DE69210886T2

DE69210886T2 - Substrat mit Dünnfilmelementen

Info

Publication number: DE69210886T2
Application number: DE69210886T
Authority: DE
Inventors: Hideo Naito
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1991-06-27
Filing date: 1992-06-25
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2012-06-26
Also published as: US5334860A; EP0520448A1; DE69210886D1; EP0520448B1; JPH055898A

Description

Diese Erfindung betrifft eine Tafel mit einem isolierenden Substrat gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine derartige Tafel ist z.B. aus EP-A-209 113 bekannt.
Eine Tafel mit einem isolierenden Substrat, auf dem Substrat gebildeten Dünnfilmelementen und gebildeten Leitungen, um den Dünnfilmelementen Signale zuzuführen, wird z.B. zum Bilden einer Aktivmatrix- Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung usw. verwendet.
Der Teil einer weiteren, herkömmlichen aus Dünnfilmelementen gebildeten Tafel, die zum Bilden einer Aktivmatrix-Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit Dünnschicht-Transistoren, die als aktive Elemente dienen, verwendet wird, ist wie in Fig. 1 gezeigt aufgebaut.
Diese Tafel besitzt auf ihrem transparenten, isolierenden aus Glas bestehenden Substrat 1 eine Vielzahl von Pixelelektroden 2, eine Vielzahl von Dünnschicht-Transistoren 3, die als aktive Elemente dienen, Abtastleitungen 4, die den Transistoren 3 Abtastsignale zuführen, und Datenleitungen 8, die den Transistoren Datensignale zuführen.
Wie in Fig. 2 gezeigt, wird jeder der Dünnschicht-Transistoren 3 gebildet, indem eine Gateelektrode G, ein aus SiN (Siliziumnitrid) bestehender Gateelektroden-Isolierfilm 5 und eine aus a-Si (amorphes Silizium) bestehende i-Typ Halbleiterschicht 6 aufeinandergeschichtet werden, und weiter eine Sourceelektrode 5 und eine Drainelektrode D auf die Schicht 6 geschichtet werden, wobei eine aus a-Si bestehende n-Typ Halbleiterschicht 7 dazwischengelegt ist.
Die Gatelektrode G des Dünnschicht-Transistors 3 wird einstückig mit der Abtastleitung 4 gebildet, die Drainelektrode D wird einstückig mit der Datenleitung 8 gebildet, und die Sourceelektrode S ist mit der Pixelelektrode 2 verbunden. Der Gate-Isolierfilm 5 wird über der Abtastleitung 4 und im wesentlichen über dem ganzen Substrat 1 gebildet. Die Pixelelektode 2 und die Datenleitung 8 werden auf dem Gate-Isolierfilm 5 gebildet.
Die Abtastleitung 4 umfaßt den Teil des Dünnschicht-Transistors 3, der als die Gateelektrode G dient, und besteht aus Cr (Chrom), Ta (Tantal) oder Ta-Mo- (Tantalmolybdän) Legierung. Die Datenleitung 8, die Drainelektrode D und die Sourcelektrode S werden aus einem Metallfilm aus Al (Aluminium) gebildet. Ein Kontaktmetallfilm 9, der aus Cr besteht und einen guten ohmischen Kontakt mit der n-Typ Halbleiterschicht 7 aufweist, ist unter der Datenleitung 8, der Drainelektrode D und der Sourceelektrode 5 angebracht.
Die Abtastleitung 4 wird gebildet, indem ein Metallfilm auf dem Substrat 1 angebracht und der Metallfilm dann mit Hilfe der Photolithographie gemustert wird. Wenn eine zum Belichten eines auf dem Metallfilm gebildeten Photoresistfilms zu verwendende Belichtungsmaske einen Defekt aufweist, kann die gemusterte Abtastleitung 4 unterbrochen werden.
Diese Beschädigung kann ohne Rücksicht darauf auftreten, ob das Photoresist ein positiver oder negativer Typ ist. Im Fall der Verwendung eines positiven Photoresists wird, wenn die Belichtungsmaske einen Defekt oder einen gebrochenen Teil aufweist, eine durch Belichten, Entwickeln und Bemustern eines Photoresistfilms erhaltene Resistmaske einen gebrochenen Teil an einer Stelle aufweisen, die dem der Belichtungsmaske entspricht.
Andererseits wird im Fall der Verwendung eines negativen Photoresists, wenn Staub oder dergleichen an einem Teil der Belichtungsmaske haftet, die Resistmaske einen gebrochenen Teil an einer Stelle aufweisen, die diesem Teil der Belichtungsmaske entspricht. In diesem Fall kann, auch wenn Schmutz oder dergleichen an einem auf dem Substrat gebildeten Photoresistfilm haftet, die Resistmaske zerbrochen werden. Wo die Resistmaske gebrochen ist, wird der Teil des Metallfilms, der entsprechend dem gebrochenen Teil der Maske gelegen ist, geätzt, so daß die durch Mustern des Metallfilms gebildete Abtastleitung 4 unvermeidlich unterbrochen wird.
Das gleiche kann von der Datenleitung 8 gesagt werden. Da die Leitung 8 und der darunter gelegene Kontaktmetallfilm 9 durch Photholithographie gemustert werden, können die gemusterte Datenleitung 8 und der Kontaktmetallfilm 9 zerbrochen werden, wenn die Belichtungsmaske einen Defekt aufweist.
Um keinen solchen zerbrochenen Teil zu verursachen, besitzen bei der herkömmlichen Tafel jede der Abtastleitungen 4 und der Datenleitungen 8 eine zweilagige Struktur mit zwei in verschiedenen Prozessen gemusterten Metallschichten.
Insbesondere umfaßt, wie in Fig. 2 - 4 gezeigt, die Abtastleitung 4 einen unteren Metallfilm 4a und einen darauf laminierten oberen Metallfilm 4b. Zuerst wird ein Film gebildet und unter Verwendung einer Belichtungsmaske durch Photolithographie gemustert, um den unteren Film 4a bereitzustellen, und dann wird ein weiterer Film auf dem gemusterten Film 4a gebildet und unter Verwendung einer anderen Belichtungsmaske durch Photolithographie gemustert, um den oberen Film 4b bereitzustellen.
Wenn die Abtastleitung 4 wie oben aufgebaut ist, kann der Film 4a, auch wenn infolge eines defekten Teils in der Belichtungsmaske ein unterbrochener Teil A in dem unteren Metallfilm 4a vorhanden ist, Leitfähigkeit über den oberen Metallfilm 4b besitzen, wodurch ein Bruch in der Leitung verhindert wird.
Das gleiche gilt für die Datenleitung 8. Wie in Fig. 2 gezeigt, besitzt die Leitung 8 eine zweilagige Struktur, d.h., sie besteht aus einem unteren Metallfilm 8a und einem darauf laminierten oberen Metallfilm 8b. Die Filme 8a und 8b werden unter Verwendung verschiedener Belichtungsmasken in verschiedenen Prozessen durch Photolithographie gemustert. Auch wenn der untere Metallfilm 8a gebrochen ist, wird daher der gebrochene Teil durch den oberen Metallfilm 8b bedeckt, wodurch ein Bruch in der Leitung verhindert wird.
In dem obigen Beispiel werden Beschreibungen hinsichtlich einer aus Dünnfilmelementen gebildeten Tafel vorgenommen, die zum Bilden einer Aktivmatrix-Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit einem Dünnfilm- Transistor, des als ein aktives Element dient, zu verwenden ist. Die Idee des Bildens einer Leitung aus einer zweilagigen Struktur ist jedoch auch auf andere Arten von aus Dünnfilmelementen gebildeten Tafeln angewandt worden, eine, die zum Bilden einer Aktivmatrix-Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit dem dünnen Dioden- oder nichtlinearen Widerstandselement einer MIM-Struktur (Metallfilm - Isolierfilm - Metallfilm), das als ein aktives Element dient, zu verwenden ist, und eine andere mit einer elektronischen Schaltung, die Dünnfilmelemente umfaßt.
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Tafel kann jedoch ein Bruch verursacht werden, selbst wenn die Leitung eine zweilagige Struktur besitzt. Der Grund ist, daß ein Defekt in der Belichtungsmaske vorhanden sein kann, die benutzt wird, um einen Photoresistfilm zu belichten, wenn der obere Metallfilm gemustert wird.
Das heißt, wie oben beschrieben, bei der in Fig. 3 und 4 gezeigten Abtastleitung 4 wird der untere Metallfilm 4a gebildet und gemustert, und auf diesem wird dann der obere Metallfilm 4b gebildet und gemustert. Wenn zu dieser Zeit ein defekter Teil in der Belichtungsmaske vorhanden ist, die zum Belichten des Photoresistfilms benutzt wird, wenn der obere Metallfilm 4b gemustert wird, wird ein gebrochener Teil B in dem Teil des oberen Films 4b verursacht werden, der dem defekten Teil entspricht. Dieser gebrochene Teil wird die Ätzung eines entsprechenden Teils des unteren Metallfilms 4a verursachen. Das heißt, die Leitung wird bei B unterbrochen werden.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Tafel zur Verfügung zu stellen, die darauf gebildete Dünnfilmelemente und Leitungen aufweist, die im wesentlichen frei von einem Bruch gebildet sind, der zur Zeit ihres Musterns leicht auftreten kann. Diese Aufgabe wird mit einer Tafel mit den Merkmalen des Anspruches 1 erfüllt.
Bei der Erfindung wird ein Isolier- oder Ätzstoppfilm zwischen dem unteren und oberen Metallfilm einer Leitung gebildet. Der auf einer Oxidschicht gebildete Isolierfilm kann bevorzugt als Ätzstoppschicht zum Zeitpunkt des Musterns des unteren Metallfilms dienen. Da die Oxidschicht eine hohe Ätzresistenz aufweist, wird, auch wenn ein Bruch in dem oberen Metallfilm auftritt, wenn der auf dem unteren Film gebildete obere Film durch Ätzen gemustert wird, verhindert, daß der Teil des unteren Films, der sich auf der Oxidschicht befindet, geätzt wird.
Dieser Vorteil kann erlangt werden, wo immer ein Bruch in dem oberen Film auftritt. Der Grund ist, daß die Oxidschicht sich über seine ganze Länge erstreckt und wenigstens ein Teil des unteren Films unter einem gebrochenen Teil des oberen Films bleibt.
Außerdem, obwohl die Oxidschicht eine elektrische Isolierschicht ist, wird sie nur als Teil der Oberfläche des unteren Films gebildet, und der untere Film besitzt folglich Leitfähigkeit. Da ferner jeder der unteren und oberen Filme eine Breite größer als die Oxidschicht auf weist, sind die Teile des Films, die die Oxidschicht nicht berühren, elektrisch miteinander verbunden.
Wenn ein Bruch in dem unteren Film der Leitung auftritt, erlangt die Leitung folglich Leitfähigkeit über den oberen Metallfilm. Ähnlich, wenn ein Bruch in dem oberen Film auftritt, erlangt sie Leitfähigkeit über den unteren Film. Zusammengefaßt, die Leitung wird fast völlig davon abgehalten, gebrochen zu werden.
Diese Erfindung kann aus der folgenden ausführlichen Beschreibung besser verstanden werden, wenn sie mit dem begleitenden Zeichnungen in Verbindung gebracht wird.
Inhalt der Zeichnungen:
Fig. 1 ist eine Draufsicht, die einen Teil einer aus Dünnfilmelementen gebildeten herkömmlichen Tafel zeigt.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie II - II in Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Draufsicht, die einen Teil einer Abtastleitung zeigt, die in einer herkömmlichen aus Dünnfilmelementen gebildeten Tafel verwendet wird.
Fig. 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie IV - IV in Fig. 3.
Fig. 5 ist eine Draufsicht, die einen Teil einer erfindungsgemäßen aus Dünnfilmelementen gebildeten Tafel zeigt.
Fig. 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie VI - VI in Fig. 5.
Fig. 7 ist eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie VII - VII in Fig. 5.
Fig. 8 ist eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie VIII - VIII in Fig. 7.
Fig. 9A - 9F sind Ansichten, die Schritte zur Herstellung einer in Fig. 5 gezeigten Abtastleitung zeigen.
Fig. 10 ist eine Draufsicht einer in Fig. 9B gezeigten Struktur.
Fig. 11 ist eine Draufsicht einer in Fig. 9C gezeigten Struktur.
Fig. 12 ist eine Draufsicht einer in Fig. 9E gezeigten Struktur.
Fig. 13 ist eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie XIII - XIII in Fig. 12.
Fig. 14 ist eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie XIV - XIV in Fig. 13.
Fig. 15 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die eine andere Stapelungsstruktur der Abtastleitung der Erfindung zeigt.
Fig. 16 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die eine weitere Stapelungsstruktur der Abtastleitung der Erfindung zeigt.
Fig. 17 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die eine weitere Stapelungsstruktur der Abtastleitung der Erfindung zeigt.
Die Ausführung der Erfindung wird mit Verweis auf Fig. 5 - 17 beschrieben.
Fig. 5 ist eine Draufsicht, die eine erfindungsgemäße aus Dünnfilmelementen gebildete Tafel zeigt. Diese Tafel wird zum Bilden einer Aktivmatrix-Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit Dünnschicht-Transistoren, die als aktive Elemente dienen, benutzt.
Die Tafel besitzt auf ihrem transparenten, isolierenden aus Glas oder Keramik bestehenden Substrat 11 eine Vielzahl von Pixelelektroden 12, eine Vielzahl von Dünnschicht-Transistoren 13, die als aktive Elemente dienen, Abtastleitungen 14, die den Transistoren Abtastsignale zuführen, und Datenleitungen 18, die den Transistoren Datensignale zuführen.
Wie in Fig. 6 gezeigt, wird jeder der Dünnschicht-Transistoren 13 gebildet, indem eine Gatelektrode G1, ein Gatelektroden-Isolierfilm 15 aus SiN und eine i-Typ Halbleiterschicht 16 aus a-Si aufeinandergeschichtet werden, und weiter eine Sourceelektrode S1 und eine Drainelektrode D1 auf die Schicht 16 geschichtet werden, wobei n-Typ Halbleiterschichten 17 aus a-Si dazwischengelegt sind.
Die Gateelektrode G1 des Transistors 13 wird einstückig mit der Abtastleitung 14 gebildet, die Drainelektrode D1 wird einstückig mit der Datenleitung 18 gebildet, und die Sourcelektrode 81 ist mit der Pixelelektrode 12 verbunden. Der Gate-Isolierfilm 15 wird über der Abtastleitung 14 und im wesentlichen über dem ganzen Substrat 11 gebildet. Die Pixelelektrode 12 und die Datenleitung 18 werden auf der Gate-Isolierschicht 15 gebildet. Ein Kontaktmetallfilm 19, der aus Cr besteht und einen guten ohmischen Kontakt mit der n-Typ Halbleiterschicht 17 besitzt, wird unter der Datenleitung 18, der Drainelektrode D1 und der Sourcelelktrode S1 angebracht.
Wie in Fig. 6 - 8 gezeigt, wird die Abtastleitung 14 einstückig mit dem Teil des Dünnschicht-Transistors 13 gebildet, der als die Gateelektrode G1 dient, und umfaßt einen unteren Metallfil m 14a und einen darauf laminierten oberen Metallfilm 14b. Die Filme 14a und 14b bestehen aus Al oder Ti-enthaltendem Al, das eine kleine Menge von Ti (Titan) enthält, das ein billiges Metall mit niedrigem Widerstand ist.
Die ganze obere Oberfläche des unteren Metallfilms 14a wird mit einer Oxid- oder Isolierschicht a beschichtet, deren Breite 1/2 - 1/3 von der des Metallfilms 14a beträgt. Die Oxidschicht a wird gebildet, indem die Oberfläche des Films 14a anodischer Oxidation ausgesetzt wird, und erstreckt sich in Breitenrichtungs-Mittelteilen des Leitungsteils und des G1-Elektrodenteils des Films 14a.
Der obere Metallfilm 14b besitzt eine größere Breite als die Oxidschicht a des unteren Metallfims 14a und ist über die ganze Länge mit den Teilen des Films 14a elektrisch verbunden, die nicht mit der Oxidschicht a beschichtet sind.
Das heißt, obwohl die Oxidschicht a eine elektrisch isolierende Schicht ist, besitzt die Seite des unteren Metallfilms 14a, die der Seite, auf der die Oxidschicht a gebildet ist, gegenüberliegt, Leitfähigkeit. Da außerdem die Breite der Oxidschicht a kleiner als die des unteren und oberen Metallfilms 14a und 14b ist, können die Filme 14a und 14b außerhalb der Oxidschicht a elektrisch miteinander verbunden sein.
Um zwischen den Filmen 14a und 14b einen großen leitfähigen Bereich zu erhalten, besitzt der obere Metallfilm 14b eine größere Breite als der untere Metallfilm 14a, um dessen ganze Oberfläche zu bedecken und die entgegengesetzten seitlichen Oberflächen davon zu berühren. Eine Oxidschicht b wird über der oberen Oberfläche des oberen Metallfilms 14b durch anodische Oxidation der oberen Oberfläche gebildet, um die obere Oberfläche der Abtastleitung 14 zum Zeitpunkt des Bildens des Gate-Isolierfilms 15 nach dem Bilden der Leitung 14 zu schützen.
Insbesondere wird der Gate-Isolierfilm (SiN-Film) 15 bei einer Temperatur von 200ºC oder mehr durch das Plasma-CVD-Verfahren gebildet. Wo die Abtastleitung 14 aus Al besteht, kann, wenn der Al-Film bei einer hohen Temperatur erhitzt wird, seine Oberfläche rauh werden, und scharfe Vorsprünge, genannt Hügelchen, können darauf erscheinen. Folglich ist es möglich, daß auf der aus Al bestehenden Abtastleitung 14 Hügelchen verursacht werden, wenn der Gate-Isolierfilm 15 gebildet wird, und durch den Film 15 brechen, um ihn zu zerstören. Um dies zu vermeiden, wird bei der Ausführung die ganze Oberfläche der Abtastleitung 14 (d.h., die ganze Oberfläche des oberen Metallfilms 14b) anodisch oxidiert. Kraft der Oxidschicht b wird die Härte der Oberfläche der Abtastleitung 14 erhöht, was verhindert, daß auf ihrer Oberfläche zum Zeitpunkt des Bildens des Isolierfilms 15 Hügelchen verursacht werden. Der Gate-Isolierfilm 15 wird daher bei der Ausführung trotz der aus Al bestehenden Abtastleitung 14 nicht zerstört.
Die Abtastleitung 14 wird auch zum Zeitpunkt des Bildens der i-Typ Halbleiterschicht 16, der n-Typ Halbleiterschicht 17, des Kontaktmetallfilms 19, der Datenleitung 18 und der Metallfilme, die als die Drain- und Sourceelektroden D1 und S1 dienen, erhitzt. Diese Filme und Schichten werden jedoch bei Temperaturen gebildet, die gleich oder höher als die Filmbildungs-Temperatur des Gate-Isolierfilms 15 sind. Folglich genügt es, wenn die Dicke der Oxidschicht b auf einen solchen Wert gesteuert wird, der verhindern kann, daß ihre Oberfläche rauh wird, auch wenn die Schicht b auf die Filmbildungs-Temperatur des Gate-Isolierfilms 15 erhitzt wird.
Wenn die Abtastleitung 14 aus Ti-enthaltendem Al besteht, kann, verglichen mit dem Fall der Verwendung der obigen aus Al bestehenden Abtastleitung 14, die Oberfläche des Leitungsfilmes im wesentlichen daran gehindert werden, zum Zeitpunkt des Erhitzens rauh zu werden. Auch in diesem Fall kann der Film 15 durch Bilden der Oxidschicht b auf der Abtastleitung 14 zuverlässig geschützt werden. Außerdem wirken die auf der Leitung 14 gebildete Oxidschicht b und der Gate-Isolierfilm 15 zusammen, um eine zweilagige Isolierstruktur zwischen der Gateelektrode G1 des Dünnschicht-Transistors 13 und der i-Typ Halbleiterschicht 16 zu bilden, wodurch die Isolier-Durchbruchsspannung erhöht wird. Ein Kurzschluß zwischen der Gateelektrode G1 und der Drainelektrode D1 oder der Sourceelektrode S1 kann somit sicher verhindert werden, wodurch die Zuverlässigkeit des Transistors 13 erhöht wird.
Die Datenleitung 18 wird einstückig mit dem Teil des Dünnschicht-Transistors 13 gebildet, der als die Drainelektrode dient, und umfaßt einen unteren Metallfilm 18a und einen darauf laminierten oberen Metallfilm 18b. Die Filme 18a und 18b bestehen aus Al oder Ti-enthaltendem Al.
Auch bei der Datenleitung 18 wird die ganze obere Oberfläche des unteren Metallfilms 18a mit einer Oxidschicht c beschichtet, deren Breite 1/2 - 1/3 der Breite des Metallfilms 18a beträgt. Die Oxidschicht c ersreckt sich in Breitenrichtungs-Mittelteilen des Leitungsteils und des D1-Drainelektrodenteils des Films 18a.
Der obere Metallfilm 18b ist breiter als die Oxidschicht c des unteren Metallfilms 18a und ist über die ganze Länge mit den Teilen des Films 18a elektrisch verbunden, die nicht mit der Oxidschicht c beschichtet sind. Wie in dem Fall des oberen Metallfilms 14b der Abtastleitung 14 ist der obere Metallfilm 18b der Datenleitung 18 breiter als der untere Metallfilm 18a, um die ganze Oberfläche davon zu bedecken und die entgegengesetzten seitlichen Oberflächen davon zu berühren.
Die Sourceelektrode 81 des Dünnschicht-Transistors 13 besteht aus einem einzigen leitfähigen Film. Wie der untere Metallfilm 18a der Datenleitung 18 besteht der leitfähige Film aus Al oder Ti-enthaltendem Al.
Auf der Datenleitung 18 (dem oberen Metallfilm 18b) und der Sourceelektrode 81 werden keine Oxidfilme gebildet. Der Grund ist, daß das, was auf ihnen gebildet wird, ein Ausrichtungsfilm (nicht gezeigt) ist, der bei einer Temperatur gebildet wird, bei der die Oberfläche eines Al- oder Ti-enthaltenden-Al-Filmes nicht rauh werden wird. In einem Fall, wo ein isolierender Schutzfilm aus SiN oder dergleichen auf dem Dünnschicht-Transistor 13, der Datenleitung 18 und der Pixelelektrode 12 gebildet und dann ein Ausrichtungsfilm auf dem Schutzfilm gebildet wird, ist es jedoch wünschenswert, die Oberflächen der Datenleitung 18 und der Sourceelektrode 81 zu oxidieren, um sie gegen Rauhwerden zum Zeitpunkt des Bildens des Ausrichtungsfilms zu schützen.
Die Abtastleitung 14 und die Datenleitung 18 werden durch den folgenden Prozeß gebildet. Die Abtastleitung 14 und die Datenleitung 18 werden in demselben Prozeß gebildet. Deshalb wird dieser Prozeß nur mit Verweis auf die Abtastleitung 14 erklärt. Fig. 9A - 9F sind Schnittansichten des G1-Gateelektrodenteils der Abtastleitung 14, die bei der Erklärung des Prozesses zum Bilden der Leitung 14 nützlich sind. Der untere Metallfilm (aus Al oder Ti-enthaltendem Al) 14a der Abtastleitung 14 wird auf dem Substrat 11 durch Bedampfen oder dergleichen, wie in Fig. 9A gezeigt, gebildet, und dann wird der Film 14a durch Photolithographie gemustert, um die Abtastleitung 14 und die Gateelektrode G1 zu bilden, wie in Fig. 9B und 10 gezeigt.
Wenn zu dieser Zeit die Belichtungsmaske, die benutzt wird, um einen auf dem unteren Metallfilm 14a aufgetragenen Photoresistfilm zu belichten, defekte Teile aufweist, wird die durch Belichten und Entwickeln des Photoresistfilms gemusterte Resistmaske (nicht gezeigt) gebrochene Teile an Stellen aufweisen, die den defekten Teilen der Belichtungsmaske entsprechen. Die Teile des unteren Metallfilms 14a, die entsprechend den defekten Teilen gelegen sind, werden daher geätzt werden, wodurch gebrochene Teile A in dem gemusterten Film 14a, wie in Fig. 10 gezeigt, verursacht werden. Obwohl Fig. 10 den Zustand zeigt, bei dem die gebrochenen Teile A in dem Leitungsteil und dem Gateelektroden-G1-Teil des unteren Metallfilms 14a verursacht werden, können abhängig vom Zustand der Belichtungsmaske verschiedene Teile des Films 14a gebrochen werden.
Dann wird, wie in Fig. 9C und 11 gezeigt, eine Resistmaske 20, die den unteren Metallfilm 14a außer den Breitenrichtungs-Mittelteilen der Leitungs- und Gateelektrodenteile des Films 14a bedeckt, gebildet, und dann wird der Film der anodischen Oxidation unterworfen, wodurch die Oxid- oder Isolierschicht a gebildet wird, die sich über die ganzen Breitenrichtungs-Mittelteile der Leitungs- und Gateelektroden-G1-Teile des Films 14a erstreckt.
Die anodische Oxidation des unteren Metallfilms 14a wird durchgeführt, indem die beiden entgegengesetzten Enden des Films 14a mit der Anodenelektrode einer Gleichstromquelle mit Hilfe eines Kabels mit einer Klemme verbunden werden, dann das Substrat 11 in Elektrolyt getränkt wird, wobei der Film 14a der Kathodenelektrode (Platinelektrode) gegenüberliegt, und dann Spannung zwischen den Film 14a und die Kathodenelektrode angelegt wird.
Wenn Spannung zwischen den Film 14a und die Kathodenelektrode im Elektrolyten angelegt wird, tritt in den Teilen des Films 14a, die als die Anodenelektrode dienen und nicht mit der Resistmaske 20 bedeckt sind, eine chemische Reaktion auf, wodurch die Teile ihrer Oberflächen oxidiert werden. Die Tiefe eines oxidierten Teils wird durch die angelegte Spannung bestimmt, und die Dicke der Oxidschicht a kann folglich auf einen gewünschten Wert kontrolliert werden, indem der Wert der angelegten Spannung gesteuert wird. Außerdem wird das Volumen der Oxidschicht a größer als das des Metallfilms, so daß die Oberfläche der Oxidschicht etwas über die des Metallfilms 14a hinausragt, wie in Fig. 9C gezeigt.
Wenn die Belichtungsmaske, die benutzt wird, um die Resistmaske 20 auf dem Substrat 11 zu mustern, zum Zeitpunkt der anodischen Oxidation defekte Teile aufweist, wird die Resistmaske gebrochene Teile an Stellen aufweisen, die den defekten Teilen der Belichtungsmaske entsprechen. Diese gebrochenen Teile werden folglich oxidiert werden. Auch wenn die Oberflächenteile des unteren Metallfilms 14a, die sich über die ganze Breite erstrecken, oxidiert werden, kann dennoch eine ausreichende Leitfähigkeit zwischen dem unteren Metallfilm 14a und dem später gebildeten oberen Metallfilm 14b erhalten werden, da eine solche Oxidation der ganzen Breite nur in den Teilen des Films 14a auftritt, die den defekten Teilen der Belichtungsmaske entsprechen. Nach dem Bilden der Oxidschicht a wird der obere Metallfilm (aus Al oder Ti-enthaltendem Al) 14b auf dem Substrat 11 durch Bedampfen gebildet, wie in Fig. 9D gezeigt, gefolgt vom Mustern des Films 14b durch photolithographie, um die Abtastleitung 14 zu bilden, wie in Fig. 9E und 12 - 14 gezeigt.
Wenn auch zu diesem Zeitpunkt die Belichtungsmaske, die benutzt wird, um einen auf dem oberen Metallfilm 14b aufgetragenen Photoresistfilm zu belichten, eine defekten Teil aufweist, wird die durch Belichten und Entwickeln des Photoresistfilms gemusterte Resistmaske (nicht gezeigt) einen gebrochenen Teil an einer Stelle aufweisen, die dem defekten Teil der Belichtungsmaske entspricht. Folglich wird der Teil des oberen Metallfilms 14b, der entsprechend dem defekten Teil gelegen ist, geätzt werden, wodurch ein gebrochener Teil B in dem gemusterten Film 14B, wie in Fig. 12 gezeigt, verursacht wird. Obwohl Fig. 12 den Zustand zeigt, bei dem der gebrochene Teil B in dem Leitungsteil des oberen Metallfilms 14b verursacht wird, können abhängig vom Zustand der Belichtungsmaske verschiedene Teile des Films 14b gebrochen werden.
Wenn der gebrochene Teil B in dem oberen Metallfilm 14b verursacht wird, wird der Teil des unteren Metallfilms 14a, der unter dem Teil B gelegen ist, zusammen mit einem entsprechenden Teil des oberen Metallfilms 14b geätzt werden, wenn die Oxidschicht a mit einer hohen Ätzresistenz nicht dazwischengelegt wird. Tatsächlich verläuft aber die Oxidschicht a auf dem Breitenrichtungs-Mittelteil des unteren Films 14a und dient als Ätzstoppschicht. Deshalb wird, auch wenn der Teil des unteren Metallfilms 14a, der nicht durch die Oxidschicht a geschützt ist, geätzt wird, Leitfähigkeit über den anderen Teil erlangt, der Kraft der Oxidschicht ungeätzt bleibt, wie in Fig. 12 - 14 gezeigt. Da außerdem die Oxidschicht über die ganze Länge des unteren Metallfilms 14a verläuft, bleibt der untere Metallfilm 14a unter jedem gebrochenen Teil des oberen Metallfilms 14b.
Außerdem ist es möglich, daß der Teil des oberen Metallfilms 14b, der direkt über einem gebrochenen Teil des unteren Films 14a gelegen ist, gebrochen wird, wodurch die Leitfähigkeit verlorengeht. Es ist jedoch sehr selten, daß die zum Mustern des unteren Matallfilms 14a benutzte Belichtungsmaske einen defekten Teil an derselben Stelle aufweist wie die eines defekten Teils der zum Mustern des oberen Metallfilms 14b benutzten Belichtungsmaske. Die oben beschriebene Möglichkeit kann folglich ignoriert werden.
Danach wird, wie in Fig. 9F gezeigt, die Oberfläche des oberen Films 14b der anodischen Oxidation unterworfen, um dadurch die Oxidschicht b über der ganzen Oberfläche davon zu bilden. Die in Fig. 7 und 8 gezeigte Abtastleitung 14 ist somit fertig. Die anodische Oxidation des oberen Films 14b wird in derselben Weise wie die des unteren Films 14a durchgeführt (jedoch sind keine Resistmasken erforderlich).
Obwohl die Datenleitung 18 im wesentlichen in derselben Weise gebildet wird wie die Abtastleitung 14, wird die anodische Oxidation der Oberfläche der Leitung 18 (d.h., des oberen Metallfilms 18b) nicht unbedingt durchgeführt.
Wie oben beschrieben, werden bei der erfindungsgemäßen aus Dünnfilmelementen gebildeten Tafel die Oberflächen der unteren Metallfilme 14a und 18a der Abtastleitung 14 und der Datenleitung 18 oxidiert, um die Oxidschichten a und b zu bilden, die als Ätzstoppschichten dienen. Kraft dieser Schichten kann, auch wenn die oberen Filme 14b und 18b zum Zeitpunkt ihres Bildens auf den unteren Filmen 14a und 18a gebrochen werden, verhindert werden, daß die Teile der unteren Filme 14a und 18a, die sich unter den Oxidschichten a und c befinden, geätzt werden.
Obwohl die Schichten a und c elektrische Isolierschichten sind, werden sie nur in den oberen Oberflächenteilen der unteren Metallfilme 14a und 18a gebildet. Folglich weisen die anderen Teile oder die Teile unter der oberen Oberfläche der Filme 14a und 18a Leitfähigkeit auf. Außerdem sind die Breiten der Oxidschichten a und c kleiner als die der unteren Schichten 14a bzw. 18a und auch kleiner als die der oberen Filme 14b und 18b. Daher können die Teile der unteren Filme 14a und 18a, die nicht auf den Oxidschichten a und c liegen, mit entsprechenden Teilen der oberen Filme 14b bzw. 18b elektrisch verbunden werden.
Deshalb können, wie aus Fig. 7 und 13 zu erkennen ist, auch wenn die gebrochenen Teile A in den unteren Metallfilmen 14a und 18a verursacht werden, diese Filme elektrische Leitfähigkeit über die Teile der oberen Metallfilme 14b und 18b besitzen, die nicht auf den Oxidschichten gebildet und mit den unteren Filmen 14a bzw. 18a verbunden sind. Ähnlich können, auch wenn die gebrochenen Teile B in den oberen Metallfilmen 14b und 18b verursacht werden, die Filme 14b und 18b elektrische Leitfähigkeit über die unteren Metallfilme 14a und 18a besitzen. Ein Bruch in den Abtast- und Datenleitungen 14 und 18 kann somit fast vollständig verhindert werden.
Die gleiche Wirkung kann in einem Fall erzielt werden, wo eine zum Mustern der unteren und oberen Metallfilme 14a, 18a, 14b und 18b benutzte Resistmaske aus einem p-Typ Photoresist besteht sowie in einem Fall, wo sie aus einem n-Typ Photoresist besteht.
Insbesondere wird im Fall der Verwendung des p-Typ Photoresists die Resistmaske einen gebrochenen Teil aufweisen, wenn die Belichtungsmaske einen gebrochenen Teil aufweist. Andererseits wird im Fall der Verwendung des n-Typ Photoresists die Resistmaske einen gebrochenen Teil aufweisen, wenn die Belichtungsmaske einen defekten Teil aufweist, an dem Fremdmaterial, z.B. Staub, befestigt ist, oder wenn ein solches Fremdmaterial an dem auf dem Substrat aufgetragenen Photoresistfilm befestigt ist.
Wenn dies der Fall ist, werden die gebrochenen Teile A und B in den unteren und oberen Metallfilmen 14a, 18a, 14b und 18b verursacht. Ungeachtet der gebrochenen Teile A können jedoch die unteren Metallfilme 14a und 18a elektrische Leitfähigkeit über die oberen Metallfilme 14b und 18b besitzen, während die oberen Metallfilme 14b und 18b ungeachtet der gebrochenen Teile B elektrische Leitfähigkeit über die unteren Metallfilme 14a und 18a besitzen können. Ein Bruch der Abtast- und Datenleitungen 14 und 18 wird folglich verhindert. Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführung die Oxidschicht a (c) auf dem Breitenrichtungs-Mittelteil des unteren Metallfilms 14a (18a) verläuft, kann sie, wie in Fig. 15 gezeigt, auf einer Seite des Films 14a (18a) gebildet werden oder kann zwei Schichtteile umfassen, die auf beiden entgegengesetzten Seitenteilen des Films 14a (18a) mit einem dazwischengelegten leitfähigen Teil verlaufen, wie in Fig. 16 gezeigt.
Außerdem wird in der Ausführung eine Ätzstoppschicht, die einen Oxid- Isolierfilm umfaßt, dessen Breite kleiner als der untere Metallfilm 14a (18a) ist, darauf gebildet, und der obere Metallfilm 14b (18b) mit einer größeren Breite als der untere Film 14a (18a) wird darauf mit der dazwischengelegten Stoppschicht gebildet. Die unteren und oberen Filme können, wie in Fig. 17 gezeigt, im wesentlichen dieselbe Breite besitzen.
Obwohl in der Ausführung die Oxid-Isolierschicht b auf der Abtastleitung 14 gebildet wird, kann sie weggelassen werden, wenn die Abtastleitung 14 aus Ti-enthaltendem Al besteht, das mehr Ti als in der Ausführung enthält, da in diesem Fall fast vollständig verhindert werden kann, daß die Abtastleitung 14 zum Zeitpunkt des Bildens der Gate- Isolierschicht 15 rauh wird.
Obwohl die unteren und oberen Metallfilme 14a, 18a, 14b und 18b aus demselben Metall (Al oder Ti-enthaltendem Al) bestehen, ist überdies die Erfindung darauf nicht beschränkt, sondern kann so modifiziert werden, daß die unteren Metallfilme 14a und 18a aus Ti-enthaltendem Al bestehen, das in guten Kontakt mit dem aus Glas bestehenden Substrat 11 gebracht werden kann, und die oberen Metallfilme 14b und 18b aus Al bestehen. Des weiteren können die unteren und oberen Filme aus einem anderen leitfähigen Material, z.B. Cr, Ta, einer Ta-Mo-Legierung, Au oder Ag, bestehen. Der Ätzstoppfilm ist nicht auf den Oxid-Al-Film beschränkt, sondern kann z.B. aus einem Oxid-Cr-Film bestehen.
Obwohl die oben beschriebene aus Dünnfilmelementen gebildete Tafel benutzt wird, um eine Aktivmatrix-Flüssigkristal-Anzeigeeinrichtung mit als aktive Elemente dienenden Dünnschicht-Transistoren zu bilden, ist sie außerdem auf eine Aktivmatrix-Flüssigkristal-Anzeigeeinrichtung mit nichtlinearen Widerstandselementen anwendbar, wobei jedes eine Dünnschicht-Diode umfaßt oder eine MIM- (Metallfilm - Isolierfilm - Metallfilm) Struktur besitzt und als ein aktives Element dient. Sie ist ebenfalls auf eine Schaltungstafel anwendbar, die mit einer aus Dünnfilmelementen gebildeten elektronischen Schaltung versehen ist.

Claims

1. Eine Tafel, umfassend:

ein isolierendes Substrat (11)

eine Vielzahl von Dünnfilmelementen (13), die auf dem Substrat gebildet sind, von denen jedes eine Vielzahl von dünnen Filmen umfaßt, die aufeinander laminiert sind, um eine vorbestimmte Form zu besitzen; und

Leiterbahnen (14, 18), welche mit wenigstens einem der Dünnfilmelemente verbunden sind, um ein Signal daran anzulegen;

wobei jede der Leiterbahnen aus einem unteren leitenden Film (14a, 18a) aus Metall, der auf dem isolierenden Substrat gebildet ist, einem oberen leitenden Film (14b, 18b), der über dem unteren leitenden Film gebildet ist und einem Film (a, c) zum verhindern einer Ätzung besteht, der zwischen dem unteren und oberen leitenden Film angeordnet ist, wobei die Filme so angeordnet sind, daß der untere leitende Film elektrisch mit dem oberen leitenden Film verbunden ist;

dadurch gekennzeichnet, daß der Film (a, c) zum Verhindern einer Ätzung ein isolierender Oxidfilm ist, der durch Oxidieren des unteren leitenden Films erhalten wird.

2. Tafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Dünnfilmelemente (13) drei Anschlüsse aufweist, umfassend eine Sourceelektrode (S1), eine Drainelektrode (D1) und eine Gateelektrode (G1), wobei nie Source- und Drainelektrode auf einem Halbleiterfilm (17) gebildet sind und mit einem vorbestimmten Abstand voneinander so angeordnet sind, das sie einen Kanalbereich zwischen ihnen bilden, wodurch sie elektrisch miteinander verbunden sinn, und die Gateelektrode an einer Stelle ausgebildet ist, welche dem Kanalbereich entspricht und der gate-isolierende Film (15) dazwischen angeordnet ist.

3. Tafel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das die Gateelektrode (Gl) mit einer (14) der Leiterbahnen verbunden ist.

4. Tafel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, das die Gateelektrode (G1) einen unteren leitenden Film (14a) umfaßt, der auf dem isolierenden Substrat (11) ausgebildet ist, einen oberen leitenden Film (14b), der auf dem unteren leitenden Film (14a) laminiert und mit diesem elektrisch verbunden ist, sowie einen Film (a) zum Verhindern einer Ätzung, der zwischen ihnen angeordnet ist und daß die Gateelektrode (G1) einstückig mit einer (14) der Leiterbahnen gebildet ist.

5. Tafel nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Source- und Drainelektroden (S1, D1) einen unteren leitenden Film (18a), einen oberen leitenden Film (18b), der auf den unteren leitenden Film laminiert ist und mit diesem elektrisch verbunden ist, und einen Film (c) umfaßt zum Verhindern einer Ätzung, der zwischen ihnen angeordnet ist und daß eine der Source- und Drainelektroden einstückig mit einer der Leiterbahnen (14, 18) ausgebildet ist.

6. Tafel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der untere leitende Film (14a, 18a) aus einem Metall gebildet ist, welches durch anonische Oxidation oxidiert werden kann und der Film (a, c) zum Verhindern einer Ätzung ein Metalloxidfilm ist, der erhalten wird durch anodische Oxidation des unteren leitenden Films (14a, 18a)

7. Tafel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das der obere leitende Film (14b, 18b) eine größere Breite besitzt, als der Film (a, c) zum Verhindern einer Ätzung, der zwischen dem oberen und unteren leitenden Film ausgebildet ist

8. Tafel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Film (a, c) zum Verhindern einer Ätzung, der zwischen dem oberen (14b, 18b) und dem unteren leitenden Film (14a, 18a) ausgebildet ist, eine geringere Breite besitzt als der untere leitende Film und sich im wesentlichen über dessen gesamte Länge erstreckt und daß der obere leitende Film (14b, 18b) eine größere Breite besitzt als der Film (a, c) zum Verhindern einer Ätzung.