JPH06250216A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大画面、高密度の液晶パネルに於て、ゲート
ラインを低抵抗のＡｌで構成しても、このＡｌの腐食等
が発生しない製造方法を達成することを目的とする。 【構成】 ガラス基板（５１）の上にゲートライン（５
３）、補助容量ラインの他に、第１および第２の接続手
段、陽極酸化端子およびライン等が、同一材料のＡｌで
形成され、この後陽極酸化を行うが、この陽極酸化の前
後において、レジスト付着工程を全く経ないで次のゲー
ト絶縁膜形成工程に移る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置の製造方
法に関し、特にＡｌの陽極酸化に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコ
ン）やｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）のＴＦＴを用いた液晶
表示装置は、低コスト化を達成することが重要な課題の
１つである。一方、ゲート材料としては、Ｃｒ、Ｃｕ、
ＡｕおよびＡｌ等が色々と採用または実験されている。
しかし今後パネルが大画面になることを考えると、抵抗
の大きいＣｒは好ましくなく、また安定性を考えるとＡ
ｌ₂Ｏ₃を表面に残すＡｌやＡｕしか残らなくなる。特に
ＡｌはＡｕに比べて非常に低価格であるので、今後Ａｌ
をゲートに採用した液晶表示装置が研究されるであろ
う。

【０００３】しかも好ましくはＴＦＴの必須構成要素、
例えばゲート用のＡｌ、ゲート絶縁膜用のＳｉＮ_Xまた
は／およびＳｉＯ₂、ａ−Ｓｉ、表示電極の透明電極お
よびソース（ドレイン）電極のＡｌのみで全て（端子や
その他の構成要素）を構成すべきである。また液晶装置
は、図６のように形成されている。中央のマトリックス
状に形成されている小さな四角形は、ＴＦＴおよびこの
ＴＦＴ周囲に形成される表示電極、ゲートライン（１０
０）、ドレインライン（１０１）、補助容量電極および
補助容量ライン（１０２）を一組としたセルを示したも
のであり、左右にはドレインライン（１０１）が伸び、
ドレイン端子（１０３）に接続されている。一方、上下
にはゲ−トライン（１００）及び補助容量ライン（１０
２）が伸び、ゲ−トライン（１００）はゲ−ト端子（１
０５）と接続され、補助容量ライン（１０２）は、ゲ−
トライン（１００）を横切るように第１の接続ライン
（１０６）で並行に接続されている。

【０００４】また、ゲートライン（１００）は、補助容
量ライン（１０２）と同一層で形成され、第１の接続ラ
イン（１０６）は、ゲート絶縁膜上の第２層目に設けら
れる。そのために、黒点で示した第１のコンタクトホー
ルＣ₁を介して補助容量ラインが並列に接続されてい
る。また第２の接続ライン（１０７）は、ドレインライ
ン（１０１）と電気的に接続されている。このライン
（１０７）上には対向基板とを貼り合わせるシールが塗
布されるため、このシールとライン（１０７）が接触し
ないように、ゲート絶縁膜上から延在してきたドレイン
ライン（１０１）が第２のコンタクトホールＣ₂を介し
て透明な絶縁性基板上にもぐり、第３のコンタクトホー
ルＣ₃から再度ゲート絶縁膜上に延在され、ゲート絶縁
膜上に設けられたＩＴＯ等よりなるドレイン端子（１０
３）とコンタクトしている。

【０００５】以上述べたように、第１および第２の接続
ラインがあるためにクロスオーバーを設ける必要があ
り、コンタクトホールＣ₁〜Ｃ₃をカウントすると非常な
数になってしまう。一方、図７は、陽極酸化したＡｌゲ
ートを採用する液晶表示装置の１工程図であり、補助容
量ライン（１０２）とゲートライン（１００）は、例え
ば陽極酸化端子を介して陽極酸化され、コンタクト部分
Ｃ₁〜Ｃ₃は、レジスト（１１１）を覆い、Ａｌ₂Ｏ₃の形
成を防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、補助
容量ライン（１０２）の並列接続のために、コンタクト
Ｃ₁、ドレインライン（１０１）を下層に潜り込ませる
ために、コンタクトＣ₂、Ｃ₃が設けられている。一般に
コンタクト孔の形成は、ドライエッチングが主流である
が、レジストのアッシングの時に、Ｏ₂プラズマ中に晒
されるので、表面にＡｌ₂Ｏ₃が形成される問題があり、
この問題やコスト等を考慮すると湿式のほうが好まし
い。

【０００７】そのため、湿式のエッチングにおいて、前
述したＡｌよりなる構成要素は、表面が陽極酸化される
ため、例えば図７のように、レジスト（１１１）等の耐
酸化膜が設けられ、この表面に酸化膜が形成されないよ
うに対処され、コンタクトの開口の際、つまりゲート絶
縁膜のエッチング時に、直接Ａｌが露出し、Ａｌ₂Ｏ₃の
エッチング工程を省略している。

【０００８】しかし、このレジスト（１１１）の現像液
やレジストの剥離液は、アルカリ性であったり、アルカ
リ性をおびたりし、表面のＡｌ₂Ｏ₃が侵され、ピンホー
ル形成や断線等の問題を生じる問題があった。例えば、
現像液は、ＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・
ハイドロオキサイド）と呼ばれる強い有機アルカリ液
で、陽極酸化前にはＡｌ表面を侵し、ピンホールを形成
する。このピンホールは陽極酸化の時に埋まるが、Ａｌ
₂Ｏ₃自身光を透過するので、ゲートライン等の遮光性を
悪化させオフ電流の増加等の問題を発生させる問題があ
った。

【０００９】また、レジスト剥離液は、アミン系の有機
溶媒で、このアミンが水洗時に使用される水と加水分解
し、陽極酸化前はＡｌを、陽極酸化後はＡｌ₂Ｏ₃を侵
し、耐圧の劣化を引き起こす問題を有していた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題に
鑑みて成され、まず第１に、透明な絶縁性基板に設けら
れたＡｌより成る構成部をパターニングした後、直ちに
全面に渡り陽極酸化することで解決するものである。第
２に、透明な絶縁性基板上にＡｌより成るゲート、これ
と一体のゲートライン、補助容量電極、これと一体の補
助容量ラインおよび前記ゲートラインと前記補助容量ラ
インを一体化する接続ラインを形成する工程と、前記絶
縁性基板上のＡｌより成る構成部にはレジストのパター
ニングおよびこのレジストの除去工程を経ず、全面を陽
極酸化することで解決するものである。

【００１１】

【作用】前述したように、レジスト（１１１）を設ける
ことは、レジストの現像液や剥離液を用いることになる
ので、Ａｌよりなる構成部をパターニングした後、全く
レジストを用いることなく全面を陽極酸化し、続けて全
面にゲート絶縁膜を設ければ、特にゲートラインや補助
容量ラインは、剥離液や現像液に浸されることが無いの
で、前述したピンホールの形成や耐圧劣化の防止を達成
できる。

【００１２】

【実施例】まず図５に本液晶表示装置の構成を示す。図
１から図４も含め、波線で破断された左側は、ＴＦＴの
部分を示した断面図であり、右側は、ゲート端子の部分
を示した断面図である。また補助容量端子の部分も右側
と基本的には同一であるので、ここでは特に図示しなか
った。

【００１３】まずガラス基板（５１）があり、この上に
はＡｌを使ったゲート（５２）、これと一体のゲートラ
イン（５３）、補助容量電極（５４）、これと一体の補
助容量ラインがある。また必要によりゲートラインと補
助容量ラインを一度に陽極酸化するために、一体化手段
が同一材料でなり、また陽極酸化端子も同一材料より成
っている。

【００１４】また図６で説明した、シール部の存在のた
めに、ゲート絶縁膜上に延在されたドレインラインをこ
の部分で下層に潜り込ませるためのライン（１０７）も
同一材料で設けられている。更には、図５ではゲート端
子およびドレイン端子がゲート絶縁膜上に設けられてい
るが、メタルマスク等で端子領域のゲート絶縁膜被着を
省略し、Ａｌのゲートライン及び／またはドレインライ
ンをそのまま延在させて端子としてもよい。この場合、
予め端子をガラス基板（５１）上にＡｌで設けてもよ
い。

【００１５】またこれらのＡｌ電極、ラインや接続手段
電極等は、陽極酸化法により表面に酸化アルミニウムよ
る成る絶縁層（５５）が設けられている。また、これら
を含むガラス基板（５１）全面には、ゲート絶縁膜であ
るシリコン窒化膜（５６）が約２０００Å〜約３０００
Åの厚さで設けられる。前記補助容量電極（５４）と一
部が重畳し、ゲートライン（５３）および後述するドレ
インラインで囲まれた領域には、透明電極材料、例えば
ＩＴＯよりなる表示電極（５７）があり、この表示電極
の近傍にＴＦＴ（５８）が設けられている。

【００１６】ＴＦＴは、ゲート（５２）を一構成とし、
活性層域に対応するシリコン窒化膜（５６）の上には、
ノンドープのａ−Ｓｉ（５９）およびＮ⁺型にドープさ
れたａ−Ｓｉ（６０）が設けられる。このａ−Ｓｉは、
島状にエッチングされており、Ｎ⁺型ａ−Ｓｉ（６０）
は、チャンネル領域がエッチングされソース領域とドレ
イン領域に分離されている。またソートとドレインの間
には、チャンネルに対応するａ−Ｓｉのエッチングスト
ッパーとしてＳｉＮ_X膜よりなる半導体保護膜（６１）
が設けられていてもよい。またソース領域に対応するＮ
⁺型ａ−Ｓｉ（６０）と表示電極（５７）をコンタクト
するソース電極（６２）、ドレイン領域に対応するＮ⁺
型ａ−Ｓｉ（６０）からドレインラインに延在するドレ
イン電極（６３）およびドレインラインが設けられてい
る。

【００１７】ここでゲート端子（６４）の手前には、陽
極酸化されたＡｌによりなるゲートライン（５３）が延
在されており、ゲート端子（６４）とゲートライン（５
３）を接続するためにコンタクトホール（６５）が開け
られている。このホール（６５）は、Ａｌが露出されて
おり、この露出部からゲート端子が形成される領域ま
で、Ｍｏよりなる接続電極（６６）が設けられ、更にこ
の上にＡｌよりなる被覆電極（６７）が設けられてい
る。ここでゲート端子（６４）は、ＩＴＯより成ってい
る。

【００１８】また図面では省略をしたが、全面にはパシ
ベーション膜が必要によっては設けられ、この上に配向
膜が設けられている。一方、このガラス基板との間に液
晶を注入するために、対向基板が設けられ、カラーフィ
ルター、遮光膜、対向電極および配向膜が設けられる。
また両基板を所定間隔に設定するためにスペーサが設け
られ、中には液晶が注入されている。

【００１９】ここで、前記ゲート端子（６４）のＩＴＯ
は、酸化等の影響を受けず安定した膜を維持できるの
で、変質のないゲート端子を構成できる。しかしＩＴＯ
とＡｌは、電池作用により、この境界部において電蝕不
良を発生するので、ゲート端子手前でゲートライン（５
３）を終端させ、このライン（５３）と端子（６４）を
Ｍｏで接続して、この電蝕を防止している。ここで接続
電極（６６）は、Ｍｏ以外のものでもよく、電蝕を防止
できる高融点金属Ｔａ等でもよい。しかしａ−ＳｉとＡ
ｌ電極（６２）、（６３）の接続のためにＭｏを使用し
ているので、敢えてＭｏ以外のものを使用することもな
く、かえってこれによって成膜工程が共用できるためプ
ロセス数を減少できるメリットを有する。

【００２０】次に図１乃至図５を用いて第１の製造方法
を説明してゆく。まず図１のように、ガラス基板（５
１）を用意し、ゲート（５２）、このゲートと一体のゲ
ートライン（５３）、補助容量電極（５４）、この補助
容量電極と一体の補助容量ライン、ゲートラインと補助
容量ラインを一度に陽極酸化するための一体化手段、陽
極酸化端子、ドレインラインをシール部の下層に潜り込
ませるためのライン（１０７）、図５ではゲート端子お
よびドレイン端子がゲート絶縁膜上に設けられている
が、Ａｌのゲートライン及び／またはドレインラインを
そのまま延在させて端子とする場合は、これらの端子、
その他必要により設けられる電極やラインがＡｌにより
形成される。

【００２１】ここでは、一例としてゲートラインおよび
補助容量ラインは、図５からも判るように、ガラス基板
の周辺に形成されるゲート端子および補助容量端子の手
前まで延在される。次に前述したＡｌより成る構成要素
全てを陽極酸化し、ラインの表面に酸化アルミニウム
（５５）を形成する。

【００２２】方法としては、陽極酸化端子と水溶液内に
入ったＰｔ電極間に直流電圧を印加し、水溶液として
は、酒石酸、アンモニウムおよびエチレングリコールが
混ぜ合わされているものが使われる。この酸化アルミニ
ウムの膜厚は、１４００Å程度形成される。また膜質の
改善のために２００℃程度で熱処理してもよい。本工程
は、本発明の特徴とするところであり、ガラス基板にパ
ターン化されたＡｌより成る構成要素全てを、レジスト
を設けず陽極酸化することにある。発明が解決する課題
の欄で説明したように、現像液やレジスト剥離液は、ア
ルカリ性を有したり、または水の存在によりアルカリ性
を帯びたりするため、本願はレジストを全く用いないこ
とに特徴を有する。更に付け加えれば、パーターン化さ
れた後は、ＡｌやＡｌ₂Ｏ₃を腐食するような薬液を用い
ず次のゲート絶縁膜被着工程に移ることに特徴を有する
のである。

【００２３】また従来から陽極酸化技術は存在するが、
従来は、ラインを陽極酸化するとは開示している。しか
し、本願は、ガラス基板に形成されたＡｌより成る全て
の構成要素をレジストの被着（ＡｌやＡｌ₂Ｏ₃の腐食す
る薬液の使用）無しに陽極酸化することに最大の特徴を
有するものである。また続けて次工程のゲート絶縁膜を
被着することで、Ａｌは腐食性液体や噴霧等にさらされ
ないので、更にこの効果を大きくすることが可能とな
る。

【００２４】次に図２のように、全面にゲート絶縁膜
（５６）のシリコン窒化膜（５６）、ノンドープのａ−
Ｓｉ（５９）および半導体保護膜（６１）となるシリコ
ン窒化膜をプラズマＣＶＤ法で連続して形成し、半導体
保護膜をパターニングする工程がある。ここでゲート絶
縁膜は、約３０００Å程度、ａ−Ｓｉは、１０００Å程
度および半導体保護膜は、約２０００Å程度である。

【００２５】続いて、図３のように、Ｎ⁺型にドープさ
れたａ−Ｓｉ（６０）をプラズマＣＶＤ法で形成し、そ
の後に、ＴＦＴ（５８）の活性領域周囲およびチャンネ
ル領域に対応する部分を同時にエッチングし、このあと
でＩＴＯを被着しパターニングする工程がある。ここで
は、ＩＴＯは、表示電極（５７）、ゲート端子（６４）
および補助容量端子を形成する。

【００２６】続いて図４のように、コンタクト（６５）
を形成するために、ゲート絶縁膜（５６）をエッチング
する工程がある。図４では、ゲートラインのみが示され
ているが、補助容量端子手前でやはりコンタクトが開け
られている。また図６で示したコンタクトも同時に開口
されている。最後に図５に示すように、全面に電極材料
を被着し、ソース電極（６２）、ドレイン電極（６３）
と一体のドレインライン、およびコンタクトホール（６
５）を埋めた電極（Ｍｏの接続電極（６６）、Ａｌより
なる被覆電極（６７））がパターン化される。

【００２７】以下の工程の詳細な説明は、特に特徴がな
いため簡略するが、全面にパシベーション膜が必要によ
り設けられ、配向膜が設けられる。また対向基板には、
カラーフィルター、遮光膜、対向電極および配向膜が形
成される。対向基板に形成されるこれらの積層順は、特
にないが、配向膜は一番外側である。ここで、ゲート端
子（６４）を表示電極と同一材料のＩＴＯで構成し、ゲ
ートライン（５３）とゲート端子（６４）とのコンタク
トを、ソース電極やドレイン電極と同一工程、同一材料
で形成することは、従来のように端子にＣｒを用いるの
と異なり、工程数を減少できる特徴を有する。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、透明
な絶縁性基板にＡｌより成るゲートラインおよび補助容
量ラインと同一材料で、且つ同一工程でパターン化され
る構成要素全てを、レジストの付着工程（ＡｌやＡｌ₂
Ｏ₃を腐食する薬液を使用する工程）無しに、陽極酸化
し、また陽極酸化した後も、従来ではレジストの剥離工
程が存在するが、この工程無しにゲート絶縁膜被着工程
に移るために、ＡｌやＡｌ ₂Ｏ₃が腐食されず、ピンホー
ルの形成、陽極酸化後のこのピンホール内に形成された
Ａｌ₂Ｏ₃による光透過、耐圧劣化等および断線を防止で
きる。

【００２９】またエッチングは、湿式でバッチ処理であ
るため短時間ですみ、また従来の陽極酸化防止のための
レジスト膜形成、つまりレジスト塗布、露光およびレジ
ストエッチング工程の長い時間を要する工程が省略でき
るため、全体の工程に要する時間を短縮することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法を説明する断面図である。

【図２】本発明の製造方法を説明する断面図である。

【図３】本発明の製造方法を説明する断面図である。

【図４】本発明の製造方法を説明する断面図である。

【図５】本発明の液晶表示装置の断面図である。

【図６】液晶表示装置の構成を説明する平面図である。

【図７】従来の製造方法を説明する断面図である。

【符号の説明】

５１ ガラス基板 ５２ ゲート ５３ ゲートライン ５５ 陽極酸化膜 ５６ ゲート絶縁膜 ５７ 表示電極 ５９ ノンドープのａ−Ｓｉ ６０ Ｎ⁺型のａ−Ｓｉ ６２ ソース電極 ６３ ドレイン電極 ６５ コンタクトホール １０７ ライン Ｃ₁〜Ｃ₃ コンタクト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明な絶縁性基板に設けられたＡｌより
   成る構成部をパターニングした後、直ちに全面に渡り陽
   極酸化する工程と、 この上にゲート絶縁膜、半導体層を形成した後、このゲ
   ート絶縁膜上に設けられる導電ラインと前記構成部との
   コンタクト部に対応する位置にコンタクト孔を形成する
   工程と、 このコンタクト孔を介して前記構成部の陽極酸化膜を除
   去する工程とを少なくとも有することを特徴とした液晶
   表示装置の製造方法。
2. 【請求項２】 透明な絶縁性基板上にＡｌより成るゲー
   ト、これと一体のゲートライン、補助容量電極、これと
   一体の補助容量ラインおよび前記ゲートラインと前記補
   助容量ラインを一体化する接続ラインを形成する工程
   と、 前記絶縁性基板上のＡｌより成る構成部にはレジストの
   パターニングおよびこのレジストの除去工程を経ず、全
   面を陽極酸化する工程と、 前記絶縁性基板全面に、ゲート絶縁膜、ノンドープの非
   単結晶シリコン膜および高濃度にドープされた非単結晶
   シリコン膜を形成し、前記ゲートを一構成とするトラン
   ジスタに対応する領域をエッチングにより形成する工程
   と、 前記補助容量ラインを並列接続する第１の接続ラインと
   前記補助容量ラインのコンタクト部に対応する前記ゲー
   ト絶縁膜にコンタクト孔を形成する工程と、 このコンタクト孔を介して露出している補助容量ライン
   の陽極酸化膜を除去する工程とを有することを特徴とし
   た液晶表示装置の製造方法。