JPH0264526A - 薄膜構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体基板・液晶表示装置に用いるアクティ
ブマトリックスアレイ基板内などに形成する薄膜構造に
関するものである。特に周囲が他の構成物質で囲まれた
状態の金属薄膜線に関するものであり、前記金属薄膜線
をレーザなどを用い、上層部に形成された膜構造に影響
を与えず切断が可能とすることを目的としたものである
。

従来の技術 近年、ＩＣメモリ・液晶表示装置に用いるアクティブマ
トリックスアレイ基板などを冗長構成にし、不良部分が
接続された金属薄膜線をレーザ光により切断あるいは加
工し、製造歩留まりを向上させる方法が用いられつつあ
る。レーザ光で加工を行う金属薄膜線の上層に他の素子
あるいは構造が形成されていることが多い。しかし、レ
ーザ光で金属薄膜線を加工を行う際は上層に形成された
素子あるいは構造を破壊することは許されない。

そこで、内部に形成された金属薄膜線のみを加工できる
構造が求められていた。

以下図面を参照しながら、従来の薄膜構造体について説
明する。第５図（ａ）は従来の薄膜構造体の一部拡大平
面図である。第５図（ｂ）は第５図（ａ）のＥＥ′線で
の断面図、第５図（Ｃ）は第５図（ａ）ＯＦＦ’線での
断面図である。第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）において３は
５ｉＮｘ−３ｉＯ，などの絶縁体膜、２はガラスなどの
基板、４は絶縁体膜３上に形成されたＴｉ・Ａｌ−Ｃｒ
などで構成される金属薄膜、１０はＴｉ　−ＡＩ−Ｃｒ
なとで構成される金属薄膜線である。また金属薄膜線の
幅は２〜２０μｍ程度である。

以下、金属薄膜線の加工方法について説明する。

第６図（ａ）（ロ）は金属薄膜線の加工方法を説明する
ための説明図である。第６図（ａ）は従来の薄膜構造体
の一部拡大平面図であり、９はレーザ光照射部である。

第６図へ）は第６図（ａ）での断面図であり、１６はレ
ーザ光の軌跡である。第６図（ａ）（ｂ）で明らかなよ
うに、レーザ光・をスリットなどで矩形にし、前記レー
ザ光を透明の絶縁基板２を透過させて、加工位置を加熱
する。通常、加工位置には複数光のレーザ光のパルスを
照射する。レーザ光により加工位置の構成物質は膨張・
溶解し、近傍に除去される。以上の方法により金属薄膜
線は切断される。

発明が解決しようとする課題 従来の薄膜構造体の課題を明確にするため、第７図〜第
９図を用いて説明する。まず第７図（ａ）（ｂ）（Ｃ）
は従来の金属薄膜線をレーザ光により加工をおえたとき
の平面図及び断面図である。第７図（ａ）は加工を終了
した薄膜構造体の一部拡大平面図であり、第７図（ｂ）
は第７図（ａ）のＣＧ’線での断面図、第７図（Ｃ）は
第７図（ａ）のＨＨ’線での断面図である。

但し、第７図（ａ）は図面を見やすくするため、前記金
属薄膜線の上層に形成される構成物質を除去したように
作図している。第７図（ａ）（ｂ）（Ｃ）において、６
はレーザ光により除去された構成物質（以後、除去物質
と呼ぶ。）である。先にも述べたように金属薄膜線の構
成物質はレーザ光により加熱・膨張・溶解し近傍に除去
される。しかしながら前記金属薄膜線は絶縁体基板３及
び絶縁体膜４により周囲を囲まれているため、前記構成
物質の逃げ場がない。そのため前記膨張した構成物質は
上層に形成された絶縁体膜４にクラックを生じさせ周辺
に広がる。この現象は特に金属薄膜線１の線幅が広く、
また除去する構成物質の量が多いとき多発する。第７図
（ｂ）　（Ｃ）で明らかなように除去物は絶縁体膜４の
クラックを通じ、上層の金属薄膜５と金属薄膜線ｌとを
短絡させる。前記短絡が生じると、多層に形成された膜
間を電気的に接続することになり、不良品となる。以上
のことから従来の薄膜構造体では加工条件が難しく、ま
た上層間の短絡が生じやすいという課題を有していた。

また、除去物質を少なくすれば、当然のことながら不良
が生じにくくなる。第８図（ａ）は加工位置の金属薄膜
線を細くした薄膜構造体の平面図である。第８図（ｂ）
は第８図（ａ）のＩＩ’線での断面歯である。第８図（
ａ）　（ｂ）に示すように金属薄膜線を構成することに
より、不良は生じに（くすることができる。アクティブ
マトリックスアレイ基板の場合など、同じ構成が規則正
しくマトリックス状に形成される。従って、第９図に示
すように加工位置もマトリックス状に形成する必要があ
る。第９図のように構成すると両端間の配線抵抗を増大
させることになる。そのため膜厚を厚く形成するなどと
いう別の面での対策が必要になる。すると今度はエツチ
ングが難しいなどという課題が生じる。

従って、現実には用いられない薄膜構造体の構造である
。

以上のように従来の薄膜構造体では良好に加工すること
が困難である。本発明は上記課題を鑑みて考案されたも
のである。

課題を解決するための手段 上記従来の課題を解決するため、本発明の薄膜構造体は
、光透過性を有する基板上に金属薄膜線を形成し、前記
金属薄膜線の加工箇所の近傍と上層部のうち少なくとも
一箇所に前記金属薄膜線の膜厚以上の膜厚を有する第１
の絶縁体膜が形成され、前記第１の絶縁体膜を含む上層
部に前記金属薄膜線の膜厚以上の膜厚を有する第２の絶
縁体膜が形成されたものである。

作用 薄膜で層状に形成される場合金属薄膜線と前記薄膜線の
絶縁体膜を介して上層に形成される素子平面と最も接近
する位置は、前記金属薄膜線の幅方向のエツジ部である
。レーザ光で前記金属薄膜線を加工する場合、前記エツ
ジ部での短絡が生じる。従って、加工箇所の近傍及び上
層に絶縁体膜を形成し、エツジ部と素子平面との距離を
大きくすることにより、短絡が発生しないようにするこ
とができる。

実施例 以下本発明の薄膜構造体の一実施例について図面を参照
しながら説明する。

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例における薄膜構造
体の一部拡大平面図である。第１図（ｂ）は第１図（ａ
）のＡＡ’線での断面図である。第１図（ａ）（ｂ）に
おいて、１はＴｉ−Ａｌ−Ｃｒなどの金属物質で形成さ
れた金属薄膜線、２は前記金属薄膜線１の近傍に形成さ
れた絶縁薄膜、３はガラスなど透明性を有する基板、４
は５ｉＮｘ−３ｉＯｚなどからなる絶縁体膜、４はＴｉ
−Ａｌ−Ｃｒなどの金属物質で形成された金属薄膜であ
る。基板３はガラスなどの基板３上にＳ　ｉＮｘなどの
透明性を有する絶縁体膜が形成されたものでもよい。絶
縁薄膜２の膜厚は金属薄膜線１の膜厚以上の膜厚を有す
るように形成し、好ましくは１．２倍以上の膜厚に形成
する。また、形成位置は金属薄膜線に極力近づけて形成
し、絶縁薄膜２の幅は金属薄膜の膜厚以上の長さに形成
し、好ましくは金属薄膜の膜厚の５倍以上の長さを有す
るとき良好な加工結果を得ることができる。また絶縁薄
膜の横方向の長さは、レーザ光の矩形の一辺の長さ以上
に形成し、好ましくはレーザ光の矩形の一辺の１．５倍
の長さに形成する。絶縁体膜４の膜厚は金属薄膜線１の
膜厚以上の膜厚に形成し、好ましくは金属薄膜線ｌの１
．２倍以上の膜厚に形成したとき良好な加工結果を得る
ことができる。また前記絶縁体膜４の膜質は絶縁薄膜２
の膜質よりも硬く、つまり密度を高く形成する。以上の
絶縁体膜４、絶縁薄膜の膜厚、膜質の関係及び絶縁薄膜
の幅、長さに関する事項は以下の実施例においても同様
である。なお本発明の実施例において薄膜構造は非常に
簡易に描いているが、実際の構造は複雑な構造を有して
おり、また金属薄膜５と一層の膜構造のように描いてい
るが、これは多種の形状の素子などが多層に形成されて
いることと考えてよい。

次に本発明の薄膜構造体における金属薄膜線１の加工方
法について説明する。加工方法は従来の実施例で説明し
た方法と同様である。つまり第６図（ａ）　（ｂ）に示
すように、レーザ光をスリットなどで矩形にし、前記レ
ーザ光を基板３を透過させて加工位置を加熱する。

第２図（ａ）は本発明の薄膜構造の金属薄膜線１にレー
ザ光による加工が終了した後の平面図である。

なお第２図（ａ）では図面をわかりやすくするために上
層の金属薄膜を除去したところを描いている。

また第２図（ｂ）は第２図（ａ）のＢＢ’線での断面図
である。第２図（ａ）（ｂ）において６はレーザ光によ
り除去された除去物質である。絶縁薄膜２は絶縁体膜４
よりも構成物質の密度が低いため、主として絶縁薄膜２
にクランクなどが生じ、除去物質６が侵入する。従って
、絶縁体膜４にクラックがはいり金属薄膜線１と金属薄
膜５が短絡することはない。

実験では金属薄膜線の構成物質がＡＩで幅５μｍ膜厚４
０００Å以下、絶縁薄膜の幅２μｍ以上、長さ１０μｍ
以上、膜厚５０００Å以上、絶縁体膜５０００Å以上の
とき良好な加工条件を得ることができた。

以下本発明の第２の実施例の薄膜構造体について図面を
参照しながら説明する。第３図（ａ）は本発明の第２の
実施例における薄膜構造体の一部拡大平面図である。第
３図（ｂ）は第３図（ａ）のＣＣ′線での断面図である
。本発明の第２の実施例では第３図さ）の断面図で明ら
かなように絶縁薄膜７を金属薄膜線１の一部に重畳する
ように形成したものである。従って、絶縁薄膜７を形成
する際、位置あわせ及び位置決め精度が必要でない。

以下本発明の第３の実施例の薄膜構造体について図面を
参照しながら説明する。第４図（ａ）は本発明の第３の
実施例における薄膜構造体の一部拡大平面図である。第
４図（ｂ）は第４図（ａ）のＤＤ’線での断面図である
。本発明の第３の実施例では第４図の断面図で明らかな
ように絶縁体膜８を金属薄膜１の幅方向に重畳するよう
に形成したものである。従って絶縁薄膜８を形成する際
、位置決め精度が必要でな（、金属薄膜線の上層部の金
属薄膜５との距離が長くなるため、さらに良好な加工を
行うことができる。

発明の効果 以上の本発明の薄膜構造体は絶縁薄膜を形成を金属薄膜
線の近傍及び上層に形成しているため、金属薄膜線のエ
ツジ部と金属薄膜５との距離を離して形成することがで
きる。また絶縁体膜４の膜質は絶縁薄膜によりも硬く形
成している。従って金属薄膜線の加工箇所を加工する際
、絶縁体膜４にクランクが生じず、金属薄膜線と金属薄
膜との短絡が生じず良好に加工を行うことができる。ゆ
えに多層膜構造の内部に形成された金属薄膜線を上下の
膜に影響を与えず加工できることを意味し、高密度かつ
多層の膜構造の冗表構成基板に対し大きな効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）Ｈは本発明の第１の実施例における
薄膜構造体の平面図及び断面図、第２図（ａ）（ｂ）は
加工終了後の本発明の薄膜構造体の平面図及び断面図、
第３図（ａ）（ｂ）は本発明の第２の実施例における薄
膜構造体の平面図及び断面図、第４図（ａ）（ｂ）は本
発明の第３の実施例における薄膜構造体の平面図及び断
面図、第５図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は従来の薄膜構造の平
面図及び断面図、第６図（ａ）（ｂ）は金属薄膜線の加
工方法の説明図、第７図（ａ）　（ｂ）（Ｃ）は加工終
了後の従来の薄膜構造体の平面図及び断面図、第８図（
ａ）（ｂ）　。 第９図は従来の他の薄膜構造体の平面図及び断面図であ
る。 １・・・・・・金属薄膜線、２，７．８・・・・・・絶
縁薄膜、３・・・・・・基板、４・・・・・・絶縁体膜
、５・・・・・・金属薄膜、６・・・・・・除去物質、
９・・・・・・レーザ光照射部、１０・・・・・・レー
ザ光の軌跡、１１・・・・・・絶縁体膜、１２．１３・
・・・・・金属薄膜線。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第 図 １−一一会ｘＩ簿票課 ４−　把録体裏 ５−　　金潰簿職 第 図 ６”−−一凍去物貢 ハ 第 図 第 図 ７−−−絶隈＊＊ 第 図 第 図 工

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光透過性を有する基板上に金属薄膜線を形成し、
   前記金属薄膜線の加工箇所の近傍と上層部のうち少なく
   とも一箇所に前記金属薄膜線の膜厚以上の膜厚を有する
   第１の絶縁体膜が形成され、前記第１の絶縁体膜を含む
   上層部に前記金属薄膜線の膜厚以上の膜厚を有する第２
   の絶縁体膜が形成されたことを特徴とする薄膜構造体。
2. （２）金属薄膜線の加工箇所はレーザ光を前記加工箇所
   の下層の物質を透過させ、加工を行うことを特徴とする
   請求項（１）記載の薄膜構造体。