JP2000077666A - Ito膜接続構造、tft基板及びその製造方法 - Google Patents
Ito膜接続構造、tft基板及びその製造方法Info
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- JP2000077666A JP2000077666A JP24344998A JP24344998A JP2000077666A JP 2000077666 A JP2000077666 A JP 2000077666A JP 24344998 A JP24344998 A JP 24344998A JP 24344998 A JP24344998 A JP 24344998A JP 2000077666 A JP2000077666 A JP 2000077666A
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Abstract
な電気的接続を確保し、かつ生産性向上を図ることが可
能なITO膜接続構造を提供する。 【解決手段】 下地基板上に、AlもしくはAlを主成
分とする合金からなる導電膜が形成されている。導電膜
の上に上側導電膜が配置されている。上側導電膜に、第
1の開口が設けられている。上側導電膜の上に絶縁膜が
配置されている。絶縁膜に、第2の開口が設けられてい
る。第2の開口の外周は、第1の開口の外周よりも外側
に位置する。絶縁膜の上面の一部、第1及び第2の開口
の内面を覆い、上側導電膜の上面のうち第2の開口の内
側の領域において上側導電膜に接触するITO膜が配置
されている。
Description
造、TFT基板及びその製造方法に関し、特にAl合金
膜とITO膜とを電気的に接続する接続構造、その接続
構造を有するTFT基板、及びその製造方法に関する。
液晶表示パネルの薄膜トランジスタ(TFT)及び画素
電極の断面図を示す。ガラス基板1の表面の画像表示領
域上にTFT10が行列状に配置され、画像表示領域の
周囲の額縁領域上に外部接続端子3が配置されている。
図4ではTFT10のうち1つを代表して示している。
層12、チャネル保護膜18、ソース電極13S、ドレ
イン電極13Dを含んで構成される。ゲート電極11
は、ガラス基板1の表面上に配置されている。ゲート電
極11を覆うようにガラス基板1の表面上に第1の絶縁
膜4が配置され、チャネル層12は、第1の絶縁膜4の
上に、ゲート電極11を跨ぐように配置されている。チ
ャネル層12の表面のうちゲート電極11の上方の領域
は、チャネル保護膜18で保護されている。
1の両側の領域は、それぞれソース電極13S及びドレ
イン電極13Dで覆われている。ソース電極13S及び
ドレイン電極13Dは、下から順番にアモルファスSi
膜14、下側Ti膜15、Al膜16、及び上側Ti膜
17が積層された4層構造を有する。
の上に第2の絶縁膜30が配置されている。第2の絶縁
膜30の、ソース電極13Sに対応する位置に開口31
が形成されている。開口31の内面及び第2の絶縁膜3
0の一部の領域上にインジウム錫オキサイド(ITO)
膜35が配置されている。ITO膜35は、開口31の
底面においてソース電極13Sに接続される。
第1及び第2の絶縁膜4及び30で覆われている。第1
及び第2の絶縁膜4及び30の2層に、外部端子3の一
部の上面を露出させる開口40が形成されている。
間に下側Ti膜15が挿入されているのは、Alの拡散
による素子特性の劣化を防止するためである。Al膜1
6とITO膜35とを直接接触させると、接触抵抗が高
くなる。Al膜16とITO膜35との間に上側Ti膜
17を挿入することにより、接触抵抗を低くすることが
できる。
て、開口31と開口40とが同時に形成される。ところ
が、開口31の深さは第2の絶縁膜30の厚さに相当
し、開口40の深さは第1及び第2の絶縁膜4及び30
の合計の厚さに相当する。このため、開口40を形成す
る部分において第1の絶縁膜4をエッチングしている
間、開口31の底面においては上側Ti膜17がエッチ
ング雰囲気に晒される。開口31の底面の上側Ti膜1
7が完全に除去されてしまうと、ITO膜35がAl膜
16に直接接触し、接触抵抗が大きくなってしまう。
よく残すために、上側Ti膜17を十分厚くする必要が
ある。例えば、上側Ti膜17の厚さを100nm以上
とすることが好ましい。上側Ti膜17を厚くすると、
ソース電極13S及びドレイン電極13Dのパターニン
グのためのエッチング時間が長くなり、生産性向上の妨
げになる。
とITO膜との良好な電気的接続を確保し、かつ生産性
向上を図ることが可能なITO膜接続構造を提供するこ
とである。
とITO膜との良好な電気的接続を確保し、かつ生産性
向上を図ることが可能なTFT基板及びその製造方法を
提供することである。
と、AlもしくはAlを主成分とする合金からなる導電
膜と、前記導電膜の上に配置され、第1の開口が設けら
れ、Al以外の材料で形成された上側導電膜と、前記上
側導電膜の上に配置され、第2の開口が設けられた絶縁
膜であって、該第2の開口の外周が、前記第1の開口の
外周よりも外側に位置する前記絶縁膜と、前記絶縁膜の
上面の一部、前記第1及び第2の開口の内面を覆い、前
記上側導電膜の上面のうち前記第2の開口の内側の領域
において前記上側導電膜に接触するITO膜とを有する
ITO膜接続構造が提供される。
接続されるため、両者の間の良好な電気的接続を得るこ
とができる。
有する下地基板と、前記下地基板の絶縁性表面上に配置
されたゲート電極と、前記下地基板の絶縁性表面及び前
記ゲート電極を覆う第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜
の上に、前記ゲート電極を跨ぐように配置され、半導体
材料で形成されたチャネル層と、前記チャネル層の上面
のうち、前記ゲート電極の両側の領域上にそれぞれ配置
され、AlもしくはAl合金で形成された第1及び第2
の導電膜と、前記第1の導電膜の上に配置され、第1の
開口が設けられている第1の上側導電膜と、前記第2の
導電膜の上に配置された第2の上側導電膜と、前記第1
及び第2の上側導電膜、及び前記チャネル層を覆うよう
に配置され、第2の開口が設けられた第2の絶縁膜であ
って、該第2の開口の外周が、前記第1の開口の外周よ
りも外側に位置するように該第2の開口が形成されてい
る前記第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜の上面の一
部、前記第1及び第2の開口の内面を覆い、前記第1の
上側導電膜の上面のうち前記第2の開口の内側の領域に
おいて前記第1の上側導電膜に接触するITO膜とを有
するTFT基板が提供される。
導電膜を介して接続されるため、両者の間の良好な電気
的接続を得ることができる。
面上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極を
覆うように、前記下地基板の上に第1の絶縁膜を形成す
る工程と、前記第1の絶縁膜の上に、前記ゲート電極を
跨ぐチャネル層、及び該チャネル層の上面のうち前記ゲ
ート電極の両側の領域を覆うソース電極及びドレイン電
極を形成する工程であって、該ソース電極及びドレイン
電極が、AlもしくはAl合金からなる導電膜と、該導
電膜の上に配置され、Alとは異なる材料からなる上側
導電膜を含んで構成される前記ソース電極及びドレイン
電極を形成する工程と、前記ソース電極及びドレイン電
極を覆うように、前記第1の絶縁膜の上に第2の絶縁膜
を形成する工程と、前記ソース電極の上側導電膜、及び
前記第2の絶縁膜の、前記ソース電極に対応する位置に
第1の開口を形成する工程であって、該第1の開口の内
周面のうち前記第2の絶縁膜に対応する部分が前記上側
導電膜に対応する部分よりも後退している第1の開口を
形成する工程と、前記第1の開口の内面、及び前記第2
の絶縁膜の一部の領域上に、ITO膜を形成する工程と
を有するTFT基板の製造方法が提供される。
対応する部分が上側導電膜に対応する部分よりも後退し
ているため、ITO膜が、第1の開口の内面に現れてい
る上側導電膜の上面に接触する。ITO膜と導電膜と
が、上側導電膜を介して接続されるため、両者の間の良
好な電気的接続を得ることができる。
FT基板の断面図を示す。ガラス基板1の表面の画像表
示領域上にTFT10が行列状に配置され、画像表示領
域の周囲の額縁領域上に外部接続端子3が配置されてい
る。図1では、複数のTFT10のうち1つを代表して
示す。
層12、チャネル保護膜18、ソース電極13S、及び
ドレイン電極13Dを含んで構成される。ゲート電極1
1はCr(又はAl合金、Al/Ti等の積層でも良
い)で形成され、その厚さは150nmであり、ガラス
基板1の表面上に配置されている。各ゲート電極11
は、図1には現れていない行方向に延在する制御線に連
続している。制御線は、額縁領域まで延在し、外部接続
端子3に連続している。
1の表面上にSiNからなる厚さ400nmの第1の絶
縁膜4が配置されている。チャネル層12は、アモルフ
ァスSiで形成され、その厚さは30nmであり、第1
の絶縁膜4の上に、ゲート電極11を跨ぐように配置さ
れている。
1の上方の領域が、チャネル保護膜18で保護されてい
る。チャネル保護膜18はSiNで形成され、その厚さ
は120nmである。
1の両側の領域が、それぞれソース電極13S及びドレ
イン電極13Dで覆われている。ソース電極13S及び
ドレイン電極13Dは、n+ 型アモルファスSi膜1
4、下側Ti膜15、Al膜16、及び上側Ti膜17
がこの順番に積層された4層構造を有する。n+ 型アモ
ルファスSi膜14の厚さは30nm、下側Ti膜15
及び上側Ti膜17の厚さは20nm、Al膜16の厚
さは100nmである。ソース電極13Sの上側Ti膜
17に、開口31aが形成されている。
の上にSiNからなる厚さ300nmの第2の絶縁膜3
0が配置されている。第2の絶縁膜30の、開口31a
に対応する位置に開口31bが形成されている。開口3
1bの外周は、開口31aの外周よりも外側に位置して
いる。。第2の絶縁膜30の上面の一部、開口31a及
び31bの内面を覆うように、厚さ70nmのITO膜
35が配置されている。
第1の絶縁膜4及び第2の絶縁膜30で覆われている。
第1及び第2の絶縁膜4及び30の2層に、外部接続端
子3の上面の一部を露出させる開口40が形成されてい
る。開口40の内周面のうち、第2の絶縁膜30に対応
する部分が、第1の絶縁膜4に対応する部分よりも後退
している。すなわち、第1の絶縁膜4と第2の絶縁膜3
0との界面に対応する位置に段差が形成されている。
上側Ti膜17の上面のうち開口31bの内側の領域に
接触し、開口31aの底面においてAl膜16に接触し
ている。このため、ITO膜35とAl膜16とが直接
接触する部分の接触抵抗が高いとしても、ITO膜35
は、上側Ti膜17を介してもAl膜16に接続される
ことになり、ITO膜35とソース電極13Sとの間の
良好な電気的接続を得ることができる。
説明する。ガラス基板1の表面上にCr膜を形成し、こ
のCr膜をパターニングしてゲート電極11及び外部接
続端子3を残す。なお、このとき行方向に延在する制御
線も同時に残す。ゲート電極11及び外部接続端子3を
覆うように、ガラス基板1の表面上にSiNからなる厚
さ400nmの第1の絶縁膜4を堆積する。第1の絶縁
膜4の堆積は、原料ガスとしてSiH4 とNH3 を用い
た化学気相成長(CVD)により行う。成膜時の基板温
度は320℃とする。
2になる厚さ30nmのアモルファスSi膜を堆積す
る。このアモルファスSi膜の堆積は、原料ガスとして
SiH 4 を用いたCVDにより行う。成膜時の基板温度
は310℃とする。
0nmのSiN膜を堆積し、このSiN膜をパターニン
グしてチャネル保護膜18を残す。チャネル保護膜18
となるSiN膜の堆積は、原料ガスとしてSiH4 とN
H3 を用いたCVDにより行う。成膜時の基板温度は3
20℃とする。
ルファスSi膜、厚さ20nmのTi膜、厚さ100n
mのAl膜、及び厚さ20nmのTi膜を順番に堆積す
る。アモルファスSi膜の堆積は、原料ガスとしてSi
H4 とPH3 を用い、基板温度を250℃としたCVD
により行う。Ti及びAl膜の堆積は、室温でのスパッ
タリングにより行う。
3S及びドレイン電極13Dに対応したレジストパター
ンを形成する。このレジストパターンをマスクとして、
第1の絶縁膜4の上に形成されているアモルファスSi
膜までをエッチングする。このエッチングは、Cl2 と
BCl3 との混合ガスを用いた反応性イオンエッチング
(RIE)により行う。Cl2 とBCl3 の流量は、例
えば共に100sccmとする。アモルファスSi膜ま
で、約120秒でエッチングすることができた。
ル保護膜18がエッチング停止層として働き、この上面
でエッチングがほぼ停止する。このエッチングにより、
チャネル層12、ソース電極13S、及びドレイン電極
13Dが形成される。
nmの第2の絶縁膜30を堆積する。第2の絶縁膜30
の堆積は、原料ガスとしてSiH4 とNH3 を用いたC
VDにより行う。成膜時の基板温度は、第1の絶縁膜4
の成膜時の基板温度よりも低い230℃とする。
と同時に、第1及び第2の絶縁膜4及び30に開口40
を形成する。これら開口31b及び40の形成は、SF
6 とO2 との混合ガスを用いたRIEにより行う。エッ
チング条件は、SF6 の流量200sccm、O2 の流
量200sccm、圧力10Paである。このエッチン
グ条件では、第2の絶縁膜がサイドエッチングされる。
また、上側Ti膜17もエッチングされるが、Ti膜の
エッチングはイオン衝突時の衝撃による作用が大きいた
め、ほぼ基板面に対して法線方向にエッチングが進む。
このため、上側Ti膜17に形成される開口31aの外
周が、第2の絶縁膜30に形成される開口30bの外周
よりも外側に位置するようになる。
0の成長温度よりも高い温度で成膜されている。このた
め、第1の絶縁膜4のエッチング速度が第2の絶縁膜3
0のエッチング速度よりも遅い。このエッチング速度の
差により、開口40の側面に段差ができる。基板全面上
にITO膜を堆積し、パターニングしてITO膜35を
残す。
l膜16が露出しても、ITO膜35とソース電極13
Sとの間の良好な電気的接続を得ることができるため、
上側Ti膜17を厚くする必要がない。図4に示す従来
例の場合には、開口31の底面に上側Ti膜17を残す
必要があるため、その厚さを約100nm程度にした。
上側Ti膜17の厚さを100nm程度にすると、上側
Ti膜17からチャネル層12までをパターニングする
のに約165秒を要する。これに対し、本実施例の場合
には、上側Ti膜17の厚さを20nmにしているた
め、約120秒で上側Ti膜17からチャネル層12ま
でをパターニングすることができる。
とエッチング圧力との関係を示すグラフである。横軸は
エッチング圧力を単位Paで表し、縦軸は横方向のエッ
チング量を単位μmで表す。なお、エッチングは、流量
200sccmのSF6 と流量200sccmのO2 と
の混合ガスを用いたRIEにより行った。エッチング対
象のSiN膜は、図1に示す第2の絶縁膜30と同一条
件で形成したものであり、その下には、第1の絶縁膜4
が配置されている。横方向のエッチング量は、第2の絶
縁膜30の下に配置されている第1の絶縁膜4の全厚さ
部分がエッチングされるまでの時間にエッチングされた
量である。
すると横方向のエッチング量が大きくなる。横方向のエ
ッチング量が大きくなると、図1に示すITO膜35と
上側Ti膜17との接触面積が大きくなり、接触抵抗を
低くすることができる。ITO膜35とソース電極13
Sとの十分な電気的接続を確保するためには、開口31
bの側面の、開口31aの縁からの後退量を1μm以上
とすることが好ましい。ただし、開口31bの最外周部
がソース電極13Sの外周を越えないようにする。
レイン電極13Dの中層(Al膜16)をAlで形成し
た場合を説明したが、Al合金で形成してもよい。ま
た、ソース電極13S及びドレイン電極13Dの上層を
Tiで形成した場合を説明したが、ITOに対して、A
lとITOとの接触抵抗よりも低い接触抵抗で接触させ
ることができる他の材料で形成してもよい。例えば、M
o、Ta、W等で形成してもよい。
を用いた液晶表示パネルの一例を示す。ガラス基板1の
表面上に複数のTFT10が形成されている。TFT1
0は、第2の絶縁膜30で覆われている。各TFT10
に対応して、第2の絶縁膜30の表面上にITO膜35
が形成されている。ITO膜35を覆うように、第2の
絶縁膜30の上に配向膜50が形成されている。ガラス
基板60の表面上に共通電極61が形成され、その表面
上に配向膜62が形成されている。
62が形成されている面同士を向かい合わせるように対
向配置されている。ガラス基板1と60との間に液晶材
料70が充填されている。ガラス基板1及び60の外側
に、それぞれ偏光板72及び73が配置されている。な
お、必要に応じ、ガラス基板60の表面上にカラーフィ
ルタ、遮光膜等を配置してもよい。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
AlもしくはAl合金膜とITO膜との間の良好な電気
的接続を確保することができる。接触抵抗を低くするた
めにAlもしくはAl合金膜とITO膜との間に介在さ
せる導電膜を薄くすることができる。このため、この導
電膜をパターニングするためのエッチング時間を短くす
ることができ、生産性の向上を図ることが可能になる。
る。
力との関係を示すグラフである。
表示パネルの断面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 AlもしくはAlを主成分とする合金か
らなる導電膜と、 前記導電膜の上に配置され、第1の開口が設けられ、A
l以外の材料で形成された上側導電膜と、 前記上側導電膜の上に配置され、第2の開口が設けられ
た絶縁膜であって、該第2の開口の外周が、前記第1の
開口の外周よりも外側に位置する前記絶縁膜と、 前記絶縁膜の上面の一部、前記第1及び第2の開口の内
面を覆い、前記上側導電膜の上面のうち前記第2の開口
の内側の領域において前記上側導電膜に接触するITO
膜とを有するITO膜接続構造。 - 【請求項2】 前記上側導電膜を形成する材料とITO
との接触抵抗が、AlとITOとの接触抵抗よりも小さ
い請求項1に記載のITO膜接続構造。 - 【請求項3】 絶縁性表面を有する下地基板と、 前記下地基板の絶縁性表面上に配置されたゲート電極
と、 前記下地基板の絶縁性表面及び前記ゲート電極を覆う第
1の絶縁膜と、 前記第1の絶縁膜の上に、前記ゲート電極を跨ぐように
配置され、半導体材料で形成されたチャネル層と、 前記チャネル層の上面のうち、前記ゲート電極の両側の
領域上にそれぞれ配置され、AlもしくはAl合金で形
成された第1及び第2の導電膜と、 前記第1の導電膜の上に配置され、第1の開口が設けら
れている第1の上側導電膜と、 前記第2の導電膜の上に配置された第2の上側導電膜
と、 前記第1及び第2の上側導電膜、及び前記チャネル層を
覆うように配置され、第2の開口が設けられた第2の絶
縁膜であって、該第2の開口の外周が、前記第1の開口
の外周よりも外側に位置するように該第2の開口が形成
されている前記第2の絶縁膜と、 前記第2の絶縁膜の上面の一部、前記第1及び第2の開
口の内面を覆い、前記第1の上側導電膜の上面のうち前
記第2の開口の内側の領域において前記第1の上側導電
膜に接触するITO膜とを有するTFT基板。 - 【請求項4】 さらに、前記下地基板の絶縁性表面の上
に配置され、導電性材料で形成された外部接続端子を有
し、 前記第1及び第2の絶縁膜が前記外部接続端子を覆い、
該第1及び第2の絶縁膜に、前記外部接続端子の上面の
一部を底面とする第3の開口が形成されている請求項3
に記載のTFT基板。 - 【請求項5】 前記第3の開口の側面のうち、前記第2
の絶縁膜に対応する部分が、前記第1の絶縁膜に対応す
る部分よりも後退している請求項4に記載のTFT基
板。 - 【請求項6】 下地基板の表面上にゲート電極を形成す
る工程と、 前記ゲート電極を覆うように、前記下地基板の上に第1
の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜の上に、前記ゲート電極を跨ぐチャネ
ル層、及び該チャネル層の上面のうち前記ゲート電極の
両側の領域を覆うソース電極及びドレイン電極を形成す
る工程であって、該ソース電極及びドレイン電極が、A
lもしくはAl合金からなる導電膜と、該導電膜の上に
配置され、Alとは異なる材料からなる上側導電膜を含
んで構成される前記ソース電極及びドレイン電極を形成
する工程と、 前記ソース電極及びドレイン電極を覆うように、前記第
1の絶縁膜の上に第2の絶縁膜を形成する工程と、 前記ソース電極の上側導電膜、及び前記第2の絶縁膜
の、前記ソース電極に対応する位置に第1の開口を形成
する工程であって、該第1の開口の内周面のうち前記第
2の絶縁膜に対応する部分が前記上側導電膜に対応する
部分よりも後退している第1の開口を形成する工程と、 前記第1の開口の内面、及び前記第2の絶縁膜の一部の
領域上に、ITO膜を形成する工程とを有するTFT基
板の製造方法。 - 【請求項7】 前記第1の開口を形成する工程におい
て、前記第2の絶縁膜を横方向にもエッチングし、前記
上側導電膜はほぼ基板法線方向にのみエッチングする条
件で前記第2の絶縁膜及び上側導電膜を部分的にエッチ
ングする請求項6に記載のTFT基板の製造方法。 - 【請求項8】 前記ゲート電極を形成する工程が、前記
下地基板の表面上の前記ゲート電極の形成されている領
域とは異なる領域上に外部接続端子を形成する工程を含
み、 前記第1の絶縁膜を形成する工程において、前記外部接
続端子をも覆う前記第1の絶縁膜を形成し、 前記第2の絶縁膜を形成する工程において、前記外部接
続端子の上方をも覆う前記第2の絶縁膜を形成し、 前記第1の開口を形成する工程が、前記第1及び第2の
絶縁膜の、前記外部接続端子に対応する位置に、第2の
開口を形成する工程を含む請求項6または7に記載のT
FT基板の製造方法。 - 【請求項9】 前記第1及び第2の絶縁膜がSiNで形
成され、前記第2の絶縁膜を、前記第1の絶縁膜を形成
する時の基板温度よりも高い基板温度で形成する請求項
8に記載のTFT基板の製造方法。
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