JP5433487B2

JP5433487B2 - 配線構造

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Publication number: JP5433487B2
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Authority: JP
Inventors: 博行奥野; 剛彰前田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2030-04-12
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Description

本発明は、電子装置などに用いられる配線構造に関し、詳細には金属配線の切断端面からの腐食の進行が抑制された配線構造に関するものである。本発明の配線構造は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどの液晶表示装置；ＵＬＳＩ（超大規模集積回路）、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ダイオード、薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタ基板などの電子装置などに好適に用いられる。以下、本発明の配線構造について、液晶表示装置に基づいて説明するが、本発明の配線構造を液晶表示装置に限定する趣旨ではない。

小型の携帯電話から、３０インチを超す大型のテレビに至るまで様々な分野に用いられる液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下「ＴＦＴ」と呼ぶ。）をスイッチング素子とし、画素電極を構成する透明導電膜（酸化物導電膜）と、ゲート線およびソース−ドレイン配線等の配線部と、アモルファス・シリコン（ａ−Ｓｉ）や多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）などのＳｉ半導体層を備えたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対して所定の間隔をおいて対向して配置され共通電極を備えた対向基板と、ＴＦＴ基板と対向基板との間に充填された液晶層と、から構成されている。

こうした液晶表示装置は、一般に、基板加工工程、アレイ工程、カラーフィルター工程、セル工程、モジュール工程を経て製造される。基板加工工程では、大判の基板を切断して数枚の基板（マザーパネル）に切り分け、研磨、洗浄等を行い、その後、前面板、背面板の２つの工程に分けられる。アレイ工程では、スパッタリング等による成膜、フォトリソグラフィ等による回路形成等を行って基板上に薄膜トランジスタを形成するとともに、金属配線や絶縁膜等が形成される。この際、液晶表示部分には金属配線がマトリクス状に形成されると共に、液晶表示部分の外側には金属配線が引き出され（引き出し線）、静電気不良発生防止のためのショートリングに接続されたり、あるいは液晶表示部分の電気的検査のための端子などに接続されている。カラーフィルター工程では、カラーフィルター（赤、青、緑）を基板上に着色し、その後、透明電極（ＩＴＯ）を成膜する。そしてセル工程ではアレイ工程とカラーフィルター工程で作製したそれぞれの基板を組み合わせて、基板の間に液晶物質を注入する。最後にモジュール工程では、バックライトや駆動用電源等の組み付けを行って、液晶表示装置が完成する。

このような液晶表示装置の製造工程のうち、セル工程では金属配線や絶縁膜などが形成されたマザーパネルを切断し、アレイ基板が切り出される。この際、引き出し線も分断されるため、切断端面または面取り加工端面には金属配線が露出する。また切断手段として例えばダイヤモンドカッターやレーザ等が用いられているが、切断時に冷却水を供給しながら切断することが行われている。さらに切断面の曲面加工のために、研磨液を供給しながら研磨処理が行なわれている。そのため、切断部分の基板や絶縁膜に微細なクラックが生じていると、該クラックから冷却水や研磨液が侵入し、引き出し線が腐食するという問題が生じていた。また冷却水を供給しないドライカットであっても、基板の洗浄時に使用する洗浄水がクラックから侵入し、あるいは基板が高湿度下に晒された場合に大気中の水分がクラックから侵入し、上記と同様の問題が生じていた。特に引き出し線の腐食が進行してゲート線やソース線等、液晶表示部分を構成する金属配線にまで到達すると、動作不良等の配線欠陥の原因となり、液晶表示装置の性能が低下することから、対策が求められていた。

このような問題を解決する方法として、基板を切断した後、該切断部分を樹脂等でコーティングする方法が採用されているが、このようなコーティング工程を付加するためには新たな装置等の導入が必要であり、製造コストが増加するという問題があった。またこの方法では、切断時に既にクラックから侵入している水分を除去することができず、金属配線の腐食を十分に防止できなかった。

また特許文献１には、ＴＦＴ基板のゲート端子、及びドレイン端子を含む内部の表示領域を、基板周辺の静電保護配線や静電保護素子から切り離す際に、表示領域の切断面から配線腐食が進行しないように、ゲート端子電極、及びドレイン端子電極を大気中において耐腐食性を示す材料により形成することが提案されている。

しかし特許文献１の方法では、大気腐食が生じるゲート端子電極及びドレイン端子電極の材料を変更するというものであり、材料設計方針の転換を余儀なくされるという問題がある。

特許文献２には、表示部の欠陥検査時に、配線端子部にある引出配線用導電膜の腐食を防ぐために、引出配線用電極と検査用電極を分離し、ＩＴＯなどの耐腐食性が高い材料により直列に配置することが提案されている。

しかしＩＴＯで接続する場合、ＩＴＯは電気抵抗率が高く、またＩＴＯの膜厚が薄いなど、配線抵抗の増大を招く原因となる。また新たに電極を増やすことは、外部に剥き出しになるＩＴＯと下地膜の接触箇所を増やすこととなり、接触部の腐食リスクの増加につながるため望ましくない。

また特許文献３には、引出配線の腐食に備えて１本の配線に対して複数の引出配線を形成することが提案されている。

しかし切断端面からの腐食においては、この手法は配線数が増えた分だけ腐食のリスクが増加するため望ましくない。

特開２００４−３５４７９８号公報特開２００７−３１６２６３号公報特開２００５−１２１９７６号公報

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、従来のように樹脂コーティングの追加や端子電極の材料変更などの負荷を伴うことなく、基板切断などの切出し加工の際に生じるクラックからの水分侵入に起因する金属配線端面の腐食防止、あるいは金属配線端面の腐食が生じている場合でも該腐食が液晶表示装置を駆動する液晶表示部分を構成するゲート配線、ソース配線や配線端子部の金属配線にまで到達することを防止する技術を提供することである。

上記課題を解決するための本発明の配線構造は、基板の上に、切り出し加工により切断端面が露出している第１の金属配線と、第２の金属配線と、絶縁膜と、を有する表示装置用配線構造であって、前記第１の金属配線は１００μｍ以上の不連続部を有し、前記不連続部によって分断された各第１の金属配線は、第２の金属配線によって連結されており、前記分断された第１の金属配線と、前記第２の金属配線との接触界面の少なくとも一方は、前記第１の金属配線または前記第２の金属配線を構成する金属よりも貴な金属を含むもので構成される腐食防止層を有する配線構造である。

本発明の前記第１の金属配線の少なくとも一部は、前記第１の金属配線を構成する金属よりも貴な金属で被覆されているものも好ましい実施態様である。

また前記第２の金属配線の少なくとも一部は、前記第２の金属配線を構成する金属よりも貴な金属で被覆されているものも好ましい実施態様である。

更に前記第１の金属配線または前記第２の金属配線は、ゲート配線またはソースドレイン電極に連結されているものであってもよい。

本発明においては、前記第１の金属配線、および／または前記第２の金属配線が、ＡｌまたはＡｌ合金であることも好ましく、前記Ａｌ合金は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇｅ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｉ、及びＴａよりなる群から選択される少なくとも１種を含むものであることも好ましい。

本発明では前記貴な金属はＭｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａ、及びこれらの合金または窒化物よりなる群から選ばれる少なくとも１種であることも好ましい実施態様である。

本発明によれば、基板を切断した際に生じるクラックから進入した水分に起因して金属配線端面の腐食が生じている場合でも、該腐食が液晶表示装置を駆動する液晶表示部分を構成する金属配線に到達することを防止できる。したがって、本発明の配線構造は、金属配線端面の腐食による液晶表示装置の動作不良等の配線欠陥を防止できる。

図１はアレイ基板の配線構造を示す概略見取り図である。図２ａは従来のアレイ基板の配線断面構造を示す概略斜視図である。図２ｂは従来のアレイ基板の配線断面構造を示す概略斜視図である。図３は本発明の好ましい一例を示す概略斜視図である。図４は本発明の好ましい一例を示す概略斜視図である。図５は本発明の好ましい一例を示す概略斜視図である。図６は本発明の好ましい一例を示す概略斜視図である。図７は本発明の好ましい一例を示す概略斜視図である。図８は本発明の好ましい一例を示す概略斜視図である。図９は本発明の好ましい一例を示す概略斜視図である。図１０は本発明の好ましい一例を示す概略斜視図である。図１１は本発明の好ましい一例を示す概略斜視図である。

本発明において、「金属配線」には、配線のみならず配線を加工した電極も含まれ、例えばフォトリソグラフィ等によって一体的に形成された電極、配線、接続端子や、各種検査用の配線など、各種配線、電極、端子も含む趣旨である。

また「第１の金属配線」として、引き出し線（液晶表示装置を駆動する液晶表示部分を構成する金属配線以外の配線）を例に説明するが、第１の金属配線とは、基板の切断、面取り加工などの切り出し加工によって、基板切断端面おいて露出する金属配線をいう。

なお、本発明では、不連続部を設けたことによって分断された基板切断端面側の第１の金属配線を「第１の金属配線Ａ」といい、もう一方の第１の金属配線を「第１の金属配線Ｂ」ということがある。

また「第２の金属配線」とは、第１の金属配線Ａと第１の金属配線Ｂを連結している金属配線をいう。

また「電気的接触」とは、金属配線同士が交差、あるいは異なる機能を有する金属配線等と接続されることによって、通電可能状態にあることをいう。

また、「切り出し加工」とは、パネル形成前またはパネル形成後に通常実施される切り出し処理を意味し、例えば、金属配線と層間絶縁膜を備えたＴＦＴ基板を、所定のサイズ（一画面分または数画面分）に切り出したり（スクライブ、分断、割断などと呼ばれる。）、ショートリングに接続した後に切り出したりすることを意味し、「切断端面」とは、これらの切り出し加工によって形成される金属配線端面を意味する。切り出し加工後に形状修正などの目的で面取加工や研磨加工を行ったときは、これらの加工を行った後の端面を「切断端面」と呼ぶ。

以下、切り出し加工により切断されたＴＦＴ基板（アレイ基板）の実施形態を、図１を用いて説明する。図１では引き出し線７（第１の金属配線）が切断された例を示しているが、これに限定する趣旨ではない。

図１に例示されるように液晶表示装置の基板１上には、複数のゲート線２とソース線３が直交するように配置され、マトリクスを形成すると共に、各マトリクス内には、画素電極（画素パターン）と、この画素電極を駆動するための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：スイッチ素子）４がそれぞれ形成され、ＴＦＴのゲート電極はゲート線に、ソース電極はソース線に接続されている（これらをまとめて図中４として示す）。そして各ゲートパッド５から各ゲート線２を介してＴＦＴ４にアドレス信号が供給され、各ソースパッド６からは各ソース線３を介してＴＦＴ４にデータ信号が供給される。またゲートパッド５、ソースパッド６には、それぞれ引き出し線７が接続され、該引き出し線７を利用して電気的特性の検査用の電気が供給できるように構成されている。なお、ゲートパッド５やソースパッド６に接続される引き出し線７は、図示する電気的特性の検査用配線に限定されず、ゲートドライバー、ソースドライバーなどの液晶表示装置を構成する電極、あるいは製造工程における静電気を防止するためのショートリング等へ接続するための配線であってもよい。またゲート線２、ソース線３、引き出し線７などは後記するように所望の金属からなる配線で構成されている（以下、単に「金属配線」ということがある）。

そして製造過程で金属配線上に絶縁膜等、必要な構成を形成した後、基板１を所望の切断ライン８で切断し、アレイ基板１ａが切り出される。図示例では切断ライン８で切断すると、引き出し線（金属配線）７が分断されるため、アレイ基板１ａの切断端面には引き出し線７の端面が露出することになる(図２ａは引き出し線７がゲートパッド５と接続する構成、図２ｂは引き出し線７がソースパッド６と接続する構成)。この切断には、ダイヤモンドカッターやレーザ等が用いられるが、切断部分近傍の基板や絶縁膜には切断によってクラックが生じることがある。このクラックが引き出し線７まで到達していると、切断時に使用した冷却水、基板を洗浄した際に使用した洗浄水、あるいは基板切断面を研磨した際に使用した研磨液などが、クラックから侵入して引き出し線７と接触し、引き出し線７を腐食させる。更に腐食が引き出し線７を伝って進行して液晶表示部分を構成するゲートパッド５やゲート線２等の金属配線にまで到達すると、腐食による金属配線の断線、抵抗増大などが生じる原因となる。特にクラックに侵入した水分は除去が困難であるため、この水分が金属配線の腐食を進行させる原因となる。

本発明者らが金属配線の腐食の進行について詳細に検討した結果、腐食によって金属配線の体積膨張が起こり、それに伴って絶縁膜にクラックが生じると共に、該クラックに水分が侵入して、金属配線の腐食が進行することが分かった。そこで本発明者らは、第１の金属配線の腐食の進行を防止するという観点から検討を重ねた結果、下記構成に到達した。
（１）第１の金属配線は１００μｍ以上の不連続部を有すること
（２）不連続部によって分断された各第１の金属配線は、第２の金属配線によって連結されていること
（３）分断された第１の金属配線と、前記第２の金属配線との接触界面の少なくとも一方は、第１の金属配線または第２の金属配線を構成する金属よりも貴な金属で構成される腐食防止層を有すること

以下、本発明の構成について詳述する。

（１）第１の金属配線は１００μｍ以上の不連続部を有すること
まず本発明では、第１の金属配線を分断して不連続部（金属配線の存在しない部分）を設けると共に、該不連続部の長さ（分断された第１の金属配線Ａ、Ｂ間の距離）を１００μｍ以上とした。第１の金属配線に不連続部を設けることによって、切断端面から第１の金属配線を伝ってくる腐食の進行を該不連続部で阻止できる。もっとも金属配線の腐食の進行に伴って上記のように絶縁膜にクラックが生じた場合、不連続部の長さが十分でないと、該クラックが第１の金属配線Ａから第１の金属配線Ｂにまで伝播してしまい、不連続部を設けたことによる上記腐食進行防止効果が得られない。すなわち、不連続部の長さが不十分だと該クラックを通じて水分が第１の金属配線Ｂに到達し、第１の金属配線Ｂの腐食が進行することがある。そこで本発明者らが検討を重ねた結果、第１の金属配線の不連続部の長さを１００μｍ以上とすれば、上記絶縁膜に生じたクラックが第１の金属配線Ｂに到達することがないことを確認した。

（２）不連続部によって分断された第１の金属配線Ａ、Ｂは、第２の金属配線によって連結されていること
次に本発明では、該不連続部によって分断された第１の金属配線の電気的接触を確保するために、第２の金属配線によって第１の金属配線Ａと第１の金属配線Ｂとを連結することとした。もっとも第１の金属配線Ａから第２の金属配線を介して第１の金属配線Ｂに腐食が進行するのを防ぐために、以下のように連結部分（第１の金属配線Ａおよび／または第１の金属配線Ｂと第２の金属配線との接触界面）に腐食防止層を設けることとした。

（３）分断された第１の金属配線と、前記第２の金属配線との接触界面の少なくとも一方は、第１の金属配線または第２の金属配線を構成する金属よりも貴な金属を含むもので構成される腐食防止層を有すること
本発明の腐食防止層は、電気的接触が可能であって、且つ腐食の防止効果を有する材料として、第１の金属配線または第２の金属配線を構成する金属よりも貴な金属で構成されているものである。イオン化傾向の大きい金属（卑な金属）と小さい金属（貴な金属）の間に電位差が生じると、局部電池（ガルバニック電池）が形成され、電気化学的反応によって卑な金属にガルバニック腐食が生じる。従って腐食防止層を、第１の金属配線または第２の金属配線を構成する金属よりも貴な金属で構成すれば、腐食防止層は腐食しないため、腐食の進行を防止できる。

腐食防止層による腐食の進行防止効果を得るには、分断された第１の金属配線と、第２の金属配線との接触界面の少なくとも一方に腐食防止層が設けられていればよい。

また例えば図３に示すように第１の金属配線Ｂと第２の金属配線との接触界面に腐食防止層が設けられていれば、第１の金属配線Ａと第２の金属配線との接触界面に腐食防止層が設けられている場合よりも高い腐食防止効果が得られるので望ましい。すなわち、ゲート電極が下側にある「ボトムゲート型」の場合は、第１の金属配線Ａを被覆している絶縁膜には、腐食膨張によってクラックが生じやすい。そのため第１の金属配線Ａと第２の金属配線との接触界面に設けた腐食防止層がクラックによって破損すると、十分な腐食防止効果が得られない。一方、第１の金属配線Ｂと第２の金属配線との接触界面に腐食防止層を設けた場合は、第２の金属配線の腐食により発生した層間絶縁膜のクラックは下方(基板方向)には進まず、また腐食防止層は第２の配線より貴な金属もしくは合金からなるため、高い腐食防止効果が得られる。

なお、ゲート電極が上側にある「トップゲート型」の場合は、上記ボトムゲート型とは逆の作用となるので、腐食防止層は第１の金属配線Ａと第２の金属配線との接触界面に設けることが好ましい。

また本発明では、図４に示すように第１の金属配線Ａ、Ｂの両方と第２の金属配線との接触界面に腐食防止層を設けることによって更に高い上記腐食防止効果が得られるので望ましい。

更に本発明では、上記第１の金属配線と第２の金属配線の接触界面に加えて、第１の金属配線の少なくとも一部が、第１の金属配線を構成する金属よりも貴な金属で被覆されていてもよい。例えば図９に示すように、第１の金属配線（第２の金属配線接触側）を被覆するように腐食防止層が設けられていてもよい（図中、第１の金属配線（ｂ））。このように第１の金属配線を被覆するように腐食防止層を設ける場合は、後記するように従来の製造工程（例えば第１の金属配線にキャップメタルを形成する工程）を利用して形成することも可能であるため、新たな工程を付与することなく、腐食防止層を設けることができるため、製造コスト低減の観点からは望ましい。

同様に上記第１の金属配線と第２の金属配線の接触界面に加えて、第２の金属配線の少なくとも一部は、第２の金属配線を構成する金属よりも貴な金属で被覆されていてもよい。例えば図５に示すように、第２の金属配線の一方の面（第１の金属配線接触側）を被覆するように腐食防止層が設けられていてもよく（図中、第２の金属配線（ａ））、或いは図６に示すように、第２の金属配線の一方の面（第１の金属配線接触側）を腐食防止層とし（図中、第２の金属配線（ａ））、他方の面（第１の金属配線非接触側）を任意の金属膜で被覆してもよい（図中、第２の金属配線（ｃ））。またこのような構成は、後記するように従来の製造工程（例えば第２の金属配線にバリアメタルを形成する工程）を利用して形成することも可能であるため、新たな工程を付与することなく、腐食防止層を設けることができ、製造コスト低減の観点からは望ましい。第２の金属配線（ｃ）のように第１の金属配線非接触側の第２の金属配線を被覆する任意の金属膜としては特に限定されず、Ｍｏ（合金）やＴｉ（合金）、ＴｉＮなど腐食防止層に使用される成分でもよく、或いはそれ以外の成分でもよく、通常の製造工程で被覆される被膜を形成してもよい。

更に本発明では、図７、図８に示すように、第１の金属配線（第２の金属配線接触側）を被覆するように腐食防止層を設けると共に（図中、第１の金属配線（ｂ））、第２の金属配線（第１の金属配線接触側（図中、第２の金属配線（ａ））、および／または第１の金属配線非接触側（図中、第２の金属配線（ｃ）））を被覆するよう腐食防止層（第１の金属配線非接触側は任意の金属層でもよい）を設けてもよい。このように接触界面以外の部分にも腐食防止層を設けることによって、クラックの伝播に起因する腐食の進行を防止できる。

腐食防止層は貴な金属を含むもので構成され、腐食防止層が上記のようにガルバニック腐食が生じない構成であればよく、腐食防止層は貴な金属のみ（不可避不純物含む）、および／または貴な金属の合金、貴な金属の窒化物で構成されていてもよい。貴な金属としては特に限定されず、第１の金属配線または第２の金属配線よりも貴な金属であればよい。第１の金属配線、第２の金属配線がＡｌ（合金）である場合は、腐食防止層を構成する貴な金属としては、例えばＭｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒ、及びＴａが例示され、これら貴な金属の合金、或いはこれら貴な金属の窒化物（例えばＴｉＮ）であってもよい。貴な金属の合金、或いは貴な金属の窒化物の具体的な組み合わせは特に限定されず、ガルバニック腐食が発生しないように構成すればよい。これらの中でも特にＭｏ（合金）やＴｉ（合金）などは、ＴＦＴ基板において一般的にバリアメタルあるいはキャップメタルとして使用されており、これらバリアメタルなどの成膜工程と同一の工程で腐食防止層を成膜できるため望ましい。

本発明の腐食防止層の厚さは、例えば第１の金属配線の膜厚によっても変化し得るが、膜厚が薄すぎると、腐食防止効果が十分に得られないことがあるため、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは３０ｎｍ以上とする。また膜厚が厚すぎると、電気抵抗が生じ、液晶表示部分の電気的検査時に負荷となることがあるため、好ましくは６００ｎｍ以下、より好ましくは３５０ｎｍ以下とする。

また本発明の配線構造は、基板の上に、切り出し加工により切断端面が露出している第１の金属配線と、第２の金属配線と、絶縁膜と、を有すればよく、これらの積層順序については特に限定されない。したがって、図３〜９に示すように、基板上に不連続部を有する第１の金属配線を設けると共に、該第１の金属配線の不連続部を連結するように腐食防止層を介して第２の金属配線を積層し、これら第１の金属配線と第２の金属配線の上に絶縁膜を形成してもよい。このような構成はボトムゲート型の場合は、ゲート配線の電気的接続を検査するための検査用配線として望ましい実施形態である。トップゲート型の場合は、ソース配線の電気的接続を検査するための検査用配線として望ましい実施形態である。

あるいは図１０、１１に示すように、第１の金属配線の不連続部を連結するために、基板上に第２の金属配線を設けると共に、この第２の金属配線の上に不連続部を有する第１の金属配線を積層し、これら第１の金属配線と第２の金属配線の上に絶縁膜を形成してもよい。このような構成はボトムゲート型の場合は、ソース配線の電気的接続を検査するための検査用配線として望ましい実施形態であり、トップゲート型の場合は、ゲート配線の電気的接続を検査するための検査用配線として望ましい実施形態である。

なお、図示例では第１の金属配線膜の不連続部は１箇所のみ設けた例を示しているが、第１の金属配線膜に複数の不連続部を設けて、上記腐食防止層や第２の金属配線を設ける構成としてもよい。

上記のような本発明の構成であれば、第１の金属配線の線幅や膜厚、層間絶縁膜の膜厚、コンタクトホール寸法などによらず、腐食防止効果を得ることができる。

以下、本発明に係る配線構造の製造方法について、上記説明したアレイ基板の製造方法と共に説明するが、上記配線構造を備えたアレイ基板を製造するにあたっては、下記製造方法に限定されず、アレイ基板の一般的な工程を採用すればよい。

まず大判の基板を所望のサイズの基板（マザーパネル）に切り分け、適宜洗浄等を行う。そして基板に、スパッタリングなどの手法でゲート線２や引き出し線７（第１の金属配線）となる金属配線膜を形成する。

なお、第１の金属配線の少なくとも一部（第２の金属配線との接触界面を含む）を、第１の金属配線を構成する金属よりも貴な金属（腐食防止層）で被覆する場合には、上記金属薄膜の形成に続いて、スパッタリングなどの手法を用いて、貴な金属の薄膜を形成してもよい。或いはこのような貴な金属の薄膜は、通常行われている金属薄膜にキャップメタルを被覆する工程において、第１の金属配線部分も被覆するように成膜すればよい。

基板の種類としては特に限定されず、公知の材料を用いればよいが、ガラス（無アルカリガラス、アルカリガラスなど）や、シリコンが例示される。これらの中でも安価で大型の基板を作成できるガラス基板が好ましい。

またゲート線２、引き出し線７（第１の金属配線、ソース線３、第２の金属配線等となる金属配線膜の種類としては特に限定されず、表示装置に通常用いられる公知の材料を用いればよいが、低電気抵抗の観点から例えば純Ａｌ（Ａｌの含有量がおおむね、９９at％以上のもの）やＡｌ合金が好ましい。

Ａｌ合金は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇｅ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｉ、及びＴａよりなる群から選択される少なくとも１種を含むものであってもよい。Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇｅ、ＣｕはＩＴＯとの接触抵抗低減の観点から望ましく、Ｌａ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｉ、ＴａはＡｌ合金膜の耐熱性向上をもたらすので望ましい。

更に複数の金属配線膜を積層させた構造としてもよく、純ＡｌとＡｌ基合金の積層構造などが例示される。

また金属配線膜の厚さは、必要とされるＴＦＴ特性などに応じて適宜調整することができるが、概ね、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは３０ｎｍ以上、更に好ましくは５０ｎｍ以上であって、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは８００ｎｍ以下、更に好ましくは６００ｎｍ以下である。

このような金属配線膜は、フォトリソグラフィ技術を用いてレジスト膜をパターニングし、レジストをマスクとして金属配線膜をエッチングすることにより、例えば図１に示すようなゲート電極、ゲート線２、ゲートパッド５、引き出し線７などの金属配線とする。このようなフォトリソグラフィ技術を用いることにより、所望の長さを有する不連続部を有する第１の金属配線を他の金属配線と同時に形成することができる。

次いで例えばプラズマＣＶＤ法等によってゲート絶縁膜（例えば窒化シリコン膜：ＳｉＮｘ）を形成する。続いて、ゲート絶縁膜をパターニングし、チャネル保護膜を形成する。更にその上に、膜厚１５０ｎｍ程度の水素化アモルファスシリコン膜（ａ-Ｓｉ：Ｈ）と、膜厚５０ｎｍ程度のＰをドーピングしたＮ＋型水素化アモルファスシリコン膜（Ｎ+ａ−Ｓｉ：Ｈ）を成膜する。次いでＮ+型水素化アモルファスシリコン膜をエッチングしてパターニングすることによって、スイッチング素子（薄膜トランジスタ）を形成する。

その後、第２の金属配線を形成するために、第１の金属配線とのコンタクトホールを絶縁膜に形成しておけば、後記するソース線の形成工程を利用して第２の金属配線を形成できる。なお、コンタクトホールを形成する手段としては特に限定されず、ウエットエッチング或いはドライエッチングなど任意の手段を採用できる。

第２の金属配線の少なくとも一部（第１の金属配線との接触界面を含む）を、第１の金属配線を構成する金属よりも貴な金属で被覆する場合には、第２の金属配線膜の成膜に先立って、スパッタリングなどの手法を用いて、貴な金属の薄膜を形成してもよい。このような貴な金属の薄膜（腐食防止層）は、通常行われている金属薄膜にバリアメタルを被覆するにおいて、上記コンタクトホール部分を含む所望の箇所も被覆するように成膜すればよく、別途、新たな製造工程を付加しなくてもよい。

次いでスパッタリング法などによりソース線、或いは反射電極となる金属配線を成膜するが、この金属膜を利用して第２の金属配線を形成することもできる。またソース線等と別途、第２の金属配線を成膜してもよい。また膜厚についても特に限定されず、所望の膜厚とすればよいが、好ましくは５０ｎｍ以上、より好ましくは１５０ｎｍ以上、好ましくは６００μｍ以下、より好ましくは４００ｎｍ以下である。

金属配線膜を成膜した後、更に任意の金属薄膜（貴な金属であってもよい）を成膜してもよい（例えば図８中、第２の金属配線（ｃ））。

金属配線膜はウエットエッチング等でパターニングすることにより、図１に示すソース線３と一体のソース電極と、ＩＴＯ透明導電膜にコンタクトするドレイン電極と共に、第２の金属配線も同時に形成することができる。更にチャネル保護膜（ＳｉＮｘ）上のＮ＋型水素化アモルファスシリコン膜（Ｎ+ａ−Ｓｉ：Ｈ）をエッチングにより除去する。

次いでプラズマＣＶＤ装置で絶縁膜を成膜する。形成される絶縁膜は特に限定されず、通常用いられるもの、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコンなどが挙げられる。ただし、酸化物半導体の特性を有効に発揮させるという観点からすれば、酸性雰囲気下で成膜が可能な酸化シリコンや酸窒化シリコンの使用が好ましい。詳細には、上記絶縁膜は、酸化シリコンのみから構成されている必要は必ずしもなく、酸化物半導体の特性を有効に発揮させる程度の酸素を少なくとも含む絶縁性の膜であればよい。例えば、酸化シリコンの表面のみが窒化されたものや、Ｓｉの表面のみが酸化されたものなどを用いてもよい。絶縁膜の厚さは、特に限定されず、要求される特性に応じた厚みとすればよいが、おおむね、２００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であることが好ましい。

最後に例えば４０〜１５０ｎｍ程度のＩＴＯ透明導電膜（例えばアモルファスＩＴＯ）をスパッタ法により成膜し、ウエットエッチングによるパターニングを行って画素電極５を形成すると、複数の金属配線が同一平面上に形成され、金属配線の上に絶縁膜が形成された積層構造を有する配線構造を備えた基板が得られる。このような基板を所望の切断手段（例えばダイアモンドカッターやレーザ等）で切り出すことによって、アレイ基板が完成する。

なお、このようなアレイ基板を用いて液晶表示装置を形成する場合は、公知の製造方法によればよく、その他の構成についても特に限定されない。液晶表示装置の概略としては、例えば上記アレイ基板と、別途、公知の製造方法で作成され対向基板とを公知の方法で張り合わせると共に、変更調層として機能する公知の材料からなる液晶をこれら張り合わせた基板の間に封入した後、バックライトやドライバＩＣなど液晶表示装置として必要な部品等を取り付けることによって、液晶表示装置とすることができる。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

本実施例では表示装置に用いられる金属材料のなかでも最も腐食し易いＡｌ基合金（純ＡｌまたはＡｌ合金）を用い、且つ、通常の冷却水や洗浄水よりも腐食が発生し易い塩化ナトリウム水溶液を用いて腐食の進行について調べた。

なお、表１、２のＮｏ．１、３〜５、９、２３〜３１、３５〜４３については図８、Ｎｏ．２、３２〜３４、４６、４７については図７、Ｎｏ．６〜８、４４、４５については図６、Ｎｏ．１０〜２２については図８の第２の配線（ａ）がない構成、実施例４８については図９、実施例４９については図５の構成となるように下記製造工程を適宜変更した。また表３のＮｏ．１については図９、Ｎｏ．２については図５、Ｎｏ．４〜８、１０〜１３については図８の第１の配線（ｂ）、第２の配線（ａ）がなく、腐食防止層がない構成、Ｎｏ．９については図３の腐食防止層がない構成、Ｎｏ．３については図２ａの構成となるように下記製造工程を適宜変更した。

（試料の作製）
ガラス基板（無アルカリ硝子板：板厚０．７ｍｍ：直径４インチサイズ）上に表に示す組成の金属配線膜（第１の金属配線（ａ））を第１の金属配線として成膜した（表中、添加元素の添加量は全て原子％である。また残部はＡｌ及び不可避不純物である。以下、同じ）。また一部実施例については表に示す組成の第１の金属配線（ｂ）を成膜した。

なお、スパッタリング装置として島津製作所製の型式「ＨＳＭ−５５２」を使用し、ＤＣマグネトロンスパッタリング法［背圧：０．２７×１０^−３Ｐａ以下、雰囲気ガス：Ａｒ、Ａｒガス圧：２ｍＴｏｒｒ、Ａｒガス流量：３０ｓｃｃｍ、スパッタパワー：ＤＣ２６０Ｗ、極間距離：５０．４ｍｍ、基板温度：２５℃（室温）］によって、基板上に表１に示す組成の金属膜を成膜した。なお、純Ａｌ膜の形成には、純Ａｌをスパッタリングターゲットに用いた。また各種Ａｌ合金膜、及び貴な金属の薄膜の形成には、真空溶解法で作成したスパッタリングターゲットを用いた。

次いでフォトリソグラフィ技術を用いてレジスト膜をパターニングし、レジストをマスクとして上記金属配線膜をエッチングすることにより、表１に記載する長さの不連続部を有する第１の金属配線を５００本形成した。なお、第１の金属配線の長さ（不連続部を含む）は１０ｍｍである。

次いでＣＶＤ装置にて膜厚３００ｎｍの窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）を形成し、試料を作成した。なお、この窒化シリコン膜は、ＳｉＨ_４、ＮＨ_３を原料としたプラズマＣＶＤを行うことによって形成した。プラズマＣＶＤの成膜温度は３２０℃とした。

次いでフォトリソグラフィ技術を用いてレジスト膜をパターニングし、レジストをマスクとして窒化シリコン膜をエッチングすることにより、上記不連続部で分断されているそれぞれ金属配線とのコンタクトホール（３０μｍ角）を形成した。

次いで一部実施例については表に示す第２の金属配線（ａ）を成膜した後、第２の金属配線（ｂ）を成膜し、更に一部実施例については第２の金属膜（ｃ）を成膜した。なお、これらの膜は第１の金属配線膜と同様の方法で成膜およびパターニングした。

上記のようにして成膜された各金属配線膜等の組成は、ＩＣＰ発光分光分析装置（島津製作所製のＩＣＰ発光分光分析装置「ＩＣＰ−８０００型」）を用い、定量分析して確認した。

次いでＣＶＤ装置にて膜厚３００ｎｍの窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）を形成し、試料を作成した。なお、この窒化シリコン膜は、ＳｉＨ_４，ＮＨ_３を原料としたプラズマＣＶＤを行うことによって形成した。プラズマＣＶＤの成膜温度は３２０℃とした。

続いて、試料をダイヤモンドカッターで切断して基板上に第１の金属配線、第２の金属配線、及び絶縁膜の積層構造が形成された配線構造とした。

（腐食試験）
この配線構造全体を１質量％の塩化ナトリウム水溶液に６０時間浸漬させた後、腐食について評価した。

腐食の評価は、第１の金属配線と第２の金属配線を光学顕微鏡で観察し、以下の基準で評価した。
○：腐食が第２の金属配線で全て止まっている
△：腐食が第２の金属配線で止まったものが９５％以上
×：腐食が第２の金属配線で止まったものが９５％未満
なお、腐食した箇所は水酸化Ａｌとなっており、また色は光沢を失った黒色に変色していた。表１〜３に、その結果を示す。

表１、２より以下のように考察できる。表１、２は、本発明の要件を満足する配線構造であり、第１の金属配線と第２の金属配線との接触部に所定の腐食防止層を有し、且つ、第１の金属配線は所定長さの不連続部を有しているため、端面腐食が見られなかった。これらの第１の金属配線および第２の金属配線は、ＡｌまたはＡｌ合金で構成され、腐食防止層もＡｌより貴な金属またはその合金で構成された例であるが、いずれの場合も良好な耐食性を有している。

一方、表３は、本発明の要件のいずれかを満足しない配線構造であり、端面腐食の進行が見られた。すなわち、所定の腐食防止層を有していても、第１の金属配線は所定長さの不連続部を有しないか不連続部を全く有しない例（Ｎｏ．１〜３）や；第１の金属配線が所定長さの不連続部を有していても腐食防止層を有しない例（Ｎｏ．４〜１３）では、腐食が発生した。

上記実験結果より、上記腐食防止層および所定長さの不連続部の両方を満足しないと、端面腐食を有効に防止できないことが分った。

１基板（マザーパネル）
１ａアレイ基板
２ゲート線
３ソース線
４ＴＦＴ
５ゲートパッド
６ソースパッド
７引き出し線（第１の金属配線）
８切断ライン
９絶縁膜

Claims

基板の上に、切り出し加工により切断端面が露出している第１の金属配線と、第２の金属配線と、絶縁膜と、を有する表示装置用配線構造であって、
前記第１の金属配線は１００μｍ以上の不連続部を有し、
前記不連続部によって分断された各第１の金属配線は、第２の金属配線によって連結されており、
前記分断された第１の金属配線と、前記第２の金属配線との接触界面の少なくとも一方は、前記第１の金属配線または前記第２の金属配線を構成する金属よりも貴な金属を含むもので構成される腐食防止層を有することを特徴とする配線構造。
前記第１の金属配線の少なくとも一部は、前記第１の金属配線を構成する金属よりも貴な金属で被覆されているものである請求項１に記載の配線構造。
前記第２の金属配線の少なくとも一部は、前記第２の金属配線を構成する金属よりも貴な金属で被覆されているものである請求項１または２に記載の配線構造。
前記第１の金属配線または前記第２の金属配線は、ゲート配線またはソースドレイン電極に連結されているものである請求項１〜３のいずれかに記載の配線構造。
前記第１の金属配線、および／または前記第２の金属配線が、Ａｌ、またはＡｌ合金である請求項１〜４のいずれかに記載の配線構造。
前記Ａｌ合金は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇｅ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｉ、及びＴａよりなる群から選択される少なくとも１種を含むものである請求項５に記載の配線構造。
前記貴な金属は、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａ、及びこれらの合金または窒化物よりなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜６のいずれかに記載の配線構造。