JP2010108963A - 電気的固体装置、電気光学装置、および電気的固体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】アルミニウム系の配線材料として用いた場合でも、十分な耐ヒロック性に備えるとともに、ドライエッチングを適用でき、さらに、レジストマスクを剥離する際に用いる剥離液によって、配線がエッチングされることのない電気的固体装置、電気光学装置、および電気的固体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】電気光学装置100において、素子基板10上に走査線3aなどの配線を形成するにあたって、ネオジウムを2atm%未満含有するアルミニウム合金膜を用いるとともに、走査線3aの上面および側面を酸化して表面保護膜31aを形成する。このため、走査線3aは、耐ヒロック性が高いとともに、表面保護膜31a、31eによってアルカリ性の剥離液から保護される。
【選択図】図3
【解決手段】電気光学装置100において、素子基板10上に走査線3aなどの配線を形成するにあたって、ネオジウムを2atm%未満含有するアルミニウム合金膜を用いるとともに、走査線3aの上面および側面を酸化して表面保護膜31aを形成する。このため、走査線3aは、耐ヒロック性が高いとともに、表面保護膜31a、31eによってアルカリ性の剥離液から保護される。
【選択図】図3
Description
本発明は、基板上に少なくとも配線が形成された電気的固体装置、該電気的固体装置を素子基板として用いた電気光学装置、および電気的固体装置の製造方法に関するものである。
半導体装置や各種回路基板などの電気的固体装置では、基板上に少なくとも配線が形成されており、かかる配線を構成する材料としては、電気的抵抗が低いアルミニウムが多用されている。但し、アルミニウムは、融点が比較的低いため、加熱工程でヒロックと称せられる微細な突起が発生しやすい。従って、アルミニウムを配線材料として用いると、その上層側に導電膜を重ねることができないという問題点がある。そこで、配線材料として、ネオジウムなどの高融点金属を含有するアルミニウム合金を配線材料として用いることが提案されている(特許文献1、2、3参照)。
これらの特許文献のうち、特許文献1では、アルミニウム−ネオジウム合金の単体膜、あるいはアルミニウム膜上にアルミニウム−ネオジウム合金膜を形成した積層膜によって配線を形成することが提案されている。
特許文献2では、アルミニウム−ネオジウム合金膜上にモリブデン−タングステン合金膜を形成した積層膜によって配線を形成することが提案されている。
特許文献3では、窒化アルミニウム膜、酸化アルミニウム膜、酸窒化アルミニウム膜、あるいはアルミニウム−ネオジウム合金膜からなるバリアアルミニウム膜の上に純アルミニウム膜を形成した積層膜によって配線を形成することが提案されている。
特開2002−368202号公報
特開2004−356616号公報
特開2005−33198号公報
しかしながら、アルミニウム−ネオジウム合金膜などは、高融点金属を多量に含有するほど耐ヒロック性が向上する一方、高融点金属を多量に含有するとドライエッチングを適正に行なえないなどといった問題点がある。その理由は、高融点金属やその化合物は、蒸気圧が低いため、ドライエッチングされにくいため、と考えられる。
また、液晶装置や有機エレクトロルミネッセンス装置に用いられる素子基板は、基板上に配線に加えて、電界効果型トランジスタが形成された半導体装置(電気的固体装置)として構成される。かかる素子基板の製造工程において、LDD構造の電界効果型トランジスタを形成する場合や、相補型の電界効果型トランジスタを形成する場合、レジストマスクを形成した状態で不純物を導入する。このため、不純物を導入した後、剥離液を用いてレジストマスクを除去するが、その際、剥離液によって、アルミニウム合金膜からなる配線がエッチングされてしまうという問題点がある。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、アルミニウム系の配線材料として用いた場合でも、十分な耐ヒロック性に備えるとともに、ドライエッチングを適用できる電気的固体装置、該電気的固体装置を素子基板として用いた電気光学装置、および電気的固体装置の製造方法を提供することにある。
また、本発明の課題は、アルミニウム系の配線材料として用いた場合でも、レジストマスクを剥離する際に用いる剥離液によって、配線がエッチングされることのない電気的固体装置、該電気的固体装置を素子基板として用いた電気光学装置、および電気的固体装置の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る電気的固体装置は、基板と、該基板上に形成され、アルミニウムよりも高融点の金属を含有するアルミニウム合金膜からなる配線と、該配線の上面および側面を酸化してなる表面保護膜と、を有することを特徴とする。
本発明に係る電気的固体装置の製造方法では、基板上にアルミニウムよりも高融点の金属を含有するアルミニウム合金膜を形成するアルミニウム合金膜形成工程と、前記アルミニウム合金膜の上面にエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、前記アルミニウム合金膜に対してエッチングを行ない、前記アルミニウム合金膜からなる配線を形成するパターニング工程と、前記配線の上面および側面を酸化して当該配線の上面および側面に表面保護膜を形成する表面保護膜形成工程と、を有することを特徴とする。
本発明に係る電気的固体装置の製造方法において、前記パターニング工程では、前記エッチングとしてドライエッチングを行なうことが好ましい。
本発明において、「アルミニウムよりも高融点の金属を含有するアルミニウム合金膜からなる配線」とは、「配線全体が前記アルミニウム合金膜からなる形態」の他、「アルミニウム合金膜からなる配線の下層に別の金属配線が形成されている形態」を含む意味であり、少なくとも、配線の最上層が「アルミニウムよりも高融点の金属を含有するアルミニウム合金膜からなる配線」になっていればよい。
本発明では、高融点の金属を含有するアルミニウム合金膜を配線材料として用いるため、耐ヒロック性に優れている。また、本発明では、アルミニウム合金膜からなる配線の上面および側面には、配線の上面および側面を酸化してなる表面保護膜が形成され、かかる表面保護膜は配線の耐ヒロック性を向上させる。このように本発明では、高融点の金属を含有するアルミニウム合金膜を配線材料として用いるという構成と、配線の上面および側面を酸化して表面保護膜を形成するという構成の2つの構成によって、配線の耐ヒロック性を高めているため、配線材料においては、高融点の金属の含有量を低くすることができる。従って、アルミニウム合金膜をドライエッチングする場合でも、純アルミニウムを配線材料として用いた場合と同様な条件で済む。また、アルミニウム合金膜のパターニングにドライエッチングを採用すれば、ウエットエッチングと比較してサイドエッチングが少ないので、配線のライン&スペースを狭くすることができる。
本発明に係る電気的固体装置およびその製造方法において、前記高融点の金属としては、銅(Cu/融点1083℃)、ネオジウム(Nd/融点1021℃)、ニッケル(Ni/融点1453℃)、シリコン(Si/融点1410℃)など、アルミニウム(Al/融点660℃)より融点が高い金属を用いることができる。本発明では、前記高融点の金属としては、ネオジウムを用いることが好ましく、この場合、前記アルミニウム合金膜におけるネオジウム含有量が2atm%未満であることが好ましい。ネオジウムを含有するアルミニウム合金を用いて耐ヒロック性を高める場合、通常は、アルミニウム合金膜におけるネオジウム含有量が2〜6atm%以上であるが、本発明によれば、表面保護膜によって耐ヒロック性を高めてあるので、ネオジウムを含有するアルミニウム合金を用いて耐ヒロック性を高める場合でも、アルミニウム合金膜におけるネオジウム含有量が2atm%未満とすることができる。
本発明に係る電気的固体装置の製造方法では、前記表面保護膜形成工程において前記配線の上面および側面を酸化するにあたっては、当該配線に対してUV酸化、酸素プラズマ照射、陽極酸化、オゾン酸化、水蒸気処理、およびアニール処理のうちの何れかを行なうことが好ましい。かかる方法によれば、CVD法により表面保護膜を堆積させる場合と比較して、配線の上面および側面の全体に薄い表面保護膜を確実に形成することができる。
本発明に係る電気的固体装置において、前記表面保護膜の上層に形成された層間絶縁膜と、前記配線の上層側において前記層間絶縁膜および前記表面保護膜を一体に貫通するコンタクトホールと、前記層間絶縁膜の上層において前記コンタクトホールを介して前記配線に電気的に接続する上層側導電パターンと、を有する構成を採用することができる。この場合、本発明に係る電気的固体装置の製造方法では、前記表面保護膜形成工程の後、前記表面保護膜を覆う層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、前記層間絶縁膜および前記表面保護膜を一体に貫通するコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、前記層間絶縁膜の上層に前記コンタクトホールを介して前記配線に電気的に接続する上層側導電パターンを形成する上層側導電パターン形成工程と、を行なう。
本発明に係る電気的固体装置において、前記配線の一部をゲート電極とする電界効果型トランジスタを有することが好ましい。この場合、本発明に係る電気的固体装置の製造方法では、前記アルミニウム合金膜形成工程の前に、電界効果型トランジスタの能動層を構成するための半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記半導体層を覆うゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程と、を行ない、前記配線の一部をゲート電極として電界効果型トランジスタを形成する。電界効果型トランジスタを製造する際、レジストマスクを形成した後、剥離液によってレジストマスクを除去するときでも、配線は表面保護膜で保護されているので、剥離液によって、配線がエッチングされることを確実に防止することができる。例えば、LDD構造の電界効果型トランジスタを形成する場合、レジストマスクを形成した状態で不純物を導入した後、剥離液を用いてレジストマスクを除去するが、配線は表面保護膜で保護されているので、剥離液によって、配線がエッチングされることがない。
本発明に係る電気的固体装置およびその製造方法において、前記電界効果型トランジスタとして、第1導電型の電界効果型トランジスタと、第2導電型の電界効果型トランジスタとを形成してもよい。同一基板上に第1導電型の電界効果型トランジスタと第2導電型の電界効果型トランジスタとを形成する場合、レジストマスクを形成した状態で第1導電型の不純物を導入する工程と、別のレジストマスクを形成して第2導電型の不純物を導入する工程とを行なう。かかる場合でも、本発明では、配線が表面保護膜で保護されているので、レジストマスクを剥離液によって除去する際、配線が剥離液によってエッチングされることがない。
本発明を適用した電気的固体装置は電気光学装置に用いることができ、この場合、前記電気的固体装置は、前記基板上に画素電極を有する電気光学装置用の素子基板として構成される。
本発明を適用した液晶装置は、携帯電話機あるいはモバイルコンピュータなどの電子機器の表示部などとして用いられる。
以下、本発明の実施の形態として、本発明に係る電気的固体装置を、代表的な電気光学装置である液晶装置の素子基板として構成した例を中心に説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、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。また、カラーフィルタや配向膜などの図示は省略してある。また、電界効果型トランジスタでは、印加する電圧の極性によってソースとドレインが入れ替わるが、以下の説明では、説明の便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとして説明する。
[実施の形態1]
(全体構成)
図1(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。図1(a)、(b)において、本形態の電気光学装置100は、透過型のアクティブマトリクス型液晶装置であり、電気的固体装置としての素子基板10(半導体装置)と対向基板20とはシール材107によって所定の隙間を介して貼り合わされている。対向基板20は、シール材107とほぼ同じ輪郭を備えており、素子基板10と対向基板20との間において、シール材107で区画された領域内にホモジニアス配向された液晶50が保持されている。液晶50は、配向方向の誘電率がその法線方向よりも大きい正の誘電率異方性を示す液晶組成物であり、広い温度範囲においてネマチック相を示す。
(全体構成)
図1(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのH−H′断面図である。図1(a)、(b)において、本形態の電気光学装置100は、透過型のアクティブマトリクス型液晶装置であり、電気的固体装置としての素子基板10(半導体装置)と対向基板20とはシール材107によって所定の隙間を介して貼り合わされている。対向基板20は、シール材107とほぼ同じ輪郭を備えており、素子基板10と対向基板20との間において、シール材107で区画された領域内にホモジニアス配向された液晶50が保持されている。液晶50は、配向方向の誘電率がその法線方向よりも大きい正の誘電率異方性を示す液晶組成物であり、広い温度範囲においてネマチック相を示す。
素子基板10において、シール材107の外側の領域には、データ線駆動回路101および実装端子102が素子基板10の一辺に沿って設けられており、実装端子102が配列された辺に隣接する2辺に沿っては、走査線駆動回路104が形成されている。素子基板10の残る一辺には、画像表示領域10aの両側に設けられた走査線駆動回路104間をつなぐための複数の配線105が設けられており、さらに、額縁108の下などを利用して、プリチャージ回路や検査回路などの周辺回路が設けられることもある。
詳しくは後述するが、素子基板10には、画素電極7aがマトリクス状に形成されている。これに対して、対向基板20には、シール材107の内側領域に遮光性材料からなる額縁108が形成され、その内側が画像表示領域10aとされている。対向基板20では、素子基板10の画素電極7aの縦横の境界領域と対向する領域にブラックマトリクス、あるいはブラックストライプなどと称せられる遮光膜23が形成されている。
本形態の電気光学装置100は、液晶50をフリンジフィールドスイッチング(以下、FFS(Fringe Field Switching)という)方式で駆動する。このため、素子基板10の上には、画素電極7aに加えて共通電極(図示せず)も形成されており、対向基板20には、対向電極が形成されていない。かかる構造を採用した場合、対向基板20の側からは静電気が侵入しやすいので、対向基板20において素子基板10側とは反対側の面にITO膜などからなるシールド層が形成される場合もある。
本形態の電気光学装置100においては、対向基板20が表示光の出射側に位置するように配置されており、素子基板10に対して対向基板20と反対側にはバックライト装置(図示せず)が配置される。また、対向基板20側および素子基板10側の各々に偏光板などの光学部材が配置される。なお、電気光学装置100は反射型あるいは半透過反射型として構成される場合があり、半透過反射型の場合、対向基板20において素子基板10と対向する面には、反射表示領域に位相差層が形成される場合もある。
(電気光学装置100の詳細な構成)
図2を参照して、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置100およびそれに用いた素子基板の構成を説明する。図2は、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置100に用いた素子基板10の画像表示領域10aの電気的な構成を示す等価回路図である。
図2を参照して、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置100およびそれに用いた素子基板の構成を説明する。図2は、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置100に用いた素子基板10の画像表示領域10aの電気的な構成を示す等価回路図である。
図2に示すように、電気光学装置100の画像表示領域10aには複数の画素100aがマトリクス状に形成されている。複数の画素100aの各々には、画素電極7a、および画素電極7aを制御するための電界効果型トランジスタ30(画素トランジスタ)が形成されており、データ信号(画像信号)を線順次で供給するデータ線5aが電界効果型トランジスタ30のソースに電気的に接続されている。電界効果型トランジスタ30のゲートには走査線3aが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線3aに走査信号を線順次で印加する。画素電極7aは、電界効果型トランジスタ30のドレインに電気的に接続されており、電界効果型トランジスタ30を一定期間だけそのオン状態とすることにより、データ線5aから供給されるデータ信号を各画素100aに所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極7aを介して、図1(b)に示す液晶50に書き込まれた所定レベルの画素信号は、素子基板10に形成された画素電極7aと共通電極9aとの間で一定期間保持される。ここで、画素電極7aと共通電極9aとの間には保持容量60が形成されており、画素電極7aの電圧は、例えば、ソース電圧が印加された時間よりも3桁も長い時間だけ保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い表示を行うことのできる電気光学装置100が実現される。
図2では、共通電極9aが走査線駆動回路104から延びた配線のように示してあるが、素子基板10の画像表示領域10aの略全面に形成されており、所定の電位に保持される。また、共通電極9aは、複数の画素100aに跨って、あるいは複数の画素100a毎に形成される場合もあるが、いずれの場合も共通の電位が印加される。
(各画素の詳細な構成)
図3(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置100の画素1つ分の断面図、および素子基板10において相隣接する画素の平面図であり、図3(a)は、図3(b)のA1−A1′線に相当する位置で電気光学装置100を切断したときの断面図に相当する。また、図3(b)では、画素電極7aは太くて長い点線で示し、データ線5aおよびそれと同時形成された薄膜は一点鎖線で示し、走査線3aは二点鎖線で示し、半導体層は細くて短い点線で示してある。
図3(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置100の画素1つ分の断面図、および素子基板10において相隣接する画素の平面図であり、図3(a)は、図3(b)のA1−A1′線に相当する位置で電気光学装置100を切断したときの断面図に相当する。また、図3(b)では、画素電極7aは太くて長い点線で示し、データ線5aおよびそれと同時形成された薄膜は一点鎖線で示し、走査線3aは二点鎖線で示し、半導体層は細くて短い点線で示してある。
図3(a)、(b)に示すように、素子基板10上には、透光性の画素電極7a(太くて長い点線で囲まれた領域)が各画素100a毎に形成され、隣接する画素電極7aの間に沿ってデータ線5a(一点鎖線で示す領域)、および走査線3a(二点鎖線で示す領域)が延在している。また、素子基板10の画像表示領域10aの略全面には透光性の共通電極9aが形成されている。画素電極7aおよび共通電極9aはいずれもITO(Indium Tin Oxide)膜からなる。
本形態では、共通電極9aが下側電極として形成され、画素電極7aが上側電極として形成されている。このため、上側の画素電極7aには、フリンジ電界形成用の複数のスリット7bが互いに平行に形成されている。本形態において、スリット7bは、走査線3aに対して5度の傾きをもって延びている。
図3(a)に示す素子基板10の基体は、石英基板や耐熱性のガラス基板などの透光性基板10bからなり、対向基板20の基体は、石英基板や耐熱性のガラス基板などの透光性基板20bからなる。本形態では、透光性基板10b、20bのいずれについてもガラス基板が用いられている。素子基板10には、透光性基板10bの表面にシリコン酸化膜などからなる下地保護膜(図示せず)が形成されているとともに、その表面側において、各画素電極7aに対応する位置にトップゲート構造の電界効果型トランジスタ30が形成されている。本形態において、電界効果型トランジスタ30はNチャネル型(第1導電型)である。
図3(a)、(b)に示すように、電界効果型トランジスタ30において、能動層を構成する半導体層1aは、走査線3aに対して2箇所で交差するように屈曲した平面形状を備えており、電界効果型トランジスタ30は、走査線3aの2箇所をゲート電極として利用したツインゲート構造を備えている。電界効果型トランジスタ30は、2つのチャネル領域1bの両側にソース領域およびドレイン領域を備えている。また、電界効果型トランジスタ30は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を備えており、ソース領域およびドレイン領域は各々、低濃度ソース領域1cおよび低濃度ドレイン領域1dと、高濃度ソース1eおよび高濃度ドレイン領域1fとを備えている。本形態において、半導体層1aは、素子基板10に対してアモルファスシリコン膜を形成した後、レーザアニールやランプアニールなどにより多結晶化されたポリシリコン膜である。半導体層1aの上層には、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、あるいはそれらの積層膜からなるゲート絶縁層2が形成され、ゲート絶縁層2の上層に走査線3aが形成されている。
ゲート電極(走査線3a)の上層側にはシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、あるいはそれらの積層膜からなる層間絶縁膜4が形成されている。層間絶縁膜4の表面にはデータ線5aが形成され、このデータ線5aは、層間絶縁膜4に形成されたコンタクトホール4aを介して最もデータ線5a側に位置するソース領域に電気的に接続している。層間絶縁膜4の表面にはドレイン電極5bが形成されており、ドレイン電極5bは、データ線5aと同時形成された導電膜である。データ線5aおよびドレイン電極5bの上層側には、層間絶縁膜6が形成されている。本形態において、層間絶縁膜6は、厚さが1.5〜2.0μmの厚い感光性樹脂からなる平坦化膜として形成されている。
層間絶縁膜6の表面にはITO膜からなる共通電極9aが形成されており、共通電極9aにおいてドレイン電極5bと重なり部分には切り欠き9cが形成されている。共通電極9aの表面にはシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、あるいはそれらの積層膜からなる絶縁膜8(誘電体膜)が形成されている。絶縁膜8の上層には、ITO膜からなる画素電極7aが島状に形成されている。層間絶縁膜6にはコンタクトホール6aが形成されているとともに、絶縁膜8にはコンタクトホール6aの内側にコンタクトホール8aが形成されている。このため、画素電極7aは、コンタクトホール6a、8aの底部でドレイン電極5bに電気的に接続し、このドレイン電極5bは、層間絶縁膜4およびゲート絶縁層2に形成されたコンタクトホール4bを介して高濃度ドレイン領域1fに電気的に接続している。
画素電極7aにはフリンジ電界形成用のスリット7bが形成されている。スリット7bの幅寸法は3〜10μmであり、画素電極7aにおいてスリット7bに挟まれた線状電極部7eの幅寸法は2〜8μmである。
図示を省略するが、素子基板10および対向基板20には配向膜が形成されており、対向基板20側の配向膜に対しては走査線3aと平行にラビング処理が施され、素子基板10側の配向膜に対しては、対向基板20の配向膜に対するラビング方向と逆向きのラビング処理が施されている。このため、液晶50をホモジニアス配向することができる。ここで、素子基板10の画素電極7aに形成されたスリット7bは、互いに平行に形成されているが、走査線3aに対して5度の傾きをもって延びている。このため、配向膜に対しては、スリット7bが延びている方向に5度の角度をもってラビング処理が施されていることになる。また、偏光板は、互いの偏光軸が直交するように配置されており、対向基板20側の偏光板の偏光軸は、配向膜に対するラビング方向と直交し、素子基板10側の偏光板の偏光軸は、配向膜に対するラビング方向と平行である。
このように構成した電気光学装置100では、共通電極9aと画素電極7aとの間には絶縁膜8が介在し、上側の画素電極7aにはフリンジ電界形成用の複数のスリット7bが形成されている。このため、上側の画素電極9aと下側の共通電極9aとの間に形成したフリンジ電界で液晶50を駆動することができる。また、上側の画素電極7aと下側の共通電極9aとが絶縁膜8を介して対向する部分に形成される容量成分を保持容量60として利用することができる。
(駆動回路の構成)
図4(a)、(b)は各々、本発明を適用した電気光学装置100に用いた素子基板10に形成した相補型電界効果型トランジスタの平面図、およびそのB−B′線に相当する位置で素子基板を切断したときの断面図である。なお、図4(b)には、図4(a)のC−C′線に相当する位置で素子基板を切断したときの断面も示してある。
図4(a)、(b)は各々、本発明を適用した電気光学装置100に用いた素子基板10に形成した相補型電界効果型トランジスタの平面図、およびそのB−B′線に相当する位置で素子基板を切断したときの断面図である。なお、図4(b)には、図4(a)のC−C′線に相当する位置で素子基板を切断したときの断面も示してある。
図1(a)において、本形態の電気光学装置100では、素子基板10の周辺領域を利用してデータ線駆動回路101および走査線駆動回路104などの内部回路が形成されている。このようなデータ線駆動回路101および走査線駆動回路104は、図4(a)、(b)に示すように、Pチャネル型(第2導電型)の電界効果型トランジスタ80とNチャネル型(第1導電型)の電界効果型トランジスタ90とを備えた相補回路などを有しており、このような相補回路の構成を簡単に説明する。
図4(a)、(b)において、駆動回路のトランジスタは、Pチャネル型の電界効果型トランジスタ80とNチャネル型の電界効果型トランジスタ90とからなる相補型電界効果型トランジスタとして構成されている。このような電界効果型トランジスタ80、90は、画素スイッチング用の電界効果型トランジスタ30の製造工程の一部を利用して形成されたものであり、電界効果型トランジスタ80、90を構成する半導体層1v、1wは、電界効果型トランジスタ30を構成する半導体層1aと同じくポリシリコン膜である。
Nチャネル型の電界効果型トランジスタ90は、チャネル領域1nの両側にN型のソース領域(高濃度ソース領域1sおよび低濃度ソース領域1q)、およびドレイン領域(高濃度ドレイン領域1rおよび低濃度ドレイン領域1p)を備えており、これらの領域は、電界効果型トランジスタ30のソース領域およびドレイン領域と同時形成された領域である。Pチャネル型の電界効果型トランジスタ80は、チャネル領域1iの両側にP型のソース領域(高濃度ソース領域1lおよび低濃度ソース領域1j)、およびドレイン領域(高濃度ドレイン領域1mおよび低濃度ドレイン領域1k)を備えている。半導体層1v、1wの表面側にはゲート絶縁層2が形成され、ゲート絶縁層2の上層に共通のゲート配線3eが形成されている。かかるゲート配線3eは、図3を参照して説明した走査線3aと同時形成された配線である。
電界効果型トランジスタ80、90では、高電位線5eと低電位線5gが層間絶縁膜4およびゲート絶縁層2を貫通するコンタクトホール4e、4gを介して、半導体層1v、1wの高濃度ソース領域1l、1sに電気的に接続されている。また、出力配線5fは、層間絶縁膜4およびゲート絶縁層2を貫通するコンタクトホール4f、4kを介して半導体層1v、1wの高濃度ドレイン領域1m、1rに電気的にそれぞれ接続されている。また、入力配線5hは、層間絶縁膜4を貫通するコンタクトホール4hを介して共通のゲート配線3eに接続されている。かかる高電位線5e、低電位線5g、出力配線5f、および入力配線5hは、図3を参照して説明したデータ5aと同時形成された上層側導電パターンである。
(配線構造)
本形態の電気光学装置100において、図3および図4を参照して説明した走査線3aおよびゲート配線3eについては以下の構成が採用されている。まず、走査線3aおよびゲート配線3eは、アルミニウム(融点660℃)よりも高融点の金属を含有するアルミニウム合金膜からなる。かかる高融点の金属としては、銅(Cu/融点1083℃)、ネオジウム(Nd/融点1021℃)、ニッケル(Ni/融点1453℃)、シリコン(Si/融点1410℃)などを用いることができ、本形態では、ネオジウムが用いられている。かかるネオジウム含有アルミニウム合金において、ネオジウムの含有量は、アルミニウム合金全体に対して6atm%以下である。本形態では、ネオジウムの含有量が2atm%未満であり、2atm%未満というネオジウムの含有量のレベルは、耐ヒロック性という観点で使用されるネオジウム含有アルミニウム合金におけるネオジウムの含有量からすると、低いレベルである。なお、ネオジウムの含有量の下限については、純アルミニウム配線に比して耐ヒロック性が少しでも向上するレベルに相当し、例えば、0.1atm%程度である。
本形態の電気光学装置100において、図3および図4を参照して説明した走査線3aおよびゲート配線3eについては以下の構成が採用されている。まず、走査線3aおよびゲート配線3eは、アルミニウム(融点660℃)よりも高融点の金属を含有するアルミニウム合金膜からなる。かかる高融点の金属としては、銅(Cu/融点1083℃)、ネオジウム(Nd/融点1021℃)、ニッケル(Ni/融点1453℃)、シリコン(Si/融点1410℃)などを用いることができ、本形態では、ネオジウムが用いられている。かかるネオジウム含有アルミニウム合金において、ネオジウムの含有量は、アルミニウム合金全体に対して6atm%以下である。本形態では、ネオジウムの含有量が2atm%未満であり、2atm%未満というネオジウムの含有量のレベルは、耐ヒロック性という観点で使用されるネオジウム含有アルミニウム合金におけるネオジウムの含有量からすると、低いレベルである。なお、ネオジウムの含有量の下限については、純アルミニウム配線に比して耐ヒロック性が少しでも向上するレベルに相当し、例えば、0.1atm%程度である。
また、本形態では、図3(a)および図4(b)に示すように、走査線3aおよびゲート配線3eの上面および側面には、酸化膜からなる表面保護膜31a、31eが形成されている。本形態において、表面保護膜31a、31eは、走査線3aおよびゲート配線3eの上面および側面を酸化してなる酸化膜である。本形態において、表面保護膜31a、31eの膜厚は、1〜10nmであり、極めて薄い。
ここで、ゲート配線3eの上面には、入力配線5h(上層側導電パターン)が層間絶縁膜4のコンタクトホール4hを介して電気的に接続されている。このため、コンタクトホール4hは、層間絶縁膜4および表面保護膜301eを貫通している。本形態において、表面保護膜31a、31eは極めて薄いので、コンタクトホール4hは、1回のエッチングで層間絶縁膜4および表面保護膜301eを一体に貫通するように形成されている。
(素子基板10の製造方法)
図5〜図7は、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置に用いた素子基板の製造方法を示す工程断面図である。なお、図5〜図7には、図3および図4に示すA1−A1′断面、B−B′断面、およびC−C′断面に相当する位置を示してある。
図5〜図7は、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置に用いた素子基板の製造方法を示す工程断面図である。なお、図5〜図7には、図3および図4に示すA1−A1′断面、B−B′断面、およびC−C′断面に相当する位置を示してある。
本形態の電気光学装置100の製造工程のうち、素子基板10の製造工程では、ガラス基板からなる透光性基板10bの表面にシリコン酸化膜からなる下地保護膜(図示せず)を形成した後、まず、図5(a)に示す半導体層形成工程では、ポリシリコン膜からなる半導体層1a、1v、1wを島状に形成する。それには、基板温度が150〜450℃の温度条件下で、透光性基板10bの全面に、非晶質シリコン膜からなる半導体層をプラズマCVD法により、例えば、40〜50nmの厚さに形成した後、レーザアニール法などにより、シリコン膜を多結晶化させた後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、半導体層1a、1v、1wを形成する。
次に、ゲート絶縁層形成工程では、CVD法などを用いて、半導体層1aの表面にシリコン窒化膜やシリコン酸化膜、あるいはそれらの積層膜からなるゲート絶縁層2を形成する。かかるゲート絶縁層2については、半導体層1a、1v、1wの表面を熱酸化してなる酸化膜により構成することもできる。また、ゲート絶縁層2については、半導体層1a、1v、1wの表面を熱酸化してなる酸化膜と、CVD法などにより形成した絶縁膜の積層構造とすることもある。
次に、図5(b)〜図5(d)に示すゲート電極形成工程を行なう。このゲート電極形成工程では、まず、図5(b)に示すアルミニウム合金膜形成工程において、スパッタ法や真空蒸着法などにより、透光性基板10bの表面全体に、高融点金属を含有するアルミニウム合金膜3を形成する。本形態では、高融点金属としてネオジウムを含有するアルミニウム合金膜3を形成する。本形態におけるネオジウムの含有量は、2atm%未満である。次に、図5(c)に示すエッチングマスク形成工程において、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスク90を形成する。次に、図5(d)に示すパターニング工程では、レジストマスク90を形成した状態でアルミニウム合金膜3に対してエッチングを行なう。本形態では、塩素系のエッチングガスを用いてドライエッチングを行なう。その結果、図5(d)に示すように、走査線3aおよびゲート配線3eが形成される。次に、剥離液を用いてレジストマスク90を除去する。
次に、図5(e)に示す表面保護膜形成工程では、走査線3aおよびゲート配線3eに対してUV酸化、酸素プラズマ照射、陽極酸化、オゾン酸化、水蒸気処理、あるいはアニール処理を行い、走査線3aおよびゲート配線3eの上面および側面を酸化して、走査線3aおよびゲート配線3eの上面および側面を覆う表面保護膜31a、31eを形成する。かかる表面保護膜31a、31eの膜厚は、1〜10nmであり、極めて薄い。
UV酸化とは、酸素存在下でアルミニウム合金膜にUV光を照射してアルミニウム合金膜の表面を酸化する方法であり、大気中でメタルハライドなどのUV光源から出射されたUV光を100mm程度の距離で180秒程度照射するだけでアルミニウム合金膜の表面を酸化することができる。酸素プラズマ照射は、酸素プラズマをアルミニウム合金膜に照射してアルミニウム合金膜の表面を酸化する方法である。陽極酸化は、シュウ酸、リン酸などの酸性液中あるいは中性液中でアルミニウム合金膜を陽極にして電解を行なってアルミニウム合金膜の表面を酸化する方法である。オゾン酸化は、アルミニウム合金膜の表面にオゾンを接触させてアルミニウム合金膜の表面を酸化する方法である。水蒸気処理は、高圧雰囲気中などにおいてアルミニウム合金膜の表面に水蒸気を接触させてアルミニウム合金膜の表面を酸化する方法である。アニール処理は、酸素存在下でアルミニウム合金膜を加熱してアルミニウム合金膜の表面を酸化する方法である。
次に、図6(a)に示す低濃度N型不純物導入工程では、Pチャネル型の電界効果型トランジスタ80を形成するための半導体層1vを覆うレジストマスク91を形成した状態で、走査線3aおよびゲート配線3eをマスクにしてNチャネル型の電界効果型トランジスタ30、90を形成するための半導体層1a、1wに対して低濃度N型の不純物の導入工程を行なう。例えば、リンイオンを約0.1×1013/cm2〜約10×1013/cm2のドーズ量でイオン注入する。その結果、半導体層1a、1wには低濃度ソース領域1c、1q、および低濃度ドレイン領域1d、1pが形成される。次に、剥離液を用いてレジストマスク91を除去する。本形態では、剥離液としては、エタノールアミン類やヒドロキシルアミンなどを含有するアルカリ性の剥離液を用いる。
次に、図6(b)に示す高濃度N型不純物導入工程では、Pチャネル型の電界効果型トランジスタ80を形成するための半導体層1vを覆うとともに、半導体層1a、1wの上層側に位置する走査線3aおよびゲート配線3eを広めに覆うレジストマスク92を形成した状態で、Nチャネル型の電界効果型トランジスタ30、90を形成するための半導体層1a、1wに対して高濃度N型の不純物の導入工程を行なう。例えば、リンイオンを約0.1×1015/cm2〜約10×1015cm2のドーズ量でイオン注入する。その結果、半導体層1a、1wには、高濃度ソース領域1e、1s、および高濃度ドレイン領域1f、1rが形成される。また、走査線3aおよびゲート配線3eの近傍には低濃度ソース領域1c、1q、および低濃度ドレイン領域1d、1pが残る。このようにして、LDD構造の電界効果型トランジスタ30、90を形成する。次に、剥離液を用いてレジストマスク92を除去する。本形態では、剥離液としては、エタノールアミン類やヒドロキシルアミンなどを含有するアルカリ性の剥離液を用いる。
次に、図6(c)に示す低濃度P型不純物導入工程では、Nチャネル型の電界効果型トランジスタ30、90を形成するための半導体層1a、1wを覆うレジストマスク93を形成した状態で、ゲート配線3eをマスクにしてPチャネル型の電界効果型トランジスタ80を形成するための半導体層1vに対して低濃度P型の不純物の導入工程を行なう。例えば、ボロンイオンを約0.1×1013/cm2〜約10×1013/cm2のドーズ量でイオン注入する。その結果、半導体層1vには低濃度ソース領域1jおよび低濃度ドレイン領域1kが形成される。次に、剥離液を用いてレジストマスク93を除去する。本形態では、剥離液としては、エタノールアミン類やヒドロキシルアミンなどを含有するアルカリ性の剥離液を用いる。
次に、図6(d)に示す高濃度P型不純物導入工程では、Nチャネル型の電界効果型トランジスタ30、90を形成するための半導体層1a、1wを覆うとともに、半導体層1vの上層側に位置するゲート配線3eを広めに覆うレジストマスク94を形成した状態で、Pチャネル型の電界効果型トランジスタ80を形成するための半導体層1vに対して高濃度P型の不純物の導入工程を行なう。例えば、ボロンイオンを約0.1×1015/cm2〜約10×1015cm2のドーズ量でイオン注入する。その結果、半導体層1vには、高濃度ソース領域1lおよび高濃度ドレイン領域1mが形成される。また、ゲート配線3eの近傍には低濃度ソース領域1jおよび低濃度ドレイン領域1kが残る。このようにして、LDD構造の電界効果型トランジスタ80を形成する。次に、剥離液を用いてレジストマスク94を除去する。本形態では、剥離液としては、エタノールアミン類やヒドロキシルアミンなどを含有するアルカリ性の剥離液を用いる。
次に、図6(e)に示す第1層間絶縁膜形成工程では、CVD法などを用いて、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜、あるいはそれらの積層膜からなる層間絶縁膜4を形成する。
次に、不純物活性化工程では、素子基板10を加熱し、半導体層1a、1v、1wに導入した不純物を活性化させる。
次に、図7(a)にコンタクトホール形成工程では、フォトリソグラフィ技術を用いて層間絶縁膜4の表面にレジストマスク(図示せず)を形成し、この状態で、層間絶縁膜4に、CHF3+アルゴンガスなどを用いたドライエッチングによって、図3(b)に示すコンタクトホール4a、および図7(a)に示すコンタクトホール4b、4e、4f、4g、4h、4kを形成し、しかる後に、レジストマスクを除去する。
次に、図7(b)に示すデータ線形成工程(上層側導電パターン形成工程)では、透光性基板10bの表面全体にモリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、あるいはそれらの積層膜などの金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、データ線5a、ドレイン電極5b、高電位線5e、低電位線5g、入力配線5h、および出力配線5fなどの上層側導電パターンを形成する。本形態では、データ線5aなどの上層側導電パターンについては、配線を形成した後に高い温度での熱処理が行われないことからヒロックの問題が発生しないこと、不純物導入時に用いたエッチングに対する剥離液に接触しないことから、高融点金属を含まないアルミニウム膜を配線材料として用いるとともに、表面保護膜の形成を行なわない。
次に、図7(c)に示す第2層間絶縁膜形成工程では、感光性樹脂を塗布した後、露光、現像し、コンタクトホール6aを備えた層間絶縁膜6(平坦化膜)を1.5〜2.0μmの厚さに形成する。
次に、図7(d)に示す共通電極形成工程では、透光性基板10bの表面全体にITO膜からなる透光性導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて透光性導電膜をパターニングし、共通電極9aを形成する。その際、共通電極9aに切り欠き9cを形成する。
次に、図7(e)に示す絶縁膜形成工程では、CVD法などにより、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、それらの積層膜からなる絶縁膜8を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、絶縁膜8にコンタクトホール8aを形成する。
次に、画素電極形成工程では、透光性基板10bの表面全体にITO膜からなる透光性導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて透光性導電膜をパターニングし、図3(a)、(b)に示すように、画素電極7aを形成する。その際、画素電極7aに、スリット7bを形成する。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の電気光学装置100では、素子基板10(電気的固体装置)上に走査線3aおよびゲート配線3eを形成するにあたって、ネオジウム(高融点の金属)を含有するアルミニウム合金膜を用いたため、耐ヒロック性に優れている。また、本形態では、アルミニウム合金膜からなる走査線3aおよびゲート配線3eの上面および側面には表面保護膜31a、31eが形成され、かかる表面保護膜31a、31eは、走査線3aおよびゲート配線3eの耐ヒロック性を向上させる。従って、走査線3aおよびゲート配線3eを形成した後、活性化工程などにおいて、加熱処理を行なっても、走査線3aおよびゲート配線3eにヒロックが発生しない。それ故、走査線3aおよびゲート配線3eの上層側に、走査線3aおよびゲート配線3eと交差するようにデータ線5aなどの配線を形成しても、走査線3aおよびゲート配線3eなどの下層側配線と、データ線5aなどの上層側導電パターンとの間で短絡するなどの不具合が発生しない。
以上説明したように、本形態の電気光学装置100では、素子基板10(電気的固体装置)上に走査線3aおよびゲート配線3eを形成するにあたって、ネオジウム(高融点の金属)を含有するアルミニウム合金膜を用いたため、耐ヒロック性に優れている。また、本形態では、アルミニウム合金膜からなる走査線3aおよびゲート配線3eの上面および側面には表面保護膜31a、31eが形成され、かかる表面保護膜31a、31eは、走査線3aおよびゲート配線3eの耐ヒロック性を向上させる。従って、走査線3aおよびゲート配線3eを形成した後、活性化工程などにおいて、加熱処理を行なっても、走査線3aおよびゲート配線3eにヒロックが発生しない。それ故、走査線3aおよびゲート配線3eの上層側に、走査線3aおよびゲート配線3eと交差するようにデータ線5aなどの配線を形成しても、走査線3aおよびゲート配線3eなどの下層側配線と、データ線5aなどの上層側導電パターンとの間で短絡するなどの不具合が発生しない。
このように本形態では、高融点の金属を含有するアルミニウム合金膜を配線(走査線3aおよびゲート配線3e)の配線材料として用いるという構成と、配線(走査線3aおよびゲート配線3e)の上面および側面を酸化して表面保護膜31a、31eを形成するという構成の2つの構成によって、配線(走査線3aおよびゲート配線3e)の耐ヒロック性を高める。このため、配線材料においては、高融点の金属であるネオジウムの含有量を2atm%未満まで低くすることができるので、アルミニウム合金膜をドライエッチングする場合でも、純アルミニウムを配線材料として用いた場合と同様な条件で済む。より具体的には、ネオジウムを含有するアルミニウム合金を用いて耐ヒロック性を高める場合、通常は、アルミニウム合金膜におけるネオジウム含有量が2atm%以上であるが、本形態では、表面保護膜31a、31eによって耐ヒロック性を高めてあるので、ネオジウムを含有するアルミニウム合金を用いて耐ヒロック性を高める場合でも、アルミニウム合金膜におけるネオジウム含有量が2atm%未満でよい。
それ故、本形態によれば、アルミニウム合金膜のパターニングにドライエッチングを採用することができ、かかるドライエッチングでは、ウエットエッチングと比較してサイドエッチングが少ないので、配線のライン&スペースを狭くすることができる。
また、表面保護膜31a、31eは、走査線3aおよびゲート配線3eの上面および側面を酸化した酸化物であるため、CVD法に比較して、必要な箇所に薄く形成することができる。従って、図4および図7(a)に示すコンタクトホール4hを形成する際、他のコンタクトホール4a、4b、4e、4f、4g、4kと同じ工程で、層間絶縁膜4と表面保護膜31eを一括してエッチングすることができる。
さらに、表面保護膜31a、31eは、酸化物であるため、耐アルカリ性を有する。従って、素子基板10上に電界効果型トランジスタ30、80、90を形成する際、不純物導入時に用いたレジストマスク91、92、93、94をアルカリ性の剥離液によって除去するときでも、走査線3aおよびゲート配線3eは表面保護膜31a、31eにより保護され、剥離液によってエッチングされることがない。
[実施の形態1の変形例]
上記実施の形態1では、データ線5aなどの上層側導電パターンについては、配線を形成した後に高い温度での熱処理が行われないことからヒロックの問題が発生しないこと、不純物導入時に用いたエッチングに対する剥離液に接触しない。従って、データ線5aなどの上層側導電パターンについては、高融点金属を含まないアルミニウム膜を配線材料として用いるとともに、表面保護膜の形成を行なっていない。但し、データ線5a、ドレイン電極5b、高電位線5e、低電位線5g、入力配線5h、および出力配線5fなどの上層側導電パターンについても、高融点の金属を含有するアルミニウム合金膜を配線材料として用いるという構成と、表面保護膜を形成するという構成とを適用してもよい。
上記実施の形態1では、データ線5aなどの上層側導電パターンについては、配線を形成した後に高い温度での熱処理が行われないことからヒロックの問題が発生しないこと、不純物導入時に用いたエッチングに対する剥離液に接触しない。従って、データ線5aなどの上層側導電パターンについては、高融点金属を含まないアルミニウム膜を配線材料として用いるとともに、表面保護膜の形成を行なっていない。但し、データ線5a、ドレイン電極5b、高電位線5e、低電位線5g、入力配線5h、および出力配線5fなどの上層側導電パターンについても、高融点の金属を含有するアルミニウム合金膜を配線材料として用いるという構成と、表面保護膜を形成するという構成とを適用してもよい。
[実施の形態2]
図8(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態2に係る電気光学装置100の画素1つ分の断面図、および素子基板10において相隣接する画素の平面図であり、図8(a)は、図8(b)のA4−A4′線に相当する位置で電気光学装置100を切断したときの断面図に相当する。なお、本形態の基本的な構成は、図1〜図7を参照して説明した構成と同様であるため、対応関係が分りやすいように、可能な限り、共通する部分には同一の符号を付して説明する。
図8(a)、(b)は各々、本発明の実施の形態2に係る電気光学装置100の画素1つ分の断面図、および素子基板10において相隣接する画素の平面図であり、図8(a)は、図8(b)のA4−A4′線に相当する位置で電気光学装置100を切断したときの断面図に相当する。なお、本形態の基本的な構成は、図1〜図7を参照して説明した構成と同様であるため、対応関係が分りやすいように、可能な限り、共通する部分には同一の符号を付して説明する。
上記実施の形態では、画素トランジスタとして、トップゲート構造の電界効果型トランジスタ30が用いたが、図8(a)、(b)を参照して以下に説明するように、画素トランジスタとして、ボトムゲート構造の電界効果型トランジスタ30が用いた電気光学装置100に本発明を適用してもよい。
図8(a)、(b)に示す電気光学装置100において、素子基板10上には、ITO膜からなる透光性の画素電極7aが各画素100a毎に形成されている。画素電極7aの縦横の境界領域に沿っては、電界効果型トランジスタ30に電気的に接続されたデータ線5aおよび走査線3aが形成されている。また、走査線3aと並列するように共通配線3cが形成されており、共通配線3cは、走査線3aと同時形成された配線層である。共通配線3cの下層側には、ITO膜からなる透光性の共通電極9aが走査線3aおよび共通配線3cの延在方向と同一方向に帯状に延びており、共通配線3cと共通電極9aの端部とは電気的に接続されている。従って、共通電極9aは複数の画素100aに跨るように形成されている。但し、共通電極9aは複数の画素100a毎に形成される場合もある。いずれの場合も、共通電極9aは、共通配線3cに電気的に接続され、画素100a毎に共通の電位が印加される。
本形態において、電界効果型トランジスタ30はボトムゲート構造を有しており、電界効果型トランジスタ30では、走査線3aの一部からなるゲート電極、ゲート絶縁層2、電界効果型トランジスタ30の能動層を構成するアモルファスシリコン膜からなる半導体層1a、およびコンタクト層(図示せず)がこの順に積層されている。半導体層1aのうち、ソース側の端部には、コンタクト層を介してデータ線5aが重なっており、ドレイン側の端部には、コンタクト層を介してドレイン電極5bが重なっている。データ線5aおよびドレイン電極5bは同時形成された導電膜からなる。データ線5aおよびドレイン電極5bの表面側にはシリコン窒化膜などからなる絶縁保護膜11が形成されている。絶縁保護膜11の上層には、ITO膜からなる画素電極7aが形成されている。
画素電極7aにはフリンジ電界形成用の複数のスリット7bが互いに平行に形成されており、スリット7bの間には線状電極部7eが形成されている。絶縁保護膜11においてドレイン電極5bと重なる領域にはコンタクトホール11aが形成されており、画素電極7aは、コンタクトホール11aを介してドレイン電極5bに電気的に接続されている。
素子基板10において、ゲート絶縁層2の下層側には共通配線3cが形成されている。また、共通配線3cの下層には、ITO膜からなる共通電極9aが形成されており、共通電極9aの端部は共通配線3cに電気的に接続されている。共通電極9aの表面には、ゲート絶縁層2および絶縁保護膜11が形成されている。従って、共通電極9aと画素電極7aとの間には、ゲート絶縁層2および絶縁保護膜11からなる絶縁膜18が介在している。このように構成した電気光学装置100でも、上側の画素電極7aにはフリンジ電界形成用の複数のスリット7bが形成されているため、上側の画素電極9aと下側の共通電極9aとの間に形成したフリンジ電界で液晶50を駆動することができる。また、上側の画素電極7aと下側の共通電極9aとが絶縁膜18を介して対向する部分に形成される容量成分を保持容量60として利用することができる。
このように構成した電気光学装置100においても、実施の形態1と同様、走査線3aあるいはデータ線6aについては、アルミニウムよりも高融点の金属、例えばネオジウムを含有するアルミニウム合金膜を配線材料して用いてもよい。また、走査線3aおよび共通配線3cの表面に表面保護膜31a、31cを形成すればよい。
[他の実施の形態]
上記実施の形態1、2では、アルミニウムよりも高融点の金属を含有するアルミニウム合金膜として、ネオジウムを含有するアルミニウム合金膜を用いたが、ネオジウムに代えて、銅、ニッケル、シリコンなどの高融点金属を含有するアルミニウム合金や、銅、ネオジウム、ニッケル、シリコンなどの高融点金属を複数種類、含有するアルミニウム合金を配線材料として用いてもよい。
上記実施の形態1、2では、アルミニウムよりも高融点の金属を含有するアルミニウム合金膜として、ネオジウムを含有するアルミニウム合金膜を用いたが、ネオジウムに代えて、銅、ニッケル、シリコンなどの高融点金属を含有するアルミニウム合金や、銅、ネオジウム、ニッケル、シリコンなどの高融点金属を複数種類、含有するアルミニウム合金を配線材料として用いてもよい。
上記実施の形態1では、アルミニウム合金膜を酸化してなる表面保護膜31a、31eは耐アルカリ性が高いとして、レジストの剥離にアルカリ性の剥離液を用いたが、アルミニウム合金膜を酸化してなる表面保護膜31a、31eは耐酸性や耐オゾン性も高い。従って、レジストの剥離に酸性の剥離液や、オゾンを含有する剥離液を用いてもよい。
上記実施の形態1、2では、画素電極7aに形成されたスリット7bが走査線3aに対して5度の傾きをもって延びているが、これに限らず、走査線3aと平行、もしくはデータ線5aと平行な方向に延びていてもよい。また、スリット7bが長さ方向の途中で屈曲している構成を採用してもよい。さらに、上記実施の形態1、2では、共通電極9aが下層側に形成され、画素電極7aが上層側に形成されているので、スリットを画素電極7aに形成したが、共通電極9aが上層側に形成され、画素電極7aが下層側に形成されている構成を採用してもよい。この場合、上層側の共通電極9aにスリットを形成した構成を採用することになる。
また、上記実施の形態1、2では、FFS方式を採用した電気光学装置100に本発明を適用したが、IPS(In Plane Switching)方式等、横電界により液晶を駆動する他のタイプの液晶装置(電気光学装置)に本発明を適用してもよい。さらに、横電界方式の液晶装置(電気光学装置)に限らず、TN(Twisted Nematic)方式、ECB(Electrically Controlled Birefringence)方式、あるいはVAN(Vertical Aligned Nematic)方式の液晶装置(電気光学装置)に本発明を適用してもよい。
また、上記形態は、半導体層としてポリシコン膜やアモルファスシリコン膜を用いた例であったが、半導体層として単結晶シリコン層を用いた電気光学装置に本発明を適用してもよい。
また、上記実施の形態1、2では、電気光学装置100が液晶装置である場合を例に説明したが、有機エレクトロルミネッセンス装置などの電気光学装置に用いる素子基板も、液晶装置に用いた素子基板と同様、配線や電界効果型トランジスタが形成された電気的固体装置として構成される。従って、有機エレクトロルミネッセンス装置などに用いる素子基板に本発明を適用してもよい。
さらに、基板上に少なくとも配線が形成された装置(電気的固体装置)であれば、電気光学装置の素子基板以外の装置に本発明を適用してもよい。
[電子機器への搭載例]
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置100を適用した電子機器について説明する。図9(a)に、電気光学装置100を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ2000は、表示ユニットとしての電気光学装置100と本体部2010を備える。本体部2010には、電源スイッチ2001及びキーボード2002が設けられている。図9(b)に、電気光学装置100を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001及びスクロールボタン3002、並びに表示ユニットとしての電気光学装置100を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、電気光学装置100に表示される画面がスクロールされる。図8(c)に、電気光学装置100を適用した情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)の構成を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001及び電源スイッチ4002、並びに表示ユニットとしての電気光学装置100を備える。電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置100に表示される。
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置100を適用した電子機器について説明する。図9(a)に、電気光学装置100を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ2000は、表示ユニットとしての電気光学装置100と本体部2010を備える。本体部2010には、電源スイッチ2001及びキーボード2002が設けられている。図9(b)に、電気光学装置100を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001及びスクロールボタン3002、並びに表示ユニットとしての電気光学装置100を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、電気光学装置100に表示される画面がスクロールされる。図8(c)に、電気光学装置100を適用した情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)の構成を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001及び電源スイッチ4002、並びに表示ユニットとしての電気光学装置100を備える。電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置100に表示される。
なお、電気光学装置100が適用される電子機器としては、図9に示すものの他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した電気光学装置100が適用可能である。
1a・・半導体層、3a・・走査線、3e・・ゲート配線、5a・・データ線、5h・・入力配線(上層側導電パターン)、4・・層間絶縁膜、4h・・コンタクトホール、7a・・画素電極、9a・・共通電極、10・・素子基板(電気的固体装置)、20・・対向基板、30、80、90・・電界効果型トランジスタ、31a、31e・・表面保護膜、100・・電気光学装置
Claims (15)
- 基板と、
該基板上に形成され、アルミニウムよりも高融点の金属を含有するアルミニウム合金膜からなる配線と、
該配線の上面および側面を酸化してなる表面保護膜と、
を有することを特徴とする電気的固体装置。 - 前記高融点の金属は、ネオジウムであることを特徴とする請求項1に記載の電気的固体装置。
- 前記アルミニウム合金膜におけるネオジウム含有量が2atm%未満であることを特徴とする請求項2に記載の電気的固体装置。
- 前記表面保護膜の上層に形成された層間絶縁膜と、前記配線の上層側において前記層間絶縁膜および前記表面保護膜を一体に貫通するコンタクトホールと、前記層間絶縁膜の上層において前記コンタクトホールを介して前記配線に電気的に接続する上層側導電パターンと、を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の電気的固体装置。
- 前記配線の一部をゲート電極とする電界効果型トランジスタを有することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の電気的固体装置。
- 前記電界効果型トランジスタとして、第1導電型の電界効果型トランジスタと、第2導電型の電界効果型トランジスタと、を有することを特徴とする請求項5に記載の電気的固体装置。
- 請求項1乃至6の何れか一項に記載の電気的固体装置を備えた電気光学装置であって、
前記電気的固体装置は、前記基板上に画素電極を有する電気光学装置用の素子基板であることを特徴とする電気光学装置。 - 基板上にアルミニウムよりも高融点の金属を含有するアルミニウム合金膜を形成するアルミニウム合金膜形成工程と、
前記アルミニウム合金膜の上面にエッチングマスクを形成するエッチングマスク形成工程と、
前記アルミニウム合金膜に対してエッチングを行ない、前記アルミニウム合金膜からなる配線を形成するパターニング工程と、
前記配線の上面および側面を酸化して当該配線の上面および側面に表面保護膜を形成する表面保護膜形成工程と、
を有することを特徴とする電気的固体装置の製造方法。 - 前記パターニング工程では、前記エッチングとしてドライエッチングを行なうことを特徴とする請求項8に記載の電気的固体装置の製造方法。
- 前記表面保護膜形成工程において前記配線の上面および側面を酸化するにあたっては、当該配線に対してUV酸化、酸素プラズマ照射、陽極酸化、オゾン酸化、水蒸気処理、およびアニール処理のうちの何れかを行なうことを特徴とする請求項8または9に記載の電気的固体装置の製造方法。
- 前記高融点の金属は、ネオジウムであることを特徴とする請求項8乃至10の何れか一項に記載の電気的固体装置の製造方法。
- 前記アルミニウム合金膜におけるネオジウム含有量が2atm%未満であることを特徴とする請求項11に記載の電気的固体装置の製造方法。
- 前記表面保護膜形成工程の後、
前記表面保護膜を覆う層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
前記層間絶縁膜および前記表面保護膜を一体に貫通するコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、
前記層間絶縁膜の上層に前記コンタクトホールを介して前記配線に電気的に接続する上層側導電パターンを形成する上層側導電パターン形成工程と、
を有することを特徴とする請求項8乃至12の何れか一項に記載の電気的固体装置の製造方法。 - 前記アルミニウム合金膜形成工程の前に、
電界効果型トランジスタの能動層を構成するための半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記半導体層を覆うゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程と、
を行ない、
前記配線の一部をゲート電極として電界効果型トランジスタを形成することを特徴とする請求項8乃至13の何れか一項に記載の電気的固体装置の製造方法。 - 前記電界効果型トランジスタとして、第1導電型の電界効果型トランジスタと、第2導電型の電界効果型トランジスタとを形成することを特徴とする請求項14に記載の電気的固体装置の製造方法。
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JP2008276429A JP2010108963A (ja) | 2008-10-28 | 2008-10-28 | 電気的固体装置、電気光学装置、および電気的固体装置の製造方法 |
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