，由于可以除去或缓和在整个基板上累积的静电荷和应力等，并且可以降低金属膜的电气电阻率，因此，可以提高TFT特性并稳定化，故优选。

作为优选实施例，这里，通过使用了公知的Ar气体的溅射法形成厚度为100nm的由氧化铟(In₂O₃)和氧化锡(SnO₂)混合而成的ITO膜，作为透明导电膜。成膜之后，使用光刻工艺形成光刻胶图形，并使用含有公知的盐酸+硝酸的溶液进行刻蚀，除去光刻胶图形，形成透射像素电极18、栅端子焊盘19以及源端子焊盘20。之后，在大气中，在约300℃下将基板保持30分钟，并进行热处理。

如此完成的TFT阵列基板以如下方式形成：Si半导体有源膜7、与由Al合金膜构成的源电极9和漏电极10不隔着由高熔点金属构成的阻挡层而直接连接。通过在Al合金膜与Si半导体有源膜7的连接界面附近添加Ni和N，从而在连接界面不会发生扩散反应，并示出了与现有的使用了高熔点金属的情况相同的TFT特性。此外，即使在将热处理温度提高到350℃的情况下，也不会观察到在连接界面的扩散反应，并且TFT特性也不会劣化，确认出具有足够的耐热性。此外，除了栅布线3之外，还可以在源布线12上单独形成低电阻的Al合金膜，因此，即使在大型显示器或小型高精细显示器中，也可以有效地以低成本生产出无由于布线的高电阻化引起的信号延迟等所导致的显示不均或显示不良的高显示品质的显示器。

实施方式4

在实施方式3中，例如如图13所示，可以将源电极9、漏电极10形成为在上层含有N的AlNiN膜、下层不含有N的AlNi膜的二层结构。这种情况下，可以降低整个膜的布线电阻，故是优选的。

作为优选实施例，这里，作为源电极、漏电极、源布线和源端子部，采用了DC磁控管溅射法，该DC磁控管溅射法使用了在Al中添加了1摩尔％Ni的AlNi合金靶。具体地说，通过使用了AlNi合金靶的DC磁控管溅射法，在Ar气体流量为2.4×10^-3m³/h(40sccm)、成膜功率密度为3W/cm²的条件下，首先，形成不添加N的约200nm厚的AlNi膜(第二铝合金膜)。然后，使用在流量为2.4×10^-3m³/h(40sccm)的Ar气体中添加了流量为1.2×10^-3m³/h(20sccm)的N₂气体而得到的混合气体，在成膜功率密度为3W/cm²下形成约50nm厚的AlNiN膜(第一铝合金膜)。接着，利用光刻工艺形成光刻胶图形之后，使用由公知的磷酸+硝酸+醋酸构成的药剂来统一刻蚀上层AlNiN/下层AlNi的两层膜，形成了上述源电极9a/9b、漏电极10a/10b、源布线12a/12b、源端子部13a/13b以及TFT的沟道部11的图形。

调查该AlNiN膜的组成，其为含有1摩尔％Ni、20摩尔％N的合金膜。刚成膜后电阻率值约为55μΩ·cm，在约300℃的温度下进行热处理之后，电阻率值约为50μΩ·cm。该值与一般现有的高熔点金属的值相等或比其高，没有低电阻的效果，但下层的AlNi膜的Ni组成为1摩尔％，在刚成膜后电阻率值约为8μΩ·cm，在大约300℃的温度下进行热处理之后电阻率值约为4μΩ·cm，通过形成为两层膜，与上述实施方式3的情况相比，可以进一步降低源布线12的电阻。这样，当以至少两层以上的叠层膜来形成Al合金膜的情况下，划分为防止发生与Si或以Si为主要成分的膜的边界扩散反应的功能、和低电阻率值的功能，并组合对该功能进行了特性最优化的Al合金膜而构成，能够更有效地发挥显示器所需的性能，故是优选的。

本实施方式4中的其它结构和制造工序及其方法中，与上述实施方式3相同，因此，省略其说明。

其它实施方式

在上述各实施方式中，尽管使用了ITO(氧化铟锡)膜作为形成透射像素电极或端子焊盘的透明导电膜，但是不限于此，也可以使用氧化铟(In₂O₃)、氧化锡(SnO₂)、氧化锌(ZnO)、或其混合物。例如，当使用了在氧化铟中混合了氧化锌的IZO膜的情况下，可以使用像草酸系那样的弱酸作为刻蚀液，而并不使用在上述各实施例中使用的盐酸+硝酸系等强酸。因此，在象上述各实施方式那样在金属膜中使用缺乏耐酸药液性的Al合金膜的情况下，可以防止由于药液渗入而导致Al合金膜的电极或布线的断线腐蚀，因此，是优选的。此外，在氧化铟、氧化锡、氧化锌等的溅射膜的氧元素组成比化学计量组成小，透射率或电阻率等特性不良的情况下，不仅Ar气体，还优选使用混合了O₂气体或H₂O气体而得到的气体作为溅射气体进行成膜。特别是，当在Ar气体中混合H₂O气体作为溅射气体的情况下，即使在使用了ITO的情况下，也可以在非晶质的状态而不是通常的多结晶体的状态下进行成膜，并能够用草酸系的弱酸药液进行刻蚀。在刻蚀加工后进行例如200℃以上的热处理，使其多结晶化，从而，由于可以形成药液耐性强的通常的ITO膜，因此，可靠性高。

此外，在上述各实施方式中，作为与Si膜或以Si为主成分的Si膜直接连接的Al合金膜，尽管示出采用了Al-1摩尔％Ni-20摩尔％N膜、和Al-2摩尔％Ni-5摩尔％N膜，但并不限于此。

图14(a)、(b)表示由本发明人评价的Al合金膜和Si膜的界面扩散反应的结果。通过CVD法依次成膜a-Si膜150nm、添加了P的欧姆低电阻Si膜50nm之后，继而，将使用DC磁控管溅射法形成了200nm的Al合金膜的样品，在大气中在300℃下保持30分钟施加热处理，并用光学显微镜对样品进行观察。图14(a)是添加了2摩尔％Ni的Al—2摩尔％Ni膜的结果，图14(b)是Al—2摩尔％Cu膜的结果。Al—Cu膜是防止Al膜的电迁移(electro·migration)或应力迁移(stress·migration)的现有公知的Al合金膜的一个例子。如图14(b)所示，Al—2摩尔％Cu膜的情况下，在整个膜中产生了迷路形的不均匀。在该状态下测定了膜的电气电阻率，无导电性，变成和绝缘体相近的状态。因此可知，在Al和Si的界面处发生了激烈的相互扩散反应。另一方面，如图14(a)所示，在Al—2摩尔％Ni膜的情况下，尽管产生了点(spot)状的相互扩散反应，但是，可以获得抑制整个膜的激烈的相互扩散反应的效果。此外，电气电阻率值也示出了与在不发生扩散的玻璃基板上成膜的情况大致相同的值。即使在添加了与Ni相同的、属于周期表中第8A族(8～10族)、并具有3d轨道的最外层电子配置的铁(Fe)和钴(cobalt)(Co)的情况下，也可以观察到这种抑制效果。

图15是表示以Al—2摩尔％Ni—4摩尔％N膜进行了同样评价的结果。在图14(A)中看到的点状的相互扩散反应消失了。该样品(sample)在大气中在400℃下进行保持30分钟的热处理的情况下，也不会看到相互扩散反应，确认出未涉及耐热性的问题。另一方面，即使在Al—2摩尔％Cu—4摩尔％N膜中也不会发生相互扩散反应，看到了因添加N而获得防止相互扩散反应的效果，但通过350℃、保持30分钟的热处理后却看到了扩散反应。

图16是表示Al合金膜和Si膜的界面附近的元素分布的图，(a)表示Al—2摩尔％Ni—10摩尔％N膜与Si膜的界面附近的元素分布状态，(b)表示Al—2摩尔％Ni膜与Si膜的界面附近的元素分布状态。在图16中，示出了通过俄歇(Auger)电子分光分析(AES)来调查元素分布状态的结果。观察图16(b)时，Al膜中包含的Ni在与Si膜的界面附近变多。即，Al膜中的Ni向界面附近移动，并在界面处形成Ni浓度高的阻挡层，由此认为，抑制了Al和Si的界面扩散。另一方面，观察图16(a)时，在添加了N的Al合金膜的Si界面附近，与没有添加N的图16(b)的情况相比，Ni原子的存在更多，也能够抑制Al原子和Si原子的相互扩散反应(界面上的Al和Si的分布倾斜更陡)。即，在添加了Ni(或Fe、Co中任一种以上)原子的Al合金膜中，通过进一步添加N原子，进一步促进了Ni原子集中在与Si界面附近的效果。其通过起较强阻挡层的作用，而可靠地防止了Al合金膜和Si膜的相互扩散。

由于这种阻挡层的效果依赖于形成Al合金膜的装置或成膜的工艺条件等，因此，成膜的膜厚或所添加的Ni或N组成在满足器件所需的特性规定值的范围内可以任意确定，但是为了充分发挥这种阻挡层的效果，优选膜厚至少为5nm以上，Ni组成比为0.1摩尔％以上，N组成比为1摩尔％以上。

图17示出了向Al中添加了Ni时的电阻率值的变化。在玻璃基板上形成约200nm厚的Al合金膜，在大气中、在300℃下保持30分钟的热处理之后，进行测定。如果Ni组成比超过15摩尔％，则电阻率值超过12μΩ·cm，相对于现有的高熔点金属没有优越性，这点从图17可知。因此，在适用于重视布线电阻的布线膜的情况下，优选所添加的Ni组成比不超过15摩尔％。此外，图18示出了在Al中添加了N时的电阻率的变化。从图18可知，为了不使电阻率值超过12μΩ·cm，优选N组成比不超过7.5摩尔％。

图19、图20是表示在Al中分别添加了Ni、N时的波长550nm的反射率值的变化。可知：伴随着添加Ni或N，反射率值单调降低。但是，在适用于重视反射特性的反射板的情况下，可以调整组成比使其满足所要求的规格值。

对抑制与Si膜或以Si为主成分的膜的界面扩散反应加以重视，从而在Al合金膜所具有的低电阻率值或高反射率值不满足显示器所要求的规格值的情况下，不限于上述的组成范围，可以象上述实施方式2、4中所记载的那样作为对不同组成的Al合金膜组合而成的叠层结构使用。

图21(a)、(b)示出了对在作为基底(base)的图14(a)所示的Al—2摩尔％Ni中添加了1摩尔％的作为第三元素的、属于周期表的4b族(14族)的硅元素(silicon)(Si)所得到的Al—2摩尔％Ni—1摩尔％Si膜和Si膜的界面扩散进行评价的结果，(a)是在300℃下热处理的情况，(b)是在350℃下热处理的情况。与Al—2摩尔％Ni膜的情况相比，点状的相互扩散反应消失了。但是在350℃下进行热处理的情况下，可以观察到少量的相互扩散反应，耐热性不充分。即使在添加了与Si相同的属于4b族的半金属元素的碳(C)、锗(Ge)(germanium)、锡(Sn)的情况下，也可以看到这种抑制效果。因此，除了Ni之外，还可以在Al中添加选自C、Si、Ge、Sn中的一种以上的元素，通过进一步添加N，能够进一步防止Al合金膜和Si膜的相互扩散反应，因此是优选的。

此外，图22(a)、(b)示出了对在Al—2摩尔％Ni中进一步添加了1摩尔％的作为第三元素的、属于周期表的周期5的重金属的钼(Mo)而得到的Al—2摩尔％Ni—1摩尔％Mo膜和Si膜的界面扩散进行评价的结果，(a)是在300℃下热处理的情况，(b)是在350℃下热处理的情况。图23(a)、(b)示出了对添加了1摩尔％的作为第三元素的、属于周期6的重金属的钨(W)所得到的Al—2摩尔％Ni—1摩尔％W膜和Si膜的界面扩散进行评价的结果，(a)是在300℃下热处理的情况，(b)是在350℃下热处理的情况。在这种情况下，任何一种Al合金膜，均不会发生点状的相互扩散反应，确认出具有防止扩散的效果。在350℃下进行热处理的情况下，发生了很少的相互扩散反应，耐热性不充分。即使是添加属于相同周期表的周期5、6的重金属钇(yttrium)(Y)、锆(zirconium)(Zr)、铌(niobium)(Nb)、铈(cerium)(Ce)、钕(neodymium)(Nd)、钐(samarium)(Sm)、钆(gadolinium)(Gd)、铽(terbium)(Tb)、镝(dysprosium)(Dy)、铪(hafnium)(Hf)、钽(Ta)，也可以看到这种抑制效果。而且，除了Ni以外，还可以在Al中添加选自上述重金属的一种以上的元素，并进一步添加N，由此可以进一步防止Al合金膜与Si膜的相互扩散反应，因此是优选的。此外，除了属于相同周期表的周期5、6的重金属之外，也可以是添加如下元素的情形，即：与使用图21说明的C、Si、Ge或Sn中任一种元素的组合元素的情形。

如上所述，根据本发明的优选实施方式，可以提供一种与以Si为主成分的膜直接连接的、实现了良好的接触特性的Al合金膜及其制造方法。由此，在至少具有将Al合金膜与以Si为主成分的膜直接连接的结构的半导体器件中，不隔着高熔点金属就能够获得Al合金膜与以Si为主成分的膜的良好接触特性。更具体地说，可以提供一种实现了与ITO膜和以Si为主成分的膜的良好接触特性的Al合金膜。因此，能够以低成本有效地制造出半导体器件。

此外，通过将上述各实施方式的Al合金膜用于显示器用的有源矩阵型TFT阵列基板的源、漏电极和源布线等布线，可以降低布线电阻，同时能够只用Al合金膜形成具有良好特性的TFT元件。因此，即使在大型显示器或小型高精细显示器中，也能够以低成本更有效地生产出无由于信号延迟等造成的显示不均或显示不良的高显示品质的显示器。这样，能够以较高的生产能力制造出需要低电阻布线的显示器。

而且，本发明不限于上述所示的实施方式。在本发明的范围内，本领域技术人员可以在易于想到的内容上改变、追加、变换上述实施方式的各要素。