JP2618034B2 - Matrix substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

Matrix substrate and manufacturing method thereof

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JP2618034B2 JP9351189A JP9351189A JP2618034B2 JP 2618034 B2 JP2618034 B2 JP 2618034B2 JP 9351189 A JP9351189 A JP 9351189A JP 9351189 A JP9351189 A JP 9351189A JP 2618034 B2 JP2618034 B2 JP 2618034B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はマトリクス基板に関するものであり、とりわ
け大面積のアクティブマトリクス編成の画像表示装置に
おいて有効な電極線の低抵抗化及び電極線間の高耐圧化
を可能としたマトリクス基板及びその製造方法を提供す
るものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a matrix substrate, and more particularly to a reduction in resistance of electrode lines and an increase in withstand voltage between electrode lines effective in a large-area active matrix knitted image display device. And a method of manufacturing the same.

従来の技術 近年の微細加工技術、液晶材料及び実装技術等の進歩
により2−6インチ程度の小さなサイズではあるが、液
晶パネルで実用上支障ないテレビジョン画像が商用ベー
スで得られるようになってきた。液晶パネルを構成する
2枚のガラス板の一方にRGBの着色層を形成しておくこ
とによりカラー表示も容易に実現され、また絵素毎にス
イッチング素子を内蔵させた、いわゆるアクティブ型の
液晶パネルではクロストークも少なくかつ高いコントラ
スト比を有する画像が保証される。このような液晶パネ
ルは、走査線としては120-240本、信号線としては240-7
20本程度のマトリクス編成が標準的で、例えば第10図に
示すように液晶パネル1を構成する一方のガラス基板2
上に形成された走査線の電極端子群6に駆動信号を供給
する半導体集積回路チップ3を直接接続するCOG(Chip-
On-Glass)方式や、例えばポリイミド系樹脂薄膜をベー
スとし、金メッキされた銅箔の端子群(図示せず)を有
する接続フィルム4を信号線の電極端子群5に接着剤で
圧接しながら固定する方式などの実装手段によって電気
信号が画像表示部に供給される。ここでは便宜上二つの
実装方式を同時に図示しているが、実線にはいずれかの
実装方式が選ばれることは言うまでもない。なお、7、
8は液晶パネル1中央の画像表示部と信号線及び走査線
の電極端子群5、6との間を接続する配線路で、必ずし
も電極端子群と同じ導電材で構成される必要はない。
2. Description of the Related Art Due to recent advances in microfabrication technology, liquid crystal materials, packaging technology, and the like, television images that are as small as 2 to 6 inches, but which do not hinder practical use of liquid crystal panels, can be obtained on a commercial basis. Was. A so-called active-type liquid crystal panel that easily realizes color display by forming an RGB colored layer on one of the two glass plates that compose the liquid crystal panel, and incorporates a switching element for each pixel. Thus, an image having less crosstalk and a high contrast ratio is guaranteed. Such liquid crystal panels have 120-240 scanning lines and 240-7 signal lines.
A matrix formation of about 20 lines is standard. For example, as shown in FIG.
A COG (Chip-chip) that directly connects the semiconductor integrated circuit chip 3 that supplies a drive signal to the electrode terminals 6 of the scanning lines formed above.
On-Glass method, or a connection film 4 based on, for example, a polyimide resin thin film and having a gold-plated copper foil terminal group (not shown) is fixed to an electrode terminal group 5 of a signal line while being pressed with an adhesive. An electric signal is supplied to the image display unit by a mounting means such as a system that performs the operation. Here, two mounting methods are shown simultaneously for the sake of convenience, but it goes without saying that one of the mounting methods is selected for the solid line. Note that 7,
Reference numeral 8 denotes a wiring path that connects the image display unit at the center of the liquid crystal panel 1 to the electrode terminals 5 and 6 for signal lines and scanning lines, and does not necessarily need to be formed of the same conductive material as the electrode terminals.

9は全ての絵素に共通の透明導電性の対抗電極を有す
るもう1枚のガラス板で、2枚のガラス板2、9は石英
ファイバやプラスチック・ビーズ等のスペーサによって
所定の距離を隔てて形成され、その間隙はシール材と封
口材で封止された閉空間になっており、閉空間には液晶
が充填されている。カラー表示を実現するには、ガラス
板9の閉空間側に着色層と称する染料または顔料のいず
れか一方もしくは両方を含む有機薄膜が被着されて色表
示機能が与えられるので、ガラス基板9は別名カラーフ
ィルタと呼ばれる。そして液晶材の性質によってはガラ
ス板9上面またはガラス板2下面のいずれかもしくは両
面上に偏光板が貼付され、液晶パネル1は電気光学素子
として機能する。
Reference numeral 9 denotes another glass plate having a transparent conductive counter electrode common to all picture elements, and the two glass plates 2, 9 are separated by a predetermined distance by a spacer such as a quartz fiber or a plastic bead. The gap is a closed space sealed with a sealing material and a sealing material, and the closed space is filled with liquid crystal. In order to realize color display, an organic thin film containing one or both of a dye and a pigment called a colored layer is applied to the closed space side of the glass plate 9 to provide a color display function. Also called a color filter. Then, depending on the properties of the liquid crystal material, a polarizing plate is stuck on one or both of the upper surface of the glass plate 9 and the lower surface of the glass plate 2, and the liquid crystal panel 1 functions as an electro-optical element.

第11図は、スイッチング素子として絶縁ゲート型トラ
ンジスタ10を絵素毎に配置したアクティブ型液晶パネル
の等価回路図である。実線で描かれた素子は一方のガラ
ス基板2上に、そして破線で描かれた素子はもう一方の
ガラス基板9上に形成されている。走査線11(8)と信
号線12(7)は、例えば非晶質シリコンを半導体層と
し、シリコン窒化膜(Si3N4)をゲート絶縁膜とする薄
膜トランジスタ10の形成と同時にガラス基板2上に作製
される。液晶セル13はガラス基板2上に形成された透明
導電性の絵素電極と、カラーフィルタ9上に形成された
同じく透明導電性の対抗電極15と、2枚のガラス板で構
成された閉空間を満たす液晶とで構成され、電気的には
コンデンサと同じ扱いを受ける。液晶分子を所定の方向
に整列させるためには配向膜を対抗電極15上と絵素電極
上に形成する必要があるが、ここではその詳細について
は説明を省略する。
FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of an active liquid crystal panel in which insulated gate transistors 10 are arranged as switching elements for each picture element. The elements drawn by solid lines are formed on one glass substrate 2 and the elements drawn by broken lines are formed on the other glass substrate 9. The scanning lines 11 (8) and the signal lines 12 (7) are formed on the glass substrate 2 at the same time as the formation of the thin film transistor 10 using, for example, amorphous silicon as a semiconductor layer and a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) as a gate insulating film. Produced. The liquid crystal cell 13 is a closed space composed of a transparent conductive picture element electrode formed on the glass substrate 2, a transparent conductive counter electrode 15 formed on the color filter 9, and two glass plates. And is electrically treated the same as a capacitor. In order to align the liquid crystal molecules in a predetermined direction, it is necessary to form an alignment film on the counter electrode 15 and the picture element electrode, but the details are omitted here.

なお、第11図において蓄積容量16はアクティブ型の液
晶パネルとしては必ずしも必須の構成要素とは限らない
が、駆動用信号源の利用効率の向上、浮遊寄生容量の障
害の抑制及び高温動作時の画像のちらつき(フリッカ)
防止等には効果的存在で適宜採用される。17はすべての
蓄積容量16に共通する導電路で、一般的には対抗電極15
と共通する導電炉17は接続して使用される。
Although the storage capacitor 16 in FIG. 11 is not always an essential component for an active liquid crystal panel, it improves the efficiency of use of the driving signal source, suppresses the stray parasitic capacitance, and operates at high temperature. Image flicker (flicker)
It is effectively employed for prevention and the like and is appropriately adopted. Reference numeral 17 denotes a conductive path common to all the storage capacitors 16 and generally includes a counter electrode 15.
And the common conductive furnace 17 is used by being connected.

スイッチング素子である絶縁ゲート型トランジスタ10
は、材料・プロセス何れの面からみても工業的に確立し
たとは言い難い状況であるが、第12図、第13図の夫々に
は二つの典型的なパターン配置図を、また同図のA−
A′、B−B′線上の断面図を第14図、第15図に示し、
絶縁ゲート型トランジスタの製造プロセスを以下に簡単
に説明する。
Insulated gate transistor 10 as a switching element
Although it is difficult to say that it has been industrially established in terms of both materials and processes, FIGS. 12 and 13 show two typical pattern layouts, respectively, and FIG. A-
FIGS. 14 and 15 are cross-sectional views taken along the lines A ′ and BB ′,
The manufacturing process of the insulated gate transistor will be briefly described below.

先ず、ガラス基板2の一主面上に絶縁ゲート型トラン
ジスタのゲート電極と走査線を兼ねる金属層11を例え
ば、スパッタ等の製膜装置を用いて0.1μmの膜厚のク
ロム(Cr)で被着し、選択的パターン形成を行なう。次
に第12図、第14図の絶縁ゲート型トランジスタの場合に
は、P-CVD(プラズマ製膜)によりSiNx-a・Si-SiNxの3
層を例えば、0.4-0.05-0.1μmの膜厚で連続的に堆積
し、エッチング・ストッパー層20たる上層のSiNx層を選
択的に残した後、全面に不純物を含む非晶質シリコン層
を同じくP-CVDで堆積する。そして不純物を含む非晶質
シリコン層(n+a・Si)と不純物を含まない非晶質シ
リコン層(a・Si)21、22を半導体層として島状に形成
し、ゲート絶縁層23を選択的に露出させる。走査線11へ
の接続のための開口部24をゲート絶縁層23に形成して走
査線11の一部を露出させた後、開口部24を含んで例えば
1μmの膜厚のアルミニウム(Al)よりなるゲート配線
25と島状の半導体層上にソース・ドレイン配線26、27を
選択的に被着形成し、ソース・ドレイン配線26、27をマ
スクとしてエッチング・ストッパー層20上の不純物を含
む非晶質シリコン層を除去して絶縁ゲート型トランジス
タが完成する。
First, a metal layer 11 serving also as a gate electrode and a scanning line of an insulated gate transistor is coated on one main surface of a glass substrate 2 with chromium (Cr) having a thickness of 0.1 μm using a film forming apparatus such as sputtering. To form a selective pattern. Next, in the case of the insulated gate transistor shown in FIGS. 12 and 14, SiNx-a and Si-SiNx are formed by P-CVD (plasma film formation).
After continuously depositing a layer with a thickness of, for example, 0.4-0.05-0.1 μm and selectively leaving an upper SiNx layer serving as an etching stopper layer 20, an amorphous silicon layer containing impurities is similarly formed on the entire surface. Deposit by P-CVD. Then, an amorphous silicon layer (n + a.Si) containing impurities and amorphous silicon layers (a.Si) 21 and 22 containing no impurities are formed as semiconductor layers in an island shape, and the gate insulating layer 23 is selectively formed. Expose. After an opening 24 for connecting to the scanning line 11 is formed in the gate insulating layer 23 to expose a part of the scanning line 11, the opening 24 is made of, for example, aluminum (Al) having a thickness of 1 μm including the opening 24. Gate wiring
An amorphous silicon layer containing impurities on the etching stopper layer 20 by selectively forming source / drain wirings 26 and 27 on the island-like semiconductor layer 25 and using the source / drain wirings 26 and 27 as a mask. Is removed to complete an insulated gate transistor.

第13図、第15図の絶縁ゲート型トランジスタの場合に
は、P-CVD(プラズマ製膜)によりSiNx-a・Si-n+a・S
iの3層を例えば、0.4-0.1-0.1μmの膜厚で連続的に堆
積し、不純物を含む非晶質シリコン層(n+a・Si)と
不純物を含まない非晶質シリコン層(a・Si)を半導体
層21、22として島状に形成し、ゲート絶縁層23を選択的
に露出させる。走査線11への接続のための開口部24をゲ
ート絶縁層23に形成して走査線11の一部を露出させた
後、開口部24を含んで例えば1μmの膜厚のアルミニウ
ムよりなるゲート配線25と島状の半導体層上にソース・
ドレイン配線26、27を選択的に被着形成し、ソース・ド
レイン配線26、27をマスクとして半導体層のうち不純物
を含む非晶質シリコン層21のみを選択的に除去して絶縁
ゲート型トランジスタが完成する。
In the case of the insulated gate transistor shown in FIGS. 13 and 15, SiNx-a.Si-n + a.S by P-CVD (plasma film formation)
For example, three layers i are continuously deposited to a thickness of, for example, 0.4-0.1-0.1 μm, and an amorphous silicon layer containing impurities (n + a · Si) and an amorphous silicon layer containing no impurities (a · Si ) Are formed in an island shape as the semiconductor layers 21 and 22, and the gate insulating layer 23 is selectively exposed. After an opening 24 for connection to the scanning line 11 is formed in the gate insulating layer 23 to expose a part of the scanning line 11, a gate wiring made of aluminum having a thickness of, for example, 1 μm including the opening 24 is formed. 25 and source on the island-like semiconductor layer
The drain wirings 26 and 27 are selectively formed, and the source / drain wirings 26 and 27 are used as a mask to selectively remove only the amorphous silicon layer 21 containing impurities from the semiconductor layer. Complete.

絶縁ゲート型トランジスタの耐熱性を向上させるため
に、Alよりなるソース・ドレイン配線26、27と不純物を
含む非晶質シリコン層21との間にバリア・メタルとして
Ti(チタン)やCr等の金属薄膜層やシリサイド薄膜層を
介在させる技術や、開口部24内で露出した走査線を構成
する金属層が不動態を形成してAlよりなるゲート配線25
との間でコンタクト不良を起こさないようにするために
他の金属層やシリサイド層を重ねる技術、及びITOより
なる絵素電極の形成に関わる技術については、詳細な説
明を省略する。
In order to improve the heat resistance of the insulated gate transistor, a barrier metal is formed between the source / drain wirings 26 and 27 made of Al and the amorphous silicon layer 21 containing impurities.
A technique of interposing a metal thin film layer such as Ti (titanium) or Cr or a silicide thin film layer, or a gate wiring 25 made of Al by forming a passivation of a metal layer constituting a scanning line exposed in the opening 24
A detailed description of a technique for stacking another metal layer or a silicide layer in order to prevent a contact failure from occurring and a technique for forming a pixel electrode made of ITO will be omitted.

発明が解決しようとする課題 P-CVD(プラズマ製膜)は製膜時の基板温度が300℃前
後と形成温度が低く、反応室内の壁あるいはRF電極等の
表面に被着したSiNxやa・Siが剥離して1μm程度のダ
ストや異物として反応室内を漂い、ガラス基板等の被製
膜基板に付着する結果、形成された被膜中に多数のピン
・ホールが存在し、SiNxを介しての多層配線においては
短絡が発生し、歩留まりが上がらないことが知られてい
る。
Problems to be Solved by the Invention In P-CVD (plasma film formation), the substrate temperature at the time of film formation is as low as about 300 ° C., and SiNx or a. Si peels off and floats in the reaction chamber as dust or foreign matter of about 1 μm and adheres to a film-formed substrate such as a glass substrate. As a result, a large number of pin holes are present in the formed film, and the It is known that a short circuit occurs in a multilayer wiring and the yield does not increase.

この様に微少なダスト・異物を減少させるための取り
組みは一般的にはノウ・ハウとして扱われ、対外的に公
表されることは少ない。しかしながら、ダスト・異物に
対して強いデバイス構造や製作方法に関しては技術的な
観点から、いくつかの改善例が実証されており、それら
の中から二つのものを選び、第16図、第17図に基き説明
する。
Efforts to reduce such fine dust and foreign matter are generally treated as know-how, and are rarely disclosed externally. However, several improvements have been demonstrated from a technical point of view regarding device structures and manufacturing methods that are resistant to dust and foreign matter. It will be described based on FIG.

第16図においては、ゲート絶縁層を厚く被着しても絶
縁ゲート型トランジスタの性能指数が低下しないよう
に、走査線(ゲート)11をTa(タンタル)で形成し、か
つその表面を陽極酸化によって誘電率の高いTa2O5層28
とした後、SiNx-a・Si-SiNxの3層堆積を経て、絶縁ゲ
ート型トランジスタが製作される。すなわち、ゲート絶
縁層をTa2O5層28とSiNx層23とで2層化している。
In FIG. 16, the scanning line (gate) 11 is formed of Ta (tantalum) and its surface is anodized so that the performance index of the insulated gate transistor does not decrease even if the gate insulating layer is thickly applied. Ta 2 O 5 layer 28 with high dielectric constant
After that, an insulated gate transistor is manufactured through three-layer deposition of SiNx-a.Si-SiNx. That is, the gate insulating layer has a two- layer structure of the Ta 2 O 5 layer 28 and the SiNx layer 23.

第17図においては、ゲート絶縁層を厚く被着しても絶
縁ゲート型トランジスタの性能指数が低下しないよう
に、走査線11上の第1のゲート絶縁層23′には開口部29
を設けた後、SiNx-a・Si-n+a・Siの3層堆積を経て、
絶縁ゲート型トランジスタが製作される。すなわち、ゲ
ート絶縁層を23′と23のSiNxで2重化している。
In FIG. 17, an opening 29 is formed in the first gate insulating layer 23 'on the scanning line 11 so that the figure of merit of the insulated gate transistor does not decrease even if the gate insulating layer is thickly applied.
After the three layers of SiNx-a.Si-n + a.Si are deposited,
An insulated gate transistor is manufactured. That is, the gate insulating layer is doubled with 23 'and 23 SiNx.

これらの製造方法によれば、走査線11とソース・ドレ
イン配線26、27との間の絶縁耐圧が向上して歩留まりが
上がることは以下の理由により明かである。
According to these manufacturing methods, it is apparent that the dielectric strength between the scanning line 11 and the source / drain wirings 26 and 27 is improved and the yield is increased for the following reasons.

一つにはゲート絶縁層の形成が2回に分割されるの
で、その間に洗浄工程を導入すればダスト・異物の除去
が促進されて確率的にピン・ホールが減少するからであ
る。そして二つには、第16図では走査線11の肩の部分が
陽極酸化によって丸められる結果ゲート絶縁層23のカバ
レージ特性が改善されて、また第17図では走査線11の肩
の部分のゲート絶縁層23が厚くなることによってダスト
・異物に強くなっているからである。
One reason is that the formation of the gate insulating layer is divided into two, and if a cleaning step is introduced during that time, the removal of dust and foreign matter is promoted and the number of pinholes is reduced at random. Second, in FIG. 16, the shoulder portion of the scanning line 11 is rounded by anodic oxidation, so that the coverage characteristic of the gate insulating layer 23 is improved, and in FIG. 17, the gate at the shoulder portion of the scanning line 11 is improved. This is because the thicker insulating layer 23 is more resistant to dust and foreign matter.

しかしながら絶縁耐圧の更なる向上に関しては、走査
線の段差が存在することから、また走査線の低抵抗化に
関しても走査線の構成材料をTaあるいはTaとMoとの合金
とする従来の改善例では不十分である。走査線の低抵抗
化は、画面サイズの向上とともに必須の設計事項となる
が、そのためには材料面からはより低抵抗の金属の採用
が必要となり、デバイス面からは配線路の膜厚の増大が
必要となるからである。とくに配線路の膜厚の増大につ
れて、必要とされるゲート絶縁層の膜厚の増大は絶縁ゲ
ート型トランジスタの性能指数の低下と、生産性の低下
の観点からはこれ以上は容認できない条件となってく
る。
However, with respect to the further improvement of the withstand voltage, since there is a step in the scanning line, and in the case of the conventional improvement example in which the constituent material of the scanning line is Ta or an alloy of Ta and Mo, the resistance of the scanning line is also reduced. Not enough. Lowering the resistance of the scanning line is an essential design item as the screen size increases, but for that, it is necessary to use a metal with lower resistance from the material side, and increase the thickness of the wiring path from the device side. Is necessary. In particular, as the thickness of the wiring path increases, the required increase in the thickness of the gate insulating layer becomes an unacceptable condition from the viewpoint of a decrease in the figure of merit of the insulated gate transistor and a decrease in productivity. Come.

課題を解決するための手段 本発明は上記した現状に鑑みなされたもので、走査線
の形成に当り低抵抗でかつ陽極酸化によって絶縁体とな
る金属を選び、走査線の周囲を前記絶縁体で埋める事に
より、平坦化構造の走査線を得んとするものであり、そ
の具体的手段は特許請求の範囲に記載したとおりであ
る。
Means for Solving the Problems The present invention has been made in view of the above-mentioned situation, and selects a metal which is an insulator by low-resistance and anodic oxidation when forming a scanning line, and surrounds the periphery of the scanning line with the insulator. By filling in, the scanning lines of the flattened structure are obtained, and the specific means are as described in the claims.

作用 低抵抗の金属層よりなる走査線が、その表面及び側面
を絶縁体で埋められてほぼ平坦な表面となるので、引続
き被着される半導体層あるいは絶縁体と半導体層を介し
て形成される導電性配線路との間の絶縁耐圧は著しく向
上する。
The scanning line made of a low-resistance metal layer has a substantially flat surface with its surface and side surfaces buried with an insulator, so that the semiconductor layer is continuously formed or is formed via the insulator and the semiconductor layer. The withstand voltage between the conductive wiring and the conductive wiring is significantly improved.

実施例 第1図〜第3図は本発明の第1の実施例によるアクテ
ィブマトリクス基板の製造工程の断面図である。まず第
1図に示したように、絶縁性基板、例えばガラス板2の
一主面上に0.1μmの膜厚のAlを被着しAl層(金属層)3
0とし、走査線のパターンに対応した感光性樹脂パター
ン31をAl層30上に選択的に形成する。引続き第2図に示
したように化成液を入れた容器中の陽極酸化により、感
光性樹脂パターン31をマスクとしてAl層30を選択的に絶
縁化してAl2O3層32とすれば、感光性樹脂パターン31の
直下は走査線11となる。Alの選択的陽極酸化については
特公昭59-34798号を参照されたい。その後は感光性樹脂
パターン31を除去し、従来例と同様にSiNx-a・Si-SiNx
の3層堆積を経て、第3図に示したように絶縁ゲート型
トランジスタが完成する。なお言うまでも無いことであ
るが、Al2O3層32は透明な絶縁体であるから、透過型の
液晶パネルを構成するアクティブ基板への適用は何等支
障無いものである。第3図において、20はエッチングス
トッパー層、21、22は半導体層、23は絶縁層26、27はソ
ースドレイン配線でその形成方法は従来例と同様である
ので説明を省略する。
Embodiment FIGS. 1 to 3 are cross-sectional views showing steps of manufacturing an active matrix substrate according to a first embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 1, Al having a thickness of 0.1 μm is deposited on one main surface of an insulating substrate, for example, a glass plate 2, and an Al layer (metal layer) 3 is formed.
The value is set to 0, and a photosensitive resin pattern 31 corresponding to the scanning line pattern is selectively formed on the Al layer 30. Subsequently, as shown in FIG. 2, by anodic oxidation in a container containing a chemical conversion solution, the Al layer 30 is selectively insulated by using the photosensitive resin pattern 31 as a mask to form an Al 2 O 3 layer 32. The scanning line 11 is immediately below the conductive resin pattern 31. For the selective anodic oxidation of Al, see JP-B-59-34798. After that, the photosensitive resin pattern 31 is removed, and SiNx-a / Si-SiNx
Through the three-layer deposition, an insulated gate transistor is completed as shown in FIG. Needless to say, since the Al 2 O 3 layer 32 is a transparent insulator, application to an active substrate constituting a transmission type liquid crystal panel does not hinder at all. In FIG. 3, reference numeral 20 denotes an etching stopper layer, reference numerals 21 and 22 denote semiconductor layers, reference numeral 23 denotes insulating layers 26 and 27, and source / drain wirings.

第1の実施例においては、陽極酸化によってAlがAl2O
3に変質するに際して膜厚が増大するので(0.1→0.15μ
m)、引続き被着されるSiNx層(絶縁層)23にとって
は、走査線11の実効的な段差は0.1μmから0.05μmに
減少していることが分かる。
In the first embodiment, Al is changed to Al 2 O by anodic oxidation.
Since the film thickness increases when it changes to 3 (0.1 → 0.15μ
m), for the subsequently deposited SiNx layer (insulating layer) 23, it can be seen that the effective step of the scanning line 11 has been reduced from 0.1 μm to 0.05 μm.

第4〜第6図に示す本発明の第2の実施例においては
更に段差の減少を可能ならしめることを目的としてお
り、感光性樹脂パターン31をマスクとしてAl層30を選択
的に陽極酸化するにあたり、第4図に示したように露出
しているAl層30が約0.1μmほど酸化されてAl2O3層32′
になった時点で、一旦陽極酸化を中断する。そして感光
性樹脂パターン31を除去してから引続き走査線11の周囲
が完全にAl2O3層32になるまで陽極酸化を継続する。2
回目の陽極酸化時には、第5図に示すように走査線11上
にもAl2O3層33が成長して、実効的な段差はさらに減少
してほぼ平坦な表面となっている。その後は従来例と同
様にSiNx-a・Si-SiNxの3層堆積を経て、第6図に示し
たように絶縁ゲート型トランジスタが完成する(その他
の構成部分の詳細は従来例の説明を参照)。
In the second embodiment of the present invention shown in FIGS. 4 to 6, the object is to further reduce the step, and the Al layer 30 is selectively anodized using the photosensitive resin pattern 31 as a mask. At this time, as shown in FIG. 4, the exposed Al layer 30 is oxidized by about 0.1 μm to form an Al 2 O 3 layer 32 ′.
At this point, the anodic oxidation is temporarily interrupted. Then, after the photosensitive resin pattern 31 is removed, the anodic oxidation is continued until the periphery of the scanning line 11 becomes the Al 2 O 3 layer 32 completely. 2
At the time of the second anodic oxidation, the Al 2 O 3 layer 33 also grows on the scanning line 11 as shown in FIG. 5, and the effective step is further reduced to a substantially flat surface. After that, three layers of SiNx-a and Si-SiNx are deposited in the same manner as in the conventional example, and the insulated gate transistor is completed as shown in FIG. 6 (for details of other components, see the description of the conventional example). ).

第2の実施例においては、走査線11への電極取り出し
のための開口部24の形成時にゲート絶縁層がSiNxとAl2O
3の2層となり、しかも走査線11がAlのためAl2O3の食刻
の終点検出が難しいのと、AlとAl2O3との間で選択比の
大きい食刻方法がないので、この場合には感光性樹脂パ
ターン31を除去した後に、再び感光性樹脂によるマスク
を走査線上の所定の場所で導入し、陽極酸化を再開すれ
ばAl表面をそのまま残す事が可能で、ゲート絶縁層の食
刻は第1の実施例と同じくSiNxのみとすることができる
ことを補足しておく。
In the second embodiment, the gate insulating layer is formed of SiNx and Al 2 O at the time of forming the opening 24 for taking out the electrode to the scanning line 11.
3 and it is difficult to detect the end point of the etching of Al 2 O 3 because the scanning line 11 is Al, and there is no etching method with a large selectivity between Al and Al 2 O 3 . In this case, after removing the photosensitive resin pattern 31, a mask made of the photosensitive resin is introduced again at a predetermined position on the scanning line, and if the anodic oxidation is restarted, the Al surface can be left as it is. It should be additionally noted that the etching of can be made only with SiNx as in the first embodiment.

第7図〜第9図に示す本発明の第3の実施例において
は走査線11をAlと貴金属またはシリサイドとの2層膜と
することにより、第2の実施例において発生する不具合
点を回避せんとするものであり、第7図に示したように
ガラス基板2の一主面上に0.1μmのAl層30と0.05μm
の貴金属例えば金(Pt)またはモリブデン・シリサイド
等のシリサイド層を被着し、感光性樹脂パターン31をマ
スクとして貴金属またはシリサイド層を選択的に除去し
て層34とし下地のAl層30を露出する。その後、貴金属で
あれば感光性樹脂パターン31を除去してから貴金属層を
マスクとして、シリサイド層であれば感光性樹脂パター
ンをマスクとしてAl層30の陽極酸化を行ってAl2O3層32
とし、第8図に示したようにほぼ平坦な表面のガラス基
板2を得る。その後は従来例と同様にSiNx-a・Si-SiNx
の3層堆積を経て、第9図に示したように絶縁ゲート型
トランジスタが完成するその他の構成部分の詳細は従来
例の説明を参照)。
In the third embodiment of the present invention shown in FIGS. 7 to 9, the scanning line 11 is formed of a two-layer film of Al and a noble metal or a silicide, thereby avoiding the problems occurring in the second embodiment. As shown in FIG. 7, a 0.1 μm Al layer 30 and a 0.05 μm
A noble metal such as gold (Pt) or a silicide layer such as molybdenum silicide is deposited, and the noble metal or silicide layer is selectively removed using the photosensitive resin pattern 31 as a mask to expose the underlying Al layer 30 as a layer 34. . After that, if the noble metal, the photosensitive resin pattern 31 is removed and then the noble metal layer is used as a mask, and if the silicide layer is used, the Al layer 30 is anodized using the photosensitive resin pattern as a mask to form the Al 2 O 3 layer 32.
The glass substrate 2 having a substantially flat surface as shown in FIG. 8 is obtained. After that, SiNx-a / Si-SiNx
After completion of the three-layer deposition, the insulated gate transistor is completed as shown in FIG. 9 for details of other components (see the description of the conventional example).

発明の効果 以上の説明からも明かなように、本発明によれば絶縁
性基板上でAlなどの金属よりなる走査線は、実効的な段
差を減少せしめるべくその周囲を表面上を陽極酸化によ
って絶縁体となった酸化金属、例えばAl2O3で埋められ
て形成されるだけでなく、その表面上にも絶縁体である
Al2O3等や導電体である貴金属やシリサイドが被着され
て周囲を埋めるAl2O3等とほぼ同じ高さとなって形成さ
れている。したがって引続き被着される半導体層あるい
は絶縁層と半導体層を介して走査線と直交する導電性線
路が形成されても、半導体層や絶縁層がカバレージ良く
被着されているので、走査線と導電性線路との間の絶縁
耐圧は高く、言い替えれば歩留まりの高いアクティブマ
トリクス基板が得られる。
Advantageous Effects of the Invention As is clear from the above description, according to the present invention, a scanning line made of a metal such as Al on an insulating substrate is formed by anodic oxidation on the surface around its periphery in order to reduce an effective step. Not only is it formed by being buried with an insulating metal oxide, for example, Al 2 O 3 , but it is also an insulator on its surface
Al 2 O 3 or the like, or a noble metal or a silicide which is a conductor is applied, and is formed to have almost the same height as Al 2 O 3 or the like filling the periphery. Therefore, even if a conductive line perpendicular to the scanning line is formed through the semiconductor layer or the insulating layer and the semiconductor layer to be continuously applied, the semiconductor layer and the insulating layer are applied with good coverage. An active matrix substrate having a high withstand voltage with respect to the conductive line and a high yield can be obtained.

低抵抗の配線路が絶縁体(例えばAl2O3)で周囲を埋
められてほぼ平坦となって形成されるマトリクス基板
は、本発明で取り上げた液晶パネルに限定されるもので
はなく、SiCやEL等の半導体発光材料を用いたマトリク
ス・デバイスにも有効であり、特に配線路が長くなる大
画面のディスプレイ・デバイスにおいては顕著な効果を
発揮する。なぜならば、配線路が長くなると配線路の低
抵抗化のためにはAl等の金属層のような低抵抗の材料を
用いても膜厚くなるのを避けることが困難となり、配線
路上に形成される絶縁層や半導体層のカバレージが悪く
なって、絶縁層や半導体層を介しての多層配線の絶縁耐
圧が急速に低下するからである。本発明によれば、Al等
の金属層の膜厚が増しても陽極酸化の時間が長くなる
か、化成電圧が高くなるだけで、周囲を絶縁体(例えば
Al2O3)で周囲を埋められてほぼ平坦な配線路が形成さ
れるので依然として高い絶縁耐圧を保つことが可能で、
その工業的な価値は著しく高いものである。
A matrix substrate in which a low-resistance wiring path is formed to be almost flat with its periphery buried with an insulator (eg, Al 2 O 3 ) is not limited to the liquid crystal panel described in the present invention. It is also effective for a matrix device using a semiconductor light emitting material such as EL, and particularly exhibits a remarkable effect in a large screen display device having a long wiring path. This is because if the wiring path is long, it is difficult to avoid the film thickness from increasing even if a low-resistance material such as a metal layer such as Al is used to reduce the resistance of the wiring path. This is because the coverage of the insulating layer and the semiconductor layer deteriorates, and the withstand voltage of the multilayer wiring via the insulating layer and the semiconductor layer rapidly decreases. According to the present invention, even if the thickness of the metal layer such as Al is increased, the time for anodic oxidation is prolonged, or only the formation voltage is increased, and the surroundings are made of an insulator (for example,
Al 2 O 3 ) fills the surroundings and forms a substantially flat wiring path, so it is possible to keep high dielectric strength,
Its industrial value is remarkably high.

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

第1図から第3図は夫々本発明の第1の実施例における
マトリクス基板の製造工程における断面図、第4図から
第6図は夫々本発明の第2の実施例におけるマトリクス
基板の製造工程における断面図、第7図から第9図は夫
々本発明の第3の実施例におけるマトリクス基板の製造
工程における断面図、第10図は液晶パネルへの実装手段
を示す斜視図、第11図はアクティブ型の液晶パネルの等
価回路図、第12図及び第13図は従来の絶縁ゲート型トラ
ンジスタのパターン配置図、第14図及び第15図はその断
面図、第16図及び第17図は改善された絶縁ゲート型トラ
ンジスタの断面図を示す。 1……液晶パネル、2……(アクティブ)マトリクス基
板、3……半導体チップ、4……接続フィルム、9……
カラーフィルタ、10……絶縁ゲート型トランジスタ、11
……走査線、12……信号線、13……液晶セル、20……
(エッチング・ストッパー用)SiNx層、21……不純物を
含む非晶質シリコン層、22……不純物を含まない非晶質
シリコン層、23……(SiNxの)ゲート絶縁層、25……ゲ
ート配線、26、27……ソース・ドレイン配線、28……Ta
2O5層、29……開口部、30……Al層、31……感光性樹脂
パターン、32・33……Al2O3層、34……貴金属またはシ
リサイド層。
1 to 3 are cross-sectional views of a matrix substrate according to a first embodiment of the present invention in a manufacturing process, and FIGS. 4 to 6 are cross-sectional views of a matrix substrate in a second embodiment of the present invention. , FIG. 7 to FIG. 9 are cross-sectional views in the manufacturing process of the matrix substrate in the third embodiment of the present invention, FIG. 10 is a perspective view showing a mounting means for a liquid crystal panel, and FIG. 12 and 13 are equivalent circuit diagrams of an active type liquid crystal panel, FIG. 12 and FIG. 13 are pattern layout diagrams of a conventional insulated gate transistor, FIG. 14 and FIG. 15 are sectional views thereof, and FIG. 16 and FIG. 1 shows a cross-sectional view of a completed insulated gate transistor. 1 ... liquid crystal panel, 2 ... (active) matrix substrate, 3 ... semiconductor chip, 4 ... connection film, 9 ...
Color filter, 10 …… Insulated gate transistor, 11
…… scanning line, 12 …… signal line, 13 …… liquid crystal cell, 20 ……
(For etching stopper) SiNx layer, 21 ... amorphous silicon layer containing impurities, 22 ... amorphous silicon layer containing no impurities, 23 ... gate insulating layer (of SiNx), 25 ... gate wiring , 26, 27 ... source / drain wiring, 28 ... Ta
2 O 5 layer, 29: opening, 30: Al layer, 31: photosensitive resin pattern, 32, 33: Al 2 O 3 layer, 34: noble metal or silicide layer.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】絶縁性基板の一主面上に陽極酸化によって
絶縁体のAl2O3となるアルミニウムを主成分とする走査
線が、前記走査線上及び前記走査線の周囲を前記Al2O3
で埋められて前記走査線と前記走査線の周囲とを平坦化
して形成され、少なくともゲート絶縁層と半導体層及び
それらを介して前記走査線と直交する信号線とを含む薄
膜トランジスタが形成されていることを特徴とするマト
リクス基板。
1. A scanning line mainly containing aluminum as the Al 2 O 3 insulator by anodic oxidation on one principal surface of the insulating substrate, the periphery of said scanning lines and said scanning lines the Al 2 O Three
A thin film transistor that is formed by filling the scan line and the periphery of the scan line to be flattened and including at least a gate insulating layer, a semiconductor layer, and a signal line orthogonal to the scan line via the semiconductor layer and the semiconductor layer. A matrix substrate, characterized in that:
【請求項2】絶縁性基板の一主面上に陽極酸化によって
絶縁体のAl2O3となるアルミニウムを主成分とする走査
線上に他の金属またはシリサイド層の何れかが形成され
ると共に周囲を前記Al2O3で埋められて前記走査線と前
記周囲とを平坦化して形成され、少なくともゲート絶縁
層と半導体層及びそれらを介して前記走査線と直交する
信号線とを含む薄膜トランジスタが形成されていること
を特徴とするマトリクス基板。
2. One of other metal or silicide layers is formed on one main surface of an insulating substrate on a scanning line mainly composed of aluminum which becomes an insulator Al 2 O 3 by anodic oxidation. The thin film transistor is formed by filling the Al 2 O 3 and flattening the scanning line and the periphery, and including at least a gate insulating layer, a semiconductor layer, and a signal line orthogonal to the scanning line via the semiconductor layer and the semiconductor layer. A matrix substrate characterized in that:
【請求項3】絶縁性基板上に陽極酸化によって絶縁体の
Al2O3となるアルミニウムを主成分とするゲート金属層
を被着する工程と、前記ゲート金属層上に感光性樹脂パ
ターンを選択的に形成する工程と、前記感光性樹脂パタ
ーンをマスクとして前記ゲート金属層を部分的に陽極酸
化する工程と、前記感光性樹脂パターンを除去した後引
続き陽極酸化を継続して前記ゲート金属層のパターン上
及び周囲を前記Al2O3で埋め前記ゲート金属層と前記周
囲とを平坦化する工程と、少なくともゲート絶縁層と半
導体層及びそれらを介して前記走査線と直交する信号線
とを含む薄膜トランジスタを形成する工程とからなるマ
トリクス基板の製造方法。
3. An insulator formed on an insulating substrate by anodic oxidation.
A step of applying a gate metal layer containing aluminum as a main component to become Al 2 O 3 , a step of selectively forming a photosensitive resin pattern on the gate metal layer, and using the photosensitive resin pattern as a mask, A step of partially anodizing the gate metal layer, and after removing the photosensitive resin pattern, continuing the anodic oxidation to fill the pattern and the periphery of the gate metal layer with the Al 2 O 3 and the gate metal layer And a step of forming a thin film transistor including at least a gate insulating layer, a semiconductor layer, and a signal line orthogonal to the scanning line via the semiconductor layer and the semiconductor layer.
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