(57)【要約】【課題】透過領域の光透過率の向上と配線交差領域の低容量化とを確実に両立する。【解決手段】互いに平行に延びる複数の第１配線と、各第１配線に交差して互いに平行に延びる複数の第２配線１９ａと、各第１配線と各第２配線１９ａとの間に設けられた窒化シリコン膜１６を含む第１層間絶縁膜１８と、各第２配線１９ａの第１層間絶縁膜１８の反対側に設けられた第２層間絶縁膜１９と、第２層間絶縁膜１９の各第２配線１９ａの反対側にマトリクス状に設けられた複数の画素電極２１とを備え、隣り合う各第１配線及び隣り合う各第２配線１９ａにより囲まれた透過領域Ｔと、各第１配線及び各第２配線１９ａが交差する配線交差領域Ｙとが規定されたＴＦＴ基板３０であって、透過領域Ｔの窒化シリコン膜１６の膜厚は、配線交差領域Ｙの窒化シリコン膜１６の膜厚よりも薄く、１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下である。【選択図】図３
2009098335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に延びるように設けられた複数の第１配線と、
上記各第１配線に交差して互いに平行に延びるように設けられた複数の第２配線と、
上記各第１配線と上記各第２配線との間に設けられた窒化シリコン膜を含む第１層間絶縁膜と、
上記各第２配線の上記第１層間絶縁膜の反対側に設けられた第２層間絶縁膜と、
上記第２層間絶縁膜の上記各第２配線の反対側にマトリクス状に設けられた複数の画素電極とを備え、
隣り合う上記各第１配線及び隣り合う上記各第２配線により囲まれた透過領域と、
上記各第１配線及び各第２配線が交差する配線交差領域とが規定された薄膜トランジスタ基板であって、
上記透過領域における窒化シリコン膜の膜厚は、上記配線交差領域における窒化シリコン膜の膜厚よりも薄く、１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下であることを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項２】
請求項１に記載された薄膜トランジスタ基板において、
上記各画素電極は、周端が上記各第１配線及び各第２配線にそれぞれ重なっていることを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項３】
請求項１に記載された薄膜トランジスタ基板において、
上記各第１配線は、容量線であり、上記各第２配線は、ソース線であることを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項４】
互いに平行に延びるように設けられた複数の第１配線と、
上記各第１配線に交差して互いに平行に延びるように設けられた複数の第２配線と、
上記各第１配線と上記各第２配線との間に設けられた第１層間絶縁膜と、
上記各第２配線の上記第１層間絶縁膜の反対側に設けられた第２層間絶縁膜と、
上記第２層間絶縁膜の上記各第２配線の反対側にマトリクス状に設けられた複数の画素電極とを備え、
隣り合う上記各第１配線及び隣り合う上記各第２配線により囲まれた透過領域と、
上記各第１配線及び各第２配線が交差する配線交差領域とが規定された薄膜トランジスタ基板を製造する方法であって、
透明基板に上記各第１配線を形成する第１配線形成工程と、
上記各第１配線を覆うように窒化シリコン膜を含む無機絶縁膜、及び感光性樹脂膜を順に成膜した後に、該感光性樹脂膜をハーフトーンで露光することにより、上記透過領域となる領域に凹部が設けられたレジストパターンを形成するレジスト形成工程と、
上記レジストパターンから露出する無機絶縁膜をエッチングする第１エッチング工程と、
上記レジストパターンをアッシングにより薄肉化して該レジストパターンの凹部の底部を除去した後に、該薄肉化されたレジストパターンから露出する無機絶縁膜の一部をエッチングして、上記透過領域における窒化シリコン膜の膜厚を上記配線交差領域における窒化シリコン膜の膜厚よりも薄くすると共に、１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下にすることにより、上記第１層間絶縁膜を形成する第２エッチング工程と、
上記薄肉化されたレジストパターンを除去した後に、上記第１層間絶縁膜に上記各第２配線を形成する第２配線形成工程と、
上記各第２配線を覆うように上記第２層間絶縁膜を形成する第２層間絶縁膜形成工程と、
上記第２層間絶縁膜に上記各画素電極を形成する画素電極形成工程とを備えることを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項５】
互いに対向して配置された薄膜トランジスタ基板及び対向基板と、
上記薄膜トランジスタ基板及び対向基板の間に設けられた液晶層とを備えた液晶表示装置であって、
上記薄膜トランジスタ基板は、
互いに平行に延びるように設けられた複数の第１配線と、
上記各第１配線に交差して互いに平行に延びるように設けられた複数の第２配線と、
上記各第１配線と上記各第２配線との間に設けられた窒化シリコン膜を含む第１層間絶縁膜と、
上記各第２配線の上記第１層間絶縁膜の反対側に設けられた第２層間絶縁膜と、
上記第２層間絶縁膜の上記各第２配線の反対側にマトリクス状に設けられた複数の画素電極とを備え、
隣り合う上記各第１配線及び隣り合う上記各第２配線により囲まれた透過領域と、
上記各第１配線及び各第２配線が交差する配線交差領域とが規定され、
上記透過領域における窒化シリコン膜の膜厚は、上記配線交差領域における窒化シリコン膜の膜厚よりも薄く、１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタ基板及びその製造方法、並びに液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置は、例えば、画像の最小単位である各画素を構成するサブ画素毎に、薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」と称する）、及びそのＴＦＴに接続された画素電極を備えたＴＦＴ基板を有している。このＴＦＴ基板では、上記画素電極が絶縁膜上に形成されているので、画素電極の下地膜となる絶縁膜の構成が液晶表示装置の光透過率に影響を及ぼすことになる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、透光性電極の下に存在していた下地層を選択的に除去若しくは薄肉化した液晶表示装置が開示されている。そして、これによれば、画素領域における光透過率を高めることができ、開口率を変えなくても表示の明るさ及びコントラストを向上させることができる、と記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、光透過部において層間絶縁膜が基板と直接接している表示装置が開示されている。そして、これによれば、基板とゲート絶縁膜との界面やパッシベーション膜と層間絶縁膜との界面での屈折率の差による光の反射が生じず、光の透過率を向上させて明るい表示が得られる、と記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、層間絶縁膜が窒化シリコン膜からなり、その窒化シリコン膜が画素電極形成領域において一部又は全部除去された液晶表示装置が開示されている。そして、これによれば、透過率を向上させた液晶表示装置を実現することができる、と記載されている。
【０００６】
また、特許文献４には、窒化シリコン膜及び画素電極が所定の干渉条件を満たす膜厚でそれぞれ形成された薄膜トランジスタ表示板が開示されている。そして、これによれば、透過率が向上し、これによる表示品位もよくなる、と記載されている。
【特許文献１】特開１０−２８２５３０号公報
【特許文献２】特開１１−４００３号公報
【特許文献３】特開２０００−３０５１１１号公報
【特許文献４】特開２００６−１７１６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＴＦＴ基板では、１つの画素における表示に有効な領域の面積比率、すなわち、画素の開口率を向上させるために、画素電極を層間絶縁膜上に形成して、ゲート線やソース線などの表示用配線上にも画素電極を配置する高開口率構造が提案されている。
【０００８】
図９は、従来の高開口率構造のＴＦＴ基板１３０の平面図であり、図１０は、図９中のX−X線に沿ったＴＦＴ基板１３０の断面図である。
【０００９】
ＴＦＴ基板１３０は、図１０に示すように、ガラス基板１１０上に第１ベースコート膜１１１ａ、第２ベースコート膜１１１ｂ、ゲート絶縁膜１１３、第１層間絶縁膜１１８及び第２層間絶縁膜１２０が順に積層された多層積層構造になっている。そして、第２ベースコート膜１１１ｂとゲート絶縁膜１１３との層間には、図９及び図１０に示すように、半導体層１１２が設けられている。また、ゲート絶縁膜１１３と第１層間絶縁膜１１５との層間には、図９及び図１０に示すように、ゲート線１１４ａ及び容量線１１４ｂが設けられている。また、第１層間絶縁膜１１８と第２層間絶縁膜１２０との層間には、図９及び図１０に示すように、ソース線１１９ａ及びドレイン引出電極１１９ｂが設けられている。さらに、第２層間絶縁膜１２０上には、図９及び図１０に示すように、画素電極１２１がマトリクス状に設けられている。
【００１０】
ここで、第１層間絶縁膜１１８は、半導体層１１２のダングリングボンドの水素化を確実にするために、窒化シリコン膜を含む積層膜により構成されていることが多い。そして、窒化シリコン膜は、比較的に屈折率が高いので、単に厚く形成すると、光透過率が低下することになり、反対に単に薄く形成すると、ゲート線１１４ａ及び容量線１１４ｂとソース線１１９ａとの配線交差領域Ｙの電気容量が大きくなってしまう。そのため、従来の高開口率構造のＴＦＴ基板では、光透過率の向上、及び配線交差領域の低容量化がトレードオフの関係になるので、それらの両立が困難であった。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、透過領域の光透過率の向上と配線交差領域の低容量化とを確実に両立することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、透過領域における窒化シリコン膜の膜厚が配線交差領域における窒化シリコン膜の膜厚よりも薄く、１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下であるようにしたものである。
【００１３】
具体的に本発明に係る薄膜トランジスタ基板は、互いに平行に延びるように設けられた複数の第１配線と、上記各第１配線に交差して互いに平行に延びるように設けられた複数の第２配線と、上記各第１配線と上記各第２配線との間に設けられた窒化シリコン膜を含む第１層間絶縁膜と、上記各第２配線の上記第１層間絶縁膜の反対側に設けられた第２層間絶縁膜と、上記第２層間絶縁膜の上記各第２配線の反対側にマトリクス状に設けられた複数の画素電極とを備え、隣り合う上記各第１配線及び隣り合う上記各第２配線により囲まれた透過領域と、上記各第１配線及び各第２配線が交差する配線交差領域とが規定された薄膜トランジスタ基板であって、上記透過領域における窒化シリコン膜の膜厚は、上記配線交差領域における窒化シリコン膜の膜厚よりも薄く、１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、各第１配線と各第２配線との間の第１層間絶縁膜を構成する比較的高屈折率の窒化シリコン膜は、隣り合う各第１配線及び隣り合う各第２配線により囲まれた透過領域において各第１配線及び各第２配線が交差する配線交差領域よりも薄く形成され、その膜厚が１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下であると共に、各第２配線と各画素電極との間の第２層間絶縁膜は、透過領域及び配線交差領域において膜厚が同じであるので、透過領域における光透過率を向上させることが可能になる。また、配線交差領域では、窒化シリコン膜が相対的に厚く形成されているので、第１層間絶縁膜が厚くなり、各第１配線及び各第２配線の間の第１層間絶縁膜に形成される電気容量が小さくなる。したがって、薄膜トランジスタ基板において、透過領域の光透過率の向上と配線交差領域の低容量化とを確実に両立することが可能になる。
【００１５】
ここで、透過領域における光透過率は、窒化シリコン膜の膜厚に対して、周期的に変化するので、透過領域における窒化シリコン膜の膜厚が１３０ｎｍより小さい場合、又は１６０ｎｍよりも大きい場合には、透過領域における光透過率が低下してしまう。さらに、透過領域における窒化シリコン膜の膜厚が１３０ｎｍより小さい場合には、薄膜トランジスタを構成する半導体層のダングリングボンドの水素化が不完全になるおそれがある。
【００１６】
上記各画素電極は、周端が上記各第１配線及び各第２配線にそれぞれ重なっていてもよい。
【００１７】
上記の構成によれば、各画素電極の周端が各第１配線及び各第２配線にそれぞれ重なっているので、高開口率の薄膜トランジスタ基板が具体的に構成される。
【００１８】
上記各第１配線は、容量線であり、上記各第２配線は、ソース線であってもよい。
【００１９】
上記の構成によれば、各第１配線が容量線であり、各第２配線がソース線であるので、例えば、各容量線の間に延びるゲート線が各画素電極の中間部分を横切って配置される薄膜トランジスタ基板が具体的に構成される。
【００２０】
また、本発明に係る薄膜トランジスタ基板の製造方法は、互いに平行に延びるように設けられた複数の第１配線と、上記各第１配線に交差して互いに平行に延びるように設けられた複数の第２配線と、上記各第１配線と上記各第２配線との間に設けられた第１層間絶縁膜と、上記各第２配線の上記第１層間絶縁膜の反対側に設けられた第２層間絶縁膜と、上記第２層間絶縁膜の上記各第２配線の反対側にマトリクス状に設けられた複数の画素電極とを備え、隣り合う上記各第１配線及び隣り合う上記各第２配線により囲まれた透過領域と、上記各第１配線及び各第２配線が交差する配線交差領域とが規定された薄膜トランジスタ基板を製造する方法であって、透明基板に上記各第１配線を形成する第１配線形成工程と、上記各第１配線を覆うように窒化シリコン膜を含む無機絶縁膜、及び感光性樹脂膜を順に成膜した後に、該感光性樹脂膜をハーフトーンで露光することにより、上記透過領域となる領域に凹部が設けられたレジストパターンを形成するレジスト形成工程と、上記レジストパターンから露出する無機絶縁膜をエッチングする第１エッチング工程と、上記レジストパターンをアッシングにより薄肉化して該レジストパターンの凹部の底部を除去した後に、該薄肉化されたレジストパターンから露出する無機絶縁膜の一部をエッチングして、上記透過領域における窒化シリコン膜の膜厚を上記配線交差領域における窒化シリコン膜の膜厚よりも薄くすると共に、１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下にすることにより、上記第１層間絶縁膜を形成する第２エッチング工程と、上記薄肉化されたレジストパターンを除去した後に、上記第１層間絶縁膜に上記各第２配線を形成する第２配線形成工程と、上記各第２配線を覆うように上記第２層間絶縁膜を形成する第２層間絶縁膜形成工程と、上記第２層間絶縁膜に上記各画素電極を形成する画素電極形成工程とを備えることを特徴とする。
【００２１】
上記の方法によれば、第１エッチング工程において、例えば、第１配線形成工程で形成された各第１配線の透明基板側に設けられた半導体層のソース領域に接続するためのコンタクトホールを形成するために、レジスト形成工程で形成された凹部を有するレジストパターンを介して、無機絶縁膜の一部をエッチングする。そして、第２エッチング工程では、まず、第１エッチング工程で用いたレジストパターンをアッシングにより薄肉化して、レジストパターンの凹部の底部を除去することにより、透過領域となる領域の無機絶縁膜を露出させる。さらに、薄肉化されたレジストパターンから露出した無機絶縁膜の上側部分をエッチングして、窒化シリコン膜を透過領域において配線交差領域よりも薄く形成すると共に、その膜厚を１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下にすることにより、第１層間絶縁膜が形成される。その後、第２配線形成工程、第２層間絶縁膜形成工程及び画素電極形成工程を行うことにより、薄膜トランジスタ基板が製造されることになる。ここで、製造された薄膜トランジスタ基板では、各第１配線と各第２配線との間の第１層間絶縁膜を構成する比較的高屈折率の窒化シリコン膜が、隣り合う各第１配線及び隣り合う各第２配線により囲まれた透過領域において各第１配線及び各第２配線が交差する配線交差領域よりも薄く形成され、その膜厚が１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下であると共に、各第２配線と各画素電極との間の第２層間絶縁膜が、透過領域及び配線交差領域において同じ膜厚であるので、透過領域における光透過率を向上させることが可能になる。また、配線交差領域では、窒化シリコン膜が相対的に厚く形成されているので、第１層間絶縁膜が厚くなり、各第１配線及び各第２配線の間の第１層間絶縁膜に形成される電気容量が小さくなる。したがって、薄膜トランジスタ基板において、透過領域の光透過率の向上と配線交差領域の低容量化とを確実に両立することが可能になる。
【００２２】
また、本発明に係る液晶表示装置は、互いに対向して配置された薄膜トランジスタ基板及び対向基板と、上記薄膜トランジスタ基板及び対向基板の間に設けられた液晶層とを備えた液晶表示装置であって、上記薄膜トランジスタ基板は、互いに平行に延びるように設けられた複数の第１配線と、上記各第１配線に交差して互いに平行に延びるように設けられた複数の第２配線と、上記各第１配線と上記各第２配線との間に設けられた窒化シリコン膜を含む第１層間絶縁膜と、上記各第２配線の上記第１層間絶縁膜の反対側に設けられた第２層間絶縁膜と、上記第２層間絶縁膜の上記各第２配線の反対側にマトリクス状に設けられた複数の画素電極とを備え、隣り合う上記各第１配線及び隣り合う上記各第２配線により囲まれた透過領域と、上記各第１配線及び各第２配線が交差する配線交差領域とが規定され、上記透過領域における窒化シリコン膜の膜厚は、上記配線交差領域における窒化シリコン膜の膜厚よりも薄く、１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成によれば、各第１配線と各第２配線との間の第１層間絶縁膜を構成する比較的高屈折率の窒化シリコン膜は、隣り合う各第１配線及び隣り合う各第２配線により囲まれた透過領域において各第１配線及び各第２配線が交差する配線交差領域よりも薄く形成され、その膜厚が１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下であると共に、各第２配線と各画素電極との間の第２層間絶縁膜は、透過領域及び配線交差領域において膜厚が同じであるので、透過領域における光透過率を向上させることが可能になる。また、配線交差領域では、窒化シリコン膜が相対的に厚く形成されているので、第１層間絶縁膜が厚くなり、各第１配線及び各第２配線の間の第１層間絶縁膜に形成される電気容量が小さくなる。したがって、薄膜トランジスタ基板を備えた液晶表示装置において、透過領域の光透過率の向上と配線交差領域の低容量化とを確実に両立することが可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、透過領域における窒化シリコン膜の膜厚が配線交差領域における窒化シリコン膜の膜厚よりも薄く、１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下であるので、透過領域の光透過率の向上と配線交差領域の低容量化とを確実に両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２６】
図１〜図８は、本発明に係る薄膜トランジスタ基板（ＴＦＴ基板）及びその製造方法、並びに液晶表示装置の１つの実施形態を示している。具体的に、図１は、本実施形態の液晶表示装置５０の断面図である。そして、図２は、液晶表示装置５０を構成するＴＦＴ基板３０の平面図である。また、図３、図４及び図５は、それぞれ、図２中のIII−III線、IV−IV線及びV−V線に沿ったＴＦＴ基板３０の断面図である。
【００２７】
液晶表示装置５０は、図１に示すように、互いに対向して配置されたＴＦＴ基板３０及び対向基板４０と、ＴＦＴ基板３０及び対向基板４０の間に設けられた液晶層３５と、ＴＦＴ基板３０及び対向基板４０を互いに接着すると共に液晶層３５を封入するために枠状に設けられたシール材３６とを備えている。
【００２８】
ＴＦＴ基板３０は、図２に示すように、互いに平行に延びるように設けられた複数のゲート線１４ａと、各ゲート線１４ａの間で互いに平行に延びるように、各々、第１配線として設けられた複数の容量線１４ｂと、各容量線１４ｂと交差（直交）する方向に互いに平行に延びるように、各々、第２配線として設けられた複数のソース線１９ａと、各ゲート線１４ａ及び各ソース線１９ａの交差部毎にそれぞれ設けられた複数のＴＦＴ５と、各ＴＦＴ５にそれぞれ接続され、マトリクス状に設けられた複数の画素電極２１とを備えている。ここで、画素電極２１は、図２に示すように、その周端が容量線１４ｂ及びソース線１９ａにそれぞれ重なっている。そして、ＴＦＴ基板３０では、図２〜図５に示すように、隣り合う各容量線１４ｂ及び隣り合う各ソース線１９ａにより囲まれた領域に透過領域Ｔが規定され、各ゲート線１４ａ及び各容量線１４ｂとソース線１９ａとが交差する領域に配線交差領域Ｙが規定されている。
【００２９】
ＴＦＴ５は、図２に示すように、ゲート線１４ａが側方に突出したゲート電極１４ｃと、ゲート電極１４ｃにゲート絶縁膜１３（図３〜図５参照）を介して設けられた半導体層１２とを備えている。半導体層１２は、図２に示すように、ゲート電極１４ｃに重なるように設けられたチャネル領域と、チャネル領域の図中右側に設けられたソース領域（ソース電極）と、チャネル領域の図中左側に設けられたドレイン領域（ドレイン電極）と、容量線１４ｂに重なるように設けられた補助容量領域（補助容量電極）とを有している。
【００３０】
また、ＴＦＴ基板３０は、図３〜図５に示すように、透明基板１０上に第１ベースコート膜１１ａ、第２ベースコート膜１１ｂ、ゲート絶縁膜１３、第１層間絶縁膜１８及び第２層間絶縁膜２０が順に積層された多層積層構造になっている。
【００３１】
第２ベースコート膜１１ｂとゲート絶縁膜１３との層間には、図２〜図５に示すように、半導体層１２が設けられている。
【００３２】
ゲート絶縁膜１３と第１層間絶縁膜１８との層間には、図２〜図５に示すように、ゲート線１４ａ、ゲート電極１４ｃ及び容量線１４ｂが設けられている。
【００３３】
第１層間絶縁膜１８と第２層間絶縁膜２０との層間には、図２〜図５に示すように、ゲート絶縁膜１３及び第１層間絶縁膜１８の積層膜に形成されたコンタクトホールＨ１を介して半導体層１２のソース領域に接続されたソース線１９ａ、並びにゲート絶縁膜１３及び第１層間絶縁膜１８の積層膜に形成されたコンタクトホールＨ２を介して半導体層１２のドレイン領域に接続されたドレイン引出電極１９ｂが設けられている。
【００３４】
第２層間絶縁膜２０上には、第２層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールＨ３を介してドレイン引出電極１９ｂに接続された画素電極２１が設けられている。
【００３５】
第１層間絶縁膜１８は、図３〜図５に示すように、酸化シリコン膜１５、窒化シリコン膜１６及び酸化シリコン膜１７の積層膜である。そして、第１層間絶縁膜１８は、透過領域Ｔにおいて酸化シリコン膜１５及び窒化シリコン膜１６の下層部分の２層構造になり、配線交差領域Ｙ及びコンタクト領域Ｃにおいて酸化シリコン膜１５、窒化シリコン膜１６及び酸化シリコン膜１７の３層構造になっている。ここで、配線交差領域Ｙ（及びコンタクト領域Ｃ）における窒化シリコン膜１６の膜厚Ｍａは、２５０ｎｍ〜２８０ｎｍ程度であり、透過領域Ｔにおける窒化シリコン膜１６の膜厚Ｍｂは、１３０ｎｍ〜１６０ｎｍ程度である。
【００３６】
対向基板４０は、格子状に設けられたブラックマトリクス（不図示）と、そのブラックマトリクスの各格子間にそれぞれ設けられた赤色層、緑色層及び青色層を含むカラーフィルター層（不図示）と、そのカラーフィルター層を覆うように設けられた共通電極（不図示）とを備えている。
【００３７】
液晶層３５は、電気光学特性を有するネマチックの液晶材料などにより構成されている。
【００３８】
上記構成の液晶表示装置５０は、画像の最小単位である各画素を構成するサブ画素において、ゲート線１４ａからのゲート信号がＴＦＴ５のゲート電極１４ｃに送られてＴＦＴがオン状態になったときに、ソース線１９ａからのソース信号がＴＦＴ５に送られてＴＦＴ５の半導体層１２を介して画素電極２１に所定の電荷が書き込まれることにより、ＴＦＴ基板３０の各画素電極２１と対向基板４０の共通電極との間において電位差が生じ、液晶層３５に所定の電圧が印加されるように構成されている。そして、液晶表示装置５０では、液晶層３５の印加電圧の大きさに応じて液晶層３５の配向状態が変わることを利用して、バックライトから入射する光の透過率を調整することにより、画像が表示される。
【００３９】
次に、液晶表示装置５０の製造方法について、図６〜図８を用いて説明する。なお、本実施形態の液晶表示装置の製造方法は、ＴＦＴ基板作製工程、対向基板作製工程及び液晶注入工程を備え、ＴＦＴ基板作製工程は、第１配線形成工程、レジスト形成工程、第１エッチング工程、第２エッチング工程、第２配線工程、第２層間絶縁膜形成工程及び画素電極形成工程を備える。ここで、図６〜図８は、ＴＦＴ基板３０の製造工程におけるレジスト形成工程、第１エッチング工程及び第２エッチング工程を模式的に示す断面図である。
【００４０】
＜ＴＦＴ基板作製工程＞
まず、ガラス基板などの透明基板１０上の基板全体に、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、酸化シリコン膜（厚さ１００ｎｍ程度）及び窒化シリコン膜（厚さ１００ｎｍ程度）を順に成膜して第１ベースコート膜１１及び第２ベースコート膜１２をそれぞれ形成する。
【００４１】
続いて、第２ベースコート膜１２上の基板全体に、原料ガスとしてジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を用いて、プラズマＣＶＤ法により、アモルファスシリコン膜（厚さ５０ｎｍ程度）を成膜した後、加熱処理を行い、結晶化（ポリシリコン膜に変成）する。その後、フォトリソグラフィによりパターニングして、半導体層１２を形成する。
【００４２】
さらに、半導体層１２が形成されたベースコート膜１１ｂ上の基板全体に、プラズマＣＶＤ法により、酸化シリコン膜（厚さ１００ｎｍ程度）を成膜してゲート絶縁膜１３ａを形成する。
【００４３】
そして、ゲート絶縁膜１３ａ上の基板全体に、スパッタリング法により、窒化タンタル膜（厚さ５０ｎｍ程度）及びタングステン膜（厚さ３５０ｎｍ程度）を順次成膜し、その後、フォトリソグラフィによりパターニングして、ゲート線１４ａ、ゲート電極１４ｃ及び容量線１４ｂをそれぞれ形成する（第１配線形成工程）。
【００４４】
続いて、ゲート電極１４ａをマスクとして、ゲート絶縁膜１３ａを介して半導体層１２にリンをドープして、ゲート電極１４ａに重なる部分にチャネル領域、その外側にソース領域及びドレイン領域（補助容量領域）を形成し、その後、加熱処理を行い、ドープしたリンの活性化処理を行う。なお、半導体層１２の容量線１４ｂに重なる領域については、上記第１配線形成工程を行う前に、別途、リンをドープする。また、不純物元素として上記のようにリンをドープすれば、Ｎチャネル型のＴＦＴが形成され、ボロンをドープすれば、Ｐチャネル型のＴＦＴが形成される。
【００４５】
さらに、ゲート線１４ａ、ゲート電極１４ｃ及び容量線１４ｂが形成されたゲート絶縁膜１３ａ上の基板全体に、プラズマＣＶＤ法により、酸化シリコン膜１５ａ（厚さ５０ｎｍ程度）、窒化シリコン膜１６ａ（厚さ２５０ｎｍ〜２８０ｎｍ程度）及びＴＥＯＳ（tetraethylorthosilicate）による酸化シリコン膜１７ａ（厚さ７００ｎｍ程度）を順に成膜して、無機絶縁膜１８ａを形成する。その後、図６に示すように、無機絶縁膜１８ａ上に感光性樹脂膜２２（厚さ２０００ｎｍ程度）をスピンコーティング法により成膜する。
【００４６】
そして、無機絶縁膜１８ａ上の感光性樹脂膜２２を、ハーフトーンマスクを介して露光した後に、現像、ポストベークすることにより、図７に示すように、凹部１を有する第１レジストパターンＲ１を形成する（レジスト形成工程）。ここで、上記ハーフトーンマスクは、透過部、遮光部及び半透過部を有し、それらの透過部、遮光部及び半透過部により、図７に示すように、感光性樹脂膜２２を露光部分Ｅｆ、未露光部分Ｅｕ及び中間露光部分Ｅｈの３つの露光レベルでそれぞれ露光するためのフォトマスクである。
【００４７】
続いて、第１レジストパターンＲ１から露出する無機絶縁膜１８ａ及びゲート絶縁膜１３ａをエッチングすることにより、図２及び図８に示すように、コンタクトホールＨ１及びＨ２をそれぞれ形成する（第１エッチング工程）。
【００４８】
さらに、上記第１エッチング工程で用いた第１レジストパターンＲ１をアッシングで薄肉化することにより、第１レジストパターンＲ１の凹部１の底部２を除去して、図７に示すように、第２レジストパターンＲ２を形成すると共に、無機絶縁膜１８ａを露出させる。そして、第２レジストパターンＲ２から露出する無機絶縁膜１８ａの酸化シリコン膜１７ａ及び窒化シリコン膜１６ａの上側部分をエッチングして、透過領域Ｔにおける窒化シリコン膜１６の膜厚Ｍｂを配線交差領域Ｙにおける窒化シリコン膜１６の膜厚Ｍａよりも薄くすると共に、１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下にすることにより、図３〜図５、図８に示すように、第１層間絶縁膜１８を形成する（第２エッチング工程）。
【００４９】
続いて、第１層間絶縁膜１８上の基板全体に、スパッタリング法により、チタン膜（厚さ１００ｎｍ程度）、アルミニウム膜（厚さ５００ｎｍ程度）及びチタン膜（厚さ１００ｎｍ程度）を順次成膜し、その後、フォトリソグラフィによりパターニングして、ソース線１９ａ及びドレイン引出電極１９ｂをそれぞれ形成する（第２配線形成工程）。そして、加熱処理を行い、半導体層１２の水素化してそのダングリングボンド（未結合手）を終端化する。
【００５０】
さらに、ソース線１９ａ及びドレイン引出電極１９ｂが形成された第１層間絶縁膜１８上の基板全体に、アクリル樹脂などの樹脂膜（厚さ２０００ｎｍ程度）をスピンコーティング法により成膜する。その後、上記成膜された樹脂膜のドレイン引出電極１９ｂに対応する部分をエッチングして、図２〜図５に示すように、コンタクトホールＨ３を有する第２層間絶縁膜２０を形成する（第２層間絶縁膜形成工程）。
【００５１】
次いで、第２層間絶縁膜２０上の基板全体に、スパッタリング法により、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜（厚さ１００ｎｍ程度）を成膜した後、図２〜図５に示すように、フォトリソグラフィによりパターニングして画素電極２１を形成する（画素電極形成工程）。
【００５２】
最後に、画素電極２１が形成された基板全体に、印刷法により、ポリイミド樹脂を塗布し、その後、ラビング処理を行うことにより、配向膜を形成する。
【００５３】
以上のようにして、ＴＦＴ基板３０を作製することができる。
【００５４】
＜対向基板作製工程＞
まず、ガラス基板などの透明基板の基板全体に、スパッタリング法により、例えば、クロム薄膜を成膜し、その後、フォトリソグラフィによりパターニングして、ブラックマトリクスを形成する。
【００５５】
続いて、上記ブラックマトリクスの格子間のそれぞれに、例えば、赤、緑又は青に着色された感光性レジスト材料などを塗布した後に、フォトリソグラフィによりパターニングして、選択した色の着色層（例えば、赤色層）を形成する。その後、他の２色についても同様な工程を繰り返すことにより、他の着色層（例えば、緑色層及び青色層）を形成して、カラーフィルター層を形成する。
【００５６】
さらに、カラーフィルター層が形成された基板上に、スパッタリング法により、例えば、ＩＴＯ膜を成膜して、共通電極を形成する。
【００５７】
最後に、共通電極が形成された基板全体に、印刷法により、ポリイミド樹脂を塗布し、その後、ラビング処理を行うことにより、配向膜を形成する。
【００５８】
以上のようにして、対向基板４０を作製することができる。
【００５９】
＜液晶注入工程＞
まず、例えば、上記対向基板作製工程で作製された対向基板４０上に印刷法により、熱硬化性樹脂からなるシール材３６を液晶注入口を有する枠状に形成し、そのシール材３６の内側に微粒子状のスペーサを散布した後に、その対向基板４０と上記ＴＦＴ基板作製工程で作製されたＴＦＴ基板３０とを貼り合わせる。
【００６０】
続いて、貼り合わせられたＴＦＴ基板３０及び対向基板４０を加熱することにより、シール材３６を硬化させる。
【００６１】
さらに、ＴＦＴ基板３０及び対向基板４０の間に、真空注入法により液晶材料を注入した後に、ＵＶ硬化樹脂などにより液晶注入口を封止することにより液晶層３５を形成する。
【００６２】
以上のようにして、液晶表示装置５０を製造することができる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態のＴＦＴ基板３０及びそれを備えた液晶表示装置５０、並びにそれらの製造方法によれば、第１エッチング工程において、第１配線形成工程で形成された各容量線１４ｂの透明基板１０側に設けられた半導体層１２のソース領域に接続するためのコンタクトホールＨ１を形成するために、レジスト形成工程で形成された凹部１を有する第１レジストパターンＲ１を介して、無機絶縁膜１８ａの一部をエッチングする。そして、第２エッチング工程では、まず、第１エッチング工程で用いた第１レジストパターンＲ１をアッシングにより薄肉化して、第１レジストパターンＲ１の凹部１の底部２を除去することにより、透過領域Ｔとなる領域の無機絶縁膜１８ａを露出させる。さらに、薄肉化されたレジストパターン、すなわち、第２レジストパターンＲ２から露出した無機絶縁膜１８の上側部分をエッチングして、窒化シリコン膜１６ａを透過領域Ｔにおいて配線交差領域Ｙよりも薄く形成すると共に、その膜厚Ｍｂを１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下にすることにより、第１層間絶縁膜１８が形成される。その後、第２配線形成工程、第２層間絶縁膜形成工程及び画素電極形成工程を行うことにより、ＴＦＴ基板３０を製造することができる。ここで、製造されたＴＦＴ基板３０では、各容量線１４ｂと各ソース線１９ａとの間の第１層間絶縁膜１８を構成する比較的高屈折率の窒化シリコン膜１６が、隣り合う各容量線１４ｂ及び隣り合う各ソース線１９ａにより囲まれた透過領域Ｔにおいて各ゲート線１４ａ及び各容量線１４ｂと各ソース線１９ａとが交差する配線交差領域Ｙよりも薄く形成され、その膜厚Ｍｂが１３０ｎｍ以上且つ１６０ｎｍ以下であると共に、各ソース線１９ａと各画素電極２１との間の第２層間絶縁膜２０が、透過領域Ｔ及び配線交差領域Ｙにおいて同じ膜厚であるので、透過領域Ｔにおける光透過率を向上させることができる。また、配線交差領域Ｙでは、窒化シリコン膜１６が相対的に厚く形成されているので、第１層間絶縁膜１８が厚くなり、各ゲート線１４ａ及び各容量線１４ｂと各ソース線１９ａとの間の第１層間絶縁膜１８に形成される電気容量が小さくなる。したがって、ＴＦＴ基板３０及びそれを備えた液晶表示装置５０において、透過領域の光透過率の向上と配線交差領域の低容量化とを確実に両立することができる。
【００６４】
ここで、透過領域Ｔにおける光透過率は、窒化シリコン膜１６の膜厚に対して、周期的に変化するので、透過領域Ｔにおける窒化シリコン膜１６の膜厚が１３０ｎｍより小さい場合、又は１６０ｎｍよりも大きい場合には、透過領域Ｔにおける光透過率が低下してしまう。さらに、透過領域Ｔにおける窒化シリコン膜１６の膜厚が１３０ｎｍより小さい場合には、ＴＦＴ５を構成する半導体層１２のダングリングボンドの水素化が不完全になるおそれがある。
【００６５】
なお、上記実施形態では、ゲート線１が画素電極２１の中間部分を横切って配置され透過領域Ｔが隣り合う各容量線１４ｂ及び隣り合う各ソース線１９ａで囲まれた領域に規定されたＴＦＴ基板３０の構成を例示したが、本発明は、容量線が画素電極の中間部分を横切って配置され透過領域が隣り合う各ゲート線及び隣り合う各ソース線で囲まれた領域に規定されたＴＦＴ基板にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上説明したように、本発明は、窒化シリコン膜を含む層間絶縁膜が形成された液晶表示装置において、透過領域の光透過率の向上と配線交差領域の低容量化とを確実に両立することができるので、高開口率の液晶表示装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置５０の断面図である。
【図２】液晶表示装置５０を構成するＴＦＴ基板３０の平面図である。
【図３】図２中のIII−III線に沿ったＴＦＴ基板３０の断面図である。
【図４】図２中のIV−IV線に沿ったＴＦＴ基板３０の断面図である。
【図５】図２中のV−V線に沿ったＴＦＴ基板３０の断面図である。
【図６】ＴＦＴ基板３０の製造工程の一部を示す第１の断面図である。
【図７】ＴＦＴ基板３０の製造工程の一部を示す第２の断面図である。
【図８】ＴＦＴ基板３０の製造工程の一部を示す第３の断面図である。
【図９】従来の高開口率構造のＴＦＴ基板１３０の平面図である。
【図１０】図９中のX−X線に沿ったＴＦＴ基板１３０の断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
Ｐ        凹部
Ｒ１      第１レジストパターン
Ｒ２      第２レジストパターン
Ｔ        透過領域
Ｙ        配線交差領域
１４ｂ    容量線（第１配線）
１６      窒化シリコン膜
１８      第１層間絶縁膜
１８ａ    無機絶縁膜
１９ａ    ソース線（第２配線）
２０      第２層間絶縁膜
２１      画素電極
２２      感光性樹脂膜
３０      ＴＦＴ基板（薄膜トランジスタ基板）
３５      液晶層
４０      対向基板
５０      液晶表示装置
【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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【図１０】
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