JP2000206508A

JP2000206508A - 液晶表示装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2000206508A
Application number: JP568599A
Authority: JP
Inventors: Eisuke Tanaka; 英祐田中
Original assignee: Advanced Display Inc
Current assignee: Advanced Display Inc
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】矩形状配線（交差角９０°）上にゲート絶縁
層をプラズマＣＶＤ法で成膜しても段差被覆性の劣化し
ない液晶表示装置およびその製造方法を得る。【解決手段】液晶表示装置の製造において、ガラス基
板２２上の矩形状ゲート配線２に第１のゲート絶縁層８
を成膜し、これをエッチバックすることによって平坦化
し、其の後、第１層の上に第２のゲート絶縁層９を成膜
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置および
その製造方法に関し、より詳しくは、プラズマＣＶＤ法
で基板に形成されたゲート絶縁層の段差被覆牲を改善で
きる液晶表示装置およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置の各画素に設けた非線形能
動素子（例えば、ＴＦＴ（thin filmtransistor））に
よって液晶層に印加された電圧を制御する駆動方式をア
クティブマトリクス駆動といい、この駆動方式を採用し
た液晶表示装置をアクティブマトリクス液晶表示装置と
いう。アクティブマトリクス駆動においては、非選択画
素の表示信号電圧リークに起因するクロストークと呼ば
れる現象を、単純マトリクス駆動に比べて格段に改善で
き、大画面化に伴うコントラスト低下を回避できると期
待されている。

【０００３】このアクティブ素子をマトリックス状に形
成したＴＦＴアレイ基板の構成およびＴＦＴアレイ基板
を用いた液晶表示装置の構成を説明する。

【０００４】図７は、従来のＴＦＴアレイ基板の１個の
画素部の構成を示す断面説明図である。図７（ａ）にお
いて２２はガラス基板などからなる透明絶縁性基板、２
は透明絶縁性基板上に形成されたゲート電極であり、１
５はゲート電極２上に形成されたゲート絶縁膜（シリコ
ンナイトライド膜）であり、１０はゲート絶縁膜３を介
して形成された半導体層（アモルファスシリコン膜）で
あり、７と６はそれぞれ半導体層１０とともにＴＦＴを
構成するソース電極とドレイン電極であり、１２は画素
電極（透明電極）であり、１１はオーミック接合層であ
り、１３は保護層（パッシベーション膜）である。

【０００５】このような１個の画素電極（透明電極）と
１個のＴＦＴとからなる画素部が透明絶縁性基板上にマ
トリックス状に配列されたものがＴＦＴアレイ基板であ
る。

【０００６】つぎに、ＴＦＴアレイ基板の製法を説明す
る。まず、透明絶縁性基板２２上にクロムまたはアルミ
ニウムなどからなる導電膜を厚さ１０００〜５０００Å
程度にスパッタ法などによって成膜し、フォットリソグ
ラフィー法などによってパターニングしてゲート電極２
を形成する。ゲート電極パターニング後シリコンナイト
ライド膜などからなる絶縁膜を厚さ２０００Å以上にプ
ラズマＣＶＤ法などによって成膜する。アモルファスシ
リコン膜などからなる半導体層を厚さ８００Å以上にプ
ラズマＣＶＤ法などによって成膜し、続いてリンがドー
プされたアモルファスシリコン膜（以後ｎ＋シリコン膜
と略す）などからなる半導体層を厚さ１００Å以上にプ
ラズマＣＶＤ法などによって成膜する。このシリコンナ
イトライド膜１５、アモルファスシリコン膜１０、ｎ＋
シリコン膜１１の形成手順について詳述する。従来この
３層膜は、同一のプラズマＣＶＤ装置で連続で形成され
る、ＴＦＴ基板がプラズマＣＶＤ装置の成膜チャンバ内
にセッティングされる。セッティング後、３００℃近辺
に加熱される。加熱後、ＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｈ₂、Ｎ₂など
の材料ガスが導入され、高周波放電が開始する所定の時
間放電は断続し、ＴＦＴ基板上にシリコンナイトライド
が形成される。シリコンナイトライド形成後、高周波放
電は停止し、ＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｈ₂などの材料ガスの供
給もストップし、真空ポンプにより排気される。なお、
このシリコンナイトライド膜は、２層に分割して形成さ
れる。したがって単層のシリコンナイトライド膜を形成
後、基板は成膜チャンバより搬出され洗浄され一方、シ
リコンナイトライド膜は、成膜チャンバ内部にも形成さ
れている。基板が搬出された後成膜チャンバ中にはＣＦ
₄、ＳＦ₆、ＮＦ₃などのクリーニングガスの一種が導入
され、成膜チャンバに形成されたシリコンナイトライド
膜がプラズマ放電エッチングにより除去される。基板は
その後表面洗浄等を経て再度成膜チャンバ中に搬送さ
れ、前記と同様にシリコンナイトライド膜が形成され
る。図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ部分の拡大図であり、
第１のゲート絶縁層８の形状を示している。この第１の
ゲート絶縁層８の段差形状は、その後の工程に重要な影
響を与える。その後、基板はチャンバ外に搬出されず、
ＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｈ₂、Ｎ₂ガスが真空引きされた後Ｎ₂
ガス等によりバージされた後、ＳｉＨ₄、Ｈ₂などの材料
ガスがチャンバ中に導入され、高周波放電が開始する。
所定の時間放電は継続し、ＴＦＴ基板上にアモルファス
シリコンが形成される。アモルファスシリコン膜形成
後、高周波放電は停止し、ＳｉＨ₄、Ｈ₂などの材料ガス
の供給はストップし、真空ポンプにより排気される。そ
の後ＳｉＨ₄、ＰＨ₃、Ｈ₂ガスが成膜チャンバ中に導入
されプラズマ放電によりｎ＋シリコン膜が基板上に形成
される。基板はチャンバ外に搬出され成膜チャンバは先
述と同様クリーニングガスが導入され、プラズマ放電に
より膜が除去される。

【０００７】こののち、アモルファスシリコン層、ｎ＋
シリコン層はフォトリソグラフィ法などによってパター
ニングされる。つぎに、画素部にインジウム錫酸化物
（ＩＴＯ）などからなる透明導電膜を厚さ８００Å以上
にスパッタ法などによって成膜した後、フォトリソグラ
フィ法などによってパターニングして画素電極とする。
画素電極形成後、クロムまたはアルミニウムなどからな
る導電膜を厚さ１０００Å以上にスパッタ法などによっ
て成膜した後、フォトリソグラフィ法などによってパタ
ーニングしてソース電極６およびドレイン電極７とす
る。最後に最上層に窒化シリコン膜などからなるパッシ
ベーション膜を厚さ１５００Å以上にプラズマＣＶＤ法
などによって成膜してＴＦＴアレイ基板を完成する。こ
れまで述べたように、ＴＦＴアレイ基板は基本的に導電
性配線と絶縁膜が幾重にも重なって構成されている。し
たがって上述のゲート電極２上のゲート絶縁膜１５の段
差被覆性がソース電極６、ドレイン電極７の配線状態に
影響することになる。

【０００８】以上のようにしてＴＦＴアレイ基板を作製
することができる。

【０００９】つぎに、ＴＦＴアレイ基板を用いた液晶表
示装置の構成について説明する。ＴＦＴアレイ基板に対
向して配設される対向基板上には対向電極などが配設さ
れている。さらに、ＴＦＴアレイ基板および対向基板に
はそれぞれ配向制御膜が形成され、両基板は、一定間隔
の隙間を保って両基板の周辺部で接合され、両基板の隙
間には液晶材料が注入されて液晶パネルが構成されてい
る。

【００１０】前述の配向制御膜としては例えばポリイミ
ド膜が用いられ、塗布乾燥後表面を布を用いてラビング
処理を行う。配向制御膜はラビング等により液晶のダイ
レクターを基板面内方向に配向するだけでなく、いわゆ
るプレチルト角として基板に対して３°から１５°程度
の配向をもって配向するように形成される。プレチルト
角は小さすぎると、ＴＦＴアレイ基板上の画素電極の周
囲とソース配線、ゲート配線、補助容量配線間に発生す
る電界によって、液晶の配向が不連続となるディスクリ
ネーションを伴っていわゆるドメインを発生し、このド
メインが光の透過部分に発生した場合にコントラストの
低下等の表示特性の悪化が生じる。このような、表示特
性の向上のためにはＴＦＴアレイ基板表面はより平坦度
のよい状態が望ましい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ゲート絶縁層の段差被
覆性のコントロールには、以下に述べる交差角θと密接
な関係を有するという知見を、本願発明者は実験によっ
て得ることができた。ゲート配線２の一対の端面２３と
ガラス基板２２の表面２４との交差角θが小さい場合
（即ち、ゲート配線２が所定のテーパ角度を持っている
場合）、ゲート絶縁層１４として機能する窒化シリコン
層（ＳｉＮ層）の段差被覆性は良好であって、平坦部の
窒化シリコン層と側壁部（端面２３）の窒化シリコン層
とをほぼ同じ厚さで被覆できる（図６（ａ）参照）。こ
れに対して、交差角θが９０°付近の場合には、ゲート
配線２の端面２３でゲート絶縁層１４の厚さに急激な変
化が観察され、ゲート絶縁層１４の段差被覆性は劣化す
る（図６（ｂ）参照）。

【００１２】段差被覆性の良くないゲート絶縁層１４上
に、画素領域（図示せず）またはソース配線３を形成す
ると（図６（ｃ）参照）、以下のような問題が懸念され
る。なお、この図では簡潔に説明するため、ゲート絶縁
層１４と、画素電極１２またはソース配線３との間に介
在し得る他の層の記載を省略している。

【００１３】（１）段差被覆性の劣化部分でソース配線
３が屈曲して、この箇所でソース配線３の断線の恐れが
ある。

【００１４】（２）画素電極１２の形成の際、即ち、例
えばＩＴＯ（indium tin oxide）膜を成膜しこれをパタ
ーンニングする際、段差被覆性の劣化した箇所に、ＩＴ
Ｏのエッチング残留物が残るという問題がある。

【００１５】よって交差角θを９０°未満に管理すれ
ば、上記問題を解消できるが、この管理には次のような
製造上の問題（負荷）も併せ持っている。交差角θを小
さくするには（テーパ角を持たせるには）、液濃度や処
理時間を厳密に管理した上でウエットエッチ法によって
なされるのであるが、これに基づく管理が繁雑なため、
製造工程の効率化を図る必要がある。これに比べ、交差
角θを約９０°にできれば、ドライエッチ法採用も可能
で、製造工程の簡素化が図れる。

【００１６】プラズマＣＶＤ法の反応モードの現象は完
全には解明されていないが、プラズマＣＶＤ成膜には気
中反応モード成膜と表面反応モード成膜があり、両者が
バランスを保ちながら共存して、膜形成がされると一般
に理解されている。そして、１０００〜２０００Å／ｍ
ｉｎの高速成膜では気中反応依存度が著しいと考えら
れ、１０〜３０Å／ｍｉｎの低速成膜では表面反応依存
度が著しいと考えられている。

【００１７】よって、生産能力を考慮すれば、成膜方法
としては高速成膜の方向性を採用したいが、これによっ
て気中反応モードの依存性が高まり段差被覆性が劣化す
る傾向が見られる。即ち、生産効率の向上と段差被覆性
の改善とはトレードオフの関係にあると考えられ、プラ
ズマＣＶＤ装置のパラメータ変更のみで、両方の特性を
同時に満足できるレベルまで改善することは難しいと判
断した。

【００１８】以上のことから、本願発明者は、特開平４
−２６２５３３号公報に記載された絶縁層の２層形成と
絶縁層エッチバック処理とを組み合わせるという手法を
応用することによって、液晶表示装置の製造において、
プラズマＣＶＤ法のゲート絶縁層生産能力を低下させる
ことなく、上記交差角９０°のゲート配線２上に段差被
覆性のよいゲート絶縁層１４を形成できると考えた。

【００１９】しかし上記特開平４−２６２５３３号公報
には、段差被覆性と配線交差角θの関連性に全く言及し
ていないので、この公報を参酌しても、上記交差角θに
対するゲート絶縁層１４やゲート配線２の設計スペック
（厚さや材質）を決めることも、プラズマＣＶＤ法の成
膜条件（ガス種、ガス流量比、真空度、成膜速度）を決
めることも、エッチバックの処理条件（ガス種、ガス流
量比、真空度）を決めることも困難である。

【００２０】そこで、請求項１と２に係る発明は、矩形
状配線を使用する場合であっても、その上に形成された
絶縁層の段差被覆特性を改善できる液晶表示装置を提供
することを目的としたものである。

【００２１】また、請求項３乃至７に係る発明は、矩形
状配線を使用する場合であっても、その配線上の所定の
厚さの絶縁層のエッチバック処理を行うことによって、
この絶縁層の段差被覆特性を改善できる液晶表示装置の
製造方法を提供することを目的としたものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のうち請求項１に記載の発明は、液晶表示装
置において、基板と、この基板上に形成され、１０００
Å以上で、５０００Å以下の厚さを持つ矩形状配線と、
矩形状配線および基板を覆って形成され、厚さが２００
Å以上、２０００Å以下の第１の絶縁層と、第１の絶縁
層上に形成された第２の絶縁層とを備えている点を特徴
とする。

【００２３】なお、矩形状配線であれば、基板表面と配
線の端面との交差する角度（この角度を交差角とい
う。）が９０°であるものの、これには製造中のエッチ
ング精度に依存する角度や形状のばらつきを持つ配線を
も含むものとする。

【００２４】このような構成にすると、矩形状配線上に
第１の絶縁層を形成していても、この絶縁層の段差被覆
性の劣化を解消できる。また、請求項２に記載の発明の
ように、第１の絶縁層と第２の絶縁層の間に第３の絶縁
層を形成しても良い。

【００２５】上記目的を達成するため、本発明のうち請
求項３に記載の発明は、液晶表示装置の製造方法におい
て、基板に所定厚さを持つ矩形状配線を配置し、この基
板と矩形状配線を覆うように第１の絶縁層を４０００Å
以上の厚さで形成し、その後に第１の絶縁層の厚さを２
００Å以上、２０００Å以下にエッチバック処理し、エ
ッチバック処理された第１の絶縁層の上に第２の絶縁層
を形成することを特徴とする。矩形状配線の意義は上記
と同じである。エッチバック処理とは、薄膜を堆積した
後一定程度これをエッチングする薄膜平坦化手法のこと
をいう。

【００２６】このような方法によると、第１の絶縁層を
充分に厚く形成し、これをエッチバック処理しているの
で、第１の絶縁層の平坦化を確実に行うこができ、この
絶縁層の段差被覆性の劣化を防止できる。

【００２７】また、請求項４に記載の発明のように、第
１の絶縁層をエッチバック処理した後、第２の絶縁層を
形成する前に、基板を大気のさらすことなく、第１の絶
縁層上に第３の絶縁層を連続して形成しても良い。

【００２８】また、請求項５に記載の発明のように、Ｓ
ｉＨ₄ガスに対するＮＨ₃ガスの混合比が１乃至４の混合
ガスである気相化学反応によって、第１の絶縁層を形成
することが好ましい。

【００２９】さらに、請求項６に記載の発明のように、
エッチング処理をＣＦ₄ガス、Ｃ₂Ｆ₆ガス、ＳＦ₆ガスお
よびＮＦ₃ガスの内のいずれか一種のガスと酸素ガスの
雰囲気で行うことが好ましい。

【００３０】なお、請求項７に記載の発明のように、第
２の絶縁層を形成と共に、基板を大気にさらすことな
く、第２の絶縁層上にｉ型アモルファスシリコン層およ
びｎ⁺型アモルファスシリコン層を連続して形成するこ
とも可能である。

【００３１】

【発明の実施の形態】実施の形態１以下、本発明の実施の形態の一例を、図面に基づいて説
明する。

【００３２】なおここでは、ＴＦＴ基板の構成とＴＦＴ
基板の製造方法に関する実施の態様と共に、ＴＦＴ基板
の構造に関する実施の態様についても言及する。

【００３３】各図において、図１はＴＦＴを形成した透
明絶縁基板（以下、「ＴＦＴ基板」という。）の平面概
略図であり、図２はＴＦＴ基板の断面図であって、図１
に示された線II−II部分の断面図であり、図３は、図２
のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示す断面図であって、
ゲート配線２の付近の拡大図である。

【００３４】まず図１において、ＴＦＴ基板全体を説明
する。

【００３５】ＴＦＴ基板１には、ゲート配線２とソース
配線３で囲まれた領域に対応して画素電極１２をマトリ
クス状に形成している。そして、この画素電極１２はＴ
ＦＴ４のドレイン電極７と接続されている。なお、ＴＦ
Ｔ４は半導体層（ｉ−ａ−Ｓｉ層１０とｎ⁺−ａ−Ｓｉ
層１１）を備えており、スイッチング素子として機能を
有する。また、ソース電極６とソース配線３とは接続さ
れ、かつＴＦＴ４のスイッチオン時にドレイン電極７と
ソース電極６の導通が図られるので、その際には最終的
に、ソース配線３を伝達するデータ（表示）信号は画素
電極１２に入力されることになる。さらに、ゲート電極
（図示せず。）は、走査配線の機能をもつゲート配線２
に兼用されており、ゲート配線２に入力されるゲート信
号によってＴＦＴ４を駆動（オン／オフ）する。

【００３６】次に図２において、ＴＦＴ基板１の断面構
造を説明する。

【００３７】ガラス基板２２上にゲート配線２を所定の
パターンで形成し、ゲート配線２を覆ってガラス基板２
２上に第１のゲート絶縁層８、第２のゲート絶縁層９を
形成する。ゲート配線２の上には、これらのゲート絶縁
層８、９を介して、チャネル領域のｉ型アモルファスシ
リコン層１０（以下、「ｉ−ａ−Ｓｉ層１０」とい
う。）と、ソース電極６またはドレイン電極７とのオー
ミック接続用のｎ⁺型アモルファスシリコン層１１（以
下、「ｎ⁺−ａ−Ｓｉ層１１」という。）とが設けられ
ている。また、ｎ⁺−ａ−Ｓｉ層１１上には、ソース電
極６とドレイン電極７とが成膜されている。さらに、Ｔ
ＦＴ４および画素電極１２を覆って保護層１３が形成さ
れている。

【００３８】なお、このＴＦＴ基板１と、カラーフィル
ターおよび共通配線の設けられた対向基板（図示せ
ず。）に関して、これらの基板の液晶接触表面に配向膜
（図示せず。）を塗布し、その裏面に偏向板（図示せ
ず）を貼り付けた上で、両基板を液晶材料（図示せず）
を挟んで、両者を対向配置させ、液晶のスイッチング特
性を利用して画面表示を行い得る液晶表示装置を製造す
る。

【００３９】以下、ＴＦＴ基板１の製造工程の内、主と
してガラス基板に配置される配線（この実施の形態で
は、具体的にはゲート配線２）とその配線上に設けられ
た絶縁層（この実施の形態では、具体的には第１のゲー
ト絶縁層８）の製造方法を図面を参考にして説明する。

【００４０】図３（ａ）〜（ｄ）は、基板上に堆積され
る各層の製造工程を示す断面図である。

【００４１】この製造工程は、全体で５工程からなり、
各工程は次のとおりである。なお、プラズマＣＶＤ装置
により窒化シリコン層が成膜された後、装置壁面に付着
した膜を取り除くため、所定処理の後、ＣＦ₄ガス、Ｓ
Ｆ₆ガス、ＮＦ₃ガス等のクリーニングガスで装置内部を
クリーニング処理する工程がある。ここではこの工程に
ついては、簡単に概説する。

【００４２】（イ）第１工程（図３（ａ））：ガラス基
板２２全面にスパッタリング法でクロム（Ｃｒ）または
アルミニウム（Ａｌ）等の金属層をスパッタリング法で
約１０００〜５０００Åの厚さの範囲で形成する。その
後、フォットリソグラフィ法でもってこれをエッチン
グ、パターン化して、断面が矩形状（交差角９０°）の
ゲート配線２が得られる。さらに、窒化シリコン層（Ｓ
ｉＮ層）で作られた第１のゲート絶縁層８をＣＶＤ（化
学気相成長：Chemical Vapor Deposition）法によっ
て、４０００Å以上の厚さで（好ましくは、約４０００
〜６０００Åの厚さの範囲で）成膜する。ゲート絶縁層
８の断面は、特にゲート配線２の端部２３で落ち込んで
おり（図３（ａ）を参照）、これにより段差被覆性（st
ep coverage）を劣化させている。ここで、段差被覆性
の良否は、配線と基板の段差部分で被覆された絶縁層の
形状によって決定され、配線端部で絶縁層の厚さがなだ
らかに変化すると良好な段差被覆性を有すると言える。

【００４３】このプラズマＣＶＤ法においては、ガラス
基板２２を約３００℃に加熱した後、ＳｉＨ₄ガス、Ｎ
Ｈ₃ガス、Ｈ₂ガス、Ｎ₂ガスの混合ガスをチャンバに導
入しながら（ガス混合比（流量比）：ＮＨ₃／ＳｉＨ₄＝
１〜４、真空度：０．８〜２．０ｍｂａｒ）、これに高
周波放電が印加される。なお、成膜速度は２００〜５０
００Å／ｍｉｎである。上記厚さの窒化シリコン層を形
成した後、放電とガスの供給を停止して、真空ポンプで
上記のガスが排気される。

【００４４】（ロ）第２工程（図３（ｂ））：上記第１
工程完了の後に、ガラス基板２２を大気にさらすことな
く、別のチャンバに移動する。移動先のチャンバには、
エッチングガスとしてＣＦ₄ガス、Ｃ₂Ｆ₆ガス、ＮＦ₃ガ
ス、ＳＦ₆ガスの内のいずれか一種のガスと酸素ガスが
導入され、これを高周波放電でプラズマ状態にした上で
ガラス基板２２上のゲート絶縁層８の全面をエッチバッ
ク処理する。なお、エッチバック処理とは、薄膜を堆積
した後、一定程度これをエッチングする薄膜平坦化手法
のことをいう。同時に、上記第１工程で使用したチャン
バの内部壁に付着したＳｉＮ層を、クリーニングガス
（ＣＦ₄ガス、ＳＦ₆ガス、ＮＦ₃ガス等）を導入して、
これのプラズマ放電によってエッチングで除去する。

【００４５】エッチバック処理によって、厚さ４０００
Å以上のゲート絶縁層８を２００〜２０００Åの厚さの
範囲にまで、より好ましくは、２００〜５００Åの厚さ
の範囲にまで、エッチングで除去する。この除去処理に
よって、ゲート配線２の端部２３付近のゲート絶縁層８
もエッチングされ、その厚さがなだらかに変化し、エッ
チバック処理後のゲート絶縁層８は良好な段差被覆性を
持つようになる。

【００４６】（ハ）第３工程（図３（ｃ））：上記エッ
チバック処理の後、ガラス基板２２の第１の絶縁層８の
表面異物を除去するため、ガラス基板２２をチャンバか
ら搬出してガラス基板２２をウエット洗浄する。そし
て、ガラス基板２２をチャンバに再度搬入した上で窒化
シリコン層の第２のゲート絶縁層９を、上記第１工程と
同じ条件によってプラズマＣＶＤ法で形成する。このゲ
ート絶縁層９の厚さは、第１のゲート絶縁層８のエッチ
ング量に依存して変化する。即ち、第２のゲート絶縁層
９の厚さは、これと第１のゲート絶縁層８との厚さの合
計を、例えば４０００Åなどの所望のゲート絶縁膜厚に
設定できるように決められる。よって、例えば所望の最
終的なゲート絶縁膜厚が４０００Åであれば、第１のゲ
ート絶縁層８の厚さの範囲は２００〜２０００Å（好ま
しくは、２００〜５００Å）なので、第２のゲート絶縁
層９の厚さの範囲は２０００〜３８００Å（好ましく
は、３５００〜３８００Å）である。

【００４７】（ニ）第４工程（図３（ｄ））：チャンバ
にＳｉＨ₄ガスとＨ₂ガスを供給して、プラズマＣＶＤ法
によってｉ−ａ−Ｓｉ層１０を約８００Åの厚さで形成
する。そして、Ｈ₄ガスとＨ₂ガスの供給を停止し真空ポ
ンプで排気した後、ＳｉＨ₄ガス、ＰＨ₃ガスとＨ₂ガス
を供給して、リンのドープされたｎ⁺−ａ−Ｓｉ層１１
を約１００Åの厚さで形成する。なお、上記第３工程の
第２のゲート絶縁層９、ｉ−ａ−Ｓｉ層１０およびｎ⁺
−ａ−Ｓｉ層１１の形成については、その間、ガラス基
板２２を大気にさらすことなく連続成膜される。

【００４８】（ホ）第５工程（図示せず）：ｉ−ａ−Ｓ
ｉ層１０とｎ⁺−ａ−Ｓｉ層１１をフォトリソグラフィ
法によってパターニングする。そして、インジウム錫酸
化物膜（ＩＴＯ膜）のような透明導電層を約８００Åの
厚さでスパッタリング法により形成し、これをフォトリ
ソグラフィ法でパターニングする。さらに、クロム（Ｃ
ｒ）やアルミニウム（Ａｌ）の金属層を厚さ約１０００
Åの厚さでスパッタリング法により形成し、これもフォ
トリソグラフィ法によってパターニングし、ソース電極
およびドレイン電極を形成する。最終的に、窒化シリコ
ン層による保護層１３をプラズマＣＶＤ法で約１５００
Å以上の厚さで形成して、図２のようなＴＦＴ基板１を
得る。

【００４９】実施の形態２以下、液晶表示装置の製造方法に関して、他の実施の形
態を図４に基づいて説明する。

【００５０】図４は、図２のＴＦＴ基板の製造工程の他
の一例を説明する断面図である。

【００５１】本実施の形態では、図３（ｃ）の第３工程
を以下に示す工程のように変更して、液晶表示装置を製
造する。なお、その他の製造工程、即ち第１工程（図４
（ａ））、第２工程（図４（ｂ））、第４工程（図４
（ｄ））および第５工程に関しては、上記実施の形態１
に示されたものと同じである。よって図４には図示をし
ているが、これらの工程の説明を省略する。

【００５２】図４（ｃ）に示された基板上の成膜は次の
ようにして行われる。第１のゲート絶縁層８を２００〜
２０００Å（好ましくは、２００〜５００Å）の厚さの
範囲までエッチバック処理した後、ガラス基板２２を大
気にさらすことなく連続して、第１のゲート絶縁層８上
に、窒化シリコン層で作られた付加ゲート絶縁層９ａを
プラズマＣＶＤ法により、第１のゲート絶縁層８とこの
層との合計を、例えば約３０００Åとできるように形成
する。よって、付加ゲート絶縁層９ａの厚さの範囲は、
１０００〜２８００Å（好ましくは、２５００〜２８０
０Å）である。そして、ガラス基板２２の付加ゲート絶
縁層９ａの表面異物を除去するため、ガラス基板２２を
チャンバから搬出してガラス基板２２をウエット洗浄す
る。なお、ガラス基板２２のエッチバック処理が行われ
ている際、および付加ゲート絶縁層９ａの成膜の後、チ
ャンバ内部壁に付着したＳｉＮ層を、クリーニングガス
（ＣＦ４ガス、ＳＦ６ガス、ＮＦ３ガス等）を導入して
これのプラズマ放電によってエッチングで除去する。さ
らに、ガラス基板２２をチャンバに再度搬入して窒化シ
リコン層で作られた第２のゲート絶縁層９を、プラズマ
ＣＶＤ法により約１０００Åの厚さで成膜する。

【００５３】このように、第１のゲート絶縁層８と第２
のゲート絶縁層９の間に、付加ゲート絶縁層９ａの形成
すると、エッチバック処理によりゲート絶縁層８の表面
上に付着しているふっ素の成分を付加ゲート絶縁層９ａ
で覆うことができ、ＴＦＴ４の特性の劣化を防ぐことが
可能である。

【００５４】このプラズマＣＶＤ法においては、ガラス
基板２２を約３００℃に加熱した後、ＳｉＨ₄ガス、Ｎ
Ｈ₃ガス、Ｈ₂ガス、Ｎ₂ガスの混合ガスをチャンバに導
入しながら（ガス混合比：ＮＨ₃／ＳｉＨ₄＝１〜４、真
空度：０．８〜２．０ｍｂａｒ、成膜速度：２００〜５
００Å／ｍｉｎ）、このガスに高周波放電がなされる。
上記厚さの窒化シリコン層を形成した後、放電とガスの
供給を停止して、真空ポンプで上記のガスが排気され
る。

【００５５】最後にＴＦＴ基板１を製造する製造装置と
その動作の概略を説明する。

【００５６】図５は、液晶表示装置用プラズマＣＶＤ装
置のチャンバ構成を示す概略図である。なお、装置のプ
ラズマ発生条件を既に説明しているので、ここではその
記載を省略する。また、ＣＶＤ装置には通常、ガラス基
板２２を所定温度に加熱するヒートチャンバを、成膜用
チャンバと共に真空引き可能なように設けているが、図
５においてはこのヒートチャンバの図示を省略してい
る。

【００５７】図５のクラスタ型プラズマＣＶＤ装置１７
は、３チャンバ（第１チャンバ１８、第２チャンバ１
９、第３チャンバ２０）により構成されている。なお、
ガラス基板２２の搬送用の第２チャンバ１９には、ロー
ド／アンロード室２１、２１が設けられている。

【００５８】まず、図５のロード／アンロード室２１に
所定枚数（例えば、１０枚）のガラス基板２２が搬入さ
れ、ヒートチャンバ（図示せず）で約２５０℃加熱され
る。

【００５９】その後、図５の第１チャンバ１８で第１の
ゲート絶縁層８の形成を行い、ガラス基板２２は搬送用
の第２チャンバ１９を経て第３チャンバ２０に移され
る。この第３チャンバ２０でエッチバック処理がなされ
る一方、この処理と同時に第１チャンバ１８はクリーニ
ングガスにより壁面に付着したＳｉＮ層の除去が行われ
る。

【００６０】ここで、上記実施の形態１に記載された製
造方法を例にすれば、ガラス基板２２をＣＶＤ装置１７
からロード／アンロード室２１を介してＣＶＤ装置１７
の外部（大気中）に搬出し、これをウエット洗浄した
後、ガラス基板２２を、再度、第１チャンバ１８に搬入
した上で、第２のゲート絶縁層９、ｉ−ａ−Ｓｉ層１
０、ｎ⁺−ａ−Ｓｉ層１１の成膜を、この第１チャンバ
１８内でガラス基板２２を大気にさらすことなく連続的
に行われる。以上の成膜を完了した後に、ガラス基板２
２をロード／アンロード室２１からＣＶＤ装置１７の外
部に再度搬出する。

【００６１】なお、前記の実施の形態においては、絶縁
層の材料を窒化シリコン（ＳｉＮ）として説明したが、
ＳｉＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、あるいはこれら
の混成膜に対しても、本発明は適用可能である。

【００６２】

【発明の効果】請求項１と２に係る発明によれば、矩形
状配線を使用する場合であっても、その上に形成された
絶縁層の段差被覆特性を改善できる液晶表示装置が得ら
れる。

【００６３】請求項３乃至７に係る発明によれば、矩形
状配線を使用する場合であっても、その配線上の所定厚
さの絶縁層のエッチバック処理を行うことによって、こ
の絶縁層の段差被覆特性を改善できる液晶表示装置の製
造方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＴＦＴ基板の平面概略図である。

【図２】ＴＦＴ基板の断面図である。

【図３】ＴＦＴ基板の製造工程の一例を説明する断面図
である。

【図４】ＴＦＴ基板の製造工程の他の一例を説明する断
面図である。

【図５】液晶表示装置用プラズマＣＶＤ装置のチャンバ
の構成を示す概略図である。

【図６】窒化シリコン層の段差被覆性の良否を説明する
図である。

【図７】従来のＴＦＴアレイ基板の１個の画素部の構成
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ＴＦＴ基板２ゲート配線３ソース配線４ＴＦＴ６ソース電極７ドレイン電極８第１のゲート絶縁層９第２のゲート絶縁層９ａ付加ゲート絶縁層１０ｉ−ａ−Ｓｉ層１１ｎ⁺−ａ−Ｓｉ層１２画素電極１３保護層１４ゲート絶縁層１５ゲート絶縁膜１８第１チャンバ１９第２チャンバ２０第３チャンバ２１ロード／アンロード室２２ガラス基板２３ゲート配線の端面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 29/78 ６２７ＡＦターム(参考） 2H090 HA03 HB04X HC03 HC12 HC14 HC18 HD03 LA04 2H092 JA26 JA33 JA35 JA36 JA38 JA39 JA40 JA42 JB23 JB24 JB27 JB32 JB33 JB36 KA05 KA12 KA18 MA08 MA13 MA18 NA19 5F058 BA09 BB04 BB07 BD01 BD10 BE10 BF02 BF23 BF30 BG01 BH12 BJ10 5F110 AA18 AA30 BB01 CC07 DD02 EE03 EE04 EE23 EE44 FF02 FF03 FF04 FF09 FF30 FF35 GG02 GG15 GG25 GG35 GG45 HK03 HK04 HK07 HK09 HK16 HK25 HK33 HK35 HM18 NN02 NN04 NN24 NN35 QQ04 QQ09 QQ19 QQ30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、前記基板上に形成され、４００
Å以上、５０００Å以下の厚さを持つ矩形状配線と、前
記矩形状配線および前記基板を覆って形成され、厚さが
２００Å以上、２０００Å以下の第１の絶縁層と、前記
第１の絶縁層上に形成された第２の絶縁層とを備えた液
晶表示装置。
【請求項２】前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層の
間に第３の絶縁層を有することを特徴とする請求項１に
記載の液晶表示装置。
【請求項３】基板に所定厚さを持つ矩形状配線を配置
し、前記基板と前記矩形状配線を覆うように第１の絶縁
層を４０００Å以上の厚さで形成し、その後に第１の絶
縁層の厚さを２００Å以上、２０００Å以下にエッチバ
ック処理し、エッチバック処理された前期第１の絶縁層
上に第２の絶縁層を形成する液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】前記第１の絶縁層をエッチバック処理し
た後、前記第２の絶縁層を形成する前に、前期基板を大
気にさらすことなく前期第１の絶縁層上に第３の絶縁層
を連続して形成する請求項３に記載の液晶表示装置の製
造方法。
【請求項５】ＳｉＨ₄ガスに対するＮＨ₃ガスの混合比
が１乃至４である混合ガス中の気相化学反応によって、
前期第１の絶縁層および第２の絶縁層を形成することを
特徴とする請求項３または４に記載の液晶表示装置の製
造方法。
【請求項６】前記エッチバック処理をＣＦ₄ガス、Ｃ₂
Ｆ₆ガス、ＳＦ₆ガスおよびＮＦ₃ガスの内のいずれか一
種のガスと酸素ガスの雰囲気で行うことを特徴とする請
求項３、４または５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】前期第２の絶縁層を形成と共に、前期基
板を大気にさらすことなく、前期第２の絶縁層上にｉ型
アモルファスシリコン層およびｎ⁺型アモルファスシリ
コン層を連続して形成することを特徴とする請求項３、
４、５または６に記載の液晶表示装置の製造方法。