錳將開(kāi)辟液晶與半導(dǎo)體的新天地？

“Mn”──又是化學(xué)元素符號(hào)。頭痛啊。是錳吧？嗯，反正不是“猛男”的猛。閑話少說(shuō)，在我們的日常生活中，錳干電池的陽(yáng)極使用的就是MnO2（二氧化錳）。說(shuō)起來(lái)，近年來(lái)錳干電池被堿性電池?fù)屃孙L(fēng)頭，我們幾乎沒(méi)有意識(shí)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(zhǎng)，因此錳干電池仍有用武之地，但這個(gè)領(lǐng)域也許會(huì)被太陽(yáng)能電池所取代。另外，錳還是人體必需的元素之一。關(guān)系到骨骼的形成及代謝。 

液晶面板的Cu布線 

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(huì)上。日本東北大學(xué)教授小池淳一宣布，開(kāi)發(fā)出了大尺寸液晶面板用的、可實(shí)現(xiàn)電阻低于Al的Cu布線，其中采用了Cu-Mn合金技術(shù)（參閱本站報(bào)道1）。從電阻率來(lái)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(dǎo)。大尺寸顯示器由于布線距離較長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生離驅(qū)動(dòng)器IC越遠(yuǎn)、則信號(hào)清晰度越差，且無(wú)法開(kāi)關(guān)TFT的問(wèn)題。目前是通過(guò)在面板兩側(cè)配置驅(qū)動(dòng)器IC、分別驅(qū)動(dòng)半個(gè)面板來(lái)解決這一問(wèn)題的，但這樣驅(qū)動(dòng)器IC的個(gè)數(shù)會(huì)增加，因此，如果可能的話最好采用單側(cè)驅(qū)動(dòng)。 

如果將Cu-Mn合金濺鍍?cè)诓ＡУ装迳闲纬刹季€后，在O2環(huán)境下進(jìn)行熱處理，則（1）分散在Cu中的Mn移動(dòng)到界面上與O結(jié)合，并形成絕緣層／擴(kuò)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(wú)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(wú)一弊，因此我們滿懷期待在“技術(shù)在線”上進(jìn)行了介紹。不過(guò)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(guān)于愛(ài)發(fā)科與愛(ài)發(fā)科材料（ULVAC Materials）聯(lián)手開(kāi)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(shù)的文章之后，仍然沒(méi)有去關(guān)注日本東北大學(xué)的Cu布線技術(shù)。 

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(huì)（參閱本站報(bào)道2）上，發(fā)布了在1年前的底板柵極布線基礎(chǔ)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(shí)的工藝又增加了以下優(yōu)點(diǎn)：（1）濺鍍裝置的臺(tái)數(shù)減少，（2）工序數(shù)減少，（3）濺鍍材料成本降低。 

按理說(shuō)接下來(lái)就看能否被面板廠商采用了，但此時(shí)采用該工藝的門(mén)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(guó)、臺(tái)灣加在一起也只有幾家。另外，構(gòu)筑采用全新材料的工藝，伴隨著相當(dāng)大的投資風(fēng)險(xiǎn)。 

半導(dǎo)體領(lǐng)域正在探討32nm布線工藝 

另一方面，半導(dǎo)體領(lǐng)域已率先從Al布線改為Cu布線。通常，在Cu布線的周?chē)枰纬煞乐笴u擴(kuò)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(shù)下的自組織隔膜法。另外，在本站報(bào)道3中東芝發(fā)布的采用Cu-Mn合金的自組織隔離層技術(shù)，實(shí)際上與采用Cu-Mn合金的上述液晶面板布線技術(shù)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(diǎn)。 

由于大尺寸液晶面板布線及微細(xì)半導(dǎo)體工藝布線存在可采用同一種材料的可能性，因此，人們對(duì)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(gè)大問(wèn)題。即：Mn這種元素是首次出現(xiàn)在半導(dǎo)體工藝中。此前，以海外廠商及研究所為中心，對(duì)Mg、Al、Ti、Mo、Ta、Cu等多種元素在半導(dǎo)體工藝中的作用進(jìn)行了徹底研究，并且這些元素在實(shí)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(cè)試過(guò)”（小池教授）的元素，存在著“必需從頭開(kāi)始進(jìn)行半導(dǎo)體工藝評(píng)估”的問(wèn)題。 

Mn能否得到業(yè)界的認(rèn)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?yán)^續(xù)得到改進(jìn)，Cu布線總有說(shuō)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(shù)”分組會(huì)上，將介紹FPD的Cu布線工藝及納米壓印等最新工藝技術(shù)。請(qǐng)各位關(guān)注這一有關(guān)新一代面板的新工藝技術(shù)。