JP2879746B2 - Semiconductor panel - Google Patents

Semiconductor panel

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JP2879746B2
JP2879746B2 JP28935889A JP28935889A JP2879746B2 JP 2879746 B2 JP2879746 B2 JP 2879746B2 JP 28935889 A JP28935889 A JP 28935889A JP 28935889 A JP28935889 A JP 28935889A JP 2879746 B2 JP2879746 B2 JP 2879746B2
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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、例えばアクティブマトリクス型の液晶表示
装置に使用される薄膜トランジスタパネルの如く、半導
体素子と配線層を有する半導体パネルに関する。
The present invention relates to a semiconductor panel having a semiconductor element and a wiring layer, such as a thin film transistor panel used for an active matrix type liquid crystal display device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えば液晶テレビ等に使用されるアクディブマトリク
ス型の液晶表示装置は、一般に、第6図に示すような薄
膜トランジスタパネルを備えている。この薄膜トランジ
スタパネルは、ガラスや石英でできた絶縁性の基板1上
に、ITO膜等でできた透明な画素電極2と、この画素電
極2に接続されたスイッチング素子としての薄膜トラン
ジスタ3とがマトリクス状に複数配列されている。更
に、基板1上には、画素電極2の間を縫って、複数の薄
膜トランジスタ3のゲート電極を一方向(図中では横方
向)にそって接続するクロムやタンタルでできた膜厚10
0nm程度のゲートライン(走査ライン)4と、これとは
交差する方向(図中では縦方向)に複数の薄膜トランジ
スタ3のドレイン電極を接続する同様にクロムやタンタ
ルでできたドレインライン(データライン)5とが配列
されている。なお、薄膜トランジスタ3のゲート電極
は、ゲートライン4の一部となっており、これらは基板
1上に同時にパターン形成される。
For example, an active matrix type liquid crystal display device used for a liquid crystal television or the like generally includes a thin film transistor panel as shown in FIG. In this thin film transistor panel, a transparent pixel electrode 2 made of an ITO film or the like and a thin film transistor 3 serving as a switching element connected to the pixel electrode 2 are formed in a matrix on an insulating substrate 1 made of glass or quartz. Are arranged in a plurality. Further, a film 10 made of chromium or tantalum is formed on the substrate 1 by sewing the pixel electrodes 2 and connecting the gate electrodes of the plurality of thin film transistors 3 in one direction (horizontal direction in the figure).
A gate line (scanning line) 4 of about 0 nm and a drain line (data line) made of chromium or tantalum similarly connecting drain electrodes of a plurality of thin film transistors 3 in a direction (vertical direction in the figure) intersecting the gate line (scanning line). 5 are arranged. Note that the gate electrode of the thin film transistor 3 is a part of the gate line 4, and these are simultaneously patterned on the substrate 1.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来の薄膜トランジスタパネルでは、ガラスや石
英等の絶縁性基板1上に形成されるゲートライン4(薄
膜トランジスタのゲート電極を含む)の材料として、基
板1との密着性が高く、かつ表面の酸化されにくいクロ
ム(Cr)やタンタル(Ta)を用いていた。ところが、こ
のようなクロムやタンタルでできた薄膜は抵抗率が高
く、例えばスパッタリング装置で成膜した膜厚100nmの
クロム膜やタンタル膜のシート抵抗は7〜10Ωと非常に
高抵抗であるという問題があった。
In the above-mentioned conventional thin film transistor panel, as a material of the gate line 4 (including the gate electrode of the thin film transistor) formed on the insulating substrate 1 such as glass or quartz, the adhesion to the substrate 1 is high and the surface is oxidized. Hard chrome (Cr) and tantalum (Ta) were used. However, such a thin film made of chromium or tantalum has a high resistivity. For example, the sheet resistance of a 100-nm-thick chromium film or a tantalum film formed by a sputtering device is as high as 7 to 10Ω. was there.

そのため、ゲートライン4のドライブ能力が低くて、
多くのトランジスタをドライブすることができず、よっ
て画素電極2の数を増やすことが困難であった。また、
ゲートライン4の低抵抗化を図ろうとすると、どうして
もそのライン幅を広くしなければならず、よって高密度
化が困難になった。このような理由により、従来は、薄
膜トランジスタパネルの高性能化が阻まれていた。
Therefore, the driving capability of the gate line 4 is low,
Many transistors could not be driven, and it was difficult to increase the number of pixel electrodes 2. Also,
In order to reduce the resistance of the gate line 4, the line width must be widened, which makes it difficult to increase the density. For these reasons, conventionally, high performance of the thin film transistor panel has been prevented.

一方、ゲートライン4の材料としてアルミニウム(A
l)を用いれば低抵抗化が可能であるが、アルミニウム
は加熱によりヒロックが発生して表面に凹凸ができた
り、しかも表面が自然酸化されやすく、表面に自然酸化
膜ができてしまうために他の配線との電気的接続が得に
くいという問題点があった。
On the other hand, aluminum (A
If l) is used, it is possible to reduce the resistance. However, aluminum generates hillocks due to heating, causing irregularities on the surface, and the surface is easily oxidized naturally, and a natural oxide film is formed on the surface. There is a problem that it is difficult to obtain an electrical connection with the wiring.

なお、上述した問題点は、薄膜トランジスタパネルに
おいて生じるのみならず、ガラスや石英等の絶縁性基板
上に形成された金属配線層を有する各種の分野において
生じていた。
Note that the above-described problems have occurred not only in the thin film transistor panel but also in various fields having a metal wiring layer formed on an insulating substrate such as glass or quartz.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、大幅な低抵抗化を実現することがで
き、しかも表面の酸化を抑えることのできる配線層を有
する半導体パネルを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor panel having a wiring layer that can realize a significant reduction in resistance and that can suppress surface oxidation. To provide.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、基板上に半導体素子と、半導体素子に接続
される配線層とを有し、該配線層を5〜35重量%のニッ
ケルを含む銅合金で形成したことを特徴とするものであ
る。
The present invention is characterized in that a semiconductor element and a wiring layer connected to the semiconductor element are provided on a substrate, and the wiring layer is formed of a copper alloy containing 5 to 35% by weight of nickel. .

〔作用〕[Action]

ニッケル銅合金(以下、白銅と称す)は、ニッケルの
含有率が大きいほど絶縁性基板との密着性及び麦面の耐
酸化性に優れ、また銅の含有率が大きいほど小さな抵抗
率が得られる。そこで、ニッケルの含有率を5〜35重量
%程度とすることにより、基板との密着性及び表面の耐
酸化性が良好で、かつ抵抗率の小さな配線材料を実現す
ることができる。
Nickel-copper alloys (hereinafter, referred to as white copper) have a higher nickel content that is more excellent in adhesion to an insulating substrate and an oxidation resistance of a wheat surface, and a higher copper content has a smaller resistivity. . Therefore, by setting the nickel content to about 5 to 35% by weight, it is possible to realize a wiring material having good adhesion to the substrate and oxidation resistance of the surface and low resistivity.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら
説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、第6図に示したような薄膜トランジスタパ
ネルのゲートライン(ゲート電極)に本発明の一実施例
を適用して得られる薄膜トランジスタの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a thin film transistor obtained by applying an embodiment of the present invention to a gate line (gate electrode) of a thin film transistor panel as shown in FIG.

同図において、ガラスや石英でできた絶縁性の基板1
上には、銅中に15重量%のニッケルを含んでなる白銅
(NiCu)でできた膜厚100nm程度のゲート電極6がパタ
ーン形成されている。なお、ゲート電極6から延びてい
るゲートラインも、このゲート電極6と同一材料が使用
され、同一膜厚で形成されている。
In the figure, an insulating substrate 1 made of glass or quartz is shown.
A gate electrode 6 having a thickness of about 100 nm and made of white copper (NiCu) containing 15% by weight of nickel in copper is pattern-formed thereon. The gate line extending from the gate electrode 6 is also formed of the same material as the gate electrode 6 and has the same thickness.

そして、上記ゲート電極6上を含む基阪1上の全面
が、シリコン窒化膜(SiN)からなる膜厚300m程度のゲ
ート絶縁膜7で覆われ、その上の所定領域にはa−Si
(アモルファスシリコン)からなる膜厚150nm程度のa
−Si半導体層8が設けられている。更に、a−Si半導体
層8上の両側には、a−Si中にn型不純物が高濃度に混
入された膜厚25nm程度のコンタクト用n+−a−Si半導体
層9を介して、クロムやタンタルでできた膜厚100nm程
度のソース電極10及びドレイン電極11が形成されてお
り、ソース電極10にはlTO膜からなる膜厚100nm程度の画
素電極2の一端が接続されている。なお、ドレイン電極
11から延びているドレインラインも、このドレイン電極
11と同一材料が使用され、同一膜厚で形成されている。
The entire surface of the base 1 including the gate electrode 6 is covered with a gate insulating film 7 of a silicon nitride film (SiN) having a thickness of about 300 m.
A made of (amorphous silicon) with a film thickness of about 150 nm
-Si semiconductor layer 8 is provided. Further, on both sides of the a-Si semiconductor layer 8, a chrome layer is formed via a contact n + -a-Si semiconductor layer 9 having a film thickness of about 25 nm in which n-type impurities are mixed at a high concentration in a-Si. A source electrode 10 and a drain electrode 11 each having a thickness of about 100 nm made of aluminum or tantalum are formed, and one end of a pixel electrode 2 having a thickness of about 100 nm made of an lTO film is connected to the source electrode 10. The drain electrode
The drain line extending from 11 is also the drain electrode
The same material as 11 is used, and is formed with the same thickness.

次に、上記構成からなる薄膜トランジスタの製造方法
の一例を以下に述べる。
Next, an example of a method for manufacturing the thin film transistor having the above configuration will be described below.

まず、15重量%のニッケルを含む白銅をターゲットと
して用いて、スパッタリング法により、基板1上の全面
に膜厚が100nm程度となるように白銅の膜を堆積させ
る。この時のスパッタ条件としては、例えば基板温度を
100℃とし、スパッタガスにアルゴンガスを使用し、ス
パッタ圧力を0.4Pa、DCパワーを100W、成膜スピードを5
00Å/minとし、ターゲット直径が8インチのものを使用
する。続いて、窒素雰囲気中において250℃、30分間の
アニールを行う。その後、基板1上の白銅膜をフォトリ
ソグラフィ法でパターニングすることにより、第1図に
示したように、白銅でできたゲート電極6及びゲートラ
インを形成する。
First, a white copper film is deposited on the entire surface of the substrate 1 by sputtering using a white copper containing 15% by weight of nickel so as to have a thickness of about 100 nm. Sputtering conditions at this time include, for example, substrate temperature
100 ° C, argon gas sputter gas, sputtering pressure 0.4Pa, DC power 100W, film formation speed 5
Use a target with a target diameter of 8 inches at 00 ° / min. Subsequently, annealing is performed at 250 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereafter, by patterning the white copper film on the substrate 1 by photolithography, a gate electrode 6 and a gate line made of white copper are formed as shown in FIG.

その後の工程は、従来と同じである。すなわち、ま
ず、ゲート電極6上を含む基板1上の全面に、プラズマ
CVD法により、ゲート絶縁膜7用のシリコン窒化膜、a
−Si半導体層8用のa−Si半導体膜、n+−a−Si半導体
層9用のn+−a−Si半導体膜をそれぞれ膜厚が300nm、1
50nm、25nmとなるように順次堆積させる。続いて、その
上に、スパッタリング法等により、ソース、ドレイン電
極10、11及びドレインライン用の金属膜(クロムやタン
タル)を膜厚100nm程度となるように堆積させる。その
後、この金属膜とその下のn+−a−Si半導体膜をフォト
リソグラフィ法で一括してパターニングすることによ
り、n+−a−Si半導体層9とソース、ドレイン電極10、
11及びドレインラインを形成する。更に、フォトリソグ
ラフィ法で上記a−Si半導体膜をパターニングすること
により、デバイスエリアとしてのa−Si半導体層8を形
成する。最後に、全面にITO膜をスパッタリング法等で
膜厚100nm程度となるように堆積させ、これをフォトリ
ソグラフィ法でパターニングすることにより、画素電極
2を形成する。
Subsequent steps are the same as in the related art. That is, first, the plasma is applied over the entire surface of the substrate 1 including the gate electrode 6.
Silicon nitride film for gate insulating film 7 by CVD method, a
-Si semiconductor layer 8 for the a-Si semiconductor film, n + -a-Si film thickness, respectively n + -a-Si semiconductor film for the semiconductor layer 9 is 300 nm, 1
The layers are sequentially deposited to have a thickness of 50 nm and 25 nm. Subsequently, a metal film (chromium or tantalum) for the source and drain electrodes 10 and 11 and the drain line is deposited thereon to a thickness of about 100 nm by a sputtering method or the like. Thereafter, the metal film and the underlying n + -a-Si semiconductor film are collectively patterned by a photolithography method, so that the n + -a-Si semiconductor layer 9 and the source / drain electrodes 10 are formed.
11 and a drain line are formed. Further, the a-Si semiconductor layer 8 as a device area is formed by patterning the a-Si semiconductor film by a photolithography method. Finally, an ITO film is deposited on the entire surface by sputtering or the like so as to have a thickness of about 100 nm, and is patterned by photolithography to form the pixel electrode 2.

本実施例によるゲート電極6及びゲートラインは、そ
の材料として、15重量%のニッケルを含むニッケル銅合
金である白銅を使用したことから、基板1との密着性が
高く、かつ表面の自然酸化や、加熱によるヒロックの発
生も防止できる。しかも、上記の白銅は、従来使用され
ていたクロムやタンタルと比較すると抵抗率が非常に小
さいので、著しい低抵抗化が可能である。例えば四探針
法を用いて上記の白銅のシート抵抗を測定すると、1.5
Ωと非常に低く、クロムやタンタルのシート抵抗が7〜
10Ωであったのと比較すれば、大幅な低抵抗化が図れる
ことがわかる。
Since the gate electrode 6 and the gate line according to the present embodiment are made of white copper, which is a nickel-copper alloy containing 15% by weight of nickel, the adhesion to the substrate 1 is high, and the surface is naturally oxidized. Also, generation of hillocks due to heating can be prevented. Moreover, since the above-mentioned white copper has a very low resistivity as compared with conventionally used chromium and tantalum, it is possible to remarkably reduce the resistance. For example, when the sheet resistance of the above-mentioned white copper is measured using the four-probe method,
Very low Ω, sheet resistance of chrome and tantalum is 7 ~
Compared to 10Ω, it can be seen that the resistance can be greatly reduced.

このように、ゲートラインの著しい低抵抗化を可能に
したことにより、薄膜トランジスタパネルにおけるゲー
トラインのドライブ能力が向上し、数多くの薄膜トラン
ジスタをトライブできるようになり、よって画素電極の
数を増やすことができる。更に、ゲートラインの幅を相
当に狭くしたとしても、従来のクロムやタンタルででき
たゲートラインよりも低抵抗化が可能なので、画素電極
間の距離を狭くできることによる高密度化や、画素電極
の面積を広くできることによる高開口率化が可能とな
る。これらのことから、本実施例を適用した薄膜トラン
ジスタパネルでは、従来よりも一層の高性能化が可能と
なる。
As described above, since the resistance of the gate line can be remarkably reduced, the driving capability of the gate line in the thin film transistor panel is improved, a large number of thin film transistors can be driven, and the number of pixel electrodes can be increased. . Furthermore, even if the width of the gate line is considerably reduced, the resistance can be reduced as compared with the conventional gate line made of chromium or tantalum. It is possible to increase the aperture ratio by increasing the area. From these facts, in the thin film transistor panel to which this embodiment is applied, it is possible to further improve the performance as compared with the related art.

以上では薄膜トランジスタを液晶麦示装置用の表示パ
ネルにスイッチング素子として使用した場合について述
べたが、次に、薄膜トランジスタを電気回路中に使用す
る場合について述べる。例えば、電気回路において基本
素子となるインバータを薄膜トランジスタで溝成する場
合は、第2図に示すように、薄膜トランジスタT2のゲー
トGとドレインDを接続するようにする。なお、同図に
おいて、T1は駆動用の薄膜トランジスタであり、T2は負
荷用の薄膜トランジスタである。
The case where the thin film transistor is used as a switching element in a display panel for a liquid crystal display device has been described above. Next, the case where the thin film transistor is used in an electric circuit will be described. For example, to MizoNaru inverter underlying element in an electric circuit of a thin film transistor, as shown in FIG. 2, so as to connect the gate G and the drain D of the thin film transistor T 2. In the figure, T 1 is a thin film transistor for driving, T 2 is a thin film transistor for load.

第3図は、上記のようなインバータを構成する本発明
の他の実施例を適用した薄膜トランジスタT2の平面図で
あり、第4図は第3図におけるトランジスタ部のA−A
断面図であり、第5図は第3図におけるゲート−ドレイ
ン接続部のB−B断面図である。
Figure 3 is a plan view of a thin film transistor T 2 according to the another embodiment of the present invention constituting the inverter as described above, Fig. 4 A-A of the transistor section in Figure 3
FIG. 5 is a cross-sectional view, and FIG. 5 is a BB cross-sectional view of the gate-drain connection portion in FIG.

第3図に示すように、ガラスや石英でできた絶縁性の
基板21上には、前記実施例と同様に15重量%のニッケル
を含む白銅できた膜厚100nm程度のゲートライン22がパ
ターン形成されている。更に、このゲートライン22の一
部をゲート電極とするトランジスタ部23と、このトラン
ジスタ部23のゲート電極(ゲートライン22)とドレイン
電極(ドレインライン24)とをコンタクトホール25を介
して接続した構造のゲート−ドレイン接続部26を備えて
いる。なお、27はソースラインで第2図の薄膜トランジ
スタT1のドレインに接続される。次に、上記のトランジ
スタ部23とゲート−ドレイン接続部26の構造を具体的に
説明する。
As shown in FIG. 3, on an insulating substrate 21 made of glass or quartz, a gate line 22 having a thickness of about 100 nm made of white copper containing 15% by weight of nickel is formed in the same manner as in the above embodiment. Have been. Further, a transistor portion 23 having a part of the gate line 22 as a gate electrode, and a gate electrode (gate line 22) and a drain electrode (drain line 24) of the transistor portion 23 connected through a contact hole 25. The gate-drain connection part 26 of FIG. Incidentally, 27 is connected to the drain of the thin film transistor T 1 of the second view in the source line. Next, the structure of the transistor section 23 and the gate-drain connection section 26 will be specifically described.

トランジスタ部23では、第4図に示すように、上記基
板21上に、上記ゲートライン22の一部として、これと同
一材料、同一膜厚のゲート電極28が形成されており、そ
の全面がシリコン窒化膜(SiN)からなる膜厚300nm程度
のゲート絶縁膜29で覆われている。ゲート絶縁膜29上に
おけるゲート電極28と対向する領域には、膜厚150nm程
度のa−Si半導体層30が設けられており、更にその上の
両側には、膜厚25nm程度のコンタクト用のn+−a−Si半
導体層31及びクロムでできた膜厚25nm程度のコンタクト
用の金属層32を介して、アルミニウムでできた膜厚400n
m程度のソース電極33及びドレイン電極34が形成されて
いる。
In the transistor section 23, as shown in FIG. 4, a gate electrode 28 having the same material and the same thickness as the gate line 22 is formed on the substrate 21 as a part of the gate line 22. It is covered with a gate insulating film 29 made of a nitride film (SiN) and having a thickness of about 300 nm. An a-Si semiconductor layer 30 having a thickness of about 150 nm is provided in a region on the gate insulating film 29 facing the gate electrode 28, and n-type contact n-layers having a thickness of about 25 nm are further provided on both sides thereof. Through a + a-Si semiconductor layer 31 and a contact metal layer 32 made of chromium and having a thickness of about 25 nm,
A source electrode 33 and a drain electrode 34 of about m are formed.

一方、ゲート−ドレイン接続部26では、第5図に示す
ように、基板21上に、上記ゲート電極27から延びたゲー
トライン22が形成されており、その全面が上記ゲート絶
縁膜29で覆われている。そして、このゲート絶縁膜29に
は、その表面からゲートライン22の上面へ達するコンタ
クトホール25が形成されており、上記ドレイン電極34か
ら延びたドレインライン24(第3図参照)がコンタクト
ホール25を介してゲートライン22に接続されている。
On the other hand, in the gate-drain connection portion 26, as shown in FIG. 5, a gate line 22 extending from the gate electrode 27 is formed on the substrate 21, and the entire surface thereof is covered with the gate insulating film 29. ing. In the gate insulating film 29, a contact hole 25 extending from the surface to the upper surface of the gate line 22 is formed. The drain line 24 (see FIG. 3) extending from the drain electrode 34 forms the contact hole 25. It is connected to the gate line 22 via.

次に、上記構成からなる薄膜トランジスタの製造方法
の一例を以下に述べる。
Next, an example of a method for manufacturing the thin film transistor having the above configuration will be described below.

まず、基板21上の全面に、前記実施例と同様に、15重
量%のニッケルを含む白銅をターゲットとして用いたス
パッタリング法により、膜厚100nm程度となるように白
銅の膜を堆積させた後、この白銅膜をフォトリソグラフ
ィ法でパターニングすることにより、第3図に示したよ
うに、白銅でできたゲートライン22及びゲート電極28を
形成する。
First, a white copper film is deposited to a thickness of about 100 nm on the entire surface of the substrate 21 by a sputtering method using white copper containing 15% by weight of nickel as a target, similarly to the above-described embodiment. By patterning the white copper film by a photolithography method, as shown in FIG. 3, a gate line 22 and a gate electrode 28 made of white copper are formed.

続いて、ゲートライン22及びゲート電極28上を含む基
板21上の全面に、プラズマCVD法により、シリコン窒化
膜、a−Si半導体膜、n+−a−Si半導体膜、クロム膜を
それぞれ膜厚が300nm、150nm、25nm、25nmとなるように
順次堆積させる。その後、デバイスエリアのマスクパタ
ーンを使用して、上記のクロム膜、n+−a−Si半導体膜
及びa−Si半導体膜を一括してパターニングすることに
より、デバイスエリア内にa−Si半導体層30、n+−a−
Si半導体層31及びコンタクト用金属層32を形成し、それ
以外の領域にはゲート絶縁膜29を露出させる。
Subsequently, a silicon nitride film, an a-Si semiconductor film, an n + -a-Si semiconductor film, and a chromium film are respectively formed on the entire surface of the substrate 21 including the gate line 22 and the gate electrode 28 by a plasma CVD method. Are sequentially deposited to be 300 nm, 150 nm, 25 nm, and 25 nm. Thereafter, the chromium film, the n + -a-Si semiconductor film, and the a-Si semiconductor film are collectively patterned using the mask pattern of the device area, so that the a-Si semiconductor layer 30 is formed in the device area. , N + -a-
The Si semiconductor layer 31 and the contact metal layer 32 are formed, and the gate insulating film 29 is exposed in other areas.

次に、四弗化炭素(CF4)と酸素(O2)の混合ガスを
用いた反応性イオンエッチング(RIE)により、ゲート
絶縁膜29に、その表面からゲートライン22へかけてコン
タクトホール25を形成する。続いて、コンタクトホール
25内を含む全面に、スパッタリング法等により、ソー
ス、ドレイン電極33、34及びドレインライン24となるア
ルミニウム膜を膜厚400nm程度となるように堆積させた
後、このアルミニウム膜をパターニングすることにより
ソース、ドレイン電極33、34及びドレインライン24を形
成し、更にチャネル領域内のコンタクト用金属層32及び
n+−a−Si半導体層31をエッチングで除去する。以上の
工程により、トランジスタ部23とゲート−ドレイン接続
部26とを有するインバータ構成の薄膜トランジスタが得
られる。
Next, a contact hole 25 is formed in the gate insulating film 29 from the surface to the gate line 22 by reactive ion etching (RIE) using a mixed gas of carbon tetrafluoride (CF 4 ) and oxygen (O 2 ). To form Next, contact hole
After depositing an aluminum film to be the source and drain electrodes 33 and 34 and the drain line 24 to a thickness of about 400 nm on the entire surface including the inside 25 by a sputtering method or the like, the source film is patterned by patterning the aluminum film. , Drain electrodes 33 and 34 and a drain line 24, and further a contact metal layer 32 and
The n + -a-Si semiconductor layer 31 is removed by etching. Through the above steps, an inverter-structured thin film transistor having the transistor portion 23 and the gate-drain connection portion 26 is obtained.

本実施例では、上述したように15重量%のニッケルを
合む白銅(NiCu)をゲートライン22の材料として使用し
ているので、ゲートライン22の低抵抗化が図れるだけで
なく、ゲートライン22の表面が自然酸化しにくいという
利点が得られる。よって、このように自然酸化しにくい
ゲートライン22の表面にコンタクトホール25を介してド
レインライン24を接続した場合、コンタクトホール25の
大きさが例えば7μm×7μmの時のコンタクト抵抗は
2Ω程度の非常に小さな値となる。一方、ゲートライン
にアルミニウムを使用して低抵抗化を図ろうとした場合
には、その表面が酸化しやすく自然酸化膜が必ず存在す
るため、コンタクト抵抗が増大し、上記と同じ大きさの
コンタクトホールの場合でも3kΩという非常に大きな値
となる。従って、本実施例によれば、アルミニウムを用
いた場合と比較すると、コンタクト抵抗を1/1000倍以下
にまで下げることができる。
In the present embodiment, as described above, white copper (NiCu) containing 15% by weight of nickel is used as a material of the gate line 22, so that not only the resistance of the gate line 22 can be reduced, but also the gate line 22 can be reduced. Has an advantage that the surface of the metal is hardly oxidized naturally. Therefore, when the drain line 24 is connected to the surface of the gate line 22 that is not easily oxidized through the contact hole 25 in this way, when the size of the contact hole 25 is, for example, 7 μm × 7 μm, the contact resistance is about 2Ω. To a small value. On the other hand, if an attempt is made to lower the resistance by using aluminum for the gate line, the surface is easily oxidized and a natural oxide film always exists, so that the contact resistance increases and the contact hole having the same size as above Even in the case of, it is a very large value of 3 kΩ. Therefore, according to the present embodiment, the contact resistance can be reduced to 1/1000 or less as compared with the case where aluminum is used.

なお、上記の各実施例では、ゲートラインの材料とし
て使用する白銅のニッケル含有率を15重量%としたが、
5〜35重量%の範囲内であれば、十分に所期の目的を達
成することができる。
In each of the above embodiments, the nickel content of the white copper used as the gate line material was 15% by weight.
Within the range of 5 to 35% by weight, the intended purpose can be sufficiently achieved.

また、上記の各実施例は本発明をゲートラインに適用
した場合であるが、薄膜トランジスタのタイプによって
はドレインラインが基板上に形成される場合があり、こ
のような場合にはドレインラインに本発明を適用するこ
とができる。また、本発明は、上述したようなゲートラ
インやドレインラインに適用できるだけでなく、ガラス
や石英等の絶縁性基板上に形成される様々な配線層に適
用することができる。
In each of the above embodiments, the present invention is applied to a gate line. However, depending on the type of a thin film transistor, a drain line may be formed on a substrate. In such a case, the present invention is applied to the drain line. Can be applied. Further, the present invention can be applied not only to the above-described gate lines and drain lines, but also to various wiring layers formed on an insulating substrate such as glass or quartz.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の半導体パネルによれば、配線層の材料とし
て、銅中に5〜35重量%のニッケルを含んでなるニッケ
ル銅合金(白銅)を用いたことにより、大幅な低抵抗化
を実現することができ、しかも表面の酸化を抑えて他の
配線との電気的接続を得やすくすることができる。従っ
て、例えば薄膜トランジスタパネルのように薄膜トラン
ジスタを使用した各種デバイスに本発明を適用すれば、
配線層の低抵抗化及び表面の耐酸化性の向上等に伴い、
そのデバイスの高集積化及び高性能化が可能となる。
According to the semiconductor panel of the present invention, the use of a nickel-copper alloy (white copper) containing 5-35% by weight of nickel in copper as a material of the wiring layer achieves a significant reduction in resistance. In addition, it is possible to easily obtain an electrical connection with another wiring by suppressing the oxidation of the surface. Therefore, if the present invention is applied to various devices using a thin film transistor such as a thin film transistor panel,
Along with lowering the resistance of the wiring layer and improving the oxidation resistance of the surface,
High integration and high performance of the device can be achieved.

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

第1図は薄膜トランジスタパネルのゲートライン(ゲー
ト電極)に本発明の一実施例を適用して得られる薄膜ト
ランジスタの断面図、 第2図は電気回路の基本素子である一般的なインバータ
を薄膜トランジスタで構成した場合の接続状態を示す回
路図、 第3図はインバータを構成する本発明の他の実施例を適
用した薄膜トランジスタの平面図、 第4図は第3図におけるトランジスタ部のA−A断面
図、 第5図は第3図におけるゲート−ドレイン接続部のB−
B断面図、 第6図はアクティブマトリクス型の液晶表示装置に使用
される一般的な薄膜トランジスタパネルの平面図であ
る。 1……絶縁性基板、6……ゲート電極、7……ゲート絶
縁膜、8……a−Si半導体層、9……n+−a−Si半導体
層、10……ソース電極、11……ドレイン電極、21……絶
縁性基板、22……ゲートライン、23……トランジスタ
部、24……ドレインライン、25……コンタクトホール、
26……ゲート−ドレイン接続部、27……ソースライン、
28……ゲート電極、29……ゲート絶縁膜、30……a−Si
半導体層、31……n+−a−Si半導体層、32……コンタク
ト用金属層、33……ソース電極、34……ドレイン電極.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a thin film transistor obtained by applying an embodiment of the present invention to a gate line (gate electrode) of a thin film transistor panel. FIG. 2 is a diagram showing a general inverter, which is a basic element of an electric circuit, composed of a thin film transistor. FIG. 3 is a plan view of a thin film transistor to which an inverter according to another embodiment of the present invention is applied, FIG. 4 is a cross-sectional view of the transistor section taken along line AA in FIG. 3, FIG. 5 is a cross-sectional view of B- of the gate-drain connection in FIG.
B is a cross-sectional view, and FIG. 6 is a plan view of a general thin film transistor panel used for an active matrix type liquid crystal display device. 1 ... insulating substrate, 6 ... gate electrode, 7 ... gate insulating film, 8 ... a-Si semiconductor layer, 9 ... n + -a-Si semiconductor layer, 10 ... source electrode, 11 ... Drain electrode, 21 ... insulating substrate, 22 ... gate line, 23 ... transistor part, 24 ... drain line, 25 ... contact hole,
26 ... gate-drain connection, 27 ... source line,
28 gate electrode, 29 gate insulating film, 30 a-Si
Semiconductor layer, 31 ... n + -a-Si semiconductor layer, 32 ... contact metal layer, 33 ... source electrode, 34 ... drain electrode.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/1343 G02F 1/1345 H01L 29/78 617 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G02F 1/1343 G02F 1/1345 H01L 29/78 617

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板上に半導体素子と、半導体素子に接続
される配線層とを有し、該配線層を5〜35重量%のニッ
ケルを含む銅合金で形成したことを特徴とする半導体パ
ネル。
1. A semiconductor panel having a semiconductor element and a wiring layer connected to the semiconductor element on a substrate, wherein the wiring layer is formed of a copper alloy containing nickel in an amount of 5 to 35% by weight. .
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