JP2895698B2 - アクティブマトリクス基板 - Google Patents

アクティブマトリクス基板

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JP2895698B2
JP2895698B2 JP628193A JP628193A JP2895698B2 JP 2895698 B2 JP2895698 B2 JP 2895698B2 JP 628193 A JP628193 A JP 628193A JP 628193 A JP628193 A JP 628193A JP 2895698 B2 JP2895698 B2 JP 2895698B2
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慎吾 城岸
敦 冨士沢
達治 斉藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置などに用
いられるアクティブマトリクス基板に関し、詳しくは、
表示用絵素電極にスイッチング素子を介して信号を印加
することにより表示を実行するアクティブマトリクス基
板に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置、EL表示装置、プラズマ
表示装置などの表示装置においては、マトリクス状に配
された表示絵素を選択して光変調する事により、画面上
に表示パターンを形成している。この表示絵素の光変調
方法の1つとして、アクティブマトリクス駆動方式が知
られており、この方法は、高コントラストの表示が可能
であるので、液晶テレビジョン、ワードプロセッサ、コ
ンピュータの端末表示装置などに用いられている。この
アクティブマトリクス駆動方式の表示装置においては、
個々の表示絵素に独立した絵素電極が設けられており、
各々の絵素電極にはスイッチング素子が接続される。そ
して、これらのスイッチング素子により、アクティブマ
トリクス基板に設けられた絵素電極と、対向基板上に設
けられた対向電極との間に印加される電圧がスイッチン
グされて、両基板間に挟まれた液晶などの表示媒体の光
学的変調が表示パターンとして視認される。ここでスイ
ッチング素子としては、薄膜トランジスタ(TFT)素
子、ダイオード素子、FET(バルクトランジスタ)素
子、バリスタ素子等が一般に知られている。
【0003】図2(a)に、スイッチング素子としてT
FTを用いた従来のアクティブマトリクス基板の平面図
を示し、図2(b)に、図2(a)のB−B’線断面図
を示す。
【0004】このアクティブマトリクス基板は、ガラス
基板111の上に、走査線112および信号線114が
相互に直交して設けられている。走査線112と信号線
114とに囲まれた矩形状の各領域には、絵素電極11
5が設けられている。各領域内の隅部には、スイッチン
グ素子としてTFT120が形成され、各絵素電極11
5と、各絵素電極115に近接する1本の走査線112
および1本の信号線114とにそれぞれ電気的に接続さ
れている。
【0005】さらに、表示品位の向上のため、各絵素電
極115間に位置する走査線112に対向するように、
間に絶縁膜123を挟んで付加容量用電極116が重畳
されて、走査線112と付加容量用電極116との重畳
部に付加容量が形成されている。各付加容量用電極11
6は、対向する走査線112とTFT120を介して接
続された絵素電極115に隣接する絵素電極115に接
続されている。付加容量は、走査線112とは分離して
付加容量用配線を設けて、その付加容量用配線と絵素電
極との重畳部に形成することもできる。
【0006】TFT120は、ガラス基板111上に、
走査線112から分岐されたゲート電極121を有して
おり、ゲート電極121を覆うように酸化絶縁膜122
が設けられている。さらに、基板のほぼ全面を覆うよう
にして、ゲート絶縁膜123が設けられている。ゲート
絶縁膜123の上には、ゲート電極121と重畳するよ
うに半導体層126が形成されている。半導体層126
の中央部には、エッチングストッパ124が形成され、
エッチングストッパ124の端部と半導体層126の一
部とを覆って、エッチングストッパ124上で分断され
た状態で、コンタクト層125、125が形成されてい
る。ゲート絶縁膜123の上に、一方のコンタクト層1
25上に達するように信号線114から分岐されたソー
ス電極129が形成され、他方のコンタクト層125上
に達するようにドレイン電極127が形成されている。
また、絵素電極115はドレイン電極127の上に達す
るように形成されている。
【0007】従来、上記構成のアクティブマトリクス基
板の製造においては、信号線114、ソース電極129
およびドレイン電極127を、導電性材料を用いてフォ
トリソグラフィー技術などにより同時に形成する。そし
て、信号線114、ソース電極129およびドレイン電
極127が形成した後に、ITO(Indium Tin Oxide)
膜などの透明導電膜をガラス基板111上に全面に積層
して、フォトリソグラフィー技術などにより絵素電極1
15および付加容量用電極116を同時に形成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記の場合、透明導電
膜のエッチングの際に信号線114、ソース電極129
およびドレイン電極127が侵食されることを防止する
ために、信号線114、ソース電極129およびドレイ
ン電極127の材料として、Tiなどの高融点金属が使
用される。しかし、このような高融点金属を配線材料と
して用いると、配線抵抗が高くなり、信号遅延が生じる
虞れがある。特に、表示装置の大画面化・高精細化に伴
って、このような信号遅延が顕著になり、表示装置の表
示特性の低下につながる。
【0009】この問題を解決すべく、高融点金属からな
る配線の下に低抵抗金属であるAlからなる下層を設け
る方法が考えられる。
【0010】しかし、Alの薄膜は薬品によるダメージ
を受け易い上に、熱的な原子移動による表面突起が生じ
て、不安定である。
【0011】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、低抵抗で信号遅延を防止することがで
き、安定に使用することができる配線を有するアクティ
ブマトリクス基板を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リクス基板は、マトリクス状に配設された絵素電極と、
該絵素電極の近傍を通って相互に交差して設けられた走
査線および信号線と、該絵素電極、走査線および信号線
にそれぞれ電気的に接続されたスイッチング素子とを有
するアクティブマトリクス基板において、該走査線およ
び/または信号線が3層構造に形成され、該3層構造の
最上層が高融点金属からなり、最下層がAlからなり、
中間層がAlと高融点金属との合金からなっており、そ
のことにより上記目的が達成される。
【0013】
【作用】絶縁性基板上に設けられた走査線および/また
は信号線が3層構造に形成されている。3層構造の最上
層は高融点金属からなり、最下層はAlからなり、中間
層はAlと高融点金属との合金からなっている。このた
め、最下層の安定性を向上することができ、抵抗の低い
配線を得ることができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明を図面を参照して説明する。
【0015】図1(a)に本発明の一実施例であるアク
ティブマトリクス基板の平面図を示し、図1(b)に図
1(a)のA−A’線断面図を示す。このアクティブマ
トリクス基板は、ガラス板などからなる基板11の上
に、走査線12および信号線14が相互に交差して設け
られている。走査線12と信号線14とに囲まれた矩形
状の各領域には、絵素電極15が設けられている。各領
域内の隅部には、スイッチング素子としてTFT20が
形成され、各絵素電極15と、各絵素電極15に近接す
る1本の走査線12および1本の信号線14とにそれぞ
れ電気的に接続されている。
【0016】さらに、表示品位の向上のため、各絵素電
極15間に位置する走査線12に対向するように、間に
絶縁膜23を挟んで付加容量用電極16が重畳されて、
走査線12と付加容量用電極16との重畳部に付加容量
が形成されている。各付加容量用電極16は、対向する
走査線12とTFT20を介して接続された絵素電極1
5に隣接する絵素電極15に接続されている。付加容量
は、走査線12とは分離して付加容量用配線を設けて、
その付加容量用配線と絵素電極との重畳部に形成するこ
ともできる。
【0017】TFT20は、基板11上に、走査線12
から分岐されたゲート電極21を有しており、ゲート電
極21を覆うように酸化絶縁膜22が設けられている。
さらに、基板のほぼ全面を覆うようにして、ゲート絶縁
膜23が設けられている。ゲート絶縁膜23の上には、
ゲート電極21と重畳するように半導体層26が形成さ
れている。半導体層26の中央部には、エッチングスト
ッパ24が形成され、エッチングストッパ24の端部と
半導体層26の一部とを覆って、エッチングストッパ2
4上で分断された状態で、コンタクト層25、25が形
成されている。ゲート絶縁膜23の上に、一方のコンタ
クト層25上に達するように信号線14から分岐された
ソース電極29が形成され、他方のコンタクト層25上
に達するようにドレイン電極27が形成されている。ま
た、絵素電極15はドレイン電極27の上に達するよう
に形成されている。
【0018】ここで、信号線14は、Alからなる最下
層14cと、Alと高融点金属との合金からなる中間層
14bと、高融点金属からなる最上層14aとの3層構
造となっている。
【0019】このアクティブマトリクス基板は、例え
ば、以下のようにして作製することができる。
【0020】まず、ガラス基板1の全面に、スパッタリ
ングによりTaなどの高融点金属からなる膜を積層す
る。これをフォトリソグラフィー技術などによりパター
ン化して、走査線12およびゲート電極21を形成す
る。この時、基板1上に、ベースコート絶縁膜として、
スパッタリング法またはCVD法などにより五酸化タン
タルや窒化ケイ素、酸化ケイ素などの絶縁膜を形成して
もよい。
【0021】次に、走査線12およびゲート電極21の
表面に陽極酸化法などにより酸化絶縁膜22を形成す
る。
【0022】続いて、プラズマCVD法などにより、窒
化ケイ素(SiNX)からなるゲート絶縁膜23を形成
する。連続して、半導体層26となるアモルファスシリ
コン(a−Si)層を積層し、エッチングストッパ24
となる窒化ケイ素(SiNX)層を積層する。そして、
この窒化ケイ素層をフォトリソグラフィー技術などによ
りパターニングしてエッチングストッパ24とする。
【0023】続いて、プラズマCVD法などにより、n
+アモルファスシリコン層を積層した後、アモルファス
シリコン層とn+アモルファスシリコン層とをフォトリ
ソグラフィー技術によりパターニングして、半導体層2
6とコンタクト層25を同時に形成する。
【0024】次に、Alからなる薄膜およびAlと高融
点金属との合金(例えば、Al−Ta)からなる薄膜
を、スパッタリング法などによって連続して積層する。
これをフォトリソグラフィー技術などにより同時にパタ
ーニングして、Alからなる最下層14cおよびAlと
高融点金属との合金からなる中間層14bとする。さら
に、Tiなどの高融点金属を積層し、これをパターニン
グして最上層14aとする。以上により、信号線14、
ソース電極29およびドレイン電極27が形成される。
【0025】その後、酸化インジウムなどからなる透明
導電膜をスパッタリング法などにより積層する。これ
を、フォトリソグラフィー技術などによりパターニング
して、絵素電極15および付加容量用電極16とする。
さらに、その上に保護膜として、窒化ケイ素などの絶縁
膜を形成してもよい。
【0026】この実施例においては、Alからなる最下
層14cの表面の突起の発生が生じず、良好な状態の信
号線14が得られた。また、信号線14を低抵抗化する
ことができた。このアクティブマトリクス基板を用いて
液晶表示素子を作製したところ、良好な表示が得られ
た。
【0027】尚、上記実施例においては、信号線を3層
構造として形成したが、本発明はこれに限られず、走査
線を3層構造とすることもできる。また、TFT以外の
スイッチング素子を用いたアクティブマトリクス基板と
することもできる。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、低抵抗材
料であるAlからなる最下層の安定性を向上させること
ができ、断線不良を低減することができる。よって、低
抵抗で安定に使用できる配線を有し、信号遅延を抑制す
ることができるアクティブマトリクス基板を高い良品率
で得ることができる。このため、本発明のアクティブマ
トリクス基板を用いることにより、表示不良の少ない表
示装置を提供することができる。また、配線の抵抗を下
げることができるので、より大型で高精細の表示装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の一実施例であるアクティブ
マトリクス基板を示す平面図であり、(b)は(a)の
A−A’線断面図である。
【図2】(a)は、従来のアクティブマトリクス基板を
示す平面図であり、(b)は(a)のB−B’線断面図
である。
【符号の説明】
1 基板 12 走査線 14 信号線 14a 最上層 14b 中間層 14c 最下層 15 絵素電極 16 付加容量用電極 20 TFT 21 ゲート電極 22 酸化絶縁膜 23 ゲート絶縁膜 24 エッチングストッパ 25 コンタクト層 26 半導体層 27 ドレイン電極 29 ソース電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−301054(JP,A) 特開 平6−160877(JP,A) 特開 平2−132833(JP,A) 特開 平4−20930(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/1343 G02F 1/136 H01L 29/78 G09F 9/30

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マトリクス状に配設された絵素電極と、
    該絵素電極の近傍を通って相互に交差して設けられた走
    査線および信号線と、該絵素電極、走査線および信号線
    にそれぞれ電気的に接続されたスイッチング素子とを有
    するアクティブマトリクス基板において、 該走査線および/または信号線が3層構造に形成され、
    該3層構造の最上層が高融点金属からなり、最下層がA
    lからなり、中間層がAlと高融点金属との合金からな
    っているアクティブマトリクス基板。
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