(57)【要約】【課題】  アレイ基板において、電源ライン等の大電流を流す必要のある配線についても、製造コストやスループット等に影響を与えることなく線幅を削減可能とする。【解決手段】  表示部の周辺に複数の配線層（第１配線２７及び第２配線２９）を有して構成される回路部を有するアレイ基板である。第１配線２７と第２配線２９は、互いに連続的に重なるように配置された２層重ね配線部３０を有し、配線の重なり部（２層重ね配線部３０）が１本の配線として機能する。この２層重ね配線部３０は、電源ライン等として利用される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部の周辺に複数の配線層を有して構成される回路部を有するアレイ基板であって、前記複数の配線層のうち少なくとも２層以上の配線層の配線が連続的に重なるように配置され、前記配線の重なり部が１本の配線として機能することを特徴とするアレイ基板。
【請求項２】
前記配線の重なり部が電源配線として使用されていることを特徴とする請求項１記載のアレイ基板。
【請求項３】
前記配線の重なり部において、上層の配線の線幅が下層の配線の線幅以下であることを特徴とする請求項１または２記載のアレイ基板。
【請求項４】
前記配線層の下面に拡散防止層が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のアレイ基板。
【請求項５】
前記拡散防止層は、高融点金属でＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１種により形成されていることを特徴とする請求項４記載のアレイ基板。
【請求項６】
前記配線層の上面に保護層が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のアレイ基板。
【請求項７】
前記保護層は、高融点金属でＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１種により形成されていることを特徴とする請求項６記載のアレイ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネル等に用いられるアレイ基板に関するものであり、特に多層配線構造を有するアレイ基板の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば液晶表示パネルにおいては、アレイ基板と対向基板により液晶セルが構成され、アレイ基板上に形成されたスイッチング素子（画素駆動用の薄膜トランジスタ）及びこれを駆動する駆動回路によって液晶の駆動を行うことで、画像表示が行われる。この場合、１画素の液晶を駆動するのに１つの薄膜トランジスタが必要であり、多結晶シリコン（ポリシリコン）をチャンネル層に使用した多結晶薄膜トランジスタをガラス基板上に形成する技術が開発されている。プロセス技術の進歩により、低いプロセス温度でガラス基板上に高性能な多結晶薄膜トランジスタを形成することが可能になっている。
【０００３】
多結晶シリコン膜を用いた液晶表示パネルの製造においては、前記画素駆動用の薄膜トランジスタとともに、ドライバー回路や電源回路等、駆動回路を構成する薄膜トランジスタをアレイ基板上に作り込むことが行われており、例えば外付け集積回路（ＩＣ）として設置していた駆動回路についても、アレイ基板の周辺領域（額縁領域）に作り込むようになってきている。
【０００４】
この場合、液晶表示パネルの周囲に配線形成等のために必要となる額縁領域の狭小化が大きな課題となる。アレイ基板において回路内蔵を行おうとすると、必要な薄膜トランジスタの個数や配線数が多くなるため、額縁領域の幅を大きくせざるを得ない。特に、信号線を単層の配線層で形成した場合、配線が交差しないようにレイアウトする必要があり、配線レイアウトの自由度が低く配線の占める面積が大きくなる傾向にあり、狭額縁化の妨げになっている。このような状況から、配線を多層化（２層化）することが検討されており、これにより前記額縁領域を狭小化することが可能になるものと期待されている（例えば、特許文献１等を参照）。
【０００５】
特許文献１には、表示部と額縁部を有するアレイ基板を備え、前記表示部は、複数の配線と、前記配線と接続された複数の薄膜トランジスタとを備え、前記額縁部は、前記薄膜トランジスタを駆動する駆動回路を備え、前記配線は、第１配線材料によって形成された第１配線層と、第１配線層上に形成された第２配線層とを備える画像表示装置が開示されている。特許文献１記載の発明では、配線を第１配線層と第２配線層とから構成するとともに、これら配線層において微細化に適した材料及び低抵抗な材料を役割に応じて使い分けることで、狭額縁化を実現している。
【特許文献１】特開２００２−２９７０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の配線の多層化を応用し、例えば液晶表示パネル用のアレイ基板において、信号線を２層化する構造を用い、薄膜トランジスタ上に層間絶縁膜を介して上層配線を配置するようにすれば、配線の自由度が増し、また配線スペースも削減することができるので、前記額縁領域を大幅に狭小化することができるものと考えられる。
【０００７】
ただし、前記額縁領域のさらなる狭小化を考えた場合、例えば電源ライン等の面積削減が課題となる。複数の層の配線を用いて回路を構成した場合にも、同層の配線はそれぞれ同じ膜厚で形成される。したがって、大電流を流す必要のある電源ライン等においては、線幅を大きくする必要があり、その分だけ周辺部（額縁領域）の面積が大きくなってしまう。配線の抵抗を小さくするためには、膜厚を大きくすれば良いが、製造コストの増加やスループットの悪化を招くおそれがあり、例えば線幅２μｍで膜厚を１μｍの配線を同一層上に形成することは加工性の問題から困難である。
【０００８】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、電源ライン等の大電流を流す必要のある配線についても製造コストやスループット等に影響を与えることなく線幅を削減することができ、周辺部分（額縁領域）の面積を削減することが可能な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】
【０００９】
前述の目的を達成するために、本発明の表示部の周辺に複数の配線層を有して構成される回路部を有するアレイ基板であって、前記複数の配線層のうち少なくとも２層以上の配線層の配線が連続的に重なるように配置され、前記配線の重なり部が１本の配線として機能することを特徴とする。
【００１０】
本発明のアレイ基板においては、例えば下層配線と上層配線を重ねて配置し、これらを連続的に接触させることで１本の配線として機能させ、電源ライン等、大電流を流す必要のある配線として用いている。このように、アレイ基板上で選択的に膜厚の大きな配線を形成することで、膜厚の増加分に応じて線幅を小さくすることができ、額縁領域の面積の削減が実現される。また、前記下層配線と上層配線は、個別にパターニングされるので、製造コストの増加やスループットの悪化等を招くこともない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、膜厚の大きな配線をアレイ基板上に選択的に形成することが可能となる。これにより、アレイ基板において、製造コストやスループット等に影響することなく、例えば表示画素部の周りに形成される回路を含む周辺部分（額縁領域）の面積を小さくすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を適用したアレイ基板の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１（ａ），（ｂ）は、アレイ基板上に形成される配線の基本的な構成例を示すものである。本例の場合、アレイ基板上に形成される配線は、下層配線１と上層配線２からなる２層構造とされており、下層配線１が例えばガラス等からなる基板３上に形成され、層間絶縁膜４を介して上層配線２が形成されている。
【００１４】
ここで、図中左側の配線は下層配線１ａのみから構成され、右側の配線は上層配線２ａのみから構成されている。これに対して、中央の配線は、所定の配線長において、下層配線１ｂ上に上層配線２ｂが連続的に重なる形で形成されており、これら下層配線１ｂと上層配線２ｂとは層間絶縁膜４に形成されたスリット５を介して互いに接触した状態とされている。
【００１５】
したがって、前記中央の配線は、下層配線１ｂと上層配線２ｂとが電気的にも接続された２層重ね配線部となり、１本の配線として機能することになる。すなわち、下層配線１や上層配線２をそれぞれ単層の配線とした場合に比べて、前記中央の配線は、概ね２倍の断面積を有する配線として機能する。
【００１６】
前記中央の配線は、前述の通り、単層の配線に比べて断面積が大きいことから、大電流を流す必要のある配線（例えば電源ライン）に使用することが可能である。図２（ａ），（ｂ）は、電源ラインを単層の配線により形成した例を示すものである。本例においては、上層配線２として電源ライン２ｃを形成している。この場合、電源ライン２ｃの線幅Ｗ１は、他の上層配線２ａ等に比べて大きく設定する必要がある。同じ厚さの配線で断面積を大きくするためには、配線の幅を拡大せざるを得ない。
【００１７】
これに対して、前述のように下層配線１ｂ上に上層配線２ｂを重ねることで電源ラインを構成した場合、電源ラインの線幅Ｗ２は、単層で電源ライン２ｃを構成した場合の線幅Ｗ１の概ね１／２で済む。前記電源ラインの線幅Ｗ２の削減は、配線面積の大幅な削減に繋がり、アレイ基板の額縁領域の面積を削減することが可能になる。
【００１８】
本実施形態のアレイ基板において、例えば図３に示すように、各配線（下層配線１及び上層配線２）に拡散防止層６，７や保護層として機能する腐食防止層８，９等を形成してもよい。
【００１９】
アルミニウム等により形成される下層配線１や上層配線２を薄膜トランジスタと接続する場合、下層配線１や上層配線２の形成材料であるアルミニウムが薄膜トランジスタの接続部分に拡散して特性の劣化を引き起こす可能性がある。このような場合、下層配線１や上層配線２の下面に拡散防止層６，７を形成することが有効であり、これによりアルミニウムの拡散を防止することができる。前記拡散防止層６，７は、例えば高融点金属により形成することが好ましく、高融点金属としては、具体的にはＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。
【００２０】
また、下層配線１や上層配線２をアルミニウムで形成した場合、腐食の問題もある。下層配線１や上層配線２は、層間絶縁膜等に覆われることになるため、これら層間絶縁膜等の形成後には腐食の問題は少ない。しかしながら、工程上の都合等から、下層配線１や上層配線２の形成の後、所定時間むき出しのまま大気等に晒される場合があり、この間に腐食が進行することがある。このような腐食に対する対策として、下層配線１や上層配線２の上面に腐食防止層８，９を形成することが有効である。前記腐食防止層８，９も例えば高融点金属により形成することが好ましく、高融点金属としては、具体的にはＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、Ｍｏから選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。
【００２１】
図４は、前記拡散防止層や腐食防止層を形成した２層配線の形成工程の一例を示すものである。図３に示す構造を有する２層配線の形成に際しては、図４（ａ）に示すように、基板３上に拡散防止層６、アルミニウム等からなる下層配線１、及び腐食防止層８を全面に形成する。拡散防止層６や腐食防止層８は、高融点金属である例えばＴｉをスパッタ法等により成膜することにより形成する。
【００２２】
次に、図４（ｂ）に示すように、これら積層膜上にフォトレジスト層を形成し、これをパターニングした後、エッチング加工を行って積層体（拡散防止層６、下層配線１、及び腐食防止層８）を所定の配線パターンにパターニングする。これにより下層配線層が形成される。
【００２３】
次いで、図４（ｃ）に示すように、前記下層配線層を覆って層間絶縁膜４を形成する。層間絶縁膜４は、例えばＳｉＯ２を成膜することにより形成し、コンタクト部及び２層重ね配線部に対応してコンタクトホール（図示は省略する。）及びスリット５を形成する。これらコンタクトホールやスリット５は、フォトリソ技術により形成する。すなわち、層間絶縁膜４上にフォトレジストを形成し、コンタクトホールやスリット５に対応してフォトレジストに開口部を形成し、これをマスクとしてエッチングを行う。これによりコンタクトホールやスリット５を形成することができる。
【００２４】
前記スリット５は、概ね２層重ね配線部の長さに対応する長さの溝部として形成され、ここに下層配線１（腐食防止層８）の上面が露出する。この状態で、図４（ｄ）に示すように、上層配線層を構成する拡散防止層７、アルミニウム等からなる上層配線２、及び腐食防止層９を全面に形成する。拡散防止層７や腐食防止層９の形成方法は、先の下層配線層の場合と同様である。
【００２５】
最後に、図４（ｅ）に示すように、上層配線層を構成する積層体（拡散防止層７、上層配線２、及び腐食防止層９）をパターニングし、所定の配線パターンとなるように上層配線層を形成する。
【００２６】
この時、上層配線２（拡散防止層７）の下面の一部が層間絶縁膜４の上に重なる形で形成されている。また、前記上層配線層のパターニングに際しては、後に成膜される膜（第２の層間絶縁膜等）のカバレッジ、及びさらに上に配置される配線（３層目の配線等）の乗り越え等を考慮して、２層重ね配線部において、下層配線１の線幅よりも上層配線２の線幅が大きくないことが好ましい。このようにすることで、製造コストやスループットに影響することなく、膜厚の大きな配線を基板上に選択的に形成することができる。なお、本例では２つの配線（下層配線１及び上層配線２）を重ねて１本の厚い配線を形成しているが、３つ以上の層の配線を用いて厚さの厚い配線を形成することも可能である。
【００２７】
以上の工程を経ることにより、アレイ基板上に任意のパターンで選択的に２層重ね配線部を形成することができる。２層重ね配線部は、膜厚が他の配線に比べて２倍であるので大電流を流すことができ、例えば電源ラインとして好適である。また、この２層重ね配線部においては、厚さの厚い配線をエッチングするのではなく、下層配線１及び上層配線２を通常の配線と同様にエッチングしているので、製造コストやスループットに影響を与えることもない。
【００２８】
次に、前述のアレイ基板を適用した液晶表示パネルの一例について説明する。液晶表示パネルは、図５に示すように、アレイ基板１１と対向基板１２を備えて構成され、これらアレイ基板１１と対向基板１２の間の液晶層をアレイ基板１１上にマトリックス状に形成された薄膜トランジスタ（画素トランジスタ）をスイッチング素子として駆動することで、画像の表示が行われる。
【００２９】
ここで、表示領域Ｈにおいては、アレイ基板１１に各画素に対応して画素電極がマトリクス状に形成されるとともに、画素電極の行方向に沿って走査線が形成され、列方向に沿って信号線が形成されている。さらに、各走査線と信号線の交差位置に前記画素トランジスタが形成されている。また、信号線は２層配線により構成されているが、信号線を２層化する構造を用いれば、薄膜トランジスタ上に層間絶縁膜を介して上層配線を配置するようにすれば、配線の自由度が増し、配線スペースも削減することができる。
【００３０】
一方、アレイ基板１１の周辺領域（液晶表示パネルの額縁領域）には、アレイ基板１１に配列形成される信号線に駆動信号を供給する信号線駆動回路１３や、走査線に駆動信号を供給する走査線駆動回路１４等の駆動回路が形成されている。これら駆動回路は、複数の薄膜トランジスタ（駆動トランジスタ）と、これら薄膜トランジスタに接続される配線等から構成されている。
【００３１】
図６は、液晶表示パネル１の額縁領域に形成された駆動回路部の一部を示す概略断面図である。額縁領域に形成される駆動回路は、複数の薄膜トランジスタを備えているが、これら薄膜トランジスタは、例えばポリシリコンを活性層としてアレイ基板１１上に直接形成されている。すなわち、前記薄膜トランジスタは、ガラス基板２１上にアンダーコート層２２を介して多結晶半導体層（ポリシリコン層）２３を形成し、当該多結晶半導体層２３を活性層（チャネル層）として利用することにより構成されている。
【００３２】
ガラス基板２１上には、前記の通りアンダーコート層２２が形成されるが、これはガラス基板２１の表面の傷や穴等を塞いで平坦化すること、ガラス基板２１に含まれる不純物の多結晶半導体層２３への拡散を防止すること等を目的に形成されている。このアンダーコート層２２は、例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等を成膜することにより形成されるが、例えば、熱処理により流動化する流動化樹脂からなる平坦化層と、不純物の拡散を防止する被覆層とからなる積層構造とすることも可能である。あるいは、前記ガラス基板２１が平坦化に優れ、含まれる不純物も少ない場合には、前記アンダーコート層２２を省略することも可能である。
【００３３】
前記アンダーコート層２２上に形成される多結晶半導体層２３は、例えばプラズマＣＶＤ法により成膜された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）をアニールした後、レーザ照射等によって多結晶化することにより形成されるものである。この多結晶半導体層２３は、エッチング等により島状に素子分離され、個々の薄膜トランジスタのチャネルとして形成されている。また、前記多結晶半導体層２３には、不純物注入によりソース領域２３Ａ，及びドレイン領域２３Ｂが形成され、さらに、前記多結晶半導体層２３のチャネル上には、ゲート絶縁膜２４を介してゲート電極２５が形成されている。
【００３４】
さらに、前記ガラス基板２１には、これら薄膜トランジスタと他の回路とを結ぶ配線が形成されているが、本実施形態においては、前記配線が多層配線化（２層配線化）されている。具体的には、ゲート電極２５上に第１層間絶縁膜２６を介して第１配線２７が形成されるとともに、第１配線２７上に第２層間絶縁膜２８を介して第２配線２９が形成されている。
【００３５】
そして、これら配線のうち、下層配線である第１配線２７が、第１層間絶縁膜２６に形成したコンタクトホールを介して、図中左側の薄膜トランジスタのソース領域２３Ａ，あるいはドレイン領域２３Ｂと接続されている。同様に、上層配線である第２配線２９が、第１層間絶縁膜２６及び第２層間絶縁膜２８に形成したコンタクトホールを介して、図中右側の薄膜トランジスタのソース領域２３Ａ，あるいはドレイン領域２３Ｂと接続されている。
【００３６】
前述の第１配線２７や第２配線２９は、それぞれ３層構造を有しており、拡散防止機能や腐食防止機能を有する。すなわち、第１配線２７は、拡散防止層２７ａ、アルミニウム配線層２７ｂ、腐食防止層２７ｃとから構成され、第２配線２９は、拡散防止層２９ａ、アルミニウム配線層２９ｂ、腐食防止層２９ｃとから構成されている。したがって、これら拡散防止層２７ａ，２９ａの働きにより、例えば第１配線１７のアルミニウム配線層２７ｂや第２配線２９のアルミニウム配線層２９ｂを構成するアルミニウムが各薄膜トランジスタの多結晶半導体層２３に拡散することがない。また、腐食防止層２７ｃ，２９ｃの働きにより、第１配線１７のアルミニウム配線層２７ｂや第２配線２９のアルミニウム配線層２９の腐食（酸化）も防止される。
【００３７】
さらに、第１配線２７と第２配線２９には、所定の配線長で重ね合わされ互いに接触する２層重ね配線部３０が形成されており、この２層重ね配線部３０が電源ラインとして利用されている。
【００３８】
以上の構成を有する液晶表示パネルにおいては、アレイ基板１１となるガラス基板２１上に形成される配線が２層配線化されているので、額縁領域の狭小化が可能である。例えば配線を単層配線（第１配線２７のみ）とした場合、第１配線２７同士を交差させることはできず、薄膜トランジスタ上に形成することも難しい。したがって、配線引き回しのためにある程度の面積が必要であり、額縁領域を狭小化することが難しくなる。２層配線化すれば、例えば第１配線２７と第２配線２９を交差させることが可能であり、第２配線２９を薄膜トランジスタと重なる位置に形成することも可能となるので、配線の自由度が増し、配線引き回しのための面積を大幅に削減することが可能になる。さらに、２層重ね配線部３０を電源ラインとして利用しているので、電源ラインの線幅を削減することができ、額縁領域のさらなる狭小化を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明を適用した２層配線の一例を示すものであり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図２】従来の２層配線の一例を示すものであり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図３】拡散防止層及び腐食防止層を形成した２層配線の一例を示す概略断面図である。
【図４】（ａ）は下層配線層成膜工程を示す概略断面図、（ｂ）は下層配線エッチング工程を示す概略断面図、（ｃ）は層間絶縁膜形成及びスリット形成工程を示す概略断面図、（ｄ）は上層配線層形成工程を示す概略断面図、（ｅ）は上層配線エッチング工程を示す概略断面図である。
【図５】液晶表示パネルの概略構成を示す斜視図である。
【図６】液晶表示パネルの周辺部分（額縁領域）における多層配線構造の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  下層配線、２  上層配線、３  基板、４  層間絶縁膜、５  スリット、６，７  拡散防止層、８，９  腐食防止層、１１  アレイ基板、１２  対向基板、１３  信号線駆動回路、１４  走査線駆動回路、２１  ガラス基板、２２  アンダーコート層、２３  多結晶半導体層、２４  ゲート絶縁膜、２５  ゲート電極、２６  第１層間絶縁膜、２７  第１配線、２８  第２層間絶縁膜、２９  第２配線
【図１】
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【図２】
2008268458.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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