(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、前記第１の基板に対して隙間を隔てて対向する第２の基板と、前記第１の基板上に形成された薄膜トランジスタと、前記隙間に封入された液晶層とよりなる液晶表示装置の製造方法において、
前記第１の基板上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に、配線金属層を形成する工程と、
前記配線金属層表面を陽極酸化して、バリア型の第１の陽極酸化膜を形成する工程と、
前記第１の陽極酸化膜を形成する工程の後、前記配線金属層をパターニングして、前記薄膜トランジスタのゲート電極パターンと、前記ゲート電極パターンから前記第１の基板上を延在し、別の薄膜トランジスタのゲート電極パターンに至る導体接続部とよりなり、一対の縁部で画成された導体パターンを形成する工程と、
前記導体パターンを形成する工程の後、前記導体パターンを陽極酸化して、前記導体パターンの前記一対の縁部の各々に、多孔質の第２の陽極酸化膜を形成する工程と、
前記第２の陽極酸化膜を形成する工程の後、前記導体パターンを陽極酸化して、前記導体パターンの前記一対の縁部の各々において、前記第２の陽極酸化膜の内側に、バリア型の第３の陽極酸化膜を形成する工程と、
前記第３の陽極酸化膜を形成する工程の後、前記導体パターン中、前記導体接続部をエッチングにより除去し、前記薄膜トランジスタのゲート電極パターンを前記別の薄膜トランジスタのゲート電極パターンから分離する工程と、
前記分離工程の後、前記第２の陽極酸化膜を、エッチング工程により除去する工程とよりなることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記分離工程において、前記エッチング工程は、前記導体接続部を覆う前記第１の陽極酸化膜を第１のエッチャントにより除去する工程と、前記導体接続部を第２のエッチャントによりエッチング・除去する工程とを含み、さらに前記導体接続部のエッチングの後、前記エッチングされた導体接続部に隣接して残留する前記導体パターン上に残留しオーバーハングを形成する前記第１の陽極酸化膜を、前記第１のエッチャントにより除去する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記分離工程において、前記エッチング工程は、前記薄膜トランジスタを覆い、前記導体接続部に対応して窓を形成されたレジストパターンを使って実行され、前記レジストパターンは、前記オーバーハングを形成する前記第１の陽極酸化膜が除去された後で除去されることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２の陽極酸化膜をエッチングする工程は、前記第２のエッチャントを使って実行されることを特徴とする請求項２または３記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１のエッチャントは燐酸と酸化クロムとを含み、前記第２のエッチャントは燐酸を含むことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記導体パターンはＡｌを主成分として含むことを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一項記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
第１の基板と、前記第１の基板に対して隙間を隔てて対向する第２の基板と、前記第１の基板上に形成された薄膜トランジスタと、前記隙間に封入された液晶層とよりなる液晶表示装置の製造方法において、
前記第１の基板上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に、配線金属層を形成する工程と、
前記配線金属層表面を陽極酸化して、バリア型の第１の陽極酸化膜を形成する工程と、
前記第１の陽極酸化膜を形成する工程の後、前記配線金属層をパターニングして、前記薄膜トランジスタのゲート電極パターンと、前記ゲート電極パターンから前記第１の基板上を延在し、別の薄膜トランジスタのゲート電極パターンに至る導体接続部とよりなり、一対の縁部で画成された導体パターンを形成する工程と、
前記導体パターンを形成する工程の後、前記導体パターンを陽極酸化して、前記導体パターンの前記一対の縁部の各々に、多孔質の第２の陽極酸化膜を形成する工程と、
前記第２の陽極酸化膜を形成する工程の後、前記導体パターンを陽極酸化して、前記導体パターンの前記一対の縁部の各々において、前記第２の陽極酸化膜の内側に、バリア型の第３の陽極酸化膜を形成する工程と、
前記第３の陽極酸化膜の形成工程の後、前記第２の陽極酸化膜を、エッチング工程により除去する工程と、
前記第２の陽極酸化膜をエッチング除去する工程の後、前記導体パターン中、前記導体接続部をエッチングにより除去し、前記薄膜トランジスタのゲート電極パターンを前記別の薄膜トランジスタのゲート電極パターンから分離する工程とを含み、
前記第２の陽極酸化膜をエッチングする工程は、燐酸を主成分とし酸化Ｃｒを０．０３ｗｔ％以上含むエッチャントを使って行われることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２の陽極酸化膜をエッチングする工程は、６０°Ｃ以下の温度で実行されることを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記エッチャントは、前記燐酸と酸化Ｃｒの他に、酢酸と硝酸とを成分として含んでいることを特徴とする請求項７または８記載の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】
本発明は一般に液晶表示装置に係わり、特にＡｌあるいはＡｌ合金よりなるゲート電極パターンを使った液晶表示装置の製造方法に関する。
液晶表示装置はコンピュータを始めとする情報処理装置において、小型で低消費電力の画像表示装置として広く使われている。
【０００２】
特に、高品質のカラー表示を実現するため、液晶表示装置中の個々の画素電極を駆動する、いわゆるアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置が広く使われている。かかるアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置では、個々の画素電極をオンオフ制御するために、各々の画素電極に対応して、液晶パネルを構成するガラス基板上にＴＦＴが設けられる。
【０００３】
従来より、かかるＴＦＴのゲートを構成する導体には安定して歩留まり良く形成できるＣｒが使われていたが、最近の大面積液晶表示装置では、ゲート電極として、より抵抗値の低いＡｌあるいはＡｌ合金を使うのが有利である。しかし、ＡｌあるいはＡｌ合金によりゲート電極を形成した場合、ヒロックによる突起の形成が顕著に生じる問題点がある。ヒロックは、多結晶Ａｌゲートを構成するＡｌの結晶粒が、ＴＦＴ形成の際の熱処理により、応力を緩和するように移動することにより生じる。
【０００４】
【従来の技術】
図１は、従来のアクティブマトリクス駆動型液晶表示装置１０の構成を示す。図１を参照するに、液晶表示装置１０は多数のＴＦＴおよびこれに協働する透明画素電極を担持するＴＦＴガラス基板１１と、前記ＴＦＴ基板１１上に形成された対向ガラス基板１２とよりなり、基板１１と１２との間には液晶層１が、図示を省略したシール部材により封入されている。液晶表示装置１０では、前記透明画素電極を、対応するＴＦＴを介して選択的に駆動することにより、液晶層中において、前記選択された画素電極に対応して、液晶分子の配向を選択的に変化させる。さらに、前記ガラス基板１１および１２の外側には、それぞれ図示しないが偏光板が、直交ニコル状態で配設されている。また、ガラス基板１１および１２の内側には、液晶層に接するように分子配向膜が形成され、液晶分子の配向方向を規制する。
【０００５】
図２は前記ＴＦＴガラス基板１１の一部を拡大して示す。
図２を参照するに、前記ガラス基板１１上には走査信号を供給される多数のパッド電極１１Ａおよびこれから延在する多数の走査電極１１ａと、画像信号を供給される多数のパッド電極１１Ｂおよびこれから延在する多数の信号電極１１ｂとが、走査電極１１ａの延在方向と走査電極１１ｂの延在方向とが略直交するように形成されており、前記走査電極１１ａと前記信号電極１１ｂとの交点には、ＴＦＴ１１Ｃが形成されている。さらに、前記基板１１上には、各々のＴＦＴ１１Ｃに対応して透明画素電極１１Ｄが形成されており、各々のＴＦＴ１１Ｃは対応する走査電極１１ａ上の走査信号により選択され、対応する信号電極１１ｂ上の画像信号により、協働する透明画素電極１１Ｄを駆動する。
【０００６】
図３は、従来のＴＦＴ１１Ｃの構成を示す。
図３を参照するに、ＴＦＴ１１Ｃは前記ＴＦＴガラス基板１１に対応するガラス基板２１上に形成され、前記ガラス基板２１上に形成された厚さが約２００ｎｍのＳｉＯ2 膜２２と、前記ＳｉＯ2 膜２２上に形成された厚さが約４５ｎｍのＢドープポリシリコンパターンよりなる活性領域２３と、前記活性領域２３上に形成された厚さが約１２０ｎｍのＳｉＯ2 ゲート絶縁膜２４と、前記ゲート絶縁膜２４上に形成されたＡｌあるいはＡｌ−ＳｃやＡｌ−Ｎｄ等のＡｌ合金よりなる厚さが約３００ｎｍのゲート電極２５とよりなり、前記ゲート電極２５は厚さが約１０ｎｍの緻密な陽極酸化Ａｌ2 Ｏ3 膜２６により覆われている。前記ゲート電極２５および陽極酸化Ａｌ2 Ｏ3 膜２６は前記ゲート絶縁膜２４の一部を覆い、前記活性領域２３中には、前記ゲート絶縁膜２４の外側にｎ+ 型の拡散領域２３Ａおよび２３Ｂが形成される。また、前記活性領域２３中には、前記陽極酸化Ａｌ2 Ｏ3 膜２６の外側で前記ｎ+ 型拡散領域２３Ａの内側の部分にＬＤＤ構造を特徴づけるｎ- 型のオフセット拡散領域２３Ｃが、また前記陽極酸化Ａｌ2 Ｏ3 膜２６の外側で前記ｎ+ 型拡散領域２３Ｂの内側の部分には、同じくＬＤＤ構造を特徴づけるｎ- 型のオフセット拡散領域２３Ｄが形成される。
【０００７】
図３のＴＦＴにおいて、前記ゲート電極２５には図２の走査電極１１ａが接続され、一方前記ｎ+ 型拡散領域２３Ａおよび２３Ｂの一方に前記信号電極１１ｂが接続される。さらに、前記ｎ+ 型拡散領域２３Ａおよび２３Ｂの他方には、図２の透明画素電極１１Ｄが、図示しない保護絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介してコンタクトする。
【０００８】
図４（Ａ）〜（Ｄ）および図５（Ｅ）〜（Ｆ）は、図３のＴＦＴの製造工程を説明する。
図４（Ａ）を参照するに、前記ガラス基板２１上には前記ＳｉＯ2 膜２２およびＢをドープしたアモルファスＳｉ膜がプラズマＣＶＤ法により順次堆積され、さらに堆積された前記アモルファスＳｉ膜をエキシマレーザにより２００°Ｃで熱処理し、これをを結晶化させることにより、ポリシリコン膜を形成する。さらに、前記ポリシリコン膜をＣＦ4 とＯ2 とを使ったＲＩＥプロセスによりパターニングし、前記活性領域２３を形成する。
【０００９】
次に、前記ＳｉＯ2 膜２２上に、前記ポリシリコン活性領域２３を覆うように前記ゲート酸化膜２４を構成するＳｉＯ2 膜２４Ａを、ＴＥＯＳを使ったプラズマＣＶＤ法により堆積し、さらにその上に、前記ゲート電極２５に対応するＡｌあるいはＡｌ合金よりなる導体層２５Ａをスパッタリングにより形成し、前記導体層２５Ａの表面に、厚さが約１０ｎｍの緻密な陽極酸化膜２８Ａを形成する。前記陽極酸化膜２８Ａは、例えば酒石酸アンモニウムとエチレングリコールの混合溶液中で、定電圧モードで前記導体膜２５Ａの陽極酸化を行なうことにより形成される。このようにして形成された陽極酸化膜２８Ａは緻密で一般にバリアＡＯと呼ばれる。陽極酸化膜２８Ａは、一般にＡｌのエッチングに使われているＡｌ混酸と呼ばれる燐酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）を主成分とし、酢酸および硝酸をさらに含むエッチャントに対してＡｌと同程度のエッチングレートを示す。
【００１０】
次に、図４（Ｂ）の工程で、前記陽極酸化膜２８Ａ上にレジストパターン２９を形成し、前記レジストパターン２９をマスクに前記陽極酸化膜２８Ａおよびその下の導体層２５ＡをＡｌ混酸を使った典型的には４５°Ｃでのウェットエッチング法によりパターニングし、前記レジストパターン２９に対応した陽極酸化膜パターン２８Ｂおよび導体パターン２５Ｂを形成する。
【００１１】
さらに図４（Ｃ）の工程で、前記レジストパターン２９の下で露出している陽極酸化膜パターン２８Ｂのオーバーハング部をウェットエッチングにより除去し、さらに図４（Ｂ）の構造に対して蓚酸溶液中において定電流モードで陽極酸化を行ない、前記導体パターン２５Ｂの両側に多孔質の陽極酸化膜２７Ａ，２７Ｂを形成する。前記陽極酸化膜２７Ａ，２７Ｂの形成に伴い、前記導体パターン２５Ｂ中、陽極酸化膜２７Ａ，２７Ｂの間の領域２５Ｃには残留しているＡｌあるいはＡｌ合金により導体パターンが形成される。前記多孔質の陽極酸化膜２７Ａ，２７Ｂは一般にポーラスＡＯと呼ばれ、Ａｌ混酸に溶解する。一方、前記陽極酸化膜パターン２８Ｂのオーバーハング部のエッチングは、後で説明するＣｒ混酸を使い、約６５°Ｃにおいて行われる。
【００１２】
さらに、図４（Ｄ）の工程で、前記図４（Ｃ）の構造中の前記レジストパターン２９を除去し、さらに前記陽極酸化膜２７Ａ，２７Ｂおよびその間のＡｌ領域２５をマスクに前記ＳｉＯ2 膜２４Ａをドライエッチングして図３のゲート絶縁膜２４を形成する。次に、このようにして得られた構造に対して、前記陽極酸化膜２８Ａを形成するのと実質的に同じ条件で再び陽極酸化を行ない、前記領域２５Ｃ中に、前記陽極酸化膜２８Ａと同様に緻密なバリア型陽極酸化膜を、図３の前記陽極酸化膜２６として形成する。前記陽極酸化膜２６の形成に伴い、前記ゲート電極２５が、図３に示すように前記バリア型陽極酸化膜２６に覆われた状態で形成される。
【００１３】
次に、図５（Ｅ）の工程で、前記多孔質陽極酸化膜２７Ａ，２７Ｂを、その上の陽極酸化膜パターン２８Ｂの一部と共に、前記Ａｌ混酸を使って、典型的には４５°Ｃでエッチング除去し、前記バリア型陽極酸化膜２６の外側において前記ゲート絶縁膜２４を露出する。さらに図５（Ｆ）の工程で、前記ゲート電極２５およびゲート電極２５上の陽極酸化膜２６をマスクに前記活性領域２３中にＰあるいはＡｓのイオン注入を行ない、さらに熱処理を行なうことにより、前記ｎ+ 型の拡散領域２３Ａおよび２３Ｂが前記ゲート絶縁膜２４の外側に形成される。前記活性領域２３中には、同時に前記ゲート絶縁膜２４を介してもイオン注入がなされ、その結果、前記拡散領域２３Ａに隣接してＬＤＤ領域２３Ｃが、また前記拡散領域２３に隣接してＬＤＤ領域２３Ｄが形成される。
【００１４】
図４（Ａ）〜図５（Ｆ）の工程では、前記ゲート電極２５がバリア型陽極酸化膜２６により覆われているため、前記拡散領域２３Ａおよび２３ＢあるいはＬＤＤ領域２３Ｃおよび２３Ｄを形成する際に前記活性領域２３に熱処理を行なっても、ゲート電極２５中におけるヒロックの発生は最小限に抑止される。
ところで、図４（Ｃ）あるいは図４（Ｄ）の陽極酸化工程では、前記導体パターン２５Ｂあるいは２５Ｃに電流を流す必要があるため、図６に示すように、図２のガラス基板１１に対応する基板２１上の複数の導体パターン２５Ｂを、導体パターン２５Ｄで格子状に接続しておく。この導体パターン２５Ｄは図４（Ｂ）の工程で導体パターン２５Ｂと一体的に形成されるが、図５（Ｅ）の工程の後で図６の構造上にレジストマスク３１を形成し、前記レジストマスク３１中に形成された窓３１Ａにおいてエッチングを行なうことにより、付随する陽極酸化膜と共にエッチング・除去される。かかるエッチングの結果、ゲート電極パターン２５が互いに分離する。ただし、図６の状態では、図示はしないが、導体パターン２５Ｂおよび２５Ｄ上には、図４（Ｂ）に示す陽極酸化膜２８Ｂが形成されている。
【００１５】
図７は、前記レジストマスク３１を使った、前記導体接続部２５Ｄのエッチングを示す。
図７を参照するに、エッチングの結果、前記導体接続部２５Ｄは前記レジストパターン３１中の窓３１Ａに対応してＡｌパターン（２５Ｄ）1 およびＡｌパターン（２５Ｄ）2 に分割され、また前記導体接続部２５Ｄ上の陽極酸化膜２８Ｂも、陽極酸化膜パターン（２８Ｂ）1 および陽極酸化膜パターン（２８Ｂ）2 に分割される。その際、前記緻密な陽極酸化膜２８ＢはＣｒ混酸と称する、前記Ａｌ混酸にＣｒＯ3 を加えた組成の燐酸系エッチャントにより、典型的には６５°Ｃの温度でウェットエッチングされ、一方その下の導体接続部２５Ｄは前記Ａｌ混酸により、典型的には約４５°Ｃの温度でウェットエッチングされる。
【００１６】
ところで、最近の大面積液晶表示装置に使われる基板では、エッチング残を抑制するためエッチング時間を長くする必要があるが、このような場合、図７に示すようにＡｌ導体接続部２５Ｄは実質的な側方エッチングを受け、その結果前記陽極酸化膜（２８Ｂ）1 および（２８Ｂ）2 が、前記導体パターン（２５Ｄ）1 および（２５Ｄ）上において、それぞれ１〜２μｍのオーバーハングを形成するようになる。図７の工程の結果、図５（Ｅ）のゲート電極２５が、他のゲート電極２５から電気的に分離される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
図８は、図７のエッチング工程を、特に大面積のガラス基板上に形成された導体パターン２５Ｂに対して適用した場合を示す。
図８を参照するに、前記導体接続部２５Ｄが形成されていた部分において、図７の分離工程の結果、前記ゲート電極パターン２５の幅が異常に減少することが見出された。このようなゲート電極パターン２５の幅の減少が生じると、液晶表示装置の歩留まりが低下し、また信頼性も低下する。ただし、図８の工程は図５（Ｅ）の工程の後で実行されるため、基板上の導体パターンは、図６に示す導体パターン２５Ｂではなく、ゲート電極パターン２５に変化している。前記ゲート電極パターン２５に伴う陽極酸化膜２６は、図８では簡単のため、図示を省略している。
【００１８】
図９（Ａ），（Ｂ）は、このようなゲート電極パターン２５における異常発生の、可能なモデルの一つを示す。ただし、図９（Ａ），（Ｂ）中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
図９（Ａ）を参照するに、図７の工程において前記Ａｌ導体接続部２５Ｄのウェットエッチングの結果、Ａｌパターン（２５Ｄ）1 あるいは（２５Ｄ）2 の縁部はレジストパターン３１の下で、前記レジスト開口部３１Ａから深く後退して位置しているが、その結果、前記Ａｌパターン（２５Ｄ）1 上には長いバリア膜（２８Ｂ）1 のオーバーハングが形成されてしまう。このため、図９（Ｂ）のように剥離液を使ってレジストパターン３１を剥離した場合、前記バリア膜のオーバーハング（２８Ｂ）1 は前記基板２１を覆うＳｉＯ2 膜上にだれてしまい、これに伴いだれたオーバーハング（２８Ｂ）1 とＳｉＯ2 膜２２との間に前記剥離液が閉じ込められてしまう状態が生じる。剥離液自体によるＡｌのエッチングはほとんど生じないが、剥離液がこのように閉じ込められると水と混合し、Ａｌパターン（２５Ｄ）1 あるいは（２５Ｄ）2 の側壁面を大きなエッチング速度でエッチングするものと考えられる。
【００１９】
また従来は、図７の分離工程よりも前に図５（Ｅ）の工程を行ない、その際に先に説明したように前記多孔質陽極酸化膜２７Ａ，２７ＢをＡｌ混酸を使ってエッチング除去していたが、Ａｌ混酸は金属Ａｌも溶解するため、このような工程では、図１０に示すように、緻密な陽極酸化膜２６にピンホール２６Ｘが形成された場合、その下のゲート電極パターン２５もＡｌ混酸によりエッチングされてしまう問題が生じる。この現象もまた大面積の基板において顕著に現れるが、本発明の発明者は、ピンホール２６Ｘの形成が、図５（Ｅ）の工程のように前記多孔質陽極酸化膜２７Ａ，２７Ｂのエッチングを、前記ゲート電極２５を前記接続導体部２５Ｄにより相互接続した状態で行なった場合に特に顕著に現れることを発見した。この原因は未だ解明されていないが、ピンホール２６Ｘの形成に、前記接続導体部２５Ｄを流れる電流による何らかの電気化学反応が関与していると考えられる。
【００２０】
前記ゲート電極パターン２５にピンホール等の欠陥が生じると、ゲートの断線等、深刻な歩留まりの低下あるいは信頼性の低下が生じる。
そこで、本発明は、上記の課題を解決した、新規で有用な液晶表示装置およびその製造方法を提供することを概括的課題とする。
本発明のより具体的な課題は、ＴＦＴを含む液晶表示装置を高い歩留まりで形成できる液晶表示装置の製造方法および液晶表示装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を、
第１の基板と、前記第１の基板に対して隙間を隔てて対向する第２の基板と、前記第１の基板上に形成された薄膜トランジスタと、前記隙間に封入された液晶層とよりなる液晶表示装置の製造方法において、
前記第１の基板上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に、配線金属層を形成する工程と、
前記配線金属層表面を陽極酸化して、バリア型の第１の陽極酸化膜を形成する工程と、
前記第１の陽極酸化膜を形成する工程の後、前記配線金属層をパターニングして、前記薄膜トランジスタのゲート電極パターンと、前記ゲート電極パターンから前記第１の基板上を延在し、別の薄膜トランジスタのゲート電極パターンに至る導体接続部とよりなり、一対の縁部で画成された導体パターンを形成する工程と、
前記導体パターンを形成する工程の後、前記導体パターンを陽極酸化して、前記導体パターンの前記一対の縁部の各々に、多孔質の第２の陽極酸化膜を形成する工程と、
前記第２の陽極酸化膜を形成する工程の後、前記導体パターンを陽極酸化して、前記導体パターンの前記一対の縁部の各々において、前記第２の陽極酸化膜の内側に、バリア型の第３の陽極酸化膜を形成する工程と、
前記第３の陽極酸化膜を形成する工程の後、前記導体パターン中、前記導体接続部をエッチングにより除去し、前記薄膜トランジスタのゲート電極パターンを前記別の薄膜トランジスタのゲート電極パターンから分離する工程と、
前記分離工程の後、前記第２の陽極酸化膜を、エッチング工程により除去する工程とよりなることを特徴とする液晶表示装置の製造方法により、または
第１の基板と、前記第１の基板に対して隙間を隔てて対向する第２の基板と、前記第１の基板上に形成された薄膜トランジスタと、前記隙間に封入された液晶層とよりなる液晶表示装置の製造方法において、
前記第１の基板上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に、配線金属層を形成する工程と、
前記配線金属層表面を陽極酸化して、バリア型の第１の陽極酸化膜を形成する工程と、
前記第１の陽極酸化膜を形成する工程の後、前記配線金属層をパターニングして、前記薄膜トランジスタのゲート電極パターンと、前記ゲート電極パターンから前記第１の基板上を延在し、別の薄膜トランジスタのゲート電極パターンに至る導体接続部とよりなり、一対の縁部で画成された導体パターンを形成する工程と、
前記導体パターンを形成する工程の後、前記導体パターンを陽極酸化して、前記導体パターンの前記一対の縁部の各々に、多孔質の第２の陽極酸化膜を形成する工程と、
前記第２の陽極酸化膜を形成する工程の後、前記導体パターンを陽極酸化して、前記導体パターンの前記一対の縁部の各々において、前記第２の陽極酸化膜の内側に、バリア型の第３の陽極酸化膜を形成する工程と、
前記第３の陽極酸化膜の形成工程の後、前記第２の陽極酸化膜を、エッチング工程により除去する工程と、
前記第２の陽極酸化膜をエッチング除去する工程の後、前記導体パターン中、前記導体接続部をエッチングにより除去し、前記薄膜トランジスタのゲート電極パターンを前記別の薄膜トランジスタのゲート電極パターンから分離する工程とを含み、
前記第２の陽極酸化膜をエッチングする工程は、燐酸を主成分とし酸化Ｃｒを０．０３ｗｔ％以上含むエッチャントを使って行われることを特徴とする液晶表示装置の製造方法により、解決する。
【００２２】
本発明の第１の特徴によれば、前記多孔質陽極酸化膜を、前記導体接続部をエッチングにより切り離した後でエッチング除去するため、前記ゲート電極を覆うバリア型の陽極酸化膜に電気化学反応が生じることがなく、これに伴い前記バリア型陽極酸化膜におけるピンホールの形成が効果的に抑制される。
本発明の第２の特徴によれば、前記多孔質陽極酸化膜をウェットエッチングにより除去する際に、従来使われていたＡｌに対して選択性を有さないＡｌ混酸の代わりに、Ａｌ混酸に酸化Ｃｒを０．０３ｗｔ％以上加えた組成のＣｒ混酸をエッチャントとして使うことにより、Ａｌのエッチングに対して選択性が生じるため、前記ゲート電極を覆うバリア型陽極酸化膜にピンホールが発生しても、ゲート電極がエッチングされてしまう問題が回避される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［第１実施例］
図１１（Ａ）〜図１２（Ｅ）は本発明の第１実施例による液晶表示装置の製造工程を示す図である。ただし、各図中、左図はガラス基板１１上のＴＦＴ１１Ｃを含むＴＦＴ形成部を、また右図は図６の導体接続部２５Ｄに対応する部分を示す。
【００２４】
図１１（Ａ）左図を参照するに、前記ＴＦＴ形成部においては、前記ガラス基板１１に対応するガラス基板４１上に厚さが約２００ｎｍのＳｉＯ2 膜４２が前記ＳｉＯ2 膜２２と同様に形成され、前記ＳｉＯ2 膜４２上には厚さが約４５ｎｍのｐ型ポリシリコンパターン４３が、図３の活性領域２３に対応して形成される。前記活性領域２３と同様に、前記ｐ型ポリシリコンパターン４３もアモルファス相で堆積され、約２００°Ｃの温度でレーザアニールを行なうことにより結晶化された後、ＣＦ4 とＯ2 を使ったＲＩＥ法によりパターニングされる。前記ポリシリコンパターン４３上には前記ゲート絶縁膜２４に対応するゲＳｉＯ2 膜４４がＴＥＯＳを原料としたＣＶＤ法により約１２０ｍｎの厚さに形成され、さらにこの上に図４（Ａ）のＡｌ層２５Ａに対応したＡｌ層４５がスパッタリングにより、約３００ｎｍの厚さに形成される。前記Ａｌ層４５上には、バリア型の陽極酸化膜が４６が、図４（Ａ）のバリア型陽極酸化膜２８Ａに対応して、約２０ｎｍ程度の厚さに形成されている。
【００２５】
前記Ａｌ層４５およびその下のＳｉＯ2 膜４４はレジストを使ったパターニングにより、図６で説明したような格子状の形状にパターニングされており、前記ＴＦＴ領域においては、前記Ａｌ層４５がゲート電極パターンを形成する。その際、図１１（Ａ）右図に示すように、前記ゲート電極パターン４５の両側縁には、前記多孔質陽極酸化膜２７Ａ，２７Ｂに対応した多孔質陽極酸化膜４７Ａ，４７Ｂが形成され、さらにその内側には、前記陽極酸化膜２６に対応するバリア型の陽極酸化膜が、前記陽極酸化膜４６と一体的に、金属Ａｌよるなる導体領域を覆うように形成されている。
【００２６】
一方、前記導体接続部２５Ｄにおいては、前記ＳｉＯ2 膜４２は前記基板４１をＴＦＴ領域と同様に一様に覆い、一方前記ＳｉＯ2 膜４２上には前記ＳｉＯ2 膜４４が直接に堆積される。すなわち、前記ポリシリコンパターン４３は、前記活性領域のパターニングの際に、前記導体接続部からは除去されている。さらに、前記ＳｉＯ2 膜４４上には前記Ａｌ層４５が形成され、前記Ａｌ層４５上には前記バリア型の陽極酸化膜４６が形成されている。
【００２７】
次に、図１１（Ｂ）の工程において、図１１（Ａ）の構造を図６のレジストパターン３１に対応するレジストパターン４８で覆い、レジストパターン４８中に、前記窓３１Ａに対応する窓４８Ａを前記導体接続部２５Ｄに対応して形成する。さらに、前記レジストパターン４８をマスクに、前記窓４８Ａで露出した前記バリア型陽極酸化膜４６を、Ｃｒ混酸によるウェットエッチングで除去する。Ｃｒ混酸としては、Ｈ3 ＰＯ4 を６９〜７１ｗｔ％、ＣＨ3 ＣＯＯＨを８．０〜１０．０ｗｔ％、硝酸を１．４〜２．４ｗｔ％、ＣｒＯ3 を１．６〜２．０ｗｔ％含む公知の組成のものを使うことができ、エッチングは典型的には６５°Ｃの温度で行なわれる。エッチングの結果、バリア型陽極酸化膜４６は第１のパターン４６Ａと第２のパターン４６Ｂとに分割される。
【００２８】
さらに、図１１（Ｂ）の工程では、前記バリア型陽極酸化膜４６のエッチングの後、露出したＡｌ層４５を、公知の組成のＡｌ混酸によるウェットエッチングにより除去する。前記Ａｌ混酸としては、例えばＨ3 ＰＯ4 とＣＨ3 ＣＯＯＨとＨＮＯ3 とＨ2 Ｏとを１５：３：１：１の割合で含むものを使うことができ、エッチングは典型的には４５°Ｃの温度で行われる。ウェットエッチングの結果、前記Ａｌ層４５は第１のパターン４５Ａと第２のパターン４５Ｂとに分断され、また前記陽極酸化膜パターン４６ＡはＡｌパターン４５Ａ上においてオーバーハングを形成する。同様に、前記陽極酸化膜パターン４６ＢはＡｌパターン４５Ｂ上においてオーバーハングを形成する。
【００２９】
図１１（Ｂ）の状態でレジストパターン４８を直ちに剥離させると、先に図９（Ｂ）で説明したオーバーハングのだれ、およびそれに伴うＡｌパターン４５Ａ，４５Ｂの制御されない側方エッチングが生じるため、本実施例では図１２（Ｃ）の工程において、図１１（Ｂ）の構造に対して再びＣｒ混酸を適用し、前記オーバーハング４６Ａ，４６Ｂをエッチング・除去する。この工程の後、図１２（Ｄ）に示すようにレジストパターン４８を剥離させる。
【００３０】
さらに、図１２（Ｅ）の工程において、図１２（Ｄ）の構造に対して上記Ａｌ混酸を使ったウェットエッチングを行ない、前記バリア陽極酸化膜４６の外側の多孔質陽極酸化膜４７Ａ，４７Ｂを選択的に除去する。この工程では、前記導体接続部２５Ｄがすで分断されており、前記ゲート電極パターン４５は隣接するＴＦＴのゲート電極パターンからは切り離されているため、ウェットエッチングを行なっても図１０で説明したピンホールがバリア型陽極酸化膜４６に生じることはなく、このためＴＦＴ１１Ｃのゲート電極パターン４５が、かかるピンホールを介してＡｌ混酸によりエッチングされる問題は生じない。
【００３１】
図１３は、図１２（Ｃ）の工程を詳細に示す。
図１３を参照するに、前記Ａｌ層４５のウェットエッチングの後、再びＣｒ混酸を使ったウェットエッチングを行なうことにより、先に説明したように、前記バリア型陽極酸化膜パターン４６Ａ，４６Ｂの位置が矢印のように後退するが、これと同時に、前記Ａｌパターン４５Ａ，４５Ｂの端面に、前記Ｃｒ混酸による処理の結果、酸化物層４５Ａｏ，４５Ｂｏが形成されるが、この酸化物層４５Ａｏ，４５Ｂｏは図１２（Ｅ）の工程においてＡｌ混酸を使って多孔質陽極酸化膜４７Ａ，４７Ｂをエッチング除去する際に、Ａｌパターン４５Ａ，４５Ｂがさらに側方にエッチングされるのを阻止する。
【００３２】
図１２（Ｃ）の工程の後、先に図５（Ｆ）で説明したイオン注入および活性化を行なうことにより、所望のＬＤＤ構造を有するＴＦＴが得られる。この工程は先の説明から明らかであり、説明を省略する。
［第２実施例］
ところで、本発明の発明者は、従来の図５（Ｅ）の工程において多孔質陽極酸化膜をエッチング除去する際に使用可能な、金属Ａｌに対して選択性を示すエッチャントを求めて実験的研究を行なった。
【００３３】
図１４（Ａ）は、表１に示す組成のＡｌ混酸とＣｒ混酸とを様々な割合で混合したエッチャントによるＡｌ−Ｓｃ合金膜の、４５°Ｃにおけるエッチングレートを示す。ただし、エッチングは１０ｃｍ□の大きさで厚さが３００ｎｍのＡｌ−Ｓｃ合金膜に対して行ない、エッチングレートは前記Ａｌ−Ｓｃ合金膜の厚さを段差計で測定することにより求めた。
【００３４】
【表１】
0004324259.tif 000002
【００３５】
図１４（Ａ）を参照するに、Ａｌ合金膜のエッチングレートは、表１のＣｒ混酸をエッチャントに使った場合実質的に０であり、Ａｌ合金膜はエッチングされないことが見出された。これに対し、Ｃｒ混酸濃度が０．１ｖｏｌ％程度以下に減少するとエッチングレートは急速に増大し、０．０１ｖｏｌ％以下になると約５２Å／秒で飽和することがわかる。図１４（Ａ）中に矢印で示したこのエッチングレートの急変が生じるエッチャント組成では、前記エッチャント中のＣｒＯ3 の濃度が約０．０３ｗｔ％となっており、ＣｒＯ3 の濃度がこの値を超えると、Ａｌ合金膜のエッチングレートが急減する。
【００３６】
これに対し、図１４（Ｂ）は、１０ｃｍ□のＡｌ−Ｓｃ合金膜上にバリア型の陽極酸化膜を１２０ｎｍの厚さに形成し、これを前記Ａｌ混酸とＣｒ混酸の混合エッチャントによりウェットエッチングした場合の、バリア型陽極酸化膜の４５°Ｃにおけるエッチングレートを示す。バリア型陽極酸化膜は、Ａｌ−Ｓｃ合金膜の表面を印加電圧８３Ｖ，供給電流１５０ｍＡの条件で３５分間陽極酸化することにより形成され、エッチングレートは、図１４（Ａ）の場合と同様に前記バリア型陽極酸化膜の厚さを段差計により測定することにより求めた。
【００３７】
図１４（Ｂ）を参照するに、４５°Ｃではバリア型陽極酸化膜のエッチングレートはエッチャントが前記Ｃｒ混酸のみを含む場合に約６０Å／ｍｉｎで、Ａｌ混酸の割合が増大するにつれて略直線的に増加し、Ａｌ混酸のみを含む場合に８０Å／ｍｉｎに達する。これは、毎秒当たりのエッチングレートに換算すると、約１Å／秒であり、前記バリア型陽極酸化膜は、４５°Ｃでのエッチングでは、前記Ａｌ混酸あるいはＣｒ混酸のいずれによっても実質的にエッチングされないことがわかる。
【００３８】
さらに、図１５（Ａ）〜（Ｆ）は、バリア型陽極酸化膜で覆ったＡｌ−Ｓｃ合金パターンの側縁外側に多孔質陽極酸化膜を、印加電圧４Ｖ，供給電流１０ｍＡの条件で４０分間陽極酸化することにより形成し、これを前記Ｃｒ混酸とＡｌ混酸の混合エッチャントによりウェットエッチングした場合に得られる構造の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。ただし、図１５（Ａ）は表１のＣｒ混酸のみをエッチャントに使った場合を、図１５（Ｂ）はエッチャント中のＣｒ混酸の濃度を体積で１／５とした場合を、図１５（Ｃ）はエッチャント中のＣｒ混酸の濃度を体積で１／９とした場合を、図１５（Ｄ）はエッチャント中のＣｒ混酸の濃度を体積で１／１８とした場合を、図１５（Ｅ）はエッチャント中のＣｒ混酸の濃度を体積で１／２５とした場合を、また図１５（Ｆ）は表１のＡｌ混酸のみをエッチャントに使った場合を示す。
【００３９】
図１５（Ａ）〜１５（Ｆ）のいずれの場合においても、前記Ａｌ−Ｓｃ合金膜を覆うバリア型陽極酸化膜は、図１４（Ｂ）で示された程度のエッチングしか受けず、実質的に完全な形で残っているのに対し、多孔質陽極酸化膜は完全に除去されているのがわかる。図１５（Ａ）〜１５（Ｆ）中、右側の残留パターンがバリア型陽極酸化膜であり、その断面を詳細に見ると、前記バリア型陽極酸化膜で覆われたＡｌ−Ｓｃ合金膜パターンが、明るいパターンとして存在するのがわかる。多孔質陽極酸化膜のエッチングレートの実測は困難であり、行なっていない。
【００４０】
図１６は、前記バリア型陽極酸化膜を、表１のＣｒ混酸およびＡｌ混酸でウェットエッチングする際の、エッチングレートとエッチング温度との関係を示す。図１６を参照するに、従来よりＣｒ混酸を使ってバリア型陽極酸化膜をウェットエッチングする際には、先の実施例でも説明したようにエッチング温度を６５°Ｃあるいはそれ以上に設定して、４００Å／ｍｉｎ以上のエッチングレートを実現していたが、エッチング温度を低下させ、例えば４５°Ｃに設定すると、バリア型陽極酸化膜のエッチングレートは、Ｃｒ混酸を使った場合でもＡｌ混酸を使った場合でも約１００Å／ｍｉｎ以下にまで減少する。これは毎秒のエッチングレートに換算すると約１．７Å／ｍｉｎであり、先にも図１４（Ｂ）で説明したように、バリア型陽極酸化膜は、４５°Ｃでのウェットエッチングでは、Ａｌ混酸あるいはＣｒ混酸のいずれによっても実質的にエッチングされないことがわかる。
【００４１】
図１７（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造工程を示す図である。ただし、図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
図１７（Ａ）を参照するに、この工程は先に説明した図１１（Ａ）の工程と実質的に同じであり、ＴＦＴ１１Ｃの形成領域において、ゲート電極４５がバリア型の陽極酸化膜４５により覆われ、両側縁に多孔質陽極酸化膜４７Ａ，４７Ｂが形成される。
【００４２】
次に、本実施例では、図１７（Ｂ）の工程において、ＣｒＯ3 を０．０３ｗｔ％以上含むＣｒ混酸を使った、典型的には４５〜５０°Ｃで実行されるウェットエッチングにより、前記多孔質陽極酸化膜４７Ａ，４７Ｂが、選択的にエッチング除去される。先にも説明したように、このウェットエッチング工程ではバリア型陽極酸化膜４６および金属Ａｌゲート電極パターン４５は実質的にエッチングされることがなく、このため、バリア型陽極酸化膜４６に何らかの電気化学反応により、図１０のピンホール２６Ｘのようなピンホールが形成されても、ゲート電極パターン４５がエッチングされたり断線するおそれはない。そこで、本実施例では、図１７（Ｂ）の工程を、先の実施例と異なり、前記導体接続部２５Ｄが基板４１上に残った状態で行なっている。
【００４３】
さらに、図１７（Ｃ）の工程において、図１７（Ｂ）の構造上に、前記導体接続部２５Ｄに対応して窓４８Ａを有するレジストパターン４８を形成し、前記窓４８を介して前記バリア型陽極酸化膜４６およびＡｌ導体パターン４５を、それぞれ６５°ＣでのＣｒ混酸を使ったウェットエッチングおよびＡｌ混酸を使ったウェットエッチングにより除去する。図１７（Ｃ）の工程で使われるＣｒ混酸は、従来の組成のものでも、また表１に記載の組成のものでもよい。
【００４４】
図１７（Ｃ）の構造に対して、さらに先に図５（Ｅ），（Ｆ）に対応するプロセスを行なうことにより、所望のＬＤＤ構造を有するＴＦＴ１１Ｃが形成される。この工程は先の説明から明らかであり、説明を省略する。
図１８は、このようにして得られたＴＦＴの断面構造を示すＴＥＭ写真である。
【００４５】
図１８を参照するに、図中「ゲートＡｌ」として示しているのが図１７（Ｂ）あるいは（Ｃ）のゲート電極パターン４５に対応し、「ゲートＳｉＯ2 膜」として示すゲート絶縁膜４４上に形成され、「バリアＡＯ」として示しているバリア型陽極酸化膜４６により覆われる。前記「ゲートＳｉＯ2 膜」は、前記ポリシリコンパターン４３に対応する「Ｐ−Ｓｉ」として示すポリシリコン膜上に形成されており、前記バリア型陽極酸化膜で覆われたゲート電極パターン４５およびその下のゲート絶縁膜４４あるいはポリシリコンパターン４３は、図１７（Ｂ），（Ｂ）に図示を省略したＳｉＯ2 膜および層間絶縁膜により覆われている。
【００４６】
図１８より明らかなように、前記バリア型陽極参観区４６にはピンホールの形成は見られず、このため多孔質陽極酸化膜４７Ａ，４７Ｂをウェットエッチングにより選択的に除去する際に、前記ゲート電極パターン４５が導体接続部２５Ｄにより隣接するＴＦＴのゲート電極パターンに接続されていても、前記ゲート電極パターン４５にピンホールが生じたり断線が生じたりすることはない。
【００４７】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１〜６記載の本発明の第１の特徴によれば、前記多孔質陽極酸化膜を、前記導体接続部をエッチングにより切り離した後でエッチング除去するため、前記ゲート電極を覆うバリア型の陽極酸化膜に電気化学反応が生じることがなく、これに伴い前記バリア型陽極酸化膜におけるピンホールの形成が効果的に抑制される。特に、請求項２あるいは１１に記載したように、前記切り離し工程の後で、再び前記バリア型陽極酸化膜をエッチングするエッチャントを適用することにより、露出した導体パターンの側壁面に保護酸化膜が形成され、後で多孔質陽極酸化膜をエッチング除去する際に、先にに切り離された導体パターンが、余計にエッチングされてしまう問題が回避される。さらに、請求項６に記載したように、前記導体パターンをＡｌを主成分とする低抵抗金属により形成することにより、大面積で、かる応答速度の速い液晶表示装置が得られる。
【００４９】
請求項７〜９記載の本発明の第２の特徴によれば、前記多孔質陽極酸化膜をウェットエッチングにより除去する際に、従来使われていたＡｌに対して選択性を有さないＡｌ混酸の代わりに、Ａｌ混酸に酸化Ｃｒを０．０３ｗｔ％以上加えた組成のＣｒ混酸をエッチャントとして使うことにより、Ａｌのエッチングに対して選択性が生じるため、前記ゲート電極を覆うバリア型陽極酸化膜にピンホールが発生しても、ゲート電極がエッチングされてしまう問題が回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液晶表示装置を示す概観図である。
【図２】図１の液晶表示装置の一部を拡大して示す図である。
【図３】図１の液晶表示装置で使われる、ＬＤＤ構造を有する薄膜トランジスタの構成を示す図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、従来の薄膜トランジスタの製造工程を示す図（その１）である。
【図５】（Ｅ），（Ｆ）は、従来の薄膜トランジスタの製造工程を示す図（その２）である。
【図６】従来の液晶表示装置の製造工程で使われている陽極酸化工程を示す図である。
【図７】図６の陽極酸化工程の後で使われる導体パターンの分断工程を示す図である。
【図８】従来の液晶表示装置の製造工程で生じる問題点を説明する図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は図８で説明した問題の発生する機構を説明する図である。
【図１０】従来の液晶表示装置の製造工程で生じる別の問題点を説明する図である。
【図１１】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施例による液晶表示装置の製造工程を示す図（その１）である。
【図１２】（Ｃ）〜（Ｅ）は、本発明の第１実施例による液晶表示装置の製造工程を示す図（その２）である。
【図１３】図１２（Ｃ）の工程を詳細に示す図である。
【図１４】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第２実施例の原理を説明する図（その１）である。
【図１５】（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の第２実施例の原理を説明する図（その２）である。
【図１６】本発明の第２実施例の原理を説明する図（その３）である。
【図１７】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第２実施例による液晶表示装置の製造工程を示す図である。
【図１８】本発明の第２実施例により製造された液晶表示装置の一部を示す図である。
【符号の説明】
１  液晶層
１１  ＴＦＴ基板
１１Ａ，１１Ｂ  端子電極
１１Ｃ  ＴＦＴ
１１Ｄ  透明画素電極
１１ａ  走査電極
１１ｂ  信号電極
１２  対向基板
２１，４１  ガラス基板
２２，４２  ＳｉＯ2 膜
２３，４３  ポリシリコンパターン
２４，４４  ゲート絶縁膜パターン
２４Ａ  ゲート絶縁膜
２５，４５  ゲート電極パターン
２５Ａ  Ａｌ層
２５Ｂ  導体パターン
２５Ｄ，（２５Ｄ）1 ，（２５Ｄ）2 ，４５Ａ，４５Ｂ  導体接続部
２６，２８，２８Ａ，２８Ｂ，４６  バリア型陽極酸化膜
２６Ｘ  ピンホール
（２８Ｂ）1 ，（２８Ｂ）2 ，４６Ａ，４６Ｂ  バリア型陽極酸化膜パターン
２７Ａ，２７Ｂ  多孔質陽極酸化膜
２９，３１，４８  レジストパターン
３１Ａ，４８Ａ  窓
４５Ａｏ，４５Ｂｏ  保護酸化膜
【図１】
0004324259.tif 000003
【図２】
0004324259.tif 000004
【図３】
0004324259.tif 000005
【図４】
0004324259.tif 000006
【図５】
0004324259.tif 000007
【図６】
0004324259.tif 000008
【図７】
0004324259.tif 000009
【図８】
0004324259.tif 000010
【図９】
0004324259.tif 000011
【図１０】
0004324259.tif 000012
【図１１】
0004324259.tif 000013
【図１２】
0004324259.tif 000014
【図１３】
0004324259.tif 000015
【図１４】
0004324259.tif 000016
【図１５】
0004324259.tif 000017
【図１６】
0004324259.tif 000018
【図１７】
0004324259.tif 000019
【図１８】
0004324259.tif 000020