(57)【要約】【課題】主配線層と保護膜との間に多孔性の金属酸化物が形成されることを防止する薄膜トランジスタ表示板を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板は、基板と、前記基板の上に配設され、ゲート電極を有するゲート線と、前記基板及び前記ゲート線の上に配設される半導体層と、前記ゲート電極と前記半導体層との間に配設されるゲート絶縁膜と、前記基板の上に配設され、前記ゲート線と交差するデータ線、前記データ線に接続されているソース電極、及び前記ソース電極に向かい合うドレイン電極を有するデータ配線層と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆う金属シリサイド層と、前記金属シリサイド層、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極を覆う保護膜と、を備える。【選択図】  図２
2015133479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に配設され、ゲート電極を有するゲート線と、
前記基板の上に配設される半導体層と、
前記ゲート電極と前記半導体層との間に配設されるゲート絶縁膜と、
前記基板の上に配設され、前記ゲート線と交差するデータ線、前記データ線に接続されているソース電極、及び前記ソース電極に向かい合うドレイン電極を有するデータ配線層と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆う金属シリサイド層と、
前記金属シリサイド層、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極を覆う保護膜と、
を備えることを特徴とする薄膜トランジスタ表示板。
【請求項２】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極の間に露出された前記半導体層の部分と前記保護膜が接触することを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項３】
前記データ配線層は、バリア層と、前記バリア層の上に配設される主配線層と、を備え、前記主配線層は銅又は銅合金を含み、前記バリア層は金属酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項４】
前記保護膜は下部保護膜と上部保護膜を備え、前記下部保護膜はケイ素酸化物を含み、前記上部保護膜はケイ素窒化物を含むことを特徴とする請求項３に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項５】
前記金属シリサイド層は、銅、ケイ素及び酸素を含むことを特徴とする請求項４に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項６】
前記バリア層は、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、ガリウム−亜鉛酸化物（ＧＺＯ）及びアルミニウム−亜鉛酸化物（ＡＺＯ）のうちの何れか一種を含むことを特徴とする請求項５に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項７】
前記金属シリサイド層は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極各々の上部面と側面を覆うことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項８】
前記保護膜は、前記金属シリサイド層の上部面及び側面と接触することを特徴とする請求項７に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項９】
前記データ配線層は、バリア層、前記バリア層の上に配設される主配線層、及び前記主配線層の上に配設されるキャッピング層を備え、前記主配線層は銅又は銅合金を含み、前記バリア層及び前記キャッピング層は金属酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１０】
前記半導体層のチャンネル領域に隣接して前記ソース電極及び前記ドレイン電極各々の側面が露出され、前記露出されたソース電極の側面及び前記露出されたドレイン電極の側面を前記金属シリサイド層が覆うことを特徴とする請求項９に記載の薄膜トランジスタ表示板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタ表示板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置や有機発光表示装置などの表示装置は、複数対の電界生成電極と、これらの電極対の間に挟持されている電気光学（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌ）活性層と、を備える。液晶表示装置の場合、電気光学活性層として液晶層を備え、有機発光表示装置の場合、電気光学活性層として有機発光層を備える。
【０００３】
一対をなす電界生成電極のうちの一つは、通常、スイッチング素子に接続されて電気信号が印加され、電気光学活性層はこの電気信号を光学信号に変換することにより映像が表示される。
【０００４】
表示装置においては、スイッチング素子として、三端子素子である薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ−ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）を用い、この薄膜トランジスタを制御するための走査信号を伝達するゲート線と、画素電極に印加される信号を伝達するデータ線などの信号線が表示装置に配設される。
【０００５】
一方、表示装置の大面積化が進むに伴い、高速駆動を実現するために酸化物半導体技術への取り組みがなされており、信号線の抵抗を低減する方法への取り組みがなされている。特に、信号線の抵抗を低減するために主配線層を銅又は銅合金などの物質で形成する場合があるが、このとき、主配線層とこれを覆う保護膜との間に多孔性の金属酸化物が形成されて装置の信頼性が落ちるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、主配線層と保護膜との間に多孔性の金属酸化物が形成されることを防止する薄膜トランジスタ表示板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板は、基板と、前記基板の上に配設され、ゲート電極を有するゲート線と、前記基板の上に配設される半導体層と、前記ゲート電極と前記半導体層との間に配設されるゲート絶縁膜と、前記基板の上に配設され、前記ゲート線と交差するデータ線、前記データ線に接続されているソース電極、及び前記ソース電極に向かい合うドレイン電極を有するデータ配線層と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆う金属シリサイド層、前記金属シリサイド層、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極を覆う保護膜と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の一態様による本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板において、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の間に露出された前記半導体層の部分と前記保護膜が接触し得る。
本発明の一態様による本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板において、前記データ配線層は、バリア層と、前記バリア層の上に配設される主配線層と、を備え、前記主配線層は銅又は銅合金を含み、前記バリア層は金属酸化物を含み得る。
本発明の一態様による本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板において、前記保護膜は下部保護膜と上部保護膜を備え、前記下部保護膜はケイ素酸化物を含み、前記上部保護膜はケイ素窒化物を含み得る。
本発明の一態様による本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板において、前記金属シリサイド層は、銅、ケイ素及び酸素を含み得る。
本発明の一態様による本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板において、前記バリア層は、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、ガリウム−亜鉛酸化物（ＧＺＯ）及びアルミニウム−亜鉛酸化物（ＡＺＯ）のうちの何れか一種を含み得る。
本発明の一態様による本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板において、前記金属シリサイド層は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極各々の上部面と側面を覆い得る。
本発明の一態様による本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板において、前記保護膜は、前記金属シリサイド層の上部面及び側面と接触し得る。
本発明の一態様による本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板において、前記データ配線層は、バリア層、前記バリア層の上に配設される主配線層、及び前記主配線層の上に配設されるキャッピング層を備え、前記主配線層は銅又は銅合金を含み、前記バリア層及び前記キャッピング層は金属酸化物を含み得る。
本発明の一態様による本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板において、前記半導体層のチャンネル領域に隣接して前記ソース電極及び前記ドレイン電極各々の側面が露出され、前記露出されたソース電極の側面及び前記露出されたドレイン電極の側面を前記金属シリサイド層が覆い得る。
【０００９】
本発明の一態様による本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板において、前記半導体層は酸化物半導体を含み得る。
本発明の一態様による本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板において、前記半導体層は、チャンネル領域を除いて、前記ソース電極と、前記ドレイン電極及び前記データ線と周縁の側面が一致し得る。
【００１０】
本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板の製造方法は、基板の上にゲート電極を有するゲート線を形成するステップと、前記基板の上に半導体層を形成するステップと、前記ゲート電極と前記半導体層との間にゲート絶縁膜を形成するステップと、前記基板の上に配設され、前記ゲート線と交差するデータ線と、前記データ線に接続されるソース電極及び前記ソース電極と向かい合うドレイン電極を有するデータ配線層を形成するステップと、前記データ配線層をシラン処理するステップと、前記データ配線層の上に保護膜を形成するステップと、を含み、前記保護膜を形成するステップは、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆う金属シリサイド層を形成するステップを含み得る。
【００１１】
本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板の製造方法において、前記シラン処理するステップとしては、化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｔｉｏｎ）を用い得る。
本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板の製造方法において、前記保護膜を形成するステップは、窒素酸化物処理するステップを含み得る。
本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板の製造方法において、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の間に露出された前記半導体層の部分と前記保護膜が接触するように形成し得る。
本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板の製造方法において、前記データ配線層を形成するステップは、前記半導体層の上にバリア層を形成するステップと、前記バリア層の上に主配線層を形成するステップと、を含み、前記主配線層は銅又は銅合金を含むように形成し、前記バリア層は金属酸化物を含むように形成し得る。
本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板の製造方法において、前記保護膜は下部保護膜と上部保護膜を備え、前記下部保護膜はケイ素酸化物を含み、前記上部保護膜はケイ素窒化物を含むように形成し得る。
本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板の製造方法において、前記金属シリサイド層は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極各々の上部面と側面を覆うように形成し得る。
本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板の製造方法において、前記データ配線層を形成するステップは、前記半導体層の上にバリア層を形成するステップと、前記バリア層の上に主配線層を形成するステップ及び前記主配線層の上にキャッピング層を形成するステップを含み、前記主配線層は銅又は銅合金を含むように形成し、前記バリア層は金属酸化物を含むように形成し得る。
本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板の製造方法において、前記半導体層は酸化物半導体を含むように形成し得る。
本発明の一態様による薄膜トランジスタ表示板の製造方法において、前記半導体層を形成するステップと前記データ配線層を形成するステップは、一枚のマスクを用いて同時に行い得る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、主配線層と保護膜との間に金属シリサイド層を形成して主配線層を形成する物質が酸化されることを抑えることにより信頼性を向上できる。また、主配線層の上に形成するキャッピング層を省略できるので、工程コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態による液晶表示装置を示す断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板構造における主配線層と保護膜との間の界面を示す写真である。
【図１３】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板を示すための図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。
【図１６】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。
【図１７】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。
【図１８】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。
【図１９】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。
【図２０】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。
【図２１】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板構造における主配線層と保護膜との間の界面を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明に係る薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら説明する。
しかしながら、本発明は、ここで説明する実施形態に何ら限定されるものではなく、他の形態に具体化可能である。むしろ、ここで紹介する実施形態は、開示した内容を徹底且つ完全なものにし、更に、当業者に本発明の思想を十分に伝えるために提供するものである。
【００１５】
図中、層及び領域の厚さは、明確性を図るために誇張されている。なお、層が他の層又は基板の「上」にあるとしたとき、それは、他の層又は基板の上に直接的に形成されてもよく、あるいは、これらの間に第３の層が挟持されてもよい。明細書全般に亘って同じ参照番号で表示した部分は、同じ構成要素を意味する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板を示す平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【００１７】
図１及び図２を参照すると、本実施形態による薄膜トランジスタ表示板１００は、透明なガラス製又はプラスチック製の絶縁性の基板１１０の上に形成された複数のゲート線１２１を備える。
【００１８】
ゲート線１２１はゲート信号を伝達し、主として横方向に延びる。各ゲート線１２１はゲート線１２１から突出された複数のゲート電極１２４を備える。
【００１９】
ゲート線１２１及びゲート電極１２４は、第１層１２１ｐ、１２４ｐ、第２層１２１ｑ、１２４ｑからなる二重膜構造を有する。第１層１２１ｐ、１２４ｐ、第２層１２１ｑ、１２４ｑは各々アルミニウム（Ａｌ）とアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）と銀合金などの銀系金属、銅（Ｃｕ）と銅合金などの銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）とモリブデン合金などのモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、マンガン（Ｍｎ）などの何れかからなる。例えば、第１層１２１ｐ、１２４ｐはチタンを含み、第２層１２１ｑ、１２４ｑは銅又は銅合金を含む。
【００２０】
また、第１層１２１ｐ、１２４ｐ、第２層１２１ｑ、１２４ｑは互いに物理的な性質が異なる膜が組み合わされて形成される。本実施形態においては、ゲート線１２１及びゲート電極１２４が二重膜に形成される場合を例にとって説明したが、これに何ら限定されるものではなく、単一膜又は三重膜に形成されてもよい。
【００２１】
ゲート線１２１の上には、酸化ケイ素又は窒化ケイ素などの絶縁物質からなるゲート絶縁膜１４０が配設される。ゲート絶縁膜１４０は、第１絶縁膜１４０ａ及び第２絶縁膜１４０ｂを含む。第１絶縁膜１４０ａは略４０００Åの厚さの窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）で形成され、第２絶縁膜は略５００Åの厚さの酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）で形成される。他の実施形態として、第１絶縁膜１４０ａは酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）で形成され、第２絶縁膜１４０ｂは酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）で形成される場合が挙げられる。本実施形態においては、ゲート絶縁膜１４０ａ、１４０ｂが二重膜に形成されることを例にとって説明したが、単一膜などに形成されてもよい。
【００２２】
ゲート絶縁膜１４０の上には、複数の半導体層１５１が形成される。半導体層１５１は、非晶質シリコン、結晶質シリコン又は酸化物半導体で形成される。半導体層１５１は主として縦方向に延び、ゲート電極１２４に向かって延出した複数の突出部１５４を備える。
【００２３】
半導体層１５１を酸化物半導体で形成する場合、半導体層１５１は亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及びハフニウム（Ｈｆ）よりなる群から選ばれる何れか一種を含む。特に、本実施形態において、半導体層１５１はインジウム−ガリウム−亜鉛酸化物である。
【００２４】
半導体層１５１の上及びゲート絶縁膜１４０の上には、複数のデータ線１７１、データ線１７１に接続された複数のソース電極１７３、及び複数のドレイン電極１７５を備えるデータ配線層が形成される。
【００２５】
データ線１７１はデータ信号を伝達し、主として縦方向に延びてゲート線１２１と交差する。ソース電極１７３はデータ線１７１から延出してゲート電極１２４と重なり合い、略Ｕ字状を呈する。
【００２６】
ドレイン電極１７５はデータ線１７１と分離されており、ソース電極１７３のＵ字状の内側から図２における上方に向かって延びる。
【００２７】
データ線１７１、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５は、バリア層１７１ｐ、１７３ｐ、１７５ｐと、主配線層１７１ｑ、１７３ｑ、１７５ｑの二重膜構造を有する。バリア層１７１ｐ、１７３ｐ、１７５ｐは金属酸化物からなり、主配線層１７１ｑ、１７３ｑ、１７５ｑは銅又は銅合金で形成される。
【００２８】
具体的に、バリア層１７１ｐ、１７３ｐ、１７５ｐは、インジウム−亜鉛酸化物、ガリウム−亜鉛酸化物及びアルミニウム−亜鉛酸化物よりなる群から選ばれる何れか一種で形成される。
【００２９】
バリア層１７１ｐ、１７３ｐ、１７５ｐは、導体層１５１に銅などの物質が拡散されることを防止する拡散防止膜の役割を果たす。
【００３０】
主配線層１７１ｑ、１７３ｑ、１７５ｑの上には金属シリサイド層１７７が配設される。金属シリサイド層１７７は、銅、ケイ素及び酸素を含み、例えば、ＣｕＳｉｘＯｙで表わされる化合物を含む。本実施形態において、金属シリサイド層１７７はソース電極１７３及びドレイン電極１７５の表面と直接的に接触しながらソース電極１７３及びドレイン電極１７５を覆い、特に、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５の露出された側面の部分Ａ、Ｂとソース電極１７３及びドレイン電極１７５の露出された上部面を覆う。ここで、金属シリサイド層１７７は、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５と重なり合わないゲート絶縁膜１４０の部分と半導体層１５１のチャンネル領域とは、接触しない。
【００３１】
以下、半導体層１５１のチャンネル領域と隣り合うソース電極１７３及びドレイン電極１７５の露出された側面の部分Ａについて具体的に説明する。
【００３２】
図２を参照すると、半導体層１５１の突出部１５４にはソース電極１７３とドレイン電極１７５との間に、データ線１７１、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５の何れにも遮られずに露出された部分が存在する。半導体層１５１は、突出部１５４の露出された該部分を除いて、データ線１７１及びドレイン電極１７５と実質的に同じ平面パターンを有する。換言すると、半導体層１５１は、突出部１５４の露出された該部分を除いて、データ線１７１及びドレイン電極１７５と実質的に周縁の側面が一致する。なお、データ線１７１、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５の周縁の側面は傾斜している場合がある。
【００３３】
一つのゲート電極１２４と、一つのソース電極１７３、及び一つのドレイン電極１７５は、半導体層１５１の突出部１５４とともに一つの薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）を構成し、薄膜トランジスタのチャンネル領域は半導体層１５１の突出部１５４のうちのソース電極１７３とドレイン電極１７５との間に形成される。
【００３４】
このようなチャンネル領域と隣り合うソース電極１７３及びドレイン電極１７５の側面の部分は露出され、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５の露出された該側面の部分は、符号Ａで示すように金属シリサイド層１７７で覆われる。金属シリサイド層１７７なしにソース電極１７３及びドレイン電極１７５の該側面の部分が露出された状態で酸化ケイ素を含む保護膜を形成する後続工程が行われるか、又は、半導体層の突出部１５４がチャンネル特性を有するように熱処理を施すと、主配線層１７１ｑ、１７３ｑ、１７５ｑに含まれている銅などの物質が多孔性の酸化物を形成してしまって薄膜トランジスタ特性を低下させる虞れがある。本実施形態においては、金属シリサイド層１７７が銅などの物質の酸化を防止する。
【００３５】
本実施形態において、金属シリサイド層１７７は例えば、化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成される。
【００３６】
金属シリサイド層１７７の上には保護膜（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）１８０が形成される。保護膜１８０は窒化ケイ素や酸化ケイ素などの無機絶縁物、有機絶縁物、低誘電率絶縁物などで形成される。
【００３７】
本実施形態において、保護膜１８０は、下部保護膜１８０ａと上部保護膜１８０ｂを備える。例えば、下部保護膜１８０ａは酸化ケイ素で形成され、上部保護膜１８０ｂは窒化ケイ素で形成される。本実施形態において、半導体層１５１が酸化物半導体を含むので、半導体層１５１と隣り合う下部保護膜１８０ａは酸化ケイ素で形成されることが好ましい。下部保護膜１８０ａが窒化ケイ素で形成されると、薄膜トランジスタの特性があまり発現されない。
【００３８】
保護膜１８０は、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間の、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５で遮られずに露出された半導体層１５１の部分、即ち、薄膜トランジスタのチャネル領域と接触する。
【００３９】
保護膜１８０には、ドレイン電極１７５の一方の端を露出させる複数のコンタクト孔１８５が形成される。
【００４０】
保護膜１８０の上には、複数の画素電極１９１が形成される。画素電極１９１は、コンタクト孔１８５を介してドレイン電極１７５と物理的・電気的に接続され、ドレイン電極１７５を介してデータ電圧が印加される。
【００４１】
画素電極１９１は、ＩＴＯ又はＩＺＯなどの透明導電体で形成される。
【００４２】
図３乃至図１０は、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。図３乃至図１０は、図１の切断線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図を順番に示すものである。
【００４３】
図３を参照すると、透明なガラス製又はプラスチック製の絶縁基板１１０の上に、モリブデン（Ｍｏ）とモリブデン合金などのモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、チタン（Ｔｉ）、チタン合金、タンタル（Ｔａ）、タンタル合金、マンガン（Ｍｎ）、及びマンガン合金よりなる群から選ばれる少なくとも何れか一つを積層して下部膜１２１ｐ、１２４ｐを含む膜を形成し、その上に、アルミニウム（Ａｌ）とアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）と銀合金などの銀系金属、銅（Ｃｕ）と銅合金などの銅系金属よりなる群から選ばれる何れか一種を積層して上部膜１２１ｑ、１２４ｑを含む膜を形成し、合わせて二重膜を形成した後に、パターニングしてゲート電極１２４を有するゲート線１２１を形成する。例えば、下部膜１２１ｐ、１２４ｐはチタンを含み、上部膜１２１ｑ、１２４ｑは銅又は銅合金を含む。
【００４４】
具体的に、二重膜を形成した後に感光膜（図示せず）を積層してパターニングした後、パターニングされた感光膜（図示せず）をマスクとして下部膜１２１ｐ、１２４ｐを含む膜及び上部膜１２１ｑ、１２４ｑを含む膜を一緒にエッチングする。このとき、エッチング液としては、下部膜１２１ｐ、１２４ｐを含む膜及び上部膜１２１ｑ、１２４ｑを含む膜を一緒にエッチングするものが使用可能である。
【００４５】
図４を参照すると、ゲート線１２１及びゲート電極１２４の上にゲート絶縁膜１４０と、酸化物膜１５０と、金属酸化物膜１７０ｐ及び金属膜１７０ｑを積層する。ゲート絶縁膜１４０は、窒化ケイ素を含む第１絶縁膜１４０ａを蒸着した後に酸化ケイ素を含む第２絶縁膜１４０ｂを蒸着する。
【００４６】
酸化物膜１５０は、亜鉛（Ｚｎ）と、インジウム（Ｉｎ）と、錫（Ｓｎ）と、ガリウム（Ｇａ）と、ハフニウム（Ｈｆ）と、よりなる群から選ばれる少なくとも何れか一種を含み、金属酸化物膜１７０ｐは、インジウム−亜鉛酸化物と、ガリウム−亜鉛酸化物と、アルミニウム−亜鉛酸化物と、よりなる群から選ばれる何れか一種を含み、金属膜１７０ｑは銅又は銅合金を含むように形成される。
【００４７】
その上に感光膜（フォトレジスト）を形成した後にパターニングして第１感光膜パターン５０を形成する。第１感光膜パターン５０は、厚肉の第１領域５０ａと相対的に薄肉の第２領域５０ｂを有する。第１感光膜パターン５０における厚さの差は、マスクを用いて照射する光の量を調節するか、又は、リフロー方法を用いて形成される。光の量を調節する場合には、マスクにスリットパターン、格子パターン、又は半透明層が形成される。薄肉の第２領域５０ｂは、薄膜トランジスタのチャンネル領域が形成される位置に対応する。
【００４８】
図５を参照すると、第１感光膜パターン５０をマスクとし、金属酸化物膜１７０ｐ及び金属膜１７０ｑを一緒にエッチングするエッチング液を用いて金属酸化物膜１７０ｐ及び金属膜１７０ｑをエッチングする。ここで用いるエッチング液は、ゲート線１２１、ゲート電極１２４の下部膜（第１層）１２１ｐ、１２４ｐ及び上部膜（第２層）１２１ｑ、１２４ｑをエッチングするときに用いたエッチング液と同じものであってもよい。
【００４９】
図５に示すようにして金属酸化物膜１７０ｐ及び金属膜１７０ｑをエッチングすると、第１感光膜パターン５０により覆われた金属酸化物膜１７０ｐ及び金属膜１７０ｑの側面もエッチング液によりエッチングされ、その結果、図５に示すように、第１感光膜パターン５０が形成された領域Ａ１、Ｂ１、Ｃ１の内側の領域に金属酸化物膜（第１金属膜）１７０ｐ及び金属膜（第２金属膜）１７０ｑの境界線が位置する。
【００５０】
このとき、金属酸化物膜１７０ｐ及び金属膜１７０ｑをエッチングするエッチング液は、ゲート絶縁膜１４０、酸化物膜１５０をエッチングしない。
【００５１】
加えて、第１感光膜パターン５０をマスクとして酸化物膜１５０をエッチングする。
【００５２】
図６を参照すると、エッチバックにより図５における第１感光膜パターン５０のうち薄肉の第２領域５０ｂを除去する。このとき、第１領域５０ａも一緒にエッチングされて幅及び高さが減って図６の第２感光膜パターン５１となる。第２感光膜パターン５１は、図５における第１感光膜パターン５０の形成領域Ａ、Ｂ、Ｃに比べて狭い領域Ａ２、Ｂ２、Ｃ２に形成される。
【００５３】
図７を参照すると、第２感光膜パターン５１をマスクとし、エッチング液を用いて金属酸化物膜１７０ｐと金属膜１７０ｑをエッチングする。
【００５４】
このとき、金属酸化物膜１７０ｐと金属膜１７０ｑが一緒に分割されて、二重膜をなすデータ線１７１ｐ、１７１ｑ、二重膜をなすソース電極１７３ｐ、１７３ｑ、及び二重膜をなすドレイン電極１７５ｐ、１７５ｑが形成される。また、酸化物膜１５０の上部面が露出され、薄膜トランジスタのチャンネルを形成する突出部１５４を有する半導体層１５１が形成される。
【００５５】
このように厚さの異なる感光膜パターンを用いると、データ線１７１、ソース電極１７３、ドレイン電極１７５の各々のバリア層１７１ｐ、１７３ｐ、１７５ｐ、及び、データ線１７１、ソース電極１７３、ドレイン電極１７５の各々の主配線層１７１ｑ、１７３ｑ、１７５ｑと実質的に同じ平面パターンを有する半導体層１５１、１５４が形成される。具体的に、半導体層１５１、１５４は、ドレイン電極１７５とソース電極１７３との間の露出された部分を除いて、データ線１７１、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５と実質的に同じ平面パターンを有する。
【００５６】
その後、図８を参照すると、アッシングにより感光膜パターンを除去した後に、ソース電極１７３とドレイン電極１７５の表面に金属シリサイド層の形成のためにシラン（ＳｉＨ４）処理を施す。シラン（ＳｉＨ４）処理は、化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）により行われる。
【００５７】
図９を参照すると、シラン（ＳｉＨ４）処理の施されたソース電極１７３及びドレイン電極１７５の表面に沿ってシラン物質層１７６が形成される。このとき、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間に配設されるチャンネル領域と隣り合うソース電極１７３及びドレイン電極１７５各々の側面が露出され、露出されたソース電極の側面及び露出されたドレイン電極の側面をシラン物質層１７６が覆うように形成される。
【００５８】
シラン物質層１７６は、ソース電極１７３とドレイン電極１７５の表面だけではなく、チャンネル領域とゲート絶縁膜１４０を覆うように形成される。
【００５９】
図１０を参照すると、シラン物質層１７６の上に保護膜１８０を形成する。保護膜１８０は、シラン物質層１７６の上に酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）を含む下部保護膜１８０ａを形成し、下部保護膜１８０ａの上に窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）を含む上部保護膜１８０ｂを形成する。酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）を含む下部保護膜１８０ａは、シラン（ＳｉＨ４）と窒素酸化物、例えば、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）との反応により形成され、その際、シラン物質層１７６は、主配線層１７１ｑ、１７３ｑ、１７５ｑを形成する銅又は銅合金と反応して金属シリサイド層１７７を形成する。
ここで、金属シリサイド層１７７は、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５のうち銅又は銅合金などで形成された主配線層１７１ｑ、１７３ｑ、１７５ｑとシラン物質層１７６が接触する部分に形成され、金属シリサイド層１７７はシラン物質層１７６の最終形成物であり、主配線層１７１ｑ、１７３ｑ、１７５ｑと接触しない部分のシラン物質層１７６は金属シリサイドを形成しない。その結果、バリア層１７１ｐ、１７３ｐ、１７５ｐの側部、及び、バリア層１７１ｐ、１７３ｐ、１７５ｐの何れにも覆われていない半導体層１５１、１５４の部分は、下部保護膜１８０ａにより直接覆われる。
結局、保護膜１８０は、金属シリサイド層１７７と、データ線１７１、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５のうち金属シリサイド層１７７に覆われていない部分と、半導体層１５１、１５４のうちソース電極１７３及びドレイン電極１７５の何れにも覆われない部分と、を覆う。
【００６０】
保護膜１８０をパターニングしてドレイン電極１７５の一部を露出させるコンタクト孔１８５を形成し、保護膜１８０の上に画素電極１９１を形成することにより、図２に示す薄膜トランジスタ表示板を形成する。このとき、画素電極１９１はコンタクト孔１８５を介してドレイン電極１７５と物理的に接続されるように形成される。
【００６１】
図１１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示す断面図である。
【００６２】
図１１を参照すると、第１基板１１０と向かい合う個所に第２基板２１０が配置される。第２基板２１０は、透明なガラス製又はプラスチック製の絶縁基板である。第２基板２１０の上に遮光部材２２０が形成される。遮光部材２２０はブラックマトリックスとも呼ばれ、光漏れを防ぐ。
【００６３】
また、第２基板２１０及び遮光部材２２０の上には、複数のカラーフィルタ２３０が形成される。カラーフィルタ２３０は遮光部材２２０に囲まれた領域内にほとんど存在し、画素電極１９１の列に沿って長く延びる。各カラーフィルタ２３０は、赤色、緑色及び青色の三原色など基本色（ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｏｌｏｒ）のうちの何れか一色を表示する。しかし、赤色、緑色及び青色の三原色に何ら限定されるものではなく、青緑色（ｃｙａｎ）、紫紅色（ｍａｇｅｎｔａ）、イエロー（ｙｅｌｌｏｗ）、ホワイト系の色のうちの何れか一色を表示してもよい。
【００６４】
以上では、遮光部材２２０とカラーフィルタ２３０が対向表示板２００に形成されると説明したが、遮光部材２２０とカラーフィルタ２３０のうちの少なくとも一方は薄膜トランジスタ表示板１００の上に形成されてもよい。
【００６５】
カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０の上にはオーバーコート２５０が形成される。オーバーコート２５０は絶縁物質で形成され、カラーフィルタ２３０が露出されることを防止し、平坦面を提供する。オーバーコート２５０は省略可能である。
【００６６】
オーバーコート２５０の上には共通電極２７０が形成される。
【００６７】
データ電圧が印加された画素電極１９１は共通電圧が印加される共通電極２７０と共に電界を生成することにより、両電極間の液晶層３の液晶分子３１の方向を決定する。画素電極１９１と共通電極２７０はキャパシタを構成して薄膜トランジスタがターンオフされた後にも印加された電圧を維持する。
【００６８】
画素電極１９１は維持電極線（図示せず）と重なり合ってストレージキャパシタを構成し、これにより、液晶キャパシタの電圧維持能力が強化される。
【００６９】
薄膜トランジスタ表示板１００に関する説明には、図２に基づいて説明した実施形態の内容が適用される。
【００７０】
ここで、本実施形態による薄膜トランジスタ表示板を液晶表示装置に適用する場合について説明したが、本実施形態は、有機発光表示装置及びその他の薄膜トランジスタを用いてスイッチング動作を行う表示装置に広範に適用される。
【００７１】
図１２は、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板構造における主配線層と保護膜との間の界面を示す写真である。
【００７２】
図１２は、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板を形成した後に電子顕微鏡で撮った写真であり、図１２を参照すると、主配線層１７３ｑと下部保護膜１８０ａとの間の界面に金属シリサイド層１７７が均一に形成される。なお、銅酸化物などの汚染源が形成されていないきれいな状態であることが確認できる。
【００７３】
図１３は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示す断面図である。
【００７４】
図１３に基づいて説明する実施形態は、図２に基づいて説明した実施形態とほとんど同様である。以下、図２の実施形態と相違する部分について説明する。
【００７５】
図１３を参照すると、データ線１７１と、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５は、主配線層１７１ｑ、１７３ｑ、１７５ｑの上に形成されたキャッピング層１７１ｒ、１７３ｒ、１７５ｒをさらに備える。キャッピング層１７１ｒ、１７３ｒ、１７５ｒは、金属酸化物を含む。例えば、キャッピング層１７１ｒ、１７３ｒ、１７５ｒは、インジウム−亜鉛酸化物、ガリウム−亜鉛酸化物、及びアルミニウム−亜鉛酸化物よりなる群から選ばれる何れか一種で形成され、中でも、ガリウム−亜鉛酸化物で形成されることが好ましい。本実施形態において、金属シリサイド層１７７は、バリア層１７１ｐ、１７３ｐ、１７５ｐとキャッピング層１７１ｒ、１７３ｒ、１７５ｒとの間における主配線層１７１、１７３ｑ、１７５ｒの露出された側面の部分に形成される。
【００７６】
上述した相違点を除いて、図２に基づいて説明した内容は本実施形態に何れも適用される。
【００７７】
図１４から図２０は、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法を示す断面図である。図１４から図２０は、図１の切断線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図を順番に示すものである。
【００７８】
図１４から図１９を参照すると、図４から図９に基づいて説明した実施形態とほとんど同様であり、但し、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の製造方法においては、図１４に示すように、金属膜１７０ｑの上に金属酸化物膜１７０ｒをさらに形成する。後続する工程において、金属酸化物膜１７０ｒは、その下部に形成された金属膜１７０ｑ及び金属酸化物膜１７０ｐが一緒にパターニングされる過程を経て、図１７に示すように、主配線層１７１ｑ、１７３ｑ、１７５ｑの上にキャッピング層１７１ｒ、１７３ｒ、１７５ｒが形成される。
【００７９】
図１８を参照すると、アッシングにより感光膜パターンを除去した後に、ソース電極１７３とドレイン電極１７５の表面に金属シリサイド層の形成のためにシラン（ＳｉＨ４）処理を施す。シラン（ＳｉＨ４）処理は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）により行われる。
【００８０】
図１９を参照すると、シラン（ＳｉＨ４）処理の施されたソース電極１７３及びドレイン電極１７５の表面に沿ってシラン物質層１７６が形成される。このとき、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間に配設されるチャンネル領域と隣り合うソース電極１７３及びドレイン電極１７５各々の側面、中でも、バリア層１７１ｐ、１７３ｐ、１７５ｐとキャッピング層１７１ｒ、１７３ｒ、１７５ｒとの間における主配線層１７１、１７３ｑ、１７５ｒの露出された側面の部分をシラン物質層１７６が覆うように形成される。このとき、シラン物質層１７６は、ソース電極１７３とドレイン電極１７５の表面だけではなく、チャンネル領域とゲート絶縁膜１４０を覆うように形成される。
【００８１】
図２０を参照すると、シラン物質層１７６の上に保護膜１８０を形成する。保護膜１８０は、シラン物質層１７６の上に酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）を含む下部保護膜１８０ａを形成し、下部保護膜１８０ａの上に窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）を含む上部保護膜１８０ｂを形成する。酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）を含む下部保護膜１８０ａは、シラン（ＳｉＨ４）と窒素酸化物、例えば、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）との反応により形成され、その際、シラン物質層１７６は、主配線層１７１ｑ、１７３ｑ、１７５ｑのうちキャッピング層１７１ｒ、１７３ｒ、１７５ｒにより覆われず直接接触している部分において、主配線層１７１ｑ、１７３ｑ、１７５ｑを形成する銅又は銅合金と反応して金属シリサイド層１７７を形成する。
ここで、金属シリサイド層１７７は、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５のうち銅又は銅合金などで形成された主配線層１７１ｑ、１７３ｑ、１７５ｑとシラン物質層１７６が接触する部分に形成され、金属シリサイド層１７７はシラン物質層１７６の最終形成物であり、主配線層１７１ｑ、１７３ｑ、１７５ｑと接触しない部分のシラン物質層１７６は金属シリサイドを形成しない。その結果、バリア層１７１ｐ、１７３ｐ、１７５ｐの側部、及び、バリア層１７１ｐ、１７３ｐ、１７５ｐの何れにも覆われていない半導体層１５１、１５４の部分は、下部保護膜１８０ａにより直接覆われる。
結局、保護膜１８０は、金属シリサイド層１７７と、キャッピング層１７１ｒ、１７３ｒ、１７５ｒと、データ線１７１、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５のうち金属シリサイド層１７７及びキャッピング層１７１ｒ、１７３ｒ、１７５ｒの何れにも覆われていない部分と、半導体層１５１、１５４のうちソース電極１７３及びドレイン電極１７５の何れにも覆われない部分と、を覆う。
【００８２】
保護膜１８０をパターニングしてドレイン電極１７５の一部を露出させるコンタクト孔１８５を形成し、保護膜１８０の上に画素電極１９１を形成することにより、図１３に示す薄膜トランジスタ表示板を形成する。このとき、画素電極１９１はコンタクト孔１８５を介してドレイン電極１７５と物理的に接続されるように形成する。
【００８３】
図２１は、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板構造における主配線層と保護膜との間の界面を示す写真である。
【００８４】
図２１は、本発明の一実施形態によるキャッピング層を備える薄膜トランジスタ表示板を形成した後に電子顕微鏡で撮った写真であり、図２１を参照すると、主配線層１７３ｑと下部保護膜１８０ａとの間の界面に金属シリサイド層１７７が均一に形成される。なお、銅酸化物などの汚染源が形成されていないきれいな状態であることが確認できる。
【００８５】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに何ら限定されるものではなく、下記の特許請求の範囲において定義している本発明の基本概念を用いた当業者の種々の変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。
【符号の説明】
【００８６】
３      液晶
３１      液晶分子
５０      第１感光膜パターン
５０ａ      第１領域（第１部分）
５０ｂ      第２領域（第二部分）
５１      第２感光膜パターン
１００      薄膜トランジスタ表示板
１１０      基板、第１基板
１２１      ゲート線
１２１ｐ      第１層、下部膜
１２１ｑ      第２層、上部膜
１２４      ゲート電極
１２４ｐ      第１層
１２４ｑ      第２層
１４０      ゲート絶縁膜
１４０ａ      第１絶縁膜
１４０ｂ      第２絶縁膜
１５０      酸化物膜
１５１      半導体層
１５４      半導体層の突出部
１７０ｐ      金属酸化物膜（第１金属膜）
１７０ｑ      金属膜（第２金属膜）
１７０ｒ      金属酸化物膜
１７１      データ線
１７１ｐ      バリア層
１７１ｑ      主配線層
１７１ｒ      キャッピング層
１７３      ソース電極
１７３ｐ      バリア層
１７３ｑ      主配線層
１７３ｒ      キャッピング層
１７５      ドレイン電極
１７５ｐ      バリア層
１７５ｑ      主配線層
１７５ｒ      キャッピング層
１７６      シラン物質層
１７７      金属シリサイド層
１８０      保護膜
１８０ａ      下部保護膜
１８０ｂ      上部保護膜
１８５      コンタクト孔
１９１      画素電極
２００      対抗表示板
２１０      第２基板
２２０      遮光部材
２３０      カラーフィルタ
２５０      オーバーコート
２７０      共通電極
【図１】
2015133479.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2015133479.tif 000016
【図１５】
2015133479.tif 000017
【図１６】
2015133479.tif 000018
【図１７】
2015133479.tif 000019
【図１８】
2015133479.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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