JPH0695149A

JPH0695149A - アクティブマトリクス基板及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0695149A
Application number: JP24375892A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ujimasa; 仁志氏政; Takehisa Sakurai; 猛久桜井; Masaru Kajitani; 優梶谷; Mikio Katayama; 幹雄片山; Masaya Okamoto; 昌也岡本; Yukiya Nishioka; 幸也西岡; Manabu Takahama; 学高濱; Katsuhiro Kawai; 勝博川合; Yoshihiro Shimada; 吉祐嶋田; Hidenori Otokoto; 秀則音琴
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-09-11
Filing date: 1992-09-11
Publication date: 1994-04-08
Anticipated expiration: 2014-02-10
Also published as: JP2856376B2

Abstract

(57)【要約】【目的】アクティブマトリクス型液晶表示装置に於け
る点欠陥及び線状欠陥を低減し良好な表示品位を得る。【構成】ソース配線３ａ、３ｂ及びドレイン配線９
ａ、９ｂを、透明導電膜３ａ、９ａ及び金属薄膜３ｂ、
９ｂの２層構造にしているので、金属薄膜３ｂ、９ｂを
エッチングする際には、透明導電膜３ａ、９ａがゲート
絶縁膜５のエッチング阻止層として機能する。その結
果、ゲート絶縁膜５が劣化せずに、良好に維持される。
又、ソース配線３ａ、３ｂが２層構造になっているの
で、ソース配線３ａ、３ｂの断線が起こりにくい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング素子とし
て薄膜トランジスタ等がマトリクス状に形成されたアク
ティブマトリクス基板及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブマトリクス型液晶表示装置
は、薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」と称す）等が
マトリクス状に形成されたアクティブマトリクス基板
に、対向基板を対向配設させ、両基板の間に液晶を挟持
させた構造をしている。

【０００３】従来のアクティブマトリクス基板の構造を
説明する。図７に従来のアクティブマトリクス基板を構
成する１単位である絵素の平面図を示し、図８に図７の
Ａ−Ａ線による断面図を示す。

【０００４】図７に示すように、アクティブマトリクス
基板は、ガラス基板１０１上にタンタル（Ｔａ）からな
るゲート配線１０２とチタン（Ｔｉ）からなるソース配
線１０３が配設されており、ゲート配線１０２及びソー
ス配線１０３に接続されたＴＦＴが各絵素に２個ずつ形
成されている。ＴＦＴは各絵素に２個ずつ形成される必
要はなく、１個ずつ形成されているものもある。

【０００５】図８を参照して、ＴＦＴの構造を詳しく述
べる。

【０００６】図示するＴＦＴは、ガラス基板１０１上に
配設されたゲート配線１０２を覆って、酸化タンタル
（Ｔａ₂Ｏ₅）からなる第１のゲート絶縁膜１０４が形成
され、第１のゲート絶縁膜１０４上全面を覆って、窒化
シリコン（ＳｉＮ_x）からなる第２のゲート絶縁膜１０
５が形成されている。第２のゲート絶縁膜１０５上でゲ
ート配線１０２の形成位置と一部重なるように真性アモ
ルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ（ｉ）」と称す）か
らなる半導体層１０６が形成されている。半導体層１０
６中央部上には、ＳｉＮ_xからなるエッチングストッパ
層１０７が形成されている。半導体層１０６のエッチン
グストッパ層１０７を挟んで両側上には、ｎ⁺型アモル
ファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ（ｎ⁺）」と称す）か
らなるコンタクト層１０８が、エッチングストッパ層１
０７上で分断されて形成されている。コンタクト層１０
８の一方（図面左側）を覆ってソース配線１０３が形成
されており、コンタクト層１０８の他方（図面右側）を
覆ってＴｉからなるドレイン配線１０９が形成されてい
る。ドレイン配線１０９と一部重なるように、酸化イン
ジウム・スズ（ＩＴＯ）からなる絵素電極１１０が形成
されている。

【０００７】上記構造を有する従来のアクティブマトリ
クス基板の製造方法を説明する。

【０００８】先ず、ガラス基板１０１上に、Ｔａを堆積
させパターニングしてゲート配線１０２を形成し、ゲー
ト配線１０２の表面を陽極酸化して第１のゲート絶縁膜
１０４を形成する。

【０００９】次に、第２のゲート絶縁膜１０５となるＳ
ｉＮ_x層、半導体層１０６となるａ−Ｓｉ（ｉ）層及び
エッチングストッパ層１０７となるＳｉＮ_x層をこの順
に連続的に被着して、エッチングストッパ層１０７をパ
ターニングする。

【００１０】この様な状態の基板１上に、コンタクト層
１０８となるａ−Ｓｉ（ｎ⁺）を被着させ、上記ａ−Ｓ
ｉ（ｉ）層と共に、パターニングし、半導体層１０６及
びコンタクト層１０８を形成する。

【００１１】次に、この様な基板１０１上全面にＴｉを
スパッタリング法で被着した後、フォトリソグラフィに
よりソース配線１０３及びドレイン配線１０９を所定の
パターンに形成しエッチングする。このエッチング方法
には、ウェットエッチング法とドライエッチング法の２
種類がある。ウェットエッチング法では、フッ硝酸等の
エッチング液を用いてエッチングする。ドライエッチン
グ法では、エッチングガスとして、ＣＦ₄、ＳＦ₆等のガ
スを用いてエッチングする。ドライエッチング法は、ウ
ェットエッチング法と比較して、ドライエッチングの異
方性エッチング特性からパターン精度が向上する。

【００１２】最後に、この様な状態の基板１０１上全面
にＩＴＯを被着させ、パターニングして絵素電極１１０
を形成する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のア
クティブマトリクス基板の製造方法においては、ソース
配線１０３及びドレイン配線１０９をエッチングする際
に、第２のゲート絶縁膜１０５が劣化するという問題が
ある。この問題は、ウェットエッチング法及びドライエ
ッチング法のどちらの方法を採用しても発生する。

【００１４】ウェットエッチング法を用いる場合は、第
２のゲート絶縁膜１０５を成膜する工程に於いて、ゴミ
等によってできる穴や膜の剥離等による膜欠損にエッチ
ング液が浸透し、更に膜欠損が拡大する。

【００１５】ドライエッチング法を用いる場合は、ソー
ス配線１０３及びドレイン配線１０９の材料であるＴｉ
と第２のゲート絶縁膜１０５の材料であるＳｉＮ_xとで
は、ＳｉＮ_xのエッチングレートの方がＴｉのエッチン
グレートより大きく、両者の間にエッチングレート選択
比がない。そのため、ソース配線１０３及びドレイン配
線１０９のエッチングが完了する前に第２のゲート絶縁
膜１０５が大きくエッチングされてしまう。これはアク
ティブマトリクス基板の製造を困難にする。

【００１６】上記問題は、ソース配線１０３及びのドレ
イン配線１０９の材料を、アルミニウム（Ａｌ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）、Ｔａ等に変更しても解決されない。

【００１７】フッ素系のドライエッチングにおいては、
Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ等の金属膜の中で、最もエッチ
ンングレートが速いのはＴａ膜である。Ｔａ膜のエッチ
ングレートを１とすると、第２のゲート絶縁膜１０５の
材料となるＳｉＮ_xのエッチングレートは約３倍であ
り、Ｔａ／ＳｉＮ_xのエッチングレート選択比は０．３
となる。Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏの金属膜ではエッチングレー
ト選択比は更に小さくなる。その結果、ソース配線１０
３及びドレイン配線１０９の材料にＡｌ、Ｍｏ又はＴａ
を用いても、ソース配線１０３及びドレイン配線１０９
のエッチングが完了する前に、第２のゲート絶縁膜１０
５及びエッチングストッパ層１０７が大きくエッチング
される。ＴａＮの場合も、ＴａＮ／ＳｉＮ_xのエッチン
グレート選択比は０．３程度であり、同様の問題が発生
する。

【００１８】上述のように、劣化した第２のゲート絶縁
膜１０５を有するアクティブマトリクス基板を用いて液
晶表示装置を構成すると、ソース配線１０３とゲート配
線１０２との間、及びドレイン配線１０９とゲート配線
１０２との間でリークが発生し、点欠陥が発生する。こ
れは、重大な表示品位不良となる。

【００１９】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、ソース配線及びドレイン
配線を形成する工程に於けるエッチングの際に起こるゲ
ート絶縁膜の劣化を防止し、ソース配線とゲート配線と
の間、及びドレイン配線とゲート配線と間の絶縁性を向
上させると共に、ソース配線の強度を増すことで、液晶
表示装置に用いたときに良好な表示品位を得ることの出
来るアクティブマトリクス基板及びその製造方法を提供
することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リクス基板は、基板上に、ゲート配線が形成されると共
に、少なくとも該ゲート配線を覆ってゲート絶縁膜が形
成され、該ゲート配線の一部の上に間に該ゲート絶縁膜
を介して薄膜トランジスタが形成されており、該薄膜ト
ランジスタ及び絵素電極がマトリクス状に形成されたア
クティブマトリクス基板において、該ゲート絶縁膜上に
形成された半導体層と、該半導体層上に順に形成された
透明導電膜と金属薄膜とからなる２層膜が該半導体層上
で分断された分断２層膜の一方からなるソース配線と、
他方の該分断２層膜の該金属薄膜をエッチングして露出
した該透明導電膜部分からなる絵素電極と、他方の該分
断２層膜の該透明導電膜と該金属薄膜とが重畳する部分
からなるドレイン配線とを備えており、そのことによっ
て、上記目的が達成される。

【００２１】前記透明導電膜が、酸化スズ、酸化インジ
ウム及び酸化インジウム・スズのいずれか１つからなる
単層又は２以上の材料からなる多層膜からなり、前記金
属薄膜が、モリブデン、アルミニウム、チタン、タンタ
ル及び窒化タンタルのいずれか１つからなる単層又は２
以上の材料からなる多層膜からなっていてもよい。

【００２２】本発明のアクティブマトリクス基板の製造
方法は、基板上に、ゲート配線と、ゲート絶縁膜とが形
成され、更にその上にソース配線とドレイン配線とが形
成され、該ゲート配線及び該ソース配線の一部と該ドレ
イン配線とで薄膜トランジスタが構成されると共に、該
ドレイン配線に絵素電極が接続されたアクティブマトリ
クス基板の製造方法において、該基板上にゲート配線と
ゲート絶縁膜とをこの順に形成する工程と、該ゲート絶
縁膜の薄膜トランジスタ形成部分の上に、半導体層を形
成する工程と、該半導体層を覆って基板上のほぼ全面
に、下層ソース配線、下層ドレイン配線及び絵素電極用
の透明導電膜と上層ソース配線及び上層ドレイン配線用
の金属薄膜とがこの順に積層されている２層膜を形成す
る工程と、該金属薄膜をエッチングして、該上層ソース
配線及び該上層ドレイン配線を残す工程と、該透明導電
膜をエッチングして、下層ソース配線、下層ドレイン配
線及び絵素電極を残す工程とを含んでおり、そのことに
よって、上記目的が達成される。

【００２３】前記透明導電膜を、酸化スズ、酸化インジ
ウム及び酸化インジウム・スズのいずれか１つからなる
単層又は２つ以上からなる多層膜として形成し、前記金
属薄膜を、モリブデン、アルミニウム、チタン、タンタ
ル及び窒化タンタルのいずれか１つからなる単層又は２
つ以上からなる多層膜として形成してもよい。

【００２４】

【作用】本発明は、ソース配線及びドレイン配線を、透
明導電膜及び金属薄膜の２層構造にしているので、金属
薄膜をエッチングする際には、透明導電膜がゲート絶縁
膜のエッチング阻止層として機能する。その結果、ゲー
ト絶縁膜が劣化せずに良好に維持される。又、ソース配
線が２層構造になっているので、ソース配線の断線が起
こりにくい。

【００２５】ドライエッチング法において、金属薄膜の
材料であるＴａ膜のエッチングレートを１とすると、透
明導電膜のＩＴＯは０．１倍以下であり、Ｔａ／ＩＴＯ
のエッチングレート選択比は１０以上となる。金属薄膜
のエッチングが完了する前に、透明導電膜がエッチング
されることはなく、透明導電膜の下に形成されているゲ
ート絶縁膜は劣化しない。他の金属薄膜Ｔｉ、Ａｌ及び
Ｍｏにつても同様である。又、ＴａＮ薄膜の場合も同様
である。

【００２６】ウェットエッチング法においては、エッチ
ング液として、塩酸と塩化第２鉄の混合液、臭化水素水
等が用いられており、金属薄膜やＳｉ系がエッチングさ
れるフッ硝酸のエッチング液では、ＩＴＯは殆どエッチ
ングされない。

【００２７】以上は、酸化スズ（ＳｎＯ₂）、酸化イン
ジウム（ＩｎＯ₃）の透明導電膜を用いた場合において
も同様である。

【００２８】

【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。

【００２９】＜第１実施例＞本実施例のアクティブマト
リクス基板の構造を、図１を参照して説明する。図１は
本実施例のアクティブマトリクス基板を構成するＴＦＴ
の断面図である。

【００３０】図示するＴＦＴは、ガラス基板１上に配設
されたゲート配線２を覆って、酸化タンタル（Ｔａ
₂Ｏ₅）からなる第１のゲート絶縁膜４が形成され、第１
のゲート絶縁膜４上全面を覆って、ＳｉＮ_xからなる第
２のゲート絶縁膜５が形成されている。第２のゲート絶
縁膜５上でゲート配線２の形成位置と一部重なるように
ａ−Ｓｉ（ｉ）からなる半導体層６が形成されている。
半導体層６中央部上にはＳｉＮ_xからなるエッチングス
トッパ層７が形成されている。半導体層６のエッチング
ストッパ層７を挟んで両側上には、ａ−Ｓｉ（ｎ⁺）か
らなるコンタクト層８が、エッチングストッパ層７上で
分断されて形成されている。コンタクト層８の一方（図
面左側）を覆って下層ソース配線３ａ及び上層ソース配
線３ｂからなるソース配線が形成されており、コンタク
ト層８の他方（図面右側）を覆って、絵素電極と一体に
なっている絵素電極兼下層ドレイン配線９ａと、上層ド
レイン配線９ｂとからなるドレイン配線が形成されてい
る。絵素電極兼下層ドレイン配線９ａのドレイン配線９
と重ならない部分が絵素電極として機能する。

【００３１】上記構造を有する従来のアクティブマトリ
クス基板の製造方法を、図２乃至図図６に基づいて説明
する。

【００３２】先ず、図２に示すように、透明な絶縁性ガ
ラス基板１上に膜厚が５００〜５０００オングストロー
ムのＴａ膜をスパッタリング法により被着し、フォトリ
ソグラフィによりパターン形成して、エッチングを行い
ゲート配線２を形成する。Ｔａ膜のエッチングには、Ｃ
Ｆ₄、Ｏ₂の混合ガスをプラズマ化しドライエッチングを
行う方法と、フッ酸と硝酸との混合液をエッチング液と
してウェットエッチングを行う方法とがある。ウェット
エッチングを行う場合は、ガラス基板１とＴａ膜との間
に膜厚が１０００〜１００００オングストロームのＴａ
₂Ｏ₅を予め形成しておき、ガラス基板１がエッチングさ
れないようにする。

【００３３】次に、図３に示すように、ゲート配線２の
上表面を陽極酸化して膜厚が５００〜５０００オングス
トロームのＴａ₂Ｏ₅を形成する。

【００３４】次に、図４に示すように、プラズマＣＶＤ
法によりゲート絶縁膜５となる膜厚が５００〜６０００
オングストロームのＳｉＮ_x膜、半導体層６となる膜厚
が５０〜１０００オングストロームのａ−Ｓｉ（ｉ）膜
及びエッチングストッパ層７となる膜厚が３００〜５０
００オングストロームのＳｉＮ_x膜をこの順に連続的に
被着する。その後、フォトリソグラフィによりパターニ
ングし、最上層のＳｉＮ_xをＢＨＦ液（フッ酸＋フッ化
アンモニュウム）でエッチングすることにより、エッチ
ングスットパ層７のみを形成する。

【００３５】図５に示すように、プラズマＣＶＤ法によ
りコンタクト層８となる膜厚が２００〜２０００オング
ストロームのａ−Ｓｉ（ｎ⁺）膜を被着した後、フォト
リソグラフィ及びエッチングにより、ａ−Ｓｉ（ｎ⁺）
膜と上記ａ−Ｓｉ（ｉ）膜とを、同時に島状にパターニ
ングして、コンタクト層８と半導体層６とを得る。

【００３６】次に、図６に示すように、ＩＴＯ、ＳｎＯ
₂、ＩｎＯ₃のいずれか１つのからなる単層、又は２つ以
上の材料からなる多層膜を、膜厚が３００〜３０００オ
ングストロームとなるようにスパッタリング法により被
着して透明導電膜を形成する。その透明導電膜上に、Ｔ
ｉ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｍｏ、Ａｌのいずれか１つからなる
単層、又は２つ以上の材料からなる多層膜を、膜厚が５
００〜５０００オングストロームとなるようにスパッタ
リング法により被着して金属薄膜を形成する。金属薄膜
をフォトリソグラフィによりパターン形成した後、エッ
チングしてソース配線３及びドレイン配線９を形成す
る。

【００３７】ソース配線３及びドレイン配線９のエッチ
ング方法には、ドライエッチング法とウェットエッチン
グ法との２種類がある。

【００３８】ドライエッチング法では、電極が対向配置
された平行平板式のドライエッチング装置を用いて、Ｃ
Ｆ₄、Ｏ₂ガス等のフッ素系混合ガス或はＣＣｌ₄、Ｏ₂ガ
ス等の塩素系混合ガスをプラズマ化して、金属薄膜のエ
ッチングを行う。当プロセスにおいては、透明導電膜と
金属薄膜とのエッチングレート選択比が十分得られるた
め、ＳｉＮ_xを材料とする下地の第２のゲート絶縁膜５
がエッチングされることはない。

【００３９】ウェットエッチング法では、ＨＦ、ＨＮＯ
₃等のフッ硝酸系混合エッチング液により、金属薄膜の
エッチングを行う。当プロセスにおいても、透明導電膜
と金属薄膜とのエッチングレート選択比が十分に得られ
るため、ＳｉＮ_xを材料とする下地の第２のゲート絶縁
膜５がエッチングされることはない。

【００４０】最後に、図１に示すように、透明導電膜を
フォトリソグラフィによりパターン形成して、エッチン
グすることによって、ソース配線３、ドレイン配線９及
び絵素電極１０を形成する。このエッチングには、ＨＣ
ｌとＦｅＣｌ₃との混合液である塩化第２鉄系エッチン
グ液、ＨＢｒの臭化水素系エッチング液、ＨＣｌとＺｎ
等との混合液であるエッチング液を用いることによっ
て、透明導電膜のみをエッチングする。これらのエッチ
ング液においては、第２のゲート絶縁膜５の材料である
ＳｉＮ_xをエッチングすることがない。

【００４１】以上のように、ソース配線３及びドレイン
配線９をエッチングするときに、第２のゲート絶縁膜５
を損なうことはない。その結果、ソース配線３とゲート
配線２との間、及びドレイン配線９とゲート配線２との
間の絶縁性を向上させることが出来る。

【００４２】又、ソース配線３は、下層ソース配線３ａ
及び上層ソース配線３ｂからなっているので、少なくと
も２層以上の積層構造となっている。そのため、ソース
配線の冗長性が増しても断線しにくい。

【００４３】本実施例のアクティブマトリクス基板に、
表面に対向電極を形成した対向基板を対向配設し、両基
板の間に液晶を封入することによって形成される液晶表
示装置は、第２のゲート絶縁膜５に起因する点欠陥及び
ソース配線２の冗長性による線状欠陥の発生確率を低下
させることができる。この結果、表示品位は大幅に向上
する。

【００４４】＜第２実施例＞図９に本実施例の金属配線
基板の要部断面図を示す。図示する金属配線基板は、例
えばアクティブマトリクス基板としても使用されるもの
である。具体的には、ガラスからなる絶縁性基板１１上
にＴａからなる下層電極配線１２が形成され、下層電極
配線１２の上表面には、窒素量が４０〜５０アトミック
％のＴａＮ_x層１３が形成されている。更に、ＴａＮ_x層
１３と一部重畳して基板１１上にＩＴＯ電極配線１４が
形成されている。

【００４５】絶縁性基板１１の材料としては、ガラス以
外にも、石英、シリコンウェファ、セラミック等を用い
ることが出来る。下層電極配線１２には電極として機能
する部分も含み、その材料としては、Ｔａ以外にも、Ｔ
ａＮ_x、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ等を用いることが出来
る。

【００４６】上記構造を有する金属配線基板の製造方法
を説明する。

【００４７】先ず、絶縁性基板１１上にスパッタリング
法によりＴａを、例えば３０００オングストロームの膜
厚で堆積し、フォトリソグラフィにより所望の形状の下
層電極配線１２を得る。

【００４８】次に、窒素ガスを用いた反応性スパッタリ
ング法により、窒素量が４０〜５０アトミック％のＴａ
Ｎ_xを、例えば７００オングストロームの膜厚で堆積
し、フォトリソグラフィにより所望の形状のＴａＮ_x層
１３を形成する。尚、反応性スパッタリング法に代えて
イオンシャワードーピング法により、ＴａＮ_xを形成し
てもよい。

【００４９】更に、ＴａＮ_x層１３形成部分を含む基板
１１上にＩＴＯを、例えば２０００オングストロームの
膜厚で堆積し、フォトリソグラフィにより、所望の形状
のＩＴＯ電極配線１４を形成する。

【００５０】上述のような金属配線基板では、ＴａＮ_x
層１３の存在により、下層電極配線１２とＩＴＯ電極配
線１４との電気的接続抵抗を小さく且つ安定にすること
が出来る。

【００５１】これに対して、従来の金属配線基板は、図
１０に示すように、ガラスからなる絶縁性基板１１１上
にＴａからなる下層電極配線１１２が形成されており、
下層電極１１２と一部重畳して基板１１１上にＩＴＯ電
極配線１１４が形成された構成である。又、その製造方
法は以下の通りである。先ず、絶縁性基板１１１上にス
パッタリング法によりＴａを３０００オングストローム
の膜厚で堆積し、フォトリソグラフィにより所望の形状
の下層電極配線１１２を得る。更に、下層電極配線１１
２形成部分を含む基板１１１上に、ＩＴＯを２０００オ
ングストロームの膜厚で堆積し、フォトリソグラフィに
より所望の形状のＩＴＯ電極配線１１４を形成する。

【００５２】従って、従来の金属配線基板は、上述のよ
うに下層電極配線１１２の材料としてＴａを用いた場合
には、ＩＴＯ成膜時及び、電気回路を搭載する際に行う
後工程の加熱時に、酸素が下層電極配線１１２の表層に
拡散して、下層電極配線１１２の表面に酸化膜が生成す
る。この酸化膜の電気抵抗は大きく、比抵抗が１０¹⁴Ω
・ｃｍ以上である。更に、この酸化膜とＩＴＯ電極配線
１１４との接触抵抗も大きくなる。その結果、Ｔａから
なる下層電極配線１２とＩＴＯ電極配線１４との接続抵
抗は数１０ｍΩ・ｍｍ²〜数１０Ω・ｍｍ²となり、不安
定であるとともに大きな値になるという問題点があっ
た。

【００５３】この様な問題点を解決すべく、本実施例は
上述のように、下層電極配線１２とＩＴＯ電極配線１４
との間にＴａＮ_x層１３を形成している。よって、Ｔａ
Ｎ_x層１３の中に含まれる窒素が酸素の拡散を防ぐこと
になり、又、ＴａＮ_x層１３の比抵抗は１０^ー3Ω・ｃｍ
程度と小さい。その結果、下層電極配線１２とＩＴＯ電
極配線１４との電気的接続抵抗は、実測値で４〜７ｍΩ
・ｍｍ²と小さく且つ安定したものとなる。尚、この様
にして形成された金属配線基板には、必要に応じてトラ
ンジスタなどを設けることが出来、液晶表示素子用のマ
トリクス基板として使用できる。

【００５４】＜第３実施例＞図１１に本実施例のマトリ
クス基板の平面図を示し、図１２に図１１に示すマトリ
クス基板のＢ−Ｂ線による断面図を示す。このマトリク
ス基板は、ガラスからなる絶縁性基板２１上にストライ
プ状にバスライン２５が形成されている。このバスライ
ン２５は、図１２から分かるように３層構造をしてお
り、基板側からＩＴＯからなる配線２２、窒化タンタル
からなる導電層２３及びタンタルからなる金属補助配線
２４がこの順に形成されている。

【００５５】配線２２の材料としては、Ｔａ以外にも、
Ｔｉ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ等の金属及びこれら
の金属を主成分とする合金を用いることができる。例え
ば、Ａｌを主成分とする合金の場合は、Ａｌ以外の金属
としてＴａ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ等が用いられる。
導電層２３の材料としては、窒化タンタル以外にも、配
線２２の材料とすることが出来る金属の窒化物を使用す
ることが出来る。ここで、導電層２３の材料は、配線２
２の材料の金属の窒化物である必要はない。

【００５６】上記構造を有するマトリクス基板の製造方
法を説明する。

【００５７】先ず、絶縁性基板２１上にスパッタリング
法等によりＩＴＯを、例えば１０００オングストローム
の膜厚で成膜し、フォトリソグラフィによりストライプ
状にパターニングを行い配線２２を形成する。

【００５８】次に、配線２２が形成された基板２１上に
スパッタリング法により、例えば５００オングストロー
ムの膜厚を有する窒化タンタル及び５０００オングスト
ロームの膜厚を有するタンタルをこの順に堆積する。

【００５９】最後に、導電層２３用の窒化タンタル膜及
び金属補助配線２４用のタンタル膜を同時にフォトリソ
グラフィにより所定の形状にパターニングして、バスラ
イン２５を形成する。

【００６０】上記窒化タンタル膜及びタンタル膜の成膜
工程には、図１３に模式的に示すスパッタリング装置を
用いる。このスパッタリング装置は、２つのゲートバル
ブ２０１で仕切られた３つの空間からなっており、一端
（図の右側）からローダ２０２、スパッタリングチャン
バ２０３、アンローダ２０４の各空間が設けられてい
る。ローダ２０２、スパッタリングチャンバ２０３、ア
ンローダ２０４は、各々に設けられたポンプ２０５によ
って真空にすることが出来る。スパッタリングチャンバ
２０３は、少なくとも２つの電極を備えており、ローダ
２０２側の電極にはホットプレスによって作られた窒素
モル濃度が１５％の窒化タンタルのターゲット２０６が
装着され、アンローダ２０４側の電極にはタンタルのタ
ーゲット２０７が装着されている。スパッタリングチャ
ンバ２０３内には、スパッタガスとしてアルゴン及び窒
素を適宜導入できる。

【００６１】上記構成を有するスパッタリング装置によ
る窒化タンタル膜及びタンタル膜の成膜内容を説明す
る。

【００６２】先ず、ローダ２０２に基板２１をセット
し、ポンプ２０５によってローダ２０２内の排気を行い
真空にする。ゲートバルブ２０１を開き、基板２１を、
既に真空にしてあるスパッタリングチャンバ２０３内を
通して、アンローダ２０４内に搬送する。基板２１がス
パッタリングチャンバ２０３内を搬送される間は、スパ
ッタリングチャンバ２０３内に、アルゴンと窒素とをそ
の流量比が１：１となるように導入する。基板２１が窒
化タンタルのターゲット２０６上を搬送される間に、窒
素濃度が４５〜５０アトミック％の窒化タンタルが基板
２１上に堆積される。この時のスパッタパワー及び基板
２１の搬送速度は、窒化タンタルのターゲット２０６の
上方で、膜厚が５００オングストロームの窒化タンタル
が基板２１上に堆積されるように設定されている。

【００６３】アンローダ２０４内に基板２１を移動させ
た後、続いて、基板２１をスパッタリングチャンバ２０
３内を通して、ローダ２０２に搬送する。基板２１がス
パッタリングチャンバ２０３内を搬送される間は、スパ
ッタリングチャンバ２０３内にアルゴンのみを導入す
る。基板２１がタンタルのターゲット２０７上を搬送さ
れる間に、タンタルが基板２１上に堆積される。この時
のスパッタパワー及び基板２１の搬送速度は、タンタル
のターゲット２０７の上方で、膜厚が５０００オングス
トロームのタンタルが基板２１上に堆積されるように設
定されている。

【００６４】上述のようにして作製されたマトリクス基
板においては、ＩＴＯからなる配線２２上に金属補助配
線２４を形成しているので、バスラインが低抵抗とな
る。

【００６５】これに対し、従来のマトリクス基板は、図
１４に示すように、ガラスからなる絶縁性基板１２１上
に、ＩＴＯからなるストライプ状の配線１２２が形成さ
れているのみであった。ＩＴＯは抵抗が高いので、従来
のマトリクス基板ではバスラインである配線１２２の抵
抗が大きくなる。ところが、従来は本実施例のように、
ＩＴＯ膜上に金属補助配線を形成することができなかっ
た。これは、ＩＴＯが金属付着力が弱いことに起因す
る。

【００６６】尚、本実施例では、ＩＴＯからなる配線２
１上に、ＩＴＯとの付着力の強い、窒素濃度が４５〜５
０アトミック％の窒化タンタルからなる導電層２３を形
成しているので、金属補助配線２４を設けることが出来
る。

【００６７】ここで、窒化タンタルの窒素濃度を４５〜
５０アトミック％としているのは、窒化タンタルには窒
化濃度が５０％を越えるものは存在せず、窒化濃度が４
５％未満のものは、ＩＴＯとの付着力が弱いため使用で
きないからである。

【００６８】配線２２の材料にタンタルを使用した場合
には、他の材料を使用する場合と異なる作用もある。タ
ンタルには２種類の結晶構造があり、１つは正方格子で
あり、他の一つは体心立体格子である。正方格子構造を
有するＴａはβ−Ｔａと呼ばれ、その薄膜の固有抵抗は
１７０〜２００μΩｃｍである。一方、体心立方格子構
造を有するＴａはα−Ｔａと呼ばれ、その薄膜の固有抵
抗は１３〜１５μΩｃｍである。一般にタンタルの薄膜
はほとんどがβ−Ｔａとなり、高抵抗となる。しかし、
タンタルを窒化物上に成膜すると、α−Ｔａとなり低抵
抗になる。従って、本実施例の金属補助配線２４は一般
のタンタル膜より低抵抗である。

【００６９】以上の説明から明らかなように、本実施例
のマトリクス基板によれば、ＩＴＯからなる配線上に、
間に窒化物を介して金属補助配線を形成しているので、
低抵抗な配線を実現することができる。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のアクティブマトリクス基板及びその製造方法によれ
ば、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜の絶縁性を向上さ
せることによって、液晶表示装置に用いた場合に、ゲー
ト絶縁膜の劣化に起因する点欠陥の発生確立を低下させ
ることができる。

【００７１】また、本発明のアクティブマトリクス基板
を用いた液晶表示装置に於いては、ソース配線が積層構
造になっているので、ソース配線の冗長性による線状欠
陥の発生確率も低下させることができる。

【００７２】この様に、液晶表示装置の点欠陥および線
状欠陥を低減することによって、液晶表示装置の製造歩
留りを大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアクティブマトリクス基板を構成する
ＴＦＴの断面図である。

【図２】図１に示すＴＦＴの製造過程を表す断面図であ
る。

【図３】図１に示すＴＦＴの別の製造過程を表す断面図
である。

【図４】図１に示すＴＦＴの別の製造過程を表す断面図
である。

【図５】図１に示すＴＦＴの別の製造過程を表す断面図
である。

【図６】図１に示すＴＦＴの別の製造過程を表す断面図
である。

【図７】従来のアクティブマトリクス基板を構成する１
絵素の平面図である。

【図８】図７のＡ−Ａ線による断面図である。

【図９】第２実施例の金属配線基板の断面図である。

【図１０】従来の金属配線基板の断面図である。

【図１１】第３実施例のマトリクス基板の平面図であ
る。

【図１２】図１１に示すマトリクス基板のＢ−Ｂ線によ
る断面図である。

【図１３】図１１に示すマトリクス基板の製造に用いる
スパッタリング装置の構成を示す概略図である。

【図１４】従来のマトリクス基板の断面図である。

【符号の説明】

１ガラス基板２ゲート配線３ａ下層ソース配線３ｂ上層ソース配線４第１のゲート絶縁膜５第２のゲート絶縁膜６半導体層７エッチングストッパ層８コンタクト層９ａ絵素電極兼下層ドレイン配線９ｂ上層ドレイン配線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者片山幹雄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)発明者岡本昌也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)発明者西岡幸也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)発明者高濱学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)発明者川合勝博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)発明者嶋田吉祐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 (72)発明者宮後誠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)発明者伊達昌浩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)発明者近藤直文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)発明者伴厚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)発明者平田貢祥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

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、ゲート配線が形成されると共
に、少なくとも該ゲート配線を覆ってゲート絶縁膜が形
成され、該ゲート配線の一部の上に間に該ゲート絶縁膜
を介して薄膜トランジスタが形成されており、該薄膜ト
ランジスタ及び絵素電極がマトリクス状に形成されたア
クティブマトリクス基板において、該ゲート絶縁膜上に形成された半導体層と、該半導体層上に順に形成された透明導電膜と金属薄膜と
からなる２層膜が該半導体層上で分断された分断２層膜
の一方からなるソース配線と、他方の該分断２層膜の該金属薄膜をエッチングして露出
した該透明導電膜部分からなる絵素電極と、他方の該分断２層膜の該透明導電膜と該金属薄膜とが重
畳する部分からなるドレイン配線とを備えたアクティブ
マトリクス基板。
【請求項２】前記透明導電膜が、酸化スズ、酸化イン
ジウム及び酸化インジウム・スズのいずれか１つからな
る単層又は２以上の材料からなる多層膜からなり、前記
金属薄膜が、モリブデン、アルミニウム、チタン、タン
タル及び窒化タンタルのいずれか１つからなる単層又は
２以上の材料からなる多層膜からなる請求項１に記載の
アクティブマトリクス基板。
【請求項３】基板上に、ゲート配線と、ゲート絶縁膜
とが形成され、更にその上にソース配線とドレイン配線
とが形成され、該ゲート配線及び該ソース配線の一部と
該ドレイン配線とで薄膜トランジスタが構成されると共
に、該ドレイン配線に絵素電極が接続されたアクティブ
マトリクス基板の製造方法において、該基板上にゲート配線とゲート絶縁膜とをこの順に形成
する工程と、該ゲート絶縁膜の薄膜トランジスタ形成部分の上に、半
導体層を形成する工程と、該半導体層を覆って基板上のほぼ全面に、下層ソース配
線、下層ドレイン配線及び絵素電極用の透明導電膜と上
層ソース配線及び上層ドレイン配線用の金属薄膜とがこ
の順に積層されている２層膜を形成する工程と、該金属薄膜をエッチングして、該上層ソース配線及び該
上層ドレイン配線を残す工程と、該透明導電膜をエッチングして、下層ソース配線、下層
ドレイン配線及び絵素電極を残す工程とを含むアクティ
ブマトリクス基板の製造方法。
【請求項４】前記透明導電膜を、酸化スズ、酸化イン
ジウム及び酸化インジウム・スズのいずれか１つからな
る単層又は２つ以上からなる多層膜として形成し、前記
金属薄膜を、モリブデン、アルミニウム、チタン、タン
タル及び窒化タンタルのいずれか１つからなる単層又は
２つ以上からなる多層膜として形成した請求項３に記載
のアクティブマトリクス基板の製造方法。