JP3805523B2

JP3805523B2 - 薄膜デバイス

Info

Publication number: JP3805523B2
Application number: JP5797898A
Authority: JP
Inventors: 安宏那須; 泰弘大野; 浩司塚大
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2018-03-10
Also published as: JPH11258627A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネル等の薄膜デバイスに関し、特に外部の駆動回路に接続される接続端子を有する薄膜デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄くて軽量であるとともに低電圧で駆動できて消費電力が少ないという長所があり、近年、パーソナルコンピュータのディスプレイやテレビ等に広く使用されるようになった。
一般的に、液晶表示装置を構成する表示パネルは、２枚の透明ガラス基板の間に液晶を封入した構造を有している。それらのガラス基板の相互に対向する２つの面（対向面）のうち、一方の面側にはブラックマトリクス、カラーフィルタ、対向電極及び配向膜等が形成され、また他方の面側には薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）、画素電極及び配向膜等が形成されている。更に各ガラス基板の対向面と反対側の面には、それぞれ偏光板が貼り付けられている。これらの２枚の偏光板は、例えば偏光板の偏光軸が互いに直交するように配置され、これによれば、電界をかけない状態では光を透過し、電界を印加した状態では遮光するモード、すなわちノーマリーホワイトモードとなる。また、２枚の偏光板の偏光軸が平行な場合には、電界をかけない状態では光を遮光し、電界を印加した状態では透過するモード、すなわちノーマリーブラックモードとなる。
【０００３】
なお、以下の説明において、液晶表示パネルを構成する２枚の基板のうち、ＴＦＴ等が形成された基板をＴＦＴ基板、カラーフィルタ等が形成された基板をＣＦ基板という。
図７は従来の液晶表示パネルのＴＦＴ基板を示す平面図、図８は図７中矢印Ｂで示す部分を拡大して示す平面図、図９は図８のＣ−Ｃ線による断面図である。
【０００４】
ガラスからなる透明基板３０の表面上には複数本のゲートバスライン３１及び複数本のドレインバスライン３２が上から見て直角に交差するように形成されている。各ゲートバスライン３１は駆動回路接続用端子３５の引出配線３５ａと接続されており、各ドレインバスライン３２は駆動回路接続用端子３６の引出配線３６ａと接続されている。これらの端子３５，３６及び引出配線３５ａ，３６ａはいずれもＩＴＯ（インジウム酸化スズ）からなり、図９に示すように、ＳｉＮ等からなる絶縁膜４２上に形成されている。また、端子３５，３６の引出配線３５ａ，３６ａは、絶縁膜４２に開口されたコンタクトホール４４ｂ，４４ｃを介してゲートバスライン３１又はドレインバスライン３２に接続されている。コンタクトホール４４ｂ，４４ｃは、通常、図８に示すように矩形状に形成されることが多いが、円形状に形成されることもある。
【０００５】
基板３０上のゲートバスライン３１及びドレインバスライン３２により区画された各領域には、ＴＦＴ３３と、ＩＴＯからなる透明画素電極３４とが配置されている。ＴＦＴ３３のゲート電極３３ａはゲートバスライン３１に接続され、ドレイン電極３３ｂはドレインバスライン３２に接続され、ソース電極３３ｃはコンタクトホール４４ａを介して画素電極３４に接続されている。これらの画素電極３４上には液晶の配向方向を決める配向膜（図示せず）が形成されている。
【０００６】
液晶表示パネルは、このように構成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタ等が形成されたＣＦ基板とを対向配置し、両者の間に液晶を封入して構成される。
この液晶表示パネルは、端子３５，３６を介して駆動回路が設けられた基板（以下、駆動回路基板という）と電気的に接続され、駆動回路基板から供給される信号により駆動される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示パネルでは、上述の如く、駆動回路接続用端子３５，３６がＩＴＯにより形成されている。これは、▲１▼ＩＴＯの硬度が高いために製造工程及び検査工程等で端子３５，３６が傷付くことを防止できること、▲２▼ＩＴＯは導電性を有する酸化物であるので、金属のように酸化によって導電率が変動することがないこと、▲３▼ＩＴＯは耐薬品性が優れており、製造工程及び検査工程等における品質の変動が極めて少ない等の利点があるためである。
【０００８】
しかし、ＩＴＯは、ゲートバスライン３１及びドレインバスライン３２の材料である金属（Ｃｒ又はＡｌ等）に比べて抵抗率が高い。このため、液晶表示パネルの製造工程や試験工程で発生する静電気により、ＩＴＯからなる端子と金属からなる配線（ゲートバスライン及びドレインバスライン）との間に急激な大電流が流れると、コンタクトホール４４ｂ（４４ｃ）の縁部の引出配線３５ａ，３６ａ（図８，図９に矢印Ｄで示す部分）が焼失することがある。
【０００９】
本発明は、静電気等に起因する大電流によってコンタクトホールの縁部の配線が焼失してしまうことを回避できて、信頼性が高い薄膜デバイスを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、基板と、前記基板上に形成された薄膜トランジスタと、前記基板上に形成され、前記薄膜トランジスタに接続された第１の配線と、前記第１の配線を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜を開孔して形成され、前記第１の配線の先端部に連絡する複数のコンタクトホールと、前記絶縁膜の上に形成された端子と、一方の端部が前記端子に接続され、他方の端部が前記複数のコンタクトホールを介して前記第１の配線に接続された第２の配線とを有し、前記第１の配線の先端に近づくのに伴って前記コンタクトホールの数が段階的に減少するように前記複数のコンタクトホールが配置されていることを特徴とする薄膜デバイスにより解決する。
【００１３】
以下、本発明の作用について説明する。本発明においては、第１の配線の端部と第２の配線とを電気的に接続する複数のコンタクトホールが設けられた配線接続部を有し、前記配線接続部の前記第１の配線の先端側におけるコンタクトホールの密度が、配線接続部の他の部分に比べて小さくなるように設定されている。これにより、電流パスが分散され、発熱が抑制されて、第２の配線の焼失が回避される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイスを示す平面図、図２は図１中矢印Ａで示す部分の拡大図である。なお、本実施の形態は、本発明を液晶表示パネルのＴＦＴ基板に適用した例である。
【００１５】
ガラスからなる透明基板１０の表面上には複数本のゲートバスライン１１及び複数本のドレインバスライン１２が上から見て直角に交差するように形成されている。各ゲートバスライン１１は駆動回路接続用端子１５の引出配線１５ａと接続されており、各ドレインバスライン１２は駆動回路接続用端子１６の引出配線１６ａと接続されている。これらの端子１５，１６及び引出配線１５ａ，１６ａはいずれもＩＴＯにより形成されており、引出配線１５ａ，１６ａはコンタクトホール２４ｂ，２４ｃを介してゲートバスライン１１又はドレインバスライン１２に接続されている。コンタクトホール２４ｂ，２４ｃはいずれも上から見たときに楔形（長方形と三角形とを組み合わせた形状）に形成されており、楔先端側がゲートバスライン１１又はドレインバスライン１２の先端側（端子１５，１６側）に向くように配置されている。
【００１６】
基板１０上のゲートバスライン１１及びドレインバスライン１２により区画された各領域には、ＴＦＴ１３とＩＴＯからなる透明の画素電極１４とが配置されている。ＴＦＴ１３のゲート電極１３ａはゲートバスライン１１に接続され、ドレイン電極１３ｂはドレインバスライン１２に接続され、ソース電極１３ｃはコンタクトホール２４ａを介して画素電極１４に接続されている。これらの画素電極１４上には配向膜（図示せず）が形成されている。
【００１７】
一方、ＣＦ基板は、ガラスからなる透明基板と、この透明基板の表面上に形成されたカラーフィルタと、画素電極間を遮光するブラックマトリクスと、これらのカラーフィルタ及びブラックマトリクスを覆う透明絶縁膜と、該透明絶縁膜上に形成された対向電極と、該対向電極を覆う配向膜とにより構成されている。液晶表示パネルは、図１に示す構造のＴＦＴ基板と、上述のＣＦ基板とを一定の間隔で対向させて配置し、両者の間に液晶を封入して構成されている。
【００１８】
図３，図４は、上述した本実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を工程順に示す断面図である。なお、これらの図３，図４は、液晶表示パネルのＴＦＴ形成領域における断面を示す。
まず、図３（ａ）に示すように、ガラス製の透明基板１０をスパッタリング装置のチャンバ内に載置し、Ｃｒ（クロム）をターゲットに用いてスパッタリングを施して、基板１０上にＣｒ膜を約１５０ｎｍの厚さに形成する。その後、フォトリソグラフィ法を用いてＣｒ膜を所定の形状にパターニングし、ゲートバスライン１１及びゲート電極１３ａを形成する。
【００１９】
次に、図３（ｂ）に示すように、基板１０の上側全面にＳｉＮ膜２３、アモルファスシリコン膜２５及びＳｉＮ膜２６を順次積層する。この場合、ＳｉＮ膜２３は約３００〜４００ｎｍの厚さに形成し、アモルファスシリコン膜２５は約１５〜３５ｎｍの厚さに形成し、ＳｉＮ膜２６は約１００〜２５０ｎｍの厚さに形成する。ここでは、ＳｉＮ膜２３を４００ｎｍ、アモルファスシリコン膜２５を３０ｎｍ、ＳｉＮ膜２６を１００ｎｍの厚さに形成したとする。
【００２０】
次に、図３（ｃ）に示すように、ＳｉＮ膜２６上にフォトレジスト膜（図示せず）を形成し、露光及び現像処理を施して、ゲート電極１３ａの上方にのみフォトレジスト膜を残存させる。そして、このフォトレジスト膜をマスクとしてＳｉＮ膜２６をエッチングし、ゲート電極１３ａの上方にのみＳｉＮ膜２６を残す。その後、フォトレジスト膜を除去する。
【００２１】
次に、図４（ａ）に示すように、基板１０の上側全面に、ｎ⁺アモルファスシリコン膜２７と、Ｔｉ（チタン）膜２８ａ、Ａｌ（アルミニウム）膜２８ｂ及びＴｉ膜２８ｃの３層構造の導電体膜２８とを形成する。この場合、ｎ⁺アモルファスシリコン膜２７は約３０ｎｍの厚さに形成し、Ｔｉ膜２８ａは約２０ｎｍの厚さに形成し、Ａｌ膜２８ｂは約５０ｎｍの厚さに形成し、Ｔｉ膜２８ｃは約８０ｎｍの厚さに形成する。そして、基板１０の上側全面にフォトレジスト膜（図示せず）を形成し、露光及び現像処理を施して、所定の形状にパターニングする。そして、フォトレジスト膜をマスクとしてＴｉ膜２８ｃ、Ａｌ膜２８ｂ、Ｔｉ膜２８ａ、ｎ⁺アモルファスシリコン膜２７及びアモルファスシリコン膜２５をエッチングする。これにより、ＴＦＴ１３のソース及びドレイン領域と、Ｔｉ膜２８ｃ、Ａｌ膜２８ｂ及びＴｉ膜２８ａの３層構造のドレインバスライン１３、ドレイン電極１３ｂ及びソース電極１３ｃが形成される。なお、ＳｉＮ膜２６は、ＴＦＴのチャネルとなる部分のアモルファスシリコン膜２５をエッチングから保護するための保護膜として作用する。
【００２２】
次いで、図４（ｂ）に示すように、基板１０の上側全面にＳｉＮ膜２９を約２５０〜５００ｎｍの厚さに形成する。ここでは、ＳｉＮ膜を３００ｎｍの厚さに形成したとする。その後、ＳｉＮ膜２９及びＳｉＮ膜２３を選択的にエッチングして、ソース電極１３ｃに到達するコンタクトホール２４ａ、ゲートバスライン１１の端部に到達するコンタクトホール２４ｂ及びドレインバスライン１２の端部に到達するコンタクトホール２４ｃを形成する。この場合、コンタクトホール２４ｂ，２４ｃは、図２に示すように、上から見て楔形となるように形成する。
【００２３】
その後、基板１０の上側全面にＩＴＯ膜を約８０ｎｍの厚さに形成した後、そのＩＴＯ膜をパターニングして、画素電極１４、端子１５，１６及び引出配線１５ａ，１６ａを形成する。画素電極１４は、コンタクトホール２４ａを介してソース電極１３ｃに電気的に接続され、引出配線１５ａはコンタクトホール２４ｂを介してゲートバスライン２２に電気的に接続され、引出配線１６ａはコンタクトホール２４ｃを介してドレインバスライン１２に電気的に接続される。
【００２４】
そして、基板１０の上側全面にポリイミド等からなる配向膜（図示せず）を形成した後、その配向膜の表面をラビング処理する。これにより、図１に示す液晶表示パネルのＴＦＴ基板が完成する。
本実施の形態においては、ゲートバスライン１１及びドレインバスライン１２の端部と端子１５，１６の引出配線１５ａ，１６ａとを接続するコンタクトホール２４ｂ，２４ｃが楔状に形成されており、その先端部（Ｖ字形の部分）がゲートバスライン１１又はドレインバスライン１２の先端側に向いている。従って、製造工程や検査工程で発生する静電気等により端子１５，１６とゲートバスライン１１又はドレインバスライン１２との間に大電流が流れる場合に、電流パスが、コンタクトホール２４ｂ，２４ｃのＶ字形の縁部に沿って広く分散される。これにより、コンタクトホール２４ｂ，２４ｃの縁部の一部領域に電流が集中することが回避され、コンタクトホール２４ｂ，２４ｃの縁部における引出配線１５ａ，１６ａ（ＩＴＯ）の焼失が防止される。
【００２５】
（その他の実施の形態）
図５、図６は本発明の他の実施の形態の液晶表示パネルにおけるゲートバスライン１１（又は、ドレインバスライン１２）の端部と駆動回路接続用端子１５ｂ（又は、１６ｂ）の引出配線との接続部を示す平面図である。これらの実施の形態において、ゲートバスライン１１（又は、ドレインバスライン１２）の端部と端子の引出配線１５ｂ（又は、１６ｂ）とを接続するコンタクトホールの形状が異なること以外は基本的に第１の実施の形態と同様であるので、重複する部分の説明を省略する。
【００２６】
図５に示す薄膜デバイスでは、ゲートバスライン１１（又は、ドレインバスライン１２）の端部と引出配線１５ｂ（又は引出配線１６ｂ）との接続部に小さなコンタクトホール２４ｄが多数形成されている。各コンタクトホール２４ｄの面積は同じであり、ゲートバスライン１１（又は、ドレインバスライン１２）の長さ方向におけるコンタクトホール２４ｄの配設ピッチは一定であるが、基板縁側ではコンタクトホール２４ｄの数が段階的に少なくなるように設定されている。すなわち、コンタクトホール２４ｄの密度は、ゲートバスライン１１（又は、ドレインバスライン１２）の先端側ほど小さくなるように設定されている。
【００２７】
図６に示す液晶表示パネルにおいても、ゲートバスライン１１（又は、ドレインバスライン１２）の端部と引出配線１５ｃ（又は、引出配線１６ｃ）との接続部に小さなコンタクトホール２４ｅが多数形成されている。そして、コンタクトホール２４ｅの配設ピッチは、ゲートバスライン１１（又は、ドレインバスライン１２）の先端側ほど大きくなり、かつ、コンタクトホール２４ｅの数が段階的に少なくなるように設定されている。すなわち、コンタクトホール２４ｅの密度は、ゲートバスライン１１（又は、ドレインバスライン１２）の先端側ほど小さくなるように設定されている。
【００２８】
これらの実施の形態の薄膜デバイスにおいて、製造工程又は検査工程で静電気が発生しても、ゲートバスライン１１（又は、ドレインバスライン１２）と端子１５，１６）の引出配線１５ａ，１６ａとの間の電流パスが広い範囲に分散されるので、第１の実施の形態と同様に、ゲートバスライン１１（又は、ドレインバスライン１２）と端子１５，１６の引出配線１５ａ，１６ａとの接続部の焼失が防止されるという効果が得られる。
【００２９】
なお、上記の実施の形態はいずれも液晶表示パネルのＴＦＴ基板について説明したが、本発明の薄膜デバイスは液晶表示パネルに限定されるものではなく、液晶表示パネルのＴＦＴ基板以外のデバイスに適用できることは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本願第１発明によれば、第１の配線の端部と第２の配線とを電気的に接続するコンタクトホールとを有し、前記コンタクトホールは、その第１の配線の先端側が楔状に形成されているので、コンタクトホールの縁部の長さが長くなり、電流パスが分散される。これにより、コンタクトホールの縁部における発熱が抑制され、第２の配線の焼失が回避される。
【００３１】
また、本願第２発明によれば、第１の配線の端部と第２の配線とを電気的に接続する複数のコンタクトホールが設けられた配線接続部を有し、前記配線接続部の前記第１の配線先端側におけるコンタクトホールの密度が、前記配線接続部の他の部分に比べて小さくなるように設定されているので、電流パスが分散され、発熱が抑制されて、第２の配線の焼失が回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイス（液晶表示パネル）を示す平面図である。
【図２】図１中矢印Ａで示す部分の拡大図である。
【図３】第１の実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を示す図（その１）である。
【図４】第１の実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を示す図（その２）である。
【図５】本発明の他の実施の形態の薄膜デバイス（液晶表示パネル）におけるゲートバスライン（又は、ドレインバスライン）と引出配線との接続部を示す平面図である。
【図６】本発明の更に他の実施の形態の薄膜デバイス（液晶表示パネル）におけるゲートバスライン（又は、ドレインバスライン）と引出配線との接続部を示す平面図である。
【図７】従来の薄膜デバイス（液晶表示パネルのＴＦＴ基板）を示す平面図である。
【図８】図７中矢印Ｂで示す部分を拡大して示す平面図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ線による断面図である。
【符号の説明】
１０，３０基板、
１１，３１ゲートバスライン、
１２，３２ドレインバスライン、
１３，３３ＴＦＴ、
１４，３４画素電極、
１５，１６，３５，３６端子、
１５ａ，１６ａ，３５ａ，３６ａ引出配線、
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，４４ａ，４４ｂ，４４ｃコンタクトホール。

Claims

基板と、
前記基板上に形成された薄膜トランジスタと、
前記基板上に形成され、前記薄膜トランジスタに接続された第１の配線と、
前記第１の配線を覆う絶縁膜と、
前記絶縁膜を開孔して形成され、前記第１の配線の先端部に連絡する複数のコンタクトホールと、
前記絶縁膜の上に形成された端子と、
一方の端部が前記端子に接続され、他方の端部が前記複数のコンタクトホールを介して前記第１の配線に接続された第２の配線とを有し、
前記第１の配線の先端に近づくのに伴って前記コンタクトホールの数が段階的に減少するように前記複数のコンタクトホールが配置されていることを特徴とする薄膜デバイス。
前記第２の配線は、前記第１の配線に比べて抵抗率が高い導電体からなることを特徴とする請求項１に記載の薄膜デバイス。
前記第１の配線は金属からなり、前記第２の配線はＩＴＯ（インジウム酸化スズ）からなることを特徴とする請求項１に記載の薄膜デバイス。