JP2001337624A - アレイ基板及びその製造方法 - Google Patents
アレイ基板及びその製造方法Info
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Abstract
とは、コンタクトホールを介して接続しており、このた
めに接触不良が発生して透明画素電極のスイッチング動
作に支障をきたすことがあったが、これら透明画素電極
のスイッチング動作不良をなくしたアレイ基板及びその
製造方法を提供する。 【解決手段】 透明画素電極19とソース電極13との
接続を行うコンタクトホール16を、ソース電極13の
厚さ方向の中間部分まで延在させて、透明画素電極19
とソース電極13とを、この延在させた部分17を含め
て相互接続させる。 【効果】 透明画素電極19とソース電極13との接続
を確実に行うことができるので、透明画素電極19のス
イッチング動作不良を防止でき、液晶表示装置の品質向
上及び歩留まりの向上をはかることができる。
Description
されるアレイ基板及びその製造方法に関し、特に薄膜ト
ランジスタを内蔵し、このトランジスタのソース電極と
透明画素電極とを異層に配置したアレイ基板及びその製
造方法に関する。
チング素子としてTFTが用いられているが、従来この
TFTを形成する際に、ソース電極と透明画素電極とを
同層に形成するのが一般的であったが、近時はパッシベ
ーション膜や有機絶縁膜等からなる絶縁膜を用いること
によって、このソース電極と透明画素電極とを異層構造
に配置することで、開口率の向上を図ることが行われる
ようになってきた。
図3に示すような構成をとっている。即ち、図3を参照
して従来のアレイ基板を簡単に説明すると、ガラス材か
らなる透明絶縁基板41上にアンダーコート膜42が設
けられ、このアンダーコート膜42の上にポリシリコン
膜43が形成されている。
45を形成し、このゲート絶縁膜45上にゲート線4
6、及び必要によって蓄積容量用のCS線(図示せず)
が配置される。次にポリシリコン膜43にイオンをドー
ピングして、ソース及びドレイン領域44が形成され
る。
は、層間絶縁膜47が設けられる。この層間絶縁膜47
上には、ソース電極49及びドレイン電極48が形成さ
れ、そのソース電極49及びドレイン電極48は、層間
絶縁膜47及びゲート絶縁膜45を貫通して、ソース及
びドレイン領域44と接続されている。ソース電極49
及びドレイン電極48並びに層間絶縁膜47上には、パ
ッシベーション膜50並びに有機絶縁膜51が順次設け
られる。
52が配置され、この透明画素電極52は、有機絶縁膜
51及びパッシベーション膜50をエッチングすること
によって形成された、有機絶縁膜51及びパッシベーシ
ョン膜50を貫通するコンタクトホール53を介して、
ソース電極49表面と接触し、電気的に接続されてい
る。
うに透明画素電極52とソース電極49とは、異層配線
構造となっているが、この透明画素電極52とソース電
極49との接続には、エッチングによって有機絶縁膜5
1及びパッシベーション膜50に設けられたコンタクト
ホール53を利用して、相互接触状態で接続されてい
る。
さが、このソース電極49表面部分まで到達しない場
合、もしくは、このソース電極49の表面上に何等かの
絶縁膜が残存していた場合には、透明画素電極52とソ
ース電極49間で接触不良が発生し、透明画素電極52
のスイッチング動作が行われない不具合が発生してい
た。
ものであり、ソース電極にもエッチング処理を加え、コ
ンタクトホールの先端をソース電極内にも位置させるこ
とにより、これら透明画素電極とソース電極との接続不
良をなくし、確実なスイッチング動作を行わせることが
できる液晶表示用アレイ基板及びその製造方法を提供す
るにある。
されたソース電極及びドレイン電極を有する薄膜トラン
ジスタと、この薄膜トランジスタ上に形成された絶縁膜
と、この絶縁膜上に形成された画素電極と、前記絶縁膜
を貫通し、更に前記ソース電極の厚さ方向中間部分まで
延在するように形成されたコンタクトホールとを具備
し、このコンタクトホールを介して前記画素電極と前記
ソース電極とが電気的に接続していることを特徴とする
アレイ基板である。
極を有する薄膜トランジスタを形成する工程と、この薄
膜トランジスタ上に絶縁膜を形成する工程と、この絶縁
膜を貫通し前記ソース電極の厚さ方向中間部分にまで延
在するコンタクトホールを形成するエッチング工程と、
このエッチング工程によって得られたコンタクトホール
を介して、前記ソース電極と電気的に接続される画素電
極を前記絶縁膜上に形成する工程とを有し、前記エッチ
ング工程は、前記絶縁膜をエッチングした後に継続し
て、前記ソース電極の一部をエッチングすることを特徴
とするアレイ基板の製造方法である。
て説明する。図1は、本実施の形態の液晶表示用アレイ
基板の構成、特にN型TFTの構成部分を示す要部断面
図であって、ガラス材から構成される透明絶縁基板1の
一面上には、プラズマエンハンスト化学気相成長(PE
−CVD)によって不純物の拡散を防ぐための、例えば
150nmの厚さのアンダーコート膜2が形成されてい
る。
シリコン膜3が設けられる。このポリシリコン膜3は、
例えば50nmの厚さのアモルファスシリコン膜をアン
ダーコート膜2上に推積させて、これを500℃でアニ
ール処理することで、アモルファスシリコン膜中の水素
を脱離させ、そしてTFTの閾値電圧の制御用に、アク
セプタとなるジボラン(B2H6)をイオンドーピング
法を用いて、アモルファスシリコン膜の全面に、低濃度
(ドーズ量3.0el3/cm2、加速電圧10ke
v)注入し、エキシマレーザアニール法(ELA法)に
より、アモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に再結
晶化することで得ることができる。
ングプロセス(PEP)によりレジストを現像した後
に、ケミカルドライエッチング(CDE)を用いて、ポ
リシリコン膜3を島状に加工する。その後PE−CVD
により、例えば135nmの厚さのゲート絶縁膜6を形
成し、スパッタによりゲート線7及びCS線(図示せ
ず)となる、例えば250nmの厚さの電極を形成す
る。
アクティブイオンエッチング(RIE)により、この電
極を加工しゲート線7とする。そして、ゲート線7やレ
ジスト等をマスクとしてLDD4には、ドナーとなるホ
スフィン(PH3)(ドーズ量3.0el3/cm2、
加速電圧80kev)、ソース領域及びドレイン領域5
には、ドナーとなるPH3(ドーズ量2.5el5/c
m2、加速電圧70kev)をイオンドーピング法によ
りポリシリコン膜3に注入し、注入された不純物を50
0℃でアニールすることで活性化する。
PE−CVDにより、例えば660nmの厚さの層間絶
縁膜8を全面に推積させ、エッチング処理をすること
で、コンタクトホール9をポリシリコン膜3の表面まで
達するように形成する。
とソース電極との接続工程について示す図2も併せて参
照しながら説明する。上記の層間絶縁膜8上に、図2
(a)に示すように、モリブデン材/アルミニュウム材
/モリブデン材(Mo/Al/Mo)のように、中間層
10を構成するAl材を、外層11を構成するMo材で
挟むように配置した、例えば層間絶縁膜8側から50/
640/60nmの厚さを有する3層構造からなり、ソ
ース及びドレイン領域5と繋がるソース電極13及びド
レイン電極12をスパッタ法により成膜した後に、PE
Pにより加工する。
部にAl材からなる中間層10を配置し、その両側にM
o材からなる外層11を設けた3層構成となっており、
しかも後述する透明画素電極と接続される上部側の外層
11膜厚が、下部側の外層11膜厚よりも大きくなるよ
うに形成されている。
のは、Al材と透明画素電極とが直接接触を行うと、A
l材が透明画素電極側に吸収されて腐食され、もしくは
腐食が進行してしまう恐れがあり、これを防止するため
に多層構成としたもので、必要ならば2層構成として、
Al材の上側外層11だけにMo材を設けることも可能
である。
ある上部Mo材面上に、図2(b)に示すようにPE−
CVDにより、絶縁膜14を構成するパッシベーション
膜となる、例えば450nmの厚さの窒化シリコン膜を
設け、この膜で全面を覆う。次に図2(c)に示すよう
に、PEPによりレジスト15が絶縁膜14上に形成さ
れ、これをCF4+O2の混合ガスによって、例えばエ
ッチング時間Tを30〜60secに設定してケミカル
ドライエッチング(CDE)で処理し、コンタクトホー
ル16を形成する。
ホール16の先端を、ソース電極13の最外層11側と
なる上側Mo材の厚さ方向中間部分まで到達するよう
に、例えばエッチング時間tを絶縁膜14のエッチング
時間Tの略1/2に相当する15〜30secの時間
で、更にエッチング処理を行う。このようにエッチング
処理することにより、ソース電極13のMo材には、コ
ンタクトホール16用に10〜20nm程度の凹部17
が形成される。
外層11の厚さよりも大としているので、引続きエッチ
ング処理を行っても、形成される凹部17の底面が中間
層10まで到達する危険性を回避することができる。ま
た、エッチング時間tを、t≒T/2に設定すること
で、十分な深さを保ちながら、且つ中間層10まで到達
させることなく、透明画素電極と確実に接続される凹部
17を確保できることが判明した。
Pによりレジスト15を現像し、CDEでエッチングす
ることにより、コンタクトホール16を開口する。この
開口形成の後に、更に同じ雰囲気中にてエッチング処理
を行い、ソース電極13を形成する外層11Mo材の厚
さ方向中間部分まで、続けてエッチング処理を行うもの
である。この結果、コンタクトホール16は、窒化シリ
コン膜を貫通し、Mo材の中間部分まで連通するように
なる。
例えば3μmの厚さの感光性有機絶縁膜18を塗布し、
現像後にスパッタ、PEP、エッチングにより、酸化イ
ンジウムスズ(ITO)からなる透明画素電極19を形
成し、図2(e)に示すように、この透明画素電極19
の一部をコンタクトホール16にも延在させることで、
ソース電極13と透明画素電極19との接続を行い、液
晶表示用アレイ基板を構成する。
素電極19とソース電極13とは、コンタクトホール1
6を通して確実に相互接続されるので、接続不良等の事
故を未然に防止することができる。
50/640/60nmの厚さの構成をとるように説明
したが、この厚さはその設計の際に自由に取り得る値で
あって、この数値もしくは配分には限定されないことは
明らかであるが、最外層11側のMo材が、下側外層1
1のMo材に比して大きな値をとるのが好ましい。
縁膜14のエッチングが終了した後に、ソース電極13
のエッチングに、リン酸+硝酸+酢酸の混酸液等を用い
て、絶縁膜14のエッチング方法とは異なる方法でエッ
チング処理することも可能であるが、この場合は、ドラ
イエッチング及びウエットエッチングと、そのエッチン
グ処理方法も異なるので、その都度エッチング処理装置
を換える必要がある。
ても、この実施例の構成もしくは製造方法と異なる構成
や製造方法をとることも可能で、本発明はこれらの実施
例に限定されないことは、言うまでもない。
電極とは、コンタクトホールを通して確実に相互接続さ
れるので、透明画素電極のスイッチング動作不良を防止
することができ、表示装置の品質向上、歩留まりの向上
をはかることができる。
より、使用材質による腐食の影響も防止することがで
き、更にエッチング時間を設定することで、より確実な
接続状態を有するアレイ基板及びその製造方法を提供す
ることができる。
のN型TFT部分を示す要部断面図。
る透明画素電極と配線部との接続状態を説明するための
工程説明図。
面図。
Claims (7)
- 【請求項1】 基板上に形成されたソース及びドレイン
電極を有する薄膜トランジスタと、 この薄膜トランジスタ上に形成された絶縁膜と、 この絶縁膜上に形成された画素電極と、 前記絶縁膜を貫通し、更に前記ソース電極の厚さ方向中
間部分まで延在するように形成されたコンタクトホール
とを具備し、 このコンタクトホールを介して前記画素電極と前記ソー
ス電極とが電気的に接続していることを特徴とするアレ
イ基板。 - 【請求項2】 前記ソース電極は、異なる材質で少なく
とも2層構成となされ、前記コンタクトホールは、この
ソース電極の前記画素電極側に位置する外層の厚さ方向
中間部分まで延在していることを特徴とする請求項1記
載のアレイ基板。 - 【請求項3】 前記ソース電極は、アルミニュウム材及
びモリブデン材の2層構造を有し、このモリブデン材層
が前記画素電極側に位置していることを特徴とする請求
項2記載のアレイ基板。 - 【請求項4】 前記ソース電極は、異なる材質で3層構
成となされ、中間層を介して配置される両側の外層のう
ち、前記コンタクトホールが設けられる外層の厚さを、
他の外層の厚さに比して厚く形成したことを特徴とする
請求項2記載のアレイ基板。 - 【請求項5】 前記ソース電極は、中間層にアルミニュ
ウム材を、その両側の外層にモリブデン材を使用したこ
とを特徴とする請求項4記載のアレイ基板。 - 【請求項6】 基板上にソース電極及びドレイン電極を
有する薄膜トランジスタを形成する工程と、 この薄膜トランジスタ上に絶縁膜を形成する工程と、 この絶縁膜を貫通し前記ソース電極の厚さ方向中間部分
にまで延在するコンタクトホールを形成するエッチング
工程と、 このエッチング工程によって得られたコンタクトホール
を介して、前記ソース電極と電気的に接続される画素電
極を前記絶縁膜上に形成する工程とを有し、 前記エッチング工程は、前記絶縁膜をエッチングした後
に継続して、前記ソース電極の一部をエッチングするこ
とを特徴とするアレイ基板の製造方法。 - 【請求項7】 前記エッチング工程は、前記絶縁層をエ
ッチングする時間をTとした時に、前記ソース電極のエ
ッチング時間tを、t≒T/2に設定したことを特徴と
する請求項6記載のアレイ基板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000157064A JP2001337624A (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | アレイ基板及びその製造方法 |
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ID=18661760
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- 2000-05-26 JP JP2000157064A patent/JP2001337624A/ja active Pending
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