JP3231487B2 - Active matrix type liquid crystal display - Google Patents

Active matrix type liquid crystal display

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JP3231487B2 JP15759893A JP15759893A JP3231487B2 JP 3231487 B2 JP3231487 B2 JP 3231487B2 JP 15759893 A JP15759893 A JP 15759893A JP 15759893 A JP15759893 A JP 15759893A JP 3231487 B2 JP3231487 B2 JP 3231487B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はアクティブマトリクス型
の液晶表示装置に関し、とくに画素電極である透明電極
膜をスイッチング素子である薄膜トランジスタより絶縁
膜を介して上層に配置する液晶表示装置の構造に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active matrix type liquid crystal display device, and more particularly to a structure of a liquid crystal display device in which a transparent electrode film serving as a pixel electrode is disposed above a thin film transistor serving as a switching element with an insulating film interposed therebetween.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶表示装置は、薄型軽量、低消
費電力という大きな利点をもつため、日本語ワードプロ
セッサやディスクトップパーソナルコンピュータ等のO
A機器の表示装置に多用されており、それと共に、液晶
表示装置の製造技術の改善や表示特性の向上が強く望ま
れている。とくに、薄膜トランジスタ(以下、TFTと
称する。)などの 3端子装置を画素電極の1つ1つにス
イッチとして接続したTFTアレイ基板と、対向電極を
有する対向基板とから構成されているアクティブマトリ
クス型の液晶表示装置は、大画面が得られやすいこと、
製造に従来の半導体製造技術が応用できることなどから
注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have great advantages such as thin and light weight and low power consumption.
It is frequently used for display devices of the A-apparatus, and at the same time, there is a strong demand for improvement of manufacturing techniques and display characteristics of liquid crystal display devices. In particular, an active matrix type comprising a TFT array substrate in which a three-terminal device such as a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT) is connected to each pixel electrode as a switch, and a counter substrate having a counter electrode. The liquid crystal display device is easy to obtain a large screen,
Attention has been paid to the fact that conventional semiconductor manufacturing technology can be applied to manufacturing.

【0003】アクティブマトリクス型の液晶表示装置に
おいて、TFTアレイ基板上のTFTとITOなどから
なる透明な画素電極とは金属配線等により電気的に接続
されている。電気的接続をするのに際して、TFTへ画
面表示信号を伝達する信号線とITOとを同層に配置す
るのではなく、絶縁膜を介して信号線の上にITOを配
置するTFTアレイ基板構造が、以下の理由により近年
提案されている。
In an active matrix type liquid crystal display device, a TFT on a TFT array substrate and a transparent pixel electrode made of ITO or the like are electrically connected by metal wiring or the like. In making electrical connection, a TFT array substrate structure in which a signal line for transmitting a screen display signal to a TFT and ITO are not arranged on the same layer, but ITO is arranged on the signal line via an insulating film. It has been proposed in recent years for the following reasons.

【0004】その一つは、ITOを層間絶縁膜を介して
信号線の上層に成膜、エッチングすることにより、IT
Oエッチング時の残差による信号線とITOとのクロス
ショートを防止できることである。その二つは、TFT
をポリシリコンTFTとした場合に、TFTプロセスと
ITOの膜質に整合性を保たせるため、TFTプロセス
が完全に終了した後、TFT上に絶縁膜を成膜してコン
タクトホールを開口し、その後ITOを成膜してエッチ
ングすることにより、画素電極を形成するためである。
One of them is to form an ITO film on an upper layer of a signal line via an interlayer insulating film and to etch the same, thereby forming an IT.
This is to prevent a cross short between the signal line and the ITO due to the residual at the time of O etching. The two are TFT
Is a polysilicon TFT, in order to maintain consistency between the TFT process and the film quality of the ITO, after the TFT process is completely completed, an insulating film is formed on the TFT, a contact hole is opened, and then the ITO is formed. Is formed and etched to form a pixel electrode.

【0005】上述のような構造を有する従来の液晶表示
装置について図2を参照して説明する。なお、図2に示
す従来のTFTアレイ基板の断面図において、TFTは
コプラナ構造N型ポリシリコンTFTとした。石英基板
1上に活性層となるポリシリコン層2を気相化学堆積法
(CVD法)により成膜して島状にエッチングを行う。
このポリシリコン層2を高温、酸素雰囲気中にて酸化す
ることにより、ゲート絶縁層3となる熱酸化膜を形成し
た後、再びCVD法によりゲート電極4を成膜しエッチ
ングを行う。この状態においてゲート電極4をセルフア
ラインマスクとしてイオン注入法により砒素(As)を
ポリシリコン層2に注入した後、高温アニールにより砒
素(As)を活性化することでポリシリコン層2中に高
濃度不純物領域5および6を形成する。つぎにCVD法
により第1層間絶縁層7を成膜した後、第1層間絶縁層
7とゲート絶縁層3とをエッチングすることによりドレ
イン側コンタクトホール8を開口する。つぎにアルミニ
ウム(Al)合金等の金属をスパッタリング法により成
膜する。このときAl合金は、高濃度不純物領域5と接
触をとり、エッチングすることにより信号線9を形成す
る。このとき外部端子接続用パッド10を信号線9と同
時に形成する。さらにプラズマCVD装置等により水素
パッシベーション処理を行うことでN型ポリシリコンT
FTが完成する。
A conventional liquid crystal display having the above-described structure will be described with reference to FIG. In the sectional view of the conventional TFT array substrate shown in FIG. 2, the TFT was a coplanar structure N-type polysilicon TFT. A polysilicon layer 2 serving as an active layer is formed on a quartz substrate 1 by a chemical vapor deposition (CVD) method and is etched in an island shape.
The polysilicon layer 2 is oxidized at a high temperature in an oxygen atmosphere to form a thermal oxide film serving as the gate insulating layer 3. Then, the gate electrode 4 is formed again by the CVD method and etching is performed. In this state, arsenic (As) is implanted into the polysilicon layer 2 by an ion implantation method using the gate electrode 4 as a self-alignment mask, and then arsenic (As) is activated by high-temperature annealing, so that the polysilicon layer 2 has a high concentration. Impurity regions 5 and 6 are formed. Next, after the first interlayer insulating layer 7 is formed by the CVD method, the drain side contact hole 8 is opened by etching the first interlayer insulating layer 7 and the gate insulating layer 3. Next, a metal such as an aluminum (Al) alloy is formed by a sputtering method. At this time, the Al alloy contacts the high-concentration impurity region 5 and forms the signal line 9 by etching. At this time, the external terminal connection pads 10 are formed simultaneously with the signal lines 9. Further, by performing a hydrogen passivation process using a plasma CVD device or the like, the N-type polysilicon T
FT is completed.

【0006】続いて再びCVD法等により第2層間絶縁
層11を成膜した後、ソース側コンタクトホール12を
第2層間絶縁層11と第1層間絶縁層7とゲート絶縁層
とをエッチングすることにより開口する。つぎに画素電
極となるITOをスパッタリング法により成膜する。こ
のときITOは高濃度不純物領域6と接触をとりエッチ
ングすることにより画素電極13を形成する。さらにパ
ット部コンタクトホール14を第2層間絶縁層11をエ
ッチングすることにより開口してアレイ全工程が終了す
る。
Subsequently, after forming the second interlayer insulating layer 11 again by the CVD method or the like, the source side contact hole 12 is etched by etching the second interlayer insulating layer 11, the first interlayer insulating layer 7, and the gate insulating layer. To open. Next, ITO serving as a pixel electrode is formed by a sputtering method. At this time, the ITO makes contact with the high-concentration impurity region 6 and forms the pixel electrode 13 by etching. Further, the pad contact holes 14 are opened by etching the second interlayer insulating layer 11, and the entire array process is completed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
構造ではソース側コンタクトホールを形成するのに、熱
酸化層、第1層間絶縁層および第2層間絶縁層の 3種類
の異なる絶縁層をエッチングすることにより開口しなけ
ればならない。このため、エッチング中に異なる絶縁層
の界面において段差を生じやすく正常な形状のコンタク
トホールを開口することが困難になる。さらにコンタク
トホールのアスペクトレシオが大きくなるため、ITO
の成膜におけるカバレージのマージンが減少する。その
結果、ITOと高濃度不純物領域との物理的接触が困難
となり、ITOの段切れによる不良が発生しやすいとの
問題がある。
However, in the above-described structure, three different types of insulating layers, a thermal oxide layer, a first interlayer insulating layer, and a second interlayer insulating layer, are etched to form a source-side contact hole. Must be opened. For this reason, a step is likely to occur at the interface between different insulating layers during etching, and it is difficult to open a contact hole having a normal shape. Furthermore, since the aspect ratio of the contact hole becomes large, ITO
The margin of the coverage in the film formation is reduced. As a result, physical contact between the ITO and the high-concentration impurity region becomes difficult, and there is a problem that a failure due to the disconnection of the ITO is likely to occur.

【0008】また、不純物がドナーである高濃度領域と
ITOとを直接接触させて電気的接触を得る方法は、コ
ンタクト抵抗が数 KΩと大きいため電気的接触が困難と
なる問題がある。さらに、上述の従来例においてはパッ
ト部のコンタクトホールを開口する際、下地のAl合金
との選択エッチングが非常に困難であるとの問題があ
る。
In addition, the method of obtaining electrical contact by directly contacting ITO with a high-concentration region in which impurities are donors has a problem that electrical contact becomes difficult due to a large contact resistance of several kilohms. Furthermore, in the above-mentioned conventional example, there is a problem that it is extremely difficult to selectively etch the underlying Al alloy when opening the contact hole in the pad portion.

【0009】コンタクト抵抗の改善については、ITO
と高濃度不純物領域とを接触メタルを介して接触させる
方法がある。その方法を図3を参照して説明する。な
お、この方法において水素パッシベーション処理までは
上述の従来例と同一であるので、それ以後の工程につい
て説明する。図面番号は同一とした。水素パッシベーシ
ョン処理終了後、再びCVD法等により第2層間絶縁層
11を成膜した後、第2層間絶縁層11と第1層間絶縁
層7とゲート絶縁層3とをエッチングすることによりソ
ース側コンタクトホール12を開口する。ここで、接触
メタルをスパッタリング法により成膜する。このとき接
触メタル15は高濃度不純物領域6と接触をとりエッチ
ングすることにより形成される。なお、接触メタルには
クロム(Cr)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、
モリブデン(Mo)、タングステン(W)等の高融点金
属およびそれらの珪化物であるタングステンシリサイド
(WSi)等が用いられている。つぎに画素電極である
ITOをスパッタリング法により成膜する。このときI
TOは接触メタル15と接触をとりエッチングすること
により画素電極13を形成する。さらに、パッド部コン
タクトホール14を第2層間絶縁層11をエッチングす
ることにより開口しアレイ全工程が終了する。このよう
な構造とすることによって、接触メタルを介しての抵抗
となるためTFTと画素電極間のコンタクト抵抗は数百
Ω以下となる。
Regarding the improvement of contact resistance, ITO
And a high-concentration impurity region through a contact metal. The method will be described with reference to FIG. In this method, the steps up to the hydrogen passivation process are the same as those in the above-described conventional example, and the subsequent steps will be described. The drawing numbers are the same. After the hydrogen passivation process is completed, the second interlayer insulating layer 11 is formed again by the CVD method or the like, and then the second interlayer insulating layer 11, the first interlayer insulating layer 7, and the gate insulating layer 3 are etched to form a source side contact. A hole 12 is opened. Here, a contact metal is formed by a sputtering method. At this time, the contact metal 15 is formed by making contact with the high-concentration impurity region 6 and etching. In addition, chromium (Cr), tantalum (Ta), titanium (Ti),
Refractory metals such as molybdenum (Mo) and tungsten (W) and silicides thereof such as tungsten silicide (WSi) are used. Next, ITO as a pixel electrode is formed by a sputtering method. Then I
The TO forms contact with the contact metal 15 and forms the pixel electrode 13 by etching. Further, the pad contact hole 14 is opened by etching the second interlayer insulating layer 11, and the entire array process is completed. With such a structure, the resistance is provided via the contact metal, so that the contact resistance between the TFT and the pixel electrode is several hundred Ω or less.

【0010】しかしながら、この場合においても電気的
接触については改善されるが物理的接触については改善
されない。すなわち、ソース側コンタクトホール開口の
際のエッチングが困難であり、接触メタルの段切れによ
る不良が発生しやすいとの問題がある。さらに、パット
部のコンタクトホールを開口する際、下地のAl合金と
の選択エッチングが非常に困難であるとの問題は解決さ
れていない。その上、図2に示す従来例と比較して接触
メタル成膜、エッチングの工程が増えることとなり製造
コストが増加する問題がある。
In this case, however, the electrical contact is improved, but the physical contact is not. That is, there is a problem in that it is difficult to perform etching at the time of opening the source-side contact hole, and a defect is likely to occur due to disconnection of the contact metal. Furthermore, the problem that the selective etching with the underlying Al alloy is very difficult when opening the contact hole in the pad portion has not been solved. In addition, as compared with the conventional example shown in FIG. 2, there is a problem that the number of steps for forming and etching the contact metal increases and the manufacturing cost increases.

【0011】本発明は、かかる課題に対処してなされた
もので、TFTと画素電極間との接続が工程数を増やす
ことなく低抵抗な電気的接触かつ大きなプロセスマージ
ンを有する物理的接触とを可能とし、さらにパット部の
コンタクトホールの開口が、下地と選択エッチングを可
能とする構造のTFTアレイを備えた液晶表示装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and the connection between a TFT and a pixel electrode can be made with low-resistance electrical contact and physical contact having a large process margin without increasing the number of steps. It is another object of the present invention to provide a liquid crystal display device provided with a TFT array having a structure in which a contact hole of a pad portion can be selectively etched with a base.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】 本発明の液晶表示装置
は、基板と、この基板上にマトリクス状に配設された複
数の薄膜トランジスタおよびこの薄膜トランジスタへ画
面表示信号を伝達する信号線と、外部接続素子としての
パッドと、前記薄膜トランジスタおよび信号線の上部に
絶縁層を介して配設され、かつ前記薄膜トランジスタの
それぞれと電気的に接続された画素電極とを有する薄膜
トランジスタアレイ基板を備えたアクティブマトリクス
型液晶表示装置において、前記薄膜トランジスタと前記
画素電極との間は、少なくとも電気抵抗率が5×10
−6Ωcm以下の金属またはその合金配線層から選ばれた
ひとつの配線層を含む多層配線層を介して電気的に接続
され、前記電気的接続が前記多層配線層の最上層は前記
画素電極との間で、また最下層は前記薄膜トランジスタ
の高濃度不純物領域との間でなされ、かつ前記多層配線
層の最上層が前記金属またはその合金層以外の導電層で
あって、前記金属またはその合金層と選択的にエッチン
グすることのできる導電層よりなり、前記パッドは前記
多層配線層で形成され前記パッド表面の前記多層配線層
の最上層は除去されて前記金属またはその合金層が露出
していることを特徴とする。
The liquid crystal display device of the present invention comprises a substrate, a plurality of thin film transistors arranged in a matrix on the substrate, a signal line transmitting a screen display signal to the thin film transistor, and an external connection. As an element
Pads and is disposed through the upper insulating layer before Symbol thin film transistor and the signal line, and an active matrix type liquid crystal display device having a thin film transistor array substrate having a pixel electrode respectively electrically connected to the thin film transistor Wherein the electrical resistivity between the thin film transistor and the pixel electrode is at least 5 × 10
-6 Ωcm or less is electrically connected via a multilayer wiring layer including one wiring layer selected from a metal or an alloy wiring layer thereof, and the electrical connection is such that the uppermost layer of the multilayer wiring layer is connected to the pixel electrode. And the lowermost layer is formed between the high concentration impurity region of the thin film transistor and the uppermost layer of the multilayer wiring layer is a conductive layer other than the metal or its alloy layer, and the metal or its alloy layer selectively made of conductive layers which may be etched, said pad wherein
The multilayer wiring layer on the pad surface formed of a multilayer wiring layer
Is removed to expose the metal or its alloy layer
It is characterized by doing.

【0013】本発明に係わる電気抵抗率が 5×10-6Ωcm
以下の金属は、配線層として必要な低抵抗率を有する金
属であって、アクティブマトリクス型液晶表示装置のT
FTアレイ基板の配線層として使用できる金属をいい、
それらの合金を含む。具体的には、金(Au;ρ=2.35
×10-6Ωcm)、銀(Ag;ρ=1.59×10-6Ωcm)、銅
(Cu;ρ=1.67×10-6Ωcm)、アルミニウム(Al;
ρ=2.65×10-6Ωcm)等を例示することができる。これ
らの中においても扱いやすく配線のシート抵抗を小さく
することのできるAlがとくに好ましい。これらの合金
としては、これら金属同士の合金や珪化物などを挙げる
ことができる。
The electrical resistivity according to the present invention is 5 × 10 -6 Ωcm
The following metals are metals having a low resistivity required for a wiring layer, and are used for the active matrix type liquid crystal display device.
A metal that can be used as a wiring layer of an FT array substrate.
Including those alloys. Specifically, gold (Au; ρ = 2.35)
× 10 −6 Ωcm), silver (Ag; ρ = 1.59 × 10 −6 Ωcm), copper (Cu; ρ = 1.67 × 10 −6 Ωcm), aluminum (Al;
ρ = 2.65 × 10 −6 Ωcm). Among these, Al which is easy to handle and can reduce the sheet resistance of the wiring is particularly preferable. Examples of these alloys include alloys of these metals and silicides.

【0014】少なくとも電気抵抗率が 5×10-6Ωcm以下
の金属またはその合金配線層から選ばれたひとつの配線
層を含む多層配線層は、上述の金属層を 1層以上含み、
他の導電層を組み合わせた多層の配線層である。他の導
電層として使用できる材料は、タンタル(Ta)、モリ
ブデン(Mo)、チタン(Ti)、タングステン(W)
等の高融点金属およびタングステンシリサイド(WS
i)などそれらの珪化物等を使用することができる。さ
らに、多層配線層の最上層は上述の金属層以外の金属で
あって、この金属またはその合金層と選択的にエッチン
グすることのできる導電層である。ここで、選択的にエ
ッチングするとは、エッチング条件を最適化することに
より、金属またはその合金層および導電層のエッチング
速度を任意に選べることをいう。このような構造とする
ことにより、ITOとの電気的接続が良好となり、かつ
パット部のコンタクトホールの開口が極めて容易とな
る。なお、多層配線層の最下層はポリシリコン等への付
着強度が強く、かつポリシリコン中へのAlの拡散を阻
止できる材料であることが好ましい。
A multilayer wiring layer including at least one wiring layer selected from a metal or an alloy wiring layer having an electrical resistivity of 5 × 10 −6 Ωcm or less includes at least one of the above-described metal layers,
It is a multi-layer wiring layer combining other conductive layers. Materials that can be used as other conductive layers include tantalum (Ta), molybdenum (Mo), titanium (Ti), and tungsten (W).
Such as high melting point metal and tungsten silicide (WS
These silicides and the like can be used. Further, the uppermost layer of the multilayer wiring layer is a metal other than the above-mentioned metal layer, and is a conductive layer that can be selectively etched with this metal or its alloy layer. Here, “selectively etching” means that the etching rate of the metal or its alloy layer and the conductive layer can be arbitrarily selected by optimizing the etching conditions. With such a structure, the electrical connection with the ITO becomes good, and the opening of the contact hole in the pad portion becomes extremely easy. It is preferable that the lowermost layer of the multilayer wiring layer is made of a material having a high adhesion strength to polysilicon or the like and capable of preventing Al from diffusing into polysilicon.

【0015】この多層配線層は、TFTへ画面表示信号
を伝達する信号線としても利用することができ、多層配
線層と信号線とを同一構造とすることが製造工程の短縮
および良好な物理的、電気的接触などが得られることよ
り好ましい。すなわち、石英基板などの透明基板上に形
成されたTFT上に第1層間絶縁層を成膜してコンタク
トホールを開口し、ついで上述の多層配線層で信号線お
よび接触用配線を同一工程で形成する。この上に第2層
間絶縁層を成膜してコンタクトホールを開口し、ITO
を成膜することにより、TFT−多層配線層−ITOと
の間でTFTと画素電極との電気的接触を得ると同時に
多層配線層の最上層をパッド部コンタクトホール開口時
のバリアとすることができる。
This multilayer wiring layer can also be used as a signal line for transmitting a screen display signal to the TFT. The same structure of the multilayer wiring layer and the signal line shortens the manufacturing process and improves physical properties. It is more preferable that electrical contact or the like can be obtained. That is, a first interlayer insulating layer is formed on a TFT formed on a transparent substrate such as a quartz substrate, a contact hole is opened, and a signal line and a contact line are formed in the same step by the above-described multilayer wiring layer. I do. A second interlayer insulating layer is formed thereon, a contact hole is opened, and ITO is formed.
Is formed, the electrical contact between the TFT and the pixel electrode is obtained between the TFT, the multilayer wiring layer, and the ITO, and at the same time, the uppermost layer of the multilayer wiring layer can be used as a barrier when the pad portion contact hole is opened. it can.

【0016】本発明に係わるTFT基板はプレーナー構
造TFTなど種々の構造のTFTに適用できる。また、
活性層はポリシリコン、アモルファスシリコン、単結晶
シリコン等を使用することができ、TFTの形式はN
型、P型いずれでもよい。
The TFT substrate according to the present invention can be applied to TFTs having various structures such as a planar structure TFT. Also,
The active layer can be made of polysilicon, amorphous silicon, single crystal silicon, or the like.
Type or P type.

【0017】本発明のアクティブマトリクス型液晶表示
装置は上述のTFT基板に駆動回路を取り付けて対向基
板と対向させ、その間に液晶組成物を挟持させることに
より得られる。
The active matrix type liquid crystal display device of the present invention can be obtained by attaching a driving circuit to the above-mentioned TFT substrate, facing the opposite substrate, and sandwiching the liquid crystal composition therebetween.

【0018】[0018]

【作用】上述の多層配線層を介在させることにより、低
抵抗な電気的接触および大きなプロセスマージンを有す
る物理的接触がTFTと画素電極間の接続において得ら
れる。さらにパッド部コンタクトホールの開口を選択エ
ッチングにより行うことができる。
By interposing the above-mentioned multilayer wiring layer, a low-resistance electrical contact and a physical contact having a large process margin can be obtained in the connection between the TFT and the pixel electrode. Further, the opening of the pad contact hole can be formed by selective etching.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明を図面を参照して詳細に説明す
る。 実施例1 図1は本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置に
用いられるコプラナ構造N型ポリシリコンTFTアレイ
基板の断面図である。石英基板1上に活性層となるポリ
シリコン層2を気相化学堆積法(CVD法)により成膜
して島状にエッチングを行う。このポリシリコン層2を
高温、酸素雰囲気中にて酸化することにより、ゲート絶
縁層3となる熱酸化膜を形成した後、再びCVD法によ
りゲート電極4を成膜しエッチングを行う。この状態に
おいてゲート電極4をセルフアラインマスクとしてイオ
ン注入法により砒素(As)をポリシリコン層2に注入
した後、高温アニールにより砒素(As)を活性化する
ことでポリシリコン層2中に高濃度不純物領域5および
6を形成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. 1 is a sectional view of an N-type polysilicon TFT array substrate having a coplanar structure used in an active matrix type liquid crystal display device of the present invention. A polysilicon layer 2 serving as an active layer is formed on a quartz substrate 1 by a chemical vapor deposition (CVD) method and is etched in an island shape. The polysilicon layer 2 is oxidized at a high temperature in an oxygen atmosphere to form a thermal oxide film serving as the gate insulating layer 3. Then, the gate electrode 4 is formed again by the CVD method and etching is performed. In this state, arsenic (As) is implanted into the polysilicon layer 2 by an ion implantation method using the gate electrode 4 as a self-alignment mask, and then arsenic (As) is activated by high-temperature annealing, so that the polysilicon layer 2 has a high concentration. Impurity regions 5 and 6 are formed.

【0020】つぎにCVD法により第1層間絶縁層7を
成膜した後、第1層間絶縁層7とゲート絶縁層3とをエ
ッチングすることによりドレイン側コンタクトホール8
と第1ソース側コンタクトホール16とを同時に開口す
る。つぎにAl−Si、Al−Si−Cu等のアルミニ
ウム合金を下層膜、タングステンシリサイド(WSi)
を上層膜とした 2層金属配線をスパッタリング法により
成膜する。このとき 2層金属配線の下層膜であるAl合
金は、高濃度不純物領域5および6に対して同時に接触
することとなる。この 2層金属配線をエッチングするこ
とにより 2層金属配線を有する信号線9、外部端子接続
用パッド10および接触用配線17が形成される。
Next, after the first interlayer insulating layer 7 is formed by the CVD method, the first interlayer insulating layer 7 and the gate insulating layer 3 are etched to form the drain side contact hole 8.
And the first source side contact hole 16 are simultaneously opened. Next, an aluminum alloy such as Al-Si or Al-Si-Cu is used as a lower layer film, tungsten silicide (WSi).
Is formed as the upper layer film by sputtering. At this time, the Al alloy which is the lower layer film of the two-layer metal wiring comes into contact with the high-concentration impurity regions 5 and 6 at the same time. By etching the two-layer metal wiring, the signal line 9, the external terminal connection pad 10, and the contact wiring 17 having the two-layer metal wiring are formed.

【0021】さらにプラズマCVD装置等により水素パ
ッシベーション処理を行うことでN型ポリシリコンTF
Tが完成する。
Further, an N-type polysilicon TF is formed by performing a hydrogen passivation process using a plasma CVD device or the like.
T is completed.

【0022】続いて再びCVD法等により第2層間絶縁
層11を成膜した後、第2ソース側コンタクトホール1
8を第2層間絶縁層11のみをエッチングすることによ
り開口する。ここで、画素電極であるITOをスパッタ
リング法により成膜する。このときITOは接触用配線
17の上層膜であるWSiと接触をとりエッチングする
ことにより画素電極13を形成する。さらにパッド部コ
ンタクトホール14を第2層間絶縁層11をエッチング
することにより開口する。第2層間絶縁層をSiO2
たはSiNX とすることにより、この絶縁層はCHF3
およびO2 の混合ガスでエッチングできるが、外部端子
接続用パッド10の最上部にあるWSiはエッチングさ
れにくくエッチングストッパーとなる。したがって、パ
ッド部コンタクトホール形成の際の第2層間絶縁層のエ
ッチングはWSi表面において抑制される。この後パッ
ド部に残るWSiはF系ガスを用いたCDEによってエ
ッチングを行い剥離をすれば、パッド下層のAl合金は
エッチングされないため、外部接続端子としてのパッド
表面はなんの損傷も受けていないAl合金が露出する。
これにより、外部接続端子はワイヤーボンディング、T
AB等のボンディングが容易となる。以上でTFTアレ
イ全工程が終了する。
Subsequently, after the second interlayer insulating layer 11 is formed again by the CVD method or the like, the second source side contact hole 1 is formed.
8 is opened by etching only the second interlayer insulating layer 11. Here, ITO serving as a pixel electrode is formed by a sputtering method. At this time, the ITO makes contact with the upper layer film WSi of the contact wiring 17 and etches to form the pixel electrode 13. Further, a pad contact hole 14 is opened by etching the second interlayer insulating layer 11. By making the second interlayer insulating layer of SiO 2 or SiN X , this insulating layer becomes CHF 3
And it can be etched with a mixed gas of O 2 but, WSi becomes etched difficult etching stopper at the top of the external terminal connection pad 10. Therefore, etching of the second interlayer insulating layer at the time of forming the pad contact hole is suppressed on the WSi surface. If the WSi remaining on the pad portion is etched and stripped by CDE using an F-based gas, the Al alloy under the pad is not etched, and the pad surface as an external connection terminal is not damaged. The alloy is exposed.
As a result, the external connection terminals are wire-bonded, T
AB or the like can be easily bonded. Thus, all the steps of the TFT array are completed.

【0023】このTFTアレイにおいて、画素電極13
であるITOは第2層間絶縁層11の層厚分に対しての
みカバレージすればよいことになる。さらに、第2ソー
ス側コンタクトホール18の開口については第2層間絶
縁層11単層のみの開口となるので、異なる絶縁層の界
面に生じ易い段差を生じることがない。したがって、段
切れ不良を著しく改善することができ物理的接触におけ
るプロセスマージンを大きくとることができる。
In this TFT array, the pixel electrode 13
In this case, it is only necessary to cover ITO with respect to the thickness of the second interlayer insulating layer 11. Further, since the opening of the second source-side contact hole 18 is an opening of only the single layer of the second interlayer insulating layer 11, a step which is easily generated at an interface between different insulating layers does not occur. Therefore, the disconnection failure can be remarkably improved, and the process margin in physical contact can be increased.

【0024】一方、電気的接触に関しては、高濃度不純
物領域6と画素電極13であるITOとの間は接触用配
線17を介しての接続となる。この場合の接触抵抗は 1
8 Ωであった。一方、図2に示す従来の構造のTFTア
レイにおける高濃度不純物領域6とITOとの間の接触
抵抗は 3〜5KΩであった。また図3に示す従来のTFT
アレイを改善して高濃度不純物領域6とITOとの間を
接触メタルを介して接続した場合、その接触抵抗は 48
Ωであった。
On the other hand, regarding the electrical contact, the high-concentration impurity region 6 and the ITO as the pixel electrode 13 are connected via the contact wiring 17. The contact resistance in this case is 1
8 Ω. On the other hand, the contact resistance between the high-concentration impurity region 6 and the ITO in the conventional TFT array shown in FIG. 2 was 3 to 5 KΩ. The conventional TFT shown in FIG.
When the array is improved and the high-concentration impurity region 6 and the ITO are connected via the contact metal, the contact resistance becomes 48
Ω.

【0025】TFTアレイの製造工程数に関しては、第
1ソース側コンタクトホール16がドレイン側コンタク
トホール8と同時に開口され、接触用配線17が信号線
10と同時に成膜、エッチングされるので、従来の構造
のTFTアレイと比較して製造工程数は増えない。
With respect to the number of manufacturing steps of the TFT array, the first source-side contact hole 16 is opened at the same time as the drain-side contact hole 8, and the contact wiring 17 is formed and etched at the same time as the signal line 10. The number of manufacturing steps does not increase as compared with a TFT array having a structure.

【0026】さらに、本実施例においては、パッド部コ
ンタクトホール開口の際に第2層間絶縁層11と外部端
子接続用パッド10の選択エッチングによる開口が可能
であり、かつ外部端子接続用パッド下地のAl合金との
選択エッチングにより、パッド表面をAl合金とするこ
とも可能である。
Further, in this embodiment, the second interlayer insulating layer 11 and the external terminal connection pad 10 can be selectively etched when the pad contact hole is opened, and the external terminal connection pad underlayer can be formed. It is also possible to make the pad surface an Al alloy by selective etching with the Al alloy.

【0027】得られたTFTアレイを用いて、常法によ
りアクティブマトリクス型液晶表示装置を組み立て、点
灯したところ点欠陥や線欠陥がなく、また表示ムラのな
い表示品位の優れたアクティブマトリクス型液晶表示装
置が得られた。
Using the obtained TFT array, an active matrix type liquid crystal display device is assembled by a conventional method, and when lit, there is no point defect or line defect, and there is no display unevenness. The device was obtained.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明のアクティブマトリクス型液晶表
示装置は、TFTアレイ基板のTFTと画素電極との間
が、少なくともAlなどの低抵抗率の金属またはその合
金配線層から選ばれたひとつの配線層を含む多層配線層
を介して電気的に接続され、その電気的接続が多層配線
層の最上層と画素電極との間で、また最下層とTFTの
高濃度不純物領域との間でなされ、かつ最上層がAlな
どの低抵抗率の金属またはその合金層以外であってAl
などと選択的にエッチングすることのできる導電層より
なるので、低い接触抵抗を有する電気的接触と大きいプ
ロセスマージンを有する物理的接触とを備えた接続がT
FTと画素電極との間で得られる。さらに、外部端子接
続用パッドを構成するAlなどの合金と選択性を維持し
つつパッド部コンタクトホールの開口をすることができ
る。また、接触用配線と信号線とを同時に形成すること
ができるのでTFTアレイ基板の製造工程数を増加させ
ない。 以上の結果、点欠陥や線欠陥がなく、また表示
ムラのない表示品位の優れたアクティブマトリクス型液
晶表示装置が得られる。
According to the active matrix type liquid crystal display device of the present invention, at least one wiring selected from a low resistivity metal such as Al or an alloy wiring layer thereof is formed between the TFT and the pixel electrode of the TFT array substrate. Electrical connection is made via a multilayer wiring layer including the layers, and the electrical connection is made between the uppermost layer of the multilayer wiring layer and the pixel electrode, and between the lowermost layer and the high concentration impurity region of the TFT, And the uppermost layer is other than a low resistivity metal such as Al or its alloy layer, and
And so on, the connection having electrical contact with low contact resistance and physical contact with large process margin is T
It is obtained between the FT and the pixel electrode. Further, it is possible to open the pad contact hole while maintaining the selectivity with the alloy such as Al constituting the external terminal connection pad. Further, since the contact wiring and the signal line can be formed simultaneously, the number of manufacturing steps of the TFT array substrate is not increased. As a result, an active matrix type liquid crystal display device having no display defect and no line defect and excellent display quality without display unevenness can be obtained.

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

【図1】実施例の方法により得られるTFTアレイ基板
の断面を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a cross section of a TFT array substrate obtained by a method according to an embodiment.

【図2】従来のTFTアレイ基板の断面を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a cross section of a conventional TFT array substrate.

【図3】TFTと画素電極との間の接触抵抗を改善した
従来のTFTアレイ基板の断面を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a cross section of a conventional TFT array substrate in which contact resistance between a TFT and a pixel electrode is improved.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1………石英基板、2………ポリシリコン層、3………
ゲート絶縁層、4………ゲート電極、5、6………高濃
度不純物領域、7………第1層間絶縁層、8………ドレ
イン側コンタクトホール、9………信号線、10………
外部端子接続用パッド、11………第2層間絶縁層、1
2………ソース側コンタクトホール、13………画素電
極、14………パッド部コンタクトホール、15………
接触メタル、16………第1ソース側コンタクトホー
ル、17………接触用配線、18………第2ソース側コ
ンタクトホール。
1 ... quartz substrate, 2 ... polysilicon layer, 3 ...
Gate insulating layer, 4 ... Gate electrode, 5, 6 ... High-concentration impurity region, 7 ... First interlayer insulating layer, 8 ... Drain side contact hole, 9 ... Signal line, 10 ... ......
External terminal connection pad, 11... Second interlayer insulating layer, 1
2 ... source side contact hole, 13 ... pixel electrode, 14 ... pad contact hole, 15 ...
Contact metal, 16... First source side contact hole, 17... Contact wiring, 18... Second source side contact hole.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1368 G02F 1/1345 G09F 9/30 338 H01L 29/786 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/1368 G02F 1/1345 G09F 9/30 338 H01L 29/786

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板と、この基板上にマトリクス状に配
設された複数の薄膜トランジスタおよびこの薄膜トラン
ジスタへ画面表示信号を伝達する信号線と、外部接続素
子としてのパッドと、前記薄膜トランジスタおよび信号
線の上部に絶縁層を介して配設され、かつ前記薄膜トラ
ンジスタのそれぞれと電気的に接続された画素電極とを
有する薄膜トランジスタアレイ基板を備えたアクティブ
マトリクス型液晶表示装置において、 前記薄膜トランジスタと前記画素電極との間は、少なく
とも電気抵抗率が5×10−6Ωcm以下の金属またはそ
の合金配線層から選ばれたひとつの配線層を含む多層配
線層を介して電気的に接続され、前記電気的接続が前記
多層配線層の最上層は前記画素電極との間で、また最下
層は前記薄膜トランジスタの高濃度不純物領域との間で
なされ、かつ前記多層配線層の最上層が前記金属または
その合金層以外の導電層であって、前記金属またはその
合金層と選択的にエッチングすることのできる導電層よ
なり、前記パッドは前記多層配線層で形成され前記パ
ッド表面の前記多層配線層の最上層は除去されて前記金
属またはその合金層が露出していることを特徴とするア
クティブマトリクス型液晶表示装置。
1. A substrate, a plurality of thin film transistors arranged in a matrix on the substrate, a signal line transmitting a screen display signal to the thin film transistor, and an external connection element
A pad as a child, is disposed through an insulating layer on top of the previous SL thin film transistor and the signal line, and an active matrix type having a thin film transistor array substrate having a respective electrically connected to a pixel electrode of the thin film transistor In the liquid crystal display device, between the thin film transistor and the pixel electrode, a multilayer wiring layer including at least one wiring layer selected from a metal or an alloy wiring layer having an electric resistivity of 5 × 10 −6 Ωcm or less is interposed. The uppermost layer of the multilayer wiring layer is connected to the pixel electrode, the lowermost layer is connected to the high-concentration impurity region of the thin film transistor, and the multilayer wiring layer is electrically connected. Is a conductive layer other than the metal or its alloy layer, and is selectively etched with the metal or its alloy layer. Made of conductive layers which can, said pad being formed in the multilayer wiring layer and the path
The uppermost layer of the multilayer wiring layer on the pad surface is removed and the gold layer is removed.
An active matrix type liquid crystal display device, wherein a metal or an alloy layer thereof is exposed .
【請求項2】 請求項1記載のアクティブマトリクス型
液晶表示装置において、前記電気抵抗率が5×10−6
Ωcm以下の金属またはその合金層がアルミニウムまたは
アルミニウム合金配線層であることを特徴とするアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置。
2. The active matrix type liquid crystal display device according to claim 1, wherein said electric resistivity is 5 × 10 −6.
An active matrix liquid crystal display device, wherein the metal or its alloy layer of Ωcm or less is aluminum or an aluminum alloy wiring layer.
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