(57)【要約】【課題】半導体層の水素終端処理をする際に、銅が用いられたドレイン電極及びソース電極が基板上に露出する場合であっても、ドレイン電極及びソース電極の剥離が生じにくい表示装置の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】複数の薄膜トランジスタが配列された基板を有する表示装置の製造方法において、薄膜トランジスタの半導体層上の一部に、単層もしくは複数の導電層を含むソース電極及びドレイン電極を形成する電極形成工程と、ソース電極及びドレイン電極が基板上に露出している状態で、半導体層に水素終端処理をする水素終端工程と、を含み、電極形成工程は、ネオンを含む不活性ガスを導入することにより基板上に銅を付着させる工程を含む、ことを特徴とする表示装置の製造方法。【選択図】図６Ｂ
2011150152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の薄膜トランジスタが配列された基板を有する表示装置の製造方法において、
前記薄膜トランジスタの半導体層上の一部に、単層もしくは複数の導電層を含むソース電極及びドレイン電極を形成する電極形成工程と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極が前記基板上に露出している状態で、前記半導体層に水素終端処理をする水素終端工程と、を含み、
前記電極形成工程は、ネオンを含む不活性ガスを導入することにより前記基板上に銅を付着させる工程を含む、
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された表示装置の製造方法において、
前記電極形成工程は、
前記基板上に銅合金を蒸着する第１蒸着工程と、
前記第１蒸着工程の後に、前記基板上に銅を蒸着する第２蒸着工程と、を含み、
前記第１蒸着工程と前記第２蒸着工程の少なくとも一方では、ネオンを含む不活性ガスが導入される、
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載された表示装置の製造方法において、
前記第１蒸着工程におけるスパッタリングターゲットは、銅を主成分として少なくとも１種類の添加元素を含有する銅合金とし、
前記第２蒸着工程におけるスパッタリングターゲットは、前記銅合金よりも高純度となる銅とする、
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載された表示装置の製造方法において、
前記第１蒸着工程におけるスパッタリングターゲットは、銅を主成分として、０．５原子％以上２０原子％以下となる少なくとも１種類の添加元素を含有する銅合金であって、
前記第２蒸着工程におけるスパッタリングターゲットは、９９．５原子％以上の純度を有する銅である、
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項５】
複数の薄膜トランジスタが配列された基板を有する表示装置であって、
前記薄膜トランジスタは、半導体層と、当該半導体層上の一部に複数層もしくは単層の導電層が積層されて構成されるソース電極及びドレイン電極を有し、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、銅とネオンとを含有する少なくとも一層の導電層を有する、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載された表示装置であって、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、銅を主成分として少なくとも１種類の添加元素を有する銅合金を含有する第１の導電層と、前記第１の導電層の上側に、前記銅合金よりも高純度となる銅を含有する第２の導電層と、を有し、
前記第１の導電層および前記第２の導電層の少なくとも一方は、ネオンを含有する、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載された表示装置であって、
前記第２の導電層は、９９原子％以上の銅と、０．０１原子％以上１原子％以下のネオンを含有する、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項５に記載された表示装置であって、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、
少なくとも１種類の添加元素を含む銅合金をスパッタリングターゲットとして、ネオンもしくはアルゴンを含む不活性ガスが導入されることにより蒸着される第１の導電層と、
前記銅合金よりも高純度となる銅をスパッタリングターゲットとして、ネオンを含む不活性ガスが導入されることにより蒸着される第２の導電層と、を有する、
ことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜トランジスタによって駆動するＴＦＴ基板を具備した表示装置の製造方法と、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴ基板を具備した液晶パネルが大画面サイズの薄型テレビに適用されている。近年、動画質向上のために駆動周波数が高速化しており、これに伴い信号線の低抵抗化が必要となっている。また、信号線の形成プロセスにおいては、コストパフォーマンスの良い薄膜材料やプロセス薬液が求められている。
【０００３】
従来、低抵抗なＴＦＴ基板の信号線を構成するために、抵抗率が約３μΩｃｍのアルミニウムを主たる導体材料とするＭｏ／Ａｌ／Ｍｏ積層膜（ここで／は積層の界面を表し、／の右側が下層、／の左側が上層である。本明細書において、以下同様であるものとする。）が用いられてきてきた。この積層膜の信号線を更に低抵抗化するにはＡｌ層を厚くすることになるが、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ積層膜の成膜処理に費やす時間が長くなるので生産性を悪化させることのほか、製造歩留り悪化の原因となるヒロック発生の頻度を高めてしまうなどの問題が発生する。材料費の点でも、アルミニウムの下層、上層にはそれぞれバリア膜、キャップ膜として高価なモリブデンを使用していることに加え、そのエッチング液の主成分である燐酸が肥料需要の高まりとともに高騰しつつあるなど、高コスト要因が並んでいる。
【０００４】
アルミニウムを下回る低抵抗率を有し、かつ材料費がリーズナブルである信号線材料として銅がある。銅は、薄膜の抵抗率が約２μΩｃｍと低く、透明導電膜（一般的には、インジウムを主成分とする酸化物）と直接的に電気的コンタクトを取ることができるという特徴を有している。
【０００５】
銅を信号線に用いる方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、Ｃｕ／Ｍｏ積層膜からなる信号線を適用する方法がある。この信号線の膜構造においてモリブデンは下地との付着力確保を担い、半導体層への銅の拡散バリアをも兼ねている。
【０００６】
また、銅を信号線に用いる別の方法としては、銅、及び銅を主成分とする合金によって配線膜を構成する。非特許文献１には、ＴＦＴ基板のソース・ドレイン電極を形成する方法として、半導体層のコンタクト層の表面を予備酸化し、その上にＣｕＭｎ合金を成膜しアルゴン雰囲気で熱処理することによりＣｕＭｎ合金／コンタクト層界面とＣｕＭｎ合金表面にＭｎを酸化物として析出する方法が記載されている。これによって、密着性の確保と銅の拡散バリアと低抵抗率とを実現している。なお、非特許文献１ではＣｕＭｎ合金を用いているが、他のＣｕ合金を用いた場合でもＣｕ合金／コンタクト層界面にＣｕ合金の添加元素を酸化物として析出できるならば同様の効果が期待できる。
【０００７】
上述の非特許文献１では、銅合金の下地が酸素を含有し、銅合金中の添加元素と下地中の酸素とが反応してその界面に添加元素の酸化物層を形成し、その酸化物層が密着層や銅のバリア層として機能する。但し、Ｃｕ合金はＣｕよりも抵抗率が高い。そこで、ソース・ドレイン電極の膜構造としてＣｕ／ＣｕＭｎ合金のような積層構造を採用することにより、抵抗を低減するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１６３９０１号公報
【特許文献２】特開２００７−２７２５９号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「大画面液晶配線を全て低抵抗Cu合金に残されたソース・ドレイン課題を解決」、東北大学工学研究科プレスリリース、２００８年９月１０日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、半導体層を水素終端処理する際に、Ｃｕが用いられたドレイン電極とソース電極が基板上に露出していると、ドレイン電極およびソース電極が下地から剥離する場合がある。
【００１１】
例えば、発明者らがＣｕ／Ｃｕ合金の膜構造を採用して薄膜トランジスタ基板を作成しようとしたところ、ドレイン電極とソース電極とコンタクト層とを加工して薄膜トランジスタのチャネルを形成した後、チャネルである前記半導体層の表面を水素プラズマを用いて水素終端処理する工程において、Ｃｕ／Ｃｕ合金がコンタクト層やゲート絶縁膜から剥離してしまうという現象が生じた。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みて、半導体層の水素終端処理をする際に、Ｃｕが用いられたドレイン電極及びソース電極が基板上に露出する場合であっても、ドレイン電極及びソース電極の剥離が生じにくくなる表示装置の製造方法、および、表示装置を提供することを目的とする。上記した課題以外の課題は、本明細書において明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明にかかる表示装置の製造方法は、上記課題に鑑みて、複数の薄膜トランジスタが配列された基板を有する表示装置の製造方法において、前記薄膜トランジスタの半導体層上の一部に、単層もしくは複数の導電層を含むソース電極及びドレイン電極を形成する電極形成工程と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極が前記基板上に露出している状態で、前記半導体層に水素終端処理をする水素終端工程と、を含み、前記電極形成工程は、ネオンを含む不活性ガスを導入することにより前記基板上に銅を付着させる工程を含む、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる表示装置の製造方法の一態様では、前記電極形成工程は、前記基板上に銅合金を蒸着する第１蒸着工程と、前記第１蒸着工程の後に、前記基板上に銅を蒸着する第２蒸着工程と、を含み、前記第１蒸着工程と前記第２蒸着工程の少なくとも一方では、ネオンを含む不活性ガスが導入される、ことを特徴としてよい。
【００１５】
また、本発明にかかる表示装置の製造方法の一態様では、前記第１蒸着工程におけるスパッタリングターゲットは、銅を主成分として少なくとも１種類の添加元素を含有する銅合金とし、前記第２蒸着工程におけるスパッタリングターゲットは、前記銅合金よりも高純度となる銅とする、ことを特徴としてよい。
【００１６】
また、本発明にかかる表示装置の製造方法の一態様では、前記第１蒸着工程におけるスパッタリングターゲットは、銅を主成分として、０．５原子％以上２０原子％以下となる少なくとも１種類の添加元素を含有する銅合金であって、前記第２蒸着工程におけるスパッタリングターゲットは、９９．５原子％以上の純度を有する銅である、ことを特徴としてよい。
【００１７】
また、本発明にかかる表示装置は、上記課題に鑑みて、複数の薄膜トランジスタが配列された基板を有する表示装置であって、前記薄膜トランジスタは、半導体層と、当該半導体層上の一部に複数層もしくは単層の導電層が積層されて構成されるソース電極及びドレイン電極を有し、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、銅とネオンとを含有する少なくとも一層の導電層を有する、ことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかる表示装置の一態様では、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、銅を主成分として少なくとも１種類の添加元素を有する銅合金を含有する第１の導電層と、前記第１の導電層の上側に、前記銅合金よりも高純度となる銅を含有する第２の導電層と、を有し、前記第１の導電層および前記第２の導電層の少なくとも一方は、ネオンを含有する、ことを特徴としてよい。
【００１９】
また、本発明にかかる表示装置の一態様では、前記第２の導電層は、９９原子％以上の銅と、０．０１原子％以上１原子％以下のネオンを含有する、ことを特徴としてよい。
【００２０】
また、本発明にかかる表示装置の一態様では、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、少なくとも１種類の添加元素を含む銅合金をスパッタリングターゲットとして、ネオンもしくはアルゴンを含む不活性ガスが導入されることにより蒸着される第１の導電層と、前記銅合金よりも高純度となる銅をスパッタリングターゲットとして、ネオンを含む不活性ガスが導入されることにより蒸着される第２の導電層と、を有する、ことを特徴としてよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、半導体層の水素終端処理をする際に、Ｃｕが用いられたソース電極およびドレイン電極が基板上に露出している場合であっても、剥離が生じにくい表示装置の製造方法および表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１にかかるインプレインスイッチング型液晶表示装置を概略的に示す図である。
【図２】実施形態１における液晶パネルが有するＴＦＴ基板の概略図である。
【図３】実施形態１における液晶パネルの概略断面図である。
【図４Ａ】実施形態１における第１フォトリソグラフィ工程のＴＦＴ基板の様子を示す図である。
【図４Ｂ】実施形態１における第１フォトリソグラフィ工程のフロー図である。
【図５Ａ】実施形態１における第２フォトリソグラフィ工程のＴＦＴ基板の様子を示す図である。
【図５Ｂ】実施形態１における第２フォトリソグラフィ工程のフロー図である。
【図６Ａ】実施形態１における第３フォトリソグラフィ工程のＴＦＴ基板の様子を示す図である。
【図６Ｂ】実施形態１における第３フォトリソグラフィ工程のフロー図である。
【図７Ａ】実施形態１における第４フォトリソグラフィ工程のＴＦＴ基板の様子を示す図である。
【図７Ｂ】実施形態１における第４フォトリソグラフィ工程のフロー図である。
【図８Ａ】実施形態１における第５フォトリソグラフィ工程のＴＦＴ基板の様子を示す図である。
【図８Ｂ】実施形態１における第５フォトリソグラフィ工程のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。本発明は、下記で説明する実施形態における技術的思想を逸脱しない範囲内において適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【００２４】
［実施形態１］
図１は、本実施形態にかかるインプレインスイッチング型液晶表示装置７００を概略的に示す図である。液晶表示装置７００では、同図で示すように、上フレーム７１０及び下フレーム７２０に挟まれるように、液晶パネル８００が保持されている。液晶パネル８００の下側には、不図示のバックライトが配置される。液晶パネル８００は、複数の薄膜トランジスタが配列されたＴＦＴ基板と、対向基板を有している。図２は、本実施形態における液晶パネル８００が有するＴＦＴ基板８００ａの概略図である。同図で示すように、ＴＦＴ基板８００ａには、複数の走査信号線８０２と、複数の映像信号線８０９が升目状に敷設される。走査信号線８０２及び映像信号線８０９は、駆動回路８３０，８４０から信号が供給される。また、これらの信号線による区画に対応して、液晶表示装置７００の一画素として機能する画素領域８１０が形成される。
【００２５】
図３は、本実施形態にかかるインプレインスイッチング型液晶パネル８００の概略断面図である。同図で示すように、液晶パネル８００は、ＴＦＴ基板８００ａと、対向基板８００ｂとを有しており、これらの間には液晶１６が封止される。本実施形態における薄膜トランジスタは、半導体層が、第１半導体層６及び第２半導体層７によって構成され、ゲート電極２が、透明導電膜２ａと配線層２ｂによって構成され、ドレイン電極９及びソース電極１０が、第１の導電層９ａ，１０ａと、第２の導電層９ｂ，１０ｂと、酸化物層９ｃ，１０ｃとによって構成される。また、本実施形態では、ドレイン電極９が映像信号線８０９に接続されて、ゲート電極２は走査信号線８０２に接続される。ドレイン電極９と映像信号線８０９、及び、ゲート電極２と走査信号線８０２は、それぞれ同一の工程で形成されて同一の積層構造を有している。
【００２６】
ＴＦＴ基板８００ａの製造方法については、図４から図８までを用いて説明する。図４から図８までの各図において、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａは、各工程におけるＴＦＴ基板８００ａの概要図を示し、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂは各工程のフローを示す。
【００２７】
図４から図８までは、各フォトリソグラフィ工程に対応して区分けしたもので、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａともフォトレジストを除去した段階を示している。以下の説明で、レジストパタン形成とは、フォトレジストの塗布からマスクを使用した選択露光を経てそれを現像しベークするまでの一連の工程を示すものとし、繰返しの説明は避ける。以下区分けした工程に従って説明する。
【００２８】
図４Ａは、第１フォトリソグラフィ工程におけるＴＦＴ基板８００ａの様子を示す図であり、図４Ｂは第１フォトリソグラフィ工程のフロー図である。図４Ａで示すように、透明導電膜２ａと配線層２ｂとによってゲート電極２が形成されるとともに、透明導電膜３ａによって共通電極が形成され、配線層３ｂによって共通信号線が形成される。
【００２９】
図４Ｂのフロー図では、まず、Ｓ１０１において、無アルカリガラスからなるガラス基板１上にインジウム錫酸化物からなる透明導電膜をスパッタリングにより成膜するとともに、配線層をスパッタリングにより成膜する。ここで、透明導電膜は、インジウム亜鉛酸化物、インジウム錫亜鉛酸化物であってもよい。膜厚は１０ｎｍ〜１５０ｎｍの程度であり、約２０ｎｍ〜５０ｎｍが好適である。配線層については、アルミニウムを用いて成膜してもよいし、銅を用いて成膜してもよい。
【００３０】
次に、ハーフ露光マスクを用いてレジストパタンを形成する（Ｓ１０２）。ここで、配線層２ｂ（走査信号線８０２を含む）、配線層３ｂ（共通信号線）を構成する部分には露光をせずレジストを厚く形成し、透明導電膜３ａ（共通電極）を形成する部分はハーフ露光としてレジストを薄く形成する。その後、レジストが形成されなかった部分（バイナリ露光部）の配線層を選択的にエッチング除去し（Ｓ１０３）、続いて透明導電膜を選択的にエッチング除去する（Ｓ１０４）。
【００３１】
次に、ハーフ露光部のレジストをアッシングにより除去する（Ｓ１０５）。アッシングの後、ハーフ露光部の配線層を選択的にエッチング除去し（Ｓ１０６）、レジストを剥離する（Ｓ１０７）。
【００３２】
以上の第１フォトリソグラフィ工程により、走査信号線８０２（ゲート電極２、走査信号線端子を含む）、共通信号線（共通信号線端子を含む）、共通（透明）電極が形成される。
【００３３】
図５Ａは、第２フォトリソグラフィ工程におけるＴＦＴ基板８００ａの様子を示す図であり、図５Ｂは第２フォトリソグラフィ工程のフロー図である。図５Ａで示すように、第２リソグラフィ工程では、ゲート絶縁膜５と、第１半導体層６と、第２半導体層７とが形成される。
【００３４】
図５Ｂのフロー図について説明をする。同図で示すように、まず、Ｓ２０１において、窒化ケイ素からなるゲート絶縁膜５と、非晶質ケイ素からなる第１半導体層６と、ｎ＋型非晶質ケイ素からなる第２半導体層７をプラズマ化学蒸着法で連続的に成膜する。第１半導体層６は、配線層２ｂから電界が印加されることにより、ソース電極１０およびドレイン電極９間の電流を制御する半導体層であり、第２半導体層７は、ソース電極１０およびドレイン電極９とそれぞれコンタクトする半導体層である。
【００３５】
次に、バイナリ露光マスクによってレジストパタンを形成する（Ｓ２０２）。その後、第２半導体層７、第１半導体層６を選択的にエッチング除去する（Ｓ２０３）。そして、レジストを剥離すると、いわゆる島状パタンが形成される（Ｓ２０４）。ここで、第２半導体層７の表面を酸化処理する（Ｓ２０５）。酸化処理方法は、酸素プラズマ処理、オゾン水処理、過酸化水素水処理、温水処理、大気酸化処理のいずれか、またはその他の方法によってもよい。
【００３６】
特に、図６Ａは第３フォトリソグラフィ工程におけるＴＦＴ基板８００ａの様子を示す図であり、図６Ｂは、第３フォトリソグラフィ工程のフロー図である。第３リソグラフィ工程は、第２半導体層７上の一部に、ソース電極１０及びドレイン電極９を形成する工程（電極形成工程）である。図６Ａで示すように、本実施形態では、第１の導電層９ａと第２の導電層９ｂとの２層を含んでドレイン電極９が形成され、第１の導電層１０ａと第２の導電層１０ｂの２層を含んでソース電極１０が形成される。また、第１の導電層９ａ，１０ａは、少なくとも１種類の添加元素を有して銅を主成分とする銅合金が含有されるように形成され、第２の導電層９ｂ，１０ｂには、当該銅合金よりも高純度となる銅が含有されるように形成される。
【００３７】
図６Ｂに示される第３フォトリソグラフィ工程のＳ３０１では、まず、第１蒸着工程によって第１の導電層が成膜され、次に、第２蒸着工程によって、第２の導電層が成膜される。
【００３８】
第１蒸着工程におけるスパッタリングターゲットは、銅を主成分として、０．５原子％以上２０原子％以下となる少なくとも１種類の添加元素を含有する銅合金である。また、第２蒸着工程におけるスパッタリングターゲットは、９９．５原子％以上の純度を有する銅である。この第１蒸着工程および第２蒸着工程によって、ＴＦＴ基板８００ａ上に銅が付着されることとなる。本実施形態では、具体的には、第１蒸着工程では、マンガンを４原子％含有し銅を主成分とする合金からなるスパッタリングターゲットを原料として、第１の導電層がＴＦＴ基板８００ａ上に蒸着される。また、第２蒸着工程では、９９．９９％純度の銅からなるスパッタリングターゲットを原料として、第２の導電層がＴＦＴ基板８００ａ上に蒸着される。そして特に、第１蒸着工程および第２蒸着工程は、同一のスパッタリング装置内において、ネオンガスをスパッタガスとして導入し、マグネトロンスパッタリングにより連続的になされる。以上のようにして、第１の導電層および第２の導電層によるＣｕ／Ｃｕ合金膜がＴＦＴ基板８００ａ上に形成される。また、ネオンガス圧を０．１Ｐａから５Ｐａとすることで、第２の導電層９ｂ，１０ｂは、９９原子％以上の銅と０．０１原子％から１原子％程度のネオンとを含有することとなる。スパッタガスにネオンガスを用いる場合には、後述する原理により、アルゴンガスを用いる場合よりも蒸着膜の引張応力を軽減でき、水素プラズマ処理での剥離が生じにくくなる。
【００３９】
図７Ｂにて後述する水素プラズマ処理時におけるドレイン電極９、映像信号線８０９（映像信号線端子を含む）、及びソース電極１０の剥離を防止するためには、第２の導電層９ｂのネオン含有量を増やした方がよいが、第２の導電層９ｂの抵抗率の上昇やスパッタ放電の安定性を考慮すると、ネオンガス圧を０．１２Ｐａから０．２Ｐａ程度としネオン含有量を０．５から１原子％程度とするのが望ましい。
【００４０】
また、本実施形態では、第１蒸着工程および第２蒸着工程の双方のスパッタガスにネオンガスを用いているが、第１蒸着工程および第２蒸着工程の少なくとも一方のスパッタガスにネオンを用いればよい。これにより、ソース電極１０及びドレイン電極９に生じる引張応力が軽減され、水素プラズマ処理時における剥離が抑えられる。また、第１蒸着工程および第２蒸着工程の少なくとも一方において導入されるスパッタガスが、ネオンを含む不活性ガスであればよく、アルゴンとネオンとが混合された不活性ガスであってもよい。アルゴンとネオンとが混合された不活性ガスの場合にも、その混合の割合に応じて、水素プラズマ処理時における剥離が抑えられることとなる。また、第１の導電層９ａ，１０ａの膜厚は１０ｎｍ〜１００ｎｍの程度であり、約２０ｎｍ〜５０ｎｍが好適である。第２の導電層９ｂ，１０ｂの膜厚は１００ｎｍ〜１０００ｎｍの程度であり、約２００ｎｍ〜５００ｎｍが好適である。
【００４１】
なお、第１の導電層９ａ，１０ａにおける銅合金の添加元素としては、本実施形態のマンガンのほか、アルミニウム、ベリリウム、カルシウム、ガリウム、マグネシウム、チタン、バナジウム、亜鉛から選ぶことが可能である。これらのうち、チャネル部１２にエッチング残渣を残す心配が少ないという点ではマンガンとマグネシウムとが好適であり、図７Ｂにて後述する水素プラズマ処理時におけるドレイン電極９、映像信号線８０９（映像信号線端子を含む）、及びソース電極１０の剥離をより確実に防止するためには、マンガンが最適である。添加元素は、一種類、または二種類以上であってもよい。
【００４２】
図６Ｂに示される第３フォトリソグラフィ工程では、Ｓ３０２において、バイナリ露光マスクによるレジストパタンが形成される。その後、Ｓ３０３において、第２の導電層と第１の導電層とが選択的にエッチング除去される。そしてさらに、第２半導体層７が選択的にエッチング除去されて（Ｓ３０４）、レジストが剥離される（Ｓ３０５）。Ｓ３０１〜Ｓ３０５により、ドレイン電極９、映像信号線８０９（映像信号線端子を含む）、及びソース電極１０が形成され、薄膜トランジスタのチャネル部１２がＴＦＴ基板８００ａ上に露出した状態となる。
【００４３】
図７Ａは、第４フォトリソグラフィ工程におけるＴＦＴ基板８００ａの様子を示す図であり、図７Ｂは第４フォトリソグラフィ工程のフロー図である。図７Ａで示すように、第４リソグラフィ工程では、第１半導体層６のチャネル部１２と、ドレイン電極９と、ソース電極１０とを覆うように保護絶縁膜１１が形成されて、さらに、スルーホール１４が開口される。また、第２半導体層７と第１の導電層９ａ，１０ａの界面で、酸化物層９ｃ，１０ｃが形成される。
【００４４】
図７Ｂに示される第４フォトリソグラフィ工程では、特にＳ４０１において、チャネル部１２の第１半導体層６の表面の水素終端処理として、水素プラズマ処理が施される（水素終端工程）。本実施形態における水素プラズマ処理は、ＴＦＴ基板８００ａ上にソース電極１０及びドレイン電極９が露出している状態でなされる。図６Ｂで前述したように、第３フォトリソグラフィ工程で、ネオンを含むスパッタガスを用いて、ドレイン電極９、映像信号線８０９（映像信号線端子を含む）、及びソース電極１０を形成することにより、水素プラズマ処理によるこれらの剥離を抑えることができる。続いてＳ４０２において、窒化シリコンからなる保護絶縁膜１１をプラズマ化学蒸着法で成膜する。また、Ｓ４０１における水素プラズマ処理や、Ｓ４０２における保護絶縁膜１１成膜の温度は約２３０℃であり、この時、第２フォトリソグラフィ工程において予備酸化した第２半導体層７（Ｓ２０５）と、第１の導電層９ａとの界面で、第１の導電層９ａの添加元素の酸化反応が起こり、薄い酸化物が生成する。この酸化物層９ｃ，１０ｃは、第１の導電層９ａと第２の導電層９ｂに含有される銅が、第２半導体層７と第１半導体層６に拡散するのを遮断するバリア層として、または、密着層として機能する。その後、バイナリ露光マスクによるレジストパタンを形成し（Ｓ４０３）、ソース電極１０上の保護絶縁膜１１にスルーホール１４を開口する。また、同時に、映像信号線端子上の保護絶縁膜１１にスルーホール（図示せず）を開口し、走査信号線端子上上の保護絶縁膜１１とゲート絶縁膜５にスルーホール（図示せず）を開口する（Ｓ４０４）。そしてＳ４０５では、レジストを剥離する。
【００４５】
図８Ａは、第５フォトリソグラフィ工程におけるＴＦＴ基板８００ａの様子を示す図であり、図８Ｂは第５フォトリソグラフィ工程のフロー図である。図８Ａで示すように、第５リソグラフィ工程では、スルーホール１４を介してソース電極１０と接続する画素電極１５が形成される。
【００４６】
図８Ｂの第５フォトリソグラフィ工程で示すように、まず、Ｓ５０１では、インジウム錫酸化物からなる透明導電膜がスパッタリングにより成膜される。次に、バイナリ露光マスクによるレジストパタンが形成される（Ｓ５０２）。その後、画素電極１５、走査信号線端子（図示せず）、共通信号線端子（図示せず）、映像信号線端子（図示せず）のパタン部を除き透明導電膜が選択的にエッチング除去される（Ｓ５０３）。そして、レジストが剥離される（Ｓ５０４）。以上のような工程を含んで、ＴＦＴ基板８００ａが形成される。
【００４７】
なお、本実施形態では、ドレイン電極９及びソース電極１０を、上述のような第１の導電層と第２の導電層との２層構造としているが、例えば、銅とモリブデンの２層構造（Ｃｕ／Ｍｏ）としてもよいし、銅の単層構造としてもよい。また、２層構造とする場合には、同一チャンバー内で連続成膜しても良いし、異なるスパッタリング装置を用いて別々に成膜して良い。また、ドレイン電極９及びソース電極１０を３層以上の導電層で構成してもよい。なお、高純度となる銅による単層構造となる場合は、本実施形態の場合と比べて、下地との付着力が弱くなり、第２半導体層７に銅が拡散してトランジスタ特性が悪化しやすくなる。
【００４８】
なお、ドレイン電極９及びソース電極１０を銅とモリブデンの２層構造（Ｃｕ／Ｍｏ）とする場合には、下層のモリブデンは、下地との付着力確保を担い、第２半導体層７に銅が拡散するのを防ぐ拡散バリアも兼ねている。しかし、このＣｕ／Ｍｏを加工するためには不安定な過酸化水素を酸化剤とするウェットエッチング液を使用しなければならない。そのパフォーマンスを維持するためには液組成をほぼ一定に保つ必要があり、そのためにはエッチング液の更新頻度を高める必要がある。これは、液の使用量増大に繋がり、延いては高コスト要因となってしまう。また、バリア膜に高価なモリブデンを使用する点も高コストの要因である。したがって、ドレイン電極９およびソース電極１０を銅とモリブデンの２層構造とするよりも、本実施形態のような第１の導電層９ａ，１０ａと第２の導電層９ｂ，１０ｂの２層構造とするのが望ましい。これにより、高コストなモリブデンンを使用せずに、ウェットエッチング液の問題も回避することができるためである。
【００４９】
なお、アルゴンガスをスパッタガスとして用いてスパッタしたＣｕ／Ｍｏ膜の膜応力と、ネオンをスパッタガスとして用いてスパッタしたＣｕ／Ｍｏ膜の膜応力とを比較した。それぞれのＣｕ／Ｍｏ膜は、３００ｎｍ／２０ｎｍの膜厚で作成した。ここで下層としてＭｏ膜を採用すると、Ｍｏ膜が密着層として機能することにより、Ｃｕ層が高い応力となっても膜が剥離しにくく膜応力の測定をしやすいためである。その結果、アルゴンガスをスパッタガスとした場合は約１５０ＭＰａの引張応力であるのに対し、ネオンガスの場合は約１５０ＭＰａの圧縮応力（即ち、約−１５０ＭＰａの引張応力）となった。さらに、これらのＣｕ／Ｍｏ膜を水素プラズマ処理したところ、アルゴンガスをスパッタガスとした膜の応力は約７００ＭＰａの引張応力であるのに対し、ネオンガスの場合は約４００ＭＰａの引張応力であった。
【００５０】
なお、アルゴンガスをスパッタガスとして用いてスパッタしたＣｕ／Ｃｕ合金膜と、ネオンをスパッタガスとして用いてスパッタしたＣｕ／Ｃｕ合金膜とを作成し、水素プラズマ処理による剥離の有無を調べた。それぞれのＣｕ／Ｃｕ合金膜は３００ｎｍ／２０ｎｍの膜厚で作成した。その結果、アルゴンガスをスパッタガスとした膜では剥離を生じたが、ネオンガスの場合には剥離を生じなかった。また、このネオンガスをスパッタガスとしたＣｕ膜中のネオン元素を定量分析したところ、スパッタガス圧が０．１２Ｐａのときには約１原子％、５Ｐａのときには約０．０１原子％のネオンがＣｕ膜中に取り込まれた。従って、スパッタガスをネオンとすることによりＣｕ膜中にネオンが必然的に取り込まれる。そして、ネオンを含むＣｕ膜が低引張応力の性質を示し、延いては水素プラズマ処理に対する剥離耐性が付与されたものと考えられる。このような効果は、スパッタガスをアルゴンとネオンとの混合ガスとした場合にも、その混合割合に応じて発現する。
【００５１】
なお、アルゴンガスよりも分子量の低いネオンガスをスパッタガスとすることで、スパッタリングターゲットの表面から銅が弾き出される効率は落ちる。しかし、ネオンの原子量がアルゴンの原子量よりも低いことから、ターゲットの表面から弾き出された銅がＴＦＴ基板８００ａ上に蒸着される間に散乱されにくくなり、高い運動量を有した状態で基板に付着させられると考えられる。そしてこのような原理により、スパッタガスにネオンガスを用いる場合のほうが、アルゴンガスを用いる場合よりも、成膜されたＣｕ膜の低引張応力を示すようになるものと考えられる。また、仮に、上記の原理とは異なる原理によってネオンガスを導入して成膜したＣｕ膜やＣｕ合金膜が低引張応力を示すのであっても、本発明の範囲内となるものとする。
【００５２】
なお、本実施形態では、第１リソグラフィ工程における配線層２ｂ，３ｂに
は、アルミニウムを用いてもよいし、銅を用いてもよいとしている。この配線層２ｂ，３ｂは、第３リソグラフィ工程におけるドレイン電極９とソース電極１０と同様に、銅を主成分とする銅合金を含有する第１の導電層と、当該銅合金よりも高純度となる銅を含有する第２の導電層を含んで形成されるのがさらに好適である。具体的には、配線層２ｂ，３ｂは、マンガンを４原子％含有し銅を主成分とする合金からなるスパッタリングターゲットを原料として第１の導電層を、９９．９９％純度の銅からなるスパッタリングターゲットを原料として第２の導電層を、マグネトロンスパッタリングにより連続成膜する。スパッタガスは、ネオンガスであってもよいし、アルゴンガスであってもよいし、アルゴンとネオンの混合ガスであってもよい。この第１の導電層の膜厚は１０ｎｍ〜１００ｎｍの程度であり、約２０ｎｍ〜５０ｎｍが好適である。第２の導電層の膜厚は１００ｎｍ〜１０００ｎｍの程度であり、約２００ｎｍ〜５００ｎｍが好適である。なお、第１の導電層を成膜するためのスパッタリングターゲットである銅合金の添加元素としては、マンガンのほか、アルミニウム、ベリリウム、カルシウム、ガリウム、マグネシウム、チタン、バナジウム、亜鉛から選ぶことが可能であるが、第３フォトリソグラフィ工程で形成する映像信号線、ソース電極、ドレイン電極の第１の導電層の材料と共通化することで材料調達が効率的になり好適である。そしてさらに、第２リソグラフィ工程のＳ２０１におけるゲート絶縁膜５の成膜温度は約３００℃であり、この時、第１フォトリソグラフィ工程で形成した透明導電膜と第１の導電層との界面に金属酸化物層（この場合はマンガン酸化物層）が形成され、これが密着層として機能する。
【００５３】
なお、本実施形態にかかる表示装置は、上述したようにインプレインスイッチング（In
Plane Switching）方式の液晶表示装置であるが、ＴＮ（Twisted Nematic）方式やＶＡ（Vertical Alignment）方式などの他の方式の液晶表示装置であってもよい。また、本実施形態にかかる表示装置は、液晶表示装置であるが、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）表示装置などの他の表示装置であってもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  ガラス基板、２  ゲート電極、２ａ，３ａ  透明導電膜、２ｂ，３ｂ  配線層、５  ゲート絶縁膜、６  第１半導体層、７  第２半導体層、９  ドレイン電極、１０  ソース電極、９ａ，１０ａ  第１の導電層、９ｂ，１０ｂ  第２の導電層、９ｃ，１０ｃ  酸化物層、１１  保護絶縁膜、１２  チャネル部、１４  スルーホール、１５  画素電極、１６  液晶、１７  ガラス基板、１８  配向膜、１９  ブラックマトリクス、２１  平坦化膜、２２  偏光板、２３  カラーフィルタ、７００  液晶表示装置、７１０  上フレーム、７２０  下フレーム、８００  液晶パネル、８００ａ  ＴＦＴ基板、８００ｂ  対向基板、８０２  走査信号線、８０９  映像信号線、８１０  画素領域、８３０，８４０  駆動回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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