WO2012108301A1 - アクティブマトリクス基板、表示パネル及び表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス基板、表示パネル及び表示装置 Download PDF

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active matrix
matrix substrate
drain electrode
electrode
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宏充 勝井
近間　義雅
中村　渉
哲憲 田中
賢一 紀藤
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シャープ株式会社
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    • H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/4908—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET for thin film semiconductor, e.g. gate of TFT

Definitions

  • the present invention relates to an active matrix substrate including a thin film transistor, and a display panel and a display device including the active matrix substrate.
  • liquid crystal display devices are rapidly spreading because they consume less power than CRTs (Cathode-Ray-Tubes) and are easy to miniaturize.
  • CRTs Cathode-Ray-Tubes
  • active matrix liquid crystal display devices that are fast in response speed and easy to perform multi-gradation display are widely used.
  • An active matrix liquid crystal display device includes an active matrix substrate in which a large number of pixels are arranged in a matrix, and a counter substrate disposed so as to face the active matrix substrate, and further displays between the two substrates.
  • the liquid crystal layer as a medium is sandwiched.
  • a plurality of scanning wirings and a plurality of signal wirings are arranged to intersect with each other, and a pixel portion having a thin film transistor (TFT) is formed in the vicinity of the intersection.
  • TFT thin film transistor
  • Patent Document 1 discloses a first and second ohmic contact layers positioned on an active layer and spaced apart from each other by a first distance; and positioned on the first and second ohmic contact layers, respectively.
  • First and second barrier patterns spaced apart by a first distance and exposing the active layer therebetween; a source electrode and a source disposed on the first and second barrier patterns and connected to data lines, respectively And a drain electrode spaced apart from the electrode by a second distance greater than the first distance.
  • FIG. 14 is a sectional view of a part of a conventional active matrix substrate.
  • FIG. 14 shows only a part near the TFT 325 of the conventional active matrix substrate 300.
  • a conventional active matrix substrate 300 includes a glass 311, a scanning wiring 312, an insulating layer 313, a semiconductor layer 314, a signal electrode 316, a drain electrode 317, a protective layer 318, an interlayer insulating layer 319, and a pixel electrode. 320 is provided. These are laminated as shown in FIG. 14 to constitute a TFT 325.
  • the semiconductor layer 314 includes a channel layer 314a and an electrode contact layer 314b.
  • the signal electrode 316 includes a lower layer signal electrode 316a and an upper layer signal electrode 316b
  • the drain electrode 317 includes a lower layer drain electrode 317a and an upper layer drain electrode 317b.
  • the upper layer is laminated so as to cover the entire upper surface of the lower layer.
  • the material used for the upper drain electrode 317b may diffuse.
  • a process in which the material used for the upper drain electrode 317b may be diffused for example, a process of dry-etching the drain electrode 317, a process of forming a material for the protective layer 318 by a CVD method, or the like can be given. If the material diffused in this way moves onto the semiconductor layer 314, the TFT characteristics deteriorate.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a conventional method for manufacturing an active matrix substrate, and particularly shows a cross-sectional structure when the drain electrode 317 is patterned.
  • the distance between the upper layer drain electrode 317b and the semiconductor layer 314 is short. Therefore, for example, when the material used for the upper drain electrode 317b is diffused by dry etching or the like, the diffused material is likely to move onto the semiconductor layer 314 as indicated by an arrow in FIG.
  • the source electrode and the drain electrode are patterned by wet etching, and the barrier pattern is patterned by dry etching so that the source electrode and the drain electrode are etched larger than the barrier pattern (overetching).
  • the amount by which the source and drain electrodes are over-etched is not defined at all. Therefore, when the amount of overetching is small, there is a problem that the material used for the source electrode and the drain electrode diffuses and moves onto the semiconductor layer. Further, when the amount of over-etching is large, there arises a problem that the resist is peeled off or it is difficult to form a thin wiring.
  • Patent Document 1 neither describes these problems nor a method for solving these problems. For this reason, it is difficult to easily form TFTs having stable characteristics in the conventional wiring structure.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an active matrix substrate having a wiring structure capable of easily forming a TFT having stable characteristics, and the same.
  • a display panel and a display device having the above are provided.
  • an active matrix substrate includes a thin film transistor including a semiconductor layer and an electrode electrically connected to the semiconductor layer.
  • the electrode includes a first metal layer laminated so as to cover a part of the upper surface of the semiconductor layer, and a second metal layer laminated on the first metal layer, and the semiconductor layer and the first metal layer.
  • the first metal layer and the second metal layer are configured in a stepped manner, and the periphery of the first metal layer and the periphery of the second metal layer are formed in the stepped configuration.
  • the distance between and is larger than 0.4 ⁇ m and smaller than 1.5 ⁇ m.
  • the semiconductor layer and the second metal are provided by including the first metal layer and the distance between the periphery of the first metal layer and the periphery of the second metal layer is greater than 0.4 ⁇ m.
  • the layers can be separated sufficiently. Therefore, in the process of manufacturing the active matrix substrate, for example, when the electrode is patterned, it is possible to prevent the material used for the second metal layer from moving to the semiconductor layer.
  • any metal can be used for the second metal layer without deteriorating the characteristics of the TFT.
  • the distance between the peripheral edge of the first metal layer and the peripheral edge of the second metal layer is smaller than 1.5 ⁇ m, it is possible to prevent the resist used for patterning the electrode from being peeled off, and with a thin wiring. Even if it exists, it can form easily. Therefore, according to the present invention, an active matrix substrate capable of easily forming a TFT having stable characteristics can be obtained.
  • the active matrix substrate according to the present invention includes a thin film transistor including a semiconductor layer and an electrode electrically connected to the semiconductor layer, and the electrode includes the semiconductor layer.
  • the second metal layer has a stepped shape, and the upper surface of the first metal layer covers the first metal layer on the upper surface of the semiconductor layer in the stepped portion.
  • FIGS. 4A to 4E are views for explaining a method of manufacturing an active matrix substrate in one embodiment of the present invention.
  • FIGS. 5A to 5C are views for explaining a method of manufacturing the counter substrate in one embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6A to 6C are views for explaining a method of manufacturing an active matrix substrate in one embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7A to 7D are views for explaining a method of manufacturing an active matrix substrate in another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8A to 8E are views for explaining a method of manufacturing an active matrix substrate in another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 9A to 9F are views for explaining a method of manufacturing an active matrix substrate in another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 10A to 10F are views for explaining a method of manufacturing an active matrix substrate in another embodiment of the present invention. It is a graph which shows the TFT characteristic of the active matrix substrate in one Example of this invention. It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the active matrix substrate in one Embodiment of this invention. It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the conventional active matrix substrate. A sectional view of a part of a conventional active matrix substrate is shown. (A)-(d) is a figure showing the electron microscope image of the active matrix substrate in the time of completion
  • FIG. 3 is a diagram showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal display device 1 is a liquid crystal display device 1 having an active matrix type liquid crystal display panel (display panel) 2. As shown in FIG. 3, the liquid crystal display panel 2 is formed by laminating an active matrix substrate 10A and a counter substrate 30 with a liquid crystal layer (not shown) interposed therebetween.
  • the active matrix substrate 10A has pixel electrodes arranged in a matrix, is provided with a display area that displays an image that is visually recognized by the observer, and an outside of the display area, and the image is not visually recognized by the observer. It is divided into a display area.
  • a scanning wiring terminal portion 41 for the scanning wiring 12 to receive an external signal and a signal wiring terminal portion 42 for the signal wiring to receive an external signal are provided in the non-display area.
  • the scanning wiring terminal portion 41 and the signal wiring terminal portion 42 are connected to the terminal wiring 43 connected to the scanning wiring 12 or the signal wiring, respectively.
  • a plurality of scanning wirings 12 and a plurality of signal wirings are arranged so as to intersect with each other, and a thin film transistor (hereinafter also referred to as “TFT”) 25 is formed in the vicinity of the intersection.
  • the TFT 25 constitutes a pixel portion.
  • a signal electrode (electrode) 16, a drain electrode (electrode) 17, and a pixel electrode 20 are provided. The structure of the TFT 25 will be described later.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a part of an active matrix substrate in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows only a part of the active matrix substrate 10A near the TFT 25.
  • the active matrix substrate 10A includes a glass 11, a scanning wiring 12, an insulating layer 13, a semiconductor layer 14, a signal electrode 16, a drain electrode 17, a protective layer 18, an interlayer insulating layer 19, and a pixel electrode 20. These are laminated as shown in FIG. 1 to constitute the TFT 25.
  • the TFT 25 has an inverted stagger type (bottom gate) structure. That is, in the TFT 25, the scanning wiring 12 is disposed in the lowermost layer, the insulating layer 13 and the semiconductor layer 14 are formed on the scanning wiring 12, and the signal electrode 16 and the drain electrode are formed on the insulating layer 13 and the semiconductor layer 14. 17 is formed.
  • the semiconductor layer 14 includes a channel layer 14a and an electrode contact layer 14b, and is a layer for conducting the signal electrode 16 and the drain electrode 17.
  • amorphous silicon or the like may be used, and an oxide semiconductor such as zinc oxide (ZnO) or an amorphous thin film (IGZO) having a composition of indium oxide-gallium oxide-zinc oxide is used. Also good.
  • ZnO zinc oxide
  • IGZO amorphous thin film
  • the electrode contact layer 14b may be, for example, an N + contact layer doped with an n-type impurity at a high concentration, and for example, N + amorphous silicon may be used.
  • the signal electrode 16 is an electrode provided on the signal wiring.
  • the signal electrode 16 includes a lower layer signal electrode (first metal layer) 16 a and an upper layer signal electrode (second metal layer) 16 b, and is electrically connected to the semiconductor layer 14.
  • the drain electrode 17 includes a lower layer drain electrode (first metal layer) 17 a and an upper layer drain electrode (second metal layer) 17 b and is electrically connected to the semiconductor layer 14.
  • the drain electrode 17 is electrically connected to the signal electrode 16 through the semiconductor layer 14.
  • the material used for the lower signal electrode 16a and the lower drain electrode 17a is not particularly limited, but it is preferable to use a metal that is difficult to diffuse in the manufacturing process.
  • a metal that is difficult to diffuse in the manufacturing process For example, titanium (Ti), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), or an alloy thereof can be used. With such a configuration, since the metal used for the lower signal electrode 16a and the lower drain electrode 17a does not diffuse into the semiconductor layer 14 in the manufacturing process, a TFT having good characteristics can be formed.
  • the material used for the upper signal electrode 16b and the upper drain electrode 17b is not particularly limited, and examples thereof include copper (Cu), copper alloy, and aluminum (Al), and copper or copper alloy is preferable. Since copper or copper alloy has low resistance, the resistance of the signal electrode 16 or the drain electrode 17 can be reduced.
  • copper for example, pure copper can be used.
  • copper alloys include copper-magnesium alloys (CuMg), copper-manganese alloys (CuMn), copper-aluminum alloys (CuAl), copper-titanium alloys (CuTi), copper-zirconium alloys (CuZr), copper -A molybdenum alloy (CuMo) or the like can be used.
  • the scanning wiring 12 includes a lower layer scanning wiring 12a and an upper layer scanning wiring 12b.
  • the material used for the lower layer scanning wiring 12a the same material as that used for the lower layer signal electrode 16a and the lower layer drain electrode 17a can be used.
  • the metal used for the upper scanning line 12b the same material as that used for the upper signal electrode 16b and the upper drain electrode 17b can be used.
  • the insulating layer for example, silicon nitride (SiNx), silicon dioxide (SiO 2 ), or the like may be used, or SiNx and SiO 2 may be stacked.
  • the thickness of the gate insulating film 103 is preferably 1000 to 5000 mm.
  • the protective layer 18 for example, silicon nitride (SiNx), silicon dioxide (SiO 2 ) or the like can be used.
  • a layer having photosensitivity is preferably used, and for example, a photosensitive acrylic resin or the like can be used.
  • a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium oxide-zinc oxide (IZO) can be used.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the active matrix substrate in one embodiment of the present invention.
  • the signal electrode 16 in the TFT 25 is configured in the same manner as the drain electrode 17.
  • the drain electrode 17 can be appropriately replaced with the signal electrode 16
  • the lower layer drain electrode 17a can be replaced with the lower layer signal electrode 16a
  • the upper layer drain electrode 17b can be replaced with the upper layer signal electrode 16b.
  • the lower drain electrode 17 a of the drain electrode 17 is laminated so as to cover a part of the upper surface of the semiconductor layer 14.
  • the lower drain electrode 17a is laminated so as to cover a part of the upper surface of the electrode contact layer 14b in the semiconductor layer.
  • the upper drain electrode 17b is stacked on the lower drain electrode 17a.
  • the channel layer 14 a, the electrode contact layer 14 b, the lower layer drain electrode 17 a, and the upper layer drain electrode 17 b are configured stepwise in the TFT 25.
  • the lower drain electrode 17a protrudes from the upper drain electrode 17b in the direction of the portions 14aa and 14ba that are not covered by the lower drain electrode 17a on the upper surface of the semiconductor layer 14.
  • a portion 17aa not covered with the upper layer drain electrode 17b is provided.
  • the distance A between the periphery of the lower drain electrode 17a and the periphery of the upper drain electrode 17b is greater than 0.4 ⁇ m and less than 1.5 ⁇ m.
  • the “periphery of the lower layer drain electrode 17 a” refers to a portion where the upper surface of the lower layer drain electrode 17 a or the end face following it contacts the upper surface of the semiconductor layer 14.
  • the “periphery of the upper layer drain electrode 17b” refers to a portion where the upper surface of the upper layer drain electrode 17b or the end surface following the upper surface drain electrode 17b contacts the upper surface of the lower layer drain electrode 17a.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a method of manufacturing an active matrix substrate in one embodiment of the present invention, and particularly shows a cross-sectional structure when the drain electrode 17 is patterned.
  • the upper drain electrode 17b and the semiconductor layer 14 are sufficiently separated from each other. Therefore, it is possible to prevent the material of the upper drain electrode 17b from moving to the semiconductor layer 14 when the drain electrode 17 is patterned. Therefore, according to the present embodiment, any metal used for the upper drain electrode 17b can be prevented from moving to the semiconductor layer 14 in the manufacturing process. Accordingly, it is possible to prevent deterioration of TFT characteristics and obtain stable characteristics. In other words, in the present embodiment, any metal can be used for the upper drain electrode 17b without degrading the TFT characteristics.
  • the distance A is smaller than 1.5 ⁇ m, it is possible to prevent the resist used when patterning the drain electrode 17 from being peeled off, and even a thin wiring can be easily formed. Therefore, with the wiring structure of this embodiment, a TFT having stable characteristics can be easily formed.
  • the lower drain electrode 17a may be laminated so as to completely cover the electrode contact layer 14b.
  • the lower drain electrode 17a is laminated together with the electrode contact layer 14b so as to cover a part of the upper surface of the channel layer 14a, and the channel layer 14a, the lower drain electrode 17a, and the upper drain electrode 17b are stepped. Configured.
  • the electrode contact layer 14b may completely cover the channel layer 14a.
  • the lower layer drain electrode 17a is laminated so as to cover a part of the upper surface of the electrode contact layer 14b, and the electrode contact layer 14b, the lower layer drain electrode 17a, and the upper layer drain electrode 17b are formed in a stepped shape.
  • the active matrix substrate according to the present embodiment can be suitably used for a display panel in a display device.
  • Ti is used for the lower layer scanning wiring 12a, the lower layer signal electrode 16a, and the lower layer drain electrode 17a
  • Cu is used as an example for the upper layer scanning wiring 12b, the upper layer signal electrode 16b, and the upper layer drain electrode 17b. I will explain.
  • the active matrix substrate 10A in the present embodiment is manufactured by five photolithography processes.
  • 4A to 4E are views for explaining a method of manufacturing an active matrix substrate in one embodiment of the present invention, and show a cross-sectional structure at the time when each step is completed. 4A to 4E show only a part near the TFT 25 of the active matrix substrate 10A. Therefore, here, a manufacturing process near the TFT 25 will be described.
  • the scanning wiring 12 is formed as shown in FIG. First, Ti is formed as a lower layer scanning line 12a and Cu is formed as an upper layer scanning line 12b successively on the glass 11 by sputtering, and then a resist pattern is formed by photolithography. Thereafter, wet etching is performed by a method to be described later to form patterns of the lower layer scanning wiring 12a and the upper layer scanning wiring 12b, and then the resist is peeled and washed.
  • this step although not particularly limited, it is preferable to form a Ti film of 30 to 150 nm and a Cu film of 200 to 500 nm.
  • the insulating layer 13, the channel layer 14a, and the electrode contact layer 14b are formed.
  • silicon nitride as the insulating layer 13, amorphous silicon as the channel layer 14a, and n + amorphous silicon as the electrode contact layer 14b are successively formed by CVD.
  • a resist pattern is formed by photolithography.
  • dry etching is performed to form patterns of the channel layer 14a and the electrode contact layer 14b, and then the resist is peeled and washed.
  • the signal electrode 16 and the drain electrode 17 are formed as shown in FIG.
  • the signal electrode 16 and the drain electrode 17 are simultaneously formed in the same layer and then formed by patterning.
  • a resist pattern is formed by photolithography. Thereafter, wet etching is performed by a method described later to form patterns of the lower layer signal electrode 16a, the upper layer signal electrode 16b, the lower layer drain electrode 17a, and the upper layer drain electrode 17b. Further, a part of the electrode contact layer 14b is removed by dry etching. Thereafter, the resist is peeled and washed.
  • this step although not particularly limited, it is preferable to form a Ti film of 30 to 150 nm and a Cu film of 100 to 400 nm.
  • a protective layer 18 and an interlayer insulating layer 19 are formed.
  • silicon nitride is deposited as the protective layer 18 by CVD.
  • a pattern is formed by photolithography.
  • dry etching is performed to form a pattern of the protective layer 18 and the interlayer insulating layer 19.
  • silicon nitride as the protective layer 18 is preferably formed to a thickness of 100 to 700 nm.
  • the pixel electrode 20 is formed as shown in FIG. First, after forming a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium oxide-zinc oxide (IZO) as a film for forming the pixel electrode 20 by sputtering, a resist pattern is formed by photolithography. Thereafter, the pattern of the pixel electrode 20 is formed by wet etching, and then the resist is peeled and washed.
  • a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium oxide-zinc oxide (IZO)
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium oxide-zinc oxide
  • a transparent conductive material as the pixel electrode 20 it is preferable to form a transparent conductive material as the pixel electrode 20 to a thickness of 50 to 200 nm.
  • the active matrix substrate 10A is manufactured through the above steps.
  • the materials as described above and the thicknesses of the respective layers are not necessarily limited, and materials conventionally used as a material for the active matrix substrate can be used.
  • the scanning wiring 12, the signal electrode 16, and the drain electrode 17 in the TFT 25 of the present embodiment have a two-layer structure of a lower layer and an upper layer as shown in FIG. Has been.
  • the wet etching in the first step and the third step described above is performed by the method described below.
  • FIGS. 6 (a) to 6 (c) are views for explaining a method of manufacturing an active matrix substrate in one embodiment of the present invention, and in particular, cross-sections at each stage when patterning the scanning wiring 12 The figure is shown.
  • wet etching is performed by the method described in (1) to (3) below, and the scanning wiring 12 is patterned.
  • Ti is formed on the glass 11 as the lower layer scanning wiring 12a and Cu is formed as the upper layer scanning wiring 12b.
  • a resist 50 is formed by lithography.
  • an etchant having a H 2 O 2 concentration of 5% or more and less than 20% and a fluorine compound concentration of 0.5% or more and less than 3%.
  • Cu can be etched faster than Ti.
  • the lower-layer scanning wiring 12a and the upper-layer scanning wiring 12b are formed in a step shape by making the Cu shift amount (etching rate) larger than the Ti shift amount. be able to.
  • the etchant used in the present embodiment is not particularly limited, but preferably contains H 2 O 2 and a fluorine compound.
  • the shift amount of Cu can be adjusted by the concentration of H 2 O 2 contained in the etchant, while the shift amount of Ti can be adjusted by the concentration of the fluorine compound. Therefore, it is preferable to appropriately adjust the concentrations of H 2 O 2 and the fluorine compound contained in the etchant based on the desired shift amounts of Cu and Ti.
  • the signal electrode 16 and the drain electrode 17 can be patterned by performing wet etching by the method described in the above (1) to (3).
  • the etchant used in the above method (2) has an H 2 O 2 concentration of 5% or more and less than 20% and a fluorine compound concentration of 0.5% or more and less than 3%.
  • the etching time is preferably 1.3 to 3 times the just etching time.
  • the “just etching time” refers to a time for etching the upper layer (here, Cu) of the signal electrode 16 and the drain electrode 17 with the same width as the width of the resist 50.
  • the distance A between the peripheral edge of the lower layer and the peripheral edge of the upper layer in each of the signal electrode 16 and the drain electrode 17 can be made larger than 0.4 ⁇ m and smaller than 1.5 ⁇ m.
  • FIGS. 5A to 5C are views for explaining a method of manufacturing the counter substrate in one embodiment of the present invention, and show a cross-sectional structure at the time when each step is completed.
  • the counter substrate 30 is manufactured by three photolithography processes described in (1) to (3) below.
  • a photosensitive material is used and a black matrix 32 and red, green or blue color filter 33 layers are formed on a glass 31 by photolithography.
  • a pixel electrode 34 is deposited by sputtering to a thickness of 50 to 200 nm, and then a pattern is formed by photolithography and wet etching to form a counter electrode. To do.
  • a photo spacer 35 is formed by photolithography using a photosensitive material.
  • polyimide is formed as an alignment film on the active matrix substrate 10A and the counter substrate 30 by a printing method.
  • the liquid crystal display device 1 of the present embodiment in which the active matrix substrate 10A and the counter substrate 30 are arranged so as to overlap each other and a liquid crystal layer is formed therebetween is manufactured.
  • the active matrix substrate and the display panel according to one embodiment of the present invention are not limited to the above-described liquid crystal display device, and can be applied to a display device in organic EL, inorganic EL, electrophoresis, and the like. Accordingly, since the active matrix substrate capable of easily forming TFTs having stable characteristics is provided, a high-quality display device can be easily manufactured.
  • the signal electrode 16 and the drain electrode 17 are patterned by wet etching and dry etching in the third step in the manufacturing process of the active matrix substrate 10A of the first embodiment. Except for this point, the same method as in the first embodiment is used. Patterning of the scanning wiring 12, the signal electrode 16, and the drain electrode 17 in the present embodiment is performed by the method described below.
  • Ti is formed on the glass 11 as the lower layer scanning wiring 12a and Cu is formed as the upper layer scanning wiring 12b.
  • a resist 50 is formed by lithography.
  • an etchant having a H 2 O 2 concentration of 5% or more and less than 20% and a fluorine compound concentration of 0.5% or more and less than 3%.
  • Cu can be etched faster than Ti.
  • the lower-layer scanning wiring 12a and the upper-layer scanning wiring 12b are formed in a step shape by making the Cu shift amount (etching rate) larger than the Ti shift amount. be able to.
  • the etchant used in the present embodiment is not particularly limited, but preferably contains H 2 O 2 and a fluorine compound.
  • the shift amount of Cu can be adjusted by the concentration of H 2 O 2 contained in the etchant, while the shift amount of Ti can be adjusted by the concentration of the fluorine compound. Therefore, it is preferable to appropriately adjust the concentrations of H 2 O 2 and the fluorine compound contained in the etchant based on the desired shift amounts of Cu and Ti.
  • FIGS. 7A to 7D are views for explaining a method of manufacturing an active matrix substrate according to another embodiment of the present invention. In particular, each stage at the time of patterning the signal electrode 16 is shown. A cross-sectional view is shown. The signal electrode 16 and the drain electrode 17 are patterned by the method shown here.
  • wet etching and dry etching are performed by the method described in (4) to (7) below, and the signal electrode 16 and the drain electrode 17 are patterned.
  • Ti is formed as a lower layer signal electrode 16a and Cu is formed as an upper layer signal electrode 16b on the base.
  • a resist 50 is formed by photolithography.
  • the resist 50 is not etched by wet etching, Cu is etched to be narrower than the width of the resist 50, and in the subsequent dry etching, Ti is etched with the same width as the resist 50. Therefore, the shift amount difference between Cu and Ti can be increased.
  • the wet etching time in the present embodiment is not particularly limited, but it is preferable to adjust appropriately based on a desirable shift amount difference between Cu and Ti.
  • the lower layer signal electrode 16a and the upper layer signal electrode 16b can be configured in a step shape by making the Cu shift amount larger than the Ti shift amount.
  • the etchant and etching time used in the wet etching (5) of the above-described method are such that the distance A between the lower edge and the upper edge of the signal electrode 16 and the drain electrode 17 is 0.4 ⁇ m. It is preferably adjusted so as to be larger and smaller than 1.5 ⁇ m.
  • the upper layer is made of copper, it is preferable to perform etching for 2 to 4 times the just etching time using an etchant having a H 2 O 2 concentration of 5% or more and less than 10%.
  • the distance A between the peripheral edge of the lower layer and the peripheral edge of the upper layer in the signal electrode 16 and the drain electrode 17 can be made larger than 0.4 ⁇ m and smaller than 1.5 ⁇ m.
  • the present embodiment is different from the first embodiment and the second embodiment only in that the active matrix substrate 10B is not provided with the interlayer insulating layer 19, and the other is the same as the first embodiment and the second embodiment. It is configured. Therefore, in this embodiment, only points different from the first embodiment and the second embodiment will be described, and members having the same configuration are denoted by the same member numbers, and description thereof will be omitted.
  • FIGS. 8A to 8E are views for explaining a method of manufacturing an active matrix substrate according to another embodiment of the present invention, and show a cross-sectional structure at the time when each step is completed. . Further, FIGS. 8A to 8E show only a part near the TFT 25 of the active matrix substrate 10A. Therefore, here, a manufacturing process near the TFT 25 will be described.
  • the scanning wiring 12 is formed as shown in FIG. 8A by using the same method as the first step in the first and second embodiments.
  • the protective layer 18 is formed as shown in FIG. First, after a silicon nitride film is formed as the protective layer 18 by the CVD method, a resist pattern is formed by photolithography. After the pattern of the protective layer 18 is formed by dry etching, the resist is peeled and washed.
  • silicon nitride as the protective layer 18 is preferably formed to a thickness of 100 to 700 nm.
  • the pixel electrode 20 is formed as shown in FIG. 8E by using the same method as the fifth step in the first and second embodiments.
  • the active matrix substrate 10B is manufactured through the above steps.
  • the present embodiment is different from the first embodiment and the second embodiment in that the channel protective layer 21 is provided on the active matrix substrate 10C, and the rest is the same as the first embodiment and the second embodiment. It is configured. Therefore, in the present embodiment, only differences from the first embodiment and the second embodiment will be described, and members having the same configuration are denoted by the same member numbers, and description thereof is omitted.
  • FIGS. 9A to 9F are views for explaining a method of manufacturing an active matrix substrate in another embodiment of the present invention, and show a cross-sectional structure at the time when each step is completed. . Further, FIGS. 9A to 9F show only a part near the TFT 25 of the active matrix substrate 10C. Therefore, here, a manufacturing process near the TFT 25 will be described.
  • the scanning line 12 is formed as shown in FIG. 9A by using the same method as the first step in the first and second embodiments.
  • the insulating layer 13, the channel layer 14a, and the channel protective layer 21 are formed.
  • silicon nitride is continuously formed as the insulating layer 13
  • amorphous silicon is used as the channel layer 14 a
  • silicon nitride is used as the channel protective layer 21 by CVD.
  • a resist pattern is formed by photolithography, dry etching is performed, and the pattern of the channel protective layer 21 is formed. Then, the resist is peeled and washed.
  • the electrode contact layer 14b, the signal electrode 16, and the drain electrode 17 are formed.
  • the signal electrode 16 and the drain electrode 17 are simultaneously formed in the same layer and then formed by patterning.
  • n + amorphous silicon is deposited as the electrode contact layer 14b by the CVD method.
  • Ti is successively formed as the lower layer signal electrode 16a and the lower layer drain electrode 17a by sputtering, and Cu is continuously formed as the upper layer signal electrode 16b and the upper layer drain electrode 17b.
  • a resist pattern is formed by photolithography. Thereafter, the patterns of the lower layer signal electrode 16a, the upper layer signal electrode 16b, the lower layer drain electrode 17a, and the upper layer drain electrode 17b are formed by the method described in the first embodiment or the second embodiment. Further, a part of the electrode contact layer 14b on the channel protective layer 21 is removed by dry etching. Thereafter, the resist is peeled and washed.
  • n + amorphous silicon of 50 to 150 nm, Ti of 30 to 150 nm, and Cu of 100 to 400 nm as the electrode contact layer 14b.
  • the protective layer 18 and the interlayer insulating layer 19 are used as shown in FIG. 9E by using the same method as the fourth step in the first and second embodiments. Form.
  • the pixel electrode 20 is formed as shown in FIG. 9F by using the same method as the fifth step in the first embodiment and the second embodiment.
  • the active matrix substrate 10C is manufactured through the above steps.
  • the black matrix 22 and the color filter 23 are formed between the protective layer 18 and the interlayer insulating layer 19 in the active matrix substrate 10D, and the black matrix 32 and the color filter are formed on the counter substrate.
  • the point that the layer of the filter 33 is not formed is different from the first embodiment and the second embodiment, and the rest is configured in the same manner as the first embodiment and the second embodiment. Therefore, in the present embodiment, only differences from the first embodiment and the second embodiment will be described, and members having the same configuration are denoted by the same member numbers, and description thereof is omitted.
  • FIGS. 10A to 10F are views for explaining an active matrix substrate manufacturing method according to another embodiment of the present invention, showing a cross-sectional structure at the time when each step is completed. . Further, FIGS. 10A to 10F show only a part near the TFT 25 of the active matrix substrate 10D. Therefore, here, a manufacturing process near the TFT 25 will be described.
  • the first step, (2) the second step, and (3) the third step are the same as those in the first embodiment and the second embodiment, and are omitted here.
  • the cross-sectional structures at the time when these steps are completed are shown in FIGS. 10 (a) to 10 (c).
  • the protective layer 18, the black matrix 22, and the color filter 23 are formed.
  • silicon nitride is deposited as the protective layer 18 by CVD.
  • a black matrix 22 and red, green, and blue color filter 23 layers are formed by photolithography using a photosensitive material.
  • silicon nitride as the protective layer 18 is preferably formed to a thickness of 100 to 700 nm.
  • an interlayer insulating layer 19 is formed as shown in FIG. After forming a photosensitive interlayer insulating film material as the interlayer insulating layer 19, a pattern is formed by photolithography. Thereafter, dry etching is performed to form a pattern of the interlayer insulating layer 19.
  • the pixel electrode 20 is formed as shown in FIG. First, after forming a transparent conductive material such as ITO (or IZO) as a film for forming the pixel electrode 20 by sputtering, a resist pattern is formed by photolithography. Thereafter, the pattern of the pixel electrode 20 is formed by wet etching, and then the resist is peeled and washed.
  • a transparent conductive material such as ITO (or IZO)
  • a transparent conductive material as the pixel electrode 20 it is preferable to form a transparent conductive material as the pixel electrode 20 to a thickness of 50 to 200 nm.
  • the active matrix substrate 10D is manufactured through the above steps.
  • the counter substrate since the active matrix substrate 10D includes the black matrix 22 and the color filter 23, the counter substrate does not need to include the black matrix and color filter layers. Therefore, although not shown, the counter substrate of the present embodiment is configured not to include a black matrix and a color filter.
  • Example 1 An active matrix substrate having a TFT having the same structure as that shown in FIG. 1 was manufactured, and TFT characteristics were measured.
  • the active matrix substrate was manufactured using the method described in the second embodiment. That is, in the third step, patterning of the signal electrode 16 and the drain electrode 17 was performed by wet etching and dry etching.
  • wet etching was performed under three kinds of conditions to produce three kinds of active matrix substrates.
  • the three types of conditions were that an etchant with an appropriate H 2 O 2 concentration was used, and the wet etching time was 1.5 times, 1.75 times, and 2 times the just etching time, respectively.
  • TFTs having distances A between the lower edge of the signal electrode 16 and the drain electrode 17 and the upper edge of the upper layer of 0.2 ⁇ m, 0.3 ⁇ m, and 0.45 ⁇ m were formed.
  • the TFT characteristics were investigated using these active matrix substrates.
  • the TFT characteristics were measured using a manual prober and a semiconductor parameter analyzer (manufactured by Agilent).
  • FIG. 11 is a graph showing TFT characteristics of an active matrix substrate in one example of the present invention.
  • the distance A is 0.5 ⁇ m or less, that is, 0.2 ⁇ m or 0.3 ⁇ m
  • the TFT characteristics are greatly shifted to the plus side.
  • the distance A was 0.45 ⁇ m, good TFT characteristics were obtained.
  • Example 2 An active matrix substrate having a TFT having a structure similar to that shown in FIG. 1 was manufactured, and the manufacturing conditions were evaluated.
  • the active matrix substrate was manufactured using the method described in the first embodiment. That is, in the third step, patterning of the signal electrode 16 and the drain electrode 17 was performed only by wet etching.
  • wet etching was performed under three types of conditions to produce three types of active matrix substrates.
  • the three types of conditions are to produce three types of etchants in which the H 2 O 2 concentration in the etchant is set in three stages, and to perform etching using each etchant.
  • TFTs having distances A of 1.0 ⁇ m, 1.3 ⁇ m, and 1.6 ⁇ m, respectively, between the lower edge and the upper edge of the signal electrode 16 and the drain electrode 17 were formed.
  • 15A to 15D are views showing electron microscope images of the active matrix substrate at the end of the wet etching in the third step.
  • 15A is a cross section of an active matrix substrate having a distance A of 1.0 ⁇ m
  • FIG. 15B is a cross section of an active matrix substrate having a distance A of 1.3 ⁇ m
  • FIG. 15C Indicates a cross section of an active matrix substrate having a distance A of 1.6 ⁇ m.
  • FIG. 15D is a top view of the active matrix substrate shown in FIG. 15C with the resist 50 removed.
  • the resist 50 remained stably.
  • This active matrix substrate could be dry etched after wet etching.
  • This example shows that when the distance A is 1.0 ⁇ m or 1.3 ⁇ m, the resist 50 used for patterning the drain electrode 17 can be prevented from peeling off. In other words, it was strongly suggested that when the distance A is smaller than 1.5 ⁇ m, the resist can be prevented from being peeled off, and even a thin wiring can be easily formed.
  • the second metal layer preferably contains copper or a copper alloy.
  • the resistance of an electrode can be made low. Further, when the active matrix substrate is manufactured, the copper or copper alloy can be prevented from moving to the semiconductor layer, so that the TFT characteristics can be prevented from being deteriorated and stable characteristics can be obtained.
  • the first metal layer includes at least one selected from the group consisting of titanium, tantalum, molybdenum, and alloys thereof.
  • titanium, tantalum, molybdenum, and alloys thereof are not easily diffused by dry etching or the like, and thus do not move onto the semiconductor layer in the manufacturing process. Accordingly, it is possible to prevent deterioration of TFT characteristics and obtain stable characteristics.
  • the electrode is preferably a signal electrode or a drain electrode.
  • any metal can be used for the second metal layer of the signal electrode or the drain electrode without deteriorating the characteristics of the TFT. Further, the resist used when patterning the signal electrode or the drain electrode can be prevented from being peeled off, and can be easily formed even when the signal electrode or the drain electrode is thin.
  • the thin film transistor includes the two electrodes, and a portion of the upper surface of the semiconductor layer that is not covered with the first metal layer is interposed between the thin film transistors. It is preferable that the stepped portions of each of the electrodes are arranged to face each other.
  • one of the two electrodes is a signal electrode and the other is a drain electrode.
  • any metal can be used for the second metal layer of the signal electrode and the drain electrode without degrading the characteristics of the TFT. Further, the resist used for patterning the signal electrode and the drain electrode can be prevented from being peeled off, and can be easily formed even when the signal electrode and the drain electrode are thin.
  • a display panel according to one embodiment of the present invention includes any one of the active matrix substrates described above.
  • a display device according to one embodiment of the present invention includes the above display panel.
  • the present invention since it is possible to easily form TFTs having stable characteristics, the present invention can be suitably used when manufacturing high-quality active matrix substrates and liquid crystal display devices.
  • Liquid crystal display device 2 Liquid crystal display panel (display panel) 10A active matrix substrate 14 semiconductor layer 16 signal electrode (electrode) 16a Lower layer signal electrode (first metal layer) 16b Upper signal electrode (second metal layer) 17 Drain electrode (electrode) 17a Lower drain electrode (first metal layer) 17b Upper drain electrode (second metal layer) 25 TFT (Thin Film Transistor)

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Abstract

ドレイン電極（１７）は、半導体層（１４）の上面の一部を覆うように積層された下層ドレイン電極（１７ａ）と上層ドレイン電極（１７ｂ）とを備え、半導体層（１４）と下層ドレイン電極（１７ａ）と上層ドレイン電極（１７ｂ）とは階段状に構成されており、上記階段状に構成されている部分において、下層ドレイン電極（１７ａ）の周縁と上層ドレイン電極（１７ｂ）の周縁との距離が、０．４μｍより大きく、１．５μｍより小さい。

Description

アクティブマトリクス基板、表示パネル及び表示装置
　本発明は、薄膜トランジスタを備えたアクティブマトリクス基板、ならびにこのアクティブマトリクス基板を備えた表示パネル及び表示装置に関する。
　近年、液晶表示装置は、ＣＲＴ（Cathode-Ray-Tube）に比べて消費電力が少なく、小型化がしやすいため、急速に普及しつつある。これらの液晶表示装置の中でも、応答速度が速く、多階調表示が容易なアクティブマトリクス型の液晶表示装置が広く使用されている。
　アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、多数の画素がマトリクス状に配列されたアクティブマトリクス基板と、これに対向するように配置された対向基板とを備えており、さらにこれら２つの基板の間に表示媒体である液晶層が挟持された構造を有している。アクティブマトリクス基板には、複数の走査配線と複数の信号配線とが交差するように配置されており、その交差部近傍に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有する画素部が形成されている。
　特許文献１には、アクティブ層上に位置して、互いに第１距離離隔されている第１及び第２オーミックコンタクト層と；前記第１及び第２オーミックコンタクト層上に各々位置して、互いに前記第１距離離隔し、その間に前記アクティブ層が露出される第１及び第２バリアパターンと；前記第１及び第２バリアパターン上に各々位置して、データ配線に連結されるソース電極と前記ソース電極から前記第１距離より大きい第２距離離隔されているドレイン電極と；を含む液晶表示装置用アレイ基板が記載されている。
日本国公開特許公報「特開２００８－１６６７８９号公報（２００８年７月１７日公開）」
　従来のアクティブマトリクス基板の例を、図１３及び図１４を参照して説明する。図１４は、従来のアクティブマトリクス基板の一部の断面図を示す。なお、図１４は、従来のアクティブマトリクス基板３００のＴＦＴ３２５付近の一部分のみを示す。
　図１４に示すように、従来のアクティブマトリクス基板３００は、ガラス３１１、走査配線３１２、絶縁層３１３、半導体層３１４、信号電極３１６、ドレイン電極３１７、保護層３１８、層間絶縁層３１９、及び画素電極３２０を備えている。これらは、図１４に示すように積層されることにより、ＴＦＴ３２５を構成している。半導体層３１４は、チャネル層３１４ａと電極コンタクト層３１４ｂとにより構成されている。また、信号電極３１６は下層信号電極３１６ａと上層信号電極３１６ｂとを備え、ドレイン電極３１７は下層ドレイン電極３１７ａと上層ドレイン電極３１７ｂとを備えている。
　従来のアクティブマトリクス基板３００における信号電極３１６及びドレイン電極３１７では、図１４に示すように、上層が下層の上面の全てを覆うように積層されている。
　ここで、アクティブマトリクス基板３００の製造工程において、上層ドレイン電極３１７ｂに用いる材料が拡散する場合がある。上層ドレイン電極３１７ｂに用いる材料が拡散するおそれがあるプロセスとしては、例えばドレイン電極３１７をドライエッチングするプロセス、ＣＶＤ法により保護層３１８の材料を成膜するプロセスなどが挙げられる。このように拡散した材料が半導体層３１４上に移動してしまうと、ＴＦＴの特性が低下してしまう。
　図１３は、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ための図であり、特にドレイン電極３１７のパターニングを行なった際の断面構造を示す。従来のアクティブマトリクス基板３００は、上層ドレイン電極３１７ｂと半導体層３１４との距離が近い。そのため、例えばドライエッチングなどによって上層ドレイン電極３１７ｂに用いる材料が拡散した場合に、図１３に矢印で示すように、拡散した材料が半導体層３１４上に移動してしまうおそれが高い。
　したがって、従来のアクティブマトリクス基板３００においては、上層ドレイン電極３１７ｂに用いる材料が半導体層３１４上に移動することにより、ＴＦＴ３２５の特性の低下を招いてしまうという問題が生じる。上述した特許文献１の技術においても、このような問題を解決するための方法は記載されていない。
　また、特許文献１には、ソース電極及びドレイン電極をウェットエッチングによりパターニングし、バリアパターンを乾式エッチングによりパターニングすることによって、ソース電極及びドレイン電極がバリアパターンよりも大きくエッチング（オーバーエッチング）されることが記載されている。しかし、ソース電極及びドレイン電極がオーバーエッチングされる量については、全く規定されていない。そのため、オーバーエッチングされる量が少ない場合には、ソース電極及びドレイン電極に用いる材料が拡散して半導体層上に移動するという問題が生じる。また、オーバーエッチングされる量が多い場合には、レジストの剥がれが生じたり、細い配線を形成することが困難になったりするという問題が生じる。
　特許文献１には、これらの問題についても、これらの問題を解決する方法についても全く記載されていない。そのため、従来技術における配線構造では、安定な特性を有するＴＦＴを容易に形成させることが困難である。
　本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、安定な特性を有するＴＦＴを容易に形成させることが可能な配線構造を備えたアクティブマトリクス基板、ならびにこれを備えた表示パネル及び表示装置を提供することにある。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアクティブマトリクス基板は、半導体層と、当該半導体層に電気的に接続されている電極とにより構成されている薄膜トランジスタを備えており、上記電極は、上記半導体層の上面の一部を覆うように積層された第１の金属層と、上記第１の金属層に積層された第２の金属層とを備え、上記半導体層と上記第１の金属層と上記第２の金属層とは、階段状に構成されており、上記階段状に構成されている部分において、上記第１の金属層の周縁と上記第２の金属層の周縁との距離が、０．４μｍより大きく、１．５μｍより小さいことを特徴とする。
　上記の構成であれば、第１の金属層を備え、かつ第１の金属層の周縁と第２の金属層の周縁との距離が０．４μｍより大きいことにより、半導体層と第２の金属層とを十分に離すことができる。そのため、アクティブマトリクス基板を製造する過程において、例えば電極をパターニングする際などに、第２の金属層に用いる材料が半導体層に移動してしまうことを防ぐことができる。
　したがって、ＴＦＴの特性の低下を防止し、安定な特性を得ることができる。また、ＴＦＴの特性を低下させることなく、第２の金属層にいかなる金属をも用いることができる。
　また、第１の金属層の周縁と第２の金属層の周縁との距離が１．５μｍより小さいことにより、電極をパターニングする際に用いるレジストが剥がれることを防止することができ、細い配線であっても容易に形成させることができる。したがって、本発明であれば、安定な特性を有するＴＦＴを容易に形成させることが可能なアクティブマトリクス基板とすることができる。
　本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
　本発明に係るアクティブマトリクス基板は、以上のように、半導体層と、当該半導体層に電気的に接続されている電極とにより構成されている薄膜トランジスタを備えており、上記電極は、上記半導体層の上面の一部を覆うように積層された第１の金属層と、上記第１の金属層に積層された第２の金属層とを備え、上記半導体層と上記第１の金属層と上記第２の金属層とは、階段状に構成されており、上記階段状に構成されている部分において、上記第１の金属層の上面は、上記半導体層の上面における上記第１の金属層に覆われていない部分に、上記第２の金属層よりも突出していることにより、上記第２の金属層に覆われていない部分を有しており、かつ、上記第１の金属層の周縁と上記第２の金属層の周縁との距離が、０．４μｍより大きく、１．５μｍより小さいので、安定な特性を有するＴＦＴを容易に形成させることが可能な配線構造を備えたアクティブマトリクス基板を提供することができる。
本発明の一実施形態におけるアクティブマトリクス基板の一部の断面図を示す。 本発明の一実施形態におけるアクティブマトリクス基板の要部の断面図を示す。 本発明の一実施形態における液晶表示装置を示す図である。 図４の（ａ）～図４の（ｅ）は、本発明の一実施形態におけるアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図である。 図５の（ａ）～図５の（ｃ）は、本発明の一実施形態における対向基板の製造方法を説明するための図である。 図６の（ａ）～図６の（ｃ）は、本発明の一実施形態におけるアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図である。 図７の（ａ）～図７の（ｄ）は、本発明の他の実施形態におけるアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図である。 図８の（ａ）～図８の（ｅ）は、本発明の他の実施形態におけるアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図である。 図９の（ａ）～図９の（ｆ）は、本発明の他の実施形態におけるアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図である。 図１０の（ａ）～図１０の（ｆ）は、本発明の他の実施形態におけるアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の一実施例におけるアクティブマトリクス基板のＴＦＴ特性を示すグラフである。 本発明の一実施形態におけるアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図である。 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ための図である。 従来のアクティブマトリクス基板の一部の断面図を示す。 （ａ）～（ｄ）は、第３工程のウェットエッチング終了時点におけるアクティブマトリクス基板の電子顕微鏡画像を表す図である。
　〔第１実施形態〕
　以下、本発明に係る液晶表示装置の第１実施形態について、詳細に説明する。
　まず、本実施形態に係る液晶表示装置（表示装置）１の構成について説明する。
　（液晶表示装置１の構成）
　液晶表示装置１の構成について、図１～図３を参照して説明する。まず、液晶表示装置１の全体像について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の一実施形態における液晶表示装置を示す図である。
　液晶表示装置１は、アクティブマトリクス型の液晶表示パネル（表示パネル）２を備えた液晶表示装置１である。液晶表示パネル２は、図３に示すように、アクティブマトリクス基板１０Ａと、対向基板３０とが、液晶層（図示せず）を挟んで張り合わせられて形成されている。
　アクティブマトリクス基板１０Ａは、図示しないが画素電極がマトリクス状に配置されており、観察者に視認される画像を表示する表示領域と、表示領域の外側に設けられ、観察者に画像が視認されない非表示領域とに分けられる。非表示領域には、走査配線１２が外部の信号を受けるための走査配線端子部４１と、信号配線が外部の信号を受けるための信号配線端子部４２とが設けられている。走査配線端子部４１及び信号配線端子部４２は、それぞれ走査配線１２又は信号配線に接続されている端子配線４３と接続されている。
　アクティブマトリクス基板１０Ａには、複数の走査配線１２と複数の信号配線とが交差するように配置されており、その交差部近傍に薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」ともいう。）２５が形成されている。ＴＦＴ２５は画素部を構成する。各ＴＦＴ２５に対応して、信号電極（電極）１６とドレイン電極（電極）１７と画素電極２０とが設けられている。ＴＦＴ２５の構造については後述する。
　（ＴＦＴ２５の基本的な構造）
　アクティブマトリクス基板１０Ａに形成されているＴＦＴ２５の基本的な構成について、図１を参照して以下に説明する。図１は、本発明の一実施形態におけるアクティブマトリクス基板の一部の断面図を示す。なお、図１は、アクティブマトリクス基板１０ＡのＴＦＴ２５付近の一部分のみを示す。
　アクティブマトリクス基板１０Ａは、ガラス１１、走査配線１２、絶縁層１３、半導体層１４、信号電極１６、ドレイン電極１７、保護層１８、層間絶縁層１９、及び画素電極２０を備えている。これらは、図１に示すように積層されることにより、ＴＦＴ２５を構成している。
　ＴＦＴ２５は、逆スタガ型（ボトムゲート）の構造である。すなわち、ＴＦＴ２５において、最下層に走査配線１２が配置され、走査配線１２の上に絶縁層１３と半導体層１４とが形成され、絶縁層１３と半導体層１４との上に信号電極１６及びドレイン電極１７が形成されている。
　半導体層１４は、チャネル層１４ａと電極コンタクト層１４ｂとにより構成されており、信号電極１６とドレイン電極１７とを導通させるための層である。
　チャネル層１４ａとしては、例えば、アモルファスシリコンなどを用いてもよく、また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム－酸化ガリウム－酸化亜鉛の組成をもつアモルファス薄膜（ＩＧＺＯ）等の酸化物半導体を用いてもよい。
　電極コンタクト層１４ｂは、例えばｎ型不純物が高濃度にドープされたＮ＋コンタクト層であってもよく、例えばＮ＋アモルファスシリコンなどを用いることができる。
　信号電極１６は、信号配線に設けられている電極である。信号電極１６は、下層信号電極（第１の金属層）１６ａと上層信号電極（第２の金属層）１６ｂとを備え、半導体層１４に電気的に接続されている。
　ドレイン電極１７は、下層ドレイン電極（第１の金属層）１７ａと上層ドレイン電極（第２の金属層）１７ｂとを備え、半導体層１４に電気的に接続されている。ドレイン電極１７は、信号電極１６と、半導体層１４を介して電気的に接続されている。
　下層信号電極１６ａ及び下層ドレイン電極１７ａに用いる材料としては、特に限定されないが、製造工程において拡散しにくい金属を用いることが好ましい。例えばチタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、又はこれらの合金などを用いることができる。このような構成であれば、製造工程において、下層信号電極１６ａ及び下層ドレイン電極１７ａに用いる金属が半導体層１４に拡散しないため、良好な特性を有するＴＦＴを形成させることができる。
　上層信号電極１６ｂ及び上層ドレイン電極１７ｂに用いる材料としては、特に限定されないが、例えば銅（Ｃｕ）、銅合金、アルミニウム（Ａｌ）などが挙げられ、銅又は銅合金が好ましい。銅又は銅合金であれば、抵抗が小さいため、信号電極１６又はドレイン電極１７の抵抗を小さくすることができる。
　銅としては、例えば純銅などを用いることができる。また、銅合金としては、例えば、銅－マグネシウム合金（ＣｕＭｇ）、銅－マンガン合金（ＣｕＭｎ）、銅－アルミニウム合金（ＣｕＡｌ）、銅－チタン合金（ＣｕＴｉ）、銅－ジルコニウム合金（ＣｕＺｒ）、銅－モリブデン合金（ＣｕＭｏ）などを用いることができる。
　走査配線１２は、図１では図示しないが、下層走査配線１２ａと上層走査配線１２ｂとを備えている。下層走査配線１２ａに用いる材料としては、下層信号電極１６ａ及び下層ドレイン電極１７ａに用いることができる材料と同じものを用いることができる。また、上層走査配線１２ｂに用いる金属としては、上層信号電極１６ｂ及び上層ドレイン電極１７ｂに用いることができる材料と同じものを用いることができる。
　絶縁層としては、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などを用いてもよく、また、ＳｉＮｘとＳｉＯ２とを積層してもよい。ゲート絶縁膜１０３の厚さは、１０００～５０００Åであることが好ましい。
　保護層１８としては、例えば窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などを用いることができる。
　層間絶縁層１９としては、フォト感光性を有するものを用いることが好ましく、例えば感光性アクリル樹脂などを用いることができる。
　画素電極２０としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム－酸化亜鉛（ＩＺＯ）などの透明導電材料を用いることができる。
　次に、ＴＦＴ２５における信号電極１６及びドレイン電極１７の構造について、より詳細に以下に説明する。
　（信号電極１６及びドレイン電極１７の構造）
　ＴＦＴ２５における信号電極１６及びドレイン電極１７の構造について、図２を参照して説明する。図２は、本発明の一実施形態におけるアクティブマトリクス基板の要部の断面図を示す。なお、ここでは、ＴＦＴ２５におけるドレイン電極１７の構造について説明するが、ＴＦＴ２５における信号電極１６もドレイン電極１７と同様に構成されている。
　つまり、以下の説明において、ドレイン電極１７は信号電極１６に、下層ドレイン電極１７ａは下層信号電極１６ａに、上層ドレイン電極１７ｂは上層信号電極１６ｂに、適宜置き換えることができる。
　ＴＦＴ２５において、ドレイン電極１７の下層ドレイン電極１７ａは、半導体層１４の上面の一部を覆うように積層されている。ここでは下層ドレイン電極１７ａは、半導体層１４における電極コンタクト層１４ｂの上面の一部を覆うように積層されている。また、上層ドレイン電極１７ｂは、下層ドレイン電極１７ａに積層されている。そして、チャネル層１４ａと、電極コンタクト層１４ｂと、下層ドレイン電極１７ａと、上層ドレイン電極１７ｂとは、ＴＦＴ２５において、階段状に構成されている。
　この階段状に構成されている部分において、下層ドレイン電極１７ａは、半導体層１４の上面における下層ドレイン電極１７ａに覆われていない部分１４ａａ及び１４ｂａのある方向に、上層ドレイン電極１７ｂよりも突出していることにより、上層ドレイン電極１７ｂに覆われていない部分１７ａａを有している。
　また、この階段状に構成されている部分において、下層ドレイン電極１７ａの周縁と上層ドレイン電極１７ｂの周縁との距離Ａは、０．４μｍより大きく、１．５μｍより小さい。
　ここで、「下層ドレイン電極１７ａの周縁」とは、下層ドレイン電極１７ａの上面又はこれに続く端面が半導体層１４の上面に接触する部分をさす。また、「上層ドレイン電極１７ｂの周縁」とは、上層ドレイン電極１７ｂの上面又はこれに続く端面が下層ドレイン電極１７ａの上面に接触する部分をさす。
　本実施形態では、下層ドレイン電極１７ａを備え、かつ距離Ａが０．４μｍより大きいことにより、半導体層１４と上層ドレイン電極１７ｂとを十分に離すことができる。図１２は、本発明の一実施形態におけるアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図であり、特にドレイン電極１７のパターニングを行なった際の断面構造を示す。図１２に示すように、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板１０Ａでは、上層ドレイン電極１７ｂと半導体層１４とが十分離れている。そのため、ドレイン電極１７のパターニングの際に上層ドレイン電極１７ｂの材料が半導体層１４に移動してしまうことを防ぐことができる。
そのため、本実施形態であれば、上層ドレイン電極１７ｂにいかなる金属を用いた場合でも、製造工程においてこの金属が半導体層１４にまで移動することを防ぐことができる。したがって、ＴＦＴの特性の低下を防止し、安定な特性を得ることができる。換言すると、本実施形態であれば、ＴＦＴの特性を低下させることなく、上層ドレイン電極１７ｂにいかなる金属をも用いることができる。
　また、距離Ａが１．５μｍより小さいことにより、ドレイン電極１７をパターニングする際に用いるレジストが剥がれることを防止することができ、細い配線であっても容易に形成させることができる。したがって、本実施形態の配線構造であれば、安定な特性を有するＴＦＴを容易に形成させることができる。
　なお、下層ドレイン電極１７ａは、電極コンタクト層１４ｂを完全に覆うように積層されていてもよい。この場合には、下層ドレイン電極１７ａは、電極コンタクト層１４ｂとともに、チャネル層１４ａの上面の一部を覆うように積層され、チャネル層１４ａと下層ドレイン電極１７ａと上層ドレイン電極１７ｂとが、階段状に構成される。
　また、電極コンタクト層１４ｂがチャネル層１４ａを完全に覆っていてもよい。この場合には、下層ドレイン電極１７ａは、電極コンタクト層１４ｂの上面の一部を覆うように積層され、電極コンタクト層１４ｂと下層ドレイン電極１７ａと上層ドレイン電極１７ｂとが階段状に構成される。
　本実施形態に係るアクティブマトリクス基板は、表示装置における表示パネルに好適に用いることができる。
　次に、本実施形態に係る液晶表示装置１の製造方法について、以下に説明する。
　まず、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板１０Ａの製造工程について説明する。なお、本実施形態においては、下層走査配線１２ａ、下層信号電極１６ａ及び下層ドレイン電極１７ａにＴｉを用い、上層走査配線１２ｂ、上層信号電極１６ｂ及び上層ドレイン電極１７ｂにＣｕを用いた場合を例にして説明する。
　（アクティブマトリクス基板１０Ａの製造工程）
　本実施形態におけるアクティブマトリクス基板１０Ａは、５回のフォトリソグラフィ工程によって製造される。
　ここで、図４の（ａ）～図４の（ｅ）を参照しながら、本実施形態のアクティブマトリクス基板１０Ａの製造工程を工程順に（１）～（５）に説明する。図４の（ａ）～図４の（ｅ）は、本発明の一実施形態におけるアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図であり、各工程が終了した時点での断面構造を示す。また、図４の（ａ）～図４の（ｅ）は、アクティブマトリクス基板１０ＡのＴＦＴ２５付近の一部分のみを示している。したがって、ここでは、ＴＦＴ２５付近の製造工程について説明する。
　（１）第１工程
　第１工程では、図４の（ａ）に示すように、走査配線１２を形成する。まず、ガラス１１上にスパッタ法により下層走査配線１２ａとしてＴｉ、及び上層走査配線１２ｂとしてＣｕを連続して成膜した後に、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成する。その後、後述する方法によりウェットエッチングを行い、下層走査配線１２ａ及び上層走査配線１２ｂのパターンを形成した後、レジストを剥離洗浄する。
　本工程では、特に限定されないが、Ｔｉを３０～１５０ｎｍ、Ｃｕを２００～５００ｎｍ成膜することが好ましい。
　（２）第２工程
　第２工程では、図４の（ｂ）に示すように、絶縁層１３、チャネル層１４ａ及び電極コンタクト層１４ｂを形成する。まず、ＣＶＤ法により、絶縁層１３として窒化シリコン、チャネル層１４ａとしてアモルファスシリコン、及び電極コンタクト層１４ｂとしてｎ＋アモルファスシリコンを連続して成膜する。その後、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成する。その後、ドライエッチングを行い、チャネル層１４ａ及び電極コンタクト層１４ｂのパターンを形成した後、レジストを剥離洗浄する。
　本工程では、特に限定されないが、絶縁層１３としての窒化シリコンを２００～５００ｎｍ、チャネル層１４ａとしてのアモルファスシリコンを３０～３００ｎｍ、電極コンタクト層１４ｂとしてのｎ＋アモルファスシリコンを５０～１５０ｎｍ成膜することが好ましい。
　（３）第３工程
　第３工程では、図４の（ｃ）に示すように、信号電極１６及びドレイン電極１７を形成する。信号電極１６とドレイン電極１７とは、同一の層に同時に成膜された後、パターニングによってそれぞれが形成される。
　まず、スパッタ法により下層信号電極１６ａ及び下層ドレイン電極１７ａとしてＴｉ、上層信号電極１６ｂ及び上層ドレイン電極１７ｂとしてＣｕを連続して成膜した後に、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成する。その後、後述する方法によりウェットエッチングを行い、下層信号電極１６ａ、上層信号電極１６ｂ、下層ドレイン電極１７ａ、及び上層ドレイン電極１７ｂそれぞれのパターンを形成する。さらに、ドライエッチングにより、電極コンタクト層１４ｂの一部を除去する。その後、レジストを剥離洗浄する。
　本工程では、特に限定されないが、Ｔｉを３０～１５０ｎｍ、Ｃｕを１００～４００ｎｍ成膜することが好ましい。
　（４）第４工程
　第４工程では、図４の（ｄ）に示すように、保護層１８及び層間絶縁層１９を形成する。まず、ＣＶＤ法により、保護層１８として窒化シリコンを成膜する。次いで、層間絶縁層１９として感光性層間絶縁膜材料を成膜した後に、フォトリソグラフィによりパターン形成する。その後、ドライエッチングを行い、保護層１８及び層間絶縁層１９のパターンを形成する。
　本工程では、特に限定されないが、保護層１８としての窒化シリコンを１００～７００ｎｍ成膜することが好ましい。
　（５）第５工程
　第５工程では、図４の（ｅ）に示すように、画素電極２０を形成する。まず、スパッタ法により画素電極２０を形成するための膜として酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または酸化インジウム－酸化亜鉛（ＩＺＯ）などの透明導電材料を成膜した後に、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成する。その後、ウェットエッチングにより、画素電極２０のパターンを形成した後、レジストを剥離洗浄する。
　本工程では、特に限定されないが、画素電極２０としての透明導電材料を５０～２００ｎｍ成膜することが好ましい。
　以上の工程によって、アクティブマトリクス基板１０Ａが製造される。ただし、本発明では、上述したような材料や、各層の厚さに必ずしも限定されることはなく、アクティブマトリクス基板の材料として従来から一般的に使用されているものを使用することができる。
　（ウェットエッチング方法）
　本実施形態のＴＦＴ２５における走査配線１２、信号電極１６及びドレイン電極１７は、図４の（ｅ）に示すように、下層と上層との２層構造であり、下層と上層とは階段状に構成されている。
　このような構造にするために、本実施形態においては、上述した第１工程及び第３工程におけるウェットエッチングを、以下に説明する方法により行う。
　本実施形態の第１工程で行なうウェットエッチングの方法について、図６の（ａ）～図６の（ｃ）を参照して説明する。図６の（ａ）～図６の（ｃ）は、本発明の一実施形態におけるアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図であり、特に走査配線１２をパターニングする際の各段階の断面図を示す。
　第１工程においては、以下（１）～（３）に説明する方法によりウェットエッチングを行ない、走査配線１２をパターニングする。
　（１）第１工程においてウェットエッチングを行なう直前には、図６の（ａ）に示すように、ガラス１１上に下層走査配線１２ａとしてＴｉ、及び上層走査配線１２ｂとしてＣｕが成膜され、フォトリソグラフィによりレジスト５０が形成されている。
　（２）次に、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）とフッ素化合物とを含むエッチャントを用いて、ウェットエッチングを行い、図６の（ｂ）に示すように、Ｔｉ及びＣｕを同時にエッチングする。
　本実施形態においては、Ｈ２Ｏ２濃度が５％以上２０％未満であり、かつフッ素化合物濃度が０．５％以上３％未満であるエッチャントを用いることが好ましい。これにより、Ｔｉよりも早くＣｕをエッチングさせることができる。その結果、図６の（ｂ）に示すように、Ｃｕのシフト量（エッチングレート）をＴｉのシフト量よりも大きくさせることによって、下層走査配線１２ａと上層走査配線１２ｂとを階段状に構成させることができる。
　なお、本実施形態に用いるエッチャントは、特に限定されないが、Ｈ２Ｏ２とフッ素化合物とを含むものであることが好ましい。このような構成であれば、エッチャントに含まれるＨ２Ｏ２の濃度によってＣｕのシフト量を調節することができ、一方フッ素化合物の濃度によってＴｉのシフト量を調節することができる。したがって、エッチャントに含まれるＨ２Ｏ２及びフッ素化合物の濃度を、Ｃｕ及びＴｉの望ましいシフト量に基づいて、適宜調整することが好ましい。
　（３）続いて、レジスト５０を剥離洗浄し、図６の（ｃ）に示すような走査配線１２のパターンを完成させる。
　第３工程においても、以上の（１）～（３）に説明する方法によりウェットエッチングを行ない、信号電極１６及びドレイン電極１７をパターニングすることができる。なお、第３工程においては、上述した方法の（２）において用いるエッチャントは、Ｈ２Ｏ２濃度が５％以上２０％未満であり、かつフッ素化合物濃度が０．５％以上３％未満であることが好ましく、エッチング時間はジャストエッチング時間の１.３～３倍の時間行なうことが好ましい。なお、「ジャストエッチング時間」とは、信号電極１６及びドレイン電極１７の上層（ここではＣｕ）がレジスト５０の幅と同じ幅にてエッチングされる時間をいう。
　これにより、信号電極１６及びドレイン電極１７のそれぞれにおける下層の周縁と上層の周縁との距離Ａを、０．４μｍより大きく、かつ１．５μｍより小さくすることができる。
　（対向基板３０の製造工程）
　次に、図５の（ａ）～図５の（ｃ）を参照しながら、本実施形態における対向基板３０の製造工程について説明する。図５の（ａ）～図５の（ｃ）は、本発明の一実施形態における対向基板の製造方法を説明するための図であり、各工程が終了した時点での断面構造を示す。
　対向基板３０は、以下（１）～（３）に説明する３回のフォトリソグラフィ工程によって製造される。
　（１）図５の（ａ）に示すように、ガラス３１上に、感光性材料を用い、フォトリソグラフィによりブラックマトリクス３２、及び、赤、緑又は青のカラーフィルター３３の各層を形成する。
　（２）図５の（ｂ）に示すように、スパッタ法により画素電極３４を、厚さ５０～２００ｎｍにて堆積した後、フォトリソグラフィ及びウェットエッチングによりパターンを形成することによって、対向電極を形成する。
　（３）図５の（ｃ）に示すように、感光性材料を用い、フォトリソグラフィにより、フォトスペーサ３５を形成する。
　（貼り合わせ工程）
　さらに、アクティブマトリクス基板１０Ａと対向基板３０とを貼り合わせて、液晶層を形成する、貼り合わせ工程について以下（１）～（３）に説明する。
　（１）まず、アクティブマトリクス基板１０Ａ及び対向基板３０に、配向膜としてポリイミドを印刷法により形成する。
　（２）次に、アクティブマトリクス基板１０Ａ及び対向基板３０を、シール剤を印刷し、液晶を滴下した後に貼り合わせる。
　（３）貼り合わせた基板を、ダイシングにより分断する。
　以上の工程により、アクティブマトリクス基板１０Ａと対向基板３０とを重ねて配置し、その間に液晶層が形成された、本実施形態の液晶表示装置１が製造される。
　なお、本発明の一態様に係るアクティブマトリクス基板及び表示パネルは、上述した液晶表示装置に限定されず、例えば有機ＥＬ、無機ＥＬ、電気泳動等における表示装置などにも適用することができる。これにより、安定な特性を有するＴＦＴを容易に形成させることができるアクティブマトリクス基板を備えているので、高品質な表示装置を容易に製造することができる。
　〔第２実施形態〕
　本発明に係る液晶表示装置の第２実施形態について、以下に説明する。
　本実施形態においては、アクティブマトリクス基板１０Ａの製造工程のみが第１実施形態と異なっており、他は第１実施形態と同様に構成されている。よって、本実施形態では、第１実施形態と異なる点のみについて説明し、同様の構成の部材には同じ部材番号を付してその説明は省略する。
　本実施形態においては、第１実施形態のアクティブマトリクス基板１０Ａの製造工程における第３工程において、信号電極１６及びドレイン電極１７をウェットエッチング及びドライエッチングによってパターニングする。この点以外は、第１実施形態と同じ方法を用いる。本実施形態における走査配線１２、信号電極１６及びドレイン電極１７のパターニングは、以下に説明する方法により行う。
　（走査配線１２のパターニング）
　まず、本実施形態の第１工程で行なうウェットエッチングの方法について、図６の（ａ）～図６の（ｃ）を参照して説明する。第１工程においては、以下（１）～（３）に説明する方法によりウェットエッチングを行ない、走査配線１２をパターニングする。
　（１）第１工程においてウェットエッチングを行なう直前には、図６の（ａ）に示すように、ガラス１１上に下層走査配線１２ａとしてＴｉ、及び上層走査配線１２ｂとしてＣｕが成膜され、フォトリソグラフィによりレジスト５０が形成されている。
　（２）次に、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）とフッ素化合物とを含むエッチャントを用いて、ウェットエッチングを行い、図６の（ｂ）に示すように、Ｔｉ及びＣｕを同時にエッチングする。
　本実施形態においては、Ｈ２Ｏ２濃度が５％以上２０％未満であり、かつフッ素化合物濃度が０．５％以上３％未満であるエッチャントを用いることが好ましい。これにより、Ｔｉよりも早くＣｕをエッチングさせることができる。その結果、図６の（ｂ）に示すように、Ｃｕのシフト量（エッチングレート）をＴｉのシフト量よりも大きくさせることによって、下層走査配線１２ａと上層走査配線１２ｂとを階段状に構成させることができる。
　なお、本実施形態に用いるエッチャントは、特に限定されないが、Ｈ２Ｏ２とフッ素化合物とを含むものであることが好ましい。このような構成であれば、エッチャントに含まれるＨ２Ｏ２の濃度によってＣｕのシフト量を調節することができ、一方フッ素化合物の濃度によってＴｉのシフト量を調節することができる。したがって、エッチャントに含まれるＨ２Ｏ２及びフッ素化合物の濃度を、Ｃｕ及びＴｉの望ましいシフト量に基づいて、適宜調整することが好ましい。
　（３）続いて、レジスト５０を剥離洗浄し、図６の（ｃ）に示すような走査配線１２のパターンを完成させる。
　（信号電極１６及びドレイン電極１７のパターニング）
　次に、本実施形態の第３工程で行なうウェットエッチング及びドライエッチングの方法について、図７の（ａ）～図７の（ｄ）を参照して説明する。図７の（ａ）～図７の（ｄ）は、本発明の他の実施形態におけるアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図であり、特に信号電極１６をパターニングする際の各段階の断面図を示す。ここに示す方法によって、信号電極１６及びドレイン電極１７をパターニングする。
　第３工程においては、以下（４）～（７）に説明する方法によりウェットエッチング及びドライエッチングを行ない、信号電極１６及びドレイン電極１７をパターニングする。
　（４）第３工程においてウェットエッチング及びドライエッチングを行なう直前には、図７の（ａ）に示すように、下地上に下層信号電極１６ａとしてＴｉ、及び上層信号電極１６ｂとしてＣｕが成膜され、フォトリソグラフィによりレジスト５０が形成されている。
　（５）次に、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を含むエッチャントを用いて、ウェットエッチングを行い、図７の（ｂ）に示すように、Ｃｕをエッチングする。
　（６）続いて、ドライエッチングを行い、図７の（ｃ）に示すように、Ｔｉをエッチングする。これにより、Ｔｉは、レジスト５０の幅と同じ幅にてエッチングされる。
　（７）レジスト５０を剥離洗浄し、図７の（ｄ）に示すような信号電極１６のパターンを完成させる。
　本実施形態においては、ウェットエッチングにおいてレジスト５０がエッチングされないので、Ｃｕがレジスト５０の幅よりも狭くエッチングされ、その後のドライエッチングにおいては、Ｔｉがレジスト５０と同じ幅にてエッチングされる。そのため、ＣｕとＴｉとのシフト量差を大きくすることができる。なお、本実施形態におけるウェットエッチングする時間は、特に限定されないが、Ｃｕ及びＴｉの望ましいシフト量差に基づいて、適宜調整することが好ましい。
　このように、本実施形態においては、Ｃｕのシフト量をＴｉのシフト量よりも大きくさせることによって、下層信号電極１６ａと上層信号電極１６ｂとを階段状に構成させることができる。
　なお、第３工程においては、上述した方法の（５）のウェットエッチングにおいて用いるエッチャント及びエッチング時間は、信号電極１６及びドレイン電極１７における下層の周縁と上層の周縁との距離Ａが０．４μｍより大きく、かつ１．５μｍより小さくなるように調整されることが好ましい。例えば、上層が銅により構成されている場合、Ｈ２Ｏ２濃度が５％以上１０％未満であるエッチャントを用いて、ジャストエッチング時間の２～４倍の時間、エッチングを行なうことが好ましい。これにより、信号電極１６及びドレイン電極１７における下層の周縁と上層の周縁との距離Ａを、０．４μｍより大きく、かつ１．５μｍより小さくすることができる。
　〔第３実施形態〕
　本発明に係る液晶表示装置の第３実施形態について、以下に説明する。
　本実施形態においては、アクティブマトリクス基板１０Ｂに層間絶縁層１９が備えられていない点のみが第１実施形態及び第２実施形態と異なっており、他は第１実施形態及び第２実施形態と同様に構成されている。よって、本実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と異なる点のみについて説明し、同様の構成の部材には同じ部材番号を付してその説明は省略する。
　以下に、図８の（ａ）～図８の（ｅ）を参照しながら、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板１０Ｂの製造工程を工程順に（１）～（５）に説明する。図８の（ａ）～図８の（ｅ）は、本発明の他の実施形態におけるアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図であり、各工程が終了した時点での断面構造を示す。また、図８の（ａ）～図８の（ｅ）は、アクティブマトリクス基板１０ＡのＴＦＴ２５付近の一部分のみを示している。したがって、ここでは、ＴＦＴ２５付近の製造工程について説明する。
　（１）第１工程
　第１工程では、第１実施形態及び第２実施形態における第１工程と同じ方法を用いて、図８の（ａ）に示すように、走査配線１２を形成する。
　（２）第２工程
　第２工程では、第１実施形態及び第２実施形態における第２工程と同じ方法を用いて、図８の（ｂ）に示すように、絶縁層１３、チャネル層１４ａ及び電極コンタクト層１４ｂを形成する。
　（３）第３工程
　第３工程では、第１実施形態及び第２実施形態における第３工程と同じ方法を用いて、図８の（ｃ）に示すように、信号電極１６及びドレイン電極１７を形成する。
　（４）第４工程
　第４工程では、図８の（ｄ）に示すように、保護層１８を形成する。まず、ＣＶＤ法により、保護層１８として窒化シリコンを成膜した後に、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成する。ドライエッチングにより、保護層１８のパターンを形成した後、レジストを剥離洗浄する。
　本工程では、特に限定されないが、保護層１８としての窒化シリコンを１００～７００ｎｍ成膜することが好ましい。
　（５）第５工程
　第５工程では、第１実施形態及び第２実施形態における第５工程と同じ方法を用いて、図８の（ｅ）に示すように、画素電極２０を形成する。
　以上の工程によって、アクティブマトリクス基板１０Ｂが製造される。
　〔第４実施形態〕
　本発明に係る液晶表示装置の第４実施形態について、以下に説明する。
　本実施形態においては、アクティブマトリクス基板１０Ｃにチャネル保護層２１が備えられている点が第１実施形態及び第２実施形態と異なっており、他は第１実施形態及び第２実施形態と同様に構成されている。よって、本実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と異なる点のみについて説明し、同様の構成の部材には同じ部材番号を付してその説明は省略する。
　以下に、図９の（ａ）～図９の（ｆ）を参照しながら、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板１０Ｃの製造工程を工程順に（１）～（５）に説明する。図９の（ａ）～図９の（ｆ）は、本発明の他の実施形態におけるアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図であり、各工程が終了した時点での断面構造を示す。また、図９の（ａ）～図９の（ｆ）は、アクティブマトリクス基板１０ＣのＴＦＴ２５付近の一部分のみを示している。したがって、ここでは、ＴＦＴ２５付近の製造工程について説明する。
　（１）第１工程
　第１工程では、第１実施形態及び第２実施形態における第１工程と同じ方法を用いて、図９の（ａ）に示すように、走査配線１２を形成する。
　（２）第２工程
　第２工程では、図９の（ｂ）に示すように、絶縁層１３、チャネル層１４ａ及びチャネル保護層２１を形成する。まず、ＣＶＤ法により、絶縁層１３として窒化シリコン、チャネル層１４ａとしてアモルファスシリコン、及びチャネル保護層２１として窒化シリコンを連続して成膜する。その後、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成し、ドライエッチングを行ない、チャネル保護層２１のパターンを形成した後、レジストを剥離洗浄する。
　本工程では、特に限定されないが、絶縁層１３としての窒化シリコンを２００～５００ｎｍ、チャネル層１４ａとしてのアモルファスシリコンを３０～３００ｎｍ、チャネル保護層２１としての窒化シリコンを１００～３００ｎｍ成膜することが好ましい。
　（３）第３工程
　第３工程では、電極コンタクト層１４ｂ、信号電極１６、及びドレイン電極１７を形成する。信号電極１６とドレイン電極１７とは、同一の層に同時に成膜された後、パターニングによってそれぞれが形成される。
　まず、図９の（ｃ）に示すように、ＣＶＤ法により、電極コンタクト層１４ｂとしてｎ＋アモルファスシリコンを成膜する。次に、図９の（ｄ）に示すように、スパッタ法により下層信号電極１６ａ及び下層ドレイン電極１７ａとしてＴｉ、上層信号電極１６ｂ及び上層ドレイン電極１７ｂとしてＣｕを連続して成膜する。次に、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成する。その後、第１実施形態又は第２実施形態に記載した方法により、下層信号電極１６ａ、上層信号電極１６ｂ、下層ドレイン電極１７ａ、及び上層ドレイン電極１７ｂそれぞれのパターンを形成する。さらに、ドライエッチングにより、チャネル保護層２１上の電極コンタクト層１４ｂの一部を除去する。その後、レジストを剥離洗浄する。
　本工程では、特に限定されないが、電極コンタクト層１４ｂとしてのｎ＋アモルファスシリコンを５０～１５０ｎｍ、Ｔｉを３０～１５０ｎｍ、Ｃｕを１００～４００ｎｍ成膜することが好ましい。
　（４）第４工程
　第４工程では、第１実施形態及び第２実施形態における第４工程と同じ方法を用いて、図９の（ｅ）に示すように、保護層１８及び層間絶縁層１９を形成する。
　（５）第５工程
　第５工程では、第１実施形態及び第２実施形態における第５工程と同じ方法を用いて、図９の（ｆ）に示すように、画素電極２０を形成する。
　以上の工程によって、アクティブマトリクス基板１０Ｃが製造される。
　〔第５実施形態〕
　本発明に係る液晶表示装置の第５実施形態について、以下に説明する。
　本実施形態においては、アクティブマトリクス基板１０Ｄにおいて、保護層１８と層間絶縁層１９との間にブラックマトリクス２２及びカラーフィルター２３の層が形成されている点、並びに対向基板において、ブラックマトリクス３２及びカラーフィルター３３の層が形成されていない点、が第１実施形態及び第２実施形態と異なっており、他は第１実施形態及び第２実施形態と同様に構成されている。よって、本実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と異なる点のみについて説明し、同様の構成の部材には同じ部材番号を付してその説明は省略する。
　以下に、図１０の（ａ）～図１０の（ｆ）を参照しながら、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板１０Ｄの製造工程を工程順に（１）～（６）に説明する。図１０の（ａ）～図１０の（ｆ）は、本発明の他の実施形態におけるアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図であり、各工程が終了した時点での断面構造を示す。また、図１０の（ａ）～図１０の（ｆ）は、アクティブマトリクス基板１０ＤのＴＦＴ２５付近の一部分のみを示している。したがって、ここでは、ＴＦＴ２５付近の製造工程について説明する。
　（１）第１工程、（２）第２工程、及び（３）第３工程は、第１実施形態及び第２実施形態と全く同じであるため、ここでは省略する。これらの各工程が終了した時点での断面構造を、図１０の（ａ）～図１０の（ｃ）に示す。
　（４）第４工程
　第４工程では、図１０の（ｄ）に示すように、保護層１８、ブラックマトリクス２２及びカラーフィルター２３を形成する。まず、ＣＶＤ法により、保護層１８として窒化シリコンを成膜する。次いで、感光性材料を用い、フォトリソグラフィにより、ブラックマトリクス２２、及び、赤、緑、青のカラーフィルター２３の層を形成する。
　本工程では、特に限定されないが、保護層１８としての窒化シリコンを１００～７００ｎｍ成膜することが好ましい。
　（５）第５工程
　第５工程では、図１０の（ｅ）に示すように、層間絶縁層１９を形成する。層間絶縁層１９として感光性層間絶縁膜材料を成膜した後に、フォトリソグラフィによりパターン形成する。その後、ドライエッチングを行ない、層間絶縁層１９のパターンを形成する。
　（６）第６工程
　第６工程では、図１０の（ｆ）に示すように、画素電極２０を形成する。まず、スパッタ法により画素電極２０を形成するための膜としてＩＴＯ（又はＩＺＯ）などの透明導電材料を成膜した後に、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成する。その後、ウェットエッチングにより、画素電極２０のパターンを形成した後、レジストを剥離洗浄する。
　本工程では、特に限定されないが、画素電極２０としての透明導電材料を５０～２００ｎｍ成膜することが好ましい。
　以上の工程によって、アクティブマトリクス基板１０Ｄが製造される。
　本実施形態においては、アクティブマトリクス基板１０Ｄがブラックマトリクス２２及びカラーフィルター２３を備えているので、対向基板がブラックマトリクス及びカラーフィルターの層を備える必要がない。したがって、図示していないが、本実施形態の対向基板は、ブラックマトリクス及びカラーフィルターを備えない構成となっている。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　〔実施例１〕
　図１に示す構造と同様の構造のＴＦＴを有するアクティブマトリクス基板を作製し、ＴＦＴ特性を測定した。アクティブマトリクス基板は、第２実施形態において説明した方法を用いて作製した。すなわち、第３工程において、信号電極１６及びドレイン電極１７のパターニングを、ウェットエッチング及びドライエッチングによって行なった。
　第３工程では、３種類の条件によってウェットエッチングを行ない、３種類のアクティブマトリクス基板を作製した。３種類の条件とは、適切なＨ２Ｏ２濃度のエッチャントを用い、ウェットエッチングを行なう時間をそれぞれジャストエッチング時間の１．５倍、１．７５倍、２倍の時間とした。これにより、各アクティブマトリクス基板において、信号電極１６及びドレイン電極１７における下層の周縁と上層の周縁との距離Ａがそれぞれ０．２μｍ、０．３μｍ、０．４５μｍであるＴＦＴを形成させた。
　これらのアクティブマトリクス基板を用いて、ＴＦＴ特性を調べた。ＴＦＴ特性は、マニュアルプローバー、及び、半導体パラメータアナライザ（アジレント社製）を用いて測定した。
　この結果を図１１に示す。図１１は、本発明の一実施例におけるアクティブマトリクス基板のＴＦＴ特性を示すグラフである。図１１に示すように、距離Ａが０．５μｍ以下の場合、すなわち０．２μｍ又は０．３μｍの場合には、ＴＦＴ特性が大きくプラス側にシフトした。一方、距離Ａが０．４５μｍの場合には、良好なＴＦＴ特性が得られた。
　〔実施例２〕
　図１に示す構造と同様の構造のＴＦＴを有するアクティブマトリクス基板を作製し、その作製条件について評価した。アクティブマトリクス基板は、第１実施形態において説明した方法を用いて作製した。すなわち、第３工程において、信号電極１６及びドレイン電極１７のパターニングを、ウェットエッチングのみによって行なった。
　第３工程では、３種類の条件によってウェットエッチングを行ない、３種類のアクティブマトリクス基板を作製した。
　３種類の条件とは、エッチャント中のＨ２Ｏ２濃度を３段階に設定した３種類のエッチャントを作製し、それぞれのエッチャントを用いてエッチングを行なうものである。これにより、各アクティブマトリクス基板において、信号電極１６及びドレイン電極１７における下層の周縁と上層の周縁との距離Ａがそれぞれ１．０μｍ、１．３μｍ、１．６μｍであるＴＦＴを形成させた。
　第３工程のウェットエッチング終了時点において、各アクティブマトリクス基板におけるドレイン電極１７及びレジスト５０（フォトレジスト）の断面形状を電子顕微鏡により観察した。その結果を図１５の（ａ）～（ｃ）に示す。
　図１５の（ａ）～（ｄ）は、第３工程のウェットエッチング終了時点におけるアクティブマトリクス基板の電子顕微鏡画像を表す図である。なお、図１５の（ａ）は距離Ａが１．０μｍであるアクティブマトリクス基板の断面、図１５の（ｂ）は距離Ａが１．３μｍであるアクティブマトリクス基板の断面、図１５の（ｃ）は距離Ａが１．６μｍであるアクティブマトリクス基板の断面を示す。また、図１５の（ｄ）は、図１５の（ｃ）に示すアクティブマトリクス基板からレジスト５０を除いたものを上から見た図である。
　図１５の（ａ）又は図１５の（ｂ）に示す、距離Ａが１．０μｍ又は１．３μｍのアクティブマトリクス基板では、レジスト５０が安定して残っていた。このアクティブマトリクス基板は、ウェットエッチング後に続けてドライエッチングを行なうことが可能であった。
　しかし、図１５の（ｃ）～（ｄ）に示す、距離Ａが１．６μｍのアクティブマトリクス基板では、ドレイン電極１７の幅が細い部分においてレジスト５０が剥離している箇所があった。このアクティブマトリクス基板は、ウェットエッチング後に続けてドライエッチングを行なうことはできない状態であった。
　本実施例より、距離Ａが１．０μｍ又は１．３μｍの場合には、ドレイン電極１７をパターニングする際に用いるレジスト５０が剥がれることを防止することができることが示された。すなわち、距離Ａが１．５μｍより小さいことにより、レジストが剥がれることを防止することができ、細い配線であっても容易に形成させることができることが強く示唆された。
　また、本発明の一態様に係るアクティブマトリクス基板では、上記第２の金属層が、銅又は銅合金を含んでいることが好ましい。
　上記の構成であれば、銅又は銅合金は抵抗が低いため、電極の抵抗を低くすることができる。また、アクティブマトリクス基板を製造する際、この銅又は銅合金が半導体層に移動してしまうことを防ぐことができるため、ＴＦＴの特性の低下を防止し、安定な特性を得ることができる。
　また、本発明の一態様に係るアクティブマトリクス基板では、上記第１の金属層が、チタン、タンタル、モリブデン、及びこれらの合金からなる群より選択される少なくとも１つを含んでいることが好ましい。
　上記の構成であれば、チタン、タンタル、モリブデン、及びこれらの合金は、ドライエッチングなどにより拡散しにくいため、製造過程において半導体層上に移動することがない。したがって、ＴＦＴの特性の低下を防止し、安定な特性を得ることができる。
　また、本発明の一態様に係るアクティブマトリクス基板では、上記電極は、信号電極又はドレイン電極であることが好ましい。
　上記の構成であれば、ＴＦＴの特性を低下させることなく、信号電極又はドレイン電極の第２の金属層にいかなる金属をも用いることができる。また、信号電極又はドレイン電極をパターニングする際に用いるレジストが剥がれることを防止することができ、信号電極又はドレイン電極が細い場合であっても容易に形成させることができる。
　また、本発明の一態様に係るアクティブマトリクス基板では、上記薄膜トランジスタは、上記電極を２個備えており、上記半導体層の上面における上記第１の金属層に覆われていない部分を挟んで、２個の上記電極のそれぞれの上記階段状に構成されている部分が向かい合って配置されていることが好ましい。
　上記の構成であれば、安定な特性を有するＴＦＴを提供することができる。
　また、本発明の一態様に係るアクティブマトリクス基板では、２個の上記電極のうち、一方が信号電極であり、他方がドレイン電極であることが好ましい。
　上記の構成であれば、ＴＦＴの特性を低下させることなく、信号電極及びドレイン電極の第２の金属層にいかなる金属をも用いることができる。また、信号電極及びドレイン電極をパターニングする際に用いるレジストが剥がれることを防止することができ、信号電極及びドレイン電極が細い場合であっても容易に形成させることができる。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る表示パネルは、上述したいずれかのアクティブマトリクス基板を備えていることを特徴とする。また、本発明の一態様に係る表示装置は、上記表示パネルを備えていることを特徴とする。
　上記の構成であれば、安定な特性を有するＴＦＴを容易に形成させることが可能なアクティブマトリクス基板を備えた表示パネル及び表示装置を提供することができる。
　発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
　本発明によれば、安定な特性を有するＴＦＴを容易に形成させることが可能であるため、高品質のアクティブマトリクス基板及び液晶表示装置を製造する場合に好適に利用できる。
　１　　　液晶表示装置（表示装置）
　２　　　液晶表示パネル（表示パネル）
　１０Ａ　アクティブマトリクス基板
　１４　　半導体層
　１６　　信号電極（電極）
　１６ａ　下層信号電極（第１の金属層）
　１６ｂ　上層信号電極（第２の金属層）
　１７　　ドレイン電極（電極）
　１７ａ　下層ドレイン電極（第１の金属層）
　１７ｂ　上層ドレイン電極（第２の金属層）
　２５　　ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）

Claims (8)

  1. 　半導体層と、当該半導体層に電気的に接続されている電極とにより構成されている薄膜トランジスタを備えており、
    　上記電極は、
    　　上記半導体層の上面の一部を覆うように積層された第１の金属層と、
    　　上記第１の金属層に積層された第２の金属層とを備え、
    　上記半導体層と上記第１の金属層と上記第２の金属層とは、階段状に構成されており、
    　上記階段状に構成されている部分において、上記第１の金属層の周縁と上記第２の金属層の周縁との距離が、０．４μｍより大きく、１．５μｍより小さいことを特徴とするアクティブマトリクス基板。
  2. 　上記第２の金属層が、銅又は銅合金を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
  3. 　上記第１の金属層が、チタン、タンタル、モリブデン、及びこれらの合金からなる群より選択される少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクティブマトリクス基板。
  4. 　上記電極は、信号電極又はドレイン電極であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス基板。
  5. 　上記薄膜トランジスタは、上記電極を２個備えており、上記半導体層の上面における上記第１の金属層に覆われていない部分を挟んで、２個の上記電極のそれぞれの上記階段状に構成されている部分が向かい合って配置されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス基板。
  6. 　２個の上記電極のうち、一方が信号電極であり、他方がドレイン電極であることを特徴とする請求項５に記載のアクティブマトリクス基板。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス基板を備えていることを特徴とする表示パネル。
  8. 　請求項７に記載の表示パネルを備えていることを特徴とする表示装置。
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