JP2733947B2 - 薄膜パターンの製造方法 - Google Patents

薄膜パターンの製造方法

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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、透明導電膜を用いる表示装置(例えば液晶
アクティブマトリックスパネル等)における透明導電膜
上の絶縁膜の開口パターンの製造方法に関する。
〔従来の技術〕
近年、透明基板上に薄膜トランジスター、タイミング
線、データ線、画素電極を構成したアクティブマトリッ
クス基板、対向電極基板、液晶、偏光板とを用いれば、
液晶表示装置(例えば液晶ポケットテレビ等)を製作す
ることが可能である。
第3図は、アクティブマトリックス基板の概略回路図
である。m本のデータ線1(S1-Sm)とn本のタイミン
グ線(G1-Gn)の交差点には、mn個の薄膜トランジスタ
ー3と画素電極4が配置している。
第4図は、前記アクティブマトリックス基板の1画素
の構造を示すもので(a)は平面図、(b)は(a)の
a−a′断面図である。5は、データ線となるソース
線、6は、タイミング線となるゲート線、7の部分は薄
膜トランジスター、8が画素電極である。もっと具体的
に説明すれば、透明基板9上にアモルファスシリコン、
あるいは多結晶シリコン薄膜10を堆積しパターン形成し
た後、シリコンの熱酸化等により二酸化シリコン薄膜な
るゲート絶縁膜11を積層し、さらに金属あるいは不純物
を多量に含んだ多結晶シリコン薄膜を堆積し、ゲート線
6及びゲート電極12をパターン形成する。次に、リン原
子あるいはボロン原子をイオン打込みして、ソースドレ
イン領域を形成してから層間絶縁膜13を堆積し、ソース
およびドレインコンタクトホール14、15を開口する。次
に透明導電膜を堆積し、パターン形成して画素電極8を
つくり、金属薄膜を堆積し、パターン形成してソース線
5をつくる。ここで透明導電膜はITO(インジウムと錫
の酸化物)、金属薄膜としてはAlを使うのが一般的であ
る。さらに、素子保護をするパッシベーション絶縁膜16
を堆積する。これは、対向電極基板と画素電極間に直流
電流が流れるのを阻止し、液晶の劣化を防止する役目も
ある。次に外部接続用パッド部上のパッシベーション絶
縁膜を除去すれば、アクティブマトリックス基板が完成
する。
第5図は、アクティブマトリックス基板の外部との接
続配線および、修正方法を示す概略図である。
通常、アクティブマトリックス基板は、大面積領域
に、複雑な薄膜トランジスターを形成するために、配線
の断線が発生しやすい。第5図は、断線が発生しても修
正できるようにアクティブマトリックス基板に工夫をこ
らしたものである。点線はアクティブマトリックス基板
の外周であり、データ線1においてS1、S3、…、Sm-1
データ線には上側のデータ線駆動回路17よりデータが送
られ、S2、S4、…、Smのデータ線には下側のデータ線駆
動回路17′よりデータが送られる。また、タイミング線
2においてはG1、G3、…、Gn-1のタイミング線には、左
側のタイミング線駆動回路18より信号が送られ、G2
G4、…、Gnのタイミング線には、右側のタイミング線駆
動回路18′より信号が送られる。各データ線及びタイミ
ング線の終端は、主パッド部19と主パッド部側の補助パ
ッド部20と主パッド部とは反対側の補助パッド部21より
なり、外部駆動回路とは、主パッド部19を介して接続さ
れている。接続方法としては、主パッド部上にハンダ層
を設けて接続したり、異方性導電膜にて接着接続するな
ど種々である。以上のような配線構造により、例えば×
印箇所にゲート線の断線22が発生すれば、断線ラインの
端にある補助パッド20、21を共に、周辺にある断線修正
用配線23とワイヤーボンデング等で接続すれば断線修正
が可能である。
第6図は、データ線側の主パッド部側の構造の拡大平
面図(a)と、(a)のa−a′断面図(b)である。
構造は、右側のソース線の端24と、左側の主パッド部を
つくる外部接続用電極端子25が絶縁膜26に開口されたコ
ンタクトホール27、27′を介して導電体膜28で連結され
ている。このときソース線の端24は、アクティブエリア
内のソース線5と同一材料(例えばAl等の金属)で構成
され、主パッド部をつくる外部接続用電極端子25の材料
は、画素電極8と同一材料の透明導電膜で構成され、導
電体膜28は、ゲート線6と同一の材料の金属あるいは不
純物を多量に含んだ多結晶シリコン薄膜で構成され、絶
縁膜26はアクティブエリア内の層間絶縁13で構成されれ
ば、アクティブマトリックス基板を作成するときと同時
のこの構造は形成される。29はアクティブエリア内のパ
ッジベーション絶縁膜8と同一のものであり開口するこ
とによって主パッド部19及び補助パッド部20が形成され
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、前述した構造で、通常パッシベーション絶縁
膜16、29として二酸化シリコン薄膜を用い、弗酸素の湿
式のエッチングにて前記パッシベーション絶縁膜を開口
すると、開口部の透明導電膜が異常にエッチングされ
て、ひどい部分ではなくなってしまうという現象が発生
する。もちろん主パッド部をつくる外部接続用電極端子
として、透明導電膜以外の金属薄膜、例えばソース線と
同一の材料で構成すれば問題ないわけであるが、主パッ
ド部の外部接続用電極端子に金属を用いると金属表面に
酸化膜ができて外部との接続が困難になり、接続方法や
接続ルール(例えば接続面積を十分大きくする)が限定
される。一方透明導電膜は、元来酸化物であるため、前
述した接続抵抗の増加が見られないという長所がある。
そこで、本発明の目的は主パッド部の外部接続用電極
端子として、表面の酸化性に強く安定な透明導電膜を用
い、前記透明導電膜と金属薄膜を被ふくする絶縁膜湿式
エッチング時に、透明導電膜の異常エッチを発生しない
ような構造をプロセスの追加なしに提供して、安定な外
部への接続を可能にすることにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の薄膜パターンの製造方法は、基板上に透明導
電膜を堆積してパターニングする工程と、 前記基板上に金属薄膜を堆積してパターニングする工
程と、 パターニングされた前記透明導電膜及び金属薄膜の上
に、且つ前記透明導電膜及び金属薄膜に接して絶縁膜を
形成する工程と、 前記透明導電膜上の前記絶縁膜の開口面積が、前記金
属薄膜上の前記絶縁膜の開口面積よりも大きくなるよう
に前記透明導電膜及び金属薄膜上の前記絶縁膜の一部を
湿式エッチングして開口する工程とを有することを特徴
とする。
〔作用〕
本発明の原理を第7図を用いて説明する。30は浴槽で
あり湿式エッチング液31を入れるためのものである。左
側電極32は、第6図に示されている主パッド部19の透明
導電膜に相当し、右側の電極33は補助パッド部20の金属
薄膜に相当し、左右電極間の連結線34は、導電体膜28に
相当する。
この模式図において、透明導電膜の異常なエッチング
は、左側電極32が湿式エッチング液31に溶出することを
意味する。溶出による膜べりを抑制するには、左側電極
32の面積を右側電極33に対して相対的に十分大きくすれ
ばよいことがわかる。これは、透明導電膜上の絶縁膜の
開口面積を、金属薄膜上の絶縁膜の開口面積よりも相対
的に十分大きくすることと等価である。したがって、金
属薄膜上の絶縁膜の開口部面積を十分小さくすればよ
い。(例えばボンディングエリアは最低必要である)。
以上、透明導電膜をパターン的に広くし、その上の絶縁
膜の開口面積を十分広くとるようにパターンを設計すれ
ばよい。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
1図は本発明の第1の実施例を示すものであり、アクテ
ィブマトリックス基板の外周部を示した平面図である。
断面構造は第6図と同じである。したがって、24はソー
ス線の端、25は主パッド部をつくる外部接続用電極端
子、28はゲート線と同じ材料からなる導電体層であり、
コンタクトホール27、27′によりソース線と外部接続用
電極端子は連結されている。
透明導電膜からなる主パッド部をつくる外部接続用電
極端子は、全部連結されている他に基板周辺の大面積の
ダミー領域を占める透明導電膜とも連結されている。
したがってこのような広面積の透明導電膜の上には、
補助パッド部20より十分広い面積の開口部を形成でき
る。第1図では、主パッド部側の絶縁膜開口部が全部連
結した構造となっているが、部分的に絶縁膜が残ってい
て、開口部が非連続となっていても透明導電膜が連結さ
れていればよい。点線は、主パッド部を電気的に分離す
るためのダイシング用ラインであり、レーザー光線等で
パターンを分離切断してもかまわない。
もっと具体的には、透明導電膜としてITO(インジウ
ムと錫の酸化物)2000Å、金属薄膜としてAl8000Å、導
電体膜として、リンドープ多結晶シリコン薄膜4000Åを
用いて、Al薄膜上の補助パッド部開口パターン面積を0.
03mm2(100μm×300μm)、ITO薄膜上の主パッド部開
口面積を0.3mm2(100μm×1000μm)とし、ソース線
数1000本としたとき、外周部に約3000mm2の開口パター
ンを形成し、HF:H2O=1:6のエッチング液でパッシベー
ション用絶縁膜のSiO220000Åを2分エッチングしたと
ころ、主パッド部開口領域のITOは1900Åに抑えられ
た。
この場合、他の透明導電膜としてSnO2、他の金属薄膜
としてAl-Si、Al-Si-Cu、Cu、Ti、W、Mo、Au、NiCr、C
r等、エッチング液として、HF系に、酢酸、リン酸、硝
酸を混入したものでよい。
第2図は、本発明の第2の実施例を示すもので、アク
ティブマトリックス基板の外周部の平面図(a)と
(a)内のa−a′断面図(b)であり、第1図内の導
電体膜28がなく直接、金属薄膜からなるソース線端24と
透明導電膜よりなる外部接続用端子24が接続された構造
となっている。工程は前述したものと大差ないので省略
する。各部分の材料も前述したものがもちろん適合す
る。
第1図、第2図において、透明導電膜上の絶縁膜の開
口面積は、金属薄膜上の絶縁膜の開口面積に比べ“十
分”大きいとしているが、具体的には、実施例で示した
ように、透明絶縁膜上の開口面積を金属薄膜上の開口面
積の10倍以上とするのが理想的である。ただし、十分な
面積余裕をとれない場合には、透明導電膜の厚さを十分
厚く(例えば、2000Åで良いところを5000Å以上)する
ことで多少の対策にはなる。
本発明によれば、以上説明した様に、透明導電膜と金
属薄膜上の絶縁膜を簡単な湿式エッチングにより開口す
るにあたり、相対的な開口面積比を周辺のダミー領域を
使って高め、実質上プロセスを追加することなく透明導
電膜上の開口領域部に異常エッチが発生するのを抑制す
ることができる。
また、かかる発明を用いて、アクティブマトリックス
基板を構成すると、周辺がシールドされた構造になって
おり静電気に強い他、主パッド部開口領域上に、Niメッ
キを無電解で付着させる場合、メッキ膜の均一性が増す
という効果もある。
また本発明は、アクティブマトリックス基板ばかりで
なく透明導電膜側をパネル表示エリア、金属配線側を外
部出力端子とすることが可能な単純マトリックス基板上
にも適用できるものである。
〔発明の効果〕
以上、本発明によれば透明導電膜と金属薄膜上の絶縁
膜を湿式エッチングにより開口する際、工程を増やすこ
となく透明導電膜の異常エッチングの発生を抑制するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1例であり、アクティブマトリック
ス基板の周辺の平面図である。 第2図(a)(b)は本発明の第2例であり、アクティ
ブマトリックス基板の周辺の平面図(a)と(a)内の
a−a′断面図(b)である。 第3図はアクティブマトリックス基板の概略回路図であ
る。 第4図(a)(b)はアクティブマトリックス基板の1
画素の構造の平面図(a)と(a)内のa−a′断面図
(b)である。 第5図はアクティブマトリックス基板の外部との接続配
線および修正方法を示す概略図である。 第6図(a)(b)はデータ線側の主パッド部側の拡大
平面図(a)と(a)内のa−a′断面図(b)であ
る。 第7図は透明導電膜の異常エッチングを説明するための
原理図である。 1……データ線 2……タイミング線 3……薄膜トランジスター 4……画素電極 5……ソース線 6……ゲート線 7……薄膜トランジスター 8……画素電極 9……透明基板 10……アモルファスあるいは多結晶シリコン薄膜 11……ゲート絶縁膜 12……ゲート電極 13……層間絶縁膜 14……ソースコンタクトホール 15……ドレインコンタクトホール 16……パッシベーション絶縁膜 17,17′……データ線駆動回路 18、18′……タイミング線駆動回路 19……主パッド部 20……主パッド部側の補助パッド部 21……主パッド部とは反対側の補助パッド部 22……断線 23……断線修正用配線 24……ソース線の端 25……主パッド部をつくる外部接続用電極端子 26……絶縁膜 27、27′……コンタクトホール 28……導電体膜 29……パッシベーション絶縁膜 30……浴槽 31……エッチング液 32……左側電極 33……右側電極 34……左右電極間の連結線

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に透明導電膜を堆積してパターニン
    グする工程と、 前記基板上に金属薄膜を堆積してパターニングする工程
    と、 パターニングされた前記透明導電膜及び金属薄膜の上
    に、且つ前記透明導電膜及び金属薄膜に接して絶縁膜を
    形成する工程と、 前記透明導電膜上の前記絶縁膜の開口面積が、前記金属
    薄膜上の前記絶縁膜の開口面積よりも大きくなるように
    前記透明導電膜及び金属薄膜上の前記絶縁膜の一部を湿
    式エッチングして開口する工程とを有することを特徴と
    する薄膜パターンの製造方法。
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