JPH0713180A

JPH0713180A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0713180A
Application number: JP5157599A
Authority: JP
Inventors: Michiya Kobayashi; 道哉小林; Hideo Yoshihashi; 英生吉橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-06-28
Filing date: 1993-06-28
Publication date: 1995-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】電極（配線）の電気的接続の信頼性が高く、
しかも製造工程を煩雑化させることなく高歩留まりで製
造することができ、線欠陥や点欠陥がない。【構成】ソース電極１１９などの各電極を 2層構造と
することで、エッチング耐性の高い上層１３３によりＡ
ｌやＡｌ合金からなるエッチング耐性の低い下層１２９
の表面を後工程で用いるエッチャントによる腐食から保
護する。またＡｌやＡｌ合金からなるエッチング耐性の
低い下層１２９の側端面１３７は酸化処理を施して酸化
Ａｌを形成することでエッチャントによる腐食から保護
する。しかも下層１２９はＡｌから形成されているので
導電性が極めて良好なためＴＦＴの動作特性を良好なも
のとすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に係り、
特に薄膜トランジスタ素子を備えたアクティブマトリッ
クス型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、薄型、低消費電力等の
特徴を生かして、テレビあるいはグラフィックディスプ
レイなどの表示素子として盛んに利用されている。

【０００３】なかでも、薄膜トランジスタ（Thin Film
Transistor；以下、ＴＦＴと略称）をスイッチング素子
として用いたアクティブマトリックス型液晶表示装置
は、高速応答性に優れ、高精細化に適しており、ディス
プレイ画面の高画質化、大型化、カラー画像化を実現す
るものとして注目されている。

【０００４】このようなアクティブマトリックス型液晶
表示装置は、一般にＴＦＴのようなスイッチング用アク
ティブ素子とこれに接続された画素電極が配設されたＴ
ＦＴアレイ基板と、これに対向して配置される対向電極
が形成された対向基板と、これら基板間に挟持される液
晶組成物と、さらに各基板の外表面側に貼設される偏光
板とからその表示パネル部分の主要部が構成されてい
る。また、表示パネル部分の周囲には液晶駆動回路がＴ
ＦＴで形成されている場合もある。特に近年では液晶駆
動回路を含めた装置の小型化や多画素化が要求されてい
ることからこのようないわゆる駆動回路一体型の液晶表
示装置も注目されている。

【０００５】ところで、従来の液晶表示装置において
は、例えば活性層がアモルファスシリコン（非晶質シリ
コン）のゲート下置き型（逆スタガ型）ＴＦＴを用いる
場合ではゲート電極（あるいはゲート配線）としてタン
タル（Ta）やモリブデン／タンタル（Mo/Ta ）合金など
が用いられているが、液晶表示装置の多画素化や大画面
化、高精細化に伴って、それらの金属材料からなるゲー
ト電極の電気抵抗が無視できなくなりゲート電圧書き込
みが十分には行なわれなくなるため、さらに比抵抗が小
さいアルミニウム（Al）やその合金がゲート電極等の電
極材料として用いられるようになってきた。また、例え
ば活性層が多結晶シリコンから形成されたゲート上置き
型（コプラナ型）ＴＦＴを用いる場合では、従来から信
号電極（信号配線）などの電極（配線）用材料としてAl
あるいはAl合金が用いられている。

【０００６】一方、液晶表示装置の高精細化が進むと、
画素ピッチが小さくなるため、ＴＦＴアレイ基板と対向
基板の合わせ精度を高精度にする必要がある。対向基板
の遮光層は、スイッチング用ＴＦＴを遮光するのみなら
ず、信号配線と画素電極との間隙、あるいはゲート配線
と画素電極との間隙をも覆い隠すのが一般的である。こ
のため、ＴＦＴアレイ基板と対向基板の合わせ精度を、
たとえば 3μm とすると遮光層の開口サイズを画素電極
の表示部分より 3μm ずつ小さくしなければならない。
遮光層の開口部分の画素のピッチサイズに対する比、す
なわち開口率は通常 30-50％であるが、画素ピッチを小
さくすると、ＴＦＴアレイ基板と対向基板の合わせ精度
が悪くなるにしたがい開口率は減少してしまう。しか
し、ＴＦＴアレイ基板と対向基板とを 3μm 以下の精度
で対向配置することは極めて困難である。

【０００７】この問題を解決するために、遮光層をＴＦ
Ｔアレイ基板上に絶縁層を介して直接形成することが考
えられている。この場合、ＴＦＴアレイ基板上において
各パターンを形成する際のマスクの合わせ精度は容易に
1μm 以下とすることもできるので、開口率の減少を抑
えることができる。

【０００８】このようなアクティブマトリクス型液晶表
示装置の構成を図４により説明する。図４（ａ）は表示
画素領域の平面図であり、図４（ｂ）はその断面構造を
示す図である。なお、図示の明解化のため、図４（ｂ）
においては横方向の縮尺を変えている。

【０００９】ガラスなどからなる絶縁基板４００の上に
ＴＦＴ４０１がある。ＴＦＴ４０１は、第 1のp-Siによ
る活性層４０２とゲート絶縁層４０３、低抵抗の第 2の
p-Siによるゲート電極４０４とからなる。ゲート電極４
０４の両側部分はＴＦＴ４０１のソース４０５、ドレイ
ン４０６であり、ｎ型ドーパントである燐（ P）が打ち
込まれて低抵抗となっている。ドレイン４０６は層間絶
縁層４０７の開口４０８を通じて、信号配線４０９に接
続されている。信号配線４０９は下層の材料がクロム
（Cr）、上層の材料がアルミニウム（Al）となった積層
構造となっている。ゲート電極４０４は第 2のp-Siによ
るゲート配線４１０と一体となっている。また、ソース
４０５は、層間絶縁層４０７を挟んで、ＴＦＴ４０１の
ソース４０５上の開口４１１を通じ、ＩＴＯからなる画
素電極４１２と接続されている。さらに、ソース４０５
は、蓄積容量４１３に接続されている。蓄積容量４１３
はＭＯＳ容量であり、その下地４１４が第 1のp-Siによ
る活性層４０２と一体であり、ゲート絶縁層４０３と同
時に形成される絶縁層４１５を挟んで、上部には第 2の
p-Siによる蓄積容量配線４１６がある。さらに、ＴＦＴ
４０１、蓄積容量４１３、画素電極４１２等の上層に第
2の層間絶縁層４１７があり、さらにその上層に遮光層
４１８が形成されている。この遮光層４１８はＴＦＴ４
０１やゲート配線４１０および信号配線４０９と画素電
極４１２との間隙を覆う形状を持っている。このように
して表示画素がマトリクス状に配列されたアレイ基板を
得る。

【００１０】一方、絶縁基板上に透明導電層からなる対
向電極が全面に形成された対向基板（図示を省略）を形
成して、前述の絶縁基板４００とを対向させて得られる
間隙に液晶層を挟持してアクティブマトリクス型液晶表
示装置を得る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなアルミニウム(Al)やアルミニウム(Al)合金からな
る電極（Al配線）は、例えばその上を覆うように層間絶
縁層を堆積する工程などの加熱を要する工程を経過する
際に、ヒロックを生じることが多い。このヒロックに起
因して、上部に堆積される層間絶縁層の被覆性が低下す
るという問題がある。

【００１２】また、アルミニウム(Al)やアルミニウム(A
l)合金からなる電極の上を被覆するように層間絶縁層を
形成しさらにその上に別の電極（配線）を形成する場
合、層間絶縁層にピンホール欠陥があるとそのピンホー
ル欠陥から別の電極（配線）を形成するためのエッチャ
ントや化学処理液が浸入してくるため、そのようなエッ
チャントによりアルミニウム(Al)やアルミニウム(Al)合
金は化学的に活性であることから著しくダメージを受け
てしまい、著しい場合には断線不良が生じるという問題
がある。しかもこのような不良は上記ヒロックの存在に
よってさらに助長されてしまうという問題がある。

【００１３】とくに、遮光層をＴＦＴアレイ基板上に形
成したアクティブマトリクス型液晶表示装置は、信号線
と遮光層とが電気的に接触する不良が発生しやすくな
る。たとえば、前述の第 2の層間絶縁層にピンホールや
ヒロックが生じるとそこを通じて信号線と遮光層とが物
理的に接触してしまう。あるいは、ピンホールや異物や
カバレージなどの問題により第 2の層間絶縁層が部分的
に薄くなり、その部分での絶縁耐圧が低くなるなどであ
る。

【００１４】遮光層は通常一定電位に保たれるようにす
るため、信号線と遮光層とが電気的に接触すると、その
信号線に接続しているＴＦＴには表示用の信号が伝わら
ず線欠陥になるという問題がある。一方、表示画素電極
と遮光層とが前述の理由により電気的接触不良を起こす
場合がある。この場合、液晶層には電圧が印加されない
状態となり、たとえば、ノーマリホワイトモードでは常
時明るい画素欠陥（輝点欠陥）になるという問題があ
る。

【００１５】このような問題を解決する従来の方策とし
て、第 2の層間絶縁層を複数回に分けて形成する方法が
提案されているが、第 2の層間絶縁層がアルミニウム(A
l)による信号線上に形成する場合もあり、高温の成膜方
法が適用できない。このため、 450℃程度の常圧ＣＶＤ
法、 300℃程度のプラズマＣＶＤ法などで形成せざるを
得ない。このような層間絶縁層は、ピンホールや異物が
発生しやすく、またカバレージも悪いことから信号線と
遮光層との電気的接触不良を防ぐことができないという
問題がある。

【００１６】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、電極（配線）の電気的接続の信頼性
が高く、しかも製造工程を煩雑化させることなく高歩留
まりで製造することができる液晶表示装置ならびに、遮
光層をＴＦＴアレイ基板上に形成した場合においても線
欠陥や点欠陥を改善することのできる液晶表示装置を提
供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、絶縁性基板上に形成されて液晶セルを駆動するＴＦ
Ｔを備え、ＴＦＴに接続された電極であって、アルミニ
ウム(Al)またはアルミニウム(Al)合金から形成された下
層とこの下層とは異なる材料から形成された上層との 2
層構造に形成されかつ下層の側端の露出面が酸化されて
いる電極を具備することを特徴としている。

【００１８】また、本発明の他の液晶表示装置は、ＴＦ
Ｔに接続された電極上に層間絶縁層を介して所定の位置
に遮光層を有し、かつ遮光層の下部に位置する電極のう
ち少なくとも信号線の表面が、信号線を形成する物質の
酸化物で形成されていることを特徴としている。

【００１９】なお、本発明に係わるＴＦＴは、コプラナ
型ＴＦＴあるいは逆スタガ型ＴＦＴのいずれの場合でも
適用が可能である。

【００２０】また、前述の電極は、前述のＴＦＴのゲー
ト、ソース、ドレインのいずれに接続される電極の場合
でも本発明は有効である。

【００２１】本発明に係わる電極材料としてはアルミニ
ウム(Al)金属単体、アルミニウム−銅合金、アルミニウ
ム−シリコン合金、アルミニウム−銅−シリコン合金等
のアルミニウム合金、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(M
o)等の金属およびこれらを組み合わせた合金等がある。

【００２２】また、積層構造とする場合はタンタル(T
a)、タングステン( W)、モリブデン(Mo)等とアルミニウ
ム(Al)またはアルミニウム(Al)合金等のエッチング選択
比の異なる金属材料を好適に用いることができる。

【００２３】電極表面を酸化する手段としては、酸素プ
ラズマ処理法、酸素ラジカルによる処理法、酸素ガスを
含んだ雰囲気中で 300-400℃で熱処理する方法、陽極酸
化する方法等がある。さらに、上述の信号線形成過程に
おいて、レジストをアッシャにて剥離し、そのままアッ
シング工程の時間を延長することで信号線表面を酸化す
ることもできる。

【００２４】

【作用】本発明の第 1の発明においては、電極を 2層構
造とすることで、エッチング耐性の高い上層の膜により
アルミニウム(Al)やアルミニウム(Al)合金からなるエッ
チング耐性の低い下層の表面を後工程で用いるエッチャ
ントによる腐食から保護する。またアルミニウム(Al)や
アルミニウム(Al)合金からなるエッチング耐性の低い下
層の側端の露出面は酸化処理を施して酸化アルミニウム
を形成してエッチング耐性を向上させて、その側端面を
エッチャントによる腐食から保護する。こうして上面も
側端面も後工程で用いるエッチャントによる腐食から保
護することができる。しかも下層はアルミニウムから形
成されているので導電性が極めて良好でＴＦＴの動作特
性を良好なものとすることができる。また上層、下層と
もパターニングした後に下層の側端の露出面を酸化して
不活性化することができるので、フォトエッチング工程
を追加することなく 2層構造として電極を形成すること
ができる。

【００２５】また、上層の材料は下層の材料とは独立に
別材料から形成することができるので、その別材料とし
てアルミニウム(Al)とはエッチング選択比の大きく異な
る材料を用いることにより上層にコンタクトホールなど
を穿設して下層のアルミニウム(Al)等をそのコンタクト
ホールで露出させる際などのエッチング制御を簡易に行
なうことができ、確実な電気的接続を実現することがで
きる。

【００２６】本発明の第 2の発明においては、金属材料
で形成されている信号線表面を信号線形成材料の酸化物
層とすることによって絶縁性を向上させることができ
る。これは、金属層自体の表面に絶縁物質である酸化物
層が直接積層されること、信号線形成材料の酸化物層は
ＣＶＤ法などによる堆積層に比較して、ピンホール、異
物、カバレージなどの点で優れていること等の理由によ
る。その結果、信号線表面の上層にある遮光層との絶縁
性がより向上し、液晶表示装置の表示品位が向上する。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の液晶表示装置の実施例を図面
に基づいて詳細に説明する。実施例１この第１の実施例は、活性層として多結晶シリコンを用
いたコプラナ型のＴＦＴを有する液晶表示装置に本発明
を適用した場合の一例を示したものである。なお説明の
簡潔化のため、その特徴部分であるＴＦＴの電極部分の
構造を中心として、その製造工程を追って以下に説明す
る。図１は本発明に係る第１の実施例の液晶表示装置の
構造を示す断面図である。

【００２８】図１に示すように、例えば石英基板のよう
な絶縁性基板１０１上に多結晶シリコン（以下p-Siと略
称）を用いた活性層１０３が形成され、その上にゲート
絶縁層１０５を介してゲート電極１０７が形成され、そ
のゲート電極１０７および活性層１０３を被覆するよう
に層間絶縁層１０９が形成され、その層間絶縁層１０９
のゲート電極両脇部分にコンタクトホール１１１、１１
３が穿設される。そのコンタクトホール１１１を通して
活性層１０３のソース領域１１５に接続される2層構造
のソース電極１１９が形成されている。そしてそれらを
覆うように第２の層間絶縁層１２３が形成され、さらに
ドレイン領域１１７にコンタクトホール１２５を通して
接続されるようにＩＴＯからなる画素電極１２７が形成
されて、この第１の実施例に係るＴＦＴの主要部は形成
されている。

【００２９】まず、石英基板のような絶縁性基板１０１
上にp-Si薄膜を減圧ＣＶＤ装置を用いて2000オングスト
ロームの膜厚に成膜する。そしてこのp-Si薄膜をフォト
リソグラフィ法により活性層１０３として島状にパター
ニングした後、その表面を熱酸化法によって酸化して 5
00オングストロームの層厚のゲート絶縁層１０５を形成
する。

【００３０】続いて、減圧ＣＶＤ装置を用いて4000オン
グストロームのp-Si膜を成膜した後、これに燐（P ）な
どの不純物を添加し活性化熱処理を施して低抵抗化した
後、不要部分をエッチング除去して（パターニングし
て）ゲート電極１０７を形成する。

【００３１】続いて前述のゲート電極１０７をマスクと
して用いて自己整合的に不純物イオンを活性層１０３に
注入して、ソース領域１１５およびドレイン領域１１７
を形成する。

【００３２】次にＣＶＤ装置を用いて SiO_x（酸化シリ
コン）膜を成膜して層間絶縁層１０９を形成する。そし
てその層間絶縁層１０９にフォトリソグラフィ法により
ソース領域１１５およびドレイン領域１１７に各々到達
するコンタクトホール１１１、１１３をそれぞれ穿設す
る。

【００３３】続いてアルゴンガスを用いたスパッタリン
グによってアルミニウム(Al)あるいはアルミニウム(Al)
合金を4000オングストローム堆積してソース電極１１９
の下層１２９とするべくアルミニウム膜あるいはアルミ
ニウム合金膜を形成する。そしてその上に連続してタン
タル(Ta)あるいはモリブデン(Mo)あるいはタングステン
(W )などの金属材料を2000オングストローム堆積して前
述の電極１１９の上層１３３とするべくその金属膜を成
膜する。そして不要部分のアルミニウム膜あるいはアル
ミニウム合金膜とタンタル(Ta)等の金属膜とをエッチン
グ除去して、ソース領域１１５に接続される 2層構造の
ソース電極１１９を形成する。そして酸素プラズマ中に
暴露することにより、アルミニウム(Al)あるいはアルミ
ニウム(Al)合金からなる下層１２９の露出している側端
面１３７を酸化させる。

【００３４】そして窒素雰囲気中で30分間の 450℃の熱
処理を施すことにより電極１１９の電極や配線と活性層
１０３のような半導体材料からなる部位との界面におけ
る相互拡散を行なって、このＴＦＴの電極および配線の
主要部をほぼ完成させる。

【００３５】その後、常圧ＣＶＤ法により SiN_x膜を60
00オングストロームの膜厚に成膜し第２の層間絶縁層１
２３を形成する。そしてドレイン領域１１７上面に到達
するコンタクトホール１２５を前述の第２の層間絶縁層
１２３に穿設する。そしてこのコンタクトホール１２５
を通してドレイン領域１１７に接続するように、膜厚15
00オングストロームのＩＴＯをアルゴンガスを用いたス
パッタリングによって成膜しこれをフォトエッチングに
よりパターニングして画素電極１２７を形成する。そし
てこれらの上を被覆するように配向膜（図示省略）を形
成して、ＴＦＴ基板の主要部が完成する。そして図示は
省略するがこのＴＦＴ基板を対向電極が形成された対向
基板と間隙を有して対向するように組み合わせ、周囲を
接着剤兼封止材で封止してその間隙に液晶組成物を注入
して、本発明に係る液晶表示装置の主要部が完成する。

【００３６】このようにして得られた本発明に係る液晶
表示装置は、比抵抗が小さいアルミニウム(Al)あるいは
アルミニウム(Al)合金をその電極１１９、１２１の下層
１２９、１３１の材料として用いているので、高速な動
作が可能であり、しかもその電極１１９、１２１の下層
１２９、１３１を形成するアルミニウム(Al)部分の上面
はタンタル(Ta)のような金属膜からなる上層１３３、１
３５で被覆されているとともにその側端面１３７はアル
ミニウム酸化膜で被覆されているので耐エッチャント性
も極めて高いものとなり、高歩留まりで製造することが
でき、また電気的接続等の信頼性も高いものとなってい
る。

【００３７】実施例２この第２の実施例は、活性層として非晶質シリコン（以
下a-Siと略称）を用いた逆スタガ型（ゲート下置き型）
のＴＦＴを有する液晶表示装置に本発明を適用した場合
の一例を示したものである。図２は第２の実施例の液晶
表示装置の構造を示す断面図である。

【００３８】まず石英基板のような透明絶縁性基板２０
１上にアルゴンガスのスパッタリングによりアルミニウ
ム(Al)もしくはアルミニウム(Al)合金の下層２０３を20
00オングストロームの膜厚に形成し、その上に連続して
モリブデン／タンタル（Mo／Ta）合金の上層膜２０５を
1000オングストロームの膜厚に成膜する。そしてゲート
電極２０７となるべき部分を残して不要部分をフォトリ
ソグラフィにより除去して（パターニングして） 2層構
造のゲート電極２０７をパターン形成する。そしてアル
ミニウム(Al)もしくはアルミニウム(Al)合金からなる下
層２０３の側端面２０９を酸素プラズマ中に暴露して酸
化する。

【００３９】次に常圧ＣＶＤを用いて SiO_x膜２１１を
4000オングストローム成膜し、その上に SiN_x膜２１３
を4000オングストローム成膜して 2層膜からなるゲート
絶縁層２１５を形成する。

【００４０】そしてこのゲート絶縁層２１５の上に活性
層２１７とするべくa-Si膜を 500オングストロームの膜
厚に成膜する。続いてその上にプラズマＣＶＤ法を用い
て SiN_x膜を2000オングストロームの膜厚で成膜しエッ
チングによりパターニングしてエッチングストッパ２１
９を形成する。続いてその上を被覆するようにソース領
域２２１およびドレイン領域２２３それぞれのオーミッ
クコンタクト層２２５、２２７となるｎ⁺a-Si膜を 500
オングストロームの膜厚に成膜し、前述のゲート絶縁層
２１５の第２層である SiN_x膜２１３と活性層２１７と
なるa-Si膜とオーミックコンタクト層２２５、２２７と
なるｎ⁺a-Si膜とを一度にエッチングして島状にパター
ン形成する。

【００４１】続いて、ＩＴＯ膜をスパッタリング法によ
り1500オングストロームの膜厚に成膜しこれをパターニ
ングして画素電極２２９を形成する。

【００４２】そしてアルミニウム／クロム（Al／Cr）の
2層金属膜を合計4000オングストロームの膜厚に成膜
し、これをパターニングして、ソース領域２２１にオー
ミックコンタクト層２２５を介して接続するソース電極
２３１と、ドレイン領域２２３にオーミックコンタクト
層２２７を介して接続するとともに画素電極２２９に接
続するドレイン電極２３３をそれぞれ形成して、この液
晶表示装置のＴＦＴおよびその電気的接続部分の主要部
がほぼ完成する。

【００４３】このような逆スタガ型（ゲート下置き型）
のＴＦＴに本発明を適用した第２の実施例の場合におい
ても、第１の実施例と同様に比抵抗が小さいアルミニウ
ム(Al)あるいはアルミニウム(Al)合金をそのゲート電極
２０７の材料として用いているので、高速な動作が可能
でありしかもそのゲート電極２０７の下層２０３を形成
するアルミニウム(Al)部分の上面はタンタル(Ta)のよう
な耐エッチング性の高い金属からなる上層膜２０５で被
覆されているとともにその側端面２０９はアルミニウム
酸化膜で被覆されているので、耐エッチャント性が極め
て高いものとなり高歩留まりで製造することができ、ま
た信頼性の高いものとなっている。

【００４４】上記実施例の液晶表示装置においては、Ｉ
ＴＯ膜のパターニングの際などに用いるエッチング液の
ピンホール欠陥などを通してのしみ込みに起因した電極
の欠陥の発生は、約 0.5％程度に減少した。これは、従
来の液晶表示装置の場合の同様な欠陥の発生率が約10％
程度もあったことと比較して、電極欠陥の発生を著しく
低下させることが実現できたことを示している。

【００４５】なお、上記実施例では電極の下層のアルミ
ニウム(Al)またはアルミニウム(Al)合金の膜を保護する
上層の膜の金属材料としてタンタル(Ta)、モリブデン(M
o)等を用いる場合を例示したが、本発明はこれらのみに
は限定させず、いわゆる高融点金属もしくは耐エッチャ
ント特性の良好な材料であれば、その他の材料も好適に
用いることができる。

【００４６】また、アルミニウム(Al)からなる下層の側
端面の酸化処理の方法としては、上記実施例のような酸
素プラズマ処理のみには限定せず、この他にも濃硝酸を
用いた化学処理や、酸素雰囲気中での熱酸化や、陽極酸
化などを用いることもできる。そしてこのとき形成する
酸化部分の厚さ（側端面から内側への厚み）は、 500〜
1500オングストローム程度が望ましい。これは、 500オ
ングストローム未満では酸化部分にピンホール等の欠陥
が残存してエッチャントに対するアルミニウム下層の十
分な保護ができないおそれがあり、また1500オングスト
ローム程度以上にするとその分、残りのアルミニウム部
分が減少して電極（配線）としての有効断面積が小さく
なって電気抵抗が大きくなってしまうからである。また
そのように酸化部分を厚く形成するためには酸化時間を
長くとらなければならずスループットが悪化するからで
ある。

【００４７】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、本発明の液晶表示装置の各部位の形成材料やその成
膜方法などの変更が種々可能であることは言うまでもな
い。

【００４８】実施例３図３は、本実施例におけるp-SiＴＦＴを用いた液晶表示
装置の表示画素領域の部分断面図である。絶縁基板３０
０の上にＴＦＴ３０１がある。ＴＦＴ３０１は、第 1の
p-Siによる活性層３０２とゲート絶縁層３０３、低抵抗
の第 2のp-Siによるゲート電極３０４とからなる。ゲー
ト電極３０４の両側部分はＴＦＴ３０１のソース３０
５、ドレイン３０６であり、ｎ型ドーパントである燐
（ P）が打ち込まれて低抵抗となっている。ドレイン３
０６は第 1の層間絶縁層３０７のスルーホール３０８を
通じて、信号配線３０９に接続されている。信号配線３
０９は下層の材料がクロム（Cr）、上層の材料がアルミ
ニウム（Al）となった積層構造となっている。ゲート電
極３０４は第 2のp-Siによるゲート配線３１０と一体と
なっている。また、ソース３０５は、第 1の層間絶縁層
３０７を挟んで、ＴＦＴ３０１のソース３０５上のスル
ーホール３１１を通じ、ＩＴＯからなる画素電極３１２
と接続されている。また、ソース３０５は、層間絶縁層
３０７を挟んで、ＴＦＴ３０１のソース３０５上のスル
ーホール３１１を通じ、ＩＴＯからなる画素電極３１２
と接続されている。さらに、ソース３０５は、蓄積容量
３１３に接続されている。蓄積容量３１３はＭＯＳ容量
であり、その下地３１４が第 1のp-Siによる活性層３０
２と一体であり、ゲート絶縁層３０３と同時に形成され
る絶縁層３１５を挟んで、上部には第 2のp-Siによる蓄
積容量配線３１６がある。信号配線３０９の表面には、
この信号配線材料であるクロム（Cr）およびアルミニウ
ム（Al）を酸化してなる酸化膜３１９が形成されてお
り、さらに上層に第 2の層間絶縁層３１７および遮光層
３１８が形成されている。この遮光層３１８はＴＦＴ３
０１やゲート配線３１０および信号配線３０９と画素電
極３１２との間隙を覆う形状を持っている。このように
して表示画素がマトリクス状に配列されたアレイ基板と
なる。

【００４９】このような構造を有するアレイ基板の製造
方法を以下に述べる。

【００５０】石英基板上に減圧ＣＶＤ法によりドープし
ていない第 1のp-Siを成膜後、パターニングしてＴＦＴ
の活性層および蓄積容量の下地とする。引続き、この活
性層を熱酸化してＴＦＴのゲート絶縁層および蓄積容量
絶縁層とする。ゲート絶縁層の厚さは 600オングストロ
ームとした。引続き、燐（ P）をドープした第 2のp-Si
を減圧ＣＶＤ法により成膜後、パターニングしてＴＦＴ
のゲート電極およびゲート配線とする。引続き、イオン
注入法により、ｐＭＯＳ−ＴＦＴとすべき部分には硼素
（ B）を、ｎＭＯＳ−ＴＦＴとすべき部分には燐（ P）
を注入してＴＦＴのソースおよびドレインとする。引続
き、減圧ＣＶＤ法により SiO₂を 800℃にて全面に成膜
して第 1の層間絶縁層とする。このことは前述のソース
およびドレインに注入した不純物の活性化を兼ねる。第
1の層間絶縁層の厚さは5000オングストロームとした。
引続き、スパッタリング法によりＩＴＯを成膜後、パタ
ーニングして画素電極とする。このＩＴＯ画素電極はＴ
ＦＴのソースと接続されている。引続き、スパッタリン
グ法によりクロム（Cr）、アルミニウム（Al）の順に成
膜しパターニングして信号配線とする。この信号配線は
ＴＦＴのドレインと接続されている。

【００５１】このようにして形成されたアレイ基板を 3
00℃程度の酸素プラズマ中で処理して信号配線の表面に
500オングストローム程度の酸化層を形成する。この上
に常圧ＣＶＤ法により 450℃にて SiO₂を成膜して第 2
の層間絶縁層とする。第 2の層間絶縁層の厚さは5000オ
ングストロームとした。引続き、スパッタリング法によ
りクロム（Cr）を成膜しパターニングして遮光層とす
る。

【００５２】本実施例において、信号線と遮光層との間
は信号線表面の酸化層と第 2の層間絶縁層の 2層構造と
なっている。しかも、信号線表面の酸化層である金属酸
化層は、常圧ＣＶＤ法による堆積膜に比べてピンホール
が少なく、かつカバレージも良好である。

【００５３】一方、絶縁基板上に透明導電層からなる対
向電極が全面に形成された対向基板（図示を省略）を形
成して、前述の絶縁基板３００とを対向させて得られる
間隙に液晶層を挟持してアクティブマトリクス型液晶表
示装置を得る。

【００５４】得られたアクティブマトリクス型液晶表示
装置の信号線と遮光層との接触による線欠陥発生率は 1
％以下であった。一方、比較例として信号線表面の酸化
層を有しない以外は実施例１と同一のアクティブマトリ
クス型液晶表示装置を作製した結果、その線欠陥発生率
は約 10-15％であった。

【００５５】実施例４第 2の層間絶縁層を常圧ＣＶＤ法による SiO₂層および
プラズマＣＶＤ法による SiN_x層の積層構造とする以外
は実施例１と同一のアクティブマトリクス型液晶表示装
置を作製した結果、その線欠陥発生率は約 0.1％以下で
あった。一方、比較例として信号線表面の酸化層を有し
ない以外は実施例３と同一のアクティブマトリクス型液
晶表示装置を作製した結果、その線欠陥発生率は約 6-8
％であった。

【００５６】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、薄膜トランジ
スタに接続された 2層電極のアルミニウム乃至アルミニ
ウム合金から形成された層の側端の露出面が酸化されて
いるので、電極（配線）の電気的接続の信頼性が高く、
しかも製造工程を煩雑化させることなく高歩留まりで製
造することができる液晶表示装置が得られる。

【００５７】また、薄膜トランジスタアレイ基板上に遮
光層を有する場合にも、遮光層の下部に位置する信号線
の表面が、これら信号線を形成する物質の酸化物で形成
されているので、信号線と遮光層とが電気的に接触する
不良の発生が著しく減少する。その結果、液晶表示装置
の線欠陥を大幅に抑制することができ、表示品位が向上
する。

【００５８】さらに、信号線と遮光層との電気的な接触
が著しく減少するので、薄膜トランジスタアレイ基板上
に遮光層を容易に形成することができる。このため、遮
光層のパターンずれが非常に小さくなり、遮光層の開口
サイズを必要最小限の大きさまで大きくすることができ
る。その結果、液晶表示装置の開口率を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施例の液晶表示装置の構
造を示す断面図である。

【図２】本発明に係る第２の実施例の液晶表示装置の構
造を示す断面図である。

【図３】本発明に係る第３の実施例の液晶表示装置の表
示画素領域の部分断面図である。

【図４】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の
構成を示す図である。なお、図４（ａ）は表示画素領域
の平面図を、図４（ｂ）は断面構造をそれぞれ示す。

【符号の説明】

１０１…絶縁性基板、１０３…活性層、１０５…ゲート
絶縁層、１０７…ゲート電極、１０９…層間絶縁層、１
１１、１１３…コンタクトホール、１１５…ソース領
域、１１７…ドレイン領域、１１９…ソース電極、１２
１…ドレイン電極、１２３…第２の層間絶縁層、１２５
…コンタクトホール、１２７…画素電極、１２９、１３
１…下層、１３３、１３５…上層、１３７…側端面。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性基板上に形成されて液晶セルを駆
動する薄膜トランジスタを備え、前記薄膜トランジスタに接続された電極であって、アル
ミニウムまたはアルミニウム合金から形成された下層と
前記下層とは異なる材料から形成された上層との 2層構
造に形成されかつ前記下層の側端の露出面が酸化されて
いる電極を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】請求項１記載の液晶表示装置において、
前記薄膜トランジスタに接続された電極上に層間絶縁層
を介して所定の位置に遮光層を有し、かつ前記遮光層の
下部に位置する前記電極のうち少なくとも信号線の表面
が、前記信号線を形成する物質の酸化物で形成されてい
ることを特徴とする液晶表示装置。