JP2001255543A

JP2001255543A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2001255543A
Application number: JP2000066610A
Authority: JP
Inventors: Toshiteru Kaneko; 寿輝金子; Kazumi Fujii; 和美藤井; Masamichi Terakado; 正倫寺門
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-21
Also published as: US20010020994A1; KR20010088415A

Abstract

(57)【要約】【課題】積層配線または電極の上部に形成する薄膜のス
テップカバレージが充分で、かつ基板との接着性を満足
させ、上層配線の切断や下層配線との短絡の発生を防止
して信頼性を向上させる。【解決手段】絶縁性基板１００上に第１の金属層からな
る第１層２００と、第１の金属層２００とは異なる第２
の金属層からなる第２層３００を積層してなる積層構造
の配線を備え、第１層２００の側端面が順テーパ形状を
有し、第２層３００の側端面が基板面に垂直な形状、ま
たは逆テーパ形状の何れかに形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）方式等のアクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置における配線積層部分の
断線を無くして歩留りを向上させた液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】静止画や動画を含めた各種の画像を表示
するデバイスとして液晶表示装置が広く用いられてい
る。この種の液晶表示装置は、基本的には少なくとも一
方が透明なガラス等からなる二枚の絶縁性基板の間に液
晶層を封入し、上記各基板に形成した画素形成用の電極
に選択的に電圧を印加して所定画素の点灯と消灯を行う
型式（所謂、単純マトリクス型）と、上記各基板に形成
した各種電極と画素選択用のアクテイブ素子（スイッチ
ング素子）を形成し、このアクテイブ素子を選択するこ
とにより所定画素の点灯と消灯を行う型式（所謂、薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）をアクテイブ素子として用いる
アクティブマトリクス型）とに分類される。

【０００３】特に、後者のアクティブマトリクス型の液
晶表示装置は、コントラスト性能、高速表示性能等から
液晶表示装置の主流となっている。液晶表示装置は液晶
パネルと各種駆動回路、バックライト等を一体化してな
るが、以下の説明では液晶パネルの構成を液晶表示装置
の構成として説明する。

【０００４】図１３はアクティブマトリクス型の液晶表
示装置の要部構成の一例を説明するための模式断面図で
ある。図中、符号１は薄膜トランジスタを有するアクテ
イブマトリクス基板（アクテイブ基板、以下、ＴＦＴ基
板とも称する）であり、このＴＦＴ基板１の内面には走
査信号線（ゲート信号線、図１３ではゲート配線または
電極、以下単にゲート線とも称する）２、映像信号線
（ドレイン信号線、図１３ではドレイン信号線に接続し
たドレイン電極として示す。以下単にドレイン線とも称
する）７、ソース電極８、画素電極１１、絶縁膜４、半
導体層５、コンタクト層６、保護膜（パッシベーション
膜、またはパッシベーション層）９が形成されている。
なお、液晶層ＬＣと接する最上層には配向膜が塗布され
るが、図では省略してある。

【０００５】保護膜９にはコンタクトホール１０が形成
され、画素電極１１をソース電極８に接続している。１
画素の隣接する隣接ゲート線２’と画素電極１１および
絶縁層４と保護膜９とで付加容量Ｃａｄｄが形成されて
いる。

【０００６】また、符号１２はフィルタ基板であり、こ
のフィルタ基板１２の内面にはブラックマトリクス（Ｂ
Ｍ）１４で区画された一般には３色のカラーフィルタ１
３、平滑層１５、共通電極１６が形成されている。この
フィルタ基板１２にも同様に、液晶層ＬＣと接する最上
層には配向膜が塗布されるが、図では省略してある。

【０００７】薄膜トランジスタＴＦＴ部分には、ゲート
線（ここではゲート電極）２、窒化シリコンＳｉＮを好
適とする絶縁膜４、半導体層５、コンタクト層６、ドレ
イン線（ここではドレイン電極）７、ソース電極８、保
護膜９、画素電極１１等が成膜およびエッチング処理に
よるパターニングで多層構造に積層され、また付加容量
Ｃａｄｄの部分には隣接ゲート線２’、絶縁膜８、保護
膜９および画素電極１１が同様に積層されている。上記
各配線あるいは電極の材料にはモリブデン（Ｍｏ）が用
いられている。なお、上記ドレイン電極とソース電極
は、動作中に入れ代わるが、ここでは便宜上、図示した
如く一方をドレイン電極とし他方をソース電極に固定し
て説明する。

【０００８】図１３に示したように、アクティブマトリ
クス基板１の最下層に形成されたゲート線２あるいは
２’は、そのエッチング処理でエッチング端部（エッチ
ング側端面）が基板１の面と垂直に加工されている。こ
のため、その上層に成膜された絶縁膜（ゲート絶縁層）
４がこの垂直の壁面のためにそのエッジ部で図の矢印Ｃ
で示したようなカバレージ（ステップカバレージ）が不
十分となる部分が生じ、絶縁不良、短絡などの不具合が
発生する。このことは、ドレイン線についても同様であ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】モリブデン（Ｍｏ）を
用いた配線（電極）はその比抵抗が低いことから信号配
線長の長い大面積液晶パネルに適しているが、当該配線
（電極）を構成する膜の下地密着性が低く、絶縁基板で
あるガラス基板１やソース配線（電極）あるいはドレイ
ン配線（電極）ではゲート絶縁層である絶縁膜４上から
剥がれ易いという問題があった。

【００１０】また、モリブデンを用いた配線（電極）で
は、そのレジスト密着性が悪いことが原因で、配線側端
縁のテーパ加工が困難であるといった問題点があった。
その結果、その配線上に成膜する蒸着膜（典型的にはＣ
ＶＤ膜）のステップカバレージが悪く、絶縁耐圧が劣化
する恐れがあり、これを解決することが課題の一つとな
っていた。

【００１１】また、モリブデン配線（電極）の形成後、
通常ドライエッチング加工でパターニングする工程を含
むことが多いが、このモリブデン配線（電極）には耐ド
ライエッチング性がない。したがって、モリブデン（Ｍ
ｏ）配線（電極）上に形成した絶縁層９に接続用のスル
ーホール（ここでは、ソース電極８と画素電極１１の接
続用のスルーホール）１０を形成する際に、その下層に
あるソース電極８のモリブデン配線もエッチングされて
しまうため、このスルーホールの加工が困難であるとい
う問題があった。そこで、耐ドライエッチング性を有す
るモリブデン配線（電極）が望まれていた。

【００１２】また、図１３で説明したものは、カラーフ
ィルタ基板１’側に共通電極１５を有する、所謂ＴＮ方
式（縦電界型）の液晶表示装置であるが、アクテイブマ
トリクス基板１側に上記共通電極１１と同様の機能をも
つ対向電極を形成した、所謂ＩＰＳ方式（横電界型）の
液晶表示装置における各配線あるいは電極についても同
様である。

【００１３】本発明の目的は、上記従来技術の諸問題を
解消し、モリブデン配線（あるいは電極）における当該
配線（電極）の下地密着性を向上させると共に、エッチ
ング側端面（エッチング加工で形成される配線あるいは
電極の側端面）に順テーパ加工を施すことでその上層に
成膜する絶縁膜あるいは保護膜のステップカバレージを
向上して信頼性の高い液晶表示装置を提供することにあ
る。

【００１４】また、本発明の目的は、モリブデン配線
（電極）に耐ドライエッチング性を具備させることで、
当該モリブデン配線（電極）上へのドライエッチングに
よるスルーホールの加工を可能とした液晶表示装置を提
供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、モリブデンを基本材料として、これに適
当な合金元素を添加することにより異種金属間の腐食電
位差による腐食速度の相違による電池反応を利用して順
テーパエッチング加工を実現すると共に、配線（電極）
の下地密着性と配線（電極）上面での耐ドライエッチン
グ性を向上させたことを特徴とするものである。

【００１６】ここで、電池反応について説明をしてお
く。ある溶液中に材料を浸すと、その材料の当該溶液中
での酸化還元電位が発現する。腐食環境の溶液では、材
料は溶解する際の酸化還元電位すなわち腐食電位が発現
する。同一の溶液中に２種類の異なる電極を浸すと、そ
れぞれが異なる腐食電位を示す。これらの電極間を結線
すると、２種類の電極間に電位差が生じ、電流が流れ
る。この構成をガルバニックセルと言い、その電流をガ
ルバニック電流と称する。

【００１７】このガルバニックセルでは、酸化還元電位
の低い方がアノード電極として働き、アノード電極の表
面では酸化反応が起こり、電極がイオン化して溶け出
す。一方、酸化還元電位の低い方がカソード電極として
働き、カソード電極側では水の還元反応が起こり、水素
が発生する。

【００１８】このような電池反応を利用することで、上
記した積層膜の界面でのエッチングを促進させるのが電
池反応を利用したエッチング加工である。

【００１９】なお、順テーパとは、基板面と平行な面内
でエッチング側端縁の斜面と直角に交わる直線の長さが
基板面からの距離が増大するに従って短くなる斜面を意
味する。因みに、上記とは逆に基板面と平行な面内でエ
ッチング側端縁の斜面と直角に交わる直線の長さが基板
面からの距離が増大するに従って長くなる斜面を有する
形状を逆テーパと称する。本発明の代表的な構成を記述
すれば、下記のとおりである。（１）：絶縁性基板の上に第１の金属層と、第１の金属
層とは腐食電位が異なる第２の金属層を第１の金属層上
に形成してなる積層構造の配線または電極を備え、第１
の金属層と第２の金属層を添加元素の異なるモリブデン
合金とした。（２）：上記第１の金属層を純モリブデン、又はタング
ステン又はタンタルを添加元素としたモリブデン合金と
し、第２の金属層をクロム、又はハフニウムもしくはジ
ルコニウム、バナジウムもしくは、ニッケルもしくは、
チタンを添加元素としたモリブデン合金の何れかとし
た。（３）：絶縁性基板の上に第１の金属層を有し、第１の
金属層とは腐食電位が異なる第２の金属層を第１の金属
層上に形成してなる積層構造の配線または電極を備え、
両者の腐食電位差に基づき第１の金属層のエッチング加
工による側端縁（エッチング側端縁）が順テーパ形状を
有し、第２の金属層のエッチング側端縁が基板面に垂直
な形状または逆テーパ形状を有し、その第１の金属層を
モリブデンとタングステンの合金（Ｍｏ−Ｗ）、又はモ
リブデンとタンタルの合金（Ｍｏ−Ｔａ）の何れかまた
はそれらと同等のエッチング性を有する合金とし、第２
の金属層をモリブデンとクロムの合金（Ｍｏ−Ｃｒ）、
モリブデンとハフニウムの合金（Ｍｏ−Ｈｆ）、モリブ
デンとジルコニウムの合金（Ｍｏ−Ｚｒ）の何れかまた
はそれらの２以上の混合物、もしくはそれらと同等のエ
ッチング性を有する合金とした。（４）：絶縁性基板の上に第１のモリブデン合金層と添
加元素の異なる第２のモリブデン合金層から形成してな
る積層構造の配線または電極を備え、上記第１のモリブ
デン合金層と第２のモリブデン合金層の一方が比較的膜
厚で比抵抗が２０μΩｃｍ以下であり、他方は比較的薄
膜で窒化シリコンに対するドライエッチングレートが７
以上のものとした。（５）：絶縁性基板直上に比較的薄膜で窒化シリコン
（ＳｉＮ）に対するドライエッチングレートが７以上で
あるモリブデン合金層を有せしめ、その上層膜に比較的
厚膜で比抵抗が２０μΩｃｍ以下のモリブデン合金層を
有せしめた。（６）：上記第１層をクロム、ニッケル、バナジウム、
ハフニウム、ジルコニウム、チタンの内少なくとも１つ
の添加元素とする比較的薄膜のモリブデン合金とし、上
記第２層を純モリブデン、もしくはタングステン、又は
タンタルを添加元素とした比較的厚膜のモリブデン合金
とした。（７）：走査信号線、映像信号線、画素電極を含む複数
の配線、および前記走査信号線と映像信号線に接続して
画素のオン／オフを制御するアクティブ素子を備えた一
方の基板と、少なくともカラーフィルタを備えて前記一
方の基板と微小間隙をもって貼り合わせた他方の基板
と、前記一方の基板と他方の基板の間隙に液晶を封入し
てなる液晶表示装置であって、少なくとも前記走査信号
線の配線が、前記一方の基板側に形成されたモリブデン
とタングステンの合金（Ｍｏ−Ｗ）又はモリブデンとタ
ンタルの合金（Ｍｏ−Ｔａ）からなる第１層と、前記第
１層上に形成されたモリブデンとクロムの合金（Ｍｏ−
Ｃｒ）、モリブデンとハフニウムの合金（Ｍｏ−Ｈ
ｆ）、モリブデンとジルコニウムの合金（Ｍｏ−Ｚｒ）
を主成分とする合金層からなる第２層との積層構造を有
し、前記第１層のエッチング側端面が順テーパ形状を有
し、前記第２層のエッチング側端面が基板面に垂直な形
状、または逆テーパ形状の何れかとした。以下、上記の
各構成としたことによる作用効果について説明する。

【００２０】モリブデン配線（電極）の下地密着性を改
善するため、モリブデンにその密着性を改善する添加元
素（合金元素）として、タングステン（Ｗ）またはタン
タル（Ｔａ）などを添加する。それぞれの配線（電極）
は、配線（電極）材料であるモリブデンおよびこれに添
加する添加元素量の増加とともにガラス等の基板に対す
る下地密着性が向上する。

【００２１】この際、配線（電極）材料として用いるた
めには、その材料の比抵抗を低くすることが望ましい。
配線（電極）を低抵抗化することで、薄膜トランジスタ
型液晶表示装置に用いる際、その信号遅延を低減でき、
液晶表示装置の大面積化にも容易に対応することが可能
となる。

【００２２】図１はモリブデン（Ｍｏ）に添加した各種
元素の添加量に対応する比抵抗の変化説明図であり、横
軸にモリブデン（Ｍｏ）に添加する元素の添加量（ａｔ
％）、縦軸に比抵抗（μΩｃｍ）を取って示す。下地密
着性の向上のためにのみ注目すれば、モリブデン（Ｍ
ｏ）に添加する元素の添加量は多い程よい。しかし、添
加する元素によっては、その添加量の増大に伴って比抵
抗が許容されない程大きくなるものがある。

【００２３】図１中、添加元素としてクロム（Ｃｒ）、
バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）などは、添加量が多
くなると比抵抗が極端に増大する。これに対し、タング
ステン（Ｗ）とタンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）は添
加量に伴う比抵抗が増大する割合は小さい。特に、タン
グステン（Ｗ）とタンタル（Ｔａ）の比抵抗は比較的穏
やかに増大することから、これらがモリブデンへの添加
元素として好適であることが分かる。

【００２４】しかし、タングステン（Ｗ）とタンタル
（Ｔａ）を添加したモリブデン合金の配線層は、耐ドラ
イエッチング性が小さい。耐ドライエッチング性は単位
時間あたりのドライエッチングレートで説明される。

【００２５】図２はモリブデンに添加する元素によるド
ライエッチングレートの説明図であり、横軸は元素の添
加量（ａｔ％）、縦軸はドライエッチングレート（ｎｍ
／ｓ）である。なお、図２は、配線層の上層に絶縁膜と
して窒化シリコン（ＳｉＮ）のＣＶＤ膜を成膜して、こ
の絶縁膜をフッ素系ドライエッチングガスを用い、ドラ
イエッチングレートを７．３ｎｍ／ｓとして加工したと
きの当該配線の耐ドライエッチング性を測定したもので
ある。

【００２６】図２に示されたように、モリブデン（Ｍ
ｏ）に添加する元素としてタングステン（Ｗ）とタンタ
ル（Ｔａ）を用いた合金の配線（電極）では、当該元素
の添加量を変えてもエッチングレートはそれ程遅くなら
ない。つまり、配線（電極）層の膜上面での耐ドライエ
ッチング性を向上させるためには、モリブデンに添加す
る元素としてタングステン（Ｗ）とタンタル（Ｔａ）は
効果がない。これは、タングステン（Ｗ）とタンタル
（Ｔａ）自体がフッ素系ドライエッチングガスで容易に
エッチングされ、モリブデン（Ｍｏ）と合金化しても、
若干ドライエッチングレートは遅くなるものの、耐ドラ
イエッチ性を大幅に向上することはできないということ
である。

【００２７】これに対し、クロム（Ｃｒ）、ニッケル
（Ｎｉ）、バナジウム（Ｖ）は少量の添加でドライエッ
チングレートが著しく遅くなる。これらの元素はこれら
自体がフッ素系ガスでドライエッチできないため，微量
の添加で大幅に耐ドライエッチ性を向上できる。また、
図２には示されていないが、ハフニウム（Ｈｆ）、ジル
コニウム（Ｚｒ）も同様の特性を有する元素なので、耐
ドライエッチ性を向上させる添加元素として採用でき
る。

【００２８】以上のことから、下地密着性に優れ、かつ
比抵抗の小さい材料を下層に厚く形成し、その上部に耐
ドライエッチ性の高い膜を形成した積層構造膜とするこ
とで、アクテイブマトリクス基板上に形成する配線（電
極）として求められる特性を満足することが可能とな
る。なおその際、比抵抗が高い材料の場合には，その上
層膜厚を薄く形成すると良い。

【００２９】一方、下層膜に耐ドライエッチング性の高
い材料を形成し、その上部に比抵抗の小さい材料を積層
しても構わない。その際、積層配線の形状を良好に保つ
ためには、上層膜のウエットエッチングレートが下層膜
のそれより速くなるように制御すればよい。

【００３０】このように、２種類の配線（電極）材料を
積層した積層構造膜は、その構成層の何れもモリブデン
（Ｍｏ）を主成分とする材料であるため、同一エッチン
グ液、または同一エッチングガスで一括にウエットエッ
チング加工もしくはドライエッチング加工をそれぞれ行
うことができる。

【００３１】ドライエッチングの場合、配線（電極）を
パターニングするために当該２層構造膜の上層に被覆し
たレジストを後退させながらエッチングすることで順テ
ーパエッチングを行うことが容易である。これに加え
て、上層膜が下層膜よりドライエッチングレートが大き
くなるように当該上層膜と下層膜の材料を選択すること
により、更に良好な順テーパ加工を施すことができる。

【００３２】一方、ウエットエッチングで加工する場
合、エッチング薬液中に浸漬させたときに、当該エッチ
ング薬液中における上記積層膜の第２層（上層）の腐食
電位を第１層（下層）のそれよりも低くなるように、そ
れぞれの元素を添加する。そして、例えばりん酸系エッ
チング液中において、純モリブデンに対して上下層間の
電池反応により、腐食電位のより低い第２層のエッチン
グ速度が腐食電位の高い第１層より早く進むことによっ
て配線（電極）のエッチング側端面には順テーパ形状を
持たせることができる。

【００３３】このように、上記２層の積層構造膜からな
る配線（電極）のうち、下層のモリブデン（Ｍｏ）層に
は下地密着性を向上させる元素として例えばタングステ
ン（Ｗ）やタンタル（Ｔａ）を添加する。また、これら
元素は添加量が多くなり過ぎるとその膜の比抵抗が増加
するため、その添加量を比抵抗が低く保たれるように当
該添加元素の添加量によって制御する。例えば、比抵抗
の低いタングステン（Ｗ）は添加量を多くすることが可
能で、逆に比抵抗の高いタンタル（Ｔａ）の場合は、そ
の添加量を少なく抑えれば良い。

【００３４】絶縁膜であるＣＶＤ膜（ここではＳｉＮ
膜）に形成するスルーホールをドライエッチング加工で
形成するためには、配線（電極）の上層膜に耐ドライエ
ッチング性を有することが必要である。このための添加
元素としてクロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、バナジ
ウム（Ｖ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚ
ｒ）、チタン（Ｔｉ）が適していることは前記したとお
りである。

【００３５】これら耐ドライエッチング性の高い層は積
層膜の上層でもよいが、下層でも構わない。この場合、
耐ドライエッチング性の乏しい上層膜はドライエッチン
グされるが、下層がエッチングストップとして機能す
る。

【００３６】そして、配線（電極）層を構成しようとす
る２層構造膜の上層と下層とでその腐食電位に差を生じ
させ、上層の腐食電位を下層のそれより低く設定するこ
とにより、両者を同一のエッチング薬液に浸漬させた場
合に、腐食電位差によって、すなわち両層の電池反応に
よって上層は下層よりも相対的に早くエッチングが進行
する。その結果、上層でサイドエッチングが進行し、下
層の上部でもその下部よりもサイドエッチングが早く進
行する。

【００３７】図３は２層構造膜の上層と下層の腐食電位
に差を持たせたときの電池反応によるエッチングの進行
状態を説明する模式図である。絶縁基板１００に成膜し
た下層２００と上層３００の積層構造膜において、当該
下層２００と上層３００の腐食電位に差があると、エッ
チング液中における電池反応の影響で上層３００と下層
２００の界面が最もエッチング速度が大きくなる。

【００３８】その結果、下層２の全体のエッチング側端
面２００Ｓは順テーパ形状に加工され、上層３００の側
端面３００Ｓは基板１００の面と垂直な形状あるいは若
干逆テーパ形状に加工される。

【００３９】図３の断面図において、絶縁基板１００の
上記積層膜の成膜面からエッチング側端縁の傾斜に反時
計方向に見た角度をθで表したとき、下層２００の側端
面２００Ｓの傾斜角度θ₁は０＜θ₁＜９０で、これを
順テーパ、上層３００の側端面３００Ｓは９０≦θ
₂で、これを逆テーパと称する。

【００４０】なお、上層３００はドライエッチング時の
耐蝕膜すなわちエッチングバリアであるので、その膜厚
は図示しない上層３００に被覆した保護層にスルーホー
ルを加工するためのドライエッチング処理に耐える程度
でよいため、下層２００の膜厚に比較して充分な薄さで
よく、例えば下層２００の膜厚Ｄ₁と上層３００の膜厚
Ｄ₂の比率はＤ₁：Ｄ₂＝９：１程度でよく、上層３０
０のエッチング側端面３００Ｓの逆テーパ角度θ₂は最
大でも１８０となっても、後段の保護膜の成膜における
ステップカバレージを損なうことはない。

【００４１】２種類の異なる組成の積層構造膜の上下層
界面での電池反応によって、相対的に上層のエッチング
速度を加速させる場合、上層よりも下層の腐食電位を高
く設定することが不可欠である。しかも、エッチング側
端面を順テーパ形状に加工するためには、下層のエッチ
ング時にも上層のサイドエッチングが進行する必要があ
る。したがって、上下層は同一のエッチング薬液でエッ
チングが進行するように同一の合金系か、あるいは別の
金属であっても同一のエッチング薬液でエッチングされ
る材料とする必要がある。

【００４２】図４はモリブデンを主要構成材料とした配
線の場合のモリブデンに添加する合金元素の種類とその
添加量によるエッチング液中での腐食電位差の説明する
腐蝕電位の合金元素依存性の説明図である。ここでは、
エッチング薬液として、りん酸、硝酸、酢酸、水の混酸
を用いた場合を示す。

【００４３】図４中、合金元素を添加しないモリブデン
単体では、その腐蝕電位は約７９５ｍＶである。このモ
リブデン（Ｍｏ）にタングステン（Ｗ）を添加したとき
の腐食電位は余り低下しないのに対して、その他の元素
（クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔ
ａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウ
ム（Ｚｒ）、バナジウム（Ｖ）、ハフニウム（Ｈｆ））
を添加したものでは、その添加量と共に腐食電位が低下
することが分かる。

【００４４】このことから、積層構造膜の上層膜にはタ
ングステン（Ｗ）以外の元素を添加し、下層膜としては
合金元素を添加しないか、またはタングステン（Ｗ）を
添加することで、上層膜の腐食電位を下層膜の腐食電位
よりも低く設定できる。これにより、図３に示したよう
な形状のエッチング側端面形状を得ることができる。

【００４５】すなわち、上下層それぞれの単独でのエッ
チングレート（エッチング速度）に関係なく、また単独
で下層の組成のエッチング速度が上層のエッチング速度
より大きくても、両者を積層構造とすることで所望とす
るテーパ形状を持った配線の形成が可能となる。

【００４６】一方、低抵抗と耐ドライエッチング性の条
件を満たせば、単純に上層膜のウエットエッチングレー
トが下層膜のウエットエッチングレートより速くなるよ
うに合金添加元素を制御してもよい。例えば、上層に比
較的ウエットエッチングレートの低下の少ないタングス
テンやジルコニウムを添加し、下層にウエットエッチン
グレートの小さいクロムやチタンを添加した合金として
もよい。

【００４７】このように、絶縁基板上に形成する配線
（電極）の側端面の大部分に順テーパ形状を持たせるこ
とで、その上に形成する絶縁膜のステップカバレージが
良好となり、絶縁耐圧の劣化やさらにその上部に形成さ
れる他の配線または電極（上部配線または電極）の上記
下層配線乗り越え部分でのＣＶＤ絶縁膜等の薄膜（ＣＶ
Ｄ膜）にクラックが入って、これがその上層に成膜する
配線や電極（具体的には、ドレイン配線（電極）やソー
ス配線（電極））の断線を招くという問題が解消され
る。

【００４８】なお、上記の電池反応を利用したウエット
エッチング加工において、上層の膜厚を下層の膜厚に比
較して相当程度薄くすれば、当該上層のエッチング側端
面の形状が基板面に垂直あるいは逆テーパ系形状であっ
ても、その後に上部に形成される膜のステップカバレー
ジの不良は回避できることは前記したとおりである。

【００４９】上記した本発明の基本的技術思想に基づ
き、絶縁基板面内の配線また電極の順テーパ角の分布を
大幅に改善できる。

【００５０】また、エッチングマスクとなるレジスト
（フォトレジスト）とエッチング加工対象となる金属薄
膜との間へのエッチング薬液の浸み込みを利用する従来
のテーパ加工の場合、フォトレジストと金属薄膜との密
着性の面内ばらつきを反映してテーパ角が大きくばらつ
き、絶縁基板面の中央部と周辺部とでテーパ角が２倍程
開くことがある。これに対し、本発明を用いた場合、上
記腐食電位差が、使用する材料によって決まっているも
のであることから、エッチングした配線または電極のエ
ッチング側端縁のテーパ角の絶縁基板の面内ばらつきが
極めて小さくなる（試作品では±９％以内に制御するこ
とができた）。

【００５１】また、本発明を逆スタガ型ＴＦＴにおける
ゲート配線の形成に適用した場合、その上部に形成され
るＳｉＮ等からなる絶縁膜（ゲート絶縁膜）、半導体層
（ａ−Ｓｉ半導体膜）、ドレイン配線（電極）等のステ
ップカバレージが良好となり、その結果、絶縁耐圧の向
上やドレイン配線（電極）の断線不良率が低減される。

【００５２】合金元素すなわち添加元素の内、クロム
（Ｃｒ）を添加した場合、腐食電位が低下すると共に，
耐ドライエッチ性が向上する。したがって、上層膜とし
てはモリブデンとクロムの合金（Ｍｏ−Ｃｒ）が適して
いる。

【００５３】そして、下層膜としては、電位を高く、ま
た配線としての比抵抗を低く維持する必要があることか
ら、モリブデン（Ｍｏ）単体またはモリブデンとタング
ステンの合金（Ｍｏ−Ｗ）を用いるのが好適である。モ
リブデンとタングステンの合金（Ｍｏ−Ｗ）を用いるこ
とで下地密着性も向上する。

【００５４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を参照して詳細に説明する。

【００５５】〔第１実施例〕図５は本発明による液晶表
示装置の第１実施例における薄膜トランジスタ部の要部
構造を説明する模式断面図である。絶縁基板であるガラ
ス基板１上にゲート配線としてモリブデン（Ｍｏ）にタ
ングステン（Ｗ）を２０ｗｔ％添加したＭｏ−２０ｗｔ
％Ｗ膜２とモリブデンにクロム（Ｃｒ）を１ｗｔ％添加
したＭｏ−１ｗｔ％Ｃｒ膜３を連続してスパッタリング
法で積層する。

【００５６】それぞれの膜厚は、Ｍｏ−２０ｗｔ％Ｗ膜
２が１８０ｎｍ、Ｍｏ−１ｗｔ％Ｃｒ膜３が２０ｎｍで
ある。それぞれの比抵抗は、Ｍｏ−２０ｗｔ％Ｗ膜２が
１４μΩｃｍ、Ｍｏ−１ｗｔ％Ｃｒ膜３が１８μΩｃｍ
である。

【００５７】積層構造膜での平均比抵抗は１６μΩｃｍ
程度であり、また、下層膜２をモリブデンとタングステ
ンの合金（Ｍｏ−Ｗ）とすることで、モリブデン単体の
膜に比較して基板密着性が向上する。下層をより低比抵
抗の純Ｍｏにした場合でも、上層が速くエッチングされ
ることにより、その形状は順テーパ加工できる。

【００５８】ゲート配線（電極）の形成は、上記した材
料を順次成膜した積層構造膜の上にレジストを塗布、乾
燥し、ホトリソグラフィ手法でレジストをパターニング
加工した後、りん酸、硝酸、酢酸、水からなる混酸をエ
ッチング薬液として一括にウエットエッチングする。

【００５９】りん酸系エッチング薬液中では、それぞれ
の腐食電位はＭｏ−２０ｗｔ％Ｗ膜が７９５ｍＶ、Ｍｏ
−１ｗｔ％Ｃｒ膜が７８０ｍＶである。この腐食電位差
によって、図３に示すように、上層膜３００であるＭｏ
−１ｗｔ％Ｃｒ膜が先行してエッチング後退し、下層膜
２００が追従してエッチングがなされる。その結果、下
層のＭｏ−２０ｗｔ％Ｗ膜が順テーパ形状にエッチング
される。

【００６０】下層膜の順テーパ角θ₁は約５０°とな
り、しかも、絶縁基板（ガラス基板）の面積によらずそ
のテーパ角が±５°以内に制御することが可能となっ
た。両層の界面が最も早くエッチングされるために、上
層膜の端面は垂直か、または逆テーパ形状となるのは前
記したとおりである。

【００６１】図６はモリブデンに元素を添加したときの
ウエットエッチングレートの説明図である。図に示され
たように、モリブデン（Ｍｏ）にクロム（Ｃｒ）を添加
したときの方がその低下傾向は著しく、実際にエッチン
グ加工を行って検討した範囲内でも、上層膜のＭｏ−１
ｗｔ％Ｃｒ膜の方がエッチングレートがＭｏ−２０ｗｔ
％Ｗに比較して小さくなる。これを積層化すると、エッ
チングレート差は逆転し、上層のＭｏ−Ｃｒ膜の方が速
くエッチング後退する。その結果、配線（電極）全体と
して見たときのエッチング側端縁での順テーパ形状が実
現できる。上層膜にＭｏ−１．６ｗｔ％Ｃｒ、下層膜に
Ｍｏ−２．０ｗｔ％Ｗを適用した場合の順テーパ角は１
０°となり、良好な順テーパ形状となる。

【００６２】図５に示したように、上記のようにしてＭ
ｏ−２０ｗｔ％Ｗ膜２とモリブデンにクロムを１ｗｔ％
添加したＭｏ−１ｗｔ％Ｃｒ膜３の２層積層構造膜で形
成したゲート配線（電極）の上に、ＣＶＤ法でゲート絶
縁層４としてＳｉＮ膜、半導体層５としてｉ−ａ−Ｓｉ
膜５、さらにコンタクト層６としてｎ＋ａ−Ｓｉ膜を連
続積層する。

【００６３】この際、垂直又は逆テーパに加工されたゲ
ート配線（電極）の上層膜３の膜厚が２０ｎｍと薄いの
で、配線全体の形状に悪影響を及ぼすことはなく、ゲー
ト絶縁層４としてのＳｉＮ膜のＣＶＤ膜のカバレージは
良好となる。そして、コンタクト層６の上層にレジスト
を塗布し、乾燥後、パターニングし、ドライエッチング
加工で半導体層５とコンタクト層６をアイランド状に加
工した後、上記レジストを剥離する。

【００６４】次に、ドレイン電極（配線）７とソース電
極（配線）８を形成する。このドレイン電極７とソース
電極（配線）８は、ゲート配線の場合と同じように、下
層膜７ＡにＭｏ−２０ｗｔ％Ｗ膜を、上層膜７Ｂとして
Ｍｏ−１ｗｔ％Ｃｒをスパッタリング法で成膜する。こ
の際、ゲート電極（配線）を積層構造として良好な順テ
ーパを持たせて形成したことにより、その上部に形成さ
れるドレイン電極７（７Ａ，７Ｂ）、やソース電極８
（８Ａ，８Ｂ）の断線が防止される。

【００６５】下層膜７Ａ，８ＡとしてＭｏ−２０ｗｔ％
Ｗ膜を用いることで、半導体層（５、６）、ＳｉＮ膜か
らなる絶縁層４への密着性を向上させることができ、ド
レイン配線（電極）７、ソース配線（電極）８のウエッ
トエッチングの際、特に下地密着性が劣化するゲート配
線乗り越え部等で下地界面にエッチング液が染み込むこ
とによるオーバーエッチングが進行して断線するという
不良を防止することができる。

【００６６】ドレイン配線（電極）７、ソース配線（電
極）８もゲート電極（配線）と同様に、りん酸系エッチ
ング薬液を用いて約５０°のテーパ角θ₁に順テーパエ
ッチングする。このエッチング加工後に、塗布、乾燥
し、パターニングしたレジスト膜を介してチャネル領域
のコンタクト層６（ｎ＋ａ−Ｓｉ膜）をドライエッチン
グ加工で除去してチャネルを形成する。その後、上記レ
ジストを剥離する。

【００６７】そして、保護膜（パッシベーション層）９
としてＳｉＮ膜をＣＶＤ法で４００ｎｍの膜厚に成膜す
る。ドレイン配線（電極）７とソース配線（電極）８の
エッチング側端縁を順テーパ加工することで、このパッ
シベーション層９のステップカバレージを良好にするこ
とができる。

【００６８】次に、ソース配線（電極）８上のパッシベ
ーション膜９にスルーホール１０をフッ素系ガスを用い
たドライエッチング加工で形成する。

【００６９】この際、同時にゲート配線とドレイン配線
の端子部（図示せず）のパッシベーション層にもスルー
ホールを形成する。ソース電極８はスルーホール１０の
形成完了後もゲート端子上のゲート絶縁膜のスルーホー
ルが形成されるまで、長時間オーバーエッチされる。し
たがって、ソース電極８の上層膜８Ｂには充分な耐ドラ
イエッチ性の確保が必要となる。

【００７０】図２で説明したように、合金化によりモリ
ブデン（Ｍｏ）膜のドライエッチレートはすべて減少す
る。ＳｉＮ膜との選択比７を確保するためには、ニオブ
（Ｎｂ），バナジウム（Ｖ），クロム（Ｃｒ），ニッケ
ル（Ｎｉ）の添加が効果的である。中でもクロム（Ｃ
ｒ）は微量添加で耐ドライエッチング性が大幅に向上す
る。Ｍｏ−１ｗｔ％Ｃｒでは選択比２４を実現できる。
なお、この選択比とは、ＳＦ₆ガスを用いた場合のＳｉ
Ｎ膜のドライエッチングレートをＭｏ合金のドライエッ
チングレートで割った値である。ドライエッチング後、
レジストを剥離する。

【００７１】ソース電極８にスルーホール１０を形成し
た後、画素電極１１としてインジウムスズオキサイド
（ＩＴＯ）膜を成膜する。スルーホール１０を介して、
画素電極１１とのソース電極８がコンタクトする。同様
に、図示しないゲート配線の端子とドレイン配線の端子
上においてＩＴＯ膜がＭｏ−Ｃｒ合金を介してとコンタ
クトする。モリブデン（Ｍｏ）が主構成元素であるた
め、上記元素を添加してもＩＴＯとのコンタクト抵抗が
増加することはない。

【００７２】画素電極１１は、ＩＴＯ膜の成膜後にレジ
ストを塗布し、このレジストを所望の画素電極形状にパ
ターニングした後、臭化水素酸（ＨＢｒ）をエッチング
薬液としたウエットエッチング加工を施す。ソース電極
８は、その上層にモリブデン（Ｍｏ）層８Ｂを有するた
め、スルーホール１０の直下にあるパッシベーション膜
９を介してＨＢｒではエッチングされることはない。こ
のエッチング加工後、上記レジストを剥離して薄膜トラ
ンジスタＴＦＴおよびその他のアクテイブ基板側の成膜
処理が完了する。

【００７３】本実施例によれば、ゲート配線（電極）、
ドレイン配線（電極）、ソース配線（電極）は、当該配
線（電極）の比抵抗を１５μΩｃｍ程度に設定している
ため、比抵抗約２０μΩｃｍの従来のクロム（Ｃｒ）系
配線（電極）に比較して、同一膜厚で抵抗値を約２５％
低減することができ、大面積の液晶表示装置にまで対応
することができる。

【００７４】また、モリブデン（Ｍｏ）系配線（電極）
はＩＴＯ膜の微細加工に適した臭化水素酸（ＨＢｒ）や
沃化水素酸（ＨＩ）ではエッチングされないため、ＩＴ
Ｏ電極がどこにあってもよく、どのようなＴＦＴ構造に
も対応できる。

【００７５】〔第２実施例〕図７は本発明による液晶表
示装置の第２実施例の配線の要部構造例を説明する模式
断面図である。図７において、ガラス基板１上にＭｏ−
１．０〜５ｗｔ％Ｃｒ膜８Ａを２０ｎｍ成膜し、連続し
てＭｏ−２０ｗｔ％Ｗ膜８Ｂを２００ｎｍスパッタリン
グ法で形成する。

【００７６】図７（ａ）はＭｏ−５ｗｔ％Ｃｒ膜、図７
（ｂ）はＭｏ−１．６ｗｔ％Ｃｒ膜を用いた場合をそれ
ぞれ示す。この場合、下層膜８Ａの比抵抗は１６〜２５
μΩｃｍ、上層膜８Ｂの比抵抗は１６μΩｃｍであり、
主に配線（電極）を受け持つのは、より低抵抗で膜厚の
厚い上層膜８Ｂである。

【００７７】両層とも、燐酸、硝酸、酢酸、水の混酸で
エッチングできるので、積層膜として一括でエッチング
する。両者のウエットエッチングレートは、それぞれ、
Ｍｏ−５ｗｔ％Ｃｒ膜（下層８Ａ）が１ｎｍ／ｓ、Ｍｏ
−２０ｗｔ％Ｗ膜（上層８Ｂ）が１０ｎｍ／ｓである。

【００７８】両者の間には腐食電位差は存在するが、両
者のエッチングレート差は約１０倍以上と大きいため、
この差がエッチング側端面形状の支配因子となる。この
場合、テーパ角は図８に示したように順テーパではある
が、６０°〜７０°と大きくなる。したがって、このよ
うに両者のエッチングレート差が大きい場合には、図７
に示したようにエッチングレートの大きい膜、この場合
Ｍｏ−２０ｗｔ％Ｗ膜を上層膜として用いる。

【００７９】図７（ａ）に示したように、下層にＭｏ−
５ｗｔ％Ｃｒ膜を用いた場合、下層膜が上層のＭｏ−２
０ｗｔ％Ｗ膜よりはみだして加工される。上層膜を順テ
ーパ加工するためには、レジストと上層膜との界面にエ
ッチング液が染み込むようなエッチング液組成とする。
合金元素としてタングステンを添加することで、ウエッ
トエッチングレートが１０ｎｍ／ｓと純モリブデンに比
較して遅くなることで、良好な順テーパ加工ができる。
下層にＭｏ−５ｗｔ％Ｃｒ膜を用いた場合のテーパ角は
４５°である。また、図７（ｂ）に示した下地膜（下層
膜）としてＭｏ−１．６ｗｔ％Ｃｒ膜を用いた場合のテ
ーパ角は１０°と、良好なテーパ形状が実現できる。

【００８０】〔第３実施例〕図８は本発明による液晶表
示装置の第３実施例の配線の要部構造例を説明する模式
断面図である。図８（ａ）は下層８ＡにＭｏ−２０ｗｔ
％Ｗ膜を用い、上層８ＢにＭｏ−５ｗｔ％Ｃｒ膜を用い
た場合、図８（ｂ）は下層８ＡにＭｏ−２０ｗｔ％Ｗ膜
を用い、上層８ＢにＭｏ−１．６ｗｔ％Ｃｒ膜を用いた
場合、図８（ｃ）は下層８Ａに純モリブデン（Ｍｏ）膜
を用い、上層８ＢにＭｏ−１．６ｗｔ％Ｃｒ膜を用いた
場合のエッチング側端縁の形状をそれぞれ示す。

【００８１】図８（ａ）、図８（ｂ）の何れの場合も、
エッチング側端縁を順テーパ形状に加工することができ
るが、前記図７で説明した理由により、図８（ａ）のテ
ーパ角は全体として図８（ｂ）の場合より大きくなる。

【００８２】また、下層８Ａに純モリブデン（Ｍｏ）膜
を用い、上層８ＢにＭｏ−１．６ｗｔ％Ｃｒ膜を積層し
た場合（図８（ｃ））では、両者のウエットエッチング
レートは上層８Ｂが５ｎｍ／ｓ、下層８Ａが３２ｎｍ／
ｓで、両者の比は６倍程度となる。この場合、エッチン
グ液中での両者の腐食電位差に基づく電池反応により、
下層８Ａの純Ｍｏ層の順テーパ加工が可能となる。

【００８３】〔第４実施例〕図９は本発明による液晶表
示装置の第４実施例の配線部の要部構造例を説明する端
子部の模式断面図である。ここでは、積層配線の下層８
ＡにＭｏ−５ｗｔ％Ｃｒを、上層８ＢにＭｏ−２０ｗｔ
％Ｗを用いる。

【００８４】下層８Ａと上層８Ｂからなる配線の加工
後、その上にＣＶＤ法によりＳｉＮ膜からなるパッシベ
ーション層９を３００ｎｍ厚に形成する。この配線に画
素電極１１を接続するためにパッシベーション層９にス
ルーホール１０を形成する。

【００８５】このスルーホール１０をＳＦ₆ガスを用い
て加工する場合、パッシベーション層９を形成するＳｉ
Ｎ膜に対する上層８Ａ（Ｍｏ−２０ｗｔ％Ｗ）のドライ
エッチング選択比は約８であり、配線の膜厚によっては
完全にエッチングされてコンタクト部の下層８Ａが無く
なる可能性がある。オーバーエッチング時間にも依存す
るが、前記第１実施例の場合と同様にパッシベーション
層９とゲートＳｉＮ膜のスルーホールを一括で加工する
場合、ゲート端子の加工を終了する前にソース電極上の
スルーホール部には長いオーバーエッチングがかかる。
このような場合、図９に示したように上層８ＢのＭｏ−
２０ｗｔ％Ｗ層はすべてドライエッチング除去されてお
り、下層８ＡのＭｏ−５ｗｔ％Ｃｒのみが残る。Ｍｏ−
５ｗｔ％ＣｒのＳｉＮに対するドライエッチング選択比
は１００以上であり、このオーバーエッチングに対して
も膜減りするものではない。

【００８６】勿論、配線膜厚を充分厚くした場合には、
Ｍｏ−２０ｗｔ％Ｗ層でも充分ドライエッチング後に膜
を残すこのが可能である。この場合には、配線をＭｏ−
２０ｗｔ％Ｗ単層で形成してもよい。

【００８７】この上に画素電極１１として多結晶ＩＴＯ
膜をスパッタリング法で形成する。ＩＴＯ膜とＭｏ−５
ｗｔ％Ｃｒ膜とのコンタクト抵抗は４００μｍ²と充分
に低いため、この膜構成はドライバＩＣ実装部の端子と
しても充分用いることが可能である。特に、当該ＩＣに
対する入力抵抗が問題となるチップオングラス方式（Ｃ
ＯＧ方式）の場合にも充分対応することができる。

【００８８】図１０は本発明による液晶表示装置を適用
したアクテイブマトリクス基板の１画素付近を拡大した
要部平面図である。アクテイブマトリクス基板（ＴＦＴ
基板）は、絶縁基板としてのガラス基板１にゲート線
２、２’、ドレイン線７が交叉方向に形成され、ゲート
線２から延びるゲート電極（図５では符号２と３の積層
構造膜で示すゲート電極）、ドレイン線７から延びるド
レイン電極（図５では符号７Ａと７Ｂの積層構造膜で示
すゲート電極７）、半導体層５およびソース電極８とで
薄膜トランジスタＴＦＴを構成している。

【００８９】ソース電極８に形成したスルーホール１０
を介して画素電極１１が当該ソース電極８に接続され、
画素電極１１と隣接ゲート線２’の重なり合う部分で付
加容量Ｃａｄｄが構成されている。前記した図５の薄膜
トランジスタＴＦＴの部分は図１０のＡ−Ａ線に沿った
断面に対応する。

【００９０】画素を構成する薄膜トランジスタＴＦＴ
は、ゲート線２およびドレイン線７からの信号の供給に
よってオンとされ、オンとなった薄膜トランジスタＴＦ
Ｔのソース電極８に接続した画素電極１１と図１３に示
したカラーフィルタ基板１２に形成してある対向電極１
５の間に電界が形成される。この電界により、アクテイ
ブマトリクス基板１とカラーフィルタ基板１２の間に封
入された液晶ＬＣの分子配向が制御され、バックライト
等の照明光を透過させて点灯状態となる。

【００９１】薄膜トランジスタＴＦＴを駆動するゲート
線２とは異なる他の隣接ゲート線２’と画素電極１１と
の間に形成されている付加容量Ｃａｄｄは、薄膜トラン
ジスタＴＦＴがオフとされても画素電極１１に映像信号
を所定の時間蓄積させて置くために設けられている。

【００９２】図１１は本発明を適用したアクティブマト
リクス型液晶表示装置の全体構成を説明する展開斜視図
である。同図は本発明による液晶表示装置（以下、液晶
表示パネル、回路基板、バックライト、その他の構成部
材を一体化したモジュール：ＭＤＬと称する）の具体的
構造を説明するものである。

【００９３】ＳＨＤは金属板からなるシールドケース
（メタルフレームとも言う）、ＷＤは表示窓、ＩＮＳ１
〜３は絶縁シート、ＰＣＢ１〜３は回路基板（ＰＣＢ１
はドレイン側回路基板：ドレイン線もしくは映像信号配
線駆動用回路基板、ＰＣＢ２はゲート側回路基板：ゲー
ト線もしくは走査信号配線駆動用回路基板、ＰＣＢ３は
インターフェース回路基板）、ＪＮ１〜３は回路基板Ｐ
ＣＢ１〜３同士を電気的に接続するジョイナ、ＴＣＰ
１，ＴＣＰ２はテープキャリアパッケージ、ＰＮＬは液
晶パネル、ＧＣはゴムクッション、ＩＬＳは遮光スペー
サ、ＰＲＳはプリズムシート、ＳＰＳは拡散シート、Ｇ
ＬＢは導光板、ＲＦＳは反射シート、ＭＣＡは一体化成
形により形成された下側ケース（モールドフレーム）、
ＭＯはＭＣＡの開口、ＬＰは蛍光管、ＬＰＣはランプケ
ーブル、ＧＢは蛍光管ＬＰを支持するゴムブッシュ、Ｂ
ＡＴは両面粘着テープ、ＢＬは蛍光管や導光板等からな
るバックライトを示し、図示の配置関係で拡散板部材を
積み重ねて液晶表示モジュールＭＤＬが組立てられる。

【００９４】液晶表示モジュールＭＤＬは、下側ケース
ＭＣＡとシールドケースＳＨＤの２種の収納・保持部材
を有し、絶縁シートＩＮＳ１〜３、回路基板ＰＣＢ１〜
３、液晶表示パネルＰＮＬを収納固定した金属製のシー
ルドケースＳＨＤと、蛍光管ＬＰ、導光板ＧＬＢ、プリ
ズムシートＰＲＳ等からなるバックライトＢＬを収納し
た下側ケースＭＣＡとを合体させてなる。

【００９５】ドレイン側回路基板ＰＣＢ１には液晶表示
パネルＰＮＬの各画素を駆動するための集積回路チップ
が搭載され、またインターフェース回路基板ＰＣＢ３に
は外部ホストからの映像信号の受入れ、タイミング信号
等の制御信号を受け入れる集積回路チップ、およびタイ
ミングを加工してクロック信号を生成するタイミングコ
ンバータＴＣＯＮ等が搭載される。

【００９６】上記タイミングコンバータで生成されたク
ロック信号はインターフェース回路基板ＰＣＢ３および
映像信号線駆動用回路基板ＰＣＢ１に敷設されたクロッ
ク信号ラインＣＬＬを介して映像信号線駆動用回路基板
ＰＣＢ１に搭載された集積回路チップに供給される。

【００９７】インターフェース回路基板ＰＣＢ３および
映像信号線駆動用回路基板ＰＣＢ１は多層配線基板であ
り、上記クロック信号ラインＣＬＬはインターフェース
回路基板ＰＣＢ３および映像信号線駆動用回路基板ＰＣ
Ｂ１の内層配線として形成される。

【００９８】液晶表示パネルＰＮＬは前記したＴＦＴお
よび各種の配線（電極）を形成したＴＦＴ基板と、カラ
ーフィルタを形成したフィルタ基板の２枚の基板を貼り
合わせ、その間隙に液晶を封止してなり、ＴＦＴを駆動
するためのドレイン側回路基板ＰＣＢ１、ゲート側回路
基板ＰＣＢ２およびインターフェース回路基板ＰＣＢ３
がテープキャリアパッケージＴＣＰ１，ＴＣＰ２で接続
され、各回路基板間はジョイナｊＮ１，２，３で接続さ
れている。なお、液晶表示装置を構成する液晶パネルの
絶縁基板の上に直接駆動回路（ＩＣチップ）を搭載した
方式（チップオングラス：ＣＯＧ、あるいはＦＣＡ方
式）ではテープキャリアパッケージを用いる必要はな
い。この実装方式にも本発明は同様に適用できることは
言うまでもない。

【００９９】上記の液晶表示モジュールによれば、その
液晶表示装置を構成する液晶パネルの各種配線や電極の
製造工程を短縮できると共に、断線等の発生を低減した
信頼性の高い液晶表示装置を提供できる。

【０１００】図１２は本発明による液晶表示装置を実装
した情報機器の一例を示すディスプレイモニターの外観
図である。このディスプレイモニターは、表示部とスタ
ンド部からなり、別個の本体コンピュータ等の表示信号
源から供給される画像信号を表示するものである。しか
し、スタンド部にホストコンピュータ、あるいはテレビ
受像回路を収納することもでき、ディスプレイモニター
はパソコンのモニターに限らず、テレビ受像機としても
適用できる。

【０１０１】本発明は上記の薄膜トランジスタ型のアク
テイブマトリクス方式液晶表示装置に限らず、他の型式
の液晶表示装置、その他の半導体素子の配線あるいは電
極のパターニング加工にも同様に適用できる。

【０１０２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アクテイブマトリクス基板に形成する、特に走査信号線
のエッチング側端面に良好な順テーパ形状を付与するこ
とが可能となり、その上部に位置する各種の薄膜のカバ
レージが良好になり、これら薄膜類の亀裂、ピンホー
ル、あるいは配線や電極の断線等の膜欠陥、上下層間の
短絡等を防止して、信頼性が高く、高品質の画像表示が
可能な液晶表示装置を提供することができる。

【０１０３】また、本発明によれば、上記配線や電極を
積層構造膜とし、その下層のエッチング側端面に順テー
パ形状を付与したことで、薄膜トランジスタ基板の表面
の凹凸が緩やかとなり、液晶の配向不良等が低減し、コ
ントラストの良好な液晶表示装置を提供することができ
る。

【０１０４】さらに、本発明は、所謂縦電界型（ＴＮ
型）の液晶表示装置に限るものではなく、共通電極もア
クティブマトリクス基板側に形成した、所謂横電界型
（ＩＰＳ型）の液晶表示装置、あるいは電極配線等が互
いに交差する乗り越え部を有する他の型式の液晶表示装
置および類似の各種半導体装置にも同様に適用でき、上
記と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】モリブデンに添加した各種元素の添加量に対応
する比抵抗の説明図である。

【図２】モリブデンに添加する元素によるドライエッチ
ングレートの説明図である。

【図３】上層と下層の腐食電位に差を持たせたときの電
池反応によるエッチングの進行状態を説明する模式図で
ある。

【図４】モリブデンを主要構成材料とした配線の場合の
モリブデンに添加する合金元素の種類とその添加量によ
るエッチング液中での腐食電位差の説明する腐蝕電位の
合金元素依存性の説明図である。

【図５】本発明による液晶表示装置の第１実施例におけ
る薄膜トランジスタ部の要部構造を説明する模式断面図
である。

【図６】モリブデンに元素を添加したときのウエットエ
ッチングレートの説明図である。

【図７】本発明による液晶表示装置の第２実施例にける
配線の要部構造例を説明する模式断面図である。

【図８】本発明による液晶表示装置の第３実施例におけ
る配線の要部構造例を説明する模式断面図である。

【図９】本発明による液晶表示装置の第４実施例におけ
る配線部の要部構造例を説明する端子部の模式断面図で
ある。

【図１０】本発明による液晶表示装置を適用するアクテ
イブマトリクス基板の１画素付近を拡大した要部平面図
である。

【図１１】本発明を適用したアクティブマトリクス型液
晶表示装置の全体構成を説明する展開斜視図である。

【図１２】本発明による液晶表示装置を実装した情報機
器の一例を示すディスプレイモニターの外観図である。

【図１３】アクティブマトリクス型の液晶表示装置の要
部構成の一例を説明するための模式断面図である。

【符号の説明】

１アクテイブマトリクス基板（ＴＦＴ基板）２ゲート配線（電極）の下層膜３ゲート配線（電極）の上層膜４ゲート絶縁層５半導体層６コンタクト層７ドレイン配線（電極）７Ａドレイン配線（電極）の下層膜７Ｂドレイン配線（電極）の上層膜８ソース配線（電極）８Ａソース配線（電極）の下層膜８Ｂソース配線（電極）の上層膜９保護膜（パッシベーション層）１０スルーホール１１画素電極１２配向膜。

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【手続補正書】

【提出日】平成１３年１月１６日（２００１．１．１
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】本発明の目的は、上記従来技術の諸問題を
解消し、モリブデン配線（あるいは電極）における当該
配線（あるいは電極）の下地密着性を向上させると共
に、エッチング側端面（エッチング加工で形成される配
線あるいは電極の側端面）に順テーパ加工を施すことで
その上層に成膜する絶縁膜あるいは保護膜のステップカ
バレージを向上して信頼性の高い液晶表示装置を提供す
ることにある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６１】図６はモリブデンに元素を添加したときの
ウエットエッチングレートの説明図である。図に示され
たように、モリブデン（Ｍｏ）にクロム（Ｃｒ）を添加
したときの方がその低下傾向は著しく、実際にエッチン
グ加工を行って検討した範囲内でも、上層膜のＭｏ−１
ｗｔ％Ｃｒ膜の方がエッチングレートがＭｏ−２０ｗｔ
％Ｗに比較して小さくなる。これを積層化すると、エッ
チングレート差は逆転し、上層のＭｏ−Ｃｒ膜の方が速
くエッチング後退する。その結果、配線（電極）全体と
して見たときのエッチング側端縁での順テーパ形状が実
現できる。上層膜にＭｏ−１．６ｗｔ％Ｃｒ、下層膜に
Ｍｏ−２０ｗｔ％Ｗを適用した場合の順テーパ角は１０
°となり、良好な順テーパ形状となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寺門正倫千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所ディスプレイグループ内Ｆターム(参考） 2H092 GA11 GA17 GA25 GA29 HA06 JA24 JA37 JA41 JA46 JB22 JB31 JB57 KB24 MA15 MA18 MA19 NA04 NA15 NA16 NA29 PA08 QA07 5G435 AA17 BB12 CC09 HH12 KK05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性基板の上に第１の金属層と、前記第
１の金属層とは腐食電位が異なる第２の金属層を前記第
１の金属層上に形成してなる積層構造の配線または電極
を備え、前記第１の金属層と第２の金属層が添加元素の
異なるＭｏ合金であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記第１の金属層が純モリブデン、又はタ
ングステン又はタンタルを添加元素としたモリブデン合
金であり、前記第２の金属層がクロム、又はハフニウム
もしくはジルコニウム、バナジウムもしくは、ニッケル
もしくは、チタンを添加元素としたモリブデン合金の何
れかであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装
置。
【請求項３】前記第１の金属層と第２の金属層の腐食電
位差に基づくウエットエッチング加工により前記第１の
金属層の側端縁が順テーパ形状を有し、前記第２の側端
縁が垂直形状または逆テーパ形状を有し、前記第１の金属層がタングステン又はタンタルを添加元
素としたモリブデン合金であり、前記第２の金属層がク
ロム又はハフニウムもしくはジルコニウム、バナジウ
ム、もしくはニッケル、もしくはチタンを添加元素とし
たモリブデン合金の何れかであることを特徴とする請求
項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】絶縁性基板の上に第１のモリブデン合金層
と添加元素の異なる第２のモリブデン合金層から形成し
てなる積層構造の配線または電極を備え、前記第１のモ
リブデン合金層と第２のモリブデン合金層の一方が比較
的膜厚で比抵抗が２０μΩｃｍ以下であり、他方は比較
的薄膜で窒化シリコンに対するドライエッチングレート
が７以上であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】絶縁性基板直上に比較的薄膜で窒化シリコ
ンに対するドライエッチングレートが７以上であるモリ
ブデン合金層を有し、その上層膜に比較的厚膜で比抵抗
が２０μΩｃｍ以下のモリブデン合金層を有しているこ
とを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記第１層がクロム、ニッケル、バナジウ
ム、ハフニウム、ジルコニウム、チタンの内少なくとも
１つの添加元素とする比較的薄膜のモリブデン合金であ
り、前記第２層が純モリブデン、もしくはタングステ
ン、又はタンタルを添加元素とした比較的厚膜のモリブ
デン合金であることを特徴とする請求項４記載の液晶表
示装置。
【請求項７】走査信号線、映像信号線、画素電極を含む
複数の配線、および前記走査信号線と映像信号線に接続
して画素のオン／オフを制御するアクティブ素子を備え
た一方の絶縁性基板と、少なくともカラーフィルタを備
えて前記一方の基板と微小間隙をもって貼り合わせた他
方の絶縁性基板と、前記一方の基板と他方の基板の間隙
に封入した液晶を有する液晶表示装置であって、少なくとも前記走査信号線の配線が、前記一方の基板側
に形成されたタングステン又はタンタルを添加元素とし
たモリブデン合金又は純モリブデンからなる第１層と、
前記第１層上に形成されたクロム又はハフニウムもしく
はジルコニウムを添加元素としたモリブデン合金の何れ
かからなる第２層との積層構造を有し、前記第１層の側端面が順テーパ形状を有し、前記第２層
の側端面が基板面に垂直な形状または逆テーパ形状の何
れかであることを特徴とする液晶表示装置。