JPH11266021A - 金属膜を有する基板及びその製造方法 - Google Patents

金属膜を有する基板及びその製造方法

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JPH11266021A JP8242198A JP8242198A JPH11266021A JP H11266021 A JPH11266021 A JP H11266021A JP 8242198 A JP8242198 A JP 8242198A JP 8242198 A JP8242198 A JP 8242198A JP H11266021 A JPH11266021 A JP H11266021A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Alからなるソース電極にITOからなる画
素電極を接続した液晶表示装置において、ソース電極と
画素電極との間のコンタクトを良好にするとともに、製
造工程数を少なくする。 【解決手段】 コンタクトホール33が形成された層間
絶縁膜32をマスクとしてCrイオンをドーピングし、
Alからなる第2のソース電極31のコンタクトホール
33を介して露出された表面にAl−Cr合金層34を
形成する。次に、コンタクトホール33の部分及び層間
絶縁膜32の上面の所定の箇所にITOからなる画素電
極35をAl−Cr合金層34に接続させて形成する。
すると、第2のソース電極31と画素電極35との間の
コンタクトをAl−Cr合金層34を介して良好とする
ことができる。しかも、この場合、Crイオンをドーピ
ングするだけでよいので、製造工程数を少なくすること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は金属膜を有する基
板及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】金属膜を有する基板には、例えば、アク
ティブマトリックス型の液晶表示装置において、画素電
極及びスイッチング素子としての薄膜トランジスタを備
えた薄膜トランジスタ基板がある。図2は従来のこのよ
うな薄膜トランジスタ基板の一例の一部を示したもので
ある。この薄膜トランジスタ基板はガラス基板1を備え
ている。ガラス基板1の上面の所定の箇所にはCrから
なるゲート電極2を含む走査信号ライン(図示せず)が
形成され、その上面全体にはゲート絶縁膜3が形成され
ている。ゲート絶縁膜3の上面の所定の箇所でゲート電
極2に対応する部分にはアモルファスシリコンからなる
半導体層4が形成されている。半導体層4の上面中央部
にはブロッキング層5が形成されている。ブロッキング
層5の上面両側及びその両側における半導体層4の上面
にはn+シリコン層6、7が形成されている。n+シリコ
ン層6、7の上面にはCrからなる第1のドレイン電極
8及び第1のソース電極9が形成されている。第1のド
レイン電極8の上面及びゲート絶縁膜3の上面の所定の
箇所にはAlからなる第2のドレイン電極10を含むデ
ータ信号ライン(図示せず)が形成されている。第1の
ソース電極9及びその近傍のゲート絶縁膜3の上面の所
定の箇所にはITO(インジウム−錫酸化物)からなる
第2のソース電極11が形成されている。第2のソース
電極11の上面の所定の箇所にはAlからなる第3のソ
ース電極12が形成されている。以上の各部の上面全体
には層間絶縁膜13が形成されている。層間絶縁膜13
の所定の箇所で第2のソース電極11に対応する部分に
はコンタクトホール14が形成されている。コンタクト
ホール14の部分及び層間絶縁膜13の上面の所定の箇
所にはITOからなる画素電極15が第2のソース電極
11に接続されて形成されている。
【0003】このように、従来の薄膜トランジスタ基板
では、ITOからなる画素電極15を同じくITOから
なる第2のソース電極11に接続している。これは、画
素電極15と第2のソース電極11との間のコンタクト
を良好とするためである。比較のために、例えば図3に
示す仮想の薄膜トランジスタ基板について説明すると、
ITOからなる第2のソース電極11を形成せずに、A
lからなる第3のソース電極12をゲート絶縁膜3の上
面の所定の箇所まで延ばし、これにコンタクトホール1
4を介してITOからなる画素電極15を接続すること
も考えられる。しかしながら、この場合、第3のソース
電極12の材料であるAlは酸化されやすい金属である
ので、その表面にすぐに自然酸化膜(図示せず)が形成
され、第3のソース電極12と画素電極15との間のコ
ンタクト抵抗が非常に高くなり、好ましくない。また、
図3に示す構造において、第2のドレイン電極10を含
むデータ信号ライン及び第3のソース電極12を例えば
Crによって形成することも考えられる。この場合、C
rは酸化されにくい金属であるので、第3のソース電極
12の表面に自然酸化膜が形成されず、第3のソース電
極12と画素電極15との間のコンタクトを良好とする
ことができる。しかしながら、Crの抵抗値はAlの抵
抗値よりも大きいので、データ信号ラインの抵抗が大き
くなり、ひいては薄膜トランジスタの性能が低下し、こ
れも好ましくない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、従来の薄膜ト
ランジスタ基板では、上述のように、ITOからなる第
2のソース電極11を形成し、これにITOからなる画
素電極15を接続している。しかしながら、このような
薄膜トランジスタ基板では、ITOからなる第2のソー
ス電極11を形成しなければならないので、すなわち、
ITO膜を成膜し、その上面全体にフォトレジスト膜を
形成し、露光現像を行うことによりフォトレジスト膜を
パターニングし、このフォトレジストパターンをマスク
としてITO膜をエッチングし、フォトレジストパター
ンを剥離する等の工程を経ることになるので、製造工程
数が大幅に増加するという問題があった。この発明の課
題は、所定の一の金属膜と所定の他の金属膜との間のコ
ンタクトを良好とすることができる上、製造工程数を少
なくすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る金属膜を有する基板は、基板と、この基板上に形成さ
れた酸化されやすい材料を主成分とする金属膜と、この
金属膜の表面に前記主成分よりも酸化還元電位が高い材
料が混在されて形成された前記金属膜との合金層と、こ
の合金層に接続されて形成された金属酸化膜とを具備し
たものである。請求項5記載の発明に係る金属膜を有す
る基板の製造方法は、酸化されやすい金属膜及びこの金
属膜の表面に形成された金属酸化膜を有する基板の製造
方法であって、前記金属膜の少なくとも表面に酸化され
にくい金属のイオンをドーピングし、この表面に前記金
属酸化膜を形成するようにしたものである。この発明に
よれば、例えばAlまたはAl合金からなる酸化されや
すい金属膜の少なくとも表面に酸化されにくい金属例え
ばCrのイオンをドーピングすると、金属膜の表面に例
えばAl−Cr合金層が形成され、この合金層の表面に
例えばITOからなる金属酸化膜を形成することになる
ので、金属膜と金属酸化膜との間のコンタクトを合金層
を介して良好とすることができる上、金属膜の表面に金
属イオンをドーピングするだけでよいので、製造工程数
を少なくすることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1(A)〜(C)はそれぞれこ
の発明の一実施形態における薄膜トランジスタ基板の各
製造工程を示したものである。そこで、これらの図を順
に参照して、この実施形態における薄膜トランジスタ基
板の製造方法について説明する。まず、図1(A)に示
すように、ガラス基板21の上面の所定の箇所にCrか
らなるゲート電極22を含む走査信号ライン(図示せ
ず)を形成し、その上面全体に窒化シリコンからなるゲ
ート絶縁膜23を形成する。次に、ゲート絶縁膜23の
上面の所定の箇所でゲート電極22に対応する部分にア
モルファスシリコンからなる半導体層24を形成する。
次に、半導体層24の上面中央部に窒化シリコンからな
るブロッキング層25を形成する。次に、ブロッキング
層25の上面両側及びその両側における半導体層24の
上面にn+シリコン層26、27を形成する。次に、n+
シリコン層26、27の上面にCrからなる第1のドレ
イン電極28及び第1のソース電極29を形成する。次
に、第1のドレイン電極28の上面及びゲート絶縁膜2
3の上面の所定の箇所にAlまたはAl合金からなる第
2のドレイン電極30を含むデータ信号ライン(図示せ
ず)を形成する。また、第1のソース電極29及びその
近傍のゲート絶縁膜23の上面の所定の箇所にAlまた
はAl合金からなる第2のソース電極31を形成する。
次に、以上の各部の上面全体には窒化シリコンからなる
層間絶縁膜32を形成する。次に、層間絶縁膜32の所
定の箇所で第2のソース電極31に対応する部分にコン
タクトホール33を形成する。
【0007】次に、図1(B)に示すように、層間絶縁
膜32をマスクとしてCrイオンを例えば加速電圧10
kV、ドーズ量5×1015個/cm2でドーピングし、
AlまたはAl合金からなる第2のソース電極31のコ
ンタクトホール33を介して露出された表面にAl−C
r合金層34を形成する。この場合、AlまたはAl合
金からなる第2のソース電極31の表面に自然酸化膜が
形成されていても、ドーピンクされたCrイオンが拡散
することにより、同表面にAl−Cr合金層34が形成
される。また、この場合使用するイオンドーピング装置
としては、一例として、図示していないが、スパッタ方
式のイオン源でCrイオンビーム及び反応ガスイオンビ
ームを発生させ、この発生されたCrイオンビーム及び
反応ガスイオンビームをイオン搬送ダクト内に導入し、
イオン搬送ダクトに介在されたマグネット方式のマスフ
ィルタでCrイオンビームと反応ガスイオンビームとを
分離し、Crイオンビームのみを真空とされた反応室内
に導入し、この導入されたCrイオンビームを反応室内
に配置された試料の表面に図1(B)に示すように照射
し、これにより試料の表面つまりAlまたはAl合金か
らなる第2のソース電極31のコンタクトホール33を
介して露出された表面にAl−Cr合金層34を形成す
るものを用いてもよい。なお、イオン搬送ダクト内に残
留する反応ガスイオンは真空吸引手段によって吸引され
る。次に、図1(C)に示すように、コンタクトホール
33の部分及び層間絶縁膜32の上面の所定の箇所にI
TOからなる画素電極35をAl−Cr合金層34に接
続させて形成する。
【0008】このように、この薄膜トランジスタ基板の
製造方法では、AlまたはAl合金からなる第2のソー
ス電極(金属膜)31のコンタクトホール33を介して
露出された表面に酸化されにくいCrのイオンをドーピ
ングすることにより、第2のソース電極31の表面にA
l−Cr合金層34を形成し、このAl−Cr合金層3
4の表面にITO等の金属酸化物からなる画素電極35
を形成しているので、AlまたはAl合金からなる第2
のソース電極31とITOからなる画素電極35との間
のコンタクトをAl−Cr合金層34を介して良好とす
ることができる。しかも、第2のソース電極31の表面
にCrイオンをドーピングするだけでよいので、製造工
程数を少なくすることができる。
【0009】なお、上記実施形態では、図1(B)に示
すように、層間絶縁膜32をマスクとしてCrイオンを
ドーピングする場合について説明したが、これに限定さ
れるものではない。例えば、図示していないが、層間絶
縁膜32にコンタクトホール33を形成する際のフォト
レジストパターンをマスクとしてCrイオンをドーピン
グし、この後フォトレジストパターンを剥離するように
してもよい。また、上記実施形態では、Crイオンをド
ーピングし、AlまたはAl合金からなる第2のソース
電極31の表面にAl−Cr合金層34を形成する場合
について説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、Ta、Mo、W等の金属イオンをドーピング
し、Al−Ta、Al−Mo、Al−W等の合金層を形
成するようにしてもよい。また、第2のソース電極31
をAl−Ti、Al−Nd等のAl合金によって形成
し、これの表面にCr、Ta、Mo、W等の金属イオン
をドーピングするようにしてもよい。すなわち、酸化さ
れやすい材料を主成分とする金属膜に、当該主成分より
も酸化還元電位が高い金属イオンをドーピングした上、
この表面に金属酸化物を形成するようにすればよい。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように、例えばAlまたは
Al合金からなる酸化されやすい金属膜の少なくとも表
面に酸化されにくい金属例えばCrのイオンをドーピン
グして、金属膜の表面に例えばAl−Cr合金層を形成
し、この合金層の表面に例えばITOからなる金属酸化
膜を形成しているので、金属膜と金属酸化膜との間のコ
ンタクトを合金層を介して良好とすることができる上、
金属膜の表面に金属イオンをドーピングするだけでよい
ので、製造工程数を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)〜(C)はそれぞれこの発明の一実施形
態における薄膜トランジスタ基板の各製造工程を示す断
面図。
【図2】従来の薄膜トランジスタ基板の一例の一部の断
面図。
【図3】仮想の薄膜トランジスタ基板の一部の断面図。
【符号の説明】
21 ガラス基板 22 ゲート電極 23 ゲート絶縁膜 24 半導体層 25 ブロッキング層 26、27 n+シリコン層 28 第1のドレイン電極 29 第1のソース電極 30 第2のドレイン電極 31 第2のソース電極 32 層間絶縁膜 33 コンタクトホール 34 Al−Cr合金層 35 画素電極

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板と、この基板上に形成された酸化さ
    れやすい材料を主成分とする金属膜と、この金属膜の表
    面に前記主成分よりも酸化還元電位が高い材料が混在さ
    れて形成された前記金属膜との合金層と、この合金層に
    接続されて形成された金属酸化膜とを具備することを特
    徴とする金属膜を有する基板。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の発明において、前記金属
    膜は半導体層に接続されていることを特徴とする金属膜
    を有する基板。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の発明において、前記金属
    膜は薄膜トランジスタのソース電極であり、前記金属酸
    化膜は画素電極であることを特徴とする金属膜を有する
    基板。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の発明に
    おいて、前記金属膜はAlまたはAl合金からなり、前
    記合金層は前記金属膜とCr、Ta、Mo、W等の金属
    との合金からなり、前記金属酸化膜はITOからなるこ
    とを特徴とする金属膜を有する基板。
  5. 【請求項5】 酸化されやすい金属膜及びこの金属膜の
    表面に形成された金属酸化膜を有する基板の製造方法で
    あって、前記金属膜の少なくとも表面に酸化されにくい
    金属のイオンをドービングし、この表面に前記金属酸化
    膜を形成することを特徴とする金属膜を有する基板の製
    造方法。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の発明において、前記金属
    膜上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜にコンタクトホール
    を形成し、このコンタクトホールを介して前記金属イオ
    ンをドービングし、前記コンタクトホールの部分及び前
    記絶縁膜上に前記金属酸化膜を形成することを特徴とす
    る金属膜を有する基板の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項5または6記載の発明において、
    前記金属膜は半導体層に接続されるものであることを特
    徴とする金属膜を有する基板の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項5または6記載の発明において、
    前記金属膜は薄膜トランジスタのソース電極であり、前
    記金属酸化膜は画素電極であることを特徴とする金属膜
    を有する基板の製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項5〜8のいずれかに記載の発明に
    おいて、前記金属膜はAlまたはAl合金からなり、前
    記金属イオンはCr、Ta、Mo、W等の金属イオンか
    らなり、前記金属酸化膜はITOからなることを特徴と
    する金属膜を有する基板の製造方法。
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