JPH05323340A - 陽極酸化膜の選択エッチング方法およびこれを用いた液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

陽極酸化膜の選択エッチング方法およびこれを用いた液晶表示装置の製造方法

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JPH05323340A
JPH05323340A JP979291A JP979291A JPH05323340A JP H05323340 A JPH05323340 A JP H05323340A JP 979291 A JP979291 A JP 979291A JP 979291 A JP979291 A JP 979291A JP H05323340 A JPH05323340 A JP H05323340A
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JP
Japan
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alloy
etching
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liquid crystal
display device
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JP979291A
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English (en)
Inventor
Mitsushi Ikeda
光志 池田
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 陽極酸化膜の良好な選択的なエッチング方法
とこの方法の利用により、容易に信頼性の高い機能を呈
する液晶表示装置の製造を目的とする。 【構成】 本発明は、Ta、Ta-Mo 合金、Ta-W合金もしく
はこれらのN 化合金をベースとする陽極酸化膜の選択エ
ッチングに当り、 HF-H2 SO4 溶液、HF-HCl溶液もしく
はHF-H2 SO4 -HCl溶液をエッチング液として前記陽極酸
化膜をエッチングすることを特徴とし、また、液晶表示
装置の製造において、駆動用信号配線および蓄積容量線
をTa、Ta-Mo 合金、Ta-W合金もしくはこれらのN 化合金
で構成し、かつ信号配線が互いに交差して対接する面お
よび画素電極と蓄積容量線とが交差して対接する面の絶
縁層を、前記Ta、Ta-Mo 合金、Ta-W合金もしくはこれら
のN化合金の陽極酸化膜をHF-H2 SO4 溶液、HF-HCl溶液
もしくはHF-H2 SO4 -HCl溶液をエッチング液とした選択
エッチングにより形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の目的】
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は陽極酸化膜の選択エッチ
ング方法およびこのエッチング方法を利用したアクティ
ブマトリックス型液晶表示装置の製造方法に関する。
【0003】
【従来の技術】近年、非晶質シリコン(a-Si)膜を用いた
薄膜トランジスタ(TFT)をスイッチング素子として構成
されたアクティブマトリクス型液晶表示素子 (LCD) が
注目されている。つまり、非晶質のガラス基板を用いて
低温成膜ができるa-Si膜を用いてTFT アレイ(駆動用配
線基板)を構成することによリ、大面積、高精細、高画
質で、かつ安価なパネルディスプレイ(フラット型テレ
ビジョン)が実現できる可能性があるからである。とこ
ろで、この種のアクティブマトリクス型液晶表示素子
は、図6に示すような画素アレイ(駆動用配線基板)に
より構成される。画素アレイの各画素には、アドレス線
1とデータ線2の交差点に薄膜トランジスタ(TFT)3が
設けられ、画素電極4には蓄積容量(Cs)が設けられてい
る。そして、アドレス線1とデータ線2の交差点および
画素電極4と、図示されていない蓄積容量(Cs)線との重
なり部はそれぞれ絶縁膜により絶縁されている。つま
り、アドレス線1とデータ線2とがショートすると2本
の線欠陥が発生し、また画素電極4と蓄積容量(Cs)線と
がショートすると点欠陥が発生し所要の機能を果たさな
いからである。
【0004】前記アドレス線1/データ線2間ショート
や、画素電極4/蓄積容量(Cs)線間ショートを防止する
ために、アドレス線1および蓄積容量(Cs)線の表面をピ
ンホールのない陽極酸化膜で覆い、前記ショートを防止
することが試みられている。しかしながら、前記構成に
おいては、アドレス線1および蓄積容量(Cs)線との電気
的な接触(接続)を取るために、陽極酸化膜を選択的
(酸化膜の下にある金属を残して)に除去する必要があ
る。あるいは陽極酸化膜を形成する際、前記電気的な接
触(接続)を成す部分を適宜マスキングして陽極酸化膜
を形成させないことが必要となり、マスキング(パター
ニング)プロセスが増え、コストアップになるばかりで
なく、欠陥が増加し易い傾向もある。したがって、全体
的に形成した陽極酸化膜の一部を選択的に除去して、接
続部を形成する手段が一般的に採られている。
【0005】なお、前記陽極酸化膜は、アドレス線1や
蓄積容量(Cs)線を成すTa、Mo-Ta 合金、W-Ta合金、Ta-N
b 合金などをベースとして形成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ア
ドレス線1や蓄積容量(Cs)線を成すTa、Mo-Ta 合金、W-
Ta合金などと、これら金属の陽極酸化膜に対する選択エ
ッチングとして実用上十分満足し得る手段は、未だ開発
されていない。たとえば、 TaOx はTaよりもエッチレー
トが小さいため、Taのエッチングストッパーとして使用
されている。またし、選択比の大きい高濃度KOH-H 2 O
2 混合液をエッチング液として、エッチングすることが
試みられている(J.Grossman et al.,J.Electrochem. So
c,vol. 116,P.674,1969)。しかし、前記高濃度KOH-H 2
O 2 混合液によるエッチングでさえ、 TaOx とTaとはほ
ぼ同じエッチングレートである(選択比は1)。つま
り、TaOx をTaに対し選択的にエッチングすることは、
事実上不可能なのが実情で、特に配線パターンが微細化
した場合など全く方策がないといえ。
【0007】本発明はこのような事情に対処して、低抵
抗で陽極酸化により容易に良質な絶縁膜の形成が可能な
配線パターンにおいて、陽極酸化膜の良好な選択的なエ
ッチングにより、容易に信頼性の高い機能を呈する液晶
表示装置を得ることができる製造方法の提供を目的とす
る。
【0008】
【発明の構成】
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の陽極酸化膜の選
択エッチング方法は、Ta、Ta-Mo 合金、Ta-W合金もしく
はこれらのN 化合金をベースとする陽極酸化膜の選択エ
ッチングに当り、HF-H2 SO4 溶液、HF-HCl溶液もしくは
HF-H2 SO4 -HCl溶液をエッチング液として、前記陽極酸
化膜をエッチングすることを特徴とし、また、液晶表示
装置の製造において、駆動用信号配線および蓄積容量線
をTa、Ta-Mo 合金、Ta-W合金もしくはこれらのN 化合金
で構成し、かつ信号配線が互いに交差して対接する面お
よび画素電極と蓄積容量線とが交差して対接する面の絶
縁層を、前記Ta、Ta-Mo 合金、Ta-W合金もしくはこれら
のN 化合金の陽極酸化膜をHF-H2 SO4 溶液、HF-HCl溶液
もしくはHF-H2 SO4 -HCl溶液をエッチング液とした選択
エッチングにより形成することを骨子とする。
【0010】
【作用】本発明によれば、Ta、Ta-Mo 合金、Ta-W合金、
Ta-Nb 合金もしくはこれらのN 化合金をベースとして形
成された緻密で絶縁性のすぐれた陽極酸化膜をベース金
属に対して容易に選択的にエッチングし得る。つまり、
HF-H2 SO4 溶液、HF-HCl溶液もしくはHF-H2 SO4 -HCl溶
液をエッチング液として用いることにより、KOH-H 2 O
2 混合液もしくはHF-HNO3 混合液をエッチング液とした
場合に比べ、Ta、Ta-Mo 合金、Ta-W合金もしくはこれら
のN 化合金の陽極酸化膜を、確実にまた微細な領域の選
択エッチングし得る。
【0011】たとえば、4%の希釈のHF(BHF) および H2
SO4 の混合溶液組成比と、Ta−TaOx 、Ta-Mo 合金−Ta-
Mo-O それぞれのエッチレートは図1に示すごとくであ
り、ほぼ全組成においてエッチレート1を呈する。ま
た、4%の希釈のHF35部およびH2 SO4 65部の混合溶液(40
℃) によるTaとMoの組成に対するエッチレートは、図
2に示すごとくで、完全な選択エッチングが可能であ
る。しかも、前記選択エッチングは、Ta系金属と陽極酸
化膜との間だけでなく、Ta系金属の陽極酸化膜とSiとの
間でも成立する。
【0012】したがって、前記Ta系金属を信号配線など
の材料とした液晶表示装置の製造において、微細な交差
点でも信頼性の高い絶縁を確実に達成することが可能と
なる。また、選択エッチングの効果は、HF-HCl系あるい
はHF-H2 SO4 系の混合液に限らず、これらを主成分とし
た液であれば十分な選択比が得られる。たとえば75%H2
SO4 +25%BHF混液(A)とFeCl3 液(B)との混合比に
対するTa,MoTa,TaO,MoTaO の各エッチングレートは図3
に示すごとくであり、FeCl3 液(B)の混合比が50% 以
下の場合、十分な選択比が得られる。
【0013】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。
【0014】図4の(a) 、(b) および(c) は本発明に係
る液晶表示装置の製造方法の実施態様例を模式的に示し
たもので、先ずガラス基板11面上にたとえばTaをスパッ
タして、膜厚3000オングストロームのアドレス線12a 、
蓄積容量(Cs)線12b およびコンタクト部12c を形成す
る。次いでクエン酸中で150Vまで0.5mA/cm2 定電流酸化
し、その後150Vで定電圧酸化して、膜厚3000オングスト
ロームの TaOx 陽極酸化膜13を形成した。
【0015】前記陽極酸化処理した後、プラズマCVD に
より膜厚3000オングストロームのSiOx 膜14、膜厚3000
オングストロームのa-Si膜15a および膜厚500 オングス
トロームの n+ a-Siを順次連続的に形成し、a-Siの島を
作製した。次いでITO をスパッタして、膜厚1000オング
ストロームの画素電極16を形成した後、希HF液で前記 S
iOx 膜14をエッチングしてから、さらに H2 SO4 65cc当
たりHF 3cc、およびH2 O 32ccを添加配合した混合液に
よって、 TaOx 陽極酸化膜13を選択エッチングしてTa金
属12面を選択的に露出させた。しかる後、MoおよびAlを
スパッタして、ソース電極17a 、ドレイン電極17b 、デ
ータ線17c およびコンタクト部17d を形成してから、チ
ャンネル部の na-Siをエッチング除去することによっ
て、アクティブマトリックス型液晶表示装置用の画素ア
レイ(駆動用配線基板)を得た。 前記画素アレイ(駆
動用配線基板)の製造において、コンタクトホール形成
時に、アドレス線12a 上にも穴を明け、その上にAl/Mo
電極17e を形成することにより、配線抵抗を下げること
ができる。このことは、レジストマスクを用いた従来の
陽極酸化手段の場合、端面部ではマスクパターンの下に
も電解液が染み込みその部分が陽極酸化されるため、微
細パターンに陽極酸化膜を形成し得ないことになり、よ
って配線抵抗を下げることができなかったのに比べ大き
な違いを呈しているといえる。
【0016】前記画素アレイ(駆動用配線基板)を用
い、常套の手段によってアクティブマトリックス型液晶
表示装置を構成した。この液晶表示装置の場合は、低抵
抗の信号配線などを実現でき、さらに表面陽極酸化によ
り形成した絶縁膜も耐熱性がよいため、液晶表示装置製
造工程での熱処理後においても十分な絶縁特性を保持
し、信頼性の高い機能を常に発揮した。
【0017】次に他の実施例として、図5の(a) , (b)
および(C) を参照してMIM を用いた液晶表示装置用の画
素アレイ(駆動用配線基板)の製造例を説明する。
【0018】先ずガラス基板21面上に、膜厚300 オング
ストロームの TaNx (N=43 at%)22a、膜厚2200オングス
トロームのTa層22b を順次堆積させ、これをCDE によっ
てパターンニングして下部電極配線22を形成した。次い
で0.01% クエン酸中で25V まで定電流酸化し、その後25
V で1時間定電圧酸化して、表面に TaOx 陽極酸化膜23
を形成した。
【0019】次いでITO をスパッタして、膜厚1000オン
グストロームの表示電極24を形成した後、さらに H2 SO
4 65cc当たりHF 3ccおよび H2 O 32ccを添加配合した混
合液によって、配線部およびコンタクトホール部に対応
する領域の TaOx 陽極酸化膜23を選択エッチングしてTa
金属12面を選択的に露出させた。しかる後、Crを膜厚10
00オングストローム堆積させ、MIM の上部電極25a 、配
線部上の配線抵抗低下用Cr積層25b 、コンタクト上のCr
積層25c をそれぞれ形成することによって、液晶表示装
置用の画素アレイ(駆動用配線基板)を得た。
【0020】前記画素アレイ(駆動用配線基板)を用
い、常套の手段によってアクティブマトリックス型液晶
表示装置を構成した。この液晶表示装置の場合は、低抵
抗の信号配線などを実現でき、さらに表面陽極酸化によ
り形成した絶縁膜も耐熱性がよいため、液晶表示装置製
造工程での熱処理後においても十分な絶縁特性を保持
し、信頼性の高い機能を常に発揮した。
【0021】なお、本発明において、ベースを成すTa、
Ta-Mo 、Ta-W、Ta-Nb もしくはTa-NなどのN 化合金は、
単相であってもよいし、積層型であってもよい。さらに
選択エッチングは、前記ベース金属とその陽極酸化膜と
の間だけでなく、たとえばSiと前記陽極酸化膜との間で
行ってもよいし、さらに前記ベース金属とその陽極酸化
膜とが混在している場合でも勿論よい。
【0022】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、低
抵抗性でかつ、陽極酸化により熱安定性にすぐれた絶縁
層(膜)を形成具備した信号配線など容易に形成し得
る。してがって、各種電子部品の信号用配線などの形成
に利用した場合良好な機能発揮に大きく寄与する。ま
た、液晶表示装置の信号配線や実装する駆動用半導体素
子の電極の形成に適用した場合は、低抵抗のアドレスラ
インなどを実現でき、さらに表面の陽極酸化および選択
エッチングにより形成した絶縁膜も耐熱性がよいため、
液晶表示装置製造工程での熱処理後においても十分な絶
縁特性を保持し、信頼性の高い機能を常に発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るエッチング方法においてTa系金
属と陽極酸化膜とのエッチングレート例を示す曲線図。
【図2】 本発明に係るエッチング方法においてTa系金
属と陽極酸化膜との他のエッチングレート例を示す曲線
図。
【図3】 本発明に係るエッチング方法においてTa系金
属と陽極酸化膜とのさらに他のエッチングレート例を示
す曲線図。
【図4】 aは本発明に係るエッチング方法を用いた液
晶表示装置用の駆動配線基板の製造例を模式的に示す平
面図、bおよびcは同じく液晶表示装置用の駆動配線基
板の製造例を模式的に示す断面図。
【図5】 aは本発明に係るエッチング方法を用いた他
の液晶表示装置用の駆動配線基板の製造例を模式的に示
す平面図、bおよびcは同じく他の液晶表示装置用の駆
動配線基板の製造例を模式的に示す断面図。
【図6】 アクティブマトリックス型液晶表示装置の等
価回路図。
【符号の説明】
1、12a …アドレス配線 2、17c …デ―タ配線
3…TFT 4、16…画素電極 11、21…ガラス基板
12、22b …ゲ―ト電極 12b …Cs線 12c 、17d …コンタクト部 13、22a 、23…陽極酸化
膜 14…絶縁膜(層) 15…a-Si膜 17a …ソー
ス電極 17b …ドレイン電極 17e …Al/Mo 電極
22…下部電極配線 24…表示電極 25a …上部電
極 25b …Cr層(抵抗低下用) 25c …Cr層(コン
タクト部)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Ta、Ta-Mo 合金、Ta-W合金、Ta-Nb 合金
    もしくはこれらのN化合金をベースとする陽極酸化膜の
    選択エッチングに当り、HF-H2 SO4 溶液、HF-HCl溶液も
    しくはHF-H2 SO4 -HCl溶液をエッチング液として、前記
    陽極酸化膜をエッチングすることを特徴とする陽極酸化
    膜の選択エッチング方法。
  2. 【請求項2】 駆動用の信号配線、画素電極および蓄積
    容量線を有する配線基板に対向して表示電極板を配設し
    形成した駆動用配線基板−表示電極板間に液密に液晶材
    料層を封入する液晶表示装置の製造方法において、 前記配線基板の駆動用信号配線および蓄積容量線をTa、
    Ta-Mo 合金、Ta-W合金、Ta-Nb 合金もしくはこれらのN
    化合金で構成し、かつ信号配線が互いに交差して対接す
    る面および画素電極と蓄積容量線とが交差して対接する
    面の絶縁層は、前記Ta、Ta-Mo 合金、Ta-W合金、Ta-Nb
    合金もしくはこれらのN 化合金の陽極酸化膜をHF-H2 SO
    4 溶液、HF-HCl溶液もしくはHF-H2 SO4 -HCl溶液をエッ
    チング液とした選択エッチングにより形成したことを特
    徴とする液晶表示装置の製造方法。
JP979291A 1991-01-30 1991-01-30 陽極酸化膜の選択エッチング方法およびこれを用いた液晶表示装置の製造方法 Withdrawn JPH05323340A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008169446A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 C Uyemura & Co Ltd アルミニウム酸化皮膜用除去液及びアルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理方法
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Effective date: 19980514