JP2003324105A - Electrode substrate, electrooptic device, manufacturing method of electrode substrate, and manufacturing method of electrooptic device - Google Patents

Electrode substrate, electrooptic device, manufacturing method of electrode substrate, and manufacturing method of electrooptic device

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JP2003324105A
JP2003324105A JP2003063671A JP2003063671A JP2003324105A JP 2003324105 A JP2003324105 A JP 2003324105A JP 2003063671 A JP2003063671 A JP 2003063671A JP 2003063671 A JP2003063671 A JP 2003063671A JP 2003324105 A JP2003324105 A JP 2003324105A
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JP
Japan
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film
substrate
titanium
layer
wiring
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JP2003063671A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinsuke Fujikawa
紳介 藤川
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an electrode substrate having no wiring defect and to obtain an electrooptic device having no display defect and having an excellent displaying characteristic, in manufacturing methods of the electrode substrate and the electrooptic device which have wirings made of aluminum materials. <P>SOLUTION: On a substrate 60, a semiconductor layer 1 is formed and a gate insulation film 2 is so formed by etching using BHF whose rate is not higher than 4 nm/second as to cover the layer 1 and the substrate 60 therewith. Then, on the gate insulation film 2, a titanium film 34, a film 35 containing aluminum, and a titanium nitride film 36 are formed in succession. Thereafter, the laminated film comprising the titanium film 34, the film 35 containing aluminum, and the titanium nitride film 36 is so patterned as to obtain wiring 33. By restricting the quality of the gate insulation film in this way, the crystal orienting state of the titanium film is controlled, and the flat aluminum film 35 having favorable crystal quality which is oriented preferentially to a crystal orientation (111) plane can be formed, and further, the wiring wherein the generation of hillock is suppressed can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電極基板及び電気
光学装置に属し、特に、チタンとアルミニウムとの積層
構造を有する配線を具備する場合に、ヒロックの発生が
抑制された電極基板及び電気光学装置に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode substrate and an electro-optical device, and more particularly to an electrode substrate and an electro-optical device in which hillock generation is suppressed when a wiring having a laminated structure of titanium and aluminum is provided. Belongs to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、薄膜トランジスタ(以下、TF
Tという。)をスイッチング素子として有するアクティ
ブマトリクス型の液晶装置の場合、TFTアレイ基板と
対向基板との間に液晶層などの電気光学物質が挟持して
構成される。
2. Description of the Related Art Generally, a thin film transistor (hereinafter referred to as TF
T. In the case of an active matrix type liquid crystal device having a switching element as a switching element, an electro-optical material such as a liquid crystal layer is sandwiched between a TFT array substrate and a counter substrate.

【0003】かかるTFTアレイ基板は、基板上に、お
互いに交差して配置された複数の走査線及び複数のデー
タ線、走査線及びデータ線の交差部ごとに配置された走
査線及びデータ線に電気的に接続される薄膜トランジス
タ、薄膜トランジスタに電気的に接続された画素電極と
から構成されている。薄膜トランジスタは、半導体層上
にゲート絶縁膜を介して、走査線と同層で、かつ電気的
に接続したゲート電極が配置され構成される。そして、
その上に絶縁膜を介してデータ線と同層からなるソース
電極、ドレイン電極が形成され、データ線とソース電極
とは電気的に接続している。
Such a TFT array substrate has a plurality of scanning lines and a plurality of data lines arranged to intersect each other on the substrate, and a scanning line and a data line arranged at each intersection of the scanning lines and the data lines. It is composed of a thin film transistor electrically connected and a pixel electrode electrically connected to the thin film transistor. The thin film transistor is configured by disposing a gate electrode, which is in the same layer as the scanning line and electrically connected to the semiconductor layer, with the gate insulating film interposed therebetween. And
A source electrode and a drain electrode, which are in the same layer as the data line, are formed thereover via an insulating film, and the data line and the source electrode are electrically connected.

【0004】ところで、液晶装置を携帯型情報端末のよ
うな機器に用いる場合、極力その消費電力を軽減したい
という要請が近年強くなっている。液晶装置を構成する
TFTアレイ基板の消費電力の低減には配線である走査
線の低抵抗化が有効である。そこで従来用いられてきた
クロム、タンタルなどの材料にかわり、低抵抗のアルミ
ニウムを用いることが注目されている。アルミニウムは
その特性上耐熱性や耐薬品性に留意する必要があるの
で、アルミニウムの下層にチタン層、上層に窒化チタン
層を配置した積層構造の配線とすることが行われてい
る。
In the meantime, when the liquid crystal device is used in a device such as a portable information terminal, there has been a strong demand in recent years to reduce its power consumption as much as possible. In order to reduce the power consumption of the TFT array substrate that constitutes the liquid crystal device, it is effective to reduce the resistance of the scanning lines that are wiring. Therefore, attention has been paid to the use of low-resistance aluminum instead of the conventionally used materials such as chromium and tantalum. Since it is necessary to pay attention to heat resistance and chemical resistance of aluminum due to its characteristics, a wiring having a laminated structure in which a titanium layer is arranged as a lower layer of aluminum and a titanium nitride layer is arranged as an upper layer is used.

【0005】上述のようなチタン、アルミニウム、窒化
チタンの積層構造からなる配線を有するTFTアレイ基
板は、次のような形成工程を経て形成される。
The TFT array substrate having the wiring having the laminated structure of titanium, aluminum and titanium nitride as described above is formed through the following forming steps.

【0006】まず、ガラス基板上にポリシリコンからな
るチャネル領域となる半導体層を形成し、SiO2
(酸化ケイ素膜)からなるゲート絶縁膜を形成する。次
に、ゲート絶縁膜上に全面にチタン膜、アルミニウム
膜、窒化チタン膜とを順次積層して積層膜を形成する。
この積層膜を所定の形状にパターニングすることにより
チャネル領域に相対する位置にゲート電極を有する走査
線を形成する。その後、走査線、ゲート電極を覆うよう
にゲート絶縁膜上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に、
ソース電極、ドレイン電極、データ線を形成する。
First, a semiconductor layer to be a channel region made of polysilicon is formed on a glass substrate, and a gate insulating film made of a SiO 2 film (silicon oxide film) is formed. Next, a titanium film, an aluminum film, and a titanium nitride film are sequentially laminated on the entire surface of the gate insulating film to form a laminated film.
By patterning this laminated film into a predetermined shape, a scanning line having a gate electrode is formed at a position facing the channel region. After that, an insulating film is formed over the gate insulating film so as to cover the scan line and the gate electrode, and over the insulating film,
A source electrode, a drain electrode, and a data line are formed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
製法により形成されたTFTアレイ基板においては、例
えアルミニウム層上に窒化チタン層を積層してもヒロッ
クと呼ばれる突起が生じるという問題があった。このヒ
ロックが発生すると、走査線を覆う絶縁膜をヒロックが
突き破り、絶縁膜上に形成されるデータ線と走査線とが
短絡する場合がある。短絡が発生すると、この短絡した
走査線及びデータ線に電気的に接続する画素電極は任意
の表示が行えず、走査線、データ線それぞれの線方向の
線欠陥が生じ、液晶装置の表示品位を著しく低下させる
という問題があった。
However, in the TFT array substrate formed by the above-mentioned manufacturing method, there is a problem that even if a titanium nitride layer is laminated on an aluminum layer, protrusions called hillocks are formed. When this hillock occurs, the hillock may break through the insulating film covering the scan line, and the data line and the scan line formed over the insulating film may be short-circuited. When a short circuit occurs, the pixel electrodes electrically connected to the short-circuited scan line and data line cannot perform arbitrary display, and line defects occur in the respective line directions of the scan line and the data line, thus improving the display quality of the liquid crystal device. There was a problem of significantly lowering it.

【0008】上述のようなヒロックに関して、特開平1
0−135462号には次にような技術が記載されてい
る。すなわち、配線の下層に配置される絶縁膜に吸収さ
れた水が脱離することによりヒロックが増大することに
着目し、水の脱離を阻害するための膜を配線と絶縁膜と
の間に介在させるという技術である。しかしながら、こ
の技術では、ヒロックの増大を防止できるものの、ヒロ
ックの発生という根本的な問題自体は解決することがで
きない。
Regarding the hillocks as described above, Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI-1
The following technology is described in 0-135462. That is, focusing on the fact that hillocks increase due to the desorption of water absorbed by the insulating film disposed under the wiring, a film for inhibiting the desorption of water is provided between the wiring and the insulating film. It is a technique of intervening. However, this technique can prevent the increase of hillocks, but cannot solve the fundamental problem itself of hillock generation.

【0009】本発明は上述した問題点に鑑みなされたも
のであり、チタン層、アルミニウムを含む層を有する配
線を用いる場合に、ヒロックの発生を抑制し、短絡不良
のない高品質の電極基板及び電気光学装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and when using a wiring having a titanium layer and a layer containing aluminum, generation of hillocks is suppressed, and a high-quality electrode substrate having no short circuit failure and An object is to provide an electro-optical device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は結晶方位面(0
02)に優先配向したチタン層上に(111)結晶方位
面に優先配向したアルミニウムを含む層が積層された配
線を用いることにより、平坦性の良いヒロックの発生を
抑制する配線を形成できることを発明者によって見いだ
されなされたものである。
According to the present invention, the crystal orientation plane (0
By using a wiring in which a layer containing aluminum preferentially oriented in the (111) crystal orientation plane is laminated on a titanium layer preferentially oriented in (02), it is possible to form a wiring having good flatness and suppressing generation of hillocks. It was discovered by a person.

【0011】すなわち、本発明の基板は、基板上に形成
された結晶方位面(002)に優先配向したチタン層
と、前記チタン層上に形成されることで結晶方位面(1
11)に優先配向したアルミニウムを含む層とを積層し
た配線を具備することを特徴とする。
That is, the substrate of the present invention has a titanium layer preferentially oriented to the crystal orientation plane (002) formed on the substrate and a crystal orientation plane (1) formed by being formed on the titanium layer.
11) is provided with a wiring in which a layer containing aluminum preferentially oriented is laminated.

【0012】このような構成によれば、結晶方位(11
1)面に優先配向したアルミニウムを含む層を得ること
ができ、平坦でヒロック発生が抑制された膜質の良い配
線を得る効果を有する。アルミニウムを含む層は単一の
結晶方位(111)面に優先配向している結晶構造を有
する場合にヒロックの発生が少ない。このアルミニウム
を含む層の結晶方位(111)面はチタン層の結晶方位
(002)面と面間隔の整合性がよいため、結晶方位
(002)面に優先配向したチタン層上にアルミニウム
を含む層を形成することによって、結晶方位(111)
面に単一優先配向したアルミニウムを含む層を得ること
ができる。アルミニウムを含む層としてはアルミニウム
単体、例えばアルミニウムと銅の合金といったアルミニ
ウム合金などがある。
According to this structure, the crystal orientation (11
1) It is possible to obtain a layer containing aluminum preferentially oriented in the plane, and it is possible to obtain a wiring which is flat and has good film quality in which hillock generation is suppressed. When a layer containing aluminum has a crystal structure in which a single crystal orientation (111) plane is preferentially oriented, generation of hillocks is small. Since the crystal orientation (111) plane of this aluminum-containing layer has a good interplanar matching with the crystal orientation (002) plane of the titanium layer, a layer containing aluminum on the titanium layer preferentially oriented to the crystal orientation (002) plane. Forming a crystal orientation (111)
A layer containing aluminum with a single preferential orientation in the plane can be obtained. As the layer containing aluminum, there is a simple substance of aluminum, for example, an aluminum alloy such as an alloy of aluminum and copper.

【0013】更に、前記配線は、前記アルミニウムを含
む層上にチタンを含む層を積層していることを特徴とす
る。このような構成によれば、チタンを含む層によりア
ルミニウムを含む層を保護するとともに更にヒロックの
発生を抑制することができるという効果を有する。窒化
チタンを用いる場合にはその結晶系を立方晶系とするこ
とがヒロック抑制効果を得るのに好ましい。
Further, the wiring is characterized in that a layer containing titanium is laminated on the layer containing aluminum. According to such a configuration, there is an effect that the layer containing aluminum can be protected by the layer containing titanium and the generation of hillocks can be further suppressed. When titanium nitride is used, its crystal system is preferably a cubic system to obtain a hillock suppressing effect.

【0014】更に、前記基板上には、前記配線からなる
第1配線と、該第1配線上で絶縁膜を介して交差する第
2配線とが配置されてなることを特徴とする。このよう
な構成によれば、第1配線のヒロック発生が抑制されて
いるため、ヒロックによる第1配線と第2配線との短絡
を防止し、短絡欠陥のない基板を得るという効果を有す
る。
Further, a first wiring composed of the wiring and a second wiring crossing the first wiring with an insulating film interposed are arranged on the substrate. According to such a configuration, since the occurrence of hillocks in the first wiring is suppressed, there is an effect that a short circuit between the first wiring and the second wiring due to hillocks is prevented and a substrate having no short circuit defect is obtained.

【0015】更に、前記基板上にはチャネル領域を有す
る半導体層と、前記チャネル領域に相対した位置におい
て前記配線と同層で形成されたゲート電極を具備するこ
とを特徴とする。このような構成によれば、半導体層を
有するスイッチング素子のゲート電極の形成時において
も、上述の配線と同様に、ヒロック発生が抑制されたゲ
ート電極を得ることができ、スイッチング特性の良いス
イッチング素子を有し、更に膜質の良い配線を有する電
気光学装置用基板を得るという効果を有する。
Further, it is characterized in that a semiconductor layer having a channel region and a gate electrode formed in the same layer as the wiring at a position facing the channel region are provided on the substrate. According to such a configuration, even when the gate electrode of the switching element having the semiconductor layer is formed, a gate electrode in which hillock generation is suppressed can be obtained similarly to the above wiring, and a switching element having good switching characteristics can be obtained. Further, it has an effect of obtaining a substrate for an electro-optical device having wiring having a good film quality.

【0016】また、本発明の電気光学装置用基板は、基
板上に配置されたチャネル領域を有する半導体層と、前
記チャネル領域に相対して配置された、結晶方位面(0
02)に優先配向したチタン層と、前記チタン層上に形
成されることで結晶方位面(111)に優先配向したア
ルミニウムを含む層を積層して形成されたゲート電極と
を具備することを特徴とする。このような構成によれ
ば、半導体層を有するスイッチング素子のゲート電極の
形成時に、平坦でヒロック発生が抑制されたゲート電極
を得ることができるので、スイッチング特性の良いスイ
ッチング素子を有する電気光学装置用基板を得るという
効果を有する。
Further, the electro-optical device substrate of the present invention has a semiconductor layer having a channel region arranged on the substrate and a crystal orientation plane (0) arranged so as to face the channel region.
No. 02), and a gate electrode formed by laminating a layer containing aluminum preferentially oriented on a crystal orientation plane (111) by being formed on the titanium layer. And According to such a configuration, when the gate electrode of the switching element having the semiconductor layer is formed, it is possible to obtain a flat gate electrode in which hillock generation is suppressed. Therefore, for an electro-optical device having a switching element having good switching characteristics. It has the effect of obtaining a substrate.

【0017】更に、前記ゲート電極は、前記アルミニウ
ムを含む層上に、チタンを含む層が積層されていること
を特徴とする。このような構成によれば、ヒロックの発
生を更に抑制することができるという効果を有する。
Further, the gate electrode is characterized in that a layer containing titanium is laminated on the layer containing aluminum. According to such a configuration, there is an effect that the generation of hillocks can be further suppressed.

【0018】更に、上述した電気光学装置用基板は、前
記チタン層は40nm以上の膜厚を有することを特徴と
する。このような構成によれば、40nm以上の膜厚と
することによりアルミニウムを含む層の下地層として結
晶性の良い平坦なチタン層を得ることができるので、ア
ルミニウムを含む層を積層した場合にも、平坦な表面を
得ることができ、基板面内で均一な膜質の配線またはゲ
ート電極を得るという効果を有する。ここで、チタン層
の膜厚はその抵抗率を考慮すると100nm以下とする
ことが望ましい。
Further, the above-mentioned electro-optical device substrate is characterized in that the titanium layer has a film thickness of 40 nm or more. With such a structure, a flat titanium layer having good crystallinity can be obtained as a base layer of a layer containing aluminum by setting the film thickness to 40 nm or more. Therefore, even when a layer containing aluminum is stacked. In addition, a flat surface can be obtained, and the wiring or gate electrode having a uniform film quality can be obtained within the surface of the substrate. Here, the thickness of the titanium layer is preferably 100 nm or less in consideration of its resistivity.

【0019】本発明の電気光学装置は、上述に記載の基
板と該基板に対向して配置された対向電極とを有するこ
とを特徴とする。このような構成によれば、消費電力を
低減し、大画面化、高精細化が可能な表示ばらつきのな
い表示特性の良い電気光学装置を得るという効果を有す
る。
An electro-optical device according to the present invention is characterized by having the above-mentioned substrate and a counter electrode arranged so as to face the substrate. According to such a configuration, it is possible to obtain an electro-optical device that has a reduced power consumption, a large screen, and high definition, and has good display characteristics without display variations.

【0020】本発明の基板の製造方法は、基板上に酸化
ケイ素膜を成膜する工程と、前記酸化ケイ素膜上に結晶
方位面(002)に優先配向したチタン膜を形成する工
程と、前記チタン膜上に結晶方位面(111)に優先配
向したアルミニウムを含む膜を成膜し積層膜を形成する
工程とを具備することを特徴とする。
The substrate manufacturing method of the present invention comprises the steps of forming a silicon oxide film on the substrate, forming a titanium film preferentially oriented in the crystal orientation plane (002) on the silicon oxide film, And a step of forming a laminated film by forming a film containing aluminum preferentially oriented in the crystal orientation plane (111) on the titanium film.

【0021】このような構成によれば、結晶方位(11
1)面に単一優先配向したアルミニウムを含む膜を得る
ことができ、平坦でヒロック発生が抑制された膜質の良
いアルミニウムを含む膜を得ることができる。そして、
このようなチタン膜とアルミニウムを含む膜との積層膜
を有する膜を所定の形状にパターニングすることによ
り、膜質の良い配線やスイッチング素子のゲート電極を
得るという効果を有する。アルミニウムを含む膜は結晶
方位(111)面に単一優先配向している結晶構造を有
する場合にヒロックの発生が少なく、このアルミニウム
を含む膜の結晶方位(111)面はチタン膜の結晶方位
(002)面と面間隔の整合性が良いため、結晶方位
(002)面に優先配向したチタン膜上にアルミニウム
を含む膜を成膜することによって、結晶方位(111)
面に単一優先配向したアルミニウムを含む膜を得ること
ができる。また、アルミニウムを含む膜としてはアルミ
ニウム単体、例えばアルミニウムと銅の合金といったア
ルミニウム合金などがある。
According to this structure, the crystal orientation (11
It is possible to obtain a film containing aluminum having a single preferential orientation on the 1) plane, and to obtain a flat film containing aluminum with good film quality in which hillock generation is suppressed. And
By patterning a film having a laminated film of such a titanium film and a film containing aluminum into a predetermined shape, it is possible to obtain a wiring having good film quality and a gate electrode of a switching element. When a film containing aluminum has a crystal structure having a single preferential orientation in the crystal orientation (111) plane, hillocks are less generated, and the crystal orientation (111) plane of the film containing aluminum has a crystal orientation ( 002) plane and the interplanar spacing are well matched. Therefore, by forming a film containing aluminum on a titanium film preferentially oriented to the crystal orientation (002) plane, the crystal orientation (111)
It is possible to obtain a film containing aluminum with a single preferential orientation in the plane. As the film containing aluminum, there is a simple substance of aluminum, for example, an aluminum alloy such as an alloy of aluminum and copper.

【0022】更に、前記アルミニウムを含む膜上にチタ
ンを含む膜を成膜し積層膜を形成する工程とを具備する
ことを特徴とする。このような構成によれば、アルミニ
ウムを含む層を保護するとともに更にヒロックの発生を
抑制することができるという効果を有する。
The method further comprises the step of forming a film containing titanium on the film containing aluminum to form a laminated film. With such a configuration, it is possible to protect the layer containing aluminum and further suppress the generation of hillocks.

【0023】更に、前記積層膜を所定の形状にパターニ
ングして第1配線を形成する工程と、前記第1配線と絶
縁し、交差して第2配線を形成する工程とを具備するこ
とを特徴とする。このような構成によれば、第1配線の
ヒロック発生が抑制されているため、ヒロックによる第
1配線と第2配線との短絡を防止し、短絡欠陥のない基
板を得るという効果を有する。
The method further comprises the step of patterning the laminated film into a predetermined shape to form a first wiring, and the step of insulating the first wiring and forming a second wiring intersecting with the first wiring. And According to such a configuration, since the occurrence of hillocks in the first wiring is suppressed, there is an effect that a short circuit between the first wiring and the second wiring due to hillocks is prevented and a substrate having no short circuit defect is obtained.

【0024】さらに、前記基板上にはチャネル領域を有
する半導体層、該半導体層を覆って前記酸化ケイ素膜が
形成されており、前記積層膜をパターニングして前記半
導体層に相対する位置にゲート電極を形成する工程を具
備する。このような構成によれば、半導体層を有するス
イッチング素子のゲート電極の形成時に、平坦でヒロッ
ク発生が抑制されたゲート電極を得ることができ、スイ
ッチング特性の良いスイッチング素子を得るという効果
を有する。
Further, a semiconductor layer having a channel region and the silicon oxide film covering the semiconductor layer are formed on the substrate, and the laminated film is patterned to form a gate electrode at a position opposite to the semiconductor layer. The method comprises the step of forming. According to such a configuration, when the gate electrode of the switching element having the semiconductor layer is formed, a flat gate electrode in which hillock generation is suppressed can be obtained, and a switching element having good switching characteristics can be obtained.

【0025】更に、前記チタン膜は40nm以上の膜厚
を有することを特徴とする。このような構成によれば、
40nm以上の膜厚とすることによりアルミニウムを含
む真膜の下地膜として結晶性の良い平坦なチタン膜を得
ることができるので、アルミニウムを含む膜を積層した
場合にも、平坦な表面を得ることができ、基板面内で均
一な膜質の配線またはゲート電極を得るという効果を有
する。ここで、チタン膜の膜厚はその抵抗率を考慮する
と100nm以下とすることが望ましい。
Further, the titanium film has a film thickness of 40 nm or more. According to such a configuration,
By setting the film thickness to 40 nm or more, a flat titanium film having good crystallinity can be obtained as a base film of a true film containing aluminum. Therefore, even when laminating films containing aluminum, a flat surface can be obtained. This has the effect of obtaining a wiring or gate electrode having a uniform film quality in the plane of the substrate. Here, the thickness of the titanium film is preferably 100 nm or less in consideration of its resistivity.

【0026】本発明の電気光学装置の製造方法は、基板
と該基板に対向して配置される対向電極とを有する電気
光学装置の製造方法であって、前記基板は上述の製造方
法により製造されることを特徴とする。このような構成
によれば、消費電力を低減し、大画面化、高精細化が可
能な表示ばらつきのない表示特性の良い電気光学装置を
得るという効果を有する。
A method of manufacturing an electro-optical device according to the present invention is a method of manufacturing an electro-optical device having a substrate and a counter electrode arranged to face the substrate, wherein the substrate is manufactured by the above-described manufacturing method. It is characterized by According to such a configuration, it is possible to obtain an electro-optical device that has a reduced power consumption, a large screen, and high definition, and has good display characteristics without display variations.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】(電極基板の製造方法)本発明の
実施の形態には、電極基板として半導体層を有する半導
体基板を例にあげ、特に半導体基板に形成される配線に
ついて図1、2を用いて説明する。図1は半導体基板の
部分概略図を示し、図2はその製造方法を説明するため
の図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (Method for Manufacturing Electrode Substrate) In the embodiments of the present invention, a semiconductor substrate having a semiconductor layer as an electrode substrate is taken as an example. Will be explained. FIG. 1 is a partial schematic view of a semiconductor substrate, and FIG. 2 is a diagram for explaining a manufacturing method thereof.

【0028】図1に示すように、半導体基板は、例えば
ガラスなどからなる基板60上に、ポリシリコン層1が
配置され、これを覆うように酸化シリコン膜からなるゲ
ート絶縁膜2が配置されている。更に、ポリシリコン層
1の一部に対応した位置に配線33が配置されている。
配線33は3層構造かならり、下からチタン層、アルミ
ニウム・銅合金層、窒化チタン層となっている。チタン
層の膜厚は40nm以上とすることにより、結晶性、平
坦性が良く、上に成膜するアルミニウム・銅合金層の配
向性を向上させることができ、ここでは50nmとし
た。アルミニウム・銅合金層の膜厚は100〜1000
nmとし、ここでは400nmとした。窒化チタン層は
50〜150nmとし、50nm以上とすることにより
ヒロック発生を抑制することができ、ここでは100n
mとした。尚、各図においては、各層や各部材を図面上
で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎
に縮尺を異ならしめてある。
As shown in FIG. 1, the semiconductor substrate includes a substrate 60 made of, for example, glass, a polysilicon layer 1 arranged thereon, and a gate insulating film 2 made of a silicon oxide film arranged so as to cover the polysilicon layer 1. There is. Further, the wiring 33 is arranged at a position corresponding to a part of the polysilicon layer 1.
The wiring 33 has a three-layer structure, and is a titanium layer, an aluminum / copper alloy layer, and a titanium nitride layer from the bottom. By setting the thickness of the titanium layer to 40 nm or more, the crystallinity and flatness are good, and the orientation of the aluminum / copper alloy layer formed thereon can be improved. The thickness of the aluminum / copper alloy layer is 100 to 1000
nm, here 400 nm. The titanium nitride layer has a thickness of 50 to 150 nm, and when it is 50 nm or more, hillock generation can be suppressed.
m. In each drawing, in order to make each layer and each member recognizable in the drawing, the scale is different for each layer and each member.

【0029】次に半導体基板の製造方法を図2を用いて
説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor substrate will be described with reference to FIG.

【0030】図2(a)に示すように、PECVD法ま
たはLP(low pressure)CVD法によりa−Si膜
を30〜100nm程度の厚みで形成し、これにエキシ
マレーザ光を照射することにより結晶化した後、所定の
形状にパターニングをしてポリシリコン層1を得る。
As shown in FIG. 2A, an a-Si film having a thickness of about 30 to 100 nm is formed by a PECVD method or an LP (low pressure) CVD method, and an excimer laser beam is irradiated on the a-Si film to form crystals. Then, the polysilicon layer 1 is obtained by patterning into a predetermined shape.

【0031】次に、図2(b)に示すように、PECV
D法(plasma enhanced chemicalvapor depositio
n)により、TEOS(テトラエチルオルソシリケー
ト)を原料ガスとして、50〜120nmの膜厚、ここ
では75nmの膜厚の酸化ケイ素膜からなるゲート絶縁
膜2を基板全面に形成する。このゲート絶縁膜2は緩衝
フッ酸溶液に対するエッチングレートが3.5nm/秒
であった。ゲート絶縁膜2形成後、基板をアルカリ系洗
浄液など酸化ケイ素膜を浸食しにくい洗浄液を用いて洗
浄した。ここで、洗浄液としては希フッ化水素などの酸
化ケイ素膜浸食性液は用いずに、アルカリ系、硫酸系な
どの洗浄液を用いることが好ましい。次に、図2(c)
に示すように、スパッタリング法によりチタン膜34、
アルミニウム・銅合金膜35、窒化チタン膜36を順次
積層して成膜する。詳細には、まず、半導体層及びゲー
ト絶縁膜が形成された基板を反応室に搬入させ、50n
mの膜厚のチタン膜34を成膜する。チタン膜形成後、
チタン膜34が成膜された基板を別の反応室内に搬入さ
せ、チタン膜34上に400nmの膜厚でアルミニウム
・銅合金膜35を成膜する。アルミニウム・銅合金膜成
膜後、基板を反応室から別の反応室内に基板を搬入させ
る。反応室内にアルゴンと窒素の混合ガスを導入し、チ
タンターゲーットを使用して100nmの膜厚の窒化チ
タン膜36を成膜する。次に図2(d)に示すように、
所定の形状となるようにチタン膜34とアルミニウム・
銅合金膜35、窒化チタン膜36とを同時にパターニン
グして配線33を得る。
Next, as shown in FIG. 2B, PECV
Method D (plasma enhanced chemical vapor depositio
n), the gate insulating film 2 made of a silicon oxide film having a film thickness of 50 to 120 nm, here 75 nm, is formed on the entire surface of the substrate using TEOS (tetraethyl orthosilicate) as a source gas. The gate insulating film 2 had an etching rate of 3.5 nm / sec with respect to the buffered hydrofluoric acid solution. After the gate insulating film 2 was formed, the substrate was washed with a cleaning liquid such as an alkaline cleaning liquid that does not easily corrode the silicon oxide film. Here, as the cleaning liquid, it is preferable to use a cleaning liquid such as an alkali type or a sulfuric acid type, without using a silicon oxide film eroding liquid such as dilute hydrogen fluoride. Next, FIG. 2 (c)
As shown in FIG.
An aluminum / copper alloy film 35 and a titanium nitride film 36 are sequentially stacked to form a film. Specifically, first, the substrate on which the semiconductor layer and the gate insulating film are formed is loaded into the reaction chamber,
A titanium film 34 having a thickness of m is formed. After forming the titanium film,
The substrate on which the titanium film 34 is formed is loaded into another reaction chamber, and the aluminum / copper alloy film 35 is formed on the titanium film 34 to a thickness of 400 nm. After the aluminum / copper alloy film is formed, the substrate is loaded from the reaction chamber into another reaction chamber. A mixed gas of argon and nitrogen is introduced into the reaction chamber, and a titanium nitride film 36 having a film thickness of 100 nm is formed using a titanium target. Next, as shown in FIG.
Titanium film 34 and aluminum so as to have a predetermined shape
The copper alloy film 35 and the titanium nitride film 36 are simultaneously patterned to obtain the wiring 33.

【0032】この時のチタン膜の結晶配向性を評価した
ものを図15(a)に示す。図15(a)の試料では積
層膜の他の信号成分を排除するために、チタン単膜を成
膜し評価してある。チタンの下地膜となった酸化ケイ素
膜の緩衝フッ酸溶液に対するエッチングレートは約3.
5nm/秒である。一方緩衝フッ酸溶液に対するエッチ
ングレートが約9nm/秒の酸化ケイ素膜上に、同様に
チタン単膜を成膜し結晶配向性を評価したものが図15
(b)である。両者を比較して明らかなように、図15
(a)の試料の信号強度は図15b(b)の2倍以上の
値を示している。即ち緩衝フッ酸溶液に対するエッチン
グレートが小さい酸化ケイ素膜上にチタン膜を形成する
と、チタンの結晶性が向上することを意味している。
An evaluation of the crystal orientation of the titanium film at this time is shown in FIG. 15 (a). In the sample of FIG. 15A, a titanium single film is formed and evaluated in order to eliminate other signal components of the laminated film. The etching rate of the silicon oxide film used as the base film of titanium for the buffered hydrofluoric acid solution is about 3.
5 nm / sec. On the other hand, FIG. 15 shows an evaluation of crystal orientation by similarly forming a titanium single film on a silicon oxide film having an etching rate of about 9 nm / sec with respect to a buffered hydrofluoric acid solution.
It is (b). As can be seen by comparing the two, FIG.
The signal intensity of the sample in (a) shows a value that is twice or more that in FIG. 15 (b). That is, it means that the crystallinity of titanium is improved by forming a titanium film on a silicon oxide film having a low etching rate for a buffered hydrofluoric acid solution.

【0033】さらにチタン膜の上にアルミニウム・銅合
金膜を成膜し、その結晶配向性を評価したものが図16
(a)及び(b)である。下地膜とした酸化ケイ素膜の
緩衝フッ酸溶液に対するエッチングレートは図16
(a)が約3.5nm/秒であり、図16(b)が約9
nm/秒である。両者を比較して明らかなように、図1
5(a)の試料の信号強度は図15b(b)の約1.5
倍の値を示している。即ち緩衝フッ酸溶液に対するエッ
チングレートが小さい酸化ケイ素膜上にチタン膜、アル
ミニウム・銅合金膜を積層にて形成すると、チタンのみ
ならずアルミニウム・銅合金膜の結晶性も向上すること
を意味している。
Further, an aluminum / copper alloy film is formed on the titanium film and the crystal orientation is evaluated as shown in FIG.
(A) and (b). The etching rate of the silicon oxide film used as the base film for the buffered hydrofluoric acid solution is shown in FIG.
(A) is about 3.5 nm / sec, and FIG. 16 (b) is about 9 nm / sec.
nm / sec. As can be seen by comparing the two, FIG.
The signal intensity of the sample of 5 (a) is about 1.5 in FIG. 15b (b).
It shows a doubled value. That is, when a titanium film and an aluminum / copper alloy film are formed by laminating on a silicon oxide film having a small etching rate for a buffered hydrofluoric acid solution, it means that not only titanium but also the crystallinity of the aluminum / copper alloy film is improved. There is.

【0034】また、成膜後のアルミニウム・銅合金膜3
5の結晶構造は、結晶方位(111)面に優先配向して
おり結晶方位(200)面は検出されなかった。ここ
で、結晶性はX線回折測定機(機器名 RINIT−1
400)を用いて測定している。
The aluminum / copper alloy film 3 after film formation
In the crystal structure of No. 5, the crystal orientation (111) plane was preferentially oriented, and the crystal orientation (200) plane was not detected. Here, the crystallinity is determined by an X-ray diffractometer (device name: RINIT-1
400).

【0035】このような製造工程を経て形成された配線
33は、上述のようにアルミニウムの結晶構造が結晶方
位(111)面に優先配向し、かつ優れた結晶性を有し
た膜である。そして、このときに良好な平坦性を得るこ
とができ、配線33とこの配線33上に絶縁膜(図示せ
ず)を介して形成される配線(図示せず)との短絡を未
然に防止し、信頼性の高い半導体基板を製造できた。
The wiring 33 formed through such a manufacturing process is a film in which the crystal structure of aluminum is preferentially oriented to the crystal orientation (111) plane as described above and has excellent crystallinity. At this time, good flatness can be obtained, and a short circuit between the wiring 33 and a wiring (not shown) formed on the wiring 33 via an insulating film (not shown) is prevented in advance. , It was possible to manufacture a highly reliable semiconductor substrate.

【0036】図17はチタン膜の上にアルミニウム・銅
合金膜を積層成膜した試料をAFMにて表面平均粗さを
評価したものである。下地膜とした酸化ケイ素膜の緩衝
フッ酸溶液に対するエッチングレートは図17(a)が
約3.5nm/秒であり、図16(b)が約9nm/秒
である。これらは緩衝フッ酸溶液に対するエッチングレ
ートが小さい酸化ケイ素膜上にチタン膜、アルミニウム
・銅合金膜を積層にて形成すると、平坦性の良い膜が形
成できることを意味している。
FIG. 17 shows a sample obtained by laminating an aluminum / copper alloy film on a titanium film and evaluating the surface average roughness by AFM. The etching rate of the silicon oxide film used as the base film for the buffered hydrofluoric acid solution is about 3.5 nm / sec in FIG. 17A and about 9 nm / sec in FIG. 16B. These means that when a titanium film and an aluminum / copper alloy film are formed by laminating on a silicon oxide film having a low etching rate for a buffered hydrofluoric acid solution, a film having good flatness can be formed.

【0037】また、このような製造工程を経て形成され
た半導体基板は、後工程で例えば400℃以上の高温処
理工程を経ても、配線のヒロックの発生を抑制すること
ができた。
Further, the semiconductor substrate formed through such a manufacturing process could suppress the generation of wiring hillock even after a high temperature treatment process of, for example, 400 ° C. or higher in the subsequent process.

【0038】図18は緩衝フッ酸溶液に対するエッチン
グレートが約3.5nm/秒の酸化ケイ素膜上にチタン
膜、アルミニウム・銅合金膜、窒化チタン膜を積層した
試料を450℃3時間の熱処理した状態を示した写真で
ある。熱処理を施した後でも良好な平坦性を保持してい
ることが判る。
FIG. 18 shows a sample obtained by laminating a titanium film, an aluminum / copper alloy film, and a titanium nitride film on a silicon oxide film having an etching rate of about 3.5 nm / sec with respect to a buffered hydrofluoric acid solution, and heat-treating the sample at 450 ° C. for 3 hours. It is a photograph showing the state. It can be seen that good flatness is maintained even after the heat treatment.

【0039】図19は、ガラス基板上に、BHFによる
エッチングレートが3.5nm/秒の酸化ケイ素膜、チ
タン膜、アルミニウム・銅合金膜、窒化チタン膜を順次
積層した積層膜の表面状態を示す。図19(a)ではチ
タン膜の膜厚を400nm、図19(b)ではチタン膜
の膜厚を200nmとしている。図に示すように、アル
ミニウム合金膜の下層となるチタン膜の膜厚を厚くする
ことにより、積層膜の表面粗さが小さくなることがわか
る。
FIG. 19 shows the surface condition of a laminated film in which a silicon oxide film, a titanium film, an aluminum / copper alloy film, and a titanium nitride film having an etching rate by BHF of 3.5 nm / sec are sequentially laminated on a glass substrate. . In FIG. 19A, the titanium film has a thickness of 400 nm, and in FIG. 19B, the titanium film has a thickness of 200 nm. As shown in the figure, it can be seen that the surface roughness of the laminated film is reduced by increasing the thickness of the titanium film that is the lower layer of the aluminum alloy film.

【0040】上記実施形態及び実験結果では、アルミニ
ウムを含む膜としてアルミニウム・銅合金を用いたが、
アルミニウム単体、銅以外の他の金属との合金からなる
アルミニウム合金でもよい。
In the above embodiment and experimental results, the aluminum-copper alloy was used as the film containing aluminum.
It may be an aluminum simple substance or an aluminum alloy made of an alloy with a metal other than copper.

【0041】(電気光学装置の製造方法)本実施形態に
おいては、スイッチング素子を用いる電気光学装置とし
て液晶装置を例にあげており、スイッチング素子として
薄膜トランジスタを用い、薄膜トランジスタのゲート電
極、配線としての走査線及びこれと同層からなる層に、
上述の電極基板の実施形態のチタン膜、アルミニウム・
銅合金膜、窒化チタン膜の積層膜をパターニングして形
成したものを用いている。
(Method for Manufacturing Electro-Optical Device) In this embodiment, a liquid crystal device is taken as an example of an electro-optical device using a switching element. A thin film transistor is used as a switching element, and a gate electrode of the thin film transistor and scanning as a wiring are used. In the line and the layer consisting of this and the same layer,
The titanium film of the embodiment of the electrode substrate described above, aluminum
A film formed by patterning a laminated film of a copper alloy film and a titanium nitride film is used.

【0042】以下に本実施形態において、図3から図5
を参照して説明する。
Hereinafter, in this embodiment, FIG. 3 to FIG.
Will be described with reference to.

【0043】図3は、液晶装置の画像形成領域を構成す
るマトリクス状に形成された複数の画素における各種素
子、配線等の等価回路である。図4は、データ線、走査
線、画素電極などが形成されたTFTアレイ基板の表示
領域における複数の画素群の平面図である。図5は、液
晶装置の表示領域及び周辺駆動回路領域の縦断面図を示
し、画素領域の縦断面図は、図4のA−A’の断面図で
ある。尚、各図においては、各層や各部材を図面上で認
識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮
尺を異ならしめてある。
FIG. 3 is an equivalent circuit of various elements, wirings, etc. in a plurality of pixels formed in a matrix which form an image forming area of a liquid crystal device. FIG. 4 is a plan view of a plurality of pixel groups in a display area of a TFT array substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes, etc. are formed. 5 is a vertical cross-sectional view of the display area and the peripheral drive circuit area of the liquid crystal device, and the vertical cross-sectional view of the pixel area is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. In each drawing, in order to make each layer and each member recognizable in the drawing, the scale is different for each layer and each member.

【0044】図3において、液晶装置は、表示領域とこ
れを制御する周辺駆動回路領域とから構成される。
In FIG. 3, the liquid crystal device comprises a display area and a peripheral drive circuit area for controlling the display area.

【0045】表示領域は、平行に配置された容量線3b
及び走査線3と、走査線3と交差して配置されたデータ
線6と、これら走査線3とデータ線6との交差部毎にマ
トリクス状に配置された画素電極9aと、画素電極9a
を制御するための薄膜トランジスタ(以下、TFTと称
する)30とからなる。画像信号が供給されるデータ線
6にはTFT30のソースが電気的に接続され、走査信
号が供給される走査線3にはTFT30のゲートが電気
的に接続している。画素電極9aは、TFT30のドレ
インに電気的に接続されており、スイッチング素子であ
るTFT30を一定期間だけそのスイッチを閉じること
により、データ線6から供給される画像信号S1、S
2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。画素電極
9aを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号
S1、S2、…、Snは、対向基板(後述する)に形成
された対向電極(後述する)との間で一定期間保持され
る。
The display area is a capacitance line 3b arranged in parallel.
And the scanning lines 3, the data lines 6 arranged to intersect the scanning lines 3, the pixel electrodes 9a arranged in a matrix at each intersection of the scanning lines 3 and the data lines 6, and the pixel electrodes 9a.
And a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT) 30 for controlling the. The source of the TFT 30 is electrically connected to the data line 6 to which the image signal is supplied, and the gate of the TFT 30 is electrically connected to the scanning line 3 to which the scanning signal is supplied. The pixel electrode 9a is electrically connected to the drain of the TFT 30, and by closing the switch of the TFT 30, which is a switching element, for a certain period, the image signals S1 and S supplied from the data line 6 are obtained.
2, ..., Sn are written at a predetermined timing. The image signals S1, S2, ..., Sn having a predetermined level written in the liquid crystal via the pixel electrode 9a are held for a certain period of time with the counter electrode (described later) formed on the counter substrate (described later). .

【0046】一方、周辺駆動回路領域は、走査線駆動回
路104、データ線駆動回路101、サンプリング回路
301、プリチャージ回路201からなる。走査線駆動
回路104は、外部制御回路から供給される電源、基準
クロックCLY及びその反転クロック等に基づいて、所
定タイミングで走査線3に走査信号G1、G2、…、G
mをパルス的に線順次で印加する。データ線駆動回路1
01は、外部制御回路から供給される電源、基準クロッ
クCLX及びその反転クロック等に基づいて、走査線駆
動回路104が走査信号G1、G2、…、Gmを印加す
るタイミングに合わせて、データ線6毎にサンプリング
回路駆動信号としてのシフトレジスタからの転送信号X
1、X2、…、Xnを、サンプリング回路301にサン
プリング回路駆動信号線306を介して所定タイミング
で供給する。プリチャージ回路201は、スイッチング
素子として、例えばTFT202を各データ線6毎に備
えており、プリチャージ信号線204がTFT202の
ドレイン又はソース電極に接続されており、プリチャー
ジ回路駆動信号線206がTFT202のゲート電極に
接続されている。そして、動作時には、プリチャージ信
号線204を介して、外部電源からプリチャージ信号N
RSを書き込むために必要な所定電圧の電源が供給さ
れ、プリチャージ回路駆動信号線206を介して、各デ
ータ線6について画像信号S1、S2、…、Snの供給
に先行するタイミングでプリチャージ信号NRSを書き
込むように、外部制御回路からプリチャージ回路駆動信
号NRGが供給される。プリチャージ回路201は、好
ましくは中間階調レベルの画像信号S1、S2、…、S
nに相当するプリチャージ信号NRS(画像補助信号)
を供給する。サンプリング回路301は、TFT302
を各データ線6毎に備えており、画像信号線304がT
FT302のソース電極に接続されており、サンプリン
グ回路駆動信号線306がTFT302のゲート電極に
接続されている。そして、画像信号線304を介して、
画像信号S1、S2、…、Snが入力されると、これら
をサンプリングする。即ち、サンプリング回路駆動信号
線306を介してデータ線駆動回路101からサンプリ
ング回路駆動信号としての転送信号X1、X2、…、X
nが入力されると、画像信号線304夫々からの画像信
号S1、S2、…、Snをデータ線6aに順次印加す
る。
On the other hand, the peripheral drive circuit area is composed of the scanning line drive circuit 104, the data line drive circuit 101, the sampling circuit 301, and the precharge circuit 201. The scanning line driving circuit 104 supplies the scanning signals G1, G2, ..., G to the scanning lines 3 at a predetermined timing based on the power supplied from the external control circuit, the reference clock CLY, its inverted clock, and the like.
m is applied in a pulse-wise line-sequential manner. Data line drive circuit 1
Reference numeral 01 denotes the data line 6 in accordance with the timing at which the scanning line driving circuit 104 applies the scanning signals G1, G2, ..., Gm based on the power supplied from the external control circuit, the reference clock CLX, its inverted clock, and the like. Transfer signal X from the shift register as a sampling circuit drive signal for each
, Xn are supplied to the sampling circuit 301 via the sampling circuit drive signal line 306 at a predetermined timing. The precharge circuit 201 includes, for example, a TFT 202 as a switching element for each data line 6, the precharge signal line 204 is connected to the drain or source electrode of the TFT 202, and the precharge circuit drive signal line 206 is the TFT 202. Connected to the gate electrode of. During operation, the precharge signal N is supplied from an external power source via the precharge signal line 204.
A power supply of a predetermined voltage necessary for writing RS is supplied, and a precharge signal is supplied at a timing preceding the supply of the image signals S1, S2, ..., Sn for each data line 6 via the precharge circuit drive signal line 206. A precharge circuit drive signal NRG is supplied from an external control circuit so as to write NRS. The precharge circuit 201 is preferably an image signal S1, S2, ..., S having an intermediate gradation level.
Precharge signal NRS (image auxiliary signal) corresponding to n
To supply. The sampling circuit 301 is a TFT 302
Is provided for each data line 6, and the image signal line 304 is T
It is connected to the source electrode of the FT 302, and the sampling circuit drive signal line 306 is connected to the gate electrode of the TFT 302. Then, via the image signal line 304,
When the image signals S1, S2, ..., Sn are input, these are sampled. That is, transfer signals X1, X2, ..., X as sampling circuit drive signals from the data line drive circuit 101 via the sampling circuit drive signal line 306.
When n is input, the image signals S1, S2, ..., Sn from the image signal lines 304 are sequentially applied to the data line 6a.

【0047】尚、本実施形態においては、表示領域中の
TFT30の半導体層としてポリシリコンを用いている
ため、周辺駆動回路に用いられるTFTと表示領域中の
TFT30と同一基板上で同一工程で形成することが可
能であるが、周辺駆動回路の一部を別基板に形成し、こ
れを外付けすることも可能である。
In this embodiment, since polysilicon is used as the semiconductor layer of the TFT 30 in the display area, the TFT used in the peripheral drive circuit and the TFT 30 in the display area are formed in the same step on the same substrate. However, it is also possible to form part of the peripheral drive circuit on a separate substrate and attach it externally.

【0048】図4において、液晶装置のTFTアレイ基
板上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極9aが
設けられており、画素電極9aの縦横の境界に各々沿っ
てデータ線6、走査線3(点線)及び容量線3b(点
線)が設けられている。データ線6は縦方向に延伸した
形状に形成され、データ線6の一部であるソース6aは
コンタクトホール5aを介してポリシリコン膜からなる
半導体層1(左下がりの斜線部)のうち後述のソース領
域に電気的に接続されており、データ線6はソース6a
付近で、その幅が広くなるように形成されている。デー
タ線6と同層で形成されたドレイン6bはコンタクトホ
ール5bを介して半導体層1のうち後述のドレイン領域
に電気的に接続しており、更に、ドレイン6bはコンタ
クトホール8を介して画素電極9aと電気的接続されて
いる。また、半導体層1のうちチャネル領域に対向する
ように走査線3が配置され、走査線3はゲート電極とし
て機能し、本実施形態においては、半導体層1と走査線
3とが重なり合う箇所は2カ所となっており、ダブルゲ
ート構造となっている。尚、図面上、走査線3と半導体
層1とが平面的に重なる部分、即ちゲート電極に対応す
る位置の半導体層は走査線によって隠れ、図示されてい
ない。容量線3bは、走査線3に沿ってほぼ直線状に伸
び、データ線6と交差する箇所からデータ線6に沿って
突出した突出部を有し、この突出部にほぼ対応して半導
体層の一部が配置されている。容量線3bは、画素電極
9aの一部と平面的に重なり合い、この領域で容量を形
成し、更に、画素電極9aと容量を形成している。半導
体層1は、データ線6及び走査線3の下に延設されて、
同じくデータ線6及び走査線3に沿って伸びる容量線3
b部分に絶縁膜2を介して対向配置されて、容量を形成
している。
In FIG. 4, a plurality of transparent pixel electrodes 9a are provided in a matrix on the TFT array substrate of the liquid crystal device, and the data lines 6 and the scanning lines are arranged along the vertical and horizontal boundaries of the pixel electrodes 9a. 3 (dotted line) and the capacitance line 3b (dotted line) are provided. The data line 6 is formed in a shape extending in the vertical direction, and the source 6a, which is a part of the data line 6, is described later in the semiconductor layer 1 (a diagonally lower left portion) formed of a polysilicon film via the contact hole 5a. The data line 6 is electrically connected to the source region and the data line 6 is the source 6a.
It is formed so that its width becomes wider in the vicinity. The drain 6b formed in the same layer as the data line 6 is electrically connected to a later-described drain region of the semiconductor layer 1 through the contact hole 5b, and the drain 6b is further connected through the contact hole 8 to the pixel electrode. It is electrically connected to 9a. Further, the scanning line 3 is arranged so as to face the channel region of the semiconductor layer 1, and the scanning line 3 functions as a gate electrode. In the present embodiment, there are two overlapping portions of the semiconductor layer 1 and the scanning line 3. There are two places and it has a double gate structure. In the drawing, the portion where the scanning line 3 and the semiconductor layer 1 overlap in a plane, that is, the semiconductor layer at the position corresponding to the gate electrode is hidden by the scanning line and is not shown. The capacitance line 3b extends in a substantially linear shape along the scanning line 3 and has a protruding portion protruding along the data line 6 from a position intersecting with the data line 6, and the semiconductor layer substantially corresponds to the protruding portion. Some are located. The capacitance line 3b planarly overlaps with a part of the pixel electrode 9a, forms a capacitance in this region, and further forms a capacitance with the pixel electrode 9a. The semiconductor layer 1 is extended below the data lines 6 and the scanning lines 3,
Similarly, the capacitance line 3 extending along the data line 6 and the scanning line 3
The capacitor is formed by being opposed to the portion b via the insulating film 2.

【0049】次に図5の断面図に示すように、液晶装置
100は、TFTアレイ基板10と、これに対向配置さ
れる対向基板80との間に液晶層50を備えている。
Next, as shown in the cross-sectional view of FIG. 5, the liquid crystal device 100 includes a liquid crystal layer 50 between the TFT array substrate 10 and a counter substrate 80 arranged to face the TFT array substrate 10.

【0050】TFTアレイ基板10は、表示領域におい
ては、ガラス基板60上に酸化シリコンからなる下地膜
12、ポリシリコンからなる半導体層1が配置されてい
る。半導体層1上には、BHFによるエッチングレート
が4nm/秒以下の酸化ケイ素膜からなるゲート絶縁膜
2が配置されている。ゲート絶縁膜2上には、それぞれ
下からチタン層、アルミニウム・銅合金層、窒化チタン
層と積層された層構造の走査線3(図示せず)、走査線
の一部であるゲート電極3a、容量線3bが配置されて
いる。そして、走査線3、ゲート電極3a及び容量線3
bを覆うように絶縁膜4が配置されている。絶縁膜4上
には、同層で形成されたデータ線6、データ線6の一部
であるソース6a、ドレイン6bが配置されている。ソ
ース6aは、ゲート絶縁膜2、絶縁膜4に形成されたコ
ンタクトホール5aにより後述で説明する半導体層1の
ソース領域と電気的に接続され、ドレイン6bは、絶縁
膜4に形成されたコンタクトホール5bにより、後述で
説明する半導体層1のドレイン領域と電気的に接続され
る。更に、データ線6、ソース6a、ドレイン6bを覆
って層間絶縁膜7が配置され、層間絶縁膜7に形成され
たコンタクトホール8によりドレイン6bは、層間絶縁
膜7上に配置されるITO(Indium Tin Oxide)膜か
らなる画素電極9aと電気的に接続している。最後に、
画素電極を覆って、ポリイミドからなる配向膜16が配
置される。ここで、表示領域中のTFTの半導体層1
は、LDD(lightly doped drain)構造を有し、詳
細については後述する。
In the display area of the TFT array substrate 10, a base film 12 made of silicon oxide and a semiconductor layer 1 made of polysilicon are arranged on a glass substrate 60. A gate insulating film 2 made of a silicon oxide film having an etching rate of BHF of 4 nm / sec or less is arranged on the semiconductor layer 1. On the gate insulating film 2, a scanning line 3 (not shown) having a layer structure in which a titanium layer, an aluminum / copper alloy layer, and a titanium nitride layer are laminated from the bottom, a gate electrode 3a that is a part of the scanning line, The capacitance line 3b is arranged. Then, the scanning line 3, the gate electrode 3a, and the capacitance line 3
The insulating film 4 is arranged so as to cover b. On the insulating film 4, a data line 6 formed in the same layer, a source 6a which is a part of the data line 6, and a drain 6b are arranged. The source 6a is electrically connected to a source region of the semiconductor layer 1 described later by a contact hole 5a formed in the gate insulating film 2 and the insulating film 4, and the drain 6b is a contact hole formed in the insulating film 4. 5b electrically connects to the drain region of the semiconductor layer 1 described later. Further, the interlayer insulating film 7 is arranged so as to cover the data line 6, the source 6a and the drain 6b, and the drain 6b is formed on the interlayer insulating film 7 by the contact hole 8 formed in the interlayer insulating film 7. It is electrically connected to the pixel electrode 9a made of a tin oxide film. Finally,
An alignment film 16 made of polyimide is arranged so as to cover the pixel electrodes. Here, the semiconductor layer 1 of the TFT in the display area
Has an LDD (lightly doped drain) structure, which will be described in detail later.

【0051】また、TFTアレイ基板10の周辺駆動回
路領域においては、相補型トランジスタ構造が採用され
ている。図5に示すように、相補型トランジスタ構造
は、Nチャネル型TFT130a、Pチャネル型TFT
130bを有し、ガラス基板60上に配置された下地層
12上にNチャネル型の半導体層1、Pチャネル型の半
導体層1とが配置され、これらを覆うように、ゲート絶
縁膜であるゲート絶縁膜2が配置されている。ゲート絶
縁膜2上には半導体層のチャネル領域に相当する位置に
ゲート電極103が配置されている。更に、ゲート電極
103を覆って、絶縁膜4が配置され、絶縁膜4上に配
置されたソース電極106a、107a、ドレイン電極
106b、107bは、それぞれ、対応する半導体層1
のソース領域またはドレイン領域に電気的に接続してい
る。そして、これら相補型トランジスタ構造のTFT上
には層間絶縁膜7が配置されている。また、Nチャネル
TFTの半導体層はLDD構造を有している。
In the peripheral drive circuit area of the TFT array substrate 10, a complementary transistor structure is adopted. As shown in FIG. 5, the complementary transistor structure includes an N-channel TFT 130a and a P-channel TFT.
130b, the N-channel type semiconductor layer 1 and the P-channel type semiconductor layer 1 are arranged on the underlying layer 12 arranged on the glass substrate 60, and the gate, which is a gate insulating film, covers these. The insulating film 2 is arranged. The gate electrode 103 is arranged on the gate insulating film 2 at a position corresponding to the channel region of the semiconductor layer. Further, the insulating film 4 is arranged so as to cover the gate electrode 103, and the source electrodes 106a and 107a and the drain electrodes 106b and 107b arranged on the insulating film 4 respectively correspond to the corresponding semiconductor layer 1.
Is electrically connected to the source region or the drain region of the. Then, the interlayer insulating film 7 is arranged on the TFT having the complementary transistor structure. The semiconductor layer of the N-channel TFT has an LDD structure.

【0052】他方、対向基板80は、ガラス基板20上
にマトリクス状に形成された遮光膜23、これを覆って
順次形成されたITO膜からなる対向電極21、ポリイ
ミドからなる配向膜16とから構成されている。
On the other hand, the counter substrate 80 is composed of a light-shielding film 23 formed in a matrix on the glass substrate 20, a counter electrode 21 made of an ITO film and sequentially formed to cover the light-shielding film 23, and an alignment film 16 made of polyimide. Has been done.

【0053】次にTFTアレイ基板の製造方法について
図6〜図14を用いて説明する。図6〜図14は、表示
領域及び周辺回路領域における断面であり、表示領域は
図4の線A−A'で切断したときの断面である。
Next, a method of manufacturing the TFT array substrate will be described with reference to FIGS. 6 to 14 are cross sections in the display region and the peripheral circuit region, and the display region is a cross section taken along the line AA 'in FIG.

【0054】まず、図6(a)に示すように、ガラス基
板60上に、PE(plasma enhanced)CVD法または
ECR(electron cyclotron resonance)CVD法に
より、下地膜12として、SiO2膜を200〜500
nm程度の厚みで形成する。この下地膜は、ガラス基板
60表面の汚れやガラス基板中に含まれる不純物等がT
FT30の特性の劣化を引き起こすことを防止する機能
を有する。
First, as shown in FIG. 6A, a SiO 2 film of 200 to 200 is formed as a base film 12 on a glass substrate 60 by PE (plasma enhanced) CVD method or ECR (electron cyclotron resonance) CVD method. 500
It is formed with a thickness of about nm. This base film is free from impurities such as dirt on the surface of the glass substrate 60 and impurities contained in the glass substrate.
It has a function of preventing deterioration of the characteristics of the FT 30.

【0055】次に、図6(b)に示すように、PECV
D法またはLP(low pressure)CVD法により、下
地膜上にa−Si膜401aを30〜100nm程度の
厚みで積層する。
Next, as shown in FIG. 6B, PECV
An a-Si film 401a is laminated on the base film with a thickness of about 30 to 100 nm by the D method or the LP (low pressure) CVD method.

【0056】次に、図6(c)に示すように、a−Si
膜にKrFまたはXeClなどのエキシマレーザ光を3
00〜600mJ/cm2照射することにより、a−S
i膜を結晶化させ、p−Si膜401bを得る。エキシ
マレーザ光の照射強度、照射時間などはa−Si膜の膜
厚、膜質などにより適宜調整する。本実施形態において
は、レーザアニールにより低温で、ポリシリコン層を得
ることができるため、基板としてシリコン基板よりも安
価なガラス基板を採用することができる。
Next, as shown in FIG. 6C, a-Si
Excimer laser light such as KrF or XeCl is applied to the film 3 times.
By irradiating with 0 to 600 mJ / cm2, aS
The i film is crystallized to obtain a p-Si film 401b. The irradiation intensity and irradiation time of the excimer laser light are appropriately adjusted depending on the film thickness and film quality of the a-Si film. In this embodiment, since the polysilicon layer can be obtained at a low temperature by laser annealing, a glass substrate that is cheaper than a silicon substrate can be used as the substrate.

【0057】次に、図6(d)に示すように、表示領域
及び周辺駆動回路領域のそれぞれのTFTの半導体層に
相当する形状にレジスト膜402を形成する。
Next, as shown in FIG. 6D, a resist film 402 is formed in a shape corresponding to the semiconductor layer of the TFT in each of the display area and the peripheral drive circuit area.

【0058】次に、図7(a)に示すように、レジスト
膜402をマスクとして、p−Si膜401bを塩素系
ガスを用いてRIE(reactive ion etching)により、
エッチングし、p−Si層1を形成する。尚、RIEの
ようなドライエッチング以外に、弗硝酸を用いてエッチ
ングするなど薬液を用いるウエットエッチングを使用す
ることもできる。
Next, as shown in FIG. 7A, the p-Si film 401b is subjected to RIE (reactive ion etching) using a chlorine-based gas with the resist film 402 as a mask.
Etching is performed to form the p-Si layer 1. In addition to dry etching such as RIE, wet etching using a chemical solution such as etching using hydrofluoric nitric acid can also be used.

【0059】次に図7(b)に示すように、レジスト膜
402を剥離後、図7(c)に示すように、PECVD
法により、TEOS(テトラエチルオルソシリケート)
を原料ガスとして、50〜120nmの膜厚、ここでは
75nmの膜厚の酸化ケイ素膜からなるゲート絶縁膜2
を基板全面に形成する。このゲート絶縁膜2はBHFに
対するエッチングレートが約3.5nm/秒であった。
Next, as shown in FIG. 7B, after removing the resist film 402, PECVD is performed as shown in FIG. 7C.
By the method, TEOS (tetraethyl orthosilicate)
Using as a source gas, a gate insulating film 2 made of a silicon oxide film having a thickness of 50 to 120 nm, here 75 nm.
Is formed on the entire surface of the substrate. The gate insulating film 2 had an etching rate for BHF of about 3.5 nm / sec.

【0060】次に図7(d)に示すように、表示領域の
半導体層1のうち、容量として機能する領域に対応する
部分が除去された形状のレジスト膜403を形成する。
そして、このレジスト膜403をマスクにし、イオン注
入法により、不純物としてリンイオンを5×1014〜1
16個/cm2のドーズ量にて、半導体層1に注入し、
容量電極1fを形成する。注入後、レジスト膜403を
剥離する。
Next, as shown in FIG. 7D, a resist film 403 having a shape in which a portion of the semiconductor layer 1 in the display region corresponding to the region functioning as a capacitor is removed is formed.
Then, with the resist film 403 used as a mask, phosphorus ions of 5 × 10 14 to 1 as impurities are formed by an ion implantation method.
Implanted into the semiconductor layer 1 at a dose of 0 16 pieces / cm 2 ,
The capacitance electrode 1f is formed. After the implantation, the resist film 403 is peeled off.

【0061】その酸化ケイ素膜を浸食しにくい洗浄液を
用いて洗浄した。ここで、洗浄液としては希フッ化水素
などの酸化ケイ素膜浸食性液は用いずに、浸食性の低い
アルカリ系、硫酸系などの洗浄液を用いることが好まし
く、これにより後に成膜するチタン膜の配向性を維持す
ることができる。
The silicon oxide film was cleaned with a cleaning liquid that is resistant to corrosion. Here, as the cleaning liquid, it is preferable to use a cleaning liquid such as an alkali-based or sulfuric acid-based liquid having low corrosiveness, without using a silicon oxide film corrosive liquid such as dilute hydrogen fluoride. The orientation can be maintained.

【0062】次に、図8(a)に示すように、ゲート絶
縁膜2上に、スパッタリング法によりチタン膜34、ア
ルミニウム・銅合金膜35、窒化チタン膜36を順次積
層して成膜する。
Next, as shown in FIG. 8A, a titanium film 34, an aluminum / copper alloy film 35, and a titanium nitride film 36 are sequentially deposited on the gate insulating film 2 by a sputtering method.

【0063】次に、図8(b)に示すように、走査線、
ゲート電極、容量線に相当する形状のレジスト膜404
を形成する。これをマスクとして、図8(c)に示すよ
うに、弗素系または塩素系ガスを用いて、RIE法によ
りチタン膜34、アルミニウム・銅合金膜35、窒化チ
タン膜36をエッチングする。エッチング後、レジスト
膜404を剥離して、図9(a)に示すように、下層が
チタン層、上層がアルミニウム・銅合金層からなる積層
構造に窒化チタン層が積層された3層構造の、走査線
3、ゲート電極3a、103、容量線3bを得る。
Next, as shown in FIG. 8B, scanning lines,
Resist film 404 having a shape corresponding to the gate electrode and the capacitance line
To form. Using this as a mask, as shown in FIG. 8C, the titanium film 34, the aluminum-copper alloy film 35, and the titanium nitride film 36 are etched by RIE using a fluorine-based or chlorine-based gas. After etching, the resist film 404 is peeled off, and as shown in FIG. 9A, a three-layer structure in which a titanium nitride layer is laminated in a laminated structure in which a lower layer is a titanium layer and an upper layer is an aluminum / copper alloy layer, The scanning line 3, the gate electrodes 3a and 103, and the capacitance line 3b are obtained.

【0064】次に、図9(b)に示すように、表示領域
を全て覆い、かつ周辺回路領域のPチャネル型のTFT
となる半導体層に対応した位置のみレジストが除去され
たレジスト膜405を形成する。この後、レジスト膜4
05とPチャネル型のTFTに対応するゲート電極10
3をマスクとして、半導体膜1に5×1014〜1016
/cm2のボロンイオンをイオン注入法により注入し、
ゲート電極103に対して自己整合したチャネル領域1
a、ソース・ドレイン領域1g、1hを有する半導体層
1を得る。
Next, as shown in FIG. 9B, a P-channel type TFT covering the entire display area and in the peripheral circuit area.
A resist film 405 is formed by removing the resist only at the position corresponding to the semiconductor layer to be formed. After this, the resist film 4
05 and a gate electrode 10 corresponding to a P-channel TFT
3 is used as a mask, 5 × 10 14 to 10 16 / cm 2 of boron ions are implanted into the semiconductor film 1 by an ion implantation method,
Channel region 1 self-aligned with gate electrode 103
A semiconductor layer 1 having a and source / drain regions 1g and 1h is obtained.

【0065】次に、図9(c)に示すように、レジスト
膜405を(剥離液名)により剥離する。
Next, as shown in FIG. 9C, the resist film 405 is stripped by (name of stripping solution).

【0066】その後、図9(d)に示すように、周辺回
路領域のPチャネル型TFTとなる半導体層に対応した
位置にレジスト膜406を形成する。次に、このレジス
ト膜406と、ゲート電極3a、Nチャネル型TFTに
対応するゲート電極103、容量線3bをマスクとし
て、半導体層1に1×1013〜2×1014個/cm2の
リンイオンをイオン注入法により注入する。これによ
り、周辺回路領域では、ゲート電極103に対して自己
整合したチャネル領域1a、後に形成される高濃度ソー
ス領域、高濃度ドレイン領域よりも不純物濃度の低い低
濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1cを有する
Nチャネル型TFTに対応する半導体層1を得る。ま
た、表示領域においては、2カ所のチャネル領域1a
(片方のみ図示)、この2カ所のチャネル領域を挟むよ
うに形成され、後に形成する高濃度ソース領域、高濃度
ドレイン領域よりも不純物濃度の低い低濃度ソース領域
1b、低濃度ドレイン領域1cを有する半導体1を得
る。
After that, as shown in FIG. 9D, a resist film 406 is formed at a position corresponding to the semiconductor layer to be the P-channel TFT in the peripheral circuit region. Next, using the resist film 406, the gate electrode 3a, the gate electrode 103 corresponding to the N-channel TFT, and the capacitance line 3b as a mask, 1 × 10 13 to 2 × 10 14 phosphorus ions / cm 2 are applied to the semiconductor layer 1. Implant by the ion implantation method. As a result, in the peripheral circuit region, the channel region 1a self-aligned with the gate electrode 103, the high-concentration source region formed later, the low-concentration source region 1b having a lower impurity concentration than the high-concentration drain region, and the low-concentration drain region are formed. The semiconductor layer 1 corresponding to the N-channel TFT having 1c is obtained. Also, in the display area, two channel areas 1a are provided.
(Only one is shown), which has a high-concentration source region, a low-concentration source region 1b having a lower impurity concentration than the high-concentration drain region, and a low-concentration drain region 1c which are formed so as to sandwich these two channel regions. The semiconductor 1 is obtained.

【0067】次に、剥離液によりレジスト膜406を剥
離する。その後、図10(a)に示すように、レジスト
膜407を形成する。図に示すように、レジスト膜40
7は、周辺駆動回路領域のNチャネル型TFTのゲート
電極103と表示領域中のゲート電極3aのそれぞれの
周辺部を覆い、かつPチャネル型TFTの半導体層を覆
う形状を有している。次に、レジスト膜407をマスク
として、半導体層1に5×1014〜1016個/cm2
ドーズ量にてリンイオンをイオン注入法により注入す
る。この後、レジスト膜407を剥離する。これによ
り、図10(b)に示すように、低濃度ソース領域1
b、低濃度ドレイン領域1cよりも高い不純物濃度を有
する高濃度ソース領域1d、高濃度ドレイン領域1eを
有する半導体層を得ることができる。従って、表示領域
中のTFTと周辺駆動回路領域のNチャネル型TFTは
LDD構造を有する半導体層となる。
Next, the resist film 406 is peeled off with a peeling solution. After that, as shown in FIG. 10A, a resist film 407 is formed. As shown in the figure, the resist film 40
Reference numeral 7 has a shape that covers the peripheral portions of the gate electrode 103 of the N-channel TFT in the peripheral drive circuit area and the gate electrode 3a in the display area, and also covers the semiconductor layer of the P-channel TFT. Then, using the resist film 407 as a mask, phosphorus ions are implanted into the semiconductor layer 1 by an ion implantation method at a dose amount of 5 × 10 14 to 10 16 / cm 2 . After that, the resist film 407 is peeled off. As a result, as shown in FIG. 10B, the low concentration source region 1
b, a semiconductor layer having a high-concentration source region 1d having a higher impurity concentration than the low-concentration drain region 1c and a high-concentration drain region 1e can be obtained. Therefore, the TFT in the display area and the N-channel TFT in the peripheral drive circuit area are semiconductor layers having an LDD structure.

【0068】次に、図10(c)に示すように、ゲート
電極103、3a、容量線3bを覆うように、PECV
D法により、原料ガスとしてTEOSとオゾンガスを用
いて、1500nmの厚みのSiO2からなる絶縁膜4
を形成する。この後、不純物イオンを活性化させるた
め、400℃の温度条件で活性化加熱処理(活性化アニ
ール処理)を行う。
Next, as shown in FIG. 10C, PECV is performed so as to cover the gate electrodes 103, 3a and the capacitance line 3b.
Insulating film 4 made of SiO 2 and having a thickness of 1500 nm by TE method using TEOS and ozone gas as source gases
To form. After that, in order to activate the impurity ions, activation heat treatment (activation annealing treatment) is performed under a temperature condition of 400 ° C.

【0069】次に、図10(d)に示すように、周辺回
路領域の各TFTのソース・ドレイン領域と後に形成さ
れるソース・ドレインとを接続するためのコンタクトホ
ール及び、表示領域のTFTのソース領域と後に形成さ
れるソースとを接続するためのコンタクトホール、表示
領域のTFTのドレイン領域と後に形成されるドレイン
とを接続するためのコンタクトホールに相当する形状に
パターニングされたレジスト膜409を形成する。
Next, as shown in FIG. 10D, contact holes for connecting the source / drain regions of the respective TFTs in the peripheral circuit region to the source / drain regions to be formed later, and the TFTs in the display region. A resist film 409 patterned into a shape corresponding to a contact hole for connecting a source region and a source formed later and a contact hole for connecting a drain region of a TFT in the display region and a drain formed later is formed. Form.

【0070】図11(a)に示すように、レジスト膜4
09をマスクとして、絶縁膜4をエッチングして、コン
タクトホール5、5a、5bを形成する。その後、レジ
スト膜409を剥離して、図11(b)の構造を得る。
As shown in FIG. 11A, the resist film 4
The insulating film 4 is etched using 09 as a mask to form contact holes 5, 5a, 5b. After that, the resist film 409 is peeled off to obtain the structure of FIG.

【0071】次に、図11(c)に示すように、絶縁膜
4上に、PVD法により300〜1000nmの膜厚の
アルミニウム・チタニウム膜410を形成する。更に、
図11(d)に示すように、アルミニウム膜・チタニウ
ム膜410上に、データ線、ソース、ドレインに相当す
る箇所が除去された形状のレジスト膜411を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 11C, an aluminum / titanium film 410 having a film thickness of 300 to 1000 nm is formed on the insulating film 4 by the PVD method. Furthermore,
As shown in FIG. 11D, on the aluminum film / titanium film 410, a resist film 411 having a shape in which the portions corresponding to the data lines, the sources, and the drains are removed is formed.

【0072】次に、図12(a)に示すように、レジス
ト膜411をマスクとしてアルミニウム・チタニウム膜
410を塩素系ガスを用いてRIE法によりエッチング
後、レジスト膜411を剥離する。これにより、図12
(b)に示すように、周辺回路領域では、Nチャネル型
TFT及びPチャネル型TFTの半導体層のソース領
域、ドレイン領域にそれぞれ電気的に接続したソース電
極106a、107a、ドレイン電極106b、107
bを得る。表示領域においては、半導体層のソース領
域、ドレイン領域にそれぞれ電気的に接続されたソース
電極6aを兼ねるデータ線6、ドレイン電極6bを得
る。
Next, as shown in FIG. 12A, the aluminum / titanium film 410 is etched by RIE using a chlorine-based gas with the resist film 411 as a mask, and then the resist film 411 is removed. As a result, FIG.
As shown in (b), in the peripheral circuit region, source electrodes 106a and 107a and drain electrodes 106b and 107 electrically connected to the source region and the drain region of the semiconductor layers of the N-channel TFT and the P-channel TFT, respectively.
get b. In the display region, the data line 6 and the drain electrode 6b which also function as the source electrode 6a and are electrically connected to the source region and the drain region of the semiconductor layer are obtained.

【0073】次に図12(c)に示すように、ソース電
極、ドレイン電極、データ線を覆って層間絶縁膜7をT
EOSと酸素ガスとの混合ガスを原料ガスとしてPEC
VD法により形成する。ここで、層間絶縁膜7の成膜方
法としては、常圧CVD法を用いてもよく、また、原料
ガスとして、TEOSとオゾンガスの混合ガス、または
SiH4と酸素ガスの混合ガスを用いてもよい。また、
無機膜だけでなく、アクリル系などの有機膜を用いるこ
ともでき、この場合、無機膜と比較して膜厚の厚い膜を
得やすいため、平坦化膜としても用いることができる。
Next, as shown in FIG. 12C, an interlayer insulating film 7 is formed on the source electrode, the drain electrode, and the data line to form a T film.
PEC using a mixed gas of EOS and oxygen gas as a source gas
It is formed by the VD method. Here, as a method for forming the interlayer insulating film 7, an atmospheric pressure CVD method may be used, and as a raw material gas, a mixed gas of TEOS and ozone gas or a mixed gas of SiH 4 and oxygen gas may be used. Good. Also,
Not only an inorganic film, but also an organic film such as an acrylic film can be used. In this case, a film having a larger film thickness than that of an inorganic film can be easily obtained, so that it can be used as a flattening film.

【0074】次に図12(d)に示すように、層間絶縁
膜7上に、ドレイン6bと後に形成する画素電極とを接
続するコンタクトホールに対応した箇所のレジストが除
去されたレジスト膜413を形成する。その後、図13
(a)に示すように、レジスト膜413をマスクとして
層間絶縁膜7をRIE法またはウエットエッチング法な
どによりエッチングし、レジスト膜413を剥離して、
図13(b)に示すように、コンタクトホール8を有す
る層間絶縁膜7を得る。
Next, as shown in FIG. 12D, a resist film 413 is formed on the interlayer insulating film 7 in which the resist is removed at a portion corresponding to a contact hole connecting the drain 6b and a pixel electrode to be formed later. Form. After that, FIG.
As shown in (a), the interlayer insulating film 7 is etched by the RIE method or the wet etching method using the resist film 413 as a mask, and the resist film 413 is peeled off.
As shown in FIG. 13B, the interlayer insulating film 7 having the contact holes 8 is obtained.

【0075】次に、図13(c)に示すように、層間絶
縁膜7上に、スパッタ法により50〜200nm程度の
厚みのITO膜414を成膜する。その後、図14
(a)に示すように、ITO膜414上に画素電極形状
に対応したレジスト膜415を形成し、これをマスクと
してITO膜414を、王水系またはHBrにてウエッ
トエッチングするか、またはCH4またはHI等のガス
を用いてRIE法によるドライエッチングをすることに
より、図14(b)に示すように、画素電極9aを得
る。
Next, as shown in FIG. 13C, an ITO film 414 having a thickness of about 50 to 200 nm is formed on the interlayer insulating film 7 by the sputtering method. After that, FIG.
As shown in (a), a resist film 415 corresponding to the pixel electrode shape is formed on the ITO film 414, and the ITO film 414 is wet-etched with aqua regia or HBr by using this, or CH 4 or By dry etching by RIE using a gas such as HI, a pixel electrode 9a is obtained as shown in FIG. 14B.

【0076】上述のように、本実施形態においては、チ
タン層とアルミニウム・銅合金層の積層構造を有する配
線を形成する際に、配線の下層に位置する酸化ケイ素膜
の膜質を限定することにより、チタン膜の結晶構造を制
御し、このチタン膜を下地とするアルミニウム・銅合金
膜の結晶構造をヒロック発生を抑制するような結晶構造
とすることができる。これにより、欠陥のない薄膜トラ
ンジスタを得ることができ、また走査線とデータ線との
短絡を防止するため、表示欠陥のない、表示特性の良い
液晶装置を得ることができる。
As described above, in this embodiment, when the wiring having the laminated structure of the titanium layer and the aluminum / copper alloy layer is formed, the film quality of the silicon oxide film located below the wiring is limited. By controlling the crystal structure of the titanium film, the crystal structure of the aluminum / copper alloy film on which the titanium film is formed can be made a crystal structure that suppresses hillock generation. Accordingly, a thin film transistor without defects can be obtained, and a short circuit between the scan line and the data line is prevented, so that a liquid crystal device with no display defect and excellent display characteristics can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施形態の電極基板の縦断面図を示す。FIG. 1 shows a vertical sectional view of an electrode substrate according to an embodiment.

【図2】 実施形態の電極基板の製造プロセスを順に追
って示す工程図である。
2A to 2D are process diagrams sequentially showing a manufacturing process of the electrode substrate of the embodiment.

【図3】 実施形態の液晶装置における画像形成領域を
構成するマトリクス状の複数の画素に設けられた各種素
子、配線等の等価回路である。
FIG. 3 is an equivalent circuit of various elements, wirings and the like provided in a plurality of matrix-shaped pixels forming an image forming area in the liquid crystal device of the embodiment.

【図4】 実施形態の液晶装置の表示領域におけるデー
タ線、走査線、画素電極、が形成されたTFTアレイ基
板の平面図である。
FIG. 4 is a plan view of a TFT array substrate on which a data line, a scanning line, and a pixel electrode are formed in a display area of the liquid crystal device of the embodiment.

【図5】 実施形態の液晶装置の周辺回路領域、表示領
域それぞれにおける縦断面図を示し、表示領域における
縦断面図は図4の線A−A’で切断したときの断面図で
ある。
5 is a vertical cross-sectional view of each of a peripheral circuit region and a display region of the liquid crystal device of the embodiment, which is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.

【図6】 実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の製
造プロセスを順を追って示す工程図(その1)である。
FIG. 6 is a process chart (1) sequentially showing a manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device of the embodiment.

【図7】 実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の製
造プロセスを順を追って示す工程図(その2)である。
FIG. 7 is a process diagram (No. 2) sequentially showing the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device of the embodiment.

【図8】 実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の製
造プロセスを順を追って示す工程図(その3)である。
FIG. 8 is a process chart (No. 3) sequentially showing the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device of the embodiment.

【図9】 実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の製
造プロセスを順を追って示す工程図(その4)である。
FIG. 9 is a process chart (No. 4) sequentially showing the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device of the embodiment.

【図10】 実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の
製造プロセスを順を追って示す工程図(その5)であ
る。
FIG. 10 is a step diagram (5) sequentially showing the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device of the embodiment.

【図11】 実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の
製造プロセスを順を追って示す工程図(その6)であ
る。
FIG. 11 is a process chart (sixth) sequentially showing the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device of the embodiment.

【図12】 実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の
製造プロセスを順を追って示す工程図(その7)であ
る。
FIG. 12 is a process chart (No. 7) sequentially showing the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device of the embodiment.

【図13】 実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の
製造プロセスを順を追って示す工程図(その8)であ
る。
FIG. 13 is a process chart (No. 8) that sequentially shows the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device of the embodiment.

【図14】 実施形態の液晶装置のTFTアレイ基板の
製造プロセスを順を追って示す工程図(その9)であ
る。
FIG. 14 is a process chart (9) showing the manufacturing process of the TFT array substrate of the liquid crystal device of the embodiment step by step.

【図15】 酸化ケイ素膜の膜質の違いによるチタン膜
の結晶状態の違いを示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a difference in crystal state of a titanium film due to a difference in film quality of a silicon oxide film.

【図16】 酸化ケイ素膜の膜質の違いによるチタン膜
及びアルミニウム・銅合金積層膜の結晶状態の違いを示
す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a difference in crystal state between a titanium film and an aluminum / copper alloy laminated film due to a difference in film quality of a silicon oxide film.

【図17】 酸化ケイ素膜の膜質の違いによるチタン
膜、アルミニウム・銅合金積層膜の表面粗さの違いを示
す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a difference in surface roughness of a titanium film and an aluminum / copper alloy laminated film due to a difference in film quality of a silicon oxide film.

【図18】 本発明を適用した配線膜の熱処理後の状態
を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a state after heat treatment of a wiring film to which the present invention has been applied.

【図19】 チタン膜の膜厚の違いによる積層膜の表面
状態の違いを示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a difference in surface state of a laminated film due to a difference in film thickness of a titanium film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体層 2…ゲート絶縁膜 3…走査線 3a…ゲート電極 4…絶縁膜 6…データ線 6a…ソース電極 7…層間絶縁膜 9a…画素電極 33…配線 34…チタン膜 35…アルミニウム・銅合金膜 36…窒化チタン膜 60…基板 1 ... Semiconductor layer 2 ... Gate insulating film 3 ... Scan line 3a ... Gate electrode 4 ... Insulating film 6 ... Data line 6a ... Source electrode 7 ... Interlayer insulating film 9a ... Pixel electrode 33 ... Wiring 34 ... Titanium film 35 ... Aluminum / copper alloy film 36 ... Titanium nitride film 60 ... Substrate

───────────────────────────────────────────────────── 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 29/786 H01L 29/58 G Fターム(参考) 2H090 HC12 JC07 LA01 LA03 LA04 2H092 GA11 JA24 JA34 JA37 JA46 MA05 MA07 MA28 MA30 NA16 NA25 PA01 PA02 PA06 4M104 AA01 AA08 BB01 BB02 BB14 BB36 BB37 CC01 CC05 DD08 DD09 DD16 DD20 DD26 DD33 DD37 DD43 DD64 DD65 DD78 DD81 FF13 GG09 GG10 GG14 GG19 GG20 HH12 HH20 5F033 HH09 HH10 HH18 HH33 HH38 JJ01 JJ10 JJ38 KK04 KK10 LL07 MM08 PP06 PP14 PP15 QQ08 QQ09 QQ10 QQ13 QQ19 QQ37 QQ59 QQ65 QQ73 QQ74 RR04 RR21 RR22 SS02 SS04 SS11 SS15 TT02 TT04 VV15 WW00 WW02 XX01 XX16 XX31 5F110 AA26 BB02 BB04 CC02 DD02 DD13 EE01 EE03 EE04 EE06 EE11 EE15 EE44 FF02 FF30 FF36 GG02 GG13 GG25 GG45 GG47 HJ01 HJ04 HJ13 HJ23 HL03 HL04 HL11 HL23 HM12 HM15 NN03 NN23 NN27 NN35 NN72 NN73 PP03 QQ11 QQ19─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 29/786 H01L 29/58 GF term (reference) 2H090 HC12 JC07 LA01 LA03 LA04 2H092 GA11 JA24 JA34 JA37 JA46 MA05 MA07 MA28 MA30 NA16 NA25 PA01 PA02 PA06 4M104 AA01 AA08 BB01 BB02 BB14 BB36 BB37 CC01 CC05 DD08 DD09 DD16 DD20 DD26 DD33 DD37 DD43 DD64 DD65 DD78 DD81 FF13 GG09 GG10 GG14 GG14 GG14 GG10 GG14 GG10 HG10 H38 MM08 PP06 PP14 PP15 QQ08 QQ09 QQ10 QQ13 QQ19 QQ37 QQ59 QQ65 QQ73 QQ74 RR04 RR21 RR22 SS02 SS04 SS11 SS15 TT02 TT04 VV15 WW00 WW02 XX01 EE45 FF16 EE30 FF16 BB11 CC04 DD02 BB04 CC04 DD02 CC02 DD02 BB04 CC04 DD02 GG47 HJ01 HJ04 HJ13 HJ23 HL03 HL04 HL11 HL23 HM12 HM15 NN03 NN23 NN27 NN35 NN72 NN73 PP03 QQ11 QQ19

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成された結晶方位面(00
2)に優先配向したチタン層と、前記チタン層上に形成
されることで結晶方位面(111)に優先配向したアル
ミニウムを含む層とを積層した配線を具備することを特
徴とする基板。
1. A crystal orientation plane (00) formed on a substrate.
2. A substrate comprising: a wiring in which a titanium layer preferentially oriented in 2) and a layer containing aluminum preferentially oriented in a crystal orientation plane (111) formed on the titanium layer are laminated.
【請求項2】 前記アルミニウムを含む層上に立方晶系
窒化チタンを積層していることを特徴とする請求項1に
記載の基板。
2. The substrate according to claim 1, wherein cubic titanium nitride is laminated on the layer containing aluminum.
【請求項3】 前記基板上には、前記配線からなる第1
配線と、該第1配線上で絶縁膜を介して交差する第2配
線とが配置されてなることを特徴とする請求項1または
請求項2に記載の基板。
3. A first wiring comprising the wiring on the substrate.
The substrate according to claim 1 or 2, wherein a wiring and a second wiring intersecting the first wiring via an insulating film are arranged.
【請求項4】 前記基板上にはチャネル領域を有する半
導体層と、前記チャネル領域に相対した位置において前
記配線と同層で形成されたゲート電極を具備することを
特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載
の電気光学装置用基板。
4. A semiconductor layer having a channel region on the substrate, and a gate electrode formed in the same layer as the wiring at a position facing the channel region. Item 4. The electro-optical device substrate according to any one of items 3.
【請求項5】 基板上に配置されたチャネル領域を有す
る半導体層と、前記チャネル領域に相対して配置され
た、結晶方位面(002)に優先配向したチタン層と、
前記チタン層上に形成されることで結晶方位面(11
1)に優先配向したアルミニウムを含む層を積層して形
成されたゲート電極とを具備することを特徴とする電気
光学装置用基板。
5. A semiconductor layer having a channel region arranged on a substrate, and a titanium layer arranged opposite to the channel region and preferentially oriented in a crystal orientation plane (002).
By being formed on the titanium layer, the crystal orientation plane (11
A substrate for an electro-optical device, comprising: a gate electrode formed by laminating a layer containing aluminum preferentially oriented in 1).
【請求項6】 前記ゲート電極は、前記アルミニウムを
含む層上に、立方晶系窒化チタンが積層されていること
を特徴とする請求項5に記載の電気光学装置用基板。
6. The substrate for an electro-optical device according to claim 5, wherein the gate electrode is formed by stacking cubic titanium nitride on a layer containing aluminum.
【請求項7】 前記チタン層は40nm以上の膜厚を有
することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか
一項に記載の基板。
7. The substrate according to claim 1, wherein the titanium layer has a film thickness of 40 nm or more.
【請求項8】 請求項1から請求項7のいずれか一項に
記載の基板を有することを特徴とする電気光学装置。
8. An electro-optical device comprising the substrate according to claim 1.
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WO2024019059A1 (en) * 2022-07-19 2024-01-25 国立大学法人大阪大学 Inorganic structure and method for producing inorganic structure

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