锰将开辟液晶与半导体的新天地？

“Mn”──又是化学元素符号。头痛啊。是锰吧？嗯，反正不是“猛男”的猛。闲话少说，在我们的日常生活中，锰干电池的阳极使用的就是MnO2（二氧化锰）。说起来，近年来锰干电池被碱性电池抢了风头，我们几乎没有意识到它的存在。如今，锰还在积极发挥作用吗？在钟表等不需要瞬间消耗大电流的用途方面，由于比碱性电池便宜且寿命较长，因此锰干电池仍有用武之地，但这个领域也许会被太阳能电池所取代。另外，锰还是人体必需的元素之一。关系到骨骼的形成及代谢。 

液晶面板的Cu布线 

笔者最近与Mn的邂逅，是在2007年5月东京举办的记者招待会上。日本东北大学教授小池淳一宣布，开发出了大尺寸液晶面板用的、可实现电阻低于Al的Cu布线，其中采用了Cu-Mn合金技术（参阅本站报道1）。从电阻率来看，常温下Al的代表值为2.75μΩcm，Cu的值为1.72μΩcm，可以看出Cu更利于电流传导。大尺寸显示器由于布线距离较长，会产生离驱动器IC越远、则信号清晰度越差，且无法开关TFT的问题。目前是通过在面板两侧配置驱动器IC、分别驱动半个面板来解决这一问题的，但这样驱动器IC的个数会增加，因此，如果可能的话最好采用单侧驱动。 

如果将Cu-Mn合金溅镀在玻璃底板上形成布线后，在O2环境下进行热处理，则（1）分散在Cu中的Mn移动到界面上与O结合，并形成绝缘层／扩散隔离层，（2）与底板玻璃的密合性提高，（3）布线的中心成为纯Cu，电阻下降，（4）无需采用昂贵的Mo等隔离层溅镀工艺。 

由于采用Cu-Mn合金看似有百利而无一弊，因此我们满怀期待在“技术在线”上进行了介绍。不过很抱歉，随后此事被笔者抛在了脑后。2008年2月，笔者发表了关于爱发科与爱发科材料（ULVAC Materials）联手开发的采用Cu-Mg、Cu-Ti、Cu-Zr等合金靶材（Target）的大尺寸显示器用Cu布线技术的文章之后，仍然没有去关注日本东北大学的Cu布线技术。 

然而，在2008年9月笔者再次受小池教授之邀出席的新闻发布会（参阅本站报道2）上，发布了在1年前的底板栅极布线基础上、将源-漏极布线制作成基于Cu-Mn合金的Cu布线的工艺。此时的工艺又增加了以下优点：（1）溅镀装置的台数减少，（2）工序数减少，（3）溅镀材料成本降低。 

按理说接下来就看能否被面板厂商采用了，但此时采用该工艺的门槛仍然很高。首先，能生产那么大尺寸液晶面板的厂商，日本、韩国、台湾加在一起也只有几家。另外，构筑采用全新材料的工艺，伴随着相当大的投资风险。 

半导体领域正在探讨32nm布线工艺 

另一方面，半导体领域已率先从Al布线改为Cu布线。通常，在Cu布线的周围需要形成防止Cu扩散的隔离层，出于低电阻化及成本的考虑，目前正在探讨新一代32nm工艺Cu布线技术下的自组织隔膜法。另外，在本站报道3中东芝发布的采用Cu-Mn合金的自组织隔离层技术，实际上与采用Cu-Mn合金的上述液晶面板布线技术根源相同。两者均利用了Cu-Mn合金自发形成隔离层的特点。 

由于大尺寸液晶面板布线及微细半导体工艺布线存在可采用同一种材料的可能性，因此，人们对新一代面板/LSI寄予了更大的希望，但是在厂商的愿望以外，还存在着一个大问题。即：Mn这种元素是首次出现在半导体工艺中。此前，以海外厂商及研究所为中心，对Mg、Al、Ti、Mo、Ta、Cu等多种元素在半导体工艺中的作用进行了彻底研究，并且这些元素在实际工艺中也得到了采用。然而，Mn是仅有的“不知何故唯一未被测试过”（小池教授）的元素，存在着“必需从头开始进行半导体工艺评估”的问题。 

Mn能否得到业界的认知并摇身一变成为Cu布线的新主力军，抑或现有的Cu布线工艺继续得到改进，Cu布线总有说不完的话题。在“FPD International”10月31日（星期五）9:30～12:30举行的“G-31 工艺技术”分组会上，将介绍FPD的Cu布线工艺及纳米压印等最新工艺技术。请各位关注这一有关新一代面板的新工艺技术。