JPH06265941A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents
液晶表示装置およびその製造方法Info
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- JPH06265941A JPH06265941A JP30632293A JP30632293A JPH06265941A JP H06265941 A JPH06265941 A JP H06265941A JP 30632293 A JP30632293 A JP 30632293A JP 30632293 A JP30632293 A JP 30632293A JP H06265941 A JPH06265941 A JP H06265941A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 液晶表示装置のガラス基板５の上に設ける金
属６と透明導電体１０の接続部において、金属６の表面
あるいは下層に窒化層７を形成して透明導電体１０で被
覆し、窒化層７を介して金属６と透明導電体１０の電気
的導通を得る。さらに、金属６の下層に窒化層７を形成
する構造においては、金属６の上面に陽極酸化を施して
絶縁体を形成し、その上を透明導電体１０で被覆する場
合もある。 【効果】 金属６が透明導電体１０と直接に接合する部
分では、界面に低級酸化物層が形成されて高抵抗にな
る。しかし窒化層７を介した接合面は酸化物層が形成さ
れないので、接合部の電気抵抗を十分低くできる。また
窒化層７や陽極酸化による絶縁体を介した接合面は、前
記のような低級酸化物層の存在する接合面とは違い、剥
離を生じる荷重が大きくなって、金属６と透明導電体１
０の密着力が改善される。
属６と透明導電体１０の接続部において、金属６の表面
あるいは下層に窒化層７を形成して透明導電体１０で被
覆し、窒化層７を介して金属６と透明導電体１０の電気
的導通を得る。さらに、金属６の下層に窒化層７を形成
する構造においては、金属６の上面に陽極酸化を施して
絶縁体を形成し、その上を透明導電体１０で被覆する場
合もある。 【効果】 金属６が透明導電体１０と直接に接合する部
分では、界面に低級酸化物層が形成されて高抵抗にな
る。しかし窒化層７を介した接合面は酸化物層が形成さ
れないので、接合部の電気抵抗を十分低くできる。また
窒化層７や陽極酸化による絶縁体を介した接合面は、前
記のような低級酸化物層の存在する接合面とは違い、剥
離を生じる荷重が大きくなって、金属６と透明導電体１
０の密着力が改善される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング素子に金
属−絶縁体−金属構造（以下ＭＩＭと記す）や薄膜トラ
ンジスタ（以下ＴＦＴと記す）を用いたアクティブマト
リクス方式の液晶表示装置において、配線材料であるタ
ンタル（以下Ｔａと記す）膜と酸化インジウムスズ膜
（以下ＩＴＯと記す）などの透明導電体を積層する部分
の構造と製造方法に関する。
属−絶縁体−金属構造（以下ＭＩＭと記す）や薄膜トラ
ンジスタ（以下ＴＦＴと記す）を用いたアクティブマト
リクス方式の液晶表示装置において、配線材料であるタ
ンタル（以下Ｔａと記す）膜と酸化インジウムスズ膜
（以下ＩＴＯと記す）などの透明導電体を積層する部分
の構造と製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日、高品位な画質が得られるアクティ
ブマトリクス方式の液晶表示装置のスイッチング素子と
して、ＴＦＴや、ダイオードや、ＭＩＭ素子などが用い
られている。ＴＦＴのゲート電極や配線材料、ＭＩＭ素
子の電極や配線材料には、陽極酸化法で容易に高品質の
絶縁膜を形成できるＴａ膜が多く使われる。
ブマトリクス方式の液晶表示装置のスイッチング素子と
して、ＴＦＴや、ダイオードや、ＭＩＭ素子などが用い
られている。ＴＦＴのゲート電極や配線材料、ＭＩＭ素
子の電極や配線材料には、陽極酸化法で容易に高品質の
絶縁膜を形成できるＴａ膜が多く使われる。
【０００３】ところで、画素電極および配線材料として
用いられている酸化インジウムスズを、Ｔａ上にスパッ
タリング法などで積層して熱処理を行うと、Ｔａの酸素
親和力が大きいためＩＴＯからＴａに酸素が拡散する。
このためＴａとＩＴＯの界面では、Ｔａ側に絶縁性の酸
化タンタル層が形成されて接触抵抗が高くなる。一方、
ＩＴＯ側は界面付近で酸素が欠乏するので、インジウム
の析出層やインジウムの低級酸化物層が形成され、Ｔａ
膜とＩＴＯ膜の密着性が低下する。そこでＴａ配線とＩ
ＴＯ配線を接続するのに、Ｔａ層とＩＴＯ層の間にバリ
ア層として他の金属を設けることや、陽極酸化処理など
の方法で酸化タンタル層を形成し、Ｔａ層とＩＴＯ層を
酸化タンタル層をはさんで容量結合することなどが行わ
れている。
用いられている酸化インジウムスズを、Ｔａ上にスパッ
タリング法などで積層して熱処理を行うと、Ｔａの酸素
親和力が大きいためＩＴＯからＴａに酸素が拡散する。
このためＴａとＩＴＯの界面では、Ｔａ側に絶縁性の酸
化タンタル層が形成されて接触抵抗が高くなる。一方、
ＩＴＯ側は界面付近で酸素が欠乏するので、インジウム
の析出層やインジウムの低級酸化物層が形成され、Ｔａ
膜とＩＴＯ膜の密着性が低下する。そこでＴａ配線とＩ
ＴＯ配線を接続するのに、Ｔａ層とＩＴＯ層の間にバリ
ア層として他の金属を設けることや、陽極酸化処理など
の方法で酸化タンタル層を形成し、Ｔａ層とＩＴＯ層を
酸化タンタル層をはさんで容量結合することなどが行わ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｔａ膜
とＩＴＯ膜の間にバリア層として他の金属を設ける方法
では、バリア層のパターンニング工程が必要となって製
造工程が複雑化する。また、酸化物層をはさんで容量結
合で接続する方法では、例えばＭＩＭ素子の非対称性を
補正するための直流バイアス（オフセット）駆動がやり
にくいという不都合がある。本発明の目的は、この問題
を解決して、複雑な製造工程によらずにＴａ膜とＩＴＯ
膜の密着性を改善し、Ｔａ膜とＩＴＯ膜を抵抗を低くし
て直流結合することのできる配線接続部の構造と製造方
法を提供することである。
とＩＴＯ膜の間にバリア層として他の金属を設ける方法
では、バリア層のパターンニング工程が必要となって製
造工程が複雑化する。また、酸化物層をはさんで容量結
合で接続する方法では、例えばＭＩＭ素子の非対称性を
補正するための直流バイアス（オフセット）駆動がやり
にくいという不都合がある。本発明の目的は、この問題
を解決して、複雑な製造工程によらずにＴａ膜とＩＴＯ
膜の密着性を改善し、Ｔａ膜とＩＴＯ膜を抵抗を低くし
て直流結合することのできる配線接続部の構造と製造方
法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では液晶表示装置におけるＴａ膜とＩＴＯ膜
の積層部において、Ｔａ膜の表面あるいは下層に窒化層
を形成して、その上にＩＴＯ膜を積層し、この窒化層を
介してＴａ膜とＩＴＯ膜を導通させる構造を取る。さら
に、Ｔａ膜の下層に窒化層を形成する構造においては、
Ｔａ膜の上面に陽極酸化を施して絶縁体を形成し、その
上にＩＴＯ膜を積層する構造を取るものもある。
め、本発明では液晶表示装置におけるＴａ膜とＩＴＯ膜
の積層部において、Ｔａ膜の表面あるいは下層に窒化層
を形成して、その上にＩＴＯ膜を積層し、この窒化層を
介してＴａ膜とＩＴＯ膜を導通させる構造を取る。さら
に、Ｔａ膜の下層に窒化層を形成する構造においては、
Ｔａ膜の上面に陽極酸化を施して絶縁体を形成し、その
上にＩＴＯ膜を積層する構造を取るものもある。
【０００６】Ｔａ膜の表面に窒化層を設ける構造の製造
方法は、ガラス基板上にスパッタリング法によりＴａか
らなる金属を形成する工程と、金属表面に窒化層を形成
する工程と、フォトエッチング処理により窒化層と金属
をパターンニングする工程と、金属と透明導電体の接続
部にはレジストを施し素子部にはレジストを施さずに陽
極酸化を行い、素子部に絶縁体を形成する工程と、透明
導電体を形成する工程よりなる。金属表面に窒化層を形
成する工程は、基板の表示領域をレジストマスクで覆っ
て行うこともある。また、金属表面に窒化層を形成する
工程と、フォトエッチング処理により窒化層と金属をパ
ターンニングする工程は、順序を入れ替えてもよい。
方法は、ガラス基板上にスパッタリング法によりＴａか
らなる金属を形成する工程と、金属表面に窒化層を形成
する工程と、フォトエッチング処理により窒化層と金属
をパターンニングする工程と、金属と透明導電体の接続
部にはレジストを施し素子部にはレジストを施さずに陽
極酸化を行い、素子部に絶縁体を形成する工程と、透明
導電体を形成する工程よりなる。金属表面に窒化層を形
成する工程は、基板の表示領域をレジストマスクで覆っ
て行うこともある。また、金属表面に窒化層を形成する
工程と、フォトエッチング処理により窒化層と金属をパ
ターンニングする工程は、順序を入れ替えてもよい。
【０００７】Ｔａ膜の下層に窒化層を設ける構造の製造
方法は、ガラス基板上に窒化層を形成する工程と、スパ
ッタリング法によりＴａからなる金属を形成する工程
と、フォトエッチング処理により窒化層と金属をパター
ンニングする工程と、金属と透明導電体の接続部にはレ
ジストを施し素子部にはレジストを施さずに陽極酸化を
行い、素子部に絶縁体を形成する工程と、透明導電体を
形成する工程よりなる。さらに、金属上面に絶縁体を設
ける場合には、金属形成後に陽極酸化を行って絶縁体を
形成してから、フォトエッチングによるパターンニング
を行う。
方法は、ガラス基板上に窒化層を形成する工程と、スパ
ッタリング法によりＴａからなる金属を形成する工程
と、フォトエッチング処理により窒化層と金属をパター
ンニングする工程と、金属と透明導電体の接続部にはレ
ジストを施し素子部にはレジストを施さずに陽極酸化を
行い、素子部に絶縁体を形成する工程と、透明導電体を
形成する工程よりなる。さらに、金属上面に絶縁体を設
ける場合には、金属形成後に陽極酸化を行って絶縁体を
形成してから、フォトエッチングによるパターンニング
を行う。
【０００８】上記の製造方法において、金属表面に窒化
層を形成する方法は、窒素プラズマ処理、または窒素ガ
スを導入する反応性スパッタリング法、または窒化タン
タルをターゲットとするスパッタリング法、窒素雰囲気
中での熱処理、またはＮ2 をドーピングガスとするイオ
ン注入法である。
層を形成する方法は、窒素プラズマ処理、または窒素ガ
スを導入する反応性スパッタリング法、または窒化タン
タルをターゲットとするスパッタリング法、窒素雰囲気
中での熱処理、またはＮ2 をドーピングガスとするイオ
ン注入法である。
【０００９】
【実施例】本発明による液晶表示装置の実施例を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の液晶表示装置のアク
ティブ基板１の概略図で、破線で囲った表示領域３に多
数の信号線、スイッチング素子、画素電極が形成されて
おり、信号線は配線１５によって基板上に実装された駆
動用ＩＣ（１６）に接続されている。図２は図１の表示
領域３内の一つの画素電極の周辺を示す。信号線２は表
面に絶縁層の形成された金属で、本発明の実施例におい
ては材料にタンタル（Ｔａ）を用い、破線１１で囲った
ＭＩＭ素子部を介して、画素電極である透明導電体１０
に接続されている。図３はＭＩＭ素子部の拡大図であ
る。図４は図１の配線１５におけるＴａ／ＩＴＯ接続部
を示し、破線部が金属のＴａ、実線部が透明導電体のＩ
ＴＯである。以下の各実施例において、ＭＩＭ素子部に
ついては図３のＡ−Ａ線における工程順の断面図、Ｔａ
／ＩＴＯ接続部については図４のＢ−Ｂ線における工程
順の断面図を参照しながら説明する。
基づいて説明する。図１は本発明の液晶表示装置のアク
ティブ基板１の概略図で、破線で囲った表示領域３に多
数の信号線、スイッチング素子、画素電極が形成されて
おり、信号線は配線１５によって基板上に実装された駆
動用ＩＣ（１６）に接続されている。図２は図１の表示
領域３内の一つの画素電極の周辺を示す。信号線２は表
面に絶縁層の形成された金属で、本発明の実施例におい
ては材料にタンタル（Ｔａ）を用い、破線１１で囲った
ＭＩＭ素子部を介して、画素電極である透明導電体１０
に接続されている。図３はＭＩＭ素子部の拡大図であ
る。図４は図１の配線１５におけるＴａ／ＩＴＯ接続部
を示し、破線部が金属のＴａ、実線部が透明導電体のＩ
ＴＯである。以下の各実施例において、ＭＩＭ素子部に
ついては図３のＡ−Ａ線における工程順の断面図、Ｔａ
／ＩＴＯ接続部については図４のＢ−Ｂ線における工程
順の断面図を参照しながら説明する。
【００１０】まず、本発明の第１の実施例について、図
３のＡ−Ａ線におけるＭＩＭ素子部の工程順の断面図を
図５（ａ）〜（ｅ）に示す。また、図４のＢ−Ｂ線にお
ける配線のＴａ／ＩＴＯ接続部の工程順の断面図を図６
（ａ）〜（ｅ）に示す。
３のＡ−Ａ線におけるＭＩＭ素子部の工程順の断面図を
図５（ａ）〜（ｅ）に示す。また、図４のＢ−Ｂ線にお
ける配線のＴａ／ＩＴＯ接続部の工程順の断面図を図６
（ａ）〜（ｅ）に示す。
【００１１】第１の実施例において、Ｔａ／ＩＴＯ接続
部は図６（ｅ）に示す構造を取る。ガラス基板５の上の
金属６のＴａは、上面に窒化タンタル（ＴａＮｘ）の窒
化層７を設けてパターンニングされ、その上を透明導電
体１０のＩＴＯが被覆している。
部は図６（ｅ）に示す構造を取る。ガラス基板５の上の
金属６のＴａは、上面に窒化タンタル（ＴａＮｘ）の窒
化層７を設けてパターンニングされ、その上を透明導電
体１０のＩＴＯが被覆している。
【００１２】この構造によれば、金属６のＴａは上面で
窒化層７をはさんで透明導電体１０のＩＴＯに接合し、
側面でＩＴＯと直接に接合する。側面では金属６とＩＴ
Ｏの界面に酸化膜が形成されて高抵抗になる。しかし窒
化層７を介した上面は、酸化膜が形成されないので抵抗
が十分低い接合になる。
窒化層７をはさんで透明導電体１０のＩＴＯに接合し、
側面でＩＴＯと直接に接合する。側面では金属６とＩＴ
Ｏの界面に酸化膜が形成されて高抵抗になる。しかし窒
化層７を介した上面は、酸化膜が形成されないので抵抗
が十分低い接合になる。
【００１３】次に、上記の構造を得るための製造方法を
説明する。図５（ａ）と図６（ａ）に示すように、ガラ
ス基板５の上に金属６としてＴａをスパッタリング法に
より厚さ２５０ｎｍに形成する。
説明する。図５（ａ）と図６（ａ）に示すように、ガラ
ス基板５の上に金属６としてＴａをスパッタリング法に
より厚さ２５０ｎｍに形成する。
【００１４】次に、下記の条件で金属６に窒素プラズマ
処理を施し、図５（ｂ）と図６（ｂ）のように、金属６
のＴａ表面に窒化タンタルの窒化層７を形成する。窒素
プラズマ処理は、金属６のＴａ膜形成後に真空を破らず
に行ってもよく、一度大気中に出した後に行ってもよ
い。 ガス種 ：窒素ガス ガス圧 ：１ｍＴｏｒｒ Ｒｆ投入電力 ：０．０８Ｗ／ｃｍ2 処理時間 ：１〜３０ｍｉｎ 処理温度 ：室温（特に加熱せず）
処理を施し、図５（ｂ）と図６（ｂ）のように、金属６
のＴａ表面に窒化タンタルの窒化層７を形成する。窒素
プラズマ処理は、金属６のＴａ膜形成後に真空を破らず
に行ってもよく、一度大気中に出した後に行ってもよ
い。 ガス種 ：窒素ガス ガス圧 ：１ｍＴｏｒｒ Ｒｆ投入電力 ：０．０８Ｗ／ｃｍ2 処理時間 ：１〜３０ｍｉｎ 処理温度 ：室温（特に加熱せず）
【００１５】次に、図５（ｃ）と図６（ｃ）に示すよう
に、通常のフォトリソグラフィ処理とリアクティブイオ
ンエッチング（以下ＲＩＥと略す）処理により、金属６
のＴａと窒化層７を同時にパターンニングする。ここ
で、窒化層７の膜厚は数ｎｍ〜数１０ｎｍと薄いので、
金属６のパターンニング工程にはなんら影響ない。
に、通常のフォトリソグラフィ処理とリアクティブイオ
ンエッチング（以下ＲＩＥと略す）処理により、金属６
のＴａと窒化層７を同時にパターンニングする。ここ
で、窒化層７の膜厚は数ｎｍ〜数１０ｎｍと薄いので、
金属６のパターンニング工程にはなんら影響ない。
【００１６】次に、図６（ｄ）と図５（ｄ）に示すよう
に、Ｔａ／ＩＴＯ接続部にはレジスト８を被覆し、ＭＩ
Ｍ素子部にはレジストを施さずに、クエン酸０．１％水
溶液中で３５Ｖの電圧を印加して陽極酸化を行い、図５
（ｄ）のごとく金属６の表面に絶縁体９の五酸化タンタ
ル（Ｔａ2 Ｏ5 ）を厚さ７０ｎｍに形成する。この場
合、窒化層７は前述のように充分薄いので、絶縁体９の
形成に影響しない。
に、Ｔａ／ＩＴＯ接続部にはレジスト８を被覆し、ＭＩ
Ｍ素子部にはレジストを施さずに、クエン酸０．１％水
溶液中で３５Ｖの電圧を印加して陽極酸化を行い、図５
（ｄ）のごとく金属６の表面に絶縁体９の五酸化タンタ
ル（Ｔａ2 Ｏ5 ）を厚さ７０ｎｍに形成する。この場
合、窒化層７は前述のように充分薄いので、絶縁体９の
形成に影響しない。
【００１７】次に、Ｔａ／ＩＴＯ接続部のレジスト８を
剥離した後、図５（ｅ）と図６（ｅ）に示すように、透
明導電体１０としてＩＴＯをスパッタリング法で厚さ２
００ｎｍに形成して熱処理を行い、通常のフォトエッチ
ング処理によりＩＴＯをパターンニングして素子を完成
する。
剥離した後、図５（ｅ）と図６（ｅ）に示すように、透
明導電体１０としてＩＴＯをスパッタリング法で厚さ２
００ｎｍに形成して熱処理を行い、通常のフォトエッチ
ング処理によりＩＴＯをパターンニングして素子を完成
する。
【００１８】図７は、前記の窒化条件で金属６を窒素プ
ラズマ処理した処理時間と、Ｔａ／ＩＴＯの剥離荷重の
関係を示すグラフである。剥離荷重はスクラッチテスタ
ＳＳＴ−１０１（島津製作所製）を用いたスクラッチ試
験で求めた。試験は次の条件で行った。 Ｔａ膜厚 ：２５０ｎｍ ＩＴＯ膜厚 ：２００ｎｍ 試験法 ：定速負荷試験 カートリッジ先端径 ：１５μｍ 負荷速度 ： １μｍ／ｓ 振幅 ：５０μｍ 送り速度 ：２０μｍ
ラズマ処理した処理時間と、Ｔａ／ＩＴＯの剥離荷重の
関係を示すグラフである。剥離荷重はスクラッチテスタ
ＳＳＴ−１０１（島津製作所製）を用いたスクラッチ試
験で求めた。試験は次の条件で行った。 Ｔａ膜厚 ：２５０ｎｍ ＩＴＯ膜厚 ：２００ｎｍ 試験法 ：定速負荷試験 カートリッジ先端径 ：１５μｍ 負荷速度 ： １μｍ／ｓ 振幅 ：５０μｍ 送り速度 ：２０μｍ
【００１９】図７のグラフにおいて、横軸は窒素プラズ
マ処理時間、縦軸は剥離荷重である。ここで処理時間０
ｍｉｎは、窒素プラズマ処理を行っていないサンプルの
データである。グラフから分かるように、窒素プラズマ
処理を行うことによって剥離を生じる荷重が大きくな
り、処理時間を長くするにつれて剥離荷重が増加する。
すなわち、窒素プラズマ処理はＴａ／ＩＴＯの密着力改
善に有効である。
マ処理時間、縦軸は剥離荷重である。ここで処理時間０
ｍｉｎは、窒素プラズマ処理を行っていないサンプルの
データである。グラフから分かるように、窒素プラズマ
処理を行うことによって剥離を生じる荷重が大きくな
り、処理時間を長くするにつれて剥離荷重が増加する。
すなわち、窒素プラズマ処理はＴａ／ＩＴＯの密着力改
善に有効である。
【００２０】図９に示すように、金属６と透明導電体１
０が２０×２０μｍ2 の面積で重なるように設けたモニ
タパターンを用い、次の条件でＴａ／ＩＴＯの接触抵抗
の評価を行った。 Ｔａ膜厚 ：２５０ｎｍ ＩＴＯ膜厚 ：２００ｎｍ モニタ形状 ：２０×２０μｍ2 のＴａ／ＩＴＯ積層パ
ターンの４６個直列接続 抵抗測定 ：モニタパターンに電圧１０Ｖを印加した
ときの抵抗値
０が２０×２０μｍ2 の面積で重なるように設けたモニ
タパターンを用い、次の条件でＴａ／ＩＴＯの接触抵抗
の評価を行った。 Ｔａ膜厚 ：２５０ｎｍ ＩＴＯ膜厚 ：２００ｎｍ モニタ形状 ：２０×２０μｍ2 のＴａ／ＩＴＯ積層パ
ターンの４６個直列接続 抵抗測定 ：モニタパターンに電圧１０Ｖを印加した
ときの抵抗値
【００２１】図８は、Ｔａ膜形成後に真空を破らずに行
った窒素プラズマ処理時間とＴａ／ＩＴＯの接触抵抗の
関係を示すグラフである。横軸は窒素プラズマ処理時
間、縦軸は抵抗値を対数で表したものである。グラフか
ら分かるように、約１ｍｉｎのプラズマ処理時間で、抵
抗値が５桁ほど小さくなる。
った窒素プラズマ処理時間とＴａ／ＩＴＯの接触抵抗の
関係を示すグラフである。横軸は窒素プラズマ処理時
間、縦軸は抵抗値を対数で表したものである。グラフか
ら分かるように、約１ｍｉｎのプラズマ処理時間で、抵
抗値が５桁ほど小さくなる。
【００２２】第２の実施例として、図５および図６の窒
化層７の形成を、窒素ガスを導入する反応性スパッタリ
ング法により下記の条件で行った。この場合にも実施例
１と同様な効果が得られた。 ガス圧 ：１ｍＴｏｒｒ 窒素ガス流量 ：１２〜２４ｓｃｃｍ 温度 ：３００℃
化層７の形成を、窒素ガスを導入する反応性スパッタリ
ング法により下記の条件で行った。この場合にも実施例
１と同様な効果が得られた。 ガス圧 ：１ｍＴｏｒｒ 窒素ガス流量 ：１２〜２４ｓｃｃｍ 温度 ：３００℃
【００２３】図１０は、図９のモニタパターンを用い
て、実施例２におけるＴａ／ＩＴＯの接触抵抗を評価し
た結果のグラフである。評価条件は、実施例１の場合と
同様である。グラフの横軸は窒素ガスの導入量、縦軸は
モニタ抵抗の抵抗値を対数で表したものである。グラフ
から分かるように、導入窒素ガスの流量が約２０ｓｃｃ
ｍで、抵抗値は６桁ほど小さくなる。
て、実施例２におけるＴａ／ＩＴＯの接触抵抗を評価し
た結果のグラフである。評価条件は、実施例１の場合と
同様である。グラフの横軸は窒素ガスの導入量、縦軸は
モニタ抵抗の抵抗値を対数で表したものである。グラフ
から分かるように、導入窒素ガスの流量が約２０ｓｃｃ
ｍで、抵抗値は６桁ほど小さくなる。
【００２４】なお、窒素ガスを導入する反応性スパッタ
リング法で金属のＴａ上に窒化層を形成する場合、ＭＩ
Ｍ素子の特性に影響を与えずにＴａ／ＩＴＯ接続部の接
触抵抗だけを改善するためには、窒化層７の膜厚を数ｎ
ｍ〜数１０ｎｍにする必要がある。
リング法で金属のＴａ上に窒化層を形成する場合、ＭＩ
Ｍ素子の特性に影響を与えずにＴａ／ＩＴＯ接続部の接
触抵抗だけを改善するためには、窒化層７の膜厚を数ｎ
ｍ〜数１０ｎｍにする必要がある。
【００２５】第３の実施例として、図５および図６の窒
化層７の形成を、窒化タンタル（ＴａＮ）ターゲットを
用いたスパッタリング法により下記の条件で行った。こ
の場合にも先の各実施例と同様な効果が得られた。 ガス種 ：アルゴン ガス圧 ：１ｍＴｏｒｒ 温度 ：３００℃
化層７の形成を、窒化タンタル（ＴａＮ）ターゲットを
用いたスパッタリング法により下記の条件で行った。こ
の場合にも先の各実施例と同様な効果が得られた。 ガス種 ：アルゴン ガス圧 ：１ｍＴｏｒｒ 温度 ：３００℃
【００２６】第４の実施例として、図５および図６の窒
化層７の形成を、窒素雰囲気中で金属６のＴａを下記の
条件で熱処理することにより行った。この場合にも先の
各実施例と同様な効果が得られた。 ガス圧 ：５ａｔｍ 温度 ：５００℃ 処理時間 ：１ｈｒ
化層７の形成を、窒素雰囲気中で金属６のＴａを下記の
条件で熱処理することにより行った。この場合にも先の
各実施例と同様な効果が得られた。 ガス圧 ：５ａｔｍ 温度 ：５００℃ 処理時間 ：１ｈｒ
【００２７】さらに、窒化層７の形成にはＮ2 をドーピ
ングガスとしたイオン注入法を用いてもよい。典型的な
条件例は下記のごとくである。 加速電圧 ：５０ｋＶ ドーズ量 ：１×１０16ｉｏｎ／ｃｍ2
ングガスとしたイオン注入法を用いてもよい。典型的な
条件例は下記のごとくである。 加速電圧 ：５０ｋＶ ドーズ量 ：１×１０16ｉｏｎ／ｃｍ2
【００２８】第５の実施例は、第１の実施例で用いた窒
素プラズマ処理を、金属であるＴａのパターンニング後
に行ったものであり、第１の実施例と同様な効果が得ら
れた。第５の実施例について、先の図３のＡ−Ａ線にお
けるＭＩＭ素子部の工程順の断面図を図１１（ａ）〜
（ｅ）に示す。また、先の図４のＢ−Ｂ線における配線
のＴａ／ＩＴＯ接続部の工程順の断面図を図１２（ａ）
〜（ｅ）に示す。
素プラズマ処理を、金属であるＴａのパターンニング後
に行ったものであり、第１の実施例と同様な効果が得ら
れた。第５の実施例について、先の図３のＡ−Ａ線にお
けるＭＩＭ素子部の工程順の断面図を図１１（ａ）〜
（ｅ）に示す。また、先の図４のＢ−Ｂ線における配線
のＴａ／ＩＴＯ接続部の工程順の断面図を図１２（ａ）
〜（ｅ）に示す。
【００２９】第５の実施例においては、Ｔａ／ＩＴＯ接
続部は図１２（ｅ）に示す構造を取る。ガラス基板５の
上の金属６のＴａは、パターンニング後に全表面に窒化
タンタル（ＴａＮｘ）の窒化層７が形成され、その上を
透明導電体１０のＩＴＯが被覆している。
続部は図１２（ｅ）に示す構造を取る。ガラス基板５の
上の金属６のＴａは、パターンニング後に全表面に窒化
タンタル（ＴａＮｘ）の窒化層７が形成され、その上を
透明導電体１０のＩＴＯが被覆している。
【００３０】この構造によれば、金属６のＴａは窒化層
７をはさんで透明導電体１０のＩＴＯと積層されるの
で、接合部に酸化膜が形成されず抵抗が十分低くなる。
金属６の配線幅が数μｍ以下であって、透明導電体１０
のＩＴＯからの酸素拡散が側面を通して起こることが問
題となる場合、この実施例の構造は特に有効である。
７をはさんで透明導電体１０のＩＴＯと積層されるの
で、接合部に酸化膜が形成されず抵抗が十分低くなる。
金属６の配線幅が数μｍ以下であって、透明導電体１０
のＩＴＯからの酸素拡散が側面を通して起こることが問
題となる場合、この実施例の構造は特に有効である。
【００３１】次に、上記の構造を得るための製造方法を
説明する。図１１（ａ）と図１２（ａ）に示すように、
ガラス基板５の上に金属６としてＴａをスパッタリング
法により厚さ２５０ｎｍに形成する。
説明する。図１１（ａ）と図１２（ａ）に示すように、
ガラス基板５の上に金属６としてＴａをスパッタリング
法により厚さ２５０ｎｍに形成する。
【００３２】次に、図１１（ｂ）と図１２（ｂ）に示す
ように、通常のフォトリソグラフィ処理とＲＩＥ処理に
より、金属６のＴａをパターンニングする。
ように、通常のフォトリソグラフィ処理とＲＩＥ処理に
より、金属６のＴａをパターンニングする。
【００３３】次に、図１１（ｃ）と図１２（ｃ）に示す
ように、第１の実施例と同様な条件で金属６に窒素プラ
ズマ処理を施し、金属６のＴａ表面に窒化層７を形成す
る。
ように、第１の実施例と同様な条件で金属６に窒素プラ
ズマ処理を施し、金属６のＴａ表面に窒化層７を形成す
る。
【００３４】次に、図１２（ｄ）と図１１（ｄ）に示す
ように、Ｔａ／ＩＴＯ接続部にはレジスト８を被覆し、
ＭＩＭ素子部にはレジストを施さずに、クエン酸０．１
％水溶液中で３５Ｖの電圧を印加して陽極酸化を行い、
図１１（ｄ）のごとく金属６の表面に絶縁体９のＴａ2
Ｏ5 を厚さ７０ｎｍに形成する。この場合、窒化層７は
充分薄いので、絶縁体９の形成に影響しない。
ように、Ｔａ／ＩＴＯ接続部にはレジスト８を被覆し、
ＭＩＭ素子部にはレジストを施さずに、クエン酸０．１
％水溶液中で３５Ｖの電圧を印加して陽極酸化を行い、
図１１（ｄ）のごとく金属６の表面に絶縁体９のＴａ2
Ｏ5 を厚さ７０ｎｍに形成する。この場合、窒化層７は
充分薄いので、絶縁体９の形成に影響しない。
【００３５】次に、Ｔａ／ＩＴＯ接続部のレジスト８を
剥離した後、図１１（ｅ）と図１２（ｅ）に示すよう
に、透明導電体１０としてＩＴＯをスパッタリング法で
厚さ２００ｎｍに形成し、通常のフォトエッチング処理
によりパターンニングして素子を完成する。
剥離した後、図１１（ｅ）と図１２（ｅ）に示すよう
に、透明導電体１０としてＩＴＯをスパッタリング法で
厚さ２００ｎｍに形成し、通常のフォトエッチング処理
によりパターンニングして素子を完成する。
【００３６】第６の実施例として、図１１および図１２
の窒化層７の形成を、窒素雰囲気中で金属６のＴａを第
４の実施例の場合と同様の条件で熱処理して行った。こ
の場合にも先の各実施例と同様な効果が得られた。
の窒化層７の形成を、窒素雰囲気中で金属６のＴａを第
４の実施例の場合と同様の条件で熱処理して行った。こ
の場合にも先の各実施例と同様な効果が得られた。
【００３７】第１の実施例あるいは第５の実施例におい
て、配線接続部のタンタル電極表面に窒化層を作るため
にタンタル表面に窒素プラズマ処理を行うと、図５
（ｃ）や図１１（ｃ）に示すように、ＭＩＭ素子部の金
属電極６の表面にも窒化層７が形成される。前述のよう
に、通常、この窒化層７は十分薄いので、次工程の陽極
酸化処理による絶縁体９の形成に影響しない。しかしな
がら、図６（ｅ）あるいは図１２（ｅ）に見られるＴａ
／ＩＴＯ接続部の特性向上を重視して窒化の度合いを強
めるような場合には、ＭＩＭ素子部の金属電極６の表面
における窒化層７の形成により、完成したＭＩＭ素子の
方の特性が不十分なものになることがあり得る。そのよ
うな不具合を避けるには、先の図１に示した表示領域３
にレジストマスクを施してから窒化処理を行う。そうす
れば窒化は配線接続部のタンタル電極表面のみで行われ
て、ＭＩＭ素子部は影響を受けることがなく、Ｔａ／Ｉ
ＴＯ接続部のための最良の窒化条件を選ぶことができ
る。レジストマスクは単に表示部を覆う形であればよい
から、複雑なマスクは不要である。
て、配線接続部のタンタル電極表面に窒化層を作るため
にタンタル表面に窒素プラズマ処理を行うと、図５
（ｃ）や図１１（ｃ）に示すように、ＭＩＭ素子部の金
属電極６の表面にも窒化層７が形成される。前述のよう
に、通常、この窒化層７は十分薄いので、次工程の陽極
酸化処理による絶縁体９の形成に影響しない。しかしな
がら、図６（ｅ）あるいは図１２（ｅ）に見られるＴａ
／ＩＴＯ接続部の特性向上を重視して窒化の度合いを強
めるような場合には、ＭＩＭ素子部の金属電極６の表面
における窒化層７の形成により、完成したＭＩＭ素子の
方の特性が不十分なものになることがあり得る。そのよ
うな不具合を避けるには、先の図１に示した表示領域３
にレジストマスクを施してから窒化処理を行う。そうす
れば窒化は配線接続部のタンタル電極表面のみで行われ
て、ＭＩＭ素子部は影響を受けることがなく、Ｔａ／Ｉ
ＴＯ接続部のための最良の窒化条件を選ぶことができ
る。レジストマスクは単に表示部を覆う形であればよい
から、複雑なマスクは不要である。
【００３８】次に、以上の各実施例のように窒化層をＴ
ａ膜の表面に設けるのではなく、基板上に窒化層を設け
る構造を説明する。そのような構造である第７の実施例
について、先の図３のＡ−Ａ線におけるＭＩＭ素子部の
工程順の断面図を図１３（ａ）〜（ｄ）に示す。また、
先の図４のＢ−Ｂ線における配線のＩＴＯ／Ｔａ接続部
の工程順の断面図を図１４（ａ）〜（ｄ）に示す。
ａ膜の表面に設けるのではなく、基板上に窒化層を設け
る構造を説明する。そのような構造である第７の実施例
について、先の図３のＡ−Ａ線におけるＭＩＭ素子部の
工程順の断面図を図１３（ａ）〜（ｄ）に示す。また、
先の図４のＢ−Ｂ線における配線のＩＴＯ／Ｔａ接続部
の工程順の断面図を図１４（ａ）〜（ｄ）に示す。
【００３９】第７の実施例においては、Ｔａ／ＩＴＯ接
続部は図１４（ｄ）に示す構造を取る。ガラス基板５の
上の窒化タンタル（ＴａＮｘ）からなる窒化層７の上に
金属６のＴａが積層されてパターンニングされ、その上
を透明導電体１０のＩＴＯが被覆している。
続部は図１４（ｄ）に示す構造を取る。ガラス基板５の
上の窒化タンタル（ＴａＮｘ）からなる窒化層７の上に
金属６のＴａが積層されてパターンニングされ、その上
を透明導電体１０のＩＴＯが被覆している。
【００４０】この構造によれば、金属６のＴａは上面お
よび側面で透明導電体１０のＩＴＯに接合し、下面で窒
化層７に接合する。そして窒化層７は側面で透明導電体
１０と接合する。金属６と透明導電体１０の直接の接合
面１２では、接合の界面に酸化膜が形成されて高抵抗に
なる。一方、窒化層７の側面と透明導電体１０の接合面
１４では酸化膜が形成されないので低抵抗になる。ま
た、金属６と窒化層７の接合面１３も金属導電性を示す
材料の積層なので低抵抗である。従って、金属６のＴａ
と透明導電体１０の主要な電流経路は、金属６／窒化層
７／透明導電体１０となり、電気的に低抵抗の接続部が
得られる。
よび側面で透明導電体１０のＩＴＯに接合し、下面で窒
化層７に接合する。そして窒化層７は側面で透明導電体
１０と接合する。金属６と透明導電体１０の直接の接合
面１２では、接合の界面に酸化膜が形成されて高抵抗に
なる。一方、窒化層７の側面と透明導電体１０の接合面
１４では酸化膜が形成されないので低抵抗になる。ま
た、金属６と窒化層７の接合面１３も金属導電性を示す
材料の積層なので低抵抗である。従って、金属６のＴａ
と透明導電体１０の主要な電流経路は、金属６／窒化層
７／透明導電体１０となり、電気的に低抵抗の接続部が
得られる。
【００４１】次に上記の構造を得るための製造方法を説
明する。図１３（ａ）と図１４（ａ）に示すように、ガ
ラス基板５の上に窒化タンタル（ＴａＮｘ）からなる窒
化層７を、窒素ガスを導入するＴａの反応性スパッタリ
ング法により厚さ５０ｎｍに形成する。この窒化層７の
形成は下記の条件で行う。 導入ガス ：アルゴン＋窒素 全圧 ：１．０ｍＴｏｒｒ 窒素分圧 ：０．３ｍＴｏｒｒ 基板加熱温度 ：３００℃ 投入電力 ：１．７ｋＷ
明する。図１３（ａ）と図１４（ａ）に示すように、ガ
ラス基板５の上に窒化タンタル（ＴａＮｘ）からなる窒
化層７を、窒素ガスを導入するＴａの反応性スパッタリ
ング法により厚さ５０ｎｍに形成する。この窒化層７の
形成は下記の条件で行う。 導入ガス ：アルゴン＋窒素 全圧 ：１．０ｍＴｏｒｒ 窒素分圧 ：０．３ｍＴｏｒｒ 基板加熱温度 ：３００℃ 投入電力 ：１．７ｋＷ
【００４２】次に、下記の条件により、窒化層７上にＴ
ａからなる金属６を２００ｎｍの膜厚に形成する。 導入ガス ：アルゴン 全圧 ：１．０ｍＴｏｒｒ 基板加熱温度 ：３００℃ 投入電力 ：１．７ｋＷ
ａからなる金属６を２００ｎｍの膜厚に形成する。 導入ガス ：アルゴン 全圧 ：１．０ｍＴｏｒｒ 基板加熱温度 ：３００℃ 投入電力 ：１．７ｋＷ
【００４３】次に、図１３（ｂ）と図１４（ｂ）に示す
ように、通常のフォトリソグラフィとＲＩＥ処理によ
り、窒化層７と金属６のＴａを同時にパターンニングす
る。
ように、通常のフォトリソグラフィとＲＩＥ処理によ
り、窒化層７と金属６のＴａを同時にパターンニングす
る。
【００４４】次に、図１４（ｃ）と図１３（ｃ）に示す
ように、Ｔａ／ＩＴＯ接続部にはレジスト８を被覆し、
ＭＩＭ素子部にはレジストを施さずに、クエン酸０．１
％水溶液中で３５Ｖの電圧を印加して陽極酸化を行い、
図１３（ｃ）のごとく金属６と窒化層７の表面に絶縁体
９の五酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）を厚さ７０ｎｍに形
成する。
ように、Ｔａ／ＩＴＯ接続部にはレジスト８を被覆し、
ＭＩＭ素子部にはレジストを施さずに、クエン酸０．１
％水溶液中で３５Ｖの電圧を印加して陽極酸化を行い、
図１３（ｃ）のごとく金属６と窒化層７の表面に絶縁体
９の五酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）を厚さ７０ｎｍに形
成する。
【００４５】次に、Ｔａ／ＩＴＯ接続部のレジスト８を
剥離した後、図１３（ｄ）と図１４（ｄ）に示すよう
に、透明導電体１０としてＩＴＯをスパッタリング法で
厚さ２００ｎｍに形成して熱処理を行い、通常のフォト
エッチングによりＩＴＯをパターンニングして素子を完
成する。
剥離した後、図１３（ｄ）と図１４（ｄ）に示すよう
に、透明導電体１０としてＩＴＯをスパッタリング法で
厚さ２００ｎｍに形成して熱処理を行い、通常のフォト
エッチングによりＩＴＯをパターンニングして素子を完
成する。
【００４６】先の図９のモニタパターンにより、下記の
条件で接続抵抗の評価を行った。 ＴａＮｘ膜厚： ５０ｎｍ Ｔａ膜厚 ：２００ｎｍ ＩＴＯ膜厚 ：２００ｎｍ モニタ形状 ：２０×２０μｍ2 のＴａＮｘ／Ｔａ／Ｉ
ＴＯ積層パターンの４６個直列接続 ただし、導通は主に側壁のＴａＮｘ／ＩＴＯ部で取られ
る。 抵抗測定 ：モニタに１０〔Ｖ〕の電圧を印加したと
きの抵抗値
条件で接続抵抗の評価を行った。 ＴａＮｘ膜厚： ５０ｎｍ Ｔａ膜厚 ：２００ｎｍ ＩＴＯ膜厚 ：２００ｎｍ モニタ形状 ：２０×２０μｍ2 のＴａＮｘ／Ｔａ／Ｉ
ＴＯ積層パターンの４６個直列接続 ただし、導通は主に側壁のＴａＮｘ／ＩＴＯ部で取られ
る。 抵抗測定 ：モニタに１０〔Ｖ〕の電圧を印加したと
きの抵抗値
【００４７】この測定による抵抗値は約１００ｋΩであ
った。ＴａＮｘ層を設けずにＴａ膜厚を２５０ｎｍ、Ｉ
ＴＯ膜厚を２５０ｎｍとしたＴａ／ＩＴＯ構造の同一モ
ニタパターンにおける抵抗値と比較して、５桁程度小さ
くなることが分かった。
った。ＴａＮｘ層を設けずにＴａ膜厚を２５０ｎｍ、Ｉ
ＴＯ膜厚を２５０ｎｍとしたＴａ／ＩＴＯ構造の同一モ
ニタパターンにおける抵抗値と比較して、５桁程度小さ
くなることが分かった。
【００４８】第８の実施例として、図１３および図１４
の窒化層７の形成を、窒化タンタル（ＴａＮ）ターゲッ
トを用いたスパッタリングにより、下記の条件で行っ
た。この場合にも実施例７と同様な効果が得られた。 ガス種 ：アルゴン ガス圧 ：１ｍＴｏｒｒ 温度 ：３００℃
の窒化層７の形成を、窒化タンタル（ＴａＮ）ターゲッ
トを用いたスパッタリングにより、下記の条件で行っ
た。この場合にも実施例７と同様な効果が得られた。 ガス種 ：アルゴン ガス圧 ：１ｍＴｏｒｒ 温度 ：３００℃
【００４９】次に、第９の実施例について、先の図３の
Ａ−Ａ線におけるＭＩＭ素子部の工程順の断面図を図１
５（ａ）〜（ｄ）に示す。また、先の図４のＢ−Ｂ線に
おける配線のＩＴＯ／Ｔａ接続部の工程順の断面図を図
１６（ａ）〜（ｄ）に示す。
Ａ−Ａ線におけるＭＩＭ素子部の工程順の断面図を図１
５（ａ）〜（ｄ）に示す。また、先の図４のＢ−Ｂ線に
おける配線のＩＴＯ／Ｔａ接続部の工程順の断面図を図
１６（ａ）〜（ｄ）に示す。
【００５０】第９の実施例においては、Ｔａ／ＩＴＯ接
続部は図１６（ｄ）に示す構造を取る。ガラス基板５の
上の窒化タンタル（ＴａＮｘ）からなる窒化層７の上に
金属６のＴａが積層され、さらに第２の絶縁体１１が積
層されてパターンニングされ、その上を透明導電体１０
のＩＴＯが被覆している。
続部は図１６（ｄ）に示す構造を取る。ガラス基板５の
上の窒化タンタル（ＴａＮｘ）からなる窒化層７の上に
金属６のＴａが積層され、さらに第２の絶縁体１１が積
層されてパターンニングされ、その上を透明導電体１０
のＩＴＯが被覆している。
【００５１】この構造によれば、金属６のＴａは上面で
第２の絶縁体１１を介して透明導電体１０のＩＴＯに接
合し、側面で透明導電体１０に直接に接合し、下面で窒
化層７に接合する。そして窒化層７は側面で透明導電体
１０と接合する。金属６の上面と透明導電体１０の間は
第２の絶縁体１１があるため高抵抗になり、また、金属
６と透明導電体１０の直接の接合面１２においては、接
合の界面に酸化膜が形成されて高抵抗になる。一方、窒
化層７の側面と透明導電体１０の接合面１４では、酸化
膜が形成されないので低抵抗になる。また、金属６と窒
化層７の接合面１３も、金属導電性を示す材料の積層な
ので低抵抗である。従って、金属６のＴａと透明導電体
１０の主要な電流経路は、金属６／窒化層７／透明導電
体１０となり、電気的に低抵抗の接続部が得られる。
第２の絶縁体１１を介して透明導電体１０のＩＴＯに接
合し、側面で透明導電体１０に直接に接合し、下面で窒
化層７に接合する。そして窒化層７は側面で透明導電体
１０と接合する。金属６の上面と透明導電体１０の間は
第２の絶縁体１１があるため高抵抗になり、また、金属
６と透明導電体１０の直接の接合面１２においては、接
合の界面に酸化膜が形成されて高抵抗になる。一方、窒
化層７の側面と透明導電体１０の接合面１４では、酸化
膜が形成されないので低抵抗になる。また、金属６と窒
化層７の接合面１３も、金属導電性を示す材料の積層な
ので低抵抗である。従って、金属６のＴａと透明導電体
１０の主要な電流経路は、金属６／窒化層７／透明導電
体１０となり、電気的に低抵抗の接続部が得られる。
【００５２】次に上記の構造を得るための製造方法を説
明する。図１５（ａ）と図１６（ａ）に示すように、ガ
ラス基板５の上に窒化タンタル（ＴａＮｘ）からなる窒
化層７を、窒素ガスを導入するＴａの反応性スパッタリ
ング法により厚さ５０ｎｍに形成する。窒化層７の形成
条件は実施例７の場合と同じである。
明する。図１５（ａ）と図１６（ａ）に示すように、ガ
ラス基板５の上に窒化タンタル（ＴａＮｘ）からなる窒
化層７を、窒素ガスを導入するＴａの反応性スパッタリ
ング法により厚さ５０ｎｍに形成する。窒化層７の形成
条件は実施例７の場合と同じである。
【００５３】次に、実施例７と同様にして、窒化層７上
にＴａからなる金属６を２００ｎｍの膜厚に形成する。
にＴａからなる金属６を２００ｎｍの膜厚に形成する。
【００５４】次に、クエン酸０．１％水溶液中で５Ｖの
電圧を印加して陽極酸化を行い、金属６のＴａ表面に第
２の絶縁体１１として五酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）を
厚さ１０ｎｍに形成する。
電圧を印加して陽極酸化を行い、金属６のＴａ表面に第
２の絶縁体１１として五酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）を
厚さ１０ｎｍに形成する。
【００５５】次に、図１５（ｂ）と図１６（ｂ）に示す
ように、通常のフォトリソグラフィとＲＩＥ処理によ
り、窒化層７の窒化タンタルと金属６のＴａと第２の絶
縁体１１を同時にパターンニングする。
ように、通常のフォトリソグラフィとＲＩＥ処理によ
り、窒化層７の窒化タンタルと金属６のＴａと第２の絶
縁体１１を同時にパターンニングする。
【００５６】次に、図１６（ｃ）と図１５（ｃ）に示す
ように、Ｔａ／ＩＴＯ接続部にはレジスト９を被覆し、
素子部にはレジストを施さずに、クエン酸０．１％水溶
液中で３５Ｖの電圧を印加して陽極酸化を行い、図１５
（ｃ）のごとく窒化層７と金属６の表面に絶縁体９のＴ
ａ2 Ｏ5 を厚さ７０ｎｍに形成する。先の第２の絶縁体
１１は絶縁体９より低い電圧で陽極酸化されたので、絶
縁体９の特性に影響しない。
ように、Ｔａ／ＩＴＯ接続部にはレジスト９を被覆し、
素子部にはレジストを施さずに、クエン酸０．１％水溶
液中で３５Ｖの電圧を印加して陽極酸化を行い、図１５
（ｃ）のごとく窒化層７と金属６の表面に絶縁体９のＴ
ａ2 Ｏ5 を厚さ７０ｎｍに形成する。先の第２の絶縁体
１１は絶縁体９より低い電圧で陽極酸化されたので、絶
縁体９の特性に影響しない。
【００５７】次に、Ｔａ／ＩＴＯ接続部のレジスト８を
剥離した後、図１５（ｄ）と図１６（ｄ）に示すよう
に、透明導電体１０としてＩＴＯをスパッタリング法で
厚さ２００ｎｍに形成して熱処理を行い、通常のフォト
エッチングによりＩＴＯをパターンニングして素子を完
成する。
剥離した後、図１５（ｄ）と図１６（ｄ）に示すよう
に、透明導電体１０としてＩＴＯをスパッタリング法で
厚さ２００ｎｍに形成して熱処理を行い、通常のフォト
エッチングによりＩＴＯをパターンニングして素子を完
成する。
【００５８】先の図９のモニタパターンにより、下記の
条件で接続抵抗の評価を行った。 ＴａＮｘ膜厚： ５０ｎｍ Ｔａ膜厚 ：２００ｎｍ ＩＴＯ膜厚 ：２００ｎｍ モニタ形状 ：２０×２０μｍ2 のＴａＮｘ／Ｔａ／Ｔ
ａ2 Ｏ5 ／ＩＴＯ積層パターンの４６個直列接続 ただし、導通は主に側壁のＴａＮｘ／ＩＴＯ部で取られ
る。 抵抗測定 ：モニタに１０〔Ｖ〕の電圧を印加したと
きの抵抗値
条件で接続抵抗の評価を行った。 ＴａＮｘ膜厚： ５０ｎｍ Ｔａ膜厚 ：２００ｎｍ ＩＴＯ膜厚 ：２００ｎｍ モニタ形状 ：２０×２０μｍ2 のＴａＮｘ／Ｔａ／Ｔ
ａ2 Ｏ5 ／ＩＴＯ積層パターンの４６個直列接続 ただし、導通は主に側壁のＴａＮｘ／ＩＴＯ部で取られ
る。 抵抗測定 ：モニタに１０〔Ｖ〕の電圧を印加したと
きの抵抗値
【００５９】この測定による抵抗値は実施例７の場合と
同様に約１００ｋΩであった。ＴａＮｘ層を設けずにＴ
ａ膜厚を２５０ｎｍ、ＩＴＯ膜厚を２５０ｎｍとしたＴ
ａ／ＩＴＯ構造の、同一モニタパターンにおける抵抗値
と比較して、５桁程度小さくなることが分かった。
同様に約１００ｋΩであった。ＴａＮｘ層を設けずにＴ
ａ膜厚を２５０ｎｍ、ＩＴＯ膜厚を２５０ｎｍとしたＴ
ａ／ＩＴＯ構造の、同一モニタパターンにおける抵抗値
と比較して、５桁程度小さくなることが分かった。
【００６０】さらに、実施例９では金属／透明導電体接
続部の上部のＴａ／ＩＴＯ間に、第２の絶縁体１１のＴ
ａ2 Ｏ5 層が形成されている。このためＴａとＩＴＯの
密着力が改善される。先に［従来の技術］の項で、従
来、Ｔａ／ＩＴＯの接合界面にインジウムの低級酸化物
層などが形成されて、Ｔａ膜とＩＴＯ膜の密着力が低下
することを述べた。前記の各実施例では、Ｔａ／ＩＴＯ
境界に窒化層を設けて低級酸化物層の形成を防ぐことに
より、密着力を高めている。実施例９で、酸化物層であ
る第２の絶縁体１１を設けることにより密着力が改善さ
れるのでは、酸化物層の影響が先の記述と異なるという
印象を受けるかもしれない。しかし原理はまだ十分解明
されていないが、Ｔａ／ＩＴＯ接続部に副次的に発生す
る低級酸化物層と、実施例９のように陽極酸化により意
図的に形成された酸化物層は性質が異なり、前者はＴａ
／ＩＴＯ接続部の密着力を弱めるが、後者は強化するこ
とが発明者らの実験で明らかになっている。陽極酸化に
よる酸化物層のバリア効果によって低級酸化物層の形成
が防止され、密着力が増加するのである。
続部の上部のＴａ／ＩＴＯ間に、第２の絶縁体１１のＴ
ａ2 Ｏ5 層が形成されている。このためＴａとＩＴＯの
密着力が改善される。先に［従来の技術］の項で、従
来、Ｔａ／ＩＴＯの接合界面にインジウムの低級酸化物
層などが形成されて、Ｔａ膜とＩＴＯ膜の密着力が低下
することを述べた。前記の各実施例では、Ｔａ／ＩＴＯ
境界に窒化層を設けて低級酸化物層の形成を防ぐことに
より、密着力を高めている。実施例９で、酸化物層であ
る第２の絶縁体１１を設けることにより密着力が改善さ
れるのでは、酸化物層の影響が先の記述と異なるという
印象を受けるかもしれない。しかし原理はまだ十分解明
されていないが、Ｔａ／ＩＴＯ接続部に副次的に発生す
る低級酸化物層と、実施例９のように陽極酸化により意
図的に形成された酸化物層は性質が異なり、前者はＴａ
／ＩＴＯ接続部の密着力を弱めるが、後者は強化するこ
とが発明者らの実験で明らかになっている。陽極酸化に
よる酸化物層のバリア効果によって低級酸化物層の形成
が防止され、密着力が増加するのである。
【００６１】実施例９におけるＩＴＯの剥離荷重を、前
出のスクラッチテスタＳＳＴ−１０１を用いたスクラッ
チ試験で求めた。試験は次の条件で行った。 Ｔａ膜厚 ：２００ｎｍ Ｔａ2 Ｏ5 膜厚 ： ５０ｎｍ ＩＴＯ膜厚 ：２００ｎｍ 試験法 ：定速負荷試験 カートリッジ先端径：１５μｍ 負荷速度 ： １μｍ／ｓ 振幅 ：５０μｍ 送り速度 ：２０μｍ
出のスクラッチテスタＳＳＴ−１０１を用いたスクラッ
チ試験で求めた。試験は次の条件で行った。 Ｔａ膜厚 ：２００ｎｍ Ｔａ2 Ｏ5 膜厚 ： ５０ｎｍ ＩＴＯ膜厚 ：２００ｎｍ 試験法 ：定速負荷試験 カートリッジ先端径：１５μｍ 負荷速度 ： １μｍ／ｓ 振幅 ：５０μｍ 送り速度 ：２０μｍ
【００６２】この測定の結果、金属／透明導電体接続部
の上部の剥離荷重は４０〔ｇｆ〕以上であり、Ｔａ膜厚
２５０〔ｎｍ〕、ＩＴＯ膜厚２００〔ｎｍ〕としてＴａ
／ＩＴＯを直接積層したサンプルの、同一の測定条件で
の剥離荷重０．５〔ｇｆ〕と比較して８０倍以上の大幅
な密着力改善が見られた。
の上部の剥離荷重は４０〔ｇｆ〕以上であり、Ｔａ膜厚
２５０〔ｎｍ〕、ＩＴＯ膜厚２００〔ｎｍ〕としてＴａ
／ＩＴＯを直接積層したサンプルの、同一の測定条件で
の剥離荷重０．５〔ｇｆ〕と比較して８０倍以上の大幅
な密着力改善が見られた。
【００６３】第１０の実施例として、図１５および図１
６の窒化層７の形成を、窒化タンタルターゲットを用い
たスパッタリング法により第３の実施例の場合と同様の
条件で行った。この実施例においても実施例９と同様な
効果が得られた。
６の窒化層７の形成を、窒化タンタルターゲットを用い
たスパッタリング法により第３の実施例の場合と同様の
条件で行った。この実施例においても実施例９と同様な
効果が得られた。
【００６４】以上の各実施例で述べた製造工程は、ＭＩ
Ｍ素子でなくＴＦＴを用いたものの配線部にも応用可能
であることは言うまでもない。窒化層の下地となる金属
のＴａ膜は、窒素添加タンタルや、窒化タンタル、ある
いはＴａと他の金属の合金であってもよい。また、配線
に用いる金属として、Ｔａの他に酸素親和力の大きな金
属、例えばＮｂを用いた場合にも有効である。透明導電
体として、ＩＴＯ以外にＩｎ2 Ｏ3 、ＳｎＯ2 、ＺｎＯ
などの酸化物を用いる場合も、本発明の製造方法は有効
である。
Ｍ素子でなくＴＦＴを用いたものの配線部にも応用可能
であることは言うまでもない。窒化層の下地となる金属
のＴａ膜は、窒素添加タンタルや、窒化タンタル、ある
いはＴａと他の金属の合金であってもよい。また、配線
に用いる金属として、Ｔａの他に酸素親和力の大きな金
属、例えばＮｂを用いた場合にも有効である。透明導電
体として、ＩＴＯ以外にＩｎ2 Ｏ3 、ＳｎＯ2 、ＺｎＯ
などの酸化物を用いる場合も、本発明の製造方法は有効
である。
【００６５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、液晶表示装置の駆動素子や配線の形成におい
て、金属／透明導電体接続部に窒化層を介在させる構造
とし、これによって製造工程を複雑にすることなく、ま
た素子特性に大きな影響を与えることなく、金属と透明
導電体の接触抵抗を低減している。さらに、金属と透明
導電体の接合面に窒化層または絶縁体の存在する構造で
は、両者の密着力が大幅に改善され、表示品質の優れた
アクティブマトリクス方式の液晶表示装置が得られる。
よれば、液晶表示装置の駆動素子や配線の形成におい
て、金属／透明導電体接続部に窒化層を介在させる構造
とし、これによって製造工程を複雑にすることなく、ま
た素子特性に大きな影響を与えることなく、金属と透明
導電体の接触抵抗を低減している。さらに、金属と透明
導電体の接合面に窒化層または絶縁体の存在する構造で
は、両者の密着力が大幅に改善され、表示品質の優れた
アクティブマトリクス方式の液晶表示装置が得られる。
【図１】本発明の液晶表示装置のアクティブ基板の概略
平面図である。
平面図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の画素電極周辺の平面図
である。
である。
【図３】本発明の液晶表示装置のＭＩＭ素子部を拡大し
た平面図である。
た平面図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の配線におけるＴａ／Ｉ
ＴＯ接続部を拡大した平面図である。
ＴＯ接続部を拡大した平面図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の第１ないし第４の実施
例のＭＩＭ素子部の製造工程を示す断面図である。
例のＭＩＭ素子部の製造工程を示す断面図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の第１ないし第４の実施
例のＴａ／ＩＴＯ接続部の製造工程を示す断面図であ
る。
例のＴａ／ＩＴＯ接続部の製造工程を示す断面図であ
る。
【図７】本発明の液晶表示装置の製造方法におけるプラ
ズマ処理時間と剥離荷重の関係を示すグラフである。
ズマ処理時間と剥離荷重の関係を示すグラフである。
【図８】本発明の液晶表示装置の製造方法におけるプラ
ズマ処理時間と抵抗値の関係を示すグラフである。
ズマ処理時間と抵抗値の関係を示すグラフである。
【図９】基板上の配線の抵抗値の測定に用いるモニタパ
ターンである。
ターンである。
【図１０】本発明の液晶表示装置の製造方法における窒
素導入量と抵抗値の関係を示すグラフである。
素導入量と抵抗値の関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の液晶表示装置の第５および第６の実
施例のＭＩＭ素子部の製造工程を示す断面図である。
施例のＭＩＭ素子部の製造工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の液晶表示装置の第５および第６の実
施例のＴａ／ＩＴＯ接続部の製造工程を示す断面図であ
る。
施例のＴａ／ＩＴＯ接続部の製造工程を示す断面図であ
る。
【図１３】本発明の液晶表示装置の第７および第８の実
施例のＭＩＭ素子部の構造と製造工程を示す断面図であ
る。
施例のＭＩＭ素子部の構造と製造工程を示す断面図であ
る。
【図１４】本発明の液晶表示装置の第７および第８の実
施例のＴａ／ＩＴＯ接続部の構造と製造工程を示す断面
図である。
施例のＴａ／ＩＴＯ接続部の構造と製造工程を示す断面
図である。
【図１５】本発明の液晶表示装置の第９および第１０の
実施例のＭＩＭ素子部の構造と製造工程を示す断面図で
ある。
実施例のＭＩＭ素子部の構造と製造工程を示す断面図で
ある。
【図１６】本発明の液晶表示装置の第９および第１０の
実施例のＴａ／ＩＴＯ接続部の構造と製造工程を示す断
面図である。
実施例のＴａ／ＩＴＯ接続部の構造と製造工程を示す断
面図である。
５ ガラス基板 ６ 金属 ７ 窒化層 ８ レジスト ９ 絶縁体 １０ 透明導電体 １１ 第２の絶縁体
Claims (10)
- 【請求項１】 金属と透明導電体の接続部を、ガラス基
板上のタンタルからなる金属と、金属表面に形成した窒
化層と、金属と窒化層を被覆する透明導電体により構成
し、窒化層を介して金属と透明導電体の電気的接続を得
ることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 ガラス基板上にタンタルからなる金属を
形成する工程と、金属表面に窒化層を形成する工程と、
フォトエッチング処理により窒化層と金属をパターンニ
ングする工程と、配線部にレジストを施して陽極酸化を
行い素子部に絶縁体を形成する工程と、透明導電体を形
成する工程を有することを特徴とする液晶表示装置の製
造方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の液晶表示装置の製造方
法における金属表面に窒化層を形成する工程と、フォト
エッチング処理により金属をパターンニングする工程の
順序を入れ替えたことを特徴とする液晶表示装置の製造
方法。 - 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載の液晶表
示装置の製造方法において、金属表面に窒化層を形成す
る工程は、窒素プラズマ処理、または窒素ガスを導入す
る反応性スパッタリング法、または窒化タンタルをター
ゲットとするスパッタリング法、窒素雰囲気中での熱処
理、またはＮ2 をドーピングガスとするイオン注入法で
あることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載の液晶表示装置の製造方
法のうち、金属表面への窒化層形成工程が窒素プラズマ
処理である製造方法の窒化層形成工程は、基板の表示領
域をレジストマスクで覆って行うものであることを特徴
とする液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項６】 金属と透明導電体の接続部を、ガラス基
板上の窒化タンタルからなる窒化層と、窒化層上のタン
タルからなる金属と、窒化層と金属を被覆する透明導電
体により構成し、下層の窒化層を介して金属と透明導電
体の電気的接続を得ることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項７】 ガラス基板上に窒化層を形成する工程
と、タンタルからなる金属を形成する工程と、フォトエ
ッチング処理により窒化層と金属をパターンニングする
工程と、配線部にレジストを施して陽極酸化を行い素子
部に絶縁体を形成する工程と、透明導電体を形成する工
程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項８】 金属と透明導電体の接続部を、ガラス基
板上の窒化タンタルからなる窒化層と、窒化層上のタン
タルからなる金属と、金属上の酸化タンタルからなる絶
縁体と、窒化層と金属と絶縁体を被覆する透明導電体に
より構成し、下層の窒化層を介して金属と透明導電体の
電気的接続を得ることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項９】 ガラス基板上に窒化層を形成する工程
と、タンタルからなる金属を形成する工程と、陽極酸化
を行い絶縁体を形成する工程と、フォトエッチング処理
により窒化層と金属および絶縁体をパターンニングする
工程と、配線部にレジストを施して陽極酸化を行い素子
部に絶縁体を形成する工程と、透明導電体を形成する工
程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項７または請求項９に記載の液晶
表示装置の製造方法において、ガラス基板上に窒化層を
形成する工程は、窒素ガスを導入する反応性スパッタリ
ング法、または窒化タンタルをターゲットとするスパッ
タリング法であることを特徴とする液晶表示装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30632293A JP3363973B2 (ja) | 1992-12-11 | 1993-12-07 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35315892 | 1992-12-11 | ||
| JP1920093 | 1993-01-12 | ||
| JP4-353158 | 1993-01-12 | ||
| JP5-19200 | 1993-01-12 | ||
| JP30632293A JP3363973B2 (ja) | 1992-12-11 | 1993-12-07 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06265941A true JPH06265941A (ja) | 1994-09-22 |
| JP3363973B2 JP3363973B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=27282535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30632293A Expired - Fee Related JP3363973B2 (ja) | 1992-12-11 | 1993-12-07 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3363973B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08160450A (ja) * | 1994-12-12 | 1996-06-21 | Ricoh Co Ltd | 配線用積層金属材料および該材料を使用したパターン形成方法 |
| KR100493383B1 (ko) * | 2002-10-01 | 2005-06-07 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치의 금속패턴 형성방법 |
| US8570300B2 (en) | 2010-09-24 | 2013-10-29 | Japan Display West, Inc. | Touch detection function display device and electronic apparatus |
-
1993
- 1993-12-07 JP JP30632293A patent/JP3363973B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08160450A (ja) * | 1994-12-12 | 1996-06-21 | Ricoh Co Ltd | 配線用積層金属材料および該材料を使用したパターン形成方法 |
| KR100493383B1 (ko) * | 2002-10-01 | 2005-06-07 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치의 금속패턴 형성방법 |
| US8570300B2 (en) | 2010-09-24 | 2013-10-29 | Japan Display West, Inc. | Touch detection function display device and electronic apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3363973B2 (ja) | 2003-01-08 |
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