JPH06281956A - アクティブマトリクス配線基板 - Google Patents

アクティブマトリクス配線基板

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JPH06281956A
JPH06281956A JP7007593A JP7007593A JPH06281956A JP H06281956 A JPH06281956 A JP H06281956A JP 7007593 A JP7007593 A JP 7007593A JP 7007593 A JP7007593 A JP 7007593A JP H06281956 A JPH06281956 A JP H06281956A
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JP
Japan
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etching
substrate
insulating film
film
active matrix
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Pending
Application number
JP7007593A
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English (en)
Inventor
Akihiro Yamamoto
明弘 山本
Hiroshi Aida
洋 合田
Tsuguyoshi Hirata
貢祥 平田
Takayoshi Nagayasu
孝好 永安
Hitoshi Ujimasa
仁志 氏政
Hidenori Otokoto
秀則 音琴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 基板上にマトリクス上に配設された電極配線
の下方で基板より上方に酸化アルミニウムから成る耐エ
ッチング性保護膜を介在させ、この上にゲート電極、ゲ
ート絶縁膜、半導体層、エッチングストッパー層、コン
タクト層、ソース電極及びドレイン電極から成る逆スタ
ガー型のTFTをフッ酸エッチング液を用いた湿式エッ
チング及びドライエッチングで形成する。 【効果】 酸化アルミニウムを耐エッチング性保護膜と
して用いることにより湿式及びドライエッチングに起因
する不良を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置などに用
いられるアクティブマトリクス配線基板の構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、ガラス板やシリコンウェハな
どの基板上にスイッチング素子及び電極配線を設けたア
クティブマトリクス配線基板を組み込んでなる表示装置
が実用化されている。
【0003】例えば、液晶表示装置は、マトリクス状に
配列された表示絵素を選択して電圧を印加することによ
り画面上に表示パターンを形成しているが、このような
表示絵素の選択方式の一つとして、マトリクス状に配列
された表示絵素をスイッチング素子により選択駆動して
表示パターンを形成するアクティブマトリクス方式が知
られている。このスイッチング素としては、薄膜トラン
ジスタ(Thin−Film−Transistor、
以下TFTと略称する。)素子、MIM(金属−絶縁膜
−金属)素子、MOSトランジスタ素子、ダイオード、
バリスター等が一般に用いられており、表示絵素の絵素
電極とこれに対向する対向電極との間に印加される電圧
信号をスイッチングすることにより、その間に介在する
液晶の光学的変調を生起させ、これを表示パターンとし
て視認するようにしている。
【0004】図2はアクティブマトリクス配線基板の一
例を模式的に示したものである。このアクティブマトリ
クス配線基板は、ガラスなどの絶縁性基板の上に複数の
走査線2と複数の信号線3とが互いに直交してそれぞれ
平行に配設されている。隣設する各走査線2と各信号線
3とで囲まれるそれぞれの矩形領域には液晶を駆動する
絵素電極14と、この絵素電極を選択駆動するスイッチ
ング素子4とが設けられている。
【0005】次に、スイッチング素子4としてTFTを
用いたアクティブマトリクス基板のTFTを含む部分の
断面構成を図3に基づいて説明する。
【0006】ガラスなどの絶縁性基板1の上に、酸化ケ
イ素あるいは酸化タンタルよりなるエッチング保護膜5
bが全面に形成されている。この上にはゲート電極6を
有する走査線が形成されており、これを覆って酸化絶縁
膜7が設けられている。走査線の材料としてはその上に
設けられる酸化絶縁膜7が陽極酸化法で良好に形成され
るよう、タンタル、アルミニウムなどが用いられる。こ
の酸化絶縁膜7を覆って、基板全面にわたってSi
2,Si34等から成るゲート絶縁膜8が設けられて
いる。ゲート絶縁膜8の上にはシリコン薄膜から成る半
導体層9がゲート電極6を覆うように形成されている。
この半導体層9の上の中央部にはエッチングストッパー
層10が設けられており、エッチングストッパー層10
の各側部上には半導体層9の各側部に接してコンタクト
層11aおよびコンタクト層11bがそれぞれ形成され
ている。コンタクト層11aの上にはTiから成るソー
ス電極12が、またコンタクト層11bの上にはTiか
ら成るドレイン電極13がそれぞれパターン形成されて
いる。エッチングストッパー層10はソース電極12と
ドレイン電極13を分離する際にエッチング液から半導
体層9を保護する。このドレイン電極13の一部上には
ITO等の透明導電性膜から成る絵素電極14が形成さ
れており、ソース電極12の上にはこれに接して信号線
が形成されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のTFTマトリク
ス基板では、エッチング保護膜5bとして酸化ケイ素あ
るいは酸化タンタルが用いられているが、酸化ケイ素で
は耐フッ酸性が低く、TFT成膜時のフッ酸によるエッ
チングストッパー層10のエッチング工程およびフッ硝
酸によるソース電極(Ti)12のエッチング工程にお
いて保護膜として機能せず、また酸化タンタルでは耐ド
ライエッチング性が低いので、CF4,O2混合ガスによ
るゲート電極(Ta)6のプラズマエッチング工程およ
びCF4,O2/Cl2混合ガスによる半導体層9とコン
タクト層11a,11bのエッチング工程において保護
膜として機能しない。従って、液晶表示装置として用い
た場合、アクティブマトリクス配線基板が基板側に損傷
を受けているため、信頼性及び表示品位の低下を招来し
あるいは不良発生の原因となり得る。
【0008】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたものであり、エッチング保護膜と
して酸化アルミニウムを用いることにより、耐フッ酸性
および耐ドライエッチング性の両方に優れたエッチング
保護膜を有するアクティブマトリクス配線基板を提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リクス配線基板は、電極配線が基板上にマトリクス状に
複数本配設され、電極配線より下方で基板の上方に酸化
アルミニウムよりなる保護膜を有することで上記の目的
が達成される。
【0010】また、本発明のアクティブマトリクス配線
基板は、上記保護膜がガラス基板、シリコンウェハなど
のベース基板の少なくとも片方の全面に直接形成されて
おり、これにより上記目的が達成される。
【0011】
【作用】本発明によれば、アクティブマトリクス基板の
エッチング保護膜に酸化アルミニウムを用いることによ
り、スイッチング素子成膜時のエッチング工程におい
て、耐フッ酸性および耐ドライエッチング性の両方を向
上させることができる。
【0012】
【実施例】図1はTFTを用いた本発明の1実施例を示
すアクティブマトリクス配線基板のTFTを含む部分の
断面図である。
【0013】ガラスなどの絶縁性基板1の上に酸化アル
ミニウム(Al23)よりなるエッチング保護膜5aが
形成されている。この上にゲート電極6を有する走査線
2が形成されており、これを覆って酸化絶縁膜7が設け
られている。走査線2の材料としては、その上に設けら
れる酸化絶縁膜7が良好に熱又は陽極酸化法で形成され
るよう、タンタル、アルミニウムなどが用いられる。こ
の酸化絶縁膜7を覆って、基板1の全体にわたってSi
2,Si34,Ta25等から成るゲート絶縁膜8が
設けられている。ゲート絶縁膜8の上にはこれに接して
ゲート電極6に対向する位置に非晶質又は微結晶シリコ
ン薄膜からなる半導体層9が形成されている。この半導
体層9の上の中央部にはSi34等の無機質薄膜から成
るエッチングストッパー層10が設けられており、エッ
チングストッパー層10の各側部上には半導体層9の各
側部に接してn+−シリコン薄膜から成るコンタクト層
11aおよびコンタクト層11bがそれぞれ形成されて
いる。コンタクト層11aの上にはTiから成るソース
電極12が、またコンタクト層11bの上には同様にT
iから成るドレイン電極13がそれぞれパターン形成さ
れている。ソース電極12とドレイン電極13は同時に
成膜された後エッチングで各々に分離される。このドレ
イン電極13の端部よりゲート絶縁膜8上に延びるIT
O(In23+SnO2)等の透明導電性膜からなる絵
素電極14が形成されており、ソース電極12の上には
これに接して信号線が形成されている。
【0014】このようなアクティブマトリクス基板は以
下のように製作される。
【0015】ガラス基板1の上にスパッタリング法によ
り、酸化アルミニウムのエッチング保護膜5aを500
nmの厚みで片側全面に直接形成する。この時、スパッ
タリングのターゲットは酸化アルミニウムターゲットを
用い、RFマグネトロンスパッタにより酸化アルミニウ
ム膜を成膜する。この上にスパッタリング法によりタン
タルを300nmの厚みで成膜し、フォトリソグラフィ
ーによりゲート電極6を有する走査線をパターン形成す
る。パターン化はCF4,O2の混合ガスを用いたプラズ
マエッチングにより行なう。次に、陽極酸化法または熱
酸化法によりゲート電極6を有する走査線2の上に、3
00nmの厚みの酸化絶縁膜7を形成する。本実施例で
は陽極酸化法を用いた。
【0016】次に、プラズマCVD法により窒化ケイ素
(Si34)を積層し、厚さ300nmのゲート絶縁膜
8を形成する。Si34以外にSiO2,Ta25,Y2
3,TiO3等を用いた場合も同様である。このように
絶縁膜を多層構造にすることにより絶縁性を高めてい
る。このゲート絶縁膜8の上に接して、プラズマCVD
法によりアモルファスシリコンを30nmの厚みで積層
し、半導体層9を形成する。この半導体層9の上に接し
て窒化ケイ素を200nmの厚みで積層し、フォトリソ
グラフィーによりエッチングストッパー層10をパター
ン形成する。エッチングストッパー層10のパターン化
はフッ酸を用いてエッチングすることにより行なう。続
いて、リンを添加したn+型アモルファスシリコンから
なるコンタクト層11a、11bをプラズマCVD法に
より50nmの厚みで積層し、先に積層した半導体層9
と共にフォトリソグラフィーによりこれらを同時にパタ
ーニングする。このときのパターン化はCF4,O2/C
2混合ガスを用いたドライエッチングにより行なう。
さらにこの上にスパッタリング法でTi膜を形成し、フ
ォトリソグラフィーにより信号線とソース電極12およ
びドレイン電極13とをパターン形成する。このときの
パターン化はフッ硝酸を用いてエッチングすることによ
り行なう。以上により逆スタガー型と称されるTFTが
エッチング保護膜5a上に作製される。
【0017】尚、上記構造で信号線とTFTのソース電
極12およびTFTのドレイン電極13の材料としては
Tiの他にAl、Cr、Mo等の金属を用いても良い。
次に、このTi膜の上に酸化インジウムを主成分とした
透明電極膜(ITO)を厚さ1000nmで成膜し、フ
ォトリソグラフィーにより絵素電極14とこれを分岐さ
せた付加容量(図示せず)とをパターン形成する。
【0018】このように製造されたTFTマトリクス基
板は、エッチング保護膜5aとして酸化ケイ素あるいは
酸化タンタルを用いた従来のTFTマトリクス基板に比
べ、高い耐フッ酸性および耐ドライエッチング性が得ら
れた。
【0019】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれば
エッチング保護膜を酸化アルミニウムにすることで、酸
化ケイ素のエッチング保護膜でみられた低い耐フッ酸性
および酸化タンタルのエッチング保護膜でみられた低い
耐ドライエッチング性の両方を改善することができる。
【0020】従って、本発明のアクティブマトリクス配
線基板では、エッチング工程による基板へのダメージが
小さく、液晶表示装置として用いた場合のスイッチング
素子の動作不良や断線等の発生も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例を示すTFTマトリクス基板
のTFTを含む部分での断面図。
【図2】従来の一般的なアクティブマトリクス基板の平
面図。
【図3】従来のTFTマトリクス基板のTFTを含む部
分での断面図。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 走査線 3 信号線 4 スイッチング素子 5a エッチング保護膜(酸化アルミニウム) 5b エッチング保護膜 6 ゲート電極 7 酸化絶縁膜 8 ゲート絶縁膜 9 半導体層 10 エッチングストッパー層 11a、11b コンタクト層 12 ソース電極 13 ドレイン電極 14 絵素電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永安 孝好 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 氏政 仁志 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 音琴 秀則 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極配線が基板上にマトリクス状に複数
    本配設され、前記電極配線より下方で前記基板より上方
    に酸化アルミニウムから成る耐エッチング性保護膜を介
    在させたことを特徴とするアクティブマトリクス配線基
    板。
  2. 【請求項2】 耐エッチング性保護膜が基板の片側全面
    に直接形成されている請求項1記載のアクティブマトリ
    クス配線基板。
JP7007593A 1993-03-29 1993-03-29 アクティブマトリクス配線基板 Pending JPH06281956A (ja)

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