JP2788601B2 - 金属配線、薄膜トランジスタおよびｔｆｔ液晶表示装置 - Google Patents
金属配線、薄膜トランジスタおよびｔｆｔ液晶表示装置Info
- Publication number
- JP2788601B2 JP2788601B2 JP3391594A JP3391594A JP2788601B2 JP 2788601 B2 JP2788601 B2 JP 2788601B2 JP 3391594 A JP3391594 A JP 3391594A JP 3391594 A JP3391594 A JP 3391594A JP 2788601 B2 JP2788601 B2 JP 2788601B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- wiring
- thin film
- metal wiring
- liquid crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウムを主成分
とする金属配線に関するものであり、その金属配線を薄
膜トランジスタ、およびＴＦＴ液晶表示装置に応用した
ものである。
とする金属配線に関するものであり、その金属配線を薄
膜トランジスタ、およびＴＦＴ液晶表示装置に応用した
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＴＦＴ液晶表示装置のゲート絶縁
膜として、ゲート配線を選択的に陽極酸化して形成する
陽極酸化膜と窒化シリコン膜の二層構造を用いることが
主流となりつつある。これは、陽極酸化膜の電気絶縁特
性が良好であるのと同時に無孔質の膜でピンホールの少
ない膜であるため、歩留りを大幅に改善することが可能
であることによる。さらに、陽極酸化工法は液体中での
反応を用いた工法であるためにゲート表面上の異物の下
にも陽極酸化液が浸み込むため、この部分にも酸化膜が
形成され、均一な膜の形成が可能であり、短絡不良が本
質的に起こりにくい特徴がある。
膜として、ゲート配線を選択的に陽極酸化して形成する
陽極酸化膜と窒化シリコン膜の二層構造を用いることが
主流となりつつある。これは、陽極酸化膜の電気絶縁特
性が良好であるのと同時に無孔質の膜でピンホールの少
ない膜であるため、歩留りを大幅に改善することが可能
であることによる。さらに、陽極酸化工法は液体中での
反応を用いた工法であるためにゲート表面上の異物の下
にも陽極酸化液が浸み込むため、この部分にも酸化膜が
形成され、均一な膜の形成が可能であり、短絡不良が本
質的に起こりにくい特徴がある。
【０００３】図４（ａ）〜（ｃ）は、従来例を示すＴＦ
Ｔ液晶表示装置の製造工程断面図である。図４（ａ）〜
（ｃ）において、１は透光性の絶縁性基板、２は第一の
層間絶縁膜、３は画素電極、４は第二の層間絶縁膜、５
はゲート配線、６は陽極酸化膜、７は第三の層間絶縁
膜、８は第一の半導体層、９は第四の層間絶縁膜、１０
は第二の半導体層、１１はコンタクト窓、１２はソース
配線、１３はドレイン電極、１４は保護膜である。以下
に具体的に説明する。
Ｔ液晶表示装置の製造工程断面図である。図４（ａ）〜
（ｃ）において、１は透光性の絶縁性基板、２は第一の
層間絶縁膜、３は画素電極、４は第二の層間絶縁膜、５
はゲート配線、６は陽極酸化膜、７は第三の層間絶縁
膜、８は第一の半導体層、９は第四の層間絶縁膜、１０
は第二の半導体層、１１はコンタクト窓、１２はソース
配線、１３はドレイン電極、１４は保護膜である。以下
に具体的に説明する。
【０００４】まず、透光性の絶縁性基板１として例えば
コーニング社の７０５９ガラス基板上に、第一の層間絶
縁膜２として酸化シリコン膜を約２００ｎｍ製膜する。
次に、透明導電性薄膜として錫添加酸化インジウム膜を
ＤＣスパッタリング法により約１００ｎｍ製膜し、レジ
ストをマスクにしてヨウ化水素を主成分とする液でウエ
ットエッチングして画素電極３とする（図４（ａ））。
次に、第二の層間絶縁膜４として酸化シリコン膜を約１
００ｎｍ製膜した後、アルミニウム膜をＤＣスパッタリ
ング法で約２５０ｎｍ製膜し、レジストをマスクにして
燐酸と硝酸の混合液でウエットエッチングしてアルミニ
ウムパターンを形成し、陽極酸化法によりアルミニウム
パターンの表面に約１５０ｎｍの陽極酸化膜を形成し、
ゲート配線５とする（図４（ｂ））。次に、プラズマＣ
ＶＤ法により第三の層間絶縁膜７として約３００ｎｍの
窒化シリコン膜と第一の半導体層８として約５０ｎｍの
非晶質シリコン膜と第四の層間絶縁膜９として約１５０
ｎｍの窒化シリコン膜を連続製膜し、レジストをマスク
にして第四の層間絶縁膜９をフッ化水素を主成分とする
液でウエットエッチングしてトランジスタ保護膜を形成
する。次に、オーミックコンタクト層として不純物をド
ーピングした第二の半導体層１０としてｎ+型非晶質シ
リコン膜を約５０ｎｍ製膜し、例えばドライエッチング
により画素電極３とゲート配線５の一部が露出するコン
タクト窓１１を形成する。次に、ＤＣスパッタリング法
によりチタニウム膜を約２００ｎｍ製膜した後、レジス
トをマスクにしてチタニウム膜と第二の半導体層１０お
よび第一の半導体層８を一括してドライエッチングしソ
ース配線１２およびドレイン電極１３を形成する。最後
に保護膜１４として窒化シリコン膜を約３００ｎｍ形成
した後、レジストをマスクにして窒化シリコン膜をドラ
イエッチングし、画素電極３およびゲート配線およびソ
ース配線の取り出し部を開口してＴＦＴ液晶表示装置は
完成する（図４（ｃ））。
コーニング社の７０５９ガラス基板上に、第一の層間絶
縁膜２として酸化シリコン膜を約２００ｎｍ製膜する。
次に、透明導電性薄膜として錫添加酸化インジウム膜を
ＤＣスパッタリング法により約１００ｎｍ製膜し、レジ
ストをマスクにしてヨウ化水素を主成分とする液でウエ
ットエッチングして画素電極３とする（図４（ａ））。
次に、第二の層間絶縁膜４として酸化シリコン膜を約１
００ｎｍ製膜した後、アルミニウム膜をＤＣスパッタリ
ング法で約２５０ｎｍ製膜し、レジストをマスクにして
燐酸と硝酸の混合液でウエットエッチングしてアルミニ
ウムパターンを形成し、陽極酸化法によりアルミニウム
パターンの表面に約１５０ｎｍの陽極酸化膜を形成し、
ゲート配線５とする（図４（ｂ））。次に、プラズマＣ
ＶＤ法により第三の層間絶縁膜７として約３００ｎｍの
窒化シリコン膜と第一の半導体層８として約５０ｎｍの
非晶質シリコン膜と第四の層間絶縁膜９として約１５０
ｎｍの窒化シリコン膜を連続製膜し、レジストをマスク
にして第四の層間絶縁膜９をフッ化水素を主成分とする
液でウエットエッチングしてトランジスタ保護膜を形成
する。次に、オーミックコンタクト層として不純物をド
ーピングした第二の半導体層１０としてｎ+型非晶質シ
リコン膜を約５０ｎｍ製膜し、例えばドライエッチング
により画素電極３とゲート配線５の一部が露出するコン
タクト窓１１を形成する。次に、ＤＣスパッタリング法
によりチタニウム膜を約２００ｎｍ製膜した後、レジス
トをマスクにしてチタニウム膜と第二の半導体層１０お
よび第一の半導体層８を一括してドライエッチングしソ
ース配線１２およびドレイン電極１３を形成する。最後
に保護膜１４として窒化シリコン膜を約３００ｎｍ形成
した後、レジストをマスクにして窒化シリコン膜をドラ
イエッチングし、画素電極３およびゲート配線およびソ
ース配線の取り出し部を開口してＴＦＴ液晶表示装置は
完成する（図４（ｃ））。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、陽極酸化後のプラズマＣＶＤ法による三
層（第三の層間絶縁膜７と第一の半導体層８および第四
の層間絶縁膜９）の連続製膜時に、３００℃以上の高温
熱工程を通るため、第一の層間絶縁膜２である酸化シリ
コン膜の表面および内部に吸着した炭化水素または水分
が離脱し膨張する。この時、上部の絶縁膜を変形するだ
けの型（ここではＡ型という）と絶縁膜に亀裂が生じ破
壊状態と成る型（ここではＢ型という）が現れる。Ａ型
は、図５の断面ＳＥＭ写真に示すように、ゲート配線５
としてのアルミニウム膜がマイグレーションを起こし、
ゲート配線５の穴欠陥１５が生じるが配線上部の絶縁膜
は破壊されていない。一方、Ｂ型はアルミニウム膜のマ
イグレーションが極めて大きく、陽極酸化膜６および第
三の層間絶縁膜７に生じるストレスの集中箇所におい
て、これらの絶縁膜に亀裂を生じ破壊され開口部が生じ
る。この現象が薄膜トランジスタを製造する際、この開
口部にソース配線あるいはドレイン電極が形成される
と、ソース配線とゲート配線の短絡あるいはドレイン電
極とゲート配線との短絡がおこる（図６）。
うな構成では、陽極酸化後のプラズマＣＶＤ法による三
層（第三の層間絶縁膜７と第一の半導体層８および第四
の層間絶縁膜９）の連続製膜時に、３００℃以上の高温
熱工程を通るため、第一の層間絶縁膜２である酸化シリ
コン膜の表面および内部に吸着した炭化水素または水分
が離脱し膨張する。この時、上部の絶縁膜を変形するだ
けの型（ここではＡ型という）と絶縁膜に亀裂が生じ破
壊状態と成る型（ここではＢ型という）が現れる。Ａ型
は、図５の断面ＳＥＭ写真に示すように、ゲート配線５
としてのアルミニウム膜がマイグレーションを起こし、
ゲート配線５の穴欠陥１５が生じるが配線上部の絶縁膜
は破壊されていない。一方、Ｂ型はアルミニウム膜のマ
イグレーションが極めて大きく、陽極酸化膜６および第
三の層間絶縁膜７に生じるストレスの集中箇所におい
て、これらの絶縁膜に亀裂を生じ破壊され開口部が生じ
る。この現象が薄膜トランジスタを製造する際、この開
口部にソース配線あるいはドレイン電極が形成される
と、ソース配線とゲート配線の短絡あるいはドレイン電
極とゲート配線との短絡がおこる（図６）。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑み、アルミニウム
金属配線の穴欠陥の発生が絶縁膜に亀裂を生じるＢ型の
穴欠陥を抑制した構成とする金属配線とし、それをゲー
ト配線とする薄膜トランジスタおよびそれを用いたＴＦ
Ｔ液晶表示装置およびその製造方法を提供することを目
的とする。
金属配線の穴欠陥の発生が絶縁膜に亀裂を生じるＢ型の
穴欠陥を抑制した構成とする金属配線とし、それをゲー
ト配線とする薄膜トランジスタおよびそれを用いたＴＦ
Ｔ液晶表示装置およびその製造方法を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁性基板上
に形成された、表面が陽極酸化膜でおおわれたアルミニ
ウムを主成分とする配線であって、その配線の下層の薄
膜層又は絶縁性基板表面層の、前記配線と接する界面の
水素成分の含有量が４原子％以下であることを特徴とす
る金属配線である。
に形成された、表面が陽極酸化膜でおおわれたアルミニ
ウムを主成分とする配線であって、その配線の下層の薄
膜層又は絶縁性基板表面層の、前記配線と接する界面の
水素成分の含有量が４原子％以下であることを特徴とす
る金属配線である。
【０００８】また本発明は、絶縁性基板と、その１主表
面に直接形成された画素電極と、その上に形成された１
層の絶縁膜と、その上に形成され、アルミニウムを主成
分とする金属配線と、その金属配線を覆う陽極酸化膜
と、半導体膜と、ソース、ドレイン金属配線とを備えた
ことを特徴とするＴＦＴ液晶表示装置である。
面に直接形成された画素電極と、その上に形成された１
層の絶縁膜と、その上に形成され、アルミニウムを主成
分とする金属配線と、その金属配線を覆う陽極酸化膜
と、半導体膜と、ソース、ドレイン金属配線とを備えた
ことを特徴とするＴＦＴ液晶表示装置である。
【０００９】
【作用】本発明は上記の構成により、陽極酸化後のプラ
ズマＣＶＤ法による３００℃以上の高温熱処理工程にお
いてもＡｌ膜のマイグレーションを抑え、Ｂ型の穴欠陥
の発生を防止し、大きさ０.５μｍ以上のゲートＡｌ膜
の欠損率を１０（個/mm2）以下に抑えて、例えばゲート
とソースの全クロス面積が１０ｃｍ2である大型液晶パ
ネルにおけるゲートとソース間の短絡率を０．０１（個
/枚）以下に低減し、歩留りを大幅に改善することが可
能である。
ズマＣＶＤ法による３００℃以上の高温熱処理工程にお
いてもＡｌ膜のマイグレーションを抑え、Ｂ型の穴欠陥
の発生を防止し、大きさ０.５μｍ以上のゲートＡｌ膜
の欠損率を１０（個/mm2）以下に抑えて、例えばゲート
とソースの全クロス面積が１０ｃｍ2である大型液晶パ
ネルにおけるゲートとソース間の短絡率を０．０１（個
/枚）以下に低減し、歩留りを大幅に改善することが可
能である。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１１】図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の実
施例を示すＴＦＴ液晶表示装置の一例である。まず、透
光性の絶縁性基板１として例えばコーニング社の７０５
９ガラス基板の一主表面に、透明導電性薄膜としてｉＴ
Ｏ（錫添加酸化インジウム）膜３をＤＣスパッタリング
法により約１００ｎｍ堆積する。ｉＴＯ膜３を堆積する
直前に、約３０分間の４５０℃大気中熱処理を行っても
よい。次に、ｉＴＯ膜３を例えばレジストをマスクにし
てＨＩ（ヨウ化水素）液でウエットエッチングしてｉＴ
Ｏ膜パターン３を形成する（図１（ａ））。そして、Ｓ
ｉＯ2膜４を約１００ｎｍ形成する。次に、純Ａｌ膜５
をＤＣスパッタリング法で約３３０ｎｍ堆積し、例えば
レジストをマスクにして純Ａｌ膜５を燐酸と硝酸の混合
エッチング液でウエットエッチングして純Ａｌ膜パター
ン５を形成する。そして純Ａｌ膜パターン５を陽極酸化
して約１５０ｎｍの陽極酸化膜６を形成する（図１
（ｂ））。次に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＮx膜７
を約３００ｎｍ堆積し、続いて半導体膜８を約１００ｎ
ｍ形成し、続いてＳｉＮx膜９を約１５０ｎｍ堆積す
る。そして、ＳｉＮx膜９を例えばレジストをマスクに
してフッ化水素を主成分とする液でウエットエッチング
してトランジスタ保護膜を形成する。次に、オーミック
コンタクト層として不純物をドーピングしたｎ+型非晶
質シリコン膜１０を約５０ｎｍ製膜し、例えばドライエ
ッチングによりｉＴＯ膜３と純Ａｌ膜５の一部が露出す
るコンタクト窓１１を形成する。次に、ＤＣスパッタリ
ング法によりチタニウム膜を約２００ｎｍ製膜した後、
レジストをマスクにしてチタニウム膜とｎ+型非晶質シ
リコン膜１０および半導体層８を一括してドライエッチ
ングしソース配線１２およびドレイン電極１３を形成す
る。最後に保護膜としてＳｉＮx膜１４を約３００ｎｍ
形成した後、レジストをマスクにしてＳｉＮx膜１４を
ドライエッチングし、ｉＴＯ膜３およびゲート配線およ
びソース配線の取り出し部を開口してＴＦＴ液晶表示装
置は完成する（図１（ｃ））。
施例を示すＴＦＴ液晶表示装置の一例である。まず、透
光性の絶縁性基板１として例えばコーニング社の７０５
９ガラス基板の一主表面に、透明導電性薄膜としてｉＴ
Ｏ（錫添加酸化インジウム）膜３をＤＣスパッタリング
法により約１００ｎｍ堆積する。ｉＴＯ膜３を堆積する
直前に、約３０分間の４５０℃大気中熱処理を行っても
よい。次に、ｉＴＯ膜３を例えばレジストをマスクにし
てＨＩ（ヨウ化水素）液でウエットエッチングしてｉＴ
Ｏ膜パターン３を形成する（図１（ａ））。そして、Ｓ
ｉＯ2膜４を約１００ｎｍ形成する。次に、純Ａｌ膜５
をＤＣスパッタリング法で約３３０ｎｍ堆積し、例えば
レジストをマスクにして純Ａｌ膜５を燐酸と硝酸の混合
エッチング液でウエットエッチングして純Ａｌ膜パター
ン５を形成する。そして純Ａｌ膜パターン５を陽極酸化
して約１５０ｎｍの陽極酸化膜６を形成する（図１
（ｂ））。次に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＮx膜７
を約３００ｎｍ堆積し、続いて半導体膜８を約１００ｎ
ｍ形成し、続いてＳｉＮx膜９を約１５０ｎｍ堆積す
る。そして、ＳｉＮx膜９を例えばレジストをマスクに
してフッ化水素を主成分とする液でウエットエッチング
してトランジスタ保護膜を形成する。次に、オーミック
コンタクト層として不純物をドーピングしたｎ+型非晶
質シリコン膜１０を約５０ｎｍ製膜し、例えばドライエ
ッチングによりｉＴＯ膜３と純Ａｌ膜５の一部が露出す
るコンタクト窓１１を形成する。次に、ＤＣスパッタリ
ング法によりチタニウム膜を約２００ｎｍ製膜した後、
レジストをマスクにしてチタニウム膜とｎ+型非晶質シ
リコン膜１０および半導体層８を一括してドライエッチ
ングしソース配線１２およびドレイン電極１３を形成す
る。最後に保護膜としてＳｉＮx膜１４を約３００ｎｍ
形成した後、レジストをマスクにしてＳｉＮx膜１４を
ドライエッチングし、ｉＴＯ膜３およびゲート配線およ
びソース配線の取り出し部を開口してＴＦＴ液晶表示装
置は完成する（図１（ｃ））。
【００１２】以上のように、本実施例によれば、ガラス
基板１の一主表面に、絶縁性膜を介さずに直接透明導電
性薄膜としてｉＴＯ（錫添加酸化インジウム）膜３を形
成している。従来例と比べて、ゲートＡｌ膜５下層の絶
縁性膜が一層でありＳｉＯ2膜２がないので、陽極酸化
後のプラズマＣＶＤ法による高温処理中に発生するＳｉ
Ｏ2膜２の表面および内部に吸着した炭素または水分の
離脱および膨張が抑えられ、ゲートＡｌ膜５のマイグレ
ーションを抑制し、ゲートパターン内部および端部での
Ｂ型穴欠陥をなくし、さらに大きさ０.５μｍ以上のゲ
ートＡｌ膜５の欠損率を１０（個/mm2）以下に抑えて、
例えばゲートとソースの全クロス面積が１０ｃｍ2であ
る大型液晶パネルにおけるゲートとソース間の短絡率を
０．０１（個/枚）以下に低減し、歩留りを大幅に改善
することができた。
基板１の一主表面に、絶縁性膜を介さずに直接透明導電
性薄膜としてｉＴＯ（錫添加酸化インジウム）膜３を形
成している。従来例と比べて、ゲートＡｌ膜５下層の絶
縁性膜が一層でありＳｉＯ2膜２がないので、陽極酸化
後のプラズマＣＶＤ法による高温処理中に発生するＳｉ
Ｏ2膜２の表面および内部に吸着した炭素または水分の
離脱および膨張が抑えられ、ゲートＡｌ膜５のマイグレ
ーションを抑制し、ゲートパターン内部および端部での
Ｂ型穴欠陥をなくし、さらに大きさ０.５μｍ以上のゲ
ートＡｌ膜５の欠損率を１０（個/mm2）以下に抑えて、
例えばゲートとソースの全クロス面積が１０ｃｍ2であ
る大型液晶パネルにおけるゲートとソース間の短絡率を
０．０１（個/枚）以下に低減し、歩留りを大幅に改善
することができた。
【００１３】すなわち、図２に示すように、ゲート配線
の穴欠陥の大きさが約０．５μｍ以下であれば、ソース
配線とゲート配線の短絡率は大幅に低減されることを発
見した。さらにこの穴欠陥の発生状況と、ゲート配線下
層のゲート配線と接する薄膜層の界面に含まれる水およ
び炭化水素の含有量とは、密接に関係しており、含有量
が多くなると穴欠陥の大きさが大きくなり、発生数も増
加する。また、水だけでなく炭化水素も除去しないと、
穴欠陥の低減には充分寄与できない。水と炭化水素の含
有量は、両方の分子を共通に構成する水素を用いて同定
した。水素の定量分析には、２次イオン質量分析法（Ｓ
ＩＭＳ法）を用い、下地ＳｉＯ2膜中のシリコン含有量
に対する水素の含有量比を見積もった。図１０（ｂ）は
従来の構成においてＳＩＭＳ法を用いた水素の定量分析
の説明図であり、アルミニウム金属膜とその下地ＳｉＯ
2膜の界面より水素のピークが見られる。下地ＳｉＯ2膜
中のシリコン濃度５×１０22atoms/ccに対し、ピークに
相当するＳｉＯ2膜の界面の水素濃度は２×１０21atoms
/cc以上であり、水素の対シリコン含有量は４原子％以
上であった。一方、図１０（ａ）は本発明の構成におけ
るＳＩＭＳ法を用いた水素の定量分析の説明図で、同ピ
ークは見られない。図３（ａ）に、水素の含有量とＡ型
とＢ型の穴欠陥の発生状況の関係を示す。図３（ｂ）に
は、水のみを除去した場合と、水と炭化水素の両方を除
去した場合の穴欠陥の発生状況の差を定性的に示す。す
なわち、ゲート配線下層を真空熱処理を行っても炭化水
素は完全に除去できず界面に残り、Ｂ型の穴欠陥を発生
してしまった。またこの時Ａ型の穴欠陥数も多かった。
この処理の界面解析を２次イオン質量分析法により行っ
たところアルミニウム金属膜とその下地の界面より炭素
と水素のピークが現れた。そこで、本発明において、ゲ
ートＡｌ膜５下層の水分および炭化水素を減少させるの
に有効な手段として界面の水素含有量を４原子％以下と
する方法を見つけた。それは、４００℃以上の大気中熱
処理と下地に水分や炭化水素を吸着しやすいシリコン酸
化膜を１００ｎｍ以下の膜厚とし水洗等の成膜前の処理
を行わず、環境からの有機汚染から遮断しシリコン酸化
膜成膜後すぐにＡｌ膜の成膜を行うことにより実現し
た。
の穴欠陥の大きさが約０．５μｍ以下であれば、ソース
配線とゲート配線の短絡率は大幅に低減されることを発
見した。さらにこの穴欠陥の発生状況と、ゲート配線下
層のゲート配線と接する薄膜層の界面に含まれる水およ
び炭化水素の含有量とは、密接に関係しており、含有量
が多くなると穴欠陥の大きさが大きくなり、発生数も増
加する。また、水だけでなく炭化水素も除去しないと、
穴欠陥の低減には充分寄与できない。水と炭化水素の含
有量は、両方の分子を共通に構成する水素を用いて同定
した。水素の定量分析には、２次イオン質量分析法（Ｓ
ＩＭＳ法）を用い、下地ＳｉＯ2膜中のシリコン含有量
に対する水素の含有量比を見積もった。図１０（ｂ）は
従来の構成においてＳＩＭＳ法を用いた水素の定量分析
の説明図であり、アルミニウム金属膜とその下地ＳｉＯ
2膜の界面より水素のピークが見られる。下地ＳｉＯ2膜
中のシリコン濃度５×１０22atoms/ccに対し、ピークに
相当するＳｉＯ2膜の界面の水素濃度は２×１０21atoms
/cc以上であり、水素の対シリコン含有量は４原子％以
上であった。一方、図１０（ａ）は本発明の構成におけ
るＳＩＭＳ法を用いた水素の定量分析の説明図で、同ピ
ークは見られない。図３（ａ）に、水素の含有量とＡ型
とＢ型の穴欠陥の発生状況の関係を示す。図３（ｂ）に
は、水のみを除去した場合と、水と炭化水素の両方を除
去した場合の穴欠陥の発生状況の差を定性的に示す。す
なわち、ゲート配線下層を真空熱処理を行っても炭化水
素は完全に除去できず界面に残り、Ｂ型の穴欠陥を発生
してしまった。またこの時Ａ型の穴欠陥数も多かった。
この処理の界面解析を２次イオン質量分析法により行っ
たところアルミニウム金属膜とその下地の界面より炭素
と水素のピークが現れた。そこで、本発明において、ゲ
ートＡｌ膜５下層の水分および炭化水素を減少させるの
に有効な手段として界面の水素含有量を４原子％以下と
する方法を見つけた。それは、４００℃以上の大気中熱
処理と下地に水分や炭化水素を吸着しやすいシリコン酸
化膜を１００ｎｍ以下の膜厚とし水洗等の成膜前の処理
を行わず、環境からの有機汚染から遮断しシリコン酸化
膜成膜後すぐにＡｌ膜の成膜を行うことにより実現し
た。
【００１４】一方、ゲート配線の穴欠陥の発生率は、ゲ
ート材料およびその膜厚に依存する。図７（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、図８（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、反射
光と透過光によるゲート配線の欠損部分の顕微鏡写真
（倍率５０倍）の一例で、ゲート材料およびその膜厚が
各々（ａ）,（ｄ）純Ａｌ＝２３０ｎｍ、（ｂ）,（ｅ）
シリコンを添加したアルミニウム金属膜（Ａｌ−Ｓｉ）
＝１００ｎｍ, （ｃ）,（ｆ）タンタルを添加したアル
ミニウム金属膜（Ａｌ−Ｔａ）＝１５０ｎｍの場合を示
す。純Ａｌ＝２３０ｎｍの場合、写真（ｄ）に示すよう
にゲート配線部を光が透過しないため、ゲート配線の穴
欠陥は存在しない。しかし、Ａｌ−Ｓｉ＝１００ｎｍお
よびＡｌ−Ｔａ＝１５０ｎｍの場合、各々写真（ｅ）,
（ｆ）に示すように直径約２μｍ以上の大きなゲート配
線の穴欠陥が発生している。後者２例をゲート配線とす
る薄膜トランジスタおよびＴＦＴ液晶表示装置を作成し
た場合、ソース配線とゲート配線の短絡が生じＢ型穴欠
陥となった。すなわち、アルミニウム膜中にシリコンや
タンタルの異種金属が添加されると下地の影響を受けや
すいこともわかった。この場合でも下地の水分や炭化水
素成分を離脱するとＢ型穴欠陥は生じなくなった。ま
た、アルミニウム金属部の膜厚を１３０ｎｍ以上残すと
Ｂ型穴欠陥は発生しなくなり、Ａ型の穴欠陥も抑制さ
れ、さらに本発明の効果が増大することも確認された
（図９参照のこと）。アルミニウムに添加する金属とし
ては、シリコン、タンタルのほかにチタン、ジルコン、
ハフニウム、ニオブについて本発明の効果が確認され
た。
ート材料およびその膜厚に依存する。図７（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、図８（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、反射
光と透過光によるゲート配線の欠損部分の顕微鏡写真
（倍率５０倍）の一例で、ゲート材料およびその膜厚が
各々（ａ）,（ｄ）純Ａｌ＝２３０ｎｍ、（ｂ）,（ｅ）
シリコンを添加したアルミニウム金属膜（Ａｌ−Ｓｉ）
＝１００ｎｍ, （ｃ）,（ｆ）タンタルを添加したアル
ミニウム金属膜（Ａｌ−Ｔａ）＝１５０ｎｍの場合を示
す。純Ａｌ＝２３０ｎｍの場合、写真（ｄ）に示すよう
にゲート配線部を光が透過しないため、ゲート配線の穴
欠陥は存在しない。しかし、Ａｌ−Ｓｉ＝１００ｎｍお
よびＡｌ−Ｔａ＝１５０ｎｍの場合、各々写真（ｅ）,
（ｆ）に示すように直径約２μｍ以上の大きなゲート配
線の穴欠陥が発生している。後者２例をゲート配線とす
る薄膜トランジスタおよびＴＦＴ液晶表示装置を作成し
た場合、ソース配線とゲート配線の短絡が生じＢ型穴欠
陥となった。すなわち、アルミニウム膜中にシリコンや
タンタルの異種金属が添加されると下地の影響を受けや
すいこともわかった。この場合でも下地の水分や炭化水
素成分を離脱するとＢ型穴欠陥は生じなくなった。ま
た、アルミニウム金属部の膜厚を１３０ｎｍ以上残すと
Ｂ型穴欠陥は発生しなくなり、Ａ型の穴欠陥も抑制さ
れ、さらに本発明の効果が増大することも確認された
（図９参照のこと）。アルミニウムに添加する金属とし
ては、シリコン、タンタルのほかにチタン、ジルコン、
ハフニウム、ニオブについて本発明の効果が確認され
た。
【００１５】一方、ゲート配線の穴欠陥の発生率につい
てはゲート配線材料であるＡｌ膜の結晶成長性も重要な
ポイントとなる。ゲート製膜時に不純物の混入を防ぎ、
粒径を大きく、ばらつきを少なくし、結晶方位を＜１１
１＞方向に揃えて、Ａｌ膜中の３つの粒界が１カ所に集
まるトリプルポイントの発生数を少なくすることによ
り、上記に述べたような炭化水素または水分の離脱処理
と組み合わせて、後工程における熱処理での膨張による
Ａｌ膜のマイグレーションを抑制することができ、ソー
ス配線とゲート配線間の短絡を防ぐことも可能であっ
た。
てはゲート配線材料であるＡｌ膜の結晶成長性も重要な
ポイントとなる。ゲート製膜時に不純物の混入を防ぎ、
粒径を大きく、ばらつきを少なくし、結晶方位を＜１１
１＞方向に揃えて、Ａｌ膜中の３つの粒界が１カ所に集
まるトリプルポイントの発生数を少なくすることによ
り、上記に述べたような炭化水素または水分の離脱処理
と組み合わせて、後工程における熱処理での膨張による
Ａｌ膜のマイグレーションを抑制することができ、ソー
ス配線とゲート配線間の短絡を防ぐことも可能であっ
た。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、例えばガラス基板１の一主表面に、絶縁性膜を介さ
ずに直接透明導電性薄膜としてｉＴＯ（錫添加酸化イン
ジウム）膜３を形成するため、従来例と比べてゲートＡ
ｌ膜５下層の絶縁性膜が一層でありＳｉＯ2膜２がない
ため、下地に対する脱ガス処理により、ＳｉＯ2膜４の
界面の水分と炭化水素に含まれる水素量を４原子％以下
にすることができ、陽極酸化後のプラズマＣＶＤ法によ
る高温処理中に発生するＳｉＯ2膜４の表面および内部
に吸着した炭素または水分の離脱および膨張が抑えら
れ、ゲートＡｌ膜のマイグレーションを抑制し、ゲート
パターン内部および端部での大きさ０.５μｍ以上のゲ
ートＡｌ膜の欠損率を１０（個/mm2）以下に抑えて、絶
縁膜に亀裂を生じ破壊する型の穴欠陥がなくなる。この
ことにより、例えばゲートとソースの全クロス部の面積
が１０ｃｍ2である大型液晶パネルにおけるゲートとソ
ース間の短絡率を０．０１（個/枚）以下に低減し、歩
留りを大幅に改善することが可能である。
は、例えばガラス基板１の一主表面に、絶縁性膜を介さ
ずに直接透明導電性薄膜としてｉＴＯ（錫添加酸化イン
ジウム）膜３を形成するため、従来例と比べてゲートＡ
ｌ膜５下層の絶縁性膜が一層でありＳｉＯ2膜２がない
ため、下地に対する脱ガス処理により、ＳｉＯ2膜４の
界面の水分と炭化水素に含まれる水素量を４原子％以下
にすることができ、陽極酸化後のプラズマＣＶＤ法によ
る高温処理中に発生するＳｉＯ2膜４の表面および内部
に吸着した炭素または水分の離脱および膨張が抑えら
れ、ゲートＡｌ膜のマイグレーションを抑制し、ゲート
パターン内部および端部での大きさ０.５μｍ以上のゲ
ートＡｌ膜の欠損率を１０（個/mm2）以下に抑えて、絶
縁膜に亀裂を生じ破壊する型の穴欠陥がなくなる。この
ことにより、例えばゲートとソースの全クロス部の面積
が１０ｃｍ2である大型液晶パネルにおけるゲートとソ
ース間の短絡率を０．０１（個/枚）以下に低減し、歩
留りを大幅に改善することが可能である。
【図１】本発明の一実施例におけるＴＦＴ液晶表示装置
の製造工程断面図である。
の製造工程断面図である。
【図２】本発明の一実施例におけるゲート配線の穴欠陥
と電気的短絡率の関係図である。
と電気的短絡率の関係図である。
【図３】本発明の一実施例における金属配線の下地の状
態と穴欠陥の関係図である。
態と穴欠陥の関係図である。
【図４】従来例を説明するためのＴＦＴ液晶表示装置の
製造工程断面図である。
製造工程断面図である。
【図５】アルミニウム金属膜の穴欠陥（Ａ型）の説明図
である。
である。
【図６】アルミニウム金属膜の穴欠陥（Ｂ型）の説明図
である。
である。
【図７】アルミニウムに不純物を添加した場合の穴欠陥
発生状態の説明図の一部である。
発生状態の説明図の一部である。
【図８】アルミニウムに不純物を添加した場合の穴欠陥
発生状態の説明図の残部である。
発生状態の説明図の残部である。
【図９】アルミニウム金属膜の残膜厚と穴欠陥発生頻度
の説明図である。
の説明図である。
【図１０】本発明と従来の構成のＳＩＭＳ法を用いた水
素の定量分析の説明図である。
素の定量分析の説明図である。
１． ガラス基板 ２． ＳｉＯ2膜 ３． ｉＴＯ(錫添加酸化インジウム)膜 ４． ＳｉＯ2膜 ５． 純Ａｌ膜 ６． 陽極酸化膜 ７． ＳｉＮx膜 ８． 半導体膜 ９． ＳｉＮx膜 １０．半導体膜 １１．コンタクト窓 １２．ソース配線 １３．ドレイン電極 １４．パシベーション膜 １５．ゲート配線の穴欠陥 １６．ソース配線とゲート配線の短絡部分
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 29/40 (72)発明者 中村 和吉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 松永 浩二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 桑田 純 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 土橋 友次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−133662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−99372（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 29/786 G02F 1/1343 G02F 1/136 500 H01L 21/3205 H01L 21/336 H01L 29/40
Claims (6)
- 【請求項１】絶縁性基板上に形成された、表面が陽極酸
化膜でおおわれたアルミニウムを主成分とする配線であ
って、その配線の下層の薄膜層又は絶縁性基板表面層
の、前記配線と接する界面の水素成分の含有量が４原子
％以下であることを特徴とする金属配線。 - 【請求項２】配線の陽極酸化されていない膜厚が１３０
nm以上であることを特徴とする請求項１記載の金属配
線。 - 【請求項３】主成分であるアルミニウムの成膜時には、
結晶方位を＜１１１＞方向に揃えることによって、アル
ミニウム中の３つの粒界が１箇所に集まるトリプルポイ
ントの発生数を抑制したことを特徴とする請求項１記載
の金属配線。 - 【請求項４】絶縁性基板と、その１主表面に直接形成さ
れた画素電極と、その上に形成された１層の絶縁膜と、
その上に形成され、アルミニウムを主成分とする金属配
線と、その金属配線を覆う陽極酸化膜と、半導体膜と、
ソース、ドレイン金属配線とを備えたことを特徴とする
ＴＦＴ液晶表示装置。 - 【請求項５】ゲート電極として、請求項１記載の金属配
線が用いられていることを特徴とする薄膜トランジス
タ。 - 【請求項６】薄膜トランジスタとして、請求項５記載の
薄膜トランジスタが用いられていることを特徴とするＴ
ＦＴ液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3391594A JP2788601B2 (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | 金属配線、薄膜トランジスタおよびｔｆｔ液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3391594A JP2788601B2 (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | 金属配線、薄膜トランジスタおよびｔｆｔ液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07245403A JPH07245403A (ja) | 1995-09-19 |
| JP2788601B2 true JP2788601B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=12399823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3391594A Expired - Fee Related JP2788601B2 (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | 金属配線、薄膜トランジスタおよびｔｆｔ液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2788601B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6528357B2 (en) * | 1998-03-13 | 2003-03-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing array substrate |
| KR20000027776A (ko) | 1998-10-29 | 2000-05-15 | 김영환 | 액정 표시 장치의 제조방법 |
| KR100488939B1 (ko) * | 2000-12-29 | 2005-05-11 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 에프에프에스 모드 박막액정트랜지스터 액정표시소자제조방법 |
| KR102143469B1 (ko) * | 2010-07-27 | 2020-08-11 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제작 방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61133662A (ja) * | 1984-12-03 | 1986-06-20 | Canon Inc | アクテイブマトリクス型薄膜トランジスタ基板 |
-
1994
- 1994-03-03 JP JP3391594A patent/JP2788601B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07245403A (ja) | 1995-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000077669A (ja) | 薄膜トランジスタ基板およびこれを用いた液晶表示装置 | |
| JP4272272B2 (ja) | 配線用組成物、この組成物を用いた金属配線およびその製造方法、この配線を用いた表示装置およびその製造方法 | |
| US7554207B2 (en) | Method of forming a lamination film pattern and improved lamination film pattern | |
| JP2000002892A (ja) | 液晶表示装置、マトリクスアレイ基板およびその製造方法 | |
| KR101000451B1 (ko) | Ｔｆｔ ｌｃｄ 기판의 알루미늄 배선 형성방법과 이에의한 ｔｆｔ ｌｃｄ 기판 | |
| JP4469913B2 (ja) | 薄膜トランジスタ基板および表示デバイス | |
| JP2000314897A (ja) | 液晶表示装置 | |
| TW201421697A (zh) | 主動式矩陣基板、顯示裝置及其製造方法 | |
| JP2788601B2 (ja) | 金属配線、薄膜トランジスタおよびｔｆｔ液晶表示装置 | |
| JP3199404B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JPH07297185A (ja) | 金属配線およびそれを用いた薄膜トランジスタとｔｆｔ液晶表示装置と金属配線の形成方法 | |
| JPH10173191A (ja) | 薄膜トランジスタおよびその製造方法並びにこれを搭載した液晶表示装置 | |
| JP3200639B2 (ja) | 薄膜トランジスタパネルの製造方法 | |
| JP3024387B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP3195837B2 (ja) | 液晶表示装置およびその製造方法 | |
| US20030186074A1 (en) | Metal electrode using molybdenum-tungsten alloy as barrier layers and the fabrication method of the same | |
| JPH0738111A (ja) | 薄膜トランジスタの形成方法 | |
| JP2996025B2 (ja) | 絶縁膜の製造方法及びこれを用いた薄膜トランジスター素子 | |
| KR100663291B1 (ko) | 박막 트랜지스터 액정표시장치 제조 방법 | |
| JPH07254714A (ja) | 液晶表示装置 | |
| JPH09232585A (ja) | 陽極酸化膜を有する電子デバイス、および陽極酸化膜のエッ チング方法 | |
| JP3480791B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JPH05152572A (ja) | 金属配線、及びそれを用いた半導体装置及びｔｆｔ液晶表示装置 | |
| JPH0732255B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JPH0951098A (ja) | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090605 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100605 Year of fee payment: 12 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100605 Year of fee payment: 12 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |