JP3377003B2 - アクティブ素子アレイ基板の製造方法 - Google Patents

アクティブ素子アレイ基板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報機器などに用
いられる画像表示装置の表示パネルを構成するアクティ
ブ素子アレイ基板およびその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、OA機器やテレビなどの情報
機器にその画像表示装置として液晶表示装置が広く用い
られており、その液晶表示装置の表示画面を備えた液晶
表示パネルは、その内部に挟持された液晶を駆動する薄
膜トランジスタ(Thin Film TranSis
tor;以下、TFTと略す)などのアクティブ素子が
基板上に複数配列されたアクティブ素子アレイ基板を有
している。
【0003】このような表示パネルの表示画面における
開口率を高めるため基板上の最上層に画素電極を形成し
たアクティブ素子アレイ基板およびその製造方法として
は、シンジョウ他著,短縮工程法により作製した高開口
率11.3インチSVGATFT−LCD,1996年
アクティブマトリックス液晶表示装置国際学会(AM−
LCD 96)予稿集,第201頁〜第204頁(M.
Sinjou etal.,A High Apert
ure Ratio 11.3 inch−diago
nal SVGA TFT−LCDs Fabrica
ted byReduced Process Met
hod,Digest of Technical P
apers 1996 International
Workshop on Active−Matrix
Liquid Crystal Displays
(AM−LCD 96),pp.201〜pp.20
4)に記載されたものが知られている。
【0004】図5は従来のアクティブ素子アレイ基板お
よびその製造方法を示す断面図である。図5において、
1はガラスからなる基板、2および3はTFT4のソー
ス電極およびドレイン電極、5はTFT4のゲート電極
配線、6はソース電極2に接続されるソース配線、7は
層間絶縁膜、7aはドレイン電極3と画素電極8とを接
続するため層間絶縁膜7に形成されたコンタクトホール
である。
【0005】まず、ガラスからなる基板1上に、インジ
ュウム錫酸化物(Indium Thin Oxid
e;以下、ITOと略す)からなるソース電極2ならび
にドレイン電極3を形成する。次に、a−Siならびに
SiNをそれぞれチャネル層およびゲート絶縁膜とし、
ソース電極2とドレイン電極3およびゲート電極配線5
を有するTFT4、ならびにソース電極2上にソース配
線6を形成する。さらに、全面に感光性でありかつ低誘
電率(比誘電率=3.5)の層間膜をスピン塗布し、露
光現像により形成したコンタクトホール7aを有する厚
さ1.5μmの層間絶縁膜7を形成する。次に、全面に
再度ITOを成膜後、フォト・エッチング工程により画
素電極8を形成する。ここで、画素電極8は、コンタク
トホール7aを介してドレイン電極3と接続され、かつ
ゲート電極配線5上ならびにソース配線6上に一部重ね
て層間絶縁膜7上に形成される。
【0006】以上のように、層間絶縁膜7により、最上
層の画素電極8をゲート電極配線5上ならびにソース配
線6上にまで拡張して形成でき、画素電極8の面積を大
きくできる。また、層間絶縁膜7をスピン塗布で厚く形
成することにより、画素電極8とゲート電極配線5なら
びにソース配線6との間の寄生容量が低減される。よっ
て、クロストークの発生を抑制した開口率の大きな液晶
表示装置を得ることが可能となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来のアクティブ素子アレイ基板およびその製造方
法では、上述したように厚く形成した層間絶縁膜7上に
画素電極8を形成する場合、各ソース配線6から引き出
され基板1上に隣接して形成された複数の実装端子間
で、以下に説明する理由により、ショートが発生する恐
れがあるという問題点を有していた。
【0008】この実装端子間でのショートの発生につい
て、図5,図6および図7を用いて以下に説明する。図
6は従来のアクティブ素子アレイ基板およびその製造方
法での実装端子部における画素電極の形成前(図6
(a))および形成後(図6(b))での部分透視平面
図である。また、図7は図6(a)中のA−B断面にお
ける画素電極の形成工程を示した構造断面図である。
【0009】図6および図7おいて、6aはソース配線
6(図5)から引き出されそのソース配線6に給電する
実装端子、8aはITOからなる画素電極材料、8bは
層間絶縁膜端部7b近傍に残った画素電極材料残渣、9
は画素電極材料8aをパターニングするためのマスクと
なるレジスト、9aは層間絶縁膜端部7b近傍に残った
レジスト残渣である。その他の構成は図5に示したもの
と同じであるので、同一構成部分には同一の符号を付し
て詳細な説明を省略する。
【0010】まず、図6(a)に示すように、画素電極
8の形成前すなわち層間絶縁膜7の形成工程において、
層間絶縁膜7は、コンタクトホール7aを有する(図
5)とともに、層間絶縁膜端部7bにおいてTFT4へ
の給電のための実装端子6aを露呈するように形成され
る。次に、図7(a)に示すように、全面にITOを成
膜し画素電極材料8aを形成後、画素電極8を形成する
フォト・エッチング工程のためのレジスト9を全面に塗
布する。
【0011】ここで、層間絶縁膜端部7b近傍における
レジスト9の膜厚T1は、層間絶縁膜7が厚いため、層
間絶縁膜端部7b近傍以外での膜厚T2よりも厚くな
る。このため、レジスト9の露光現像後において図7
(b)に示すように層間絶縁膜端部7b近傍にレジスト
残渣9aが生じやすい。このようにしてレジスト残渣9
aが生じると、当然のこととして、次工程である画素電
極材料8aのエッチング工程において、図7(c)に示
すように、層間絶縁膜端部7b近傍に画素電極材料残渣
8bが生じ、この画素電極材料残渣8bにより図6
(b)に示すように隣接した実装端子6a間でのショー
トが発生する。
【0012】このようにして実装端子6a間をショート
する画素電極材料残渣8bの発生原因となるレジスト残
渣9aの発生を防ぐためには、レジスト9の膜厚を全体
的に薄くするか、レジスト9の露光現像を過度に行うな
どが考えられるが、前者ではレジスト9のピンホール密
度の増加が懸念され、後者では、生産タクト延長による
生産性の低下やレジストパターンのサイズ細りが懸念さ
れる。
【0013】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、生産タクトを変えることなく、厚い層間絶縁膜を
用いても実装端子間でのショートを防止することができ
るアクティブ素子アレイ基板およびその製造方法を提供
する。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明のアクティブ素子アレイ基板およびその製造
方法は、層間絶縁膜が厚く形成されている場合であって
も、その膜端部であって隣り合う実装端子の間に設けた
凸部における後工程でのレジスト残渣を無くすことを特
徴とする。
【0015】以上により、生産タクトを変えることな
く、厚い層間絶縁膜を用いても実装端子間でのショート
を防止することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明のアクティブ素子アレイ基
板は、基板と、前記基板上に配列された複数のアクティ
ブ素子と、前記アクティブ素子毎に電気的に接続されて
引出され互いに隣り合うように配列された複数の実装端
子と、前記アクティブ素子を覆うとともに前記複数の実
装端子が開口されるように端部が形成された層間絶縁膜
と、前記アクティブ素子の各々に対応して前記層間絶縁
膜に形成されたコンタクトホールを通じて前記アクティ
ブ素子に接続された画素電極とを備えるアクティブ素子
アレイ基板であって、前記各実装端子間に対応する前記
層間絶縁膜端部に尖形状の凸部が形成されたことを特徴
とする。この構成によると、画素電極の材料による実装
端子間のショートを防止することができる。
【0017】また、本発明のアクティブ素子アレイ基板
は、上記アクティブ素子を薄膜トランジスタで構成し、
この薄膜トランジスタのドレイン電極に画素電極を接続
した構成とする。この構成によると、表示画像における
クロストークをより低減することができる。
【0018】また、本発明のアクティブ素子アレイ基板
は、上記の層間絶縁膜を有機膜とした構成とする。この
構成によると、容易に厚い層間絶縁膜の形成が可能とな
る。
【0019】また、本発明のアクティブ素子アレイ基板
は、上記の画素電極をインジュウム錫酸化物で形成した
構成とする。この構成によると、アクティブ素子および
層間絶縁膜にダメージを与えずに低抵抗・高透過率な電
極を形成可能となる。
【0020】また、本発明の請求項1に記載のアクティ
ブ素子アレイ基板の製造方法は、基板上に複数のアクテ
ィブ素子を形成する工程と、前記複数のアクティブ素子
の各々に電気的に接続されて引き出された複数の実装端
子を、所定間隔を隔てて配列させて形成する工程と、全
面に層間絶縁膜材料を塗布する工程と、前記層間絶縁膜
材料に対して所定パターンを有するフォトマスクにより
露光現像し、前記各アクティブ素子に通ずるコンタクト
ホールと前記各実装端子間の端部に凸部とを有する層間
絶縁膜を形成する工程と、全面に画素電極材料を形成す
る工程と、前記画素電極材料上に感光性レジストを塗布
し露光現像する工程と、前記感光性レジストをマスクと
してエッチングし、前記コンタクトホールを通じて前記
アクティブ素子に接続された画素電極を形成する工程
と、を備えるアクティブ素子アレイ基板の製造方法であ
る。この製造方法によると、厚い層間絶縁膜の形成を可
能とするとともに、画素電極の材料による実装端子間の
ショートを防止することができる。
【0021】本発明の請求項2に記載のアクティブ素子
アレイ基板の製造方法は、請求項1に記載のアクティブ
素子を形成する工程では、このアクティブ素子として薄
膜トランジスタを形成し、層間絶縁膜を形成する工程で
は、この層間絶縁膜に、薄膜トランジスタのドレイン電
極に画素電極に通ずるコンタクトホールを設ける製造方
法とする。この製造方法によると、表示画像におけるク
ロストークをより低減することができる。
【0022】本発明の請求項3に記載のアクティブ素子
アレイ基板の製造方法は、請求項1または2に記載の層
間絶縁膜を形成する工程では、層間絶縁膜として感光性
有機膜を用いる製造方法とする。この製造方法による
と、層間絶縁膜材料の加工工程を通常のフォト工程の装
置と共有化して行うことが可能となる。
【0023】本発明の請求項4に記載のアクティブ素子
アレイ基板の製造方法は、請求項1〜3のいずれかに記
載の画素電極を形成する工程では、画素電極としてイン
ジュウム錫酸化物を用いる製造方法とする。この製造方
法によると、アクティブ素子および層間絶縁膜にダメー
ジを与えずに低抵抗・高透過率な電極を形成可能とす
る。
【0024】以上の構成または方法によると、層間絶縁
膜が厚く形成されている場合であっても、その膜端部で
あって隣り合う実装端子の間に設けた尖形状の凸部にお
ける後工程でのレジスト残渣を無くすことができる。
【0025】本発明の請求項5記載の液晶表示パネルの
製造方法は、2枚の基板間に挟持された液晶を複数の画
素電極を介して駆動し、画像を表示する液晶表示パネル
の製造方法であって、前記2枚の基板のうちのいずれか
一方の基板はアクティブ素子アレイ基板であり、このア
クティブ素子アレイ基板を、請求項1〜4のいずれかに
記載のアクティブ素子アレイ基板の製造方法により製造
する。これにより、クロストークの発生を抑制した開口
率の高い液晶表示パネルを得ることができる。
【0026】本発明の請求項6記載の画像表示装置の製
造方法は、少なくともアクティブ素子アレイ基板を備え
る画像表示装置の製造方法であって、前記アクティブ素
子アレイ基板を請求項1〜4のいずれかに記載のアクテ
ィブ素子アレイ基板の製造方法により製造する画像表示
装置の製造方法である。
【0027】以下、本発明の実施の形態を示すアクティ
ブ素子アレイ基板およびその製造方法について、図面を
参照しながら具体的に説明する。
【0028】図1は本実施の形態のアクティブ素子アレ
イ基板の製造工程中における実装端子部の平面構造を示
し、図2(a)、(b)、(c)、(d)および図3
(a)、(b)、(c)、(d)は、本実施の形態のア
クティブ素子アレイ基板の製造方法による各工程におい
て、アクティブ素子部の断面構造および実装端子部の平
面構造を示し、図4(a)、(b)、(c)、(d)お
よび図4(e)、(f)、(g)、(h)は、図3
(b)、(c)、(d)に示す各工程におけるE−F断
面およびC−D断面の構造を示している。
【0029】図1、図2、図3および図4において、1
1、12、13および14は、それぞれアクティブ素子
であるTFTを構成するゲート絶縁膜、チャネル層、チ
ャネル保護膜およびコンタクト層、9bは画素電極材料
8aをパターニングするマスクとなるレジストパター
ン、7cは層間絶縁膜端部7bに設けた層間絶縁膜7の
尖形状の凸部であり、その他の構成は従来例として図
5、図6、図7に示したアクティブ素子アレイ基板と同
じであるため、同一構成部分には同一符号を付して詳細
な説明を省略する。
【0030】まず、図2(a)に示すように、ガラス
(コーニング社製;#1737、寸法;370×470
mm2)からなる基板1上に、Arガスを用いたスパッタ
リング法により厚さ350nmのAlZr合金(Zr:
1at.%)を成膜後、ゲートパターンにエッチング加
工し、ゲート電極配線5を形成する。次に、プラズマ化
学気相蒸着法(以下、p−CVD法と略す)により、ゲ
ート絶縁膜11となる第1のSiNxとチャネル層12
となる非晶質Siとさらに第2のSiNxとの三層をそ
れぞれ厚さ200nm、50nm、150nm成膜後、
上層の第2のSiNxをパターニングしチャネル保護膜
13を形成する。
【0031】次に、全面に、p−CVD法により、Pを
不純物添加してn型とした厚さ50nmのn型非晶質S
iと、Arガスを用いたスパッタリング法により厚さを
それぞれ100nmならびに350nmとしたTiとA
lとを成膜する。次に、前記の非晶質Siとn型非晶質
SiとTiとAlとをエッチング加工することにより、
それぞれTFTを構成するチャネル層12とコンタクト
層14とソース電極2とドレイン電極3とを形成すると
ともに、同時に、各ソース電極2から引き出して図3
(a)に示すような互いに隣接する実装端子6aを形成
する。
【0032】次に、図2(b)に示すように、全面に感
光性有機材料(日本合成ゴム社製;PC−302)から
なる層間膜をスピン塗布(1000rpm 15se
c)し、露光現像によりコンタクトホール7aと、図3
(b)、図4(a)、図4(e)に示すように、層間絶
縁膜端部7bにおいて実装端子6a間であってゲート絶
縁膜11上に尖形状の凸部7c(幅70μm、凸高さ5
0μm)とを有する厚さ2.5μmの層間絶縁膜7を形
成する。ここで図3(b)中のE−F断面およびC−D
断面(C−D断面は尖形状の凸部7cの断面)での層間
絶縁膜7のテーパ角は、それぞれ約70度および約50
度であった(それぞれ、図4(a)および図4(e)に
対応)。
【0033】次に、図4(b)および図4(f)に示す
ように、全面にArとO2の混合ガスを用いたスパッタ
リング法によりITOを厚さ約100nm成膜し、画素
電極材料8aを形成するとともに、この画素電極材料8
aを図2(c)に示すようにコンタクトホール7aを通
じてドレイン電極と接続後、ポジ型感光性レジスト(東
京応化社製;OFPR−5000)を全面にスピン塗布
(1200rpm 20sec)してレジスト9を形成
する。ここでレジスト9において、層間絶縁膜端部7b
近傍および上記のコンタクトホール7a近傍を除く部分
の膜厚T2は約2μmであり、層間絶縁膜端部7b近傍
の尖形状の凸部7c(図3(b)中C−D断面)の部分
の膜厚T3は約2.2μmであり、尖形状の凸部7c以
外(図3(b)中E−F断面)の部分の膜厚T1は約3
μmであった。
【0034】次に、図2(c)に示すように、レジスト
9を露光(20mJ/cm2)および現像(東京応化社
製;NMD−3浸漬90秒)してレジストパターン9b
を形成する。ここで図3(c)および図4(c)、図4
(g)に示すように、層間絶縁膜端部7b近傍におい
て、尖形状の凸部7c部分ではレジスト9は露光現像に
より除去されたが、尖形状の凸部7c以外の部分ではレ
ジスト残渣9aが一部見られた。
【0035】次に、図2(d)に示すように、レジスト
パターン9bをマスクとしたウェットエッチングでコン
タクトホール7aを通じてドレイン電極と接続した画素
電極8を形成する。ここで図3(d)および図4(d)
に示すように、層間絶縁膜端部7b近傍において、上記
のレジスト残渣9aの生じた部分には画素電極材料残渣
8bが生じるが、図4(h)に示すように、尖形状の凸
部7c部分では前記の画素電極材料8aは全て除去され
た。以上のようにして、アクティブ素子アレイ基板が得
られる。
【0036】以上により、層間絶縁膜が厚く形成されて
いる場合であっても、その膜端部であって隣り合う実装
端子の間に設けた尖形状の凸部における後工程でのレジ
スト残渣を無くすことができる。その結果、生産タクト
を変えることなく、厚い層間絶縁膜を用いても実装端子
間でのショートを防止することができる。
【0037】なお、以上の実施の形態の説明では、尖形
状の凸部7cの形状を幅70μm,凸高さ50μmとし
て実装端子6a間に一つ形成したものとしたが、凸部の
形状は、層間絶縁膜端部7bにおいて隣り合う実装端子
6aの間に存在し、その断面形状が上記の実装端子上の
層間絶縁膜端部7bよりも緩やかなものとなればよく、
例えば、隣り合う実装端子6aの間に複数の凸部(幅2
0μm、凸高さ30μmの凸部が二つなど)としてもよ
い。
【0038】また、画素電極材料8aを、層間絶縁膜端
部7b近傍においてすべて除去する構成としたが、画素
電極材料8aが実装端子6a上を覆う構成とし、マスク
のアライメント精度から層間絶縁膜端部7bに一部重な
って画素電極材料8aを残すものとしてもよい。
【0039】さらに、アクティブ素子をTFTからなる
ものとしたが、MIM等の非線形2端子素子としてもよ
いことは明らかである。
【0040】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、層間絶縁
膜が厚く形成されている場合であっても、その膜端部で
あって隣り合う実装端子の間に設けた凸部における後工
程でのレジスト残渣を無くすことができる。そのため、
生産タクトを変えることなく、厚い層間絶縁膜を用いて
も実装端子間でのショートを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のアクティブ素子アレイ基
板における製造工程途中の部分透視平面図
【図2】同実施の形態における製造工程ごとのアクティ
ブ素子部分の断面図
【図3】同実施の形態における製造工程ごとの実装端子
部分の透視平面図
【図4】同実施の形態における図3に示すC−Dおよび
E−Fの各断面図
【図5】従来のアクティブ素子アレイ基板におけるアク
ティブ素子部分の断面図
【図6】同従来例における実装端子部分の透視平面図
【図7】同従来例における図6に示すA−B断面図
【符号の説明】
1 基板 2 ソース電極 3 ドレイン電極 5 ゲート電極配線 6a 実装端子 7 層間絶縁膜 7a コンタクトホール 7b 層間絶縁膜端部 7c 尖形状の凸部 8 画素電極 8a 画素電極材料 8b 画素電極材料残渣 9 レジスト 9a レジスト残渣 9b レジストパターン 11 ゲート絶縁膜 12 チャネル層 13 チャネル保護膜 14 コンタクト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−120518(JP,A) 特開 昭64−76035(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1345 G02F 1/1362 G02F 1/1333

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に複数のアクティブ素子を形成する
    工程と、 前記複数のアクティブ素子の各々に電気的に接続されて
    引き出された複数の実装端子を、所定間隔を隔てて配列
    させて形成する工程と、 全面に層間絶縁膜材料を塗布する工程と、 前記層間絶縁膜材料に対して所定パターンを有するフォ
    トマスクにより露光現像し、前記各アクティブ素子に通
    ずるコンタクトホールと前記各実装端子間の端部に凸部
    とを有する層間絶縁膜を形成する工程と、 全面に画素電極材料を形成する工程と、 前記画素電極材料上に感光性レジストを塗布し露光現像
    する工程と、 前記感光性レジストをマスクとしてエッチングし、前記
    コンタクトホールを通じて前記アクティブ素子に接続さ
    れた画素電極を形成する工程と、を備えるアクティブ素
    子アレイ基板の製造方法。
  2. 【請求項2】アクティブ素子を形成する工程では、前記
    アクティブ素子として薄膜トランジスタを形成し、層間
    絶縁膜を形成する工程では、前記層間絶縁膜に、前記薄
    膜トランジスタのドレイン電極に通ずるコンタクトホー
    ルを設ける請求項1記載のアクティブ素子アレイ基板の
    製造方法。
  3. 【請求項3】層間絶縁膜を形成する工程では、前記層間
    絶縁膜として感光性有機膜を用いる請求項1または2記
    載のアクティブ素子アレイ基板の製造方法。
  4. 【請求項4】画素電極を形成する工程では、前記画素電
    極としてインジュウム錫酸化物を用いる請求項1〜3の
    いずれかに記載のアクティブ素子アレイ基板の製造方
    法。
  5. 【請求項5】2枚の基板間に挟持された液晶を複数の画
    素電極を介して駆動し、画像を表示する液晶表示パネル
    の製造方法であって、前記2枚の基板のうちのいずれか
    一方の基板はアクティブ素子アレイ基板であり、このア
    クティブ素子アレイ基板を、請求項1〜4のいずれかに
    記載のアクティブ素子アレイ基板の製造方法により製造
    する液晶表示パネルの製造方法。
  6. 【請求項6】少なくともアクティブ素子アレイ基板を備
    える画像表示装置の製造方法であって、前記アクティブ
    素子アレイ基板を請求項1〜4のいずれかに記載のアク
    ティブ素子アレイ基板の製造方法により製造する画像表
    示装置の製造方法。
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