(57)【要約】【課題】配線材料及び遮光層等に銀単体を用いたときの光反射性能及び電食防止効果と同等の効果を、銀単体を用いたときよりも安価に実現する。【解決手段】第２層間絶縁膜８上には、アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜からなる第１の金属層９ａ及び第１の金属層９ａと同一形状にパターン化された銀又は銀合金からなる第２の金属層９ｂからなる配線９が形成されている。それらの配線９は、対応するＴＦＴの各ゲート線５及び各データ線７に重なるようにパターン化されて、ＴＦＴを覆うように配置されている。【選択図】図１
2005227403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記基板上の画素領域に配置された画素電極と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と前記画素電極とを電気的に接続する配線と、液晶層とを有し、前記配線はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体であることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項２】
前記ゲート線及び前記データ線のうちいずれか１つ以上がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体であることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項３】
基板と、前記基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記基板上の画素領域に配置された画素電極と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と前記画素電極とを電気的に接続する配線と、前記画素電極と前記配線の間に介在するバリアメタルと、液晶層とを有し、前記ゲート線及び前記データ線のうちいずれか１つ以上がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体であることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項４】
基板と、前記基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記基板上の画素領域に配置された画素電極と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と前記画素電極とを電気的に接続する配線と、前記画素電極と前記配線の間に介在するバリアメタルと、液晶層と、前記液晶層を介して前記基板とは反対側に存在し、前記ゲート線又は前記データ線のうちのどちらかと沿在する対向遮光膜とを有し、前記配線及び前記対向遮光膜はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層の積層体であることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項５】
前記ゲート線及び前記データ線のうちいずれか１つ以上がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体であることを特徴とする請求項４に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項６】
基板と、前記基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記基板上の画素領域に配置された画素電極と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と前記画素電極とを電気的に接続する配線と、前記画素電極と前記配線の間に介在するバリアメタルと、液晶層と、前記液晶層を介して前記基板とは反対側に存在し、前記ゲート線又は前記データ線のうちのどちらかと延在する対向遮光膜とを有し、前記ゲート線、前記データ線及び前記対向遮光膜のうちのいずれか１つ以上はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層の積層体であることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項７】
半導体基板と、前記半導体基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のうちのいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と電気的に接続された反射画素電極とを有し、前記反射画素電極はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体であることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項８】
基板と、前記基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記基板上の画素領域に配置された画素電極と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と前記画素電極とを電気的に接続する配線と、液晶層とを有し、前記配線はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体であるアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法において、前記第１の金属層と前記第２の金属層とを同一のレジストパターンで同時にエッチングすることによりパターン化することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
基板と、前記基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記基板上の画素領域に配置された画素電極と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と前記画素電極とを電気的に接続する配線と、前記画素電極と前記配線の間に介在するバリアメタルと、液晶層と、前記液晶層を介して前記基板とは反対側に存在し、前記ゲート線又は前記データ線のうちのどちらかと沿在する対向遮光膜とを有し、前記配線及び前記対向遮光膜はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層の積層体であるアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法において、前記第１の金属層と前記第２の金属層とを同一のレジストパターンで同時にエッチングすることによりパターン化することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
半導体基板と、前記半導体基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のうちのいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と電気的に接続された反射画素電極とを有し、前記反射画素電極はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体であるアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法において、前記第１の金属層と前記第２の金属層とを同一のレジストパターンで同時にエッチングすることによりパターン化することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリクス状に配置された複数の薄膜トランジスタ（Thin film Transistor、ＴＦＴ）を有する薄膜トランジスタ・アレイ基板（ＴＦＴアレイ基板）又はＭＯＳ(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタを有するＭＯＳトランジスタ・アレイ基板（ＭＯＳアレイ基板）を備えたアクティブマトリクス型表示装置及びその製造方法に関し、特に、投射型表示装置のライトバルブとして好適に使用できるアクティブマトリクス型液晶表示装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、壁掛けＴＶや投射型ＴＶ、又はＯＡ機器用表示装置として、液晶表示装置を用いた各種表示装置の開発が行われている。特にアクティブ素子をスイッチング素子として使用するアクティブマトリクス型液晶表示装置は、走査線数が増加してもコントラストや応答速度が低下しない等の利点があるため、高品位のＯＡ機器用表示装置やハイビジョンＴＶ用表示装置を実現する上で有効である。また、前記表示装置はプロジェクタと呼ばれる投射型表示装置のライトバルブとして使用した場合には、大画面表示が容易に得られるという利点を有している。
【０００３】
通常、ライトバルブ用液晶表示装置では、光源から液晶表示装置に高輝度の光が入射され、入射された光は液晶表示装置を通過する際に画像情報に応じて電圧が印加される液晶層により制御される。すなわち、アクティブ素子をスイッチング駆動しながら画素毎に液晶層に電界を印加して各画素の透過率を変化させることにより、透過光の強度を調整する。そして、液晶表示装置を通過した光は、レンズなどで構成された投射用光学系を介して拡大表示される。なお、ライトバルブ用液晶表示装置には、光源からの光を通過させてスクリーンに画像を投射する方式の透過型液晶表示装置及び光源からの光を反射させてスクリーンに画像を投射する反射型液晶表示装置がある。
【０００４】
上述したアクティブマトリクス型液晶表示装置に使用されるアレイ基板は、透明基板上にマトリクス状に配置されたＴＦＴと、マトリクス状に配置されたＴＦＴの行方向に沿って沿在するゲート線と、マトリクス状に配置されたＴＦＴの列方向に沿って沿在し、ＴＦＴのソース領域に接続されたデータ線と、画素電極とＴＦＴのドレイン領域に電気的に接続された配線とから構成されている。又は、半導体基板上にマトリクス状に配置されたＭＯＳトランジスタと、マトリクス状に配置されたＭＯＳトランジスタの行方向に沿って沿在するゲート線と、マトリクス状に配置されたＭＯＳトランジスタの列方向に沿って沿在し、ＭＯＳトランジスタのソース領域に接続されたデータ線と、画素電極とＭＯＳトランジスタのドレイン領域に電気的に接続された反射画素電極とから構成されている。
【０００５】
従来のＴＦＴアレイ基板を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置の概略構成について詳細に説明する。図８は従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の概略構成を示す平面図である。図９は図４のＡ−Ａ線に沿った従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
【０００６】
透明性基板１上には、酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜２を介して略Ｌ字型にパターン化された複数の多結晶シリコン膜３がマトリクス状に多数形成されている。これらの多結晶シリコン膜３は、ＴＦＴの活性層として機能する。すなわち、多結晶シリコン膜３の各々は、不純物がドープされていないチャネル領域３ｂと不純物が高濃度にドープされたソース領域３ａ及びドレイン領域３ｃとを含んでいる。ソース領域３ａ及びドレイン領域３ｃはチャネル領域３ｂを挟んで形成されている。多結晶シリコン膜３は、酸化シリコン膜２上に形成されたゲート絶縁膜４で覆われている。
【０００７】
ゲート絶縁膜４上には、不純物がドープされた多結晶シリコン膜や金属シリサイド膜などからなる複数のゲート線５が形成されている。これらのゲート線５は互いに平行であって、いずれもマトリクス状に配置されたＴＦＴの行方向に沿って沿在している。各ゲート線５はマトリクス状に配置されたＴＦＴのチャネル領域３ｂと重なるように配置され、それらのＴＦＴのゲート電極として機能する。各ゲート線５は、ゲート絶縁膜４上に形成された第１層間絶縁膜６で覆われている。第１層間絶縁膜６上にはアルミニウム膜からなる複数のデータ線７が形成されている。それらのデータ線７は、互いに平行であっていずれもマトリクス状に配置されたＴＦＴの列方向に沿って沿在し、マトリクス状に配置されたＴＦＴの多結晶シリコン膜３と重なるように配置されている。各データ線７は第１層間絶縁膜６とゲート絶縁膜４を貫通する第１コンタクトホール１７を介して、マトリクス状に配置されたＴＦＴのソース領域３ａに電気的に接続されている。各データ線７は、第１層間絶縁膜６上に形成された第２層間絶縁膜８で覆われている。
【０００８】
第２層間絶縁膜８上には、アルミニウム又はアルミニウム合金膜等からなる配線９が形成される。配線９は、第２層間絶縁層８、第１層間絶縁層６及びゲート絶縁層４を貫通する第２コンタクトホール１８を介して、ＴＦＴのドレイン領域３ｃと電気的に接続されている。配線９は各ゲート線５と各データ線７に重なるようにパターン化されて配置され遮光膜としても機能する。配線９上には、チタンなどからなるバリアメタル２０が形成されている。ここで、バリアメタル２０は続いて形成する第３コンタクトホール１９に相当する領域にのみ形成される。バリアメメタル２０は、第２層間絶縁膜８上に形成された第３層間絶縁膜１０で覆われている。
【０００９】
第３層間絶縁膜１０上にはＩＴＯなどのからなる略矩形上の複数の画素電極１１が形成されている。これらの画素電極１１は各ゲート線５と各データ線７により画定された複数の画素領域に各々配置されている。各画素電極１１は、第３層間絶縁膜１０を貫通する第３コンタクトホール１９、対応する領域にのみ形成されたバリアメタル２０及び配線９を介して最終的にＴＦＴのドレイン領域３ｃに電気的に接続されている。バリアメタル２０はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる配線９と画素電極１１であるＩＴＯが直接接触することで電蝕を発生させ、接触抵抗が経時的に劣化するのを防ぐために必要である。画素電極１１上には所定の配向処理が施された配向膜１２が形成されている。
【００１０】
一方、対向する基板１３には、全面に渡って対向電極１４が形成されており、その下には所定の配向処理が施された配向膜１５が形成されている。このように形成されたＴＦＴアレイ基板と対向基板との間には液晶が封入され、液晶層１６が形成されている。
【００１１】
上記構成を持つ従来のＴＦＴアレイ基板を備えた透過型液晶表示装置では、ＴＦＴアレイ基板に対向して配置された対向基板の表面側より光が入射される。画素領域に入射された光は、液晶層１６で透過光の強度を調整されて、液晶表示装置を透過する。
【００１２】
一方、ＴＦＴおよび各ゲート線５と各データ線７からなる非透過領域に入射された光は、最も入射面側に形成された配線９により大部分は反射されるが、それ以外は吸収され熱に変化してパネルの温度を上昇させてしまう。加えて、近年では、投射用表示装置の小型化及び高輝度化が進んでおり、液晶表示装置へ入射する光の強度が増加する傾向にある。これにより光の吸収によるパネル温度の上昇がさらに顕著になり液晶表示装置の劣化が早まることになる。
【００１３】
そこで、このような問題が生じないようにするために、従来より種々の改良がなされている。例えば、特開平７−４３７００では、画像の表示に使用されない入射光を金、銀、アルミニウム等の反射層により反射させることで、液晶表示装置における液晶の温度上昇を防止できることが開示されている。特開平１１−２１８７５１では、反射型液晶表示装置の反射電極に反射率の高い銀又は銀合金を用いることで、光の利用効率を高めるとともに、光の吸収による発熱を防ぐことが開示されている。特開２００３−１３１０１３では、遮光部材に銀を用いることで光反射率を向上させ、液晶表示パネル等の温度上昇を抑制することが開示されている。
【００１４】
また、上述したように、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる配線９と画素電極１１であるＩＴＯが直接接触することで電食が発生することに対する対策としては、従来からバリアメタル２０を用いることが行われているが、工程増、コスト増につながっている。これに対しては、特開２００２−９１３３８において、ＩＴＯとの電食を起こさない銀又は銀合金を配線材料に用いることでバリアメタルが不要となることが開示されている。また、特開２００２−１５１４３４では低融点金属元素が合金された銀合金で表示素子用配線を形成することで腐食の問題が解決することが開示されている。
【００１５】
【特許文献１】特開平７−４３７００
【特許文献２】特開平１１−２１８７５１
【特許文献３】特開２００３−１３１０１３
【特許文献４】特開２００２−９１３３８
【特許文献５】特開２００２−１５１４３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
前述のように、銀又は銀合金を用いて光反射率を向上させ、液晶表示パネル等の温度上昇を抑制すること、及び画素電極との電食を防ぐ技術は開示されているが、従来の配線材料であるアルミニウム及びアルミニウム合金と比べて、銀は材料そのものが高価である。また、銀は、半導体装置の材料として未だ一般的ではなく量産によるコスト低減の効果は期待できない。
【００１７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、配線材料及び遮光層等に銀単体を用いたときの光反射性能及び電食防止効果と同等の効果を、銀単体を用いたときよりも安価に実現できるアクティブマトリックス型液晶表示装置及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本願第１発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置は、基板と、前記基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記基板上の画素領域に配置された画素電極と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と前記画素電極とを電気的に接続する配線と、液晶層とを有し、前記配線はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体であることを特徴とする。
【００１９】
前記ゲート線及び前記データ線のうちいずれか１つ以上がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体であることも好ましい。
【００２０】
本願第２発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置は、基板と、前記基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記基板上の画素領域に配置された画素電極と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と前記画素電極とを電気的に接続する配線と、前記画素電極と前記配線の間に介在するバリアメタルと、液晶層とを有し、前記ゲート線及び前記データ線のうちいずれか１つ以上がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体であることを特徴とする。
【００２１】
本願第３発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置は、基板と、前記基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記基板上の画素領域に配置された画素電極と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と前記画素電極とを電気的に接続する配線と、前記画素電極と前記配線の間に介在するバリアメタルと、液晶層と、前記液晶層を介して前記基板とは反対側に存在し、前記ゲート線又は前記データ線のうちのどちらかと沿在する対向遮光膜とを有し、前記配線及び前記対向遮光膜はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層の積層体であることを特徴とする。
【００２２】
前記ゲート線及び前記データ線のうちいずれか１つ以上がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体であることも好ましい。
【００２３】
本願第４発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置は、基板と、前記基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記基板上の画素領域に配置された画素電極と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と前記画素電極とを電気的に接続する配線と、前記画素電極と前記配線の間に介在するバリアメタルと、液晶層と、前記液晶層を介して前記基板とは反対側に存在し、前記ゲート線又は前記データ線のうちのどちらかと延在する対向遮光膜とを有し、前記ゲート線、前記データ線及び前記対向遮光膜のうちのいずれか１つ以上はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層の積層体であることを特徴とする。
【００２４】
本願第５発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置は、半導体基板と、前記半導体基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のうちのいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と電気的に接続された反射画素電極とを有し、前記反射画素電極はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体であることを特徴とする。
【００２５】
本願第６発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法は、基板と、前記基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記基板上の画素領域に配置された画素電極と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と前記画素電極とを電気的に接続する配線と、液晶層とを有し、前記配線はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体であるアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法において、前記第１の金属層と前記第２の金属層とを同一のレジストパターンで同時にエッチングすることによりパターン化することを特徴とする。
【００２６】
本願第７発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法は、基板と、前記基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記基板上の画素領域に配置された画素電極と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と前記画素電極とを電気的に接続する配線と、前記画素電極と前記配線の間に介在するバリアメタルと、液晶層と、前記液晶層を介して前記基板とは反対側に存在し、前記ゲート線又は前記データ線のうちのどちらかと沿在する対向遮光膜とを有し、前記配線及び前記対向遮光膜はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層の積層体であるアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法において、前記第１の金属層と前記第２の金属層とを同一のレジストパターンで同時にエッチングすることによりパターン化することを特徴とする。
【００２７】
本願第８発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法は、半導体基板と、前記半導体基板上にマトリクス状に配置されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子の行方向に沿って延在するゲート線と、前記アクティブ素子の列方向に沿って延在すると共に前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域のうちのいずれか一方に電気的に接続されたデータ線と、前記アクティブ素子のソース領域及びドレイン領域の他方と電気的に接続された反射画素電極とを有し、前記反射画素電極はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体であるアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法において、前記第１の金属層と前記第２の金属層とを同一のレジストパターンで同時にエッチングすることによりパターン化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本願第１発明に係るアクティブマトリックス型液晶表示装置は、配線を、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体としているので、配線を銀単独で構成した場合と同等の光反射性能を得ることができ、銀単独で構成した場合と同等のパネル温度の上昇抑制効果を銀単体を用いたときよりも安価に実現できる。また、配線の第２の金属層に銀又は銀合金を用いているため、アルミニウム又はアルミニウム合金と画素電極であるＩＴＯの間で発生する接触不良や接触抵抗の経時劣化を配線を銀単独で構成した場合と同様に防止でき、且つ安価に実現できる。更に、ゲート線及びデータ線うちいずれか１つ以上を、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体とすれば、パネル温度の上昇抑制効果をより高めることができる。
【００２９】
本願第２発明に係るアクティブマトリックス型液晶表示装置は、画素電極と配線の間にバリアメタルを介在させているので、配線をアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体にせずに、ゲート線及びデータ線のうちいずれか１つ以上のみを、前記積層体とすることができ、前記積層体としたものについては、本願第１発明と同様の効果を奏することができる。
【００３０】
本願第３発明に係るアクティブマトリックス型液晶表示装置は、配線及び対向遮光膜を、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体としており、前記積層体としたものについては、本願第１発明と同様の効果を奏することができる。また、本願第３発明は、前記積層体とした対向遮光膜を本願第１発明に加えているので、パネル温度の上昇抑制効果は本願第１発明よりも高い。更に、ゲート線及びデータ線のうちいずれか１つ以上を、前記積層体とすれば、パネル温度の上昇抑制効果をより高めることができる。
【００３１】
本願第４発明に係るアクティブマトリックス型液晶表示装置は、画素電極と配線の間にバリアメタルを介在させているので、配線をアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体にせずに、ゲート線、データ線及び対向遮光膜のうちいずれか１つ以上のみを、前記積層体とすることができ、前記積層体としたものについては、本願第１発明と同様の効果を奏することができる。
【００３２】
本願第５発明に係るアクティブマトリックス型液晶表示装置は、反射画素電極を、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第１の金属層と、前記第１の金属層上にあって入射光面側に配置された銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体としているので、それらを銀単独で構成した場合と同等の光反射性能を得ることができ、銀単独で構成した場合と同等のパネル温度の上昇抑制効果を銀単体を用いたときよりも安価に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態であるＴＦＴアレイ基板の概略構成を示す断面図であり、その断面の位置は従来の図８のＡ−Ａ線に示す位置と同様である。また、図１において、図９と同等の要素は同一符号を付してある。
【００３４】
基板１は透明であり、ガラス等の絶縁性を持つ材料で形成されている。基板１の表面全体には、酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜２が形成されている。この酸化シリコン膜２は、基板１に含まれる重金属の拡散を防止するためのものである。酸化シリコン膜２上には、略Ｌ字形状にパターン化された複数の多結晶シリコン膜３が形成されている。これらの多結晶シリコン膜３は後述するゲート線５とデータ線７との交差点下に各々配置されている。多結晶シリコン膜３の各々は、ＴＦＴの活性層として機能する。すなわち、多結晶シリコン膜３の各々は、不純物がドープされていないチャネル領域３ｂと不純物が高濃度にドープされたソース領域３ａ及びドレイン領域３ｃとを含んでいる。ソース領域３ａ及びドレイン領域３ｃは、チャネル領域３ｂを挟んで形成されている。多結晶シリコン膜３は、酸化シリコン膜２上に形成されたゲート絶縁膜４で覆われている。
【００３５】
ゲート絶縁膜４上には、不純物がドープされた多結晶シリコン膜又はシリサイド膜などからなる複数のゲート線５が形成されている。それらのゲート線５は互いに平行であって、いずれもマトリックス状に配置されたＴＦＴの行方向に沿って延在している。各ゲート線５は、マトリックス状に配置されたＴＦＴのチャネル領域３ｂと重なるように配置され、ＴＦＴのゲート電極として機能する。各ゲート線５は、ゲート絶縁膜４上に形成された第１層間絶縁膜６で覆われている。第１層間絶縁膜６上には、アルミニウム膜等からなる複数のデータ線７が形成されている。それらのデータ線７は互いに平行であっていずれもマトリックス状に配置されたＴＦＴの列方向にそって沿在し、マトリックス状に配置されたＴＦＴの多結晶シリコン膜３と重なるように配置されている。各ＴＦＴのソース領域３ａ及びチャネル領域３ｂの全体は、対応するデータ線７で覆われている。各データ線７は、第１層間絶縁膜６とゲート絶縁膜４とを貫通する第１コンタクトホール１７を介して、マトリックス状に配置されたＴＦＴのソース領域３ａに電気的に接続されている。各データ線７は、第１層間絶縁膜６上に形成された第２層間絶縁膜８で覆われている。
【００３６】
第２層間絶縁膜８上には、アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜からなる第１の金属層９ａ及び第１の金属層９ａと同一形状にパターン化された銀又は銀合金からなる第２の金属層９ｂからなる配線９が形成されている。それらの配線９は、対応するＴＦＴの各ゲート線５及び各データ線７に重なるようにパターン化されて、ＴＦＴを覆うように配置されており、遮光層としても機能する。各配線９は、第２層間絶縁膜８、第１層間絶縁膜６及びゲート絶縁膜４を貫通する第２コンタクトホール１８を介して、対応するＴＦＴのドレイン領域３ｃに電気的に接続されている。各配線９は、第２層間絶縁膜上に形成された第３層間絶縁膜１０で覆われている。
【００３７】
第３層間絶縁膜１０上には、ＩＴＯからなる略矩形状の複数の画素電極１１が形成されている。それらの画素電極１１は各ゲート線５と各データ線７とによって画定された複数の画素領域に各々配置されている。各画素電極１１は、第３層間絶縁膜１０を貫通する第３コンタクトホール１９を介して、対応する配線９に電気的に接続されている。画素電極１１は、第３層間絶縁膜１０上に形成され、所定の配向処理が施された配向膜１２で覆われている。
【００３８】
対向基板は基板１３と対向電極１４とから構成されている。ガラス等の絶縁性を持つ材料からなる基板１３の下に、全面にわたってＩＴＯからなる対向電極１４が形成されている。対向電極１４の下には所定の配向処理が施された配向膜１５が形成されている。上記のように形成されたＴＦＴ基板と対向基板との間には液晶が封入された液晶層１６が形成され、アクティブマトリクス型液晶表示装置となっている。
【００３９】
このアクティブマトリクス型液晶表示装置では、対向基板の表面側より光が入射される。画素領域に入射された光は、液晶層１６で透過光の強度を調整されて液晶表示装置を透過する。一方、ＴＦＴ、各ゲート線５、各データ線及び配線９からなる非透過領域に入射された光は、配線９の銀又は銀合金からなる第２の金属層で反射されることになる。
【００４０】
一般に、アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜の反射率は９０％前後であるのに対して、銀又は銀合金は９８％以上の反射率を有しているという特性を持つ。このためＴＦＴアレイ基板の最も入射面側に銀あるいは銀合金からなる金属層で形成することにより、不要な入射光を効率よく反射することができ、パネル温度の上昇を低減できる。
【００４１】
また、第２の金属層９ｂを形成する銀又は銀合金は、アルミニウム又はアルミニウム合金と画素電極であるＩＴＯとの間で発生する接触不良や接触抵抗の経時劣化を防止するために必要なバリアメタルとしての効果も有している。このため、長期間にわたり接触抵抗の経時劣化のない、信頼性の高い液晶表示装置を得ることができる。
【００４２】
このように、配線９をアルミニウム膜あるいはアルミニウム合金膜からなる第１の金属層９ａと銀又は銀合金からなる第２の金属層９ｂの積層体とすることより、配線９の全てを銀及び銀合金から形成した場合と同等の光反射性能及び電食防止効果をより安価に実現したアクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることができる。
【００４３】
次に、第１の実施の形態の製造方法を説明する。まず、一般的な化学気相成長（Chemical Vapor Deposition、ＣＶＤ）法により基板１の表面全体に酸化シリコン膜２を堆積する。次に、減圧化学気相成長（Low Pressure Chemical Vapor Deposition、ＬＰＣＶＤ）法又はプラズマ化学気相成長（Plasma Chemical Vapor Deposition、ＰＣＶＤ）法等を使用して、酸化シリコン膜２上にアモルファス・シリコン膜を堆積した後、そのアモルファス・シリコン膜をレーザ・アニール法などにより結晶化させる。さらにその結晶化した膜を一般的なフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術によりパターン化する。こうしてＴＦＴの活性層として機能する複数の多結晶シリコン膜３を酸化シリコン膜２上に形成する。
【００４４】
次に、ＣＶＤ法により酸化シリコン膜２上に酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜４を形成し、多結晶シリコン膜３の各々をゲート絶縁膜４で覆う。次に、不純物のドープされた多結晶シリコン膜又はシリサイド膜をゲート絶縁膜４上に形成した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術によりパターン化して複数のゲート線５を形成する。続いて、ゲート線５の各々をマスクに使用して、多結晶シリコン３の各々に高濃度の不純物を選択的にドープする。こうして多結晶シリコン膜３の各々にソース領域３ａ、チャネル領域３ｂ及びドレイン領域３ｃを形成する。
【００４５】
次に、ＣＶＤ法によりゲート絶縁膜４上に酸化シリコン膜からなる第１層間絶縁膜６を形成し、ゲート線５の各々を第１層間絶縁膜６で覆う。次に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術により第１層間絶縁膜６とゲート絶縁膜４とを選択的に除去し、ソース領域３ａを露出する第１コンタクトホール１７を形成する。続いて、スパッタ法などにより第１層間絶縁膜６上にアルミニウム合金膜を形成し、そのアルミニウム膜をフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術によりパターン化して複数のデータ線７を形成する。データ線７の各々は、第１コンタクトホール１７の内部にも形成されて、ソース領域３ａに電気的に接続される。続いて、ＣＶＤ法により第１層間絶縁膜６上に酸化シリコン膜からなる第２層間絶縁膜８を形成し、データ線７の各々を第２層間絶縁膜８で覆う。次に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術により第２層間絶縁膜８、第１層間絶縁膜６およびゲート絶縁膜４とを選択的に除去し、ドレイン領域３ｃを露出する第２コンタクトホール１８を形成する。
【００４６】
続いて、第１層間絶縁膜８上にスパッタ法等によりアルミニウム合金膜、銀・パラジウム・銅合金の銀合金膜を順次形成する。第１の金属層であるアルミニウム層の厚さとしては２００〜４００ｎｍ程度を要する。アルミニウム合金層は遮光膜としての働きもあるためにピンホール等による光漏れのない程度の膜厚が必要だからである。第２金属層である銀合金層の厚さとしては５０〜１００ｎｍ程度を要する。高価な銀の使用量を減らすためには銀合金層の厚さを減らす必要があるが、光の反射効率の向上及びＩＴＯとの電食防止のためにはある程度の膜厚が必要だからである。本発明者等は、実験的に、銀合金層の厚さが５０ｎｍ程度あれば安定した光反射率及びＩＴＯとの電食防止効果が得られることを確認している。
【００４７】
そのアルミニウム合金膜及び銀合金膜は、フォトリソグラフィ技術によりレジストをパターニングした後、塩素及びアルゴンの混合ガスを用いたリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）、又はアルゴンガスによるイオンミリング法によりパターン化できる。同一のフォトリソグラフィによりパターン化するためにアルミニウム合金膜と銀合金膜は同一形状になる。これにより第１金属層９ａ及び第２の金属層９ｂからなる配線９を形成する。配線９は第２コンタクトホール１８の内部にも形成されて、ドレイン領域３ｃに電気的に接続される。
【００４８】
次に、ＣＶＤ法により第２層間絶縁膜８上に酸化シリコン膜からなる第３層間絶縁膜１０を形成して、配線９を第３層間絶縁膜１０で覆う。続いて、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術により第３層間絶縁膜１０を選択的に除去し、配線９を露出する第３コンタクトホール１９を形成する。続いて、第３層間絶縁膜１０上にＩＴＯ（Indium Thin Oxide）膜を形成し、そのＩＴＯ膜をフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術によりパターン化して複数の画素電極１１を形成する。画素電極１１は第３コンタクトホール１９内部にも形成されて、配線９に電気的に接続される。次に、ポリイミドからなる配向膜１２を画素電極１１を覆うように形成する。
【００４９】
他方、対向する基板１３にはその全面にわたって、ＩＴＯからなる対向電極１４を形成する。続いて、ポリイミドからなる配向膜１５を形成する。このように構成された対向基板と、ＴＦＴアレイ基板との間に、液晶層１６を形成する。上記の工程により、第１の実施の形態のアクティブマトリクス型液晶表示装置が得られる。
【００５０】
次に、本発明の第２及び第３の実施の形態について説明する。図２及び図３はそれぞれ本発明の第２及び第３の実施の形態であるＴＦＴアレイ基板の概略構成を示す断面図であり、その断面の位置は従来の図８のＡ−Ａ線に示す位置と同様である。また、図２及び３において、図９と同等の要素は同一符号を付してある。第１の実施の形態と同一構成部分の説明は省略する。
【００５１】
本実施形態は、図２及び図３に示すように、前述した第１実施形態のように配線９をアルミニウム合金層と銀合金層との積層体とはせず、従来技術と同様のアルミニウム又はアルミニウム合金の単層で構成しており、その代わりに第２実施形態では図２に示すようにゲート線を、第３実施形態では図３に示すようにデータ線をアルミニウム合金層と銀合金層との積層体としている。配線９は従来技術と同様にアルミニウム又はアルミニウム合金の単層で構成しており、配線９と画素電極１１の間で生じる電食を防止する対策を取る必要があるので、配線９と画素電極１１との間に従来例の図９と同様にバリアメタル２０を介在させている。
【００５２】
本実施形態のように、ゲート線５又はデータ線７をアルミニウム合金層と銀合金層との積層体とした場合も、光反射性能及び電食防止効果は銀単体で構成したときと同等の性能及び効果が得られる。アルミニウム合金層及び銀合金層の厚さはゲート線５又はデータ線７を２層構造とした場合も配線９を２層構造としたときと同様であり、第１の金属層であるアルミニウム層の厚さとしては２００〜４００ｎｍ程度を要し、第２金属層である銀合金層の厚さとしては５０〜１００ｎｍ程度を要する。
【００５３】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図４は本発明の第４の実施の形態であるＴＦＴアレイ基板の概略構成を示す断面図であり、その断面の位置は従来の図８のＡ−Ａ線に示す位置と同様である。また、図４において、図９と同等の要素は同一符号を付してある。第１の実施の形態と同一構成部分の説明は省略する。
【００５４】
本実施形態の対向基板では、ガラス等の絶縁性を持つ材料からなる基板１３の下には、アルミニウム又はアルミニウム合金膜からなる第１の金属対向遮光膜２３ａ及び第１の金属対向遮光膜２３ａと同一形状にパターン化された銀又は銀合金からなる第２の金属対向遮光膜２３ｂからなる対向遮光膜２３が形成されている。この対向遮光膜２３は対応するＴＦＴアレイ基板の各ゲート線５に重なるようにストライプ状にパターン化され配置され、遮光性能を強化している。対向遮光膜２３の下には、全面にわたって酸化シリコン膜２４及びＩＴＯからなる対向電極１４が形成されている。対向電極１４の下には所定の配向処理が施された配向膜１５が形成されている。
【００５５】
このように形成されたＴＦＴアレイ基板と対向基板との間には液晶が封入された液晶層１６が形成され、アクティブマトリクス型液晶表示装置が得られる。このアクティブマトリクス型液晶表示装置では、対向基板の表面側より光が入射される。
【００５６】
画素領域に入射された光は、液晶層１６で透過光の強度を調整されて、液晶表示装置を透過する。一方、ＴＦＴ、各ゲート線５、各データ線及び配線９からなる領域に入射された光は、まず対向基板側に形成された対向遮光膜２３の入射面側に形成された銀又は銀合金からなる第２の金属対向遮光膜２３ｂで反射されることになる。次に遮光されていない領域及び対向遮光膜２３を透過する一部の光がＴＦＴアレイ基板に到達する。到達した光は、ＴＦＴアレイ基板の入射面側に形成された銀又は銀合金からなる第２の金属層９ｂで反射される。対向基板側に対向遮光膜２３を形成することで、第１の実施の形態以上に不要な入射光を効率よく反射することができ、パネル温度の上昇を低減できる。
【００５７】
本実施形態では、対向基板の対向遮光膜２３及び配線９をアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜からなる第１の金属層と銀又は銀合金からなる第２の金属層との積層体とすることより、対向遮光膜２３及び配線９の全てを銀又は銀合金で形成した場合に比べて安価なアクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることができるという利点がある。
【００５８】
また、対向基板に形成した対向遮光膜２３は各ゲート線に重なるようにストライプ状にパターン化されているために、格子状に遮光膜を形成した場合に比べて目合わせが容易になることから製造コストを低減できる。
【００５９】
次に、第４の実施の形態の製造方法を説明する。第１の実施の形態と同一の製造方法である部分は説明を省略する。
【００６０】
第４の実施の形態の対向基板１３はガラス等の絶縁性を持つ材料からなる。基板１３に、スパッタ法等によりアルミニウム合金層、銀・パラジウム・銅合金の銀合金層を順次形成する。第１の実施の形態と同様に、第１の金属層であるアルミニウム層の厚さとしては２００〜４００ｎｍ程度を要する。第２の金属層である銀合金層の厚さとしては５０〜１００ｎｍ程度を要する。続いてアルミニウム合金層及び銀合金層をフォトリソグラフィ技術によりレジストをストライプ状にパターニングする。このパターンは対応するマトリクス状に配置されたＴＦＴの行方向に沿在し、ゲート線を概略覆う形状になっている。次に、塩素及びアルゴンの混合ガスを用いたＲＩＥ、又はアルゴンガスによるイオンミリング法により、アルミニウム合金層及び銀合金層を同一形状にパターン化する。これにより第１の金属対向遮光層２３ａ及び第２の金属対向遮光層２３ｂからなる対向遮光膜２３を形成する。続いて、対向遮光膜２３上にスパッタ法又はＣＶＤ法等により全面にわたって酸化シリコン膜２４及びＩＴＯからなる対向電極１４を形成する。続いて、ポリイミドからなる配向膜１５を形成する。このように構成された対向基板とＴＦＴアレイ基板との間には、液晶が封入されて液晶層１６が形成される。上記の工程により第４の実施の形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置が得られる。
【００６１】
対向遮光膜２３はストライプ状にパターン形成されているので、対向基板とＴＦＴアレイ基板との位置合わせが、格子状に対向遮光膜のパターンを形成した場合に比べて、マトリクス状に配置されたＴＦＴの列方向にのみ精度良く合わせるだけで良く、貼り合わせ工程が容易になる。しかも対向基板に対向遮光膜を形成しない第１の実施の形態に比べて反射効率が向上する。
【００６２】
さらに、本実施の形態では、配線９をアルミニウム合金からなる第１の金属層９ａと銀合金からなる第２の金属層９ｂとの積層体にする工程を採用しているので、第１の実施の形態で記したＴＦＴアレイ基板の利点も得られる。つまり、配線９に銀単体を用いた場合と同等の光反射性能及び電食防止効果をより安価に実現したアクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることができる。
【００６３】
なお、上述した第４の実施の形態では、対向遮光膜２３は対応するＴＦＴアレイ基板の各ゲート線５に重なるようにストライプ状にパターン化され配置され、遮光性能を強化に寄与しているが、対向遮光膜２３をＴＦＴアレイ基板の各データ線７に重なるようにストライプ状にパターン化して配置しても、遮光性能の強化に寄与できる。
【００６４】
次に、本発明の第５及び第６の実施の形態について説明する。図５及び図６はそれぞれ本発明の第５及び第６の実施の形態であるＴＦＴアレイ基板の概略構成を示す断面図であり、その断面の位置は従来の図８のＡ−Ａ線に示す位置と同様である。また、図５及び図６において、図９と同等の要素は同一符号を付してある。第１の実施の形態と同一構成部分の説明は省略する。
【００６５】
本実施形態は、図５及び図６に示すように、前述した第２及び第３実施形態のように配線９をアルミニウム合金層と銀合金層との積層体とはせず、従来技術と同様のアルミニウム又はアルミニウム合金の単層で構成しており、その代わりに第５実施形態では図５に示すようにゲート線を、第６実施形態では図６に示すようにデータ線をアルミニウム合金層と銀合金層との積層体としている。配線９は従来技術と同様にアルミニウム又はアルミニウム合金の単層で構成しており、配線９と画素電極１１の間で生じる電食を防止する対策を取る必要があるので、配線９と画素電極１１との間に従来例の図９と同様にバリアメタル２０を介在させている。
【００６６】
本実施形態のように、ゲート線５又はデータ線７をアルミニウム合金層と銀合金層との積層体とした場合も、光反射性能及び電食防止効果は銀単体で構成したときと同等の性能及び効果が得られる。アルミニウム合金層及び銀合金層の厚さはゲート線５又はデータ線７を前記積層体とした場合も配線９を前記積層体としたときと同様であり、第１の金属層であるアルミニウム層の厚さとしては２００〜４００ｎｍ程度を要し、第２金属層である銀合金層の厚さとしては５０〜１００ｎｍ程度を要する。
【００６７】
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。図７は、本発明の第７の実施の形態であるＴＦＴアレイ基板の概略構成を示す断面図である。この第７の実施の形態に係るアクティブマトリクスアレイ基板は、主に反射型液晶表示装置に適用される。
【００６８】
図７に示すアクティブマトリクスアレイ基板は、マトリクス状に配置された複数のＭＯＳトランジスタを有するシリコン基板１を備えている。このシリコン基板１上に、ソース領域３ａ、ドレイン領域３ｃ及び不純物がドープされたポリシリコン等からなるゲート線５からなるＭＯＳトランジスタが形成されている。
【００６９】
ゲート線５は第１層間絶縁膜６で覆われている。ゲート線５は互いに平行であって、いずれも行方向に沿って延在している。各ゲート線５は、マトリクス状に配置された対応するＭＯＳトランジスタのゲート電極として機能する。第１層間絶縁膜６上には、アルミニウム膜等からなる複数のデータ線７及びドレイン領域３ｃに接続される複数のドレイン電極２５が形成されている。それらのデータ線７は互いに平行であっていずれもマトリクス状に配置されたＭＯＳトランジスタの列方向に沿って延在し、第１層間絶縁膜６を貫通する第１コンタクトホール１７を介して、マトリクス状に配置された対応するＭＯＳトランジスタのソース領域３ａに電気的に接続されている。データ線７及びドレイン電極２５は第２層間絶縁膜８で覆われている。
【００７０】
第２層間絶縁膜８上には金属又はシリサイドなどからなる遮光膜２７を形成した後、第３層間絶縁膜１０で覆う。第３層間絶縁膜１０上には、アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜からなる第１の金属層２８ａ及び第１の金属層２８ａと同一形状にパターン化された銀又は銀合金からなる第２の金属層２８ｂからなる反射画素電極２８が形成されている。各反射画素電極２８は第３層間絶縁膜１０、第２層間絶縁膜８を貫通する第３コンタクトホール１９を介して、対応するＭＯＳトランジスタのドレイン領域３ｃに電気的に接続されている。
【００７１】
対向基板は、ガラスなどの絶縁性を持つ材料からなる基板１３の下に、全面にわたってＩＴＯからなる対向電極１４が形成されている。このように形成されたＭＯＳトランジスタ・アレイ基板と対向基板との間には液晶が封入された液晶層１６が形成され、アクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。
【００７２】
上記の構成を持つアクティブマトリクス型液晶表示装置では、対向基板の表面側より光が入射される。反射画素電極２８は、対向基板から入射された光を反射させる機能及びＭＯＳトランジスタからから液晶層１６に電圧が印加された場合の表示電極としての機能を有する。ここで対向基板から入射された光は、反射画素電極２８の最も入射面側に形成された銀又は銀合金からなる第２の金属層２８ｂで反射されることになる。
【００７３】
一般に、アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜の反射率は９０％前後であるのに対して、銀又は銀合金は９８％以上の反射率を有しているという特性を持つ。このためＭＯＳトランジスタ・アレイ基板の最も入射面側に銀又は銀合金からなる金属層で形成することにより、不要な入射光を効率よく反射することができ、パネル温度の上昇を低減できる。
【００７４】
また、反射画素電極２８をアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜からなる第１の金属層２８ａと銀又は銀合金からなる第２の金属層２８ｂとの積層体とすることより、反射画素電極２８の全てを銀及び銀合金から形成した場合に比べて安価なアクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることができるという利点もある。
【００７５】
次に、図７を参照して、第７の実施の形態の製造方法を説明する。まず、シリコン基板１上にソース領域３ａ及びドレイン領域３ｃに相当する領域に高濃度の不純物を選択的にドープする。
【００７６】
次に、不純物がドープされたポリシリコンからなるゲート線５を形成する。次に、ＣＶＤ法によりシリコン基板１上に酸化シリコン膜からなる第１層間絶縁膜６を形成し、ソース領域３ａ、ドレイン領域３ｃ及びゲート線５の各々を第１層間絶縁膜６で覆う。続いて、第１層間絶縁膜６を選択的に除去し、ソース領域３ａ及びドレイン領域３ｃを露出する第１コンタクトホール１７を形成する。続いて、スパッタ法等により第１層間絶縁膜６上にアルミニウム合金膜を形成し、そのアルミニウム合金膜をパターン化して、データ線７及びドレイン電極２５を形成する。データ線７の各々は第１コンタクトホール１７の内部にも形成されて、ソース領域３ａに電気的に接続されている。同様にドレイン電極２５の各々は、第１コンタクトホール１７を介してドレイン領域３ｃに電気的に接続されている。同時に、ドレイン電極２５の各々は蓄積容量２６を形成している。
【００７７】
次に、ＣＶＤ法によりデータ線７及びドレイン電極２５上に酸化シリコン膜からなる第２層間絶縁膜８を形成し、続いて、クロムからなる遮光膜２７を形成する。遮光膜２７はＭＯＳトランジスタを概略覆うようにパターン化されている。次に、遮光膜２７上に酸化シリコン膜からなる第３層間絶縁膜１０を形成し、続いてフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により第３層間絶縁膜１０及び第２層間絶縁膜８を選択的に除去し、ドレイン電極２５を露出する第３コンタクトホール１９を形成する。
【００７８】
続いて、第３層間絶縁膜１０上にスパッタ法等によりアルミニウム合金膜、銀・パラジウム・銅合金の銀合金膜を順次形成する。そのアルミニウム合金膜および銀合金膜はフォトリソグラフィ技術によりレジストをパターニングした後、塩素およびアルゴンの混合ガスを用いたリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）、又はアルゴンガスによるイオンミリング法によりパターン化できる。同一のフォトリソグラフィによりパターン化するためにアルミニウム合金膜と銀合金膜は同一形状になる。これにより第１金属層２８ａ及び第２の金属層２８ｂからなる反射画素電極２８を形成する。反射画素電極２８は第３コンタクトホール１９の内部にも形成されて、ドレイン領域３ｃに電気的に接続される。
【００７９】
他方、対向する基板１３にはその全面にわたって、ＩＴＯからなる対向電極１４を形成する。このように構成された対向基板１４と、ＭＯＳトランジスタ・アレイ基板との間には、液晶が封入されて液晶層１６が形成される。上記の工程により、第７の実施の形態のアクティブマトリクス型液晶表示装置が得られる。
【００８０】
以上述べたように、この第７の実施の形態のアクティブマトリクス型液晶表示装置では、反射画素電極２８にアルミニウム合金からなる第１の金属層２８ａと入射光側に反射率の高い銀合金からなる第２の金属層２８ｂからなる積層構造にする工程を採用している。
【００８１】
第１の金属層２８ａに一般の半導体装置の材料として使用される安価なアルミニウム合金を使用し、入射光側の第２の金属層２８ｂにのみ銀合金を使用しているため、反射画素電極の全てを高価な銀で形成する製造方法と比較して、安価なアクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることができる。
【００８２】
さらに、最も入射光側の第２の金属層２８ｂに銀合金を用いているため、アルミニウム合金膜と比べて反射率が高く、言い換えると光吸収が少なく、パネル温度の上昇を抑制でき、信頼性の高いアクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるＴＦＴアレイ基板の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態であるＴＦＴアレイ基板の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態であるＴＦＴアレイ基板の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態であるＴＦＴアレイ基板の概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態であるＴＦＴアレイ基板の概略構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態であるＴＦＴアレイ基板の概略構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態であるＴＦＴアレイ基板の概略構成を示す断面図である。
【図８】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板の概略構成を示す平面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ線に沿った従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１、１３：基板
２：酸化シリコン膜
３：多結晶シリコン膜
３ａ：ソース領域
３ｂ：チャネル領域
３ｃ：ドレイン領域
４：ゲート絶縁膜
５：ゲート線
６：第１層間絶縁膜
７：データ線
８：第２層間絶縁膜
９：配線
１０：第３層間絶縁膜
１１：画素電極
１２、１５：配向膜
１４：対向電極
１６：液晶層
１７：第１コンタクトホール
１８：第２コンタクトホール
１９：第３コンタクトホール
２０：バリアメタル
２１：対向遮光膜
２１ａ、２２ａ：第１の金属層
２１ｂ、２２ｂ：第２の金属層
２２：反射画素電極
２３：ドレイン電極
【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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