铜导线结构及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明关于一种铜导线结构及其制造方法，特别关于一种具有硅铝氧化物缓冲层的铜导线结构及其制造方法。
【背景技术】
[0002]液晶显示器主要是利用薄膜晶体管作为昼面显示控制元件，而铝因具有低电阻(电阻系数2.66μ Ω-cm)、薄膜工艺简单及高经济性等优点，多年来均是薄膜晶体管金属导线的主要材料。然而，随着平面显示器往大尺寸、高更新频率及高解析度发展，尤其是55寸以上、具有3D显示及2k4k (2160x3840解析度)的显示器，铝导线的应用已达到物理极限，缺点也易发显著。例如铝的抗电致迁移能力低，且电阻电容时间常数高，应用在大尺寸、高更新频率及高解析度屏幕薄膜晶体管导线时，容易发生残影、断线等缺陷。因此，铝导线已不能满足新产品的发展趋势。
[0003]铜的电阻系数仅1.67 μ Ω-cm,比铝低许多，且抗电致迁移能力为铝的30?100倍，故近年来导线材料已逐渐走向电阻更低的铜薄膜，统称为铜工艺。然而，铜薄膜虽具上述优点，但实际应用上仍有许多问题必须克服，例如铜薄膜与玻璃基板附着性差(仅达ASTM D3359规范的2Β等级)、易扩散至玻璃及主动层材料a_Si中、易氧化以及不易刻蚀等，其中又以与玻璃基板附着性差为转换铜工艺最大瓶颈。
[0004]有关现有铜导线结构及其制造方法如下列现有技术专利文献分析。
[0005]1.中国台湾专利公告号1354350
[0006]作法:在溅镀铜薄膜之前，先溅镀一层氮化铜作为缓冲层，以增强铜薄膜与玻璃基板的附着性。
[0007]缺点:在进行铜导线图案化时，必需同时刻蚀铜薄膜和缓冲层，其会增加刻蚀液配制的复杂性、刻蚀液成本及刻蚀所需的时间。
[0008]2.中国台湾专利公告号1273329
[0009]作法:在溅镀铜薄膜之前，先溅镀一层M1M2R合金，M1为钴或钥，M2为钨、钥、铼或钒，R为硼或磷，以增强铜薄膜与玻璃基板的附着性
[0010]缺点:在进行铜导线图案化时，必需同时刻蚀铜薄膜和合金层，其会增加刻蚀液配制的复杂性、刻蚀液成本及刻蚀所需的时间。
[0011]3.中国台湾专利公告号1263103
[0012]作法:在溅镀铜薄膜之前，先形成一含有氮或磷的高分子附着层，以增强铜薄膜与玻璃基板的附着性。
[0013]缺点:以旋转涂布方式涂布附着层，仅能应用于小尺寸面板，不适用于5代线以上的大尺寸面板，技术应用性有限。
[0014]基于上述分析，有必要提供一创新且具有进步性的铜导线结构及其制造方法，以解决上述现有缺失。
【发明内容】
[0015]本发明提供一种铜导线结构，包括一硅铝氧化物缓冲层及一图案化铜导线层。该硅铝氧化物缓冲层形成于一透明基板上。该图案化铜导线层形成于该硅铝氧化物缓冲层上。
[0016]本发明另提供一种铜导线结构的制造方法，包括:提供一透明基板；形成一硅铝氧化物缓冲层于该透明基板上；及形成一图案化铜导线层于该硅铝氧化物缓冲层上。
[0017]本发明以硅铝氧化物作为缓冲层，可提升铜导线层与透明基板的附着性达到ASTMD3359规范最高的5B等级，且本发明的该硅铝氧化物缓冲层不需刻蚀，因此，可简化工艺刻蚀液配方及缩短刻蚀时间，进而可降低刻蚀液成本及提升刻蚀效率。
[0018]为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明所述目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0019]图1显示本发明铜导线结构的示意图；
[0020]图2显示本发明铜导线结构应用于薄膜晶体管的示意图；
[0021]图3显示本发明铜导线结构的另一示意图；
[0022]图4显示本发明铜导线结构的制造方法流程图；
[0023]图5A至5C显示本发明铜导线结构的制造方法示意图；
[0024]图6显示本发明形成氧化铜缓冲层的示意图；
[0025]图7显示本发明形成图案化铜导线层的示意图；
[0026]图8显示发明例I的附着性测试结果；
[0027]图9显示比较例的附着性测试结果 '及
[0028]图10显示本发明玻璃基板沉积硅铝氧化物薄膜前后的穿透率量测结果。
[0029]图中符号说明:
[0030]10铜导线结构
[0031]12硅铝氧化物缓冲层
[0032]13透明基板
[0033]14图案化铜导线层
[0034]16氧化铜缓冲层
[0035]S41 ?S43 步骤
【具体实施方式】
[0036]图1显示本发明铜导线结构的示意图。图2显示本发明铜导线结构应用于薄膜晶体管的示意图。配合参阅图1及图2，本发明的铜导线结构10包括一硅铝氧化物缓冲层12及一图案化铜导线层14。
[0037]该硅铝氧化物缓冲层12形成于一透明基板13上。在本实施例中，该透明基板13可选自如下的其中一种:玻璃基板及塑胶基板。且较佳地，该硅铝氧化物缓冲层12的厚度为25至1000纳米。
[0038]该图案化铜导线层14形成于该硅铝氧化物缓冲层12上。在本实施例中，该硅铝氧化物缓冲层12可提升该图案化铜导线层14与该透明基板13的附着性。
[0039]参阅图3，其显示本发明铜导线结构的另一示意图。在另一实施例中，该铜导线结构10可另包括一氧化铜缓冲层16，该氧化铜缓冲层16形成于该硅铝氧化物缓冲层12与该图案化铜导线层14之间，用以进一步提升该图案化铜导线层14与该透明基板13的附着性。较佳地，该氧化铜缓冲层16的厚度为10至1000纳米，且该氧化铜缓冲层16为图案化氧化铜缓冲层。
[0040]图4显示本发明铜导线结构的制造方法流程图。图5A至5C显示本发明铜导线结构的制造方法示意图。配合参阅图4的步骤S41及图5A，提供一透明基板13。在此步骤中，该透明基板13可选自如下的其中一种:玻璃基板及塑胶基板。
[0041]配合参阅图4的步骤S42及图5B，形成一硅铝氧化物缓冲层12于该透明基板13上。在此步骤中，形成该硅铝氧化物缓冲层12的方法可选自如下的其中一种:直流式真空磁控溅镀法、射频式真空磁控溅镀法及反应性溅镀法。较佳地，形成该硅铝氧化物缓冲层12的溅镀靶材为硅铝合金，且该硅铝合金为硅_15wt%铝?硅_70被％铝合金。此外，该硅铝氧化物缓冲层12的厚度为25至1000纳米。
[0042]参阅图6,其显示本发明形成氧化铜缓冲层的示意图。如图6所示,在此步骤中,亦可形成一氧化铜缓冲层16于该硅铝氧化物缓冲层12上，以形成双层缓冲层。较佳地，该氧化铜缓冲层16的厚度为10至1000纳米。
[0043]配合参阅图4的步骤S43及图5C，形成一图案化铜导线层14于该硅铝氧化物缓冲层12上。在此步骤中，形成该图案化铜导线层14的方法可选自如下的其中一种:直流式真空磁控溅镀法、射频式真空磁控溅镀法及反应性溅镀法。且较佳地，形成该图案化铜导线层14的溅镀靶材为纯度3n以上的纯铜。
[0044]参阅图7,其显示本发明形成图案化铜导线层的示意图。如图7所示,在另一实施例中，该图案化铜导线层14可形成于该氧化铜缓冲层16上。
[0045]本发明以硅铝氧化物作为缓冲层，可提升铜导线层14与透明基板13的附着性达到ASTM D3359规范最高的5B等级。此外，本发明使用制造面板必备的溅镀工艺制作该硅铝氧化物缓冲层12，没有大尺寸应用性问题，亦不需增加生产设备，故