錳將開辟液晶與半導體的新天地？

　　“Mn”──又是化學元素符號。頭痛啊。是錳吧？嗯，反正不是“猛男”的猛。閑話少說，在我們的日常生活中，錳干電池的陽極使用的就是MnO2（二氧化錳）。說起來，近年來錳干電池被堿性電池搶了風頭，我們幾乎沒有意識到它的存在。如今，錳還在積極發(fā)揮作用嗎？在鐘表等不需要瞬間消耗大電流的用途方面，由于比堿性電池便宜且壽命較長，因此錳干電池仍有用武之地，但這個領域也許會被太陽能電池所取代。另外，錳還是人體必需的元素之一。關系到骨骼的形成及代謝。

　　面板的Cu

　　筆者最近與Mn的邂逅，是在2007年5月東京舉辦的記者招待會上。日本東北大學教授小池淳一宣布，開發(fā)出了大尺寸液晶面板用的、可實現(xiàn)電阻低于Al的Cu布線，其中采用了Cu-Mn合金技術（參閱本站報道1）。從電阻率來看，常溫下Al的代表值為2.75μΩcm，Cu的值為1.72μΩcm，可以看出Cu更利于電流傳導。大尺寸顯示器由于布線距離較長，會產(chǎn)生離驅動器IC越遠、則信號清晰度越差，且無法開關TFT的問題。目前是通過在面板兩側配置驅動器IC、分別驅動半個面板來解決這一問題的，但這樣驅動器IC的個數(shù)會增加，因此，如果可能的話最好采用單側驅動。

　　如果將Cu-Mn合金濺鍍在玻璃底板上形成布線后，在O2環(huán)境下進行熱處理，則（1）分散在Cu中的Mn移動到界面上與O結合，并形成絕緣層／擴散隔離層，（2）與底板玻璃的密合性提高，（3）布線的中心成為純Cu，電阻下降，（4）無需采用昂貴的Mo等隔離層濺鍍工藝。

　　由于采用Cu-Mn合金看似有百利而無一弊，因此我們滿懷期待在“技術在線”上進行了介紹。不過很抱歉，隨后此事被筆者拋在了腦后。2008年2月，筆者發(fā)表了關于愛發(fā)科與愛發(fā)科材料（ULVAC Materials）聯(lián)手開發(fā)的采用Cu-Mg、Cu-Ti、Cu-Zr等合金靶材（Target）的大尺寸顯示器用Cu布線技術的文章之后，仍然沒有去關注日本東北大學的Cu布線技術。

　　然而，在2008年9月筆者再次受小池教授之邀出席的新聞發(fā)布會（參閱本站報道2）上，發(fā)布了在1年前的底板柵極布線基礎上、將源-漏極布線制作成基于Cu-Mn合金的Cu布線的工藝。此時的工藝又增加了以下優(yōu)點：（1）濺鍍裝置的臺數(shù)減少，（2）工序數(shù)減少，（3）濺鍍材料成本降低。

　　按理說接下來就看能否被面板廠商采用了，但此時采用該工藝的門檻仍然很高。首先，能生產(chǎn)那么大尺寸液晶面板的廠商，日本、韓國、臺灣加在一起也只有幾家。另外，構筑采用全新材料的工藝，伴隨著相當大的投資風險。

　　領域正在探討32nm布線工藝

　　另一方面，半導體領域已率先從Al布線改為Cu布線。通常，在Cu布線的周圍需要形成防止Cu擴散的隔離層，出于低電阻化及成本的考慮，目前正在探討新一代32nm工藝Cu布線技術下的。另外，在本站報道3中東芝發(fā)布的采用Cu-Mn合金的自組織隔離層技術，實際上與采用Cu-Mn合金的上述液晶面板布線技術根源相同。兩者均利用了Cu-Mn合金自發(fā)形成隔離層的特點。

　　由于大尺寸液晶面板布線及微細半導體工藝布線存在可采用同一種材料的可能性，因此，人們對新一代面板/LSI寄予了更大的希望，但是在廠商的愿望以外，還存在著一個大問題。即：Mn這種元素是首次出現(xiàn)在半導體工藝中。此前，以海外廠商及研究所為中心，對Mg、Al、Ti、Mo、Ta、Cu等多種元素在半導體工藝中的作用進行了徹底研究，并且這些元素在實際工藝中也得到了采用。然而，Mn是僅有的“不知何故唯一未被測試過”（小池教授）的元素，存在著“必需從頭開始進行半導體工藝評估”的問題。

　　Mn能否得到業(yè)界的認知并搖身一變成為Cu布線的新主力軍，抑或現(xiàn)有的Cu布線工藝繼續(xù)得到改進，Cu布線總有說不完的話題。在“FPD International”10月31日（星期五）9:30～12:30舉行的“G-31 工藝技術”分組會上，將介紹FPD的Cu布線工藝及納米壓印等最新工藝技術。請各位關注這一有關新一代面板的新工藝技術。