JP2000252283A

JP2000252283A - 純アルミニウム金属を用いてｔｆｔｌｃｄパネルにゲートラインおよびソースラインを作製する方法

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Publication number: JP2000252283A
Application number: JP5176799A
Authority: JP
Inventors: Toris Boutosas Apostoros; トリスボウトサスアポストロス; Yoshitaka Hibino; 吉高日比野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】未処理ガラス基板を用い、表面誘電体層の堆
積後のヒロック密度を十分低くしながら、低抵抗率を有
する純アルミニウムからなる導体ラインをＬＣＤガラス
パネル上に設ける。【解決手段】液晶ディスプレイにアクティブ素子を形
成する際に使用される、透明絶縁基板上に誘電層で覆わ
れた導体を提供する方法が開示される。この方法は、基
板上に導電性シートを形成する工程、導電性シート上に
ラインおよびコネクタを含む導体の形態のマスク領域を
含むマスクパターンを形成する工程、イオンエッチング
チャンバを用いて、マスクパターンによって保護されて
いない導電性シート材料の選択された領域を、チタンと
アルミニウムの両方をエッチングするエッチングプロセ
スによってエッチングする工程、および最大プロセス温
度が３７０℃より低い蒸着プロセスを用いて、エッチン
グ工程で形成された導電ライン上に誘電性材料を堆積す
る工程を包含する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般に液晶ディスプ
レイパネルに関し、特に、ＬＣＤガラスパネル基板上に
純アルミニウム金属を用いて低抵抗率のソースラインお
よびゲートラインを作製する方法に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】大規模で高解像度の液
晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル上におけるソースライ
ンおよびゲートラインなどのバスライン導体の長さおよ
び密度は、特定の製造上の問題を呈する。ＬＣＤパネル
のサイズが大きくなるにつれ、バスライン導体は長くな
る。ガラス上に形成された長い導体、例えばボトムゲー
ト型薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ＬＣＤマトリクス中に
設けられたゲートラインなどは、導体材料の抵抗率に起
因する問題を呈する。例えば信号遅延およびパルス歪み
などである。アルミニウムなどの金属は、ＸＧＡまたは
それ以上の解像度を有する１８インチ以上のアクティブ
マトリクス液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）パネル上の
バスライン導体としての使用において適切であると考え
られる。純アルミニウムは、低抵抗率（約３．０μΩｃ
ｍ）という利点を有するが、ガラス上のＴＦＴバスライ
ン材料として使用する場合において実用上の問題が生じ
る。

【０００３】純アルミニウムをＬＣＤゲートラインおよ
びソースラインとして使用する際の１つの問題は、堆積
されたアルミニウムが後の処理において２００℃を越え
る温度に加熱される際に、望ましくない表面要素（ヒロ
ックとして知られる）が形成されることである。ヒロッ
クは、ガラスと金属導体との間の熱膨張係数の不整合に
起因して発生する。アルミニウム中の応力は、基板およ
び金属が加熱される際に、ヒロックとして解放される。
ヒロックは、ガラス上にアルミニウムラインを使用する
際における大きな障害となる。なぜなら、特定のＴＦＴ
アーキテクチャにおいて、アルミニウム導体を誘電体材
料の層（例えばゲート誘電体層）で覆わなければならな
いためである。誘電体層の堆積は、アルミニウム降伏点
を越える温度まで（１５０℃から２００℃）基板を加熱
することを必要とする処理を包含し、この際にヒロック
が形成される。ヒロックは導体間をショートさせて素子
を破壊してしまうため、製造歩留まりに悪影響をおよぼ
す。

【０００４】ヒロック問題を解決するための従来技術に
おけるアプローチの１つは、純アルミニウムではなくア
ルミニウム合金からバスラインを形成することであっ
た。従来の処理温度において、アルミニウムとタンタル
（Ｔａ）の合金、アルミニウムとネオジム（Ｎｄ）の合
金、アルミニウムとジルコニウム（Ｚｒ）の合金、アル
ミニウムと銅（Ｃｕ）の合金、およびアルミニウムとタ
ングステン／モリブデン（Ｗ／Ｍｏ）の合金はすべて、
純アルミニウムよりもヒロックの形成が少なくなる。し
かし、これらの合金は純アルミニウムのような低抵抗率
を有さない。またこれらの合金は、堆積に際して取り扱
い上の問題を有し、また構成金属の不均一な分布に起因
する性能上の問題を有する。

【０００５】純アルミニウムからなるバスライン上のヒ
ロックの形成を制限するための別のアプローチは、チタ
ン（Ｔｉ）などの適切な金属の層で純アルミニウムをキ
ャップすることである。キャップによりヒロックの形成
が大きく減少し、かつ腐食に対しても有効である。キャ
ップの主な欠点は、追加的な処理工程が必要になるため
コストが増大し歩留まりが低下することである。

【０００６】キャップ層を用いることなくガラス上に純
アルミニウム導体を形成する方法を得ることが好まし
い。アルミニウムをチタン（Ｔｉ）からなる非アルミニ
ウム下地層上に形成することにより、アルミニウムは後
のヒロックの形成に対してより強い耐性を獲得する。強
い（００１）構造を示すチタン膜は、強い（１１１）結
晶構造をその上に設けられたアルミニウム層に付与する
傾向を有する。研究により、強い（１１１）構造を有す
るアルミニウム膜は、弱い構造を有するあるいはランダ
ム配向を有する膜よりも、ヒロックの形成においてより
強い耐性を示すことがわかっている。

【０００７】アルミニウム膜のヒロックの形成に影響を
与えるもう１つの要因は、ゲートラインおよびその他の
導体が堆積されるガラス基板の表面構造である。ＬＣＤ
パネルに用いられる典型的な透明絶縁基板は、１７３７
ＣｏｒｎｉｎｇＣｏｄｅガラス（未処理）である。
このようなガラス（本明細書において「未処理ガラス」
と呼ぶ）は一般に、約２．５Åの表面粗さ（測定された
表面要素の高さ）を有する。ＬＣＤパネルに使用可能な
別のガラス基板製品は、製造工程において希酸溶液に曝
された１７３７ガラスである（このようなガラスを「処
理された」ガラスと呼ぶ）。処理されたガラスの表面粗
さは約５．１Åである。Ｔｉ／Ａｌ層の堆積用の基板と
して処理されたガラスを用いることにより、後の加熱中
におけるヒロックの形成が減少することが見いだされて
いる。処理されたガラスはより大きな表面濡れ（ｓｕｒ
ａｆａｃｅｗｅｔｎｅｓｓ）を有するために、アルミ
ニウム層とチタン下地層との間の界面においてボイドの
形成が促進されると考えられる。このようなボイドは、
後の加熱処理中のアルミニウムの塑性変形において応力
解放を可能にすることにより、ヒロックの形成以外の追
加的な応力解放経路を効果的に提供する可能性がある。
実際の機構がどうであれ、酸処理されたガラスはＡｌ／
Ｔｉ膜のアルミニウム表面におけるヒロックの形成を減
少するように見受けられる。しかし、ＴＦＴパネルの大
規模製造において処理されたガラスを用いると追加的な
コストが発生するため、ヒロック制御のための方法が他
に可能であれば、未処理ガラスを使用する方が好まし
い。

【０００８】コストの低い未処理ガラス基板を用い、表
面誘電体層の堆積後のヒロック密度を十分低くしなが
ら、低抵抗率を有する純アルミニウムからなる導体ライ
ンをＬＣＤガラスパネル上に設けることができれば、非
常に有利である。

【０００９】また、アルミニウム上にチタンその他の適
切な金属のキャップ層を形成することに付随する追加的
コストおよび複雑さを避けながら、表面誘電体層の形成
のための後の加熱処理されたヒロック密度が十分低くな
るような純アルミニウムを含有する導体ラインをＬＣＤ
ガラスパネル上に形成すれば、有利である。

【００１０】さらに、導体上に窒化シリコンまたはその
他の誘電体材料を堆積することを可能にし且つ３００℃
を越える処理温度を必要としないプロセスを用いること
により、ヒロックの形成に耐性を有する、高度に配向さ
れたアルミニウムの（１１１）面から形成されたゲート
ラインおよびその他のコネクタをガラス基板上に設ける
ことが、有利である。

【００１１】したがって、本発明の目的は、未処理ガラ
ス基板を用い、表面誘電体層の堆積後のヒロック密度を
十分低くしながら、低抵抗率を有する純アルミニウムか
らなる導体ラインをＬＣＤガラスパネル上に設けること
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶ディスプレ
イにアクティブ素子を形成する際に使用される、透明絶
縁基板上に誘電層で覆われた導体を提供する方法は、該
基板上に導電性シートを形成する工程であって、該導電
性シートは、該基板に最も近くに位置する概して５０か
ら５００の範囲の厚さを有するチタン下地層と、該チタ
ン層を覆う概して７５０から２０００の範囲の厚さを有
するアルミニウム層とを含む、工程と、該導電性シート
上に、ラインおよびコネクタを含む導体の形態のマスク
領域を含むマスクパターンを形成する工程であって、該
マスク領域は、該導電性シート材料が次のエッチング工
程中に除去されるのを防ぐ工程と、イオンエッチングチ
ャンバを用いて、該マスクパターンによって保護されて
いない該導電性シート材料の選択された領域を、チタン
とアルミニウムの両方をエッチングするエッチングプロ
セスによってエッチングする工程であって、これによ
り、エッチング工程の後に残る該導電性シート材料は該
基板上の導体を含む工程と、最大プロセス温度が３７０
℃より低い蒸着プロセスを用いて、該エッチング工程で
形成された該導電ライン上に誘電性材料を堆積する工程
であって、これにより、該導体は誘電層で覆われ、液晶
ディスプレイに、ソースおよびゲートラインを含む低抵
抗率の信号ラインおよびコネクタを提供する工程と、を
包含し、これにより上記目的が達成される。

【００１３】前記エッチング工程が、Ｃｌ₂およびＢＣ
ｌ₃を用いてイオンエッチングチャンバ内でエッチング
を行ってチタンおよびアルミニウムの両方をエッチング
し、この後、アルミニウムが空気に触れると腐食するの
を防ぐために、ＣＦ₄を用いたプラズマ処理を行う工程
を包含してもよい。

【００１４】前記エッチング工程が、ｉ）ＢＣｌ₃を前
記イオンエッチングチャンバに導入して、前記導電性シ
ート材料から表面材料を除去する工程と、ｉｉ）Ｃｌ₂
およびＢＣｌ₃を該チャンバに導入して、選択されたエ
ッチング領域から該導電性シートのすべての層を除去す
る工程と、ｉｉｉ）ＣＦ₄を該チャンバに導入して、前
記アルミニウムを腐食から防ぐ工程とを包含してもよ
い。

【００１５】前記誘電性材料を堆積する工程が、窒化シ
リコンのプラズマ増速化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）を
包含し、該プロセスは、前記基板を３００℃より高い温
度に加熱することなく行われてもよい。

【００１６】前記誘電性材料を堆積する工程が、前記基
板を３００℃以下の温度に予熱する工程と、３００℃以
下の温度、概して５００ｍＴｏｒｒから２０００ｍＴｏ
ｒｒの範囲の圧力、および概して１０００Ｗから３００
０Ｗの範囲の電力レベルのプラズマ増速化学気相成長チ
ャンバにおいて、概して３０秒から５００秒の範囲の期
間、該チャンバにＮ₂、ＮＨ₃およびＳｉＨ₄を導入し
て、窒化シリコン層を形成する工程とを包含してもよ
い。

【００１７】前記チャンバにＮ₂、ＮＨ₃およびＳｉＨ₄
を導入する工程が、概して５００ｓｃｃｍから３０００
ｓｃｃｍの範囲の流量で、該チャンバにＮ₂を導入する
工程と、概して３００ｓｃｃｍから２５００ｓｃｃｍの
範囲の流量で、該チャンバにＮＨ₃を導入する工程と、
概して５０ｓｃｃｍから５００ｓｃｃｍの範囲の流量
で、該チャンバにＳｉＨ₄を導入する工程とを包含して
もよい。

【００１８】前記誘電性材料を堆積する工程が、プラズ
マ増速化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）により前記基板お
よび前記導電ライン上に窒化シリコンを堆積させる工程
を包含し、該基板および該導電ライン上に窒化シリコン
を堆積させる工程が、３０分以下の間、該基板を３００
℃以下の温度に予熱する工程と、３００℃以下の温度、
概して１２５０ｍＴｏｒｒから１７５０ｍＴｏｒｒの範
囲の圧力、および概して１２００Ｗから２０００Ｗの範
囲の電力レベルのプラズマ増速化学気相成長チャンバに
おいて、概して１００秒から２００秒の範囲の期間、Ｎ
₂、ＮＨ₃およびＳｉＨ₄を導入する工程と、を包含し、
該導入する工程が、概して１５００ｓｃｃｍから２５０
０ｓｃｃｍの範囲の流量で該チャンバにＮ₂を導入する
工程と、概して５００ｓｃｃｍから１０００ｓｃｃｍの
範囲の流量で該チャンバにＮＨ₃を導入する工程と、概
して１００ｓｃｃｍから３００ｓｃｃｍの範囲の流量で
該チャンバにＳｉＨ₄を導入する工程とであってもよ
い。

【００１９】前記透明絶縁基板が未処理ガラスであり、
前記導電性シートが、純アルミニウム金属の層の下にあ
る該ガラスの表面上のチタン層からなってもよい。

【００２０】前記基板上に導電性シートを形成する工程
が、該基板の表面上に、チタンを、概して３００Åから
５００Åの範囲の厚さに堆積させる工程と、その後に、
該チタン層の上に、アルミニウムを、概して１０００Å
から１２００Åの範囲の厚さに堆積させる工程とを包含
してもよい。

【００２１】前記誘電性材料を堆積する工程が、前記基
板および前記導電ライン上に窒化シリコンをスパッタリ
ングする工程を包含してもよい。

【００２２】前記窒化シリコンをスパッタリングする工
程が、３００℃以下の最大プロセス温度のプロセスを用
いて行われてもよい。

【００２３】前記窒化シリコンをスパッタリングする工
程が、概して２ｍＴｏｒｒから１５ｍＴｏｒｒの範囲の
圧力のスパッタリングチャンバにおいて行われ、概して
２０ｓｃｃｍから２００ｓｃｃｍの範囲の流量でアルゴ
ンを導入する工程と、概して５ｓｃｃｍから２００ｓｃ
ｃｍの範囲の流量でＮ₂を導入する工程と、概して０ｓ
ｃｃｍから２００ｓｃｃｍの範囲の流量でＨ₂を導入す
る工程と、前記導電ラインおよび前記基板上に所定の厚
さの窒化シリコンが堆積されるまで、フローを継続する
工程を包含してもよい。

【００２４】前記誘電性材料を堆積する工程が、誘電性
材料を概して３０００から４０００の範囲の厚さまで堆
積する工程を包含してもよい。

【００２５】本発明の液晶ディスプレイのアクティブ素
子を形成する際に使用される、透明絶縁基板上に誘電層
で覆われた導電ラインを提供する方法は、該基板上に導
電性シートを形成する工程であって、該導電性シート
は、該基板に最も近くに位置する概して５０から５００
の範囲の厚さを有するチタン下地層と、該チタン層を覆
う概して７５０から２０００の範囲の厚さを有するアル
ミニウム層とを含む工程と、該導電性シートの選択され
た領域をエッチングして、該基板から導電性シート材料
を除去し、該基板上に導電ラインを残す工程をさらに包
含し、該エッチング工程が、イオンエッチングチャンバ
において行われ、且つ、ｉ）概して１０００Ｗから３０
００Ｗの範囲のチャンバ内電力レベル、および、概して
５ｍＴｏｒｒから５０ｍＴｏｒｒの範囲の周囲チャンバ
圧で、概して５秒から５０秒の範囲の期間、概して５０
ｓｃｃｍから２００ｓｃｃｍの範囲の流量で、該チャン
バにＢＣｌ₃を導入して、該導電性シート材料から表面
材料を除去する工程と、ｉｉ）該工程ｉ）で特定される
該電力レベルおよび該周囲チャンバ圧を維持しながら、
概して６０秒から３００秒の範囲の期間、概して５０ｓ
ｃｃｍから２００ｓｃｃｍの範囲の流量で、該チャンバ
にＣｌ₂を導入し、且つ、概して１ｓｃｃｍから１００
ｓｃｃｍの範囲の流量で、該チャンバにＢＣｌ₃を導入
して、該基板の該選択された領域から、該導電性シート
のすべての層を除去する工程と、ｉｉｉ）概して１００
０Ｗから２０００Ｗの範囲のチャンバ内電力レベル、お
よび、概して５０ｍＴｏｒｒから２００ｍＴｏｒｒの範
囲の周囲チャンバ圧で、概して６０秒から１８０秒の範
囲の期間、概して５ｓｃｃｍから５０ｓｃｃｍの範囲の
流量で該チャンバにＣＦ₄を導入し、且つ、概して５ｓ
ｃｃｍから３００ｓｃｃｍの範囲の流量で該チャンバに
Ｏ₂を導入して、残りのエッチング副産物を除去する工
程と、を包含し、該方法が、３００℃以下の最大プロセ
ス温度を有する蒸着プロセスを用いて、該基板と、該エ
ッチング工程で形成される該導電ラインとの上に、窒化
シリコン誘電体の層を堆積させる工程をさらに包含し、
それにより、該導電ラインが、窒化シリコンの誘電体層
で、液晶ディスプレイに、ソースラインおよびゲートラ
インを含む、低抵抗の信号ラインを与えることにより、
上記目的が達成される。

【００２６】前記窒化シリコンの層を堆積させる工程
が、前記基板を３００℃以下の温度に予熱する工程と、
３００℃以下の温度、概して５００ｍＴｏｒｒから２０
００ｍＴｏｒｒの範囲の圧力、および概して１０００Ｗ
から３０００Ｗの範囲の電力レベルのプラズマ増速化学
気相成長チャンバにおいて、概して３０秒から５００秒
の範囲の期間、該チャンバにＮ₂、ＮＨ₃およびＳｉＨ₄
を導入して、窒化シリコン層を形成する工程とを包含し
てもよい。

【００２７】前記チャンバにＮ₂、ＮＨ₃およびＳｉＨ₄
を導入する工程が、概して５００ｓｃｃｍから３０００
ｓｃｃｍの範囲の流量で、該チャンバにＮ₂を導入する
工程と、概して３００ｓｃｃｍから２５００ｓｃｃｍの
範囲の流量で、該チャンバにＮＨ₃を導入する工程と、
概して５０ｓｃｃｍから５００ｓｃｃｍの範囲の流量
で、該チャンバにＳｉＨ₄を導入する工程とを包含して
もよい。

【００２８】前記窒化シリコンの層を堆積させる工程
が、プラズマ増速化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によ
り、前記基板および前記導電ラインの上に窒化シリコン
を堆積させる工程を包含し、該基板および該導電ライン
上に窒化シリコンを堆積させる工程が、３０分以下の
間、該基板を３００℃以下の温度に予熱する工程と、３
００℃以下の温度、概して１２５０ｍＴｏｒｒから１７
５０ｍＴｏｒｒの範囲の圧力、および概して１２００Ｗ
から２０００Ｗの範囲の電力レベルのプラズマ増速化学
気相成長チャンバにおいて、概して１００秒から２００
秒の範囲の期間、Ｎ₂、ＮＨ₃およびＳｉＨ₄を導入する
工程と、を包含し、該導入する工程が、概して１５００
ｓｃｃｍから２５００ｓｃｃｍの範囲の流量で該チャン
バにＮ₂を導入する工程と、概して５００ｓｃｃｍから
１０００ｓｃｃｍの範囲の流量で該チャンバにＮＨ₃を
導入する工程と、概して１００ｓｃｃｍから３００ｓｃ
ｃｍの範囲の流量で該チャンバにＳｉＨ₄を導入する工
程とであってもよい。

【００２９】前記透明絶縁基板が未処理ガラスであり、
前記導電性シートが、純アルミニウム金属の層の下にあ
る該ガラスの表面上のチタン層からなってもよい。

【００３０】前記基板上に導電性シートを形成する工程
が、該基板の表面上に、チタンを、概して３００Åから
５００Åの範囲の厚さに堆積させる工程と、その後に、
該チタン層の上に、アルミニウムを、概して１０００Å
から１２００Åの範囲の厚さに堆積させる工程とを包含
してもよい。

【００３１】前記窒化シリコンの層を堆積する工程が、
前記基板および前記導電ラインの上に、窒化シリコンを
スパッタリングする工程を包含してもよい。

【００３２】前記窒化シリコンをスパッタリングする工
程が、３００℃以下の最大プロセス温度のプロセスを用
いて行われてもよい。

【００３３】前記窒化シリコンをスパッタリングする工
程が、概して２ｍＴｏｒｒから１５ｍＴｏｒｒの範囲の
圧力のスパッタリングチャンバにおいて行われ、概して
２０ｓｃｃｍから２００ｓｃｃｍの範囲の流量でアルゴ
ンを導入する工程と、概して５ｓｃｃｍから２００ｓｃ
ｃｍの範囲の流量でＮ₂を導入する工程と、概して０ｓ
ｃｃｍから２００ｓｃｃｍの範囲の流量でＨ₂を導入す
る工程と、前記導電ラインおよび前記基板上に所定の厚
さの窒化シリコンが堆積されるまで、フローを継続する
工程を包含してもよい。

【００３４】前記窒化シリコンの層を堆積させる工程
が、窒化シリコンを、概して３０００Åから４０００Å
の範囲の厚さまで堆積する工程を包含してもよい。

【００３５】従って本発明は、液晶ディスプレイ中のア
クティブ素子を形成するために用いられる、誘電体層に
よって覆われた導体をガラスまたはその他の透明絶縁基
板上に形成するための方法を提供する。本方法は、少な
くとも２層を有する導電性シートを基板上に形成する工
程を包含する。導電性シートは、基板に最も近い側にお
いて、概して５０Åから５００Åの範囲の厚さを有する
チタンの下地層を含んでいる。チタン下地層の上に、概
して７５０Åから２０００Åの範囲の厚さを有するアル
ミニウムの層が設けられる。本方法はさらに、所定領域
をラインおよび導体の形状にマスキングするためのマス
クパターンを、導電性シート上に形成する工程を包含す
る。マスキングされた領域は、導電性シート材料が後の
エッチング工程において除去されることを防ぐ。本方法
はさらに、イオンエッチングチャンバを用いて、導電性
シート材料の選択された領域をエッチングする工程を包
含する。エッチングは、前の工程において形成されたマ
スクパターンによって保護されていない領域において進
行する。エッチング工程は、チタンおよびアルミニウム
の両方をエッチングするエッチングプロセスを用いるこ
とにより、両方が１回のエッチングによって除去され
る。従って、エッチング工程の後に残存する導電性シー
ト材料は、基板上に位置するライン形状を有する導体を
含んでいる。また本方法は、エッチング工程において形
成された導体ライン上に、誘電体材料を堆積する工程を
追加的に包含する。誘電体材料は、３７０℃未満且つ好
ましくは３００℃以下の最大プロセス温度を有する蒸着
プロセスを用いて、堆積される。蒸着プロセスの結果、
基板上の導体およびラインが誘電体層によって覆われる
ことにより、アクティブ素子間に延び且つ液晶ディスプ
レイ中に設けられた、低抵抗率の信号ラインおよびコネ
クタ（ソースラインおよびゲートラインを含む）を提供
する。

【００３６】本発明は、詳細には、チタン下地層および
アルミニウムの隣接する上層をＬＣＤディスプレイでの
使用に適した標準的な（未処理の）ガラス上に有する導
電ラインを形成する方法に関する。好適な実施形態にお
いて、本発明の方法はチタンのシートをガラス上に３０
０Åから５００Åの厚さで堆積する工程を含み、ガラス
は１０００Åから１２００Åの厚さを有するチタンの上
に堆積されたアルミニウム層によって覆われる。特定の
厚さのチタンが、強い（００１）または（００２）構造
を有するチタン膜としてガラス上に生じる。同様にガラ
スは、強い（１１１）構造を有するアルミニウムの特定
の厚さの範囲での形成を促進することが知られている。
アルミニウムの（１１１）面は、本発明に従って誘電層
が堆積される場合に、後続の加熱中のヒロックの形成に
対してより高い耐性を有することが知られている。

【００３７】本発明に従ってアルミニウムＡｌ／Ｔｉシ
ート材料をエッチングする工程は、好適にはリアクティ
ブイオンエッチング（ＲＩＥ）チャンバ内で行われ、以
下の工程を含む。ｉ）ＢＣｌ₃をチャンバに導入するブ
レークスルー工程、ｉｉ）Ｃｌ₂およびＢＣｌ₃をチャン
バに導入することによって、マスクされなかった領域か
らアルミニウムおよびチタンを除去するメインエッチン
グ工程、ｉｉｉ）ＣＦ ₄をチャンバに導入し、エッチン
グによる残留副生成物を除去する工程。

【００３８】基板およびエッチング工程において形成さ
れた導電ラインの上に誘電性材料を堆積する好適な方法
は、窒化シリコン（ＳｉＮ_x）の蒸着を含む。好適な蒸
着の方法論は、プラズマ増速化学気相成長法（ＰＥＣＶ
Ｄ）または物理的気相成長法（ＰＶＤまたは「スパッタ
リング」）を含む。方法は、好適には、予熱および３０
０℃を超えない窒化シリコン堆積処理温度を用いる。そ
の結果、本発明の方法論は、純アルミニウム金属からガ
ラス基板上に形成され、その後、窒化シリコンの誘電層
でコートされた導体を提供する。このとき、ヒロック密
度は許容製作公差内で最小化される。

【００３９】アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ
（ＬＣＤ）における薄膜トランジスタの製造および配線
において使用される、ＬＣＤガラスパネル上の低抵抗導
体の製造方法が提供される。導体は、ＸＧＡまたはそれ
以上の解像度を有する大型（対角１８インチ以上）のＬ
ＣＤパネルにおいて必要とされるより長いラインおよび
導体に適した、低抵抗の純アルミニウム金属を含む。ま
ず、ガラス上にチタンの下地層が堆積され、その後、ア
ルミニウムの上層が堆積される。その後、Ａｌ／Ｔｉ導
電性シート材料をマスクし、エッチングして、ＬＣＤガ
ラス基板上にラインおよび他の導体を形成する。次に、
ゲート誘電体の層が、好ましくは３００℃以下の温度で
堆積される。本発明は、追加のコストを必要とせず、ア
ルミニウムの上にある金属のキャップ層を堆積させる追
加の工程を行わず、酸で処理されたガラスを使用せず
に、アルミニウム導体上でのヒロックの発生を最小にす
る。

【００４０】

【発明の実施の形態】本発明は、液晶ディスプレイ（Ｌ
ＣＤ）パネルに使用されるタイプのガラス基板上に、純
アルミニウム金属を含む導電性材料から、ゲートライン
およびソースライン等の導体もしくは同様のバスライン
導体、コネクタ、ならびに配線を形成する方法を提供す
る。方法は、ライン、導体、コネクタおよび相互配線
（本明細書中では概して「導体」と呼ぶ）を誘電層、好
適には窒化シリコン（ＳｉＮ_x）または別の適した誘電
性材料でカバーする工程を含む。誘電層は、アクティブ
マトリクスＬＣＤ（「ＡＭＬＣＤ」）パネルで使用され
るタイプの典型的なボトム−ゲート薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）においてゲート誘電層として機能する。ゲー
ト誘電層堆積中の加熱はガラス上に形成された純アルミ
ニウムバスラインにおけるヒロックの形成の主要な原因
なので、本発明は特に、チタン等の別の金属で、または
酸処理ガラスを用いてアルミニウム層をキャッピングす
るための費用を追加せず、且つ導電性を犠牲にするアル
ミニウム合金を用いずに、このようなヒロックの形成を
最小化することに向けられる。

【００４１】本方法は、ＬＣＤパネルで使用されるタイ
プのガラスまたは他の透明絶縁材料上に、ゲートライン
およびソースライン等の導体を形成することから始ま
る。図１は基板１０の小さな断面部分を示す。基板は好
適には、ＣｏｒｎｉｎｇＧｌａｓｓＣｏｍｐａｎｙ
によって製造されたフラットパネルディスプレイで使用
するための１７３７コーニングコードガラス（未処理）
等のガラスである。「未処理」ガラスとは、希酸溶液で
主表面を粗面処理していないガラスのことである。本方
法は、酸処理ガラスより安価であるので未処理ガラスを
基板１０に使用する。方法は、大規模製造に適した対費
用効果の高い方法論に向けられる。希酸溶液によって粗
面処理された表面を有する処理済ガラスが、アルミニウ
ム導体に生じるヒロックの形成を低減し得ることは、当
業者には公知である。本発明は、未処理ガラス上に形成
されたアルミニウム導体上でのヒロックの形成を低減す
るというより困難な問題に取り組む。

【００４２】本発明の方法の第１の工程は、ガラス基板
１０上への導電性シートの形成である。導電性シートは
好適には金属つまりＴｉおよびＡｌの２層を有するが、
これは以下のように形成される。チタン金属の層（本明
細書中ではチタン下地層と呼ぶ）は、まずガラス基板１
０の主表面１２上に堆積される。チタン層１４（基板１
０に隣接のまたは最近接の層と呼ぶ）は、当業者に周知
のいずれかの適切な金属堆積方法論を用いて堆積され
る。典型的な方法はスパッタリング（物理的気相成長法
またはＰＶＤとも呼ぶ）である。好適には、Ｔｉの堆積
は、ＰＶＤチャンバ内において、３００℃以上の温度、
５ｋＷから１０ｋＷのプラズマ電力レベルで、且つ、概
して２ｍＴｏｒｒから５ｍＴｏｒｒの範囲内のＡｒ圧力
下で行われる。チタン下地層１４の好適な厚さＡは、概
して５０Åから５００Åの範囲である。次に純アルミニ
ウム金属の層２０がＴｉ層１４上に、好適にはスパッタ
リングによって堆積される。好適にはＡｌの堆積は、Ｐ
ＶＤチャンバ内において、３００℃以上の温度、１０ｋ
Ｗを超えるプラズマ電力レベルで、且つ、概して１ｍＴ
ｏｒｒから５ｍＴｏｒｒの範囲内のＡｒ圧力下で行われ
る。堆積されたＡｌ膜の品質を向上させるために、ＰＶ
Ｄチャンバのベース圧は１×１０^-7Ｔｏｒｒ以下である
べきである。低いベース圧が使用される場合、Ａｌの堆
積温度はより高くなり得る。アルミニウム層２０の厚さ
Ｂは、概して７５０Åから２０００Åの範囲である。

【００４３】基板１０上のチタン層およびアルミニウム
層の厚さについての選択された範囲で、層２０内のアル
ミニウムは確実に強い（１１１）結晶構造を有する。高
配向性の強い（１１１）構造を有するアルミニウム膜
は、ヒロックの形成に対する耐性を示すことが知られて
る。前の調査は、例えば”ＡＨｉｇｈｌｙＯｒｉｅ
ｎｔｅｄＡｌ［１１１］ＴｅｘｔｕｒｅＤｅｖ
ｅｌｏｐｅｄｏｎＵｌｔｒａＴｈｉｎＭｅｔａ
ｌＵｎｄｅｒｌａｙｅｒｓ”（Ｊ．Ａｐｐ．Ｐｈｙ
ｓ．７７（８），１５Ａｐｒｉｌ１９９５，
ｐｐ．３７９９−３８０４）と題された論文でＫａｍ
ｉｊｏおよびＭｉｔｓｕｚｕｋａにより報告されるよう
に、適切に配向されたチタンの層は、引き続いて堆積さ
れるアルミニウムに所望の（１１１）構造を付与する傾
向にあることを示している。更に、ガラス上に特定の範
囲（５０Åから５００Å）で堆積された薄いチタン膜
が、望ましいＴｉの（００１）または（００２）構造を
示すことが明らかになっている。

【００４４】本発明の第１の工程で堆積される導電性シ
ート２２内のＡｌ／Ｔｉ層の好適な厚みの範囲は、以下
の通りである。チタン下地層１４は好適には、概して３
００から５００の範囲であり、より特定すると３７０の
厚みＡを有する。アルミニウム層２０の好適な厚みは、
概して１，０００から１，２００の範囲であり、より特
定すると１，１００である。本発明による方法の発明者
らは、ガラス上のチタン上に堆積されたアルミニウム上
層２０は、第１の特定されたより広い範囲（７５０から
２，０００）の下端において、より少ないヒロックを形
成することを発見した。しかし、実際には、大型（１８
インチよりも大きい）ＬＣＤパネル上に有用なゲートお
よびソースラインを提供するために、７５０の最小厚み
よりも僅かに厚い導体を有することによりバスライン信
号容量を確保することが必要である。この理由のため
に、Ａｌ層２０の好適な厚みＢは７５０よりも大きい。

【００４５】Ａｌ／Ｔｉ層２０／１４は、本明細書にお
いてまとめて、基板１０上の導電性シート２２と呼ばれ
る。図１（ｂ）に示すように方法の次の工程は、導電性
シート２２の上表面２４上にマスクパターンを形成する
ことである。導電性シート上にマスクパターンを形成す
る工程は、当業者に周知のいずれかの適切なフォトリソ
グラフィー技術によって行われ得る。典型的には、フォ
トレジスト層３０がアルミニウム上層２０の表面２４上
に形成される。適切なレチクルまたは目的の露光を行う
他の手段を用いて、マスクパターンが適切な照射に露光
され現像される。現像により、層３０のうち、図１
（ｂ）に破線で示す部分３２および３３が除去される。
これにより、マスクされた領域としてフォトレジスト層
の一部分が残り、この領域は、次のエッチング工程（以
下に述べる）中に、下の導電性シート２２が除去される
ことを防ぐ。図１（ｂ）のレジスト層３０の除去されて
いない部分３６は、線状マスクパターンおよび他のマス
クパターンの一部を形成する。線状マスクパターンおよ
び他のマスクパターンにおいて、下のＡｌ／Ｔｉ導電性
シート２２は、本発明の方法の終了時にガラス基板１０
上に残留する。

【００４６】方法の次の工程は、図１（ｃ）に示すよう
に、エッチング工程である。この工程において、Ａｌ／
Ｔｉ導電性シート２２の選択された領域は、イオンエッ
チングチャンバ内でエッチングされる。エッチングチャ
ンバを、破線のボックス４０で模式的に示す。エッチン
グ工程を実施するために用いられる適切なイオンエッチ
ングチャンバは、ＳａｎｔａＣｌａｒａ，ＣＡのＡ
ｐｐｌｉｅｄＫｏｍａｔｓｕＴｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ，Ｉｎｃ．製の１６００ＡＫＴＲＩＥ（リアク
ティブイオンエッチ）ツールである。このようなエッチ
ングチャンバツールは、チャンバに導入される様々なガ
スを介してＲＦ電流を流動させることにより生成される
ＲＦ電離プラズマを保持する。エッチングプロセスはい
くつかの工程を含み、そのうちの３つを図１（ｃ）に模
式的に示す。図示された各工程において、異なる反応ガ
スが、選択された電力レベルおよび周囲圧力でチャンバ
４０に導入される。ガスはＲＦ電力により電離されて、
高度反応性イオンのプラズマを生成する。反応性イオン
はその後、ターゲット材料をエッチングする。電力レベ
ルが高いほど、チャンバ内の電離種の濃度が高く、電力
レベルが低いほど、生成される濃度がそれに応じて低下
する。

【００４７】図１（ｃ）のチャンバ４０の左に示す方法
の工程を参照すると、本発明の各工程のうちの第１の部
分は、「ｉ）ブレークスルー」４１と呼ばれ、概して５
から５０秒間の範囲のエッチング時間の間、三塩化ボロ
ン（ＢＣｌ₃）をチャンバ４０に導入することである。
ＢＣｌ₃の流量は概して１分当たり５０から２００標準
立方センチメータ（ｓｃｃｍ）であり、チャンバ圧は概
して５から５０ｍＴｏｒｒの範囲内であり、電力レベル
は概して１，０００から３，０００Ｗの範囲内である。
ブレークスルー工程４１は、アルミニウムフィルム層２
０の表面２４上の固有の酸化物をエッチングするために
用いられる。

【００４８】次のエッチング工程は、「ｉｉ）メインエ
ッチング」４２と呼ばれ、チャンバ４０に、概して５か
ら５０ｍＴｏｒｒの範囲のチャンバ圧で、概して１，０
００から３，０００Ｗの範囲の電力レベルで、概して６
０から３００秒の範囲の期間、Ｃｌ₂を概して５０から
２００ｓｃｃｍの範囲の流量で流し、それと共にＢＣｌ
₃を概して１から１００ｓｃｃｍの範囲の流量で流すこ
とを含む。メインエッチング工程４２は、マスク３６に
より保護された領域以外のアルミニウム上層２０および
チタン下地層１４の両方をエッチングする。マスクされ
た領域のすぐ外側はテーパ状になる。除去された領域
は、図１（ｃ）に破線４５で示す。Ａｌ／Ｔｉの除去が
行われて、概して３４から７４の範囲の選択されたテー
パ角度４４が生成される。テーパ角度４４は、主にメイ
ンエッチング工程４２の超過エッチング時間により制御
される。超過エッチング時間が短いほど、テーパ角度は
小さい。メインエッチング工程４２において用いられる
実際の超過エッチング時間レベルは、所望のテーパ角度
を達成する実験により経験的に決定される。本発明の方
法において、テーパ角度の好適な範囲は概して、３４か
ら４５の範囲である。低いテーパ角度は、次の工程にお
いて堆積される上部誘電体層の良好なカバーを保証する
ことを補助する。特定の範囲からメインエッチング用に
実際に選択されたエッチング時間は、概して、エンドポ
イント検出（ＥＰＤ）によって決定される。エンドポイ
ント検出においては、ツール内のセンサが、Ａｌ／Ｔｉ
導電性シートの厚み全体が基板１０に至るまで除去され
るときを検出する。図１（ｃ）に破線４８で模式的に示
すように、ガラスに対してある量の超過エッチングがな
されることは、ガラス上の互いに隣接する導体間の分離
を保証するために必要である。超過エッチングの量は、
最適化に関する事項であるが、Ａｌ／Ｔｉ導電性シート
２２の総厚みの概して５％から３０％の範囲内にあるべ
きである。

【００４９】チャンバ４０内でのエッチングプロセスの
最終部分は、「ｉｉｉ）副生成物除去」４３と呼ばれ、
チャンバ４０に、概して５０から２００ｍＴｏｒｒの範
囲のチャンバ圧で、概して１，０００から２，０００Ｗ
の範囲の電力レベルで、概して６０から１８０秒の範囲
の期間、テトラフルオロメタン（ＣＦ₄）を概して５か
ら５０ｓｃｃｍの範囲の流量で流し、それと共に酸素
（Ｏ₂）を概して５から３００ｓｃｃｍの範囲の流量で
流すことを含む。副生成物除去工程４３はプラズマ処理
工程とも呼ばれ、残留するエッチング副生成物、主に塩
素を、メインエッチング中に露出された表面から除去す
る。

【００５０】表１は、本発明のエッチング工程で用いら
れるリアクティブイオンエッチングの設定を要約する。

【００５１】

【表１】

【００５２】エッチング工程に続いて、フォトレジスト
マスク３６がエッチングされた導電性シートから除去さ
れ、基板１０が、基板および導体上に誘電材料を蒸着す
る工程を行う蒸着チャンバに移される。ヒロックが通常
形成されるのは、アルミニウム導体上への誘電層の蒸着
中である。ヒロックは、ガラスとＡｌ／Ｔｉフィルム２
２との間の熱膨張係数の不一致により引き起こされると
考えられる。アルミニウムは降伏点（１５０から２００
℃）を超えて加熱されるため、生成された引張り応力が
弛緩し、引張り応力が分散されない限り、アルミニウム
の表面上にヒロックを形成する傾向にある。未処理ガラ
スに代えて酸処理された基板１０用ガラスを用いること
によりヒロックの形成が低減される。なぜなら、そのよ
り粗い表面がアルミニウム層とチタン層との間にボイド
を残す傾向にあるからである。ボイドは、ヒロックを形
成することなく、応力緩和への経路を提供する。未処理
ガラスはより平滑な表面を有しており、Ａｌ層とＴｉ層
との間に形成するボイドがより少ない。その結果、Ａｌ
内に生成された応力が有する応力緩和用内部経路が、そ
れに対応して低減し、エネルギーが表面ヒロックを形成
する傾向にある。本発明は、未処理（すなわち平滑な表
面を有する）ガラス上に形成されたＡｌ／Ｔｉ導体上の
ヒロックの形成を最小にする方法に向けられている。

【００５３】本発明の方法において、いくつかの要因が
ヒロックの形成を減少するために重要である。（００
１）または（００２）構造を有するチタンの膜を堆積す
ると、Ａｌ／Ｔｉ導体層上でヒロック耐性アルミニウム
の（１１１）膜の形成が誘導される。本発明はまた、上
にある誘電層を堆積する際のプロセス温度を最小にする
ことによって、ヒロック密度を許容可能なレベル内に保
つ。図２は、実験データのグラフ図であり、未処理のガ
ラス上のＡｌ／Ｔｉ膜におけるヒロック密度と温度との
関係を示し、ここで、アルミニウムの厚さは２０００Å
であり、チタン下地層の厚さは５００Åである。図２に
示すように、誘電堆積中の最大プロセス温度が３７０℃
の場合、１×１０⁵のヒロック密度が形成される。ヒロ
ック密度は、３３０℃未満の温度で、急激に低下する。
本発明は、より高いヒロック密度が許容可能な場合、３
７０℃までの最大温度を有する誘電堆積プロセスを用い
て使用されるのに適する。好ましくは、誘電材料を導体
および基板上に堆積する工程は、３００℃の最大プロセ
ス温度、より好ましくは、２７０℃のプロセス温度に限
定される。３００℃では、ヒロック密度は、１×１０⁴
／ｃｍ²未満に低下し、２７０℃では、ヒロック密度
は、１×１０³／ｃｍ²未満になる。

【００５４】上にある誘電層（ゲート誘電体とも呼ばれ
る）をゲートライン導体上に堆積する工程は図３に示さ
れる。前のエッチング工程の結果ガラス基板１０上に形
成された導体５０を有するガラス基板１０は、図３にお
いて破線のボックス５６で概略的に示される蒸着チャン
バに移される。チャンバ５６は、本発明を実施するのに
適した２つの代替タイプのプロセスチャンバのうちの１
つである。

【００５５】本発明の第１の実施態様では、プラズマ増
速化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）と呼ばれるプロセスを
用いて、窒化シリコン（ＳｉＮ_x）でできた上にある誘
電層６０が導体および基板上に堆積される。ＰＥＣＶＤ
では、電離したプラズマが維持され、構成ガスが流さ
れ、堆積される材料のイオン種を生成する真空チャンバ
が使用される。堆積プロセスにおける工程は、図３のチ
ャンバ５６の左側に、概略的に例示される。まず、予熱
工程６２では、基板および導体が予め３７０℃未満の温
度、好ましくは、３００℃以下に加熱される。予熱工程
は、チャンバ５６の外側で実施され得、次に、加熱され
たガラスパネル基板は、ＰＥＣＶＤプロセスチャンバに
移動される。

【００５６】プロセスチャンバ５６において、次の工程
６４は、３７０℃未満の温度、好ましくは３００℃以下
の温度で実施される。ＰＥＣＶＤチャンバ５６内のチャ
ンバ圧は、一般に１０００から３０００Ｗの範囲の電力
レベルで、一般に５００から２０００ｍＴｏｒｒの範囲
である。蒸着工程６４は、チャンバ５６内に窒素
（Ｎ ₂）、アンモニア（ＮＨ₃）、およびシラン（ＳｉＨ
₄）を一般に３０から５００秒の範囲の期間だけ導入す
ることによって実施される。ＰＥＣＶＤプロセスでは、
窒化シリコン層６０が導体５０およびガラス基板１０上
に堆積される。堆積された窒化シリコン層６０の好まし
い全体の厚さＣは、一般に、３０００から４０００Åの
範囲である。堆積時間は、堆積された窒化シリコンの厚
さを制御する。表２は、本発明の本実施態様に従って窒
化シリコンのＰＥＣＶＤ堆積を実施するための、Ｎ₂、
ＮＨ₃、およびＳｉＨ₄流量、ならびに電力レベル、チャ
ンバ圧、およびプロセス時間の一般的な全範囲を示す。
表２の右欄は、これらのパラメータの好ましい範囲を示
す。

【００５７】

【表２】

【００５８】再び図３を参照しながら記載される、誘電
材料を導体および基板上に堆積する本発明による他の方
法では、スパッタリングチャンバ５６において物理気相
成長法（ＰＶＤ）または「スパッタリング」が使用され
る。この蒸着工程のスパッタリング実施態様でもまた、
予熱工程６２、次いで蒸着工程６４が使用される。スパ
ッタリングは、非反応性プラズマプロセスであり、この
プロセスでは、堆積された生成物の構成部分のイオン種
が電離され、標的表面に流される。蒸着工程のスパッタ
リング実施態様では、予熱工程６２は、好ましくは、一
般に室温から３００℃の範囲の温度で実施される。次
に、ＬＣＤガラス基板は、一般に２から１５ｍＴｏｒｒ
の範囲のチャンバ圧でスパッタリングチャンバ５６に移
される。

【００５９】次に、アルゴンは、一般に５ｓｃｃｍから
２００ｓｃｃｍの範囲の流量の窒素（Ｎ₂）および一般
にゼロから２００ｓｃｃｍの範囲の流量の水素（Ｈ₂）
と共に、一般に２０ｓｃｃｍから２００ｓｃｃｍの範囲
の流量でチャンバを通して流される。ＰＶＤプロセス
は、一般に１５０から４２０秒の範囲の期間だけ、また
は堆積される窒化シリコンの厚さが選択された所望の厚
さに到達するまで実施される。ＰＥＣＶＤ実施態様にお
けるように、堆積される窒化シリコンの厚さ全体は、一
般に３０００から４０００Åの範囲の厚さとなるように
堆積される。スパッタリング実施態様における最大プロ
セス温度、即ち、ガラスパネル基板および導体が予熱ま
たは堆積プロセス中に加熱される最大温度は、好ましく
は、３００℃以下である。スパッタリングプロセスにお
いて用いられるより好ましい温度は２７０℃である。

【００６０】表３は、本発明の本実施態様に従って窒化
シリコンのＰＶＤ堆積を実施するためのＡｒ、Ｎ₂およ
びＨ₂流量、ならびに電力レベル、チャンバ圧、および
プロセス時間の一般的な全体の範囲を示す。表３の右欄
は、これらのパラメータの好ましい範囲を示す。

【００６１】

【表３】

【００６２】本発明は、ＬＣＤガラスパネル上に純アル
ミニウム金属を含む導電ラインを形成するためのプロセ
スを提供し、この導電ラインは、ゲートおよびソースラ
インに適しており、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）におけ
るゲート誘電体に適した誘電材料の層で覆われている。
プロセスは、表面粗さがより大きく、ヒロックの形成に
対する感受性がより低い、酸で処理されたガラスパネル
基板材料上で使用され得るが、プロセスは、特に、未処
理のガラス上に、チタン下地層を有する純アルミニウム
導体を形成するというより困難な課題に向けられてい
る。チタン下地層およびアルミニウム上層の厚さは、特
に、次の処理中にヒロックを形成する傾向が少ないアル
ミニウムの（１１１）面の膜などの高度に配向された膜
を形成するように選択される。本発明の重要な部分は、
３７０℃未満の温度、および好ましくは３００℃以下の
温度で誘電層を堆積することである。３００℃以下の好
ましい温度、および特に２７０℃では、本発明は、１×
１０³／ｃｍ²以下のヒロック密度を生成し、これは、Ｔ
ＦＴＬＣＤパネルの製造に受容可能なレベルである。

【００６３】他の実施態様は、本発明の範囲内で可能で
ある。Ｃｒ、Ｖ、Ｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＣｕなどの他
の材料もまた、下地層として調べたが、これらのいずれ
も上方のアルミニウムに所望の（１１１）構造を与える
には、チタンほど効果的でないことが見いだされた。誘
電堆積工程において堆積される好ましい誘電材料は窒化
シリコンであるが、他の適切なゲート誘電材料が堆積さ
れる誘電体に使用され得る。最大プロセス温度が３７０
℃未満、および好ましくは３００℃以下に維持され得る
場合、例えば、二酸化シリコンまたは同様の誘電材料が
使用され得る。請求の範囲に記載される方法が本発明の
範囲内で変更されることは当業者に言うまでもない。

【００６４】

【発明の効果】上述したように、本発明により、コスト
の低い未処理ガラス基板を用い、表面誘電体層の堆積後
のヒロック密度を十分低くしながら、低抵抗率を有する
純アルミニウムからなる導体ラインをＬＣＤガラスパネ
ル上に設けることが可能となる。

【００６５】また、アルミニウム上にチタンその他の適
切な金属のキャップ層を形成することに付随する追加的
コストおよび複雑さを避けながら、表面誘電体層の形成
のための、後の加熱処理されたヒロック密度が十分低く
なるような純アルミニウムを含有する導体ラインを、Ｌ
ＣＤガラスパネル上に形成することが可能となる。

【００６６】さらに、導体上に窒化シリコンまたはその
他の誘電体材料を堆積することを可能にし、且つ３００
℃を越える処理温度を必要としないプロセスを用いるこ
とにより、ヒロックの形成に耐性を有する、高度に配向
されたアルミニウムの（１１１）面から形成されたゲー
トラインおよびその他のコネクタをガラス基板上に設け
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はＬＣＤパネルで使用するためのガラス基
板の製造工程を示す部分断面図であり、（ａ）はチタン
の層および上にあるアルミニウム金属の層が堆積された
図であり、（ｂ）はＡｌ／Ｔｉ導電性シートの表面に付
与されたマスクパターンの部分断面図を含む、図１
（ａ）の基板およびＡｌ／Ｔｉ導電性シート材料の断面
図であり、（ｃ）は処理工程およびイオンエッチングチ
ャンバ内で行われたエッチング工程の結果を示す、図１
（ａ）の基板の部分概略断面図である。

【図２】図２は、本発明の方法に従ってガラス基板上に
形成された導電性シート材料の処理温度の関数としての
ヒロック密度を示すグラフである。

【図３】図３は、蒸着チャンバを用いた基板および導体
上への誘電性材料の堆積を示す、図１（ａ）の基板の概
略断面図である。

【符号の説明】

１０基板１４チタン下地層２０アルミニウム層２２導電性シート２４上表面３０レジスト層３６フォトレジストマスク４０チャンバ４１ブレークスルー工程４２メインエッチング工程４３副生成物除去工程４４テーパ角度

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ０２Ｆ 1/1343 Ｇ０２Ｆ 1/1343 ５Ｆ０３３Ｈ０１Ｌ 21/28 Ｈ０１Ｌ 21/28 Ｆ５Ｆ０４５ 21/3065 21/31 Ｃ５Ｆ１１０ 21/31 21/302 Ｇ 29/786 29/78 ６１２Ｃ６１７Ｌ (72)発明者日比野吉高大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H092 HA06 HA14 JA24 JA37 JA41 KA12 KA18 MA05 MA08 MA17 NA28 NA29 PA01 4K029 AA09 BA03 BA17 BA58 BB02 BC03 BD00 CA06 EA01 FA05 4K030 AA06 AA13 BA02 BA18 BA40 BB12 CA06 CA12 DA04 JA01 LA18 4M104 AA09 BB02 BB14 CC05 DD37 DD65 EE05 EE17 FF08 FF13 FF17 GG20 HH03 5F004 AA02 AA16 BB13 CB15 DA01 DA04 DA11 DA26 DB08 DB09 EA28 EB02 FA01 5F033 GG04 HH08 HH18 LL07 MM05 MM13 MM19 PP15 QQ08 QQ10 QQ13 QQ93 RR06 SS08 SS15 VV06 VV15 WW02 WW03 WW05 WW06 WW07 XX16 5F045 AA08 AA19 AB33 AC01 AC12 AC15 AE15 AE17 AE19 AE21 AF07 AF10 CA15 CB10 EE12 5F110 AA17 AA30 BB01 DD02 EE03 EE04 EE23 EE44 FF03 FF12 FF28 FF30 QQ04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶ディスプレイにアクティブ素子を形
成する際に使用される、透明絶縁基板上に誘電層で覆わ
れた導体を提供する方法であって、該基板上に導電性シートを形成する工程であって、該導
電性シートは、該基板に最も近くに位置する概して５０
から５００の範囲の厚さを有するチタン下地層と、該チ
タン層を覆う概して７５０から２０００の範囲の厚さを
有するアルミニウム層とを含む、工程と、該導電性シート上に、ラインおよびコネクタを含む導体
の形態のマスク領域を含むマスクパターンを形成する工
程であって、該マスク領域は、該導電性シート材料が次
のエッチング工程中に除去されるのを防ぐ、工程と、イオンエッチングチャンバを用いて、該マスクパターン
によって保護されていない該導電性シート材料の選択さ
れた領域を、チタンとアルミニウムの両方をエッチング
するエッチングプロセスによってエッチングする工程で
あって、これにより、エッチング工程の後に残る該導電
性シート材料は該基板上の導体を含む、工程と、最大プロセス温度が３７０℃より低い蒸着プロセスを用
いて、該エッチング工程で形成された該導電ライン上に
誘電性材料を堆積する工程であって、これにより、該導
体は誘電層で覆われ、液晶ディスプレイに、ソースおよ
びゲートラインを含む低抵抗率の信号ラインおよびコネ
クタを提供する、工程と、を包含する方法。
【請求項２】前記エッチング工程が、Ｃｌ₂およびＢ
Ｃｌ₃を用いてイオンエッチングチャンバ内でエッチン
グを行ってチタンおよびアルミニウムの両方をエッチン
グし、この後、アルミニウムが空気に触れると腐食する
のを防ぐために、ＣＦ₄を用いたプラズマ処理を行う工
程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記エッチング工程が、ｉ）ＢＣｌ₃を前記イオンエッチングチャンバに導入し
て、前記導電性シート材料から表面材料を除去する工程
と、ｉｉ）Ｃｌ₂およびＢＣｌ₃を該チャンバに導入して、選
択されたエッチング領域から該導電性シートのすべての
層を除去する工程と、ｉｉｉ）ＣＦ₄を該チャンバに導入して、前記アルミニ
ウムを腐食から防ぐ工程と、を包含する、請求項１に記
載の方法。
【請求項４】前記誘電性材料を堆積する工程が、窒化
シリコンのプラズマ増速化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）
を包含し、該プロセスは、前記基板を３００℃より高い
温度に加熱することなく行われる、請求項１に記載の方
法。
【請求項５】前記誘電性材料を堆積する工程が、前記基板を３００℃以下の温度に予熱する工程と、３００℃以下の温度、概して５００ｍＴｏｒｒから２０
００ｍＴｏｒｒの範囲の圧力、および概して１０００Ｗ
から３０００Ｗの範囲の電力レベルのプラズマ増速化学
気相成長チャンバにおいて、概して３０秒から５００秒
の範囲の期間、該チャンバにＮ₂、ＮＨ₃およびＳｉＨ₄
を導入して、窒化シリコン層を形成する工程と、を包含
する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】前記チャンバにＮ₂、ＮＨ₃およびＳｉＨ
₄を導入する工程が、概して５００ｓｃｃｍから３０００ｓｃｃｍの範囲の流
量で、該チャンバにＮ ₂を導入する工程と、概して３００ｓｃｃｍから２５００ｓｃｃｍの範囲の流
量で、該チャンバにＮＨ₃を導入する工程と、概して５０ｓｃｃｍから５００ｓｃｃｍの範囲の流量
で、該チャンバにＳｉＨ ₄を導入する工程と、を包含す
る、請求項５に記載の方法。
【請求項７】前記誘電性材料を堆積する工程が、プラ
ズマ増速化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）により前記基板
および前記導電ライン上に窒化シリコンを堆積させる工
程を包含し、該基板および該導電ライン上に窒化シリコ
ンを堆積させる工程が、３０分以下の間、該基板を３００℃以下の温度に予熱す
る工程と、３００℃以下の温度、概して１２５０ｍＴｏｒｒから１
７５０ｍＴｏｒｒの範囲の圧力、および概して１２００
Ｗから２０００Ｗの範囲の電力レベルのプラズマ増速化
学気相成長チャンバにおいて、概して１００秒から２０
０秒の範囲の期間、Ｎ₂、ＮＨ₃およびＳｉＨ₄を導入す
る工程と、を包含し、該導入する工程が、概して１５００ｓｃｃｍから２５００ｓｃｃｍの範囲の
流量で該チャンバにＮ₂を導入する工程と、概して５００ｓｃｃｍから１０００ｓｃｃｍの範囲の流
量で該チャンバにＮＨ₃を導入する工程と、概して１００ｓｃｃｍから３００ｓｃｃｍの範囲の流量
で該チャンバにＳｉＨ₄を導入する工程とである、請求
項１に記載の方法。
【請求項８】前記透明絶縁基板が未処理ガラスであ
り、前記導電性シートが、純アルミニウム金属の層の下
にある該ガラスの表面上のチタン層からなる、請求項１
に記載の方法。
【請求項９】前記基板上に導電性シートを形成する工
程が、該基板の表面上に、チタンを、概して３００Åか
ら５００Åの範囲の厚さに堆積させる工程と、その後
に、該チタン層の上に、アルミニウムを、概して１００
０Åから１２００Åの範囲の厚さに堆積させる工程と、
を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】前記誘電性材料を堆積する工程が、前
記基板および前記導電ライン上に窒化シリコンをスパッ
タリングする工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】前記窒化シリコンをスパッタリングす
る工程が、３００℃以下の最大プロセス温度のプロセス
を用いて行われる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】前記窒化シリコンをスパッタリングす
る工程が、概して２ｍＴｏｒｒから１５ｍＴｏｒｒの範
囲の圧力のスパッタリングチャンバにおいて行われ、概
して２０ｓｃｃｍから２００ｓｃｃｍの範囲の流量でア
ルゴンを導入する工程と、概して５ｓｃｃｍから２００
ｓｃｃｍの範囲の流量でＮ₂を導入する工程と、概して
０ｓｃｃｍから２００ｓｃｃｍの範囲の流量でＨ₂を導
入する工程と、前記導電ラインおよび前記基板上に所定
の厚さの窒化シリコンが堆積されるまで、フローを継続
する工程を包含する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】前記誘電性材料を堆積する工程が、誘
電性材料を概して３０００から４０００の範囲の厚さま
で堆積する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】液晶ディスプレイのアクティブ素子を
形成する際に使用される、透明絶縁基板上に誘電層で覆
われた導電ラインを提供する方法であって、該基板上に
導電性シートを形成する工程であって、該導電性シート
は、該基板に最も近くに位置する概して５０から５００
の範囲の厚さを有するチタン下地層と、該チタン層を覆
う概して７５０から２０００の範囲の厚さを有するアル
ミニウム層とを含む、工程と、該導電性シートの選択された領域をエッチングして、該
基板から導電性シート材料を除去し、該基板上に導電ラ
インを残す工程をさらに包含し、該エッチング工程が、
イオンエッチングチャンバにおいて行われ、且つ、ｉ）概して１０００Ｗから３０００Ｗの範囲のチャンバ
内電力レベル、および、概して５ｍＴｏｒｒから５０ｍ
Ｔｏｒｒの範囲の周囲チャンバ圧で、概して５秒から５
０秒の範囲の期間、概して５０ｓｃｃｍから２００ｓｃ
ｃｍの範囲の流量で、該チャンバにＢＣｌ₃を導入し
て、該導電性シート材料から表面材料を除去する工程
と、ｉｉ）該工程ｉ）で特定される該電力レベルおよび該周
囲チャンバ圧を維持しながら、概して６０秒から３００
秒の範囲の期間、概して５０ｓｃｃｍから２００ｓｃｃ
ｍの範囲の流量で、該チャンバにＣｌ₂を導入し、且
つ、概して１ｓｃｃｍから１００ｓｃｃｍの範囲の流量
で、該チャンバにＢＣｌ₃を導入して、該基板の該選択
された領域から、該導電性シートのすべての層を除去す
る工程と、ｉｉｉ）概して１０００Ｗから２０００Ｗの範囲のチャ
ンバ内電力レベル、および、概して５０ｍＴｏｒｒから
２００ｍＴｏｒｒの範囲の周囲チャンバ圧で、概して６
０秒から１８０秒の範囲の期間、概して５ｓｃｃｍから
５０ｓｃｃｍの範囲の流量で該チャンバにＣＦ₄を導入
し、且つ、概して５ｓｃｃｍから３００ｓｃｃｍの範囲
の流量で該チャンバにＯ₂を導入して、残りのエッチン
グ副産物を除去する工程と、を包含し、該方法が、３００℃以下の最大プロセス温度を有する蒸着プロセス
を用いて、該基板と、該エッチング工程で形成される該
導電ラインとの上に、窒化シリコン誘電体の層を堆積さ
せる工程をさらに包含し、それにより、該導電ライン
が、窒化シリコンの誘電体層で、液晶ディスプレイに、
ソースラインおよびゲートラインを含む、低抵抗の信号
ラインを与える、方法。
【請求項１５】前記窒化シリコンの層を堆積させる工
程が、前記基板を３００℃以下の温度に予熱する工程と、３００℃以下の温度、概して５００ｍＴｏｒｒから２０
００ｍＴｏｒｒの範囲の圧力、および概して１０００Ｗ
から３０００Ｗの範囲の電力レベルのプラズマ増速化学
気相成長チャンバにおいて、概して３０秒から５００秒
の範囲の期間、該チャンバにＮ₂、ＮＨ₃およびＳｉＨ₄
を導入して、窒化シリコン層を形成する工程と、を包含
する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】前記チャンバにＮ₂、ＮＨ₃およびＳｉ
Ｈ₄を導入する工程が、概して５００ｓｃｃｍから３０００ｓｃｃｍの範囲の流
量で、該チャンバにＮ ₂を導入する工程と、概して３００ｓｃｃｍから２５００ｓｃｃｍの範囲の流
量で、該チャンバにＮＨ₃を導入する工程と、概して５０ｓｃｃｍから５００ｓｃｃｍの範囲の流量
で、該チャンバにＳｉＨ ₄を導入する工程と、を包含す
る、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】前記窒化シリコンの層を堆積させる工
程が、プラズマ増速化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によ
り、前記基板および前記導電ラインの上に窒化シリコン
を堆積させる工程を包含し、該基板および該導電ライン
上に窒化シリコンを堆積させる工程が、３０分以下の間、該基板を３００℃以下の温度に予熱す
る工程と、３００℃以下の温度、概して１２５０ｍＴｏｒｒから１
７５０ｍＴｏｒｒの範囲の圧力、および概して１２００
Ｗから２０００Ｗの範囲の電力レベルのプラズマ増速化
学気相成長チャンバにおいて、概して１００秒から２０
０秒の範囲の期間、Ｎ₂、ＮＨ₃およびＳｉＨ₄を導入す
る工程と、を包含し、該導入する工程が、概して１５００ｓｃｃｍから２５００ｓｃｃｍの範囲の
流量で該チャンバにＮ₂を導入する工程と、概して５００ｓｃｃｍから１０００ｓｃｃｍの範囲の流
量で該チャンバにＮＨ₃を導入する工程と、概して１００ｓｃｃｍから３００ｓｃｃｍの範囲の流量
で該チャンバにＳｉＨ₄を導入する工程とである、請求
項１４に記載の方法。
【請求項１８】前記透明絶縁基板が未処理ガラスであ
り、前記導電性シートが、純アルミニウム金属の層の下
にある該ガラスの表面上のチタン層からなる、請求項１
４に記載の方法。
【請求項１９】前記基板上に導電性シートを形成する
工程が、該基板の表面上に、チタンを、概して３００Å
から５００Åの範囲の厚さに堆積させる工程と、その後
に、該チタン層の上に、アルミニウムを、概して１００
０Åから１２００Åの範囲の厚さに堆積させる工程と、
を包含する、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】前記窒化シリコンの層を堆積する工程
が、前記基板および前記導電ラインの上に、窒化シリコ
ンをスパッタリングする工程を包含する、請求項１４に
記載の方法。
【請求項２１】前記窒化シリコンをスパッタリングす
る工程が、３００℃以下の最大プロセス温度のプロセス
を用いて行われる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】前記窒化シリコンをスパッタリングす
る工程が、概して２ｍＴｏｒｒから１５ｍＴｏｒｒの範
囲の圧力のスパッタリングチャンバにおいて行われ、概
して２０ｓｃｃｍから２００ｓｃｃｍの範囲の流量でア
ルゴンを導入する工程と、概して５ｓｃｃｍから２００
ｓｃｃｍの範囲の流量でＮ₂を導入する工程と、概して
０ｓｃｃｍから２００ｓｃｃｍの範囲の流量でＨ₂を導
入する工程と、前記導電ラインおよび前記基板上に所定
の厚さの窒化シリコンが堆積されるまで、フローを継続
する工程を包含する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】前記窒化シリコンの層を堆積させる工
程が、窒化シリコンを、概して３０００Åから４０００
Åの範囲の厚さまで堆積する工程を包含する、請求項１
４に記載の方法。