(57)【要約】【課題】表示画像の高精細化に対応可能なアレイ基板を簡素な工程により製造可能とする。【解決手段】アレイ基板１を、ＳＯＧ材料からなるＳＯＧ層１２と、ＳＯＧ層１２の下側（液晶層とは反対側）に配設される第１ゲート配線（第１配線）１１と、ＳＯＧ層１２の上側（液晶層側）に、アレイ基板１を平面に視て第１ゲートと重畳されるように配設される第２ゲート配線（第２配線）と、を含む積層構造を備えるものとする。アレイ基板１において、第１ゲート配線１１は、銅からなる銅含有層Ｍ１２と、チタンからなる金属上層Ｍ１３と、を有し、金属上層Ｍ１３は、銅含有層Ｍ１２の上側に積層されて、銅含有層Ｍ１２とＳＯＧ層１２との間に配される。【選択図】図１
2019070768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＯＧ（スピン・オン・ガラス）材料からなるＳＯＧ層と、
前記ＳＯＧ層の下側に配設される第１配線と、
前記ＳＯＧ層の上側に、平面に視て前記第１配線と重畳されるように配設される第２配線と、を含む積層構造を備え、
前記第１配線は、
銅もしくは銅合金からなる銅含有層と、
チタン、アルミニウム合金、銅合金、タングステン合金、およびタンタル合金からなる群から選択される金属からなる金属上層と、を有し、
前記金属上層は、前記銅含有層の上側に積層されて前記銅含有層と前記ＳＯＧ層との間に配されているアレイ基板。
【請求項２】
前記ＳＯＧ層の上側に積層されて前記ＳＯＧ層と前記第２配線との間に配されるキャップ層をさらに備える請求項１に記載のアレイ基板。
【請求項３】
銅もしくは銅合金からなる銅含有層と、チタン、アルミニウム合金、銅合金、タングステン合金、およびタンタル合金からなる群から選択される金属からなり前記銅含有層上に積層された金属上層と、を含む金属積層膜を成膜する金属積層膜成膜工程と、
前記金属積層膜をエッチング処理して第１配線パターンを形成する第１配線パターン形成工程と、
前記第１配線パターン上に、ＳＯＧ材料からなるＳＯＧ層を形成するＳＯＧ層形成工程と、
前記ＳＯＧ層の上側において平面に視て前記第１配線パターンと重畳する位置に、第２配線パターンを形成する第２配線パターン形成工程と、を含むアレイ基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のアレイ基板を備える表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、アレイ基板およびその製造方法、並びに表示パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像等を表示させる表示パネルとして、アレイ基板を備えたものが知られている。アレイ基板には、複数のゲート配線（走査配線）と複数のソース配線（信号配線、データ配線）が互いに交差するようにアレイ状（配列状）に作り込まれ、ゲート配線とソース配線で区画される各画素領域には画素電極が配置される。画素電極は、スイッチング素子として用いられるＴＦＴ（薄膜トランジスタ：Thin Film Transistor)を介してソース配線と接続されており、ゲート配線及びソース配線にそれぞれ供給される各種信号に基づいてＴＦＴが駆動され、その駆動に伴って画素電極への電位の供給が制御されるようになっている。
ゲート配線やソース配線等の配線を構成する金属膜材料としては、電気抵抗率の小さい銅の使用が好ましい。例えば下記特許文献１には、ゲート絶縁膜等との密着性に優れたチタン等の異種金属を含む第一層の上に、主として銅からなる第二層を積層した表示装置用の銅合金膜が提案されている（下記特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２７１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
表示パネルの高精細化が進む中、画素の開口率を上げるためにアレイ基板における配線パターンを細くすることが求められている。しかし、配線幅を単純に小さくすると、電気抵抗が増大して、信号遅延を招くなどの問題が生じる。例えば、配線幅を小さくする一方で配線膜厚を大きくすれば、電気抵抗の増大を抑えることができるが、配線による段差が大きくなってパターン切れ発生のリスクが高くなる虞がある。
【０００５】
本技術は上記事情に基づいて完成されたものであって、高精細化に対応可能なアレイ基板を簡素な工程で製造可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術のアレイ基板は、ＳＯＧ（スピン・オン・ガラス：Spin on Glass）材料からなるＳＯＧ層と、前記ＳＯＧ層の下側に配設される第１配線と、前記ＳＯＧ層の上側に、平面に視て前記第１配線と重畳されるように配設される第２配線と、を含む積層構造を備え、前記第１配線は、銅もしくは銅合金からなる銅含有層と、チタン、アルミニウム合金、銅合金、タングステン合金、およびタンタル合金からなる群から選択される金属からなる金属上層と、を有し、前記金属上層は、前記銅含有層の上側に積層されて前記銅含有層と前記ＳＯＧ層との間に配されている。
【０００７】
上記構成のように配線を二層化すれば、適度な配線膜厚を維持しながら、電気抵抗を増大させることなく配線幅を小さくすることができる。これにより、画素の開口率を高め、表示画像の高精細化を図ることが可能となる。また、ゲートドライバ回路を額縁領域に形成した、いわゆるＧＤＭ（ゲート・ドライバ・モノリシック回路：Gate Driver Monolithic Circuit）の構成の表示パネルでは、ゲート配線を二層化することによってクロス容量を低減させる効果も得られる。
【０００８】
上記構成によれば、二層化した配線の間には、絶縁層として、ＳＯＧ材料からなるＳＯＧ層が配設される。当該層を形成後、表示パネルの製造工程において高温（例えば３５０℃以上）でのアニール処理が実施されることがある。ＳＯＧ層は耐熱性に優れているため、高温アニール処理による高温に曝された場合であっても、当該処理による絶縁層の劣化や変性が抑制される。これにより、当該アレイ基板を用いて信頼性の高い表示パネルを得ることができる。ＳＯＧ材料としては、耐熱性の観点から、最終的に熱硬化されるものが好ましい。また、感光性のＳＯＧ材料を用いれば、フォトリソグラフィによって成膜及びパターン形成を行うことが可能となるため、アレイ基板製造時の工程数の増加も抑制される。
【０００９】
配線が二層化された構成のアレイ基板において、ＳＯＧ層の下側に配される第１配線を、特許文献１に記載の二層構造の金属積層膜で形成すると、露出した上層の銅がＳＯＧ層に接することとなる。このような構成のアレイ基板では、ＳＯＧ層を硬化させるために行われる熱処理により、銅が酸化されてしまう。よって、第１配線を形成後、Ｓｉ窒化膜等からなるメタルキャップ層を形成して第１配線を被覆する必要が生じ、アレイ基板製造時の工程数の増加が避けられない。
上記構成によれば、第１配線の銅含有層と、同層に含まれる銅の酸化を招くＳＯＧ層との間に、金属上層が配設される。これにより、メタルキャップ層を形成しなくとも、銅含有層に含まれる銅の酸化が抑制されて電気抵抗率を小さく維持することができる。
【００１０】
上記構成によれば、金属上層は、チタン、アルミニウム合金、銅合金、タングステン合金、又はタンタル合金からなるものとされる。このような金属を用いることで、銅含有層の上面に緻密な層を形成させることができる。また、これらの金属を用いれば、銅を含む金属と、金属上層を形成する金属と、を順次スパッタリングするという簡易な工程により、銅含有層及び金属上層を形成できる。
以上の結果、高精細化に対応可能であって、信号遅延が抑制され信頼性の高いアレイ基板を、簡素な工程で製造可能となる。
【００１１】
本技術のアレイ基板は、銅もしくは銅合金からなる銅含有層と、チタン、アルミニウム合金、銅合金、タングステン合金、およびタンタル合金からなる群から選択される金属からなり前記銅含有層上に積層された金属上層と、を含む金属積層膜を成膜する金属積層膜成膜工程と、前記金属積層膜をエッチング処理して第１配線パターンを形成する第１配線パターン形成工程と、前記第１配線パターン上に、ＳＯＧ材料からなるＳＯＧ層を形成するＳＯＧ層形成工程と、前記ＳＯＧ層の上側において平面に視て前記第１配線パターンと重畳する位置に、第２配線パターンを形成する第２配線パターン形成工程と、を含むアレイ基板の製造方法によって製造することができる。
【００１２】
上記構成によれば、配線が二層化され、適度な配線膜厚を維持しながら、電気抵抗を増大させることなく配線幅を小さくしたアレイ基板を得ることができる。また、二層化した配線の間には、絶縁層として、耐熱性の高いＳＯＧ層が配設され、表示パネルの製造工程において行われる高温処理による劣化や変性が抑制される。さらに、第１配線の銅含有層と、同層に含まれる銅の酸化を招くＳＯＧ層との間に、金属上層が配設される。ここで、第１配線を構成する金属積層膜は、例えば銅もしくは銅合金と、金属上層形成金属と、を順次スパッタリングすることで成膜できる。上記構成によれば、最上層に金属上層を有する金属積層膜を成膜した後、エッチングによる第１配線パターン形成を行うことで、銅含有層と、この上に積層形成されるＳＯＧ層とが直接接触する面積を減少させて、ＳＯＧ層熱硬化時の銅の酸化を抑制し、メタルキャップ層の形成を不要とすることができる。なお、ＳＯＧ層を感光性ＳＯＧ材料によって形成すれば、ＳＯＧ膜のパターン形成をフォトリソグラフィによって行うことができ、アレイ基板製造時の工程数の増加が抑制される。これらの結果、簡素な工程で、第１配線に含まれる銅含有層の酸化が抑制され、信頼性の高いアレイ基板を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本技術によれば、簡易な製造工程により、高精細化に対応可能で信頼性の高いアレイ基板を得ることができる。また、アレイ基板を備えた液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬパネル等に本技術を適用することにより、高精細で画像を表示可能な信頼性の高い表示パネルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係るアレイ基板の断面構成を表す模式図
【図２】金属積層膜成膜工程後の断面構成を表す模式図
【図３】第１配線パターン形成工程後の断面構成を表す模式図
【図４】ＳＯＧ層形成工程後の断面構成を表す模式図
【図５】キャップ層を形成後に行われる、第２配線パターン形成工程の様子を表す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
一実施形態を、図１から図５によって説明する。
本実施形態では、アレイ基板１について例示する。なお、以下の説明では、図１における上側を上（下側を下）とし、複数の同一部材については、一の部材に符号を付し、他の部材については符号を省略することがある。
【００１６】
本実施形態に係るアレイ基板１は、例えば携帯電話端末（スマートフォン等を含む）、ノートパソコン（タブレット型ノートパソコン等を含む）、ウェアラブル端末（スマートウォッチ等を含む）、携帯型情報端末（電子ブックやＰＤＡ等を含む）、携帯型ゲーム機、デジタルフォトフレーム等の各種電子機器（図示せず）を構成し、画面サイズが、例えば数インチ〜十数インチ程度の表示パネルに用いられる。本技術は、一般的には小型または中小型に分類される大きさで、高精細化が求められている表示パネルに用いられるアレイ基板に特に適している。しかし、このようなものに限定されることはなく、数十インチ以上の中型または大型（超大型）に分類される画面サイズの表示パネルを構成するアレイ基板にも、本技術は適用可能である。
【００１７】
本実施形態に係るアレイ基板１を備える表示パネルについては図示しないが、例えば周知の構成の液晶パネルとすることができる。液晶パネルは、アレイ基板１と、これに対向配置される対向基板とが、所定のギャップを隔てた状態で貼り合わせられるとともに、両基板間に液晶が封入されてなる。対向基板には、例えばガラスからなるガラス基板を有し、このガラス基板上に、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）等の各着色部が所定配列で配置されたカラーフィルタや対向電極が設けられる。そして、アレイ基板１及び対向基板の最も内側（液晶層側）には図示しない配向膜が設けられ、両基板の外側には偏光板が配される。
【００１８】
以下、図１を参照しつつ、アレイ基板の構成について説明する。
アレイ基板１は、ガラス基板、シリコン基板、耐熱性を有するプラスチック基板等の絶縁性からなり、略透明で高い透光性を有する図示しない基板を備える。本実施形態では、一例としてガラス基板を用いるものとする。このガラス基板上に、図１に示すように各種の層が所定パターンで積層形成されている。なお、図１に示すアレイ基板１の上側に、図示しない液晶層と対向基板が配されて、液晶パネルが構成される。
【００１９】
アレイ基板１の内側（液晶層側、対向基板側）に設けられている各層は、公知の成膜技術、フォトリソグラフィ技術等を利用して形成される。
アレイ基板１の平面構成については図示しないが、アレイ基板１のうち、画像が表示される表示領域には、図１に表されているＴＦＴ３０及び画素電極２４が、それぞれ複数個マトリクス状に配設されている。ＴＦＴ３０は、スイッチング素子として利用される。平面に視て、ＴＦＴ３０及び画素電極２４の周りは、互いに交差する形で配設された複数本のゲート配線（走査線、詳しくは後述する）１１，１４及びソース配線（信号線）１７で取り囲まれている。つまり、ＴＦＴ３０及び画素電極２４は、平面に視て、格子状をなすゲート配線１１，１４及びソース配線１７の各交差部に割り当てられる形となっている。
図１に示すように、ＴＦＴ３０は、後述するように二層化されたゲート配線のうち第２ゲート配線１４に延設されたゲート電極１４Ｅと、半導体膜１６上に形成されたチャンネル領域１６Ｃと、ソース配線１７に延設されたソース電極１７Ｅと、ドレイン電極１８Ｅと、を備えて構成される。ソース電極１７Ｅと、ドレイン電極１８Ｅとは、チャンネル領域１６Ｃを挟んで互いに半導体膜１６上で間隔を保ちつつ対向した状態となっている。ソース電極１７Ｅ及びドレイン電極１８Ｅは、それぞれ半導体膜１６に対して電気的に接続されて、ソース電極１７Ｅとドレイン電極１８Ｅとの間の電子移動を可能としている。
【００２０】
図１は、アレイ基板１の断面構成を模式的に示した図である。
図１に示すように、ガラス基板の上面（液晶層側の板面）上には、第１金属膜Ｍ１からなる第１ゲート配線（第１配線）１１がパターン形成され、第１ゲート配線１１等を覆うように、肉厚なＳＯＧ層１２が配設され、この上面がキャップ層１３で被覆されている。キャップ層１３上において平面に視て第１ゲート配線１１と重畳する位置に、第２金属膜Ｍ２からなる第２ゲート配線（第２配線）１４及びゲート電極１４Ｅがパターン形成され、第２ゲート配線１４等を覆うように、絶縁性の第１絶縁層（ゲート絶縁層）１５が設けられている。そして、第１絶縁層１５上に、酸化物半導体の被膜からなる半導体膜１６、並びに、第３金属膜Ｍ３からなるソース配線１７、ソース電極１７Ｅ、ドレイン電極１８Ｅ等が形成され、これらの上面を覆うように、絶縁性の第２絶縁層１９が設けられている。第２絶縁層１９上には、肉厚な有機樹脂層２０が配設されており、この有機樹脂層２０上に、第４金属膜Ｍ４からなるメタル配線２１が形成され、メタル配線２１を覆うように、透明電極膜からなる共通電極２２、絶縁性の第３絶縁層２３が積層されている。そして、第３絶縁層２３上に、透明電極膜からなる画素電極２４が形成されている。
【００２１】
以下、上記の各層について、順次説明する。なお、第１金属膜Ｍ１、第１ゲート配線１１、ＳＯＧ層１２、キャップ層１３については、他の層の後に説明する。
本実施形態において、第２ゲート配線１４及びゲート電極１４Ｅを構成する第２金属膜Ｍ２は、チタン（Ｔｉ）からなる下層Ｍ２１上に銅（Ｃｕ）を含む銅含有層Ｍ２２が積層された構成の二層金属積層膜とされる。第２金属膜Ｍ２は、スパッタリング法等によって後述するキャップ層１３上に形成される。そして、銅含有層Ｍ２２に対してフォトリソグラフィ及びウエットエッチングを行うと共に、下層Ｍ２１に対してドライエッチング、並びにレジストの剥離洗浄等を行うことにより、所定のパターンを備えた第２ゲート配線１４、ゲート電極１４Ｅ等がキャップ層１３上に形成される。
【００２２】
第１絶縁層１５は、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）からなる下層側ゲート絶縁層と、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ、例えばｘ＝２）からなる上層側ゲート絶縁層とを有する積層膜により形成することができる。第１絶縁層１５は、ＣＶＤ法（化学蒸着法：Chemical Vapor Deposition法）等を利用して、適宜、形成される。
【００２３】
半導体膜１６は、酸化物半導体の一種である酸化インジウムガリウム亜鉛（ＩＧＺＯ）の膜からなる。酸化物半導体の膜を構成するＩＧＺＯ膜は、非晶質（アモルファス）又は結晶質からなり、特に結晶質の場合、Ｃ軸配向結晶（ＣＡＡＣ：C-Axis Aligned Crystal）と呼ばれる結晶構造を有する。この酸化物半導体の膜は、アレイ基板１において画像が表示される表示領域内に形成された表示用のＴＦＴ３０のみならず、非表示領域に配されている非表示用のＴＦＴ（不図示）等にも利用される。酸化物半導体のＩＧＺＯ膜は、スパッタリング法によって形成され、その後、フォトリソグラフィ、ウエットエッチング及びレジストの剥離洗浄等を行うことにより、所定パターンを有する半導体膜１６が第１絶縁層１５上に形成される。
なお、本実施形態のように半導体膜１６をＩＧＺＯ膜とした場合、電子移動度は、従来のアモルファスシリコン膜等と比べると、２０〜５０倍程度高くなる。そのため、ＩＧＺＯ膜を利用したＴＦＴ３０は、従来と比べて、小型化することが可能であり、表示領域における画素の開口率を高く設定することが可能である。
【００２４】
ソース配線１７、ソース電極１７Ｅ、ドレイン電極１８Ｅを構成する第３金属膜Ｍ３は、チタン（Ｔｉ）からなる下層Ｍ３１上に銅（Ｃｕ）を含有する銅含有層Ｍ３２が積層された、第２金属膜Ｍ２と同様の構成の二層金属積層膜とされる。第２金属膜Ｍ２は、スパッタリング法等によって第１絶縁層１５上に形成される。そして、銅含有層Ｍ３２に対してフォトリソグラフィ及びウエットエッチングを行うと共に、下層Ｍ３１に対してドライエッチング、並びにレジストの剥離洗浄等を行うことにより、所定のパターンを備えたソース配線１７、ソース電極１７Ｅ、ドレイン電極１８Ｅ等が第１絶縁層１５上に形成される。そして、半導体膜１６のチャンネル領域１６Ｃが、ソース電極１７Ｅとドレイン電極１８Ｅとの間から露出される。
【００２５】
第２絶縁層（無機層間絶縁層）１９は、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）からなる下層側絶縁層と、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ、例えばｘ＝２）からなる上層側絶縁層とを有する積層膜で形成することができる。第２絶縁層１９は、プラズマＣＶＤ法等を利用して、ソース電極１７Ｅ、ドレイン電極１８Ｅ、これらの間に露出するように挟まれた半導体膜１６のチャンネル領域１６Ｃ、等の上面を覆うように形成される。
【００２６】
有機樹脂層（有機層間絶縁層）２０は、光硬化性もしくは熱硬化性の、アクリル系樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等）、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂等の有機樹脂材料から形成することができる。有機樹脂材料としては、感光性のものが好ましい。これらの有機材料を、例えば、スピンコート法、スリットコート法等を利用して第２絶縁層１９上に塗布し、フォトリソグラフィによるパターン形成後、アニール処理を行って、所定のパターンを有する有機樹脂層２０が形成される。有機樹脂層２０は、その厚みが例えば１μｍ以上と、無機材料等からなり０．２μｍ程度の厚みとされる他の多くの層よりも厚肉に形成され、平坦化層として機能する。
【００２７】
有機樹脂層２０の上には、メタル配線２１を構成する第４金属膜Ｍ４が形成される。本実施形態において、第４金属膜Ｍ４は、単層の金属膜としてもよく、或いは、例えば第２金属膜Ｍ２や第３金属膜Ｍ３と同じく、チタン（Ｔｉ）からなる層上に銅含有層が積層された構成の二層金属積層膜としてもよい。第４金属膜Ｍ４は、スパッタリング法等によって有機樹脂層２０上に形成され、フォトリソグラフィ及びウエットエッチング、並びにレジストの剥離洗浄等によって、所定のパターンを備えたメタル配線２１が有機樹脂層２０上に形成される。
【００２８】
共通電極２２は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＺｎＯ（Zinc Oxide）等の透明導電膜からなる。透明導電膜は、例えば、スパッタリング法を利用して形成される。そして、この透明導電膜に対して、フォトリソグラフィ、ウエットエッチング及びレジストの剥離洗浄等を施すことにより、所定パターンを有する共通電極２２が形成される。共通電極２２は、メタル配線２１がパターン形成された有機樹脂層２０上に、複数の画素で共用されるように、アレイ基板１の表示領域の略全域において複数の画素を覆う形で形成される。
【００２９】
第３絶縁層（無機層間絶縁層）２３は、緻密な膜を形成するシリコン窒化物（ＳｉＯｘ、例えばｘ＝２）からなり、プラズマＣＶＤ法等を利用して形成される。第３絶縁層２３は、共通電極２２の上面を覆ってこれを保護する。
【００３０】
画素電極（絵素電極）２４は、上述した共通電極２２と同様、ＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明導電膜からなる。画素電極２４は、例えば、スパッタリング法を利用して形成されたＩＴＯ等の透明導電膜を、フォトリソグラフィ、ウエットエッチング及びレジストの剥離洗浄等を施すことによって形成される。画素電極２４は、アレイ基板１を平面視した際に、ゲート配線１１，１４とソース配線１７とで囲まれた矩形状の領域（画素）内に納まるように配されており、主として第３絶縁層２３上に形成されている。
【００３１】
上述した第２絶縁層１９、有機樹脂層２０、共通電極２２、第３絶縁層２３、画素電極２４は、いずれもＴＦＴ３０を覆う形で（すなわち、ＴＦＴ３０のチャンネル領域１６Ｃを覆う部分を含む形で）アレイ基板１に設けられている。
また、第３絶縁層２３、共通電極２２、有機樹脂層２０、第２絶縁層１９には、適当な平面位置においてこれらを貫通するコンタクトホールＣＨが設けられており、図１に示すように、画素電極２４は、このコンタクトホールＣＨを通ってドレイン電極１８Ｅと接続される。なお、画素電極２４は、アレイ基板１を平面に視て、画素領域を覆う矩形状の本体部と、ＴＦＴ３０と重畳される重畳部と、コンタクトホールＣＨを通ってドレイン電極１８Ｅと接続される接続部と、を備えて構成されている。
【００３２】
さて、本実施形態に係るアレイ基板１には、ガラス基板と、上述した第２金属膜Ｍ２との間に、パターン形成された第１金属膜Ｍ１からなる第１ゲート配線１１と、ＳＯＧ層１２と、が配される。さらに、ＳＯＧ層１２の上側には、この層の上面を被覆して、ＳＯＧ層１２と第２ゲート配線１４との間に配されるキャップ層１３が形成されている。
続いて、これらについて、図２から図４を参照してその形成方法に言及しつつ、説明する。
【００３３】
第１ゲート配線１１を構成する第１金属膜Ｍ１は、チタン（Ｔｉ）からなる下層Ｍ１１上に積層された銅（Ｃｕ）を含有する銅含有層Ｍ１２の上に、さらにチタン（Ｔｉ）からなる金属上層Ｍ１３が積層された構成の三層金属積層膜とされる。
第１ゲート配線１１を形成するには、まず、図２に示すように、チタン、銅（銅含有層形成金属）、チタン（金属上層形成金属）、を例えば順次スパッタリングして、三層金属積層膜をガラス基板上に成膜する（金属積層膜成膜工程）。なお、三層金属積層膜は、ガラス基板上に直接成膜される必要はなく、ガラス基板上に形成された絶縁層等、他の層の上に形成してもよい。次いで、金属上層Ｍ１３に対してフォトリソグラフィ及びウエットエッチングを行うと共に、銅含有層Ｍ１２及び下層Ｍ１１に対してドライエッチング、並びにレジストの剥離洗浄等を行うことにより、図３に示すように、所定のパターンを備えた第１ゲート配線１１がガラス基板上に形成される（第１配線パターン形成工程）。本実施形態では、図１等に示すように、第１ゲート配線１１は、第２ゲート配線１４と略同等の配線幅及び配線膜厚を有するように形成される。なお、第１ゲート配線１１は、後述するＳＯＧ層１２等に形成された貫通孔を通して、上述した第２ゲート配線１４と電気的に接続される。
【００３４】
ＳＯＧ層（絶縁ガラス層）１２は、ＳＯＧ材料によって形成することができる。ＳＯＧ材料としては、特に限定されることなく有機ＳＯＧ材料、無機ＳＯＧ材料を含む種々の化学構造のものを使用できる。感光性のＳＯＧ材料を用いれば、パターン形成を容易に行うことができる。また、その後の工程における耐熱性を考慮すれば、ＳＯＧ材料は最終的に熱硬化させるものであることが好ましい。ＳＯＧ材料を、第１ゲート配線１１が形成されたガラス基板上にスピンコートし、フォトリソグラフィ及びエッチングによってパターン形成した後に、アニール処理、熱硬化を行って、図４に示すように、所定のパターンを有する有機樹脂層２０が形成される（ＳＯＧ層形成工程）。ＳＯＧ層１２は、有機樹脂層２０と同様、その厚みが例えば１μｍ以上と、他の層よりも比較的厚肉に形成される。
【００３５】
キャップ層１３は、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）やシリコン酸化物（ＳｉＯｘ、例えばｘ＝２）により形成することができる。本実施形態では、キャップ層１３をシリコン窒化物からなるものとしているが、シリコン窒化物は緻密な膜構造を形成するため、ＳＯＧ層１２を被覆して、当該層からのガスの放出等を抑制するために、特に好適に用いられる。キャップ層１３は、例えばＣＶＤ法等を利用して、ＳＯＧ層１２上に形成することができる。
【００３６】
図５に示すように、キャップ層１３を形成した後に、このキャップ層１３（ＳＯＧ層１２の上側に配されている）の上面において、アレイ基板１を平面に視て第１ゲート配線１１のパターンと重畳する位置に、既述した第２ゲート配線１４をパターン形成する工程（第２配線パターン形成工程）を経て、本実施形態に係るアレイ基板１が製造される。
【００３７】
以上の構成のアレイ基板１を備える液晶パネルの作動について、簡単に説明する。
アレイ基板１において、画素電極２４の本体部及び重畳部は、第３絶縁層２３を介して共通電極２２と対向している。共通電極２２には、図示されない共通配線から共通電位（基準電位）が印加される。そして、画素電極２４に印加される電位を、ＴＦＴ３０によって制御することにより、画素電極２４と共通電極２２との間に所定の電位差を生じさせる。
画素電極２４と共通電極２２との間に所定の電位差が生じると、液晶パネルにおいて、アレイ基板１と対向基板との間にある液晶層には、アレイ基板１の板面に対する法線方向の成分を含むフリンジ電界（斜め電界）が印加される。この電界を制御することで、液晶層中の液晶分子の配向状態を適切に切り替えて、表示領域に画像を表示させることができるようになっている。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態に係るアレイ基板１は、ＳＯＧ材料からなるＳＯＧ層１２と、ＳＯＧ層１２の下側（液晶層とは反対側）に配設される第１ゲート配線（第１配線）１１と、ＳＯＧ層１２の上側（液晶層側）に、アレイ基板１を平面に視て第１ゲート配線１１と重畳されるように配設される第２ゲート配線（第２配線）１４と、を含む積層構造を備え、第１ゲート配線１１は、銅からなる銅含有層Ｍ１２と、チタンからなる金属上層Ｍ１３と、を有し、金属上層Ｍ１３は、銅含有層Ｍ１２の上側に積層されて、銅含有層Ｍ１２とＳＯＧ層１２との間に配されている。
【００３９】
上記本実施形態の構成によれば、アレイ基板１のゲート配線が、第１ゲート配線１１と、当該配線に平面に視て重畳されるように配設される第２ゲート配線１４と、に二層化される。これにより、第１ゲート配線１１及び第２ゲート配線１４の各々について適度な配線膜厚を維持しながら、電気抵抗を増大させることなく配線幅を小さくして画素の開口率を高め、表示画像の高精細化を図ることができる。
また、本実施形態では、第１ゲート配線１１と、第２ゲート配線１４とが、略同等の配線幅及び配線膜厚を有するように形成されている。このようにすれば、両ゲート配線の配線幅及び配線膜厚を何れも一定範囲内に維持しながら、電気抵抗の増大を効率的に抑制することができる。
【００４０】
上記本実施形態の構成によれば、二層化した第１ゲート配線１１と第２ゲート配線１４との間に、絶縁層として、ＳＯＧ材料からなるＳＯＧ層１２が配設される。ＳＯＧ層１２は耐熱性に優れているため、当該層を形成後に液晶パネルの製造工程で実施される高温アニール処理による絶縁層の劣化や変性が抑制され、アレイ基板１を用いて信頼性の高い液晶パネルを得ることができる。本実施形態のようにＳＯＧ材料として感光性のものを用いれば、フォトリソグラフィ工程によってパターン形成を行うことが可能となるため、アレイ基板１製造時の工程数の増加も抑制できる。
【００４１】
ゲート配線が二層化された構成のアレイ基板１において、ＳＯＧ層１２の下側に配される第１ゲート配線１１を、従来の二層構造の金属積層膜で形成すると、露出した上層の銅がＳＯＧ層１２に接することとなる。このような構成のアレイ基板では、ＳＯＧ層１２を硬化させるために行われる熱処理により、第１ゲート配線１１中の銅が酸化される。よって、銅の酸化を抑制して低い電気抵抗率を維持するためには、第１ゲート配線１１を形成後、シリコン窒化物等からなるメタルキャップ層を形成して第１ゲート配線を被覆する必要が生じ、アレイ基板製造時の工程数の増加が避けられなくなってしまう。
上記本実施形態の構成によれば、第１ゲート配線１１の銅含有層Ｍ１２と、この銅含有層Ｍ１２に含まれる銅の酸化を招くＳＯＧ層１２との間に、チタンからなる金属上層Ｍ１３が配設される。これにより、メタルキャップ層を形成しなくとも、銅含有層Ｍ１２に含まれる銅の酸化が抑制されて、配線の電気抵抗率を小さく維持することができる。
【００４２】
上記本実施形態の構成によれば、金属上層Ｍ１３は、チタンからなるもの、すなわち、チタン、アルミニウム合金、銅合金、タングステン合金、およびタンタル合金からなる金属群から選択される金属からなるものとされる。このような金属を用いることで、銅含有層Ｍ１２の上面に緻密な金属上層Ｍ１３を形成させることができる。また、これらの金属を用いれば、銅を含む金属と、金属上層形成金属と、を順次スパッタリングするという簡易な工程により、銅含有層Ｍ１２及び金属上層Ｍ１３を形成することができる。
【００４３】
また、本実施形態に係るアレイ基板１は、ＳＯＧ層１２の上側に積層されてＳＯＧ層１２と第１ゲート配線１１との間に配されるキャップ層１３をさらに備えている。
ゲート配線１１，１４およびＳＯＧ層１２を形成後の液晶パネル形成工程において行われる高温アニール処理により、ＳＯＧ層１２から気体が脱離することがある。上記本実施形態の構成によれば、キャップ層１３でＳＯＧ層１２を被覆することで、脱離ガスのＳＯＧ層１２からの放出を抑制でき、これに起因する不具合の発生が抑制される。本実施形態のようにキャップ層１３をシリコン窒化物からなるものとすれば、緻密な層を形成できるため、特に効果的である。また、このようなキャップ層１３を介在させることで、ＳＯＧ層１２と第２ゲート配線１４との間の密着性も改善される。
【００４４】
本実施形態に係るアレイ基板１は、銅を含む銅含有層Ｍ１２と、チタン、アルミニウム合金、銅合金、タングステン合金、およびタンタル合金からなる群から選択される金属からなり銅含有層Ｍ１２上に積層された金属上層Ｍ１３と、を含む金属積層膜を成膜する金属積層膜成膜工程と、成膜された金属積層膜をエッチング処理して第１ゲート配線１１をパターン形成する第１配線パターン形成工程と、第１ゲート配線１１上にＳＯＧ材料からなるＳＯＧ層１２を形成するＳＯＧ層形成工程と、ＳＯＧ層１２の上側に、第２ゲート配線１４をパターン形成する第２配線パターン形成工程と、を含むことを特徴とするアレイ基板の製造方法によって製造される。
ここで、金属積層膜は、例えば銅を含む金属および金属上層形成金属を順次スパッタリングすることで成膜できる。上記本実施形態の構成によれば、最上層に金属上層Ｍ１３を有する金属積層膜を成膜した後、エッチングによる第１配線パターン形成を行うことで、銅含有層Ｍ１２とＳＯＧ層１２とが直接接触する面積が減少し、メタルキャップ層の形成を不要とすることができる。また、ＳＯＧ層１２を感光性ＳＯＧ材料によって形成すれば、このパターン形成をフォトリソグラフィによって行うことができ、アレイ基板１製造時の工程数の増加が抑制される。これらの結果、簡素な工程で、第１ゲート配線１１に含まれる銅含有層Ｍ１２の酸化が抑制された、信頼性の高いアレイ基板１を得ることができる。
【００４５】
本実施形態に係るアレイ基板１は、液晶パネルに用いられる。これにより、高精細で画像を表示可能な液晶パネルを得ることができる。
【００４６】
＜他の実施形態＞
本技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本技術の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、第１ゲート配線（第１配線）１１と、第２ゲート配線（第２配線）１４とが、略同等の配線幅及び配線膜厚を有するものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、両ゲート配線の配線幅を略同等としつつ、第１ゲート配線１１の配線膜厚を第２ゲート配線１４のものよりも大きくすれば、第２ゲート配線１４の配線膜厚を小さく維持して、これに接続される各種配線等が断線する虞を抑制しつつ、十分な導電量を確保することが可能である。
（２）上記実施形態では、第１金属膜Ｍ１として、（チタンからなる金属上層）／（銅からなる銅含有層）／（チタンからなる下層）の三層金属積層膜を用いたが、これに限定されない。例えば（アルミニウム合金からなる金属上層）／（銅合金からなる銅含有層）からなる二層金属積層膜としてもよく、四層以上の層が積層された金属積層膜としてもよい。また、上記実施形態では、第２金属膜Ｍ２、第３金属膜Ｍ３として、二層金属積層膜を用いたが、これらを例えば単層の金属膜としてもよい。
（３）上記実施形態では、液晶パネルのスイッチング素子としてＴＦＴ３０を用いたアレイ基板１を例示したが、ＴＦＴ以外のスイッチング素子（例えば薄膜ダイオード（ＴＦＤ））を用いたアレイ基板にも、本技術は適用可能である。また、白黒表示する液晶パネルに用いられるアレイ基板にも、本技術は適用可能である。
（４）上記実施形態では、第１絶縁層１５、第２絶縁層１９、第３絶縁層２３が、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、及び／又はシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）からなるものを例示したが、このようなものに限定されない。例えば、シリコン窒化酸化物（ＳｉＮｘＯｙ、ｘ＞ｙ）、シリコン酸化窒化物（ＳｉＮｘＯｙ、ｘ＞ｙ）等の他の無機材料を使用してもよい。
（５）上記実施形態では、画素電極の材料として、ＩＴＯ等の透明な無機導電膜を利用したが、例えば反射型の液晶表示装置に利用されるアレイ基板において、チタン、タングステン、ニッケル、金、白金、銀、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、及びこれらの合金からなる導電膜を利用してもよい。
（６）上記実施形態では、液晶分子に基板面に平行な方向（横方向）に電界を印加する横方向電界方式のＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードの液晶パネルに用いられるアレイ基板１を例示した。そのため、アレイ基板１に、一対の電極（画素電極２４及び共通電極２２）が形成されているが、本技術の適用は、このような構成のものに限定されない。他の動作モード、例えばＩＰＳ（In-Plane-Switching）モード、ＶＡ（Vertical Alignment）モード等で作動する表示パネルに用いられる、共通電極が形成されていないアレイ基板にも、本技術は適用することができる。
（７）本技術は、液晶パネルのみならず、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬパネル、無機ＥＬパネル等を構成するアレイ基板に適用することができる。これにより、高精細で画像を表示可能な各種表示パネルを得ることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…アレイ基板、１１…第１ゲート配線（第１配線）、１２…ＳＯＧ層（絶縁ガラス層）、１３…キャップ層、１４…第２ゲート配線（第２配線）、１４Ｅ…ゲート電極、１５…第１絶縁層（ゲート絶縁層）、１６…半導体膜、１６Ｃ…チャンネル領域、１７…ソース配線（信号線）、１７Ｅ…ソース電極、１８Ｅ…ドレイン電極、１９…第２絶縁層（無機層間絶縁層）、２０…有機樹脂層（有機層間絶縁層）、２１…メタル配線、２２…共通電極、２３…第３絶縁層（無機層間絶縁膜）、２４…画素電極（絵素電極）、３０…ＴＦＴ、Ｍ１…第１金属膜、Ｍ１１…下層、Ｍ１２…銅含有層、Ｍ１３…金属上層、Ｍ２…第２金属膜、Ｍ２１…下層、Ｍ２２…銅含有層、Ｍ３…第３金属膜、Ｍ３１…下層、Ｍ３２…銅含有層、Ｍ４…第４金属膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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