JP3672256B2

JP3672256B2 - エッチング液、薄膜トランジスタ・アレイ基板、薄膜トランジスタ・アレイ基板の製造方法および表示装置

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Publication number: JP3672256B2
Application number: JP2002230794A
Authority: JP
Inventors: 義則正光; 光雄師岡; 裕介吉村; 正廣森
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2022-08-08
Also published as: JP2004071920A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エッチング液、薄膜トランジスタ・アレイ基板、薄膜トランジスタ・アレイ基板の製造方法および表示装置に関する。特に、本発明は、テーパ形状を有する導電配線を容易に精度よく形成することができるエッチング液と、前記エッチング液を使用して製造された薄膜トランジスタ・アレイ基板とその製造方法、並びに前記薄膜トランジスタ・アレイ基板を備えた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器などの表示装置として、液晶表示装置や、エレクトロ・ルミネッセンス表示装置などが広く使用されている。このような表示装置には、基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）がマトリックス状に配列された薄膜トランジスタ・アレイ基板（以下、「ＴＦＴアレイ基板」という。）が多く使用されている。
【０００３】
ＴＦＴアレイ基板には、外部や周辺回路との接続に使用される配線や端子となる島状の接続配線、走査線、信号線などの複数の導電配線が備えられている。
【０００４】
ところが、導電配線が設けられていることに起因する段差によって、導電配線の上に配置される層に段切れなどの不良が発生することがある。このような不良は、歩留まりの低下を招く。そこで、導電配線は、このような不良の発生を防ぐために、テーパ形状とされることが望ましい。
【０００５】
このようなテーパ形状を有する導電配線は、通常、導電配線となる導電膜を形成した後、この導電膜をエッチングすることにより形成される。
【０００６】
また、導電配線には、薄膜トランジスタを高速で動作させるため、一般に、抵抗の低いＡｌやＡｌ合金が使用されている。ＡｌやＡｌ合金が使用された導電配線としては、例えば、Ａｌ膜の上と下の両方にＭｏ膜を設けたＭｏ／Ａｌ／Ｍｏの３層構造が知られている。Ｍｏ膜は、酸化され易いＡｌ膜を保護するとともに、導電配線の上や下に設けられる層と導電配線との密着性を向上させる。
【０００７】
しかしながら、従来のエッチング方法では、以下に示すように、テーパ形状を有するＭｏ／Ａｌ／Ｍｏの３層構造の導電配線を形成することは困難であった。
【０００８】
すなわち、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの導電膜を、例えば、硝酸とリン酸と酢酸と水とからなるエッチング液を用い、スプレーエッチングのみでエッチングすると、エッチングの途中の段階で、Ｍｏ膜が不動態化してＭｏ膜がエッチングされなくなってしまう。このため、Ａｌ膜のエッチングレートが、Ｍｏ膜よりも速くなる。したがって、Ｍｏ膜の端部が、Ａｌ膜の端部よりも外側に残ってしまうという問題が生じる。
【０００９】
一方、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの導電膜を、ディップエッチングのみでエッチングすると、上側のＭｏ膜だけでなく、下側のＭｏ膜も不動態化が生じにくくなる。このため、下側のＭｏ膜のエッチングレートが、Ａｌ膜よりも速くなる。その結果、下側のＭｏ膜の端部が、Ａｌ膜の端部よりも内側に食い込んでしまう。
【００１０】
このため、エッチングの途中の段階で、スプレーエッチングからディップエッチングに切り替える方法により、Ｍｏ膜のエッチングレートを調節し、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの３層構造の導電配線がテーパ形状となるようにしている。
【００１１】
しかしながら、エッチングの途中の段階で、スプレーエッチングからディップエッチングに切り替える方法を用いた場合であっても、図９に示すような導電配線の形状不良が発生する場合があった。
【００１２】
図９は、従来の方法によって得られた導電配線の断面形状を説明するための図である。図９（ａ）は、導電配線の断面形状を示した写真である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した写真を説明するための模式図である。図９において、符号５４は基板を示し、符号５１は導電配線を示し、符号５２はその上に付着されたＳｉＮｘ層を示している。また、導電配線５１は、Ｍｏ膜５１ａとＡｌ膜５１ｂとＭｏ膜５１ｃとが下から順に積層された３層構造となっている。導電配線５１は、このＭｏ／Ａｌ／Ｍｏの導電膜を、硝酸、酢酸、燐酸、水からなるエッチング液を使用し、エッチングの途中の段階で、スプレーエッチングからディップエッチングに切り替える方法により得られたものである。
【００１３】
図９に示すように、導電配線５１は、上側のＭｏ膜５１ｃの端部５７はＡｌ膜５１ｂよりも内側となっている。しかし、下側のＭｏ膜５１ａの端部５５が、Ａｌ膜５１ｂの端部５６よりも内側に食い込んだ断面形状となっている。このため、導電配線５１上に設けられたＳｉＮｘ層５２と導電配線５１との間には、空洞５３が形成されている。
【００１４】
このように、良好なテーパ形状を得るために、エッチングの途中の段階で、スプレーエッチングからディップエッチングに切り替える方法を用いた場合であっても、テーパ形状を有する導電配線を精度よく形成することはこれまで困難であった。このため、導電配線の形状不良を少なくすることが求められていた。
特に、周辺回路との接続に使用される島状の接続端子となる導電配線では、より一層導電配線の形状不良が生じやすく問題となっていた。これは、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの導電膜をエッチングする工程の早い段階で、画素に接続する配線と周辺に位置する孤立した島状の配線との電位の違いにより、Ｍｏ膜の不動態化が容易に生じてしまうことによる。エッチングの途中の段階で、スプレーエッチングからディップエッチングに切り替えても、既にＭｏ膜が不動態化してエッチングされない状態となっていることがある。従って、島状の配線について、形状不良を少なくすることが強く求められていた。
【００１５】
また、ディップエッチングには、スプレーエッチングと比較して、エッチングの制御が困難でエッチングの均一性が確保しにくいという不都合がある。さらに、ディップエッチングには、スプレーエッチングと比較して、装置が大がかりで作業性が悪いという不都合もある。このため、スプレーエッチングのみでエッチング可能なエッチング方法が求められていた。
【００１６】
さらに、最近、表示装置の大型化、高精細化に対応するため、導電配線を基板全面にわたって均一に精度よく高密度で形成する要求がより一層、高まってきている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、テーパ形状を有する導電配線を容易に精度よく高密度で形成することができるエッチング液を提供することを目的としている。
【００１８】
また、上記のエッチング液を使用して製造された薄膜トランジスタ・アレイ基板とその薄膜トランジスタ・アレイ基板の製造方法を提供することを目的としている。
さらに、上記の薄膜トランジスタ・アレイ基板を備えた大型化、高精細化に対応可能な表示装置を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のエッチング液は、不動態化する金属からなる第１層と、前記第１層上に設けられる第２層とからなる導電膜をエッチングするためのエッチング水溶液であって、
硝酸と、フッ化水素酸と、酢酸イオン源となる化合物とを含み、前記第１層を不動態化させるものであることを特徴とする。
【００２０】
本発明において、「不動態化」とは、酸またはアルカリに対して金属が溶解しなくなる現象のことを意味している。また、本発明において、「不動態化する金属」とは、不動態化電位、すなわち不動態化する電流密度を生じさせるフラーデ電位を有する金属のことを意味している。
また、本発明において、「酢酸イオン源となる化合物」とは、酢酸、水溶性酢酸塩、酢酸エステルなどの酢酸イオンを供給可能な化合物のことを意味している。
【００２１】
本発明のエッチング液を使用して導電膜をエッチングすると、不動態化する金属からなる第１層が、不動態化してエッチングされなくなる。このため、第２層のエッチングレートが第１層よりも速くなる。その結果、上記の導電膜は、テーパ形状に精度よくエッチングされる。
【００２２】
また、本発明のエッチング液は、硝酸を１３〜２４％、フッ化水素酸を２．４〜５．３％、酢酸イオン源となる化合物を９９．９％の氷酢酸を３７〜５８％含有するのに相当する酢酸当量含むものとすることができる。
なお、本発明において、「％」とは、容量％を意味している。
また、本発明において、「硝酸を１３〜２４％」とは、比重１．３８の硝酸を１３〜２４％含有するのに相当する濃度を意味する。また、「フッ化水素酸を２．４〜５．３％」とは、含量５０％のフッ化水素酸を２．４〜５．３％含有するのに相当する濃度を意味する。
【００２３】
このようなエッチング液とすることで、第１層を速やかに不動態化させることができる。したがって、上記の導電膜を滑らかなテーパ形状に精度よくエッチングすることが可能なエッチング液とすることができる。
【００２４】
また、本発明のエッチング液は、硝酸を１３〜２４％含むものであることが望ましい。本発明のエッチング液は、硝酸が１３％未満であるとＭｏまたはＭｏ合金がエッチングされなくなる恐れがある。また、本発明のエッチング液は、硝酸が２４％を越えるとＴｉまたはＴｉ合金のエッチングに支障をきたす恐れがある。
【００２５】
また、本発明のエッチング液は、フッ化水素酸を２．４〜５．３％含むものであることが望ましい。本発明のエッチング液は、フッ化水素酸が２．４％未満であるとＴｉまたはＴｉ合金がエッチングされなくなる恐れがある。また、本発明のエッチング液は、５．３％を越えるとテーパ形状を構成する斜面の角度が非常に緩やかとなり、所定のパターンが形成できなくなる恐れがある。
【００２６】
さらに、本発明のエッチング液は、酢酸イオン源となる化合物を３７〜５８％含むものであることが望ましい。本発明のエッチング液は、酢酸イオン源となる化合物が３７％未満であるとＡｌまたはＡｌ合金や、ＭｏまたはＭｏ合金がエッチングされなくなる恐れがある。また、本発明のエッチング液は、５８％を越えると、ＡｌまたはＡｌ合金のエッチングに支障をきたす恐れがある。
【００２７】
また、本発明のエッチング液は、水を１９〜４２％含むものであることが望ましい。本発明のエッチング液は、水が１９％未満であるとＡｌまたはＡｌ合金がエッチングされなくなる恐れがある。また、本発明のエッチング液は、４２％を越えると、ＡｌまたはＡｌ合金や、ＭｏまたはＭｏ合金のエッチングに支障をきたす恐れがある。
【００２８】
また、上記のエッチング液は、第２層上に設けられる第３層を含み、前記導電膜に対するエッチングレートが、第２層≦第３層であるものとすることができる。
エッチング液のエッチングレートが、第２層≦第３層であれば、導電膜をエッチングした場合に、第２層の端部が第３層の端部よりも内側に食い込んでしまうことはない。よって、滑らかなテーパ形状を精度よく形成することができる。
【００２９】
また、上記のエッチング液は、前記導電膜に対するエッチングレートが、第１層≦第３層であるものとすることができる。
エッチング液のエッチングレートが、第１層≦第３層であれば、導電膜をエッチングした場合に、第３層の端部が第１層の端部よりも外側に残ってしまうことはない。よって、滑らかなテーパ形状を精度よく形成することができる。
【００３０】
また、上記のエッチング液は、前記導電膜に対するエッチングレートが、第１層≦第２層であるものとすることができる。
エッチング液のエッチングレートが、第１層≦第２層であれば、導電膜をエッチングした場合に、第１層の端部が第２層の端部よりも内側に食い込んでしまうことはない。よって、滑らかなテーパ形状を精度よく形成することができる。
【００３１】
さらに、上記のエッチング液は、前記導電膜に対するエッチングレートが、第１層≦第２層≦第３層であるものとすることができる。
【００３２】
エッチング液のエッチングレートが、第１層＜第２層＜第３層であれば、導電膜をエッチングした場合に、第２層の端部が第３層の端部よりも外側に残ってしまうことはない。また、エッチング液のエッチングレートが、第１層＜第２層＜第３層であれば、第１層の端部が第２層の端部よりも内側に食い込んでしまうこともない。したがって、より一層、滑らかなテーパ形状を精度よく形成することができる。
さらに、第２層は、第２層上に設けられた第３層がエッチングされてからエッチング液と接触し、第１層は、第３層と第２層とがエッチングされてからエッチング液と接触する。よって、エッチング液のエッチングレートが、第１層＝第２層＝第３層であっても、滑らかなテーパ形状を精度よく形成できる。
【００３３】
さらに、硝酸を１３〜２４％、フッ化水素酸を２．４〜５．３％、酢酸イオン源となる化合物を３７〜５８％、水を１９〜４２％含むエッチング液とすることにより、第１層がＭｏまたはＭｏ合金からなり、第２がＡｌまたはＡｌ合金からなり、第３層がＴｉまたはＴｉ合金からなる導電膜のエッチングに使用した場合のエッチングレートが、第１層≦第２層≦第３層となるエッチング液が得られる。
【００３４】
すなわち、上記のエッチング液を上記の導電膜のエッチングに使用した場合、ＴｉまたはＴｉ合金からなる第３層のエッチングレートはＡｌまたはＡｌ合金からなる第２層よりも速くなる。しかも、ＭｏまたはＭｏ合金からなる第１層が不動態化してエッチングされなくなる。このため、第２層のエッチングレートは第１層よりも速くなる。その結果、上記の導電膜は、上記のエッチング液によって滑らかなテーパ形状に精度よくエッチングされる。
【００３５】
なお、上記のエッチング液を使用して上記の導電膜をエッチングする場合、上記のエッチング液によって不動態化するのはＭｏまたはＭｏ合金からなる第１層のみであり、従来、問題となっていた不動態化現象を積極的に利用することができる。よって、従来のように不動態化を防ぐ必要はない。また、ＭｏまたはＭｏ合金の不動態化が問題となることもない。さらに、不動態化に起因する形状不良が発生することもない。
【００３６】
すなわち、上記のエッチング液を使用して上記の導電膜をエッチングすることで、滑らかなテーパ形状を精度よく形成することが可能となる。その結果、従来と比較して、エッチングによる形状不良を少なくすることができるとともに、より微細なパターン形状を形成することが可能となる。
【００３７】
さらに、不動態化を防ぐ必要はないので、ディップエッチングでエッチングすることも可能であるが、必ずしもディップエッチングでエッチングする必要はない。したがって、スプレーエッチングのみでもエッチングすることが可能となり、容易にエッチングすることができる。
【００３８】
また、本発明においては、前記第１層がＭｏまたはＭｏ合金からなり、前記第２がＡｌまたはＡｌ合金からなり、前記第３層がＴｉまたはＴｉ合金からなるものとすることができる。
このような導電膜とすることで、抵抗が低く、優れた耐久性を有し、導電配線の上や下に設けられる層との密着性に優れ、導電配線に好適に使用される導電膜となる。
【００３９】
なお、上記の導電膜を構成する第１層としては、不動態化する金属であり、導電配線の下に設けられる層との良好な密着性が得られるＭｏまたはＭｏ合金が好ましい。
また、第３層としては、耐熱性に優れ、第２層を保護することができ、導電配線の上に設けられる層との良好な密着性が得られるＴｉまたはＴｉ合金が好ましいが、例えば、Ｃｒ、Ｖであってもよい。
また、Ａｌ合金としては、例えば、Ａｌと希土類とからなる合金が好ましく、特に安価であるＡｌ―Ｎｄが好適に使用される。
【００４０】
また、上記のエッチング液は、前記酢酸イオン源となる化合物と水との比が、１：１〜３：１の範囲で含まれているものとすることができる。
このようなエッチング液とすることで、上記の導電膜を滑らかなテーパ形状にエッチングすることが可能なものとなる。
【００４１】
前記酢酸、水溶性酢酸塩、酢酸エステルは、主に、導電膜とエッチング液とのぬれ性を向上させてエッチングを促進させることに寄与するものであり、中でも、酢酸が好ましく使用される。
【００４２】
また、上記のエッチング液は、ＰＨが２以下であるものとすることができ、ＰＨが１以下であるものとすることがより好ましい。
本発明者らは、ＰＨを２以下、好ましくは１以下とすることで、上記の導電膜を滑らかなテーパ形状にエッチングすることが可能であることを見いだした。
【００４３】
また、上記の課題を解決するために、本発明の薄膜トランジスタ・アレイ基板の製造方法は、
基板上にマトリックス状に配列された薄膜トランジスタと、前記基板上に配置された導電配線とを備えた薄膜トランジスタ・アレイ基板の製造方法であって、不動態化する金属からなる第１層と、前記第１層上に設けられる第２層とからなる導電膜を形成する工程と、
上記のいずれかのエッチング液を使用して前記導電膜をエッチングすることにより、前記導電配線を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００４４】
なお、本発明において「導電配線」とは、外部や周辺回路との接続に使用される配線や端子となる島状の接続配線、走査線、信号線などを含む、薄膜トランジスタ・アレイ基板上に配置された各種の導電配線を意味している。
【００４５】
このような薄膜トランジスタ・アレイ基板の製造方法によれば、滑らかなテーパ形状を有する導電配線を精度よく形成することが可能である。そして、従来の製造方法と比較して、導電配線の形状不良を少なくすることができるとともに、より微細なパターンを有する導電配線を形成することができ、導電配線を高密度で設けることができる。
【００４６】
また、不動態化に起因する問題が発生することはないので、従来特に形状不良が生じやすかった周辺回路との接続に使用される島状の接続端子となる導電配線も、他の導電配線と同様に容易に形成することができる。
【００４７】
また、上記の薄膜トランジスタ・アレイ基板の製造方法においては、前記第１層の層厚が１０〜２００ｎｍの範囲であってもよい。
このような薄膜トランジスタ・アレイ基板の製造方法とすることで、滑らかなテーパ形状を有する導電配線を形成することができるとともに、エッチングによって除去されるべき第１層がエッチング終了後に残存してしまう不良の発生を防止することができる。その結果、より微細なパターン形状を有する導電配線を形成することが可能となる。
【００４８】
第１層の層厚が１０ｎｍ未満であると、均一な第１層を形成することが困難となる場合がある。また、第１層の層厚が２００ｎｍを越えると、エッチングによって除去されるべき第１層がエッチング終了後に残存してしまう恐れがある。
【００４９】
また、上記の薄膜トランジスタ・アレイ基板の製造方法においては、前記エッチングが、スプレーエッチングであってもよい。
このような薄膜トランジスタ・アレイ基板の製造方法とすることで、より一層容易に高密度の薄膜トランジスタ・アレイ基板を得ることができる製造方法となる。
【００５０】
また、上記の課題を解決するために、本発明の薄膜トランジスタ・アレイ基板は、基板上にマトリックス状に配列された薄膜トランジスタと、前記基板上に配置された導電配線とを備え、上記のいずれかに記載の製造方法によって製造された薄膜トランジスタ・アレイ基板であって、
前記導電配線は、テーパ形状を有することを特徴とする。
【００５１】
このような薄膜トランジスタ・アレイ基板によれば、導電配線がテーパ形状を有しているので、導電配線が設けられていることに起因する段差によって発生する不良が防止できるとともに、導電配線を高密度で設けることができる。その結果、不良が少なく優れた信頼性を有し、高精細化に対応可能なものとなる。
【００５２】
また、上記の薄膜トランジスタ・アレイ基板においては、前記導電配線のテーパ角度が、１５度〜７０度の範囲であるものとすることができ、２０度〜４０度の範囲とすることがより好ましい。
このような薄膜トランジスタ・アレイ基板とすることで、導電配線が設けられていることに起因する段差によって発生する不良が効果的に防止できるとともに、導電配線をより一層高密度で設けることができる薄膜トランジスタ・アレイ基板が実現できる。
【００５３】
導電配線のテーパ角度が、１５度未満であると、導電配線を高密度で設けることが困難となる場合がある。また、導電配線のテーパ角度が、７０度を越えると、テーパ形状を有する導電配線としたことによる効果が十分に得られない恐れがある。
【００５４】
また、上記の課題を解決するために、本発明の表示装置は、上記の薄膜トランジスタ・アレイ基板を備えたことを特徴とする。
このような表示装置とすることで、不良が少なく優れた信頼性を有し、高精細化に対応可能な表示装置が実現できる。
【００５５】
また、上記の表示装置は、液晶表示装置またはエレクトロ・ルミネッセンス表示装置から選択されるものとすることができる。
【００５６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のＴＦＴアレイ基板１０の一例を示した上面図である。図１に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスなどの透明で絶縁性を有する基板１２と、基板１２上に形成された複数のゲートバス・ライン１６およびソースバス・ライン１４とを備えている。ゲートバス・ライン１６とソースバス・ライン１４との交点付近には、薄膜トランジスタが形成されている。薄膜トランジスタは、ＴＦＴアレイ基板１０上にマトリックス状に配置されている。
【００５７】
また、基板１２の薄膜トランジスタが形成される領域を取囲む部分には、ゲートバス・ライン１６とソースバス・ライン１４とがそれぞれ延設され、それぞれ引出端子１８と接続されている。引出端子１８は、ゲートバス・ライン１６およびソースバス・ライン１４の数に対応して基板１２の端部に形成され、それぞれ薄膜トランジスタと電気的に接続されている。
【００５８】
図２は、図１のＡで示され薄膜トランジスタが形成された領域を拡大して示した図である。図２に示すように、薄膜トランジスタ２０は、ゲートバス・ライン１６とソースバス・ライン１４との交点付近に形成され、それぞれソース電極２２とドレイン電極２４とゲート電極２６とを含む構成とされている。そして、ソース電極２４には、ソースバス・ライン１４が接続され、ゲート電極２６には、ゲートバス・ライン１６が接続されている。
【００５９】
また、ドレイン電極２４は、コンタクトホール４４を介してＩＴＯにより形成された画素電極２８と接続されている。また、ゲートバス・ライン１６とソースバス・ライン１４とにより囲まれた領域に形成された画素電極２８は、図示しない液晶セルに対して薄膜トランジスタ２０により制御される電界を印加することにより、適切に表示装置の駆動を行う構成とされている。
【００６０】
図３は、図２に示したＴＦＴアレイ基板１０を切断線Ｓ−Ｓに沿って示した断面図である。図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０は、基板１２上に形成されたゲート電極２６と、ゲート電極２６上に形成されたＳｉＯ_２、ＳｉＯ_ｘ、ＳｉＮ_ｙ、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙなどからなるゲート絶縁膜３２とを有する、いわゆる逆スタガ型構成の薄膜トランジスタ２０を備えている。ゲート絶縁膜３２の上側には、多結晶シリコンやアモルファス・シリコンを含む半導体層３４が形成されている。半導体層３４の上側には、チャネル保護膜３６が形成され、チャネル保護膜３６に隣接してソース電極２２と、ドレイン電極２４とが形成されている。
【００６１】
なお、本発明においては、薄膜トランジスタ２０は、図３に示した逆スタガ型のみではなく、正スタガ型、すなわちトップゲート型の薄膜トランジスタを採用することができる。
【００６２】
さらに、薄膜トランジスタ２０を覆うように、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_ｘ、ＳｉＮ_ｙ、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙなどからなるパッシベーション膜３８が堆積され、薄膜トランジスタ２０を保護している。さらに、ＴＦＴアレイ基板１０上には、アクリル樹脂やポリイミド樹脂などからなり、画素電極２８の下層側に形成される各種導電配線または電極と画素電極２８との間の寄生容量を低減すると共に、下層パターンにより形成される凹凸を低下させる層間絶縁膜４２が設けられている。
【００６３】
画素電極２８は、層間絶縁膜４２に形成されたコンタクトホール４４と配線４０とを介してドレイン電極２４に接続されている。また、図３に示すように、ソースバス・ライン１４が、ソース電極２２に接続されている。
【００６４】
図４は、ソースバス・ライン１４の断面構成を説明するために、ＴＦＴアレイ基板１０を構成する基板１２とソースバス・ライン１４とを選択して示した拡大断面図である。図４に示すように、本発明により形成されるソースバス・ライン１４は、滑らかなテーパ形状が付与されたものである。また、ソースバス・ライン１４は、Ｍｏ膜１４ａと、Ｍｏ膜１４ａ上に設けられたＡｌ膜１４ｂと、Ａｌ膜１４ｂ上に設けられたＴｉ膜１４ｃとから構成されている。
【００６５】
ソースバス・ライン１４のテーパ角度は、１５〜７０度の範囲とされている。また、ソースバス・ライン１４を構成する各層の膜厚は、Ｍｏ膜１４ａが１０〜２００ｎｍ、好ましくは３０〜８０ｎｍ、より好ましくは５０ｎｍ、Ａｌ膜１４ｂが５０〜５００ｎｍ、好ましくは２００〜４００ｎｍ、より好ましくは３５０ｎｍ、Ｔｉ膜１４ｃが１０〜２００ｎｍ、好ましくは３０〜８０ｎｍ、より好ましくは５０ｎｍとされている。
また、ソースバス・ライン１４を構成する各層の膜厚の比は、Ｍｏ膜１４ａ：Ａｌ膜１４ｂ：Ｔｉ膜１４ｃが１：（２〜１０）：（０．３〜３）、より好ましくは、１：７：１とされる。
【００６６】
次に、本発明のエッチング液およびＴＦＴアレイ基板の製造方法を、図１〜図４に示したＴＦＴアレイ基板１０の製造方法を例に挙げて詳しく説明する。なお、本発明のＴＦＴアレイ基板の製造方法は、ソースバス・ライン１４を形成する工程を除く工程は、従来のアレイ基板の製造方法と同様の工程とすることができる。よって、ソースバス・ライン１４を形成する工程のみ、詳細に説明する。
【００６７】
本発明においては、まず、図５（ａ）に示すように、ガラスなどの透明な絶縁性を有する基板１２上に、１０〜２００ｎｍのＭｏ膜１４ａと５０〜５００ｎｍのＡｌ膜１４ｂと１０〜２００ｎｍのＴｉ膜１４ｃとを、スパッタリングや蒸着などの適切な方法を使用して順に堆積させ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｍｏの３層構造を有する導電膜１４０を形成する。このときの導電膜１４０の膜厚は、７０〜９００ｎｍとすることができる。
【００６８】
次いで、導電膜１４０上に、スピンコーティング法などの適切な方法を使用して、フォトレジスト層を設ける。そして、フォトレジスト層を露光および現像することにより、図５（ｂ）に示す所定のパターンを有するフォトレジスト層１４１を形成する。
【００６９】
続いて、本発明の最も好ましい実施の形態として、硝酸を１３〜２４％と、フッ化水素酸を２．４〜５．３％と、酢酸を３７〜５８％と、水を１９〜４２％とからなり、酢酸：水が、１：１〜３：１の範囲で含まれ、導電膜１４０に対するエッチングレートが、第１層≦第２層≦第３層であり、ＰＨが１であるエッチング液を使用して、導電膜１４０のスプレーエッチングを行うことにより、図４に示すテーパ形状を有するソースバス・ライン１４を形成する。
【００７０】
ここで、導電膜１４０に対するエッチングレートが、第１層≦第２層≦第３層であることを確認するために、上記の本発明の最も好ましい実施の形態のエッチング液を用いてＭｏ／Ａｌの２層構造を有する導電膜とＴｉ／Ａｌ／Ｔｉの３層構造を有する導電膜のスプレーエッチングを行った結果を図６および図７に示す。
【００７１】
図６は、上記の本発明の最も好ましい実施の形態のエッチング液を使用して、Ｍｏ／Ａｌの導電膜のスプレーエッチングを行った結果の断面形状を説明するための図である。図６（ａ）は、断面形状を示した写真である。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した写真を説明するための模式図である。
【００７２】
図６において、符号１２は基板を、符号１５ａはＡｌ膜を、符号１５ｂはＭｏ膜を、符号１４１はフォトレジスト層を示している。図６に示すように、Ａｌ膜１５ａの端部１７ａがＭｏ膜１５ｂの端部１７ｂよりも内側に位置している。このことから、Ｍｏ膜１５ｂよりもＡｌ膜１５ａのエッチング速度が速いことがわかる。
【００７３】
また、図７は、上記の本発明の最も好ましい実施の形態のエッチング液を使用して、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉの導電膜のスプレーエッチングを行った結果の断面形状を説明するための図であって、図７（ａ）は、断面形状を示した写真であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した写真を説明するための模式図である。
【００７４】
図７において、符号１２は基板を、符号１５ｃはＴｉ膜を、符号１５ｄはＡｌ膜を、符号１５ｅはＴｉ膜を、符号１４１はフォトレジスト層を示している。図７に示すように、Ａｌ膜１５ｄの端部１７ｄよりもＴｉ膜１５ｃ、１５ｅの端部１７ｃ、１７ｅが内側に位置している。このことから、Ａｌ膜１５ｄよりもＴｉ膜１５ｃ、１５ｅのエッチング速度が速いことがわかる。
【００７５】
さらに、図６および図７から、上記の本発明の最も好ましい実施の形態のエッチング液は、エッチングレートがＴｉ＜Ａｌ＜Ｍｏであることが確認できた。
【００７６】
図４に示すＴＦＴアレイ基板１０の製造方法では、上記のエッチング液を使用して導電膜１４０のスプレーエッチングを行うことにより、滑らかなテーパ形状を有するソースバス・ライン１４を精度よく形成することが可能である。その結果、従来と比較して、ソースバス・ライン１４の形状不良を少なくすることができるとともに、より微細なパターンを有するソースバス・ライン１４を形成することができる。
【００７７】
このようにして得られたＴＦＴアレイ基板１０は、ソースバス・ライン１４がテーパ形状を有しているので、ソースバス・ライン１４が設けられていることに起因する段差によって発生する不良が防止できる。また、ソースバス・ライン１４を高密度で設けることができる。したがって、不良が少なく優れた信頼性を有し、高密度化に対応可能なものとなる。
【００７８】
なお、上記の実施形態においては、ソースバス・ライン１４がテーパ形状を有するＴＦＴアレイ基板およびその製造方法を、例に挙げて説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、ゲートバス・ライン１６や引出端子１８などの導電配線の少なくとも一部をテーパ形状としたＴＦＴアレイ基板およびその製造方法に適用することが可能である。
【００７９】
次に、本発明の表示装置について、図面を参照して詳しく説明する。図８は、本発明の表示装置の一例を示した図であり、図１に示したＴＦＴアレイ基板１０を備えた液晶表示装置を示した斜視図である。図８に示すように、液晶表示装置６２は、表示ウインドウ６３を構成するための開口が形成されたフレーム６４と、バックライト・ユニットを構成する導光板６６と、フレーム６４と導光板６６との間に保持されたＴＦＴアレイ基板１０と、ＴＦＴアレイ基板１０に隣接して配置された液晶セル６８と、導光板６６に隣接して配置されたプリズムシート７０と、拡散シート７２とを備えている。
【００８０】
導光板６６の側部には、冷陰極管７４が保持されていて、導光板６６と、プリズムシート７０と、拡散シート７２と、リフレクタ７３と、冷陰極管７４とが、液晶セル６８へ光線を照射させるためのバックライト・ユニットを構成している。
【００８１】
また、表示ウインドウ６３の内側領域には、ＴＦＴアレイ基板１０を構成する図示しない画素電極が形成されていて、隣接して配置される液晶セル６８に対して、表示に必要な電界を発生させる構成とされている。さらに、ＴＦＴアレイ基板１０の外周部には、ＴＣＰ（tape carrier package)タイプのドライバを搭載するＴＡＢ（tape automate bonding）ＩＣ７６が配列されている。ＴＡＢＩＣ７６は、ＴＦＴアレイ基板１０を構成する図示しない引出端子と電気的に接続され、ソースバス・ラインおよびゲートバス・ラインを介して薄膜トランジスタに駆動信号を供給している。
【００８２】
なお、上述したＴＡＢＩＣ７６を使用する以外にも、ドライバＬＳＩのベアチップを薄膜アレイ基板１２に直付けするＣＯＧ（chip on glass）方式など、これまで知られたいかなる実装方式でも使用することができる。
【００８３】
また、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を得ることができる限り適用することができる。例えば、本発明のＴＦＴアレイ基板を、反射型液晶表示装置および有機材料または無機材料を活性物質として使用するエレクトロ・ルミネッセンス表示装置を駆動するためのＴＦＴアレイ基板としても使用することができる。この場合には、ＴＦＴアレイ基板を構成する基板は特に透明とされる必要はなく、いかなる絶縁性の材料によって形成されたものであってもよい。
【００８４】
【実施例】
以下、本発明を実施例を示して詳細に説明するが、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものではない。
（実験例１〜実験例２１）
ガラスからなる基板上に、スパッタリングすることにより堆積させて、２００ｎｍのＭｏ膜からなる導電膜と、２００ｎｍのＴｉ膜からなる導電膜と、３００ｎｍのＡｌ膜と５０ｎｍのＭｏ膜とが下から順に設けられた（Ｍｏ／Ａｌ）２層構造を有する導電膜と、５０ｎｍのＴｉ膜と２５０ｎｍのＡｌ膜と５０ｎｍのＴｉ膜とが下から順に設けられた（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ）３層構造を有する導電膜とをそれぞれ形成した。
【００８５】
次いで、導電膜上に、スピンコーティングすることによりフォトレジスト層を設け、露光および現像することにより、所定のパターンを有するフォトレジスト層を形成した。
続いて、表１および表３に示す組成の異なる種々のエッチング液を使用して、導電膜のスプレーエッチングを行った。その結果を表２および表４に示す。
なお、表１に示した実験例１〜実験例１１のエッチング液は、本発明の実施例である。また、表３に示した実験例１２〜実験例２１のエッチング液は、比較例である。
【００８６】
また、表２および表４における評価の欄は、エッチング後に得られた導電膜の形状を目視により判定して評価した結果を示したものである。なお、Ａｌ膜とＭｏ膜とが下から順に設けられた（Ｍｏ／Ａｌ）導電膜のＡｌ膜の端部がＭｏ膜の端部よりも内側に位置し、かつ、Ｔｉ膜とＡｌ膜とＴｉ膜とが下から順に設けられた（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ）導電膜のＡｌ膜の端部よりもＴｉ膜の端部が内側に位置している場合を○で示した。
また、表２および表４に示すエッチングレートの欄は、目視でエッチングの様子を観察しながら時間を測定する方法によって得られた結果を示したものである。
【００８７】
【表１】

【００８８】
【表２】

【００８９】
【表３】

【００９０】
【表４】

【００９１】
表１および表２より、表１に示した本発明の実施例のエッチング液を使用して、Ａｌ膜とＭｏ膜とが下から順に設けられた（Ｍｏ／Ａｌ）導電膜のスプレーエッチングを行うことにより、（Ｍｏ／Ａｌ）導電膜のＡｌ膜の端部がＭｏ膜の端部よりも内側に位置し、Ｍｏ膜が不動態化することが確認できた。
また、表１に示した本発明の実施例のエッチング液では、表２に示すように全て評価が○となった。よって、表１に示した本発明の実施例のエッチング液を使用した場合、（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ）導電膜のＡｌ膜の端部よりもＴｉ膜の端部が内側に位置するものとなる。
このため、表１に示した本発明の実施例のエッチング液を使用を使用すれば、Ｍｏ膜とＡｌ膜とＴｉ膜とが下から順に設けられた（Ｔｉ／Ａｌ／Ｍｏ）導電膜をスプレーエッチングすることにより、テーパ形状が形成されることが確認できた。
【００９２】
また、本発明のエッチング液を使用して形成された導電配線を備えた薄膜トランジスタ・アレイ基板は、導電配線が設けられていることに起因する段差によって発生する不良が防止できるとともに、導電配線を高密度で設けることができ、良好な特性を示した。さらに、本発明の薄膜トランジスタ・アレイ基板を備えた表示装置についても、良好な特性を示した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＴＦＴアレイ基板の一例を示した上面図である。
【図２】図１のＡで示され薄膜トランジスタが形成された領域を拡大して示した図である。
【図３】図２に示したＴＦＴアレイ基板を切断線Ｓ−Ｓに沿って示した断面図である。
【図４】ソースバス・ラインの断面構成を説明するための図であり、ＴＦＴアレイ基板を構成する基板とソースバス・ラインのみを示した拡大断面図である。
【図５】本発明のエッチング液およびＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明するための拡大断面図である。
【図６】Ｍｏ／Ａｌの導電膜のスプレーエッチングを行った結果の断面形状を説明するための図であって、図６（ａ）は、断面形状を示した写真であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した写真を説明するための模式図である。
【図７】Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉの導電膜のスプレーエッチングを行った結果の断面形状を説明するための図であって、図７（ａ）は、断面形状を示した写真であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した写真を説明するための模式図である。
【図８】本発明の表示装置の一例を示した図である。
【図９】従来の方法によって得られた導電配線の断面形状を説明するための図であって、図９（ａ）は、導電配線の断面形状を示した写真であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した写真を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１０…ＴＦＴアレイ基板
１２…基板
１４…ソースバス・ライン
１４ａ…Ｍｏ膜
１４ｂ…Ａｌ膜
１４ｃ…Ｔｉ膜
１６…ゲートバス・ライン
１８…引出端子
２０…薄膜トランジスタ
２２…ソース電極
２４…ドレイン電極
２６…ゲート電極
２８…画素電極
３０…補助容量ライン
３２…ゲート絶縁膜
３４…半導体層
３６…チャネル保護層
４２…層間絶縁膜
４４…コンタクトホール
６２…液晶表示装置
６３…表示ウインドウ
６４…フレーム
６６…導光板
６８…液晶セル
７０…プリズムシート
７２…拡散シート
７３…リフレクタ
７４…冷陰極管
７６…ドライバＩＣ（ＴＡＢ）

Claims

ＭｏまたはＭｏ合金からなり不動態化する第１層と、前記第１層上に設けられ、エッチングレートが第１層≦第２層である第２層とからなる導電膜をエッチングするためのエッチング水溶液であって、
硝酸と、フッ化水素酸と、酢酸イオン源となる化合物とを、硝酸を１３〜２４％、フッ化水素酸を２．４〜５．３％、酢酸イオン源となる化合物を氷酢酸として３７〜５８％含有するのに相当する酢酸当量含み、
前記第１層を不動態化させるエッチング液。
前記第２層上に設けられる第３層を含み、
前記第２層に対するエッチングレートが、第２層≦第３層である請求項１に記載のエッチング液。
前記第１層に対するエッチングレートが、第１層≦第３層である請求項２に記載のエッチング液。
前記第２層がＡｌまたはＡｌ合金からなり、前記第３層がＴｉまたはＴｉ合金からなる請求項２に記載のエッチング液。
前記酢酸イオン源となる化合物と水との比が、１：１〜３：１の範囲で含まれている請求項１に記載のエッチング液。
前記酢酸イオン源となる化合物が、酢酸である請求項１に記載のエッチング液。
前記エッチング液のｐＨが２以下である請求項１に記載のエッチング液。
基板上にマトリックス状に配列された薄膜トランジスタと、前記基板上に配置された導電配線とを備えた薄膜トランジスタ・アレイ基板の製造方法であって、
ＭｏまたはＭｏ合金からなり不動態化する第１層と、前記第１層上に設けられ、エッチングレートが第１層≦第２層である第２層とからなる導電膜を形成する工程と、
硝酸と、フッ化水素酸と、酢酸イオン源となる化合物とを、硝酸を１３〜２４％、フッ化水素酸を２．４〜５．３％、酢酸イオン源となる化合物を氷酢酸として３７〜５８％含有するのに相当する酢酸当量含み、前記第１層を不動態化させるエッチング液を使用して前記導電膜をエッチングすることにより、前記導電配線を形成する工程と
を有する薄膜トランジスタ・アレイ基板の製造方法。
前記第１層の層厚が１０〜２００ｎｍの範囲である請求項８に記載の薄膜トランジスタ・アレイ基板の製造方法。
さらに前記第２層上に前記第２層に対するエッチングレートが、第２層≦第３層である前記第３層を含み、前記エッチングが、スプレーエッチングである請求項８に記載の薄膜トランジスタ・アレイ基板の製造方法。
基板上にマトリックス状に配列された薄膜トランジスタと、前記基板上に配置された導電配線とを備え、請求項８に記載の製造方法によって製造された薄膜トランジスタ・アレイ基板であって、
前記導電配線は、テーパ角度が１５〜７０度の範囲のテーパ形状を有する薄膜トランジスタ・アレイ基板。
さらに、前記第２層上に前記第２層に対するエッチングレートが、第２層≦第３層である前記第３層を含む、請求項１１に記載の薄膜トランジスタ・アレイ基板。
請求項１１または１２のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタ・アレイ基板を備えた表示装置。
前記表示装置は、液晶表示装置またはエレクトロ・ルミネッセンス表示装置から選択される請求項１３に記載の表示装置。