JPH04353830A - 液晶表示装置用アレイ基板 - 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】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アクティブマトリク
ス型の液晶表示装置用アレイ基板の配線構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】絶縁性基板上に、例えば特開平１−２９
１４６７号公報に示された、６０〜８５原子％のタンタ
ルを含むモリブデン・タンタル合金からなるアドレス配
線・電極材料をスパッタ法等の成膜法により堆積し、ド
ライエッチング等の方法によりテーパ加工を用いて形成
する。その後、ゲート絶縁膜と半導体膜を順次堆積し、
トランジスタ能動部、画素電極部、データ配線及びソー
ス・ドレイン電極を順次形成し、アクティブマトリクス
液晶表示用アレイ基板を構成していた。

【０００３】この構成の基板では、表示面積がＡ４サイ
ズ程度で、このときのアドレス配線抵抗は、タンタル組
成比６５原子％のモリブデン・タンタル合金膜で、膜厚
３００ｎｍ、平均アドレス配線幅３０μｍ、アドレス配
線長３０ｃｍのとき１４ｋΩである。このアドレス配線
を使用したアドレス配線本数が５００本程度の液晶表示
装置までは、アドレス信号の歪みによる表示特性不良は
見られず、良好な表示特性が得られた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置の表示部
分が大画面化或いは高精細化されるに伴い、アドレス配
線が長くなることや、画素の開口率をほぼ一定にするた
めアドレス配線の幅が細くなることに起因して、アドレ
ス配線抵抗の高抵抗化が起こる。この結果、アドレス信
号の波形が歪み、信号の伝搬遅延が起こる。このことが
画像の不均一化となって現れ、画質低下を招くことにな
る。そこで、アドレス配線抵抗を低抵抗化する必要があ
る。アドレス配線抵抗値は、対角１４インチ画面サイズ
で画素数８００×１０００（アドレス配線数８００本）
のときに、シミュレーションによると約０．３Ω／□以
下としなければならない。これはスパッタ法でのアルミ
ニウムの体積抵抗率を３μΩｃｍと仮定すれば、約１０
０ｎｍ以上の膜厚があればよいということになる。

【０００５】しかしながら、アドレス配線の材料として
アルミニウムを用いた場合には、アルミニウムがアレイ
作製プロセスで採用されるエッチング処理等において同
時にエッチングされやすく且つ２００℃以上の熱処理で
ヒロックが発生しやすいことから、不都合が生じていた
。［発明の構成］

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明では、アドレス
配線の構造をアルミニウムとその表層がアルミニウム合
金で覆われた構造にする。この合金化は４５０℃以下の
温度で行われ、ガラス基板でのプロセスに適応できる温
度範囲である。合金化アドレス配線の形成方法は、アル
ミニウムによりアドレス配線を形成し、その上にスパッ
タ法等の方法によりアルミニウムと合金化させる金属を
数百ｎｍほど堆積させる。その後、真空炉中での熱アニ
ール、窒素による熱アニール及びレーザーアニール等に
より、４５０℃以下の温度で数百ｎｍ程度、アルミニウ
ム表面に合金層を形成する。その後、合金に使用した金
属とアルミニウム合金との選択エッチングとして、それ
ぞれの金属に応じて異なる方法を用いて、上部金属を除
去する。これにより、表層をアルミニウム合金で覆われ
たアルミニウム・アドレス配線を形成する。

【０００７】

【作用】上記構成で、例えばアルミニウム膜厚２００ｎ
ｍとして形成したアドレス配線の抵抗は、モリブデン・
タンタル単層で膜厚３００ｎｍのアドレス配線の抵抗に
比べて約１／９となり、低抵抗化を図ることができる。 また、合金金属に高融点金属を用いることにより、アル
ミニウムより耐酸性に優れたアドレス配線が可能となる
。更に、アルミニウム表面の合金化より、低温（２００
℃以上）での熱処理によるアルミニウムのヒロックを防
ぐことができる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の詳細を図面を参照して説明
する。

【０００９】図１はこの発明の一実施例を用いたアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の等価回路図である。図
１において、絶縁性基板１上に、アドレス配線２とデー
タ配線３がマトリクス状に配設されている。そして、ア
ドレス配線２とデータ配線３の交差部に、アモルファス
シリコン（ａ−Ｓｉ）膜を有するＴＦＴ４が形成されて
いる。更に、ＴＦＴ４のドレインはデータ配線３に接続
され、ゲートはアドレス配線２に接続されている。また
、ＴＦＴ４のソースには、各画素の透明画素電極５と液
晶容量６及び補助容量７が接続されている。

【００１０】図２は図１に示した実施例におけるＴＦＴ
部を示す断面図であり、図１と対応する部分には同一の
符号を付してある。図２において、製造工程に従って説
明する。まず、例えばプラズマＣＶＤ法によるＳｉＯｘ
　膜付きガラスからなる絶縁性基板１上に、スパッタ法
により、アルミニウム膜８を２００ｎｍ堆積させる。こ
のとき、アルミニウム膜８はアルミ合金例えば銅１原子
％、シリコン０．５原子％含むアルミニウム膜でも可能
である。このアルミニウム膜８上に、フォトリソグラフ
ィを用いてゲート電極を含むアドレス配線パターンを形
成し、燐酸＋硝酸＋酢酸の混酸を続いてアルミニウムの
エッチングを行い、アドレス配線パターンを作製させる
。その後、スパッタ法により、タンタル膜を１００ｎｍ
堆積させる。次に、窒素雰囲気中４００℃で１時間アニ
ールして、５０ｎｍ程度アルミニウムとタンタルの合金
層９を形成させる。その後、アルミニウムと反応してい
ない表層及びＳｉＯｘ　膜上のタンタルを、ＣＦ４　＋
Ｏ２　系のドライエッチング法で除去する。このドライ
エッチングにおいては、アルミニウム及び合金化したア
ルミニウム合金をエッチングしない。このとき、補助容
量の電極（図示せず）も同時に形成される。これにより
、アルミニウムの表層が合金化されたアドレス配線が形
成できる。

【００１１】続いて、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＯｘ
　膜１０、ＳｉＮｘ　膜１１、ａ−Ｓｉ（アモルファス
シリコン）膜１２及びＳｉＮｘ　膜１３を連続堆積させ
る。次に、上層のＳｉＮｘ　膜１３をパターニングし、
前処理後に、ソ―ス・ドレイン電極のコンタクトとして
ｎ＋　ａ−Ｓｉ膜１４をプラズマＣＶＤ法により堆積さ
せる。次に、ａ−Ｓｉ膜１２をパターニングし、例えば
ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）膜からな
る透明画素電極５を形成する。ここで、透明画素電極５
は補助容量の一方の電極の一部としても使用する。続い
て、アドレス配線２のパッド部（図示せず）の開口を、
ＨＦ系エッチング液で行う。次に、スパッタ法によりク
ロム、アルミニウム及びクロムの３層を堆積させ、これ
を図１に示すデ―タ配線３、及びソ―ス電極１５とドレ
イン電極１６として形成する。この後、ＲＩＥ（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅＩｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ　）により、ａ−Ｓ
ｉ膜１２のチャネル部と対向するｎ＋　ａ−Ｓｉ膜１４
を除去する。次に、保護膜として、プラズマＣＶＤ法に
よりＳｉＮｘ　膜１７を形成し、液晶表示装置用アレイ
基板が完成する。

【００１２】この実施例において、アドレス配線抵抗は
、平均アドレス配線幅を３０μｍ、アドレス配線長を２
０ｃｍとしたときに、約１ｋΩとなり、これと同じ配線
幅・配線長で膜厚３０００オングストロームのモリブデ
ン・タンタル膜からなるアドレス配線抵抗は約９ｋΩと
なるので、アドレス配線抵抗を従来に比べ１／９に低減
することができた。また、アドレス配線のアルミニウム
表面をタンタルで合金化することにより、アルミニウム
単独の場合に比べ耐酸性に優れるようになり、また、低
温（２００℃以上）での熱処理によるアルミニウムのヒ
ロックを防ぐことができた。

【００１３】次に、この発明の他の実施例について述べ
る。この実施例では、前の実施例と同様に、アルミニウ
ムからなるアドレス配線パターンを形成した後に、スパ
ッタ法により、前の実施例におけるタンタル膜に代えて
クロム膜を１００ｎｍ堆積させる。次に、窒素雰囲気中
４００℃で１時間アニールして、５０ｎｍ程度アルミニ
ウムとクロムの合金層を形成させる。その後、アルミニ
ウムと反応しない表層及びＳｉＯｘ　膜上のクロムを、
硝酸第二セリウムアンモニウム＋次亜塩素酸系のエッチ
ング液で除去する。この液はアルミニウム及び合金化し
たアルミニウム合金をエッチングしない。これ以降は、
前の実施例と同様の工程を実施することにより、液晶表
示装置用アレイ基板が完成する。この実施例においても
、前の実施例と同様の効果を有することが確認できた。 なお、アルミニウムの合金化に用いる金属としては、今
までに述べたタンタルやクロム以外にチタン等であって
もよい。

【００１４】

【発明の効果】この発明は、アルミニウム膜とその表層
を合金化する構造を用いたことにより、アドレス配線抵
抗は低抵抗となり、液晶表示装置の大画面化・高精細化
を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を用いたアクティブマトリ
クス型液晶表示装置の等価回路図である。

【図２】この発明の一実施例におけるＴＦＴ部の断面図
である。

【符号の説明】

１……絶縁性基板２……アドレス配線３……データ配線
４……ＴＦＴ５……透明画素電極８……アルミニウム膜
９……合金層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　絶縁性基板上にアドレス配線とデータ
   配線をマトリクス状に形成し、この交点に薄膜トランジ
   スタ及び透明画素電極を配置してなる液晶表示装置用ア
   レイ基板において、前記アドレス配線はアルミニウム金
   属と、このアルミニウム金属の表層部を覆うように形成
   されたアルミニウム合金金属との積層構造からなること
   を特徴とする液晶表示装置用アレイ基板。