CN100421014C - 反射型和半透过型液晶显示装置的制造方法 - Google Patents

反射型和半透过型液晶显示装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可提高通过低电阻布线和出色的反射特性而具有良好显示特性的反射型及半透过型液晶显示板的制造合格率,同时可以简化工序的制造方法。本发明的反射型液晶显示装置的制造方法包括:在透明绝缘基板上形成第一金属薄膜构成的栅极布线和栅电极的第一工序;形成半导体层的第二工序;形成第二金属薄膜构成的源极布线、源电极、漏电极以及薄膜晶体管的沟道部的第三工序;形成层间绝缘膜并分别形成像素电极部表面上的凹凸形状、和接触孔的第四工序;以及成膜第三金属薄膜形成像素电极的第五工序,所述第一金属薄膜为双层膜,由AlNd膜和形成于该AlNd膜上层且添加了氮、碳或氧中的至少一种元素的AlNd膜构成。

Description

反射型和半透过型液晶显示装置的制造方法
技术领域
本发明涉及可作为反射型、或兼用反射型和透过型的半透过型使用的液晶显示装置用薄膜晶体管阵列基板的制造方法.
背景技术
液晶显示板具有薄型且消耗电力低的特长,因而被广泛用于字处理器和个人计算机等的OA设备、电子笔记薄等携带信息设备或具备液晶监视器的摄像机一体型VTR等.
而所述液晶显示板上搭载的液晶显示板与CRT(布老恩管)或EL(场致发光)显示有所不同,由于自身不发光,所以常常使用在其背面或侧面设置被称为背光的荧光管构成的照明装置,用液晶显示板来控制背光的透过量,从而进行图像显示的所谓透过型液晶显示板.
但是,在透过型液晶显示板中,通常背光占有液晶显示板的总消耗电力的50%以上,所以消耗电力因设置背光而增大.
此外,与反射型液晶显示板相反,透过型液晶显示板在环境光非常亮的情况下与环境光相比显示光发暗,难以识别显示.
因此,与所述透过型液晶显示板不同,在作为户外或时常携带使用机会多的携带信息设备中,使用在一个基板上设置反射板来取代背光,通过反射板表面反射环境光来进行显示的反射型液晶显示板,例如公开于特开平6-175126号公报的图1、图2.
但是,利用环境光的反射光的反射型液晶显示板具有在环境光暗时视认性极大地下降的缺点.
为了消除这样的反射型液晶显示板的问题,通过使用透过一部分背光,同时反射一部分环境光的半透过反射膜,用一个液晶显示板来实现透过型显示和反射型显示两者的结构例如公开于特开平11-101992号公报的图1、图2中.
在现有的反射型和半透过型液晶显示板中,作为反射电极可使用银或铝这样的反射率大的材料,其中因在价格和腐蚀等加工性上的优越性而大多使用Al.
此外,在半透过型液晶显示板中,作为透过电极,一般使用氧化铟和氧化锡等构成的ITO这样的透明导电膜.而在反射型液晶显示板中不存在透过电极,但例如在传送扫描信号和视频信号等的布线和液晶驱动用驱动IC的连接用端子部中,为了防止因后工序和工作环境等造成的连接部的氧化所产生的高电阻而使用ITO这样的透明电极焊盘.
在带有这样的ITO构成的透明电极图形和端子部焊盘图形的液晶显示板中成膜作为反射电极的Al并进行构图时,例如在特开平11-281993号公报、以及特开2003-50389号公报中公开的那样,在Al膜构图时的抗蚀剂构图中使用的有机碱显影液中产生以ITO和Al作为电极的电池反应,发生Al的氧化腐蚀和ITO的还原腐蚀,从而存在发生断线不良和透过电极部的透过率下降等不良的问题.
为了抑制ITO和Al的电池反应,例如如果参考特开平4-293021号公报、以及特开平8-62628号公报中记载的发明,则有以下方法:在反射电极的Al类金属的上层中形成铬或钼,从而抑制抗蚀剂构图时显影液中的电池反应,在反射电极图形形成后全面除去上层的Cr或Mo,从而形成Al反射电极.但是,在这种方法中,存在为了全面除去Cr而使用公知的硝酸铈铵+高氯酸类腐蚀液时Al表面受到损伤而使反射率下降的问题.而在为了全面除去Mo而使用的公知的磷酸+硝酸+醋酸类腐蚀液中下层的Al本身也被腐蚀,存在难以形成反射电极的问题.因此,需要下工夫于用于反射电极的Al类金属的组成,或采用在Al表面的上层不形成Cr或Mo而抑制电池反应的新方法.
在以往的反射型和半透过型液晶显示板的布线材料中采用电阻低的Al的情况下,除了上述的电池反应以外,因端子连接部的Al和ITO的界面的扩散而形成氧化Al层,从而还存在ITO/Al界面接触电阻增大,使得实质上端子部中的信号电流被断路的问题.
改善与ITO的接触电阻,同时作为实现布线的低电阻化的材料,例如考虑使用Mo,但Mo在抗湿性和抗药液性上有欠缺,例如容易产生端子部中的腐蚀等,在可靠性上存在问题.而在对氮化硅(SiN)构成的绝缘膜使用公知的采用氟气的干法腐蚀来形成接触孔,从而形成布线端子部的情况下,在干法腐蚀时Mo被同时腐蚀,存在不能形成布线端子部的问题,存在对Mo类金属的组成下工夫等的必要性.
发明内容
本发明用于解决以上那样的现有技术的问题,提供一种使通过低电阻布线和出色的反射特性而具有良好显示特性的反射型及半透过型液晶显示板的制造合格率提高,同时可以简化工序的制造方法.
本发明提供一种反射型液晶显示装置的制造方法,其特征在于,该方法至少包括:在透明绝缘基板上使第一金属薄膜成膜并使用第一光刻工艺形成栅极布线和栅电极的第一工序;依次使栅极绝缘膜、半导体有源膜和欧姆接触膜成膜并使用第二光刻工艺形成半导体层的第二工序;使第二金属薄膜成膜并使用第三光刻工艺形成源极布线、源电极、漏电极以及薄膜晶体管的沟道部的第三工序;形成层间绝缘膜并使用第四光刻工艺分别在像素电极部的表面上形成凹凸形状和到达栅极布线端子部、源极布线端子部和漏电极的接触孔的第四工序;以及使第三金属薄膜成膜并使用第五光刻工艺形成像素电极和端子部焊盘的第五工序,其中,所述第一金属薄膜为由AlNd膜和形成于该AlNd膜的上层且添加了氮的AlNd膜构成的双层膜,或者为添加了2.5~20重量%的Nb的MoNb的单层膜,其中氮的组成在5~25重量%的范围内.
本发明还提供一种半透过型液晶显示装置的制造方法,其特征在于,该方法至少包括:在透明绝缘基板上使第一金属薄膜成膜,并使用第一光刻工艺形成栅极布线、栅电极的第一工序;依次使栅极绝缘膜、半导体有源膜和欧姆接触膜成膜并使用第二光刻工艺形成半导体层的第二工序;使第二金属薄膜成膜并使用第三光刻工艺形成源极布线、源电极、漏电极以及薄膜晶体管的沟道部的第三工序;形成层间绝缘膜并使用第四光刻工艺分别在像素反射电极部的表面上形成凹凸形状、像素透过电极部的开口部和到达栅极布线端子部、源极布线端子部和漏电极的接触孔的第四工序;使透明导电膜成膜并使用第五光刻工艺形成透过部像素电极和端子部焊盘的第五工序;以及使第三金属薄膜成膜并使用第六光刻工艺形成反射部像素电极的第六工序,其中,所述第一金属薄膜为由AlNd膜和形成于该AlNd膜的上层且添加了氮的AlNd膜构成的双层膜,或者为添加了2.5~20重量%的Nb的MoNb的单层膜,其中氮的组成在5~25重量%的范围内.
本发明方案1的反射型液晶显示装置的制造方法至少包括:在透明绝缘基板上成膜第一金属薄膜并使用第一光刻工艺形成栅极布线和栅电极的第一工序;依次成膜栅极绝缘膜、半导体有源膜和欧姆接触膜并使用第二光刻工艺形成半导体层的第二工序;成膜第二金属薄膜并使用第三光刻工艺形成源极布线、源电极、漏电极以及薄膜晶体管的沟道部的第三工序;形成层间绝缘膜并使用第四光刻工艺分别形成像素电极部表面上的凹凸形状和到达栅极布线端子部、源极布线端子部和漏电极的接触孔的第四工序;以及成膜第三金属薄膜并使用第五光刻工艺形成像素电极的第五工序,所述第一金属薄膜为双层膜,由AlNd膜和形成于该AlNd膜上层且添加了氮、碳或氧中的至少一种元素的AlNd膜构成.
所述第一金属薄膜最好为在Mo中添加了Nb的合金.
所述第二金属薄膜最好为MoNb或MoNb/AlNd/MoNb的三层膜.
最好是将Cr/AlNd/Cr的三层膜进行成膜并构图后,除去上层Cr,从而形成所述第三金属薄膜.
所述第三金属薄膜最好为AlCu/MoNb或AlNd/MoNb的双层膜.
本发明方案2的半透过型液晶显示装置的制造方法至少包括:在透明绝缘基板上成膜第一金属薄膜,并使用第一光刻工艺形成栅极布线、栅电极的第一工序;依次成膜栅极绝缘膜、半导体有源膜和欧姆接触膜并使用第二光刻工艺形成半导体层的第二工序;成膜第二金属薄膜并使用第三光刻工艺形成源极布线、源电极、漏电极以及薄膜晶体管的沟道部的第三工序;形成层间绝缘膜并使用第四光刻工艺分别形成像素电极部表面上的凹凸形状、像素透过电极部的开口部和到达栅极布线端子部、源极布线端子部和漏电极的接触孔的第四工序;成膜透明导电膜并使用第五光刻工艺形成透过部像素电极和端子部焊盘的第五工序;以及成膜第三金属薄膜并使用第六光刻工艺形成反射部像素电极的第六工序,所述第一金属薄膜为双层膜,由AlNd膜和形成于该AlNd膜上层且添加了氮、或碳或氧中的至少一种元素的AlNd膜构成.
所述第一金属薄膜最好为在Mo中添加了Nb的合金.
所述第二金属薄膜最好为MoNb或MoNb/AlNd/MoNb的三层膜.
最好是将Cr/AlNd/Cr的三层膜进行成膜并构图后,除去上层Cr,从而形成所述第三金属薄膜.
所述第三金属薄膜最好为AlCu/MoNb或AlNd/MoNb的双层膜.
根据本发明,可以降低栅极布线电阻和源极布线电阻,而且可以降低端子焊盘ITO膜、像素ITO膜与栅极布线、源极布线、漏电极的接触电阻,并且可以形成工艺损伤少、具有良好反射特性的像素反射膜,所以可以生产效率高地制造不产生点缺陷不良和显示不匀等的显示不良、具有明亮的高质量的显示特性的反射型及半透过型液晶显示装置.
附图说明
图1是表示本发明实施方式1~5的反射型液晶显示装置用TFT阵列基板的平面图.
图2是表示本发明实施方式1~5的反射型液晶显示装置用TFT阵列基板的剖面图.
图3是表示本发明实施方式1~5的反射型液晶显示装置用TFT阵列基板的制造工序的图.
图4是表示本发明实施方式1~5的反射型液晶显示装置用TFT阵列基板的制造工序的图.
图5是表示本发明实施方式1~5的反射型液晶显示装置用TFT阵列基板的制造工序的图.
图6是表示本发明实施方式1~5的反射型液晶显示装置用TFT阵列基板的制造工序的图.
图7是表示本发明实施方式1~5的反射型液晶显示装置用TFT阵列基板的制造工序的图.
图8是表示本发明实施方式1~5的反射型液晶显示装置用TFT阵列基板的制造工序的图.
图9是表示本发明实施方式1~5的反射型液晶显示装置用TFT阵列基板的制造工序的图.
图10是表示作为本发明实施方式1~6的反射型和半透过型液晶显示装置的比较例,使用Al-0.2重量%Cu反射膜的情况下的反射率特性的图.
图11是表示作为本发明实施方式1~6的反射型和半透过型液晶显示装置的实施方式,使用Al-1.0重量%Nd反射膜的情况下的反射率特性的图.
图12是表示本发明实施方式6的半透过型液晶显示装置用TFT阵列基板的平面图.
图13是表示本发明实施方式6的半透过型液晶显示装置用TFT阵列基板的剖面图.
图14是表示本发明实施方式6的半透过型液晶显示装置用TFT阵列基板的制造工序的图.
图15是表示本发明实施方式6的半透过型液晶显示装置用TFT阵列基板的制造工序的图.
图16是表示本发明实施方式6的半透过型液晶显示装置用TFT阵列基板的制造工序的图.
图17是表示本发明实施方式6的半透过型液晶显示装置用TFT阵列基板的制造工序的图.
图18是表示本发明实施方式6的半透过型液晶显示装置用TFT阵列基板的制造工序的图.
图19是表示本发明实施方式6的半透过型液晶显示装置用TFT阵列基板的制造工序的图.
图20是表示本发明实施方式6的半透过型液晶显示装置用TFT阵列基板的制造工序的图.
图21是表示在本发明实施方式1~6的反射型和半透过型液晶显示装置中,在纯Al反射膜上形成液晶取向控制用聚酰亚胺膜的情况下的反射率特性的图.
图22是表示在本发明实施方式1~6的反射型和半透过型液晶显示装置中,在Al-0.2重量%Cu反射膜上形成液晶取向控制用聚酰亚胺膜的情况下的反射率特性的图.
图23是表示在本发明实施方式1~6的反射型和半透过型液晶显示装置中,在Al-1重量%Nd反射膜上形成液晶取向控制用聚酰亚胺膜的情况下的反射率特性的图.
图24是概念性表示对于Al膜和ITO膜的电化学反应(电池反应),上层Al/下层Cr双层膜的情况下的ITO的还原机理的说明图.
图25是概念性表示对于Al膜和ITO膜的电化学反应(电池反应),上层Al/下层Mo双层膜的情况下的ITO的还原机理的说明图.
具体实施方式
实施方式1
下面用附图来说明本发明实施方式1的反射型液晶显示装置的制造方法.图1是表示本发明实施方式1的反射型液晶显示装置的平面图,图2是剖面图,而图3~图9是表示工序图的图.再有,在图1中,在反射像素电极35的区域内,设置多个反射像素电极的凹部35a,形成凹凸形状.
首先,在玻璃基板等的透明绝缘性基板1上成膜第一金属薄膜,并在第一次的照相制版工序中形成栅电极2、辅助电容电极3、栅极布线4、以及栅极端子部5(参照图3).
在本实施方式中,首先按公知的使用Ar气体的溅射法成膜厚度200nm的在Al中添加了0.8~5重量%的Nd的AlNd合金.溅射条件在DC磁控管溅射方式下为成膜功率密度3W/cm2、Ar气体流量40sccm.接着按照公知的使用在Ar气体中混合了N2气体的气体的反应性溅射法,按50nm的厚度成膜添加了氮原子的AlNd-N膜.溅射条件为成膜功率密度3W/cm2、Ar气体流量40sccm、N2气体流量20sccm.通过以上,形成具有200nm厚度的AlNd膜和在其上层50nm厚度的AlNd-N膜的双层膜.再有,这种情况下的AlNd-N膜的N元素的成分是约18重量%.然后,使用公知的包含磷酸+硝酸+醋酸的溶液一并腐蚀该双层膜后,除去抗蚀剂图形,从而形成上述栅电极等2~5的图形.
接着,依次成膜第一绝缘膜6、半导体膜7、欧姆接触膜8,在第2次的照相制版工序中形成由半导体膜7和欧姆接触膜8构成的半导体图形(参照图4).
在本实施方式中,使用化学汽相成膜(CVD)法依次成膜400nm的SiN作为第一绝缘膜6、150nm的a-Si作为半导体膜7、30nm的n+a-Si作为欧姆接触膜8,按使用氟类气体的干法腐蚀法形成半导体图形.
接着,成膜第二金属薄膜,在第三次照相制版工序中形成源电极9、漏电极10、源极布线11、以及源极端子部12(参照图5).
在本实施方式中,使用溅射法按200nm的厚度成膜在Mo中添加了2.5~20重量%的Nb的MoNb合金,使用公知的包含磷酸+硝酸+醋酸的溶液进行腐蚀,形成上述源电极等9~12的图形.
接着,成膜第二绝缘膜13,随后涂敷形成由感光性有机树脂膜构成的层间绝缘膜14,并在第四次照相制版工序中在所速层间绝缘膜的像素反射部上形成凹凸形状15、贯通至第二金属薄膜构成的漏电极10的端子表面的第一接触孔17、贯通至第一金属薄膜构成的栅极端子部5的端子表面的接触孔18、以及贯通至第二金属薄膜构成的源极端子部12的端子表面的接触孔19(参照图6).
在本实施方式中,成膜100nm的SiN作为第二绝缘膜13,随后,使用旋转涂敷法涂敷JSR制PC335,使其膜厚达到3.2~3.9μm,作为感光性有机树脂膜14.然后,使用具有接触孔17、18、19的光掩模进行第一曝光,接着使用反射部凹凸图形15的光掩模按第一曝光量的20~40%的曝光量进行第二曝光后,通过用有机碱显影液进行显影而形成反射部凹凸形状部15和接触孔17、18、19.
接着,成膜透明导电膜,在第五次照相制版工序中,通过接触孔18形成连接到栅极端子部5的栅极端子焊盘21和通过接触孔19形成连接到源极端子部12的源极端子焊盘22(参照图7).
在本实施方式中,使用溅射法按100nm的厚度成膜ITO作为透明导电膜,并使用包含盐酸+硝酸的溶液进行腐蚀,形成所述栅极端子焊盘21和源极端子焊盘22.
接着,成膜具有高反射特性的第三金属薄膜,并在第六次照相制版工序中形成反射像素电极35.先形成最下层膜23、反射膜24、最上层膜25后,腐蚀除去最上层膜25而形成反射像素电极35(参照图8、图9).
在本实施方式中,作为第三金属薄膜,使用溅射法按100nm的厚度成膜Cr23后,接着在其上层按300nm的厚度成膜在Al中添加了0.5~3重量%的Nd的AlNd合金24后,再按100nm的厚度成膜Cr25,从而形成Cr/AlNd/Cr三层膜.接着,使用第六次照相制版工序进行抗蚀剂的构图后,使用公知的包含硝酸铈铵+高氯酸溶液来腐蚀最上层的Cr25,使用公知的包含磷酸+硝酸+醋酸的溶液来腐蚀第二层的AlNd合金24,再次使用包含硝酸铈铵+高氯酸的溶液来腐蚀最下层的Cr23(参照图8).
在本实施方式中,第三金属薄膜的最下层Cr23作为阻挡层而形成,用于防止像素漏极接触孔17的底面的AlNd膜24的分段断线不良,以及不使AlNd膜24直接成膜在栅极端子焊盘21和源极端子焊盘22的ITO膜上.如果不形成最下层Cr23而在ITO膜上直接形成AlNd膜24,则在ITO/AlNd界面上生成AlOx反应层,所以即使腐蚀除去第三金属薄膜后,在端子焊盘ITO21和22的表面上仍残留损伤而使端子部电阻增大,成为显示不良的原因.另一方面,最上层Cr25是阻挡层,用于防止发生在照相制版工序的抗蚀剂构图时的显影液中Al和下层的ITO的电池反应造成的端子焊盘21、22的腐蚀.
最后,在第三金属薄膜Cr/AlNd/Cr三层膜的腐蚀后,再除去抗蚀剂图形后,使用包含硝酸铈铵+高氯酸的溶液来全面腐蚀除去最上层的Cr25,并使AlNd膜24露出表面,从而形成反射像素电极图形35(23、24)(参照图9).
在通过以上工序制造的液晶显示装置用TFT阵列基板上,通过使用公知的技术形成用于使液晶取向的取向控制膜,使用公知的技术粘结用于进行彩色显示的滤色片、黑底(black matrix)、形成了对置电极和取向控制膜的对置基板,在该TFT阵列基板和对置基板之间注入液晶,从而完成本发明实施方式1的反射型液晶显示装置.
这样,完成的反射型液晶显示装置采用在Al中添加了0.8~5重量%的Nd的AlNd合金作为第一金属薄膜,所以可以防止在薄膜表面上发生一般被称为小丘(hillock)的突起状的凹凸表面粗糙,同时如表1所示,与现有的使用Cr薄膜的情况相比,可以将栅极的布线电阻抑制得很低.
这种情况下,如果Al中添加的Nd成分低于0.8重量%,则由于小丘的抑制效果下降,所以是不期望的.而如果超过5重量%,则由于布线电阻的增大及湿法腐蚀时布线图形的边缘腐蚀量增多而难以高精度地管理布线宽度尺寸,所以是不期望的.而在本实施方式中,通过在AlNd膜的上层形成添加了N原子的AlNd-N膜,与现有的仅有AlNd薄膜的情况相比,可以降低栅极端子部的栅极端子ITO焊盘21和栅极端子部5的接触电阻值,同时可以在一次湿法腐蚀中一并进行腐蚀,所以可以简化工艺.因此,与以往例的使用Cr布线的情况相比,可以提高对于因布线电阻增大造成的信号延迟所引起的显示不匀的不良裕度,可以获得具有显示质量高的反射型液晶显示装置.
再有,在本实施方式中使用的AlNd-N膜的N成分为约18重量%,但不限于此,如果N成分在5重量%~25重量%的范围内,则可具有本发明的效果.此外,不限于氮,也可以使用添加了碳、氧的AlNd-C膜或AlNd-O膜.
此外,作为第二金属薄膜,由于采用了在Mo中添加了2.5~20重量%的Nb的MoNb合金,所以如表1所示,与现有的使用Cr薄膜的情况相比,可以将源极的布线电阻抑制得低,同时可以降低与源极端子部的源极端子ITO焊盘22的接触电阻值,所以还可获得没有显示不匀、高性能的显示特性.再有,作为第二金属薄膜,使用纯Mo薄膜也可以,但这种情况下,在湿法腐蚀时如果使用与上述Al-Mo薄膜相同的腐蚀液,则纯Mo膜被剧烈腐蚀,所以需要准备新的纯Mo专用的腐蚀液.但是,如本实施方式那样,通过在Mo中添加2.5~20重量%的Nb而使腐蚀速度下降,从而接近AlNd薄膜的腐蚀速度,所以可按与AlNd膜相同的腐蚀速度来腐蚀MoNb薄膜,所以具有避免工艺复杂化的优点.
而且,作为第三金属薄膜的高反射率金属,采用在Al中添加了0.5~3重量%的Nd的AlNd合金24,所以与现有的Al合金相比,可以将最上层Cr25的层形成和腐蚀除去后的反射率的下降抑制到最小限度,可获得具有明亮的显示特性的反射型液晶显示装置.
即,作为用于与本发明进行比较的比较例,如图10所示,在现有的使用Al-0.2重量%Cu合金的情况下,相对于如果象本实施方式那样在上层形成了Cr层后进行全面腐蚀除去,则其反射率根据波长而下降10%或10%以上,而如本实施方式的图11所示,可知使用在Al中添加了Nd的Al-1.0重量%Nd合金的情况下,在Cr的形成、除去后都基本上没有发现反射率的下降.再有,这里在最上层中使用了Cr膜,但取代Cr膜,只要是可抑制在抗蚀剂显影液中与ITO的电池反应,并且可进行Al-Nd膜的选择腐蚀的合金,都可采用,例如可以使用Ta、W、Ti等.
实施方式2
取代在上述实施方式1中作为第一金属薄膜的AlNd-N/AlNd双层膜,使用添加了2.5~20重量的Nb的MoNb合金膜.在作为优选例的本实施方式中,在图3的工序中,作为第一金属薄膜,使用采用公知的Ar气体的溅射法按200nm的厚度来成膜在Mo中添加了5重量%的Nb的MoNb合金,使用公知的包含磷酸+硝酸+醋酸的溶液进行腐蚀,形成栅电极2、辅助电容电极3、栅极布线4、以及栅极端子部5.所述公知的包含磷酸+硝酸+醋酸的溶液可使用与实施方式1的AlNd-N/AlNd双层膜情况相同的溶液.然后,与实施方式1同样,经由图4至图9的工序来完成本发明实施方式2的反射型液晶显示装置.
如表1所示,本实施方式2的情况与实施方式1相比,尽管栅极布线电阻增大,但与端子焊盘的ITO膜的接触电阻比实施方式1降低,所以可提高对显示不良的工艺裕度.
实施方式3
取代在上述实施方式1中作为第二金属薄膜的MoNb合金膜而使用MoNb/AlNd/MoNb三层膜.如果在最下层和最上层中使用Mo中添加了2.5~20重量%Nb的MoNb合金膜,在中间层使用Al中添加了0.8~5.0重量%的AlNd合金膜,则使用以往公知的作为Al腐蚀剂(腐蚀液)的包含磷酸+硝酸+醋酸的药液,在一次腐蚀中一并腐蚀MoNb/AlNd/MoNb三层膜就可以.这种情况下,可在层间没有台阶并且为平滑的截面形状下腐蚀三层膜.作为优选例,在本实施方式中,与实施方式1同样,在经过图3~图4的工序后,在图5的工序中,作为第二金属薄膜,使用公知的采用Ar气体的溅射法,依次接50nm、200nm、50nm的厚度连续成膜Mo中添加了5重量%的Nb的MoNb合金、Al中添加了2重量%的Nd的AlNd合金、然后再在M0中添加了5重量%的Nb的MoNb合金,形成MoNb/AlNd/MoNb三层膜.然后,使用公知的包含磷酸+硝酸+醋酸的溶液进行腐蚀,形成源电极9、漏电极10、源极布线11和漏极布线12.此时,三层膜的腐蚀截面没有台阶而为平滑的形状.再有,中间层不限于AlNd合金,例如也可以使用Al中添加了0.1~1重量%的Cu的AlCu合金.
然后,与实施方式1同样,经过图6~图9的工序,完成本发明实施方式3的反射型液晶显示装置.在本实施方式3的情况下,如表1所示,与实施方式1相比,可以使源极布线电阻降低,所以可进一步提高相对于显示不良的工艺裕度.
实施方式4
取代在上述实施方式3中仍旧作为第一金属薄膜的AlNd-N/AlNd双层膜,使用Mo中添加了2.5~20重量%的Nb的厚度200nm的MoNb合金的单层膜.这种情况下,如表1所示,与实施方式3相比,尽管栅极布线电阻增大,但与端子焊盘的ITO膜的接触电阻比实施方式3降低,所以可提高相对于显示不良的工艺裕度.
实施方式5
取代在上述实施方式3中作为第一金属薄膜的AlNd-N/AlNd双层膜,使用在Al中添加了0.8~5重量%的Nd的AlNd合金的上层上层叠Mo中添加了2.5~20重量%的Nb的MoNb的MoNb/AlNd双层膜.作为优选的实施方式,这里,在图3的工序中,按公知的使用Ar气体的溅射法,成膜厚度200nm的Al中添加了2重量%的Nd的AlNd合金、接着连续成膜厚度50nm的Mo中添加了5重量%的Nb的MoNb合金,形成MoNb/AlNd双层膜.然后,使用公知的作为Al腐蚀剂的包含磷酸+硝酸+醋酸的药液来一并腐蚀MoNb/AlNd双层膜,形成栅电极2、辅助电容电极3、栅极布线4以及栅极端子部5.所述公知的包含磷酸+硝酸+醋酸的溶液可使用与实施方式1的AlNd-N/AlNd双层膜情况相同的溶液.然后,与实施方式1同样,经过图4~图9的工序,完成本发明实施方式5的反射型液晶显示装置.
这种情况下,如表1所示,与实施方式1相比,可以降低源极布线电阻,同时可以降低栅极端子焊盘的ITO膜和栅极端子的接触电阻,所以可提高相对于显示不良的工序裕度.
实施方式6
用附图来说明本发明实施方式6的半透过型液晶显示装置的制造方法.图12是表示本发明实施方式6的半透过型液晶显示装置的平面图,图13表示剖面图,而图14~图20表示工序图.
首先,在玻璃基板等的透明绝缘性基板1上成膜第一金属薄膜,在第一次照相制版工序中形成栅电极2、辅助电容电极3、栅极布线4、以及栅极端子部5(参照图14).
在本实施方式中,首先按公知的采用Ar气体的溅射法以200nm的厚度成膜Al中添加了0.8~5重量%的Nd的AlNd合金.在DC磁控管溅射方式下,溅射条件为成膜功率密度3W/cm2、Ar气体流量40sccm.接着,按照公知的使用Ar气体中混合了N2的气体的反应性溅射法,以50nm的厚度成膜添加了氮原子的AlNd-N膜.溅射条件为成膜功率密度3W/cm2、Ar气体流量40sccm、N2气体流量20sccm.通过以上,形成200nm厚度的AlNd和在其上层具有50nm厚度的AlNd-N膜的双层膜.再有,这种情况下的上层AlNd-N膜的N元素组成为约18重量%.然后,使用公知的包含磷酸+硝酸+醋酸的溶液一并腐蚀该双层膜后,除去抗蚀剂图形,从而形成上述2~5的图形.
接着,依次成膜第一绝缘膜6、半导体膜7、欧姆接触膜8,在第二次照相制版工序中形成由半导体膜7和欧姆接触膜构成的半导体图形(参照图15).
在本实施方式中,使用化学汽相成膜(CVD)法,依次成膜40nm的SiN作为第一绝缘膜6、150nm的a-Si作为半导体膜7、30nm的n+a-Si作为欧姆接触膜8,按使用氟类气体的干法腐蚀法形成半导体图形.
接着,成膜第二金属薄膜,在第三次照相制版工序中形成源电极9、漏电极10、源极布线11、以及源极端子部12(参照图16).
在本实施方式中,使用溅射法成膜200nm厚度的Mo中添加了2.5~20重量%的Nb的MoNb合金作为第二金属薄膜,使用公知的包含磷酸+硝酸+醋酸的溶液进行腐蚀,形成上述9~12的图形.
接着,在成膜第二绝缘膜13后,涂敷形成感光性有机树脂膜构成的层间绝缘膜14,在第四次照相制版工序中在所述层间绝缘膜的像素反射部中形成凹凸形状15和像素透过部的凹图形16、贯通至第二金属薄膜构成的漏电极10的端子表面的第一接触孔17、贯通至第一金属薄膜构成的栅极端子部5的端子表面的接触孔18、以及贯通至第二金属薄膜构成的源极端子部12的端子表面的接触孔19(参照图17).
在本实施方式中,在作为第二绝缘膜成膜了100nm的SiN后,使用旋转涂敷法涂敷JSR制PC335,使其达到3.2~3.9μm的膜厚,作为感光性有机树脂膜.然后使用具有透过部图形16、接触孔17、18、19的光掩模进行第一曝光,接着使用反射部凹凸图形15的光掩模按20~40%的曝光量进行第二曝光后,通过有机碱显影液进行显影,从而形成反射部凹凸图形15、透过部凹图形16、以及接触孔17、18、19.
接着,成膜透明导电膜,在第五次照相制版工序中形成从像素电极图形20延长并经由接触孔17连接到漏电极10的像素漏极接触部20a、经由接触孔18连接到栅极端子部5的栅极端子焊盘21和经由接触孔19连接到源极端子部12的源极端子焊盘22(参照图18).
在本实施方式中,使用溅射法按100nm厚度成膜ITO作为透明导电膜,使用包含盐酸+硝酸的溶液进行腐蚀.
接着,成膜具有高反射特性的第三金属薄膜作为第二像素电极,在第六次照相制版工序中形成反射像素电极35(23、24)(参照图19、图20).
在本实施方式中,使用溅射法以100nm厚度成膜Cr23作为第二像素电极的第三金属薄膜后,接着在其上层成膜Al中添加了0.5~3重量%的Nd的AlNd合金24后,再按100nm的厚度成膜Cr25,形成Cr/AlNd/Cr三层膜.接着,在使用第六次照相制版工序中进行抗蚀剂的构图后,使用公知的包含硝酸铈铵+高氯酸溶液腐蚀最上层的Cr25,使用公知的包含磷酸+硝酸+醋酸的溶液腐蚀第二层的AlNd合金24,再次使用包含硝酸铈铵+高氯酸溶液腐蚀最下层的Cr23(参照图19).
在本实施方式中,第三金属薄膜的最下层Cr23是为了防止像素漏极接触孔17的底面中的AlNd膜24的分段断线不良,以及不使AlNd24直接成膜在栅极端子焊盘21和源极端子焊盘22的ITO膜上而形成的阻挡层.如果不形成最下层Cr23而将AlNd24直接成膜在ITO表面上,则在ITO/AlNd界面产生AlOx反应层,所以即使腐蚀除去第三金属薄膜后,在端子焊盘ITO21和22的表面上仍残留损伤而使端子部电阻增大,成为显示不良的原因.此外,最上层Cr25是阻挡层,用于防止在照相制版工序的抗蚀剂构图时的显影液中因Al和下层的ITO的电池反应而发生第一透过部透明像素电极20、端子焊盘21、22的ITO膜的腐蚀.
最后,在第三金属薄膜Cr/AlNd/Cr三层膜的腐蚀后,进而除去抗蚀剂图形后,使用硝酸铈铵+高氯酸溶液全面腐蚀除去最上层的Cr25,使AlNd膜24露出表面而形成反射像素电极图形35(23、24)(参照图20).
在通过以上的工序制造的透过型液晶显示装置用TFT阵列基板上,通过使用公知的技术形成用于使液晶取向的取向控制膜,使用公知的技术粘结形成了用于进行彩色显示的滤色片、黑底、对置电极和取向控制膜的对置基板,在该TFT阵列基板和对置基板间注入液晶,从而完成本发明实施方式6的透过型液晶显示装置.
由此,完成的透过型液晶显示装置采用Al中添加了0.8~5重量%的Nd的AlNd合金作为第一金属薄膜,所以可以防止在薄膜表面上发生一般被称为小丘的突起状的凹凸表面粗糙,同时如表1所示,与现有的使用Cr薄膜的情况相比,可以将栅极的布线电阻抑制得低.这种情况下,如果Al中添加的Nd组成低于0.8重量%,则小丘的抑制效果下降,所以是不好的.而如果超过5重量%,则由于布线电阻的增大及湿法腐蚀时的布线图形的边缘腐蚀量增多而难以高精度地管理布线宽度尺寸,所以是不好的.而在本实施方式中,通过在AlNd膜的上层形成添加了N原子的AlNd-N膜,与现有的仅有AlNd薄膜的情况相比,可以降低栅极端子部的栅极端子ITO焊盘21和栅极端子部5的接触电阻值,同时可以在一次湿法腐蚀中一并进行腐蚀,所以可以简化工序.因此,与以往例的使用Cr布线的情况相比,可以提高对于因布线电阻增大造成的信号延迟引起的显示不匀的不良裕度,可以获得具有显示质量高的透过型液晶显示装置.
再有,在本实施方式中使用的AlNd-N膜的N成分为约18重量%,但不限于此,如果N成分在5重量%~25重量%的范围内,则可具有本发明的效果.此外,不限于氮,也可以使用添加了碳、氧的AlNd-C膜或AlNd-O膜.
此外,作为第二金属薄膜,由于采用了在M0中添加了2.5~20重量%的Nb的MoNb合金,所以如表1所示,与现有的使用Cr薄膜的情况相比,可以将源极的布线电阻抑制得低,同时可以降低与源极端子部的源极端子ITO焊盘22的接触电阻值,所以还可获得没有显示不匀、高性能的显示特性.再有,作为第二金属薄膜,使用纯Mo薄膜也可以,但这种情况下,在湿法腐蚀时如果使用与上述Al-Mo薄膜相同的腐蚀液,则纯Mo膜被剧烈腐蚀,所以需要准备新的纯Mo专用的腐蚀液.但是,如本实施方式那样,通过在M0中添加2.5~20重量%的Nb而使腐蚀速度下降,从而接近AlNd薄膜的腐蚀速度,所以可按与AlNd膜相同的腐蚀速度来腐蚀MoNb薄膜,所以具有避免工序复杂化的优点.
而且,作为第三金属薄膜的高反射率金属24,采用在Al中添加了0.5~3重量%的Nd的AlNd合金,所以与现有的Al合金相比,可以将最上层Cr25的层形成和腐蚀除去后的反射率的下降抑制到最小限度,可获得具有明亮的显示特性的透过型液晶显示装置.即,如图10所示,在现有的使用Al-0.2重量%Cu合金的情况下,相对于如果象本实施方式那样在上层形成了Cr层后进行全面腐蚀除去,则其反射率R根据波长λ而下降10%或10%以上,而如本实施方式的图11所示,可知在使用Al中添加了Nd的Al-1.0重量%Nd合金的情况下,在Cr的形成、除去后都基本上没有发现反射率R的下降.再有,这里在最上层中使用了Cr膜,但取代Cr膜,只要是可抑制在抗蚀剂显影液中与ITO的电池反应,并且可进行Al-Nd膜的选择腐蚀的合金,都可采用,例如可以使用Ta、W、Ti等.
再有,本发明实施方式的透过型液晶显示装置除了上述实施方式6以外,与上述反射型液晶显示装置的实施方式2~5同样,可根据目的而变更第一和第二金属薄膜的构成,这种情况下可具有与表1所示的同样的效果.
可是,在上述实施方式1至6中,作为反射像素电极的形成工序,如图8或图19的工序所示,成膜Cr/AlNd/Cr的三层膜,通过腐蚀形成了反射像素图形23、24后,全面腐蚀除去最上层的Cr膜25,使中间层的AlNd膜露出表面,从而形成反射像素电极23、24,但在最下层23中使用Mo中添加了2.5~20重量%的Nb的MoNb合金,在其上层作为反射膜24形成Al合金胰的Al/MoNb双层膜也可以.这种情况下,最下层的MoNb膜23与实施方式1~6的Cr膜23同样,是为了防止像素漏极接触孔17的底面中的Al膜24的分段断线不良,以及不使Al膜24直接成膜在栅极端子焊盘21和源极端子焊盘22的ITO膜上而形成的阻挡层.如果不形成最下层Cr23而将AlNd24直接成膜在ITO表面上,则在ITO/AlNd界面产生AlOx反应层,所以即使腐蚀除去第三金属薄膜后,在端子焊盘ITO21和22的表面上仍残留损伤而使端子部电阻增大,成为显示不良的原因.
此外,在实施方式1~6中,第三金属薄膜Cr/AlNd/Cr三层膜的最上层Cr是阻挡层,用于防止照相制版工序的抗蚀剂构图时的显影液中因Al和下层的ITO的电池反应而产生端子焊盘21、22的腐蚀,但在最下层中使用MoNb的情况下,即使不在Al膜的上层形成Cr膜25,也可以防止发生在照相制版工序的抗蚀剂显影液中的Al和下层ITO的电池反应造成的端子焊盘21、22的腐蚀.因此,可以省略反射电极构图后的图9或图20的最上层Cr膜25的全面腐蚀除去工序,同时可以使用公知的包含磷酸+硝酸+醋酸的药液一并腐蚀Al/MoNb双层膜,所以可以大幅度地简化反射像素电极形成工序.
这里作为优选的实施方式,在图8或图19的工序中,作为反射电极的第三金属薄膜,按公知的使用Ar气体的溅射法,成膜100nm的Mo中添加了2.5~20重量%的Nb的MoNb合金膜23,接着按厚度300nm成膜Al中添加了0.5~3重量%的Nd的AlNd合金24,形成AlNd/MoNb双层膜.然后,使用公知的包含作为Al腐蚀剂的磷酸+硝酸+醋酸的药液进行一并腐蚀,从而形成反射像素电极23、24.上述公知的包含磷酸+硝酸+醋酸的溶液可使用与实施方式1的AlNd-N/AlNd双层膜情况相同的溶液.然后除去抗蚀剂图形,从而完成实施方式1~5的反射型液晶显示装置、以及实施方式6的透过型液晶显示装置.
再有,由于省略在Al膜24的上层形成Cr并除去的工序,所以不需要考虑由此造成的Al膜的反射特性恶化,作为Al膜24,不限于AlNd合金,也可以使用纯Al,或在Al中添加了0.1~1重量%的Cu的AlCu合金等.
图21~图23分别表示作为反射像素电极材料的例子,在纯Al、Al-0.2重量%Cu、Al-1重量%Nd膜之上形成了液晶取向用的取向控制膜时的反射率R的变化特性.这里,表2表示改变测定波长时的各材质膜的反射率(相对于白地板).测定装置使用日立制作所(株)制分光光度仪U-3000(商品号).
表2各材质的反射率特性
  测定波长(nm)   纯Al   纯Al+取向膜   Al-0.2重量%   -0.2重量%Cu+取向膜   Al-1.0重量%Nd   Al-1.0重量%Nd+取向膜
  800   85.4   77.4   85.4   77.4   86.7   75.7
  775   86.2   78.6   86.6   79.5   87.5   76.2
  750   87.7   79.9   88.8   82.3   89   77.3
  725   87.7   80.4   88.7   83.1   88.8   77.6
  700   88.5   81.3   89.2   84.2   89.5   78.7
  675   89   81.7   89.8   84.4   89.8   80.3
  650   89.6   82.1   90.4   84.2   90.4   82.2
  625   90   82.3   91   83.6   90.8   84.7
  600   90.1   81.9   91.6   82.6   91.6   86.8
  575   90.3   81.8   91.7   82.7   91.3   87.8
  550   91   81.3   92.1   83.2   92.1   88.8
  525   91.6   81.1   92.7   84.7   92.9   88.2
  500   91.4   79.9   92.8   85.2   92.7   86.6
  475   92   79.8   93.4   86.2   93.5   86.7
  450   92.5   77.6   93.9   84.9   94   87.1
  425   92.5   75.9   94.2   83.5   94.4   86.7
  400   92.2   74   94.4   82.5   94.5   86.9
  375   92   72.3   94.5   82   94.7   87.1
  350   92.1   71.1   95.9   79.3   96   88.6
  325   91.4   68.6   95.3   75.4   96.1   86.7
  300   89.1   59.4   94.8   60.5   96   67.8
  275   88.9   23.2   96   18.5   98.7   30.4
  250   88   11.3   96   10.5   100   9.1
  225   79   10.8   83.3   10.1   90   10.2
  200   71.6   11.4   71.3   11.7   69.6   11.8
取向控制膜通过旋转涂敷法按100nm的膜厚涂敷聚酰亚胺膜并使其干燥而形成.如果Al膜上形成取向控制膜,则反射率R整体性下降,但在Al-0.2重量%Cu合金膜(参照图22)、Al-1重量%Nd合金膜(参照图23)的情况下,与纯Al膜(参照图21)相比,可知反射率R的下降小,可以维持良好的反射率.特别是在纯Al膜的情况下,在波长λ小于或等于450nm的短波长侧的反射率R的下降率大,所以有可能使作为整体的色度改变为带有黄色或红色.因此,作为Al膜24,使用Al中添加了0.5~3重量%的Nd的AlNd合金膜,或使用Al中添加了0.1~1重量%的Cu的AlCu合金膜更好.
这样完成的反射型液晶显示装置和半透过型液晶显示装置,尽管反射电极为AlNd/MoNb的双层结构,但完全看不见因抗蚀剂显影液中的电池反应造成的端子焊盘ITO膜21、22的腐蚀.再有,本发明人进行各种研究的结果,发现这种AlNd/MoNb双层结构中的Al-ITO电池反应抑制效果可如以下那样说明.
即,可知MoNb合金是氢发泡容易(氢发泡电位低)的金属,MoNb合金的一部分通过基板周边部和针孔等与显影液接触而引起氢发泡反应2H++2e-→H2,使基板整体的氧化还原电位贵重的效果强,减轻或防止ITO的还原腐蚀的效果大.表3中表示普通的显影液(2.38重量%的TMAH水溶液)中的AlNd、Cr、Mo-5%Nb的氧化还原电位.
表3显影液中的氧化还原电位
 样品   氧化还原电位(mV:vsAg/AgCl)
 Al-1.0重量%Nd   -1900
 Cr   -100
 Mo-5重量%Nd   -580
 AlNd和Cr按面积比1∶1浸渍   -1740
 AlNd和MoNb按面积比1∶1浸渍   -1430
 在50nm的MoNb上连续成膜300nm的AlNd的基板   -300
将各金属以单体方式浸渍在显影液中时的氧化还原电位为Al:-1900mV(vsAg/AgCl:以下相同)、Cr:-100mV、M0:-580mV,可知与Mo相比,Cr的电位贵重.而ITO在显影液中开始被腐蚀的电位约小于或等于-1000mV,所以如果在ITO图形上成膜Al后浸渍在显影液中,则可以预计通过针孔等ITO与显影液接触时会剧烈地进行腐蚀.其次,比较将AlNd和Cr或MoNb按面积1∶1同时浸渍在显影液中时的氧化还原电位.相对于AlNd和Cr时为-1740mV,在将AlNd和MoNb同时浸渍在显影液中的情况下为-1430mV,比AlNd和Cr时的情况贵重.而从MoNb的表面观察到在Cr中未出现的发泡,AlNd在约2分钟内完全溶解.在单体时,与Cr相比,氧化还原电位低贱的MoNb使AlNd的电位贵重的力量强大的原因在于,通过氢发泡的2H++2e-→H2的反应而消耗了基板中的电子.这种机理的概念示于图24~图25.如图24所示,在使用Cr膜27作为Al层26的下层的情况下,Al26溶解(Al→Al3++3e-)中产生的电子30使ITO28(特别是针孔31附近)的还原容易.另一方面,如图25所示,在使用Mo膜29作为Al层26的下层的情况下,Al26溶解(Al→Al3++3e-)中产生的电子30使氢离子32还原(2H++2e-→H2),所以难以引起ITO28的还原.进而测定了将MoNb上连续成膜AlNd的层叠基板浸渍在显影液中时的氧化还原电位,确认为-300mV而没有达到腐蚀ITO的电平,是贵重的.与上述结果相比,可以说明以下事实:以MoNb为下层的Al合金膜即使没有用于防止电池反应的上层膜,也不发生显影时的Al和ITO的电池反应造成的ITO还原腐蚀.
可是,在上述实施方式1~6中,使用ITO(氧化铟+氧化锡)膜作为端子焊盘21、22或半透过型的透过像素部的像素电极20的透明导电膜,在包含盐酸+醋酸的溶液中进行腐蚀加工,但这种情况下,如果在层间绝缘膜6、13和14中存在缺陷等,则包含盐酸+醋酸的药液渗入,使AlNd合金或MoNb合金构成的下层的第一和第二金属薄膜被腐蚀,在布线或电极中产生断线不良.这样的情况下,最好是以非晶状态成膜形成透明导电膜.由于非晶状态的透明导电膜化学上不稳定,例如可用草酸类的弱酸进行腐蚀加工,所以可以防止药液的渗入造成的下层AlNd膜或MoNb膜的断线腐蚀.另一方面,在非晶状态的透明导电膜中,在后面的反射像素电极形成工序中第三金属薄膜Cr/AlNd/Cr、或AlCu/MoNb、AlNd/MoNb层叠膜的腐蚀时,非晶透明导电膜构成的端子焊盘21、22和透过部像素电极20被腐蚀.因此,将非晶状态下端子焊盘21、22和透过像素电极20进行草酸腐蚀加工后的透明导电膜需要达到化学稳定的结晶状态.
作为这样的透明导电膜的优选例,使用ITO(氧化铟+氧化锡)中添加了氧化锌的三元类透明导电膜、或以往公知的ITO靶,通过用Ar气体和O2气体中添加了H2O气体的混合气体作为溅射气体来进行成膜,从而可以使用非晶化的ITO膜.这些实施方式的非晶透明导电膜可通过约170℃~230℃左右的加热处理达到化学上稳定的结晶状态.因此,在图7或图18的工序后进行200℃左右的退火处理,或利用将图8或图19的第三金属薄膜进行溅射成膜时的基板加热工序,可使透明导电膜20、21、22达到化学上稳定的结晶状态.

Claims (10)

1. 一种反射型液晶显示装置的制造方法,其特征在于,该方法至少包括:
在透明绝缘基板上使第一金属薄膜成膜并使用第一光刻工艺形成栅极布线和栅电极的第一工序;
依次使栅极绝缘膜、半导体有源膜和欧姆接触膜成膜并使用第二光刻工艺形成半导体层的第二工序;
使第二金属薄膜成膜并使用第三光刻工艺形成源极布线、源电极、漏电极以及薄膜晶体管的沟道部的第三工序;
形成层间绝缘膜并使用第四光刻工艺分别在像素电极部的表面上形成凹凸形状和到达栅极布线端子部、源极布线端子部和漏电极的接触孔的第四工序;以及
使第三金属薄膜成膜并使用第五光刻工艺形成像素电极和端子部焊盘的第五工序,
其中,所述第一金属薄膜为由AlNd膜和形成于该AlNd膜的上层且添加了氮的AlNd膜构成的双层膜,或者为添加了2.5~20重量%的Nb的MoNb的单层膜,其中氮的组成在5~25重量%的范围内。
2. 如权利要求1所述的反射型液晶显示装置的制造方法,其中,所述第一金属薄膜为在Mo中添加了2.5~20重量%的Nb的合金。
3. 如权利要求1所述的反射型液晶显示装置的制造方法,其中,所述第二金属薄膜为MoNb的单层膜或MoNb/AlNd/MoNb的三层膜,并且,所述MoNb是在Mo中添加了2.5~20重量%的Nb的MoNb合金,所述AlNd是在Al中添加了0.8~5重量%的Nd的AlNd合金。
4. 如权利要求1所述的反射型液晶显示装置的制造方法,其中,使Cr/AlNd/Cr的三层膜成膜并构图后,除去上层Cr,从而形成所述第三金属薄膜,并且,所述AlNd是在Al中添加了0.5~3重量%的Nd的AlNd合金。
5. 如权利要求1所述的反射型液晶显示装置的制造方法,其中,所述第三金属薄膜为AlCu/MoNb或AlNd/MoNb的双层膜,并且,所述MoNb是在Mo中添加了2.5~20重量%的Nb的MoNb合金,所述AlCu是在Al中添加了0.1~1重量%的Cu的AlCu合金,所述AlNd是在Al中添加了0.5~3重量%的Nd的AlNd合金。
6. 一种半透过型液晶显示装置的制造方法,其特征在于,该方法至少包括:
在透明绝缘基板上使第一金属薄膜成膜,并使用第一光刻工艺形成栅极布线、栅电极的第一工序;
依次使栅极绝缘膜、半导体有源膜和欧姆接触膜成膜并使用第二光刻工艺形成半导体层的第二工序;
使第二金属薄膜成膜并使用第三光刻工艺形成源极布线、源电极、漏电极以及薄膜晶体管的沟道部的第三工序;
形成层间绝缘膜并使用第四光刻工艺分别在像素反射电极部的表面上形成凹凸形状、像素透过电极部的开口部和到达栅极布线端子部、源极布线端子部和漏电极的接触孔的第四工序;
使透明导电膜成膜并使用第五光刻工艺形成透过部像素电极和端子部焊盘的第五工序;以及
使第三金属薄膜成膜并使用第六光刻工艺形成反射部像素电极的第六工序,
其中,所述第一金属薄膜为由AlNd膜和形成于该AlNd膜的上层且添加了氮的AlNd膜构成的双层膜,或者为添加了2.5~20重量%的Nb的MoNb的单层膜,其中氮的组成在5~25重量%的范围内。
7. 如权利要求6所述的半透过型液晶显示装置的制造方法,其中,所述第一金属薄膜为在Mo中添加了2.5~20重量%的Nb的合金。
8. 如权利要求6所述的半透过型液晶显示装置的制造方法,其中,所述第二金属薄膜为MoNb的单层膜或MoNb/AlNd/MoNb的三层膜,并且,所述MoNb是在Mo中添加了2.5~20重量%的Nb的MoNb合金,所述AlNd是在Al中添加了0.8~5重量%的Nd的AlNd合金。
9. 如权利要求6所述的半透过型液晶显示装置的制造方法,其中,使Cr/AlNd/Cr的三层膜成膜并构图后,除去上层Cr,从而形成所述第三金属薄膜,并且,所述AlNd是在Al中添加了0.5~3重量%的Nd的AlNd合金。
10. 如权利要求6所述的半透过型液晶显示装置的制造方法,其中,所述第三金属薄膜为AlCu/MoNb或AlNd/MoNb的双层膜,并且,所述MoNb是在Mo中添加了2.5~20重量%的Nb的MoNb合金,所述AlCu是在Al中添加了0.1~1重量%的Cu的AlCu合金,所述AlNd是在Al中添加了0.5~3重量%的Nd的AlNd合金。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4083752B2 (ja) 2005-01-31 2008-04-30 三菱電機株式会社 アクティブマトリクス基板及びその製造方法
JP4663485B2 (ja) * 2005-11-04 2011-04-06 三菱電機株式会社 薄膜トランジスタアレイ及びその製造方法、半透過型液晶表示装置
CN100371817C (zh) * 2005-11-29 2008-02-27 友达光电股份有限公司 半穿透半反射式像素结构及其制造方法
TWI585498B (zh) 2006-05-16 2017-06-01 半導體能源研究所股份有限公司 液晶顯示裝置和半導體裝置
JP4728170B2 (ja) 2006-05-26 2011-07-20 三菱電機株式会社 半導体デバイスおよびアクティブマトリクス型表示装置
US20100118238A1 (en) * 2007-01-31 2010-05-13 Junya Shimada Liquid crystal display device
JP5102535B2 (ja) 2007-05-11 2012-12-19 三菱電機株式会社 表示装置と表示装置の製造方法
KR102281850B1 (ko) 2015-02-25 2021-07-26 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치
CN104752444A (zh) 2015-04-24 2015-07-01 合肥鑫晟光电科技有限公司 显示基板及其制备方法、显示面板和显示装置
KR102666821B1 (ko) * 2017-07-05 2024-05-16 가부시키가이샤 토판 포토마스크 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6369410B1 (en) * 1997-12-15 2002-04-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the semiconductor device
CN1353324A (zh) * 2000-11-11 2002-06-12 三星电子株式会社 反射型液晶显示装置及其制造方法
JP2002190212A (ja) * 2000-12-22 2002-07-05 Hitachi Metals Ltd 電子部品用薄膜配線
CN1405612A (zh) * 2001-09-20 2003-03-26 元太科技工业股份有限公司 薄膜晶体管液晶显示器及其制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6369410B1 (en) * 1997-12-15 2002-04-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the semiconductor device
CN1353324A (zh) * 2000-11-11 2002-06-12 三星电子株式会社 反射型液晶显示装置及其制造方法
JP2002190212A (ja) * 2000-12-22 2002-07-05 Hitachi Metals Ltd 電子部品用薄膜配線
CN1405612A (zh) * 2001-09-20 2003-03-26 元太科技工业股份有限公司 薄膜晶体管液晶显示器及其制造方法

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