錳將開(kāi)辟液晶與半導體的新天地？

　　“Mn”──又是化學(xué)元素符號。頭痛啊。是錳吧？嗯，反正不是“猛男”的猛。閑話(huà)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搶了風(fēng)頭，我們幾乎沒(méi)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(cháng)，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。

　　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(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)現電阻低于A(yíng)l的Cu布線(xiàn)，其中采用了Cu-Mn合金技術(shù)（參閱本站報道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。大尺寸顯示器由于布線(xiàn)距離較長(cháng)，會(huì )產(chǎn)生離驅動(dòng)器IC越遠、則信號清晰度越差，且無(wú)法開(kāi)關(guān)TFT的問(wèn)題。目前是通過(guò)在面板兩側配置驅動(dòng)器IC、分別驅動(dòng)半個(gè)面板來(lái)解決這一問(wèn)題的，但這樣驅動(dòng)器IC的個(gè)數會(huì )增加，因此，如果可能的話(huà)最好采用單側驅動(dòng)。

　　如果將Cu-Mn合金濺鍍在玻璃底板上形成布線(xiàn)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(xiàn)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(mǎn)懷期待在“技術(shù)在線(xiàn)”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(xiàn)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(xiàn)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 )（參閱本站報道2）上，發(fā)布了在1年前的底板柵極布線(xiàn)基礎上、將源-漏極布線(xiàn)制作成基于Cu-Mn合金的Cu布線(xiàn)的工藝。此時(shí)的工藝又增加了以下優(yōu)點(diǎn)：（1）濺鍍裝置的臺數減少，（2）工序數減少，（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(chǎng)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(chǎng)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(zhù)相當大的投資風(fēng)險。

　　領(lǐng)域正在探討32nm布線(xiàn)工藝

　　另一方面，半導體領(lǐng)域已率先從Al布線(xiàn)改為Cu布線(xiàn)。通常，在Cu布線(xiàn)的周?chē)枰纬煞乐笴u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(xiàn)技術(shù)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(shù)，實(shí)際上與采用Cu-Mn合金的上述液晶面板布線(xiàn)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(xiàn)及微細半導體工藝布線(xiàn)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(chǎng)商的愿望以外，還存在著(zhù)一個(gè)大問(wèn)題。即：Mn這種元素是首次出現在半導體工藝中。此前，以海外廠(chǎng)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(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試過(guò)”（小池教授）的元素，存在著(zhù)“必需從頭開(kāi)始進(jìn)行半導體工藝評估”的問(wèn)題。

　　Mn能否得到業(yè)界的認知并搖身一變成為Cu布線(xiàn)的新主力軍，抑或現有的Cu布線(xiàn)工藝繼續得到改進(jìn)，Cu布線(xiàn)總有說(shuō)不完的話(huà)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(xiàn)工藝及納米壓印等最新工藝技術(shù)。請各位關(guān)注這一有關(guān)新一代面板的新工藝技術(shù)。