JP2001318389A - Transparent electrode substrate, its manufacturing method and liquid crystal device - Google Patents
Transparent electrode substrate, its manufacturing method and liquid crystal deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、表示パネル上の画像表
示に用いる薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略称する
ことがある）の配設された透明電極基板とその簡略な製
造法およびこの透明電極基板を用いた液晶素子に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transparent electrode substrate provided with a thin film transistor (hereinafter sometimes abbreviated as TFT) used for displaying an image on a display panel, a simple manufacturing method thereof, and this transparent electrode substrate. And a liquid crystal element using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】液晶素子を用いた表示装置は、軽量で消
費電力が少なく、しかもフルカラー化も容易であること
から、薄型ディスプレイに用いられている。そして、こ
の液晶素子の各画素毎に、ＴＦＴをスイッチング素子と
してマトリックス状に配列し、駆動させるアクティブマ
トリックス方式液晶平面ディスプレイは、８００×６０
０画素以上の高精細化を行ってもコントラスト比が劣る
ようなことがなく、高性能カラー表示用平面ディスプレ
イとして注目されている。2. Description of the Related Art A display device using a liquid crystal element is used for a thin display because it is light in weight, consumes little power, and can be easily made full-color. An active matrix type liquid crystal flat display in which TFTs are arranged in a matrix form as switching elements and driven for each pixel of the liquid crystal element is 800 × 60.
Even if the resolution is increased to 0 pixels or more, the contrast ratio does not deteriorate, and is attracting attention as a high-performance flat display for color display.
【０００３】このようなアクティブマトリックス方式の
液晶平面ディスプレイにおいては、その透明電極基板に
おけるゲート電極やソース・ドレイン電極に、クロムや
タンタル、タングステンなどの金属が使用されてきた
が、クロムは、加工しやすいが腐食されやすく、また、
タンタルやタングステンは、腐食には強いが電気抵抗が
大きいという問題があった。そこで、この電極材料とし
て、加工しやすく、しかも電気抵抗の低いアルミニウム
を主成分とする金属が使用されている。In such an active matrix type liquid crystal flat display, metals such as chromium, tantalum, and tungsten have been used for the gate electrode and the source / drain electrodes of the transparent electrode substrate. Easy to corrode,
Tantalum and tungsten have a problem that they are strong against corrosion but high in electric resistance. Therefore, a metal mainly composed of aluminum, which is easy to process and has low electric resistance, is used as the electrode material.
【０００４】ところが、アルミニウムを主成分とする金
属からなる上記電極は、その上に設ける画素電極に用い
る金属酸化物透明電極と直接接触すると、アルミニウム
が酸化されてアルミナに転化し、電気抵抗が増大して素
子が正常に駆動しなくなるという問題がある。However, when the above-mentioned electrode made of a metal containing aluminum as a main component is in direct contact with a metal oxide transparent electrode used for a pixel electrode provided thereon, the aluminum is oxidized and converted into alumina, thereby increasing the electric resistance. Therefore, there is a problem that the element does not operate normally.
【０００５】この問題を解決するため、このアルミニウ
ムを主成分とする金属からなる上記電極を、モリブデン
やチタンなどによりサンドイッチ状に挟んで、金属酸化
物透明電極との直接接触を回避し、電気抵抗を下げる試
みがなされている。しかしながら、このようにアルミニ
ウムを主成分とする金属からなる電極をモリブデンやチ
タンによりサンドイッチ状に挟んだ構造の電極を形成す
るにあたっては、モリブデンやチタンを成膜した後に、
アルミニウムを主成分とする金属を成膜し、さらにその
上にモリブデンやチタンによる成膜を行う必要があるこ
とから、その製造工程が煩雑であり、しかも、これら操
作の所要時間が長くなるため、生産性が低いという問題
があった。In order to solve this problem, the electrode made of a metal containing aluminum as a main component is sandwiched between molybdenum, titanium, or the like to avoid direct contact with the metal oxide transparent electrode, thereby reducing the electric resistance. Attempts have been made to lower. However, in forming an electrode having a structure in which an electrode made of a metal containing aluminum as a main component is sandwiched between molybdenum and titanium in this way, after forming molybdenum or titanium,
Since it is necessary to form a metal film mainly composed of aluminum and further form a film with molybdenum or titanium thereon, the manufacturing process is complicated, and the time required for these operations is long, There was a problem that productivity was low.
【０００６】このようなことから、ＴＦＴを備えた透明
電極基板におけるゲート電極およびソース・ドレイン電
極の電気抵抗の増大を抑制して表示性能を良好に保持す
るとともに、その製造工程のより簡略化された製造法の
開発が望まれている。[0006] For this reason, the display performance can be kept good by suppressing an increase in the electric resistance of the gate electrode and the source / drain electrode in the transparent electrode substrate provided with the TFT, and the manufacturing process can be simplified. It is desired to develop a new manufacturing method.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、長期間にわ
たって電気抵抗の安定した透明電極基板とその簡略化さ
れた製造法、およびこの透明電極基板を用いた表示性能
の良好な液晶素子を提供することを目的とするものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a transparent electrode substrate having a stable electric resistance for a long period of time, a simplified manufacturing method thereof, and a liquid crystal device having good display performance using the transparent electrode substrate. It is intended to do so.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために種々検討を重ねた結果、透明基板上に
互いに直交する複数本のゲート線とソース線が配設さ
れ、これら両線の各交点にゲート電極とゲート絶縁層、
第一半導体層、第二半導体層およびソース・ドレイン電
極からなる薄膜トランジスタと画素電極が配設された透
明電極基板であって、該ゲート電極およびソース・ドレ
イン電極上に窒化アルミニウム化合物層が形成され、該
窒化アルミニウム化合物層上に、酸化インジウム、酸化
錫および酸化亜鉛から選ばれる２種以上の金属酸化物を
主成分とする導電性酸化物で該画素電極が形成されてな
る透明電極基板と、この透明電極基板を用いた液晶素子
によれば、上記目的が達成できることを見出し、これら
知見に基づいて本発明を完成するに至った。The present inventors have made various studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, a plurality of gate lines and source lines orthogonal to each other are arranged on a transparent substrate. A gate electrode and a gate insulating layer at each intersection of both lines,
A first semiconductor layer, a transparent electrode substrate provided with a thin film transistor and a pixel electrode comprising a second semiconductor layer and a source / drain electrode, wherein an aluminum nitride compound layer is formed on the gate electrode and the source / drain electrode, A transparent electrode substrate on which the pixel electrode is formed on the aluminum nitride compound layer with a conductive oxide mainly containing two or more metal oxides selected from indium oxide, tin oxide and zinc oxide; It has been found that the above object can be achieved by a liquid crystal element using a transparent electrode substrate, and the present invention has been completed based on these findings.
【０００９】すなわち、本発明の要旨は、下記のとおり
である。 〔１〕透明基板上に互いに直交する複数本のゲート線と
ソース線が配設され、これら両線の各交点にゲート電極
とゲート絶縁層、第一半導体層、第二半導体層およびソ
ース・ドレイン電極からなる薄膜トランジスタと画素電
極が配設された透明電極基板であって、該ゲート電極お
よびソース・ドレイン電極上に窒化アルミニウム化合物
層が形成され、該窒化アルミニウム化合物層上に、酸化
インジウム、酸化錫および酸化亜鉛から選ばれる２種以
上の金属酸化物を主成分とする導電性酸化物により該画
素電極が形成されてなる透明電極基板。 〔２〕透明基板上に互いに直交する複数本のゲート線と
ソース線を配設し、これら両線の各交点にゲート電極と
ゲート絶縁層、第一半導体層、第二半導体層およびソー
ス・ドレイン電極を形成した後、該ゲート電極およびソ
ース・ドレイン電極上に窒化アルミニウム化合物層を形
成し、該窒化アルミニウム化合物層上に、酸化インジウ
ム、酸化錫および酸化亜鉛から選ばれる２種以上の金属
酸化物を主成分とする導電性酸化物により画素電極を形
成することを特徴とする透明電極基板の製造法。 〔３〕窒化アルミニウム化合物層を、窒化アルミニウム
化合物ターゲットを用い、スパッタリングガスとしてア
ルゴンガスと窒素ガスおよび／または酸素ガスを用いて
スパッタリング法により形成する前記〔２〕に記載の透
明電極基板の製造法。 〔４〕窒化アルミニウム化合物層を、アルミニウムを主
成分とする金属ターゲットを用い、スパッタリングガス
として窒素ガスあるいは窒素ガスと酸素ガスとの混合ガ
スを用いた反応性スパッタリング法により形成する前記
〔２〕に記載の透明電極基板の製造法。 〔５〕窒化アルミニウム化合物層を、アルミニウムを主
成分とする金属で形成されたソース・ドレイン電極表面
に、窒素ガスあるいは窒素ガスと酸素ガスとの混合ガス
を用いたプラズマ処理を施すことにより形成する前記
〔２〕に記載の透明電極基板の製造法。 〔６〕前記〔１〕に記載の透明電極基板の電極形成面
に、液晶セルまたは液晶層および透明電極基板をこの順
序で配設してなる液晶素子。 〔７〕前記〔１〕に記載の透明電極基板の電極形成面
に、液晶セルまたは液晶層、カラーフィルターおよび透
明電極基板をこの順序で配設してなる液晶素子。That is, the gist of the present invention is as follows. [1] A plurality of gate lines and source lines orthogonal to each other are provided on a transparent substrate, and a gate electrode, a gate insulating layer, a first semiconductor layer, a second semiconductor layer, and a source / drain are provided at intersections of these lines. A transparent electrode substrate on which a thin film transistor comprising electrodes and a pixel electrode are provided, wherein an aluminum nitride compound layer is formed on the gate electrode and the source / drain electrodes, and indium oxide and tin oxide are formed on the aluminum nitride compound layer. And a transparent electrode substrate in which the pixel electrode is formed of a conductive oxide mainly containing two or more metal oxides selected from zinc oxide. [2] A plurality of gate lines and source lines orthogonal to each other are arranged on a transparent substrate, and a gate electrode and a gate insulating layer, a first semiconductor layer, a second semiconductor layer, and a source / drain are provided at intersections of these lines. After forming the electrodes, an aluminum nitride compound layer is formed on the gate electrode and the source / drain electrodes, and two or more metal oxides selected from indium oxide, tin oxide and zinc oxide are formed on the aluminum nitride compound layer. A method for manufacturing a transparent electrode substrate, comprising forming a pixel electrode using a conductive oxide mainly composed of: [3] The method for producing a transparent electrode substrate according to [2], wherein the aluminum nitride compound layer is formed by a sputtering method using an aluminum nitride compound target and using an argon gas, a nitrogen gas, and / or an oxygen gas as a sputtering gas. . [4] The method according to [2], wherein the aluminum nitride compound layer is formed by a reactive sputtering method using a metal target containing aluminum as a main component and using a nitrogen gas or a mixed gas of a nitrogen gas and an oxygen gas as a sputtering gas. The method for producing a transparent electrode substrate according to the above. [5] An aluminum nitride compound layer is formed by subjecting a source / drain electrode surface formed of a metal containing aluminum as a main component to plasma treatment using nitrogen gas or a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas. The method for producing a transparent electrode substrate according to the above [2]. [6] A liquid crystal element in which a liquid crystal cell or a liquid crystal layer and a transparent electrode substrate are arranged in this order on the electrode forming surface of the transparent electrode substrate according to [1]. [7] A liquid crystal element in which a liquid crystal cell or a liquid crystal layer, a color filter, and a transparent electrode substrate are arranged in this order on the electrode forming surface of the transparent electrode substrate according to [1].
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の透明電極基板は、透明基
板上に互いに直交する複数本のゲート線とソース線が配
設され、これら両線の各交点にゲート電極とゲート絶縁
層、第一半導体層、第二半導体層およびソース・ドレイ
ン電極からなるＴＦＴと画素電極が配設された透明電極
基板であって、該ゲート電極およびソース・ドレイン電
極上に窒化アルミニウム化合物層が形成され、該窒化ア
ルミニウム化合物層上に、酸化インジウム、酸化錫およ
び酸化亜鉛から選ばれる２種以上の金属酸化物を主成分
とする導電性酸化物で該画素電極が形成されてなる透明
電極基板である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a transparent electrode substrate according to the present invention, a plurality of gate lines and source lines orthogonal to each other are provided on a transparent substrate, and a gate electrode, a gate insulating layer, and a A transparent electrode substrate on which a TFT and a pixel electrode comprising one semiconductor layer, a second semiconductor layer and a source / drain electrode are disposed, and an aluminum nitride compound layer is formed on the gate electrode and the source / drain electrode; The pixel electrode is a transparent electrode substrate in which a pixel electrode is formed on an aluminum nitride compound layer with a conductive oxide containing two or more metal oxides selected from indium oxide, tin oxide and zinc oxide as main components.
【００１１】この透明電極基板の基本的な構成、すなわ
ち、透明基板上に互いに直交する複数本のゲート線とソ
ース線を配設し、これら両線の各交点にゲート電極とゲ
ート絶縁層、第一半導体層、第二半導体層およびソース
・ドレイン電極からなるＴＦＴと画素電極を配設した構
成は、従来の透明電極基板における基本構成と同様の構
成を有している。そして、ここで用いる透明基板には、
ガラス基材が好適に用いられる。このガラスとしては、
ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、硼硅酸ガラス、高硅酸ガ
ラス、無アルカリガラスなどが用いられるが、好ましい
のは無アルカリガラスである。また、ゲート電極やソー
ス・ドレイン電極における電極材料としては、アルミニ
ウムを主成分とする金属、例えば、アルミニウムに対し
て、ネオジム、銅、チタニウム、珪素、イリジウムおよ
びレニウムから選ばれる１種または２種以上の金属を１
〜５原子％の含有率となるように含有させた導電材料が
好適に用いられる。The basic configuration of this transparent electrode substrate, that is, a plurality of gate lines and source lines orthogonal to each other are arranged on the transparent substrate, and a gate electrode and a gate insulating layer are formed at each intersection of these two lines. The configuration in which the TFT including one semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the source / drain electrodes and the pixel electrode are provided has the same configuration as the basic configuration of the conventional transparent electrode substrate. And on the transparent substrate used here,
A glass substrate is preferably used. As this glass,
Soda-lime glass, lead glass, borosilicate glass, high silicate glass, alkali-free glass, and the like are used, but alkali-free glass is preferred. As the electrode material for the gate electrode or the source / drain electrode, one or more kinds selected from neodymium, copper, titanium, silicon, iridium, and rhenium are used for a metal containing aluminum as a main component, for example, aluminum. 1 metal
A conductive material contained so as to have a content of 5 to 5 atomic% is suitably used.
【００１２】本発明においては、このような基本的構成
を有する透明電極基板に配設される各ＴＦＴにおけるゲ
ート電極およびソース・ドレイン電極上に、窒化アルミ
ニウム化合物層を形成して、アルミニウムを主成分とす
る金属からなるゲート電極やソース・ドレイン電極と金
属酸化物からなる電極取り出し部および画素電極との直
接接触を回避できる構成としてある。このような構成と
することによって、窒化アルミニウム化合物層により、
アルミニウム金属と酸化インジウムなどの金属酸化物と
の接触が遮断され、アルミニウムの酸化による上記電極
の電気抵抗の増大が効果的に防止できるのである。In the present invention, an aluminum nitride compound layer is formed on a gate electrode and a source / drain electrode of each TFT disposed on a transparent electrode substrate having such a basic structure, and aluminum is used as a main component. It is configured to avoid direct contact between the gate electrode or the source / drain electrode made of metal and the electrode extraction portion made of metal oxide and the pixel electrode. With such a configuration, the aluminum nitride compound layer
The contact between the aluminum metal and the metal oxide such as indium oxide is cut off, and the increase in the electrical resistance of the electrode due to the oxidation of aluminum can be effectively prevented.
【００１３】つぎに、本発明の透明電極基板の製造法に
ついて、実施例において製造した透明電極基板に配設し
たＴＦＴ近傍の断面を示す第１図により説明する。ま
ず、透明基板１の上に、アルミニウムを主成分とする金
属を、高周波スパッタリング法により堆積する。つい
で、この堆積膜は、硝酸−酢酸−リン酸系水溶液をエッ
チング液とするフォトエッチング法によって、所望形状
のゲート電極２とゲート電極用の配線に形成する。そし
て、これらゲート電極２のパターンとゲート電極用の配
線上に、ゲート絶縁層３を形成する。つぎに、このゲー
ト絶縁層３の上に、第一半導体層４、チャンネル保護層
５、第二半導体層６を、この順序でプラズマ化学蒸着法
により連続的に形成し、それぞれの層の形成後には、所
望の形状のパターンに形成する。これら第一半導体層４
および第二半導体層６のパターン形成に際しては、テト
ラフルオロメタンガスを用いたドライエッチング法と、
ヒドラジン水溶液を用いたウエットエッチング法を併用
する方法が好適に用いられる。また、チャンネル保護層
５のパターン形成には、テトラフルオロメタンガスを用
いたドライエッチング法が好適に用いられる。さらに、
この第二半導体層６のパターン上に、アルミニウムを主
成分とする金属の層を、真空蒸着法またはスパッタリン
グ法により堆積した後、この堆積膜をフォトリソグラフ
ィー法により、ソース電極７のパターンおよびドレイン
電極８のパターンに形成する。Next, a method for manufacturing a transparent electrode substrate according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 which shows a cross section near a TFT provided on the transparent electrode substrate manufactured in the embodiment. First, a metal mainly composed of aluminum is deposited on the transparent substrate 1 by a high frequency sputtering method. Next, this deposited film is formed on the gate electrode 2 and the wiring for the gate electrode in a desired shape by a photoetching method using a nitric acid-acetic acid-phosphoric acid aqueous solution as an etching solution. Then, the gate insulating layer 3 is formed on the pattern of the gate electrode 2 and the wiring for the gate electrode. Next, a first semiconductor layer 4, a channel protective layer 5, and a second semiconductor layer 6 are successively formed on the gate insulating layer 3 in this order by a plasma-enhanced chemical vapor deposition method. Is formed into a pattern having a desired shape. These first semiconductor layers 4
And when forming a pattern of the second semiconductor layer 6, a dry etching method using tetrafluoromethane gas,
A method in which a wet etching method using a hydrazine aqueous solution is used in combination is preferably used. For forming the pattern of the channel protective layer 5, a dry etching method using tetrafluoromethane gas is preferably used. further,
After a metal layer mainly composed of aluminum is deposited on the pattern of the second semiconductor layer 6 by a vacuum evaporation method or a sputtering method, the deposited film is patterned by photolithography to form a pattern of a source electrode 7 and a drain electrode. 8 are formed.
【００１４】つぎに、このようにして形成されたＴＦＴ
のソース電極７のパターンおよびドレイン電極８のパタ
ーンの上に、窒化アルミニウム化合物層１０を形成す
る。この窒化アルミニウム化合物層１０は、ソース電極
７のパターンおよびドレイン電極８のパターンを形成し
た直後に形成してもよいし、これらソース電極７のパタ
ーンおよびドレイン電極８のパターンを形成した上に電
気絶縁層９を形成し、さらにこの電気絶縁層９から各Ｔ
ＦＴやゲート電極に通ずるスルーホールを設けた後に形
成するようにしてもよい。Next, the TFT thus formed will be described.
An aluminum nitride compound layer 10 is formed on the pattern of the source electrode 7 and the pattern of the drain electrode 8. The aluminum nitride compound layer 10 may be formed immediately after the pattern of the source electrode 7 and the pattern of the drain electrode 8 are formed, or may be formed after the pattern of the source electrode 7 and the pattern of the drain electrode 8 are formed. A layer 9 is formed.
It may be formed after providing a through hole communicating with the FT or the gate electrode.
【００１５】この窒化アルミニウム化合物層１０の形成
方法としては、窒化アルミニウム化合物ターゲットを用
い、スパッタリングガスとして、アルゴンガスと、窒素
ガスおよび／または酸素ガスを用いたスパッタリング法
によることができる。また、アルミニウムを主成分とす
るターゲットを用い、スパッタリングガスとして窒素ガ
ス、または窒素ガスと酸素ガスとの混合ガスの存在下
に、反応性スパッタリング法によって行うこともでき
る。さらに、ソース電極７のパターンおよびドレイン電
極８のパターンに、窒素ガスまたは窒素ガスと酸素ガス
の混合ガスを用いたプラズマ処理をすることによって、
これら電極の表層部のアルミニウム金属を、窒化アルミ
ニウムやアルミニウム・オキソナイトライドあるいはこ
れらの混合物、また窒化アルミニウムと窒化シラン化合
物との混合物（ＳｉＡｌＯＮなど）からなる窒化アルミ
ニウム化合物層１０に形成するようにしてもよい。The aluminum nitride compound layer 10 can be formed by a sputtering method using an aluminum nitride compound target and using an argon gas, a nitrogen gas and / or an oxygen gas as a sputtering gas. Alternatively, the sputtering can be performed by a reactive sputtering method using a target containing aluminum as a main component and in the presence of a nitrogen gas or a mixed gas of a nitrogen gas and an oxygen gas as a sputtering gas. Furthermore, by performing plasma processing using nitrogen gas or a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas on the pattern of the source electrode 7 and the pattern of the drain electrode 8,
The aluminum metal in the surface layer of these electrodes is formed on the aluminum nitride compound layer 10 made of aluminum nitride, aluminum oxonitride or a mixture thereof, or a mixture of aluminum nitride and a silane compound (such as SiAlON). Is also good.
【００１６】そして、この窒化アルミニウム化合物層１
０を、電気絶縁層９やスルーホールを設ける前に形成し
た場合には、窒化アルミニウム化合物層１０上に電気絶
縁層９やスルーホールを形成してから、その上に、酸化
インジウムと酸化錫および酸化亜鉛から選ばれる２種以
上の金属酸化物を主成分とする導電性酸化物層からなる
画素電極１１を形成する。また、窒化アルミニウム化合
物層１０を、電気絶縁層９やスルーホールを設けた後に
形成した場合には、これらの上に導電性酸化物層からな
る画素電極１１を形成すればよい。The aluminum nitride compound layer 1
When 0 is formed before the electric insulating layer 9 and the through hole are provided, the electric insulating layer 9 and the through hole are formed on the aluminum nitride compound layer 10, and then indium oxide, tin oxide and The pixel electrode 11 is formed of a conductive oxide layer containing two or more metal oxides selected from zinc oxide as main components. When the aluminum nitride compound layer 10 is formed after providing the electric insulating layer 9 and the through hole, the pixel electrode 11 made of a conductive oxide layer may be formed thereon.
【００１７】ここで、この導電性酸化物層を構成する金
属酸化物の組成は、質量比において、酸化インジウム：
酸化錫が、８０〜９７：３〜２０、好ましくは８５〜９
５：５〜１５である酸化インジウムと酸化錫との組成物
が用いられる。また、酸化インジウム：酸化亜鉛が、７
０〜９５：５〜３０、好ましくは８０〜９２：８〜２０
である酸化インジウムと酸化亜鉛との組成物であっても
よい。さらに、酸化インジウム：酸化錫：酸化亜鉛が、
５０〜９０：５〜２０：５〜３０、好ましくは６５〜８
７：５〜１５：８〜２０の割合で配合されてなる酸化イ
ンジウムと酸化錫および酸化亜鉛との組成物を用いても
よい。Here, the composition of the metal oxide constituting the conductive oxide layer is expressed by mass ratio of indium oxide:
Tin oxide is 80 to 97: 3 to 20, preferably 85 to 9
A composition of indium oxide and tin oxide of 5: 5 to 15 is used. In addition, indium oxide: zinc oxide is 7
0-95: 5-30, preferably 80-92: 8-20
And a composition of indium oxide and zinc oxide. Furthermore, indium oxide: tin oxide: zinc oxide
50-90: 5-20: 5-30, preferably 65-8
A composition of indium oxide, tin oxide and zinc oxide, which is blended at a ratio of 7: 5 to 15: 8 to 20, may be used.
【００１８】そして、この導電性酸化物層からなる透明
電極を形成するに際しては、上記の金属酸化物の微粉末
を用いて、１，４００℃以上の温度において焼結するこ
とにより得られる焼結体ターゲットを用いて、スパッタ
リング法により成膜すればよい。この場合、スパッタリ
ングターゲットへの印加電圧は２００〜５００Ｖとする
のが好ましい。また、このスパッタリング時の雰囲気ガ
スとしては、アルゴンガスなどの不活性ガスと酸素ガス
との混合ガスが好ましい。この混合ガスを用いる場合に
は、アルゴンガスと酸素ガスとの混合比（体積比）を、
０．６：０．４〜０．９９９：０．００１にすると、導
電性がよく、しかも可視光線の透過率の高い透明導電膜
が得られることから好ましい。In forming a transparent electrode made of this conductive oxide layer, the sintering is performed by sintering at a temperature of 1,400 ° C. or more using the above-mentioned metal oxide fine powder. The film may be formed by a sputtering method using a body target. In this case, the voltage applied to the sputtering target is preferably 200 to 500 V. As the atmosphere gas at the time of this sputtering, a mixed gas of an inert gas such as an argon gas and an oxygen gas is preferable. When using this mixed gas, the mixing ratio (volume ratio) of the argon gas and the oxygen gas is
A ratio of 0.6: 0.4 to 0.999: 0.001 is preferable because a transparent conductive film having good conductivity and high transmittance of visible light can be obtained.
【００１９】このようにして得られる透明導電膜は、非
晶質であり、エッチング特性に優れている。したがっ
て、この非晶質透明導電膜のエッチングによる画素電極
１１やその取り出し電極のパターンの形成に際して、従
来法のように配線電極に保護膜を取付けて王水や塩酸・
硝酸混合液などの強酸を用いて行う必要はなく、エッチ
ング液として配線電極を腐食させることのない濃度３〜
１０質量％のシュウ酸水溶液を用いて簡略な操作により
行うことができる。The transparent conductive film thus obtained is amorphous and has excellent etching characteristics. Therefore, when forming the pattern of the pixel electrode 11 and its extraction electrode by etching the amorphous transparent conductive film, a protective film is attached to the wiring electrode as in the conventional method, and aqua regia or hydrochloric acid.
It is not necessary to use a strong acid such as a nitric acid mixed solution, and a concentration of 3 to 3 which does not corrode the wiring electrode as an etching solution.
It can be carried out by a simple operation using a 10% by mass aqueous oxalic acid solution.
【００２０】つぎに、ここで得られた透明電極基板を用
いて液晶素子を製造する場合には、この透明電極基板の
電極形成面に、液晶セルまたは液晶層および他の透明電
極基板をこの順序で積層すればよい。液晶セルまたは液
晶層に用いる液晶化合物は、公知の様々なタイプの低分
子化合物、高分子化合物あるいは低分子化合物と高分子
化合物との混合物からなるものであってもよい。また、
ここで用いる低分子化合物を封入した液晶セルの形態や
高分子化合物を用いた液晶層の形成法についても、特に
制約はなく公知のものを使用すればよい。さらに、この
透明電極基板の電極形成面に、液晶セルまたは液晶層、
カラーフィルターおよび他の透明電極基板をこの順序で
積層して、フルカラー液晶ディスプレーとしてもよい。
このカラーフィルターも、通常のディスプレー用のもの
を使用することができる。Next, when a liquid crystal element is manufactured using the transparent electrode substrate obtained here, a liquid crystal cell or a liquid crystal layer and another transparent electrode substrate are placed in this order on the electrode forming surface of the transparent electrode substrate. Should be laminated. The liquid crystal compound used for the liquid crystal cell or the liquid crystal layer may be composed of various known low molecular weight compounds, high molecular weight compounds, or a mixture of a low molecular weight compound and a high molecular weight compound. Also,
There is no particular limitation on the form of the liquid crystal cell in which the low-molecular compound is used and the method of forming the liquid crystal layer using the high-molecular compound, and any known liquid crystal may be used. Further, a liquid crystal cell or a liquid crystal layer,
A color filter and another transparent electrode substrate may be laminated in this order to form a full-color liquid crystal display.
This color filter can also be used for ordinary displays.
【００２１】[0021]
【実施例】つぎに、実施例により本発明をさらに具体的
に説明する。 〔実施例１〕第１図に示すように、透光性のガラス基板
１上に、ネオジムを２原子％含有するアルミニウム金属
を高周波スパッタリング法により、１，５００オングス
トロームの膜厚になるように堆積した後、この堆積膜を
硝酸−酢酸−リン酸系水溶液をエッチング液としたフォ
トエッチング法により、所定形状のゲート電極２パター
ンおよびゲート電極配線パターンを形成した。そして、
これらゲート電極２パターンおよびゲート電極配線パタ
ーンを含むガラス基板１の全面に、グロー放電ＣＶＤ法
により、３，０００オングストロームの膜厚を有する窒
化シリコンのゲート絶縁層３を形成した。この場合、放
電ガスにはシラン−アンモニア−窒素系ガスを用いた。Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Example 1 As shown in FIG. 1, an aluminum metal containing 2 atomic% of neodymium was deposited on a translucent glass substrate 1 by a high frequency sputtering method to a thickness of 1,500 angstroms. After this, a gate electrode 2 pattern and a gate electrode wiring pattern having a predetermined shape were formed on the deposited film by a photoetching method using a nitric acid-acetic acid-phosphoric acid aqueous solution as an etching solution. And
A gate insulating layer 3 of silicon nitride having a thickness of 3,000 angstroms was formed on the entire surface of the glass substrate 1 including the gate electrode 2 pattern and the gate electrode wiring pattern by glow discharge CVD. In this case, a silane-ammonia-nitrogen-based gas was used as the discharge gas.
【００２２】ついで、このゲート絶縁層３の上に、グロ
ー放電ＣＶＤ法により、３，５００オングストロームの
膜厚を有するアモルファスシリコンからなる第一半導体
層４を形成した。この場合、放電ガスにはシラン−窒素
系ガスを用いた。そして、この第一半導体層４のパター
ンの形成には、テトラフルオロメタンを用いたドライエ
ッチングと、ヒドラジン水溶液を用いたウエットエッチ
ングを併用した。Then, a first semiconductor layer 4 of amorphous silicon having a thickness of 3,500 angstroms was formed on the gate insulating layer 3 by glow discharge CVD. In this case, a silane-nitrogen gas was used as the discharge gas. The pattern of the first semiconductor layer 4 was formed by dry etching using tetrafluoromethane and wet etching using an aqueous hydrazine solution.
【００２３】つぎに、この第一半導体層４のパターン上
に、グロー放電ＣＶＤ法により、３，０００オングスト
ロームの膜厚を有する窒化シリコン層を形成した。この
場合、放電ガスにはシラン−アンモニア−窒素系ガスを
用いた。そして、この窒化シリコン層のパターンの形成
には、テトラフルオロメタンを用いたドライエッチング
法により、チャンネル保護層５を形成した。そして、チ
ャンネル保護層５のパターン上には、グロー放電ＣＶＤ
法により、３，０００オングストロームの膜厚を有する
アモルファスシリコンからなる第二半導体層６を形成し
た。この場合、放電ガスにはシラン−水素−リン酸系ガ
スを用いた。そして、第二半導体層６のパターンの形成
には、テトラフルオロメタンを用いたドライエッチング
と、ヒドラジン水溶液を用いたウエットエッチングを併
用して行った。さらに、この第二半導体層６のパターン
上に、真空蒸着法によりクロム金属の膜厚０．１μｍの
層と、ネオジムを２原子％含有するアルミニウム金属の
膜厚０．３μｍの層との二層を堆積した後、アルミニウ
ム金属層を硝酸−酢酸−リン酸系水溶液をエッチング液
としてフォトエッチング法により、所定形状のパターン
に形成し、クロム金属層を硝酸第二セリウムアンモニウ
ム水溶液をエッチング液とするフォトエッチング法によ
り、所定形状のパターンに形成することにより、ソース
電極７のパターンとドレイン電極８のパターンとした。Next, a silicon nitride layer having a thickness of 3,000 Å was formed on the pattern of the first semiconductor layer 4 by glow discharge CVD. In this case, a silane-ammonia-nitrogen-based gas was used as the discharge gas. Then, in forming the pattern of the silicon nitride layer, the channel protective layer 5 was formed by a dry etching method using tetrafluoromethane. Glow discharge CVD is performed on the pattern of the channel protection layer 5.
A second semiconductor layer 6 made of amorphous silicon having a thickness of 3,000 angstroms was formed by the method. In this case, a silane-hydrogen-phosphoric acid-based gas was used as a discharge gas. The pattern of the second semiconductor layer 6 was formed by using both dry etching using tetrafluoromethane and wet etching using an aqueous hydrazine solution. Further, on the pattern of the second semiconductor layer 6, two layers of a layer of chromium metal having a thickness of 0.1 μm and a layer of aluminum metal containing 2 atomic% of neodymium having a thickness of 0.3 μm are formed by vacuum evaporation. Is deposited, an aluminum metal layer is formed in a pattern of a predetermined shape by a photoetching method using a nitric acid-acetic acid-phosphoric acid-based aqueous solution as an etching solution, and the chromium metal layer is formed using a ceric ammonium nitrate aqueous solution as an etching solution. The pattern of the source electrode 7 and the pattern of the drain electrode 8 were formed by forming a pattern having a predetermined shape by an etching method.
【００２４】さらに、これらソース電極７とドレイン電
極８のパターンを含む基板全面に、グロー放電ＣＶＤ法
により、３，０００オングストロームの膜厚を有する窒
化シリコンからなる電気絶縁層９を形成した。放電ガス
には、シラン−アンモニア−窒素系ガスを用いた。Further, an electrical insulating layer 9 made of silicon nitride having a thickness of 3,000 angstroms was formed on the entire surface of the substrate including the patterns of the source electrode 7 and the drain electrode 8 by glow discharge CVD. A silane-ammonia-nitrogen-based gas was used as a discharge gas.
【００２５】そして、電気絶縁層９に、テトラフルオロ
メタンを用いたドライエッチング法によりスルーホール
を形成することにより、ゲート電極２、ソース電極７お
よびドレイン電極８のそれぞれの取り出し口とし、その
上に設ける画素電極１１との電気的接点とした。Then, through holes are formed in the electric insulating layer 9 by a dry etching method using tetrafluoromethane, so that the gate electrode 2, the source electrode 7 and the drain electrode 8 are taken out from the through holes. An electrical contact with the pixel electrode 11 provided.
【００２６】つぎに、これらゲート電極２とソース電極
７およびドレイン電極８の表面層のネオジムを２原子％
含有するアルミニウム金属に、窒素プラズマを作用させ
て、それらの表層部に窒化アルミニウムとアルミニウム
・オキソナイトライドとの混合物からなる窒化アルミニ
ウム化合物層１０を形成した。Next, 2 atomic% of neodymium in the surface layers of the gate electrode 2, the source electrode 7 and the drain electrode 8 is used.
Nitrogen plasma was allowed to act on the contained aluminum metal to form an aluminum nitride compound layer 10 composed of a mixture of aluminum nitride and aluminum oxonitride on the surface layer thereof.
【００２７】つぎに、このようにして表層部に窒化アル
ミニウム化合物層１０を有するドレイン電極８のパター
ンおよび電気絶縁層９の表面上に、酸化インジウムと酸
化亜鉛を主成分とするターゲットを用いてスパッタリン
グ法により、膜厚１，２００オングストロームの非晶質
透明導電層を形成した。このターゲットには、インジウ
ムと亜鉛の原子比〔Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）〕を０．８３
に調整したＩｎ2 Ｏ3−ＺｎＯ焼結体を用い、スパッタ
リングに際しては、この焼結体ターゲットをプレーナマ
グネトロン型のカソードに設置し、放電ガスには１容量
％の酸素ガスを含むアルゴンガスを用いた。Next, the pattern of the drain electrode 8 having the aluminum nitride compound layer 10 on the surface layer and the surface of the electrical insulating layer 9 are sputtered by using a target mainly composed of indium oxide and zinc oxide. By the method, an amorphous transparent conductive layer having a thickness of 1,200 Å was formed. This target has an atomic ratio [In / (In + Zn)] of indium to zinc of 0.83.
Using an In 2 O 3 -ZnO sintered body is adjusted to, during sputtering, the sintered body target is placed on the cathode of a planar magnetron, use an argon gas containing 1% by volume of oxygen gas in the discharge gas Was.
【００２８】そして、得られた非晶質透明導電層を、濃
度３．４質量％のシュウ酸水溶液によるフォトエッチン
グ法により、所定形状の画素電極１１のパターンおよび
この画素電極用の取り出し電極のパターンを形成して、
ＴＦＴアクティブマトリックス基板を得た。Then, the obtained amorphous transparent conductive layer is subjected to a photo-etching method using an oxalic acid solution having a concentration of 3.4% by mass to form a pattern of a pixel electrode 11 having a predetermined shape and a pattern of an extraction electrode for the pixel electrode. To form
A TFT active matrix substrate was obtained.
【００２９】つぎに、このようにして得られたＴＦＴア
クティブマトリックス基板とカラーフィルター基板で液
晶化合物層を挟持することにより、ＴＦＴ−液晶方式の
平面ディスプレイを製造し、これにビデオ信号を入力し
て表示性能の評価をした。この結果、このディスプレイ
の表示性能は良好であった。Next, a liquid crystal compound layer is sandwiched between the TFT active matrix substrate thus obtained and the color filter substrate to produce a TFT-liquid crystal flat display, and a video signal is inputted thereto. The display performance was evaluated. As a result, the display performance of this display was good.
【００３０】〔比較例１〕実施例１における窒素プラズ
マの作用による、ソース電極７のパターンとドレイン電
極８のパターンの表面層への窒化アルミニウム化合物層
１０の形成工程を省いた他は、実施例１と同様にしてＴ
ＦＴ液晶方式の平面ディスプレイを製造し、これにビデ
オ信号を入力して表示性能の評価をした。その結果、こ
のディスプレイにおいては、信号が正常に入力されてい
ないことに由来する、左右および上下での発色斑が発生
した。COMPARATIVE EXAMPLE 1 Except that the step of forming the aluminum nitride compound layer 10 on the surface layer of the pattern of the source electrode 7 and the pattern of the drain electrode 8 by the action of the nitrogen plasma in Example 1 was omitted. T in the same way as 1
An FT liquid crystal flat display was manufactured, and a video signal was input to the flat display to evaluate display performance. As a result, in this display, left and right and up and down color spots were generated due to incorrect input of signals.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明によれば、ＴＦＴを配設した透明
電極基板におけるゲート電極やソース・ドレイン電極の
表面に窒化アルミニウム化合物層を形成することによ
り、ゲート電極やソース・ドレイン電極の金属酸化物透
明電極との接触による電気抵抗の増大が効果的に抑制さ
れ、長期間にわたり表示性能を良好に保持することがで
きる。また、従来のこれら電極をモリブデンやチタンに
よりサンドイッチ状に挟んだ構造として、電極の電気抵
抗の増大を抑制する方法に較べて、格段に簡略化された
製造法を提供することができる。According to the present invention, by forming an aluminum nitride compound layer on the surface of a gate electrode or a source / drain electrode on a transparent electrode substrate on which a TFT is provided, metal oxide of the gate electrode or the source / drain electrode is formed. An increase in electrical resistance due to contact with the transparent electrode is effectively suppressed, and good display performance can be maintained for a long period of time. In addition, as compared with a conventional method in which these electrodes are sandwiched between molybdenum and titanium in a sandwich shape, a significantly simplified manufacturing method can be provided as compared with a method of suppressing an increase in electric resistance of the electrodes.
【図１】第１図は、本発明の実施例における透明電極基
板のＴＦＴ部分の断面を模式的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a cross section of a TFT portion of a transparent electrode substrate according to an embodiment of the present invention.
【符号の説明】 １ ガラス基板 ２ ゲート電極 ３ ゲート絶縁層 ４ 第一半導体層 ５ チャンネル保護層 ６ 第二半導体層 ７ ソース電極 ８ ドレイン電極 ９ 電気絶縁層 １０ 窒化アルミニウム化合物層 １１ 画素電極DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Gate electrode 3 Gate insulating layer 4 First semiconductor layer 5 Channel protective layer 6 Second semiconductor layer 7 Source electrode 8 Drain electrode 9 Electrical insulating layer 10 Aluminum nitride compound layer 11 Pixel electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H092 HA04 JA28 JA34 JA41 JA46 JB57 KA04 KA05 KA18 KB25 MA05 MA08 MA18 MA19 MA35 PA01 4K029 BA50 BA58 BB02 BB10 BC09 BD00 CA05 CA06 DC03 DC05 GA05 5C094 AA31 BA03 BA43 CA19 CA24 DA14 EA04 EA05 EB02 ED02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H092 HA04 JA28 JA34 JA41 JA46 JB57 KA04 KA05 KA18 KB25 MA05 MA08 MA18 MA19 MA35 PA01 4K029 BA50 BA58 BB02 BB10 BC09 BD00 CA05 CA06 DC03 DC05 GA05 5C094 AA31 BA03 BA43 CA19 CA14 DA05 EB02 ED02
Claims (7)
ト線とソース線が配設され、これら両線の各交点にゲー
ト電極とゲート絶縁層、第一半導体層、第二半導体層お
よびソース・ドレイン電極からなる薄膜トランジスタと
画素電極が配設された透明電極基板であって、該ゲート
電極およびソース・ドレイン電極上に窒化アルミニウム
化合物層が形成され、該窒化アルミニウム化合物層上
に、酸化インジウム、酸化錫および酸化亜鉛から選ばれ
る２種以上の金属酸化物を主成分とする導電性酸化物に
より該画素電極が形成されてなる透明電極基板。A plurality of gate lines and source lines orthogonal to each other are provided on a transparent substrate, and a gate electrode, a gate insulating layer, a first semiconductor layer, a second semiconductor layer, and a source are provided at intersections of these two lines. A transparent electrode substrate on which a thin film transistor including a drain electrode and a pixel electrode are provided, wherein an aluminum nitride compound layer is formed on the gate electrode and the source / drain electrodes, and indium oxide, A transparent electrode substrate in which the pixel electrode is formed of a conductive oxide mainly containing two or more metal oxides selected from tin oxide and zinc oxide.
ト線とソース線を配設し、これら両線の各交点にゲート
電極とゲート絶縁層、第一半導体層、第二半導体層およ
びソース・ドレイン電極を形成した後、該ゲート電極お
よびソース・ドレイン電極上に窒化アルミニウム化合物
層を形成し、該窒化アルミニウム化合物層上に、酸化イ
ンジウム、酸化錫および酸化亜鉛から選ばれる２種以上
の金属酸化物を主成分とする導電性酸化物により画素電
極を形成することを特徴とする透明電極基板の製造法。A plurality of gate lines and a plurality of source lines which are orthogonal to each other are provided on a transparent substrate, and a gate electrode, a gate insulating layer, a first semiconductor layer, a second semiconductor layer, and a source are provided at each intersection of these two lines. After forming the drain electrode, an aluminum nitride compound layer is formed on the gate electrode and the source / drain electrodes, and two or more metals selected from indium oxide, tin oxide and zinc oxide are formed on the aluminum nitride compound layer A method for manufacturing a transparent electrode substrate, comprising forming a pixel electrode using a conductive oxide containing an oxide as a main component.
ニウム化合物ターゲットを用い、スパッタリングガスと
して、アルゴンガスと窒素ガスおよび／または酸素ガス
を用いてスパッタリング法により形成する請求項２に記
載の透明電極基板の製造法。3. The transparent electrode substrate according to claim 2, wherein the aluminum nitride compound layer is formed by a sputtering method using an aluminum nitride compound target and using an argon gas, a nitrogen gas and / or an oxygen gas as a sputtering gas. Manufacturing method.
ムを主成分とする金属ターゲットを用い、スパッタリン
グガスとして、窒素ガスあるいは窒素ガスと酸素ガスの
混合ガスを用いた反応性スパッタリング法により形成す
る請求項２に記載の透明電極基板の製造法。4. An aluminum nitride compound layer is formed by a reactive sputtering method using a metal target containing aluminum as a main component and using a nitrogen gas or a mixed gas of a nitrogen gas and an oxygen gas as a sputtering gas. 3. The method for producing a transparent electrode substrate according to item 1.
ムを主成分とする金属で形成されたソース・ドレイン電
極表面に、窒素ガスあるいは窒素ガスと酸素ガスの混合
ガスを用いたプラズマ処理を施すことにより形成する請
求項２に記載の透明電極基板の製造法。5. An aluminum nitride compound layer is formed by subjecting a surface of a source / drain electrode formed of a metal mainly composed of aluminum to plasma treatment using a nitrogen gas or a mixed gas of a nitrogen gas and an oxygen gas. The method for producing a transparent electrode substrate according to claim 2.
面に、液晶セルまたは液晶層および透明電極基板をこの
順序で配設してなる液晶素子。6. A liquid crystal element comprising a liquid crystal cell or a liquid crystal layer and a transparent electrode substrate arranged in this order on the electrode forming surface of the transparent electrode substrate according to claim 1.
面に、液晶セルまたは液晶層、カラーフィルターおよび
透明電極基板をこの順序で配設してなる液晶素子。7. A liquid crystal device comprising a liquid crystal cell or a liquid crystal layer, a color filter and a transparent electrode substrate arranged in this order on the electrode forming surface of the transparent electrode substrate according to claim 1.
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|---|---|---|---|
| JP2000138372A JP2001318389A (en) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Transparent electrode substrate, its manufacturing method and liquid crystal device |
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2000
- 2000-05-11 JP JP2000138372A patent/JP2001318389A/en not_active Withdrawn
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