JPH10307305A

JPH10307305A - アレイ基板、液晶表示装置及びそれらの製造方法

Info

Publication number: JPH10307305A
Application number: JP10042391A
Authority: JP
Inventors: Masahito Kenmochi; 持雅人劔; Masahito Shoji; 子雅人庄
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1998-02-24
Publication date: 1998-11-17

Abstract

(57)【要約】【課題】信頼性を確保しつつ、十分な膜厚を有し、し
かも、コンタクト・ホール部で導電層の段切れが生じな
いような層間絶縁膜を有する液晶表示装置を提供するこ
とを目的とする。【解決手段】窒化珪素や酸化珪素に代表されるような
無材料膜は、透湿性が少なく、液晶表示装置の信頼性を
確保することができる。また、アクリル樹脂などの有機
材料膜は、厚膜化が容易であり、クロス・トークやカッ
プリング容量を低減するとともに、表面の平坦化を容易
に実現するものである。このような無機材料膜と有機材
料膜との積層構造を採用することにより、信頼性が高
く、厚い層間絶縁層を容易に形成することができる。し
かも、本発明によれば、コンタクト・ホール内壁面の傾
斜角度を緩和することができ、１００ｎｍ以下のような
薄い導電層でも段切れを起こすことが無くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アレイ基板、液晶
表示装置及びそれらの製造方法に関する。さらに詳しく
は、本発明は、配線間のクロス・トークやカップリング
容量を抑制するように十分に厚い層間絶縁膜を有し、且
つコンタクト・ホール部での電極の段切れが抑制され、
しかも十分な信頼性を有するアレイ基板、液晶表示装置
及びそれらの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブ・マトリクス型に代表される
液晶表示装置は、年々、高集積化が要求されている。す
なわち、極めて限られたスペースに様々の電子素子や配
線を形成する必要がある。

【０００３】このような必要に応えるために、多層化技
術が利用されつつある。これは、層間絶縁膜を介して半
導体層や配線層を積層させる方法である。多層化技術に
よれば、素子面積を増加することなく、電子素子や配線
を積層することが可能となる。

【０００４】しかも、層間絶縁膜にコンタクト・ホール
を形成して、その上下の層を電気的に導通させれば、限
られた素子面積の中に複雑な配線を容易に実現すること
ができる。

【０００５】図１１は、このような多層化技術による液
晶表示装置のアレイ基板１３０の概略断面図である。同
図に示した液晶表示装置のアレイ基板１３０では、ガラ
ス基板１３２の上にアンダー・コート層１３４を介して
ポリシリコン層１３６が形成されている。そして、ゲー
ト電極１４０と補助容量線１４２とによりトランジスタ
とコンデンサが形成されている。トランジスタのソース
電極１４６は、絶縁層１４４の上に配線されている。ま
た、画素電極１５４は、絶縁層１５０に形成されたコン
タクト・ホール１５０ａを介して、トランジスタのコン
タクト電極１４８と接続されている。すなわち、ソース
電極１４６の下層と、画素電極１５４の下層で多層化技
術が用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１１に示し
たように層間絶縁膜を介して金属電極や半導体層を積層
させると、いわゆるクロス・トークが発生し、互いの信
号の影響が無視できなくなることがあるという問題があ
る。また、絶縁膜を介して対向する電極層や半導体層は
コンデンサを形成する。そして、いわゆるカップリング
容量を生じ、素子の応答速度を低下させる等の問題を生
ずることがある。

【０００７】例えば、図１１に示したアレイ基板１３０
では、ソース電極１４６は、信号線として、図示しない
別のトランジスタに別の信号を供給する役割も有する。
しかし、図１１に矢印Ａで示したように、このようなソ
ース電極１４６と、画素電極１５４とは、層間絶縁層１
５０を介して対向している部分を有する。このような対
向部分では、前述したようなクロス・トークやカップリ
ング容量が発生する。そして、映像信号のノイズ成分が
増加したり、高速駆動が困難になって映像表示品位が低
下するなどの問題が生じていた。

【０００８】また、層間絶縁膜の上下に形成される配線
層などの導電層は、パターニングされていることが多
い。従って、積層数を増加させるほど、表面の凹凸が顕
著となり、多層化が困難になるという問題もある。

【０００９】以上、説明したような、クロス・トーク、
カップリング容量或いは表面の凹凸の増加という問題を
抑制するためには、層間絶縁膜の膜厚を厚くすることが
必要である。しかし、従来多用されていた無機材料の層
間絶縁膜は、膜厚を数１００ｎｍ以上とするとクラック
や剥離を生ずることが多く、十分に厚い膜を堆積するこ
とは困難であった。一方、有機材料の層間絶縁膜は、数
μｍの膜厚まで形成することが可能であるが、透湿性が
高いなどの点で、十分な信頼性を確保することが困難で
あった。

【００１０】一方、多層化構造が有する別の問題点とし
て、コンタクト・ホール部での導電層の段切れが挙げら
れる。これは、層間絶縁膜にコンタクト・ホールを開口
し、その上に導電層を堆積した時に、コンタクト・ホー
ル開口の内壁面部で導電層の膜厚が薄くなり、切断され
るものである。例えば、図１１においてはコンタクト・
ホール１５０ａで矢印Ｂで示した箇所で画素電極１５４
の段切れが生じやすい。段切れが生ずると、導電層の間
の接続が不十分となり、液晶表示装置の映像表示不良を
生ずる。このような段切れは、層間絶縁膜１５０の膜厚
が厚くなるほど発生しやすいという問題があった。この
ような段切れを防止するためには、導電層１５４を厚く
形成しなければならない。しかし、液晶表示装置では画
素電極１５４は、通常、透明電極とすることが必要であ
り、その材料やプロセス上の制限から、導電層１５４を
厚く形成することが困難であった。また、一般的には、
導電層を厚くすると、表面の凹凸が助長され、多層化が
困難となるという問題も生ずる。

【００１１】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
である。すなわち、本発明は、信頼性を確保しつつ、十
分な膜厚を有し、しかも、コンタクト・ホール部で導電
層の段切れが生じないような層間絶縁膜を有するアレイ
基板、液晶表示装置およびそれらの製造方法を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明による
アレイ基板は、基板上に堆積された第１の導電層と、第
１の開口を有する第１の層間絶縁層と、第２の開口を有
する第２の層間絶縁層と、第２の導電層とを備え、前記
第１の開口の内壁面は、前記第２の開口によって覆われ
て、露出していないようにされていることにより、層間
絶縁層を厚く形成して、導電層の間のクロス・トークや
カップリング容量を低減するとともに、第２の導電層の
段切れを防止することができるものであり、これを用い
た液晶表示装置を実現することができる。

【００１３】ここで、この第１の層間絶縁層は無機材料
により形成し、第２の層間絶縁層は有機材料により形成
することにより、層厚が厚く、なだらかなコンタクト・
ホール形状を有する層間絶縁層とすることができる。

【００１４】さらに、第２の開口は、テーパ状の開口形
状を有して、第１の層間絶縁層の材料が露出しないよう
にすることにより、第２の導電層の段切れを効果的に防
止することができる。

【００１５】また、第２の開口の内壁面の傾斜を基板に
対して７０度以下とすることにより、なだらかなコンタ
クト・ホールを形成して、第２の導電層の段切れを効果
的に防止することもできる。また、第２の開口の形状
は、円形、四角形、多角形のいずれかとすることによ
り、微細な寸法ルールでコンタクト面積を確保すること
もできる。

【００１６】さらに、第２の開口の入口端部を、曲面に
より構成することにより、入口端部での段切れを防止す
ることができる。その曲面形状は、その曲率半径が１×
１０^-8ｍ以上１×１０^-4ｍ以下であると特に効果的であ
る。また、第２の層間絶縁層の層厚は、第１の層間絶縁
層の層厚よりも厚く堆積することにより、第１の導電層
と第２の導電層の間隔を広くしてクロス・トークやカッ
プリング容量を低減することができる。

【００１７】また、第１の導電層は、スイッチング素子
の出力端子とし、第１の層間絶縁層の材料は、窒化シリ
コンおよび酸化シリコンのうちの少なくともいずれかを
含むものとし、第２の層間絶縁層の材料は、アクリル樹
脂とし、第２の導電層は、液晶層に電界を印加するため
の画素電極とすることにより、高性能かつ高信頼性を有
する液晶表示装置が実現される。一方、本発明によるア
レイ基板の製造方法は、基板上に第１の導電層を形成す
る工程と、その上に第１の層間絶縁層を形成する工程
と、その第１の層間絶縁層に、前記第１の導電層の表面
まで貫通する第１の開口を形成する工程と、第１の層間
絶縁層の上に第２の層間絶縁層を形成する工程と、第２
の層間絶縁層に、前記第１の開口を介して前記第１の導
電層の表面まで貫通する第２の開口を形成する工程と、
第２の層間絶縁層を熱処理して前記第２の層間絶縁層を
構成している前記有機材料を収縮させることにより、前
記第２の開口の開口形状を変化させて、その内壁面が前
記基板面に対して傾斜したテーパ状の開口形状を有する
第３の開口とする熱処理工程と、前記第２の層間絶縁層
の上に第２の開口を介して前記第１の導電層に接続され
た第２の導電層を形成する工程とを備えたことを特徴と
するものとして構成され、これにより、高性能で高信頼
性を有する液晶表示装置を製造することもできる。

【００１８】また、第１の層間絶縁層の材料は無機材料
であり、第２の層間絶縁層の材料は有機材料とし、異な
る２種類の膜を組み合わせることにより、水分や不純物
等の侵入を防ぎ、信頼性を上げることができる。

【００１９】さらに、第２の開口を形成する工程におい
て、前記第２の開口は前記第１の開口よりも小さく、そ
の内壁面において前記第１の絶縁性の材料が露出しない
ように、前記第２の絶縁性の材料が前記第１の開口の内
壁面を覆って前記第１の導電層の表面まで達するように
形成することが望ましい。

【００２０】また、熱処理工程においては、第２の開口
の内壁面と前記基板面との間の角度が７０度以下となる
ように熱処理することが望ましい。

【００２１】さらに、第２の層間絶縁層を形成する工程
において、前記第２の層間絶縁層の層厚は、前記第１の
層間絶縁層の層厚よりも厚くなるように堆積することが
望ましい。

【００２２】また、表面上に複数のスイッチング素子が
形成されている基板を用い、第１の導電層は、前記複数
のスイッチング素子のそれぞれに接続された出力端子を
構成し、第１の層間絶縁層の材料は、窒化シリコンおよ
び酸化シリコンのうちの少なくともいずれかを含み、第
２の層間絶縁層の材料は、アクリル樹脂であり、第２の
導電層は、液晶層に電界を印加するための画素電極を構
成するものとすることにより、高性能かつ高信頼性を有
する液晶表示装置を製造することができる。さらに、前
記熱処理工程においては、９０℃以上３００℃以下の温
度で熱処理を施すことにより、第２の層間絶縁層を構成
する有機材料を所望の形状に変化させることが容易とな
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明によれば、保護機能を有す
る膜と厚膜化が容易な膜とをこの順序で堆積した積層構
造の層間絶縁層を用いる。窒化珪素や酸化珪素に代表さ
れるような無材料膜は、透湿性が少なく、液晶表示装置
の信頼性を確保することができる。また、アクリル樹脂
などの有機材料膜は、厚膜化が容易であり、クロス・ト
ークやカップリング容量を低減するとともに、表面の平
坦化を容易に実現するものである。このような無機材料
膜と有機材料膜との積層構造を採用することにより、信
頼性が高く、厚い層間絶縁層を容易に形成することがで
きる。

【００２４】しかも、本発明によれば、コンタクト・ホ
ール内壁面の傾斜角度を緩和することができる。従っ
て、１００ｎｍ以下のような薄い導電層でも段切れを起
こすことが無くなる。

【００２５】以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形
態を説明する。図１は、本発明による液晶表示装置の主
要部を表す概略断面図である。同図に示した液晶表示装
置は、いわゆる透過型の液晶表示装置であり、アレイ基
板３０とそれに対向して配置された対向基板３００とこ
れらの間に挟持された液晶層４００とを備える。アレイ
基板３０には、複数のスイッチング素子が形成され、そ
の表面には、配向膜２００が塗布されている。また、対
向基板３００は、透光性基板３１０の主面上に透明電極
３２０と配向層３３０が形成された構成を有する。ここ
で、対向基板３００は、図示しないカラー・フィルタ層
やブラック・マトリクス層などを有していても良い。本
発明のアレイ基板３０は、図１１に示した従来のアレイ
基板１３０と比較すると、画素電極５４の下層の構成が
異なる。すなわち、コンタクト電極４８の上には、第１
の層間絶縁層５０が堆積され、さらに、第２の層間絶縁
層５２が形成されている。他の基本構成は、ほぼ同じで
ある。すなわち、アレイ基板３０では、ガラス基板３２
の上にアンダー・コート層３４を介してポリシリコン層
またはアモルファスシリコン層等からなる半導体層３６
が形成されている。そしてゲート電極４０と補助容量線
４２とによりトランジスタとコンデンサとが形成されて
いる。また、画素電極５４は、コンタクトホールＣを介
して、コンタクト電極４８と接続されている。したがっ
て、ソース電極４６の下層と、画素電極５４の下層で多
層化技術が用いられている。

【００２６】このように、第２の層間絶縁層５２を介在
させたので、画素電極５４は、下層の導電層と十分な間
隔を有し、クロス・トークやカップリング容量が十分に
抑制されるため、表示ムラを格段に低減することができ
る。

【００２７】また、本発明によれば、コンタクト・ホー
ルＣは、その内壁面が第２の層間絶縁層５２によって、
テーパ状の開口形状とされている。また、第１の層間絶
縁層５０の開口の内壁面は、第２の層間絶縁膜５２によ
って覆われ、コンタクト・ホールＣの内壁面には、露出
していない。従って、コンタクト・ホールＣの内壁面
は、なだらかで連続した斜面を形成している。また、コ
ンタクト・ホールＣの上端周縁も、緩やかに丸まってい
る。これらの特徴的な形状によって、画素電極５４は、
段切れすることなく、コンタクト電極４８に接続してい
る。次に、本発明に係る製造方法の実施の形態を説明す
る。図２及び図３は、本発明による液晶表示装置の製造
工程の主要部を表す概略工程断面図である。

【００２８】ここでは、図２（ａ）に示したように、ガ
ラス基板１２の上に導電層１４が堆積されたアレイ基板
１１を考える。アレイ基板１１は、一例に過ぎない。例
えば、導電層１４は、必要に応じてパターニングされて
いても良い。また、ガラス基板１２と導電層１４との間
に半導体層を含む１層または複数の層構造が形成されて
いても良い。ここでは、簡単のために、ガラス基板１２
の上にアルミニウム配線１４を堆積したアレイ基板１１
を想定する。

【００２９】本発明によれば、このような導電層１４の
上に層間絶縁層を介して導電層を積層した多層構造を形
成することができる。まず、図２（ｂ）に示したよう
に、保護機能を有する材料を堆積して第１の層間絶縁層
１６を形成する。この材料としては、例えば、窒化珪素
や酸化珪素などの無機材料を採用することができる。絶
縁層１６の材料、堆積方法或いは膜厚の選定に際して
は、導電層１４との密着性、熱膨張率或いは誘電率など
の物性値や、堆積温度などの堆積条件などを考慮するこ
とが望ましい。また、透過型の液晶表示装置では、光の
透過率や吸収係数などの光学特性値も考慮することが望
ましい。通常の液晶表示装置の場合には、保護膜として
広く採用されている窒化シリコンや酸化シリコン或い
は、これらの混合物である窒化酸化シリコンを用いるこ
とが望ましい。また、その層厚としては、例えば、窒化
シリコンや酸化シリコンなどの材料を用いる場合には、
２５０〜９００ｎｍ程度の層厚に堆積することが望まし
い。ここでは、一例として、プラズマＣＶＤ法により窒
化シリコンを約５００ｎｍ堆積した。

【００３０】次に、図２（ｃ）に示したように、第１の
層間絶縁層１６をパターニングして開口１６ａを設け
る。この開口１６ａは、コンタクト・ホールとなるもの
である。絶縁層１６のパターニングは、例えば、フォト
レジストを用いたリソグラフィにより行うことができ
る。また、絶縁層１６をエッチングするための方法は、
その材質や膜厚などに応じて適宜選択することができ
る。ここでは、一例として、ＣＤＥ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ＤｒｙＥｔｃｈｉｎｇ）法により絶縁層１６エッチ
ングして直径約８μｍの円形状の開口を設けた。

【００３１】次に、図２（ｄ）に示したように、厚膜化
が容易な材料を堆積して第２の層間絶縁層１８を形成す
る。この絶縁層１８の材料、堆積方法或いは膜厚の選定
に際しても、絶縁層１６との密着性や誘電率などの物性
値や堆積条件、及び光学特性値などを考慮することが望
ましい。絶縁層１８の材料として望ましいものの一例と
しては、有機材料を挙げることができる。また、その層
厚としては、０．５μｍ以上堆積することが望ましい。
ここでは、一例として、感光性アクリル樹脂（含有感光
剤は、ナフトキノンジアジドである。）を約２μｍの厚
さに塗布した。このように感光性を有する材料を使用す
ると、そのパターニングに際して、フォトレジストを用
いる必要がなくなるという効果が得られる。また、絶縁
層１８の材料としては、ポリイミド系の樹脂を用いても
良い。

【００３２】次に、図３（ａ）に示したように、第２の
層間絶縁層１８をパターニングして開口１８ａを設け
る。この開口１８ａもコンタクト・ホールとなるもので
ある。開口１８ａの大きさは、第１の層間絶縁層１６に
設けた開口１６ａとの関係で重要である。そして、本発
明においては、後述するように開口１８ａは、開口１６
ａと同じ又はより小さいことが必要である。ここでは、
一例として、開口１８ａとして直径６μｍの円形状の開
口を設けた。

【００３３】次に、基板１１を熱処理する。すると、第
２の層間絶縁層１８が熱収縮する。そして、図３（ｂ）
に示したように、開口の上部が広がって、その内壁面が
緩やかな傾斜を有するとともに、上端の周縁がなだらか
に丸まった形状のコンタクト・ホールＣが得られる。こ
のような形状を生ずるために最適な熱処理条件は、第２
の層間絶縁層１８の材質や膜厚などに応じて適宜選択す
ることができる。熱処理の温度は、９０℃〜３００℃の
範囲内であることが望ましい。温度がこれよりも低すぎ
ると十分に硬化・反応せず、温度がこれよりも高すぎる
と炭化が進んでしまう。また、熱処理条件を積極的に変
化させて、開口１８ａの形状を意図的に制御することも
できる。一例として、第２の層間絶縁層１８を感光性ア
クリル樹脂とした場合には、１７０℃〜２５０℃の温度
範囲で、３０分間〜１２０分間の間、熱処理を施すこと
により、なだらかな傾斜面を有するコンタクト・ホール
を形成することができる。ここでは、２３０℃で６０分
間の熱処理を施した。

【００３４】次に、図３（ｃ）に示したように、第２の
導電層２０を堆積する。導電層２０は、コンタクト・ホ
ールＣの部分で、第１の導電層１４と接続される。しか
も、コンタクト・ホールＣは、前述したように、その開
口周縁が丸まり、内壁面も緩やかに傾斜しているので、
段切れを生ずることがない。

【００３５】本発明によれば、このように、層間絶縁層
を積層構造とすることにより、十分な厚さの絶縁層を実
現することができる。従って、従来、問題とされてい
た、上下の導電層の間のクロス・トークやカップリング
容量の増加を防止することができる。さらに、有機材料
による第２の層間絶縁層によって表面が平坦化されるの
で、多層構造を容易に実現することができる。

【００３６】しかも、本発明によれば、このように厚い
層間絶縁層を形成しても、緩やかな斜面を有するコンタ
クト・ホールを形成することができるので、上層配線の
段切れが生ずることがない。

【００３７】さらに、本発明によれば、無機材料による
第１の層間絶縁層によって、下層が保護され、半導体装
置の信頼性も十分に確保することができる。換言する
と、図１において有機樹脂からなる第２の層間絶縁層５
２は、無機材料からなる第１の層間絶縁層５０とコンタ
クト電極４８とが防壁となり、半導体層３６に直接に接
触していない。このため、半導体層３６が有機樹脂によ
り汚染される（すなわち、半導体層３６へ不純物が拡散
する）ことがなくなり、半導体装置の信頼性も十分に確
保することができる。

【００３８】図４は、本発明における第１及び第２の層
間絶縁層のパターニング時の開口の大きさの関係を説明
する拡大図である。すなわち、同図（ａ）は、第１の層
間絶縁層の方がパターニング時の開口サイズが大きい場
合、同図（ｂ）は、第２の層間絶縁層の開口の方が大き
い場合について、それぞれ熱処理後のコンタクト・ホー
ル部を表す概略断面図である。図４（ａ）では、第１の
層間絶縁層の開口１６ａの内壁面が、第２の層間絶縁層
により覆われて、コンタクト・ホールＣの内壁面は、な
だらかで連続的な斜面を有することが分かる。従って、
その上に堆積された第２の導電層２０は、段切れを生ず
ることなく、第１の導電層１４に接続される。

【００３９】しかし、図４（ｂ）に示した例では、第１
の層間絶縁層の開口１６ａの方が、第２の層間絶縁層の
開口１８ａよりも小さいために、開口１６ａの内壁面が
第２の層間絶縁層によって覆われていない。その結果と
して、コンタクト・ホールの内壁面に段差が生じてい
る。このように、段差が生じて、第１の層間絶縁層の開
口１６ａの内壁面が露出していると、そこで第２の導電
層２０が段切れを生じやすくなる。すなわち、本発明に
おいて、導電層の段切れを防止するためには、第１の層
間絶縁層の開口１６ａを第２の層間絶縁層の開口１８ａ
と同じ又はより大きく形成することが重要である。本発
明者は、さらに本発明における開口Ｃの形状の最適化に
ついて検討した。一般に層間絶縁層を厚くするほど、そ
の開口内の電極の接続部において「段切れ」などによる
接続不良が懸念されるからである。特に、液晶表示装置
のアレイ基板においては、開口Ｃの上に設ける画素電極
の膜厚は１００ｎｍ以下と極めて薄い場合が多く、「段
切れ」を生じやすい。そこで、本発明者は、図４（ａ）
に示した構造の素子を試作して開口Ｃの形状を種々に変
化させ、電極２０の接続の歩留まりを評価した。試作し
た試料においては、開口Ｃの底部の開口径をいずれも５
μｍとし、開口の入口端部の曲率半径と開口の内壁面の
傾斜角とを種々に変化させた。また、ここで層間絶縁膜
１８の層厚はいずれも２μｍとし、電極１８の膜厚は１
００ｎｍとした。図５は、開口Ｃの入口端部の曲率半径
とコンタクト不良率との関係を表すグラフ図である。こ
こでは、試作した１００００個の試料について評価した
結果を表す。図５からわかるように、開口の入口端部の
曲率半径が１×１０^-8ｍより小さい場合にコンタクト不
良率が極端に増加する。すなわち、比較的厚い層間絶縁
層を形成する場合には、コンタクト開口の入口端部の曲
率半径を調節する必要があることが分かった。一方、曲
率半径を大きくしすぎると、開口の周囲において層間絶
縁層の層厚がなかなか定常値に達せず、また、開口部が
大きくなるため、画素設計が困難となってくる。従っ
て、開口の入口端部の曲率半径は、１×１０^-8〜１×１
０^-4ｍの範囲が望ましい。一方、開口の内壁面は、基板
面に対して垂直に形成されているよりもテーパ状に傾斜
していることが望ましい。同様の実験により、コンタク
ト不良率を十分に低下させるためには、開口の内壁面の
傾斜角度θは、７０度以下であることが望ましいことが
分かった。つまり、開口の内壁面の傾斜角度θが７０度
以下となるようにテーパ状の開口を形成すれば、電極の
「段切れ」が実質的に解消されることが分かった。

【００４０】上述した実施形態では、第１の層間絶縁層
と第２の層間絶縁層とをそれぞれ別々にパターニングし
て開口を形成する工程について説明した。しかし、第１
及び第２の層間絶縁層を積層した後に１回のパターニン
グによりこれらの絶縁層に開口を形成しても良い。この
場合には、それぞれの開口はほぼ同じ大きさを有する。
しかし、その後の熱処理工程において、第２の層間絶縁
層の有機材料が熱収縮を生ずる前に所定の時間、軟化さ
せて第１の絶縁層の開口の内壁面を覆うようにしても良
い。このような方法は、第２の絶縁層の材料と熱処理条
件とを適宜選択することにより可能である。そして、こ
のようにすれば、パターニング工程が簡略化されるとい
う効果が得られる。

【００４１】また、その他の実施形態として、第１の絶
縁層と第２の絶縁層とを積層し、開口を形成するための
マスクを形成した後に、それぞれの絶縁層を別々の工程
によりエッチングしても良い。例えば、まず、第２の絶
縁層である有機材料の膜を有機材料の専用エッチャント
によってエッチングして開口する。次に、第１の絶縁層
である無機材料の膜をフッ酸などのエッチャントを用い
てウエット・エッチングする。すると、第１の絶縁層に
形成される開口は、いわゆるサイド・エッチングによっ
て、第２の絶縁層の開口よりも大きいものとなる。従っ
て、その後の熱処理により、第２の絶縁層を構成してい
る有機材料を軟化させて、第１の絶縁層の開口内壁面を
覆うように形成することができる。この場合にも、パタ
ーニング工程が簡略化されるという効果が得られる。

【００４２】さらに、その他の実施形態として、層間絶
縁層は、３層以上の積層構造としても良い。例えば、窒
化シリコン、酸化シリコン及び有機樹脂膜をこの順序で
堆積、開口して、熱処理を施すこととしても良い。ま
た、これ以外にも、無機材料の膜と有機材料の膜のいず
れか一方、または、両方とも、異なる材料からなる多層
膜とすることができる。このように、絶縁層を多層化す
ることにより、例えば、導電層との付着強度を維持しつ
つ熱膨張率の相違を緩和することができるというような
効果が得られる。すなわち、第１の導電層に対して、ま
ず、付着強度の高い無機材料膜を薄く堆積し、その上
に、第１の導電層と熱膨張率の近い無機材料膜を比較的
厚く堆積し、その上に所定の有機材料膜を堆積するよう
にすると、付着強度を維持しつつ、温度の変化に対して
もクラックなどが生じない層間絶縁層を形成することが
できる。

【００４３】次に、本発明の一実施例として、液晶表示
装置の製造工程について説明する。ここでは、本発明に
より、液晶プロジェクタに用いる３インチの液晶パネル
を作成した。図６及び図７は、本発明による液晶表示装
置の製造工程の一部を表す概略工程断面図である。ま
ず、図６（ａ）に示したようにガラス基板３２上に薄膜
トランジスタ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔ
ｏｒ；ＴＦＴ）４１と補助容量４３とを形成する。この
形成工程の概略は、以下に説明する通りである。

【００４４】すなわち、まず、ガラス基板３２上にアン
ダー・コート層３４を堆積し、プラズマＣＶＤ法により
アモルファス・シリコン膜を堆積する。続いて、レーザ
・アニール法によりアモルファス・シリコン膜を結晶化
させてポリシリコン膜３６を形成する。次に、ポリシリ
コン膜３６を所定の形状にパターニングし、その上にゲ
ート絶縁層３８を堆積する。さらに、金属膜を堆積し、
パターニングしてゲート電極４０及び補助容量電極４２
を形成する。次に、これらの電極をマスクにして、イオ
ン注入法により、ポリシリコン膜３６に不純物を注入す
る。さらに、絶縁層４４を堆積し、コンタクト・ホール
を形成後、アルミニウムとモリブデンとの積層膜を堆積
し、パターニングして、信号線４６及び画素コンタクト
４８を形成する。以上に説明した一連のプロセスは、当
業者の間で「トップゲート構造」と称されるポリシリコ
ンＴＦＴの形成条件に準ずることができる。この後に、
本発明の特徴部分である、層間絶縁層の形成工程を実施
する。

【００４５】まず、図６（ｂ）に示したように、第１の
層間絶縁層５０を堆積し、さらに、画素コンタクト４８
に貫通する開口５０ａを設ける。ここで、第１の層間絶
縁層５０としては、プラズマＣＶＤ法により、窒化シリ
コンを５００ｎｍ堆積した。次に、フォトレジストを堆
積してマスクを形成し、ＣＤＥ法を用いて絶縁層５０を
エッチングすることにより開口５０ａを形成した。開口
５０ａは、直径６μｍの円形とした。

【００４６】次に、図６（ｃ）に示したように、第２の
層間絶縁膜５２を堆積し、さらに、画素コンタクト４８
まで貫通する開口５２ａを設ける。ここでは、感光性ア
クリル樹脂を堆積して第２の層間絶縁層５２を形成し
た。その層厚としては、表面が十分に平坦化され、電極
の間のカップリング容量等も十分に抑制するために、２
μｍとした。また、第２の層間絶縁層５２は感光性を有
する材料を用いたので、レジストを使用することなく、
開口を設けることができた。すなわち、所定のフォトマ
スクを介して露光し、現像することにより、開口５２ａ
を形成することができた。ここで、絶縁層５２の開口５
２ａは、直径５μｍの円形状とした。このように開口５
２ａを第１の層間絶縁膜の開口５０ａよりも小さくした
ので、開口５０ａの内壁面は、アクリル樹脂で覆われて
開口５２ａ内に露出することがない。

【００４７】次に、図７（ａ）に示したように、熱処理
を施して、所定の形状のコンタクト・ホールＣを形成す
る。すなわち、熱処理により、第２の層間絶縁層５２が
熱収縮して、開口５２ａがテーパ状に開いた開口形状を
有するコンタクト・ホールＣに変化する。ここでは、２
３０℃で約１時間の熱処理によって、図６（ａ）に示し
たように、緩やかで連続的な傾斜面を有するコンタクト
・ホールＣを形成することができた。また、同図（ａ）
中に矢印で示したコンタクト・ホールＣの周縁部は、特
に丸みを帯びて導電層の段切れを防止する形状とするこ
とができた。

【００４８】次に、図７（ｂ）に示したように、画素電
極５４を形成する。ここでは、透明電極である、酸化イ
ンジウム錫（ＩＴＯ）を１００ｎｍ堆積し、パターニン
グして、画素電極５４とした。このようにして形成した
アレイ基板３０は、その後、必要によっては配向膜を形
成した後に、図示しない対向基板と所定の間隔をもって
封着される。そして、その間隙に液晶が注入されて封止
されることにより３インチの液晶表示装置が完成する。
完成した液晶表示装置を評価した結果、画素電極５４の
段切れによる不良率は、ほぼ零であった。

【００４９】ここで、画素電極５４となるＩＴＯの膜厚
は、光透過率やタクトタイムなどの要請から比較的薄く
することが必要とされている。通常は、１００ｎｍ〜１
５０ｎｍという薄い膜厚で形成されることが多く、従来
は、層間絶縁層をそれほど厚くしない場合でも、コンタ
クト・ホール部で段切れが生じやすかった。そして、ド
ライ・エッチング法により垂直に近い内壁面を有するコ
ンタクト・ホールを形成したり、層間絶縁層を厚くする
と、段切れによる不良の発生率が急激に増加する傾向が
みられた。

【００５０】本発明者が別に試作した結果では、無機材
料による単層の層間絶縁層をＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ
ＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）法によりエッチングしてコ
ンタクト・ホールを形成すると画素電極の段切れによる
不良の発生率は、０．３〜３％程度と高かった。このよ
うな、段切れによる不良は、液晶表示装置の画面上で
は、多数の点欠陥として認識された。

【００５１】これに対して、無機材料による絶縁層と有
機材料による絶縁層との積層構造を試作しても、図４
（ｂ）に示したように無機材料の膜の開口が有機材料の
膜の開口よりも小さい場合は、画素電極の段切れは、２
〜４％の不良率で発生することが分かった。これは、前
述したように、無機材料の膜の開口部や積層界面で段切
れが多発したためであると推測される。

【００５２】一方、本実施例によれば、画素電極のコン
タクト不良率は、ほぼ０％であり、段切れを十分に防止
できることが分かった。すなわち、本発明において、無
機材料の膜の開口は、有機材料の膜の開口より大きくす
ることにより、顕著な効果が生ずることが確認された。

【００５３】さらに、本実施例による液晶表示装置は、
絶縁層５０及び５２が十分に厚いために、画素電極５４
と信号線４６との間でカップリング容量の増加やクロス
・トークの発生が十分に抑制されている。従って、応答
速度が速く、ノイズ成分が極めて少ない高品位の映像を
得ることができた。

【００５４】また、信頼性評価試験においても、従来の
有機樹脂膜のみの液晶表示装置では、透湿性があるため
に不良が多発したのに対して、本実施例による液晶表示
装置では、不良が発生せず、信頼性が十分に確保されて
いることが分かった。これは、第１の層間絶縁層として
用いている窒化シリコン膜が水分に対してブロッキング
効果を有するためであると考えられる。さらに、本発明
においては、図７（ｂ）に示したように、ポリシリコン
膜３６と絶縁層５２とが直接接触していない。従って、
ポリシリコン３６の汚染を防ぐことができる。すなわ
ち、ポリシリコン膜３６と絶縁層５２との間には、ゲー
ト絶縁層３８、絶縁層４４、第１の層間絶縁層５０或い
は画素コンタクト電極４８が介在している。その結果と
して、絶縁層５２を構成する有機材料からポリシリコン
膜３６への不純物の拡散が抑制され、ＴＦＴの劣化を解
消することができる。

【００５５】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図８は、本発明の第２の実施例にかかる液晶表示
装置の要部構成を表す概略断面図である。すなわち、同
図に示した液晶表示装置も、アレイ基板３０’とそれに
対向して配置された対向基板３００とこれらの間に挟持
された液晶層４００とを備える。

【００５６】対向基板３００は、透光性基板３１０の主
面上に透明電極３２０と配向層３３０が形成された構成
を有する。ここで、対向基板３００は、図示しないカラ
ー・フィルタ層やブラック・マトリクス層などを有して
いても良い。本発明のアレイ基板３０’も、図１に関し
て前述したアレイ基板３０と同様に基板３２の上にポリ
シリコン膜３６、ゲート絶縁層３８、第２の層間絶縁層
５２などを備える。図１に示したアレイ基板と同一の部
分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略す
る。

【００５７】本実施例の液晶表示装置が図１と異なる点
は、第１の層間絶縁層５０’にある。すなわち、本実施
例においては、層間絶縁層５０’は、画素コンタクト４
８の上に積層することなく、その周囲に所定の間隔をお
いて形成されている。

【００５８】このように層間絶縁層５０’を形成した場
合においては、第２の開口Ｃの内壁面から層間絶縁層５
０’までの距離をより大きくすることができる。従っ
て、開口Ｃの内壁面において層間絶縁層５０’がさらに
露出しにくくなるという利点を有する。ここで、本実施
形態においても、開口Ｃは、テーパ状のゆるやかな内壁
面を有する。従って、画素電極５４の段切れが解消され
る。また、その他の前述した種々の効果が同様に得られ
ることは勿論である。さらに、本実施例においても、層
間絶縁層５０’の下には、ゲート絶縁層３８、絶縁層４
４が形成されている。従って、このように、第１の層間
絶縁層５０’を画素コンタクト４８から離して形成して
も、ポリシリコン膜３６が第２の層間絶縁層５２と接触
することはない。つまり、本実施例においても、ポリシ
リコン膜３６が層間絶縁層５２を構成する有機材料に汚
染されることはない。

【００５９】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。図９は、本発明の第３の実施例にかかる液晶表示
装置の要部構成を表す概略断面図である。すなわち、同
図に示した液晶表示装置はいわゆる反射型の液晶表示装
置であり、アレイ基板３０”とそれに対向して配置され
た対向基板３００とこれらの間に挟持された液晶層４０
０とを備える。対向基板３００は、透光性基板３１０の
主面上に透明電極３２０と配向層３３０が形成された構
成を有する。ここで、対向基板３００は、図示しないカ
ラー・フィルタ層やブラック・マトリクス層などを有し
ていても良い。

【００６０】本発明のアレイ基板３０”も、図１に示し
たアレイ基板３０と同様に基板３２の上にポリシリコン
膜３６、ゲート絶縁層３８、第１の層間絶縁層５０、第
２の層間絶縁層５２などを備える。図１に示したアレイ
基板と同一の部分については、同一の符号を付して説明
を省略する。本実施例の液晶表示装置が図１と異なる点
は、電極５４’が反射性の材料により構成されている点
である。すなわち、電極５４’は、例えば、アルミニウ
ムなどにより構成されている。本実施例の液晶表示装置
においては、対向基板３００の上方から入射した光は液
晶層４００を通過してアレイ基板３０の電極５４により
反射され、再び液晶層４００、対向基板３００を通過し
て観察される。

【００６１】本実施例のアレイ基板３０”においても、
前述したように第２の層間絶縁層５２に設けられた開口
Ｃは、第１の層間絶縁層５０の開口を覆って緩やかな内
壁面を有する。その結果として、電極５４’が開口Ｃの
端部で段切れすることが解消される。また、カップリン
グ容量の低下や、信頼性の向上などの前述した種々の効
果を同様に得ることができる。

【００６２】以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の
形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体
例に限定されるものではない。すなわち、本発明は、導
電性の２層を絶縁性の層間絶縁層で分離し、コンタクト
・ホールを介して接続する構成を有するすべてのアレイ
基板または液晶表示装置に対して同様に適用することが
できる。

【００６３】また、第２の層間絶縁層に設ける開口の形
状も円形、四角形、あるいはその他の多角形など種々の
形状を適宜選択することができる。例えば、図１０は、
四角形の開口を例示する概略平面図及びそのＡ−Ａ’線
断面図である。このような四角形の開口を設けた場合に
は、ストライプ状にパターニングされたポリシリコン膜
などに対して、限られた寸法ルールで大きなコンタクト
面積を得ることができ、コンタクト部の抵抗を低減する
ことができるという効果が得られる。

【００６４】また、本実施例では、液晶配向膜を形成し
ているが、高分子分散型液晶（ＰｏｌｙｍｅｒＤｉｓ
ｐｅｒｓｉｏｎＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）を用
いる場合のように配向膜を必要としない液晶を用いて配
向膜を形成しなくても、何ら本発明の主旨を逸脱するも
のではない。

【００６５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に説明する効果を奏する。まず、本発明に
よれば、金属配線層や半導体層の間の層間絶縁層を十分
に厚く形成することが可能となる。従って、上下の層の
間の信号のクロス・トークやカップリング容量が十分に
抑制される。その結果として、液晶表示装置のノイズ特
性や応答特性などを向上させることができる。

【００６６】また、本発明によれば、コンタクト・ホー
ルでの配線の段切れを防止することができる。しかも、
従来よりも、層間絶縁層をはるかに厚くしても、従来よ
り段切れを低減することができる。従って、段切れによ
る液晶表示装置の不良を解決し、製造歩留まりを改善す
るとともに、信頼性も改善することができる。さらに、
本発明によれば、半導体装置の表面を容易に平坦化する
ことができる。すなわち、第２の層間絶縁層として有機
材料を厚く堆積することにより、パターニングされた導
電層などに起因する表面の凹凸を平坦化することができ
る。従って、積層構造をさらに多層化することが可能と
なり、液晶表示装置の集積度をさらに向上することがで
きる。

【００６７】また、本発明によれば、液晶表示装置の信
頼性が十分に確保される。すなわち、第１の層間絶縁層
としてパッシベート効果の大きい無機材料の膜を堆積す
ることにより、水分などの透過をブロックして、半導体
装置の長期的な信頼性を十分に確保することができる。
さらに、本発明においては、第２の層間絶縁層が半導体
膜と直接接触していない。従って、半導体膜の汚染を防
ぐことができる。すなわち、本発明によれば、半導体膜
と第２の層間絶縁層との間には、ゲート絶縁層、絶縁
層、第１の層間絶縁層或いは画素コンタクトが介在して
いる。その結果として、第２の層間絶縁層を構成する有
機材料から半導体膜への不純物の拡散が抑制され、ＴＦ
Ｔの劣化を解消することができる。すなわち、本発明に
よれば、電気的特性に優れ、段切れによる不良が抑制さ
れ、高集積化が可能で、信頼性も十分に確保された液晶
表示装置を提供することができるようになり、産業上の
メリットは多大である。また平坦性を確保し易いことか
ら透明電極（ＩＴＯ）の代わりにアルミニウム等の金属
電極を用いた反射型ディスプレイへの応用にも相応し
く、本発明の応用が期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示装置の画素部の概略断面
図である。

【図２】本発明による液晶表示装置の製造工程の主要前
半部を表す概略工程断面図である。

【図３】本発明による液晶表示装置の製造工程の主要後
半部を表す概略工程断面図である。

【図４】本発明における第１及び第２の層間絶縁層のパ
ターニング時の開口の大きさの関係を説明する拡大図で
ある。

【図５】開口Ｃの入口端部の曲率半径とコンタクト不良
率との関係を表すグラフ図である。

【図６】本発明による液晶表示装置の製造工程の一部を
表す概略工程断面図である。

【図７】本発明による液晶表示装置の製造工程の一部を
表す概略工程断面図である。

【図８】本発明の第２の実施例にかかる液晶表示装置を
表す概略断面図である。

【図９】本発明の第３の実施例にかかる液晶表示装置を
表す概略断面図である。

【図１０】四角形の開口を例示する概略図である。

【図１１】従来の液晶表示装置のアレイ基板の概略断面
図である。

【符号の説明】

１１アレイ基板１２ガラス基板１４導電層１６第１の層間絶縁層１８第２の層間絶縁層２０第２の導電層３０，３０’，３０”，１３０アレイ基板３２，１３２ガラス基板３４，１３４アンダーコート３６，１３６ポリシリコン層３８，１３８ゲート絶縁膜４０，１４０ゲート電極４２，１４２補助容量線４４，１４４層間絶縁層４６，１４６ソース電極４８，１４８コンタクト電極５０，１５０第１の層間絶縁層５２第２の層間絶縁層５４，５４’，１５４画素電極２００，３３０配向膜３００対向基板３１０基板３３０透明電極４００液晶層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、前記基板上に設けられた半導体層と、前記半導体層の上に選択的に設けられた第１の導電層
と、前記半導体層の上に設けられ、無機材料からなる第１の
層間絶縁層と、前記第１の導電層および前記第１の層間絶縁層の上に設
けられ、有機材料からなる第２の層間絶縁層と、前記第２の層間絶縁層の上に設けらた第２の導電層と、を備え、前記第２の層間絶縁層は、前記第１の導電層の表面まで
貫通する開口を有し、前記開口は、テーパ状の内壁面を有し、前記開口の内壁面においては、前記第２の層間絶縁層の
前記有機材料が前記第１の層間絶縁層を完全に被覆して
いるものとして構成され、前記第２の導電層は、前記開口を介して前記第１の導電
層に接続されていることを特徴とするアレイ基板。
【請求項２】基板と、前記基板上に設けられた半導体層と、前記半導体層の上に選択的に設けられた第１の導電層
と、前記第１の導電層の上に設けられ、無機材料からなり、
前記第１の導電層の表面まで貫通した第１の開口を有す
る第１の層間絶縁層と、前記第１の層間絶縁層の上に設けられ、有機材料からな
り、前記第１の開口を介して前記第１の導電層の表面ま
で貫通する第２の開口を有する第２の層間絶縁層と、前記第２の層間絶縁層の上に設けられ、前記第２の開口
を介して前記第１の導電層と接続された第２の導電層
と、を備え、前記第２の層間絶縁層における前記第２の開口は前記第
１の開口よりも小さく、前記第２の層間絶縁層の前記有
機材料が前記第１の開口の内壁面を覆って前記第１の導
電層の表面まで達していることにより第２の開口の内壁
面が前記第１の層間絶縁層を完全に被覆し、前記第２の層間絶縁膜と前記半導体層との間には、前記
第１の導電層と前記第１の層間絶縁層の少なくともいず
れかが介在していることを特徴とするアレイ基板。
【請求項３】前記第２の開口の内壁面は、前記基板面に
対してテーパ状に形成されていることを特徴とする請求
項２記載のアレイ基板。
【請求項４】前記第２の開口の形状は、円形、四角形、
多角形のいずれかであることを特徴とする請求項３記載
のアレイ基板。
【請求項５】前記第２の開口の内壁面の最大傾斜部の接
線と前記基板面との間の角度は７０度以下であることを
特徴とする請求項３記載のアレイ基板。
【請求項６】前記第２の開口の入口端部は、曲面により
構成されていることを特徴とする請求項２記載のアレイ
基板。
【請求項７】前記曲面は、その曲率半径が１×１０^-8ｍ
以上１×１０^-4ｍ以下であることを特徴とする請求項６
記載のアレイ基板。
【請求項８】前記半導体層は、前記基板上において複数
のスイッチング素子のそれぞれを構成する複数の島状パ
ターンとして設けられ、前記第１の導電層は、前記複数の島状パターンの半導体
層のそれぞれに接続された出力端子であり、前記無機材料は、窒化シリコンまたは酸化シリコンのい
ずれかを主成分とし、前記有機材料は、アクリル系樹脂またはポリイミドのい
ずれかを主成分とし、前記第２の導電層は、画素電極であることを特徴とする
請求項２記載のアレイ基板。
【請求項９】複数のスイッチング素子が設けられたアレ
イ基板と、前記アレイ基板と対向して配置された対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶
層と、を備えた液晶表示装置であって、前記アレイ基板は、基板と、前記基板上に設けられた半導体層と、前記半導体層の上に選択的に設けられた第１の導電層
と、前記半導体層の上に設けられ、無機材料からなる第１の
層間絶縁層と、前記第１の導電層および前記第１の層間絶縁層の上に設
けられ、有機材料からなる第２の層間絶縁層と、前記第２の層間絶縁層の上に設けらた第２の導電層と、を備え、前記第２の層間絶縁層は、前記第１の導電層の表面まで
貫通する開口を有し、前記開口は、テーパ状の内壁面を有し、前記開口の内壁面においては、前記第２の層間絶縁層の
前記有機材料が前記第１の層間絶縁層を完全に被覆して
いるものとして構成され、前記第２の導電層は、前記開口を介して前記第１の導電
層に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】複数のスイッチング素子が設けられたア
レイ基板と、前記アレイ基板と対向して配置された対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶
層と、を備えた液晶表示装置であって、前記アレイ基板は、基板と、前記基板上に設けられた半導体層と、前記半導体層の上に選択的に設けられた第１の導電層
と、前記第１の導電層の上に設けられ、無機材料からなり、
前記第１の導電層の表面まで貫通した第１の開口を有す
る第１の層間絶縁層と、前記第１の層間絶縁層の上に設けられ、有機材料からな
り、前記第１の開口を介して前記第１の導電層の表面ま
で貫通する第２の開口を有する第２の層間絶縁層と、前記第２の層間絶縁層の上に設けられ、前記第２の開口
を介して前記第１の導電層と接続された第２の導電層
と、を備え、前記第２の層間絶縁層における前記第２の開口は前記第
１の開口よりも小さく、前記第２の層間絶縁層の前記有
機材料が前記第１の開口の内壁面を覆って前記第１の導
電層の表面まで達していることにより第２の開口の内壁
面が前記第１の層間絶縁層を完全に被覆し、前記第２の層間絶縁膜と前記半導体層との間には、前記
第１の導電層と前記第１の層間絶縁層の少なくともいず
れかが介在していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】前記第２の開口の内壁面は、前記基板面
に対してテーパ状に形成されていることを特徴とする請
求項１０記載の液晶表示装置。
【請求項１２】前記第２の開口の形状は、円形、四角
形、多角形のいずれかであることを特徴とする請求項１
１記載の液晶表示装置。
【請求項１３】前記第２の開口の内壁面の最大傾斜部の
接線と前記基板面との間の角度は７０度以下であること
を特徴とする請求項１１記載の液晶表示装置。
【請求項１４】前記第２の開口の入口端部が、曲面によ
り構成されていることを特徴とする請求項１０記載の液
晶表示装置。
【請求項１５】前記第２の開口の入口端部の前記曲面
は、その曲率半径が１×１０^-8ｍ以上１×１０^-4ｍ以下
であることを特徴とする請求項１４記載の液晶表示装
置。
【請求項１６】前記半導体層は、前記複数のスイッチン
グ素子のそれぞれを構成する複数の島状パターンとして
設けられ、前記第１の導電層は、前記複数の島状パターンの半導体
層のそれぞれに接続された出力端子であり、前記無機材料は、窒化シリコンまたは酸化シリコンのい
ずれかを主成分とし、前記有機材料は、アクリル系樹脂またはポリイミドのい
ずれかを主成分とし、前記第２の導電層は、前記液晶層に電圧を印加する画素
電極であることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示
装置。
【請求項１７】基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層の上に選択的に第１の導電層を形成する工
程と、前記第１の導電層および前記半導体層の上に無機材料を
堆積して第１の層間絶縁層を形成する工程と、前記第１の層間絶縁層に前記第１の導電層の表面まで貫
通する第１の開口を形成する工程と、前記第１の層間絶縁層の上に有機材料を堆積して第２の
層間絶縁層を形成する工程と、前記第２の層間絶縁層に、前記第１の開口を介して前記
第１の導電層の表面まで貫通し、その内壁面において前
記第１の層間絶縁層が露出しないように第２の開口を形
成する工程と、前記第２の層間絶縁層を熱処理して、前記第２の層間絶
縁層を構成している前記有機材料を収縮させることによ
り、前記第１の層間絶縁層を被覆したまま前記第２の開
口の形状を変化させる熱処理工程と、前記第２の層間絶縁層の上に導電性の材料を堆積し、前
記第２の開口を介して前記第１の導電層に接続された第
２の導電層を形成する工程と、を備えたことを特徴とするアレイ基板の製造方法。
【請求項１８】前記熱処理工程は、前記第２の開口を前
記基板面に対してテーパ状に変化するように行うことを
特徴とする請求項１７記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項１９】前記第２の開口は、円形、４角形、多角
形のいずれかの形状を有することを特徴とする請求項１
８記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項２０】前記熱処理工程は、前記第２の開口の内
壁面の最大傾斜部における接線と前記基板面との間の角
度が７０度以下となるように行うことを特徴とする請求
項１８記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項２１】前記熱処理工程は、前記第２の開口の入
口端部が曲面により構成されるように行うことを特徴と
する請求項１７記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項２２】前記熱処理工程は、前記第２の開口の入
口端部の前記曲面の曲率半径が１×１０^-8ｍ以上１×１
０^-4ｍ以下となるように行うことを特徴とする請求項２
１記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項２３】前記半導体層を形成する工程は、前記基
板上において複数のスイッチング素子のそれぞれを構成
する複数の島状の半導体層を形成する工程を含み、前記第１の導電層を形成する工程は、前記複数の島状の
半導体層のそれぞれに出力端子として前記第１の導電層
を形成する工程を含み、前記第１の層間絶縁層を形成する工程における前記無機
材料は、窒化シリコンまたは酸化シリコンのいずれかを
主成分とし、前記第２の層間絶縁層を形成する工程における前記有機
材料は、アクリル系樹脂またはポリイミドのいずれかを
主成分とし、前記第２の導電層を形成する工程は、前記複数のスイッ
チング素子のそれぞれに接続されるそれぞれの画素電極
を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１７記載
のアレイ基板の製造方法。
【請求項２４】前記熱処理工程は、９０℃以上３００℃
以下の温度で加熱する工程を含むことを特徴とする請求
項１７記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項２５】複数のスイッチング素子が設けられたア
レイ基板と、前記アレイ基板と対向して配置された対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶
層と、を有する液晶表示装置の製造方法であって、基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層の上に選択的に第１の導電層を形成する工
程と、前記第１の導電層および前記半導体層の上に無機材料を
堆積して第１の層間絶縁層を形成する工程と、前記第１の層間絶縁層に前記第１の導電層の表面まで貫
通する第１の開口を形成する工程と、前記第１の層間絶縁層の上に有機材料を堆積して第２の
層間絶縁層を形成する工程と、前記第２の層間絶縁層に、前記第１の開口を介して前記
第１の導電層の表面まで貫通し、その内壁面において前
記第１の層間絶縁層が露出しないように第２の開口を形
成する工程と、前記第２の層間絶縁層を熱処理して、前記第２の層間絶
縁層を構成している前記有機材料を収縮させることによ
り、前記第１の層間絶縁層を被覆したまま前記第２の開
口の形状を変化させる熱処理工程と、前記第２の層間絶縁層の上に導電性の材料を堆積し、前
記第２の開口を介して前記第１の導電層に接続された第
２の導電層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２６】前記熱処理工程は、前記第２の開口を前
記基板面に対してテーパ状に変化するように行うことを
特徴とする請求項２５記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２７】前記第２の開口は、円形、４角形、多角
形のいずれかの形状を有することを特徴とする請求項２
６記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２８】前記熱処理工程は、前記第２の開口の内
壁面の最大傾斜部における接線と前記基板面との間の角
度が７０度以下となるように行うことを特徴とする請求
項２６記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２９】前記熱処理工程は、前記第２の開口の入
口端部が曲面により構成されるように行うことを特徴と
する請求項２５記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３０】前記熱処理工程は、前記第２の開口の入
口端部の前記曲面の曲率半径が１×１０^-8ｍ以上１×１
０^-4ｍ以下となるように行うことを特徴とする請求項２
９記載のアレイ基板の製造方法。
【請求項３１】前記半導体層を形成する工程は、前記複
数のスイッチング素子のそれぞれを構成する複数の島状
の半導体層を形成する工程を含み、前記第１の導電層を形成する工程は、前記複数の島状の
半導体層のそれぞれに出力端子として前記第１の導電層
を形成する工程を含み、前記第１の層間絶縁層を形成する工程における前記無機
材料は、窒化シリコンまたは酸化シリコンのいずれかを
主成分とし、前記第２の層間絶縁層を形成する工程における前記有機
材料は、アクリル系樹脂またはポリイミドのいずれかを
主成分とし、前記第２の導電層を形成する工程は、前記液晶層に電圧
を印加する画素電極を形成する工程を含むことを特徴と
する請求項２５記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３２】前記熱処理工程は、９０℃以上３００℃
以下の温度で加熱する工程を含むことを特徴とする請求
項２５記載の液晶表示装置の製造方法。