(57)【要約】【課題】下層配線（ゲート配線）と交差する上層配線（ドレイン配線）の交差部分における断線を確実に防止することができるアクティブマトリクス型液晶表示装置の提供。【解決手段】ドレイン配線６と交差する領域近傍におけるゲート配線２の少なくとも一方の側部に、ドレイン配線６の延在方向に窪む１以上の凹部１３をドレイン配線６の幅以上の奥行きで形成し、更に、ゲート配線２をＭｏ／Ａｌなどの２層構造としてゲート配線２の端面をテーパー状に加工する。このように、十分な奥行きの凹部１３を設けることによってエッチング液の侵入経路を十分に長くすることができ、また、ゲート配線２の端面をテーパー状にすることにより、ドレイン配線６に生じる段差を緩和して段差部分における膜質の劣化や膜厚の減少を抑制することができ、ゲート配線２との交差部におけるドレイン配線６の断線を確実に防止する。【選択図】図１
2005164854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明絶縁基板上に、互いに略直交する下層側の第１の配線と上層側の第２の配線とが配設され、前記第１の配線と前記第２の配線とで囲まれる各々の領域に薄膜トランジスタが形成されてなる液晶表示装置において、
前記第２の配線と交差する領域近傍における前記第１の配線の少なくとも一方の側部に、前記第２の配線の延在方向に窪む１以上の凹部が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
透明絶縁基板上に、互いに略直交する下層側の第１の配線と上層側の第２の配線とが配設され、前記第１の配線と前記第２の配線とで囲まれる各々の領域に薄膜トランジスタが形成されてなる液晶表示装置において、
前記第２の配線と交差する領域近傍における前記第１の配線の少なくとも一方の側部に、前記第２の配線の延在方向に窪む１以上の凹部が、前記第２の配線の幅以上の奥行きで形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２の配線と交差する領域近傍における前記第１の配線の各々の前記側部において、前記第２の配線の延在方向に延びる前記凹部の２つ以上の辺が前記第２の配線の内側に配置されるように、前記凹部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２の配線と交差する領域近傍における前記第１の配線の各々の前記側部に前記凹部が２つ形成され、前記第２の配線の延在方向に延びる前記２つの凹部の相隣り合う辺が前記第２の配線の内側に配置されるように、前記凹部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１の配線は、異なる種類の複数の金属の積層体からなり、該第１の配線の端面は所定の傾斜角のテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記異なる種類の複数の金属は、下層側がＡｌ又はＡｌ合金、上層側がＭｏ又はＭｏ合金であり、前記所定の傾斜角は、略３０°乃至８０°の範囲であることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、アクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を用いるアクティブマトリクス型液晶表示装置が広く利用されている。このアクティブマトリクス型液晶表示装置は、ゲート配線、ドレイン配線、ＴＦＴ及び画素電極等が形成された基板（以下、ＴＦＴ基板と呼ぶ。）とカラーフィルタ、ブラックマトリクス等が形成された対向基板との間に液晶を狭持し、ＴＦＴ基板と対向基板の各々に設けた電極間又はＴＦＴ基板内に設けた複数の電極間に印加した電圧で液晶分子の配向方向を変化させ、光の透過量を各々の画素で制御するものである（例えば、特開平８−３３０５９２号公報など）。
【０００３】
上記公報記載の従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の構造について、図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は、従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置のＴＦＴ基板におけるゲート線とドレイン線の交差部近傍の構造を示す平面図であり、図１４（ａ）、（ｂ）は、各々図１３のＥ−Ｅ’線、Ｆ−Ｆ’線における断面図である。
【０００４】
図１３及び図１４に示すように、従来のＴＦＴ基板は、透明絶縁基板１上にゲート配線２が形成され、ＴＦＴ領域及びゲート配線２とドレイン配線６の交差部の上にゲート絶縁膜３を介してＴＦＴ１１の半導体層となる島状のアモルファスシリコン層（以下、ａ−Ｓｉ層４と記す。）及びｎ型不純物を比較的多く含むｎ＋ａ−Ｓｉ層５が設けられている。そして、ＴＦＴ領域のｎ＋ａ−Ｓｉ層５及びａ−Ｓｉ層４の一部が除去されてチャネル部が形成され、チャネル部の両側にはドレイン配線６に接続されるドレイン電極６ａ及びソース電極７が形成され、ソース電極７の一部と重なるようにＩＴＯ（Indium Thin Oxide）等の透明導電膜からなる画素電極９が形成され、更にその上に基板表面を保護するパッシベーション層８が設けられている。
【０００５】
このように、ＴＦＴ基板にはマトリクス状に配置されたＴＦＴ１１を駆動するためにゲート配線２とドレイン配線６とが略直交する方向に延在して形成されているため、逆スタガ構造では、ドレイン配線６はゲート配線２を乗り越えて形成されることになる。ここで、ドレイン配線６はスパッタ法などを用いてＣｒなどの金属材料を堆積することにより形成されるが、スパッタ法で形成されるＣｒ膜は緻密な膜ではなく、特に段差部分では粗な膜になることが知られている。また、スパッタ法は段差部分のカバレッジが十分ではないために、ゲート配線２に起因して生じる段差部分の金属膜の膜厚は薄くなってしまう。そのため、ドレイン配線６となる金属膜を堆積した後、レジストパターンをマスクとしてウェットエッチングを行うと、段差部分のエッチングが急速に進行してエッチング液が段差に沿ってしみ込んでしまい、その結果、ドレイン配線６が断線してしまうという問題が生じる。
【０００６】
このような配線が交差することにより生じる段差部分のエッチング不良を防止する方法として、例えば、下記特許文献１には、図１５に示すように、ドレイン配線６、ドレイン電極６ａ、ソース電極７の下層に位置するゲート配線２（ゲート電極２ａ）及び半導体層の両方の端部に凹凸（実質的に突起）を形成する技術が開示されている。この特許文献１によれば、凹凸によってドレイン配線６やドレイン電極６ａ、ソース電極７をウェットエッチングする際のエッチング液の侵入経路を長くすることができるため、ゲート配線２や半導体層に起因して生じる段差部分における断線を抑制することができると記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３３０５９２号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
液晶表示装置では、開口率を向上させるためにゲート配線２やドレイン配線６は細くなる傾向にあり、ドレイン配線６が細くなるとエッチング液の侵入経路は短くなり、断線が生じやすくなる。また、ゲート配線２とドレイン配線６との間に形成される寄生容量を小さくするためには交差部分のゲート配線２はできるだけ狭くする方が有利である。しかしながら、上記特許文献１記載の構造では、突起の大きさについては言及されておらず、図に示す程度の形状の突起を設けてもエッチング液の侵入経路を十分に長くすることはできず、また、ゲート配線２に設ける突起をドレイン配線６の延在方向に沿って外側に設けるため、その分、配線間の寄生容量が大きくなってしまう。
【０００９】
また、上記特許文献１では、ゲート配線２の材料としてＣｒを用いており、図１５からも分かるようにゲート配線２の端面には略垂直な段差が生じているため、ドレイン配線６にもゲート配線２の段差がそのまま反映して略垂直な段差が生じてしまい、段差部分の金属膜の膜質が劣化し、又、膜厚が減少してエッチング液がしみ込みやすくなってしまう。そのため、突起を設けてエッチング液の侵入経路を長くしたとしてもドレイン配線６の断線を確実に防止することはできない。
【００１０】
このように、液晶表示装置の高精細化に伴ってドレイン配線６の幅が狭くなる場合は、ドレイン配線６との交差部におけるゲート配線２の形状もドレイン配線６の幅に応じて最適化する必要があり、また、ゲート配線２の平面的な形状のみならず立体的な形状も考慮する必要がある。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、下層配線（ゲート配線）と交差する上層配線（ドレイン配線）の交差部分における断線を確実に防止することができるアクティブマトリクス型液晶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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、透明絶縁基板上に、互いに略直交する下層側の第１の配線と上層側の第２の配線とが配設され、前記第１の配線と前記第２の配線とで囲まれる各々の領域に薄膜トランジスタが形成されてなる液晶表示装置において、前記第２の配線と交差する領域近傍における前記第１の配線の少なくとも一方の側部に、前記第２の配線の延在方向に窪む１以上の凹部が形成されているものである。
【００１３】
また、本発明の液晶表示装置は、透明絶縁基板上に、互いに略直交する下層側の第１の配線と上層側の第２の配線とが配設され、前記第１の配線と前記第２の配線とで囲まれる各々の領域に薄膜トランジスタが形成されてなる液晶表示装置において、前記第２の配線と交差する領域近傍における前記第１の配線の少なくとも一方の側部に、前記第２の配線の延在方向に窪む１以上の凹部が、前記第２の配線の幅以上の奥行きで形成されているものである。
【００１４】
本発明においては、前記第２の配線と交差する領域近傍における前記第１の配線の各々の前記側部において、前記第２の配線の延在方向に延びる前記凹部の２つ以上の辺が前記第２の配線の内側に配置されるように、前記凹部が形成されている構成とすることができ、また、前記第２の配線と交差する領域近傍における前記第１の配線の各々の前記側部に前記凹部が２つ形成され、前記第２の配線の延在方向に延びる前記２つの凹部の相隣り合う辺が前記第２の配線の内側に配置されるように、前記凹部が形成されている構成とすることもできる。
【００１５】
また、本発明においては、前記第１の配線は、異なる種類の複数の金属の積層体からなり、該第１の配線の端面は所定の傾斜角のテーパー状に形成されていることが好ましく、前記異なる種類の複数の金属は、下層側がＡｌ又はＡｌ合金、上層側がＭｏ又はＭｏ合金であり、前記所定の傾斜角は、略３０°乃至８０°の範囲とすることができる。
【００１６】
このように、本発明の構成によれば、上層側の第２の配線（ドレイン配線）と交差する領域近傍における下層側の第１の配線（ゲート配線）の少なくとも一方の側部に、第２の配線の延在方向に窪む１以上の凹部を第２の配線の幅以上の奥行きで形成することにより、エッチング液の侵入経路を十分に長くすることができ、ドレイン配線の幅が狭い場合でもドレイン配線の断線を確実に防止することができる。また、ゲート配線をＭｏ／Ａｌなどの２層構造としゲート配線の端面をテーパー状に加工することによって、ドレイン配線に生じる段差を緩和して段差部分におけるドレイン配線の膜質の劣化及び膜厚の減少を抑制することができ、これによりエッチング液がしみ込みにくくなり、ドレイン配線の断線を更に確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の液晶表示装置によれば、下層配線と上層配線とが交差する部分における上層配線の断線を確実に防止することができる。
【００１８】
その理由は、ゲート配線（下層配線）の形成に際して、ドレイン配線（上層配線）と交差する領域近傍におけるゲート配線の少なくとも一方の側部に、ドレイン配線の延在方向に延びる１以上の凹部をドレイン配線の幅以上の奥行きで形成することによって、エッチング液の侵入経路を十分に長くすることができるからである。また、ゲート配線を２種類の金属（例えば、ＭｏとＡｌ）の積層構造とし端面をテーパー状に加工することによって、上層に形成されるドレイン配線に生じる段差を緩和して段差部分におけるドレイン配線の膜質の劣化及び膜厚の減少を抑制し、エッチング液がしみ込みにくい構造とすることができるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る液晶表示装置は、その好ましい一実施の形態において、下層側のゲート配線上に上層側のドレイン配線が略直交して配設され、ゲート配線とドレイン配線とで囲まれる領域の各々にＴＦＴが形成されてなるアクティブマトリクス型液晶表示装置において、ドレイン配線と交差する領域近傍におけるゲート配線の少なくとも一方の側部に、ドレイン配線の延在方向に窪む１以上の凹部をドレイン配線の幅以上の奥行きで形成し、更に、ゲート配線を下層側がＡｌ又はＡｌ合金、上層側がＭｏ又はＭｏ合金などの２層構造としてゲート配線の端面をテーパー状に加工し、ゲート配線の平面的形状及び立体的形状を最適化する。このように、十分な奥行きの凹部を設けることによってエッチング液の侵入経路を十分に長くすることができ、また、ゲート配線の端面をテーパー状にすることにより、ドレイン配線に生じる段差を緩和して段差部分における膜質の劣化や膜厚の減少を抑制することができ、その結果、ゲート配線との交差部におけるドレイン配線の断線を確実に防止することができる。以下、上記実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２０】
まず、本発明の第１の実施例に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置について、図１乃至図８を参照して説明する。図１は、第１の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板におけるゲート配線及びドレイン配線の交差部近傍の構造を示す平面図であり、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ′線における断面図、図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ’線における断面図である。また、図３はＴＦＴ基板の製造方法を示す工程断面図であり、図４乃至図８は、本実施例のゲート配線の形状のバリエーションを示す平面図である。
【００２１】
まず、図１及び図２を参照して、本実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置のＴＦＴ基板の構造について説明する。図１及び図２に示すように、透明絶縁基板１上には、ドレイン配線６と交差する領域近傍の少なくとも一方の側部に所定の形状の１以上の凹部１３が形成され、かつ、その端面が所定の傾斜角のテーパー状に加工されてなるゲート配線２及びゲート電極２ａが形成されている。そして、ゲート配線２とドレイン配線６との交差部分及びＴＦＴ領域には、ゲート絶縁膜３を介して島状のａ−Ｓｉ層４とｎ＋ａ−Ｓｉ層５とを含む半導体層が設けられ、ＴＦＴ領域のｎ＋ａ−Ｓｉ層５及びａ−Ｓｉ層４の一部が除去されてチャネル部が形成されている。このチャネル部の両側にはドレイン配線６と接続されるドレイン電極６ａ及びソース電極７が形成され、その上に基板表面を保護するパッシベーション膜８が設けられている。更に、ソース電極７上のパッシベーション膜８が部分的に取り除かれてコンタクト部１０が形成され、各画素領域及びコンタクト部１０にはＩＴＯ等の透明導電膜からなる画素電極９が形成されている。
【００２２】
また、図示しないが、ＴＦＴ基板に対向する対向基板には、透明絶縁基板上にＲＧＢ各色のカラー表示を行うためのカラーフィルタとＴＦＴ基板のＴＦＴ及び配線に入射する光を遮光するブラックマトリクスとＩＴＯからなる透明電極とが形成されている。そして、両基板の対向面側には配向膜が設けられ、スペーサを介して両基板が貼り合わされて所望のギャップが形成され、このギャップに液晶が狭持されて液晶表示装置が形成される。
【００２３】
なお、本発明はゲート配線２のドレイン配線６との交差部分における平面的形状及び立体的構造に特徴を有するものであり、ゲート配線２以外の構成要素（ゲート絶縁膜３、ａ−Ｓｉ層４やｎ＋ａ−Ｓｉ層５などの半導体層、ドレイン配線６、パッシベーション膜８、画素電極９、対向基板、液晶など）の形状や構造、製造方法は限定されない。また、本発明は異なる方向に延在する２種類の配線の内の下層側の配線の構造に特徴を有するものであり、半導体層を挟んでドレイン配線６が下側、ゲート配線２が上側に形成される順スタガ構造の場合は、ドレイン配線６にゲート配線２と同様の構造が適用される。
【００２４】
上記構造のＴＦＴ基板の製造方法について、図３を参照して説明する。まず、図３（ａ）に示すように、ガラス基板などの透明絶縁基板１上に、例えば、スパッタ法を用いてＡｌを２００ｎｍ程度、Ｍｏを１００ｎｍ程度堆積した後、公知のリソグラフィー技術を用いて第１のレジストパターン１２ａを形成し、第１のレジストパターン１２ａをマスクとして、リン酸／硝酸／酢酸の混酸などのエッチング液を用いてウェットエッチングを行うことによりゲート配線２及びゲート配線２に接続されるゲート電極２ａを形成する。
【００２５】
ここで従来の液晶表示装置のＴＦＴ基板は、図１３に示すようにゲート配線２が直線的に形成されていたため、ドレイン配線６にはゲート配線２に起因する段差が幅方向を横断するように形成され、この段差に沿ってエッチング液がしみ込んでドレイン配線６が断線するという問題が生じていた。この問題を抑制するためには、エッチング液の侵入経路を長くする方法が有効であり、上記した特許文献１では、図１５に示すようにゲート配線２の外側にドレイン配線６方向に突出する突起を設けて侵入経路を長くしていた。しかしながら、ドレイン配線６の幅が狭くなると多少の突起を設けても十分な長さの侵入経路を確保することができず、また、ゲート配線２に突起を設けるとドレイン配線６との重なり部分の面積が大きくなり、寄生容量の増加を招いてしまうという問題があった。そこで、本実施例では、ゲート配線２に突起を設けるのではなく、ドレイン配線６との交差領域近傍におけるゲート配線２の少なくとも一方の側部（図１では両側）に所定の形状の凹部１３を１以上（図では、各々の側部に２つずつ）設け、かつ、その凹部１３がドレイン配線６の延在方向に延びてドレイン配線の幅以上の奥行きを有するように平面的形状を設定する。これにより、ドレイン配線６との間の寄生容量を減らすことができると共に、エッチング液の侵入経路を十分に長くしている。
【００２６】
このエッチング液の侵入経路は長いほど有利であるが、ゲート配線２の幅や設計上及び製造上の制限を考慮すると凹部１３の奥行きをあまり大きくすることはできない。一方、本願発明者の知見によれば、エッチング液の侵入経路がドレイン配線６の幅の略３倍以上となればドレイン配線６の断線を有効に防止できることを確認している。そこで、本発明では凹部１３の奥行きをドレイン配線の幅以上とし、ドレイン配線６方向に延びる凹部１３の辺が少なくとも２つ以上、ドレイン配線６と重なるように凹部１３の数及び配置を設定している。
【００２７】
また、従来のＴＦＴ基板では、ゲート配線２の材料としてＣｒやＴａなどが一般的に用いられているが、これらの金属をスパッタ法で堆積すると微細な柱状の金属が配列した構造（柱状構造）となり、硝酸セリウムアンモニウムなどのエッチング液でウェットエッチングを行うとエッチング断面はほぼ垂直になってしまい、この垂直の段差が上層のドレイン配線６に反映されて上述したドレイン配線の断線が生じやすくなってしまう。そこで、本実施例では、ゲート配線２をＡｌとＭｏの２層構造とし、各々の材料をリン酸／硝酸／酢酸の混酸を用いてエッチングすることによって、端面を所定の傾斜角のテーパー状に加工し、これにより、ゲート配線２上に形成されるドレイン配線６の段差を緩和してドレイン配線６の断線を抑制している。このテーパーの傾斜角（基板平面とゲート電極２の端面とがなす角）は小さいほどドレイン配線６に形成される段差は小さくなるが、傾斜角が小さくなると寸法や形状の制御が困難になることから、本実施例では略３０°〜８０°、好ましくは４５°程度となるように設定している。
【００２８】
なお、図１のゲート配線２の凹部１３の形状は例示であり、ドレイン配線６との交差領域近傍におけるゲート配線２の少なくとも一方の側部に、ドレイン配線の延在方向に窪む１以上の凹部１３がドレイン配線の幅以上の奥行きで形成されていればよい。例えば、図４に示すようにゲート配線２の一方の側部のみに凹部１３が形成されていてもよいし、図５に示すようにゲート配線２の両側部に凹部１３が１つずつ形成されていてもよい。また、凹部１３を複数備える場合、凹部１３の形状は同一にする必要はなく、図６に示すように幅が異なる凹部１３を形成してもよいし、ゲート配線２の両側で凹部１３の形状が異なっていてもよい。また、凹部１３や凹部１３に挟まれて形成される凸部の形状も単純な矩形である必要はなく、例えば、図７に示すように凸部の先端を太くしたり、凸部の先端を十字型にしたり、図８に示すようにドレイン配線６に平行又は直交する線と斜め方向の線とを組み合わせて形成してもよい。
【００２９】
また、図１では、ゲート配線２とドレイン配線６の交差領域近傍にのみ凹部１３を設け、ＴＦＴ１１部分のゲート電極２ａの形状は従来と同様の形状としたが、これは、ドレイン配線６に比べてドレイン電極６ａやソース電極７は幅が広く、凹部１３を設けなくてもエッチング液の侵入経路を十分に長くすることができること、及び、ゲート電極２ａの形状が複雑になると電界が局所的に集中してＴＦＴ１１の動作に影響を与える恐れがあるからであるが、ＴＦＴ１１のゲート電極２ａにも同様の凹部１３を設けてもよい。
【００３０】
次に、図３（ｂ）に示すように、例えば、プラズマＣＶＤ法などを用いてシリコン窒化膜からなるゲート絶縁膜３を５００ｎｍ程度、ＴＦＴ１１の半導体層となるａ−Ｓｉ層４とｎ＋ａ−Ｓｉ層５とをそれぞれ３００ｎｍ、５０ｎｍ程度の膜厚で順次堆積した後、第２のレジストパターン１２ｂを形成し、第２のレジストパターン１２ｂをマスクとしてドライエッチング法によりａ−Ｓｉ層４及びｎ＋ａ−Ｓｉ層５をパターンニングして島状の半導体層を形成する。
【００３１】
次に、図３（ｃ）に示すように、例えば、スパッタ法を用いてＣｒを２００ｎｍ程度堆積し、その上に第３のレジストパターン１２ｃを形成し、第３のレジストパターン１２ｃをマスクとして、硝酸セリウムアンモニウムなどのエッチング液を用いてウェットエッチングを行い、ドレイン配線６、ドレイン電極６ａ及びソース電極７を形成する。
【００３２】
ここで、上記ウェットエッチングでＣｒをエッチングする際に、上述したようにＣｒはその膜構造が柱状構造であり、特に段差部分においては柱の方向が一定にならないために粗な膜となる。また、スパッタ法で金属を堆積する場合、その膜厚は平面上では均一になるが、段差部分では金属が堆積することによって影になる部分が生じ、段差部分の膜厚は平坦部よりも薄くなる。そのため、段差部分のエッチングが急速に進行してしまい、段差部分に沿ってエッチング液がしみ込んでドレイン配線が断線する恐れがあった。しかしながら本実施例の構造では、ゲート配線２の端面がテーパー状に加工されているため急峻な段差が緩和され、これによりドレイン配線６の膜質の劣化や膜厚の減少を抑制してエッチング液のしみ込みを抑制することができる。また、ゲート配線２には所定の形状の凹部１３が形成されているため、エッチング液の侵入経路を十分に長くし、かつ、段差が屈曲する部分でエッチング液のしみ込みを抑制することができる。これにより、ドレイン配線の断線を有効に防止することができる。
【００３３】
次に、ドレイン配線６とソース電極７とで挟まれたチャネル領域が露出するように、例えば、ドライエッチング法を用いてｎ＋ａ−Ｓｉ層５及びａ−Ｓｉ層４の一部を除去してチャネルエッチングを行った後、図３（ｄ）に示すように、例えば、プラズマＣＶＤ法などを用いてシリコン窒化膜からなるパッシベーション膜８を２００ｎｍ程度堆積し、第４のレジストパターン１２ｄを形成してコンタクト部１０のパッシベーション膜８を除去する。
【００３４】
そして、図３（ｅ）に示すように、例えば、スパッタ法を用いてＩＴＯ等の透明電極からなる画素電極９を５０ｎｍ程度の膜厚で形成し、第５のレジストパターン１２ｅを形成してウェットエッチングを行い、コンタクト部１０でソース電極７と接続された画素電極９を形成する。
【００３５】
その後、その上に、配向膜を塗布して所定の方向に配向処理を施す。また、ＴＦＴ基板に対向する対向基板は、透明絶縁基板上にＲＧＢ各色のカラーフィルタを各画素に対応させて形成し、ＴＦＴ基板のＴＦＴ及び配線に対応する位置にブラックマトリクスを形成した後、ＩＴＯからなる透明電極を形成し、その上に配向膜を塗布して所定の方向に配向処理を施す。そして、例えば直径４〜５μｍの無機質微粒子からなるスペーサを散布した後、両基板を貼り合わせて所望のギャップを形成し、両基板のギャップに液晶を注入して本実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。
【００３６】
このように、本実施例の液晶表示装置によれば、下層側の配線（ゲート配線２）を形成する際に、上層側の配線（ドレイン配線６）との交差領域近傍におけるゲート配線２の少なくとも一方の側部に、ドレイン配線６の延在方向に窪む１以上の凹部１３をドレイン配線６の幅以上の奥行きで形成することにより、ドレイン配線６におけるエッチング液の侵入経路を十分に長くすることができ、かつ、ゲート配線２を下層側がＡｌ又はＡｌ合金、上層側がＭｏ又はＭｏ合金などの２層構造として端面を所定の傾斜角のテーパー状に加工することによって、ドレイン配線６の段差部分における膜質の劣化や膜厚の減少を抑えることができるため、ドレイン配線の断線を確実に防止することができる。
【実施例２】
【００３７】
次に、本発明の第２の実施例に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置について、図９乃至図１２を参照して説明する。図９は、第２の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板におけるゲート配線及びドレイン配線の交差部近傍の構造を示す平面図であり、図１０（ａ）は、図９のＣ−Ｃ′線における断面図、図１０（ｂ）は図９のＤ−Ｄ’線における断面図である。また、図１１は、ＴＦＴ基板の製造方法の一部を模式的に示す断面図であり、図１２は本実施例の効果を説明するための図である。
【００３８】
前記した第１の実施例では、図３に示した５回のリソグラフィー工程（ゲートパターン形成工程、ａ−Ｓｉパターン形成工程、ドレインパターン形成工程、コンタクトパターン形成工程、画素パターン形成工程）でＴＦＴ基板を製造したが、液晶表示装置の低価格化を実現するためには工程数は削減することが好ましく、また、半導体層はＴＦＴ１１形成部分及びゲート配線２とドレイン配線６との交差部分以外に残っていても問題がないことから、ａ−Ｓｉパターン形成とドレインパターン形成とを一つのレジストパターンで行う製造方法（いわゆる４マスクプロセス）が提案されている。以下、本願発明の構造を上記製造方法に適用する場合について説明する。
【００３９】
図９及び図１０に示すように本実施例のＴＦＴ基板は、透明絶縁基板１上に、ドレイン配線６と交差領域近傍における少なくとも一方の側部に所定の形状の１以上の凹部１３が形成されると共に、その端面が所定の傾斜角のテーパー状に加工されてなるゲート配線２及びゲート電極２ａが形成されている。そして、ドレイン配線６、ドレイン電極６ａ及びソース電極７の下層及びＴＦＴ領域には、ゲート絶縁膜３を介してａ−Ｓｉ層４とｎ＋ａ−Ｓｉ層５とを含む半導体層が設けられ、ＴＦＴ領域のｎ＋ａ−Ｓｉ層５及びａ−Ｓｉ層４の一部が除去されてチャネル部が形成されている。このチャネル部の両側にはドレイン配線６と接続されるドレイン電極６ａ及びソース電極７が形成され、その上に基板表面を保護するパッシベーション膜８が設けられている。更に、ソース電極７上のパッシベーション膜８が部分的に取り除かれてコンタクト部１０が形成され、各画素領域及びコンタクト部１０にはＩＴＯ等の透明導電膜からなる画素電極９が形成されている。
【００４０】
なお、本実施例においても、ゲート配線２以外の構成要素（ゲート絶縁膜３、ａ−Ｓｉ層４やｎ＋ａ−Ｓｉ層５などの半導体層、ドレイン配線６、パッシベーション膜８、画素電極９、対向基板、液晶など）の形状や構造、製造方法は限定されない。また、半導体層を挟んでドレイン配線６が下側、ゲート配線２が上側に形成される順スタガ構造の場合は、ドレイン配線６にゲート配線２と同様の構造が適用される。
【００４１】
上記構造のＴＦＴ基板の製造方法について、図１１を参照して説明する。まず、第１の実施例と同様に、ガラス基板などの透明絶縁基板１上に、例えば、スパッタ法を用いてＡｌを２００ｎｍ程度、Ｍｏを１００ｎｍ程度堆積した後、公知のリソグラフィー技術を用いて第１のレジストパターン１２ａを形成し、第１のレジストパターン１２ａをマスクとしてリン酸／硝酸／酢酸の混酸などのエッチング液を用いてウェットエッチングを行い、ドレイン配線６との交差領域近傍の少なくとも一方の側部にドレイン配線６の延在方向に窪む１以上の凹部１３がドレイン配線６の幅以上の奥行きで形成され、かつ、その端面が略３０°〜８０°、好ましくは４５°程度の傾斜角のテーパー状に加工されたゲート配線２及びゲート電極２ａを形成する。
【００４２】
次に、半導体層及びドレイン配線６の形成を行うが、本実施例では、以下の手順に従ってこれらのパターンを一つのレジストパターンで形成する。具体的には、図１１（ａ）に示すように、例えば、プラズマＣＶＤ法などを用いてシリコン窒化膜からなるゲート絶縁膜３を５００ｎｍ程度、ＴＦＴ１１の半導体層となるａ−Ｓｉ層４とｎ＋ａ−Ｓｉ層５とをそれぞれ３００ｎｍ、５０ｎｍ程度の膜厚で順次堆積した後、引き続きスパッタ法を用いてＣｒを２００ｎｍ程度堆積する。そして、その上にレジストパターン１２ｆを形成する。その際、本実施例の方法では、チャネル部分に解像限界以下の幅の遮光領域を有するフォトマスク１４（レチクル）又はチャネル部分に半透過領域が形成されたフォトマスクを用いて、チャネル部分のレジストパターン１２ｆの厚みを他の部分よりも薄くする。
【００４３】
次に、図１１（ｂ）に示すように、レジストパターン１２ｆをマスクとして硝酸セリウムアンモニウムなどのエッチング液を用いてウェットエッチングを行い、ドレイン配線６、ドレイン電極６ａ及びソース電極７を形成する。その際、本実施例においても、ゲート配線２の端面がテーパー状に加工されているため急峻な段差が緩和され、これにより膜質の劣化や膜厚の減少を抑制してエッチング液のしみ込みを抑制することができる。また、ゲート配線２には所定の形状の凹部１３が形成されているため、しみ込み経路を十分に長くし、かつ、段差が屈曲する部分でエッチング液のしみ込みを抑制することができる。これにより、ドレイン配線の断線を有効に防止することができる。そして、上記ウェットエッチングに引き続き、図１１（ｃ）に示すように、ドライエッチング法によりａ−Ｓｉ層４及びｎ＋ａ−Ｓｉ層５をパターンニングして半導体層を形成する。
【００４４】
次に、図１１（ｄ）に示すように、酸素プラズマアッシングなどのドライエッチング法を用いてチャネル部上の薄いレジストがなくなるまでエッチングを行った後、チャネル領域のＣｒをエッチングし（ここではＣｒを２回エッチングする。）、続いて、図１１（ｅ）に示すように、チャネル領域が露出するように、ドライエッチング法を用いてｎ＋ａ−Ｓｉ層５及びａ−Ｓｉ層４の一部を除去してチャネルエッチングを行う。
【００４５】
以下、第１の実施例と同様に、例えば、プラズマＣＶＤ法などを用いてシリコン窒化膜からなるパッシベーション膜８を２００ｎｍ程度堆積した後、コンタクト部１０のパッシベーション膜８を除去し、スパッタ法を用いてＩＴＯ等の透明電極からなる画素電極９を５０ｎｍ程度の膜厚で形成し、コンタクト部１０でソース電極７と接続された画素電極９を形成する。
【００４６】
このように、本実施例の液晶表示装置においても、下層側の配線（ゲート配線２）を形成する際に、上層側の配線（ドレイン配線６）との交差領域近傍におけるゲート配線２の少なくとも一方の側部に、ドレイン配線６の延在方向に延びる１以上の凹部１３をドレイン配線６の幅以上の奥行きで形成することにより、ドレイン配線６におけるエッチング液のしみ込み経路を十分に長くすることができ、かつ、ゲート配線２を下層側がＡｌ又はＡｌ合金、上層側がＭｏ又はＭｏ合金などの２層構造として端面をテーパー状に加工することによって、ドレイン配線６の段差部分における膜質の劣化や膜厚の減少を抑えることができるため、ドレイン配線の断線を確実に防止することができる。
【００４７】
本実施例の構造のＴＦＴ基板におけるドレイン配線の断線抑制効果を確認するために、上記方法で製造したＴＦＴ基板と、従来の方法（ゲート配線２をＣｒを用いて形成し、ドレイン配線６との交差部分に凹凸を設けない構造）で製造したＴＦＴ基板とを用意し、各々のＴＦＴ基板におけるドレイン配線の断線発生率を比較した。その結果を図１４に示す。図１４より、従来の構造ではドレイン断線発生率が４．２％（４８パネル中２パネルが不良）であったのに対して、本願発明の構造では０．７％（１５０パネル中１パネルが不良）であり、ドレイン断線発生率が大幅に減少していることが分かる。この結果より、本願発明の構造がドレイン配線の断線抑制に有効であることが確認できた。
【００４８】
なお、本実施例では逆スタガ構造のチャネルエッチ型ＴＦＴを有する液晶表示装置について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、チャネル保護型の液晶表示装置や、順スタガ構造のＴＦＴを有する液晶表示装置にも適用することができる。また、上記各実施例ではカラーフィルタを対向基板に形成する構造のアクティブマトリクス型液晶表示装置について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、ＴＦＴ基板側にカラーフィルタを形成するＣＦｏｎＴＦＴ構造にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板におけるゲート配線とドレイン配線の交差領域近傍の構造を示す平面図である。
【図２（ａ）】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板におけるＴＦＴ領域近傍の構造を示す断面図である。
【図２（ｂ）】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板におけるゲート配線とドレイン配線の交差領域近傍の構造を示す断面図である。
【図３（ａ）】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法（５マスクプロセス）を模式的に示す工程断面図である。
【図３（ｂ）】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法（５マスクプロセス）を模式的に示す工程断面図である。
【図３（ｃ）】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法（５マスクプロセス）を模式的に示す工程断面図である。
【図３（ｄ）】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法（５マスクプロセス）を模式的に示す工程断面図である。
【図３（ｅ）】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法（５マスクプロセス）を模式的に示す工程断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係るゲート配線の構造のバリエーションを示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係るゲート配線の構造のバリエーションを示す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係るゲート配線の構造のバリエーションを示す平面図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係るゲート配線の構造のバリエーションを示す平面図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係るゲート配線の構造のバリエーションを示す平面図である。
【図９】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板におけるゲート配線とドレイン配線の交差領域近傍の構造を示す平面図である。
【図１０（ａ）】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板におけるＴＦＴ領域近傍の構造を示す断面図である。
【図１０（ｂ）】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板におけるゲート配線とドレイン配線の交差領域近傍の構造を示す断面図である。
【図１１（ａ）】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法（４マスクプロセス）を模式的に示す工程断面図である。
【図１１（ｂ）】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法（４マスクプロセス）を模式的に示す工程断面図である。
【図１１（ｃ）】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法（４マスクプロセス）を模式的に示す工程断面図である。
【図１１（ｄ）】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法（４マスクプロセス）を模式的に示す工程断面図である。
【図１１（ｅ）】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法（４マスクプロセス）を模式的に示す工程断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施例に係るＴＦＴ基板の効果を説明するための図である。
【図１３】従来の液晶表示装置のＴＦＴ基板におけるゲート配線とドレイン配線の交差領域近傍の構造を示す平面図である。
【図１４（ａ）】従来の液晶表示装置のＴＦＴ基板におけるＴＦＴ領域近傍の構造を示す断面図である。
【図１４（ｂ）】従来の液晶表示装置のＴＦＴ基板におけるゲート配線とドレイン配線の交差領域近傍の構造を示す断面図である。
【図１５】従来（特許文献１）の液晶表示装置のＴＦＴ基板におけるゲート配線とドレイン配線の交差領域近傍の構造を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  透明絶縁基板
２  ゲート配線
２ａ  ゲート電極
３  ゲート絶縁膜
４  ａ−Ｓｉ層
５  ｎ＋ａ−Ｓｉ層
６  ドレイン配線
６ａ  ドレイン電極
７  ソース電極
８  パッシベーション膜
９  画素電極
１０  コンタクト部
１１  ＴＦＴ
１２ａ〜１２ｆ  レジストパターン
１３  凹部
１４  フォトマスク
【図１】
2005164854.tif 000003
【図２（ａ）】
2005164854.tif 000004
【図２（ｂ）】
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【図３（ａ）】
2005164854.tif 000006
【図３（ｂ）】
2005164854.tif 000007
【図３（ｃ）】
2005164854.tif 000008
【図３（ｄ）】
2005164854.tif 000009
【図３（ｅ）】
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【図４】
2005164854.tif 000011
【図５】
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【図６】
2005164854.tif 000013
【図７】
2005164854.tif 000014
【図８】
2005164854.tif 000015
【図９】
2005164854.tif 000016
【図１０（ａ）】
2005164854.tif 000017
【図１０（ｂ）】
2005164854.tif 000018
【図１１（ａ）】
2005164854.tif 000019
【図１１（ｂ）】
2005164854.tif 000020
【図１１（ｃ）】
2005164854.tif 000021
【図１１（ｄ）】
2005164854.tif 000022
【図１１（ｅ）】
2005164854.tif 000023
【図１２】
2005164854.tif 000024
【図１３】
2005164854.tif 000025
【図１４（ａ）】
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【図１４（ｂ）】
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【図１５】
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