JP2001242483A - 液晶表示装置及びその配線構造 - Google Patents

液晶表示装置及びその配線構造

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卓也 高橋
Yoichi Sakaki
洋一 榊
Isao Ikuta
勲 生田
Katsu Tamura
克 田村
Kenichi Kizawa
賢一 鬼沢
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 銀（Ａｇ）または銀（Ａｇ）を主成分とした
合金２と他の金属材料とを積層成膜し、１回のホトリソ
グラフィーの実施により配線パターンを形成するように
した配線構造を提供する。 【解決手段】 基板１上に形成された、複数本の第１の
平行配線と、第１の平行配線に交差する複数本の第２の
平行配線と、第１の平行配線及び第２の平行配線の各交
点付近にあって対応する第１の平行配線及び第２の平行
配線に接続された複数個の能動素子とを備え、第１の平
行配線及び第２の平行配線の各一部または全部は、銀
（Ａｇ）または銀（Ａｇ）を主成分とする合金２と、銀
（Ａｇ）よりも溶解反応の標準電極電位の低い金属また
はその金属を主成分とする合金３との積層構造であっ
て、１回のホトリソグラフィーの実施により形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置及び
その配線構造に係わり、特に、多数の薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）によって駆動されるアクティブマトリクス型
液晶表示装置（ＡＭ−ＬＣＤ）及びその配線構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、薄型化、軽量化、高精細化を図れ
る液晶表示装置として、薄膜トランジスタ駆動液晶表示
装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）が用いられ、これまでのブラウ
ン管を用いた表示装置に比べてその市場が拡大されつつ
ある。
【０００３】ところで、薄膜トランジスタ駆動液晶表示
装置は、第１基板（ガラス基板）上に複数本の平行ゲー
ト配線と、平行ゲート配線に交差する複数本の平行デー
タ配線と、平行ゲート配線と平行データ配線の各交点付
近に配置した多数の薄膜トランジスタと、各薄膜トラン
ジスタに接続された画素電極と、各薄膜トランジスタの
ゲートを覆うゲート絶縁膜と、露出部分を覆う保護膜と
を形成し、この第１基板と第２基板（ガラス基板）を対
向配置し、対向配置した第１基板と第２基板間に液晶層
を挟持した構成を有している。そして、このような薄膜
トランジスタ駆動液晶表示装置は、最近の傾向である表
示画面の大型化、高精細化の要望が高まるに従って、平
行ゲート配線や平行データ配線を低抵抗化する必要性
や、表示装置を製造する際の製造歩留まりを高める必要
性が増してくる等、薄膜トランジスタ駆動液晶表示装置
に関する仕様の要求は厳しくなってきている。
【０００４】このような要求に対し、平行ゲート配線や
平行データ配線の低抵抗化を計るためには、配線材料と
して低抵抗率のものを用いる必要がある。このような配
線材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、
銀（Ａｇ）またはそれらを主成分とした合金等が知られ
ている。しかしながら、例えば、「Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ
ｔｈｅ Ｅｌｅｔｒｏｃｈｅｍｉｋａｌ Ｓｏｃｉｅ
ｔｙ」１３７（１９９０）、ｐｐ３９２８−３９３０に
紹介されているように、これらの低抵抗率配線材料は、
通常、平行ゲート配線や平行データ配線の接続端子に用
いられているインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）との間の接
触（コンタクト）抵抗が大きく、それらを直接接続する
ことは実用的でないことが判っている。そこで、これら
の低抵抗率配線材料を用いた平行ゲート配線や平行デー
タ配線を他の金属材料で覆ったクラッド構造にし、イン
ジウム錫酸化物との接触（コンタクト）特性はこの他の
金属材料が担い、平行ゲート配線や平行データ配線の低
抵抗特性は低抵抗率配線材料が担うという対策が講じら
れており、このようなクラッド構造のものは、例えば、
特開平９−２６６０２号公報に記載されている。
【０００５】ところで、このようなクラッド構造を形成
するためには、通常、ホトリソグラフィーを用いて行う
もので、低抵抗率配線材料に対して１回、他の金属材料
に対して１回の計２回実施する必要があり、その分、製
造プロセスが複雑になってしまう。そこで、製造プロセ
スを簡略化するために、アルミニウムまたはアルミニウ
ム合金と他の金属材料とを連続的に積層成膜し、１回の
ホトリソグラフィーの実施によってクラッド構造の配線
パターンを形成する方法が用いられている。このような
方法を用いたものは、例えば、特開平１１−７４５３７
号公報、特開平６−２８１９５４号公報、特開平４−２
４０８２４号公報、特開平４−２０９３０号公報、特開
平１０−２４０１５０号公報等に記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】薄膜トランジスタ駆動
液晶表示装置は、高精細化が進むに従って、低抵抗率の
配線材料を用いる必要がある。この場合、薄膜トランジ
スタ駆動液晶表示装置として、精細度がＵＸＧＡ（１６
００×１２００）程度までのものは、アルミニウム系の
配線材料を用い、その配線を適当な膜厚（約２００ｎｍ
程度）にすることにより、色むらを生じない薄膜トラン
ジスタ駆動液晶表示装置を高い製造歩留まりによって製
造することができる。しかしながら、精細度がＱＸＧＡ
（２０４８×１５３６）以上に細かいものになると、薄
膜トランジスタ駆動液晶表示装置の配線材料にアルミニ
ウム系の配線材料を用いると、色むらの発生等、配線抵
抗に起因した不具合が生じるようになる。この場合、配
線抵抗を下げるために、配線の膜厚を厚くすると、配線
上に被覆される絶縁膜のカバレッジが悪くなり、製造歩
留まりが低下するようになる。なお、このような問題の
解決には、アルミニウム系よりも低抵抗率の金属材料、
例えば、銀または銀を主成分とした合金を採用する必要
がある。
【０００７】薄膜トランジスタ駆動液晶表示装置におい
ては、前述のように、低抵抗配線材料に銀を用い、それ
に他の金属材料をクラッドしたクラッド構造のものが知
られているが、クラッド構造を形成するためには２回の
ホトリソグラフィーを実施しなければならない。このよ
うな手段を用いたのでは、製造プロセスが煩雑になるた
め、薄膜トランジスタ駆動液晶表示装置を低コストで製
造することができず、ひいては安価な薄膜トランジスタ
駆動液晶表示装置を市場に供給することができないこと
になる。
【０００８】本発明は、このような技術的背景に鑑みて
なされたもので、その目的は、銀または銀を主成分とし
た合金と他の金属材料とを積層成膜し、１回のホトリソ
グラフィーの実施により配線パターンを形成するように
した配線構造を提供することにある。
【０００９】また、本発明の他の目的は、銀または銀を
主成分とした合金と他の金属材料とを積層成膜し、１回
のホトリソグラフィーの実施により配線パターンを形成
し、低コストで製造することを可能にした液晶表示装置
を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による配線構造は、基板上に形成された、複
数本の第１の平行配線と、第１の平行配線に交差する複
数本の第２の平行配線と、第１の平行配線及び第２の平
行配線の各交点付近にあって対応する第１の平行配線及
び第２の平行配線に接続された複数個の能動素子とを備
え、第１の平行配線及び第２の平行配線の各一部または
全部は、銀または銀を主成分とする合金と、銀よりも溶
解反応の標準電極電位の低い金属元素またはその金属元
素を主成分とする合金との積層構造であって、１回のホ
トリソグラフィーの実施により形成したものである第１
の構成を具備する。
【００１１】このような第１の構成を具備することによ
り、銀または銀を主成分とした合金に積層される金属材
料として、銀または銀を主成分とした合金にと一括エッ
チングが可能であって、かつ、銀よりも溶解反応の標準
電極電位が低い金属、すなわち湿式エッチング中の電気
化学反応によってアノード分極されるような金属を選ん
だことにより、配線材料が低抵抗化されるとともに、電
気化学反応により配線の断面形状が順テーパ状になるよ
うにすることができ、それによって配線上の絶縁膜のカ
バレッジを確保した液晶表示装置の配線構造を得ること
ができる。
【００１２】また、前記目的を達成するために、本発明
による配線構造は、基板上に形成された、複数本の第１
の平行配線と、第１の平行配線に交差する複数本の第２
の平行配線と、第１の平行配線及び第２の平行配線の各
交点付近にあって対応する第１の平行配線及び第２の平
行配線に接続された複数個の能動素子とを備え、第１の
平行配線及び第２の平行配線の各一部または全部は、銀
よりも溶解反応の標準電極電位の低い金属元素またはそ
の金属元素を主成分とする合金の下側層と、銀または銀
を主成分とする合金の中間層と、銀よりも溶解反応の標
準電極電位の低い金属元素またはその金属元素を主成分
とする合金の下側層との３層積層構造であって、１回の
ホトリソグラフィーの実施により形成したものである第
２の構成を具備する。
【００１３】このような第２の構成を具備することによ
り、銀または銀を主成分とした合金を間にして３層に積
層される金属材料として、銀または銀を主成分とした合
金にと一括エッチングが可能であって、かつ、銀よりも
溶解反応の標準電極電位が低い金属、すなわち湿式エッ
チング中の電気化学反応によってアノード分極されるよ
うな金属を選んだことにより、第１の構成と同様に、配
線材料が低抵抗化されるとともに、電気化学反応により
配線の断面形状が順テーパ状になるようにすることがで
き、それによって配線上の絶縁膜のカバレッジを確保し
た液晶表示装置の配線構造を得ることができる。
【００１４】さらに、前記他の目的を達成するために、
本発明による液晶表示装置は、対向配置される第１基板
及び第２基板であり、複数本の平行ゲート配線、平行ゲ
ート配線に交差する複数本の平行データ配線、平行ゲー
ト配線と平行データ配線の各交点付近にあって対応する
平行ゲート配線及び平行データ配線に接続された複数個
の薄膜トランジスタ、平行ゲート配線を被覆するゲート
絶縁層をそれぞれ一面に形成した第１基板と、第１基板
と第２基板間に挟持された液晶層とを備え、平行ゲート
配線及び平行データ配線の少なくとも一方は、前記第１
または第２の配線構造を有するものである第３の構成を
具備する。
【００１５】このような第３の構成を具備することによ
り、平行ゲート配線及び平行データ配線の少なくとも一
方に第１の構成または第２の構成の配線構造を用いてい
るので、平行ゲート配線及び平行データ配線の少なくと
も一方が低抵抗化されるとともに、電気化学反応により
配線の断面形状が順テーパ状になるようにし、それによ
って配線上の絶縁膜のカバレッジを確保することがで
き、かつ、高い製造歩留まりにより薄膜トランジスタ駆
動液晶表示装置を得ることができる。
【００１６】また、前記他の目的を達成するために、本
発明による液晶表示装置は、対向配置される第１基板及
び第２基板であって、複数本の平行ゲート配線、平行ゲ
ート配線に交差する複数本の平行データ配線、平行ゲー
ト配線と平行データ配線の各交点付近にあり、対応する
平行ゲート配線及び平行データ配線に接続された複数個
の薄膜トランジスタ、平行ゲート配線を被覆するゲート
絶縁層をそれぞれ一面に形成した第１基板と、第１基板
と第２基板間に挟持された液晶層とを備え、平行ゲート
配線及び平行データ配線の一方または双方の接続端子と
なる透明電極とをそれぞれ一面に形成した第１基板と、
第１基板と第２基板間に挟持された液晶層とを備え、平
行ゲート配線及び平行データ配線の少なくとも一方は、
前記第１または第２の配線構造を有し、透明電極は、酸
化インジウムと酸化亜鉛との混合酸化物または酸化イン
ジウムと酸化ゲルマニウムとの混合酸化物からなってい
る第４の構成を具備する。
【００１７】このような第４の構成を具備することによ
り、平行ゲート配線及び平行データ配線の少なくとも一
方に第１の構成または第２の構成の配線構造を用い、ま
た、平行ゲート配線及び平行データ配線の一方または双
方の接続端子となる透明電極に酸化インジウムと酸化亜
鉛との混合酸化物または酸化インジウムと酸化ゲルマニ
ウムとの混合酸化物を用いているので、平行ゲート配線
及び平行データ配線の少なくとも一方が低抵抗化される
とともに、電気化学反応により配線の断面形状が順テー
パ状になるようにし、また、銀または銀を主成分とした
合金を腐食させることなく透明電極を形成するように
し、それによって配線上の絶縁膜のカバレッジを確保す
ることができ、かつ、高い製造歩留まりにより薄膜トラ
ンジスタ駆動液晶表示装置を得ることができる。
【００１８】なお、前記第１乃至第４の構成において、
銀または銀を主成分とした合金と一括的にエッチングが
可能で、かつ、銀よりも溶解反応の標準電極電位が低い
金属としてモリブデン（Ｍｏ）が最適な金属である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【００２０】図１は、本発明による液晶表示装置の配線
構造の第１の実施の形態であって、配線構造の端部部分
の構成を示す断面図である。
【００２１】図１に示されるように、第１の実施の形態
による配線構造は、ガラス基板１と、銀（Ａｇ）を主成
分とした合金（第１合金）２と、モリブデン（Ｍｏ）を
主成分とした合金（第２合金）３とからなっている。そ
して、銀（Ａｇ）を主成分とした合金（第１合金）２と
モリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第２合金）３
がガラス基板１上に積層配置され、クラッド構造の配線
を形成している。
【００２２】前記構成による配線構造は、次のような製
造プロセスによって得られる。まず、ガラス基板１上に
銀（Ａｇ）を主成分とした合金（第１合金）２とモリブ
デン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第２合金）３を連続
的に成膜する。ここで、第２合金３に用いられるモリブ
デン（Ｍｏ）は、第１合金２に用いられる銀（Ａｇ）よ
りも溶解反応の標準電極電位が低い金属であって、銀
（Ａｇ）に対して一括エッチングが可能な金属材料であ
る。
【００２３】次に、この成膜に対して、ホトリソグラフ
ィーによりレジストパターンを形成し、このレジストパ
ターンを用いて一括的にエッチングし、クラッド構造の
配線を生成する。この場合、エッチング時のエッチャン
ト（エッチング液）として、燐酸濃度が３５重量％の燐
酸−硝酸の混合液を用いている。この混合液は、一般に
アルミニウムエッチング液として用いられている、燐酸
濃度が６５重量％前後の燐酸−硝酸の混合液とは組成が
大きく異なっている。
【００２４】このような一括エッチング加工を用いて配
線構造を製造すれば、図１に図示されるように、クラッ
ド構造の配線の断面形状は、銀（Ａｇ）を主成分とした
合金（第１合金）層２の端部がガラス基板１とモリブデ
ン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第２合金）層３との間
で順テーパ状になるようなエッチングが行われた。この
配線構造は、その上に化学気相蒸着した窒化シリコン
（ＳｉＮ）膜を被覆したときに十分なカバレッジを得る
ことができた。
【００２５】また、図６は、この第１の実施の形態によ
る配線構造と比較するために製造した比較配線構造であ
って、その端部部分の構成を示す断面図である。
【００２６】そして、この比較配線構造は、第１の実施
の形態の配線構造において、銀（Ａｇ）を主成分とした
合金（第１合金）２を用いる代わりに、アルミニウム
（Ａｌ）を主成分とした合金（第１合金）２２を用いて
いるものである。
【００２７】図６に示されるように、比較配線構造は、
ガラス基板２１、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とした
合金（第１合金）２２と、モリブデン（Ｍｏ）を主成分
とした合金（第２合金）２３とからなっている。そし
て、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とした合金（第１合
金）２２とモリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第
２合金）２３がガラス基板２１上に積層配置され、クラ
ッド構造の配線を形成している。
【００２８】前記構成による比較配線構造は、次のよう
な製造プロセスによって得ている。まず、ガラス基板１
１の表面にアルミニウム（Ａｌ）を主成分とした合金
（第１合金）２２とモリブデン（Ｍｏ）を主成分とした
合金（第２合金）２３を連続的に成膜する。ここで、第
２合金２３に用いられるモリブデン（Ｍｏ）は、第１合
金２２に用いられるアルミニウム（Ａｌ）よりも溶解反
応の標準電極電位が高い金属であって、第１合金２２と
第２合金２３との標準電極電位の高低は、第１の実施の
形態の配線構造と逆になっている。
【００２９】このときも、この成膜に対して、ホトリソ
グラフィーによりレジストパターンを形成し、このレジ
ストパターンを用いて一括的にエッチングし、クラッド
構造の配線を生成する。この場合、エッチング時のエッ
チャント（エッチング液）として、燐酸濃度が６５重量
％の燐酸−硝酸からなる、通常のアルミニウムエッチン
グ液となる混合液を用いている。
【００３０】このようなエッチング加工を用いて比較配
線構造を製造したところ、図６に図示されるように、ク
ラッド構造の配線の断面形状は、アルミニウム（Ａｌ）
を主成分とした合金（第１合金）層２２の端部がモリブ
デン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第２合金）層２３の
端部に対して庇状に突き出た形状になった。これは、モ
リブデン（Ｍｏ）の溶解反応の標準電極電位がアルミニ
ウム（Ａｌ）の標準電極電位よりも高いため、一括エッ
チングを行ったときに、モリブデン（Ｍｏ）を主成分と
した合金（第２合金）層２３がカソード分極され、その
結果、モリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第２合
金）層２３のエッチング速度が低下したことに起因す
る。すなわちこの比較配線構造においては、エッチング
条件を十分に吟味しない限り、図１に図示されるよう
な、順テーパ状の断面を持つ配線構造にすることが難し
く、しかも、この比較配線構造の上に化学気相蒸着した
窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を被覆したところ、不十分な
カバレッジになっていた。
【００３１】次に、図２は、本発明による液晶表示装置
の配線構造の第２の実施の形態であって、配線構造の端
部部分の構成を示す断面図であり、配線構造が３層構造
になっている例を示すものである。
【００３２】図２に示されるように、この配線構造は、
第１の実施の形態の配線構造に対して、ガラス基板１と
銀（Ａｇ）を主成分とした合金（第１合金）２との間
に、モリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第３合
金）４を形成したものである。そして、最下層のモリブ
デン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第３合金）４と、中
間層の銀（Ａｇ）を主成分とした合金（第１合金）２
と、最上層のモリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金
（第２合金）３とによって３層クラッド構造の配線を形
成している。
【００３３】前記構成による配線構造は、次のような製
造プロセスによって得られる。まず、ガラス基板１の表
面に、最初にモリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金
（第３合金）４を、その次に銀（Ａｇ）を主成分とした
合金（第１合金）２を、その後でモリブデン（Ｍｏ）を
主成分とした合金（第２合金）３を連続的に成膜した。
【００３４】次に、この成膜に対して、ホトリソグラフ
ィーによりレジストパターンを形成し、このレジストパ
ターンを用いて一括的にエッチングし、３層クラッド構
造の配線を生成する。この場合、エッチング時のエッチ
ャント（エッチング液）としては、燐酸濃度が３５重量
％の燐酸−硝酸の混合液を用いた。
【００３５】このような一括エッチング加工を用いて配
線構造を製造すれば、図２に図示されるように、３層ク
ラッド構造の配線の断面形状は、銀（Ａｇ）を主成分と
した合金（第１合金）層２の端部がモリブデン（Ｍｏ）
を主成分とした合金（第３合金）層４とモリブデン（Ｍ
ｏ）を主成分とした合金（第２合金）層３との間で順テ
ーパ状になるようなエッチングが行われた。この配線構
造においても、その上に化学気相蒸着した窒化シリコン
（ＳｉＮ）膜を被覆したときに十分なカバレッジを得る
ことができた。
【００３６】前記第１の実施の形態及第２の実施の形態
においては、層２を構成する金属材料として、銀（Ａ
ｇ）を主成分とした合金（第１合金）２を用いた例を挙
げて説明したが、本発明による層２の構成金属材料は、
銀（Ａｇ）を主成分とした合金に限られるものでなく、
銀（Ａｇ）を主成分とした合金の代わりに、銀（Ａｇ）
自体を用いても同じ機能を得ることができる。
【００３７】また、前記第１の実施の形態及第２の実施
の形態においては、層３または層４を構成する金属材料
として、モリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第２
合金）３またはモリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金
（第３合金）４を用いた例を挙げて説明したが、本発明
による層３または層４の構成金属材料は、モリブデン
（Ｍｏ）を主成分とした合金に限られるものでなく、モ
リブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金の代わりに、モリ
ブデン（Ｍｏ）自体を用いても同じ機能を得ることがで
きる。
【００３８】さらに、本願発明者等の研究によれば、銀
（Ａｇ）よりも溶解反応の標準電極電位が低い金属に
は、モリブデン（Ｍｏ）の他に、クローム（Ｃｒ）、チ
タン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚ
ｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ
（Ｎｉ）等があるが、銀（Ａｇ）または銀（Ａｇ）を主
成分とした合金と一括エッチングが可能であり、そのエ
ッチング時のエッチャント（エッチング液）に燐酸濃度
が３５％の燐酸−硝酸の混合液が用いられ、それによっ
て銀（Ａｇ）または銀（Ａｇ）を主成分とした合金とほ
ぼ同等のエッチング速度で溶解できる、銀（Ａｇ）また
は銀（Ａｇ）を主成分とした合金の組み合わせは、モリ
ブデン（Ｍｏ）またはモリブデン（Ｍｏ）を主成分とし
た合金が最良であることを見い出した。
【００３９】このため、本発明による液晶表示装置の配
線構造においては、銀（Ａｇ）または銀（Ａｇ）を主成
分とした合金（第１合金）２に、モリブデン（Ｍｏ）ま
たはモリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第２合
金）３及びモリブデン（Ｍｏ）またはモリブデン（Ｍ
ｏ）を主成分とした合金（第３合金）４を積層して２層
または３層クラッド構造の配線を形成しているものであ
る。
【００４０】次いで、図３は、本発明による配線構造を
用いた液晶表示装置の第１の実施の形態であって、薄膜
トランジスタの構成部分の断面図である。
【００４１】図３において、５はゲート配線、６はゲー
ト絶縁膜、７は半導体層、８はドレイン配線、９はソー
ス配線、１０は保護膜、１１は画素電極、１２はコンタ
クトホールであり、その他、図１に示された構成要素と
同じ構成要素については同じ符号を付けている。
【００４２】そして、ガラス基板１の表面にゲート配線
５が形成され、ゲート配線５上を含むガラス基板１の表
面にゲート絶縁膜６が形成される。ゲート配線５に対応
したゲート絶縁膜６上に半導体層７が形成され、半導体
層７の一端側にドレイン配線８、他端側にソース配線９
がそれぞれが接続配置される。半導体層７、ドレイン配
線８及びソース配線９上に保護膜１０が形成される。ソ
ース配線９上の保護膜１０にコンタクトホール１２が形
成され、コンタクトホール１２内を含む保護膜１０上に
画素電極１１が形成されている。
【００４３】前記構成による液晶表示装置は、次のよう
な製造プロセスによって得られる。まず、ガラス基板１
上にモリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第３合
金）と、銀（Ａｇ）を主成分とした合金（第１合金）
と、モリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第２合
金）をスパッタリング法により順次成膜する。次に、こ
の成膜に対して、ホトリソグラフィーによってレジスト
パターンを形成し、形成したレジストパターンを用い、
燐酸濃度が３５重量％の燐酸−硝酸を混合した混合液か
らなるエッチャント（エッチング液）による湿式エッチ
ングを実施し、ゲート配線５を形成する。
【００４４】次いで、ゲート配線５上を含むガラス基板
１上に窒化シリコン（ＳｉＮ）膜からなるゲート絶縁膜
６と、アモルファスシリコン（真性半導体層とｎ型半導
体層）からなる半導体層７とをプラズマ化学気相蒸着法
により順次成膜する。その後、この成膜に対して、ホト
リソグラフィーによってレジストパターンを形成し、形
成したレジストパターンを用い、ドライエッチングによ
って半導体層７をパターニングする。
【００４５】続いて、モリブデン（Ｍｏ）を主成分とし
た合金（第３合金）と、銀（Ａｇ）を主成分とした合金
（第１合金）と、モリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合
金（第２合金）をスパッタリング法により順次成膜す
る。次に、この成膜に対して、ホトリソグラフィーによ
ってレジストパターンを形成し、形成したレジストパタ
ーンを用い、燐酸濃度が３５重量％の燐酸−硝酸を混合
した混合液からなるエッチャント（エッチング液）によ
る湿式エッチングを実施し、ドレイン配線８及びソース
配線９を形成する。この後、ドレイン配線８とソース配
線９との間のｎ型半導体層７をドライエッチングによっ
てエッチングする。
【００４６】次に、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜をプラズ
マ化学気相蒸着法によって成膜し、保護膜１０を形成す
る。次いで、この成膜に対して、ホトリソグラフィーに
よってレジストパターンを形成し、形成したレジストパ
ターンを用い、フッカ水素酸を用いたエッチングを実施
し、コンタクトホール１２を形成する。その後、インジ
ウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）をスパッタリング法により成
膜する。この成膜に対して、ホトリソグラフィーによっ
てレジストパターンを形成し、形成したレジストパター
ンを用い、蓚酸溶液による湿式エッチングを実施し、透
明画素電極１１を形成する。
【００４７】この場合、画素電極１１の形成材料として
インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を採用することも可能で
あるが、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）のエッチング液
である臭化水素酸は、Ａｇ＋Ｂｒ- →ＡｇＢｒ＋ｅ- の
反応によって、ドレイン配線８やソース配線９に使用さ
れている銀（Ａｇ）または銀（Ａｇ）を主成分とする合
金（第１合金）を腐食する可能性がある。このため、画
素電極１１には、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）やイ
ンジウムゲルマニウム酸化物（ＩＧＯ）等のように、弱
酸によってエッチング加工することが可能な形成材料を
用いることが好ましい。
【００４８】以上の製造プロセスによって得られた液晶
表示装置は、逆スタガ型の薄膜トランジスタによるＱＸ
ＧＡアクティブマトリクスを形成することができ、この
アクティブマトリクスを用いた液晶表示装置は、色むら
のない状態で画像表示を行うことができる。
【００４９】これに対して、ゲート配線５、ドレイン配
線８及びソース配線９を、それぞれアルミニウム（Ａ
ｌ）を主成分とする合金と、モリブデン（Ｍｏ）を主成
分とする合金との３層クラッド構造の配線にし、ＱＸＧ
Ａアクティブマトリクスを形成したところ、このアクテ
ィブマトリクスを用いた液晶表示装置は、色むらのない
状態で画像表示を行うことができなかった。
【００５０】前記液晶表示装置の第１の実施の形態にお
いては、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる保護膜１０
を、フッカ水素酸を用いたエッチングによってコンタク
トホール１２を形成した製造プロセスを挙げたものであ
るが、フッカ水素酸を用いたエッチングに代えて、６フ
ッ化硫黄（ＳＦ6 ）ガスによるドライエッチングによっ
てコンタクトホール１２を形成するようにした製造プロ
セスを利用してもよい。
【００５１】以下、この製造プロセスについて説明す
る。まず、ガラス基板１上に、モリブデン（Ｍｏ）に
０．５重量％のクローム（Ｃｒ）を含有する合金（第３
合金）と、銀（Ａｇ）を主成分とした合金（第１合金）
と、モリブデン（Ｍｏ）に０．５重量％のクローム（Ｃ
ｒ）を含有する合金（第２合金）をスパッタリング法に
より順次積層成膜した。その後、レジストパターンをホ
トリソグラフィーによって形成し、燐酸濃度が３５重量
％の燐酸−硝酸を混合した混合液を用いて湿式エッチン
グを実施し、ゲート配線７を形成した。
【００５２】次に、ゲート配線５上を含むガラス基板１
上に窒化シリコン（ＳｉＮ）膜からなるゲート絶縁膜６
と、アモルファスシリコン（真性半導体層とｎ型半導体
層）からなる半導体層７とをプラズマ化学気相蒸着法に
より順次成膜する。その後、この成膜に対して、ホトリ
ソグラフィーによってレジストパターンを形成し、形成
したレジストパターンを用い、ドライエッチングによっ
て半導体層７をパターニングする。
【００５３】続いて、モリブデン（Ｍｏ）を主成分とし
た合金（第３合金）と、銀（Ａｇ）を主成分とした合金
（第１合金）と、モリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合
金（第２合金）をスパッタリング法により順次成膜す
る。次に、この成膜に対して、ホトリソグラフィーによ
ってレジストパターンを形成し、形成したレジストパタ
ーンを用い、燐酸濃度が３５重量％の燐酸−硝酸を混合
した混合液からなるエッチャント（エッチング液）によ
る湿式エッチングを実施し、ドレイン配線８及びソース
配線９を形成する。この後、ドレイン配線８とソース配
線９との間のｎ型半導体層７をドライエッチングによっ
てエッチングする。
【００５４】次いで、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜をプラ
ズマ化学気相蒸着法によって成膜し、保護膜１０を形成
する。次いで、この成膜に対して、ホトリソグラフィー
によってレジストパターンを形成し、形成したレジスト
パターンを用い、６フッ化硫黄（ＳＦ6 ）ガスを用いた
ドライエッチングを実施し、コンタクトホール１２を形
成する。その後、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）をス
パッタリング法により成膜する。この成膜に対して、ホ
トリソグラフィーによってレジストパターンを形成し、
形成したレジストパターンを用い、蓚酸溶液による湿式
エッチングを実施し、透明画素電極１１を形成する。
【００５５】このような製造プロセスによれば、ソース
配線９と画素電極１１とのコンタクトが良好であった。
【００５６】続く、図４は、本発明による配線構造を用
いた液晶表示装置の第２の実施の形態であって、ゲート
端子構成部分の断面図である。
【００５７】図４において、図３に示された構成要素と
同じ構成要素については同じ符号を付けている。
【００５８】そして、ガラス基板１の表面にゲート配線
５が形成され、ゲート配線５上を含むガラス基板１の表
面にゲート絶縁膜６が形成される。ゲート絶縁膜６上に
保護膜１０が形成され、ゲート配線５上のゲート絶縁膜
６及び保護膜１０にコンタクトホール１２が形成され
る。コンタクトホール１２内を含む保護膜１０上に画素
電極１１が形成されている。
【００５９】前記構成による液晶表示装置の製造プロセ
スは、基本的に第１の実施の形態による液晶表示装置の
製造プロセスと殆んど同じであって、ゲート絶縁膜６及
び保護膜１０にコンタクトホール１２を形成する場合に
おいても、前述のフッカ水素酸を用いたエッチングの実
施または６フッ化硫黄（ＳＦ6 ）ガスを用いたドライエ
ッチングの実施によって得ているものである。このた
め、第２の実施の形態による液晶表示装置の製造プロセ
スについては、その説明を省略する。
【００６０】なお、前記液晶表示装置の第１及び第２の
実施の形態においては、ゲート配線５、ドレイン配線８
及びソース配線９を３層クラッド構造の配線にした例を
挙げて説明したが、本発明におけるこれらの配線５、
８、９は３層クラッド構造の配線に限られるものではな
く、銀（Ａｇ）を主成分とした合金（第１合金）と、モ
リブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第２合金）とか
らなる２層クラッド構造の配線でもよく、配線５、８、
９の中の１つまたは２つの配線だけをクラッド構造の配
線にしてもよい。
【００６１】次に、図５は、図３に図示された第１の実
施の形態の液晶表示装置において、クラッド構造のソー
ス配線９の最上層となるモリブデン（Ｍｏ）を主成分と
した合金（第２合金）の組成を変えたときのソース配線
９と画素電極１１とのコンタクト特性を表した特性図で
ある。
【００６２】図５に示されるように、ソース配線９の最
上層となるモリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第
２合金）の組成が、モリブデン（Ｍｏ）を主成分とし、
それに若干量のクローム（Ｃｒ）を含有した合金である
場合、クローム（Ｃｒ）含有量が０．２重量％であるも
の、モリブデン（Ｍｏ）を主成分とし、それに若干量の
ハフニウム（Ｈｆ）を含有した合金である場合、ハフニ
ウム（Ｈｆ）含有量が２．０重量％であるもの、モリブ
デン（Ｍｏ）を主成分とし、それに若干量のジルコニウ
ム（Ｚｒ）を含有した合金である場合、ジルコニウム
（Ｚｒ）含有量が１．０重量％であるものにコンタクト
特性の不良のものが発生した。これに対して、クローム
（Ｃｒ）含有量が０．５乃至３．３重量％の範囲内にあ
るもの、ハフニウム（Ｈｆ）含有量が５．０乃至３０重
量％の範囲内にあるもの、ジルコニウム（Ｚｒ）含有量
が２．５乃至２０重量％の範囲内にあるものは、全てコ
ンタクト特性が良好であった。
【００６３】ところで、クローム（Ｃｒ）、ハフニウム
（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）の添加含有量が小さい
モリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金は、調査の結
果、モリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第２合
金）と銀（Ａｇ）を主成分とした合金（第１合金）とコ
ンタクト部においてモリブデン（Ｍｏ）を主成分とした
合金が消滅し、銀（Ａｇ）を主成分とした合金（第１合
金）と画素電極１１とが直接接触していた。このような
モリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金が消滅した原因
は、保護層１０にコンタクトホール１２を形成する際の
ドライエッチングによって、クローム（Ｃｒ）、ハフニ
ウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）の添加含有量が小
さいモリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金もエッチン
グされてしまったことによる。それとは逆に、（Ｃ
ｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）の添
加含有量が大きいモリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合
金は、ドライエッチング耐性を備えていて、ドライエッ
チング時にモリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金を消
滅させずにコンタクトホール１２を形成することができ
ることから、ソース配線９と画素電極１１のコンタクト
特性が良好になっている。
【００６４】
【発明の効果】以上のように、本発明による液晶表示装
置の配線構造によれば、銀（Ａｇ）または銀（Ａｇ）を
主成分とした合金に積層される金属材料として、銀（Ａ
ｇ）または銀（Ａｇ）を主成分とした合金と一括エッチ
ングが可能であって、かつ、銀（Ａｇ）よりも溶解反応
の標準電極電位が低い金属、すなわち湿式エッチング中
の電気化学反応によってアノード分極されるような金
属、好ましくはモリブデン（Ｍｏ）を選んだことによ
り、配線材料が低抵抗化されるとともに、電気化学反応
により配線の断面形状が順テーパ状になるようにするこ
とができ、それによって配線上の絶縁膜のカバレッジを
確保した液晶表示装置の配線構造を得ることができると
いう効果がある。
【００６５】また、本発明による液晶表示装置によれ
ば、平行ゲート配線及び平行データ配線の少なくとも一
方に第１の構成または第２の構成の配線構造を用いてい
るので、平行ゲート配線及び平行データ配線の少なくと
も一方が低抵抗化されるとともに、電気化学反応により
配線の断面形状が順テーパ状になるようにし、それによ
って配線上の絶縁膜のカバレッジを確保することがで
き、かつ、高い製造歩留まりにより薄膜トランジスタ駆
動液晶表示装置を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の配線構造の第１の
実施の形態であって、配線構造の端部部分の構成を示す
断面図である。
【図２】本発明による液晶表示装置の配線構造の第２の
実施の形態であって、配線構造の端部部分の構成を示す
断面図である。
【図３】本発明による配線構造を用いた液晶表示装置の
第１の実施の形態であって、薄膜トランジスタの構成部
分の断面図である。
【図４】本発明による配線構造を用いた液晶表示装置の
第２の実施の形態であって、ゲート端子構成部分の断面
図である。
【図５】第１の実施の形態の液晶表示装置において、ク
ラッド構造のソース配線の最上層となるモリブデンを主
成分とした合金の組成を変えたときのソース配線と画素
電極とのコンタクト特性を表した特性図である。
【図６】第１の実施の形態による配線構造と比較するた
めに製造した比較配線構造であって、その端部部分の構
成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ガラス基板 ２ 銀（Ａｇ）を主成分とした合金（第１合金） ３ モリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第２合
金） ４ モリブデン（Ｍｏ）を主成分とした合金（第３合
金） ５ ゲート配 ６ ゲート絶縁膜 ７ 半導体層 ８ ドレイン配線 ９ ソース配線 １０ 保護膜 １１ 画素電極 １２ コンタクトホール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 生田 勲 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 田村 克 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 鬼沢 賢一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2H092 GA25 GA34 HA03 HA06 HA12 HA28 JA24 JB24 JB33 KB04 MA13 NA28 5C094 AA04 AA05 AA13 AA32 AA42 AA43 AA48 BA03 BA43 CA19 CA24 DA13 DB01 DB02 DB04 EA04 EA05 EB02 FA01 FA02 FA04 FB02 FB12 GB10 JA01 JA20 5F110 AA03 AA26 BB01 CC07 DD02 EE06 EE14 EE15 EE23 EE44 FF03 FF30 GG02 GG15 GG45 HK06 HK21 HK33 HL07 HL23 HM03 NN02 NN24 NN35 NN72 QQ04 QQ05

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に形成された、複数本の第１の平
    行配線と、前記第１の平行配線に交差する複数本の第２
    の平行配線と、前記第１の平行配線及び第２の平行配線
    の各交点付近にあって対応する前記第１の平行配線及び
    第２の平行配線に接続された複数個の能動素子とを備
    え、前記第１の平行配線及び第２の平行配線の各一部ま
    たは全部は、銀または銀を主成分とする合金と、銀より
    も溶解反応の標準電極電位の低い金属元素またはその金
    属元素を主成分とする合金との積層構造であって、１回
    のホトリソグラフィーの実施により形成したものである
    ことを特徴とする液晶表示装置の配線構造。
  2. 【請求項２】 基板上に形成された、複数本の第１の平
    行配線と、前記第１の平行配線に交差する複数本の第２
    の平行配線と、前記第１の平行配線及び第２の平行配線
    の各交点付近にあって対応する前記第１の平行配線及び
    第２の平行配線に接続された複数個の能動素子とを備
    え、前記第１の平行配線及び第２の平行配線の各一部ま
    たは全部は、銀よりも溶解反応の標準電極電位の低い金
    属元素またはその金属元素を主成分とする合金の下側層
    と、銀または銀を主成分とする合金の中間層と、銀より
    も溶解反応の標準電極電位の低い金属元素またはその金
    属元素を主成分とする合金の下側層との３層積層構造で
    あって、１回のホトリソグラフィーの実施により形成し
    たものであることを特徴とする液晶表示装置の配線構
    造。
  3. 【請求項３】 前記銀よりも溶解反応の標準電極電位が
    低い金属元素は、モリブデンであることを特徴とする請
    求項１または２に記載の液晶表示装置の配線構造。
  4. 【請求項４】 前記モリブデンを主成分とする合金は、
    クロームを０．５重量％以上またはジルコニウムを２．
    ５重量％以上またはハフニウムを５．０重量％以上含有
    している合金であることを特徴とする請求項３に記載の
    液晶表示装置の配線構造。
  5. 【請求項５】 対向配置される第１基板及び第２基板で
    あって、複数本の平行ゲート配線、前記平行ゲート配線
    に交差する複数本の平行データ配線、前記平行ゲート配
    線と平行データ配線の各交点付近にあって対応する前記
    平行ゲート配線及び平行データ配線に接続された複数個
    の薄膜トランジスタ、前記平行ゲート配線を被覆するゲ
    ート絶縁層をそれぞれ一面に形成した第１基板と、前記
    第１基板と前記第２基板間に挟持された液晶層とを備
    え、前記平行ゲート配線及び平行データ配線の少なくと
    も一方は、請求項１乃至４に記載の配線構造を有するも
    のであることを特徴とする液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 対向配置される第１基板及び第２基板で
    あり、複数本の平行ゲート配線、前記平行ゲート配線に
    交差する複数本の平行データ配線、前記平行ゲート配線
    と平行データ配線の各交点付近にあって対応する前記平
    行ゲート配線及び平行データ配線に接続された複数個の
    薄膜トランジスタ、前記平行ゲート配線を被覆するゲー
    ト絶縁層と、をそれぞれ一面に形成した第１基板と、前
    記第１基板と前記第２基板間に挟持された液晶層とを備
    え、前記平行ゲート配線及び前記平行データ配線の一方
    または双方の接続端子となる透明電極とをそれぞれ一面
    に形成した第１基板と、前記第１基板と前記第２基板間
    に挟持された液晶層とを備え、前記平行ゲート配線及び
    平行データ配線の少なくとも一方は、請求項１乃至４に
    記載の配線構造を有し、前記透明電極は、酸化インジウ
    ムと酸化亜鉛との混合酸化物または酸化インジウムと酸
    化ゲルマニウムとの混合酸化物からなっていることを特
    徴とする液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 前記液晶表示装置は、ＱＸＧＡ以上の高
    精細度の画像を表示することができるものであることを
    特徴とする請求項５または６に記載の液晶表示装置。
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