(57)【要約】【課題】低電気抵抗配線を実現すると共に微細加工性に優れ、且つ製造工程で加わる熱履歴にも十分耐える耐熱性を有するアルミニウム合金配線を備えた表示装置を提供すること。【解決手段】ガラス基板上に、透明導電膜と薄膜トランジスタを電気的に接続するアルミニウム合金配線膜が配置された表示装置において、該アルミニウム合金配線膜は、Ｎｉ，Ａｇなど特定の元素群Ｑから選ばれる１種以上の元素と、希土類元素やＭｇなど特定の元素群Ｒから選ばれる１種以上の元素を特定量含むアルミニウム合金からなる第一層（Ｘ）と、該第一層（Ｘ）よりも電気抵抗率の低いアルミニウム合金からなる第二層（Ｙ）とを含む積層構造を有し、第一層（Ｘ）が透明電極膜と直接接している表示装置である。【選択図】図５
2008098611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に、透明導電膜と薄膜トランジスタを電気的に接続するアルミニウム合金配線膜が配置された表示装置において、該アルミニウム合金配線膜は、
Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕよりなる元素群Ｑから選ばれる少なくとも１種の元素を０．１〜６原子％含み、且つ、希土類元素，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｗ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｓｎ，Ｆｅよりなる元素群Ｒから選ばれる少なくとも１種の元素を０．１〜６原子％含むアルミニウム合金からなる第一層（Ｘ）と、
純アルミニウム、またはアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金であって、前記第一層（Ｘ）よりも電気抵抗率の低いアルミニウム合金からなる第二層（Ｙ）とを
含む積層構造を有し、第一層（Ｘ）が透明導電膜と直接接していることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
ガラス基板上に、透明導電膜と薄膜トランジスタを電気的に接続するアルミニウム合金配線膜が配置された表示装置において、該アルミニウム合金配線膜は、
Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｃｏよりなる元素群Ｑ’から選ばれる少なくとも１種の元素を０．１〜６原子％含み、且つ、希土類元素，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｗ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｓｎ，Ｆｅよりなる元素群Ｒから選ばれる少なくとも１種の元素を０．１〜６原子％含むアルミニウム合金からなる第一層（Ｘ）と、
純アルミニウム、またはアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金であって、前記第一層（Ｘ）よりも電気抵抗率の低いアルミニウム合金からなる第二層（Ｙ）とを
含む積層構造を有し、第一層（Ｘ）が透明導電膜と直接接していることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
ガラス基板上に、透明導電膜と薄膜トランジスタを電気的に接続するアルミニウム合金配線膜が配置された表示装置において、該アルミニウム合金配線膜は、
Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｃｏよりなる元素群Ｑ’から選ばれる少なくとも１種の元素を０．１〜６原子％含み、且つ、希土類元素群Ｒ１から選ばれる少なくとも１種の元素と、
Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｗ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｓｎ，Ｆｅよりなる元素群Ｒ２から選ばれる少なくとも１種の元素を、Ｒ１とＲ２の合計で０．１〜６原子％含むアルミニウム合金からなる第一層（Ｘ）と、
純アルミニウム、またはアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金であって、前記第一層（Ｘ）よりも電気抵抗率の低いアルミニウム合金からなる第二層（Ｙ）とを
含む積層構造を有し、第一層（Ｘ）が透明導電膜と直接接していることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
前記希土類元素群Ｒ１は、Ｌａ，Ｇｄ，Ｙ，Ｎｄ，Ｄｙよりなる請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記元素群Ｒ２は、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａよりなる請求項３または４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第一層（Ｘ）の膜厚が２０ｎｍ以上である請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項７】
前記アルミニウム合金配線膜は、第一層（Ｘ）と第二層（Ｙ）を含む積層配線全体の電気抵抗率が４．５μΩ・ｃｍ以下である請求項１〜６のいずれかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体や液晶ディスプレイの如きフラットパネルディスプレイ、反射膜、光学部品などに使用される、透明導電膜とアルミニウム合金配線膜を構成要素として含む新規な表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばアクティブマトリックス型の液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子とし、透明導電膜と、ゲート配線およびソース・ドレイン配線等の配線部を備えたＴＦＴ基板（ＴＦＴアレイ基板）と、該ＴＦＴ基板に対し所定の間隔をおいて対向配置され共通電極を備えた対向基板と、これらＴＦＴ基板と対向基板との間に充填された液晶層によって構成され、透明導電膜としては、例えば酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）に酸化スズ（ＳｎＯ）を１０質量％程度含有させた酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜や、酸化インジウムに１０質量％の酸化亜鉛を加えた酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などが用いられる。
【０００３】
図１は、こうした液晶表示装置に搭載される液晶パネル構造の概略断面拡大説明図であり、この液晶パネルは、ＴＦＴアレイ基板１と、該ＴＦＴアレイ基板１に対向して配置された対向基板２、およびこれらＴＦＴアレイ基板１と対向基板２との間に配置され、光変調層として機能する液晶層３を備えている。ＴＦＴアレイ基板１は、絶縁性のガラス基板１ａ上に配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４、透明導電膜（画素電極）５、走査線や信号線を含む配線部６からなる。
【０００４】
対向基板２は、ＴＦＴアレイ基板１側の全面に形成された共通電極７と、透明導電膜（画素電極）５に対向する位置に配置されたカラーフィルタ８、ＴＦＴアレイ基板１上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４や配線部６に対向する位置に配置された遮光膜９からなる。
【０００５】
また、ＴＦＴアレイ基板１および対向基板２を構成する絶縁性基板の外面側には、偏光板１０，１０が配置されると共に、対向基板２には、液晶層３に含まれる液晶分子を所定の向きに配向させるための配向膜１１が設けられている。
【０００６】
この様な構造の液晶パネルでは、対向電極２と透明導電膜（画素電極）５の間に形成される電界によって、液晶層３における液晶分子の配向方向が制御され、ＴＦＴアレイ基板１と対向基板２との間の液晶層３を通過する光が変調され、これにより、対向基板２を透過する光の透過光量が制御されて画像が表示される。
【０００７】
またＴＦＴアレイは、ＴＦＴアレイ外部へ引き出されたＴＡＢテープ１２により、ドライバ回路１３および制御回路１４によって駆動される。
【０００８】
図中、１５はスペーサー、１６はシール材、１７は保護膜、１８は拡散板、１９はプリズムシート、２０は導光板、２１は反射板、２２はバックライト、２３は保持フレーム、２４はプリント基板を夫々示している。
【０００９】
また図２は、透明導電膜（画素電極）５に電気的に接続される配線部６を含む前記図１の領域Ａを拡大して示すもので、この図２におけるゲート配線２６には、ＭｏやＣｒの単層膜またはＡｌ−Ｎｄ等のアルミニウム合金配線膜と、高融点金属（Ｍｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｗなど）との積層配線構造が採用されている。またソース配線２８やドレイン配線２９（以下、これらを「ソース・ドレイン配線」ということがある）には、純アルミニウム（Ａｌ）の単層膜と上記高融点金属とを積層した配線構造が採用されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等）。
【００１０】
上記高融点金属を積層させる理由は次の通りである。即ち、透明導電膜（ＩＴＯ膜）５と、ゲート配線やソース・ドレイン配線を構成する純アルミニウム膜やＡｌ−Ｎｄ等のアルミニウム合金膜を直接接続させると、アルミニウムが酸化されて、高電気抵抗率の酸化アルミニウムが、透明導電膜と上記純アルミニウム膜やＡｌ−Ｎｄ等のアルミニウム合金膜との接触界面に形成され、信号線と透明導電膜の間のコンタクト抵抗が上昇して画面の表示品位が低下する。
【００１１】
これは、アルミニウムが非常に酸化され易い元素であるため大気中で酸化アルミニウム皮膜が形成され、特に、金属酸化物からなる透明導電膜の成膜に用いられる酸素や成膜時に発生する酸素によって、高電気抵抗率の酸化アルミニウム皮膜が形成されることによる。
【００１２】
そこで上記問題を解決すべく、バリアメタル（高融点金属）層を設けることで、純アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜の表面酸化を防ぎ、純アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜と透明導電膜との良好なコンタクトを図ってきた。
【００１３】
ところが、上記バリアメタルを介在させた構造とするには、バリアメタル層の形成工程を追加する必要があり、またゲート配線やソース・ドレイン配線の成膜に用いられるスパッタ装置に加えて、バリアメタル形成用の成膜装置を余分に装備する必要がある。しかし、量産による液晶パネル等のコストダウンが進むにつれて、上記バリアメタルの形成に伴うコストアップや生産性の低下が問題になっており、近年では、バリアメタルを省略できる電極材料や製造プロセスが求められている。そこで本発明者らは、上記バリアメタルの形成工程を簡略化し、配線部に透明導電膜を直接接続させることのできる配線用のアルミニウム合金配線膜を既に提案している（特許文献４）。
【００１４】
このほか特許文献５には、ドレイン電極にプラズマ処理やイオン注入などの表面処理を施すことによってバリアメタルの省略を可能にし、また特許文献６には、第１層のゲートとソースおよびドレイン電極に、不純物としてＮ，Ｏ，Ｓｉ，Ｃを含む第２層を積層した積層配線膜を形成することによって、バリアメタルの省略を可能にする技術が開示されている。
【００１５】
他方、液晶パネルの大型化が進むにつれて配線長さは長尺化しており、それに伴って信号配線の電気抵抗率も著しく増大してきている。この電気抵抗率の増大はＲＣ遅延を引き起こすため、表示品位の低下が懸念される。このため低電気抵抗率配線のニーズが高まっており、低電気抵抗率配線として純Ａｌ等の低電気抵抗率配線材料が用いられている。
【００１６】
ところが、信号線を構成する純アルミニウム配線またはアルミニウム合金配線と透明導電膜とを直接接触させると接触抵抗が上昇し、画面の表示品位が低下する。これは、先に説明した様にアルミニウムが非常に酸化され易いため表面が大気中で容易に酸化され、また、透明導電膜は金属酸化物であるため、成膜時に添加する酸素によってアルミニウムが酸化されて表面に絶縁性の酸化アルミニウムが生成するからである。そして、信号線と透明導電膜との接触界面に絶縁物が生成すると、信号線と透明導電膜間の接触抵抗が高まり、画面の表示品位が低下する。
【００１７】
従来の液晶パネルに使用されているバリアメタルは、純アルミニウム配線またはアルミニウム合金配線の酸化を防ぎ、純アルミニウム配線またはアルミニウム合金配線と透明導電膜との接触を良好にする作用を有しているが、バリアメタルとして使用されるＭｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｗなどの高融点金属は電気抵抗率が高いため、バリアメタルの使用に伴う配線抵抗の上昇が軽視できなくなってきている。
【００１８】
更に、バリアメタルを使用する際に生じる他の不利益として、微細加工が難しいという問題がある。通常、配線の断面形状はカバレッジを考えてテーパ角度４５〜６０°程度のテーパ形状が望ましいとされているが、バリアメタルを用いた積層配線膜では異なる金属を積層した構造になっているため、夫々の金属によってエッチング速度が異なり、例えば図３に略示する様な断面構造になることがある。また、異なった電位を持つ金属が接合するためガルバニック腐食が起こり、図４に示す様な断面構造になることもある。この様な断面構造の配線ではパッシベーション膜のカバレッジが悪くなり、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の動作特性が劣化するなどの問題を引き起こす。
【００１９】
更に加えて、例えば純アルミニウムの配線では耐熱性に問題があり、プロセス中に加わる熱履歴によってヒロックといわれる凸状欠陥が発生し、これが絶縁膜を貫通して、配線がショートするなどの問題を引き起こす。これらのことから、純アルミニウムを使用した場合は、生産ラインでの歩留り低下が実用上の大きな課題となる。
【特許文献１】特開平４−２０９３０号公報
【特許文献２】特開平６−１２５０３号公報
【特許文献３】特開２００１−３５０１５９号公報
【特許文献４】特開２００４−２１４６０６号公報
【特許文献５】特開平１１−２８３９３４号公報
【特許文献６】特開平１１−２８４１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明はこの様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、前述した様な低電気抵抗率配線を実現すると共に微細加工性に優れ、且つ製造工程で加わる熱履歴にも十分耐える耐熱性を兼ね備えた配線膜を備えた表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決することのできた本発明に係る表示装置として、
（Ｉ）ガラス基板上に、透明導電膜と薄膜トランジスタを電気的に接続するアルミニウム合金配線膜が配置された表示装置において、該アルミニウム合金配線膜が、
Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕよりなる元素群Ｑから選ばれる少なくとも１種の元素（以下、単に「元素群Ｑ」ということがある）を０．１〜６原子％含み、且つ、希土類元素，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｗ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｓｎ，Ｆｅよりなる元素群Ｒから選ばれる少なくとも１種の元素（以下、単に「元素群Ｒ」ということがある）を０．１〜６原子％含むアルミニウム合金からなる第一層（Ｘ）と、
純アルミニウム、またはアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金であって、前記第一層（Ｘ）よりも電気抵抗率の低いアルミニウム合金からなる第二層（Ｙ）とを
含む積層構造を有し、第一層（Ｘ）が透明導電膜と直接接しているところに特徴を有しているもの；
（ＩＩ）ガラス基板上に、透明導電膜と薄膜トランジスタを電気的に接続するアルミニウム合金配線膜が配置された表示装置において、該アルミニウム合金配線膜が、
Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｃｏよりなる元素群Ｑ’から選ばれる少なくとも１種の元素（以下、単に「元素群Ｑ’」ということがある）を０．１〜６原子％含み、且つ、希土類元素，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｗ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｓｎ，Ｆｅよりなる元素群Ｒから選ばれる少なくとも１種の元素（以下、単に「元素群Ｒ」ということがある）を０．１〜６原子％含むアルミニウム合金からなる第一層（Ｘ）と、
純アルミニウム、またはアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金であって、前記第一層（Ｘ）よりも電気抵抗率の低いアルミニウム合金からなる第二層（Ｙ）とを
含む積層構造を有し、第一層（Ｘ）が透明導電膜と直接接しているところに特徴を有しているもの；
（ＩＩＩ）ガラス基板上に、透明導電膜と薄膜トランジスタを電気的に接続するアルミニウム合金配線膜が配置された表示装置において、該アルミニウム合金配線膜が、
Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｃｏよりなる元素群Ｑ’から選ばれる少なくとも１種の元素（以下、単に「元素群Ｑ’」ということがある）を０．１〜６原子％含み、且つ、希土類元素群Ｒ１から選ばれる少なくとも１種の元素（以下、単に「元素群Ｒ１」ということがある。好ましくはＬａ［ランタン］，Ｇｄ，Ｙ，Ｎｄ，Ｄｙよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素）と、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｗ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｓｎ，Ｆｅよりなる元素群Ｒ２から選ばれる少なくとも１種の元素（以下、単に「元素群Ｒ２」ということがある。好ましくは、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素）を、Ｒ１とＲ２の合計で０．１〜６原子％含むアルミニウム合金からなる第一層（Ｘ）と、
純アルミニウム、またはアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金であって、前記第一層（Ｘ）よりも電気抵抗率の低いアルミニウム合金からなる第二層（Ｙ）とを
含む積層構造を有し、第一層（Ｘ）が透明導電膜と直接接しているところに特徴を有しているもの；を規定する（以下、上記アルミニウム合金配線膜を、特に「アルミニウム合金積層配線膜」ということがある）。
【００２２】
尚、本発明では、上記の通り、Ｙ（イットリウム）を希土類元素群に含めるものとする。
【００２３】
本発明においては、前記第一層（Ｘ）の膜厚を２０ｎｍ以上とすれば、本発明の特徴である低電気抵抗率と耐熱性がより効果的に発揮されるので好ましい。
【００２４】
本発明の構成材料となる上記透明導電膜としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）もしくは酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）が好適であり、また上記アルミニウム合金配線膜は、第一層（Ｘ）と第二層（Ｙ）を含む積層配線全体の電気抵抗率が４．５μΩ・ｃｍ以下に調整されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、配線膜構造として高い耐熱性を有し、且つ透明導電膜と直接接触可能なアルミニウム合金からなる第一層（Ｘ）と、純アルミニウム、または前掲の第一層（Ｘ）のアルミニウム合金よりも電気抵抗率の小さいアルミニウム合金よりなる第二層（Ｙ）とを含む積層構造とすることにより、配線膜全体として低電気抵抗率を保ちながら、高い耐熱性と形状特性を確保し、且つアルミニウム合金積層配線膜と透明導電膜を直接接触させることができる。また本発明で特徴付けられる積層構造のアルミニウム合金配線膜は、同種の純アルミニウムまたはアルミニウム合金を積層した構造であるため、エッチング速度に極端な違いがなく、パターン形成が容易で微細加工性にも優れている。
【００２６】
また、第一層（Ｘ）の構成材料として、特定の元素群Ｒ２の少なくとも１種の元素を含有させることにより、表示装置の製造過程において、アルミニウム合金配線膜の腐食を抑制して表示品位の良好な表示装置を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】
【００２７】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る表示装置の実施形態を詳細に説明していくが、本発明はもとより図示例に限定される訳ではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能である。
【００２８】
図５は、本発明で採用されるアレイ基板に適用される薄膜トランジスタ部の構造を例示する拡大断面説明図であり、大部分の構成要素は前記図２と同じであるので、同一の部分については同一の符号を付すことによって重複説明は省略する。
【００２９】
図５に示す薄膜トランジスタ部の構造のうち、図２の例と異なっているのは、走査線２５やゲート配線２６、およびソース・ドレイン配線２８，２９の構成するアルミニウム合金材料として、特定のアルミニウム合金からなる第一層（Ｘ）と純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第二層（Ｙ）を含む積層構造とする点にある。
【００３０】
即ち、該積層構造のアルミニウム合金配線膜材料として、耐熱性に優れ且つ透明導電膜と直接電気的な接触が可能なアルミニウム合金である、
（ｉ）Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕよりなる元素群Ｑから選ばれる少なくとも１種の元素を０．１〜６原子％含み、且つ、希土類元素，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｗ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｓｎ，Ｆｅよりなる元素群Ｒから選ばれる少なくとも１種の元素を０．１〜６原子％含むアルミニウム合金からなる第一層（Ｘ）構成材料、または
（ｉｉ）Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｃｏよりなる元素群Ｑ’から選ばれる少なくとも１種の元素を０．１〜６原子％含み、且つ、希土類元素，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｗ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｓｎ，Ｆｅよりなる元素群Ｒから選ばれる少なくとも１種の元素を０．１〜６原子％含むアルミニウム合金からなる第一層（Ｘ）構成材料、または
（ｉｉｉ）Ｎｉ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｃｏよりなる元素群Ｑ’から選ばれる少なくとも１種の元素を０．１〜６原子％含み、且つ、希土類元素群Ｒ１から選ばれる少なくとも１種の元素（好ましくはＬａ，Ｇｄ，Ｙ，Ｎｄ，Ｄｙよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素）と、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｗ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｓｎ，Ｆｅよりなる元素群Ｒ２から選ばれる少なくとも１種の元素（好ましくは、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素）を、Ｒ１とＲ２の合計で０．１〜６原子％含むアルミニウム合金からなる第一層（Ｘ）構成材料と、
純アルミニウム、またはアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金であって、前記第一層（Ｘ）構成材料よりも電気抵抗率の小さいアルミニウム合金を、第二層（Ｙ）の構成材料として用いて、前記図５に示す複層構造（図示例では２層構造）の配線膜を形成する。この様な積層構造とすれば、ゲート電極２６やドレイン電極２９の形成条件に応じて、第一層（Ｘ）と透明導電膜（画素電極）５を直接接触させることが可能となる。
【００３１】
本発明における配線膜の第一層（Ｘ）を構成する材料であるアルミニウム合金を用いると、該アルミニウム合金配線膜と透明電極膜との界面において、元素群Ｑまたは元素群Ｑ’の元素が析出物を形成することによりコンタクト抵抗が減少する。
【００３２】
上記元素群Ｑまたは元素群Ｑ’の中でも、特に好ましいのはＮｉ，Ａｇ，Ｃｕであり、Ｎｉ、ＡｇまたはＣｕを単独で含める他、ＮｉとＡｇ、ＮｉとＣｕ、ＡｇとＣｕのように複合で含有させてもよい。この様に、元素群Ｑまたは元素群Ｑ’から選択される２種類以上を使用した場合にも、アルミニウム合金配線膜と透明電極膜の界面に、Ｎｉの析出物、Ｃｕの析出物、Ａｇの析出物が形成され、このＮｉの析出物、Ｃｕの析出物、Ａｇの析出物のそれぞれがアルミニウム合金と透明電極膜とのコンタクト抵抗低減効果を発揮する。つまり、元素群Ｑまたは元素群Ｑ’に含まれる元素を複合添加した場合も、それぞれの元素添加の効果が相殺されることなくコンタクト抵抗低減効果が発揮される。
【００３３】
即ち本発明では、上配線膜の第一層（Ｘ）を構成する材料として、透明導電膜とアルミニウム合金配線膜とのコンタクト抵抗の低減化に有効な合金元素である前記元素群Ｑまたは元素群Ｑ’から選ばれる元素を選択し、その１種もしくは任意の組合せで２種以上を使用し、それらを合計含量で０．１〜６原子％含有させると共に、耐熱性改善効果を有する合金成分として、前記元素群Ｒから選ばれる元素を選択し、その１種もしくは任意の組合せで２種以上を使用し、それらを合計含量で０．１〜６原子％含有させ、このアルミニウム合金を第一層（Ｘ）構成材料とすることで、優れた耐熱性（耐ヒロック性）を確保しつつ、透明導電膜との直接接触を可能にしている。
【００３４】
ちなみに、前記元素群Ｑまたは元素群Ｑ’の含有量が０．１原子％未満では、透明導電膜とアルミニウム合金配線膜とのコンタクト抵抗低減効果が不十分で満足のいく導電性が得られ難くなり、逆に元素群Ｑまたは元素群Ｑ’の含有量が６原子％を超えると、配線のエッチング時に残渣が発生するため、微細加工が難しくなるとともに、配線膜自体の電気抵抗率が高くなる。
【００３５】
また、前記元素群Ｒの含有量が０．１原子％未満では、耐熱性改善効果が不十分となってヒロックの発生が満足に防止できなくなり、逆に６原子％を超えて多くなり過ぎると、配線のエッチング時に残渣が発生するため、微細加工が難しくなるとともに、配線膜自体の電気抵抗率が高くなる。元素群Ｒの中で特に好ましいのは、希土類元素であり、中でもＹ，Ｎｄ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｄｙが好ましく、これらを単独で用いる他、ＬａとＧｄ、ＤｙとＬａ、ＮｄとＹのように複合で含有させてもよい。
【００３６】
ところで、表示装置におけるＴＦＴアレイ基板を作製するプロセスでは、アルミニウム積層配線が剥き出しになる工程があるため、アルミニウム合金配線膜表面が、アミン系成分を含むフォトレジストの剥離液（液性がアルカリ性であるアミン系剥離液）等の種々の薬液に曝露される場合がある。この様な剥離液によるダメージは、エッチング後の実配線に残るため深刻である。よって、表示装置の作製条件によっては、アルミニウム合金配線膜に薬液耐性が要求される場合がある。
【００３７】
上記元素群Ｒのうち、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｗ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｓｎ，Ｆｅは、上記の通り耐熱性の向上に寄与すると共に、上記薬液耐性の向上にも有効な元素である。よって、耐熱性と薬液耐性のどちらも確実に高めるには、
・希土類元素群Ｒ１から選ばれる少なくとも１種の元素（好ましくはＬａ，Ｇｄ，Ｙ，Ｎｄ，Ｄｙよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素）、および
・Ｍｇ，Ｍｎ，Ｖ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｗ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｓｎ，Ｆｅよりなる元素群Ｒ２から選ばれる少なくとも１種の元素（好ましくは、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素）
を、前記元素群Ｑ’と共に含有させるのがよい。
【００３８】
元素群Ｒ２から選択される２種以上の元素として、例えばＮｂとＴｉなどの様に複合で用いた場合でも、アミン系剥離液（液性はアルカリ性）等の薬液に対する耐性を十分向上させることができる。
【００３９】
この様な効果を十分に発揮させるには、Ｒ２の元素を少なくとも０．１原子％含有させることが好ましい。
【００４０】
また、Ｒ１とＲ２は合計で０．１〜６原子％（Ｒ１＞０原子％、かつＲ２＞０原子％）含有させるのがよい。これらの合計が０．１原子％未満では、耐熱性改善効果が不十分となってヒロックの発生が満足に防止できなくなり、逆に６原子％を超えて多くなり過ぎると、配線のエッチング時に残渣が発生するため、微細加工が難しくなるとともに、配線膜自体の電気抵抗率が高くなる。尚、上記希土類元素群Ｒ１から選択される２種以上の元素として、ＬａとＧｄ、ＤｙとＬａ、ＮｄとＹのように複合で使用することができる。
【００４１】
また本発明では、上記第一層（Ｘ）構成材料の特定に加えて、該第一層（Ｘ）の下層側に、上記第一層（Ｘ）よりも電気抵抗率の小さい純アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第二層（Ｙ）を形成することが不可欠の要件となる。その理由は、配線膜として極力低電気抵抗率で高レベルの導電性を確保するためである。
【００４２】
そして、上記第一層（Ｘ）と第二層（Ｙ）の作用効果をより効果的に発揮させるには、それらを含むアルミニウム合金積層配線膜における第一層（Ｘ）の膜厚を２０ｎｍ以上とすることが望ましい。その理由は、第一層（Ｘ）の膜厚が２０ｎｍ未満では、ＴＦＴ製造プロセス中に加わる熱履歴によって第二層（Ｙ）に発生するヒロックと呼ばれる凸状欠陥の抑制効果が不十分で、本発明で意図するレベルの耐熱性が得られ難くなるからである。この耐熱性の観点から、全膜厚に対する第一層（Ｘ）の割合は少なくとも５％確保するのがよい。尚、第一層（Ｘ）の膜厚の上限は特に制限されず、積層配線膜全体の電気抵抗を考慮して決めればよい。
【００４３】
本発明では、上記の様に透明導電膜と直接接触されるアルミニウム合金配線膜として、所定組成の第一層（Ｘ）と第二層（Ｙ）を含む積層構造とするところに特徴を有しているが、更に下記の様な特性を付与するため、上記第二層（Ｙ）の下層側に、下記の通り第三層を形成することも有効である。
【００４４】
即ち、上記アルミニウム合金配線膜をソース・ドレイン電極に適用する場合、該電極とドープト半導体層との間の拡散を抑制することが必要となる。第二層（Ｙ）の例えば純アルミニウムをドープトアモルファスシリコン層に直接接続させた場合、ＴＦＴアレイ基板作製時に加わる熱履歴によって純アルミニウムとドープトアモルファスシリコン層の相互拡散が起こりやすくなり、ＴＦＴの特性が劣化し、表示装置の表示品位が低下しやすくなる。この拡散を抑制すべく、従来からモリブデンやクロムといったバリアメタルを形成することが行われてきた。しかし、この様に純アルミニウムやアルミニウム合金からなる配線とバリアメタルを積層すると、電気抵抗が上昇したり、異種金属間のエッチレート差が原因で、配線の微細加工や良好なテーパ形成（４５〜６０°程度とするのがよい）を行うことが難しいなどの問題が発生する。
【００４５】
そこで、例えばアモルファスシリコン表面をプラズマ窒化処理するなどした上で、上記第二層（Ｙ）の下層側に、第三層として、耐熱性と導電性を兼備した本発明のアルミニウム合金層（例えば、Ａｌ−２原子％Ｎｉ−０．３５原子％Ｌａなど）を形成し、Ｘ／Ｙ／Ｘ’／表面窒化アモルファスシリコン層（ＸとＸ’は同一または異種のアルミニウム合金で構成されている）の構造とし、ソース・ドレイン電極を純アルミニウムやアルミニウム合金の３層の積層構造とすることも有効である。尚、第三層（Ｘ’）の好ましい合金組成や膜厚などは上述した第一層（Ｘ）の場合と本質的に変わりがない。
【００４６】
上記相互拡散抑制効果を付与するその他の構造として、アモルファスシリコン層上であって上記第二層（Ｙ）の下層側に、第三層として、上記元素群Ｒ２の１種以上を少なくとも０．１原子％含むアルミニウム合金層（例えば、Ａｌ−２原子％Ｎｉ−０．３５原子％Ｌａ−１原子％Ｎｂなど）を形成し、Ｘ／Ｙ／Ｘ’／アモルファスシリコン層（ＸとＸ’は同一または異種のアルミニウム合金で構成されている）の構造とし、ソース・ドレイン電極を純アルミニウムやアルミニウム合金の３層の積層構造とすることも有効である。尚、第三層（Ｘ’）の好ましい合金組成や膜厚などは上述した第一層（Ｘ）の場合と本質的に変わりがない。
【００４７】
但し、第一層（Ｘ）と第三層の合金組成や膜厚などが同一である必要はなく、上述した好ましい合金組成や膜厚範囲の中から、各々最適の合金組成や膜厚に設定すればよい。
【００４８】
この様な配線構造とすることにより、ソース・ドレイン電極においても、アモルファスシリコン層とソース・ドレイン電極層との相互拡散を抑制しながら、低電気抵抗率かつ微細加工可能なアルミニウム電極を形成することができる。
【００４９】
上記積層構造のアルミニウム合金配線膜は、スパッタリング法によって形成するのが一般的であり、２層構造とする場合は、第二層（Ｙ）構成材料をスパッタリングにより成膜してからその上に第一層（Ｘ）を積層形成すればよく、また、上述の様な相互拡散抑制効果を付与すべく上記３層構造とする場合は、第三層→第二層→第一層の順に各層構成材料をスパッタリングによって積層形成していけばよい。該アルミニウム合金積層膜を形成した後、所定のパターニングを行ってから、断面形状をカバレッジの観点から好ましくはテーパ角度４５〜６０°程度のテーパ状に加工しておくのがよい。
【００５０】
そして、該アルミニウム合金積層配線膜を形成し、更に透明導電膜からなる画素電極を形成した後、好ましくは１５０〜４００℃の温度に加熱処理すると、上記アルミニウム合金積層配線膜における第一層（Ｘ）中に非平衡で固溶した前記合金元素の一部若しくは全部が、透明導電膜との接触界面に析出物や金属間化合物として生成し、或は濃化層を形成し、低電気抵抗率の導電接触を実現する。しかも該第一層（Ｘ）は第二層（Ｙ）の保護層としての機能も果たし、ヒロックの発生も防止する。
【００５１】
次に、図５に示したＴＦＴアレイ基板１の製造工程の概略を、図６〜１２の例に沿って説明する。ここでスイッチング素子として形成される薄膜トランジスタは、水素化アモルファスシリコンを半導体層として用いたアモルファスシリコンＴＦＴを例示している。
【００５２】
まずガラス基板１ａに、スパッタリングなどの手法で例えば膜厚２００ｎｍ程度の純アルミニウム薄膜からなる第二層（Ｙ）を成膜し、その上部に、耐熱性に優れ、透明導電膜と直接接触可能な例えばＡｌ−２原子％Ｎｉ−０．３５原子％Ｌａなどのアルミニウム合金からなる第一層（Ｘ）を、スパッタリングなどの手法で例えば１００ｎｍ程度の膜厚で成膜し、得られるアルミニウム合金積層配線膜をパターニングすることによって、ゲート電極２６と走査線２５を形成する（図６）。このとき、後述するゲート絶縁膜のカバレッジがよくなる様に、アルミニウム合金積層配線膜は、その周縁をテーパ角度約４５〜６０°のテーパ状にエッチングしておくのがよい。
【００５３】
次いで図７に示す如く、例えばプラズマＣＶＤ法等によって例えば膜厚が約３００ｎｍ程度のゲート絶縁膜（酸化シリコン膜：ＳｉＯｘ）２７を形成し、更に、例えば膜厚５０ｎｍ程度の水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ）と、膜厚３００ｎｍ程度の窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）を成膜する。
【００５４】
続いて、ゲート電極２６をマスクとする裏面露光によって、図８に示す如く窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）をパターニングし、チャネル保護膜を形成する。更にその上に、燐をドーピングした例えば膜厚５０ｎｍ程度のｎ＋型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ）を成膜した後、図９に示す如く水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ）とｎ＋型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ）をパターニングする。
【００５５】
そしてその上に、例えば膜厚１５０ｎｍ程度の純アルミニウム薄膜からなる第二層（Ｙ）をスパッタリング法などで成膜し、その上層にスパッタリングなどの手法で、例えばＡｌ−２原子％Ｎｉ−０．３５原子％Ｌａの如き透明導電膜と直接接触可能な第一層（Ｘ）を成膜してアルミニウム合金積層配線膜を作製した後、図１０に示す様にパターニングすることによって、信号線と一体のソース電極２８と、透明導電膜（画素電極）５に接触されるドレイン電極２９を形成する。更に、ソース電極２８とドレイン電極２９をマスクとして、チャネル保護膜（ＳｉＮＸ）上のｎ＋型水素化アモルファスシリコン膜（ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ）を除去する。
【００５６】
そして図１１に示す如く、例えばプラズマＣＶＤ装置などを用いて、窒化シリコン膜３０を、例えば膜厚３００ｎｍ程度で成膜することにより保護膜を形成する。このときの成膜は、例えば３００℃程度で行われる。そしてこの窒化シリコン膜３０の上にフォトレジスト３１を形成した後、該窒化シリコン膜３０をパターニングし、例えばドライエッチング等によって窒化シリコン膜３０にコンタクトホール３２を形成する。この際、窒化シリコン膜３０のエッチング完了後も、更に窒化シリコンのエッチングに要する時間＋１００％程度のオーバーエッチングを加える。この処理でアルミニウム合金積層配線膜も１０ｎｍ程度エッチングされる。
【００５７】
更に図１２に示す如く、例えば酸素プラズマによるアッシング工程を経た後、例えばアミン系等の剥離液を用いてフォトレジスト３１の剥離処理を行い、最後に図１３に示す如く例えば膜厚４０ｎｍ程度の透明導電膜（ＩＴＯ膜またはＩＺＯ膜）を成膜し、パターニングによって透明導電膜（画素電極）５を形成すると、ＴＦＴアレイ基板が完成する。
【００５８】
この様な工程で形成されたＴＦＴアレイ基板は、前記図５に示した様に透明導電膜（画素電極）５とアルミニウム合金積層配線膜によって形成されたドレイン電極２９とが直接コンタクトし、更にアルミニウム合金積層配線膜［第一層（Ｘ）と第二層（Ｙ）からなる積層膜］とアモルファスシリコンとが直接接触したものとなる。
【００５９】
このとき、
（Ａ）第二層（Ｙ）を構成する純アルミニウムまたはアルミニウム合金膜上に、第一層（Ｘ）を構成するアルミニウム合金膜を積層して、アルミニウム合金積層配線膜を形成する際に熱履歴を加える；または
（Ｂ）配線膜形成後のコンタクトホールエッチング前に熱履歴を加える；
ことにより、上記添加元素を含む析出物、もしくはアルミニウムを含む固溶元素の金属間化合物をアルミニウム粒界に生成せしめ、その後、コンタクトホールエッチング工程でオーバーエッチング時間を追加することによって、アルミニウム合金積層配線膜の表面に添加元素の析出物もしくは金属間化合物の一部を分散させれば、アルミニウム合金積層配線膜と透明導電膜を直接接続させた場合のコンタクト抵抗を低く抑えることができる。
【００６０】
次に、本発明が適用される第２の実施例に係る薄膜トランジスタの構造を説明する。
【００６１】
図１４は、本発明のアレイ基板に適用される第２の実施例に係る薄膜トランジスタの構造を概略的に示す拡大断面説明図で、図５〜１３と同じ材料部分については同じ符合を付している。この例では、トップゲート構造の薄膜トランジスタが適用される。
【００６２】
図１４に示す如く、ガラス基板１ａ上には、前記図５に示したのと同様のアルミニウム合金積層配線膜［特定のアルミニウム合金からなる第一層（Ｘ）と純アルミニウムまたは特定のアルミニウム合金からなる第二層（Ｙ）との積層膜］によって走査線が形成され、該走査線の一部は、薄膜トランジスタのオン・オフを制御するゲート電極２６として機能する。また、層間絶縁膜（ＳｉＯｘ）を介して該走査線と交差する様にアルミニウム合金積層配線膜で信号線が形成され、該信号線の一部は薄膜トランジスタのソース電極として機能する。
【００６３】
層間絶縁膜（ＳｉＯｘ）上の画素領域には、例えばＩｎ２Ｏ３にＳｎＯを含有させたＩＴＯ膜またはＩｎ２Ｏ３にＺｎＯを含有させたＩＺＯ膜で形成された透明導電膜（画素電極）５が配置され、また、アルミニウム合金積層配線膜によって形成された薄膜トランジスタのドレイン電極２９は、透明導電膜（画素電極）５に電気的に接続される接続電極部として機能する。即ち、アルミニウム合金積層配線膜によって形成された薄膜トランジスタのドレイン電極２９は、透明導電膜（画素電極）５に直接コンタクトして電気的に接続している。
【００６４】
従って、前記図５の例と同様に、ＴＦＴアレイ基板に走査線を介してゲート電極２６にゲート電圧が供給されると、薄膜トランジスタがオン状態となり、予め信号線に供給された駆動電圧がソース電極２８からドレイン電極２９を介して透明導電膜（画素電極）５へ供給され、透明導電膜（画素電極）５に所定レベルの駆動電圧が供給されると、前記図１で説明したのと同様に、対向電極２との間に電位差が生じ、液晶層３に含まれる液晶分子が配向して光変調を行う。
【００６５】
次に、図１４に示したＴＦＴアレイ基板の製法について説明する。この第２の実施例に係るアレイ基板に備えられた薄膜トランジスタは、ポリシリコン膜（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を半導体層とするトップゲート構造であり、図１５〜２１は第２の実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造工程を概略的に示した図である。
【００６６】
まずガラス基板１ａ上に、例えばプラズマＣＶＤ法などによって例えば基板温度３００℃程度で、膜厚５０ｎｍ程度の窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）と膜厚１００ｎｍ程度の酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）、更には、膜厚が例えば５０ｎｍ程度の水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を成膜し、該水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ）をポリシリコン化するため、熱処理とレーザーアニールを行う。熱処理は例えば４７０℃程度で１時間程度行い、脱水素処理を行った後、例えばエキシマレーザーアニール装置を用いて、例えばエネルギー約２３０ｍＪ／ｃｍ２程度の条件でレーザーを水素化アモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ）に照射し、例えば厚さ０．３μｍ程度のポリシリコン膜（ｐｏｌｙ‐Ｓｉ）を得る（図１５）。
【００６７】
その後、図１６に示す如く、プラズマエッチング等によってポリシリコン膜（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）をパターニングし、次いで図１７に示す如く、酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）を例えば膜厚１００ｎｍ程度で成膜してゲート絶縁膜２７とする。得られるゲート絶縁膜２７上に、走査線と一体のゲート電極２６となるアルミニウム合金積層配線膜を、例えばスパッタリング等によって膜厚２００ｎｍ程度に成膜する。このアルミニウム合金積層配線膜は、前記図６の例と同様に、例えば純アルミニウム薄膜からなる第二層（Ｙ）とその上に形成される優れた耐熱・導電性を示す第一層（Ｘ）を含む積層構造とする。次いで、該積層配線膜をプラズマエッチング等の方法でパターニングすることにより、走査線と一体のゲート電極２６を形成する。
【００６８】
続いて図１８に示す如く、フォトレジスト３１でマスクを形成し、例えばイオン注入装置などにより、例えばリンを５０ｋｅＶ程度で１×１０１５個／ｃｍ２程度ドーピングし、ポリシリコン膜（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）の一部にｎ＋型ポリシリコン膜（ｎ＋ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を形成してからフォトレジスト３１を剥離し、例えば５００℃程度で熱処理することによって拡散させる。
【００６９】
続いて図１９に示す如く、例えばプラズマＣＶＤ装置などを用いて、酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）を例えば膜厚５００ｎｍ程度、基板温度３００℃程度で成膜して層間絶縁膜を形成した後、同様にフォトレジストをパターニングすることにより層間絶縁膜（ＳｉＯｘ）とゲート絶縁膜２７の酸化シリコン膜をドライエッチングし、コンタクトホールを形成する。そしてスパッタリングにより、前記と同様に例えば純アルミニウムからなる第二層（Ｙ）と優れた耐熱・導電性を示す第一層（Ｘ）とからなるアルミニウム合金積層配線膜を、膜厚４５０ｎｍ程度で成膜した後パターニングすることによって、信号線に一体のソース電極２８とドレイン電極２９を形成する。その結果、ソース電極２８とドレイン電極２９は、各々コンタクトホールを介してｎ＋型ポリシリコン膜（ｎ＋ｐｏｌｙ−Ｓｉ）にコンタクトされる。
【００７０】
その後、図２０に示す如く、プラズマＣＶＤ装置などにより窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）を例えば膜厚５００ｎｍ程度、基板温度３００℃程度で成膜することにより保護膜とする。そして、その上にフォトレジスト３１を形成してから窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）をパターニングし、例えばドライエッチングによって該窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）にコンタクトホール３２を形成した後、更に窒化シリコンのエッチングに要する時間に加えて１００％程度のオーバーエッチングを行う。この処理で、アルミニウム合金積層配線膜の表面も１０ｎｍ程度エッチングされる。
【００７１】
その後、図２１に示す如く、例えば酸素プラズマによるアッシング工程を経て前記と同様にアミン系剥離液などを用いてフォトレジスト３１の剥離処理を行った後、例えばスパッタリングにより膜厚１００ｎｍ程度のＩＴＯ膜またはＩＺＯ膜を成膜する。ＩＴＯ膜またはＩＺＯ膜を成膜する際にチャンバー内で、ウエットエッチングによりパターニングして透明導電膜（画素電極）５を形成する。この処理で、ドレイン電極２９は透明導電膜（画素電極）５に直接コンタクトされた状態となる。
【００７２】
その後、トランジスタの特性を安定させるため、例えば３５０℃程度で１時間程度アニールすると、第２の実施例に係るポリシリコンＴＦＴアレイ基板が完成する。
【００７３】
上述した第２の実施例に係るＴＦＴアレイ基板、および該ＴＦＴアレイ基板を備えた液晶表示装置によれば、先に説明した第１の実施例と同等の効果が得られる。
【００７４】
なお、前記アルミニウム合金積層配線膜の第一層（Ｘ）となる材料は、非平衡状態で固溶した合金成分の一部または全部を、析出物、金属間化合物もしくは濃化層として形成させておくのがよい。
【００７５】
上記アルミニウム合金積層配線膜を形成する方法としては蒸着法やスパッタリング法などが挙げられるが、これらの中でも特に好ましいのはスパッタリング法である。
【００７６】
そして、上記アルミニウム合金積層配線膜上に絶縁膜を形成し、該絶縁膜にコンタクトホールエッチングを行った後、引き続いてアルミニウム合金積層配線膜をアルミニウム合金表面から前掲の特許文献４に示したのと同様にしてライトエッチングし、該アルミニウム合金積層配線膜の第一層（Ｘ）中に非平衡状態で固溶した合金成分の一部または全部の析出物もしくは金属間化合物を、アルミニウム合金積層配線の表面に分散析出させれば、その上に形成される透明導電膜との接触抵抗をより一層低減できるので好ましい。
【００７７】
かくして得られるＴＦＴアレイ基板を使用し、前記図１に示した様な平面表示デバイスとしての液晶表示装置を完成させる。
【００７８】
即ち、上述の様にして完成したＴＦＴアレイ基板（図５や図１４）の表面に、例えばポリイミドを塗布し、乾燥してからラビング処理を行って配向膜を形成する。
【００７９】
一方、前記図１に示した様な対向基板２は、まずガラス基板に、例えばクロムをマトリクス状にパターニングすることによって遮光膜９を形成し、該遮光膜９の間隙に、樹脂製の赤、青、緑のカラーフィルタ８を形成する。この遮光膜９とカラーフィルタ８上に、ＩＴＯの如き透明な導電膜を共通電極７として配置することにより対向電極２を形成する。そして、該対向電極２の最上層に例えばポリイミドを塗布し、乾燥してからラビング処理を行って配向膜１１を形成する。
【００８０】
そして、アレイ基板１と対向基板２の配向膜１１が形成されている面を夫々対向配置し、樹脂製などのシール材１６により液晶の封入口を除いて２枚の基板を貼り合わせる。このとき２枚の基板間には、スペーサー１５を介するなどして２枚の基板間のギャップを略一定に保つ。
【００８１】
かくして得られる空セルを真空中に置き、封入口を液晶に浸した状態で徐々に大気圧に戻していくことにより、空セルに液晶分子を含む液晶材料を注入して液晶層を形成し、封入口を封止する。最後に、セルの外側の両面に偏光板１０を貼り付けて液晶パネルを完成させる。
【００８２】
更には前記図１に示した如く、液晶表示装置を駆動するドライバ回路を液晶パネルに電気的に接続し、液晶パネルの側部あるいは裏面部に配置する。そして、液晶パネルの表示面を規定する開口を含むフレームと、面光源をなすバックライト２２と導光板２０と保持フレーム２３によって液晶パネルを保持すると、液晶表示装置が完成する。
【実施例１】
【００８３】
次に、本発明で特徴付けられるアレイ基板上のアルミニウム合金積層配線膜の具体的な実施例について、２層構造からなるアルミニウム合金積層配線膜の電気抵抗率、透明導電膜とアルミニウム合金積層配線膜の間のコンタクト抵抗、耐熱性、微細加工性の測定結果を表１に示す。
【００８４】
実験条件は下記の通りとした。
【００８５】
１）第二層（Ｙ）としては純アルミニウムを用い、第一層（Ｘ）としては、耐熱性に優れ、かつ透明導電膜と直接電気的に接触可能なアルミニウム合金である前記元素群Ｑまたは元素群Ｑ’から選ばれる少なくとも１種の元素を所定量含み、かつ前記元素群Ｒから選ばれる少なくとも１種の元素を所定量含有するアルミニウム合金を使用し、スパッタリング法によって第一層（Ｘ）と第二層（Ｙ）からなる積層膜を作製した。配線膜の厚さは積層構造全体で約３００ｎｍ一定とした。
【００８６】
スパッタリング装置としては島津製作所製の商品名「ＨＳＭ−５５２」を使用し、ＤＣマグネトロンスパッタリング法（背圧：０．２７×１０−３Ｐａ以下、Ａｒガス圧：０．２７Ｐａ、Ａｒガス流量：３０ｓｃｃｍ、スパッタパワー：ＤＣ２６０Ｗ、極間距離：５０．４ｍｍ、基板温度：室温）によって、ガラス基板（コーニング社製の＃１７３７、サイズは、電気抵抗率と耐熱性の評価用が直径５０．８ｍｍ×厚さ０．７ｍｍ、コンタクト抵抗率評価用が直径１０１．６ｍｍ×厚さ０．７ｍｍ）上に純アルミニウム膜（厚さ約１００ｎｍ）とアルミニウム合金膜（厚さ約３００ｎｍ）とからなる積層配線膜を形成した。
【００８７】
２）第一層（Ｘ）の合金成分は表１に示す通りとした。
【００８８】
３）電気抵抗率の測定：各アルミニウム合金積層配線膜の作製後、フォトリソグラフィー・ウェットエッチングにより電気抵抗率測定用のパターンを作製し、成膜後に３５０℃で１時間熱処理した後の電気抵抗率を直流四探針法により測定した。そして、配線全体の電気抵抗率が４．５μΩ・ｃｍを超えるものを（×：不良）、４．５μΩ・ｃｍ以下で４．０μΩ・ｃｍ超のものを（○：良好）、４．０μΩ・ｃｍ以下のものを（◎：優良）とした。
【００８９】
４）透明導電膜（ＩＴＯ）とのコンタクト抵抗の測定： コンタクト抵抗の測定は、図２２（ａ）に示す様なケルビンパターンを下記の通り作製して行った。即ち、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）のＸ−Ｘ断面図であるが、この図２２（ｂ）に示す様に、ガラス基板の代わりに、基板と絶縁を取るため表面に厚さ４００ｎｍの酸化膜（ＳｉＯ２酸化膜）を形成したシリコンウェハ４１を使用し、純アルミニウム薄膜からなる第二層４２（Ｙ）をスパッタリング法によって２００ｎｍ程度成膜し、更にその上部に、表１の成分組成の第一層４２（Ｘ）を１００ｎｍ程度スパッタリング法によって成膜し、全膜厚を３００ｎｍとして、その後パターニングする。その後、ＣＶＤ法によって厚さ３００ｎｍの層間絶縁膜（ＳｉＮｘ）４３を成膜した後、そのまま真空の成膜チャンバー内で１時間熱処理を行ってから取り出した。その後、フォトリソグラフィーによって１辺が１０μｍの正方形状のコンタクトホールをパターニングし、サムコ社製ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）エッチング装置を用いて、フッ素系プラズマでエッチングすることによってコンタクトホール４４を形成した。この時、層間絶縁膜のエッチング時間を延ばし、時間換算で１００％のオーバーエッチングを行った。この処理でアルミニウム合金積層配線膜の表層は厚さ約１０ｎｍ取り除かれた。
【００９０】
その後、酸素プラズマアッシング、剥離液によるレジスト剥離を行った。なお剥離液としては、東京応化社製の「剥離液ＴＯＫ１０６」を使用し、７０℃で１０分間洗浄した。この時、アルミニウム合金積層配線膜４２の表層に形成されたフッ化物や酸化物、炭素などのコンタミネーションが取り除かれる（厚さで約数ｎｍ）。そして、画素電極（透明導電膜）４５として、酸化インジウムに１０質量％の酸化錫を加えた酸化インジウム錫（ＩＴＯ）をスパッタリングによって２００ｎｍ成膜した。成膜雰囲気に酸素を添加してＩＴＯ成膜を行った。具体的には、Ａｒ／Ｏ２＝３０／０．２ｓｃｃｍ、ガス圧：２ｍＴｏｒｒ、スパッタパワーＤＣ：１５０Ｗで成膜を行い、電気抵抗率が２×１０−４Ω・ｃｍ程度の電気抵抗率のＩＴＯ膜をスパッタリングによって成膜した。そしてパターニングを行い、画素電極（ＩＴＯ膜）４５を形成した。
【００９１】
次にコンタクト抵抗の測定には、四端子のマニュアルプローバーと半導体パラメータアナライザー「ＨＰ４１５６Ａ」（ヒューレットパッカード社製）を用いた。この測定では、アルミニウム合金積層配線膜４２の１端子（図２２（ａ）のＩ１）とＩＴＯ膜４５の１端子（図２２（ａ）のＩ２）の間で電流を流し、他端子間の電圧（図２２（ａ）のＶ３、Ｖ４）を測定した。そして、電圧を測定した２端子間の電位差ΔＶ＝（Ｖ３−Ｖ４）を求め、Ｒ（コンタクト抵抗）＝ΔＶ／Ｉ２から、コンタクト抵抗を求めた。この方法によれば、配線抵抗の影響を除いたＩＴＯ膜／Ａｌ合金積層配線膜の接合部分の純粋な電気抵抗率（コンタクト抵抗）を測定することができる。
【００９２】
なお、コンタクト抵抗の評価は、２００Ω以下のものを（◎：優良）、２００Ωを超えて５００Ω以下のものを（○：良好）、５００Ωを超えるものを（×：不良）とした。
【００９３】
５）耐熱性試験：アルミニウム合金積層配線膜の耐熱性を調査するために、各アルミニウム合金積層配線膜を作製してから、フォトリソグラフィー・ウェットエッチングによって配線パターンを形成し、次いで、３５０℃で１時間の熱処理を加えた後、配線膜表面に生じるヒロックと呼ばれる凸状欠陥の個数を光学顕微鏡により観察した。そして、１ｍ２当たりのヒロックの個数が１０９個未満のものを（◎：優良）、それ以上のものを（×：不良）と評価した。
【００９４】
６）また微細加工性は、アルミニウム合金積層配線膜を、塩素系プラズマを用いてドライエッチングし配線状にパターニングしたもの（レジストが残っている状態のもの）について、ＳＥＭを用いて、上記アルミニウム合金積層配線の断面形状とエッチング残渣を観察して評価した。詳細には、図２３の通り、配線と配線の間の溝（配線パターンの存在しない箇所）に配線材料であるエッチング残渣がない場合を（◎：優良）、図２４の通り、粒状にみえるエッチング残渣が存在する場合を（×：不良）と評価した。
【００９５】
そして、電気抵抗率、コンタクト抵抗、耐熱性、微細加工性の全てが◎であるものは◎と総合評価し、少なくとも１つが○であるものは○、１以上の×があるものは×と総合評価した。
【００９６】
表１は、第一層（Ｘ）構成材としてＡｌ−元素群Ｑまたは元素群Ｑ’−０．３５原子％Ｌａ合金を用いたときに、元素群Ｑまたは元素群Ｑ’の含有量が電気抵抗率、コンタクト抵抗、耐熱性、微細加工性に与える影響を示している。第一層（Ｘ）の膜厚は１００ｎｍとし、第二層（Ｙ）には純アルミニウムまたは表１に示す組成のアルミニウム合金を使用し、積層配線膜全体の厚さは３００ｎｍ一定としている。
【００９７】
参考までに、従来より使用されている配線構造を模擬して、第一層としてバリアメタル層（Ｍｏ）を形成し、かつ第二層としてＡｌ−２原子％Ｎｄを形成した場合についても評価を行った。
【００９８】
【表１】
2008098611.tif 000003
【００９９】
表１に示す様に、元素群Ｑまたは元素群Ｑ’の含有率が０．１原子％未満では、ＩＴＯとのコンタクト抵抗が高くなり、実用に適さない。また、元素群Ｑまたは元素群Ｑ’の含有量が６原子％を超えると、配線材としての電気抵抗率が大きくなり、本発明で意図するレベルの電気抵抗率が得られなくなる。
【０１００】
次に表２，３は、第一層（Ｘ）としてＡｌ−２原子％Ｎｉ−元素群Ｒ合金において、元素群Ｒの種類と含有量が、電気抵抗率、コンタクト抵抗、耐熱性、微細加工性に与える影響を示している。第一層（Ｘ）の膜厚は１００ｎｍ、第二層（Ｙ）は純アルミニウムまたは表３に示す組成のアルミニウム合金とし、積層配線膜全体の厚さは３００ｎｍ一定とした。
【０１０１】
参考までに、従来より使用されている配線構造を模擬して、第一層としてバリアメタル層（Ｍｏ）を形成し、かつ第二層としてＡｌ−２原子％Ｎｄを形成した場合についても評価を行った。
【０１０２】
表２、表３からも明らかな様に、元素群Ｒについては何れも類似の傾向を示しており、元素群Ｒの含有量が０．１原子％未満では、耐熱性が不十分で実用にそぐわない。また、元素群Ｒの含有量が６原子％を超えると微細加工性に劣る。
【０１０３】
【表２】
2008098611.tif 000004
【０１０４】
【表３】
2008098611.tif 000005
【０１０５】
表４，５，６は、元素群Ｑまたは元素群Ｑ’、元素群Ｒの種々の組合せ（各含有量は、元素群Ｑまたは元素群Ｑ’；２原子％、元素群Ｒ；０．３５原子％で共通）において、第一層（Ｘ）と第二層（Ｙ）の膜厚が、積層膜としての電気抵抗率、コンタクト抵抗、耐熱性、微細加工性に与える影響を示している。いずれの組成においても、第一層（Ｘ）が厚くなるほど耐熱性は向上し、ＩＴＯ膜とのコンタクト抵抗は安定化する傾向を示している。また、第一層（Ｘ）の膜厚を薄くすると配線の電気抵抗率は減少するが、薄くし過ぎると耐熱性が悪化傾向となる。従って、第一層（Ｘ）の膜厚は本発明における必須の要件ではないが、本発明の特徴をより確実に発揮させるには、第一層（Ｘ）の上記好適膜厚を満たす様に調整するのがよい。
【０１０６】
【表４】
2008098611.tif 000006
【０１０７】
【表５】
2008098611.tif 000007
【０１０８】
【表６】
2008098611.tif 000008
【０１０９】
上記は、元素群Ｑまたは元素群Ｑ’、元素群Ｒの種類や含有率、第一層（Ｘ）と第二層（Ｙ）の膜厚比率などについての実験結果を示したが、これらの実験によって確認された元素群Ｑまたは元素群Ｑ’、元素群Ｒの種類や含有率、第一層（Ｘ）の膜厚が全て好適要件を満たすアルミニウム積層合金配線膜を用いて液晶表示装置を試作したところ、製造歩留り・表示品位ともに従来のＩＴＯ−バリアメタル−Ａｌ合金の組合せ、およびＩＴＯ−Ａｌ合金単層膜との組合せに比べて、何れも同等以上の性能が得られることが確認された。
【０１１０】
尚、表４における、第一層（Ｘ）の組成がＡｌ−２Ｎｉ−０．３５Ｌａで第一層（Ｘ）の膜厚が１０ｎｍの例は、コンタクト抵抗が表４の他の例よりも高くなっているが、これは、前記オーバーエッチングにより第二層（純アルミニウム膜）が露出している状態にあるためと思われる。
【０１１１】
かくして本発明によれば、元素群Ｑまたは元素群Ｑ’、元素群Ｒの種類や含有率（好ましくは第一層（Ｘ）の膜厚も）を特定することで、上部バリアメタルの省略が可能となり、優れた耐熱性を確保しつつ低電気抵抗率で、安定してＩＴＯ膜との電気的な直接接触を実現できることが確認された。
【実施例２】
【０１１２】
更に、本発明で特徴づけられるアレイ基板上のアルミニウム合金積層配線膜の具体的な実施例について、２層構造からなるアルミニウム合金積層配線膜の薬液耐性（アルカリ溶液による腐食耐性）の評価結果を、電気抵抗率、透明導電膜（ＩＴＯ膜）とアルミニウム合金積層配線膜の間のコンタクト抵抗、および耐熱性と共に表７に示す。
実験条件は下記の通りとした。
【０１１３】
１）第二層（Ｙ）に純アルミニウムを用い、第一層（Ｘ）には耐熱性に優れ、かつ透明導電膜と直接電気的に接触可能なアルミニウム合金である前記元素群Ｑ’から選ばれる少なくとも１種の元素を所定量含み、かつ前記元素群Ｒ１から選ばれる少なくとも１種の元素を所定量含み、さらに前記元素群Ｒ２から選ばれる少なくとも１種の元素を所定量含有するアルミニウム合金を用いて、前記実施例１と同様にスパッタリング法により第一層（Ｘ）と第二層（Ｙ）からなる積層膜を作製した。配線膜の厚さは積層構造全体で約３００ｎｍ一定とした。
【０１１４】
２）第一層（Ｘ）の合金成分は表７に示す通りとした。
【０１１５】
３）薬液耐性試験（アルカリ腐食試験）：本実施例では、フォトレジスト剥離液の洗浄工程を模擬し、アミン系フォトレジストと水を混合したアルカリ性水溶液による腐食実験を行った。詳細には、東京応化工業（株）製のアミン系レジスト剥離液「ＴＯＫ１０６」水溶液をｐＨ１０に調整したもの（液温２５℃）を用意し、これに、３５０℃で３０分間の熱処理を予め行なった上記アルミニウム合金と純アルミニウムとの積層膜を３００秒間浸漬させた。そして、浸漬後の膜表面にみられるクレーター状の腐食（孔食）痕の個数を調べて耐食性を評価した。詳細には、膜表面に孔食数が１ｍ２当たり７×１０９個未満のものを（◎：優良）、７×１０９個以上３０×１０９個未満のものを（○：良好）、３０×１０９個以上のものを（×：不良）と評価した。
【０１１６】
４）電気抵抗率、透明導電膜（ＩＴＯ膜）とアルミニウム合金積層配線膜の間のコンタクト抵抗、および耐熱性は、前記実施例１と同様にして評価した。
【０１１７】
【表７】
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【０１１８】
表７の結果によれば、元素群Ｒ１に加えて元素群Ｒ２を含むアルミニウム合金配線膜を形成すれば、配線の電気抵抗性や耐熱性を劣化させずに、かつＩＴＯ膜−アルミニウム合金積層配線膜間のコンタクト抵抗を抑えつつ（界面伝導特性を劣化させることなく）、強アルカリ溶液に曝された場合の腐食耐性（薬液耐性）を向上させることが可能であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明が適用される表示装置を例示する液晶パネルの断面説明図である。
【図２】公知の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の構造を示す断面説明図である。
【図３】エッチングレートが大きく異なる金属を積層した場合の配線断面モデル図である。
【図４】ガルバニック腐食が起こった時の配線膜断面モデル図である。
【図５】本発明の一実施例を示す薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の構造を示す断面説明図である。
【図６】実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造工程を、段階を追って説明する断面説明図である。
【図７】実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造を、段階を追って説明する断面説明図である。
【図８】実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造を、段階を追って説明する断面説明図である。
【図９】実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造を、段階を追って説明する断面説明図である。
【図１０】実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造を、段階を追って説明する断面説明図である。
【図１１】実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造を、段階を追って説明する断面説明図である。
【図１２】実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造を、段階を追って説明する断面説明図である。
【図１３】実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造を、段階を追って説明する断面説明図である。
【図１４】他の実施例に係る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の構造を示す断面説明図である。
【図１５】他の実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造工程を、段階を追って説明する断面説明図である。
【図１６】他の実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造を、段階を追って説明する断面説明図である。
【図１７】他の実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造を、段階を追って説明する断面説明図である。
【図１８】他の実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造を、段階を追って説明する断面説明図である。
【図１９】他の実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造を、段階を追って説明する断面説明図である。
【図２０】他の実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造を、段階を追って説明する断面説明図である。
【図２１】他の実施例に係るＴＦＴアレイ基板の製造を、段階を追って説明する断面説明図である。
【図２２】（ａ）は、コンタクト抵抗率の測定に使用したケルビンパターンを示す図であり、（ｂ）は、前記（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図２３】アルミニウム合金積層配線断面のＳＥＭ観察写真である。
【図２４】アルミニウム合金積層配線断面のＳＥＭ観察写真である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  ＴＦＴ基板（ＴＦＴアレイ基板）
１ａ  ガラス基板
２  対向基板（対向電極）
３  液晶層
４  薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
５、４５  透明導電膜（画素電極、ＩＴＯ膜、ＩＺＯ膜）
６  配線部
７  共通電極
８  カラーフィルタ
９  遮光膜
１０  偏光板
１１  配向膜
１２  ＴＡＢテープ
１３  ドライバ回路
１４  制御回路
１５  スペーサー
１６  シール材
１７  保護膜
１８  拡散板
１９  プリズムシート
２０  導光板
２１  反射板
２２  バックライト
２３  保持フレーム
２４  プリント基板
２５  走査線
２６  ゲート配線（ゲート電極）
２７  ゲート絶縁膜
２８  ソース配線（ソース電極）
２９  ドレイン配線（ドレイン電極）
３０、４３  保護膜（層間絶縁膜、窒化シリコン膜）
３１  フォトレジスト
３２、４４  コンタクトホール
４１  シリコンウェハ
４２  アルミニウム合金積層配線膜
４２（Ｘ）  第一層
４２（Ｙ）  第二層
（Ｘ）  第一層
（Ｙ）  第二層
【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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【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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