JP2006313231A - Array substrate and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチング素子および画素電極を有するアレイ基板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an array substrate having switching elements and pixel electrodes, and a method for manufacturing the same.
従来、この種のアレイ基板を備えた液晶表示装置としては、ガラス基板上にアンダーコート層が積層され、このアンダーコート層上に各画素に対向して薄膜トランジスタ(TFT)が設けられ、この薄膜トランジスタ上に層間膜が積層されている。そして、この層間膜には薄膜トランジスタのドレイン電極に連通したコンタクトホールが設けられており、このコンタクトホールを含む層間膜上に信号線が積層されて、この信号線が薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続されている。また、この信号線を覆う層間膜上に保護膜が積層されており、この保護膜には信号線に連通した開口部が設けられている。そして、この開口部を含む保護膜上に画素電極が積層されており、この画素電極が開口部を介して信号線に電気的に接続されている。 Conventionally, as a liquid crystal display device including this type of array substrate, an undercoat layer is laminated on a glass substrate, and a thin film transistor (TFT) is provided on the undercoat layer so as to face each pixel. An interlayer film is laminated on the substrate. The interlayer film has a contact hole communicating with the drain electrode of the thin film transistor. A signal line is stacked on the interlayer film including the contact hole, and the signal line is electrically connected to the drain electrode of the thin film transistor. It is connected. Further, a protective film is laminated on the interlayer film covering the signal line, and the protective film is provided with an opening communicating with the signal line. A pixel electrode is stacked on the protective film including the opening, and the pixel electrode is electrically connected to the signal line through the opening.
ここで、この信号線としては、低抵抗のアルミ系配線、例えばアルミニウム(Al)や、アルミニウム−ネオジウム(Nd)などのアルミニウム系合金が用いられている。ところが、この信号線をアルミニウムやアルミニウム系合金のみにて構成したアルミニウム系独立配線とした場合には、この信号線と薄膜トランジスタのドレイン電極との電気的な接続部分において、この薄膜トランジスタのポリシリコンにて構成された半導体層が反応してしまうと、画素電極とも反応してしまう。このため、この種の信号線としては、アルミニウム系材料の上下を、例えばモリブデン(Mo)などの他の金属材料で覆って挟み込んだ多層配線構造(Mo/AlNd/Mo)が用いられている。 Here, as this signal line, a low-resistance aluminum-based wiring, for example, an aluminum-based alloy such as aluminum (Al) or aluminum-neodymium (Nd) is used. However, when this signal line is an aluminum-based independent wiring composed only of aluminum or an aluminum-based alloy, the polysilicon of the thin film transistor is used at the electrical connection between the signal line and the drain electrode of the thin film transistor. If the configured semiconductor layer reacts, the pixel electrode also reacts. For this reason, a multilayer wiring structure (Mo / AlNd / Mo) in which the upper and lower surfaces of an aluminum-based material are covered with another metal material such as molybdenum (Mo) and sandwiched between them is used as this type of signal line.
そして、この多層配線構造の信号線では、アレイ基板上の画素の集積度が低ければ、いわゆるウエットエッチングでパターニングしても寸法精度的に問題ないが、液晶表示装置の高精細化に伴う信号線パターンの微細度や集積化の向上を考慮した場合には、信号線をウエットエッチングにてパターニングするには限界がある。このため、この信号線を、いわゆるドライエッチングにてパターニングして微細化する必要がある。 With this signal line with a multilayer wiring structure, if the degree of integration of the pixels on the array substrate is low, there is no problem in dimensional accuracy even if patterning is performed by so-called wet etching. When considering the fineness of the pattern and the improvement in integration, there is a limit to patterning the signal line by wet etching. For this reason, it is necessary to refine the signal line by patterning by so-called dry etching.
さらに、この種のドライエッチングが可能な信号線としては、アルミニウムの上下がチタン(Ti)にて積層されたTi/Al/Ti積層構造がある。そして、このTi/Al/Ti積層構造の信号線は、この信号線を構成するチタンおよびアルミニウムのそれぞれが塩素系ガスに対する反応生成物の蒸気圧が高い。一方、Mo/AlNd/Mo多層配線構造の信号線は、この信号線中のネオジウムの反応塩化物または反応フッ化物の蒸気圧が低いから、ドライエッチングには適していない。したがって、この種の信号線をドライエッチングするためには、この信号線をTi/Al/Ti積層構造にせざるを得ない。 Further, as a signal line capable of this kind of dry etching, there is a Ti / Al / Ti laminated structure in which the upper and lower surfaces of aluminum are laminated with titanium (Ti). And the signal line of this Ti / Al / Ti laminated structure has a high vapor pressure of the reaction product with respect to chlorine gas in each of titanium and aluminum which constitute this signal line. On the other hand, the signal line of the Mo / AlNd / Mo multilayer wiring structure is not suitable for dry etching because the vapor pressure of the reaction chloride or reaction fluoride of neodymium in the signal line is low. Therefore, in order to dry-etch this type of signal line, this signal line has to be a Ti / Al / Ti laminated structure.
ところが、この種のTi/Al/Ti積層構造の信号線は、この信号線中のチタンが酸化されやすく、このチタン膜中または表面には単位体積当たり、チタン原子が1018以上1019以下個に対して酸素原子(O)が1021以上1022個も存在するので、このチタン膜の表面に強固なチタン酸化物が生成されてしまう。したがって、この状態のまま、この信号線上に画素電極を積層させて電気的に接続させた場合には、図10に示すように、この信号線上のチタン酸化物によって、これら信号線と画素電極との間の電気的な接続が、電流値および電圧値によらず抵抗値が一定なオーミックラインからずれてしまい、非線型な電圧(V)−電流(I)特性(VI特性)となる。そして、このVI特性を確保するためには、信号線と画素電極との電気的な接続をオーミック接触にする必要があり、これら信号線と画素電極との接続がオーミック接触でないと、液晶表示装置の画像特性のうち、階調特性が低下するおそれがある。 However, in this type of Ti / Al / Ti laminated structure signal line, titanium in the signal line is easily oxidized, and there are 10 18 or more and 10 19 or less titanium atoms per unit volume in the titanium film or on the surface. On the other hand, since there are 10 21 or more and 10 22 oxygen atoms (O), a strong titanium oxide is generated on the surface of the titanium film. Therefore, when the pixel electrodes are stacked on the signal lines and are electrically connected in this state, the signal lines and the pixel electrodes are made of titanium oxide on the signal lines as shown in FIG. The electrical connection between them is deviated from the ohmic line having a constant resistance value regardless of the current value and the voltage value, resulting in a non-linear voltage (V) -current (I) characteristic (VI characteristic). In order to ensure the VI characteristics, the electrical connection between the signal line and the pixel electrode needs to be in ohmic contact. If the connection between the signal line and the pixel electrode is not in ohmic contact, the liquid crystal display device Among these image characteristics, the gradation characteristics may be degraded.
したがって、この画素電極を信号線上に積層させる前に、この信号線の表面に形成されたチタン酸化物を予め除去しておく必要がある。そして、この信号線の表面のチタン酸化物を除去する手段としては、薬液を用いたウエットエッチングが考えられるが、この信号線の下に積層されている層間膜に欠陥があった場合には、この層間膜の欠陥を介して薬液が染み込んで薄膜トランジスタを損傷させてしまう可能性がある。このため、この信号線表面のチタン酸化物をドライ方式で除去する必要がある。 Therefore, before laminating the pixel electrode on the signal line, it is necessary to remove in advance the titanium oxide formed on the surface of the signal line. And, as a means for removing titanium oxide on the surface of the signal line, wet etching using a chemical solution can be considered, but when there is a defect in the interlayer film laminated under the signal line, The chemical solution may permeate through the defects of the interlayer film and damage the thin film transistor. For this reason, it is necessary to remove the titanium oxide on the surface of the signal line by a dry method.
ここで、この信号線表面のチタン酸化物をドライ方式で除去する手段としては、いわゆる逆スパッタ法が考えられる。そして、この逆スパッタ法とは、アルゴン(Ar)などの不活性ガスを放電させて、この不活性ガス中のアルゴンイオン(Ar+)をチタン酸化物に衝突させて、このチタン酸化物を除去する方法である。さらに、この種の逆スパッタ法としては、ガラス基板上の保護膜上に透明導電膜を形成してから、真空チャンバに水素(H2)を主成分とするガスを導入してから電界を印加してプラズマを発生させて、この透明導電膜の表面を水素(H2)イオンにて逆スパッタする方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上述した逆スパッタ法であっても、信号線の表面のチタン酸化物が強固であるから、水素イオンのみでは所望する時間内に効率良くチタン酸化物を除去することが容易ではない。すなわち、このチタン酸化物を逆スパッタする時間を延々と長くすることによって、このチタン酸化物を原理的に完全に除去でき、信号線のチタン層と画素電極との接触を理想的なオーミック状態に近づけることができるが、この逆スパッタ時間を長くした場合には、生産性が低くなり実用的ではない。 However, even with the reverse sputtering method described above, since the titanium oxide on the surface of the signal line is strong, it is not easy to efficiently remove the titanium oxide within a desired time with only hydrogen ions. That is, by increasing the time for reverse sputtering of the titanium oxide, the titanium oxide can be completely removed in principle, and the contact between the titanium layer of the signal line and the pixel electrode becomes an ideal ohmic state. However, when the reverse sputtering time is increased, productivity is lowered and it is not practical.
このため、この逆スパッタ時の水素イオンに印加する放電量を増加させて、この水素イオンの加速エネルギを増加させることによって、チタン酸化物の除去効率を改善することも考えられるが、この場合には、薄膜トランジスタ全体にダメージを与えてしまうおそれがあり、この薄膜トランジスタのトランジスタ特性、すなわちTFT特性を低下させてしまうおそれがあるという問題を有している。 Therefore, it is conceivable to improve the removal efficiency of titanium oxide by increasing the amount of discharge applied to the hydrogen ions during reverse sputtering and increasing the acceleration energy of the hydrogen ions. Has a problem that the whole thin film transistor may be damaged, and the transistor characteristic of the thin film transistor, that is, the TFT characteristic may be deteriorated.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、配線部と画素電極との間のオーミック性を確保できるアレイ基板およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide an array substrate that can ensure ohmic properties between a wiring portion and a pixel electrode, and a method for manufacturing the same.
本発明は、基板と、この基板上に設けられたスイッチング素子と、前記基板上に設けられ前記スイッチング素子に電気的に接続された配線部と、前記基板上に設けられ前記スイッチング素子にて制御される画素電極とを具備し、前記配線部は、導電層と、この導電層上に設けられチタン(Ti)にて構成されたチタン層と、このチタン層上に設けられ前記画素電極に電気的に接続されモリブデン(Mo)にて構成されたモリブデン層とを有するものである。 The present invention includes a substrate, a switching element provided on the substrate, a wiring portion provided on the substrate and electrically connected to the switching element, and a control provided by the switching element provided on the substrate. And the wiring portion includes a conductive layer, a titanium layer provided on the conductive layer and made of titanium (Ti), and provided on the titanium layer and electrically connected to the pixel electrode. And a molybdenum layer composed of molybdenum (Mo).
また、基板と、この基板上に設けられたスイッチング素子と、前記基板上に設けられ前記スイッチング素子に電気的に接続された配線部と、前記基板上に設けられ前記スイッチング素子にて制御される画素電極とを具備し、前記配線部が、導電層と、この導電層上に設けられ前記画素電極に電気的に接続されチタン(Ti)にて構成されたチタン層とを有するアレイ基板の製造方法であって、前記配線部のチタン層に、アルゴン(Ar)と水素(H2)および水蒸気(H2O)のいずれかとの混合ガスを吹き付けて、前記チタン層の表面に形成される酸化膜を除去する除去工程と、この除去工程にて前記酸化膜が除去された前記チタン層上に画素電極を設けて、この画素電極を前記チタン層に電気的に接続させる画素電極形成工程とを具備したものである。 A substrate; a switching element provided on the substrate; a wiring portion provided on the substrate and electrically connected to the switching element; and provided on the substrate and controlled by the switching element. Manufacturing of an array substrate having a pixel electrode, wherein the wiring portion includes a conductive layer, and a titanium layer provided on the conductive layer and electrically connected to the pixel electrode and made of titanium (Ti). In this method, a mixed gas of argon (Ar), hydrogen (H 2 ), and water vapor (H 2 O) is sprayed on the titanium layer of the wiring part to form an oxidation formed on the surface of the titanium layer. A removing step of removing the film, and a pixel electrode forming step of providing a pixel electrode on the titanium layer from which the oxide film has been removed in the removing step and electrically connecting the pixel electrode to the titanium layer. Equipped It is a thing.
本発明によれば、導電層と、この導電層上に設けられチタン(Ti)にて構成されたチタン層と、このチタン層上に設けられモリブデン(Mo)にて構成されたモリブデン層とを有する配線部とし、この配線部のモリブデン層を画素電極に電気的に接続させる構成とした。この結果、このモリブデン層を前処理などすることなく、このモリブデン層上に画素電極を直接接続させても、このモリブデン層と画素電極とのオーミック接触が可能となるから、配線部と画素電極との間のオーミック性を確保できる。 According to the present invention, a conductive layer, a titanium layer provided on the conductive layer and made of titanium (Ti), and a molybdenum layer provided on the titanium layer and made of molybdenum (Mo) are provided. The wiring portion has a structure in which the molybdenum layer of the wiring portion is electrically connected to the pixel electrode. As a result, ohmic contact between the molybdenum layer and the pixel electrode is possible even if the pixel electrode is directly connected to the molybdenum layer without pretreatment of the molybdenum layer. The ohmic property between can be secured.
また、導電層と、この導電層上に設けられ画素電極に電気的に接続されチタン(Ti)にて構成されたチタン層とを有する配線部のチタン層に、アルゴン(Ar)と水素(H2)および水蒸気(H2O)のいずれかとの混合ガスを吹き付けて、このチタン層の表面に形成される酸化膜を除去してから、このチタン層上に画素電極を設けて、この画素電極をチタン層に電気的に接続させる構成とした。この結果、このチタン層の表面に形成される酸化膜を容易に除去でき、このチタン層と画素電極とのオーミック接触が可能となるから、配線部と画素電極とのオーミック性を確保できる。 In addition, argon (Ar) and hydrogen (H) are formed on a titanium layer of a wiring portion including a conductive layer and a titanium layer provided on the conductive layer and electrically connected to the pixel electrode and configured by titanium (Ti). 2 ) A mixed gas with either water vapor (H 2 O) is sprayed to remove the oxide film formed on the surface of the titanium layer, and then a pixel electrode is provided on the titanium layer. Was electrically connected to the titanium layer. As a result, the oxide film formed on the surface of the titanium layer can be easily removed and the ohmic contact between the titanium layer and the pixel electrode is possible, so that the ohmic property between the wiring portion and the pixel electrode can be ensured.
以下、本発明の液晶表示装置の第1の実施の形態の構成を図1および図2を参照して説明する。 The configuration of the first embodiment of the liquid crystal display device of the present invention will be described below with reference to FIG. 1 and FIG.
図1および図2において、1は液晶表示装置としての液晶表示素子である。この液晶表示素子1は、画像表示が可能な平面表示装置であって、略矩形平板状のアレイ基板2を備えている。このアレイ基板2は、略透明な矩形平板状の絶縁基板としての透光性基板であるガラス基板3を備えている。このガラス基板3の一主面である表面上には、アンダーコート層4が積層されている。
1 and 2, reference numeral 1 denotes a liquid crystal display element as a liquid crystal display device. The liquid crystal display element 1 is a flat display device capable of displaying an image, and includes an
そして、このアンダーコート層4上には、スイッチング素子としての複数の薄膜トランジスタ(TFT)5がマトリクス状に設けられている。そして、これら薄膜トランジスタ5は、アンダーコート層4上に積層されて設けられた半導体層としての細長矩形状の活性層6を備えている。この活性層6は、非晶質半導体薄膜としてのアモルファスシリコン(a−Si)薄膜のレーザアニールによる溶融結晶化にて設けられた多結晶半導体薄膜としてのポリシリコン(p−Si)薄膜にて構成されている。さらに、この活性層6の両側には、ドレイン電極7およびソース電極8が設けられている。そして、これらドレイン電極7およびソース電極8の間には図示しないゲート電極が電気的に絶縁されて設けられている。また、このゲート電極は、このゲート電極と同じ層に配線された図示しない走査線に一体的に電気的に接続されている。
On the
さらに、薄膜トランジスタ5を覆うアンダーコート層4上には、層間膜としての保護膜である層間絶縁膜11が積層されて設けられている。この層間絶縁膜11には、この層間絶縁膜11を貫通して薄膜トランジスタ5のドレイン電極7に導通した導通部としてのスルーホールであるコンタクトホール12が開口形成されている。このコンタクトホール12は、平面視でドレイン電極7上に設けられており、このドレイン電極7に連通している。また、このコンタクトホール12を含む層間絶縁膜11上には、導電性を有する配線部としての信号線13が積層されて設けられている。この信号線13は、コンタクトホール12を介して薄膜トランジスタ5のドレイン電極7に電気的に接続されている。さらに、この信号線13は、平面視で薄膜トランジスタ5上を覆うように設けられている。
Further, on the
また、この信号線13は、多重配線構造、例えば4層構造である積層構造であって、コンタクトホール12を含む層間絶縁膜11上に積層された第1層としての最下層であるボトムチタン層21を備えている。このボトムチタン層21は、チタン(Ti)にて構成されたチタン層であって、例えば1000オングストローム[Å]程度の膜厚寸法に設けられている。そして、このボトムチタン層21は、コンタクトホール12を介して薄膜トランジスタ5のドレイン電極7に電気的に接続されている。
The
さらに、このボトムチタン層21上には、第2層としての中間アルミ層22が成膜されて積層されている。この中間アルミ層22は、アルミニウム(Al)にて構成されたアルミニウム層であって、例えば5000Å程度の膜厚寸法に設けられている。ここで、これらボトムチタン層21および中間アルミ層22によって、導電性を有する導電下層としての導電層20が構成されている。
Further, an
また、この導電層20の中間アルミ層22上には、第3層としてのトップチタン層23が成膜されて積層されている。このトップチタン層23は、ボトムチタン層21と同様に、チタンにて構成されたチタン層であって、例えば1000Å程度の膜厚寸法に設けられている。ここで、このトップチタン層は、単位体積当たりチタン原子が1018以上1019以下個に対して酸素原子(O)が1021以上1022個も存在するから、チタン酸化物が生成されやすい。
A
また、このトップチタン層23上には、第4層としての最上層である比較的薄いトップコート層24が成膜されて積層されている。このトップコート層24は、モリブデン(Mo)にて構成されたモリブデン層であって、好ましくは50Å以上150Å以下、具体的には100Å程度の膜厚寸法に設けられている。さらに、このトップコート層24は、ボトムチタン層21、中間アルミ層22およびトップチタン層23のそれぞれに比べエッチング速度が遅く構成されている。
On the
そして、ボトムチタン層21上に中間アルミ層22が積層され、この中間アルミ層22上にトップチタン層23が積層され、このトップチタン層23上にトップコート層24が積層されたTi/Al/Ti/Moの4層構造の信号線13を覆う層間絶縁膜11上の全面には、保護膜としてのパッシベーション膜25が積層されている。このパッシベーション膜25は、窒化ケイ素膜にて構成されている。さらに、このパッシベーション膜25には、このパッシベーション膜25を貫通して信号線13のトップコート層24に導通した導通部としてのスルーホールであるコンタクトホール26が開口形成されている。このコンタクトホール26は、フッ素系ガスによる吹き付けにて形成されている。さらに、このコンタクトホール26は、平面視で信号線13上に設けられており、この信号線13のトップコート層24の一部に連通している。
Then, an
また、このコンタクトホール26を含むパッシベーション膜25上には、透明導電膜としてのITO(Indium-Tin-Oxide)膜にて構成された画素電極27が積層されて設けられている。この画素電極27は、コンタクトホール26を介して信号線13のトップコート層14上に直接的に積層されて電気的に接続されており、このトップコート層14を介して信号線13と画素電極27とのオーミック接触(ohmic contact)が確保されている。さらに、この画素電極27は、平面視で薄膜トランジスタ5上を覆うように設けられている。そして、この画素電極27を覆うパッシベーション膜25上の全面には、ポリイミドの配向処理にて構成された配向膜28が積層されて設けられている。
On the
ここで、上記オーミック接触とは、抵抗性の接触のことであり、電流値および電圧値に関わらず抵抗値が一定な状態での電気的な接触をいう。したがって、完全なオーミック接触では、接触界面が純粋な抵抗(resistance)分だけを有することになる。すなわち、このオーミック接触とは、接触部分においてオームの法則、すなわち電圧(V)が係数(R)で電流(I)に比例するV=RIの関係に従っている電気的な接触をいう。 Here, the ohmic contact is a resistive contact, and means an electrical contact in a state where the resistance value is constant regardless of the current value and the voltage value. Therefore, in a perfect ohmic contact, the contact interface has only a pure resistance. In other words, the ohmic contact means an electrical contact in accordance with Ohm's law, that is, the voltage (V) is proportional to the current (I) with a coefficient (R) at the contact portion.
一方、アレイ基板2に対向して矩形平板状の対向基板31が配設されている。この対向基板31は、略透明な矩形平板状の絶縁基板としての透光性基板であるガラス基板32を備えている。このガラス基板32のアレイ基板2に対向した側の一主面には、カラーフィルタ層33が積層されて設けられている。さらに、このカラーフィルタ層33を覆うガラス基板32上には、透明導電膜としてのITO膜にて構成された対向電極34が積層されて設けられている。また、この対向電極34上には、ラビング処理されたポリイミド(PI)にて構成された配向膜35が積層されて設けられている。そして、この配向膜35とアレイ基板2の配向膜28との間には、液晶組成物36が注入されて封止されて光変調層として液晶層37が介在されて設けられている。
On the other hand, an opposing
次に、上記第1の実施の形態の液晶表示素子の製造方法について説明する。 Next, a manufacturing method of the liquid crystal display element of the first embodiment will be described.
まず、ガラス基板3上にアンダーコート層4を積層させて堆積させてから、このアンダーコート層4上に薄膜トランジスタ5を作成する。
First, the
この後、この薄膜トランジスタ5を覆うアンダーコート層4上に層間絶縁膜11を積層させて堆積させてから、この層間絶縁膜11にコンタクトホール12を設けて薄膜トランジスタ5のドレイン電極7を導通させる。
Thereafter, an
次いで、このコンタクトホール12が設けられたガラス基板3を図示しない真空チャンバ内へと搬送して、真空雰囲気下へと移動させる。
Next, the
そして、この真空雰囲気下で、コンタクトホール12を含む層間絶縁膜11上に、膜厚1000Åのボトムチタン層21、膜厚5000Åの中間アルミ層22、膜厚1000Åのトップチタン層23、および膜厚100Åのトップコート層24の順にスパッタ成膜にて真空状態を破ることなく連続的に積層させる。次に、塩素系ガスを用いたドライエッチングにてパターニングして信号線13とし、この信号線13のボトムチタン層21を薄膜トランジスタ5のドレイン電極7に電気的に接続させる。したがって、この信号線13のトップチタン層23が空気雰囲気、すなわち酸素が含まれた雰囲気に曝されることがないので、このトップチタン層23の表面が酸化して、このトップチタン層23の表面にチタン酸化物が生成されることはない。
Then, in this vacuum atmosphere, on the
この状態で、この信号線13を覆う層間絶縁膜11上にパッシベーション膜25を積層させて堆積させてから、このパッシベーション膜25にコンタクトホール26を設けて信号線13のトップコート層24の一部を導通させる。
In this state, a
この後、このコンタクトホール26を含むパッシベーション膜25上に画素電極27を積層させて、この画素電極27を信号線13のトップコート層24上に直接積層させて電気的に接続させる。このとき、この信号線13のトップコート層24と画素電極27との電気的な接続が完全なオーミック接触となる。
Thereafter, a
次いで、この画素電極27を覆うパッシベーション膜25上に配向膜28を積層させて堆積させる。
Next, an
さらに、この配向膜28に対向基板31の配向膜35を対向させて、この対向基板31とアレイ基板2とを貼り合わせてから、これらアレイ基板2の配向膜28と対向基板31の配向膜35との間に液晶組成物36を注入して液晶層37を介在させて液晶表示素子1とする。
Further, the
上述したように、上記第1の実施の形態によれば、コンタクトホール12を含む層間絶縁膜11上に、真空雰囲気下でボトムチタン層21、中間アルミ層22、トップチタン層23およびトップコート層24を連続的に積層させてから、塩素系ガスを用いたドライエッチングにてパターニングして信号線13とした。さらに、この信号線13を覆う層間絶縁膜11上にパッシベーション膜25を積層させてから、このパッシベーション膜25にコンタクトホール26を設けて画素電極27を積層させ、この画素電極27を信号線13のトップコート層24上に直接積層させて電気的に接続させることにより、この信号線13のトップコート層24と画素電極27との接続が完全なオーミック接触となる。
As described above, according to the first embodiment, the
したがって、この信号線13のトップコート層24を、何ら前処理などすることなく、このトップコート層24上に画素電極27を直接積層させて電気的に接続させることによって、このトップコート層24と画素電極27との完全なオーミック接触が可能となる。よって、信号線13と画素電極27との間のオーミック性を確実に確保できる。
Therefore, the
さらに、信号線13のドライエッチングとしては、微細化手段の一般的な方法である反応性イオンエッチング方式を用い、このときのエッチング条件としては、少なくともボトムチタン層21、中間アルミ層22およびトップチタン層23のエッチング速度が同じになるような条件が必要である。そして、信号線13を構成するボトムチタン層21、中間アルミ層22、トップチタン層23およびトップコート層24それぞれのエッチング速度を、塩素系ガスの流量を400sccmとし、この塩素系ガスの圧力を2Paとし、スパッタ装置への投入パワーである放電パワーを1200Wとした条件で評価したところ、トップコート層24のエッチング速度(SMo)が1000Å/分以下で、ボトムチタン層21のエッチング速度(STi)、中間アルミ層22のエッチング速度(SAl)およびトップチタン層23のエッチング速度(STi)のそれぞれが3000Å/分以下であった。そして、このときのエッチング条件を変更しても、エッチング速度の関係がSMo<STi≒SAlで変化しなかった。
Further, as the dry etching of the
一般に、エッチング速度が相対的に遅い材料であるトップコート層24が積層膜である信号線13の最上層に存在する場合には、この信号線13をエッチングした後のエッチング形状に問題が生じるおそれがある。そして、この信号線13のエッチング形状は、トップコート層24の膜厚にも関係している。例えば、このトップコート層24の膜厚を300Åとした図11に示す比較例の場合には、信号線13のエッチングが終了した直後において、この信号線13のトップコート層24上にレジスト39が積層されて被覆されている。
In general, when the
そして、図11に示すように、このトップコート層24よりもボトムチタン層21、中間アルミ層22およびトップチタン層23のそれぞれが側面視凹状に内側にくびれている。この現象は、トップコート層24のエッチング速度が遅いので、このトップコート層24の水平方向の後退速度が遅く、このトップコート層24に比べボトムチタン層21、中間アルミ層22およびトップチタン層23の後退速度が速いために生じる現象である。そして、この現象は、トップコート層24の膜厚が厚くなるほど著しくなるので、信号線13の加工精度を損ねてしまう。
As shown in FIG. 11, the
このため、この信号線13のトップコート層24の膜厚を薄くする必要がある。ところが、このトップコート層24の膜厚が薄すぎると画素電極27とのオーミック性が崩れてくる。すなわち、このトップコート層24の加工形状と、画素電極27とのオーミック性とは相対する関係、いわゆるトレードオフの関係にある。そこで、このトップコート層24の膜厚をパラメータとして変化させて、このトップコート層24の加工形状とオーミック性との関係を調べたところ、このトップコート層24の膜厚が150Å以上の付近から、このトップコート層24の形状異常が発生し始めた。
Therefore, it is necessary to reduce the thickness of the
一方、このトップコート層24の膜厚を薄くした場合には、このトップコート層24の膜厚を100Å以下にした付近から、このトップコート層24が連続した膜ではなくなって島状化するが、このトップコート層24の膜厚が50Å程度まではオーミック性を確保できた。そして、このトップコート層24の膜厚を50Å以下にした場合には、このトップコート層24のオーミック性が崩れてきて、非線型特性となった。したがって、このトップコート層24の膜厚が50Å以上150Å以下の範囲であれば、信号線13のエッチング形状として、この信号線13の端面の垂直加工が可能であるとともに、この信号線13と画素電極27との間のオーミック性を確保できることが分かった。
On the other hand, when the film thickness of the
この結果、信号線13と画素電極27とのオーミック性を確保できるとともに、この信号線13のエッチング時の断面形状も正常にできる。よって、この信号線13のパターニングとしてドライエッチングを用い、この信号線13のトップコート層24の膜厚を50Å以上150Å以下の範囲とすることによって、この信号線13の断面の形状と画素電極27とのオーミック性とのそれぞれを確保できる。したがって、これら信号線13と画素電極27との間の接触を、線型のオーミック接触に確保できるので、薄膜トランジスタ5のTFT特性の劣化を防止できるから、液晶表示素子1の階調特性を確保できる。
As a result, the ohmic property between the
なお、上記第1の実施の形態では、ボトムチタン層21、中間アルミ層22、トップチタン層23およびトップコート層24を積層させた4層構造の信号線13について説明したが、図3および図4に示す第2の実施の形態のように、ボトムチタン層21、中間アルミ層22およびトップチタン層23を積層させた3層構造の信号線13の最上層に位置するトップチタン層23の表面に、アルゴン(Ar)と水素(H2)および水蒸気(H2O)のいずれかとの混合ガスを吹き付けて、このトップチタン層23の表面に形成されるチタン酸化物Aを除去してから画素電極を積層させる構成とすることもできる。ここで、このチタン酸化物Aは、トップチタン層23の表面が酸化されて形成される自然酸化物としてのTi酸化膜である。
In the first embodiment, the
また、信号線13は、ボトムチタン層21上に中間アルミ層22が積層され、この中間アルミ層22上にトップチタン層23が積層されたTi/Al/Tiの3層構造である。そして、この信号線13のトップチタン層23は、このトップチタン層23の表面に、アルゴンガスに水素または水蒸気が加えられた混合ガスが吹き付けられて、このトップチタン層23の表面のチタン酸化物Aをチタン水素化物に化学的に変化させて、このチタン水素化物を効率良く除去してから、このトップチタン層23の表面にコンタクトホール26を介して画素電極27が積層されている。
The
さらに、これら信号線13および画素電極27は、いわゆるマルチチャンバのスパッタ装置41にてガラス基板3上に積層されている。そして、このスパッタ装置41は、アレイ基板2の製造装置であって、図5に示すように、上面視六角形状で内部が中空な搬送路となる枚葉式のトランスファチャンバ42を備えている。このトランスファチャンバ42の一側面には、このトランスファチャンバ42内へとガラス基板3を移送させる前に、このガラス基板3が収容されるロードロック室43が取り付けられている。このロードロック室43は、スパッタ装置41内へとガラス基板3を投入させるための投入室であるとともに、このスパッタ装置41にて処理された後のガラス基板3が移送されて、このガラス基板3をスパッタ装置から取り出させる搬出室でもある。
Further, the
また、トランスファチャンバ42のロードロック室43に対向する一側面には、ガラス基板3上の信号線13のトップチタン層23の表面に形成されるチタン酸化物Aを逆スパッタにて除去する逆スパッタ室44が取り付けられている。この逆スパッタ室44には、この逆スパッタ室44とトランスファチャンバ42との間を開閉可能に閉塞するゲートバルブ45が取り付けられている。また、この逆スパッタ室44には、この逆スパッタ室44内を外部に連通させて、この逆スパッタ室44内のガスを排気させるバルブ開口46が設けられている。さらに、この逆スパッタ室44には、信号線13上に積層されたパッシベーション膜25にコンタクトホール26が形成されて信号線13のトップチタン層23の一部が露出された状態のガラス基板3がロードロック室43からトランスファチャンバ42を経由して移送される。
Further, on one side surface of the
そして、この逆スパッタ室44では、ガラス基板3上のトップチタン層23の表面に、混合ガスを吹き付けて、このトップチタン層23の表面に形成されているチタン酸化物Aを水素化させてチタン水素化物として逆スパッタして除去させる。すなわち、この逆スパッタ室44は、ガラス基板3上に画素電極27を成膜積層する直前の段階で、このガラス基板3上の信号線13の最上層に位置するトップチタン層23の表面に形成されているチタン酸化物Aを除去する。
In the
さらに、この逆スパッタ室44およびロードロック室43のそれぞれに対向するトランスファチャンバ42の一側面には、この逆スパッタ室44にてチタン酸化物Aが除去された信号線13上にアモルファスITO膜を積層させるITOスパッタ室47が取り付けられている。このITOスパッタ室47は、逆スパッタ室44にてトップチタン層23の表面のチタン酸化物Aが除去されたガラス基板3が、この逆スパッタ室44からトランスファチャンバ42を経由して移送される。そして、このITOスパッタ室47では、ガラス基板3のコンタクトホール26を含むパッシベーション膜25上にアモルファスITO膜を積層させて、このアモルファスITO膜をコンタクトホール26を介して信号線13のトップチタン層23に電気的に接続させる。
Further, an amorphous ITO film is formed on one side surface of the
そして、このITOスパッタ室47にてアモルファスITO膜が積層されたガラス基板3は、このITOスパッタ室47からトランスファチャンバ42を経由してロードロック室43へと移送される。さらに、このロードロック室43へと移送されたガラス基板3は、このロードロック室43から取り出されて、図示しないパターニング装置へと移送させる。そして、このパターニング装置にて、ガラス基板3上のアモルファスITO膜が所定の画素電極パターンにパターニングされる。さらに、このパターニング装置にてアモルファスITO膜がパターニングされたガラス基板3は、図示しないアニール装置へと移送される。そして、このアニール装置によって、ガラス基板3上のパターニングされたアモルファスITO膜がアニールされてポリITO膜へとポリ化されて画素電極27とされる。
Then, the
上述したように、上記第2の実施の形態によれば、スパッタ装置41のトランスファチャンバ42を経由した逆スパッタ室44からITOスパッタ装置47へのガラス基板3の移送によって、真空状態を確保したまま、ガラス基板3上の信号線13のトップチタン層23の表面のチタン酸化物Aを除去するとともに、このチタン酸化物Aが除去されたトップチタン層23上に画素電極27となるアモルファスITO膜を積層する。このため、これら信号線13と画素電極27とのオーミック接触を確保できるから、上記第1の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
As described above, according to the second embodiment, a vacuum state is maintained by transferring the
さらに、スパッタ装置41の逆スパッタ室44にて、アルゴンガスに水素ガスを加えた混合ガスを用いたことにより、放電ガスとしてアルゴンイオンのほかに、水素イオン(H+)や水素ラジカル(H*)が生成される。よって、この逆スパッタ室44内での還元性を高めることができ、これら水素イオンおよび水素ラジカルによってトップチタン層23の表面のチタン酸化物Aを還元できるから、このチタン酸化物Aを蒸気圧の高いチタン水素化物に変化させて効率良く除去できる。したがって、この逆スパッタ室44において、トップチタン層23の表面のチタン酸化物Aを一旦除去できれば、このトップチタン層23の表面に新たなチタン酸化物Aが形成されない。よって、このトップチタン層23上にアモルファスITO膜をITOスパッタ室47にて成膜できる。
Further, by using a mixed gas obtained by adding hydrogen gas to argon gas in the
ここで、このスパッタ装置41の逆スパッタ室44に用いる混合ガスとして、アルゴンガスと水素ガスとの混合ガスを用い、ガラス基板3上の信号線13のトップチタン層23の表面に形成されるチタン酸化物Aを除去した後に画素電極27を積層させてから、電圧−電流(VI)特性を0Vから1.0Vの範囲で測定した。このとき、この逆スパッタ室44へのアルゴンガスの流量を100sccmとし、このアルゴンガスの圧力を約0.3Paとし、逆スパッタ室44への放電パワーを200Wとし、この逆スパッタ室44での逆スパッタ時間を一定の20秒とした。この状態で、この逆スパッタ室44への水素ガスの流量を0sccm以上30sccm以下と順次変化させて混合させた。
Here, as a mixed gas used in the
この結果、図6に示すように、水素ガスの流量が増すに連れて、信号線13と画素電極27との間の接触がオーミック状態に近づいていく。そして、この水素ガスの流量が約20sccm以上25sccm以下の場合に、これら信号線13と画素電極27との間の接触がほぼオーミック状態となる。また、この水素ガスの流量をさらに増して30sccmにすると、これら信号線13と画素電極27との間の接触がオーミック状態からずれてしまう。
As a result, as shown in FIG. 6, as the flow rate of hydrogen gas increases, the contact between the
すなわち、この水素ガスの流量が増えると、逆スパッタ部44内のアルゴンガスに対する水素ガスの分圧比が増えるので、この逆スパッタ室44内に水素イオンや水素ラジカルが増えて、信号線13のトップチタン層23上のチタン酸化物Aに対す還元性が増加し、このチタン酸化物Aのチタン水素化物への転換が増加する。一方で、この水素ガスに対するアルゴンガスの分圧が小さくなるので、チタン酸化物Aのスパッタ速度が低下してしまう。したがって、このチタン酸化物Aの物理的なスパッタ速度に寄与するのはアルゴンイオンのみで、水素イオンはほとんど寄与しない。
That is, as the flow rate of this hydrogen gas increases, the partial pressure ratio of hydrogen gas to argon gas in the
そして、これらアルゴンガスおよび水素ガスの相乗効果が最も大きい領域が、上述の水素ガスの流量が約20sccm以上25sccm以下の場合であり、実際に水素ガスの流量が30sccmの場合には、チタン酸化物Aがわずかにトップチタン層23上に残存しているのが確認できた。
The region where the synergistic effect of the argon gas and the hydrogen gas is greatest is when the flow rate of the hydrogen gas is about 20 sccm or more and 25 sccm or less. When the flow rate of the hydrogen gas is actually 30 sccm, titanium oxide is used. It was confirmed that A remained on the
さらに、信号線13と画素電極27との間に印加させる電圧を5Vとした場合の各水素ガスの流量条件における、これら信号線13と画素電極27との間の電流の変化を確認したところ、図7に示すように、逆スパッタ室44での逆スパッタ時間を20秒、30秒と変換させた場合には、この逆スパッタ室44での逆スパッタ時間を長くすると、信号線13と画素電極27との間の接触がオーミック状態になる水素ガスの流量条件が、約15sccm以上28sccm以下と拡大することが分かった。
Furthermore, when the change in current between the
また、この逆スパッタ部44での放電パワーの依存性について確認したところ、この逆スパッタ室44への放電パワーを200W、300Wと変化させた場合に、図7に示すように、この放電パワーとして約300Wを投入するとイオンダメージが発生し、このイオンダメージによって層間絶縁膜11に固定電荷が発生し、薄膜トランジスタ5のゲート電圧−ドレイン電流特性において、この薄膜トランジスタ5の閾値電圧(Vth)が変化してしまう現象が起きることが分かった。
In addition, when the dependency of the discharge power in the
このとき、信号線13と画素電極27との間に印加させる電圧を5Vとした。また、逆スパッタ室44での放電パワーを200Wとし水素ガスの流量を0sccmとした場合も確認した。この結果、この放電パワーを200Wよりも300Wとした場合に、信号線13と画素電極27との間の電流値が、オーミック状態の電流値に近づくことが分かった。この状態で、水素ガスの流量を増加させた場合には、信号線13と画素電極27との間の接触がオーミック状態になる範囲が、10sccm以上35sccm以下と拡大することが分かった。
At this time, the voltage applied between the
この結果、逆スパッタ室44に導入させる逆スパッタガスとして、アルゴンガスと水素ガスとの混合ガスを用いることによって、アルゴンガスのみでは容易に除去できないチタン酸化物Aを容易に除去できた。さらに、この逆スパッタ室44に導入させる逆スパッタガスとして、アルゴンガスと水蒸気との混合ガスを用いた場合には、この逆スパッタ室44内には図4に示すように、アルゴンイオン、水素イオンおよび水素ラジカル以外に、水酸化物イオン(OH−)や酸素ラジカル(O*)が発生するので、この逆スパッタ室44内で酸化と還元とが一緒になった状態となる。
As a result, by using a mixed gas of argon gas and hydrogen gas as the reverse sputtering gas introduced into the
具体的には、この逆スパッタ室44へのアルゴンガスの流量を100sccmとし、このアルゴンガスに流量0sccm以上10sccm以下の水蒸気を添加する。このとき、この水蒸気の流量としては、排気の関係から10sccmが限界である。そして、水を入れた容器と逆スパッタ室内の真空度との差圧によって、この逆スパッタ室44内に水蒸気を添加させた。
Specifically, the flow rate of argon gas into the
ここで、この水蒸気をアルゴンガスに添加する場合は、水素ガスを添加する場合に比べチタン酸化物Aの除去効率が余り良くない。したがって、このときの逆スパッタ室44への放電パワーを250Wとし、この逆スパッタ室44での逆スパッタ時間を30秒とした。この結果、図8に示すように、アルゴンガスのみの場合は、放電パワーが250Wであるから、この放電パワーが200Wの場合に比べ改善されていることが分かった。
Here, when this water vapor is added to the argon gas, the removal efficiency of the titanium oxide A is not so good as compared with the case where the hydrogen gas is added. Accordingly, the discharge power to the
さらに、水蒸気の流量を0sccmから10sccmへと変化させてアルゴンガスに添加するに従って、信号線13と画素電極27との間の電流値が徐々に増加し、この水蒸気の流量がほぼ8sccm以上10sccm以下の範囲で、これら信号線13と画素電極27との間の接触がオーミック状態になることが分かった。したがって、逆スパッタガスとして、アルゴンガス単体を用いた場合に比べ、このアルゴンガスに水蒸気を添加した場合であっても、信号線13のトップチタン層23上のチタン酸化物Aを除去できる。このため、これら信号線13と画素電極27との間の接触をオーミック状態にできるので、薄膜トランジスタ5のTFT特性の劣化を防止できることが分かった。
Furthermore, as the flow rate of water vapor is changed from 0 sccm to 10 sccm and added to the argon gas, the current value between the
また、第3の実施の形態のように、スパッタ装置41のITOスパッタ室47内に、逆スパッタ室44に導入した混合ガスと同じ、アルゴンガスに水蒸気を混合させた混合ガスを導入し、この混合ガスが導入された雰囲気下で、信号線13上にアモルファスITO膜を成膜することもできる。この場合、このスパッタ装置41の逆スパッタ室44は、アルゴンガスと水蒸気との混合ガスが導入されている。そして、この逆スパッタ室44は、この混合ガス雰囲気下で、ガラス基板3の信号線13の最上層のトップチタン層23上のチタン酸化物Aを逆スパッタして除去する。
Further, as in the third embodiment, the same mixed gas introduced into the
さらに、スパッタ装置41のITOスパッタ室47内にもまた、ほぼ常温でアルゴンガスと水蒸気との混合ガスが導入され、この混合ガスにてアモルファスITO膜をスパッタしてガラス基板3の信号線13のトップチタン層23上に積層させる。ここで、このアモルファスITO膜がアモルファス状態のままでは、このアモルファスITO膜から形成される画素電極27と信号線13とをオーミック接触できない。
Further, a mixed gas of argon gas and water vapor is also introduced into the
そこで、ITOスパッタ室47にて成膜されたアモルファスITO膜を有するガラス基板3を、ITOスパッタ室47からトランスファチャンバ42を経由してロードロック室43へと移送させて取り出した後、このガラス基板3上のアモルファスITO膜をパターニング装置にてパターニングしてからアニール装置にてアニールしてポリITO膜の画素電極27にする。ここで、このアニール装置でのアモルファスITO膜のアニールによって、このアモルファスITO膜がポリ化されてポリITO膜となり、このポリITO膜にて構成された画素電極27と信号線13との接触がオーミック接触となる。
Therefore, the
上述したように、上記第3の実施の形態では、スパッタ装置41の逆スパッタ室44にアルゴンガスと水蒸気との混合ガスを導入して、信号線13のトップチタン層23上のチタン酸化物Aを除去してから、この逆スパッタ室44に導入した混合ガスと同じ混合ガスをITOスパッタ室47に導入して、この信号線13のトップチタン層23上にアモルファスITO膜を連続して成膜させる構成とした。この結果、信号線13と画素電極27とのオーミック接触を確保できるから、上記第1の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
As described above, in the third embodiment, a mixed gas of argon gas and water vapor is introduced into the
ここで、逆スパッタ室44へと導入する混合ガスとしては、アルゴンガスと水素ガスとの混合ガスよりも、アルゴンガスと水蒸気との混合ガスの方が適している。すなわち、アルゴンガスと水蒸気との混合ガスの場合には、この混合ガスをいわゆるクライオポンプに吸蔵させても、排気能力がやや劣るだけで問題がない。なお、このクライオポンプとは、真空容器内に極低温面が配置されており、この極低温面に真空容器内に充填した気体分子を凝縮または吸着させて捕捉して、この気体分子を排気させるポンプである。
Here, as the mixed gas introduced into the
また、チタン酸化物Aの除去能力に関しては、実験の結果、アルゴンガスと水素ガスとの混合ガスの方が、アルゴンガスと水蒸気との混合ガスのより約5倍ほど優れていることが分かった。すなわち、アルゴンガスと水蒸気との混合ガスの場合は、この混合ガスを放電させると、水素ラジカルおよび水素イオンの外に、酸素ラジカルが生成されてしまい、還元酸化反応が同時に起こってしまうからである。 As for the removal ability of titanium oxide A, as a result of experiments, it was found that the mixed gas of argon gas and hydrogen gas was superior to the mixed gas of argon gas and water vapor by about 5 times. . That is, in the case of a mixed gas of argon gas and water vapor, if this mixed gas is discharged, oxygen radicals are generated in addition to hydrogen radicals and hydrogen ions, and a reductive oxidation reaction occurs simultaneously. .
さらに、逆スパッタ室44での逆スパッタが終了した後のガラス基板3上の残存水分に関しては、アルゴンガスと水素ガスとの混合ガスには問題ないが、アルゴンガスと水蒸気との混合ガスの場合には、ガラス基板3の信号線13上に水分が残存してしまうおそれがあるから、この信号線13上に残存した水分を取り除く処理が必要となる。そして、この信号線13上の水分を取り除く方法としては、逆スパッタ室44での逆スパッタが終了した後に、この逆スパッタ室44からのガス排気時間をやや長くして、この逆スパッタ室44内での到達真空度を下げて、信号線13上の残存水分を出来るだけ少なくする第1の方法や、アルゴンガスと水蒸気との混合ガスを用いた逆スパッタの後にさらにアルゴンガスで逆スパッタして信号線13上の残存水分を飛ばす第2の方法、スパッタ装置41のトランスファチャンバ42の一側面に、図示しない加熱室を設けて真空保持し、この加熱室にて加熱して信号線13上の残存水分を取り除く第3の方法などがある。
Further, regarding the residual moisture on the
次いで、逆スパッタ室44にて用いる逆スパッタガスをアルゴンガスと水素ガスとの混合ガスとした場合には、ITOスパッタ室47でのITOスパッタ法として、比較的高温なポリITO膜でも、比較的低温なアモルファスITO膜でも成膜できる。すなわち、このITOスパッタ室47にてポリITO膜を成膜する場合には、信号線13上にポリITO膜を直接成膜できる。また、このITOスパッタ室47にてアモルファスITO膜を成膜する場合には、信号線13上にアモルファスITO膜を成膜した後にアニール装置にて約200℃に熱処理してポリITO膜にすればよいので、信号線13と画素電極27との間にオーミック接続を得ることができる。
Next, when the reverse sputtering gas used in the
これに対し、逆スパッタ室44にて用いる逆スパッタガスをアルゴンガスと水蒸気との混合ガスとした場合には、ITOスパッタ室47にてポリITO膜を成膜すると、上述した第3の方法以外の方法では、信号線13のトップチタン層23の表面上の残存水分によって、このトップチタン層23にしみが残ってしまい、信号線13と画素電極27との間のオーミック性がやや損なわれてしまうことが分かった。これに対し、ITOスパッタ室47にてアモルファスITO膜を成膜した場合には、逆スパッタ室44での逆スパッタにて信号線13のトップチタン層23上に残存した水分に加え、ITOスパッタ室47内でアモルファスITO膜を成膜する直前まで、このITOスパッタ室47内の水分が信号線13のトップチタン層23上に付着することとなる。
On the other hand, when the reverse sputtering gas used in the
ここで、上述した第1の方法にて、信号線13のトップチタン層23上の残存水分を取り除いた場合には、逆スパッタ室44の到達真空度を低くするに連れて、信号線13と画素電極27との間のオーミック性が改善され、この逆スパッタ室44の到達真空度を5×10−3Pa以下にすれば、これら信号線13と画素電極27との間のオーミック性を常に得ることができることが分かった。ここで、この逆スパッタ室44の到達真空度を具体的に得る方法としては、アルゴンガスと水蒸気との混合ガスを逆スパッタ室44に供給し続けながら、この逆スパッタ室44のバルブ開口46を逆スパッタ時の半開放状態であるハーフオープンから全開放状態であるフルオープンにするとともにゲートバルブ45を開け、この状態で約5秒間保持する。なお、この5秒間の保持による製造時間の増加は、この逆スパッタ室44内に保持する以前に逆スパッタした信号線13上にITOスパッタ室47にてアモルファスITO膜を成膜する時間内にすればよいので、この逆スパッタ室44とITOスパッタ室47との連結時間であるタクトタイムの増加にはならず、生産性の低下とはならない。
Here, when the residual moisture on the
さらに、上述した第2の方法にて、信号線13のトップチタン層23上の残存水分を取り除いた場合には、逆スパッタ室44にアルゴンガスと水蒸気との混合ガスを導入して信号線13のトップチタン層23の表面を逆スパッタした後に、この逆スパッタ室44への水蒸気の導入を停止させて、この逆スパッタ室44内をアルゴンガスのみにする。このとき、この逆スパッタ室44内のアルゴンガスの圧力が安定するまで約10秒ほど掛かる。次いで、この逆スパッタ室44にてアルゴンガスによる逆スパッタを約10秒ほどして、信号線13の表面の残存水分を取り除いたらすぐにトランスファチャンバ42を経由してITOスパッタ室47へと移送させて、この信号線13上にアモルファスITO膜を成膜させる。
Further, when residual moisture on the
この場合も、この信号線13と画素電極27との間にオーミック性を得ることができた。しかしながら、この第2の方法の場合には、逆スパッタ室44からITOスパッタ室47までの間のタクトタイムが長くなってしまう。したがって、このITOスパッタ室47にて成膜するアモルファスITO膜の膜厚によっては、逆スパッタ室44での逆スパッタ時間よりITOスパッタ室47でのスパッタ時間が長くなってしまう場合がある。
Also in this case, an ohmic property could be obtained between the
また、上述した第3の方法にて、信号線13のトップチタン層23上の残存水分を取り除いた場合には、この信号線13上の残存水分の除去する際の温度設定の仕方を、例えば100℃にすると、この信号線13上に積層させるアモルファスITO膜の中に微小なポリITOが成長混在する可能性が生ずる。さらに、実験事実としては、100℃程度の低温でもアモルファスITO膜中にポリITOが成長することが確認されている。
Further, when the residual moisture on the
すなわち、信号線13上のチタン酸化物Aを除去したガラス基板3を加熱室からITOスパッタ室47に移行しても、これら加熱室およびITOスパッタ室47内が真空雰囲気であるから、このガラス基板3の温度が下がらない。このため、このガラス基板3上のアモルファスITO膜にポリITOが混在した場合には、このアモルファスITO膜をエッチングする時にポリITOが残渣として残ってしまう。したがって、加熱室の温度を低く設定せざるを得ないから、信号線13上の水分を乾燥させる効率が著しく低下してしまう。ただし、生産性の観点からは、加熱室内に複数枚のガラス基板3を同時に保持できるので、これら加熱室からITOスパッタ室47までの間のタクトタイムが長くなることはない。
That is, even if the
さらに、信号線13上にポリITO膜を積層させた場合には、このポリITO膜を強酸にてエッチングし、この信号線13上にアモルファスITO膜を積層させた場合には、このアモルファスITO膜を弱酸にてエッチングする。このとき、逆スパッタ室44での逆スパッタガスとしてアルゴンガスと水蒸気との混合ガスを用い、上述の第3の方法にて信号線上の残存水分を取り除いた場合にのみ問題があるに過ぎない。すなわち、図9に示すように、信号線13のトップチタン層23の逆スパッタ室44での逆スパッタに関しては、逆スパッタガスとしてアルゴンガスと水蒸気との混合ガスを用いる。
Further, when a poly ITO film is laminated on the
また、この逆スパッタ室44での逆スパッタ後においては、この逆スパッタ室44内のガスの排気時間をやや長くして、信号線13上の残存水分の影響を低減させてから、ガラス基板3を連続的にITOスパッタ室47へと移送して、このITOスパッタ室47でのスパッタガスとして逆スパッタガスと同じ、アルゴンガスと水蒸気との混合ガスを用いてアモルファスITO膜を信号線13上に成膜させるプロセスが最適であることが分かった。この結果、スパッタ装置41の生産性を落とすことなく、信号線13と画素電極27との間のオーミック性を確実に得ることができる。
Further, after reverse sputtering in the
2 アレイ基板
3 基板としてのガラス基板
5 スイッチング素子としての薄膜トランジスタ
13 配線部としての信号線
20 導電層
23 チタン層としてのトップチタン層
24 モリブデン層としてのトップコート層
27 画素電極
A 酸化膜としてのチタン酸化物
2
13 Signal line as wiring section
20 Conductive layer
23 Top titanium layer as titanium layer
24 Topcoat layer as molybdenum layer
27 Pixel electrode A Titanium oxide as oxide film
Claims (6)
この基板上に設けられたスイッチング素子と、
前記基板上に設けられ前記スイッチング素子に電気的に接続された配線部と、
前記基板上に設けられ前記スイッチング素子にて制御される画素電極とを具備し、
前記配線部は、導電層と、この導電層上に設けられチタン(Ti)にて構成されたチタン層と、このチタン層上に設けられ前記画素電極に電気的に接続されモリブデン(Mo)にて構成されたモリブデン層とを有する
ことを特徴とするアレイ基板。 A substrate,
A switching element provided on the substrate;
A wiring portion provided on the substrate and electrically connected to the switching element;
A pixel electrode provided on the substrate and controlled by the switching element;
The wiring portion includes a conductive layer, a titanium layer provided on the conductive layer and made of titanium (Ti), and provided on the titanium layer and electrically connected to the pixel electrode to molybdenum (Mo). And an molybdenum substrate configured as described above.
ことを特徴とする請求項1記載のアレイ基板。 The array substrate according to claim 1, wherein the molybdenum layer of the wiring portion is formed to a thickness of 50 Å or more and 150 Å or less.
前記基板上に、前記導電層、チタン層およびモリブデン層のそれぞれを設けてから塩素系ガスにてドライエッチングしてパターニングして前記配線部を形成する配線部形成工程と、
この配線部形成工程にて形成された前記配線部のモリブデン層上に画素電極を設けて、この画素電極を前記モリブデン層に電気的に接続させる画素電極形成工程と
を具備したことを特徴とするアレイ基板の製造方法。 A substrate, a switching element provided on the substrate, a wiring portion provided on the substrate and electrically connected to the switching element, and a pixel electrode provided on the substrate and controlled by the switching element And the wiring portion is electrically connected to the pixel electrode provided on the conductive layer, a titanium layer provided on the conductive layer and composed of titanium (Ti), and the titanium layer. A method of manufacturing an array substrate having a molybdenum layer composed of molybdenum (Mo),
A wiring portion forming step of forming the wiring portion by providing a pattern on the substrate by dry etching with a chlorine-based gas after providing each of the conductive layer, the titanium layer, and the molybdenum layer;
A pixel electrode forming step of providing a pixel electrode on the molybdenum layer of the wiring portion formed in the wiring portion forming step and electrically connecting the pixel electrode to the molybdenum layer. A method for manufacturing an array substrate.
前記配線部のチタン層に、アルゴン(Ar)と水素(H2)および水蒸気(H2O)のいずれかとの混合ガスを吹き付けて、前記チタン層の表面に形成される酸化膜を除去する除去工程と、
この除去工程にて前記酸化膜が除去された前記チタン層上に画素電極を設けて、この画素電極を前記チタン層に電気的に接続させる画素電極形成工程と
を具備したことを特徴とするアレイ基板の製造方法。 A substrate, a switching element provided on the substrate, a wiring portion provided on the substrate and electrically connected to the switching element, and a pixel electrode provided on the substrate and controlled by the switching element And the wiring portion includes a conductive layer and a titanium layer provided on the conductive layer and electrically connected to the pixel electrode and made of titanium (Ti). There,
Removal to remove the oxide film formed on the surface of the titanium layer by spraying a mixed gas of argon (Ar), hydrogen (H 2 ) and water vapor (H 2 O) onto the titanium layer of the wiring portion Process,
A pixel electrode forming step of providing a pixel electrode on the titanium layer from which the oxide film has been removed in the removing step, and electrically connecting the pixel electrode to the titanium layer. A method for manufacturing a substrate.
画素電極形成工程は、前記除去工程と同じ前記真空雰囲気内で前記配線部のチタン層上に画素電極を設ける
ことを特徴とする請求項4記載のアレイ基板の製造方法。 In the removal process, a mixed gas is sprayed onto the titanium layer of the wiring part in a vacuum atmosphere.
5. The method of manufacturing an array substrate according to claim 4, wherein the pixel electrode forming step includes providing a pixel electrode on the titanium layer of the wiring portion in the same vacuum atmosphere as the removing step.
ことを特徴とする請求項4または5記載のアレイ基板の製造方法。 Removal step, argon (Ar) and water vapor (H 2 O), and claim 4 or 5 array substrate manufacturing method according to the gas mixture, characterized in that spraying of the titanium layer of the wiring portion of.
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Cited By (4)
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JP2008270509A (en) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Nec Electronics Corp | Method of manufacturing semiconductor device |
US8203683B2 (en) | 2007-03-27 | 2012-06-19 | Sony Corporation | Electro-optic device having terminal section and pixel section with particular multilayer structures |
WO2016017516A1 (en) * | 2014-07-30 | 2016-02-04 | シャープ株式会社 | Display device and method for producing same |
WO2016017515A1 (en) * | 2014-07-30 | 2016-02-04 | シャープ株式会社 | Display device and method for producing same |
-
2005
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8203683B2 (en) | 2007-03-27 | 2012-06-19 | Sony Corporation | Electro-optic device having terminal section and pixel section with particular multilayer structures |
JP2008270509A (en) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Nec Electronics Corp | Method of manufacturing semiconductor device |
WO2016017516A1 (en) * | 2014-07-30 | 2016-02-04 | シャープ株式会社 | Display device and method for producing same |
WO2016017515A1 (en) * | 2014-07-30 | 2016-02-04 | シャープ株式会社 | Display device and method for producing same |
US20170139296A1 (en) * | 2014-07-30 | 2017-05-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display device and method for manufacturing same |
US10175518B2 (en) | 2014-07-30 | 2019-01-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing display device including a wiring layer of a molybdenum-based material |
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