JP3548908B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＡ機器等の画像情報／文字情報の表示装置として用いられる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アクティブマトリクス方式の液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス等の絶縁基板上にＴＦＴをマトリクス状に形成しこれをスイッチング素子として用いるアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、高画質のフラットパネルディスプレイとして期待されている。
【０００３】
現在、ＴＦＴアクティブマトリクス型ディスプレイにおいては、解決すべき課題がいくつかある。
【０００４】
第１の課題は、製造歩留まりの向上である。特に走査信号配線と映像信号配線との間のショート不良が最大の不良原因であり、この不良の低減が課題となっている。
【０００５】
第２の課題は、製造工程数の低減である。特にホトリソグラフィ工程数の削減が強く求められている。
【０００６】
第３の課題は、画面の高精細化／大型化に対応できる低抵抗の走査信号配線の形成技術である。
【０００７】
第４の課題は、信頼性の確保である。具体的には、画像品質の信頼性とともに配線の外部接続端子の腐食等に対する信頼性の確保が、課題としてあげられる。
【０００８】
以上の課題に対して、従来から種々の提案がなされている。
【０００９】
第１の製造歩留まり向上の課題については、例えば特開昭６１−１３３６６２号が、ＴＦＴのゲート絶縁膜をゲート電極の陽極酸化膜とＳｉＮ膜との２層構造とし、ゲート絶縁膜のピンホール等による配線間ショートを防止する技術を開示している（第１の従来技術）。
【００１０】
第２のホトリソグラフィ工程数削減の課題については、数多くの提案がなされている。例えば特開昭６３−９９７７号は、走査配線を透明電極と金属膜の２層構造とし、走査配線の透明電極により画素電極を構成する構造を開示している。この方式では、走査信号配線と画素電極とを１回のパターニングで形成できるので、ホトリソグラフィ工程を削減可能である（第２の従来技術）。
【００１１】
また、特開昭６２−３２６５１号は、１枚のホトマスクを用いてＴＦＴを構成するゲート絶縁膜と半導体膜とを同一パターンに加工することにより、ホトリソグラフィ工程数を削減する方法を開示している（第３の従来技術）。
【００１２】
第３の低抵抗の走査信号配線の形成技術の課題に対しては、例えば特開平２−８５８２６号が、Ａｌを走査配線とし、Ａｌ_２Ｏ_３膜をゲート絶縁膜および層間絶縁膜として用いる例を開示している。低抵抗のＡｌを走査配線として用いると、高精細化／大画面化により走査配線の負荷が増大しても、走査信号の遅延を実用上問題無いレベルに押さえることができる（第４の従来技術）。
【００１３】
さらに、特開昭６４−３５４２１号は、ＡｌとＡｌ上に形成したＴａを走査配線に用い、このＡｌとＴａの陽極酸化膜をゲート絶縁膜および層間絶縁膜として使用し、走査配線を低抵抗化し、層間ショート不良を低減し、併せて工程を削減する方法を開示している（第５の従来技術）。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ＴＦＴアクティブマトリクス型液晶表示装置を本格的に普及させるには、上記すべての課題を同時に解決し、高画質／低コスト／高信頼性を実現する必要がある。しかし、上記従来技術は、狙いとする各々の課題についてそれなりの効果をあげているが、各々の要素技術は互いにトレードオフの関係となるものが多く、上記すべての課題を同時に満足することはできない。また、上記の個々の技術を単に組合せただけでは、新たな問題が発生し所望の効果が得られない。その事情を説明する。
【００１５】
例えば、第１の従来技術と第２の従来技術とを組合せると、走査信号配線金属を透明電極の上で陽極酸化する必要がある。透明導電膜上で金属を陽極酸化すると、材料の標準電位の違いから電池反応により金属膜が溶失してしまう問題がある。また、陽極酸化時に選択酸化のためのレジストマスクを形成するには、新たにホトマスクが必要となるので、第２の課題である工程数の削減を達成することはできない。
【００１６】
また、第２の従来技術では、活性層である半導体膜がゲート電極の外にはみ出す構造となるので、表示装置を構成したときにバックライトや外光がゲート電極の外にはみ出した半導体膜に当たり、半導体膜の光電流によりＴＦＴのリーク電流が増加して画質が低下する。この画質低下を防止するには、半導体膜を薄膜化することが有効である。しかし、良く知られているように、プロセス上の制約から従来の逆スタガ型のＴＦＴで半導体膜を薄膜化するには、ＴＦＴのチャネル部を保護するチャネル保護膜を形成するためのホトマスクを１枚増やさなければならない。この問題については、例えば、『フラットパネルディスプレイ '９１』（日経ＢＰ社１９９０）８８頁〜９６頁に述べられている。
【００１７】
したがって、第２の従来技術では、半導体膜とゲート絶縁膜とのマスクを統合してホトマスクを１枚削減できるものの、実用に耐えうる画質を保証するには、半導体膜を薄膜化することが必要であり、チャネル保護膜を形成するためにホトマスクを１枚増やさなければならず、結果的にはホトマスク削減による工程簡略化は達成できない。
【００１８】
第３の従来技術と第４の従来技術とを組合せると、走査信号配線は透明電極と低抵抗配線であるＡｌ電極との２層構造となる。この場合、走査信号配線の外部接続端子部分にはＡｌ電極をそのまま用いるかまたは上層のＡｌを選択除去して、透明電極を外部接続端子として用いることになる。
【００１９】
配線の外部接続端子部分は、液晶封入等の後工程以後も種々の溶剤等に曝されるので、Ａｌのように活性な金属を用いると、腐食されるという問題がある。また、透明電極を端子部分に用いた場合、金属酸化物である透明電極と配線金属のＡｌの接合においては、Ａｌが透明電極中の酸素により酸化されて界面に絶縁膜を形成するため、コンタクトの信頼性が極めて低いという問題がある。
【００２０】
第５の従来技術においては、Ａｌの上にＴａが形成されるので、コンタクトの問題はないが、端子の側面にはＡｌがやはり露出するため、腐食が発生しやすい問題がある。
【００２１】
以上のような問題から、走査信号配線にＡｌを用いる場合、端子部分の透明電極とのコンタクトを良好に保つため、バリアメタルを間に挿入することがよく行なわれている。しかし、バリアメタルを加工するために新たなホトマスクが必要となる。したがって、第２の課題である工程数の削減を達成することはできない。
【００２２】
さらに、一般に、ＴＦＴのゲート絶縁膜および半導体膜は、プラズマ気相成長法（ＰＣＶＤ）により３００℃程度の温度で形成される。走査信号配線にＡｌを用いると、ＰＣＶＤ工程での熱履歴によりヒロックと呼ばれる表面の凹凸が多数成長する。このような凹凸には電界が集中し、走査信号配線と映像信号配線間の絶縁耐圧を極端に低下させる。したがって、走査信号配線に低抵抗のＡｌを用いると、第１の課題である製造歩留まりの向上を達成することが難しくなる。
【００２３】
以上述べたように、従来の技術の単なる組合せでは、上記の複数の課題を同時にすべて解決することはできない。
【００２４】
本発明の目的は、最小限のホトマスク数で高い信頼性と良好な画質とを確保しながら低コストで製造できる配線材料を用いた液晶表示装置の製造方法を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、絶縁基板上に形成され、かつ絶縁膜により少なくとも一部が被覆された走査信号電極と、前記走査信号電極に交差するように形成された映像信号電極と、前記走査信号電極と前記映像信号電極の交差点付近に形成された薄膜トランジスタとを有する液晶表示装置の製造方法において、
ａ．前記絶縁基板上に金属の第１の導電膜と、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜とを積層し、前記第１の導電膜と前記ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜とを略同一パターンに加工して前記走査信号電極を形成する工程
ｂ．前記走査信号電極の一部を被覆する前記絶縁膜を形成する工程
ｃ．前記走査信号電極の外部駆動回路に接続する端子部分について、前記絶縁膜をマスクとして前記走査信号電極を構成する導電膜のうちＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜を除去する工程
を有する液晶表示装置の製造方法を提供する。

【００２６】
本発明においては、前記工程ｃの後に、
ｄ．前記端子部分について、前記第１の導電膜上に透明導電膜を形成する工程を有することもできる。
【００２７】
さらに、前記工程ｄでは、前記透明導電膜は、前記絶縁膜上にも前記端子部分から連続して形成することが望ましい。
【００２８】
本発明においては、Ａｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜を含む配線材料としたので、Ａｌ表面のヒロックの発生を抑制できる。したがって、表示装置等を構成したときに配線間のショートを低減できる。このような現象はこれまで知られていないことであり、発明者等の実験により、初めて明らかとなった。
【００２９】
積層型配線を液晶表示装置の走査信号電極に用いると、走査信号電極と映像信号電極との間の層間絶縁耐圧が上がる。その結果、ショート不良を低減するとともに走査信号電極を低抵抗化し、表示画面の大型化／高精細化を達成できる。
【００３０】
また、上記Ａｌの表面をすべてＡｌを母材とする絶縁膜で被覆した場合、Ａｌが薬品等に曝されることがなくなるので、耐腐食性を確保できるとともに、Ａｌ表面のヒロック発生をさらに抑制できる。
【００３１】
１つの金属とその上層に形成した金属酸化物からなる透明導電膜により外部接続端子を構成すると、端子の耐薬品性が向上するとともに、透明導電膜と金属との反応による絶縁性バリア層が界面に形成されにくくなる。したがって、接続端子のコンタクト抵抗の増大を防止でき、信頼性の高い接続端子が得られる。
【００３２】
このような構造は、Ａｌ表面に形成した絶縁膜をマスクとしてＡｌをエッチング除去すると、形成できる。したがって、上記構造は、１枚のホトマスクだけで形成でき、工程数の削減，耐腐食性の確保，ショート不良の低減，走査信号電極の低抵抗化等の効果を同時にもたらす。
【００３３】
透明導電膜からなる画素電極を半導体膜とゲート絶縁膜の下層に配置し、半導体膜とゲート絶縁膜を映像信号電極に沿って映像信号電極よりも幅広のパターンとして延在させ、画素電極のパターンの周辺部のみを被覆すると、画素電極と映像信号電極とを分離できる。このようにすると、画素電極と映像信号電極とのショートを防止しつつ画素電極と映像信号電極との間の距離を縮小しても、ショートによる画素欠陥を低減できる。また、画素電極の幅が拡大され、画素開口率が向上する。したがって、工程数の削減，高歩留まり，低抵抗配線，端子部の信頼性向上等の特長に加えて、低欠陥，高輝度の液晶表示装置を実現できる。
【００３４】
発明者らは、Ｔａ膜を形成した後、特にその表面の清浄性を保ったまま、Ａｌ膜を真空中で連続して形成すると、（１１１）配向が弱くなり、（２２０）面が優先成長し、それと同時に膜表面のヒロックが小さくなることを発見した。本発明の製造方法は、この知見に基づいている。すなわち、本発明の液晶表示装置の製造方法においては、Ｔａ表面に成長するＡｌは、吸着層の影響を受けず、下地のＴａ膜の影響を直接受けるため、通常の条件では起こらない（２２０）面の優先成長が実現される。（２２０）面が優先成長すると、全体としてはランダムな配向に変化し膜表面のヒロックが小さくなる。
【００３５】
本発明のその他の変形例の特徴および／または効果は、以下の実施形態の記載から明らかになるであろう。
【００３６】
【発明の実施の形態】
【実施形態１】
図１は、本発明による液晶表示装置の製造方法の一実施形態の斜視図である。本実施形態の積層配線材料は、マグネトロンスパッタ法により、Ｔａ膜１０とＡｌ膜１１とをガラス基板１上に順次積層し、同一のパターンに加工し形成してある。
【００３７】
上層のＡｌ膜１１は、下地の影響を受けて（２２０）面に配向した結晶方位を有する。体心立方格子（ｂｃｃ）を有するＴａの（１１０）上に面心立方格子（ｆｃｃ）であるＡｌを成長させると（１１１）に配向することが、従来から知られている。発明者らの実験では、Ｔａ膜１０を形成した後、特にその表面の清浄性を保ったまま、Ａｌ膜１１を真空中で連続して形成すると、（１１１）配向が弱くなり、（２２０）面が優先成長することが見出された。それと同時に膜表面のヒロックが小さくなることも発見された。
【００３８】
図２は、ガラス基板１上とＴａ膜１０と上にそれぞれ形成したＡｌ膜１１の表面の凹凸を比較して示す図である。ガラス基板１上に形成したＡｌ膜１１には、１００ｎｍ程度の高さのヒロックがいくつかみられるのに対し、Ｔａ膜１０上に形成したＡｌ膜１１では、微小な凹凸が数多く発生しているものの、大きなヒロックは全くみられない。この違いは、おそらく、微小な結晶粒を有するＴａ下地の影響を受けてＡｌが成長する結果、結晶粒が大きく成長しないので、膜の内部応力が緩和されることになり、ヒロックが成長する際、微小なヒロックが数多く発生するためと推察される。
【００３９】
（２２０）面を成長させるには、成膜時に注意が必要である。ＴａとＡｌとはほとんど時間を置くことなく、Ｔａ表面の清浄性を保ったまま、連続して成長させなければ、（２２０）配向が出現しないことが実験により確かめられた。Ｔａを成膜後、一旦放電を停止し数分以上放置すると、たとえ真空を解除しなくてもＴａ表面にＨ_２Ｏ等の吸着層が形成され、（２２０）面の優先成長は起こらない。発明者等は、ＴａとＡｌとをそれぞれスパッタリング中のチャンバー内でゆっくりと移動させる方法により初めて（２２０）配向を得た。このような方式では、ＴａとＡｌは界面付近で多少混じり合いながら連続して形成されるので、従来のように、Ｔａ表面にＨ_２Ｏ等の吸着層が形成されることはない。すなわち、Ｔａ表面に成長するＡｌは、吸着層の影響を受けず、下地のＴａ膜の影響を直接受けるため、通常の条件では起こらない（２２０）面の優先成長が実現される。
【００４０】
図３は、本発明の配線に用いたＡｌ薄膜のＸ線回折パターンと従来のＡｌ膜のＸ線回折パターンとを比較して示す図である。回折パターンのピークの高さは、それぞれのピークの位置に示した面が膜表面に平行になるように配向した結晶粒の体積に比例する。（２２０）の回折ピークと（１１１）回折ピークの強度比は、従来のＡｌ膜においては０．１５であったが、本発明のＡｌ膜においては、０．７以上と大きくなる。従来のＡｌ膜に比べて、本発明のＡｌ膜では、（２２０）面からの回折ピークが大きくなり、（１１１）面からの回折ピークが減少しているのがわかる。従来のＡｌ膜では（１１１）面に強く配向していた結晶粒が、本発明のＡｌ膜では、（２２０）面の成長により、全体としてはランダムな配向に変化していると考えられる。すなわち、回折ピーク強度が最大の面の強度と、２番目に強度が大きい面の強度との比は、従来のＡｌ膜では、例えば約０．５であったが、本発明では、約０．７から１．０となる。このため、平均結晶粒径がやや小さくなり、粒径のばらつきも小さくなって、均一化したものと推察される。
【００４１】
また、従来、ＬＳＩで用いられるＡｌ配線においては、Ａｌの結晶粒が微小化するとエレクトロマイグレーションやストレスマイグレーションに対する耐性が低下するため、Ａｌは（１１１）に優先配向させ結晶粒を大きくしている。このようなＡｌ膜では、応力を緩和するサイトとなる結晶粒の３重点が少ないために大きなヒロックが成長する。液晶表示装置用のＴＦＴアレイにおいては、配線幅が１０μｍ程度であり、ＬＳＩに比べると大きいため、エレクトロマイグレーションやストレスマイグレーションは、さほど問題とはならない。むしろ、Ａｌ表面のヒロックを抑えて層間ショートを抑制ことが重要である。したがって、本発明の（２２０）配向化と結晶粒の微小化とによるヒロックの抑制は、ＴＦＴアレイ用の配線として、非常に望ましい。
【００４２】
図４は、上記Ａｌ膜のＸ線回折から得られた（２２０）の回折ピークおよび（２００）回折ピークの強度比と表面ヒロック密度との関係を示す図である。ヒロック密度は（２２０）/（２００）比が大きくなると減少し、（２２０）/（２００）比が１．０以上になると、ヒロックがほとんど消失することがわかる。
【００４３】
下地の材料としては、Ｔａだけでなく、ｂｃｃの結晶構造を有する金属であればよい。例えば、Ｔａ−Ｎ合金，Ｎｂ，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ−Ｗ−Ｎ合金でも同様な効果が得られる。また、上層の材料も、純Ａｌだけでなく、Ａｌ−Ｐｄ，Ａｌ−Ｔａ，Ａｌ−Ｔａ−Ｔｉ等のＡｌ合金膜でもよい。
【００４４】
なお、本発明のＡｌ膜は、表面が清浄なＴａを含む上記合金上に成長可能であり、下地膜形成後連続して成膜を行なう方法の他に、形成済みの下地表面をスパッタエッチングなどで清浄にした後、成膜を実行する方法も採用できる。
【００４５】
【実施形態２】
図５は、上記本発明の積層配線材料を用いて構成した液晶表示装置用走査信号配線の平面図である。図６は、図５の走査信号配線の外部接続端子部分の断面図である。図７は、図６のＡ−Ａ面を矢印方向から見た断面図である。
【００４６】
ガラス基板１上にＴａ電極１０とＡｌ電極１１が形成され、これらの表面および側面はＴａ_２Ｏ_５膜２０とＡｌ_２Ｏ_３膜２１によって被覆されている。ここでは、Ａｌ_２Ｏ_３膜２１は、２層導電膜の上層膜であるＡｌ電極１１の表面をすべて被覆するように形成した。また、上層膜であるＡｌ電極１１は、走査信号電極の端部より距離Ｘ以上離れた位置から形成し（距離Ｘは、この例では１．０ｃｍとした）、外部部材と接触する端部からＡｌ電極１１を排除した。
【００４７】
本実施形態によれば、腐食しやすいＡｌ電極を完全にＡｌ_２Ｏ_３膜で被覆し、しかも外部部材と接触する端部から排除しつつ、走査信号電極に低抵抗のＡｌ電極を使用できるので、表示装置の高精細化／大型化が達成される。外部部材と確実に接続するには、Ｘは０．１ｃｍ以上とすればよい。また、腐食しやすいＡｌ電極の下層に耐腐食性の高いＴａを配置し、Ａｌ_２Ｏ_３膜とＡｌ電極との端面を一致させる構造とし、Ａｌ_２Ｏ_３膜をマスクとして端部のＡｌ電極をエッチング除去して外部接続端子を形成するので、接続端子を金属加工するためのホトマスクが不要となり、工程数を削減できる。さらに、ヒロックの少ない（２２０）配向のＡｌ電極を上層膜として用いてあり、層間ショート不良を低減できる。このように、高品質のＡｌ_２Ｏ_３膜を層間絶縁膜として利用できるので、層間ショート不良をさらに低減できる。
【００４８】
【実施形態３】
図８は、本発明による液晶表示装置の走査信号電極の他の実施形態の端部を示す断面図である。図９は、図８のＡ−Ａ面を矢印方向から見た断面図である。
【００４９】
本実施形態の走査信号電極は、２層のＴａ電極１０とこれらによりはさまされたＡｌ電極１１との３層の導電膜からなる。上記実施形態と同様に、これらの膜の表面および側面はＴａ_２Ｏ_５膜２０とＡｌ_２Ｏ_３膜２１により被覆され、最上層膜であるＴａ電極１０の表面は、すべてＴａ_２Ｏ_５膜２０で被覆されている。また、上層膜のＴａ電極１０とＡｌ電極１１とは、走査信号電極の端部より距離１．０ｃｍ以上離れた位置から形成して、外部部材と接触する端部からＡｌ電極１１を排除した。
【００５０】
本実施形態によれば、第１実施形態の場合と同様の効果に加えて、比誘電率の大きいＴａ_２Ｏ_５膜をＴＦＴのゲート絶縁膜の一部として利用できるので、ＴＦＴの相互コンダクタンスが向上する。また、上層のＴａ電極１０によりＡｌ電極１１のヒロック発生をさらに抑制し、層間ショート不良を低減できる。
【００５１】
【実施形態４】
図１０は、実施形態２の構造を有する走査信号電極を用いて構成した液晶表示装置の単位画素の模式断面図である。
【００５２】
ガラス基板１上にＴａ電極１０とＡｌ電極１１とからなる走査信号電極が形成され、これらの表面および側面は、Ｔａ_２Ｏ_５膜２０とＡｌ_２Ｏ_３膜２１とにより被覆されている。これらの走査信号電極上にＳｉＮ膜２２，a−Ｓｉ:Ｈ膜３０，ｎ型ａ−Ｓｉ:Ｈ膜３１が形成され、さらにｎ型ａ−Ｓｉ:Ｈ膜３１上には映像信号電極１４とソース電極１５とが形成され、ソース電極にはＩＴＯ膜からなる画素電極１３が接続されている。画素電極１３には、容量電極１６が接続され、走査信号電極１１と容量電極１６とは、付加容量を形成している。さらに、これら全体を保護ＳｉＮ膜２３で被覆してある。
【００５３】
図１１は、薄膜トランジスタ基板の走査信号電極の外部接続端子の断面図である。ここでは、走査信号電極のうち、上層のＡｌ電極１１の表面は、Ａｌ_２Ｏ_３膜２１により被覆し、Ｔａ電極１０をＡｌ_２Ｏ_３膜２１の外まで延在させ、外部接続端子を構成している。また、Ｔａ電極１０は、ＩＴＯ電極１３で被覆してある。 本実施形態では、ＴａとＩＴＯとの反応によってＴａ／ＩＴＯ界面に形成されるバリア層の絶縁性が完全ではないため、ＴａとＩＴＯとのコンタクト抵抗は、例えばＡｌとＩＴＯを組合せた場合に比べ、格段に小さくなる。また、ＴａとＩＴＯでは、熱処理によるコンタクト抵抗の増大もほとんどないため、極めて安定した接続端子が得られる。
【００５４】
本実施形態では、下地金属としてＴａを用いたが、Ｔａ以外にもＴａ−Ｎ合金，Ｎｂ，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ−Ｗ−Ｎ合金等でも、同様な効果が得られる。特に、Ｔａ−ＮやＴｉ−Ｎ等の金属窒化物を用いると、金属とＩＴＯの反応をより抑制し、コンタクト抵抗を極めて小さくできる。
【００５５】
図１２〜図１６は、上記実施形態の薄膜半導体装置の製造工程を示す図である。これらの図の右側は、走査信号電極端子部分の各工程での断面を示す図である。
【００５６】
図１２においては、ガラス基板１上にＴａ膜１０とＡｌ膜１１とをスパッタリングにより連続的に堆積させ、ホトリソグラフィ技術を用いて所定の形状にパターニングする。
【００５７】
図１３においては、陽極酸化法によりＴａ膜１０とＡｌ膜１１との表面および側面にＴａ_２Ｏ_５膜２０とＡｌ_２Ｏ_３膜２１を形成する。
【００５８】
図１４においては、Ａｌ_２Ｏ_３膜２１をマスクとして、走査信号電極端子部のＡｌ膜１１をエッチング除去し、Ｔａ電極１０を露出させる。このとき、臭化水素（ＨＢｒ）と３塩化硼素（ＢＣｌ_３）との混合ガスプラズマを用いたリアクティブイオンエッチング法によれば、ＡｌとＴａのエッチング選択比を大きくとれるので、エッチングの作業裕度が大きくなり、歩留まりが向上する。続いてＩＴＯ膜をスパッタリングにより堆積し、ホトリソグラフィ技術を用いてパターニングして画素電極１３および端子Ｔａの保護膜１３１を形成する。
【００５９】
図１５においては、プラズマＣＶＤ法により、ゲートＳｉＮ膜２２，ａ−Ｓｉ:Ｈ膜３０，ｎ型ａ−Ｓｉ:Ｈ膜３１を堆積し、ａ−Ｓｉ:Ｈ膜３０，ｎ型ａ−Ｓｉ:Ｈ膜３１を所定の形状にパターニングし、続いて画素電極１３上および端子部電極上のゲートＳｉＮ膜２２を除去する。
【００６０】
図１６においては、スパッタリングによりＴｉ膜を堆積し、所定の形状にパターニングして映像信号電極１４とソース電極１５および容量電極１６を得る。最後に、プラズマＣＶＤ法により保護ＳｉＮ膜２３を形成して薄膜半導体装置は完成する。
【００６１】
本実施形態によれば、外部接続端子に耐腐食性の高いＴａを使用できるので、高信頼性を確保できる。また、Ａｌ_２Ｏ_３膜をマスクとして、外部接続端子部のＴａ電極を露出させるため、従来必要であった外部接続端子金属加工用ホトマスクが不要となり、工程数を削減できる。さらに、Ａｌ表面のヒロックの抑制により、層間ショートを低減するとともに、走査信号電極に低抵抗のＡｌ電極を使用可能となるので、液晶表示装置の高精細化／大型化が実現できる。
【００６２】
以上の実施形態では、走査信号電極にＴａとＡｌを用いたが、本発明はこの組合せに限らず、Ｔａの代りにＷ，Ｎｂやこれらを成分とする合金、例えばＴａＮ，Ｎｂ−Ｎ，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ等を用いても同様に適用できる。また、純Ａｌに限らず、Ａｌ−Ｐｄ，Ａｌ−Ｔａ，Ａｌ−Ｔｉ−Ｔａ等の合金を用いてもよい。
【００６３】
さらに、上記実施形態においては、Ａｌの表面に形成したＡｌ_２Ｏ_３膜をマスクとして、外部接続端子のＴａ電極を露出させる方法を採用したが、外部接続端子のＴａ電極を露出させる工程は、端子部電極上のゲートＳｉＮ膜２２を除去した後に行なってもよい。この場合でも、ゲートＳｉＮ膜２２上を加工するためのホトレジストをそのままＴａ電極１０を露出させるためのマスクとして用いることができるので、工程が増加することはない。
【００６４】
Ｔａ電極を露出させる時のプラズマにゲートＳｉＮ膜やＡｌ_２Ｏ_３膜が直接曝されることがなく、膜にプラズマダメージが入ることがないので、良好な絶縁特性を維持できる。
【００６５】
【実施形態５】
本発明による配線材料は、走査信号配線だけでなく、映像信号配線にも適用できる。図１７は、映像信号配線に本発明による配線材料を適用した実施形態の画素の断面図である。本実施形態においては、実施形態１の構造に加えて、映像信号配線とソース電極および容量電極とが、Ｔａ膜１４１，１５１，１６１とＡｌ膜１４２，１５２，１６２の積層電極とからなる。このような構造を採用したことにより、Ａｌ膜１４２，１５２，１６２が（２２０）配向となるので、既に述べた理由により、保護膜２３形成時の熱処理によるＡｌ膜からのホイスカ，ヒロックの成長を防止できる。
【００６６】
【実施形態６】
図１８は、図５に示した実施形態２の構造を有する走査信号電極を用いて構成した別の液晶表示装置の実施形態の画素部の断面図である。図１９は、図１８の実施形態の平面図である。
【００６７】
実施形態と同様、ガラス基板１上にＴａ電極１０とＡｌ電極１１からなる走査信号電極が形成されている。これら電極の表面および側面は、Ｔａ_２Ｏ_５膜２０とＡｌ_２Ｏ_３膜２１とにより被覆されている。これらの走査信号電極上に膜厚４００ｎｍのＳｉＮ膜２２と膜厚５０ｎｍのa−Ｓｉ:Ｈ膜３０とが同一の平面形状に形成され、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０上には映像信号電極１４とソース電極１５が形成されている。ソース電極１５には、ＩＴＯ膜からなる画素電極１３が接続されている。
【００６８】
画素電極１３は、ＳｉＮ膜２２の下層に配置され、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０とＳｉＮ膜２２は、映像信号電極１４の下層に映像信号電極１４に沿って延在しており、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０とＳｉＮ膜２２とは、画素電極１３のパターンの周辺部のみを被覆している。画素電極１３には、容量電極１６が接続され、走査信号電極１１と容量電極１６とは付加容量を形成している。これら全体は、保護ＳｉＮ膜２３で被覆されている。
【００６９】
図２０は、図１８中のＡ−Ａ断面におけるa−Ｓｉ:Ｈ膜３０内の^３１Ｐと^１１Ｂの深さ方向の濃度分布を示す図である。図２１は、図１８中のＢ−Ｂ断面におけるa−Ｓｉ:Ｈ膜３０内の^３１Ｐと^１１Ｂの深さ方向の濃度分布を示す図である。
【００７０】
ソース電極１５とコンタクトするＢ−Ｂ断面では、^３１Ｐのみが表面から指数関数的に減少する急峻な濃度プロファイルで導入されている。また、ＴＦＴのチャネル領域であるＡ−Ａ断面では、ほぼ等量の^３１Ｐと^１１Ｂが導入されている。
【００７１】
以上の構成により、本実施形態には、先に述べた効果に加えて、以下の効果がある。
【００７２】
ａ．従来別々のホトマスクでパターニングしていたa−Ｓｉ:Ｈ膜３０とゲートＳｉＮ膜３１とが、１枚のホトマスクで同一の形状にパターニングされるので、ホトリソグラフィ工程が１回少なくなり、工程数を削減でき、製造コストを低減できる。
【００７３】
ｂ．ＴＦＴのチャネル領域は、^３１Ｐと^１１Ｂが相互に補償されて高抵抗化されるため、従来必要であったｎ型a−Ｓｉ:Ｈ膜のエッチングなしに、ソース電極とドレイン電極とを分離できるので、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０の薄膜化が可能となる。a−Ｓｉ:Ｈ膜３０の膜厚を６０ｎｍ以下とすると、光電流によるＴＦＴのオフ抵抗の低下を防止でき、良好な画質が得られる。また、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０を薄膜化する際に従来必要であったチャネル保護膜の形成が不要になり、製造工程の増加がない。
【００７４】
ｃ．画素電極１３と映像信号電極１４とが、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０とゲートＳｉＮ膜２２により分離されるので、画素電極１３と映像信号電極１４がショートすることがない。このため、主として画素電極１３と映像信号電極１４とのショートにより発生している画素欠陥を低減できる。また、画素電極１３と映像信号電極１４との距離を縮小し、その分画素電極１３の面積を拡大でき、画素開口率が向上する。その結果、ディスプレイの高輝度化が達成できる。
【００７５】
図２２〜２９は図１８の実施形態の製造工程を示す断面図である。
【００７６】
図２２においては、ガラス基板１上にＴａ膜１０とＡｌ膜１１とをスパッタリングにより堆積させ、ホトリソグラフィ技術を用いて所定の形状にパターニングする。次に、陽極酸化法によりＴａ膜とＡｌ膜との表面および側面にＴａ_２Ｏ_５膜２０とＡｌ_２Ｏ_３膜２１とを形成する。
【００７７】
図２３においては、スパッタリングにより、ＩＴＯ膜を１１０ｎｍ堆積させ、パターニングして画素電極１３とする。
【００７８】
図２４においては、プラズマＣＶＤ法により、ゲートＳｉＮ膜２２を４００ｎｍ堆積させ、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０を５０ｎｍ形成する。
【００７９】
図２５においては、ＰＨ_３ガスの放電プラズマから引き出した質量分離しないＰＨ＋，ＰＨ_２＋等のイオンを２ｋｅＶ程度の低エネルギーで照射し、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０にＰを導入する。このような質量分離しないイオンビームを用いる不純物ドーピング技術としては、例えば特開平２−１９９８２４号において磁気バケット型イオン源を用いた方法が開示されている。
【００８０】
図２６においては、ホトリソグラフィ技術により、ゲートＳｉＮ膜２２とa−Ｓｉ:Ｈ膜３０とを同一の平面形状に加工する。
【００８１】
図２７においては、Ｔｉ電極をスパッタリングにより形成し、パターニングして映像信号電極１４とソース電極１５と容量電極１６とを得る。
【００８２】
図２８においては、映像信号電極１４とソース電極１５のパターンをマスクとして、質量分離しないＢＨ＋，Ｂ_２Ｈ_２＋等のイオンを２ｋｅＶ程度の低エネルギーで照射し、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０のチャネル領域にＢを導入する。これは、先に述べた技術において、放電ガスをＢ_２Ｈ_６等のＢを含むガスにすれば、容易に実現できる。
【００８３】
図２９においては、保護ＳｉＮ膜を形成し、素子を完成させる。
【００８４】
上記製造工程を採用すると、既に述べたように、a−Ｓｉ:Ｈ膜３０を薄膜化する際に従来必要であったチャネル保護膜の形成が不要になるので、製造工程を簡略化できる。特に、不純物導入法として質量分離しない低エネルギーのイオンビームを用いると、大面積に効率良く不純物を導入できるので、生産効率が向上する。
【００８５】
図３０は、本発明の液晶表示装置におけるＴＦＴ基板の等価回路である。ガラス基板１上に、複数の走査信号電極１０／１１と、これに直交する複数の映像信号電極１４と、これらの電極に接続されたＴＦＴと、ＴＦＴに接続された液晶容量および付加容量とを形成してある。走査信号電極１０／１１と映像信号電極１４とのどちらか一方の端部には、外部部材接続のための端子１４０が設けられている。
【００８６】
画像を表示するには、走査信号電極１０／１１に順次パルス信号を印加して１行分のＴＦＴをオン状態とし、その間に映像信号電極から画像信号を液晶層に印加する。この操作を１行ごとに繰り返す。
【００８７】
図３１は、本発明の液晶表示装置における別のＴＦＴ基板の等価回路である。ガラス基板１上に複数の走査信号電極１０，１１と、これに直交する複数の映像信号電極１４と、これらの電極接続されたＴＦＴと、ＴＦＴに接続された液晶容量および付加容量とから構成される部分は、上記例と同様であるが、本実施形態においては、ガラス基板１上に、ＴＦＴを駆動するための走査信号回路２００および映像信号回路２１０が、ＴＦＴを用いて形成されている。このように、駆動回路もガラス基板１上に集積することにより、外部部品が大幅に少なくなるので、全体としてのコストを大幅に低減できる。このような外部接続端子が少ない場合にも、本発明の配線材料を同様に適用できることはもちろんである。
【００８８】
以上述べた実施形態においては、逆スタガード型の薄膜トランジスタを用いた例を説明したが、本発明の配線材料は、これに限らず、スタガード型またはコープレーナ型の電極構造を持つ薄膜トランジスタにも同様に適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００８９】
図３２は、本発明による薄膜半導体装置により構成した液晶表示装置の模式断面を示す図である。図３２の中央部は、１画素部分の断面を示し、左側は、一対のガラス基板１および５０８の左側縁部で外部引出端子の存在する部分の断面を示し、右側は、一対のガラス基板１および５０８の右側縁部で外部引出端子の存在しない部分の断面を示している。
【００９０】
液晶層５０６を基準に、下部のガラス基板１上には、走査信号電極１１と映像信号電極１４とがマトリクス状に形成されている。その交点近傍に形成されたＴＦＴは、ＩＴＯからなる画素電極１３を駆動する。液晶層５０６をはさんで対向する対向ガラス基板５０８上には、ＩＴＯからなる対向電極５１０，カラーフィルタ５０７，カラーフィルタ保護膜５１１，遮光用ブラックマトリクスパターンとなる遮光膜５１２が形成されている。図３２の左側／右側のそれぞれに示すシール材ＳＬは、液晶層５０６を封止するように、（図示していない）液晶封入口を除くガラス基板１および５０８の縁全体に沿って形成されている。シール材は、例えばエポキシ樹脂である。
【００９１】
対向ガラス基板５０８側の対向電極５１０は、少なくとも一個所において、銀ペースト材ＳＩＬにより、ガラス基板１に形成された外部引出配線に接続されている。この外部接続配線は、走査信号配線１０，ソース電極１５，映像信号電極１４のそれぞれと同一製造工程で形成される。配向膜ＯＲＩ１，ＯＲＩ２，画素電極１３，保護膜２３，カラーフィルタ保護膜５１１，ゲートＳｉＮ膜２１のそれぞれの層は、シール材ＳＬの内側に形成されている。偏光板５０５は、それぞれ一対のガラス基板１および５０８の外側の表面に形成されている。
【００９２】
液晶層５０６は、液晶分子の向きを設定する下部配向膜ＯＲＩ１と上部配向膜ＯＲＩ２との間に封入され、シール材ＳＬによりシールされている。下部配向膜ＯＲＩ１は、ガラス基板１側の保護膜２３の上部に形成される。対向ガラス基板５０８の内側の表面には、遮光膜５１２，カラーフィルタ５０７，カラーフィルタ保護膜５１１，対向電極５１０，上部配向膜ＯＲＩ２が、順次積層して設けられている。
【００９３】
この液晶表示装置は、ガラス基板１側と対向ガラス基板５０８側の層とを別々に形成し、その後に上下ガラス基板１および５０８を重ねあわせ、両者間に液晶５０６を封入して組立られる。バックライトＢＬからの光の透過を画素電極１３部分で調節すると、ＴＦＴ駆動型のカラー液晶表示装置が形成される。
【００９４】
本発明の液晶表示装置は、低抵抗のＡｌからなる走査信号電極を使用できるので、大型化／高精細化に好適である。また、簡略な製造工程で歩留まり良く製造できるので、コストを大幅に低減し、安価な液晶表示装置を提供することが可能となる。
【００９５】
本発明の特徴的構成を例示すると、次の通りである。
【００９６】
１．（２２０）面が膜表面に平行になるように配向した結晶粒と（２００）面が膜表面に平行になるように配向した結晶粒との体積比が、０．５以上であるＡｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜を含む配線材料。
【００９７】
２．（２２０）面が膜表面に平行になるように配向した結晶粒と（１１１）面が膜表面に平行になるように配向した結晶粒との体積比が、０．５以上であるＡｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜を含む配線材料。
【００９８】
３．含有量が最も多い第１の配向方向を有する結晶粒の体積に対する含有量が２番目に多い第２の配向方向を有する結晶粒の体積の割合が、ほぼ０．５以上である配線材料。
【００９９】
４．Ｔａ，Ｔａ−Ｎ合金，Ｎｂ，Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ−Ｗ−Ｎ合金のうちの１つの金属からなる第１の導電膜と、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなり第１の導電膜上に形成される第２の導電膜とにより構成された積層型配線材料。
【０１００】
５．上記４に記載の積層型配線材料において、Ａｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜に含まれる（２２０）面が膜表面に平行になるように配向した結晶粒と（２００）面が膜表面に平行になるように配向した結晶粒との体積比が、０．５以上である積層型配線材料。
【０１０１】
６．絶縁基板上に形成された走査信号電極と、走査信号電極に交差するように形成された映像信号電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接続された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより液晶を駆動する液晶表示装置において、走査信号電極と映像信号電極の少なくとも一方が、（２２０）面が膜表面に平行になるように配向した結晶粒と（２００）面が膜表面に平行になるように配向した結晶粒との体積比が、０．５以上であるＡｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜を含む配線材料で形成されている液晶表示装置。
【０１０２】
７．絶縁基板上に形成された走査信号電極と、走査信号電極に交差するように形成された映像信号電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接続された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより液晶を駆動する液晶表示装置において、走査信号電極と映像信号電極の少なくとも一方が、Ｔａ，Ｔａ−Ｎ合金，Ｎｂ，Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ−Ｗ−Ｎ合金のうちの１つの金属からなる第１の導電膜と、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなり第１の導電膜上に形成される第２の導電膜とにより構成された積層型配線材料で形成されている液晶表示装置。
【０１０３】
８．上記７に記載の液晶表示装置において、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金に含まれる（２２０）面が膜表面に平行になるように配向した結晶粒と（２００）面が膜表面に平行になるように配向した結晶粒との体積比が、０．５以上である液晶表示装置。
【０１０４】
９．絶縁基板上に形成された走査信号電極と、走査信号電極に交差するように形成された映像信号電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接続された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより液晶を駆動する液晶表示装置において、走査信号電極が、少なくともＡｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜を含む２種以上の導電膜の積層膜であり、Ｔａ，Ｔａ−Ｎ合金，Ｎｂ，Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ−Ｗ−Ｎ合金のうちの１つの金属からなる導電膜をＡｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜の上層および下層に配置した液晶表示装置。
【０１０５】
１０．上記６ないし９のいずれかに記載の液晶表示装置において、Ａｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜の表面および側面に、Ａｌを母材とする被覆絶縁膜を形成した液晶表示装置。
【０１０６】
１１．上記６ないし９のいずれかに記載の液晶表示装置において、Ａｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜が、走査信号電極の一端部から０．１ｃｍ以上離れた位置にのみ存在する液晶表示装置。
【０１０７】
１２．上記６ないし１１のいずれかに記載の液晶表示装置において、走査信号電極と映像信号電極の少なくとも一方を構成する膜が、薄膜トランジスタのゲート電極である液晶表示装置。
【０１０８】
１３．上記６ないし１２のいずれかに記載の液晶表示装置において、Ａｌを母材とする絶縁膜が、Ａｌの酸化膜または窒化膜である液晶表示装置。
【０１０９】
１４．絶縁基板上に形成した走査信号電極と、走査信号電極に交差するように形成された映像信号電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接続された画素電極とからなるアクティブマトリクス基板と、アクティブマトリクス基板に接続された外部駆動回路とを有し、薄膜トランジスタにより液晶を駆動する液晶表示装置において、外部駆動回路と映像信号電極または走査信号電極との接続端子が、Ｔａ，Ｔａ−Ｎ合金，Ｎｂ，Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ−Ｗ−Ｎ合金のうちの１つの金属からなる第１の導電膜と、第１の導電膜上に形成された金属酸化物からなる透明導電膜とにより構成された液晶表示装置。
【０１１０】
１５．上記１ないし５のいずれかに記載の配線からなる走査信号電極と、走査信号電極上に形成された薄膜トランジスタのゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成された半導体膜と、走査信号電極に交差するように形成された映像信号電極と、薄膜トランジスタに接続された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより液晶を駆動する液晶表示装置において、半導体膜と当該半導体膜に接するゲート絶縁膜とが、同一の平面形状である液晶表示装置。
【０１１１】
１６．上記１５に記載の液晶表示装置において、半導体膜および当該半導体膜に接するゲート絶縁膜が、映像信号電極の下層に当該映像信号電極よりも幅広のパターンで延在している液晶表示装置。
【０１１２】
１７．上記１５または１６に記載の液晶表示装置において、半導体膜のうち、ソース，ドレインの金属電極と接触する領域にはｎ型またはｐ型のいずれかの不純物の一方のみが導入され、チャネル部にはｎ型およびｐ型の両方の不純物が導入されている液晶表示装置。
【０１１３】
１８．上記１５ないし１７のいずれかに記載の液晶表示装置において、半導体膜が、膜厚が６０ｎｍ以下の水素化非晶質Ｓｉ，水素化非晶質ＳｉＧｅ，水素化非晶質Ｇｅのいずれかからなる液晶表示装置。
【０１１４】
１９．上記１８に記載の液晶表示装置において、ｎ型およびｐ型不純物の濃度が、半導体膜の表面において１０^２１ｃｍ^−３以上であり、半導体膜とゲート絶縁膜の界面で１０^１９ｃｍ^−３以下である液晶表示装置。
【０１１５】
２０．上記１５ないし１９のいずれかに記載の液晶表示装置において、画素電極が、半導体膜およびゲート絶縁膜の下層に配置されている液晶表示装置。
【０１１６】
２１．上記２０に記載の液晶表示装置において、半導体膜およびゲート絶縁膜が、画素電極のパターンの外周部のみを被覆している液晶表示装置。
【０１１７】
２２．絶縁基板上に形成された走査信号電極と、走査信号電極に交差するように形成された映像信号電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接続された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより液晶を駆動する液晶表示装置の製造方法において、
ａ．絶縁基板上にＴａ，Ｔａ−Ｎ合金，Ｎｂ，Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ−Ｗ−Ｎ合金のうちの１つの金属からなる第１の導電膜とＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜とを真空中で順次連続して積層し、所定のパターンに加工して走査信号電極と映像信号電極の少なくとも一方を形成する工程
ｂ．走査信号電極の一部を被覆する絶縁膜を形成する工程
ｃ．絶縁膜をマスクとして走査信号電極を構成する導電膜のうちＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜のみを除去する工程
を含む液晶表示装置の製造方法。
【０１１８】
２３．上記２２に記載の液晶表示装置の製造方法において、絶縁膜を陽極酸化法，プラズマ酸化法，プラズマ窒化法のいずれかにより形成する液晶表示装置の製造方法。
【０１１９】
２４．上記２２に記載の液晶表示装置の製造方法において、絶縁膜をプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法により形成する液晶表示装置の製造方法。
【０１２０】
２５．上記２２に記載の液晶表示装置の製造方法において、絶縁膜をマスクとして走査信号電極を構成する導電膜のうちＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜のみを除去する工程が、ハロゲン化水素ガスを含む混合ガスを用いたイオンエッチング法である液晶表示装置の製造方法。
【０１２１】
２６．上記２２に記載の液晶表示装置の製造方法において、第１の導電膜とＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜とを、真空を保持したまま連続して形成する液晶表示装置の製造方法。
【０１２２】
２７．絶縁基板上に形成された走査信号電極と、走査信号電極に交差するように形成された映像信号電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接続された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより液晶を駆動する液晶表示装置の製造方法において、
ａ．絶縁基板上にＴａ，Ｔａ−Ｎ合金，Ｎｂ，Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ−Ｗ−Ｎ合金のうちの１つの金属からなる第１の導電膜を形成し、第１の導電膜表面の清浄性を保った状態でその上にＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜を積層し、所定のパターンに加工して走査信号電極または映像信号電極を形成する工程
ｂ．走査信号電極または映像信号電極の一部を被覆する絶縁膜を形成する工程ｃ．絶縁膜をマスクとして走査信号電極または映像信号電極を構成する導電膜のうちＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜のみを除去する工程
を含む液晶表示装置の製造方法。
【０１２３】
２８．絶縁基板上に形成された走査信号電極と、走査信号電極に交差するように形成された映像信号電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接続された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより液晶を駆動する液晶表示装置の製造方法において、
ａ．絶縁基板上にＴａ，Ｔａ−Ｎ合金，Ｎｂ，Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｎｂ合金，Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ合金，Ｔａ−Ｔｉ合金，Ｔａ−Ｔｉ−Ｎ合金，Ｗ，Ｔａ−Ｗ合金，Ｔａ−Ｗ−Ｎ合金のうちの１つの金属からなる第１の導電膜を形成する工程
ｂ．第１の導電膜の表面層の一部を除去する工程
ｃ．表面層の一部を除去した第１の導電膜の上にＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜を積層する工程
ｄ．積層膜を所定のパターンに加工して走査信号電極または映像信号電極を形成する工程
ｅ．走査信号電極または映像信号電極の一部を被覆する絶縁膜を形成する工程
ｆ．絶縁膜をマスクとして走査信号電極または映像信号電極を構成する導電膜のうちＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜のみを除去する工程
を含む液晶表示装置の製造方法。
【０１２４】
２９．絶縁基板上に形成された走査信号電極と、走査信号電極に交差するように形成された映像信号電極と、走査信号電極と映像信号電極の交差点付近に形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接続された画素電極とからなり、薄膜トランジスタにより液晶を駆動する液晶表示装置の製造方法において、
ａ．絶縁基板上に第１の導電膜とＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜を真空中で順次連続して積層し、所定のパターンに加工して走査信号電極を形成する工程
ｂ．走査信号電極の一部の表面および側面に各々の導電膜を構成する材料を母材とする絶縁膜を形成する工程
ｃ．絶縁膜をマスクとして走査信号電極を構成する導電膜のうちＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜のみを除去する工程
ｄ．基板全面に透明電極膜を形成し所定の形状に加工して画素電極を形成する工程
ｅ．基板全面にゲート絶縁膜，半導体膜を形成する工程
ｆ．半導体膜に５ｋｅＶ以下のエネルギーでリンを含むイオンビームを照射して半導体膜中にリンを導入する工程
ｇ．ゲート絶縁膜、半導体膜を同一パターンに加工する工程
ｈ．導電膜を堆積して所定のパターンに加工し映像信号電極およびソース電極を形成する工程
ｉ．映像信号電極およびソース電極のパターンをマスクとして半導体膜に５ｋｅＶ以下のエネルギーでボロンを含むイオンビームを照射して半導体膜中にボロンを導入する工程
を含む液晶表示装置の製造方法。
【０１２５】
３０．上記６ないし２１のいずれかに記載の液晶表示装置を表示手段として備えた情報処理装置。
【０１２６】
３１．上記２２ないし２９のいずれかに記載の製造方法により製造した液晶表示装置を表示手段として備えた情報処理装置。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、Ａｌ膜またはＡｌを主成分とする合金膜を含む配線材料としたので、Ａｌ表面のヒロックの発生を抑制できる。したがって、表示装置等を構成したときに配線間のショートを低減できる。
【０１２８】
積層型配線を液晶表示装置の走査信号電極に用いると、走査信号電極と映像信号電極との間の層間絶縁耐圧が上がる。その結果、ショート不良を低減するとともに走査信号電極を低抵抗化し、表示画面の大型化／高精細化を達成できる。
【０１２９】
また、上記Ａｌの表面をすべてＡｌを母材とする絶縁膜で被覆した場合、Ａｌが薬品等に曝されることがなくなるので、耐腐食性を確保できるとともに、Ａｌ表面のヒロック発生をさらに抑制できる。
【０１３０】
１つの金属とその上層に形成した金属酸化物からなる透明導電膜により外部接続端子を構成すると、端子の耐薬品性が向上するとともに、透明導電膜と金属との反応による絶縁性バリア層が界面に形成されにくくなる。したがって、接続端子のコンタクト抵抗の増大を防止でき、信頼性の高い接続端子が得られる。
【０１３１】
このような構造は、Ａｌ表面に形成した絶縁膜をマスクとしてＡｌをエッチング除去すると、形成できる。したがって、上記構造は、１枚のホトマスクだけで形成でき、工程数の削減，耐腐食性の確保，ショート不良の低減，走査信号電極の低抵抗化等の効果を同時にもたらす。
【０１３２】
透明導電膜からなる画素電極を半導体膜とゲート絶縁膜の下層に配置し、半導体膜とゲート絶縁膜を映像信号電極に沿って映像信号電極よりも幅広のパターンとして延在させ、画素電極のパターンの周辺部のみを被覆すると、画素電極と映像信号電極とを分離できる。このようにすると、画素電極と映像信号電極とのショートを防止しつつ画素電極と映像信号電極との間の距離を縮小しても、ショートによる画素欠陥を低減できる。また、画素電極の幅が拡大され、画素開口率が向上する。したがって、工程数の削減，高歩留まり，低抵抗配線，端子部の信頼性向上等の特長に加えて、低欠陥，高輝度の液晶表示装置を実現できる。
【０１３３】
その結果、最小限のホトリソグラフィ工程で、ヒロックの少ない低抵抗の走査信号電極と耐腐食性の高い外部接続端子とを備え、画素欠陥密度が少なく大きな画素開口率の液晶表示装置が得られ、液晶表示装置の大型化／高精細化／低コスト化を同時に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による積層配線材料の一実施形態の斜視図である。
【図２】ガラス基板１上とＴａ膜１０と上にそれぞれ形成したＡｌ膜１１の表面の凹凸を比較して示す図である。
【図３】本発明の配線に用いたＡｌ薄膜のＸ線回折パターンを従来のＡｌ膜のＸ線回折パターンと比較して示す図である。
【図４】上記Ａｌ膜のＸ線回折から得られた（２２０）の回折ピークおよび（２００）回折ピークの強度比と表面ヒロック密度との関係を示す図である。
【図５】上記本発明の積層配線材料を用いて構成した液晶表示装置用走査信号配線の平面図である。
【図６】図５の走査信号配線の外部接続端子部分の断面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ面を矢印方向から見た断面図である。
【図８】本発明による液晶表示装置の走査信号電極の他の実施形態の端部を示す断面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ面を矢印方向から見た断面図である。
【図１０】図５に示した実施形態２の構造を有する走査信号電極を用いて構成した液晶表示装置の単位画素の模式断面図である。
【図１１】薄膜トランジスタ基板の走査信号電極の外部接続端子の断面図である。
【図１２】上記実施形態の薄膜半導体装置の製造工程を示す図である。図の右側は、走査信号電極端子部分の各工程での断面を示す図である。
【図１３】上記実施形態の薄膜半導体装置の製造工程を示す図である。図の右側は、走査信号電極端子部分の各工程での断面を示す図である。
【図１４】上記実施形態の薄膜半導体装置の製造工程を示す図である。図の右側は、走査信号電極端子部分の各工程での断面を示す図である。
【図１５】上記実施形態の薄膜半導体装置の製造工程を示す図である。図の右側は、走査信号電極端子部分の各工程での断面を示す図である。
【図１６】上記実施形態の薄膜半導体装置の製造工程を示す図である。図の右側は、走査信号電極端子部分の各工程での断面を示す図である。
【図１７】本発明の配線材料を映像信号配線に適用した実施形態の画素の断面図である。
【図１８】図５に示した実施形態２の構造を有する走査信号電極を用いて構成した別の液晶表示装置の実施形態の画素部の断面図である。
【図１９】図１８の実施形態の平面図である。
【図２０】図１８中のＡ−Ａ断面におけるa−Ｓｉ:Ｈ膜３０内の^３１Ｐと^１１Ｂの深さ方向の濃度分布を示す図である。
【図２１】図１８中のＢ−Ｂ断面におけるa−Ｓｉ:Ｈ膜３０内の^３１Ｐと^１１Ｂの深さ方向の濃度分布を示す図である。
【図２２】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図である。
【図２３】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図である。
【図２４】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図である。
【図２５】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図である。
【図２６】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図である。
【図２７】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図である。
【図２８】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図である。
【図２９】図１８の実施形態の製造工程を示す断面図である。
【図３０】本発明の液晶表示装置におけるＴＦＴ基板の等価回路である。
【図３１】本発明の液晶表示装置における別のＴＦＴ基板の等価回路である。
【図３２】本発明による薄膜半導体装置により構成した液晶表示装置の模式断面を示す図である。
【符号の説明】
１ ガラス基板
１０ Ｔａ電極
１１ （２２０）面に配向したＡｌ電極
１３ 画素電極
１４ 映像信号電極
１５ ソース電極
１６ 容量電極
２０ Ｔａ_２Ｏ_５膜
２１ Ａｌ_２Ｏ_３膜
２２ ゲートＳｉＮ電極
２３ 保護ＳｉＮ膜
３０ ａ−Ｓｉ:Ｈ膜
３１ ｎ型ａ−Ｓｉ:Ｈ膜
１４０ 外部接続端子
１４１，１５１，１６１ Ｔａ膜
１４２，１５２，１６２ Ａｌ膜
２００ 走査信号回路
２１０ 映像信号回路
５０５ 偏光板
５０６ 液晶層
５０７ カラーフィルタ
５０８ 対向ガラス基板
５１０ 対向電極
５１１ カラーフィルタ保護膜
５１２ 遮光膜
ＢＬ バックライト
ＯＲＩ 配向膜
ＳＬ シール材
ＳＩＬ 銀ペースト材

Claims (3)

1. 絶縁基板上に形成され、かつ絶縁膜により少なくとも一部が被覆された走査信号電極と、前記走査信号電極に交差するように形成された映像信号電極と、前記走査信号電極と前記映像信号電極の交差点付近に形成された薄膜トランジスタとを有する液晶表示装置の製造方法において、
   ａ．前記絶縁基板上に金属の第１の導電膜と、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜とを積層し、前記第１の導電膜と前記ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜とを略同一パターンに加工して前記走査信号電極を形成する工程
   ｂ．前記走査信号電極の一部を被覆する前記絶縁膜を形成する工程
   ｃ．前記走査信号電極の外部駆動回路に接続する端子部分について、前記絶縁膜をマスクとして前記走査信号電極を構成する導電膜のうちＡｌまたはＡｌを主成分とする合金膜を除去する工程
   を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法において、
   前記工程ｃの後に、
   ｄ．前記端子部分について、前記第１の導電膜上に透明導電膜を形成する工程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
3. 請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法において、
   前記工程ｄでは、前記透明導電膜は、前記絶縁膜上にも前記端子部分から連続して形成する
   ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

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