JPH05188399A - 液晶表示装置用アレイ基板 - Google Patents

液晶表示装置用アレイ基板

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JPH05188399A
JPH05188399A JP598992A JP598992A JPH05188399A JP H05188399 A JPH05188399 A JP H05188399A JP 598992 A JP598992 A JP 598992A JP 598992 A JP598992 A JP 598992A JP H05188399 A JPH05188399 A JP H05188399A
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JP
Japan
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electrodes
film
liquid crystal
crystal display
display device
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Pending
Application number
JP598992A
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English (en)
Inventor
Masayuki Dojiro
政幸 堂城
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、アドレス配線・電極の抵抗が低抵
抗となり、且つ信頼性の優れた良好なTFT特性が得ら
れ、液晶表示装置の大画面化,高精細化を図ることが出
来る液晶表示装置用アレイ基板を提供することを目的と
する。 【構成】この発明の液晶表示装置用アレイ基板は、絶縁
性基板1上に形成されるアドレス配線・電極2とそれに
交差して配置されるデータ配線・電極3,透明画素電極
5および薄膜トランジスタ4から構成され、更に、上記
アドレス配線・電極が異種金属薄膜の多層構造からなる
配線・電極で、且つ表面側第1層金属層が第2層以下の
金属層よりも基板水平方向に突き出ており、上記アドレ
ス配線・電極を被覆する絶縁膜が2層以上の積層膜で構
成され、上記アドレス配線・電極に隣接する側の絶縁膜
がTEOSを主原料とするCVD法又はプラズマCVD
法によるシリコン酸化膜であり、上記の目的を達成する
ことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スイッチ素子として
薄膜トランジスタ(以下、TFTと略称)を用いた液晶
表示装置用アレイ基板に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、液晶表示装置はテレビジョン表
示やグラフィックディスプレイ等に用いられ、大容量で
高精細のアクティブマトリクス型液晶表示装置の開発、
実用化が盛んになっている。そして、この種の液晶表示
装置では、クロストークのない高コントラストの表示が
行なえるように、各画素の駆動・制御を行なう手段とし
て半導体スイッチが用いられている。この半導体スイッ
チとしては、透過型の表示が可能で大面積化も容易なT
FTが多く用いられている。
【0003】このようなアクティブマトリクス型液晶表
示装置に使用されるアレイ基板について、製造方法的に
説明する。先ず、絶縁性基板上に、特開平1−2914
67号公報に示された60〜80原子%のタンタルを含
むモリブデン・タンタル(MoTa)合金からなるアド
レス配線・電極材料を、スパッタ法などの成膜法により
堆積し、ドライエッチング法等の方法によりテーパ加工
を用いて形成する。その後、TFTの能動部,画素電極
部,データ配線およびソース・ドレイン電極を順次形成
する。このようなアレイ基板では、表示面積がA4サイ
ズでアドレス線本数が500本程度の液晶表示装置まで
は、良好な表示特性が得られる。
【0004】又、アドレス配線・電極の抵抗を小さくす
るために、アルミニウム(Al)膜との積層構造が考案
され、モリブデン・タンタル合金やSID 90 DIGEST p408
および日経マイクロデバイス1991 9月号p51 に見れらる
タンタル(Ta)でアルミニウム膜表面を包み混む2層
構造により、アドレス配線の抵抗を小さくしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構造で
は、液晶表示装置の表示部分が大画面化や高精細化にな
るに伴ない、アドレス配線の長さが長くなることや、画
素の開口率をほぼ一定にすることによるアドレス配線の
幅が細くなることによるアドレス配線・電極の抵抗の高
抵抗化が起こる。このために、アドレス信号の波形が歪
み、信号の伝播遅延が起こる。このことが画像の不均一
となって現れ、画質低下を招くことになる。この問題を
解決するために、アドレス配線の抵抗を低抵抗化させる
必要がある。しかし、アドレス配線の抵抗を小さく出来
る従来の2層構造では、フォトプロセスを2回必要と
し、プロセスの複雑化,スループットの低下を招いてい
た。又、フォトプロセスが1回だけのプロセスを用いた
場合、下層の金属のサイドエッチは避けられず、ゲート
絶縁膜を堆積した際に上記のサイドエッチ部分が空洞と
なり、下層金属の腐蝕やステップカバレージの不良など
の問題があった。
【0006】この発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、アドレス配線の抵抗が低抵抗となり、且つ信頼性の
優れた良好なTFT特性が得られ、液晶表示装置の大画
面化,高精細化を図ることが出来る液晶表示装置用アレ
イ基板を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、絶縁性基板
上に形成されるアドレス配線・電極とそれに交差して配
置されるデータ配線・電極,透明画素電極および薄膜ト
ランジスタから構成される液晶表示装置用アレイ基板に
おいて、上記アドレス配線・電極が異種金属薄膜の多層
構造からなる配線・電極で、且つ表面側第1層金属層が
第2層以下の金属層よりも基板水平方向に突き出てお
り、上記アドレス配線・電極を被覆する絶縁膜が2層以
上の積層膜で構成され、上記アドレス配線・電極に隣接
する側の絶縁膜がTEOSを主原料とするCVD法又は
プラズマCVD法によるシリコン酸化膜である液晶表示
装置用アレイ基板である。
【0008】
【作用】この発明によれば、例えばアルミニウム膜厚1
000オングストローム,モリブデン・タンタル膜厚2
000オングストロームとした場合、モリブデン・タン
タル膜厚3000オングストロームの場合と比べて、ア
ドレス配線・電極の線幅を同じとして、モリブデン・タ
ンタル単層で10kΩに対して、積層配線構造では3k
Ωとアドレス配線・電極の抵抗を3分の1以下に低減出
来る。又、アルミニウムは非常にエッチングされ易い材
料であり、アレイ基板の作製プロセスで採用されるエッ
チング処理等において、アルミニウム膜も同時にエッチ
ングされることが多いのに対し、Ta,Nb,W,Mo
およびこれらの合金からなる金属膜は、これとは逆に、
例えば通常よく用いられる薄い弗酸系エッチング液にお
いてエッチングされ難い。アルミニウム膜の上部に金属
膜を形成すると共に、アルミニウム側面の空洞部がTE
OS酸化膜により埋められることで、従来のプロセスと
殆ど変更することなく使用することが出来る。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
を詳細に説明する。図2は逆スタガー型TFT(保護膜
タイプ)を用いた実施例の等価回路図であり、図1はそ
のTFT部の断面図である。
【0010】図2において、透明絶縁性基板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、これらの配線2,3の各交差部にa−S
i膜のTFT4が形成されている。このTFT4のドレ
イン電極はデータ配線3に接続され、ゲート電極はアド
レス配線2と同時一体形成されている。又、TFT4の
ソース電極には、各透明画素電極5と液晶容量6および
補助容量7が接続されている。このように構成されたア
レイ基板を、図1を参照して製造工程に従って説明する
ことにする。
【0011】先ず、プラズマCVD法によるSiOx膜
付き透明絶縁性基板1上に、スパッタリング法によりア
ルミニウム膜8を厚さ1000オングストローム堆積し
た後、続いて連続的にモリブデン・タンタル膜9を厚さ
2000オングストローム堆積させる。この時、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%を含むアルミニウム膜でも可能である。こ
の積層膜上に、フォトリソグラフィ法を用いてゲート電
極を含むアドレス配線パターンを形成し、CDE(Chem
ical Dry Eching)でCF4 +O2 混合ガスを用いて、モ
リブデン・タンタル膜9を30度以下のテーパ9aが出
来るようにエッチングする。
【0012】次に、燐酸+硝酸+酢酸の混酸を用いてア
ルミニウムのエッチングを行ない、アドレス配線パター
ンを完成させる。このとき、補助容量7の電極も同時に
形成される。アルミニウム膜8は膜厚のバラツキなどを
考慮してオーバーエッチングされるため、側面がエッチ
ングされ、サイドエッチングが出来る。これは基板1が
大形になるほど顕著である。
【0013】続いて、TEOSとO3 を用いたCVD法
により、シリコン酸化膜10を厚さ1500オングスト
ローム堆積させ、アドレス配線・ゲート電極であるアル
ミニウム/モリブデン・タンタル積層膜を空胴なく埋め
尽くす。このシリコン酸化膜10はプラズマCVD法で
も可能である。
【0014】次に、熱CVD法によりSiO2 11、プ
ラズマCVD法によりa−Si(アモルファスシリコ
ン)12、SiNx13の3層を堆積する。そして、S
iNx13をパターニングし、前処理後にソース・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法により堆積する。
【0015】次に、a−Si12をパターニングし、I
TO(Indium Tin Oxide) からなる透明画素電極(表示
電極)15を形成する。この透明画素電極15は、補助
容量7の一方の電極の一部としても使用する。続いて、
アドレス配線パッド部の開口をHF系エッチング液で行
なう。
【0016】次に、スパッタ法によりクロム,アルミニ
ウム,クロムの3層を堆積させ、これをデータ配線、ソ
ース電極16およびドレイン電極17として形成する。
この後、RIE(Reactive Ion Etching) により、バッ
クチャネル上のn+ a−Si膜を除去する。次に、パッ
シベーションとしてプラズマCVD法によりSiNx膜
18を形成すれば、液晶表示装置用アレイ基板が完成す
る。
【0017】この場合、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20cmとし
たとき、約3KΩとなり、モリブデン・タンタル膜30
00オングストロームでの9KΩの3分の1となる。
【0018】又、アドレス配線上部のモリブデン・タン
タル膜にテーパエッチングを施すことと、TEOSによ
る酸化膜を用いることで、下層にアルミニウム膜が存在
してもゲート絶縁膜のステップカバレージが良好とな
り、モリブデン・タンタル膜単層の場合と変わらない層
間絶縁性が得られた。TFT静特性はゲート絶縁膜とし
て、TEOS酸化膜単層の構造および熱CVD酸化膜/
TEOS酸化膜二層の構造と共に、電界効果モビリティ
(μ)が〜1cm2 /Vs、閾値電圧(Vth)〜3Vの
良好な特性が得られた。
【0019】図3にBTS(Bias Temperature Stress)
試験後のμとVt の変化を示す。ここでのBTSの条件
は、80℃環境下でTFTのゲートに+又は−の電圧を
15V、10000秒間印加したものである。熱CVD
酸化膜(2000オングストローム)/TEOS酸化膜
(1500オングストローム)二層の構造では、モビリ
ティが殆ど変化しない良好な特性であったが、TEOS
酸化膜(3000オングストローム)単層では+BT
S,−BTS共にモビリティが減少し、特性が劣化し
た。
【0020】このように、熱CVD酸化膜/TEOS酸
化膜二層のゲート絶縁膜構造にすれば、信頼性に関して
も良好なTFT特性が得られた。この熱酸化膜の代わり
に、プラズマCVDシリコン酸化膜、プラズマCVDシ
リコン窒化膜および熱酸化膜を含めたそれらの積層膜で
も信頼性の良好なTFT特性が得られた。又、TEOS
による酸化膜以外のゲート絶縁膜の一部が、モノシラン
ガスを主原料とするCVD法によるシリコン酸化膜の場
合も、この発明に含まれる。
【0021】
【発明の効果】この発明によれば、アルミニウム膜とモ
リブデン・タンタル膜の積層構造で、且つゲート絶縁膜
がTEOS酸化膜との2層以上の絶縁膜の積層構造を用
いているので、アドレス配線抵抗は低抵抗となり、信頼
性の良好なTFT特性が得られることから、液晶表示装
置の大画面化,高精細化を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る液晶表示装置用アレ
イ基板を示す断面図。
【図2】この発明の液晶表示装置用アレイ基板の等価回
路図。
【図3】TFT特性のBTS試験での特性の変化を示す
説明図。
【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…TFT、5…透明画素電極、8…アルミニウム膜、
9…モリブデン・タンタル膜、10…シリコン酸化膜
(TEOS酸化膜)、11…熱CVD酸化膜、12…a
−Si、13…SiNx、14…n+ a−Si膜、15
…透明画素電極、16…ソース電極、17…ドレイン電
極、18…a−Si。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基板上に形成されるアドレス配線
    ・電極とそれに交差して配置されるデータ配線・電極,
    透明画素電極および薄膜トランジスタから構成される液
    晶表示装置用アレイ基板において、 上記アドレス配線・電極が異種金属薄膜の多層構造から
    なる配線・電極で、且つ表面側第1層金属層が第2層以
    下の金属層よりも基板水平方向に突き出ており、上記ア
    ドレス配線・電極を被覆する絶縁膜が2層以上の積層膜
    で構成され、上記アドレス配線・電極に隣接する側の絶
    縁膜がTEOSを主原料とするCVD法又はプラズマC
    VD法によるシリコン酸化膜であることを特徴とする液
    晶表示装置用アレイ基板。
JP598992A 1992-01-16 1992-01-16 液晶表示装置用アレイ基板 Pending JPH05188399A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11103070A (ja) * 1997-08-01 1999-04-13 Sony Corp 薄膜トランジスタ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11103070A (ja) * 1997-08-01 1999-04-13 Sony Corp 薄膜トランジスタ

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