JPH06301055A - 液晶表示装置用tftアレイ基板の製造方法 - Google Patents

液晶表示装置用tftアレイ基板の製造方法

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JPH06301055A
JPH06301055A JP8716193A JP8716193A JPH06301055A JP H06301055 A JPH06301055 A JP H06301055A JP 8716193 A JP8716193 A JP 8716193A JP 8716193 A JP8716193 A JP 8716193A JP H06301055 A JPH06301055 A JP H06301055A
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JP
Japan
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aluminum
liquid crystal
substrate
array substrate
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JP8716193A
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English (en)
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Akira Kubo
明 久保
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 走査線抵抗値を下げることなく、かつ断線が
生じない。 【構成】 絶縁基板上にゲート電極を兼ねる走査線を形
成する工程と、ゲート電極上に所定の絶縁層を介して半
導体層を形成する工程と、この半導体層上にソース電極
を兼ねる信号線および表示電極と接続されたドレイン電
極とを形成する工程とからなる液晶表示装置用TFTア
レイ基板の製造方法において、ゲート電極を兼ねる走査
線を形成する工程が、アルミニウムを主成分とする金属
層を形成する工程と、この金属層の表面を紫外線および
紫外線励起された水素ガスで処理した後、高融点金属層
を積層する工程とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はTFTアレイ基板の製造
方法に関し、とくに液晶表示装置に使用されるTFTア
レイ基板の走査線の構造に係わる製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶表示装置は、薄型軽量、低消
費電力という大きな利点をもつため、日本語ワードプロ
セッサやパーソナルコンピュータ等のOA機器の表示装
置として多用されており、それと共に、液晶表示装置の
製造技術や生産性の向上が強く望まれている。とくに、
TFT(薄膜トランジスタ)などの 3端子素子を表示画
素の1つ1つにスイッチとして接続したアクティブマト
リックス型の液晶表示装置は、他の液晶表示装置に比較
して、コントラスト比が高いこと、応答速度が格段に優
れていること、製造に従来の半導体製造技術が応用でき
ることなどから注目されており、用いられるTFTアレ
イ基板の開発研究も活発に行われている。
【0003】一方、液晶表示装置の表示画面は大画面化
や高精細化が要求されつつある。それに伴い、そのよう
な液晶表示装置に使用されるTFTアレイ基板は走査線
の長さが長くなり、また画素の開口率をほぼ一定にする
ことにより走査線の線幅が狭くなる。その結果、走査線
の抵抗が高くなる。走査線の抵抗が高くなると走査信号
の波形が歪み、信号の伝搬遅延が起こる。このことが画
像の不均一となって現れ、表示画面の画質低下を招くこ
ととなる。この問題を解決するために、走査線の抵抗を
下げる必要がある。低抵抗金属であるアルミニウム(Al)
を走査線材料として使用すればよいが、アルミニウム単
独を使用すると製造工程中の熱処理工程にてヒロックを
生じ走査線と信号線との層間絶縁性を大きく低下させる
問題がある。従来、この問題を解決するために、アルミ
ニウム上に高融点金属を積層して走査線とする構造のT
FTアレイ基板がある。
【0004】このような従来のTFTアレイ基板の構成
および製造方法について図2を参照して説明する。図2
は従来のTFTアレイ基板の代表的な逆スタッガード型
TFTの断面構造を示す図である。ガラスなどからなる
絶縁基板1の上にアルミニウム(Al)膜2を成膜しパター
ニングする。つぎにモリブデン・タンタル合金(MoTa)層
12を成膜し、アルミニウム(Al)を覆うようにパターニ
ングしてゲート電極を兼ねる走査線とする。つぎに、 S
iOx 層や SiNx 層などをゲート絶縁層12および4とし
て、さらに半導体層5としてアモルファスシリコン(a-
Si)層、保護層6を順に積層してパターニングする。そ
の後、低抵抗アモルファスシリコン(n+ a-Si) 層7を成
膜し、パターニングする。その後、表示電極8を ITO
(インジウム錫酸化層)を用いてスパッタリング法によ
り成膜しパターニングする。その後、アルミニウムを用
いてスパッタリング法によりソース電極を兼ねる信号線
10および表示電極と接続されたドレイン電極9とを形
成する。このようにしてTFTアレイ基板が得られる。
【0005】なお、このようにして作製したTFTアレ
イ基板に配向膜を形成して、表面に遮光膜、対向電極お
よび配向膜が順に形成された後面ガラス基板を配向膜を
対向させ、その間隙に液晶組成物を封入して液晶セルと
し、さらにこのような液晶セルに外部回路を接続してケ
ースに収納して液晶表示装置となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウムと高融点金属層との積層構造からなるゲート電極
を兼ねる走査線は、アルミニウム層のパターニング工程
後のアッシングなどにより、アルミニウム表面が酸化し
高融点金属層とのコンタクト抵抗が高くなるという問題
がある。とくにアルミニウム層のパターンが連続した線
ではなく途中で切れている図3に示すような走査線の構
造では、この高いコンタクト抵抗により走査線抵抗は設
計値より低くならないという問題がある。
【0007】また、高融点金属を積層する際の前処理と
して希弗酸やブラシを用いた洗浄ができないので、高融
点金属と基板との密着が悪くなり、走査線が断線しやす
いという問題がある。
【0008】本発明は、かかる課題に対処してなされた
もので、走査線抵抗値を下げることなく、かつ断線が生
じない走査線を有する液晶表示装置用TFTアレイ基板
の製造方法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】本発明の液晶表示装置用
TFTアレイ基板の製造方法は、絶縁基板上にゲート電
極を兼ねる走査線を形成する工程と、ゲート電極上に所
定の絶縁層を介して半導体層を形成する工程と、この半
導体層上にソース電極を兼ねる信号線および表示電極と
接続されたドレイン電極とを形成する工程とからなる液
晶表示装置用TFTアレイ基板の製造方法において、ゲ
ート電極を兼ねる走査線を形成する工程が、アルミニウ
ムを主成分とする金属層を形成する工程と、この金属層
の表面を紫外線および紫外線励起された水素ガスで処理
した後、高融点金属層を積層する工程とからなることを
特徴とする。
【0010】本発明に係わるアルミニウムを主成分とす
る金属層は、アルミニウム金属単体であってもよく、ま
た導電性を損なわない範囲でアルミニウム合金を使用す
ることができる。たとえば、銅(Cu) 1原子% 、シリコン
(Si) 0.5原子% を含むアルミニウム合金などを使用でき
る。
【0011】また、このアルミニウムを主成分とする金
属層に積層する高融点金属としてはタンタル(Ta)、チタ
ン(Ti)、クロム(Cr)、タングステン( W)、ニオブ(Nb)、
モリブデン(Mo)等の金属およびこれらを組み合わせた合
金等がとくに好ましく使用できる。
【0012】アルミニウムを主成分とする金属層や高融
点金属層の成膜方法はとくに制限なく、たとえばスパッ
タリング法など公知の方法が使用できる。
【0013】アルミニウムを主成分とする金属層表面の
酸化物層などを除去できる条件であれば、本発明に使用
できる紫外線の波長や紫外線励起された水素ガス濃度等
は、とくに限定されることがない。アルミニウムを主成
分とする金属層の種類や酸化物層の厚さ等によって変化
するが、好ましい紫外線の波長範囲としては 120〜380
nm、水素ガス濃度範囲としては 0.1〜 10 vol%を挙げる
ことができる。
【0014】アルミニウムを主成分とする金属層の表面
を清浄化した後、ただちに上述の高融点金属層を上層に
堆積して、走査線形状にパターニングする。
【0015】本発明に係わる、ゲート電極上に所定の絶
縁層を介して半導体層を形成する工程と、この半導体層
上にソース電極を兼ねる信号線および表示電極と接続さ
れたドレイン電極とを形成する工程は、公知の手段を使
用することができとくに制限がない。たとえば、ゲート
絶縁層としては SiOx 層や SiNx 層などを、半導体層と
しては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファ
スシリコンなどを使用することができる。また、半導体
層とソース電極などのオーミックコンタクト層として低
抵抗アモルファスシリコン層などを使用することができ
る。さらに、ゲート絶縁層や半導体層を形成する方法
は、液晶表示装置用TFTアレイ基板に使用されている
プラズマCVD法やホトリソグラフィ法などの公知の方
法を使用することができる。
【0016】
【作用】絶縁基板上に形成されたアルミニウムを主成分
とする金属層表面に生成する酸化物は、紫外線により励
起された水素ガスの還元作用により、表面より除去され
る。また、紫外線を照射することにより、絶縁基板表面
を清浄化することができる。その結果、アルミニウムを
主成分とする金属層と高融点金属層とのコンタクト抵抗
を下げることができる。とくに、図3に示す構造の走査
線においてコンタクト抵抗を下げることができる。ま
た、絶縁基板と高融点金属との密着性を向上させること
ができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の液晶表示装置用TFTアレイ
基板の製造工程を図1を参照して詳細に説明する。図1
(d)は逆スタッガード型TFTの断面構造を示す図で
ある。プラズマCVD法による SiOx 層付きガラス基板
1上にスパッタリング法によりアルミニウム(Al)層2を
200nm堆積させ走査線の形状にパターニングする(図1
(a))。その際、基板1上には異物13などが残存す
る。その後、アルミニウム層2が形成された基板1表面
を、水素濃度 1vol%の雰囲気下において低圧水銀灯によ
る紫外線照射を行ない、アルミニウム層2の酸化物除去
と基板1表面の清浄化をする(図1(b))。なお、図
1(b)においてHは紫外線励起された水素を、矢印
は紫外線照射の様子を表す。つぎに、モリブデン・タン
タル合金(MoTa)層11を 100nm堆積させ、走査線の形状
にパターニングする(図1(c))。続いて、プラズマ
CVD法により、 SiOx 層、 SiNx 層からなるゲート絶
縁層12および4を堆積し、さらに連続して、アモルフ
ァスシリコン(a-Si)層5、 SiNx 層6を堆積する。上
層の SiNx 層6をパターニングする。前処理をした後に
ソース・ドレイン電極のコンタクト層として、 n+ a-Si
層7をプラズマCVD法により堆積し、パターニングす
る。 ITO(インジウム錫酸化層)を用いて表示電極(透
明画素電極)8を形成する。続いて走査線パット部の開
口を HF 系エッチング液で行う。開口部の走査線上に生
じた反応生成物を濃硝酸で取り除く。つぎにスパッタリ
ング法によりアルミニウムを堆積させ、これをソース電
極9およびドレイン電極10として形成する。反応性イ
オンエッチング(RIE)により、バックチャネル上の
n+ a-Si層を除去し、液晶表示装置用TFTアレイ基板
を得る(図1(d))。
【0018】得られたTFTアレイ基板の走査線抵抗
は、走査線の平均線幅を 30 μm 、走査線長さを 20 cm
としたとき、約 1.2 kΩであった。また、アルミニウム
のヒロックによる層間短絡も発生しなかった。
【0019】
【発明の効果】本発明の液晶表示装置用TFTアレイ基
板の製造方法は、ゲート電極を兼ねる走査線を形成する
工程が、アルミニウムを主成分とする金属層を形成する
工程と、この金属層の表面を紫外線および紫外線励起さ
れた水素ガスで処理した後、高融点金属層を積層する工
程とからなるので、アルミニウムを主成分とする金属層
表面の酸化膜をあらかじめ取り除くと同時に基板表面を
清浄化できる。その結果、この方法で得られるTFTア
レイ基板は、アルミニウムを主成分とする金属層と高融
点金属層とのコンタクト抵抗が低下する。また、絶縁基
板と高融点金属との膜剥がれによる断線を防止すること
ができる。さらに、アルミニウムのヒロックによる層間
短絡を無くすことができる。
【0020】また、本発明の方法で得られるTFTアレ
イ基板を使用した液晶表示装置は、容易に大画面化、高
精細化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置用TFTアレイ基板の製
造工程を示す図である。
【図2】従来のTFTアレイ基板の断面構造を示す図で
ある。
【図3】アルミニウム層のパターンが途中で切れている
走査線の平面構造を示す図である。
【符号の説明】
1………絶縁基板、2………アルミニウム層、3………
アルミニウム合金化層、4………ゲート絶縁層、5……
…アモルファスシリコン(a-Si)層、6………SiN
x 層、7……… n+ a-Si層、8………表示電極、9……
…ソース電極、10………ドレイン電極、11………モ
リブデン・タンタル合金層、12………ゲート絶縁層、
13………異物。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基板上にゲート電極を兼ねる走査線
    を形成する工程と、前記ゲート電極上に所定の絶縁層を
    介して半導体層を形成する工程と、前記半導体層上にソ
    ース電極を兼ねる信号線および表示電極と接続されたド
    レイン電極とを形成する工程とからなる液晶表示装置用
    TFTアレイ基板の製造方法において、 前記ゲート電
    極を兼ねる走査線を形成する工程が、アルミニウムを主
    成分とする金属層を形成する工程と、前記金属層の表面
    を紫外線および紫外線励起された水素ガスで処理した
    後、高融点金属層を積層する工程とからなることを特徴
    とする液晶表示装置用TFTアレイ基板の製造方法。
JP8716193A 1993-04-14 1993-04-14 液晶表示装置用tftアレイ基板の製造方法 Withdrawn JPH06301055A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100767355B1 (ko) * 2001-01-17 2007-10-17 삼성전자주식회사 액정 표시 장치 제조용 알루미늄의 습식 식각방법 및 그장치
US7456910B2 (en) * 2000-08-08 2008-11-25 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display device and fabricating method thereof

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