JP3363973B2 - Liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents

Liquid crystal display device and manufacturing method thereof

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JP3363973B2
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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、スイッチング素子に金
属−絶縁体−金属構造(以下MIMと記す)や薄膜トラ
ンジスタ(以下TFTと記す)を用いたアクティブマト
リクス方式の液晶表示装置において、配線材料であるタ
ンタル(以下Taと記す)膜と酸化インジウムスズ膜
(以下ITOと記す)などの透明導電体を積層する部分
の構造と製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring material in an active matrix type liquid crystal display device using a metal-insulator-metal structure (hereinafter referred to as MIM) or a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) as a switching element. The present invention relates to a structure and a manufacturing method of a portion where a transparent conductor such as a tantalum (hereinafter referred to as Ta) film and an indium tin oxide film (hereinafter referred to as ITO) are laminated.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、高品位な画質が得られるアクティ
ブマトリクス方式の液晶表示装置のスイッチング素子と
して、TFTや、ダイオードや、MIM素子などが用い
られている。TFTのゲート電極や配線材料、MIM素
子の電極や配線材料には、陽極酸化法で容易に高品質の
絶縁膜を形成できるTa膜が多く使われる。
2. Description of the Related Art Today, TFTs, diodes, MIM elements and the like are used as switching elements in active matrix type liquid crystal display devices capable of obtaining high quality images. A Ta film, which can easily form a high-quality insulating film by an anodic oxidation method, is often used for the gate electrode and wiring material of the TFT and the electrode and wiring material of the MIM element.

【0003】ところで、画素電極および配線材料として
用いられている酸化インジウムスズを、Ta上にスパッ
タリング法などで積層して熱処理を行うと、Taの酸素
親和力が大きいためITOからTaに酸素が拡散する。
このためTaとITOの界面では、Ta側に絶縁性の酸
化タンタル層が形成されて接触抵抗が高くなる。一方、
ITO側は界面付近で酸素が欠乏するので、インジウム
の析出層やインジウムの低級酸化物層が形成され、Ta
膜とITO膜の密着性が低下する。そこでTa配線とI
TO配線を接続するのに、Ta層とITO層の間にバリ
ア層として他の金属を設けることや、陽極酸化処理など
の方法で酸化タンタル層を形成し、Ta層とITO層を
酸化タンタル層をはさんで容量結合することなどが行わ
れている。
By the way, when indium tin oxide used as a pixel electrode and a wiring material is heat-treated by laminating it on Ta by a sputtering method or the like, oxygen has a high affinity for Ta and oxygen diffuses from ITO to Ta. .
Therefore, at the interface between Ta and ITO, an insulating tantalum oxide layer is formed on the Ta side, and the contact resistance increases. on the other hand,
On the ITO side, oxygen is deficient in the vicinity of the interface, so a deposited layer of indium or a lower oxide layer of indium is formed.
The adhesion between the film and the ITO film decreases. So Ta wiring and I
To connect the TO wiring, another metal is provided as a barrier layer between the Ta layer and the ITO layer, or a tantalum oxide layer is formed by a method such as anodic oxidation treatment. Capacitance coupling is performed by sandwiching.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ta膜
とITO膜の間にバリア層として他の金属を設ける方法
では、バリア層のパターンニング工程が必要となって製
造工程が複雑化する。また、酸化物層をはさんで容量結
合で接続する方法では、例えばMIM素子の非対称性を
補正するための直流バイアス(オフセット)駆動がやり
にくいという不都合がある。本発明の目的は、この問題
を解決して、複雑な製造工程によらずにTa膜とITO
膜の密着性を改善し、Ta膜とITO膜を抵抗を低くし
て直流結合することのできる配線接続部の構造と製造方
法を提供することである。
However, in the method of providing another metal as a barrier layer between the Ta film and the ITO film, the barrier layer patterning step is required and the manufacturing process becomes complicated. In addition, the method of connecting by capacitive coupling across the oxide layer has a disadvantage that it is difficult to perform DC bias (offset) driving for correcting the asymmetry of the MIM element, for example. An object of the present invention is to solve this problem and to eliminate Ta film and ITO without complicated manufacturing processes.
It is an object of the present invention to provide a structure and a manufacturing method of a wiring connection portion capable of improving the adhesion of the film and reducing the resistance of the Ta film and the ITO film to perform direct current coupling.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では液晶表示装置におけるTa膜とITO膜
の積層部において、Ta膜の表面あるいは下層に窒化層
を形成して、その上にITO膜を積層し、この窒化層を
介してTa膜とITO膜を導通させる構造を取る。さら
に、Ta膜の下層に窒化層を形成する構造においては、
Ta膜の上面に陽極酸化を施して絶縁体を形成し、その
上にITO膜を積層する構造を取るものもある。
In order to achieve the above object, in the present invention, a nitride layer is formed on the surface or the lower layer of the Ta film in the laminated portion of the Ta film and the ITO film in the liquid crystal display device, An ITO film is laminated on the ITO film, and the Ta film and the ITO film are electrically connected via this nitride layer. Furthermore, in the structure in which the nitride layer is formed under the Ta film,
There is also a structure in which an upper surface of a Ta film is anodized to form an insulator, and an ITO film is laminated thereon.

【0006】Ta膜の表面に窒化層を設ける構造の製造
方法は、ガラス基板上にスパッタリング法によりTaか
らなる金属を形成する工程と、金属表面に窒化層を形成
する工程と、フォトエッチング処理により窒化層と金属
をパターンニングする工程と、金属と透明導電体の接続
部にはレジストを施し素子部にはレジストを施さずに陽
極酸化を行い、素子部に絶縁体を形成する工程と、透明
導電体を形成する工程よりなる。金属表面に窒化層を形
成する工程は、基板の表示領域をレジストマスクで覆っ
て行うこともある。また、金属表面に窒化層を形成する
工程と、フォトエッチング処理により窒化層と金属をパ
ターンニングする工程は、順序を入れ替えてもよい。
The method of manufacturing a structure in which a nitride layer is provided on the surface of a Ta film is performed by a step of forming a metal of Ta on a glass substrate by a sputtering method, a step of forming a nitride layer on the metal surface, and a photoetching treatment. A step of patterning the nitride layer and the metal, a step of forming an insulator on the element part by applying resist to the connection part of the metal and the transparent conductor and performing anodic oxidation on the element part without applying resist, and The process includes the step of forming a conductor. The step of forming the nitride layer on the metal surface may be performed by covering the display area of the substrate with a resist mask. Further, the order of the step of forming the nitride layer on the metal surface and the step of patterning the nitride layer and the metal by photoetching may be interchanged.

【0007】Ta膜の下層に窒化層を設ける構造の製造
方法は、ガラス基板上に窒化層を形成する工程と、スパ
ッタリング法によりTaからなる金属を形成する工程
と、フォトエッチング処理により窒化層と金属をパター
ンニングする工程と、金属と透明導電体の接続部にはレ
ジストを施し素子部にはレジストを施さずに陽極酸化を
行い、素子部に絶縁体を形成する工程と、透明導電体を
形成する工程よりなる。さらに、金属上面に絶縁体を設
ける場合には、金属形成後に陽極酸化を行って絶縁体を
形成してから、フォトエッチングによるパターンニング
を行う。
A method of manufacturing a structure in which a nitride layer is provided under a Ta film is as follows: a step of forming a nitride layer on a glass substrate; a step of forming a metal of Ta by a sputtering method; The step of patterning a metal, the step of forming an insulator on the element part by applying a resist to the connection part of the metal and the transparent conductor and performing anodization on the element part without applying a resist, and the transparent conductor It consists of the process of forming. Further, when an insulator is provided on the upper surface of the metal, anodization is performed after forming the metal to form the insulator, and then patterning is performed by photoetching.

【0008】上記の製造方法において、金属表面に窒化
層を形成する方法は、窒素プラズマ処理、または窒素ガ
スを導入する反応性スパッタリング法、または窒化タン
タルをターゲットとするスパッタリング法、窒素雰囲気
中での熱処理、またはN2 をドーピングガスとするイオ
ン注入法である。
In the above manufacturing method, the method for forming the nitride layer on the metal surface is performed by a nitrogen plasma treatment, a reactive sputtering method in which nitrogen gas is introduced, a sputtering method in which tantalum nitride is a target, or a nitrogen atmosphere. It is a heat treatment or an ion implantation method using N2 as a doping gas.

【0009】[0009]

【実施例】本発明による液晶表示装置の実施例を図面に
基づいて説明する。図1は本発明の液晶表示装置のアク
ティブ基板1の概略図で、破線で囲った表示領域3に多
数の信号線、スイッチング素子、画素電極が形成されて
おり、信号線は配線15によって基板上に実装された駆
動用IC(16)に接続されている。図2は図1の表示
領域3内の一つの画素電極の周辺を示す。信号線2は表
の一部に絶縁層の形成された金属で、本発明の実施例
においては材料にタンタル(Ta)を用い、破線11で
囲ったMIM素子部を介して、画素電極である透明導電
体10に接続されている。図3はMIM素子部の拡大図
である。図4は図1の配線15におけるTa/ITO接
続部を示し、破線部が金属のTa、実線部が透明導電体
のITOである。図4のような接続部が図1の配線15
群の各線の中間部にあって、接続部より表示領域3側が
金属の信号線による配線、駆動用IC(16)側が透明
導電体10による配線である。このように配線15とし
て別種の導体を連結するのは、金属の信号線が表面に自
然酸化膜を生じて駆動用IC(16)やフレキシブル回
路基板等を接続するのに適しないため、これらの回路部
品を安定な導電体であるITOに接続するのが一般だか
らである。図4にて接続部は必ずしも局部的でなく、配
線15に沿ってかなりの長さに亘る場合もある。なお、
図2の方形部分も透明導電体10であるが、こちらは画
素電極であって、図4における配線の透明導電体10と
同一材料、同一工程で同時に形成されるものの、図4の
配線とは別の部分である。また、図4にて金属配線に
「6,7または6,7,11」と符号が付してあるの
は、後述の説明に対応するものである。以下の各実施例
において、MIM素子部については図3のA−A線にお
ける工程順の断面図、Ta/ITO接続部については図
4のB−B線における工程順の断面図を参照しながら説
明する。
Embodiments of a liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an active substrate 1 of a liquid crystal display device of the present invention, in which a large number of signal lines, switching elements and pixel electrodes are formed in a display area 3 surrounded by a broken line, and the signal lines are formed on a substrate by wiring 15. It is connected to the driving IC (16) mounted in. FIG. 2 shows the periphery of one pixel electrode in the display area 3 of FIG. The signal line 2 is a metal having an insulating layer formed on a part of its surface. In the embodiment of the present invention, tantalum (Ta) is used as a material, and it is a pixel electrode via the MIM element portion surrounded by a broken line 11. It is connected to the transparent conductor 10. FIG. 3 is an enlarged view of the MIM element part. FIG. 4 shows the Ta / ITO connection part in the wiring 15 of FIG. 1, the broken line part is metal Ta, and the solid line part is transparent conductor ITO. The connection part as shown in FIG.
In the middle of each line of the group, the display area 3 side from the connection
Wiring with metal signal lines, the driving IC (16) side is transparent
The wiring is made of the conductor 10. In this way wiring 15
When connecting different types of conductors, metal signal lines are not
A natural oxide film is generated, and drive IC (16) and flexible circuit
These circuit parts are not suitable for connecting road boards, etc.
Is it normal to connect the product to ITO, which is a stable conductor?
It is. In Figure 4, the connections are not necessarily local,
It may also extend over a considerable length along line 15. In addition,
The square part in Fig. 2 is also the transparent conductor 10, but this is
The element is a transparent electrode 10 of the wiring in FIG.
Although the same material is formed at the same time in the same process,
This is a separate part from the wiring. In addition, in FIG.
It ’s labeled “6,7 or 6,7,11”
Corresponds to the description below. In each of the following examples, referring to the cross-sectional views of the MIM element portion in the order of steps taken along the line AA in FIG. 3 and the Ta / ITO connection portions in the order of the steps taken along the line BB of FIG. explain.

【0010】まず、本発明の第1の実施例について、図
3のA−A線におけるMIM素子部の工程順の断面図を
図5(a)〜(e)に示す。また、図4のB−B線にお
ける配線のTa/ITO接続部の工程順の断面図を図6
(a)〜(e)に示す。
First, regarding the first embodiment of the present invention, FIGS. 5A to 5E are sectional views of the MIM element portion taken along the line AA of FIG. 3 in the order of steps. 6 is a cross-sectional view of the Ta / ITO connection portion of the wiring along the line BB in FIG. 4 in the order of steps.
It shows in (a)-(e).

【0011】第1の実施例において、Ta/ITO接続
部は図6(e)に示す構造を取る。ガラス基板5の上の
金属6のTaは、上面に窒化タンタル(TaNx)の窒
化層7を設けてパターンニングされ、その上を透明導電
体10のITOが被覆している。
In the first embodiment, the Ta / ITO connection has the structure shown in FIG. 6 (e). The Ta of the metal 6 on the glass substrate 5 is patterned by providing a nitride layer 7 of tantalum nitride (TaNx) on the upper surface, and the ITO of the transparent conductor 10 covers it.

【0012】この構造によれば、金属6のTaは上面で
窒化層7をはさんで透明導電体10のITOに接合し、
側面でITOと直接に接合する。側面では金属6とIT
Oの界面に酸化膜が形成されて高抵抗になる。しかし窒
化層7を介した上面は、酸化膜が形成されないので抵抗
が十分低い接合になる。
According to this structure, Ta of the metal 6 is bonded to the ITO of the transparent conductor 10 with the nitride layer 7 sandwiched on the upper surface,
Bond directly to the ITO on the sides. Metal 6 and IT on the side
An oxide film is formed on the interface of O, and the resistance becomes high. However, since an oxide film is not formed on the upper surface through the nitride layer 7, the junction has a sufficiently low resistance.

【0013】次に、上記の構造を得るための製造方法を
説明する。図5(a)と図6(a)に示すように、ガラ
ス基板5の上に金属6としてTaをスパッタリング法に
より厚さ250nmに形成する。
Next, a manufacturing method for obtaining the above structure will be described. As shown in FIGS. 5A and 6A, Ta is formed as a metal 6 on the glass substrate 5 to a thickness of 250 nm by a sputtering method.

【0014】次に、下記の条件で金属6に窒素プラズマ
処理を施し、図5(b)と図6(b)のように、金属6
のTa表面に窒化タンタルの窒化層7を形成する。窒素
プラズマ処理は、金属6のTa膜形成後に真空を破らず
に行ってもよく、一度大気中に出した後に行ってもよ
い。 ガス種 :窒素ガス ガス圧 :1mTorr Rf投入電力 :0.08W/cm2 処理時間 :1〜30min 処理温度 :室温(特に加熱せず)
Next, the metal 6 is subjected to a nitrogen plasma treatment under the following conditions, and as shown in FIGS. 5 (b) and 6 (b), the metal 6 is treated.
A nitride layer 7 of tantalum nitride is formed on the Ta surface of. The nitrogen plasma treatment may be performed without breaking the vacuum after the Ta film of the metal 6 is formed, or may be performed after it is once exposed to the atmosphere. Gas type: Nitrogen gas gas pressure: 1 mTorr Rf Input power: 0.08 W / cm2 Treatment time: 1 to 30 min Treatment temperature: Room temperature (not particularly heated)

【0015】次に、図5(c)と図6(c)に示すよう
に、通常のフォトリソグラフィ処理とリアクティブイオ
ンエッチング(以下RIEと略す)処理により、金属6
のTaと窒化層7を同時にパターンニングする。ここ
で、窒化層7の膜厚は数nm〜数10nmと薄いので、
金属6のパターンニング工程にはなんら影響ない。
Next, as shown in FIGS. 5 (c) and 6 (c), a metal 6 is formed by a normal photolithography process and a reactive ion etching (hereinafter abbreviated as RIE) process.
Ta and the nitride layer 7 are simultaneously patterned. Here, since the thickness of the nitride layer 7 is as thin as several nm to several tens of nm,
It does not affect the patterning process of metal 6.

【0016】次に、図6(d)と図5(d)に示すよう
に、Ta/ITO接続部にはレジスト8を被覆し、MI
M素子部にはレジストを施さずに、クエン酸0.1%水
溶液中で35Vの電圧を印加して陽極酸化を行い、図5
(d)のごとく金属6の表面に絶縁体9の五酸化タンタ
ル(Ta2 O5 )を厚さ70nmに形成する。この場
合、窒化層7は前述のように充分薄いので、絶縁体9の
形成に影響しない。
Next, as shown in FIGS. 6 (d) and 5 (d), the Ta / ITO connection portion is covered with a resist 8 and MI.
Without applying a resist to the M element portion, a voltage of 35 V was applied in a 0.1% aqueous solution of citric acid to carry out anodization, and
As shown in (d), tantalum pentoxide (Ta2 O5) of insulator 9 is formed on the surface of metal 6 to a thickness of 70 nm. In this case, since the nitride layer 7 is sufficiently thin as described above, it does not affect the formation of the insulator 9.

【0017】次に、Ta/ITO接続部のレジスト8を
剥離した後、図5(e)と図6(e)に示すように、透
明導電体10としてITOをスパッタリング法で厚さ2
00nmに形成して熱処理を行い、通常のフォトエッチ
ング処理によりITOをパターンニングして素子を完成
する。
Next, after removing the resist 8 at the Ta / ITO connection portion, as shown in FIGS. 5 (e) and 6 (e), ITO is used as a transparent conductor 10 to a thickness of 2 by a sputtering method.
It is formed to a thickness of 00 nm, heat treatment is performed, and ITO is patterned by a normal photoetching treatment to complete the device.

【0018】図7は、前記の窒化条件で金属6を窒素プ
ラズマ処理した処理時間と、Ta/ITOの剥離荷重の
関係を示すグラフである。剥離荷重はスクラッチテスタ
SST−101(島津製作所製)を用いたスクラッチ試
験で求めた。試験は次の条件で行った。 Ta膜厚 :250nm ITO膜厚 :200nm 試験法 :定速負荷試験 カートリッジ先端径 :15μm 負荷速度 : 1μm/s 振幅 :50μm 送り速度 :20μm
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the treatment time of the nitrogen plasma treatment of the metal 6 under the above nitriding conditions and the peeling load of Ta / ITO. The peeling load was obtained by a scratch test using a scratch tester SST-101 (manufactured by Shimadzu Corporation). The test was conducted under the following conditions. Ta film thickness: 250 nm ITO film thickness: 200 nm Test method: Constant speed load test Cartridge tip diameter: 15 μm Load speed: 1 μm / s Amplitude: 50 μm Feed speed: 20 μm

【0019】図7のグラフにおいて、横軸は窒素プラズ
マ処理時間、縦軸は剥離荷重である。ここで処理時間0
minは、窒素プラズマ処理を行っていないサンプルの
データである。グラフから分かるように、窒素プラズマ
処理を行うことによって剥離を生じる荷重が大きくな
り、処理時間を長くするにつれて剥離荷重が増加する。
すなわち、窒素プラズマ処理はTa/ITOの密着力改
善に有効である。
In the graph of FIG. 7, the horizontal axis is the nitrogen plasma treatment time and the vertical axis is the peeling load. Processing time 0 here
min is the data of the sample not subjected to the nitrogen plasma treatment. As can be seen from the graph, the load that causes peeling is increased by performing the nitrogen plasma treatment, and the peeling load is increased as the treatment time is lengthened.
That is, the nitrogen plasma treatment is effective in improving the adhesion of Ta / ITO.

【0020】図9に示すように、金属6と透明導電体1
0が20×20μm2 の面積で重なるように設けたモニ
タパターンを用い、次の条件でTa/ITOの接触抵抗
の評価を行った。 Ta膜厚 :250nm ITO膜厚 :200nm モニタ形状 :20×20μm2 のTa/ITO積層パ
ターンの46個直列接続 抵抗測定 :モニタパターンに電圧10Vを印加した
ときの抵抗値
As shown in FIG. 9, the metal 6 and the transparent conductor 1
The contact resistance of Ta / ITO was evaluated under the following conditions using monitor patterns provided so that 0 overlapped in an area of 20 × 20 μm 2. Ta film thickness: 250 nm ITO film thickness: 200 nm Monitor shape: 46 Ta / ITO laminated pattern of 20 × 20 μm 2 series connection resistance measurement: Resistance value when a voltage of 10 V is applied to the monitor pattern

【0021】図8は、Ta膜形成後に真空を破らずに行
った窒素プラズマ処理時間とTa/ITOの接触抵抗の
関係を示すグラフである。横軸は窒素プラズマ処理時
間、縦軸は抵抗値を対数で表したものである。グラフか
ら分かるように、約1minのプラズマ処理時間で、抵
抗値が5桁ほど小さくなる。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the nitrogen plasma processing time and the contact resistance of Ta / ITO performed without breaking the vacuum after forming the Ta film. The horizontal axis represents the nitrogen plasma treatment time, and the vertical axis represents the resistance value in logarithm. As can be seen from the graph, the resistance value is reduced by about 5 digits in the plasma processing time of about 1 min.

【0022】第2の実施例として、図5および図6の窒
化層7の形成を、窒素ガスを導入する反応性スパッタリ
ング法により下記の条件で行った。この場合にも実施例
1と同様な効果が得られた。 ガス圧 :1mTorr 窒素ガス流量 :12〜24sccm 温度 :300℃
As a second embodiment, the nitride layer 7 shown in FIGS. 5 and 6 was formed under the following conditions by the reactive sputtering method in which nitrogen gas was introduced. In this case as well, the same effect as in Example 1 was obtained. Gas pressure: 1 mTorr Nitrogen gas flow rate: 12-24 sccm Temperature: 300 ° C.

【0023】図10は、図9のモニタパターンを用い
て、実施例2におけるTa/ITOの接触抵抗を評価し
た結果のグラフである。評価条件は、実施例1の場合と
同様である。グラフの横軸は窒素ガスの導入量、縦軸は
モニタ抵抗の抵抗値を対数で表したものである。グラフ
から分かるように、導入窒素ガスの流量が約20scc
mで、抵抗値は6桁ほど小さくなる。
FIG. 10 is a graph showing the results of evaluating the contact resistance of Ta / ITO in Example 2 using the monitor pattern of FIG. The evaluation conditions are the same as in Example 1. The horizontal axis of the graph represents the amount of nitrogen gas introduced, and the vertical axis represents the resistance value of the monitor resistance in logarithm. As can be seen from the graph, the flow rate of introduced nitrogen gas is about 20 scc.
At m, the resistance value is reduced by about 6 digits.

【0024】なお、窒素ガスを導入する反応性スパッタ
リング法で金属のTa上に窒化層を形成する場合、MI
M素子の特性に影響を与えずにTa/ITO接続部の接
触抵抗だけを改善するためには、窒化層7の膜厚を数n
m〜数10nmにする必要がある。
When a nitride layer is formed on Ta of metal by the reactive sputtering method of introducing nitrogen gas, MI
In order to improve only the contact resistance of the Ta / ITO connection portion without affecting the characteristics of the M element, the film thickness of the nitride layer 7 is set to several n.
It is necessary to make it m to several tens of nm.

【0025】第3の実施例として、図5および図6の窒
化層7の形成を、窒化タンタル(TaN)ターゲットを
用いたスパッタリング法により下記の条件で行った。こ
の場合にも先の各実施例と同様な効果が得られた。 ガス種 :アルゴン ガス圧 :1mTorr 温度 :300℃
As a third embodiment, the nitride layer 7 shown in FIGS. 5 and 6 was formed by the sputtering method using a tantalum nitride (TaN) target under the following conditions. Also in this case, the same effects as those of the above-mentioned respective examples were obtained. Gas type: Argon gas pressure: 1 mTorr Temperature: 300 ° C

【0026】第4の実施例として、図5および図6の窒
化層7の形成を、窒素雰囲気中で金属6のTaを下記の
条件で熱処理することにより行った。この場合にも先の
各実施例と同様な効果が得られた。 ガス圧 :5atm 温度 :500℃ 処理時間 :1hr
As a fourth embodiment, the nitride layer 7 shown in FIGS. 5 and 6 was formed by heat-treating Ta of the metal 6 in a nitrogen atmosphere under the following conditions. Also in this case, the same effects as those of the above-mentioned respective examples were obtained. Gas pressure: 5 atm Temperature: 500 ° C. Processing time: 1 hr

【0027】さらに、窒化層7の形成にはN2 をドーピ
ングガスとしたイオン注入法を用いてもよい。典型的な
条件例は下記のごとくである。 加速電圧 :50kV ドーズ量 :1×1016ion/cm2
Further, the nitride layer 7 may be formed by an ion implantation method using N2 as a doping gas. Typical examples of conditions are as follows. Accelerating voltage: 50 kV Dose amount: 1 × 10 16 ion / cm 2

【0028】第5の実施例は、第1の実施例で用いた窒
素プラズマ処理を、金属であるTaのパターンニング後
に行ったものであり、第1の実施例と同様な効果が得ら
れた。第5の実施例について、先の図3のA−A線にお
けるMIM素子部の工程順の断面図を図11(a)〜
(e)に示す。また、先の図4のB−B線における配線
のTa/ITO接続部の工程順の断面図を図12(a)
〜(e)に示す。
In the fifth embodiment, the nitrogen plasma treatment used in the first embodiment is carried out after the patterning of Ta which is a metal, and the same effect as that of the first embodiment is obtained. . 11A to 11C are sectional views of the fifth embodiment in the order of steps of the MIM element portion taken along the line AA in FIG.
It shows in (e). 12A is a sectional view of the Ta / ITO connection portion of the wiring along the line BB in FIG. 4 in the order of steps.
~ (E).

【0029】第5の実施例においては、Ta/ITO接
続部は図12(e)に示す構造を取る。ガラス基板5の
上の金属6のTaは、パターンニング後に全表面に窒化
タンタル(TaNx)の窒化層7が形成され、その上を
透明導電体10のITOが被覆している。
In the fifth embodiment, the Ta / ITO connection has the structure shown in FIG. After patterning, Ta of the metal 6 on the glass substrate 5 has a nitride layer 7 of tantalum nitride (TaNx) formed on the entire surface, and ITO of the transparent conductor 10 covers the nitride layer 7.

【0030】この構造によれば、金属6のTaは窒化層
7をはさんで透明導電体10のITOと積層されるの
で、接合部に酸化膜が形成されず抵抗が十分低くなる。
金属6の配線幅が数μm以下であって、透明導電体10
のITOからの酸素拡散が側面を通して起こることが問
題となる場合、この実施例の構造は特に有効である。
According to this structure, Ta of the metal 6 is laminated on the ITO of the transparent conductor 10 with the nitride layer 7 interposed therebetween, so that an oxide film is not formed at the junction and the resistance becomes sufficiently low.
The wiring width of the metal 6 is several μm or less, and the transparent conductor 10
The structure of this embodiment is particularly effective when oxygen diffusion from ITO of the ITO occurs through the side surface.

【0031】次に、上記の構造を得るための製造方法を
説明する。図11(a)と図12(a)に示すように、
ガラス基板5の上に金属6としてTaをスパッタリング
法により厚さ250nmに形成する。
Next, a manufacturing method for obtaining the above structure will be described. As shown in FIGS. 11A and 12A,
As the metal 6, Ta is formed on the glass substrate 5 by sputtering to have a thickness of 250 nm.

【0032】次に、図11(b)と図12(b)に示す
ように、通常のフォトリソグラフィ処理とRIE処理に
より、金属6のTaをパターンニングする。
Next, as shown in FIGS. 11B and 12B, Ta of the metal 6 is patterned by the ordinary photolithography process and RIE process.

【0033】次に、図11(c)と図12(c)に示す
ように、第1の実施例と同様な条件で金属6に窒素プラ
ズマ処理を施し、金属6のTa表面に窒化層7を形成す
る。
Next, as shown in FIGS. 11C and 12C, the metal 6 is subjected to nitrogen plasma treatment under the same conditions as in the first embodiment, and the nitride layer 7 is formed on the Ta surface of the metal 6. To form.

【0034】次に、図12(d)と図11(d)に示す
ように、Ta/ITO接続部にはレジスト8を被覆し、
MIM素子部にはレジストを施さずに、クエン酸0.1
%水溶液中で35Vの電圧を印加して陽極酸化を行い、
図11(d)のごとく金属6の表面に絶縁体9のTa2
O5 を厚さ70nmに形成する。この場合、窒化層7は
充分薄いので、絶縁体9の形成に影響しない。
Next, as shown in FIGS. 12 (d) and 11 (d), the Ta / ITO connection portion is covered with a resist 8,
Without applying a resist to the MIM element part, citric acid 0.1
% Solution in 35% aqueous solution to perform anodic oxidation,
As shown in FIG. 11D, Ta2 of the insulator 9 is formed on the surface of the metal 6.
O5 is formed to a thickness of 70 nm. In this case, the nitride layer 7 is sufficiently thin so that it does not affect the formation of the insulator 9.

【0035】次に、Ta/ITO接続部のレジスト8を
剥離した後、図11(e)と図12(e)に示すよう
に、透明導電体10としてITOをスパッタリング法で
厚さ200nmに形成し、通常のフォトエッチング処理
によりパターンニングして素子を完成する。
Next, after removing the resist 8 at the Ta / ITO connection portion, as shown in FIGS. 11E and 12E, ITO is formed as a transparent conductor 10 to a thickness of 200 nm by a sputtering method. Then, the device is completed by patterning by a normal photo-etching process.

【0036】第6の実施例として、図11および図12
の窒化層7の形成を、窒素雰囲気中で金属6のTaを第
4の実施例の場合と同様の条件で熱処理して行った。こ
の場合にも先の各実施例と同様な効果が得られた。
As a sixth embodiment, FIG. 11 and FIG.
The nitride layer 7 was formed by heat-treating Ta of the metal 6 under the same conditions as in the fourth embodiment in a nitrogen atmosphere. Also in this case, the same effects as those of the above-mentioned respective examples were obtained.

【0037】第1の実施例あるいは第5の実施例におい
て、配線接続部のタンタル電極表面に窒化層を作るため
にタンタル表面に窒素プラズマ処理を行うと、図5
(c)や図11(c)に示すように、MIM素子部の金
属電極6の表面にも窒化層7が形成される。前述のよう
に、通常、この窒化層7は十分薄いので、次工程の陽極
酸化処理による絶縁体9の形成に影響しない。しかしな
がら、図6(e)あるいは図12(e)に見られるTa
/ITO接続部の特性向上を重視して窒化の度合いを強
めるような場合には、MIM素子部の金属電極6の表面
における窒化層7の形成により、完成したMIM素子の
方の特性が不十分なものになることがあり得る。そのよ
うな不具合を避けるには、先の図1に示した表示領域3
にレジストマスクを施してから窒化処理を行う。そうす
れば窒化は配線接続部のタンタル電極表面のみで行われ
て、MIM素子部は影響を受けることがなく、Ta/I
TO接続部のための最良の窒化条件を選ぶことができ
る。レジストマスクは単に表示部を覆う形であればよい
から、複雑なマスクは不要である。
In the first or fifth embodiment, when the tantalum surface is subjected to nitrogen plasma treatment in order to form a nitride layer on the tantalum electrode surface of the wiring connecting portion, as shown in FIG.
As shown in FIG. 11C and FIG. 11C, the nitride layer 7 is also formed on the surface of the metal electrode 6 in the MIM element part. As described above, since the nitride layer 7 is usually sufficiently thin, it does not affect the formation of the insulator 9 by the anodic oxidation treatment in the next step. However, Ta seen in FIG. 6 (e) or FIG. 12 (e)
In the case where the degree of nitriding is strengthened by emphasizing the improvement of the characteristics of the / ITO connection portion, the characteristics of the completed MIM element are insufficient due to the formation of the nitride layer 7 on the surface of the metal electrode 6 of the MIM element portion. It can happen. To avoid such a problem, the display area 3 shown in FIG.
A resist mask is applied to and then nitriding is performed. Then, nitriding is performed only on the surface of the tantalum electrode in the wiring connection portion, and the MIM element portion is not affected, and Ta / I
The best nitriding conditions for the TO connection can be chosen. Since the resist mask need only cover the display portion, a complicated mask is unnecessary.

【0038】次に、以上の各実施例のように窒化層をT
a膜の表面に設けるのではなく、基板上に窒化層を設け
る構造を説明する。そのような構造である第7の実施例
について、先の図3のA−A線におけるMIM素子部の
工程順の断面図を図13(a)〜(d)に示す。また、
先の図4のB−B線における配線のITO/Ta接続部
の工程順の断面図を図14(a)〜(d)に示す。
Next, as in each of the above-described embodiments, the nitride layer is treated with T.
A structure in which a nitride layer is provided on the substrate instead of being provided on the surface of the a film will be described. 13A to 13D are sectional views of the seventh embodiment having such a structure in the order of steps of the MIM element portion taken along the line AA in FIG. Also,
14A to 14D are cross-sectional views in the order of steps of the ITO / Ta connection portion of the wiring on the line BB in FIG.

【0039】第7の実施例においては、Ta/ITO接
続部は図14(d)に示す構造を取る。ガラス基板5の
上の窒化タンタル(TaNx)からなる窒化層7の上に
金属6のTaが積層されてパターンニングされ、その上
を透明導電体10のITOが被覆している。
In the seventh embodiment, the Ta / ITO connection has the structure shown in FIG. 14 (d). Ta of the metal 6 is laminated and patterned on the nitride layer 7 made of tantalum nitride (TaNx) on the glass substrate 5, and the ITO of the transparent conductor 10 covers it.

【0040】この構造によれば、金属6のTaは上面お
よび側面で透明導電体10のITOに接合し、下面で窒
化層7に接合する。そして窒化層7は側面で透明導電体
10と接合する。金属6と透明導電体10の直接の接合
面12では、接合の界面に酸化膜が形成されて高抵抗に
なる。一方、窒化層7の側面と透明導電体10の接合面
14では酸化膜が形成されないので低抵抗になる。ま
た、金属6と窒化層7の接合面13も金属導電性を示す
材料の積層なので低抵抗である。従って、金属6のTa
と透明導電体10の主要な電流経路は、金属6/窒化層
7/透明導電体10となり、電気的に低抵抗の接続部が
得られる。
According to this structure, Ta of the metal 6 is bonded to the ITO of the transparent conductor 10 on the upper and side surfaces, and is bonded to the nitride layer 7 on the lower surface. Then, the nitride layer 7 is joined to the transparent conductor 10 at the side surface. At the direct bonding surface 12 between the metal 6 and the transparent conductor 10, an oxide film is formed at the bonding interface, and the resistance becomes high. On the other hand, since no oxide film is formed on the side surface of the nitride layer 7 and the bonding surface 14 of the transparent conductor 10, the resistance becomes low. Further, the bonding surface 13 between the metal 6 and the nitride layer 7 is also a laminate of materials exhibiting metal conductivity, and thus has low resistance. Therefore, Ta of metal 6
The main current path of the transparent conductor 10 is the metal 6 / nitride layer 7 / transparent conductor 10 and an electrically low resistance connection is obtained.

【0041】次に上記の構造を得るための製造方法を説
明する。図13(a)と図14(a)に示すように、ガ
ラス基板5の上に窒化タンタル(TaNx)からなる窒
化層7を、窒素ガスを導入するTaの反応性スパッタリ
ング法により厚さ50nmに形成する。この窒化層7の
形成は下記の条件で行う。 導入ガス :アルゴン+窒素 全圧 :1.0mTorr 窒素分圧 :0.3mTorr 基板加熱温度 :300℃ 投入電力 :1.7kW
Next, a manufacturing method for obtaining the above structure will be described. As shown in FIGS. 13A and 14A, a nitride layer 7 made of tantalum nitride (TaNx) is formed on a glass substrate 5 to a thickness of 50 nm by a reactive sputtering method of Ta introducing nitrogen gas. Form. The formation of this nitride layer 7 is performed under the following conditions. Introduced gas: Argon + nitrogen total pressure: 1.0 mTorr Nitrogen partial pressure: 0.3 mTorr Substrate heating temperature: 300 ° C. Input power: 1.7 kW

【0042】次に、下記の条件により、窒化層7上にT
aからなる金属6を200nmの膜厚に形成する。 導入ガス :アルゴン 全圧 :1.0mTorr 基板加熱温度 :300℃ 投入電力 :1.7kW
Next, T is formed on the nitride layer 7 under the following conditions.
The metal 6 made of a is formed to a film thickness of 200 nm. Introduced gas: Argon total pressure: 1.0 mTorr Substrate heating temperature: 300 ° C. Input power: 1.7 kW

【0043】次に、図13(b)と図14(b)に示す
ように、通常のフォトリソグラフィとRIE処理によ
り、窒化層7と金属6のTaを同時にパターンニングす
る。
Next, as shown in FIGS. 13B and 14B, the nitride layer 7 and the Ta of the metal 6 are simultaneously patterned by ordinary photolithography and RIE.

【0044】次に、図14(c)と図13(c)に示す
ように、Ta/ITO接続部にはレジスト8を被覆し、
MIM素子部にはレジストを施さずに、クエン酸0.1
%水溶液中で35Vの電圧を印加して陽極酸化を行い、
図13(c)のごとく金属6と窒化層7の表面に絶縁体
9の五酸化タンタル(Ta2 O5 )を厚さ70nmに形
成する。
Next, as shown in FIGS. 14 (c) and 13 (c), the Ta / ITO connection portion is covered with a resist 8,
Without applying a resist to the MIM element part, citric acid 0.1
% Solution in 35% aqueous solution to perform anodic oxidation,
As shown in FIG. 13C, tantalum pentoxide (Ta2 O5) of insulator 9 is formed on the surfaces of metal 6 and nitride layer 7 to a thickness of 70 nm.

【0045】次に、Ta/ITO接続部のレジスト8を
剥離した後、図13(d)と図14(d)に示すよう
に、透明導電体10としてITOをスパッタリング法で
厚さ200nmに形成して熱処理を行い、通常のフォト
エッチングによりITOをパターンニングして素子を完
成する。
Next, after removing the resist 8 at the Ta / ITO connection portion, as shown in FIGS. 13D and 14D, ITO is formed as a transparent conductor 10 to a thickness of 200 nm by a sputtering method. Then, heat treatment is performed, and ITO is patterned by ordinary photoetching to complete the device.

【0046】先の図9のモニタパターンにより、下記の
条件で接続抵抗の評価を行った。 TaNx膜厚: 50nm Ta膜厚 :200nm ITO膜厚 :200nm モニタ形状 :20×20μm2 のTaNx/Ta/I
TO積層パターンの46個直列接続 ただし、導通は主に側壁のTaNx/ITO部で取られ
る。 抵抗測定 :モニタに10〔V〕の電圧を印加したと
きの抵抗値
Using the monitor pattern shown in FIG. 9, the connection resistance was evaluated under the following conditions. TaNx film thickness: 50 nm Ta film thickness: 200 nm ITO film thickness: 200 nm Monitor shape: 20 × 20 μm 2 TaNx / Ta / I
Forty-six TO-series patterns are connected in series. However, conduction is mainly taken by the TaNx / ITO portion on the side wall. Resistance measurement: Resistance value when a voltage of 10 [V] is applied to the monitor

【0047】この測定による抵抗値は約100kΩであ
った。TaNx層を設けずにTa膜厚を250nm、I
TO膜厚を250nmとしたTa/ITO構造の同一モ
ニタパターンにおける抵抗値と比較して、5桁程度小さ
くなることが分かった。
The resistance value measured by this measurement was about 100 kΩ. Without forming a TaNx layer, the Ta film thickness is 250 nm, I
It was found that compared with the resistance value in the same monitor pattern of the Ta / ITO structure in which the TO film thickness was 250 nm, it was reduced by about 5 digits.

【0048】第8の実施例として、図13および図14
の窒化層7の形成を、窒化タンタル(TaN)ターゲッ
トを用いたスパッタリングにより、下記の条件で行っ
た。この場合にも実施例7と同様な効果が得られた。 ガス種 :アルゴン ガス圧 :1mTorr 温度 :300℃
As an eighth embodiment, FIG. 13 and FIG.
The nitride layer 7 was formed by sputtering using a tantalum nitride (TaN) target under the following conditions. Also in this case, the same effect as in Example 7 was obtained. Gas type: Argon gas pressure: 1 mTorr Temperature: 300 ° C

【0049】次に、第9の実施例について、先の図3の
A−A線におけるMIM素子部の工程順の断面図を図1
5(a)〜(d)に示す。また、先の図4のB−B線に
おける配線のITO/Ta接続部の工程順の断面図を図
16(a)〜(d)に示す。
Next, with respect to the ninth embodiment, FIG. 1 is a sectional view showing the steps of the MIM element portion along the line AA in FIG.
5 (a)-(d). 16A to 16D are cross-sectional views in the order of steps of the ITO / Ta connection portion of the wiring on the line BB in FIG.

【0050】第9の実施例においては、Ta/ITO接
続部は図16(d)に示す構造を取る。ガラス基板5の
上の窒化タンタル(TaNx)からなる窒化層7の上に
金属6のTaが積層され、さらに第2の絶縁体11が積
層されてパターンニングされ、その上を透明導電体10
のITOが被覆している。
In the ninth embodiment, the Ta / ITO connection has the structure shown in FIG. 16 (d). The Ta of the metal 6 is laminated on the nitride layer 7 made of tantalum nitride (TaNx) on the glass substrate 5, the second insulator 11 is further laminated and patterned, and the transparent conductor 10 is formed on the second insulator 11.
Covered with ITO.

【0051】この構造によれば、金属6のTaは上面で
第2の絶縁体11を介して透明導電体10のITOに接
合し、側面で透明導電体10に直接に接合し、下面で窒
化層7に接合する。そして窒化層7は側面で透明導電体
10と接合する。金属6の上面と透明導電体10の間は
第2の絶縁体11があるため高抵抗になり、また、金属
6と透明導電体10の直接の接合面12においては、接
合の界面に酸化膜が形成されて高抵抗になる。一方、窒
化層7の側面と透明導電体10の接合面14では、酸化
膜が形成されないので低抵抗になる。また、金属6と窒
化層7の接合面13も、金属導電性を示す材料の積層な
ので低抵抗である。従って、金属6のTaと透明導電体
10の主要な電流経路は、金属6/窒化層7/透明導電
体10となり、電気的に低抵抗の接続部が得られる。
According to this structure, Ta of the metal 6 is bonded to the ITO of the transparent conductor 10 through the second insulator 11 on the upper surface, directly bonded to the transparent conductor 10 on the side surface, and nitrided on the lower surface. Bond to layer 7. Then, the nitride layer 7 is joined to the transparent conductor 10 at the side surface. Since the second insulator 11 is provided between the upper surface of the metal 6 and the transparent conductor 10, the resistance becomes high. Further, the direct bonding surface 12 between the metal 6 and the transparent conductor 10 has an oxide film at the bonding interface. Is formed and has a high resistance. On the other hand, since no oxide film is formed on the side surface of the nitride layer 7 and the bonding surface 14 of the transparent conductor 10, the resistance becomes low. Further, the bonding surface 13 between the metal 6 and the nitride layer 7 also has a low resistance because it is a stack of materials exhibiting metal conductivity. Therefore, the main current path between Ta of the metal 6 and the transparent conductor 10 is the metal 6 / nitride layer 7 / transparent conductor 10 and an electrically low resistance connection portion is obtained.

【0052】次に上記の構造を得るための製造方法を説
明する。図15(a)と図16(a)に示すように、ガ
ラス基板5の上に窒化タンタル(TaNx)からなる窒
化層7を、窒素ガスを導入するTaの反応性スパッタリ
ング法により厚さ50nmに形成する。窒化層7の形成
条件は実施例7の場合と同じである。
Next, a manufacturing method for obtaining the above structure will be described. As shown in FIGS. 15A and 16A, a nitride layer 7 made of tantalum nitride (TaNx) is formed on the glass substrate 5 to a thickness of 50 nm by a reactive sputtering method of Ta introducing nitrogen gas. Form. The conditions for forming the nitride layer 7 are the same as those in the seventh embodiment.

【0053】次に、実施例7と同様にして、窒化層7上
にTaからなる金属6を200nmの膜厚に形成する。
Next, in the same manner as in Example 7, the metal 6 made of Ta is formed to a thickness of 200 nm on the nitride layer 7.

【0054】次に、クエン酸0.1%水溶液中で5Vの
電圧を印加して陽極酸化を行い、金属6のTa表面に第
2の絶縁体11として五酸化タンタル(Ta2 O5 )を
厚さ10nmに形成する。
Next, a voltage of 5 V is applied in a 0.1% aqueous solution of citric acid to perform anodic oxidation, and tantalum pentoxide (Ta2 O5) as a second insulator 11 is formed on the Ta surface of the metal 6 to a thickness of It is formed to 10 nm.

【0055】次に、図15(b)と図16(b)に示す
ように、通常のフォトリソグラフィとRIE処理によ
り、窒化層7の窒化タンタルと金属6のTaと第2の絶
縁体11を同時にパターンニングする。
Next, as shown in FIGS. 15B and 16B, the tantalum nitride of the nitride layer 7, Ta of the metal 6 and the second insulator 11 are removed by ordinary photolithography and RIE. Pattern at the same time.

【0056】次に、図16(c)と図15(c)に示す
ように、Ta/ITO接続部にはレジスト9を被覆し、
素子部にはレジストを施さずに、クエン酸0.1%水溶
液中で35Vの電圧を印加して陽極酸化を行い、図15
(c)のごとく窒化層7と金属6の表面に絶縁体9のT
a2 O5 を厚さ70nmに形成する。先の第2の絶縁体
11は絶縁体9より低い電圧で陽極酸化されたので、絶
縁体9の特性に影響しない。
Next, as shown in FIGS. 16C and 15C, the Ta / ITO connection portion is covered with a resist 9,
Without applying resist to the element portion, a voltage of 35 V was applied in a 0.1% aqueous solution of citric acid to perform anodic oxidation, and the result shown in FIG.
As shown in (c), T of the insulator 9 is formed on the surface of the nitride layer 7 and the metal 6.
Form a2 O5 to a thickness of 70 nm. Since the second insulator 11 is anodized at a voltage lower than that of the insulator 9, the characteristics of the insulator 9 are not affected.

【0057】次に、Ta/ITO接続部のレジスト8を
剥離した後、図15(d)と図16(d)に示すよう
に、透明導電体10としてITOをスパッタリング法で
厚さ200nmに形成して熱処理を行い、通常のフォト
エッチングによりITOをパターンニングして素子を完
成する。
Next, after removing the resist 8 at the Ta / ITO connection portion, as shown in FIGS. 15D and 16D, ITO is formed as a transparent conductor 10 to a thickness of 200 nm by a sputtering method. Then, heat treatment is performed, and ITO is patterned by ordinary photoetching to complete the device.

【0058】先の図9のモニタパターンにより、下記の
条件で接続抵抗の評価を行った。 TaNx膜厚: 50nm Ta膜厚 :200nm ITO膜厚 :200nm モニタ形状 :20×20μm2 のTaNx/Ta/T
a2 O5 /ITO積層パターンの46個直列接続 ただし、導通は主に側壁のTaNx/ITO部で取られ
る。 抵抗測定 :モニタに10〔V〕の電圧を印加したと
きの抵抗値
Using the monitor pattern shown in FIG. 9, the connection resistance was evaluated under the following conditions. TaNx film thickness: 50 nm Ta film thickness: 200 nm ITO film thickness: 200 nm Monitor shape: 20 × 20 μm 2 TaNx / Ta / T
Forty-six a2 O5 / ITO laminated patterns are connected in series. However, conduction is mainly taken at the TaNx / ITO portion on the side wall. Resistance measurement: Resistance value when a voltage of 10 [V] is applied to the monitor

【0059】この測定による抵抗値は実施例7の場合と
同様に約100kΩであった。TaNx層を設けずにT
a膜厚を250nm、ITO膜厚を250nmとしたT
a/ITO構造の、同一モニタパターンにおける抵抗値
と比較して、5桁程度小さくなることが分かった。
The resistance value measured by this measurement was about 100 kΩ as in the case of Example 7. T without the TaNx layer
a T having a film thickness of 250 nm and an ITO film thickness of 250 nm
It was found that the resistance value of the a / ITO structure was smaller by about 5 digits compared to the resistance value of the same monitor pattern.

【0060】さらに、実施例9では金属/透明導電体接
続部の上部のTa/ITO間に、第2の絶縁体11のT
a2 O5 層が形成されている。このためTaとITOの
密着力が改善される。先に[従来の技術]の項で、従
来、Ta/ITOの接合界面にインジウムの低級酸化物
層などが形成されて、Ta膜とITO膜の密着力が低下
することを述べた。前記の各実施例では、Ta/ITO
境界に窒化層を設けて低級酸化物層の形成を防ぐことに
より、密着力を高めている。実施例9で、酸化物層であ
る第2の絶縁体11を設けることにより密着力が改善さ
れるのでは、酸化物層の影響が先の記述と異なるという
印象を受けるかもしれない。しかし原理はまだ十分解明
されていないが、Ta/ITO接続部に副次的に発生す
る低級酸化物層と、実施例9のように陽極酸化により意
図的に形成された酸化物層は性質が異なり、前者はTa
/ITO接続部の密着力を弱めるが、後者は強化するこ
とが発明者らの実験で明らかになっている。陽極酸化に
よる酸化物層のバリア効果によって低級酸化物層の形成
が防止され、密着力が増加するのである。
Further, in the ninth embodiment, the T of the second insulator 11 is provided between Ta / ITO above the metal / transparent conductor connecting portion.
An a2 O5 layer is formed. Therefore, the adhesion between Ta and ITO is improved. Previously, in the section of [Prior Art], it has been described that a lower oxide layer of indium or the like is conventionally formed at the Ta / ITO bonding interface, and the adhesion between the Ta film and the ITO film is reduced. In each of the above embodiments, Ta / ITO
A nitride layer is provided at the boundary to prevent the formation of the lower oxide layer, thereby enhancing the adhesion. In Example 9, if the adhesion is improved by providing the second insulator 11 that is an oxide layer, it may give the impression that the influence of the oxide layer is different from the above description. However, although the principle has not been fully clarified yet, the properties of the lower oxide layer secondarily generated in the Ta / ITO connection portion and the oxide layer intentionally formed by anodic oxidation as in Example 9 have characteristics. Unlike, the former is Ta
It has been clarified by the inventors' experiments that the adhesion strength of the / ITO connection part is weakened, but the latter is strengthened. The barrier effect of the oxide layer due to anodic oxidation prevents the formation of the lower oxide layer and increases the adhesion.

【0061】実施例9におけるITOの剥離荷重を、前
出のスクラッチテスタSST−101を用いたスクラッ
チ試験で求めた。試験は次の条件で行った。 Ta膜厚 :200nm Ta2 O5 膜厚 : 50nm ITO膜厚 :200nm 試験法 :定速負荷試験 カートリッジ先端径:15μm 負荷速度 : 1μm/s 振幅 :50μm 送り速度 :20μm
The peeling load of ITO in Example 9 was determined by a scratch test using the scratch tester SST-101 described above. The test was conducted under the following conditions. Ta film thickness: 200 nm Ta2 O5 film thickness: 50 nm ITO film thickness: 200 nm Test method: Constant speed load test Cartridge tip diameter: 15 μm Load speed: 1 μm / s Amplitude: 50 μm Feed speed: 20 μm

【0062】この測定の結果、金属/透明導電体接続部
の上部の剥離荷重は40〔gf〕以上であり、Ta膜厚
250〔nm〕、ITO膜厚200〔nm〕としてTa
/ITOを直接積層したサンプルの、同一の測定条件で
の剥離荷重0.5〔gf〕と比較して80倍以上の大幅
な密着力改善が見られた。
As a result of this measurement, the peeling load above the metal / transparent conductor connecting portion was 40 [gf] or more, and Ta film thickness was 250 [nm] and ITO film thickness was 200 [nm].
A significant improvement in the adhesion force of 80 times or more was observed as compared with the peeling load of 0.5 [gf] under the same measurement conditions for the sample in which / ITO was directly laminated.

【0063】第10の実施例として、図15および図1
6の窒化層7の形成を、窒化タンタルターゲットを用い
たスパッタリング法により第3の実施例の場合と同様の
条件で行った。この実施例においても実施例9と同様な
効果が得られた。
As a tenth embodiment, FIG. 15 and FIG.
The nitride layer 7 of No. 6 was formed by the sputtering method using a tantalum nitride target under the same conditions as in the case of the third embodiment. In this example, the same effect as that of Example 9 was obtained.

【0064】以上の各実施例で述べた製造工程は、MI
M素子でなくTFTを用いたものの配線部にも応用可能
であることは言うまでもない。窒化層の下地となる金属
のTa膜は、窒素添加タンタルや、窒化タンタル、ある
いはTaと他の金属の合金であってもよい。また、配線
に用いる金属として、Taの他に酸素親和力の大きな金
属、例えばNbを用いた場合にも有効である。透明導電
体として、ITO以外にIn2 O3 、SnO2 、ZnO
などの酸化物を用いる場合も、本発明の製造方法は有効
である。
The manufacturing process described in each of the above embodiments is based on MI
It is needless to say that the present invention can be applied to a wiring part using a TFT instead of the M element. The metal Ta film serving as the base of the nitride layer may be nitrogen-added tantalum, tantalum nitride, or an alloy of Ta and another metal. Further, it is also effective when a metal having a high oxygen affinity other than Ta, for example, Nb is used as the metal used for the wiring. In addition to ITO, In2O3, SnO2, ZnO can be used as the transparent conductor.
The production method of the present invention is also effective when an oxide such as

【0065】[0065]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、液晶表示装置の駆動素子や配線の形成におい
て、金属/透明導電体接続部に窒化層を介在させる構造
とし、これによって製造工程を複雑にすることなく、ま
た素子特性に大きな影響を与えることなく、金属と透明
導電体の接触抵抗を低減している。さらに、金属と透明
導電体の接合面に窒化層または絶縁体の存在する構造で
は、両者の密着力が大幅に改善され、表示品質の優れた
アクティブマトリクス方式の液晶表示装置が得られる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a nitride layer is interposed at a metal / transparent conductor connecting portion in the formation of a driving element or wiring of a liquid crystal display device. The contact resistance between the metal and the transparent conductor is reduced without complicating the manufacturing process and without significantly affecting the device characteristics. Further, in the structure in which the nitride layer or the insulator is present on the bonding surface of the metal and the transparent conductor, the adhesion between the two is significantly improved, and an active matrix type liquid crystal display device having excellent display quality can be obtained.

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

【図1】本発明の液晶表示装置のアクティブ基板の概略
平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view of an active substrate of a liquid crystal display device of the present invention.

【図2】本発明の液晶表示装置の画素電極周辺の平面図
である。
FIG. 2 is a plan view of the periphery of a pixel electrode of the liquid crystal display device of the present invention.

【図3】本発明の液晶表示装置のMIM素子部を拡大し
た平面図である。
FIG. 3 is an enlarged plan view of a MIM element part of the liquid crystal display device of the present invention.

【図4】本発明の液晶表示装置の配線におけるTa/I
TO接続部を拡大した平面図である。
FIG. 4 shows Ta / I in wiring of the liquid crystal display device of the present invention.
It is the top view which expanded the TO connection part.

【図5】本発明の液晶表示装置の第1ないし第4の実施
例のMIM素子部の製造工程を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the MIM element portion of the first to fourth embodiments of the liquid crystal display device of the present invention.

【図6】本発明の液晶表示装置の第1ないし第4の実施
例のTa/ITO接続部の製造工程を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the Ta / ITO connection portion of the first to fourth embodiments of the liquid crystal display device of the present invention.

【図7】本発明の液晶表示装置の製造方法におけるプラ
ズマ処理時間と剥離荷重の関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the plasma processing time and the peeling load in the method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention.

【図8】本発明の液晶表示装置の製造方法におけるプラ
ズマ処理時間と抵抗値の関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the plasma processing time and the resistance value in the method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention.

【図9】基板上の配線の抵抗値の測定に用いるモニタパ
ターンである。
FIG. 9 is a monitor pattern used for measuring the resistance value of the wiring on the substrate.

【図10】本発明の液晶表示装置の製造方法における窒
素導入量と抵抗値の関係を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the amount of nitrogen introduced and the resistance value in the method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention.

【図11】本発明の液晶表示装置の第5および第6の実
施例のMIM素子部の製造工程を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the MIM element portion of the fifth and sixth embodiments of the liquid crystal display device of the present invention.

【図12】本発明の液晶表示装置の第5および第6の実
施例のTa/ITO接続部の製造工程を示す断面図であ
る。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the Ta / ITO connection portion of the fifth and sixth embodiments of the liquid crystal display device of the present invention.

【図13】本発明の液晶表示装置の第7および第8の実
施例のMIM素子部の構造と製造工程を示す断面図であ
る。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing process of the MIM element portion of the seventh and eighth embodiments of the liquid crystal display device of the present invention.

【図14】本発明の液晶表示装置の第7および第8の実
施例のTa/ITO接続部の構造と製造工程を示す断面
図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing process of the Ta / ITO connection portion of the seventh and eighth embodiments of the liquid crystal display device of the present invention.

【図15】本発明の液晶表示装置の第9および第10の
実施例のMIM素子部の構造と製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing process of the MIM element portion of the ninth and tenth embodiments of the liquid crystal display device of the present invention.

【図16】本発明の液晶表示装置の第9および第10の
実施例のTa/ITO接続部の構造と製造工程を示す断
面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing process of the Ta / ITO connection part of the ninth and tenth embodiments of the liquid crystal display device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 ガラス基板 6 金属 7 窒化層 8 レジスト 9 絶縁体 10 透明導電体 11 第2の絶縁体 5 glass substrates 6 metal 7 Nitride layer 8 resist 9 insulator 10 Transparent conductor 11 Second insulator

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 配線を構成する金属と透明導電体の接続
部を、ガラス基板上のタンタルからなる金属と、金属表
面に形成した窒化層と、金属と窒化層を被覆する透明導
電体により構成し、窒化層を介して金属と透明導電体の
電気的接続を得ることを特徴とする液晶表示装置。
1. A connection portion between a metal forming a wiring and a transparent conductor is constituted by a metal made of tantalum on a glass substrate, a nitride layer formed on a metal surface, and a transparent conductor covering the metal and the nitride layer. Then, the liquid crystal display device is characterized in that the metal and the transparent conductor are electrically connected through the nitride layer.
【請求項2】 請求項1に記載の液晶表示装置の製造方
法であって、ガラス基板上にタンタルからなる金属を形
成する工程と、金属表面に窒化層を形成する工程と、フ
ォトエッチング処理により窒化層と金属をパターニング
する工程と、配線部にレジストを施して陽極酸化を行い
素子部に絶縁体を形成する工程と、透明導電体を形成す
る工程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方
法。
2. A method of manufacturing the liquid crystal display device according to claim 1.
A method of forming a metal made of tantalum on a glass substrate, a step of forming a nitride layer on the metal surface, a step of patterning the nitride layer and the metal by photoetching, and a resist applied to the wiring part. A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising: a step of forming an insulator on an element portion by performing anodization by means of anodization; and a step of forming a transparent conductor.
【請求項3】 請求項2に記載の液晶表示装置の製造方
法における金属表面に窒化層を形成する工程と、フォト
エッチング処理により窒化層と金属をパターニングする
工程の順序を入れ替えたことを特徴とする液晶表示装置
の製造方法。
3. The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 2, wherein a step of forming a nitride layer on the metal surface and a step of patterning the nitride layer and the metal by photoetching are interchanged. Method for manufacturing liquid crystal display device.
【請求項4】 請求項2または請求項3に記載の液晶表
示装置の製造方法において、金属表面に窒化層を形成す
る工程は、窒素プラズマ処理、または窒素ガスを導入す
る反応性スパッタリング法、または窒化タンタルをター
ゲットとするスパッタリング法、窒素雰囲気中での熱処
理、またはN2 をドーピングガスとするイオン注入法で
あることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 2 or 3, wherein the step of forming the nitride layer on the metal surface is performed by nitrogen plasma treatment or a reactive sputtering method of introducing nitrogen gas, or A method for manufacturing a liquid crystal display device, which is a sputtering method using tantalum nitride as a target, a heat treatment in a nitrogen atmosphere, or an ion implantation method using N2 as a doping gas.
【請求項5】 請求項4に記載の液晶表示装置の製造方
法のうち、金属表面への窒化層形成工程が窒素プラズマ
処理である製造方法の窒化層形成工程は、基板の表示領
域をレジストマスクで覆って行うものであることを特徴
とする液晶表示装置の製造方法。
5. The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 4, wherein the step of forming a nitride layer on a metal surface is a nitrogen plasma treatment, wherein the step of forming a nitride layer is performed using a resist mask on a display region of a substrate. A method for manufacturing a liquid crystal display device, which is characterized by being covered with a.
【請求項6】 配線を構成する金属と透明導電体の接続
部を、ガラス基板上の窒化タンタルからなる窒化層と、
窒化層上のタンタルからなる金属と、窒化層と金属を被
覆する透明導電体により構成し、下層の窒化層を介して
金属と透明導電体の電気的接続を得ることを特徴とする
液晶表示装置。
6. A nitride layer made of tantalum nitride on a glass substrate, wherein a connection portion between a metal forming a wiring and a transparent conductor is formed.
A liquid crystal display device characterized by comprising a metal made of tantalum on a nitride layer, a nitride layer and a transparent conductor covering the metal, and electrically connecting the metal and the transparent conductor through the underlying nitride layer. .
【請求項7】 請求項6に記載の液晶表示装置の製造方
法であって、ガラス基板上に窒化層を形成する工程と、
タンタルからなる金属を形成する工程と、フォトエッチ
ング処理により窒化層と金属をパターニングする工程
と、配線部にレジストを施して陽極酸化を行い素子部に
絶縁体を形成する工程と、透明導電体を形成する工程を
有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
7. A method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 6.
A method of forming a nitride layer on a glass substrate,
A step of forming a metal made of tantalum, a step of patterning the nitride layer and the metal by photoetching, a step of forming an insulator on the element portion by applying resist to the wiring portion and performing anodic oxidation, and a transparent conductor A method of manufacturing a liquid crystal display device, comprising the step of forming.
【請求項8】 配線を構成する金属と透明導電体の接続
部を、ガラス基板上の窒化タンタルからなる窒化層と、
窒化層上のタンタルからなる金属と、金属上の酸化タン
タルからなる絶縁体と、窒化層と金属と絶縁体を被覆す
る透明導電体により構成し、下層の窒化層を介して金属
と透明導電体の電気的接続を得ることを特徴とする液晶
表示装置。
8. A nitride layer made of tantalum nitride on a glass substrate, wherein a connection portion between a metal forming a wiring and a transparent conductor is formed.
It is composed of a metal made of tantalum on the nitride layer, an insulator made of tantalum oxide on the metal, and a transparent conductor covering the nitride layer, the metal, and the insulator, and the metal and the transparent conductor are interposed through the lower nitride layer. A liquid crystal display device, characterized in that the electric connection of the liquid crystal display device is obtained.
【請求項9】 請求項8に記載の液晶表示装置の製造方
法であって、ガラス基板上に窒化層を形成する工程と、
タンタルからなる金属を形成する工程と、陽極酸化を行
い絶縁体を形成する工程と、フォトエッチング処理によ
り窒化層と金属および絶縁体ををパターニングする工程
と、配線部にレジストを施して陽極酸化を行い素子部に
絶縁体を形成する工程と、透明導電体を形成する工程を
有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
9. A method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 8.
A method of forming a nitride layer on a glass substrate,
A step of forming a metal made of tantalum, a step of forming an insulator by anodizing, a step of patterning the nitride layer, the metal and the insulator by a photoetching process, and a step of applying a resist to the wiring portion to perform the anodizing. A method for manufacturing a liquid crystal display device, which comprises a step of forming an insulator on the element portion and a step of forming a transparent conductor.
【請求項10】 請求項7または請求項9に記載の液晶
表示装置の製造方法において、ガラス基板上に窒化層を
形成する工程は、窒素ガスを導入する反応性スパッタリ
ング法、または窒化タンタルをターゲットとするスパッ
タリング法であることを特徴とする液晶表示装置の製造
方法。
10. The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 7, wherein in the step of forming the nitride layer on the glass substrate, a reactive sputtering method of introducing nitrogen gas or a target of tantalum nitride is used. A method for manufacturing a liquid crystal display device, which is a sputtering method.
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