(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１のバリアメタルとアルミニウム系金属膜を順次堆積した後、前記アルミニウム系金属膜をパターニングする工程と、前記パターニングした前記アルミニウム系金属膜の表面および側面を含む基板上に第２のバリアメタルを堆積する工程と、前記パターニングした前記アルミニウム系金属膜の下面を前記第１のバリアメタルで、前記アルミニウム系金属膜の上面および側面を前記第２のバリアメタルで、それぞれ被覆するように前記第１のバリアメタルと前記第２のバリアメタルをパターニングして前記第１のバリアメタル、前記アルミニウム系金属膜および前記第２のバリアメタルの多層膜からなるゲートパッド、ゲート電極、ゲート配線をそれぞれ形成する工程と、ゲート絶縁膜を前記基板上に堆積した後、該ゲート絶縁膜上にソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、前記基板上に絶縁膜を堆積後、この絶縁膜上に画素電極を形成する工程とを含む液晶表示装置のアクティブパネルの製造方法において、前記ゲートパッド、前記ゲート電極および前記ゲート配線を形成した後、前記ゲート絶縁膜を前記基板上に堆積する前に、前記ゲートパッド、前記ゲート電極および前記ゲート配線の表面を３０℃から５０℃の温度であり、かつＰＨ値が５から８の酸性度を有する温水で温水処理することにより前記第２のバリアメタルの欠陥部にアルミニウムの水酸化膜を形成することを特徴とする液晶表示装置のアクティブパネルの製造方法。
【請求項２】
基板上に第１のバリアメタルとアルミニウム系金属膜を順次堆積した後、前記アルミニウム系金属膜をパターニングする工程と、前記パターニングした前記アルミニウム系金属膜の表面および側面を含む基板上に第２のバリアメタルを堆積する工程と、前記パターニングした前記アルミニウム系金属膜の下面を前記第１のバリアメタルで、前記アルミニウム系金属膜の上面および側面を前記第２のバリアメタルで、それぞれ被覆するように前記第１のバリアメタルと前記第２のバリアメタルをパターニングして前記第１のバリアメタル、前記アルミニウム系金属膜および前記第２のバリアメタルの多層膜からなるゲート電極、ゲート配線、またはソース電極、ドレイン電極を形成する工程とを含む液晶表示装置のアクティブパネルの製造方法において、前記電極または前記配線を形成した後、前記電極または前記配線の表面を３０℃から５０℃の温度であり、かつＰＨ値が５から８の酸性度を有する温水で温水処理し、前記第２のバリアメタルの欠陥部に温水をしみ込ませることにより前記欠陥部に露出する前記アルミニウム系金属膜の表面にアルミニウムの水酸化膜を形成する工程を有することを特徴とする液晶表示装置のアクティブパネルの製造方法。
【請求項３】
前記第１のバリアメタルまたは前記第２のバリアメタルとしてＣｒ，Ｔｉ，Ｔａから選ばれた一つを使用したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置のアクティブパネルの製造方法。
【請求項４】
前記アルミニウム系金属膜がアルミニウムまたはアルミニウムにシリコン，銅，モリブデンまたはネオジウムを添加した合金であることを特徴する請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置のアクティブパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置アクティブパネルの製造方法に関し、特にアクティブパネルのアルミニウムやアルミニウム合金を含むゲート配線の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、薄型、軽量でありながら高画質を得られ且つ低消費電力であることから、ラップトップ型コンピュータや各種携帯機器等のディスプレイに、アクティブマトリクス型液晶表示装置が広く使用されるようになっている。この様なアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動素子は、主として薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）が用いられ、その高性能化、低価格化、生産性及び製造歩留まりの向上等の研究開発が活発に行われている。
一方、アクティブマトリクス型液晶表示装置に関しては、表示画面の大面積化、高精細化、高開口率化の要求が高まり、ＴＦＴ型アクティブマトリクス基板においては、ゲート配線の長さをより長く、且つより細くすることが必要である。しかしゲート配線の延長化や細線化は、その抵抗、時定数の増大により、ゲート線信号の遅延を招き、良好な液晶駆動を行えなくなるという問題が生じてしまうために、より抵抗の低い材料を用いることが重要である。
【０００３】
アルミニウム（Ａｌ）およびその合金は、抵抗が低く、安価なためにＴＦＴ型アクティブマトリクス基板のゲート電極や配線の材料として実用化されるようになった。しかしながらＡｌやその合金は、比較的取扱いが難しい金属材料であり、Ａｌの融点に比較して低温であっても一定温度以上に加熱すると、電極の表面が荒れて、直径数十ｎ〜数μｍ、高さ数ｎｍ〜数μｍの半球形、円錐形、ドーム状等に結晶成長したＡｌヒロックと呼ばれるＡｌの突起が無数に発生しまう。そしてこの突起によりゲート絶縁膜が薄くなったり、或いは突起がゲート絶縁膜から飛び出すという欠陥を生じ、ゲート電極やゲート線が、ゲート絶縁膜上方の半導体層やソース・ドレイン電極と電気的に短絡する問題があった。
【０００４】
この問題を解決する方法としてＡｌ配線表面を陽極酸化する方法があるが工程が複雑になるためにＡｌ配線をＣｒ等の高融点金属で被覆する技術が、特開平１１―１３３４５５号公報、特開平１０―３１９４３１号や特開平１０―２１３８０９号公報等に提案されている。
【０００５】
図５は特開平１０―２１３８０９号公報に開示されている配線形成方法を含むアクティブパネルの製造方法を工程順に説明するためのパネル要部の断面図である。図５（ａ）に示すように、透明ガラスからなる基板１００上にＡｌ、又はＡｌ合金を蒸着し、パターニングしてゲートバス配線１０１、ゲート電極１０３及びゲートパッド１０４を形成する。
【０００６】
次いで、ゲートバス配線１０１、ゲート電極１０３及びゲートパッド１０４が形成されている基板の全面に、クロム、モリブデン、タンタル等のようなバリア金属膜を蒸着しパターニングして第２ゲートバス配線１０１ａ、第２ゲート電極１０３ａ及び第２ゲートパッド１０４ａを形成する。前記の第２ゲートバス配線１０１ａ、第２ゲート電極１０３ａ、第２ゲートパッド１０４ａは、Ａｌ金属表面のヒロックを除去するために形成するものである。
【０００７】
次いで図５（ｂ）に示すように、酸化シリコン、又は窒化シリコンのような絶縁物質を基板の全面に蒸着してゲート絶縁膜１０５を形成する。真性半導体物質及び不純物が添加された半導体物質をゲート絶縁膜１０５の表面上に連続に蒸着し、パターニングして、半導体層１０６及び不純物半導体層１０７を形成する。
【０００８】
次いで、図５（ｃ）に示すように、クロム、又はクロム合金を前記不純物半導体層１０７を含むゲート絶縁膜１０５上に蒸着し、パターニングしてソース電極１０８、ドレイン電極１０９、ソース配線１１０、保持容量電極１１１及びソースパッド１１２を形成する。その後、ソース電極１０８とドレイン電極１０９間の前記不純物半導体層１０７の露出された部分を除去する。
【０００９】
次に、窒化シリコン、又は酸化シリコンのような絶縁物質をソース電極１０８及びドレイン電極１０９を含む基板の全面に蒸着して保護層１１３を形成する。保護層１１３の一部をパターニングしてドレイン電極１０９上にドレインコンタクトホール１１４を形成し、ソースパッド１１２上にソースコンタクトホール１１５を形成する。同時に、ゲートパッド１０４を覆う保護層１１３及びゲート絶縁膜１０５の一部を除去してゲートコンタクトホール１１６を形成する。同様にして、保持容量電極１１１が形成された部分の保護層１１３を除去して保持容量コンタクトホール１１７を形成する。
【００１０】
最後に、図５（ｄ）に示すように、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を保護層１１３を含む基板に全面蒸着し、パターニングして画素電極１１８を形成する。画素電極１１８は、ドレインコンタクトホール１１４を通ってドレイン電極１０９に連結され、また前記保持容量コンタクトホール１１７を通って保持容量電極１１１に連結されている。同時に、前記ＩＴＯ物質から形成されるソースパッド連結端子１１９は、ソースコンタクトホール１１５を通ってソースパッド１１２に連結されている。同様に、前記ＩＴＯ物質から形成されるゲートパッド連結端子１２０は、ゲートコンタクトホール１１６を通ってゲートパッド１０４に連結され液晶表示装置のアクティブパネルが製造される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示した従来の液晶表示装置のアクティブパネルの製造方法においては、Ａｌ又はＡｌ合金を蒸着してパターニングされた形成されたゲートバス配線１０２、ゲート電極１０３及びゲートパッド１０４の表面はクロム等のバリアメタルで被覆されているためにＡｌのヒロック発生は防止できるが、半導体層のチャネルを形成する際にドライエッチングを行うと、フッ素などのエッチングガスが滲入して、Ａｌがフッ素ラジカル（Ｆ*）と反応してフッ化アルミニウム（ＡｌＦ3）になる。その後、ＩＴＯ膜を基板全面に蒸着後ＩＴＯ膜をウェットエッチングでパターニングする際に次のような不具合が生じていた。即ち、ゲートパッドに接続されたゲート配線（表示していない）表面にもＩＴＯ膜が蒸着されるために、ＩＴＯ膜のパターニングの際にゲート配線表面上のＩＴＯ膜もエッチングする必要があり、その際にゲート配線の上層のクロム等のバリア金属膜にボイドやピンホール等に生じたフッ化アルミニウムがＩＴＯのエッチング液に溶けて、ゲート配線材料の下地のＡｌ又はＡｌ合金を侵食してゲート配線の断線を引き起こすことがあった。尚、本処理方法は、ソース電極１０８、ドレイン電極１０９およびドレインコンタクトホール１１４が同様の構造である場合にも適用できる。
【００１２】
本発明の目的は上記の従来技術の問題点を解決した液晶表示装置のアクティブパネルの製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上に第１のバリアメタルとアルミニウム系金属膜を順次堆積した後、前記アルミニウム系金属膜をパターニングする工程と、前記パターニングした前記アルミニウム系金属膜の表面および側面を含む基板上に第２のバリアメタルを堆積する工程と、前記パターニングした前記アルミニウム系金属膜の下面を前記第１のバリアメタルで、前記アルミニウム系金属膜の上面および側面を前記第２のバリアメタルで、それぞれ被覆するように前記第１のバリアメタルと前記第２のバリアメタルをパターニングして前記第１のバリアメタル、前記アルミニウム系金属膜および前記第２のバリアメタルの多層膜からなるゲートパッド、ゲート電極、ゲート配線をそれぞれ形成する工程と、ゲート絶縁膜を前記基板上に堆積した後、該ゲート絶縁膜上にソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、前記基板上に絶縁膜を堆積後、この絶縁膜上に画素電極を形成する工程とを含む液晶表示装置のアクティブパネルの製造方法において、前記ゲートパッド、前記ゲート電極および前記ゲート配線を形成した後、前記ゲート絶縁膜を前記基板上に堆積する前に、前記ゲートパッド、前記ゲート電極および前記ゲート配線の表面を３０℃から５０℃の温度であり、かつＰＨ値が５から８の酸性度を有する温水で温水処理することにより前記第２のバリアメタルの欠陥部にアルミニウムの水酸化膜を形成することを特徴として構成される。
【００１４】
本発明では、第２のバリアメタル／アルミニウムまたはその合金／第１のバリアメタルの多層配線（ゲートパッド，ゲート電極およびゲート配線を指す）をパターニング後、温水処理を施すことにより第２のバリアメタルに生じているボイド等の欠陥部から温水がしみ込み、これによってボイド等の欠陥部のアルミニウムまたはアルミニウム合金の表面にＡｌ水酸化膜（Ａｌ（ＯＨ）3）を形成し、後工程でのプラズマエッチングガス等によるアルミニウムの腐食を防止し、配線の欠陥を低減することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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（ａ）〜図１（ｄ）は本発明の実施の形態の液晶表示装置のアクティブパネルの製造方法の工程を説明するためのパネル要部の断面図であり、図２（ａ）〜図２（ｄ）は図１（ｄ）に続く工程を説明するための説明パネル要部の断面図である。まず、図１（ａ）のように、透明ガラス製の基板１上にアルゴンガスを使用したスパッタリング法により厚さ１５０〜２００ｎｍのアルミニウム膜（Ａｌ膜）３とクロム（Ｃｒ）等の高融点金属からなる厚さ５０〜１００ｎｍの第1のバリアメタル２を順次堆積する。続いて図１（ｂ）のように、ノボラック樹脂系のフォトレジストをマスク（表示していない）にＡｌ膜３を燐酸+硝酸+酢酸の混酸水溶液を使用してエッチングし、ゲートパッド部のＡｌ膜５およびゲート電極部のＡｌ膜４を形成した後フォトレジストを剥離する。このエッチングでゲート配線部のＡｌ膜（表示していない）も同時にパターニングされる。
【００１６】
次に図１（ｃ）のように、全面にアルゴンガスを使用したスパッタリング法によりクロム（Ｃｒ）等の高融点金属からなる厚さ１００〜１５０ｎｍの第２のバリアメタル６を堆積した後、ノボラック樹脂系のフォトレジスト７のパターンを形成する。
【００１７】
次に図１（ｄ）のように、フォトレジスト７をマスクに第１のバリアメタル２と第２のバリアメタル６を硝酸第二セリウムアンモニウムと硝酸の混合水溶液でエッチングしてパターニングした後、フォトレジスト７を剥離し、第１のバリアメタル２，Ａｌ膜５，第２のバリアメタル６の多層膜からなる下部ゲートパッド８と第１のバリアメタル２，Ａｌ膜４，第２のバリアメタル６の多層膜からなるゲート電極９を形成する。このエッチングで同時に第１のバリアメタル２，Ａｌ膜，第２のバリアメタル６の多層膜からなゲート配線（表示していない）もパターニングされる。
【００１８】
次いで、温水に２０〜３０分間浸漬して、乾燥する。この温水処理で、図４（ａ）に示すように、第２のバリアメタル６にボイド６０等が存在する場合、図４（ｂ）のようにボイド６０部の底に露出したＡｌ膜３表面に温水が浸入してＡｌ膜３表面を水和させ生成したＡｌ水酸化膜７０でボイド６０部を充填する。このＡｌ水酸化膜７０は、ボイド６０部の後工程におけるエッチングガスに対する保護作用があり、Ａｌ膜のエッチングガスのよるエッチングを防止できる。また、ボイド６０部でのＡｌ膜３の水和反応がＡｌ膜３の底部に進行しても下地に第１のバリアメタル２が存在するためにＡｌ膜３の剥離は防止される。なお、温度が５０℃を超えるとＡｌ膜の溶解速度が急激に増加するために上記の温水処理の好ましい温度は３０〜５０℃である。温水の酸性度（ＰＨ）が５よりも小さくなるか、または８を超えるとＡｌ膜の溶解速度が増加するので温水のＰＨは５〜８の範囲にコントロールされる。
【００１９】
上記の温水処理後、図２（ａ）のように、基板全面に窒化シリコン膜（ＳｉＮx）または酸化シリコン膜（ＳｉＯ2）からなる厚さ１００〜３００ｎｍのゲート絶縁膜１０を堆積した後、アモルファスシリコン膜からなる厚さ２０〜３００ｎｍの半導体膜１１、燐等の不純物をドープしたアモルファスシリコンからなる厚さ２０〜１００ｎｍの不純物半導体膜１２を順次堆積し、さらにＡｌ膜やＣｒ等の導電膜１３を堆積する。
【００２０】
次いで、図２（ｂ）のように、フォトリソグラフィ技術により導電膜１３と不純物半導体膜１２をエッチングしてパターニングし、ソース電極１４とドレイン電極１５を形成する。その後フッ素ガスを用いたプラズマエッチングにより、半導体層にチャネルを形成する。この工程において、図３に示したようにゲート配線５０は露出しているが、ゲート配線の第２のバリアメタル６にボイド等の欠陥があっても上記の温水処理で欠陥部はＡｌ水酸化膜で保護されているために、プラズマガスで内部のＡｌ膜が侵食されることは防止される。尚、本処理方法は、ソース電極、ドレイン電極およびドレインコンタクトホールが同様の構造である場合にも適用できる。
【００２１】
次いで、図２（ｃ）のように、基板の全面に厚さ１００〜３００ｎｍの窒化シリコン膜（ＳｉＮx）からなる絶縁膜１６を堆積した後、フォトリソグラフィ技術により絶縁膜１６，半導体膜１１，ゲート絶縁膜１０の３層をエッチングしてパターニングする。この工程ではゲートパッド８に達するコンタクトホール２０、ドレイン電極に達するコンタクトホール２１およびソース電極１４に達するコンタクトホール２２も形成される。図３に図２（ｃ）の断面図に対応したパネル要部の平面図を示す。図３においては、ゲート配線５０は露出していることがわかる。またソース配線３０はパターニングされた絶縁膜１６で被覆されていることがわかる。
【００２２】
次いで、図２（ｄ）のようにスパッタリング法により厚さ３０〜２００ｎｍのＩＴＯ膜を全面に堆積した後、フッ素ガスを使用したプラズマエッチングによりＩＴＯ膜をパターニングして、ゲートパッド端子１７，ソースパッド端子１８，画素電極１９を形成してアクティブパネルが製造される。このプラズマエッチング工程において、図３に示したようにゲート配線５０は露出しているが、ゲート配線の第２のバリアメタル６にボイド等の欠陥があっても上記の温水処理で欠陥部はＡｌ水酸化膜で保護されているために、プラズマガスで内部のＡｌ膜が侵食されることは防止される。
【００２３】
上記の実施の形態では、配線の低抵抗材料にはＡｌ膜を使用したが、ＡｌにＣｕ，Ｓｉ，Ｍｏ，Ｎｄを添加したものも使用でき、またバリアメタルにはＣｒの他に、ＴｉやＴａの高融点金属も使用できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上、本発明の液晶表示装置のアクティブパネルの製造方法においては、第２のバリアメタル／アルミニウムまたはアルミニウム合金／第１のバリアメタルの多層配線をパターニング後、温水処理を施すことにより第２のバリアメタルに生じているボイド等の欠陥部から温水がしみ込み、これによってボイド等の欠陥部のアルミニウムまたはアルミニウム合金の表面にＡｌ水酸化膜（Ａｌ（ＯＨ）3膜）を形成し、後工程でのプラズマエッチングガス等によるゲート配線の断線を防止し、アクティブパネルの製造品質を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の液晶表示装置のアクティブパネルの製造方法の工程を説明するためのパネル要部の断面図である。
【図２】図１（ｄ）に続く工程を説明するための説明パネル要部の断面図である。
【図３】図２（ｃ）の断面図に対応したパネル要部の平面図である。
【図４】図１（ｄ）の工程における温水処理の作用を説明するためのパネル要部の断面図であり、（ａ）は温水処理前の断面図であり、（ｂ）は温水処理後の断面図である。
【図５】従来の液晶表示装置のアクティブパネルの製造工程を説明するためのパネル要部の断面図である。
【符号の説明】
１，１００    基板
２    第１のバリアメタル
３，４，５    Ａｌ膜
６    第２のバリアメタル
７    フォトレジスト
８    下部ゲートパッド
９    ゲート電極
１０，１０５    ゲート絶縁膜
１１，１０６    半導体膜
１２，１０７    不純物半導体膜
１３    導電膜
１４，１０８    ソース電極
１５，１０９    ドレイン電極
１６    絶縁膜
１７    ゲートパッド端子
１８    ソースパッド端子
１９，１１８    画素電極
２０，２１，２２    コンタクトホール
３０，１１０    ソース配線
５０    ゲート配線
６０    ボイド
７０    Ａｌ水酸化膜
１０１    ゲートバス配線
１０１ａ    第２ゲートバス配線
１０３    ゲート電極
１０３ａ    第２ゲート電極
１０４    ゲートパッド
１０４ａ    第２ゲートパッド
１１１    保持容量電極
１１２    ソースパッド
１１３    保護層
１１４    ドレインコンタクトホール
１１５    ソースコンタクトホール
１１６    ゲートコンタクトホール
１１７    保持容量コンタクトホール
１１９    ソースパッド連結端子
１２０    ゲートパッド連結端子
【図１】
0003746924.tif 000002
【図２】
0003746924.tif 000003
【図３】
0003746924.tif 000004
【図４】
0003746924.tif 000005
【図５】
0003746924.tif 000006