(57)【要約】【課題】遮光特性を維持したまま段差を緩和することが可能な液晶表示装置の構造およびその製造方法の提供。【解決手段】絶縁基板１上の光遮蔽領域２０に、下地としてのポリＳｉ膜２を２０ｎｍ厚形成し、さらに遮光膜の一部であるＷＳｉＮ膜３をスパッタ法により２０ｎｍ厚形成後、遮光膜のＷＳｉ膜４を１００ｎｍ厚形成する。このＷＳｉ膜４上にＴＦＴ５を形成し、さらに平坦化膜６および透明電極７を形成する。ＷＳｉＮ膜３は、ＷＳｉ膜４がポリＳｉ膜２と反応してグレイン成長するのを抑制するため、ＷＳｉ膜４の結晶粒が小さくなり、遮光特性が向上する。【選択図】        図１
2004170705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に遮光膜としてポリシリコン膜を介してタングステンシリサイド膜を形成した液晶表示装置において、
前記ポリシリコン膜とタングステンシリサイド膜との間に、タングステンを含む窒化化合物膜を配した
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記タングステンを含む窒化化合物膜は、窒化タングステンシリサイド膜または窒化タングステン膜である
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
絶縁基板上に遮光膜としてポリシリコン膜を介してタングステンシリサイド膜を形成する液晶表示装置の製造方法において、
前記ポリシリコン膜とタングステンシリサイド膜との間に、タングステンを含む窒化化合物膜をスパッタ法により形成する
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；薄膜トランジスタ）を用いた液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
絶縁基板上にＴＦＴ構造を形成してＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）を駆動する液晶表示装置において、光の遮断は大きな課題である。従来、絶縁基板上のＴＦＴ形成領域や信号線形成領域等の遮光が必要な部分に金属膜を形成し、金属膜の光透過性が低い性質を利用して光の遮蔽を行っている。例えば、特許文献１には、遮光膜材料としてＷＳｉ（タングステンシリサイド）等の金属化合物膜を用いることが記載されている。
【０００３】
通常、遮光膜をＷＳｉ膜で形成する場合、その膜厚は、必要な遮光特性を得るために２００ｎｍ程度とする。ＷＳｉは、高融点金属であり、熱的に非常に安定している。しかし、膜ストレスが大きいため、単層のみの形成では堆積できず、膜剥がれを起こすこともある。そのため、絶縁基板上にＷＳｉ遮光膜を形成する場合、下地としてポリＳｉ（シリコン）膜を形成することが必要である。
【０００４】
図２は液晶表示装置の１画素に相当する領域の概略平面図である。図３は従来の液晶表示装置であって、（ａ）は図２のＡ−Ａ’断面に相当する図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ’断面に相当する図である。
【０００５】
図２に示すように、液晶表示装置の１画素は、液晶表示するため光を透過すべき領域（光透過領域１０）と、ＴＦＴや信号線が配置されるため光を遮蔽すべき領域（光遮蔽領域２０）とからなる。図３に示すように、絶縁基板１上の光遮蔽領域２０に、下地としてポリＳｉ膜２を形成し、その上に遮光膜としてのＷＳｉ膜４を形成する。
【０００６】
このＷＳｉ膜４上にＴＦＴ５を形成する。ＴＦＴ５を形成する際、光透過性の良い絶縁膜は、光透過領域１０にまで形成されても問題ない。このＴＦＴ形成工程とともに、光遮蔽領域２０上へのＡｌ（アルミニウム）配線引き回しによる信号線（図示せず。）などの配線加工を行う。
【０００７】
ここで、ＴＦＴ５や信号線を形成した光遮蔽領域２０と光透過領域１０との間に大きな段差が生じているため、平坦化膜６としてプラズマ絶縁膜などにより厚膜平坦化膜の形成を行い、さらにＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学機械的研磨）法により広域での平坦化を行う。そして、最上面に、液晶駆動用のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）からなる透明電極７を形成する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−３２１６０１号公報（第４頁、図１５）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光遮蔽領域２０の光の透過率は、ＷＳｉ膜４の膜厚によってコントロールする。このため、光遮蔽領域２０と光透過領域１０との間で大きな段差が生じる。この段差は前述のＴＦＴ形成工程および配線加工工程、並びにこの段差を緩和するための絶縁膜埋め込みの厚膜化工程、さらに平坦化工程（ＣＭＰ）に大きな影響を与える。
【００１０】
従来、ポリＳｉ膜２は５０ｎｍ程度で形成する。一方、前述のようにＷＳｉ膜４は必要な遮光特性を得るために２００ｎｍの膜厚が必要であるため、このＷＳｉ膜４とポリＳｉ膜２とを合わせた２５０ｎｍの膜厚が光透過領域１０と光遮蔽領域２０との間の段差となる。この段差は、平坦化工程で段差緩和する際の負荷となっている。
【００１１】
そこで、本発明においては、遮光特性を維持したまま段差を緩和することが可能な液晶表示装置の構造およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、絶縁基板上に遮光膜としてポリシリコン膜を介してタングステンシリサイド膜を形成した液晶表示装置において、ポリシリコン膜とタングステンシリサイド膜との間に、タングステンを含む窒化化合物膜を配したことを特徴とするものである。
【００１３】
ポリシリコン膜を介してタングステンシリサイド膜を形成した絶縁膜では、通常、その光の反射面がポリシリコン膜とタングステンシリサイド膜との界面となる。しかし、タングステンシリサイド膜はポリシリコン膜と反応し、タングステンシリサイド膜がグレイン成長するため、その結晶粒が大きくなり、界面に大きな凸凹が形成される。
【００１４】
本発明の液晶表示装置は、このポリシリコン膜とタングステンシリサイド膜との間にタングステンを含む窒化化合物膜を配することにより、タングステンシリサイド膜のグレイン成長を抑制する。このタングステンシリサイド膜のグレイン成長が抑制されることによって、タングステンシリサイド膜の結晶粒が小さくなり、タングステンシリサイド膜の遮光特性が向上する。光の反射率は、光が入射する面の結晶粒が小さいほど大きくなるからである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態における液晶表示装置であって、（ａ）は図２のＡ−Ａ’断面に相当する図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ’断面に相当する図である。
【００１６】
図１において、本発明の実施の形態における液晶表示装置は、従来の液晶表示装置と同様、光透過領域１０と光遮蔽領域２０とを有する。絶縁基板１上の光遮蔽領域２０には、下地としてのポリＳｉ膜２を２０ｎｍ厚形成し、さらに遮光膜の一部であるＷＳｉＮ（窒化タングステンシリサイド）膜３をスパッタ法により２０ｎｍ厚形成後、遮光膜のＷＳｉ膜４を１００ｎｍ厚形成する。このＷＳｉ膜４上にＴＦＴ５を形成し、さらに平坦化膜６および透明電極７を形成するのは従来と同様である。
【００１７】
ここで、ポリＳｉ膜２とＷＳｉ膜４との間に形成したＷＳｉＮ膜３は、ＷＳｉ膜４がポリＳｉ膜２と反応してグレイン成長するのを抑制する。これは、ＷＳｉＮ膜３が、ＷＳｉ膜４と成分が似たＷ（タングステン）を含む化学的に安定な窒化化合物であり、微結晶構造を有するためである。この化学的に安定な微結晶構造が、ＷＳｉ膜４がポリＳｉ膜２と反応してグレイン成長するのを抑制する。
【００１８】
このようにＷＳｉ膜４のグレイン成長が抑制されることによって、ＷＳｉ膜４の結晶粒は従来約４００ｎｍ程度あったものが約１００〜２００ｎｍ程度へと小さくなるため、ＷＳｉ膜４とＷＳｉＮ膜３の界面はフラットとなる。ＷＳｉＮ膜３自体もグレイン成長しないため、結晶粒は約２０ｎｍ程度のままであり、小さい状態を維持し、ポリＳｉ膜２との界面もフラットとなる。
【００１９】
光の反射率は、光が入射する面の結晶粒が小さいほど大きくなる。したがって、結晶粒が小さく界面がフラットなＷＳｉ膜４の光透過率が減少し、遮光特性が向上する。これにより、ＷＳｉ膜４の膜厚を薄くしても従来と同じかそれ以上の遮光特性が得られるため、遮光膜の総膜厚を低下させることができ、段差緩和工程も有利となる。
【００２０】
また、結晶粒が小さく界面がフラットなＷＳｉＮ膜３自体も遮光膜として機能する。このように、ＷＳｉＮ膜３およびＷＳｉ膜４の複数層を遮光膜として導入することは、金属膜単層に比べて、金属膜境界での光散乱を増加させる効果があり、さらに遮光膜の総膜厚を低減できる手段として有効である。
【００２１】
また、本実施形態におけるＷＳｉ膜４およびＷＳｉＮ膜３の成膜方法は、不純物の少ないＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法ではなく、スパッタ法を用いることでもさらに有効になる。スパッタ法は、Ａｒ（アルゴン）ガスをキャリアガスとして用いるため、膜中にＡｒが不純物として残る。このため、ＷＳｉ膜４、ＷＳｉＮ膜３自体が微結晶構造となり、ＷＳｉ膜４はさらにグレイン成長しにくい状況を得られる。
【００２２】
なお、遮光膜の一部として絶縁基板１上のポリＳｉ膜２とＷＳｉ膜４との間に配置する膜はＷＳｉＮ膜３に限定されない。要するに、遮光膜としてのＷＳｉ膜４と絶縁基板１との間に挿入される層の結晶構造が微結晶であり、前後のポリＳｉ膜２とＷＳｉ膜４と反応することによる結晶変化が小さい材質を用いればよく、Ｗを含む窒化化合物膜、例えばＷＮ（窒化タングステン）膜などを用いることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明により、以下の効果を奏することができる。
【００２４】
（１）ポリシリコン膜とタングステンシリサイド膜との間に、タングステンを含む窒化化合物膜を配したことによって、光入射面の反射率が向上する。これにより、従来の膜厚以下の膜厚でも従来と同じかそれ以上の遮光特性が得られるため、遮光特性を維持したまま遮光膜の膜厚を薄くして段差を緩和することが可能となる。
【００２５】
（２）遮光膜がタングステンシリサイド膜とタングステンを含む窒化化合物膜との複数層で形成されるため、金属界面での光散乱により遮光特性が向上する。これにより、さらなる膜厚の減少が可能となる。
【００２６】
（３）タングステンを含む窒化化合物膜をスパッタ法により形成することで、遮光膜の一部を構成するタングステンを含む窒化化合物の結晶粒の大きさを小さくすることができるため、遮光膜としての特性をさらに向上できる。
【００２７】
（４）遮光特性の向上により、光の入射によるＴＦＴの特性変動を従来よりも抑えることができるため、ＴＦＴの信頼性を大きく伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における液晶表示装置であって、（ａ）は図２のＡ−Ａ’断面に相当する図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ’断面に相当する図である。
【図２】液晶表示装置の１画素に相当する領域の概略平面図である。
【図３】従来の液晶表示装置であって、（ａ）は図２のＡ−Ａ’断面に相当する図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ’断面に相当する図である。
【符号の説明】
１  絶縁基板
２  ポリＳｉ膜
３  ＷＳｉＮ膜
４  ＷＳｉ膜
５  ＴＦＴ
６  平坦化膜
７  透明電極
１０  光透過領域
２０  光遮蔽領域
【図１】
2004170705.tif 000003
【図２】
2004170705.tif 000004
【図３】
2004170705.tif 000005