JP2001066620A - 配線材料および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最小限のホトマスク数で高い信頼性と良好な
画質とを確保しながら低コストで製造できる配線材料お
よびそれを用いた液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 走査信号電極をＴａ電極１０と主表面が
（２２０)面に配向したＡｌ電極１１との積層膜で構成
する。積層膜の表面／側面に陽極酸化膜２０，２１を形
成し、外部接続端子部は、陽極酸化膜２０，２１をマス
クとし上層のＡｌ電極１１をエッチング除去し、Ｔａ電
極１０のみを露出させて形成する。a−Ｓｉ:Ｈ膜３０と
ゲートＳｉＮ膜２２とを同一のパターンに加工する。表
面のヒロックを抑制してショート不良を低減できる。耐
腐食性の高い外部接続端子を実現できる。上記構造を１
回のホト工程で形成でき、製造工程が簡略化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線材料および液
晶表示装置に係り、特に、ＯＡ機器等の画像情報／文字
情報の表示装置として用いられる薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）アクティブマトリクス方式の液晶表示装置および
その配線材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス等の絶縁基板上にＴＦＴをマトリ
クス状に形成しこれをスイッチング素子として用いるア
クティブマトリクス型の液晶表示装置は、高画質のフラ
ットパネルディスプレイとして期待されている。

【０００３】現在、ＴＦＴアクティブマトリクス型ディ
スプレイにおいては、解決すべき課題がいくつかある。

【０００４】第１の課題は、製造歩留まりの向上であ
る。特に走査信号配線と映像信号配線との間のショート
不良が最大の不良原因であり、この不良の低減が課題と
なっている。

【０００５】第２の課題は、製造工程数の低減である。
特にホトリソグラフィ工程数の削減が強く求められてい
る。

【０００６】第３の課題は、画面の高精細化／大型化に
対応できる低抵抗の走査信号配線の形成技術である。

【０００７】第４の課題は、信頼性の確保である。具体
的には、画像品質の信頼性とともに配線の外部接続端子
の腐食等に対する信頼性の確保が、課題としてあげられ
る。

【０００８】以上の課題に対して、従来から種々の提案
がなされている。

【０００９】第１の製造歩留まり向上の課題について
は、例えば特開昭６１−１３３６６２号が、ＴＦＴのゲ
ート絶縁膜をゲート電極の陽極酸化膜とＳｉＮ膜との２
層構造とし、ゲート絶縁膜のピンホール等による配線間
ショートを防止する技術を開示している（第１の従来技
術）。

【００１０】第２のホトリソグラフィ工程数削減の課題
については、数多くの提案がなされている。例えば特開
昭６３−９９７７号は、走査配線を透明電極と金属膜の
２層構造とし、走査配線の透明電極により画素電極を構
成する構造を開示している。この方式では、走査信号配
線と画素電極とを１回のパターニングで形成できるの
で、ホトリソグラフィ工程を削減可能である（第２の従
来技術）。

【００１１】また、特開昭６２−３２６５１号は、１枚
のホトマスクを用いてＴＦＴを構成するゲート絶縁膜と
半導体膜とを同一パターンに加工することにより、ホト
リソグラフィ工程数を削減する方法を開示している（第
３の従来技術）。

【００１２】第３の低抵抗の走査信号配線の形成技術の
課題に対しては、例えば特開平２−８５８２６号が、Ａ
ｌを走査配線とし、Ａｌ_２Ｏ_３膜をゲート絶縁膜および
層間絶縁膜として用いる例を開示している。低抵抗のＡ
ｌを走査配線として用いると、高精細化／大画面化によ
り走査配線の負荷が増大しても、走査信号の遅延を実用
上問題無いレベルに押さえることができる（第４の従来
技術）。

【００１３】さらに、特開昭６４−３５４２１号は、Ａ
ｌとＡｌ上に形成したＴａを走査配線に用い、このＡｌ
とＴａの陽極酸化膜をゲート絶縁膜および層間絶縁膜と
して使用し、走査配線を低抵抗化し、層間ショート不良
を低減し、併せて工程を削減する方法を開示している
（第５の従来技術）。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ＴＦＴアクティブマト
リクス型液晶表示装置を本格的に普及させるには、上記
すべての課題を同時に解決し、高画質／低コスト／高信
頼性を実現する必要がある。しかし、上記従来技術は、
狙いとする各々の課題についてそれなりの効果をあげて
いるが、各々の要素技術は互いにトレードオフの関係と
なるものが多く、上記すべての課題を同時に満足するこ
とはできない。また、上記の個々の技術を単に組合せた
だけでは、新たな問題が発生し所望の効果が得られな
い。その事情を説明する。

【００１５】例えば、第１の従来技術と第２の従来技術
とを組合せると、走査信号配線金属を透明電極の上で陽
極酸化する必要がある。透明導電膜上で金属を陽極酸化
すると、材料の標準電位の違いから電池反応により金属
膜が溶失してしまう問題がある。また、陽極酸化時に選
択酸化のためのレジストマスクを形成するには、新たに
ホトマスクが必要となるので、第２の課題である工程数
の削減を達成することはできない。

【００１６】また、第２の従来技術では、活性層である
半導体膜がゲート電極の外にはみ出す構造となるので、
表示装置を構成したときにバックライトや外光がゲート
電極の外にはみ出した半導体膜に当たり、半導体膜の光
電流によりＴＦＴのリーク電流が増加して画質が低下す
る。この画質低下を防止するには、半導体膜を薄膜化す
ることが有効である。しかし、良く知られているよう
に、プロセス上の制約から従来の逆スタガ型のＴＦＴで
半導体膜を薄膜化するには、ＴＦＴのチャネル部を保護
するチャネル保護膜を形成するためのホトマスクを１枚
増やさなければならない。この問題については、例え
ば、『フラットパネルディスプレイ '９１』（日経ＢＰ
社１９９０）８８頁〜９６頁に述べられている。

【００１７】したがって、第２の従来技術では、半導体
膜とゲート絶縁膜とのマスクを統合してホトマスクを１
枚削減できるものの、実用に耐えうる画質を保証するに
は、半導体膜を薄膜化することが必要であり、チャネル
保護膜を形成するためにホトマスクを１枚増やさなけれ
ばならず、結果的にはホトマスク削減による工程簡略化
は達成できない。

【００１８】第３の従来技術と第４の従来技術とを組合
せると、走査信号配線は透明電極と低抵抗配線であるＡ
ｌ電極との２層構造となる。この場合、走査信号配線の
外部接続端子部分にはＡｌ電極をそのまま用いるかまた
は上層のＡｌを選択除去して、透明電極を外部接続端子
として用いることになる。

【００１９】配線の外部接続端子部分は、液晶封入等の
後工程以後も種々の溶剤等に曝されるので、Ａｌのよう
に活性な金属を用いると、腐食されるという問題があ
る。また、透明電極を端子部分に用いた場合、金属酸化
物である透明電極と配線金属のＡｌの接合においては、
Ａｌが透明電極中の酸素により酸化されて界面に絶縁膜
を形成するため、コンタクトの信頼性が極めて低いとい
う問題がある。

【００２０】第５の従来技術においては、Ａｌの上にＴ
ａが形成されるので、コンタクトの問題はないが、端子
の側面にはＡｌがやはり露出するため、腐食が発生しや
すい問題がある。

【００２１】以上のような問題から、走査信号配線にＡ
ｌを用いる場合、端子部分の透明電極とのコンタクトを
良好に保つため、バリアメタルを間に挿入することがよ
く行なわれている。しかし、バリアメタルを加工するた
めに新たなホトマスクが必要となる。したがって、第２
の課題である工程数の削減を達成することはできない。

【００２２】さらに、一般に、ＴＦＴのゲート絶縁膜お
よび半導体膜は、プラズマ気相成長法（ＰＣＶＤ）によ
り３００℃程度の温度で形成される。走査信号配線にＡ
ｌを用いると、ＰＣＶＤ工程での熱履歴によりヒロック
と呼ばれる表面の凹凸が多数成長する。このような凹凸
には電界が集中し、走査信号配線と映像信号配線間の絶
縁耐圧を極端に低下させる。したがって、走査信号配線
に低抵抗のＡｌを用いると、第１の課題である製造歩留
まりの向上を達成することが難しくなる。

【００２３】以上述べたように、従来の技術の単なる組
合せでは、上記の複数の課題を同時にすべて解決するこ
とはできない。

【００２４】本発明の目的は、最小限のホトマスク数で
高い信頼性と良好な画質とを確保しながら低コストで製
造できる配線材料およびそれを用いた液晶表示装置を提
供することである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、金属の第１の導電膜と、前記第１の導電
膜上に形成された表面にヒロックの少ないＡｌ膜または
Ａｌを主成分とする合金膜とを有する配線材料を提案す
る。

【００２６】本発明は、また、金属の第１の導電膜と、
前記第１の導電膜上に形成された表面にヒロックの少な
いＡｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜と、前記Ａｌ
膜またはＡｌを主成分とする合金膜上に形成された金属
の第１の導電膜とを有する配線材料を提案する。

【００２７】前記第１の導電膜が、体心立方格子の構造
とすることが望ましい。

【００２８】本発明は、上記目的を達成するために、金
属の第１の導電膜と、前記第１の導電膜上に形成された
表面にヒロックの少ないＡｌ膜またはＡｌを主成分とす
る合金膜を有する配線材料を使用した液晶表示装置を提
案する。

【００２９】本発明は、さらに、金属の第１の導電膜
と、前記第１の導電膜上に形成された表面にヒロックの
少ないＡｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜と、前記
Ａｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜上に形成された
金属の第１の導電膜とを有する配線材料を使用した液晶
表示装置を提案する。

【００３０】前記第１の導電膜が、体心立方格子の構造
とする。

【００３１】本発明においては、Ａｌ膜またはＡｌを主
成分とする合金膜を含む配線材料としたので、Ａｌ表面
のヒロックの発生を抑制できる。したがって、表示装置
等を構成したときに配線間のショートを低減できる。こ
のような現象はこれまで知られていないことであり、発
明者等の実験により、初めて明らかとなった。

【００３２】積層型配線を液晶表示装置の走査信号電極
に用いると、走査信号電極と映像信号電極との間の層間
絶縁耐圧が上がる。その結果、ショート不良を低減する
とともに走査信号電極を低抵抗化し、表示画面の大型化
／高精細化を達成できる。

【００３３】また、上記Ａｌの表面をすべてＡｌを母材
とする絶縁膜で被覆した場合、Ａｌが薬品等に曝される
ことがなくなるので、耐腐食性を確保できるとともに、
Ａｌ表面のヒロック発生をさらに抑制できる。

【００３４】１つの金属とその上層に形成した金属酸化
物からなる透明導電膜により外部接続端子を構成する
と、端子の耐薬品性が向上するとともに、透明導電膜と
金属との反応による絶縁性バリア層が界面に形成されに
くくなる。したがって、接続端子のコンタクト抵抗の増
大を防止でき、信頼性の高い接続端子が得られる。

【００３５】このような構造は、Ａｌ表面に形成した絶
縁膜をマスクとしてＡｌをエッチング除去すると、形成
できる。したがって、上記構造は、１枚のホトマスクだ
けで形成でき、工程数の削減，耐腐食性の確保，ショー
ト不良の低減，走査信号電極の低抵抗化等の効果を同時
にもたらす。

【００３６】透明導電膜からなる画素電極を半導体膜と
ゲート絶縁膜の下層に配置し、半導体膜とゲート絶縁膜
を映像信号電極に沿って映像信号電極よりも幅広のパタ
ーンとして延在させ、画素電極のパターンの周辺部のみ
を被覆すると、画素電極と映像信号電極とを分離でき
る。このようにすると、画素電極と映像信号電極とのシ
ョートを防止しつつ画素電極と映像信号電極との間の距
離を縮小しても、ショートによる画素欠陥を低減でき
る。また、画素電極の幅が拡大され、画素開口率が向上
する。したがって、工程数の削減，高歩留まり，低抵抗
配線，端子部の信頼性向上等の特長に加えて、低欠陥，
高輝度の液晶表示装置を実現できる。

【００３７】発明者らは、Ｔａ膜を形成した後、特にそ
の表面の清浄性を保ったまま、Ａｌ膜を真空中で連続し
て形成すると、（１１１）配向が弱くなり、（２２０）
面が優先成長し、それと同時に膜表面のヒロックが小さ
くなることを発見した。本発明の製造方法は、この知見
に基づいている。すなわち、本発明の液晶表示装置の製
造方法においては、Ｔａ表面に成長するＡｌは、吸着層
の影響を受けず、下地のＴａ膜の影響を直接受けるた
め、通常の条件では起こらない（２２０）面の優先成長
が実現される。（２２０）面が優先成長すると、全体と
してはランダムな配向に変化し膜表面のヒロックが小さ
くなる。

【００３８】本発明のその他の変形例の特徴および／ま
たは効果は、以下の実施形態の記載から明らかになるで
あろう。

【００３９】

【発明の実施の形態】

【実施形態１】図１は、本発明による液晶表示装置の積
層配線材料の一実施形態の斜視図である。本実施形態の
積層配線材料は、マグネトロンスパッタ法により、Ｔａ
膜１０とＡｌ膜１１とをガラス基板１上に順次積層し、
同一のパターンに加工し形成してある。

【００４０】上層のＡｌ膜１１は、下地の影響を受けて
（２２０）面に配向した結晶方位を有する。体心立方格
子（ｂｃｃ）を有するＴａの（１１０）上に面心立方格
子（ｆｃｃ）であるＡｌを成長させると（１１１）に配
向することが、従来から知られている。発明者らの実験
では、Ｔａ膜１０を形成した後、特にその表面の清浄性
を保ったまま、Ａｌ膜１１を真空中で連続して形成する
と、（１１１）配向が弱くなり、（２２０）面が優先成
長することが見出された。それと同時に膜表面のヒロッ
クが小さくなることも発見された。

【００４１】図２は、ガラス基板１上とＴａ膜１０と上
にそれぞれ形成したＡｌ膜１１の表面の凹凸を比較して
示す図である。ガラス基板１上に形成したＡｌ膜１１に
は、１００ｎｍ程度の高さのヒロックがいくつかみられ
るのに対し、Ｔａ膜１０上に形成したＡｌ膜１１では、
微小な凹凸が数多く発生しているものの、大きなヒロッ
クは全くみられない。この違いは、おそらく、微小な結
晶粒を有するＴａ下地の影響を受けてＡｌが成長する結
果、結晶粒が大きく成長しないので、膜の内部応力が緩
和されることになり、ヒロックが成長する際、微小なヒ
ロックが数多く発生するためと推察される。

【００４２】（２２０）面を成長させるには、成膜時に
注意が必要である。ＴａとＡｌとはほとんど時間を置く
ことなく、Ｔａ表面の清浄性を保ったまま、連続して成
長させなければ、（２２０）配向が出現しないことが実
験により確かめられた。Ｔａを成膜後、一旦放電を停止
し数分以上放置すると、たとえ真空を解除しなくてもＴ
ａ表面にＨ_２Ｏ等の吸着層が形成され、（２２０）面の
優先成長は起こらない。発明者等は、ＴａとＡｌとをそ
れぞれスパッタリング中のチャンバー内でゆっくりと移
動させる方法により初めて（２２０）配向を得た。この
ような方式では、ＴａとＡｌは界面付近で多少混じり合
いながら連続して形成されるので、従来のように、Ｔａ
表面にＨ_２Ｏ等の吸着層が形成されることはない。すな
わち、Ｔａ表面に成長するＡｌは、吸着層の影響を受け
ず、下地のＴａ膜の影響を直接受けるため、通常の条件
では起こらない（２２０）面の優先成長が実現される。

【００４３】図３は、本発明の配線に用いたＡｌ薄膜の
Ｘ線回折パターンと従来のＡｌ膜のＸ線回折パターンと
を比較して示す図である。回折パターンのピークの高さ
は、それぞれのピークの位置に示した面が膜表面に平行
になるように配向した結晶粒の体積に比例する。（２２
０）の回折ピークと（１１１）回折ピークの強度比は、
従来のＡｌ膜においては０．１５であったが、本発明の
Ａｌ膜においては、０．７以上と大きくなる。従来のＡ
ｌ膜に比べて、本発明のＡｌ膜では、（２２０）面から
の回折ピークが大きくなり、（１１１）面からの回折ピ
ークが減少しているのがわかる。従来のＡｌ膜では（１
１１）面に強く配向していた結晶粒が、本発明のＡｌ膜
では、（２２０）面の成長により、全体としてはランダ
ムな配向に変化していると考えられる。すなわち、回折
ピーク強度が最大の面の強度と、２番目に強度が大きい
面の強度との比は、従来のＡｌ膜では、例えば約０．５
であったが、本発明では、約０．７から１．０となる。
このため、平均結晶粒径がやや小さくなり、粒径のばら
つきも小さくなって、均一化したものと推察される。

【００４４】また、従来、ＬＳＩで用いられるＡｌ配線
においては、Ａｌの結晶粒が微小化するとエレクトロマ
イグレーションやストレスマイグレーションに対する耐
性が低下するため、Ａｌは（１１１）に優先配向させ結
晶粒を大きくしている。このようなＡｌ膜では、応力を
緩和するサイトとなる結晶粒の３重点が少ないために大
きなヒロックが成長する。液晶表示装置用のＴＦＴアレ
イにおいては、配線幅が１０μｍ程度であり、ＬＳＩに
比べると大きいため、エレクトロマイグレーションやス
トレスマイグレーションは、さほど問題とはならない。
むしろ、Ａｌ表面のヒロックを抑えて層間ショートを抑
制ことが重要である。したがって、本発明の（２２０）
配向化と結晶粒の微小化とによるヒロックの抑制は、Ｔ
ＦＴアレイ用の配線として、非常に望ましい。

【００４５】図４は、上記Ａｌ膜のＸ線回折から得られ
た（２２０）の回折ピークおよび（２００）回折ピーク
の強度比と表面ヒロック密度との関係を示す図である。
ヒロック密度は（２２０）/（２００）比が大きくなる
と減少し、（２２０）/（２００）比が１．０以上にな
ると、ヒロックがほとんど消失することがわかる。

【００４６】下地の材料としては、Ｔａだけでなく、ｂ
ｃｃの結晶構造を有する金属であればよい。例えば、Ｔ
ａ−Ｎ合金，Ｎｂ，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔ
ａ−Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合
金，Ｗ，Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ−Ｗ−Ｎ合金でも同様な効
果が得られる。また、上層の材料も、純Ａｌだけでな
く、Ａｌ−Ｐｄ，Ａｌ−Ｔａ，Ａｌ−Ｔａ−Ｔｉ等のＡ
ｌ合金膜でもよい。

【００４７】なお、本発明のＡｌ膜は、表面が清浄なＴ
ａを含む上記合金上に成長可能であり、下地膜形成後連
続して成膜を行なう方法の他に、形成済みの下地表面を
スパッタエッチングなどで清浄にした後、成膜を実行す
る方法も採用できる。

【００４８】

【実施形態２】図５は、上記本発明の積層配線材料を用
いて構成した液晶表示装置用走査信号配線の平面図であ
る。図６は、図５の走査信号配線の外部接続端子部分の
断面図である。図７は、図６のＡ−Ａ面を矢印方向から
見た断面図である。

【００４９】ガラス基板１上にＴａ電極１０とＡｌ電極
１１が形成され、これらの表面および側面はＴａ_２Ｏ_５
膜２０とＡｌ_２Ｏ_３膜２１によって被覆されている。こ
こでは、Ａｌ_２Ｏ_３膜２１は、２層導電膜の上層膜であ
るＡｌ電極１１の表面をすべて被覆するように形成し
た。また、上層膜であるＡｌ電極１１は、走査信号電極
の端部より距離Ｘ以上離れた位置から形成し（距離Ｘ
は、この例では１．０ｃｍとした）、外部部材と接触す
る端部からＡｌ電極１１を排除した。

【００５０】本実施形態によれば、腐食しやすいＡｌ電
極を完全にＡｌ_２Ｏ_３膜で被覆し、しかも外部部材と接
触する端部から排除しつつ、走査信号電極に低抵抗のＡ
ｌ電極を使用できるので、表示装置の高精細化／大型化
が達成される。外部部材と確実に接続するには、Ｘは
０．１ｃｍ以上とすればよい。また、腐食しやすいＡｌ
電極の下層に耐腐食性の高いＴａを配置し、Ａｌ_２Ｏ_３
膜とＡｌ電極との端面を一致させる構造とし、Ａｌ_２Ｏ
_３膜をマスクとして端部のＡｌ電極をエッチング除去し
て外部接続端子を形成するので、接続端子を金属加工す
るためのホトマスクが不要となり、工程数を削減でき
る。さらに、ヒロックの少ない（２２０）配向のＡｌ電
極を上層膜として用いてあり、層間ショート不良を低減
できる。このように、高品質のＡｌ_２Ｏ_３膜を層間絶縁
膜として利用できるので、層間ショート不良をさらに低
減できる。

【００５１】

【実施形態３】図８は、本発明による液晶表示装置の走
査信号電極の他の実施形態の端部を示す断面図である。
図９は、図８のＡ−Ａ面を矢印方向から見た断面図であ
る。

【００５２】本実施形態の走査信号電極は、２層のＴａ
電極１０とこれらによりはさまされたＡｌ電極１１との
３層の導電膜からなる。上記実施形態と同様に、これら
の膜の表面および側面はＴａ_２Ｏ_５膜２０とＡｌ_２Ｏ_３
膜２１により被覆され、最上層膜であるＴａ電極１０の
表面は、すべてＴａ_２Ｏ_５膜２０で被覆されている。ま
た、上層膜のＴａ電極１０とＡｌ電極１１とは、走査信
号電極の端部より距離１．０ｃｍ以上離れた位置から形
成して、外部部材と接触する端部からＡｌ電極１１を排
除した。

【００５３】本実施形態によれば、第１実施形態の場合
と同様の効果に加えて、比誘電率の大きいＴａ_２Ｏ_５膜
をＴＦＴのゲート絶縁膜の一部として利用できるので、
ＴＦＴの相互コンダクタンスが向上する。また、上層の
Ｔａ電極１０によりＡｌ電極１１のヒロック発生をさら
に抑制し、層間ショート不良を低減できる。

【００５４】

【実施形態４】図１０は、実施形態２の構造を有する走
査信号電極を用いて構成した液晶表示装置の単位画素の
模式断面図である。

【００５５】ガラス基板１上にＴａ電極１０とＡｌ電極
１１とからなる走査信号電極が形成され、これらの表面
および側面は、Ｔａ_２Ｏ_５膜２０とＡｌ_２Ｏ_３膜２１と
により被覆されている。これらの走査信号電極上にＳｉ
Ｎ膜２２，a−Ｓｉ:Ｈ膜３０，ｎ型ａ−Ｓｉ:Ｈ膜３１
が形成され、さらにｎ型ａ−Ｓｉ:Ｈ膜３１上には映像
信号電極１４とソース電極１５とが形成され、ソース電
極にはＩＴＯ膜からなる画素電極１３が接続されてい
る。画素電極１３には、容量電極１６が接続され、走査
信号電極１１と容量電極１６とは、付加容量を形成して
いる。さらに、これら全体を保護ＳｉＮ膜２３で被覆し
てある。

【００５６】図１１は、薄膜トランジスタ基板の走査信
号電極の外部接続端子の断面図である。ここでは、走査
信号電極のうち、上層のＡｌ電極１１の表面は、Ａｌ_２
Ｏ_３膜２１により被覆し、Ｔａ電極１０をＡｌ_２Ｏ_３膜
２１の外まで延在させ、外部接続端子を構成している。
また、Ｔａ電極１０は、ＩＴＯ電極１３で被覆してあ
る。本実施形態では、ＴａとＩＴＯとの反応によってＴ
ａ／ＩＴＯ界面に形成されるバリア層の絶縁性が完全で
はないため、ＴａとＩＴＯとのコンタクト抵抗は、例え
ばＡｌとＩＴＯを組合せた場合に比べ、格段に小さくな
る。また、ＴａとＩＴＯでは、熱処理によるコンタクト
抵抗の増大もほとんどないため、極めて安定した接続端
子が得られる。

【００５７】本実施形態では、下地金属としてＴａを用
いたが、Ｔａ以外にもＴａ−Ｎ合金，Ｎｂ，Ｔａ−Ｎｂ
合金，Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔｉ
合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ−
Ｗ−Ｎ合金等でも、同様な効果が得られる。特に、Ｔａ
−ＮやＴｉ−Ｎ等の金属窒化物を用いると、金属とＩＴ
Ｏの反応をより抑制し、コンタクト抵抗を極めて小さく
できる。

【００５８】図１２〜図１６は、上記実施形態の薄膜半
導体装置の製造工程を示す図である。これらの図の右側
は、走査信号電極端子部分の各工程での断面を示す図で
ある。

【００５９】図１２においては、ガラス基板１上にＴａ
膜１０とＡｌ膜１１とをスパッタリングにより連続的に
堆積させ、ホトリソグラフィ技術を用いて所定の形状に
パターニングする。

【００６０】図１３においては、陽極酸化法によりＴａ
膜１０とＡｌ膜１１との表面および側面にＴａ_２Ｏ_５膜
２０とＡｌ_２Ｏ_３膜２１を形成する。

【００６１】図１４においては、Ａｌ_２Ｏ_３膜２１をマ
スクとして、走査信号電極端子部のＡｌ膜１１をエッチ
ング除去し、Ｔａ電極１０を露出させる。このとき、臭
化水素（ＨＢｒ）と３塩化硼素（ＢＣｌ_３）との混合ガ
スプラズマを用いたリアクティブイオンエッチング法に
よれば、ＡｌとＴａのエッチング選択比を大きくとれる
ので、エッチングの作業裕度が大きくなり、歩留まりが
向上する。続いてＩＴＯ膜をスパッタリングにより堆積
し、ホトリソグラフィ技術を用いてパターニングして画
素電極１３および端子Ｔａの保護膜１３１を形成する。

【００６２】図１５においては、プラズマＣＶＤ法によ
り、ゲートＳｉＮ膜２２，ａ−Ｓｉ:Ｈ膜３０，ｎ型ａ
−Ｓｉ:Ｈ膜３１を堆積し、ａ−Ｓｉ:Ｈ膜３０，ｎ型ａ
−Ｓｉ:Ｈ膜３１を所定の形状にパターニングし、続い
て画素電極１３上および端子部電極上のゲートＳｉＮ膜
２２を除去する。

【００６３】図１６においては、スパッタリングにより
Ｔｉ膜を堆積し、所定の形状にパターニングして映像信
号電極１４とソース電極１５および容量電極１６を得
る。最後に、プラズマＣＶＤ法により保護ＳｉＮ膜２３
を形成して薄膜半導体装置は完成する。

【００６４】本実施形態によれば、外部接続端子に耐腐
食性の高いＴａを使用できるので、高信頼性を確保でき
る。また、Ａｌ_２Ｏ_３膜をマスクとして、外部接続端子
部のＴａ電極を露出させるため、従来必要であった外部
接続端子金属加工用ホトマスクが不要となり、工程数を
削減できる。さらに、Ａｌ表面のヒロックの抑制によ
り、層間ショートを低減するとともに、走査信号電極に
低抵抗のＡｌ電極を使用可能となるので、液晶表示装置
の高精細化／大型化が実現できる。

【００６５】以上の実施形態では、走査信号電極にＴａ
とＡｌを用いたが、本発明はこの組合せに限らず、Ｔａ
の代りにＷ，Ｎｂやこれらを成分とする合金、例えばＴ
ａＮ，Ｎｂ−Ｎ，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ等を
用いても同様に適用できる。また、純Ａｌに限らず、Ａ
ｌ−Ｐｄ，Ａｌ−Ｔａ，Ａｌ−Ｔｉ−Ｔａ等の合金を用
いてもよい。

【００６６】さらに、上記実施形態においては、Ａｌの
表面に形成したＡｌ_２Ｏ_３膜をマスクとして、外部接続
端子のＴａ電極を露出させる方法を採用したが、外部接
続端子のＴａ電極を露出させる工程は、端子部電極上の
ゲートＳｉＮ膜２２を除去した後に行なってもよい。こ
の場合でも、ゲートＳｉＮ膜２２上を加工するためのホ
トレジストをそのままＴａ電極１０を露出させるための
マスクとして用いることができるので、工程が増加する
ことはない。

【００６７】Ｔａ電極を露出させる時のプラズマにゲー
トＳｉＮ膜やＡｌ_２Ｏ_３膜が直接曝されることがなく、
膜にプラズマダメージが入ることがないので、良好な絶
縁特性を維持できる。

【００６８】

【実施形態５】本発明による配線材料は、走査信号配線
だけでなく、映像信号配線にも適用できる。図１７は、
映像信号配線に本発明による配線材料を適用した実施形
態の画素の断面図である。本実施形態においては、実施
形態１の構造に加えて、映像信号配線とソース電極およ
び容量電極とが、Ｔａ膜１４１，１５１，１６１とＡｌ
膜１４２，１５２，１６２の積層電極とからなる。この
ような構造を採用したことにより、Ａｌ膜１４２，１５
２，１６２が（２２０）配向となるので、既に述べた理
由により、保護膜２３形成時の熱処理によるＡｌ膜から
のホイスカ，ヒロックの成長を防止できる。

【００６９】

【実施形態６】図１８は、図５に示した実施形態２の構
造を有する走査信号電極を用いて構成した別の液晶表示
装置の実施形態の画素部の断面図である。図１９は、図
１８の実施形態の平面図である。

【００７０】実施形態と同様、ガラス基板１上にＴａ電
極１０とＡｌ電極１１からなる走査信号電極が形成され
ている。これら電極の表面および側面は、Ｔａ_２Ｏ_５膜
２０とＡｌ_２Ｏ_３膜２１とにより被覆されている。これ
らの走査信号電極上に膜厚４００ｎｍのＳｉＮ膜２２と
膜厚５０ｎｍのa−Ｓｉ:Ｈ膜３０とが同一の平面形状に
形成され、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０上には映像信号電極１４と
ソース電極１５が形成されている。ソース電極１５に
は、ＩＴＯ膜からなる画素電極１３が接続されている。

【００７１】画素電極１３は、ＳｉＮ膜２２の下層に配
置され、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０とＳｉＮ膜２２は、映像信号
電極１４の下層に映像信号電極１４に沿って延在してお
り、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０とＳｉＮ膜２２とは、画素電極１
３のパターンの周辺部のみを被覆している。画素電極１
３には、容量電極１６が接続され、走査信号電極１１と
容量電極１６とは付加容量を形成している。これら全体
は、保護ＳｉＮ膜２３で被覆されている。

【００７２】図２０は、図１８中のＡ−Ａ断面における
a−Ｓｉ:Ｈ膜３０内の^３１Ｐと^１１Ｂの深さ方向の濃度
分布を示す図である。図２１は、図１８中のＢ−Ｂ断面
におけるa−Ｓｉ:Ｈ膜３０内の^３１Ｐと^１１Ｂの深さ方
向の濃度分布を示す図である。

【００７３】ソース電極１５とコンタクトするＢ−Ｂ断
面では、^３１Ｐのみが表面から指数関数的に減少する急
俊な濃度プロファイルで導入されている。また、ＴＦＴ
のチャネル領域であるＡ−Ａ断面では、ほぼ等量の^３１
Ｐと^１１Ｂが導入されている。

【００７４】以上の構成により、本実施形態には、先に
述べた効果に加えて、以下の効果がある。

【００７５】ａ．従来別々のホトマスクでパターニング
していたa−Ｓｉ:Ｈ膜３０とゲートＳｉＮ膜３１とが、
１枚のホトマスクで同一の形状にパターニングされるの
で、ホトリソグラフィ工程が１回少なくなり、工程数を
削減でき、製造コストを低減できる。

【００７６】ｂ．ＴＦＴのチャネル領域は、^３１Ｐと
^１１Ｂが相互に補償されて高抵抗化されるため、従来必
要であったｎ型a−Ｓｉ:Ｈ膜のエッチングなしに、ソー
ス電極とドレイン電極とを分離できるので、a−Ｓｉ:Ｈ
膜３０の薄膜化が可能となる。a−Ｓｉ:Ｈ膜３０の膜厚
を６０ｎｍ以下とすると、光電流によるＴＦＴのオフ抵
抗の低下を防止でき、良好な画質が得られる。また、a
−Ｓｉ:Ｈ膜３０を薄膜化する際に従来必要であったチ
ャネル保護膜の形成が不要になり、製造工程の増加がな
い。

【００７７】ｃ．画素電極１３と映像信号電極１４と
が、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０とゲートＳｉＮ膜２２により分離
されるので、画素電極１３と映像信号電極１４がショー
トすることがない。このため、主として画素電極１３と
映像信号電極１４とのショートにより発生している画素
欠陥を低減できる。また、画素電極１３と映像信号電極
１４との距離を縮小し、その分画素電極１３の面積を拡
大でき、画素開口率が向上する。その結果、ディスプレ
イの高輝度化が達成できる。

【００７８】図２２〜２９は図１８の実施形態の製造工
程を示す断面図である。

【００７９】図２２においては、ガラス基板１上にＴａ
膜１０とＡｌ膜１１とをスパッタリングにより堆積さ
せ、ホトリソグラフィ技術を用いて所定の形状にパター
ニングする。次に、陽極酸化法によりＴａ膜とＡｌ膜と
の表面および側面にＴａ_２Ｏ_５膜２０とＡｌ_２Ｏ_３膜２
１とを形成する。

【００８０】図２３においては、スパッタリングによ
り、ＩＴＯ膜を１１０ｎｍ堆積させ、パターニングして
画素電極１３とする。

【００８１】図２４においては、プラズマＣＶＤ法によ
り、ゲートＳｉＮ膜２２を４００ｎｍ堆積させ、a−Ｓ
ｉ:Ｈ膜３０を５０ｎｍ形成する。

【００８２】図２５においては、ＰＨ_３ガスの放電プラ
ズマから引き出した質量分離しないＰＨ＋，ＰＨ_２＋等
のイオンを２ｋｅＶ程度の低エネルギーで照射し、a−
Ｓｉ:Ｈ膜３０にＰを導入する。このような質量分離し
ないイオンビームを用いる不純物ドーピング技術として
は、例えば特開平２−１９９８２４号において磁気バケ
ット型イオン源を用いた方法が開示されている。

【００８３】図２６においては、ホトリソグラフィ技術
により、ゲートＳｉＮ膜２２とa−Ｓｉ:Ｈ膜３０とを同
一の平面形状に加工する。

【００８４】図２７においては、Ｔｉ電極をスパッタリ
ングにより形成し、パターニングして映像信号電極１４
とソース電極１５と容量電極１６とを得る。

【００８５】図２８においては、映像信号電極１４とソ
ース電極１５のパターンをマスクとして、質量分離しな
いＢＨ＋，Ｂ_２Ｈ_２＋等のイオンを２ｋｅＶ程度の低エ
ネルギーで照射し、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０のチャネル領域に
Ｂを導入する。これは、先に述べた技術において、放電
ガスをＢ_２Ｈ_６等のＢを含むガスにすれば、容易に実現
できる。

【００８６】図２９においては、保護ＳｉＮ膜を形成
し、素子を完成させる。

【００８７】上記製造工程を採用すると、既に述べたよ
うに、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０を薄膜化する際に従来必要であ
ったチャネル保護膜の形成が不要になるので、製造工程
を簡略化できる。特に、不純物導入法として質量分離し
ない低エネルギーのイオンビームを用いると、大面積に
効率良く不純物を導入できるので、生産効率が向上す
る。

【００８８】図３０は、本発明の液晶表示装置における
ＴＦＴ基板の等価回路である。ガラス基板１上に、複数
の走査信号電極１０／１１と、これに直交する複数の映
像信号電極１４と、これらの電極に接続されたＴＦＴ
と、ＴＦＴに接続された液晶容量および付加容量とを形
成してある。走査信号電極１０／１１と映像信号電極１
４とのどちらか一方の端部には、外部部材接続のための
端子１４０が設けられている。

【００８９】画像を表示するには、走査信号電極１０／
１１に順次パルス信号を印加して１行分のＴＦＴをオン
状態とし、その間に映像信号電極から画像信号を液晶層
に印加する。この操作を１行ごとに繰り返す。

【００９０】図３１は、本発明の液晶表示装置における
別のＴＦＴ基板の等価回路である。ガラス基板１上に複
数の走査信号電極１０，１１と、これに直交する複数の
映像信号電極１４と、これらの電極接続されたＴＦＴ
と、ＴＦＴに接続された液晶容量および付加容量とから
構成される部分は、上記例と同様であるが、本実施形態
においては、ガラス基板１上に、ＴＦＴを駆動するため
の走査信号回路２００および映像信号回路２１０が、Ｔ
ＦＴを用いて形成されている。このように、駆動回路も
ガラス基板１上に集積することにより、外部部品が大幅
に少なくなるので、全体としてのコストを大幅に低減で
きる。このような外部接続端子が少ない場合にも、本発
明の配線材料を同様に適用できることはもちろんであ
る。

【００９１】以上述べた実施形態においては、逆スタガ
ード型の薄膜トランジスタを用いた例を説明したが、本
発明の配線材料は、これに限らず、スタガード型または
コープレーナ型の電極構造を持つ薄膜トランジスタにも
同様に適用可能であり、同様の効果を得ることができ
る。

【００９２】図３２は、本発明による薄膜半導体装置に
より構成した液晶表示装置の模式断面を示す図である。
図３２の中央部は、１画素部分の断面を示し、左側は、
一対のガラス基板１および５０８の左側縁部で外部引出
端子の存在する部分の断面を示し、右側は、一対のガラ
ス基板１および５０８の右側縁部で外部引出端子の存在
しない部分の断面を示している。

【００９３】液晶層５０６を基準に、下部のガラス基板
１上には、走査信号電極１１と映像信号電極１４とがマ
トリクス状に形成されている。その交点近傍に形成され
たＴＦＴは、ＩＴＯからなる画素電極１３を駆動する。
液晶層５０６をはさんで対向する対向ガラス基板５０８
上には、ＩＴＯからなる対向電極５１０，カラーフィル
タ５０７，カラーフィルタ保護膜５１１，遮光用ブラッ
クマトリクスパターンとなる遮光膜５１２が形成されて
いる。図３２の左側／右側のそれぞれに示すシール材Ｓ
Ｌは、液晶層５０６を封止するように、（図示していな
い）液晶封入口を除くガラス基板１および５０８の縁全
体に沿って形成されている。シール材は、例えばエポキ
シ樹脂である。

【００９４】対向ガラス基板５０８側の対向電極５１０
は、少なくとも一個所において、銀ペースト材ＳＩＬに
より、ガラス基板１に形成された外部引出配線に接続さ
れている。この外部接続配線は、走査信号配線１０，ソ
ース電極１５，映像信号電極１４のそれぞれと同一製造
工程で形成される。配向膜ＯＲＩ１，ＯＲＩ２，画素電
極１３，保護膜２３，カラーフィルタ保護膜５１１，ゲ
ートＳｉＮ膜２１のそれぞれの層は、シール材ＳＬの内
側に形成されている。偏光板５０５は、それぞれ一対の
ガラス基板１および５０８の外側の表面に形成されてい
る。

【００９５】液晶層５０６は、液晶分子の向きを設定す
る下部配向膜ＯＲＩ１と上部配向膜ＯＲＩ２との間に封
入され、シール材ＳＬによりシールされている。下部配
向膜ＯＲＩ１は、ガラス基板１側の保護膜２３の上部に
形成される。対向ガラス基板５０８の内側の表面には、
遮光膜５１２，カラーフィルタ５０７，カラーフィルタ
保護膜５１１，対向電極５１０，上部配向膜ＯＲＩ２
が、順次積層して設けられている。

【００９６】この液晶表示装置は、ガラス基板１側と対
向ガラス基板５０８側の層とを別々に形成し、その後に
上下ガラス基板１および５０８を重ねあわせ、両者間に
液晶５０６を封入して組立られる。バックライトＢＬか
らの光の透過を画素電極１３部分で調節すると、ＴＦＴ
駆動型のカラー液晶表示装置が形成される。

【００９７】本発明の液晶表示装置は、低抵抗のＡｌか
らなる走査信号電極を使用できるので、大型化／高精細
化に好適である。また、簡略な製造工程で歩留まり良く
製造できるので、コストを大幅に低減し、安価な液晶表
示装置を提供することが可能となる。

【００９８】本発明の特徴的構成を例示すると、次の通
りである。

【００９９】１．（２２０）面が膜表面に平行になるよ
うに配向した結晶粒と（２００）面が膜表面に平行にな
るように配向した結晶粒との体積比が、０．５以上であ
るＡｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜を含む配線材
料。

【０１００】２．（２２０）面が膜表面に平行になるよ
うに配向した結晶粒と（１１１）面が膜表面に平行にな
るように配向した結晶粒との体積比が、０．５以上であ
るＡｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜を含む配線材
料。

【０１０１】３．含有量が最も多い第１の配向方向を有
する結晶粒の体積に対する含有量が２番目に多い第２の
配向方向を有する結晶粒の体積の割合が、ほぼ０．５以
上である配線材料。

【０１０２】４．Ｔａ，Ｔａ−Ｎ合金，Ｎｂ，Ｎｂ−Ｎ
合金，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔ
ｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ
−Ｗ−Ｎ合金のうちの１つの金属からなる第１の導電膜
と、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなり第１の
導電膜上に形成される第２の導電膜とにより構成された
積層型配線材料。

【０１０３】５．上記４に記載の積層型配線材料におい
て、Ａｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜に含まれる
（２２０）面が膜表面に平行になるように配向した結晶
粒と（２００）面が膜表面に平行になるように配向した
結晶粒との体積比が、０．５以上である積層型配線材
料。

【０１０４】６．絶縁基板上に形成された走査信号電極
と、走査信号電極に交差するように形成された映像信号
電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に形
成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接続
された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより液
晶を駆動する液晶表示装置において、走査信号電極と映
像信号電極の少なくとも一方が、（２２０）面が膜表面
に平行になるように配向した結晶粒と（２００）面が膜
表面に平行になるように配向した結晶粒との体積比が、
０．５以上であるＡｌ膜またはＡｌを主成分とする合金
膜を含む配線材料で形成されている液晶表示装置。

【０１０５】７．絶縁基板上に形成された走査信号電極
と、走査信号電極に交差するように形成された映像信号
電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に形
成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接続
された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより液
晶を駆動する液晶表示装置において、走査信号電極と映
像信号電極の少なくとも一方が、Ｔａ，Ｔａ−Ｎ合金，
Ｎｂ，Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ
合金，Ｔａ−Ｔｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ
−Ｗ合金，Ｔａ−Ｗ−Ｎ合金のうちの１つの金属からな
る第１の導電膜と、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金
からなり第１の導電膜上に形成される第２の導電膜とに
より構成された積層型配線材料で形成されている液晶表
示装置。

【０１０６】８．上記７に記載の液晶表示装置におい
て、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金に含まれる（２
２０）面が膜表面に平行になるように配向した結晶粒と
（２００）面が膜表面に平行になるように配向した結晶
粒との体積比が、０．５以上である液晶表示装置。

【０１０７】９．絶縁基板上に形成された走査信号電極
と、走査信号電極に交差するように形成された映像信号
電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に形
成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接続
された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより液
晶を駆動する液晶表示装置において、走査信号電極が、
少なくともＡｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜を含
む２種以上の導電膜の積層膜であり、Ｔａ，Ｔａ−Ｎ合
金，Ｎｂ，Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｔａ−Ｎｂ
−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，
Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ−Ｗ−Ｎ合金のうちの１つの金属か
らなる導電膜をＡｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜
の上層および下層に配置した液晶表示装置。

【０１０８】１０．上記６ないし９のいずれかに記載の
液晶表示装置において、Ａｌ膜またはＡｌを主成分とす
る合金膜の表面および側面に、Ａｌを母材とする被覆絶
縁膜を形成した液晶表示装置。

【０１０９】１１．上記６ないし９のいずれかに記載の
液晶表示装置において、Ａｌ膜またはＡｌを主成分とす
る合金膜が、走査信号電極の一端部から０．１ｃｍ以上
離れた位置にのみ存在する液晶表示装置。

【０１１０】１２．上記６ないし１１のいずれかに記載
の液晶表示装置において、走査信号電極と映像信号電極
の少なくとも一方を構成する膜が、薄膜トランジスタの
ゲート電極である液晶表示装置。

【０１１１】１３．上記６ないし１２のいずれかに記載
の液晶表示装置において、Ａｌを母材とする絶縁膜が、
Ａｌの酸化膜または窒化膜である液晶表示装置。

【０１１２】１４．絶縁基板上に形成した走査信号電極
と、走査信号電極に交差するように形成された映像信号
電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に形
成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接続
された画素電極とからなるアクティブマトリクス基板
と、アクティブマトリクス基板に接続された外部駆動回
路とを有し、薄膜トランジスタにより液晶を駆動する液
晶表示装置において、外部駆動回路と映像信号電極また
は走査信号電極との接続端子が、Ｔａ，Ｔａ−Ｎ合金，
Ｎｂ，Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ
合金，Ｔａ−Ｔｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ
−Ｗ合金，Ｔａ−Ｗ−Ｎ合金のうちの１つの金属からな
る第１の導電膜と、第１の導電膜上に形成された金属酸
化物からなる透明導電膜とにより構成された液晶表示装
置。

【０１１３】１５．上記１ないし５のいずれかに記載の
配線からなる走査信号電極と、走査信号電極上に形成さ
れた薄膜トランジスタのゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜
上に形成された半導体膜と、走査信号電極に交差するよ
うに形成された映像信号電極と、薄膜トランジスタに接
続された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより
液晶を駆動する液晶表示装置において、半導体膜と当該
半導体膜に接するゲート絶縁膜とが、同一の平面形状で
ある液晶表示装置。

【０１１４】１６．上記１５に記載の液晶表示装置にお
いて、半導体膜および当該半導体膜に接するゲート絶縁
膜が、映像信号電極の下層に当該映像信号電極よりも幅
広のパターンで延在している液晶表示装置。

【０１１５】１７．上記１５または１６に記載の液晶表
示装置において、半導体膜のうち、ソース，ドレインの
金属電極と接触する領域にはｎ型またはｐ型のいずれか
の不純物の一方のみが導入され、チャネル部にはｎ型お
よびｐ型の両方の不純物が導入されている液晶表示装
置。

【０１１６】１８．上記１５ないし１７のいずれかに記
載の液晶表示装置において、半導体膜が、膜厚が６０ｎ
ｍ以下の水素化非晶質Ｓｉ，水素化非晶質ＳｉＧｅ，水
素化非晶質Ｇｅのいずれかからなる液晶表示装置。

【０１１７】１９．上記１８に記載の液晶表示装置にお
いて、ｎ型およびｐ型不純物の濃度が、半導体膜の表面
において１０^２１ｃｍ^−３以上であり、半導体膜とゲー
ト絶縁膜の界面で１０^１９ｃｍ^−３以下である液晶表示
装置。

【０１１８】２０．上記１５ないし１９のいずれかに記
載の液晶表示装置において、画素電極が、半導体膜およ
びゲート絶縁膜の下層に配置されている液晶表示装置。

【０１１９】２１．上記２０に記載の液晶表示装置にお
いて、半導体膜およびゲート絶縁膜が、画素電極のパタ
ーンの外周部のみを被覆している液晶表示装置。

【０１２０】２２．絶縁基板上に形成された走査信号電
極と、走査信号電極に交差するように形成された映像信
号電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に
形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接
続された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより
液晶を駆動する液晶表示装置の製造方法において、 ａ．絶縁基板上にＴａ，Ｔａ−Ｎ合金，Ｎｂ，Ｎｂ−Ｎ
合金，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔ
ｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ
−Ｗ−Ｎ合金のうちの１つの金属からなる第１の導電膜
とＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜とを真空中で順
次連続して積層し、所定のパターンに加工して走査信号
電極と映像信号電極の少なくとも一方を形成する工程 ｂ．走査信号電極の一部を被覆する絶縁膜を形成する工
程 ｃ．絶縁膜をマスクとして走査信号電極を構成する導電
膜のうちＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜のみを除
去する工程 を含む液晶表示装置の製造方法。

【０１２１】２３．上記２２に記載の液晶表示装置の製
造方法において、絶縁膜を陽極酸化法，プラズマ酸化
法，プラズマ窒化法のいずれかにより形成する液晶表示
装置の製造方法。

【０１２２】２４．上記２２に記載の液晶表示装置の製
造方法において、絶縁膜をプラズマＣＶＤ法またはスパ
ッタリング法により形成する液晶表示装置の製造方法。

【０１２３】２５．上記２２に記載の液晶表示装置の製
造方法において、絶縁膜をマスクとして走査信号電極を
構成する導電膜のうちＡｌまたはＡｌを主成分とする合
金膜のみを除去する工程が、ハロゲン化水素ガスを含む
混合ガスを用いたイオンエッチング法である液晶表示装
置の製造方法。

【０１２４】２６．上記２２に記載の液晶表示装置の製
造方法において、第１の導電膜とＡｌまたはＡｌを主成
分とする合金膜とを、真空を保持したまま連続して形成
する液晶表示装置の製造方法。

【０１２５】２７．絶縁基板上に形成された走査信号電
極と、走査信号電極に交差するように形成された映像信
号電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に
形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接
続された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより
液晶を駆動する液晶表示装置の製造方法において、 ａ．絶縁基板上にＴａ，Ｔａ−Ｎ合金，Ｎｂ，Ｎｂ−Ｎ
合金，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔ
ｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ
−Ｗ−Ｎ合金のうちの１つの金属からなる第１の導電膜
を形成し、第１の導電膜表面の清浄性を保った状態でそ
の上にＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜を積層し、
所定のパターンに加工して走査信号電極または映像信号
電極を形成する工程 ｂ．走査信号電極または映像信号電極の一部を被覆する
絶縁膜を形成する工程 ｃ．絶縁膜をマスクとして走査信号電極または映像信号
電極を構成する導電膜のうちＡｌまたはＡｌを主成分と
する合金膜のみを除去する工程 を含む液晶表示装置の製造方法。

【０１２６】２８．絶縁基板上に形成された走査信号電
極と、走査信号電極に交差するように形成された映像信
号電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に
形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接
続された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより
液晶を駆動する液晶表示装置の製造方法において、 ａ．絶縁基板上にＴａ，Ｔａ−Ｎ合金，Ｎｂ，Ｎｂ−Ｎ
合金，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔ
ｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ
−Ｗ−Ｎ合金のうちの１つの金属からなる第１の導電膜
を形成する工程ｂ．第１の導電膜の表面層の一部を除去
する工程 ｃ．表面層の一部を除去した第１の導電膜の上にＡｌま
たはＡｌを主成分とする合金膜を積層する工程 ｄ．積層膜を所定のパターンに加工して走査信号電極ま
たは映像信号電極を形成する工程 ｅ．走査信号電極または映像信号電極の一部を被覆する
絶縁膜を形成する工程 ｆ．絶縁膜をマスクとして走査信号電極または映像信号
電極を構成する導電膜のうちＡｌまたはＡｌを主成分と
する合金膜のみを除去する工程 を含む液晶表示装置の製造方法。

【０１２７】２９．絶縁基板上に形成された走査信号電
極と、走査信号電極に交差するように形成された映像信
号電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に
形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接
続された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより
液晶を駆動する液晶表示装置の製造方法において、 ａ．絶縁基板上に第１の導電膜とＡｌまたはＡｌを主成
分とする合金膜を真空中で順次連続して積層し、所定の
パターンに加工して走査信号電極を形成する工程 ｂ．走査信号電極の一部の表面および側面に各々の導電
膜を構成する材料を母材とする絶縁膜を形成する工程 ｃ．絶縁膜をマスクとして走査信号電極を構成する導電
膜のうちＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜のみを除
去する工程 ｄ．基板全面に透明電極膜を形成し所定の形状に加工し
て画素電極を形成する工程 ｅ．基板全面にゲート絶縁膜，半導体膜を形成する工程 ｆ．半導体膜に５ｋｅＶ以下のエネルギーでリンを含む
イオンビームを照射して半導体膜中にリンを導入する工
程 ｇ．ゲート絶縁膜、半導体膜を同一パターンに加工する
工程 ｈ．導電膜を堆積して所定のパターンに加工し映像信号
電極およびソース電極を形成する工程 ｉ．映像信号電極およびソース電極のパターンをマスク
として半導体膜に５ｋｅＶ以下のエネルギーでボロンを
含むイオンビームを照射して半導体膜中にボロンを導入
する工程 を含む液晶表示装置の製造方法。

【０１２８】３０．上記６ないし２１のいずれかに記載
の液晶表示装置を表示手段として備えた情報処理装置。

【０１２９】３１．上記２２ないし２９のいずれかに記
載の製造方法により製造した液晶示装置を表示手段とし
て備えた情報処理装置。

【０１３０】

【発明の効果】本発明によれば、Ａｌ膜またはＡｌを主
成分とする合金膜を含む配線材料としたので、Ａｌ表面
のヒロックの発生を抑制できる。したがって、表示装置
等を構成したときに配線間のショートを低減できる。そ
の結果、ショート不良を低減するとともに走査信号電極
を低抵抗化し、表示画面の大型化／高精細化を達成でき
る。

【０１３１】また、上記Ａｌの表面をすべてＡｌを母材
とする絶縁膜で被覆した場合、Ａｌが薬品等に曝される
ことがなくなるので、耐腐食性を確保できるとともに、
Ａｌ表面のヒロック発生をさらに抑制できる。

【０１３２】１つの金属とその上層に形成した金属酸化
物からなる透明導電膜により外部接続端子を構成する
と、端子の耐薬品性が向上するとともに、透明導電膜と
金属との反応による絶縁性バリア層が界面に形成されに
くくなる。したがって、接続端子のコンタクト抵抗の増
大を防止でき、信頼性の高い接続端子が得られる。

【０１３３】このような構造は、Ａｌ表面に形成した絶
縁膜をマスクとしてＡｌをエッチング除去すると、形成
できる。したがって、上記構造は、１枚のホトマスクだ
けで形成でき、工程数の削減，耐腐食性の確保，ショー
ト不良の低減，走査信号電極の低抵抗化等の効果を同時
にもたらす。

【０１３４】透明導電膜からなる画素電極を半導体膜と
ゲート絶縁膜の下層に配置し、半導体膜とゲート絶縁膜
を映像信号電極に沿って映像信号電極よりも幅広のパタ
ーンとして延在させ、画素電極のパターンの周辺部のみ
を被覆すると、画素電極と映像信号電極とを分離でき
る。このようにすると、画素電極と映像信号電極とのシ
ョートを防止しつつ画素電極と映像信号電極との間の距
離を縮小しても、ショートによる画素欠陥を低減でき
る。また、画素電極の幅が拡大され、画素開口率が向上
する。したがって、工程数の削減，高歩留まり，低抵抗
配線，端子部の信頼性向上等の特長に加えて、低欠陥，
高輝度の液晶表示装置を実現できる。

【０１３５】その結果、最小限のホトリソグラフィ工程
で、ヒロックの少ない低抵抗の走査信号電極と耐腐食性
の高い外部接続端子とを備え、画素欠陥密度が少なく大
きな画素開口率の液晶表示装置が得られ、液晶表示装置
の大型化／高精細化／低コスト化を同時に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による積層配線材料の一実施形態の斜視
図である。

【図２】ガラス基板１上とＴａ膜１０と上にそれぞれ形
成したＡｌ膜１１の表面の凹凸を比較して示す図であ
る。

【図３】本発明の配線に用いたＡｌ薄膜のＸ線回折パタ
ーンを従来のＡｌ膜のＸ線回折パターンと比較して示す
図である。

【図４】上記Ａｌ膜のＸ線回折から得られた（２２０）
の回折ピークおよび（２００）回折ピークの強度比と表
面ヒロック密度との関係を示す図である。

【図５】上記本発明の積層配線材料を用いて構成した液
晶表示装置用走査信号配線の平面図である。

【図６】図５の走査信号配線の外部接続端子部分の断面
図である。

【図７】図６のＡ−Ａ面を矢印方向から見た断面図であ
る。

【図８】本発明による液晶表示装置の走査信号電極の他
の実施形態の端部を示す断面図である。

【図９】図８のＡ−Ａ面を矢印方向から見た断面図であ
る。

【図１０】図５に示した実施形態２の構造を有する走査
信号電極を用いて構成した液晶表示装置の単位画素の模
式断面図である。

【図１１】薄膜トランジスタ基板の走査信号電極の外部
接続端子の断面図である。

【図１２】上記実施形態の薄膜半導体装置の製造工程を
示す図である。図の右側は、走査信号電極端子部分の各
工程での断面を示す図である。

【図１３】上記実施形態の薄膜半導体装置の製造工程を
示す図である。図の右側は、走査信号電極端子部分の各
工程での断面を示す図である。

【図１４】上記実施形態の薄膜半導体装置の製造工程を
示す図である。図の右側は、走査信号電極端子部分の各
工程での断面を示す図である。

【図１５】上記実施形態の薄膜半導体装置の製造工程を
示す図である。図の右側は、走査信号電極端子部分の各
工程での断面を示す図である。

【図１６】上記実施形態の薄膜半導体装置の製造工程を
示す図である。図の右側は、走査信号電極端子部分の各
工程での断面を示す図である。

【図１７】本発明の配線材料を映像信号配線に適用した
実施形態の画素の断面図である。

【図１８】図５に示した実施形態２の構造を有する走査
信号電極を用いて構成した別の液晶表示装置の実施形態
の画素部の断面図である。

【図１９】図１８の実施形態の平面図である。

【図２０】図１８中のＡ−Ａ断面におけるa−Ｓｉ:Ｈ膜
３０内の^３１Ｐと^１１Ｂの深さ方向の濃度分布を示す図
である。

【図２１】図１８中のＢ−Ｂ断面におけるa−Ｓｉ:Ｈ膜
３０内の^３１Ｐと^１１Ｂの深さ方向の濃度分布を示す図
である。

【図２２】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図で
ある。

【図２３】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図で
ある。

【図２４】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図で
ある。

【図２５】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図で
ある。

【図２６】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図で
ある。

【図２７】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図で
ある。

【図２８】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図で
ある。

【図２９】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図で
ある。

【図３０】本発明の液晶表示装置におけるＴＦＴ基板の
等価回路である。

【図３１】本発明の液晶表示装置における別のＴＦＴ基
板の等価回路である。

【図３２】本発明による薄膜半導体装置により構成した
液晶表示装置の模式断面を示す図である。

【符号の説明】

１ ガラス基板 １０ Ｔａ電極 １１ （２２０）面に配向したＡｌ電極 １３ 画素電極 １４ 映像信号電極 １５ ソース電極 １６ 容量電極 ２０ Ｔａ_２Ｏ_５膜 ２１ Ａｌ_２Ｏ_３膜 ２２ ゲートＳｉＮ電極 ２３ 保護ＳｉＮ膜 ３０ ａ−Ｓｉ:Ｈ膜 ３１ ｎ型ａ−Ｓｉ:Ｈ膜 １４０ 外部接続端子 １４１，１５１，１６１ Ｔａ膜 １４２，１５２，１６２ Ａｌ膜 ２００ 走査信号回路 ２１０ 映像信号回路 ５０５ 偏光板 ５０６ 液晶層 ５０７ カラーフィルタ ５０８ 対向ガラス基板 ５１０ 対向電極 ５１１ カラーフィルタ保護膜 ５１２ 遮光膜 ＢＬ バックライト ＯＲＩ 配向膜 ＳＬ シール材 ＳＩＬ 銀ペースト材

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/336 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１６Ｕ // Ｇ０２Ｆ 1/1368 ６１６Ｌ ６１７Ｌ ６１７Ｍ Ｇ０２Ｆ 1/136 ５００

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属の第１の導電膜と、前記第１の導電
   膜上に形成された表面にヒロックの少ないＡｌ膜または
   Ａｌを主成分とする合金膜とを有する配線材料。
2. 【請求項２】 金属の第１の導電膜と、前記第１の導電
   膜上に形成された表面にヒロックの少ないＡｌ膜または
   Ａｌを主成分とする合金膜と、前記Ａｌ膜またはＡｌを
   主成分とする合金膜上に形成された金属の第１の導電膜
   とを有する配線材料。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の配線材料にお
   いて、 前記第１の導電膜が、体心立方格子であることを特徴と
   する配線材料。
4. 【請求項４】 金属の第１の導電膜と、前記第１の導電
   膜上に形成された表面にヒロックの少ないＡｌ膜または
   Ａｌを主成分とする合金膜を有する配線材料を使用した
   液晶表示装置。
5. 【請求項５】 金属の第１の導電膜と、前記第１の導電
   膜上に形成された表面にヒロックの少ないＡｌ膜または
   Ａｌを主成分とする合金膜と、前記Ａｌ膜またはＡｌを
   主成分とする合金膜上に形成された金属の第１の導電膜
   とを有する配線材料を使用した液晶表示装置。
6. 【請求項６】 請求項４または５に記載の液晶表示装置
   において、 前記第１の導電膜が、体心立方格子であることを特徴と
   する液晶表示装置。