(57)【要約】      （修正有）【課題】  アルミニウム合金膜と透明電極が直接コンタクトすることを可能とし、バリアメタルの省略を実現できると共に、アルカリ性溶液への耐食性のあるアルミニウム合金膜とそれを用いた配線構造およびその製法を提供する。【解決手段】  絶縁基板１ａ上に、透明電極によって形成された画素電極５と、薄膜トランジスタと画素電極５を電気的に接続するアルミニウム合金膜によって形成されたドレイン電極２９とを備えており、アルミニウム合金膜は、窒素を含まないアルミニウム合金膜の上に窒素を含むアルミニウム合金膜が積層された多層構造とし、窒素を含む層でアルカリ性溶液に対する耐食性を確保すると共に、画素電極５との接続配線部は前記窒素を含むアルミニウム合金層は取り除き、画素電極とアルミニウム合金膜が直接接触された構造とする。【選択図】  図６
2005303003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明絶縁基板上に配置された薄膜トランジスタと、透明電極によって形成された画素電極、および、これら薄膜トランジスタと画素電極を電気的に接続するアルミニウム合金膜を有する表示デバイスにおいて、該アルミニウム合金膜は、実質的に窒素を含まないアルミニウム合金からなる第一の層と、該第一の層の上に積層された窒素含有アルミニウム合金からなる第二の層とからなるアルミニウム合金多層膜構造を有し、少なくとも前記画素電極と該アルミニウム合金多層膜が接する部分では前記第二の層が除去され、前記画素電極が前記第一の層と直接接続していることを特徴とする表示デバイス。
【請求項２】
前記アルミニウム合金は、合金成分として少なくともＮｉを０．１〜６原子％含有するものである請求項１に記載の表示デバイス。
【請求項３】
前記アルミニウム合金は、合金成分として更にＮｄ，Ｙ，Ｆｅ，Ｃｏよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を０．１〜６原子％含有するものである請求項２に記載の表示デバイス。
【請求項４】
前記アルミニウム合金多層膜における前記第二の層は、厚さが５〜２００ｎｍである請求項１〜３のいずれかに記載の表示デバイス。
【請求項５】
前記アルミニウム合金多層膜における前記第二の層は、１３原子％以上５０原子％以下の窒素を含有するものである請求項１〜４のいずれかに記載の表示デバイス。
【請求項６】
透明絶縁基板上に、実質的に窒素を含まないアルミニウム合金からなる第一の層を形成する工程、
該第一の層の上に、窒素を含有するアルミニウム合金からなる第二の層を積層する工程、
前記第一の層と第二の層が積層されたアルミニウム合金多層膜をパターニングする工程、
該アルミニウム合金多層膜を覆って絶縁膜を形成する工程、
該絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程、
前記アルミニウム合金多層膜における、少なくとも上記コンタクトホールと接する部分の第二の層をエッチングする工程、
前記絶縁膜上に画素電極を形成すると共に、該画素電極を、コンタクトホールを介してアルミニウム合金多層膜の第一の層に直接接続させる工程、
を含むことを特徴とする表示デバイスの製法。
【請求項７】
前記絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程が、前記アルミニウム合金多層膜における第二の層をエッチングする工程を兼ねる請求項６に記載の製法。
【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、光学部品などで用いられる薄膜タイプの表示デバイスと、その製法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス型液晶表示デバイスは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子とし、画素電極と走査線および信号線などの配線部を備えたＴＦＴアレイ基板と、ＴＦＴアレイ基板に対し所定の間隔をおいて対向配置される共通電極を備えた対向基板と、ＴＦＴアレイ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る。また、パッシブマトリクス型液晶表示デバイスは、走査線および信号線などの配線部と、配線基板と所定の間隔をおいて対向配置される共通電極を備えた対向基板と、配線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る。
【０００３】
画素電極としては、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）に酸化スズ（ＳｎＯ）を１０質量％程度含有せしめたＩＴＯ膜が一般的に使用される。また、この画素電極に電気的に接続される配線部の信号線は、純アルミニウム（Ａｌ）やＡｌ−Ｎｄなどのアルミニウム合金と画素電極が直接接触しない様、その間にバリアメタルとしてモリブデン（Ｍｏ）やクロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）の如き高融点金属の積層膜を介在させている。
【０００４】
本出願人も、かねてより、このタイプの液晶表示デバイスの改良研究を進めており、その成果の一環として、上記の様な高融点金属を省略して配線部に直接画素電極を接続させることのできるアルミニウム合金膜を開発し、先に出願を済ませた（特願２００３−３６８７８６号）。
【０００５】
他方、先行技術として特許文献１には、アルミニウム合金等からなるドレイン電極にプラズマ処理やイオン注入によって表面処理を行う方法、また特許文献２には、第一の層のゲート、ソース及びドレイン電極に、Ｎ，Ｏ，Ｓｉ，Ｃ等の不純物を含む第二の層を積層した積層膜を形成する方法によって、画素電極と第二の層を接続させれば、高融点金属を省略した場合でも画素電極とのコンタクト抵抗を低いまま保つことができると記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２８３９３４号公報
【特許文献２】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】
【０００６】
本件出願人が開発した前掲の先願発明において、画素電極に直接接続させるドレイン電極等を構成するアルミニウム合金膜は、水素イオンに対する電極電位を表わす標準電極電位がアルミニウム（−１．７Ｖ）よりも貴な金属、例えばＮｉ（−０．２５Ｖ）をアルミニウムに添加しているが、アルミニウムは該Ｎｉ添加による合金化によって電極電位が変化する。そして、前掲の特許文献１に記載されている様なアルミニウム合金膜のうち、例えばＡｌ−２ａｔ％Ｎｉ−０．６ａｔ％Ｎｄ合金のｐＨ１２．７のアルカリ現像液中での電極電位は−１．３Ｖであり、純アルミニウム薄膜のアルカリ現像液中での電極電位である−１．９Ｖよりも０．６Ｖ貴となる。
【０００７】
一方、アルミニウムは両性金属であり、純粋なアルミニウムは元々酸にもアルカリに対しても耐性が低い。しかし通常の状態では、表面に緻密な不動態層（酸化アルミニウム層）が形成されるため、腐食は比較的起し難い。また腐食の形態は種々あるが、合金化することで特に問題となる電池効果による腐食の場合は、溶液のｐＨと薄膜の電極電位が腐食の速度に大きく影響する。
【０００８】
図１は、アルミニウムの腐食に及ぼすｐＨ−電位の関係を示したグラフであり、薬液のｐＨが１もしくは１４に近づくほど腐食し易くなり、また電極電位が貴に近づくほど腐食し易くなる。この図によっても確認できる様に、純粋なアルミニウムは腐食領域の中でも端部に近く、腐食し易さはＡｌ−Ｎｉ−Ｎｄ合金に比べて小さい。
【０００９】
しかし、水の安定領域（ｐＨ１２．７のアルカリ性現像液の場合、電位が−０．７５〜０．４８Ｖの領域）まで貴な電位にすることができれば腐食は抑制されるが、低電気抵抗率の確保を目的としてアルミニウムを主成分とする合金では、そこまで電位を高めることは難しいと考えられる。即ち、配線部に直接画素電極を接続させることのできるアルミニウム合金膜は、合金設計上、純アルミニウムに比べて腐食し易くなっていると言える。実験的にも、アルカリ性の溶液に対するアルミニウム合金の腐食速度は特に大きくなることが確認されている。
【００１０】
アルミニウムが直接触れる可能性のあるアルカリ性溶液のうち、フォトレジストの現像に用いるアルカリ現像液は強アルカリである。現像液には有機アルカリ系、無機アルカリ系、有機溶媒系の３種類があるが、一般的にはＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）を含んだ有機アルカリ系のものが使用されている。
【００１１】
有機溶媒系ではアルミニウムの腐食は起らず、また無機アルカリ系では、アルミニウムの腐食を抑えるインヒビターを添加できるため、腐食はあまり問題にならない。しかし、有機アルカリ系ではインヒビターを添加できないので、腐食の問題が生じてくる。また、フォトレジストの除去に用いる剥離液でアミン系物質を含むものは、水と混合するとアルカリ性を示す。
【００１２】
純アルミニウムの場合、これらアルカリ性溶液への浸漬時間が通常の製造工程で採用される程度であれば、上記不動態皮膜の防食作用によって腐食の影響はほとんど生じない。ところが、アルミニウムにＮｉ等の合金元素を添加すると、得られるアルミニウム合金膜の電極電位は貴となり、前記図１に示したようなｐＨ−電位図における腐食領域に入ってくる。実験で確認したところ、２原子％程度のＮｉを添加したアルミニウム合金では、ＴＭＡＨを２．４質量％含むｐＨ１２．７の有機アルカリ性現像液に浸漬したときのエッチグ速度は、純アルミニウムのエッチング速度（１２ｎｍ／分）の約５倍（約６０ｎｍ／分）であった。
【００１３】
例えば液晶パネルを製造する場合、フォトリソグラフィ工程でアルミニウム合金膜にフォトレジストで配線パターンを形成する際には、アルカリ性現像液が直接アルミニウム合金膜に接触するが、通常は、次工程でフォトレジストをマスクとしてアルミニウム合金膜のエッチングが行われるため、フォトレジストに覆われていない部分が多少存在していても、あるいは全てがエッチングされても問題は生じない。
【００１４】
しかしフォトリソグラフィ工程では、フォトレジストを用いて形成したパターンにしばしば精度不良を生じることがある。この場合、フォトレジストを剥離して再度フォトリソグラフィを行う「リワーク」と呼ばれる作業が行われる。ところが、最初のフォトリソグラフィ工程でフォトレジストに覆われていない部分のアルミニウム合金膜が少しでも腐食されると、二度目のパターンを全く同じ位置に重ね合わせることができないため、例えば図２（Ａ）〜（Ｃ）の断面説明図に示す如く配線部に段差が生じ、問題になることがあった。
【００１５】
即ちこの図示例において、最初のフォトリソグラフィ工程で、図２（Ａ）に示す如くフォトレジストＰによって設計パターン通りにアルミニウム合金Ａの腐食が行われた場合は問題ない。ところが、パターン形成工程で、一部にフォトレジストで覆われていないパターン不良が一旦発生すると、リワーク工程で当該パターンを再度フォトレジストで覆う際に、例えば図２（Ｂ）に示す如く位置ずれが起こり、それによって形成される段差部Ａｘが最後まで残って［図２（Ｃ）］、接触不良の原因になることがある。
【００１６】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、液晶ディスプレイや光学部品等で用いられる薄肉タイプの表示デバイスにおいて、特に画素電極に接続されるドレイン電極等を構成するアルミニウム合金膜をパターン形成する際に、該電極パターンを精度よく簡便に形成できる様にし、それにより高品質の表示デバイスを確実に提供し得る様な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決することのできた本発明の表示デバイスは、透明絶縁基板上に配置された薄膜トランジスタと、透明電極によって形成された画素電極、および、これら薄膜トランジスタと画素電極を電気的に接続するアルミニウム合金膜を有する表示デバイスにおいて、該アルミニウム合金膜は、実質的に窒素を含まないアルミニウム合金からなる第一の層と、該第一の層の上に積層された窒素含有アルミニウム合金からなる第二の層とからなるアルミニウム合金多層膜構造を有し、少なくとも前記画素電極と該アルミニウム合金多層膜が接する部分では前記第二の層が除去され、前記画素電極が前記第一の層と直接接続しているところに特徴を有している。
【００１８】
上記アルミニウム合金膜は、アルミニウムを主成分としこれに種々の合金成分を含有させたものを使用できるが、本発明において特に好ましく使用されるのは、合金成分としてＮｉを０．１〜６原子％含有するＡｌ−Ｎｉ系の合金であり、あるいは更に、Ｎｄ，Ｙ，Ｆｅ，Ｃｏよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を０．１〜６原子％含有する３元系以上のアルミニウム合金も好ましく使用できる。
【００１９】
上記本発明において、アルミニウム合金多層膜における前記第二の層の厚さは５〜２００ｎｍの範囲が好ましい。また第二の層、即ち窒素含有アルミニウム合金層は、窒素を１３〜５０原子％の範囲で含有するものが好ましく、その厚さは５〜２００ｎｍの範囲が好適である。
【００２０】
また本発明の製法は、上記表示デバイスの工業的に有用な製造方法として位置付けられるもので、その構成は、
(1)透明絶縁基板上に、実質的に窒素を含まないアルミニウム合金膜からなる第一の層を形成する工程、
(2)該第一の層の上に、窒素を含有するアルミニウム合金膜からなる第二の層を積層する工程、
(3)前記第一の層と第二の層が積層されたアルミニウム合金多層膜をパターニングする工程、
(4)該アルミニウム合金多層膜を覆って絶縁膜を形成する工程、
(5)該絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程、
(6)前記アルミニウム合金多層膜における、少なくとも上記コンタクトホールと接する部分の第二の層をエッチングする工程、
(7)前記絶縁膜上に画素電極を形成すると共に、該画素電極を、コンタクトホールを介してアルミニウム合金多層膜の第一の層に直接接続させる工程、
を含むところに特徴を有している。
【００２１】
この方法を実施するに当っては、前記(5)の絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程で、前記(6)のアルミニウム合金多層膜における第二の層をエッチングする工程を兼ねて同時に行えば、製造工程を一層簡素化できるので好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、アルミニウム合金配線と画素電極が直接コンタクトすることを可能とし、バリアメタルを省略可能にすると共に、薬品耐性、特にアルカリ性の現像液や剥離液に対して優れた耐性を有する表示デバイスを提供すると共に、その有効な製法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
高性能の液晶デバイスを得るには、図２で説明した如く、特にフォトリソグラフィ工程でアルミニウム合金膜に設けられる電極パターンの精度不良を阻止することが重要であり、そのためには、該アルミニウム合金膜上に、パターン形成工程で用いるアルカリ性現像液に対して腐食し難い皮膜を形成することが有効である。
【００２４】
ところで、純アルミニウムがアルカリに対し優れた耐食性を示す理由は、表面に形成される不動態皮膜、すなわち酸化アルミニウムの作用による。この不動態皮膜はアルミニウムの自然酸化によって形成されるもので、この緻密な不動態皮膜はアルカリに対し高い耐性を有している。ところが、酸化アルミニウムはそもそも電気的に非常に高抵抗であるため、不動態皮膜が付いたままで画素電極とアルミニウム膜を直接接触させると、不動態皮膜が高抵抗であるが故に接触抵抗が高くなってしまう。
【００２５】
また、前掲の先願発明に開示した技術では、アルミニウム合金膜を画素電極に直接接触させるが、該アルミニウム合金膜表面に形成される酸化アルミニウムは純アルミニウム表面の不動態皮膜ほどには緻密にならず、酸素含有量が相対的に少なくなることもあって、低い接触抵抗で電流を流すことができ、画素電極と直接接触させた場合でも、表示品位を低下させずに画素を駆動させることができる。
【００２６】
ところがアルミニウム合金は、純アルミニウムに比べてアルカリ性溶液に対する防食能が低く、酸素添加を伴った反応性スパッタリング法で表面に酸化アルミニウムを積層することはできるが、純アルミニウムの表面に形成される不動態皮膜の様に緻密で高耐食性の被膜を形成することはできない。むしろアルカリ性溶液中では、緻密でない酸化アルミニウムが溶出してアルミン酸イオン（ＡｌＯ2-）を形成するため、エッチング速度は高まると考えられる。ちなみに、合金元素としてＮｉを添加したアルミニウム合金膜をスパッタリング製膜する際に酸素添加を併用したアルミニウム合金膜のエッチング速度は、純アルミニウムに形成された不動態皮膜に比べて約６０％程度増加することを確認している。
【００２７】
ところが本発明者らが種々研究を重ねたところ、このアルミニウム合金膜に窒素を添加してやれば、窒素の添加量に応じてアルカリ性溶液に対する耐食性が向上することを知った。
【００２８】
ちなみに図３は、表示デバイスを製造する際に用いられる代表的なアルミニウム合金としてＡｌ−２ａｔ％Ｎｉ−０．６％Ｎｄ合金を対象とし、該合金への窒素添加量と窒素含有量、有機アルカリ現像液（東京応化社製の商品名「ＮＭＤ−Ｗ」）によるエッチング速度の関係を示したグラフである。ここで窒素添加量は、アルミニウム合金膜をスパッタリング成膜する際に供給するガスの流量比（Ｎ2／Ａｒ）で示している。
【００２９】
この図からも明らかな様に、流量比が０．１の前後でエッチング速度は急激に変化する。また、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光分析装置）を用いた定量分析によって確認したところ、Ｎ1sとＡｌ2pの比から求められる合金膜中のＮ／Ａｌ比（原子比）は、流量比が０．１２付近のときは０．７、流量比が０．１４のときはＮ／Ａｌ比が０．８８、流量比が０．１６のときはＮ／Ａｌ比が０．９８であり、窒素流量が増えるにつれてアルミニウム合金膜中の窒素含有量も増大し、それに伴って耐食性も向上することが分かった。なおこの図から、エッチング速度が急激に低下する辺りの流量比は０．０７付近であり、その時の窒素含有量はＮ／Ａｌ比で０．１３と推測される。また、窒素流量を増やすと膜中の窒素含量は増大するが、ストイキオメトリックなＡｌＮの場合を窒素含量の上限と仮定すると、窒素含有量の上限は５０原子％となる。
【００３０】
アルミニウム合金への窒素の添加は、アルミニウム合金膜をスパッタリング形成する際に用いるＡｒガスに窒素を混入させた反応性スパッタリング法を採用することで容易に実施でき、窒素の混入量によってアルミニウム合金膜内への窒素含有量を容易に制御できる。しかも、添加ガスを変えるだけでスパッタリングターゲットの交換などは必要ないため、連続して成膜することができる。反面、窒素が含まれることでアルミニウム合金膜の抵抗は高まり、原子比が１：１であるストイキオメトリックな窒化アルミニウム（ＡｌＮ）は絶縁物である。
【００３１】
ちなみに図４は、窒素含有量を変化させたときの窒素含有アルミニウム合金膜の電気抵抗率を示しており、そのままでは電気抵抗率が高すぎるため液晶パネルの配線用薄膜材として使用し得ないばかりか、画素電極と接触させたときのコンタクト抵抗も高くなって直接接続はできないと考えられる。
【００３２】
そこで本発明では、フォトリソグラフィ工程でのアルミニウム合金膜の腐食を抑えるため、該アルミニウム合金膜の表面に窒素含有アルミニウム合金膜を積層することによりアルミニウム合金多層膜としておく。そして、該合金多層膜を絶縁膜で被覆した後、該絶縁膜をエッチングしてコンタクトホールを形成する際に、画素電極が接触する箇所だけ、前記アルミニウム合金多層膜の表層側に第二の層として存在する窒素含有アルミニウム合金層を取り除き、第一層として存在するアルミニウム合金層の表面を露出させる。そうすると、窒素を含まず抵抗値の低い第一の層のアルミニウム合金膜を画素電極に直接接触させることができ、アルミニウム合金膜と画素電極のコンタクト抵抗を小さく抑えることが可能となる。
【００３３】
前掲の特許文献１によれば、ドレイン電極をプラズマ処理もしくはイオン注入によって表面処理する方法で、また前記特許文献２によれば、第一層のゲート、ソース及びドレイン電極にＮ，Ｏ，Ｓｉ，Ｃ等の不純物を含む第二層を積層する方法を採用することで、高融点金属を省略した場合でも画素電極とのコンタクト抵抗を低位に保ち得ることことが示されている。
【００３４】
しかし本発明で採用する上記アルミニウム合金多層膜によれば、画素電極と低いコンタクト抵抗で直接接触できるアルミニウム合金膜の短所であったアルカリ耐性を、表面に第二の層として窒素含有アルミニウム合金層を形成することで確保し、これをコンタクトホール形成時もしくはその後に取り除いて窒素非含有のアルミニウム合金膜を露出させることで、コンタクト抵抗が低いという該アルミニウム合金膜の特徴を活かすことに成功したのである。
【００３５】
なお本発明で使用する上記アルミニウム合金の種類は特に制限されないが、配線材料として優れた導電性を有すると共に、画素電極との直接コンタクトにも優れたものとして特に好ましいのは、合金元素としてニッケルを含むアルミニウム合金であり、特にニッケル含量が０．１原子％以上６原子％以下、より好ましくは０．２原子％以上、５原子％以下であるＡｌ−Ｎｉ合金である。
【００３６】
またこれらＡｌ−Ｎｉ合金には、更に他の合金元素としてＮｄ，Ｙ，Ｆｅ，Ｃｏよりなる群から選択される少なくとも１種の元素を０．１〜６原子％程度含有させると、耐熱性などの一段と優れた配線材料となるので好ましい。
【００３７】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る表示デバイスおよびその製法の実施形態について詳細に説明していく。
【００３８】
まず図５は、本発明が適用されるアクティブパネル型液晶表示装置に搭載される液晶パネル構造の概略断面説明図である。図５に示すように液晶パネルは、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、ガラスなどの絶縁基板１ａ上に配置された薄膜トランジスタ（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。
【００３９】
またＴＦＴアレイ基板１及び対向基板２を構成する絶縁基板の外面側には、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するための配向膜１１が配置されている。
【００４０】
この様な液晶パネルでは、対向電極２と画素電極５の間で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る。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、画像が表示される。またＴＦＴアレイは、ＴＦＴアレイ外部に引き出されたＴＡＢテープ１２により、ドライバＩＣ１３と制御ＩＣ１４によって駆動される。
【００４１】
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おり、これらについては後述する。
【００４２】
図６は、この発明のアレイ基板に適用される第１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断面図である。図６に示す如く絶縁基板１ａ上には、アルミニウム合金膜によって走査線２５が形成され、該走査線２５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。またゲート絶縁膜２７を介して走査線２５と交差するように、アルミニウム合金膜によって信号線が形成され、該信号線の一部は、薄膜トランジスタのソース電極２８として機能する。
【００４３】
ゲート絶縁膜２７上の画素領域には、例えばＩｎ2Ｏ3にＳｎＯを添加したＩＴＯ膜によって形成された画素電極５が配置されている。アルミニウム合金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、画素電極５に直接コンタクトし、電気的に接続されている。
【００４４】
このＴＦＴアレイ基板１に、走査線２５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を介して画素電極５へ供給される。そして画素電極５に所定レベルの駆動電圧が供給されると、前記図５に示した如く対向電極２との間に電位差を生じ、液晶層３に含まれる液晶分子が配向して光変調が行われる。
【００４５】
なお本発明では、上記走査線２５、ゲート電極２６、ソース電極２８、ドレイン電極２９等を構成するアルミニウム合金膜を、窒素非含有のアルミニウム合金膜と窒素含有アルミニウム合金膜からなる多層膜構造としたところに特徴を有しているが、その構成については追って詳述する。
【００４６】
次に、図６に示したＴＦＴアレイ基板の製造方法について簡単に説明する。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を例として挙げる。
【００４７】
第１の実施例に係るＴＦＴアレイ基板１の製造工程の概略図を、図７〜１４に基づいて説明する。
【００４８】
まず絶縁基板１ａに、スパッタリングなどの手法で膜厚２００ｎｍ程度のアルミニウム合金膜（窒素非含有）Ａｌを形成し、引き続いてその上に、窒素添加を併用した反応性スパッタリング法などによって窒素含有アルミニウム合金膜を３０ｎｍ程度積層する。このときのＮ2とＡｒの流量比は、窒素含有アルミニウム合金膜の目標窒素含量によって任意に調整すればよいが、通常はＮ2／Ａｌ比で０．０７〜０．１６の範囲の中から適宜選択される。
【００４９】
その後、該アルミニウム合金多層膜をフォトリソグラフィによってパターニングすることにより、ゲート電極２６と走査線２５のパターンを形成するが（図７）、本発明では、アルミニウム合金多層膜の表層部に形成された窒素含有アルミニウム合金膜（符号：Ｎ−Ａｌ）の耐食効果により、アルカリ性現像液による腐食が抑えられる。次いで、アルミニウム合金多層膜のエッチングを行う。このときには、その上に形成されるゲート絶縁膜２７のカバレッジがよくなるよう、アルミニウム合金多層膜の側縁が約３０〜４０°のテーパ状となる様にエッチングするのがよい。
【００５０】
次に、例えばプラズマＣＶＤ法等の手法で、例えば膜厚３００ｎｍ程度の酸化シリコン（SiOx）でゲート絶縁膜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）を成膜し（図８）、更にその上に、ゲート電極をマスクとした裏面露光によって図９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。
【００５１】
更に、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、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（図１０）。
【００５２】
その後、例えば膜厚３００ｎｍ程度のアルミニウム合金膜（符号：Ａｌ）を成膜した後、引き続いて窒素添加を併用した反応性スパッタリング法によって窒素含有アルミニウム合金膜（符号：Ｎ−Ａｌ）を例えば３０ｎｍ程度の厚さで積層する。このときのＮ2とＡｒの流量比も、前記図７に示したアルミニウム合金多層膜を形成するときと同様に、窒素含有アルミニウム合金膜の目標窒素含量によって任意に調整すればよく、通常はＮ2／Ａｒ比で０．０７〜０．１６の範囲の中から適宜選択される。
【００５３】
その後、得られた最表層部のアルミニウム合金多層膜をフォトリソグラフィによってパターニングし、信号線と一体のソース電極２８と、画素電極５に接触されるドレイン電極２９のパターンを形成する（図１１）。このときにも、窒素含有アルミニウム合金膜（符号：Ｎ−Ａｌ）の耐食性効果により、アルカリ現像液による腐食が抑えられる。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。
【００５４】
そして、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。このときの成膜はたとえば３００℃程度で行われる。そしてこの窒化シリコン膜３０上にフォトレジスト層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（図１２）。この際、窒化シリコン膜３０のエッチング完了後も、膜厚換算で例えば７０〜５００％程度のオーバーエッチングを加え、窒素含有アルミニウム合金膜を除去する。
【００５５】
その後、例えば酸素プラズマによるアッシング工程を経て、例えばアミン系剥離液によってフォトレジスト層３１の剥離処理を行う（図１３）。
【００５６】
最後に図１４に示す如く、例えば膜厚４０ｎｍ程度のＩＴＯ膜を成膜してパターニングすることにより画素電極５を形成すると、ＴＦＴアレイ基板が完成する。
【００５７】
この製造工程に従って形成されたＴＦＴアレイ基板においては、アルミニウム合金多層膜における表層部（第二層）の窒素含有アルミニウム合金膜が取り除かれており、画素電極５は、窒素非含有のアルミニウム合金膜（符号：Ａｌ）によって形成されたドレイン電極２９と直接コンタクトされている。該接触界面では、アルミニウム合金の表面に固溶元素の析出物もしくは金属間化合物の一部が露出しており、該露出部分は固溶元素の作用により純粋なアルミニウムに比べて酸化皮膜が形成され難いため、絶縁性の高い酸化被膜は形成されない。よってこの露出部分は低抵抗で電気が流れ易く、アルミニウム合金電極、即ちドレイン電極２９と画素電極５を直接接続してもコンタクト抵抗を低く抑えることが可能になる。
【００５８】
なお、上記ゲート絶縁膜２７、窒化シリコン膜３０、フォトレジスト膜３１等などの膜厚はその一例を示しただけで、もとより本発明を制限する性質のものではなく、必要に応じて任意に変更することができる。また、使用される剥離液の種類にも格別の制限はないが、好ましいのは、主成分としてモノエタノールアミンを５〜７０質量程度％、より好ましくは２５〜７０質量％程度含むものである。ちなみにこの剥離液は、各種メタル材料のエッチング後に残留する変質膜やポリマー被膜の除去を目的として一般的に使用される剥離液であり、汚染物に対する除去効果も高い。従って、この様な剥離液を洗浄に用いることで、十分に低いコンタクト抵抗値を得ることができる。
【００５９】
この他、ヒドロキシルアミンの如きアミン系主体の剥離液や、アミン系の主成分に加えて５〜２５質量％程度の水を含む剥離液も優れたライトエッチング効果を有しており、薄肉のアルミニウム酸化物であれば除去できる。しかしこの種の剥離液は高価であり、しかもアルミニウム合金に対するエッチング速度も速く、制御がやや難しいので注意を要する。
【００６０】
次に、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と製法について説明する。
【００６１】
図１５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断面図であり、この第２の実施例では、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１５に示す如く、絶縁基板１ａ上には、アルミニウム合金多層膜によって走査線が形成され、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）を介して走査線と交差する様に、アルミニウム合金多層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２８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を添加したＩＴＯ膜で形成された画素電極５が配置され、アルミニウム合金多層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、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、アルミニウム合金多層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、画素電極５との接続位置で表層の窒素含有アルミニウム合金層が除去され、第一層の窒素非含有アルミニウム合金層が露出された状態で画素電極５と直接コンタクトし、電気的に接続されている。
【００６４】
従って、前記図６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を介して画素電極５へ供給される。そして、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５で説明した如く対向電極１０との間に電位差を生じ、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１５に示したＴＦＴアレイ基板の製造方法について説明する。この第２の実施例の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１６〜２２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す図である。
【００６６】
まず、ガラスなどの絶縁基板１ａ上に、例えばプラズマＣＶＤ法により、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時間程度の雰囲気熱処理によって行い、脱水素処理を行った後、例えばエキシマレーザ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、例えば厚さが約０．３μｍ程度のポリシリコン膜（poly-Si）を得る（図１６）。これらの製造条件も代表例を示しただけで、必要に応じて変更が可能である。
【００６７】
その後、図１７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）をパターニングする。
【００６８】
次いで、酸化シリコン膜（SiOx）を例えば膜厚１００ｎｍで成膜してゲート絶縁膜２７を形成し、得られるゲート絶縁膜２７上に、スパッタリング等によって、走査線と一体のゲート電極２６となる窒素非含有のアルミニウム合金膜（符号：Ａｌ）を例えば膜厚２００ｎｍ程度で成膜し、引き続いて、窒素添加を併用した反応性スパッタリング法等により、例えば３０ｎｍ程度の厚さで窒素含有アルミニウム合金膜（符号：Ｎ−Ａｌ）を積層する。このときのＮ2とＡｒの流量比は例えば０．０７〜０．１６程度に制御する。
【００６９】
そして、得られたアルミニウム合金多層膜を、フォトリソグラフィによってパターニングすることにより、ゲート電極と走査線のパターンを形成する（図１８）が、このとき、窒素含有アルミニウム合金膜（符号：Ｎ−Ａｌ）の優れた耐食効果によってアルカリ性現像液による腐食が抑えられる。
【００７０】
続いて、図１９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って、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層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。
【００７１】
続いて、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て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アルミニウム合金膜（符号：Ａｌ）を例えば膜厚４５０ｎｍ程度で成膜した後、引き続いて窒素添加を併用した反応性スパッタリング法などで窒素含有アルミニウム合金膜（符号：Ｎ−Ａｌ）を例えば３０ｎｍの厚さで積層する。
【００７２】
このときのＮ2とＡｒの流量比も例えば０．０７〜０．１６の範囲に制御する。次いで、アルミニウム合金多層膜をフォトリソグラフィによりパターニングして、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（図２０）が、ここでも窒素含有アルミニウム合金膜（符号：Ｎ−Ａｌ）の耐食効果によって、それら電極のアルカリ現像液による腐食が抑えられる。
【００７３】
その後、例えばプラズマＣＶＤ装置で、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層間絶縁膜を形成する。そして、フォトレジスト層３１でマスクを形成した後、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窒化シリコン膜（SiNx）にコンタクトホール３２を形成する。この時、窒化シリコン膜（SiNx）のエッチングが完了した後も、引き続いて膜厚換算で例えば７０〜５００％程度のオーバーエッチングを加え、窒素含有アルミニウム合金膜（符号：Ｎ−Ａｌ）を除去する（図２１）。
【００７４】
その後、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の剥離処理を行った後、図２２に示す如く、例えばスパッタリングにより膜厚１００ｎｍ程度のＩＴＯ膜を成膜し、ウエットエッチングによりパターニングして画素電極５形成する。この工程でドレイン電極２９は画素電極５に直接コンタクトする（図２２）。
【００７５】
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、ポリシリコンＴＦＴアレイ基板が完成する。
【００７６】
上述した第２の実施例に係るＴＦＴアレイ基板、及びこの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。また、上述した第１及び第２の実施例に係るＴＦＴアレイ基板を用いて、前記図５に示した様な平面表示装置としての液晶表示装置を完成させることができる。
【００７７】
完成したＴＦＴアレイ基板の表面にポリイミドを塗布し、乾燥後、ラビング処理を行って配向膜を形成すればよい。
【００７８】
一方、前掲の図５に示した対向基板２は、まず絶縁基板１ａに、例えばクロム（Ｃｒ）をマトリックス状にパターニングすることによって遮光膜９を形成する。そして該遮光膜９の間隙に、樹脂製の赤、緑、青のカラーフィルタ８を形成する。この遮光膜９とカラーフィルタ８上に、ＩＴＯの如き透明な導電性膜を共通電極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。
【００７９】
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を介すなどして２枚の基板間のギャップを略一定に保つ。
【００８０】
そして、真空中に空セルを置き、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で、空セルに液晶分子を含む液晶材料を注入して液晶層３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１０，１０を貼ることによって液晶パネルを完成させる。更には、前記図５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。
【００８１】
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、面光源を成すバックライト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】
【００８２】
次に、本発明に係るアレイ基板上の画素電極５に直接コンタクトした場合の、画素電極５とアルミニウム合金配線間のコンタクト抵抗を測定した結果を表１に示す。
【００８３】
該測定実験は下記の通りとした。
【００８４】
1)画素電極の構成：酸化インジウムに１０質量％の酸化スズを加えた酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、または酸化インジウムに１０質量％の酸化亜鉛を加えた酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、膜厚は何れも２００ｎｍ、
2)アルミニウム合金膜の構成：合金成分含量は表1の通り、
3)熱処理条件：厚さ３００ｎｍの絶縁膜（SiNx）を成膜した後、真空中、３００℃で１時間の熱処理、
4)ライトエッチング及びクリーニング：上記絶縁膜（SiNx）を、フッ素系プラズマを用いてドライエッチングした後、引き続いて各アルミニウム合金配線材を約５ｎｍエッチングし、更に剥離液（東京応化社製の「剥離液１０６」）を用いて、表層のコンタミネーションを除去する。
【００８５】
5)接触抵抗測定法：
図２３に示す様なケルビンパターンを作製し、４端子測定［ＩＴＯ（またはＩＺＯ）−Ａｌ合金に電流を流し、別の端子でＩＴＯ（またはＩＺＯ）−Ａｌ合金間の電圧降下を測定する方法］を行う。即ち、図２３のＩ1−Ｉ2間に電流Ｉを流し、Ｖ1−Ｖ2間の電圧Ｖをモニターすることにより、コンタクト部Ｃのコンタクト抵抗Ｒを［Ｒ＝（Ｖ2−Ｖ1）／Ｉ］として求める。なお上記パターンの作製法は下記の通りとした。
【００８６】
また、上記アルミニウム合金における添加元素の測定は、ＩＣＰ発光分析（誘導結合プラズマ発光分析）法によって行った。
【００８７】
ガラス基板の代わりに表面に基板と絶縁を取るため、表面に厚さ４００ｎｍの酸化膜（ＳｉＯ2熱酸化膜）を形成したシリコンウエハを使用し、窒素非含有のアルミニウム合金膜３００ｎｍを形成した後、その上に窒素含有アルミニウム合金膜３０ｎｍを形成し、次いでパターニングした後、ＣＶＤ法によって厚さ３００ｎｍの絶縁膜（SiNx）を成膜する。その後、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す。その後、フォトリソグラフィによって８０μｍ角のコンタクトホールをパターニングし、フッ素系プラズマによりエッチングすることによってコンタクトホールを形成する。この時、絶縁膜のエッチング時間に追加して、時間換算で約１００％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多層膜の表層は、厚さ約３５ｎｍ（膜厚の約１１％）取り除かれ、第２相の窒素含有アルミニウム合金膜はほぼ完全に除去される。
【００８８】
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う。なお剥離液としては、東京応化社製の「剥離液１０６」を使用し、１００℃で１０分間洗浄する。このとき、アルミニウム合金膜の表層に形成されたフッ化物や酸化物、カーボンなどのコンタミネーションが取り除かれる。そして、ＩＴＯ（またはＩＺＯ）をスパッタリングによって２００ｎｍ成膜し、パターニングを行う。
【００８９】
次に接触抵抗の測定を行う。接触抵抗の測定には、４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、Ｒ（コンタクト抵抗）は［（Ｖ2−Ｖ1）／Ｉ］で表わされ、配線抵抗の影響を除いたＩＴＯ（またはＩＺＯ）／Ａｌ合金接合部分の純粋な抵抗値を測定できる。
【００９０】
【表１】
2005303003.tif 000003
【００９１】
表１からも明らかな様に、ＩＴＯ膜に直接、純アルミニウム配線をコンタクトさせた場合、コンタクト抵抗は、１．５×１０5Ωであり、さらにＩＴＯ膜に直接、代表的なアルミニウム合金配線であるＡｌ−２ａｔ％Ｎｄをコンタクトさせた場合、コンタクト抵抗は８．４×１０4Ωである。また従来構造として、ＩＴＯ膜とＡｌ−２ａｔ％Ｎｄ配線との間にバリアメタルとしてＭｏを配置した場合のコンタクト抵抗は、１．６６×１０1Ωであった。
【００９２】
一方、Ａｌ−２ａｔ％Ｎｉ−０．６ａｔ％Ｎｄをコンタクトさせた場合のコンタクト抵抗は１．７×１０1Ω、Ａｌ−１．２ａｔ％Ｎｉ−０．４ａｔ％Ｙをコンタクトさせた場合のコンタクト抵抗は２．２×１０1Ωであり、更に、Ａｌ−２ａｔ％Ｎｉ−１ａｔ％Ｆｅをコンタクトさせた場合、コンタクト抵抗は１．５×１０1Ω、Ａｌ−２ａｔ％Ｎｉ−１ａｔ％Ｃｏをコンタクトさせた場合、コンタクト抵抗は１．５×１０1Ωであり、いずれも、従来構造であるバリアメタルとしてＭｏを用いた場合と略同等であった。
【００９３】
これらに対し、Ａｌ−２ａｔ％Ｎｉ−０．６ａｔ％Ｎｄの上層に、窒素添加したＡｌ−２ａｔ％Ｎｉ−０．６ａｔ％Ｎｄを成膜し、絶縁膜のコンタクトホールのエッチング時にオーバーエッチングを加えることによって窒素添加膜を除去した後、画素電極をＡｌ−２ａｔ％Ｎｉ−０．６ａｔ％Ｎｄに直接接続させた時のコンタクト抵抗は３．２×１０1Ωであり、また、該Ａｌ−２ａｔ％Ｎｉ−０．６ａｔ％Ｎｄに代えてＡｌ−１．２ａｔ％Ｎｉ−０．４ａｔ％Ｙを使用した場合のコンタクト抵抗は３．５×１０1Ωであり、いずれのコンタクト抵抗も問題の無いレベルであった。
【００９４】
また、上記Ａｌ−２ａｔ％Ｎｉ−０．６ａｔ％Ｎｄとその窒素添加膜の積層膜で、コンタクトホールのオーバーエッチング量を変化させたときのコンタクト抵抗の相関を図２４に示す。
【００９５】
この図からも明らかな様に、オーバーエッチング量が５０％で、窒素含有アルミニウム合金膜が残存している状態のコンタクト抵抗はかなり高いのに対し、オーバーエッチング量を１００％とし、窒素含有アルミニウム合金膜をほぼ完全にエッチング除去するとコンタクト抵抗は大幅に低下する。また、エッチングを更に進めてオーバーエッチング量を３００〜４００％程度まで高めても、ほぼ同レベルの低いコンタクト抵抗が得られる。しかし、更にオーバーエッチング量を進めると、下層の窒素非含有のＡｌ−Ｎｉ−Ｎｄ層が無くなるため、コンタクト抵抗は急増してくる。
【００９６】
この実験で得たオーバーエッチング部の断面をＳＥＭ観察したところ、５０％オーバーエッチングではコンタクトホールの底面に窒素含有アルミニウム合金膜の一部が残存しており、これがコンタクト抵抗を高めているものと考えられる。一方、１００％以上４００％以下のオーバーエッチングでは窒素含有アルミニウム合金膜がほぼ完全に除去されて、画素電極がアルミニウム合金多層膜における下層（第一層）の窒素非含有のＡｌ−Ｎｉ−Ｎｄに直接接触しており、コンタクト抵抗が大幅に低減したものと考えられる。
【００９７】
尚、上記の様なアルミニウム合金多層膜の特徴を有効に発揮させるには、表層側に形成される窒素含有アルミニウム合金膜の膜厚を５ｎｍ以上で２００ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以上で１００ｎｍ以下にすることが望ましい。
【００９８】
ちなみに、例えば有機アルカリ性現像液を使用した場合の標準的な現像時間は３０秒乃至１分程度であり、この間における窒素含有アルミニウム合金膜のバリア膜としての機能を保障するには、最低限５ｎｍ以上を必要とし、より好ましくは３０ｎｍ以上とするのがよく、その一方で、オーバーエッチングによって該窒素含有アルミニウム合金膜を効率よく除去するには、その厚さを２００ｎｍ程度以下、より好ましくは１００ｎｍ程度以下に抑えることが好ましいからである。
【００９９】
該窒素含有アルミニウム合金膜中の窒素含量は、アルカリ性溶液に対する耐食性を高めるため、好ましくは１３原子％以上５０原子％以下とするのがよい。ちなみに窒素含有量が上記下限値未満では、満足の行く耐アルカリ性を得ることができず、また５０原子％を超えて窒素含量を高めることは実質的に困難であるからである。
【０１００】
また、窒素非含有のアルミニウム合金膜の厚さは、５ｎｍ以上で１０００ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以上で５００ｎｍ以下とするのがよい。その理由は、ゲート、ソース／ドレイン電極の標準的な膜厚は２００〜３００ｎｍ程度であるが、窒素非含有のアルミニウム合金膜として画素電極との間で低いコンタクト抵抗を確保するには、最低限５ｎｍ程度の膜厚は必要であり、好ましくは３０ｎｍ程度以上にすることが望ましく、一方、該アルミニウム合金膜の膜厚が厚くなり過ぎると、積層した配線膜の総合電気抵抗率が高くなって実用に適さなくなることから、該膜厚は１０００ｎｍ以下、より好ましくは５００ｎｍ以下が望ましいからである。
【０１０１】
尚、上記窒素非含有のアルミニウム合金膜と窒素含有アルミニウム合金膜の膜厚調整は、最初に窒素添加なしのスパッタリング処理等によって所定厚さのアルミニウム合金膜を形成した後、窒素添加を併用した反応性スパッタリング法等によって所定厚さの窒素含有アルミニウム合金層を形成する方法を採用すればよい。この時、窒素添加に用いるＮ2／Ａｒ混合ガス組成によって合金膜中への窒素含量は変わり、それに伴ってアルカリ性溶液に対するバリア効果も変わってくるので、該Ｎ2／Ａｒ混合ガスの組成とそれに伴う窒素含有アルミニウム合金膜の耐アルカリ性の程度も考慮して、該合金膜の最適厚さを調整することが望ましい。
【０１０２】
なお前記表１のデータで、多層膜（二層膜）の場合に単層膜と比べてコンタクト抵抗が倍程度に高くなっているのは、オーバーエッチングを行うことで、フッ化物やカーボンなど表面のコンタミネーションの混入が余計に増えたことに起因するものと考えている。
【０１０３】
前記コンタクト抵抗の測定で用いた画素電極と接続配線部とのコンタクト領域は、８０×８０μｍ角である。この様に、表層に窒素添加膜を設けたアルミニウム合金多層膜であっても、表層の窒素添加膜を取り除けば、アルミニウム合金単層膜の場合と同様に、ＩＴＯ膜に対し純アルミニウム配線膜を直接コンタクトさせた場合に比べて、低レベルのコンタクト抵抗（約１／１０4）を確保できる。
【０１０４】
上述した様な形態で実際に液晶表示装置を試作したところ、ＩＴＯ膜とバリアメタルを組合せた従来の液晶表示装置と全く同等のレベルの製造歩留りと表示品位を確保できることが確認された。従って本発明の液晶表示装置では、バリアメタルを配置することなく、また、窒素添加膜を含む多層膜化によってアルミニウム合金の薬品に対する耐食性を高めることが可能となり、簡便且つ廉価な構成で、従来の液晶表示装置と同等の性能を保障し得ることになった。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】アルミニウムおよびアルミニウム合金のｐＨ−電位図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、基板上にアルミニウム合金の単層配線膜をパターン形成す際の工程説明図である。
【図３】Ａｌ−２ａｔ％Ｎｉ−０．６％Ｎｄ合金への窒素添加量と窒素含有量および有機アルカリ現像液によるエッチングレートの関係を示すグラフである。
【図４】Ａｌ−２ａｔ％Ｎｉ−０．６％Ｎｄ合金への窒素添加量と窒素含有アルミニウム合金膜の電気低抗率との関係を示すグラフである。
【図５】本発明に係る表示装置用アレイ基板が適用される液晶パネル基板と液晶表示装置の構成に関する概略断面説明図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る表示装置用アレイ基板に適用される薄膜トランジスタの構造を概略的に示す断面図である。
【図７】第１の実施形態に係る表示装置用アレイ基板の製造例を工程順に示す断面説明図である。
【図８】第１の実施形態に係る表示装置用アレイ基板の製造例を工程順に示す断面説明図である。
【図９】第１の実施形態に係る表示装置用アレイ基板の製造例を工程順に示す断面説明図である。
【図１０】第１の実施形態に係る表示装置用アレイ基板の製造例を工程順に示す断面説明図である。
【図１１】第１の実施形態に係る表示装置用アレイ基板の製造例を工程順に示す断面説明図である。
【図１２】第１の実施形態に係る表示装置用アレイ基板の製造例を工程順に示す断面説明図である。
【図１３】第１の実施形態に係る表示装置用アレイ基板の製造例を工程順に示す断面説明図である。
【図１４】第１の実施形態に係る表示装置用アレイ基板の製造例を工程順に示す断面説明図である。
【図１５】本発明の第２の実施例に係る表示装置用アレイ基板に適用される薄膜トランジスタの構造を概略的に示す断面図である。
【図１６】第２の実施形態に係る表示装置用アレイ基板の製造例を工程順に示す断面説明図である。
【図１７】第２の実施形態に係る表示装置用アレイ基板の製造例を工程順に示す断面説明図である。
【図１８】第２の実施形態に係る表示装置用アレイ基板の製造例を工程順に示す断面説明図である。
【図１９】第２の実施形態に係る表示装置用アレイ基板の製造例を工程順に示す断面説明図である。
【図２０】第２の実施形態に係る表示装置用アレイ基板の製造例を工程順に示す断面説明図である。
【図２１】第２の実施形態に係る表示装置用アレイ基板の製造例を工程順に示す断面説明図である。
【図２２】第２の実施形態に係る表示装置用アレイ基板の製造例を工程順に示す断面説明図である。
【図２３】アルミニウム合金膜と画素電極との接触抵抗の測定に用いたケルビンパターンを示す説明図である。
【図２４】Ａｌ−Ｎｉ−Ｎｄ合金のオーバーエッチング量とコンタクト抵抗の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０６】
Ａ  アルミニウム合金膜
Ｐ  フォトレジスト
Ｂ  絶縁基板
Ａｘ  段差部
１  ＴＦＴアレイ基板
２  対向電極
３  液晶層
４  薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
５  画素電極
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  ゲート電極
２７  ゲート絶縁膜
２８  ソース電極
２９  ドレイン電極
３０  保護膜（窒化シリコン膜）
３１  フォトレジスト層
３２  コンタクトホール
【図１】
2005303003.tif 000004
【図２】
2005303003.tif 000005
【図３】
2005303003.tif 000006
【図４】
2005303003.tif 000007
【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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