(57)【要約】【課題】ゲート配線または第一の電極配線間の短絡による歩留りの低下を防止すると共に、比抵抗が小さい材料を用いてゲート配線または第一の電極配線を構成することによりそのパターンを細線化し、高開口率化による低消費電力の液晶表示装置と、それを高歩留りで製造する製造方法、およびそれに用いられるＴＦＴアレイ基板を提供することを目的とする。【解決手段】ゲート電極とゲート配線、または第一の電極、第一の電極配線、第二の電極が、ＡｌまたはＡｌ合金と、その表面側のＡｌより硬度の高い金属層との二層膜、または多層膜で構成され、それらは、Ａｌより硬度の高い金属膜をブラシ洗浄し、パターニングすることができ、それらの配線間短絡を防止できる。【選択図】図５
2006216936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明絶縁性基板と、制御電極および制御電極配線と、半導体層と、上記半導体層と共に半導体素子を構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記制御電極および制御電極配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置の製造方法において、
上記制御電極および制御電極配線は、ＡｌまたはＡｌ合金、および硬度が高い金属を順次成膜して二層膜を形成する工程と、上記二層膜の表面をブラシにより洗浄した後レジストを形成し、上記二層膜をエッチングする工程により形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
二層膜を構成する硬度が高い金属膜は、Ａｌ合金膜と同じエッチング液あるいはエッチングガスによりエッチングできる金属により形成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
二層膜を構成する硬度が高い金属膜は、Ａｌ合金膜よりエッチング速度が大きい金属により形成されることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
二層膜のエッチング条件は、Ａｌ合金膜より硬度が高い金属膜の方が速くエッチングされる条件であることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
二層膜のエッチング工程において、ドライエッチング法を用い、上記ドライエッチングのエッチングガスに酸素を含有させることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
二層膜を構成する硬度が高い金属膜は、上記二層膜のエッチングおよびエッチングレジストの除去後に、除去されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
二層膜を構成する硬度が高い金属膜は、高融点金属により形成され、上記高融点金属膜の除去は、Ａｌ合金膜の陽極酸化処理により行われることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
透明絶縁性基板と、ＡｌまたはＡｌ合金および硬度が高い金属を順次成膜して二層膜を形成後、この二層膜の表面をブラシにより洗浄した後にレジストを形成して上記二層膜をエッチングすることにより形成された制御電極および制御電極配線と、半導体層と、上記半導体層と共に半導体素子を構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記制御電極および制御電極配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
透明絶縁性基板と、制御電極および制御電極配線と、半導体層と、上記半導体層と共に半導体素子を構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記制御電極および制御電極配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置の製造方法において、
上記第一の電極、第二の電極および第一の電極配線は、表面層がＡｌまたはＡｌ合金による膜上に硬度が高い金属膜を形成する工程と、上記硬度が高い金属膜の表面をブラシにより洗浄した後レジストを形成し、上記多層膜をエッチングする工程により形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
透明絶縁性基板と、制御電極及び制御電極配線と、半導体層と、上記半導体層と共に半導体素子を構成する第一の電極、第一の電極配線及び第二の電極と、上記制御電極及び制御電極配線と上記半導体層間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置であって、上記第一の電極、第二の電極及び第一の電極配線は、最表面層がＡｌよりも硬度が高い金属であり、その下層にＡｌまたはＡｌ合金が存在する多層膜からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
透明絶縁性基板と、制御電極および制御電極配線と、半導体層と、ＡｌまたはＡｌ合金による多層膜上に硬度が高い金属を形成後、この硬度が高い金属膜の表面をブラシにより洗浄した後にレジストを形成して上記多層膜をエッチングすることにより形成された、上記半導体層と共に半導体素子を構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記制御電極および制御電極配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
硬度が高い金属は、ブラシ洗浄により上記金属の表面に傷等が生じない硬度を有する金属であることを特徴とする請求項１〜７及び９のいずれか一項記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）と称する）をスイッチング素子として搭載したアクティブマトリクス型の液晶表示装置とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１７は従来の低抵抗信号配線を有したＴＦＴ型液晶表示装置のＴＦＴを搭載したＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、１はガラス基板等の透明絶縁性基板、２は透明絶縁性基板１上に形成されたゲート電極を有するゲート配線、３は共通配線、５はゲート配線２上に形成されたゲート絶縁膜、６はゲート絶縁膜５を介してゲート電極２上に形成された半導体層、７は半導体層６上に形成されたオーミックコンタクト層、８は画素電極、１０、１１はオーミックコンタクト層７上に形成されたソース電極とドレイン電極、１２は保護膜である。
【０００３】
次に、従来のＴＦＴを搭載したＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図１７−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＡｌまたはＡｌ合金の比抵抗が小さい金属による単層膜を成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、ゲート電極を有するゲート配線２、および共通配線３を形成する。次に、図１７−ｂに示すように、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜５となるシリコン窒化膜、およびアモルファスシリコン膜、不純物がドープされたｎ＋型アモルファスシリコン膜を連続して形成した後、写真製版法により形成したレジストを用いて、アモルファスシリコン膜およびｎ＋型アモルファスシリコン膜を同時にパターニングし、ゲート配線２の上方の位置に半導体層６およびオーミックコンタクト層７を形成する。
【０００４】
次に、図１７−ｃに示すように、透明導電膜としてＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を形成した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、画素電極８を形成する。次に、オーミックコンタクト層７上にソース電極１０およびドレイン電極１１を形成する。ここで、ソース電極１０およびドレイン電極１１は、下層にｎ＋型アモルファスシリコン膜とのオーミックコンタクト特性を良好にするためバリアメタルとしてＣｒやＴｉ等による膜、上層に低抵抗化のために比抵抗が小さいＡｌあるいはＡｌ合金による膜からなる二層膜構造を有している。また、Ａｌ膜をパターニングするために用いるレジストの現像液によりＡｌ膜が現像液中に溶解し、Ａｌ膜と下地となる画素電極８を構成するＩＴＯ膜が現像液中で電池反応を起こしてＩＴＯ膜が腐食されるのを防止するために、Ａｌ合金としてＷ等を添加する場合もある。最後に、図１７−ｄに示すように、窒化シリコンを成膜し、保護膜１２を形成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、従来のＴＦＴ型液晶表示装置において、低消費電力の液晶表示装置を得るために、Ａｌ膜あるいはＡｌ合金膜による単層膜、または表面層にＡｌ系金属膜を有する多層膜を用いて低抵抗な信号配線を構成する場合、Ａｌ系金属は柔らかいため、ブラシ等を用いて強力に洗浄すると膜表面に傷が生じる。このため、Ａｌ系金属膜をパターニングするためのレジストを形成する際、純水ジェットや超音波による洗浄を行うことは可能であるが、ブラシを用いた洗浄を行うことはできない。その結果、膜表面のダストを充分に除去することができず、ダストおよびダスト周辺に残ったレジストがマスクとなり、その部分のＡｌ系金属膜がエッチングされずに残存し、短絡が生じて歩留まりを低下させていた。また、Ｃｒ、Ｔｉ、ＴａまたはＭｏによる金属膜、あるいはこれらの金属を含むＡｌ合金以外の合金膜等の比較的硬度の高い金属膜によって信号配線を形成する場合、ブラシ洗浄によって除去できなかったダスト、あるいは洗浄後に付着したダストによっても、少数ではあるが金属膜のエッチング残が生じて短絡が発生し歩留まりを低下させるという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、配線間の短絡による歩留りの低下を防止すると共に、比抵抗が小さい材料を用いて信号配線を構成することによりそのパターンを細線化し、高開口率化による低消費電力の液晶表示装置と、その液晶表示装置を高歩留りで製造する製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わる液晶表示装置の製造方法は、透明絶縁性基板と、制御電極および制御電極配線と、半導体層と、上記半導体層と共に半導体素子を構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記制御電極および制御電極配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置の製造方法において、上記制御電極および制御電極配線は、ＡｌまたはＡｌ合金、および硬度が高い金属を順次成膜して二層膜を形成する工程と、上記二層膜の表面をブラシにより洗浄した後レジストを形成し、上記二層膜をエッチングする工程により形成されることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明に係わる液晶表示装置の製造方法は、二層膜を構成する硬度が高い金属膜は、Ａｌ合金膜と同じエッチング液あるいはエッチングガスによりエッチングできる金属により形成されることを特徴とする。
【０００９】
また、この発明による液晶表示装置の製造方法は、二層膜を構成する硬度が高い金属膜は、Ａｌ合金膜よりエッチング速度が大きい金属により形成されることを特徴とする。
【００１０】
また、この発明による液晶表示装置の製造方法は、二層膜のエッチング条件は、Ａｌ合金膜より硬度が高い金属膜の方が速くエッチングされる条件であることを特徴とする。
【００１１】
また、この発明による液晶表示装置の製造方法は、二層膜のエッチング工程において、ドライエッチング法を用い、上記ドライエッチングのエッチングガスに酸素を含有させることを特徴とする。
【００１２】
また、この発明による液晶表示装置の製造方法は、二層膜を構成する硬度が高い金属膜は、上記二層膜のエッチングおよびエッチングレジストの除去後に、除去されることを特徴とする。
また、この発明による液晶表示装置の製造方法は、二層膜を構成する硬度が高い金属膜は、高融点金属により形成され、上記高融点金属膜の除去は、Ａｌ合金膜の陽極酸化処理により行われることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明による液晶表示装置は、透明絶縁性基板と、ＡｌまたはＡｌ合金および硬度が高い金属を順次成膜して二層膜を形成後、この二層膜の表面をブラシにより洗浄した後にレジストを形成して上記二層膜をエッチングすることにより形成された制御電極および制御電極配線と、半導体層と、上記半導体層と共に半導体素子を構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記制御電極および制御電極配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、この発明による液晶表示装置の製造方法は、透明絶縁性基板と、制御電極および制御電極配線と、半導体層と、上記半導体層と共に半導体素子を構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記制御電極および制御電極配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置の製造方法において、
上記第一の電極、第二の電極および第一の電極配線は、表面層がＡｌまたはＡｌ合金による膜上に硬度が高い金属膜を形成する工程と、上記硬度が高い金属膜の表面をブラシにより洗浄した後レジストを形成し、上記多層膜をエッチングする工程により形成されることを特徴とする。
【００１５】
また、この発明による液晶表示装置は、透明絶縁性基板と、制御電極及び制御電極配線と、半導体層と、上記半導体層と共に半導体素子を構成する第一の電極、第一の電極配線及び第二の電極と、上記制御電極及び制御電極配線と上記半導体層間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置であって、上記第一の電極、第二の電極及び第一の電極配線は、最表面層がＡｌよりも硬度が高い金属であり、その下層にＡｌまたはＡｌ合金が存在する多層膜からなることを特徴とする。
【００１６】
また、この発明による液晶表示装置は、透明絶縁性基板と、制御電極および制御電極配線と、半導体層と、ＡｌまたはＡｌ合金による多層膜上に硬度が高い金属を形成後、この硬度が高い金属膜の表面をブラシにより洗浄した後にレジストを形成して上記多層膜をエッチングすることにより形成された、上記半導体層と共に半導体素子を構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記制御電極および制御電極配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えたことを特徴とする。
さらに、この発明による液晶表示装置の製造方法は、硬度が高い金属は、ブラシ洗浄により上記金属の表面に傷等が生じない硬度を有する金属であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、ゲート配線または第一の電極配線を低抵抗化するために、Ａｌ膜あるいはＡｌ合金膜と、Ａｌより硬度の高い金属膜とを有する二層膜または多層膜を用いて、ゲート配線、または第一の電極、第二の電極および第一の電極配線を構成した場合でも、Ａｌより硬度の高い金属膜の表面をブラシ洗浄し、ゲート配線または第一の電極配線をパターニングできるので、ゲート配線、または第一の電極配線間の短絡を防止できる。その結果、比抵抗が小さい材料を用いてゲート配線または第一の電極配線を構成することができるため、そのパターンを細線化でき、高開口率化による低消費電力の液晶表示装置を得ることができ、またその液晶表示装置を高歩留りで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下この発明のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施の形態である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を搭載した液晶表示装置の製造方法を図について説明する。図１は本発明の実施の形態１によるチャネルエッチ型のＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、１はガラス基板等の透明絶縁性基板、２は透明絶縁性基板１上に形成された制御電極（本実施の形態ではゲート電極）を有する制御電極配線（本実施の形態ではゲート配線）、３はゲート配線と同時に透明絶縁性基板１上に形成された共通配線、４はゲート配線２および共通配線３上に形成されたマスク層、５はマスク層４上に形成された絶縁膜（本実施の形態ではゲート絶縁膜）、６はゲート絶縁膜５を介してゲート配線２上に形成された半導体層、７は半導体層６上に形成されたオーミックコンタクト層、８は画素電極、９は金属膜、１０、１１は金属膜９をパターニングすることによりオーミックコンタクト層７上に形成された第一の電極配線（本実施の形態ではソース配線）を備えた第一の電極と第二の電極（本実施の形態ではソース電極とドレイン電極）、１２は保護膜である。
【００２０】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図１−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＣｕを０.２atomic％含有したＡｌ（以下、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕと記載）のような比抵抗が小さい金属をスパッタ法等により約２００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２および共通配線３を形成した後レジストを除去する。このとき、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討してＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
【００２１】
次に、図１−ｂに示すように、例えばＣｒをスパッタ法により約２００ｎｍ成膜し、その表面をブラシ洗浄した後、レジストを塗布し、ゲート配線２および共通配線３等のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターンが被覆される形状にレジストをパターニングした後に、露出しているＣｒ膜をエッチング除去してマスク層４を形成する。その後、レジストを除去し、例えば燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液に、２００ｎｍ程度のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。
【００２２】
ここで、ゲート配線２等の配線に生じた短絡欠陥部が除去されるプロセスを図２および図３を用いて説明する。ゲート配線やソース配線等の配線１３間に短絡欠陥部１４が生じた場合（図２−ａ）、まず、図２−ｂに示すように、配線１３を被覆する形でマスク層４を形成し、次に、マスク層４を形成した基板を、配線１３をエッチングできるエッチング液に浸漬することにより、図３に示すように、マスク層４に被覆されていない短絡欠陥部１４をエッチング除去する。
なお、マスク層４は、図４に示すように、短絡欠陥が生じやすい配線１３パターンが接近している部分にのみ開口部１５を有する形状としてもよい。
【００２３】
次に、図１−ｃに示すように、プラズマＣＶＤ法等によりゲート絶縁膜５となるシリコン窒化膜を約５００ｎｍ、アモルファスシリコン膜を約２００ｎｍ、不純物がドープされたｎ＋型アモルファスシリコン膜を約５０ｎｍ順次形成した後、写真製版法により形成したレジストを用いて、アモルファスシリコン膜およびｎ＋型アモルファスシリコン膜を同時にパターニングし、ゲート配線２の上方の位置に半導体層６およびオーミックコンタクト層７を形成する。次に、図１−ｄに示すように、透明導電膜としてＩＴＯをスパッタ法等により約１００ｎｍ成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、画素電極８を形成する。
【００２４】
次に、図１−ｅに示すように、最下層にオーミックコンタクト層７を構成するｎ＋型アモルファスシリコン膜とオーミックコンタクト性がよいＣｒやＴｉ等の高融点金属を約１００ｎｍ、中間層に比抵抗が小さいＡｌ-０.２at.％Ｃｕ等を約３００ｎｍ、最上層に硬度が高くブラシ洗浄が可能なビッカース硬度が１３０であるＣｒを約５０ｎｍ連続して成膜し、三層膜からなる金属膜９を形成した後ブラシ洗浄を行う。続いて、図１−ｆに示すように、写真製版法により形成したエッチングレジストを用いて金属膜９をパターニングし、ソース配線、およびオーミックコンタクト層７上に二つに分離したソース電極１０とドレイン電極１１を形成する。続いて、ドライエッチング法によりソース電極１０およびドレイン電極１１が除去されている部分のｎ＋型アモルファスシリコン膜（オーミックコンタクト層９）をエッチングしてチャネル部を形成した後、レジストを除去する。最後に、図１−ｇに示すように、窒化シリコンを成膜し、画素電極８上以外の部分に保護膜１２を形成する。
【００２５】
このようにして形成された第一の基板であるＴＦＴアレイ基板と、他の透明絶縁性基板上に遮光層、オーバーコート層および対向電極が形成された第二の基板である対向基板の表面に配向膜を形成後対向させ、この間に液晶を注入してシール剤で封入すると共に、対向するアレイ基板と対向基板の外側に偏光板を配置することにより液晶パネルを構成する。
【００２６】
なお、ゲート配線２の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜（Ａｌを９０at.％以上含有）でもよい。
また、マスク層４としてＣｒ膜を用いたが、Ａｌ合金膜に対するエッチング液に侵食されなければ、Ｗ膜等他の金属膜でもよい。また、Ａｌ合金膜によるエッチング残さをエッチングする方法として、ウェットエッチング法の代わりにドライエッチング法を用いてもよい。
【００２７】
以上の工程を用いて液晶表示装置を製造したところ、ゲート配線２にＡｌ系金属膜を用いた場合に多発していた配線間の短絡欠陥は見られず、また、ソース配線においても、ブラシ洗浄を行うことによりパターンの欠陥は減少した。
【００２８】
この発明によれば、信号配線を低抵抗化するために、Ａｌ膜あるいはＡｌ合金膜による単層膜、または表面層にＡｌ系金属膜を有する多層膜を用いて配線１３（ゲート配線２）を構成した場合でも、配線１３をマスク層４等により被覆して配線１３間の短絡欠陥部１４を確実にエッチング除去、あるいは配線１３（ソース配線）の表面層に硬度の高い金属層を形成しブラシ洗浄後にレジストを形成しパターニングすることにより、配線１３間の短絡を防止できると共に、信号配線を比抵抗が小さい材料を用いて構成することによりそのパターンを細線化でき、高開口率化による低消費電力の液晶表示装置を高歩留りで製造することができる。
【００２９】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２によるチャネル保護膜型のＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、１６は金属膜、１７は金属膜１６を形成するために用いたレジストパターン、１８はチャネル保護膜、１９は半導体層である。なお、図１と同一部分については同符号を付し説明を省略する。
【００３０】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図５−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＡｌ-０.２at.％Ｃｕのような比抵抗が小さい金属をスパッタ法等により約２００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２および共通配線３を形成した後レジストを除去する。このとき、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討してＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
【００３１】
次に、図５−ｂに示すように、例えばＣｒをスパッタ法により約１００ｎｍ成膜し、その表面をブラシ洗浄した後、レジストを塗布し、ゲート配線２および共通配線３等のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターンが被覆される形状にレジストパターン１７を形成した後に、露出しているＣｒ膜をエッチング除去して、Ｃｒ膜等の金属膜１６とレジストパターン１７からなるマスク層４を形成する。その後、例えば燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液に、２００ｎｍ程度のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去した後、マスク層４を構成していたレジストパターン１７を除去する。
【００３２】
次に、図５−ｃに示すように、プラズマＣＶＤ法等によりゲート絶縁膜５となるシリコン窒化膜を約５００ｎｍ、アモルファスシリコン膜を約１００ｎｍ、チャネル保護膜１８を約２５０ｎｍ順次形成した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、ゲート配線２の上方の位置にチャネル保護膜１８を形成する。続いて、燐イオンを例えば加速電圧２０ＫｅＶでアモルファスシリコン膜に注入し、ｎ＋型アモルファスシリコン層を形成する。次に、図５−ｄに示すように、アモルファスシリコン膜および燐イオンの注入により形成されたｎ＋型アモルファスシリコン層をパターニングし、表面にオーミックコンタクト層を有する半導体層１９を形成する。次に、図５−ｅに示すように、透明導電膜としてＩＴＯをスパッタ法等によ約１００ｎｍ成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、画素電極８を形成する。
【００３３】
次に、図５−ｆに示すように、最下層に半導体層１９とオーミックコンタクト性がよいＣｒやＴｉ等を約１００ｎｍ、中間層に比抵抗が小さいＡｌ-０.２at.％Ｃｕを約３００ｎｍ、最上層に硬度が高くブラシ洗浄が可能なＣｒを約５０ｎｍ連続して成膜し、三層膜からなる金属膜９を形成した後ブラシ洗浄を行う。続いて、図５−ｇに示すように、写真製版法により形成したエッチングレジストを用いて金属膜９をパターニングし、第一の電極配線（本実施の形態ではソース配線）、および半導体層１９上に二つに分離した第一の電極と第二の電極（本実施の形態ではソース電極１０とドレイン電極１１）を形成する。続いて、ドライエッチング法によりソース電極１０とドレイン電極１１が除去された部分に生成したクロムシリサイド層およびｎ＋型アモルファスシリコン層をエッチングした後レジストを除去する。最後に、図５−ｈに示すように、窒化シリコンを成膜し、画素電極８上以外の部分に保護膜１２を形成する。
【００３４】
このようにして形成された第一の基板であるＴＦＴアレイ基板と、他の透明絶縁性基板上に遮光層、オーバーコート層および対向電極が形成された第二の基板である対向基板の表面に配向膜を形成後対向させ、この間に液晶を注入してシール剤で封入すると共に、対向するアレイ基板と対向基板の外側に偏光板を配置することにより液晶パネルを構成する。
【００３５】
なお、ゲート配線２の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜でもよい。
また、金属膜１６としてＣｒ膜を用いたが、Ａｌ合金膜に対するエッチング液に侵食されなければ、Ｗ膜等他の金属膜でもよい。また、Ａｌ合金膜によるエッチング残さをエッチングする方法として、ウェットエッチング法の代わりにドライエッチング法を用いてもよい。
【００３６】
本実施の形態によれば、チャネル保護膜型のＴＦＴを搭載した液晶表示装置において、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、ゲート配線２等の配線部をマスク層４により被覆して配線間の短絡部等の欠陥部を除去する際、マスク層４をＣｒ膜等の金属膜１６と金属膜１６をパターニングするためのレジストパターン１７の二層構造とすることにより、金属層１６の被覆不良による配線の腐食を防止でき、また、マスク層４を構成する金属膜１６を薄膜化できる。
【００３７】
実施の形態３．
実施の形態２では、チャネル保護膜型のＴＦＴにおいて、ゲート配線２等の配線部のエッチング時のマスク層４を、金属膜１６とレジストパターン１７の二層構造とした場合について述べたが、チャネルエッチ型のＴＦＴにおいて、ゲート配線等の配線部のエッチング時のマスク層を金属膜とレジストパターンの二層構造としても、実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００３８】
実施の形態４．
図６および図７はこの発明の実施の形態４によるプレーナー型のＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、２０はアモルファスシリコン膜、２１はチャネル、２２はゲート配線、２３はゲート電極、２４はソース・ドレイン領域、２５は絶縁膜、２６はコンタクトホールである。なお、図５と同一部分については同符号を付し説明を省略する。
【００３９】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図６−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にアモルファスシリコン膜２０をプラズマＣＶＤ法等により約１００ｎｍ形成する。次に、図６−ｂに示すように、レーザービームを照射してアモルファスシリコン膜２０を結晶化しポリシリコンとする。このとき、レーザーは、例えばパルス幅１５〜５０ｎｓのＡｒＦあるいはＸｅＣｌエキシマレーザーを１００〜３００ｍｊ／ｃｍ２照射する。その後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、チャネル２１を形成する。次に、図６−ｃに示すように、酸化シリコンあるいは窒化シリコンをプラズマＣＶＤ法、常圧ＣＶＤ法あるいはスパッタ法により約２００ｎｍ成膜し、ゲート絶縁膜５を形成する。
【００４０】
次に、図６−ｄに示すように、例えばＡｌ-０.２at.％Ｃｕのような比抵抗が小さい金属をスパッタ法等により約２００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート配線２２を形成した後レジストを除去する。このとき、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討してＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
【００４１】
次に、図６−ｅに示すように、例えばＣｒをスパッタ法により約１００ｎｍ成膜し、その表面をブラシ洗浄した後、レジストを塗布し、ゲート配線２２を構成するＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を被覆すると共に、チャネル２１の上方にＣｒ膜からなるゲート電極２３を形成するためのレジストパターン１７を形成した後に、露出しているＣｒ膜をエッチング除去して、Ｃｒ膜等の金属膜１６とレジストパターン１７からなるマスク層４とゲート電極２３を形成する。その後、例えば燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液に、２００ｎｍ程度のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。
【００４２】
次に、図６−ｆに示すように、レジストパターン１７を除去する前に、燐イオンを例えば加速電圧７０ＫｅＶで全面に注入し、チャネル２１にソース・ドレイン領域２４となるｎ型半導体を形成する。ここで、ゲート電極２３を構成する金属膜１６のエッチング時に、２μｍ程度のサイドエッチを設けることにより、レジストパターン１７の下方のチャネル２１には燐イオンが注入されず、オフセット型のトランジスタを形成でき、オフ電流を低減できる。続いて、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法等により水素プラズマ中で、水素をポリシリコンおよびゲート絶縁膜５中に拡散させ、未結合手に水素を結合させる。次に、図６−ｇに示すように、酸化シリコンあるいは窒化シリコンをプラズマＣＶＤ法、常圧ＣＶＤ法あるいはスパッタ法により成膜し、絶縁膜２５を形成する。その後、例えば３５０℃でアニールして、ソース・ドレイン領域２４を構成するアモルファスシリコン膜を活性化する。次に、図７−ａに示すように、透明導電膜としてＩＴＯをスパッタ法等によ約１００ｎｍ成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、画素電極８を形成する。次に、図７−ｂに示すように、ソース・ドレイン領域２４上の絶縁膜２５にコンタクトホール２６を形成する。
【００４３】
次に、図７−ｃに示すように、最下層にソース・ドレイン領域２４であるｎ型半導体とオーミックコンタクト性がよいＣｒやＴｉ等を約１００ｎｍ、中間層に比抵抗が小さいＡｌ-０.２at.％Ｃｕを約３００ｎｍ、最上層に硬度が高くブラシ洗浄が可能なＣｒを約５０ｎｍ連続して成膜し、三層膜を形成した後ブラシ洗浄を行う。続いて、写真製版法により形成したエッチングレジストを用いて三層膜をパターニングし、第一の電極配線（本実施の形態ではソース配線）、およびコンタクトホール２６を介してソース・ドレイン領域２４と電気的に接続された第一の電極と第二の電極（本実施の形態ではソース電極１０とドレイン電極１１）を形成する。最後に、図７−ｄに示すように、窒化シリコンを成膜し、画素電極８上以外の部分に保護膜１２を形成する。
【００４４】
このようにして形成された第一の基板であるＴＦＴアレイ基板と、他の透明絶縁性基板上に遮光層、オーバーコート層および対向電極が形成された第二の基板である対向基板の表面に配向膜を形成後対向させ、この間に液晶を注入してシール剤で封入すると共に、対向するアレイ基板と対向基板の外側に偏光板を配置することにより液晶パネルを構成する。
なお、ゲート配線２２の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜でもよい。
また、金属膜１６としてＣｒ膜を用いたが、Ａｌ合金膜に対するエッチング液に侵食されなければ、Ｗ膜等他の金属膜でもよい。また、Ａｌ合金膜によるエッチング残さをエッチングする方法として、ウェットエッチング法の代わりにドライエッチング法を用いてもよい。
【００４５】
本実施の形態によれば、プレーナー型のＴＦＴを搭載した液晶表示装置において実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００４６】
実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５によるＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、２７は補助容量用配線である。なお、図５と同一部分については同符号を付し説明を省略する。
【００４７】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図８−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＡｌ-０.２at.％Ｃｕのような比抵抗が小さい金属をスパッタ法等により約３００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２および補助容量用配線２７を形成した後レジストを除去する。このとき、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討してＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
また、補助容量用配線２７は各画素ごとにゲート配線２と短絡した構造とすることにより、ゲート配線２の断線に対する冗長構造となる。
【００４８】
次に、図８−ｂに示すように、例えばＣｒをスパッタ法により約１００ｎｍ成膜し、その表面をブラシ洗浄した後、レジストを塗布し、ゲート配線２および補助容量用配線２７等のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターンが被覆される形状にレジストパターン１７を形成した後に、露出しているＣｒ膜をエッチング除去して、Ｃｒ膜等の金属膜１６とレジストパターン１７からなるマスク層４を形成する。その後、例えば燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液に、３００ｎｍ程度のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。次に、図８−ｃに示すように、マスク層４を構成していたレジストパターン１７および金属膜１６を除去する。
【００４９】
以降の工程は、実施の形態１あるいは実施の形態２におけるプラズマＣＶＤ法等によるゲート絶縁膜形成以降の工程と同様とし、チャネルエッチ型の液晶表示装置あるいはチャネル保護膜型の液晶表示装置を形成する。
なお、ゲート配線２の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜でもよい。
また、マスク層４としてＣｒ膜を用いたが、Ａｌ合金膜に対するエッチング液に侵食されなければ、Ｗ膜等他の金属膜でもよい。また、Ａｌ合金膜によるエッチング残さをエッチングする方法として、ウェットエッチング法の代わりにドライエッチング法を用いてもよい。
【００５０】
本実施の形態によれば、実施の形態２と同様の効果が得られると共に、ゲート配線２等の配線部をマスク層４により被覆して配線間の短絡部等の欠陥部を除去した後、マスク層４を構成する金属膜１６も除去するため、金属膜１６による短絡欠陥の発生を防止できる。
【００５１】
実施の形態６．
図９はこの発明の実施の形態６によるＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図中の符号は図８と同様であるので説明を省略する。
【００５２】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図９−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＡｌ-０.２at.％Ｃｕのような比抵抗が小さい金属をスパッタ法等により約３００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２および補助容量用配線２７を形成した後レジストを除去する。このとき、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討してＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
また、補助容量用配線２７は各画素ごとにゲート配線２と短絡した構造とすることにより、ゲート配線２の断線に対する冗長構造となる。
【００５３】
次に、図９−ｂに示すように、レジストを塗布し、ゲート配線２および補助容量用配線２７等のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターンが被覆される形状にレジストパターン１７を形成し、マスク層４とする。その後、例えば燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液に、３００ｎｍ程度のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。次に、図９−ｃに示すように、マスク層４を構成していたレジストパターン１７を除去する。
【００５４】
以降の工程は、実施の形態１あるいは実施の形態２におけるプラズマＣＶＤ法等によるゲート絶縁膜形成以降の工程と同様とし、チャネルエッチ型の液晶表示装置あるいはチャネル保護膜型の液晶表示装置を形成する。
なお、ゲート配線２の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜でもよい。
また、Ａｌ合金膜によるエッチング残さをエッチングする方法として、ウェットエッチング法の代わりにドライエッチング法を用いてもよい。
【００５５】
本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、ゲート配線２等の配線部をマスク層４により被覆して配線間の短絡部等の欠陥部を除去する際、マスク層４をレジストパターン１７とすることにより、工程を簡略化できる。
【００５６】
実施の形態７．
図１０および図１１はこの発明の実施の形態７によるチャネルエッチ型のＴＦＴを搭載した補助容量オンゲート方式の液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、２８はゲート端子部、２９はゲート端子部２８のコンタクト部分に形成されたレジストパターン、３０はＡｌ２Ｏ３、３１は端子、３２はゲート端子部２８上のコンタクト部分に形成されたコンタクトホール、３３はゲート端子部２８と端子３１を電気的に接続する端子接続配線である。なお、図１と同一部分については同符号を付し説明を省略する。
【００５７】
次に、本実施の形態による補助容量オンゲート方式の液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図１０−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＡｌ-０.２at.％Ｃｕのような比抵抗が小さい金属をスパッタ法等により約３００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２およびゲート端子部２８を形成した後レジストを除去する。このとき、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討してＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
【００５８】
次に、図１０−ｂに示すように、例えばＣｒをスパッタ法により約１００ｎｍ成膜し、その表面をブラシ洗浄した後、レジストを塗布し、ゲート配線２等のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターンが被覆される形状にレジストパターン１７を形成した後に、露出しているＣｒ膜をエッチング除去して、Ｃｒ膜等の金属膜１６とレジストパターン１７からなるマスク層４を形成する。その後、例えば燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液に、３００ｎｍ程度のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。次に、図１０−ｃに示すように、マスク層４を構成していたレジストパターン１７および金属膜１６を除去する。
【００５９】
次に、図１０−ｄに示すように、ゲート端子部２８の上層とのコンタクト部分にレジストパターン２９を形成した後、ゲート配線２の腐食や、信号配線との層間短絡を防止するために、ゲート配線２およびゲート端子部２８のレジストに被覆されていない部分のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を陽極酸化して、その表面にＡｌ２Ｏ３膜３０を例えば約１００ｎｍ形成する。このとき、ゲート端子部２８上のコンタクト部分はレジストパターン２９に被覆されているため陽極酸化されない。次に、図１０−ｅに示すように、ゲート端子部上のレジストパターン２９を除去する。
【００６０】
次に、図１０−ｆに示すように、プラズマＣＶＤ法等によりゲート絶縁膜５となるシリコン窒化膜を約５００ｎｍ、アモルファスシリコン膜を約２００ｎｍ、不純物がドープされたｎ＋型アモルファスシリコン膜を約５０ｎｍ順次形成した後、写真製版法により形成したレジストを用いて、アモルファスシリコン膜およびｎ＋型アモルファスシリコン膜を同時にパターニングし、ゲート配線２の上方の位置に半導体層６およびオーミックコンタクト層７を形成する。次に、図１１−ａに示すように、透明導電膜としてＩＴＯをスパッタ法等により約１００ｎｍ成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、画素電極８および端子３１を形成する。次に、図１１−ｂに示すように、ゲート端子部２８上のコンタクト部分となるシリコン窒化膜（ゲート絶縁膜５）を除去し、コンタクトホール３２を形成する。
【００６１】
次に、図１１−ｃに示すように、最下層にオーミックコンタクト層７を構成するｎ＋型アモルファスシリコン膜とオーミックコンタクト性がよいＣｒやＴｉ等を約１００ｎｍ、中間層に比抵抗が小さいＡｌ-０.２at.％Ｃｕを約３００ｎｍ、最上層に硬度が高くブラシ洗浄が可能なＣｒを約５０ｎｍ連続して成膜し、三層膜からなる金属膜９を形成した後ブラシ洗浄を行う。続いて、図１１−ｄに示すように、写真製版法により形成したエッチングレジストを用いて金属膜９をパターニングし、オーミックコンタクト層７上に二つに分離したソース配線を備えたソース電極１０とドレイン電極１１、およびゲート端子部２８と端子３１を電気的に接続する端子接続配線３３を形成する。続いて、ドライエッチング法によりソース電極１０およびドレイン電極１１が除去されている部分のｎ＋型アモルファスシリコン膜（オーミックコンタクト層９）をエッチングしてチャネル部を形成した後、レジストを除去する。最後に、図１１−ｅに示すように、窒化シリコンを成膜し、画素電極８および端子３１上以外の部分に保護膜１２を形成する。
【００６２】
このようにして形成された第一の基板であるＴＦＴアレイ基板と、他の透明絶縁性基板上に遮光層、オーバーコート層および対向電極が形成された第二の基板である対向基板の表面に配向膜を形成後対向させ、この間に液晶を注入してシール剤で封入すると共に、対向するアレイ基板と対向基板の外側に偏光板を配置することにより液晶パネルを構成する。
なお、制御電極配線（本実施の形態ではゲート配線２）の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜でもよい。
また、金属膜１６としてＣｒ膜を用いたが、Ａｌ合金膜に対するエッチング液に侵食されなければ、Ｗ膜等他の金属膜でもよい。また、Ａｌ合金膜によるエッチング残さをエッチングする方法として、ウェットエッチング法の代わりにドライエッチング法を用いてもよい。
また、マスク層４として金属膜１６とレジストパターン１７を形成したが、レジストパターン１７のみでマスク層４を構成してもよい。
【００６３】
本実施の形態によれば、ゲート配線２を構成するＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を陽極酸化して表面にＡｌ２  Ｏ３  を形成することにより、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜の腐食やゲート配線２と他の信号配線との層間短絡を防止する構造を有する液晶表示装置においても、実施の形態５または実施の形態６と同様の効果が得られる。
【００６４】
実施の形態８．
図１２および図１３はこの発明の実施の形態８によるチャネルエッチ型のＴＦＴを搭載した補助容量オンゲート方式の液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、３４はゲート絶縁膜５を除去することにより形成された溝部である。なお、図１０および図１１と同一部分については同符号を付し説明を省略する。
【００６５】
次に、本実施の形態による補助容量オンゲート方式の液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図１２−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＡｌ-０.２at.％Ｃｕのような比抵抗が小さい金属をスパッタ法等により約３００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２およびゲート端子部２８を形成した後レジストを除去する。このとき、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討してＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
【００６６】
次に、図１２−ｂに示すように、ゲート端子部２８の上層とのコンタクト部分および隣接するゲート配線２間を分割する位置にレジストパターン２９を形成した後、ゲート配線２の腐食や、信号配線との層間短絡を防止するために、ゲート配線２およびゲート端子部２８のレジストに被覆されていない部分のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を陽極酸化して、その表面にＡｌ２Ｏ３膜３０を例えば約１００ｎｍ形成する。このとき、ゲート端子部２８上のコンタクト部分はレジストパターン２９に被覆されているため陽極酸化されない。また、画素内の隣接するゲート配線２間にＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング残さ等が存在している場合でも、ゲート配線２間を分割する位置にレジストパターン２９に被覆され陽極酸化されていないため、後工程でこのエッチング残さの除去が可能である。次に、図１２−ｃに示すように、レジストパターン２９を除去する。
【００６７】
次に、図１２−ｄに示すように、プラズマＣＶＤ法等によりゲート絶縁膜５となるシリコン窒化膜を約５００ｎｍ、アモルファスシリコン膜を約２００ｎｍ、不純物がドープされたｎ＋型アモルファスシリコン膜を約５０ｎｍ順次形成した後、写真製版法により形成したレジストを用いて、アモルファスシリコン膜およびｎ＋型アモルファスシリコン膜を同時にパターニングし、ゲート配線２の上方の位置に半導体層６およびオーミックコンタクト層７を形成する。次に、図１２−ｅに示すように、透明導電膜としてＩＴＯをスパッタ法等により約１００ｎｍ成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、画素電極８および端子３１を形成する。次に、図１２−ｆに示すように、レジストパターン２９で被覆したゲート端子部２８上のコンタクト部分、および隣接するゲート配線２間上のシリコン窒化膜（ゲート絶縁膜５）を除去し、コンタクトホール３２および溝部３４を形成する。
【００６８】
次に、図１３−ａに示すように、最下層にオーミックコンタクト層７を構成するｎ＋型アモルファスシリコン膜とオーミックコンタクト性がよいＣｒやＴｉ等を約１００ｎｍ、中間層に比抵抗が小さいＡｌ-０.２at.％Ｃｕを約３００ｎｍ、最上層に硬度が高くブラシ洗浄が可能なＣｒを約５０ｎｍ連続して成膜し、三層膜からなる金属膜９を形成した後ブラシ洗浄を行う。続いて、図１３−ｂに示すように、写真製版法により形成したエッチングレジストを用いて金属膜９をパターニングし、オーミックコンタクト層７上に二つに分離したソース配線を備えたソース電極１０とドレイン電極１１、およびゲート端子部２８と端子３１を電気的に接続する端子接続配線３３を形成する。続いて、ドライエッチング法によりソース電極１０およびドレイン電極１１が除去されている部分のｎ＋型アモルファスシリコン膜（オーミックコンタクト層９）をエッチングしてチャネル部を形成した後、レジストを剥離する。最後に、図１３−ｃに示すように、窒化シリコンを成膜し、画素電極８、端子３１および溝部３４上以外の部分に保護膜１２を形成する。ここで溝部３４は図４に示す短絡欠陥が生じやすい部分に設けられた開口部１５に相当する。
【００６９】
以上の工程により、ゲート配線２間の短絡の原因となるエッチング残さが生じる領域は、溝部３４が形成されることにより表面に露出した状態になり、また、ゲート配線２等の他の信号配線はゲート絶縁膜５や保護膜１２に被覆されているため、この状態で例えば燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液に、３００ｎｍ程度のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。このとき、保護膜１２をパターニングするために形成したレジストを残存させた状態で、エッチング残さの除去を行う方が信号配線の腐食防止の観点から望ましい。
【００７０】
このようにして形成された第一の基板であるＴＦＴアレイ基板と、他の透明絶縁性基板上に遮光層、オーバーコート層および対向電極が形成された第二の基板である対向基板の表面に配向膜を形成後対向させ、この間に液晶を注入してシール剤で封入すると共に、対向するアレイ基板と対向基板の外側に偏光板を配置することにより液晶パネルを構成する。
なお、ゲート配線２の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜でもよい。
本実施の形態によれば、制御電極配線（本実施の形態ではゲート配線２）を保護するマスク層を形成することなく実施の形態７と同様の効果が得られる。
【００７１】
実施の形態９．
図１４はこの発明の実施の形態９によるＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、３５は金属膜である。なお、図１と同一部分については同符号を付し説明を省略する。
【００７２】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図１４−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にスパッタ法により、下層にＡｌ-０.２at.％Ｃｕのような比抵抗が小さい金属を約３００ｎｍ、上層に例えばＭｏのようなＡｌよりも硬度が高い金属を連続して成膜し、二層膜からなる金属膜３５を形成した後ブラシ洗浄を行う。続いて、図１４−ｂに示すように、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いＭｏ膜とＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を連続してエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２および共通配線３を形成した後レジストを除去する。このとき、金属膜３５を構成する二種類の金属膜を、同時にエッチング可能な金属を用いて形成することにより、金属膜３５を一回のエッチングで、ゲート電極を有するゲート配線２および共通配線３を形成することができる。
【００７３】
また、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討し、Ｍｏ膜のエッチング速度をＡｌ-０.２at％Ｃｕ膜のエッチング速度より大きくし、Ｍｏ膜サイドエッチ量を大きくしてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより、上層に形成される膜の被覆性を向上できる。また、金属膜３５のエッチングにドライエッチング法を用い、エッチングガスに酸素を含有させ、レジストを酸化しながら金属膜３５をエッチングすることによっても、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することができる。
また、図１４−ｃに示すように、金属膜３５のエッチングおよびレジスト除去後に、Ｍｏ膜を除去してもよい。また、金属膜３５の上層膜を、Ａｌより硬度が高くかつ高融点金属材料を用いて形成し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜に陽極酸化処理を行うことにより除去してもよい。その結果、ゲート配線２等の配線による段差を小さくすることにより、上層に形成される膜の被覆性を向上できる。さらに、ゲート配線２等を構成する金属膜３５の上層膜を除去することにより、上層膜に付着しているダスト等を除去することができる。
【００７４】
以降の工程は、実施の形態１あるいは実施の形態２におけるプラズマＣＶＤ法等によるゲート絶縁膜形成以降の工程と同様とし、チャネルエッチ型の液晶表示装置あるいはチャネル保護膜型の液晶表示装置を形成する。
なお、ゲート配線２の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜でもよい。
本実施の形態によれば、ゲート配線２の表面に硬度の高い金属層を形成し、ブラシ洗浄後にレジストを形成してパターニングすることにより、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００７５】
実施の形態１０．
図１５はこの発明の実施の形態９によるＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図中の符号は図９と同様であるので説明を省略する。
【００７６】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図１５−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＣｒあるいはＴａ等の金属をスパッタ法等により約４００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、硝酸を含むエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２および共通配線３を形成した後レジストを除去する。このとき、ＣｒあるいはＴａ膜のエッチングには硝酸を含むエッチング液を用いるが、予め硝酸の組成を検討してＣｒあるいはＴａ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
【００７７】
次に、図１５−ｂに示すように、レジストを塗布し、ゲート配線２および共通配線３等が被覆される形状にレジストパターン１７を形成した後、ゲート配線２等を構成するＣｒ膜やＴａ膜等の金属膜に対するエッチング液に、４００ｎｍ程度の上記金属膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、金属膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。次に、図１５−ｃに示すように、マスク層４を構成していたレジストパターン１７を除去する。
【００７８】
以降の工程は、実施の形態１あるいは実施の形態２におけるプラズマＣＶＤ法等によるゲート絶縁膜形成以降の工程と同様とし、チャネルエッチ型の液晶表示装置あるいはチャネル保護膜型の液晶表示装置を形成する。
本実施の形態によれば、ゲート配線２がＣｒ膜等によって形成される場合においても、信号配線間の短絡欠陥部を確実にエッチング除去することにより、信号配線間の短絡を防止して、信頼性の高い液晶表示装置を高歩留まりで製造することができる。
【００７９】
実施の形態１１．
図１６はこの発明の実施の形態１１によるチャネルエッチ型のＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図中の符号は図１０および図１１と同様であるので説明を省略する。
【００８０】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図１６−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＣｒあるいはＴａ等の金属をスパッタ法等により約４００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、硝酸を含むエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２および共通配線３を形成した後レジストを除去する。このとき、ＣｒあるいはＴａ膜のエッチングには硝酸を含むエッチング液を用いるが、予め硝酸の組成を検討してＣｒあるいはＴａ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
【００８１】
次に、図１６−ｂに示すように、プラズマＣＶＤ法等によりゲート絶縁膜５となるシリコン窒化膜を約５００ｎｍ、アモルファスシリコン膜を約２００ｎｍ、不純物がドープされたｎ＋型アモルファスシリコン膜を約５０ｎｍ順次形成した後、写真製版法により形成したレジストを用いて、アモルファスシリコン膜およびｎ＋型アモルファスシリコン膜を同時にパターニングし、ゲート配線２の上方の位置に半導体層６およびオーミックコンタクト層７を形成する。次に、図１６−ｃに示すように、透明導電膜としてＩＴＯをスパッタ法等により約１００ｎｍ成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、画素電極８を形成する。
次に、図１６−ｄに示すように、隣接するゲート配線２間を分割するようにゲート配線２間に形成されたシリコン窒化膜（ゲート絶縁膜５）をエッチングして溝部３４を形成する。このシリコン窒化膜のエッチング工程は、ゲート端子部上に上層とのコンタクト部としてのコンタクトホールを形成するためのシリコン窒化膜のエッチングと同時に行われる。
【００８２】
次に、図１６−ｅに示すように、最下層にオーミックコンタクト層７を構成するｎ＋型アモルファスシリコン膜とオーミックコンタクト性がよいＣｒやＴｉ等を約１００ｎｍ、中間層に比抵抗が小さいＡｌ-０.２at.％Ｃｕを約３００ｎｍ、最上層に硬度が高くブラシ洗浄が可能なＣｒを約５０ｎｍ連続して成膜し、三層膜からなる金属膜９を形成した後ブラシ洗浄を行う。続いて、図１６−ｆに示すように、写真製版法により形成したエッチングレジストを用いて金属膜９をパターニングし、ソース配線、およびオーミックコンタクト層７上に二つに分離したソース電極１０とドレイン電極１１を形成する。続いて、ドライエッチング法によりソース電極１０およびドレイン電極１１が除去されている部分のｎ＋型アモルファスシリコン膜（オーミックコンタクト層９）をエッチングしてチャネル部を形成した後、レジストを除去する。最後に、図１６−ｇに示すように、窒化シリコンを成膜し、画素電極８および溝部３４上以外の部分に保護膜１２を形成する。ここで溝部３４は図４に示す短絡欠陥が生じやすい部分に設けられた開口部１５に相当する。
【００８３】
以上の工程により、ゲート配線２間の短絡の原因となるエッチング残さが生じる領域は、溝部３４が形成されることにより表面に露出した状態になり、また、ゲート配線２等の他の信号配線はゲート絶縁膜５や保護膜１２に被覆されているため、この状態で、ゲート配線２を構成するＣｒ膜やＴａ膜等の金属膜に対するエッチング液に、４００ｎｍ程度の上記金属膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、金属膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。このとき、保護膜１２をパターニングするために形成したレジストを残存させた状態で、エッチング残さの除去を行う方が、信号配線の腐食防止の観点から望ましい。
【００８４】
このようにして形成された第一の基板であるＴＦＴアレイ基板と、他の透明絶縁性基板上に遮光層、オーバーコート層および対向電極が形成された第二の基板である対向基板の表面に配向膜を形成後対向させ、この間に液晶を注入してシール剤で封入すると共に、対向するアレイ基板と対向基板の外側に偏光板を配置することにより液晶パネルを構成する。
本実施の形態によれば、制御電極配線（本実施の形態ではゲート配線２）を保護するマスク層を形成することなく実施の形態７と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】この発明の実施の形態１による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１の作用を説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態１の作用を説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態１の作用を説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態２による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態４による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態４による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態５による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図９】この発明の実施の形態６による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態７による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態７による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態８による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態８による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態９による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態１０による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態１１による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１７】従来のこの種液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  基板、２  ゲート配線、３ 共通配線、４  マスク層、
５  ゲート絶縁膜、６ 半導体層、７  オーミックコンタクト層、
８  画素電極、９ 金属膜、１０  ソース電極、１１  ドレイン電極、
１２  保護膜、１３ 配線、１４  短絡欠陥部、１５  開口部、
１６  金属膜、１７ レジストパターン、１８  チャネル保護膜、
１９  半導体層、２０ アモルファスシリコン膜、２１  チャネル、
２２  ゲート配線、２３ ゲート電極、２４  ソース・ドレイン領域、
２５  絶縁膜、２６ コンタクトホール、２７補助容量用配線、
２８  ゲート端子部、２９ レジストパターン、３０  Ａｌ２  Ｏ３  、
３１  端子、３２ コンタクトホール、３３  端子接続配線、３４  溝部、
３５  金属膜。
【図１】
2006216936.tif 000003
【図２】
2006216936.tif 000004
【図３】
2006216936.tif 000005
【図４】
2006216936.tif 000006
【図５】
2006216936.tif 000007
【図６】
2006216936.tif 000008
【図７】
2006216936.tif 000009
【図８】
2006216936.tif 000010
【図９】
2006216936.tif 000011
【図１０】
2006216936.tif 000012
【図１１】
2006216936.tif 000013
【図１２】
2006216936.tif 000014
【図１３】
2006216936.tif 000015
【図１４】
2006216936.tif 000016
【図１５】
2006216936.tif 000017
【図１６】
2006216936.tif 000018
【図１７】
2006216936.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月5日(2006.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明絶縁性基板と、ゲート電極およびゲート配線と、半導体層と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記ゲート電極およびゲート配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、および上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置の製造方法において、
上記ゲート電極およびゲート配線は、ＡｌまたはＡｌ合金、およびＡｌより硬度が高い金属を順次成膜して二層膜を形成する工程と、上記二層膜の表面をブラシにより洗浄した後レジストを形成し、上記二層膜をエッチングする工程により形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
Ａｌより硬度が高い金属膜は、Ａｌ合金膜と同じエッチング液あるいはエッチングガスによりエッチングできる金属により形成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
Ａｌより硬度が高い金属膜は、Ａｌ合金膜よりエッチング速度が大きい金属により形成されることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
Ａｌより硬度が高い金属膜がＭｏであることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
二層膜のエッチング条件は、Ａｌより硬度が高い金属膜の方が、Ａｌ合金膜よりも速くエッチングされる条件であることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
二層膜のエッチング工程において、ドライエッチング法を用い、上記ドライエッチングのエッチングガスに酸素を含有させることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
Ａｌより硬度が高い金属膜は、上記二層膜のエッチングおよびエッチングレジストの除去後に、除去されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
Ａｌより硬度が高い金属膜は、高融点金属により形成され、上記高融点金属膜の除去は、Ａｌ合金膜の陽極酸化処理により行われることを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
透明絶縁性基板と、ゲート電極およびゲート配線と、半導体層と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記ゲート電極およびゲート配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、および上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置の製造方法において、
上記第一の電極、第二の電極および第一の電極配線は、
表面層がＡｌまたはＡｌ合金による膜上に、Ａｌより硬度が高い金属膜を形成し、多層膜とする工程と、
上記Ａｌより硬度が高い金属膜の表面をブラシにより洗浄した後レジストを形成し、上記多層膜をエッチングする工程により形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
透明絶縁性基板と、ＡｌまたはＡｌ合金および、Ａｌより硬度が高い金属を順次成膜して二層膜を形成後、この二層膜の表面をブラシにより洗浄した後にレジストを形成して上記二層膜をエッチングすることにより形成されたゲート電極およびゲート配線と、半導体層と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記ゲート電極およびゲート配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、および
上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
透明絶縁性基板と、ゲート電極およびゲート配線と、半導体層と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記ゲート電極およびゲート配線と上記半導体層間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、および
上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置であって、
上記第一の電極、第二の電極及び第一の電極配線は、最表面層がＡｌよりも硬度が高い金属であり、その下層にＡｌまたはＡｌ合金が存在する多層膜からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
透明絶縁性基板と、この透明絶縁性基板の上に形成された半導体膜と、この半導体膜の上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極およびゲート配線と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、および
上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置であって、
上記第一の電極、第二の電極及び第一の電極配線は、最表面層がＡｌよりも硬度が高い金属であり、その下層にＡｌまたはＡｌ合金が存在する多層膜からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
透明絶縁性基板と、ゲート電極とゲート配線と、半導体層と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記ゲート電極およびゲート電極配線と上記半導体層間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、および
上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置であって、
上記ゲート電極とゲート配線は、最表面がＭｏ膜であり、その下層にＡｌまたはＡｌ合金層が存在するニ層膜からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】
透明絶縁性基板と、ゲート電極およびゲート配線と、半導体層と、この半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記ゲート電極およびゲート配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、および
上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備え、
上記第一の電極、第一の電極配線、第二の電極が、ＡｌまたはＡｌ合金による膜上に、Ａｌより硬度が高い金属膜を形成し多層膜とした後、このＡｌより硬度が高い金属膜の表面をブラシにより洗浄し、その後にレジストを形成して上記多層膜をエッチングすることにより形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
Ａｌより硬度が高い金属は、ブラシ洗浄により上記金属の表面に傷等が生じない硬度を有する金属であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１６】
Ａｌより硬度が高い金属は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、またはＭｏのいずれかである請求項１〜９のいずれか一項記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１７】
Ａｌより硬度が高い金属は、ブラシ洗浄により上記金属の表面に傷等が生じない硬度を有する金属であることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
（もとに請求項３０から新たに作成）
Ａｌより硬度が高い金属は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、またはＭｏのいずれかである請求項１０〜１４のいずれか一項記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
透明絶縁性基板と、ＡｌまたはＡｌ合金および、Ａｌより硬度が高い金属を順次成膜して二層膜を形成後、この二層膜の表面をブラシにより洗浄した後にレジストを形成して上記二層膜をエッチングすることにより形成されたゲート電極およびゲート配線と、半導体層と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記ゲート電極およびゲート配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有するＴＦＴアレイ基板。
【請求項２０】
透明絶縁性基板と、ゲート電極およびゲート配線と、半導体層と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記ゲート電極およびゲート配線と上記半導体層間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有するＴＦＴアレイ基板であって、
上記第一の電極、第二の電極および第一の電極配線は、最表面層がＡｌよりも硬度が高い金属であり、その下層にＡｌまたはＡｌ合金が存在する多層膜からなることを特徴とするＴＦＴアレイ基板。
【請求項２１】
透明絶縁性基板と、この透明絶縁性基板の上に形成された半導体膜と、この半導体膜の上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極およびゲート配線と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有するＴＦＴアレイ基板であって、
上記第一の電極、第二の電極および第一の電極配線は、最表面層がＡｌよりも硬度が高い金属であり、その下層にＡｌまたはＡｌ合金が存在する多層膜からなることを特徴とするＴＦＴアレイ基板。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）と称する）をスイッチング素子として搭載したアクティブマトリクス型の液晶表示装置とその製造方法、およびその液晶表示装置に用いられるＴＦＴアレイ基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１７は従来の低抵抗信号配線を有したＴＦＴ型液晶表示装置のＴＦＴを搭載したＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、１はガラス基板等の透明絶縁性基板、２は透明絶縁性基板１上に形成されたゲート電極を有するゲート配線、３は共通配線、５はゲート配線２上に形成されたゲート絶縁膜、６はゲート絶縁膜５を介してゲート電極２上に形成された半導体層、７は半導体層６上に形成されたオーミックコンタクト層、８は画素電極、１０、１１はオーミックコンタクト層７上に形成されたソース電極とドレイン電極、１２は保護膜である。
【０００３】
次に、従来のＴＦＴを搭載したＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図１７−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＡｌまたはＡｌ合金の比抵抗が小さい金属による単層膜を成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、ゲート電極を有するゲート配線２、および共通配線３を形成する。次に、図１７−ｂに示すように、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜５となるシリコン窒化膜、およびアモルファスシリコン膜、不純物がドープされたｎ＋型アモルファスシリコン膜を連続して形成した後、写真製版法により形成したレジストを用いて、アモルファスシリコン膜およびｎ＋型アモルファスシリコン膜を同時にパターニングし、ゲート配線２の上方の位置に半導体層６およびオーミックコンタクト層７を形成する。
【０００４】
次に、図１７−ｃに示すように、透明導電膜としてＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を形成した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、画素電極８を形成する。次に、オーミックコンタクト層７上にソース電極１０およびドレイン電極１１を形成する。ここで、ソース電極１０およびドレイン電極１１は、下層にｎ＋型アモルファスシリコン膜とのオーミックコンタクト特性を良好にするためバリアメタルとしてＣｒやＴｉ等による膜、上層に低抵抗化のために比抵抗が小さいＡｌあるいはＡｌ合金による膜からなる二層膜構造を有している。また、Ａｌ膜をパターニングするために用いるレジストの現像液によりＡｌ膜が現像液中に溶解し、Ａｌ膜と下地となる画素電極８を構成するＩＴＯ膜が現像液中で電池反応を起こしてＩＴＯ膜が腐食されるのを防止するために、Ａｌ合金としてＷ等を添加する場合もある。最後に、図１７−ｄに示すように、窒化シリコンを成膜し、保護膜１２を形成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、従来のＴＦＴ型液晶表示装置において、低消費電力の液晶表示装置を得るために、Ａｌ膜あるいはＡｌ合金膜による単層膜、または表面層にＡｌ系金属膜を有する多層膜を用いて低抵抗な信号配線を構成する場合、Ａｌ系金属は柔らかいため、ブラシ等を用いて強力に洗浄すると膜表面に傷が生じる。このため、Ａｌ系金属膜をパターニングするためのレジストを形成する際、純水ジェットや超音波による洗浄を行うことは可能であるが、ブラシを用いた洗浄を行うことはできない。その結果、膜表面のダストを充分に除去することができず、ダストおよびダスト周辺に残ったレジストがマスクとなり、その部分のＡｌ系金属膜がエッチングされずに残存し、短絡が生じて歩留まりを低下させていた。また、Ｃｒ、Ｔｉ、ＴａまたはＭｏによる金属膜、あるいはこれらの金属を含むＡｌ合金以外の合金膜等の比較的硬度の高い金属膜によって信号配線を形成する場合、ブラシ洗浄によって除去できなかったダスト、あるいは洗浄後に付着したダストによっても、少数ではあるが金属膜のエッチング残が生じて短絡が発生し歩留まりを低下させるという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、配線間の短絡による歩留りの低下を防止すると共に、比抵抗が小さい材料を用いて信号配線を構成することによりそのパターンを細線化し、高開口率化による低消費電力の液晶表示装置と、その液晶表示装置を高歩留りで製造する製造方法、およびその液晶表示装置に用いられるＴＦＴアレイ基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わる液晶表示装置の製造方法は、透明絶縁性基板と、ゲート電極およびゲート配線と、半導体層と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記ゲート電極およびゲート配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、および上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置の製造方法において、上記ゲート電極およびゲート配線は、ＡｌまたはＡｌ合金、およびＡｌより硬度が高い金属を順次成膜して二層膜を形成する工程と、上記二層膜の表面をブラシにより洗浄した後レジストを形成し、上記二層膜をエッチングする工程により形成されることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明に係わる液晶表示装置の製造方法は、透明絶縁性基板と、ゲート電極およびゲート配線と、半導体層と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記ゲート電極およびゲート配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置の製造方法において、上記第一の電極、第二の電極および第一の電極配線は、表面層がＡｌまたはＡｌ合金による膜上に、Ａｌより硬度が高い金属膜を形成し、多層膜とする工程と、上記Ａｌより硬度が高い金属膜の表面をブラシにより洗浄した後レジストを形成し、上記多層膜をエッチングする工程により形成されることを特徴とする。
【０００９】
また、この発明に係わる液晶表示装置は、透明絶縁性基板と、ＡｌまたはＡｌ合金および、Ａｌより硬度が高い金属を順次成膜して二層膜を形成後、この二層膜の表面をブラシにより洗浄した後にレジストを形成して上記二層膜をエッチングすることにより形成されたゲート電極およびゲート配線と、半導体層と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記ゲート電極およびゲート配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、および上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明に係わる液晶表示装置は、透明絶縁性基板と、ゲート電極及びゲート配線と、半導体層と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線及び第二の電極と、上記ゲート電極及びゲート配線と上記半導体層間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、および上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置であって、上記第一の電極、第二の電極及び第一の電極配線は、最表面層がＡｌよりも硬度が高い金属であり、その下層にＡｌまたはＡｌ合金が存在する多層膜からなることを特徴とする。
【００１１】
また、この発明に係わる液晶表示装置は、透明絶縁性基板と、この透明絶縁性基板の上に形成された半導体膜と、この半導体膜の上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極およびゲート配線と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、および上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置であって、上記第一の電極、第二の電極及び第一の電極配線は、最表面層がＡｌよりも硬度が高い金属であり、その下層にＡｌまたはＡｌ合金が存在する多層膜からなることを特徴とする。
【００１２】
また、この発明に係わる液晶表示装置は、透明絶縁性基板と、ゲート電極とゲート配線と、半導体層と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記ゲート電極およびゲート電極配線と上記半導体層間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、および上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備えた液晶表示装置であって、上記ゲート電極とゲート配線は、最表面がＭｏ膜であり、その下層にＡｌまたはＡｌ合金層が存在するニ層膜からなることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明に係わる液晶表示装置は、透明絶縁性基板と、ゲート電極およびゲート配線と、半導体層と、この半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記ゲート電極およびゲート配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する第一の基板、および上記第一の基板と共に液晶材料を挟持する第二の基板を備え、上記第一の電極、第一の電極配線、第二の電極が、ＡｌまたはＡｌ合金による膜上に、Ａｌより硬度が高い金属膜を形成し多層膜とした後、このＡｌより硬度が高い金属膜の表面をブラシにより洗浄し、その後にレジストを形成して上記多層膜をエッチングすることにより形成されたことを特徴とする。
【００１４】
また、この発明に係わるＴＦＴアレイ基板は、透明絶縁性基板と、ＡｌまたはＡｌ合金および、Ａｌより硬度が高い金属を順次成膜して二層膜を形成後、この二層膜の表面をブラシにより洗浄した後にレジストを形成して上記二層膜をエッチングすることにより形成されたゲート電極およびゲート配線と、半導体層と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記ゲート電極およびゲート配線と上記半導体層の間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有する。
【００１５】
また、この発明に係わるＴＦＴアレイ基板は、透明絶縁性基板と、ゲート電極およびゲート配線と、半導体層と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線及び第二の電極と、上記ゲート電極およびゲート配線と上記半導体層間に形成された絶縁膜と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有するＴＦＴアレイ基板であって、上記第一の電極、第二の電極および第一の電極配線は、最表面層がＡｌよりも硬度が高い金属であり、その下層にＡｌまたはＡｌ合金が存在する多層膜からなることを特徴とする。
【００１６】
さらに、この発明に係わるＴＦＴアレイ基板は、透明絶縁性基板と、この透明絶縁性基板の上に形成された半導体膜と、この半導体膜の上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極およびゲート配線と、上記半導体層と共に薄膜トランジスタを構成する第一の電極、第一の電極配線および第二の電極と、上記第二の電極と電気的に接続された画素電極を有するＴＦＴアレイ基板であって、上記第一の電極、第二の電極及び第一の電極配線は、最表面層がＡｌよりも硬度が高い金属であり、その下層にＡｌまたはＡｌ合金が存在する多層膜からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、ゲート配線または第一の電極配線を低抵抗化するために、Ａｌ膜あるいはＡｌ合金膜と、Ａｌより硬度の高い金属膜とを有する二層膜または多層膜を用いて、ゲート配線、または第一の電極、第二の電極および第一の電極配線を構成した場合でも、Ａｌより硬度の高い金属膜の表面をブラシ洗浄し、ゲート配線または第一の電極配線をパターニングできるので、ゲート配線、または第一の電極配線間の短絡を防止できる。その結果、比抵抗が小さい材料を用いてゲート配線または第一の電極配線を構成することができるため、そのパターンを細線化でき、高開口率化による低消費電力の液晶表示装置を得ることができ、またその液晶表示装置を高歩留りで製造することができ、併せてその液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板も、高歩留まりで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下この発明のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施の形態である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を搭載した液晶表示装置の製造方法を図について説明する。図１は本発明の実施の形態１によるチャネルエッチ型のＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、１はガラス基板等の透明絶縁性基板、２は透明絶縁性基板１上に形成された制御電極（本実施の形態ではゲート電極）を有する制御電極配線（本実施の形態ではゲート配線）、３はゲート配線と同時に透明絶縁性基板１上に形成された共通配線、４はゲート配線２および共通配線３上に形成されたマスク層、５はマスク層４上に形成された絶縁膜（本実施の形態ではゲート絶縁膜）、６はゲート絶縁膜５を介してゲート配線２上に形成された半導体層、７は半導体層６上に形成されたオーミックコンタクト層、８は画素電極、９は金属膜、１０、１１は金属膜９をパターニングすることによりオーミックコンタクト層７上に形成された第一の電極配線（本実施の形態ではソース配線）を備えた第一の電極と第二の電極（本実施の形態ではソース電極とドレイン電極）、１２は保護膜である。
【００２０】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図１−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＣｕを０.２atomic％含有したＡｌ（以下、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕと記載）のような比抵抗が小さい金属をスパッタ法等により約２００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２および共通配線３を形成した後レジストを除去する。このとき、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討してＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
【００２１】
次に、図１−ｂに示すように、Ａｌより硬度の高い金属、例えばＣｒをスパッタ法により約２００ｎｍ成膜し、その表面をブラシ洗浄した後、レジストを塗布し、ゲート配線２および共通配線３等のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターンが被覆される形状にレジストをパターニングした後に、露出しているＣｒ膜をエッチング除去してマスク層４を形成する。その後、レジストを除去し、例えば燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液に、２００ｎｍ程度のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。
【００２２】
ここで、ゲート配線２等の配線に生じた短絡欠陥部が除去されるプロセスを図２および図３を用いて説明する。ゲート配線やソース配線等の配線１３間に短絡欠陥部１４が生じた場合（図２−ａ）、まず、図２−ｂに示すように、配線１３を被覆する形でマスク層４を形成し、次に、マスク層４を形成した基板を、配線１３をエッチングできるエッチング液に浸漬することにより、図３に示すように、マスク層４に被覆されていない短絡欠陥部１４をエッチング除去する。
なお、マスク層４は、図４に示すように、短絡欠陥が生じやすい配線１３パターンが接近している部分にのみ開口部１５を有する形状としてもよい。
【００２３】
次に、図１−ｃに示すように、プラズマＣＶＤ法等によりゲート絶縁膜５となるシリコン窒化膜を約５００ｎｍ、アモルファスシリコン膜を約２００ｎｍ、不純物がドープされたｎ＋型アモルファスシリコン膜を約５０ｎｍ順次形成した後、写真製版法により形成したレジストを用いて、アモルファスシリコン膜およびｎ＋型アモルファスシリコン膜を同時にパターニングし、ゲート配線２の上方の位置に半導体層６およびオーミックコンタクト層７を形成する。次に、図１−ｄに示すように、透明導電膜としてＩＴＯをスパッタ法等により約１００ｎｍ成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、画素電極８を形成する。
【００２４】
次に、図１−ｅに示すように、最下層にオーミックコンタクト層７を構成するｎ＋型アモルファスシリコン膜とオーミックコンタクト性がよいＣｒやＴｉ等の高融点金属を約１００ｎｍ、中間層に比抵抗が小さいＡｌ-０.２at.％Ｃｕ等を約３００ｎｍ、最上層にＡｌより硬度が高くブラシ洗浄が可能なビッカース硬度が１３０であるＣｒを約５０ｎｍ連続して成膜し、三層膜からなる金属膜９を形成した後ブラシ洗浄を行う。続いて、図１−ｆに示すように、写真製版法により形成したエッチングレジストを用いて金属膜９をパターニングし、ソース配線、およびオーミックコンタクト層７上に二つに分離したソース電極１０とドレイン電極１１を形成する。続いて、ドライエッチング法によりソース電極１０およびドレイン電極１１が除去されている部分のｎ＋型アモルファスシリコン膜（オーミックコンタクト層９）をエッチングしてチャネル部を形成した後、レジストを除去する。最後に、図１−ｇに示すように、窒化シリコンを成膜し、画素電極８上以外の部分に保護膜１２を形成する。
【００２５】
このようにして形成された第一の基板であるＴＦＴアレイ基板と、他の透明絶縁性基板上に遮光層、オーバーコート層および対向電極が形成された第二の基板である対向基板の表面に配向膜を形成後対向させ、この間に液晶を注入してシール剤で封入すると共に、対向するアレイ基板と対向基板の外側に偏光板を配置することにより液晶パネルを構成する。
【００２６】
なお、ゲート配線２の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜（Ａｌを９０at.％以上含有）でもよい。
また、マスク層４としてＣｒ膜を用いたが、Ａｌ合金膜に対するエッチング液に侵食されなければ、Ｗ膜等他の金属膜でもよい。また、Ａｌ合金膜によるエッチング残さをエッチングする方法として、ウェットエッチング法の代わりにドライエッチング法を用いてもよい。
【００２７】
以上の工程を用いて液晶表示装置を製造したところ、ゲート配線２にＡｌ系金属膜を用いた場合に多発していた配線間の短絡欠陥は見られず、また、ソース配線においても、ブラシ洗浄を行うことによりパターンの欠陥は減少した。
【００２８】
この発明によれば、信号配線を低抵抗化するために、Ａｌ膜あるいはＡｌ合金膜による単層膜、または表面層にＡｌ系金属膜を有する多層膜を用いて配線１３（ゲート配線２）を構成した場合でも、配線１３をマスク層４等により被覆して配線１３間の短絡欠陥部１４を確実にエッチング除去、あるいは配線１３（ソース配線）の表面層に硬度の高い金属層を形成しブラシ洗浄後にレジストを形成しパターニングすることにより、配線１３間の短絡を防止できると共に、信号配線を比抵抗が小さい材料を用いて構成することによりそのパターンを細線化でき、高開口率化による低消費電力の液晶表示装置を高歩留りで製造することができる。
【００２９】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２によるチャネル保護膜型のＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、１６は金属膜、１７は金属膜１６を形成するために用いたレジストパターン、１８はチャネル保護膜、１９は半導体層である。なお、図１と同一部分については同符号を付し説明を省略する。
【００３０】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図５−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＡｌ-０.２at.％Ｃｕのような比抵抗が小さい金属をスパッタ法等により約２００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２および共通配線３を形成した後レジストを除去する。このとき、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討してＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
【００３１】
次に、図５−ｂに示すように、Ａｌより硬度の高い金属、例えばＣｒをスパッタ法により約１００ｎｍ成膜し、その表面をブラシ洗浄した後、レジストを塗布し、ゲート配線２および共通配線３等のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターンが被覆される形状にレジストパターン１７を形成した後に、露出しているＣｒ膜をエッチング除去して、Ｃｒ膜等の金属膜１６とレジストパターン１７からなるマスク層４を形成する。その後、例えば燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液に、２００ｎｍ程度のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去した後、マスク層４を構成していたレジストパターン１７を除去する。
【００３２】
次に、図５−ｃに示すように、プラズマＣＶＤ法等によりゲート絶縁膜５となるシリコン窒化膜を約５００ｎｍ、アモルファスシリコン膜を約１００ｎｍ、チャネル保護膜１８を約２５０ｎｍ順次形成した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、ゲート配線２の上方の位置にチャネル保護膜１８を形成する。続いて、燐イオンを例えば加速電圧２０ＫｅＶでアモルファスシリコン膜に注入し、ｎ＋型アモルファスシリコン層を形成する。次に、図５−ｄに示すように、アモルファスシリコン膜および燐イオンの注入により形成されたｎ＋型アモルファスシリコン層をパターニングし、表面にオーミックコンタクト層を有する半導体層１９を形成する。次に、図５−ｅに示すように、透明導電膜としてＩＴＯをスパッタ法等によ約１００ｎｍ成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、画素電極８を形成する。
【００３３】
次に、図５−ｆに示すように、最下層に半導体層１９とオーミックコンタクト性がよいＣｒやＴｉ等を約１００ｎｍ、中間層に比抵抗が小さいＡｌ-０.２at.％Ｃｕを約３００ｎｍ、最上層にＡｌより硬度が高くブラシ洗浄が可能なＣｒを約５０ｎｍ連続して成膜し、三層膜からなる金属膜９を形成した後ブラシ洗浄を行う。続いて、図５−ｇに示すように、写真製版法により形成したエッチングレジストを用いて金属膜９をパターニングし、第一の電極配線（本実施の形態ではソース配線）、および半導体層１９上に二つに分離した第一の電極と第二の電極（本実施の形態ではソース電極１０とドレイン電極１１）を形成する。続いて、ドライエッチング法によりソース電極１０とドレイン電極１１が除去された部分に生成したクロムシリサイド層およびｎ＋型アモルファスシリコン層をエッチングした後レジストを除去する。最後に、図５−ｈに示すように、窒化シリコンを成膜し、画素電極８上以外の部分に保護膜１２を形成する。
【００３４】
このようにして形成された第一の基板であるＴＦＴアレイ基板と、他の透明絶縁性基板上に遮光層、オーバーコート層および対向電極が形成された第二の基板である対向基板の表面に配向膜を形成後対向させ、この間に液晶を注入してシール剤で封入すると共に、対向するアレイ基板と対向基板の外側に偏光板を配置することにより液晶パネルを構成する。
【００３５】
なお、ゲート配線２の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜でもよい。
また、金属膜１６としてＣｒ膜を用いたが、Ａｌ合金膜に対するエッチング液に侵食されなければ、Ｗ膜等他の金属膜でもよい。また、Ａｌ合金膜によるエッチング残さをエッチングする方法として、ウェットエッチング法の代わりにドライエッチング法を用いてもよい。
【００３６】
本実施の形態によれば、チャネル保護膜型のＴＦＴを搭載した液晶表示装置において、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、ゲート配線２等の配線部をマスク層４により被覆して配線間の短絡部等の欠陥部を除去する際、マスク層４をＣｒ膜等の金属膜１６と金属膜１６をパターニングするためのレジストパターン１７の二層構造とすることにより、金属層１６の被覆不良による配線の腐食を防止でき、また、マスク層４を構成する金属膜１６を薄膜化できる。
【００３７】
実施の形態３．
実施の形態２では、チャネル保護膜型のＴＦＴにおいて、ゲート配線２等の配線部のエッチング時のマスク層４を、金属膜１６とレジストパターン１７の二層構造とした場合について述べたが、チャネルエッチ型のＴＦＴにおいて、ゲート配線等の配線部のエッチング時のマスク層を金属膜とレジストパターンの二層構造としても、実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００３８】
実施の形態４．
図６および図７はこの発明の実施の形態４によるプレーナー型のＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、２０はアモルファスシリコン膜、２１はチャネル、２２はゲート配線、２３はゲート電極、２４はソース・ドレイン領域、２５は絶縁膜、２６はコンタクトホールである。なお、図５と同一部分については同符号を付し説明を省略する。
【００３９】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図６−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にアモルファスシリコン膜２０をプラズマＣＶＤ法等により約１００ｎｍ形成する。次に、図６−ｂに示すように、レーザービームを照射してアモルファスシリコン膜２０を結晶化しポリシリコンとする。このとき、レーザーは、例えばパルス幅１５〜５０ｎｓのＡｒＦあるいはＸｅＣｌエキシマレーザーを１００〜３００ｍｊ／ｃｍ２照射する。その後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、チャネル２１を形成する。次に、図６−ｃに示すように、酸化シリコンあるいは窒化シリコンをプラズマＣＶＤ法、常圧ＣＶＤ法あるいはスパッタ法により約２００ｎｍ成膜し、ゲート絶縁膜５を形成する。
【００４０】
次に、図６−ｄに示すように、例えばＡｌ-０.２at.％Ｃｕのような比抵抗が小さい金属をスパッタ法等により約２００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート配線２２を形成した後レジストを除去する。このとき、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討してＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
【００４１】
次に、図６−ｅに示すように、Ａｌより硬度の高い金属、例えばＣｒをスパッタ法により約１００ｎｍ成膜し、その表面をブラシ洗浄した後、レジストを塗布し、ゲート配線２２を構成するＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を被覆すると共に、チャネル２１の上方にＣｒ膜からなるゲート電極２３を形成するためのレジストパターン１７を形成した後に、露出しているＣｒ膜をエッチング除去して、Ｃｒ膜等の金属膜１６とレジストパターン１７からなるマスク層４とゲート電極２３を形成する。その後、例えば燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液に、２００ｎｍ程度のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。
【００４２】
次に、図６−ｆに示すように、レジストパターン１７を除去する前に、燐イオンを例えば加速電圧７０ＫｅＶで全面に注入し、チャネル２１にソース・ドレイン領域２４となるｎ型半導体を形成する。ここで、ゲート電極２３を構成する金属膜１６のエッチング時に、２μｍ程度のサイドエッチを設けることにより、レジストパターン１７の下方のチャネル２１には燐イオンが注入されず、オフセット型のトランジスタを形成でき、オフ電流を低減できる。続いて、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法等により水素プラズマ中で、水素をポリシリコンおよびゲート絶縁膜５中に拡散させ、未結合手に水素を結合させる。次に、図６−ｇに示すように、酸化シリコンあるいは窒化シリコンをプラズマＣＶＤ法、常圧ＣＶＤ法あるいはスパッタ法により成膜し、絶縁膜２５を形成する。その後、例えば３５０℃でアニールして、ソース・ドレイン領域２４を構成するアモルファスシリコン膜を活性化する。次に、図７−ａに示すように、透明導電膜としてＩＴＯをスパッタ法等によ約１００ｎｍ成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、画素電極８を形成する。次に、図７−ｂに示すように、ソース・ドレイン領域２４上の絶縁膜２５にコンタクトホール２６を形成する。
【００４３】
次に、図７−ｃに示すように、最下層にソース・ドレイン領域２４であるｎ型半導体とオーミックコンタクト性がよいＣｒやＴｉ等を約１００ｎｍ、中間層に比抵抗が小さいＡｌ-０.２at.％Ｃｕを約３００ｎｍ、最上層にＡｌより硬度が高くブラシ洗浄が可能なＣｒを約５０ｎｍ連続して成膜し、三層膜を形成した後ブラシ洗浄を行う。続いて、写真製版法により形成したエッチングレジストを用いて三層膜をパターニングし、第一の電極配線（本実施の形態ではソース配線）、およびコンタクトホール２６を介してソース・ドレイン領域２４と電気的に接続された第一の電極と第二の電極（本実施の形態ではソース電極１０とドレイン電極１１）を形成する。最後に、図７−ｄに示すように、窒化シリコンを成膜し、画素電極８上以外の部分に保護膜１２を形成する。
【００４４】
このようにして形成された第一の基板であるＴＦＴアレイ基板と、他の透明絶縁性基板上に遮光層、オーバーコート層および対向電極が形成された第二の基板である対向基板の表面に配向膜を形成後対向させ、この間に液晶を注入してシール剤で封入すると共に、対向するアレイ基板と対向基板の外側に偏光板を配置することにより液晶パネルを構成する。
なお、ゲート配線２２の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜でもよい。
また、金属膜１６としてＣｒ膜を用いたが、Ａｌ合金膜に対するエッチング液に侵食されなければ、Ｗ膜等他の金属膜でもよい。また、Ａｌ合金膜によるエッチング残さをエッチングする方法として、ウェットエッチング法の代わりにドライエッチング法を用いてもよい。
【００４５】
本実施の形態によれば、プレーナー型のＴＦＴを搭載した液晶表示装置において実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００４６】
実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５によるＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、２７は補助容量用配線である。なお、図５と同一部分については同符号を付し説明を省略する。
【００４７】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図８−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＡｌ-０.２at.％Ｃｕのような比抵抗が小さい金属をスパッタ法等により約３００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２および補助容量用配線２７を形成した後レジストを除去する。このとき、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討してＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
また、補助容量用配線２７は各画素ごとにゲート配線２と短絡した構造とすることにより、ゲート配線２の断線に対する冗長構造となる。
【００４８】
次に、図８−ｂに示すように、Ａｌより硬度が高い金属、例えばＣｒをスパッタ法により約１００ｎｍ成膜し、その表面をブラシ洗浄した後、レジストを塗布し、ゲート配線２および補助容量用配線２７等のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターンが被覆される形状にレジストパターン１７を形成した後に、露出しているＣｒ膜をエッチング除去して、Ｃｒ膜等の金属膜１６とレジストパターン１７からなるマスク層４を形成する。その後、例えば燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液に、３００ｎｍ程度のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。次に、図８−ｃに示すように、マスク層４を構成していたレジストパターン１７および金属膜１６を除去する。
【００４９】
以降の工程は、実施の形態１あるいは実施の形態２におけるプラズマＣＶＤ法等によるゲート絶縁膜形成以降の工程と同様とし、チャネルエッチ型の液晶表示装置あるいはチャネル保護膜型の液晶表示装置を形成する。
なお、ゲート配線２の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜でもよい。
また、マスク層４としてＣｒ膜を用いたが、Ａｌ合金膜に対するエッチング液に侵食されなければ、Ｗ膜等他の金属膜でもよい。また、Ａｌ合金膜によるエッチング残さをエッチングする方法として、ウェットエッチング法の代わりにドライエッチング法を用いてもよい。
【００５０】
本実施の形態によれば、実施の形態２と同様の効果が得られると共に、ゲート配線２等の配線部をマスク層４により被覆して配線間の短絡部等の欠陥部を除去した後、マスク層４を構成する金属膜１６も除去するため、金属膜１６による短絡欠陥の発生を防止できる。
【００５１】
実施の形態６．
図９はこの発明の実施の形態６によるＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図中の符号は図８と同様であるので説明を省略する。
【００５２】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図９−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＡｌ-０.２at.％Ｃｕのような比抵抗が小さい金属をスパッタ法等により約３００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２および補助容量用配線２７を形成した後レジストを除去する。このとき、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討してＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
また、補助容量用配線２７は各画素ごとにゲート配線２と短絡した構造とすることにより、ゲート配線２の断線に対する冗長構造となる。
【００５３】
次に、図９−ｂに示すように、レジストを塗布し、ゲート配線２および補助容量用配線２７等のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターンが被覆される形状にレジストパターン１７を形成し、マスク層４とする。その後、例えば燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液に、３００ｎｍ程度のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。次に、図９−ｃに示すように、マスク層４を構成していたレジストパターン１７を除去する。
【００５４】
以降の工程は、実施の形態１あるいは実施の形態２におけるプラズマＣＶＤ法等によるゲート絶縁膜形成以降の工程と同様とし、チャネルエッチ型の液晶表示装置あるいはチャネル保護膜型の液晶表示装置を形成する。
なお、ゲート配線２の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜でもよい。
また、Ａｌ合金膜によるエッチング残さをエッチングする方法として、ウェットエッチング法の代わりにドライエッチング法を用いてもよい。
【００５５】
本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、ゲート配線２等の配線部をマスク層４により被覆して配線間の短絡部等の欠陥部を除去する際、マスク層４をレジストパターン１７とすることにより、工程を簡略化できる。
【００５６】
実施の形態７．
図１０および図１１はこの発明の実施の形態７によるチャネルエッチ型のＴＦＴを搭載した補助容量オンゲート方式の液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、２８はゲート端子部、２９はゲート端子部２８のコンタクト部分に形成されたレジストパターン、３０はＡｌ２Ｏ３、３１は端子、３２はゲート端子部２８上のコンタクト部分に形成されたコンタクトホール、３３はゲート端子部２８と端子３１を電気的に接続する端子接続配線である。なお、図１と同一部分については同符号を付し説明を省略する。
【００５７】
次に、本実施の形態による補助容量オンゲート方式の液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図１０−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＡｌ-０.２at.％Ｃｕのような比抵抗が小さい金属をスパッタ法等により約３００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２およびゲート端子部２８を形成した後レジストを除去する。このとき、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討してＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
【００５８】
次に、図１０−ｂに示すように、Ａｌより硬度が高い金属、例えばＣｒをスパッタ法により約１００ｎｍ成膜し、その表面をブラシ洗浄した後、レジストを塗布し、ゲート配線２等のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターンが被覆される形状にレジストパターン１７を形成した後に、露出しているＣｒ膜をエッチング除去して、Ｃｒ膜等の金属膜１６とレジストパターン１７からなるマスク層４を形成する。その後、例えば燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液に、３００ｎｍ程度のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。次に、図１０−ｃに示すように、マスク層４を構成していたレジストパターン１７および金属膜１６を除去する。
【００５９】
次に、図１０−ｄに示すように、ゲート端子部２８の上層とのコンタクト部分にレジストパターン２９を形成した後、ゲート配線２の腐食や、信号配線との層間短絡を防止するために、ゲート配線２およびゲート端子部２８のレジストに被覆されていない部分のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を陽極酸化して、その表面にＡｌ２Ｏ３膜３０を例えば約１００ｎｍ形成する。このとき、ゲート端子部２８上のコンタクト部分はレジストパターン２９に被覆されているため陽極酸化されない。次に、図１０−ｅに示すように、ゲート端子部上のレジストパターン２９を除去する。
【００６０】
次に、図１０−ｆに示すように、プラズマＣＶＤ法等によりゲート絶縁膜５となるシリコン窒化膜を約５００ｎｍ、アモルファスシリコン膜を約２００ｎｍ、不純物がドープされたｎ＋型アモルファスシリコン膜を約５０ｎｍ順次形成した後、写真製版法により形成したレジストを用いて、アモルファスシリコン膜およびｎ＋型アモルファスシリコン膜を同時にパターニングし、ゲート配線２の上方の位置に半導体層６およびオーミックコンタクト層７を形成する。次に、図１１−ａに示すように、透明導電膜としてＩＴＯをスパッタ法等によ約１００ｎｍ成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、画素電極８および端子３１を形成する。次に、図１１−ｂに示すように、ゲート端子部２８上のコンタクト部分となるシリコン窒化膜（ゲート絶縁膜５）を除去し、コンタクトホール３２を形成する。
【００６１】
次に、図１１−ｃに示すように、最下層にオーミックコンタクト層７を構成するｎ＋型アモルファスシリコン膜とオーミックコンタクト性がよいＣｒやＴｉ等を約１００ｎｍ、中間層に比抵抗が小さいＡｌ-０.２at.％Ｃｕを約３００ｎｍ、最上層にＡｌより硬度が高くブラシ洗浄が可能なＣｒを約５０ｎｍ連続して成膜し、三層膜からなる金属膜９を形成した後ブラシ洗浄を行う。続いて、図１１−ｄに示すように、写真製版法により形成したエッチングレジストを用いて金属膜９をパターニングし、オーミックコンタクト層７上に二つに分離したソース配線を備えたソース電極１０とドレイン電極１１、およびゲート端子部２８と端子３１を電気的に接続する端子接続配線３３を形成する。続いて、ドライエッチング法によりソース電極１０およびドレイン電極１１が除去されている部分のｎ＋型アモルファスシリコン膜（オーミックコンタクト層９）をエッチングしてチャネル部を形成した後、レジストを除去する。最後に、図１１−ｅに示すように、窒化シリコンを成膜し、画素電極８および端子３１上以外の部分に保護膜１２を形成する。
【００６２】
このようにして形成された第一の基板であるＴＦＴアレイ基板と、他の透明絶縁性基板上に遮光層、オーバーコート層および対向電極が形成された第二の基板である対向基板の表面に配向膜を形成後対向させ、この間に液晶を注入してシール剤で封入すると共に、対向するアレイ基板と対向基板の外側に偏光板を配置することにより液晶パネルを構成する。
なお、制御電極配線（本実施の形態ではゲート配線２）の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜でもよい。
また、金属膜１６としてＣｒ膜を用いたが、Ａｌ合金膜に対するエッチング液に侵食されなければ、Ｗ膜等他の金属膜でもよい。また、Ａｌ合金膜によるエッチング残さをエッチングする方法として、ウェットエッチング法の代わりにドライエッチング法を用いてもよい。
また、マスク層４として金属膜１６とレジストパターン１７を形成したが、レジストパターン１７のみでマスク層４を構成してもよい。
【００６３】
本実施の形態によれば、ゲート配線２を構成するＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を陽極酸化して表面にＡｌ２Ｏ３を形成することにより、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜の腐食やゲート配線２と他の信号配線との層間短絡を防止する構造を有する液晶表示装置においても、実施の形態５または実施の形態６と同様の効果が得られる。
【００６４】
実施の形態８．
図１２および図１３はこの発明の実施の形態８によるチャネルエッチ型のＴＦＴを搭載した補助容量オンゲート方式の液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、３４はゲート絶縁膜５を除去することにより形成された溝部である。なお、図１０および図１１と同一部分については同符号を付し説明を省略する。
【００６５】
次に、本実施の形態による補助容量オンゲート方式の液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図１２−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＡｌ-０.２at.％Ｃｕのような比抵抗が小さい金属をスパッタ法等により約３００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２およびゲート端子部２８を形成した後レジストを除去する。このとき、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討してＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
【００６６】
次に、図１２−ｂに示すように、ゲート端子部２８の上層とのコンタクト部分および隣接するゲート配線２間を分割する位置にレジストパターン２９を形成した後、ゲート配線２の腐食や、信号配線との層間短絡を防止するために、ゲート配線２およびゲート端子部２８のレジストに被覆されていない部分のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を陽極酸化して、その表面にＡｌ２Ｏ３膜３０を例えば約１００ｎｍ形成する。このとき、ゲート端子部２８上のコンタクト部分はレジストパターン２９に被覆されているため陽極酸化されない。また、画素内の隣接するゲート配線２間にＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング残さ等が存在している場合でも、ゲート配線２間を分割する位置にレジストパターン２９に被覆され陽極酸化されていないため、後工程でこのエッチング残さの除去が可能である。次に、図１２−ｃに示すように、レジストパターン２９を除去する。
【００６７】
次に、図１２−ｄに示すように、プラズマＣＶＤ法等によりゲート絶縁膜５となるシリコン窒化膜を約５００ｎｍ、アモルファスシリコン膜を約２００ｎｍ、不純物がドープされたｎ＋型アモルファスシリコン膜を約５０ｎｍ順次形成した後、写真製版法により形成したレジストを用いて、アモルファスシリコン膜およびｎ＋型アモルファスシリコン膜を同時にパターニングし、ゲート配線２の上方の位置に半導体層６およびオーミックコンタクト層７を形成する。次に、図１２−ｅに示すように、透明導電膜としてＩＴＯをスパッタ法等により約１００ｎｍ成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、画素電極８および端子３１を形成する。次に、図１２−ｆに示すように、レジストパターン２９で被覆したゲート端子部２８上のコンタクト部分、および隣接するゲート配線２間上のシリコン窒化膜（ゲート絶縁膜５）を除去し、コンタクトホール３２および溝部３４を形成する。
【００６８】
次に、図１３−ａに示すように、最下層にオーミックコンタクト層７を構成するｎ＋型アモルファスシリコン膜とオーミックコンタクト性がよいＣｒやＴｉ等を約１００ｎｍ、中間層に比抵抗が小さいＡｌ-０.２at.％Ｃｕを約３００ｎｍ、最上層にＡｌより硬度が高くブラシ洗浄が可能なＣｒを約５０ｎｍ連続して成膜し、三層膜からなる金属膜９を形成した後ブラシ洗浄を行う。続いて、図１３−ｂに示すように、写真製版法により形成したエッチングレジストを用いて金属膜９をパターニングし、オーミックコンタクト層７上に二つに分離したソース配線を備えたソース電極１０とドレイン電極１１、およびゲート端子部２８と端子３１を電気的に接続する端子接続配線３３を形成する。続いて、ドライエッチング法によりソース電極１０およびドレイン電極１１が除去されている部分のｎ＋型アモルファスシリコン膜（オーミックコンタクト層９）をエッチングしてチャネル部を形成した後、レジストを剥離する。最後に、図１３−ｃに示すように、窒化シリコンを成膜し、画素電極８、端子３１および溝部３４上以外の部分に保護膜１２を形成する。ここで溝部３４は図４に示す短絡欠陥が生じやすい部分に設けられた開口部１５に相当する。
【００６９】
以上の工程により、ゲート配線２間の短絡の原因となるエッチング残さが生じる領域は、溝部３４が形成されることにより表面に露出した状態になり、また、ゲート配線２等の他の信号配線はゲート絶縁膜５や保護膜１２に被覆されているため、この状態で例えば燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液に、３００ｎｍ程度のＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。このとき、保護膜１２をパターニングするために形成したレジストを残存させた状態で、エッチング残さの除去を行う方が信号配線の腐食防止の観点から望ましい。
【００７０】
このようにして形成された第一の基板であるＴＦＴアレイ基板と、他の透明絶縁性基板上に遮光層、オーバーコート層および対向電極が形成された第二の基板である対向基板の表面に配向膜を形成後対向させ、この間に液晶を注入してシール剤で封入すると共に、対向するアレイ基板と対向基板の外側に偏光板を配置することにより液晶パネルを構成する。
なお、ゲート配線２の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜でもよい。
本実施の形態によれば、制御電極配線（本実施の形態ではゲート配線２）を保護するマスク層を形成することなく実施の形態７と同様の効果が得られる。
【００７１】
実施の形態９．
図１４はこの発明の実施の形態９によるＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図において、３５は金属膜である。なお、図１と同一部分については同符号を付し説明を省略する。
【００７２】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図１４−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にスパッタ法により、下層にＡｌ-０.２at.％Ｃｕのような比抵抗が小さい金属を約３００ｎｍ、上層に例えばＭｏのようなＡｌよりも硬度が高い金属を連続して成膜し、二層膜からなる金属膜３５を形成した後ブラシ洗浄を行う。続いて、図１４−ｂに示すように、写真製版法によりレジストを形成し、燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いＭｏ膜とＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を連続してエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２および共通配線３を形成した後レジストを除去する。このとき、金属膜３５を構成する二種類の金属膜を、同時にエッチング可能な金属を用いて形成することにより、金属膜３５を一回のエッチングで、ゲート電極を有するゲート配線２および共通配線３を形成することができる。
【００７３】
また、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチングには燐酸、酢酸および硝酸を主成分とするエッチング液を用いるが、予め燐酸、酢酸および硝酸の組成を検討し、Ｍｏ膜のエッチング速度をＡｌ-０.２at％Ｃｕ膜のエッチング速度より大きくし、Ｍｏ膜サイドエッチ量を大きくしてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより、上層に形成される膜の被覆性を向上できる。また、金属膜３５のエッチングにドライエッチング法を用い、エッチングガスに酸素を含有させ、レジストを酸化しながら金属膜３５をエッチングすることによっても、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することができる。
また、図１４−ｃに示すように、金属膜３５のエッチングおよびレジスト除去後に、Ｍｏ膜を除去してもよい。また、金属膜３５の上層膜を、Ａｌより硬度が高くかつ高融点金属材料を用いて形成し、Ａｌ-０.２at.％Ｃｕ膜に陽極酸化処理を行うことにより除去してもよい。その結果、ゲート配線２等の配線による段差を小さくすることにより、上層に形成される膜の被覆性を向上できる。さらに、ゲート配線２等を構成する金属膜３５の上層膜を除去することにより、上層膜に付着しているダスト等を除去することができる。
【００７４】
以降の工程は、実施の形態１あるいは実施の形態２におけるプラズマＣＶＤ法等によるゲート絶縁膜形成以降の工程と同様とし、チャネルエッチ型の液晶表示装置あるいはチャネル保護膜型の液晶表示装置を形成する。
なお、ゲート配線２の材料としてＡｌ-０.２at.％Ｃｕ膜を用いたが、比抵抗が小さく、かつ水による腐食およびヒロックが生じない膜であれば、Ａｌ膜あるいは他の組成のＡｌ合金膜でもよい。
本実施の形態によれば、ゲート配線２の表面に硬度の高い金属層を形成し、ブラシ洗浄後にレジストを形成してパターニングすることにより、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００７５】
実施の形態１０．
図１５はこの発明の実施の形態９によるＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図中の符号は図９と同様であるので説明を省略する。
【００７６】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図１５−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＣｒあるいはＴａ等の金属をスパッタ法等により約４００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、硝酸を含むエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２および共通配線３を形成した後レジストを除去する。このとき、ＣｒあるいはＴａ膜のエッチングには硝酸を含むエッチング液を用いるが、予め硝酸の組成を検討してＣｒあるいはＴａ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
【００７７】
次に、図１５−ｂに示すように、レジストを塗布し、ゲート配線２および共通配線３等が被覆される形状にレジストパターン１７を形成した後、ゲート配線２等を構成するＣｒ膜やＴａ膜等の金属膜に対するエッチング液に、４００ｎｍ程度の上記金属膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、金属膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。次に、図１５−ｃに示すように、マスク層４を構成していたレジストパターン１７を除去する。
【００７８】
以降の工程は、実施の形態１あるいは実施の形態２におけるプラズマＣＶＤ法等によるゲート絶縁膜形成以降の工程と同様とし、チャネルエッチ型の液晶表示装置あるいはチャネル保護膜型の液晶表示装置を形成する。
本実施の形態によれば、ゲート配線２がＣｒ膜等によって形成される場合においても、信号配線間の短絡欠陥部を確実にエッチング除去することにより、信号配線間の短絡を防止して、信頼性の高い液晶表示装置を高歩留まりで製造することができる。
【００７９】
実施の形態１１．
図１６はこの発明の実施の形態１１によるチャネルエッチ型のＴＦＴを搭載した液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造工程を示す断面図である。図中の符号は図１０および図１１と同様であるので説明を省略する。
【００８０】
次に、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の製造方法を説明する。まず、図１６−ａに示すように、透明絶縁性基板１の表面にＣｒあるいはＴａ等の金属をスパッタ法等により約４００ｎｍ成膜した後、写真製版法によりレジストを形成し、硝酸を含むエッチング液を用いパターンエッチングして、ゲート電極を有するゲート配線２および共通配線３を形成した後レジストを除去する。このとき、ＣｒあるいはＴａ膜のエッチングには硝酸を含むエッチング液を用いるが、予め硝酸の組成を検討してＣｒあるいはＴａ膜のエッチング端面をテーパー形状に形成することにより上層に形成される膜の被覆性を向上できる。
【００８１】
次に、図１６−ｂに示すように、プラズマＣＶＤ法等によりゲート絶縁膜５となるシリコン窒化膜を約５００ｎｍ、アモルファスシリコン膜を約２００ｎｍ、不純物がドープされたｎ＋型アモルファスシリコン膜を約５０ｎｍ順次形成した後、写真製版法により形成したレジストを用いて、アモルファスシリコン膜およびｎ＋型アモルファスシリコン膜を同時にパターニングし、ゲート配線２の上方の位置に半導体層６およびオーミックコンタクト層７を形成する。次に、図１６−ｃに示すように、透明導電膜としてＩＴＯをスパッタ法等によ約１００ｎｍ成膜した後、写真製版法により形成したレジストを用いてパターニングし、画素電極８を形成する。
次に、図１６−ｄに示すように、隣接するゲート配線２間を分割するようにゲート配線２間に形成されたシリコン窒化膜（ゲート絶縁膜５）をエッチングして溝部３４を形成する。このシリコン窒化膜のエッチング工程は、ゲート端子部上に上層とのコンタクト部としてのコンタクトホールを形成するためのシリコン窒化膜のエッチングと同時に行われる。
【００８２】
次に、図１６−ｅに示すように、最下層にオーミックコンタクト層７を構成するｎ＋型アモルファスシリコン膜とオーミックコンタクト性がよいＣｒやＴｉ等を約１００ｎｍ、中間層に比抵抗が小さいＡｌ-０.２at.％Ｃｕを約３００ｎｍ、最上層にＡｌより硬度が高くブラシ洗浄が可能なＣｒを約５０ｎｍ連続して成膜し、三層膜からなる金属膜９を形成した後ブラシ洗浄を行う。続いて、図１６−ｆに示すように、写真製版法により形成したエッチングレジストを用いて金属膜９をパターニングし、ソース配線、およびオーミックコンタクト層７上に二つに分離したソース電極１０とドレイン電極１１を形成する。続いて、ドライエッチング法によりソース電極１０およびドレイン電極１１が除去されている部分のｎ＋型アモルファスシリコン膜（オーミックコンタクト層９）をエッチングしてチャネル部を形成した後、レジストを除去する。最後に、図１６−ｇに示すように、窒化シリコンを成膜し、画素電極８および溝部３４上以外の部分に保護膜１２を形成する。ここで溝部３４は図４に示す短絡欠陥が生じやすい部分に設けられた開口部１５に相当する。
【００８３】
以上の工程により、ゲート配線２間の短絡の原因となるエッチング残さが生じる領域は、溝部３４が形成されることにより表面に露出した状態になり、また、ゲート配線２等の他の信号配線はゲート絶縁膜５や保護膜１２に被覆されているため、この状態で、ゲート配線２を構成するＣｒ膜やＴａ膜等の金属膜に対するエッチング液に、４００ｎｍ程度の上記金属膜がエッチングされるのに必要な時間浸漬し、金属膜によるパターン間の短絡部等のエッチング残さを除去する。このとき、保護膜１２をパターニングするために形成したレジストを残存させた状態で、エッチング残さの除去を行う方が、信号配線の腐食防止の観点から望ましい。
【００８４】
このようにして形成された第一の基板であるＴＦＴアレイ基板と、他の透明絶縁性基板上に遮光層、オーバーコート層および対向電極が形成された第二の基板である対向基板の表面に配向膜を形成後対向させ、この間に液晶を注入してシール剤で封入すると共に、対向するアレイ基板と対向基板の外側に偏光板を配置することにより液晶パネルを構成する。
本実施の形態によれば、制御電極配線（本実施の形態ではゲート配線２）を保護するマスク層を形成することなく実施の形態７と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】この発明の実施の形態１による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１の作用を説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態１の作用を説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態１の作用を説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態２による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態４による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態４による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態５による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図９】この発明の実施の形態６による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態７による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態７による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態８による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態８による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態９による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態１０による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態１１による液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１７】従来のこの種液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  基板、２  ゲート配線、３ 共通配線、４  マスク層、
５  ゲート絶縁膜、６ 半導体層、７  オーミックコンタクト層、
８  画素電極、９ 金属膜、１０  ソース電極、１１  ドレイン電極、
１２  保護膜、１３ 配線、１４  短絡欠陥部、１５  開口部、
１６  金属膜、１７ レジストパターン、１８  チャネル保護膜、
１９  半導体層、２０ アモルファスシリコン膜、２１  チャネル、
２２  ゲート配線、２３ ゲート電極、２４  ソース・ドレイン領域、
２５  絶縁膜、２６ コンタクトホール、２７補助容量用配線、
２８  ゲート端子部、２９ レジストパターン、３０  Ａｌ２  Ｏ３  、
３１  端子、３２ コンタクトホール、３３  端子接続配線、３４  溝部、
３５  金属膜。