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JP2009200355A - Tft substrate, method of manufacturing the same, and liquid crystal display apparatus - Google Patents

Tft substrate, method of manufacturing the same, and liquid crystal display apparatus Download PDF

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JP2009200355A
JP2009200355A JP2008042055A JP2008042055A JP2009200355A JP 2009200355 A JP2009200355 A JP 2009200355A JP 2008042055 A JP2008042055 A JP 2008042055A JP 2008042055 A JP2008042055 A JP 2008042055A JP 2009200355 A JP2009200355 A JP 2009200355A
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JP
Japan
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barrier layer
layer
sputtering
main wiring
tft substrate
Prior art date
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Application number
JP2008042055A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsunori Misaki
克紀 美崎
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a TFT substrate having high dielectric strength and high quality. <P>SOLUTION: The TFT substrate includes TFTs 32 each of which includes a gate electrode 52, a source electrode and a drain electrode 56, scanning lines each of which is electrically connected to the gate electrode 52 and signal lines each of which is electrically connected to the source electrode. At least one of the gate electrode 52, the source electrode, the drain electrode 56, the scanning line, and the signal line has a main wiring layer 70 and a barrier layer 72 formed on the main wiring layer 70, at least part of the barrier layer 72 is composed of titanium nitride, and a nitriding rate in the vicinity of a lower surface of the barrier layer 72, which is brought into contact with the main wiring layer 70, is lower than that in the vicinity of the upper surface of the barrier layer 72. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置等に用いられるTFT(Thin Film Transistor)基板に関する。   The present invention relates to a TFT (Thin Film Transistor) substrate used in a liquid crystal display device or the like.

従来より、TFT(Thin Film Transistor)基板を有する電気機器の品質向上、低電力化等を目的として、TFT基板に配置される電気配線(走査線、信号線、及びTFTのゲート電極、ソース電極、ドレイン電極を含む)の材質及び構造に対して改良が続けられている。   Conventionally, electrical wiring (scanning lines, signal lines, TFT gate electrodes, source electrodes, TFTs) disposed on a TFT substrate for the purpose of improving the quality of an electrical device having a TFT (Thin Film Transistor) substrate, reducing power consumption, etc. Improvements continue to the material and structure (including the drain electrode).

液晶表示装置のTFT基板には、液晶パネルの大型化に伴い、低抵抗の電気配線を用いることが求められている。そのため、液晶表示装置における電気配線の材料には比抵抗の小さいアルミニウム(Al)が用いられることが多い。しかし、電気配線の材料にAlのみを用いると、Alが比較的低い融点をもつため、後の加熱工程においてAl層の表面にヒロックと呼ばれる微細な突起が形成され、そのヒロックに起因して電気配線の上に積層される絶縁層等にクラックが生じるという問題があった。絶縁層にクラックが生じると絶縁耐圧が下がり、装置の信頼性が低下する。   The TFT substrate of the liquid crystal display device is required to use low-resistance electrical wiring as the liquid crystal panel becomes larger. For this reason, aluminum (Al) having a small specific resistance is often used as a material for electrical wiring in a liquid crystal display device. However, when only Al is used as the material for the electrical wiring, since Al has a relatively low melting point, fine protrusions called hillocks are formed on the surface of the Al layer in the subsequent heating process, and the electric charges are caused by the hillocks. There was a problem that a crack occurred in an insulating layer or the like laminated on the wiring. If a crack occurs in the insulating layer, the withstand voltage is lowered and the reliability of the device is lowered.

Al層のヒロックを防止するために、Al層の上にチタン(Ti)、窒化チタン(TiN)等の高融点材料からなる層を積層した多層構造の電気配線を用いることが特許文献1に記載されている。
特開2000−208773号公報
In order to prevent hillocks in the Al layer, Patent Document 1 discloses that an electric wiring having a multilayer structure in which a layer made of a high melting point material such as titanium (Ti) or titanium nitride (TiN) is laminated on the Al layer. Has been.
JP 2000-208773 A

しかし、本願発明者の検討により、上述した多層構造の電気配線を用いた場合、次のような問題が発生することがわかった。   However, as a result of studies by the inventors of the present application, it has been found that the following problems occur when the above-described multi-layered electric wiring is used.

図10は、参考例の液晶表示装置100’におけるTFT32’の一部の断面形状を模式的に表した断面図である。この液晶表示装置100’は、そのゲート電極52’に上述の多層構造を適用したものである。   FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a partial cross-sectional shape of the TFT 32 ′ in the liquid crystal display device 100 ′ of the reference example. In the liquid crystal display device 100 ', the above-described multilayer structure is applied to the gate electrode 52'.

図10に示すように、液晶表示装置100’のTFT32’は、ガラス基板50の上に形成されたゲート電極(ゲートメタル層)52’と、ゲート電極52’の上に積層されたゲート絶縁層76と、ゲート絶縁層76の上に形成された半導体層58と、ゲート絶縁層76及び半導体層58の上に積層されたドレイン電極(ドレインメタル層)56及び図示しないソース電極と、ドレイン電極56及びソース電極の上に積層された保護層(絶縁層)86を備えている。ゲート絶縁層76及び保護層86は、どちらも窒化シリコン(SiN)からなる。   As shown in FIG. 10, the TFT 32 ′ of the liquid crystal display device 100 ′ includes a gate electrode (gate metal layer) 52 ′ formed on the glass substrate 50 and a gate insulating layer stacked on the gate electrode 52 ′. 76, a semiconductor layer 58 formed on the gate insulating layer 76, a drain electrode (drain metal layer) 56 stacked on the gate insulating layer 76 and the semiconductor layer 58, a source electrode (not shown), and a drain electrode 56 And a protective layer (insulating layer) 86 laminated on the source electrode. Both the gate insulating layer 76 and the protective layer 86 are made of silicon nitride (SiN).

ゲート電極52’は、Alからなる主配線層70と、主配線層70の上に形成されたTi又はTiNからなるバリア層72’との2層構造を有している。半導体層58は、真性半導体層77、及び真性半導体層77の上のオーミックコンタクト層78からなる。ドレイン電極56は、Alからなる主配線層80を、ともに窒化モリブデン(MoN)からなる上部バリア層82と下部バリア層83とで挟んだ3層構造を有する。   The gate electrode 52 ′ has a two-layer structure of a main wiring layer 70 made of Al and a barrier layer 72 ′ made of Ti or TiN formed on the main wiring layer 70. The semiconductor layer 58 includes an intrinsic semiconductor layer 77 and an ohmic contact layer 78 on the intrinsic semiconductor layer 77. The drain electrode 56 has a three-layer structure in which a main wiring layer 80 made of Al is sandwiched between an upper barrier layer 82 and a lower barrier layer 83 both made of molybdenum nitride (MoN).

このような構成のTFT32’を製造する場合、バリア層72’は、スパッタ法によって積層されたTi又はTiNをフォトリソグラフィ法によりパターニングして形成されるが、このときバリア層72’の側面は基板面に対して垂直に近い急峻な面となる。バリア層72’の側面が急峻であると、バリア層72’の上にプラズマCVD(Plasma enhanced Chemical Vapor Deposition)法によってゲート絶縁層76を積層する場合、バリア層72’端部の段差によって、ゲート絶縁層76の膜質が不均一となって絶縁耐圧が低下するという問題があった。より詳しくは、図10に破線87で示す位置においてゲート絶縁層76の材質あるいは密度が不連続となり、絶縁耐圧の低下を招いていた。また、破線87で示される位置には、バリア層72’の端部を起点としてクラックが入りやすいという問題もあった。ゲート絶縁層76にクラックが生じると、絶縁耐圧が低下するだけでなく、後の工程で使用される薬液の浸透による主配線層70の侵食が発生しやすくなり、装置の品質が著しく低下する。   When manufacturing the TFT 32 ′ having such a configuration, the barrier layer 72 ′ is formed by patterning Ti or TiN laminated by a sputtering method by a photolithography method. At this time, the side surface of the barrier layer 72 ′ is a substrate. It becomes a steep surface that is nearly perpendicular to the surface. When the side surface of the barrier layer 72 ′ is steep, when the gate insulating layer 76 is stacked on the barrier layer 72 ′ by a plasma enhanced chemical vapor deposition (plasma CVD) method, the gate is formed by a step at the end of the barrier layer 72 ′. There is a problem in that the insulating layer 76 has a non-uniform film quality and the withstand voltage decreases. More specifically, the material or density of the gate insulating layer 76 becomes discontinuous at the position indicated by the broken line 87 in FIG. There is also a problem that cracks are likely to occur at the position indicated by the broken line 87, starting from the end of the barrier layer 72 '. If a crack occurs in the gate insulating layer 76, not only the dielectric breakdown voltage is lowered, but also the main wiring layer 70 is easily eroded by the penetration of the chemical used in the subsequent process, and the quality of the device is remarkably lowered.

また、上述した多層構造の電気配線を、走査線(ゲートバスライン)、信号線(データバスライン)、あるいはTFTのソース電極やドレイン電極に適用した場合にも、上述した理由により、絶縁性の低下ならびに装置品質の低下をまねく恐れがある。   In addition, when the above-described multi-layered electric wiring is applied to a scanning line (gate bus line), a signal line (data bus line), or a source electrode or drain electrode of a TFT, for the reasons described above, an insulating property is provided. There is a risk of lowering the device quality.

本発明の目的は、電気伝導率の高い電気配線の上に絶縁性の高い絶縁層を備えた、高品質のTFT基板を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a high-quality TFT substrate provided with an insulating layer having a high insulating property on an electric wiring having a high electric conductivity.

本発明によるTFT基板は、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極を有するTFTと、前記ゲート電極に電気的に接続された走査線と、前記ソース電極に電気的に接続された信号線と、前記ゲート電極及び前記走査線の上に形成された第1絶縁層と、前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記信号線の上に形成された第2絶縁層と、を備え、前記ゲート電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極、前記走査線、及び前記信号線の少なくとも一つが、主配線層と、前記主配線層の上に形成されたバリア層とを有し、前記主配線層が、アルミニウム(Al)及び銅(Cu)からなる群より選ばれた第1金属から形成されており、前記バリア層の少なくとも一部が、チタニウム(Ti)及びモリブデン(Mo)からなる群より選ばれた第2金属の窒化物からなり、前記バリア層の前記主配線層に接する下面の近傍における窒化率が、前記バリア層の上面の近傍における窒化率よりも低い。   The TFT substrate according to the present invention includes a TFT having a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode, a scanning line electrically connected to the gate electrode, a signal line electrically connected to the source electrode, and the gate. A first insulating layer formed on the electrode and the scan line; and a second insulating layer formed on the source electrode, the drain electrode, and the signal line, the gate electrode, the source At least one of the electrode, the drain electrode, the scanning line, and the signal line has a main wiring layer and a barrier layer formed on the main wiring layer, and the main wiring layer is made of aluminum (Al ) And copper (Cu), a second metal selected from the group consisting of titanium (Ti) and molybdenum (Mo), wherein at least a part of the barrier layer is formed from a first metal selected from the group consisting of copper (Cu). Of a nitride, oxynitride rate in the vicinity of the lower surface in contact with the main wiring layer of the barrier layer is lower than the nitriding ratio in the vicinity of the upper surface of the barrier layer.

ある実施形態では、前記バリア層が、前記主配線層に接する第1バリア層と、前記第1バリア層の上に形成された第2バリア層を含み、前記第1バリア層が前記第2金属から形成されており、前記第2バリア層が前記第2金属の窒化物から形成されている。   In one embodiment, the barrier layer includes a first barrier layer in contact with the main wiring layer, and a second barrier layer formed on the first barrier layer, and the first barrier layer is the second metal. The second barrier layer is made of a nitride of the second metal.

ある実施形態では、前記第2バリア層の窒化率が0.5%以上である。   In one embodiment, the nitridation rate of the second barrier layer is 0.5% or more.

ある実施形態では、前記バリア層が、前記主配線層に接する第1バリア層と、前記第1バリア層の上に形成された第2バリア層を含み、前記第1バリア層及び第2バリア層が、それぞれ前記第2金属の窒化物から形成されており、前記第2バリア層の窒化率が前記第1バリア層の窒化率よりも高い。   In one embodiment, the barrier layer includes a first barrier layer in contact with the main wiring layer and a second barrier layer formed on the first barrier layer, and the first barrier layer and the second barrier layer. However, each of them is made of a nitride of the second metal, and the nitridation rate of the second barrier layer is higher than the nitridation rate of the first barrier layer.

ある実施形態では、前記第1バリア層の窒化率が0.5%以上であり、前記第2バリア層の窒化率が3.0%以下である。   In one embodiment, the nitridation rate of the first barrier layer is 0.5% or more, and the nitridation rate of the second barrier layer is 3.0% or less.

ある実施形態では、前記バリア層が前記第2金属の窒化物から形成されており、前記バリア層の窒化率が、前記バリア層の前記主配線層に接する下面から上面に向かうにつれて高くなっている。   In one embodiment, the barrier layer is formed of a nitride of the second metal, and the nitridation rate of the barrier layer increases from the lower surface contacting the main wiring layer to the upper surface of the barrier layer. .

ある実施形態では、前記バリア層の前記下面を形成する部分の窒化率と、前記上面を形成する部分の窒化率との差が0.5%以上である。   In one embodiment, the difference between the nitridation rate of the portion forming the lower surface of the barrier layer and the nitridation rate of the portion forming the upper surface is 0.5% or more.

ある実施形態では、前記バリア層の側面の基板面に対する平均傾斜角度が80度以下である。   In one embodiment, an average inclination angle of the side surface of the barrier layer with respect to the substrate surface is 80 degrees or less.

本発明による液晶表示装置は、上記のTFT基板と、液晶層を挟んで前記TFT基板に対向する対向基板とを備えている。   A liquid crystal display device according to the present invention includes the above TFT substrate and a counter substrate facing the TFT substrate with a liquid crystal layer interposed therebetween.

本発明によるTFT基板の製造方法は、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極を有するTFTと、前記ゲート電極に電気的に接続された走査線と、前記ソース電極に電気的に接続された信号線と、を備え、前記ゲート電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極、前記走査線、及び前記信号線の少なくとも一つが、主配線層と、前記主配線層の上に形成されたバリア層とを有するTFT基板の製造方法であって、前記主配線層を、アルミニウム及び銅からなる群より選ばれた第1金属をターゲット材料とするスパッタリングによって形成する第1工程と、前記バリア層を、チタニウム及びモリブデンからなる群より選ばれた第2金属をターゲット材料とするスパッタリングによって形成する第2工程と、を含み、前記第2工程における前記スパッタリングの少なくとも一部において、窒素(N2)を含むスパッタガスが用いられ、前記主配線層に近い下層部分の窒化率が、前記下層部分の上に位置する上層部分の窒化率よりも低くなるように前記バリア層が形成される。 A TFT substrate manufacturing method according to the present invention includes a TFT having a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode, a scanning line electrically connected to the gate electrode, and a signal line electrically connected to the source electrode. , And at least one of the gate electrode, the source electrode, the drain electrode, the scanning line, and the signal line has a main wiring layer and a barrier layer formed on the main wiring layer A method for manufacturing a substrate, wherein the main wiring layer is formed by sputtering using a first metal selected from the group consisting of aluminum and copper as a target material, and the barrier layer is made of titanium and molybdenum. A second step of forming by sputtering using a second metal selected from the group consisting of a target material, and the step in the second step. In at least some Ttaringu, sputtering gas is used containing nitrogen (N 2), nitride ratio close lower layer portion to the main wiring layer is lower than the nitriding rate of the upper portion above said lower portion Thus, the barrier layer is formed.

ある実施形態では、前記バリア層が、前記主配線層に接する第1バリア層と、前記第1バリア層の上に形成された第2バリア層を含み、前記第2工程が、前記第2金属をターゲット材料とするスパッタリングによって前記第1バリア層を形成する工程と、前記第2金属をターゲット材料とし、窒素を含むガスをスパッタガスとして用いたスパッタリングによって前記第2バリア層を形成する工程とを含む。   In one embodiment, the barrier layer includes a first barrier layer in contact with the main wiring layer and a second barrier layer formed on the first barrier layer, and the second step includes the second metal. Forming the first barrier layer by sputtering using a target material, and forming the second barrier layer by sputtering using the second metal as a target material and a gas containing nitrogen as a sputtering gas. Including.

ある実施形態では、前記スパッタガスの窒素流量比が15%以上である。   In one embodiment, the nitrogen flow rate ratio of the sputtering gas is 15% or more.

ある実施形態では、前記バリア層が、前記主配線層に接する第1バリア層と、前記第1バリア層の上に形成された第2バリア層を含み、前記第2工程が、前記第2金属をターゲット材料とし、窒素を含むガスをスパッタガスとして用いるスパッタリングによって前記第1バリア層及び前記第2バリア層を形成する工程を含み、前記第2バリア層の形成に用いられるスパッタガスの窒素流量比が、前記第1バリア層の形成に用いられるスパッタガスの窒素流量比よりも高い。   In one embodiment, the barrier layer includes a first barrier layer in contact with the main wiring layer and a second barrier layer formed on the first barrier layer, and the second step includes the second metal. And forming the first barrier layer and the second barrier layer by sputtering using a nitrogen-containing gas as a sputtering gas, and a nitrogen flow ratio of the sputtering gas used for forming the second barrier layer Is higher than the nitrogen flow ratio of the sputtering gas used to form the first barrier layer.

ある実施形態では、前記第1バリア層の形成に用いられるスパッタガスの窒素流量比が15%以上であり、前記第2バリア層の形成に用いられるスパッタガスの窒素流量比が60%以下である。   In one embodiment, the nitrogen flow ratio of the sputtering gas used for forming the first barrier layer is 15% or more, and the nitrogen flow ratio of the sputtering gas used for forming the second barrier layer is 60% or less. .

ある実施形態では、前記第2工程において前記バリア層が、前記第2金属をターゲット材料とし、窒素を含むガスをスパッタガスとして用いたスパッタリングによって形成され、前記スパッタガスの窒素流量比が、前記スパッタリングの処理が進むにつれて高くなる。   In one embodiment, in the second step, the barrier layer is formed by sputtering using the second metal as a target material and a gas containing nitrogen as a sputtering gas, and a nitrogen flow ratio of the sputtering gas is set to the sputtering gas. As the process proceeds, it becomes higher.

ある実施形態では、前記スパッタリングの開始時における前記スパッタガスの窒素流量比と、前記スパッタリングの終了時における前記スパッタガスの窒素流量比との差が15%以上である。   In one embodiment, the difference between the nitrogen flow rate ratio of the sputtering gas at the start of the sputtering and the nitrogen flow rate ratio of the sputtering gas at the end of the sputtering is 15% or more.

ある実施形態は、さらに、前記第2工程の後に、前記ゲート電極及び前記走査線の上、又は前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記信号線の上にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層をフォトリソグラフィ法によってパターニングする工程と、パターニングされた前記レジスト層を介して前記主配線層及び前記バリア層のエッチング処理を行う工程と、を含み、前記エッチング処理によって前記バリア層に、基板面に対する平均傾斜角度が80度以下の斜面が形成される。   In one embodiment, after the second step, a step of forming a resist layer on the gate electrode and the scanning line, or on the source electrode, the drain electrode, and the signal line, and the resist A step of patterning a layer by photolithography, and a step of etching the main wiring layer and the barrier layer through the patterned resist layer. An inclined surface having an average inclination angle of 80 degrees or less is formed.

ある実施形態では、前記エッチング処理を行う工程において、エッチング条件が互いに異なる複数のエッチング処理が行われる。   In one embodiment, in the step of performing the etching process, a plurality of etching processes with different etching conditions are performed.

本発明によれば、TFT基板の電気配線の側面を基板面に対して傾斜した斜面とすることができるので、電気配線の上に積層される絶縁層の材質又は密度が不連続となることを防ぐことができ、また絶縁層におけるクラックの発生も防止することができる。従って、絶縁性の優れた信頼性の高いTFT基板及び液晶表示装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, since the side surface of the electrical wiring of the TFT substrate can be inclined with respect to the substrate surface, the material or density of the insulating layer laminated on the electrical wiring can be discontinuous. In addition, cracks in the insulating layer can be prevented. Accordingly, it is possible to provide a highly reliable TFT substrate and liquid crystal display device with excellent insulation.

以下、図面を参照して、本発明による実施形態の液晶表示装置の構成を説明するが、本発明は以下で説明する実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, a configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiment described below.

(実施形態1)
図1は本発明による実施形態1の液晶表示装置100の構造を模式的に表しており、図2は液晶表示装置100のTFT基板10の回路構成を、図3はTFT基板10における1つの画素30の構成を、それぞれ模式的に表している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 schematically shows the structure of the liquid crystal display device 100 according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 shows the circuit configuration of the TFT substrate 10 of the liquid crystal display device 100, and FIG. 3 shows one pixel in the TFT substrate 10. Each of the 30 configurations is schematically shown.

図1に示すように、液晶表示装置100は、液晶層を挟んで互いに対向するTFT基板10及び対向基板12と、TFT基板10及び対向基板12のそれぞれの外面に貼り付けられた偏光板20及び22と、表示用の光を出射するバックライトユニット24とを備えている。   As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 100 includes a TFT substrate 10 and a counter substrate 12 that face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and polarizing plates 20 attached to the outer surfaces of the TFT substrate 10 and the counter substrate 12, respectively. 22 and a backlight unit 24 that emits display light.

TFT基板10には、図2に示すように、複数の走査線(ゲートバスライン)34と複数の信号線(データバスライン)36とが、互いに直交するように配置されており、走査線34と信号線36との交点付近にはTFT32が画素30毎に形成されている。画素30は、隣り合う2つの走査線34と隣り合う2つの信号線36とによって区切られた領域として定義され、各画素30には、ITO(Indium Tin Oxide)からなり、TFT32のドレイン電極に電気的に接続された画素電極38が配置されている。隣り合う2つの走査線34の間には補助容量線(蓄積容量線、Csラインとも呼ぶ)40が走査線34と平行に延びている。   As shown in FIG. 2, a plurality of scanning lines (gate bus lines) 34 and a plurality of signal lines (data bus lines) 36 are arranged on the TFT substrate 10 so as to be orthogonal to each other. A TFT 32 is formed for each pixel 30 in the vicinity of the intersection of the signal line 36 and the signal line 36. The pixel 30 is defined as a region separated by two adjacent scanning lines 34 and two adjacent signal lines 36, and each pixel 30 is made of ITO (Indium Tin Oxide), and is electrically connected to the drain electrode of the TFT 32. Connected pixel electrodes 38 are arranged. A storage capacitor line (also called a storage capacitor line or Cs line) 40 extends in parallel with the scanning line 34 between two adjacent scanning lines 34.

図1に示すように、走査線34及び信号線36は、それぞれ走査線駆動回路14及び信号線駆動回路16に接続されている。走査線34には、制御回路18による制御に応じて走査線駆動回路14からTFT32のオン−オフを切り替える走査信号が供給され、信号線36には、制御回路18による制御に応じて信号線駆動回路16から表示信号(画素電極38への印加電圧)が供給される。   As shown in FIG. 1, the scanning line 34 and the signal line 36 are connected to the scanning line driving circuit 14 and the signal line driving circuit 16, respectively. The scanning line 34 is supplied with a scanning signal for switching on / off of the TFT 32 from the scanning line driving circuit 14 according to the control by the control circuit 18, and the signal line 36 is driven by the signal line according to the control by the control circuit 18. A display signal (voltage applied to the pixel electrode 38) is supplied from the circuit 16.

図3に示すように、TFT32は、走査線34に電気的に接続されたゲート電極(ゲートメタル層)52と、ゲート電極52の上に形成された半導体層58と、半導体層58の上に形成されたソース電極(ソースメタル層)54及びドレイン電極(ドレインメタル層)56を有している。ソース電極54は信号線36に、またドレイン電極56は絶縁層に形成されたコンタクトホール62を介して画素電極38に、それぞれ電気的に接続されている。   As shown in FIG. 3, the TFT 32 includes a gate electrode (gate metal layer) 52 electrically connected to the scanning line 34, a semiconductor layer 58 formed on the gate electrode 52, and a semiconductor layer 58. A source electrode (source metal layer) 54 and a drain electrode (drain metal layer) 56 are formed. The source electrode 54 is electrically connected to the signal line 36, and the drain electrode 56 is electrically connected to the pixel electrode 38 through a contact hole 62 formed in the insulating layer.

補助容量線40の上には絶縁層を挟んで補助容量電極(蓄積容量電極、Cs電極とも呼ぶ)60が形成されている。補助容量電極60は、絶縁層に形成されたコンタクトホール64を介して補助容量40に電気的に接続されており、補助容量電極60と画素電極38とこれらの間に挟まれた誘電性材料とによって補助容量(Cs)が形成される。   On the auxiliary capacitance line 40, an auxiliary capacitance electrode (also called a storage capacitance electrode or Cs electrode) 60 is formed with an insulating layer interposed therebetween. The auxiliary capacitance electrode 60 is electrically connected to the auxiliary capacitance 40 through a contact hole 64 formed in the insulating layer, and the auxiliary capacitance electrode 60, the pixel electrode 38, and a dielectric material sandwiched between them. As a result, an auxiliary capacitor (Cs) is formed.

次に図4を用いて、TFT32の積層構造をより詳しく説明する。   Next, the laminated structure of the TFT 32 will be described in more detail with reference to FIG.

図4は、TFT32の、図3においてA−A’で示した部分の断面を模式的に表した図である。この図に示すように、TFT32は、ガラス基板50の上に形成されたゲート電極52と、ゲート電極52の上に積層されたゲート絶縁層(第1絶縁層)76と、ゲート絶縁層76の上に形成された半導体層58と、ゲート絶縁層76及び半導体層58の上に形成されたドレイン電極56及びソース電極54と、ドレイン電極56及びソース電極54の上に積層された保護層(第2絶縁層)86とを備えている。ゲート絶縁層76及び保護層86は、どちらも窒化シリコン(SiN)からなり、それぞれ例えば350nm及び330nmの厚さを有している。   FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross section of a portion of the TFT 32 indicated by A-A ′ in FIG. 3. As shown in this figure, the TFT 32 includes a gate electrode 52 formed on the glass substrate 50, a gate insulating layer (first insulating layer) 76 stacked on the gate electrode 52, and a gate insulating layer 76. The semiconductor layer 58 formed thereon, the drain electrode 56 and the source electrode 54 formed on the gate insulating layer 76 and the semiconductor layer 58, and a protective layer (first layer) stacked on the drain electrode 56 and the source electrode 54. 2 insulating layers) 86. Both the gate insulating layer 76 and the protective layer 86 are made of silicon nitride (SiN) and have thicknesses of, for example, 350 nm and 330 nm, respectively.

ゲート電極52は、アルミニウム(Al)からなる主配線層70、及び主配線層70の上に形成されたバリア層72からなる多層構造を有している。主配線層70の厚さは、例えば150nmである。主配線層70を銅(Cu)によって形成してもよい。バリア層72は、チタン(Ti)からなる第1バリア層74及び、第1バリア層74の上に形成された窒化チタン(TiN)からなる第2バリア層75からなる。第1バリア層74及び第2バリア層75の厚さは、それぞれ例えば90nm及び20nmである。第1バリア層74をモリブデン(Mo)によって形成してもよく、第2バリア層75を、モリブデン(Mo)の窒化物によって形成してもよい。   The gate electrode 52 has a multilayer structure including a main wiring layer 70 made of aluminum (Al) and a barrier layer 72 formed on the main wiring layer 70. The main wiring layer 70 has a thickness of, for example, 150 nm. The main wiring layer 70 may be formed of copper (Cu). The barrier layer 72 includes a first barrier layer 74 made of titanium (Ti) and a second barrier layer 75 made of titanium nitride (TiN) formed on the first barrier layer 74. The thicknesses of the first barrier layer 74 and the second barrier layer 75 are, for example, 90 nm and 20 nm, respectively. The first barrier layer 74 may be formed of molybdenum (Mo), and the second barrier layer 75 may be formed of molybdenum (Mo) nitride.

第2バリア層75の窒化率(TiNにおけるNの原子数比)は0.5%以上であることが好ましい。第1バリア層74はTiから形成されているので、その窒化率は0%である。よって、バリア層72の主配線層70に接する下面の近傍における窒化率(すなわち第1バリア層74の窒化率)は、バリア層72の上面の近傍における窒化率よりも低くなる。   The second barrier layer 75 preferably has a nitridation ratio (a ratio of N atoms in TiN) of 0.5% or more. Since the first barrier layer 74 is made of Ti, its nitridation rate is 0%. Therefore, the nitriding rate in the vicinity of the lower surface of the barrier layer 72 in contact with the main wiring layer 70 (that is, the nitriding rate of the first barrier layer 74) is lower than the nitriding rate in the vicinity of the upper surface of the barrier layer 72.

なお、第1バリア層74をTiNによって形成することもできる。その場合、第1バリア層74の窒化率は第2バリア層75の窒化率よりも低くなるように積層される。第1バリア層74の好ましい窒化率は0.5%以上であり、第2バリア層75の好ましい窒化率は3.0%以下である。   Note that the first barrier layer 74 can also be formed of TiN. In that case, the first barrier layer 74 is laminated so that the nitridation rate of the second barrier layer 75 is lower than that of the second barrier layer 75. The preferred nitridation rate of the first barrier layer 74 is 0.5% or more, and the preferred nitridation rate of the second barrier layer 75 is 3.0% or less.

バリア層72の側面は、ガラス基板50の面に対して平均65度傾斜している。バリア層72の側面の平均傾斜角度は、80度以下であることが好ましい。   The side surfaces of the barrier layer 72 are inclined at an average of 65 degrees with respect to the surface of the glass substrate 50. The average inclination angle of the side surface of the barrier layer 72 is preferably 80 degrees or less.

半導体層58は、真性アモルファスシリコンからなる真性半導体層77、及び真性半導体層77の上に形成されたn+アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層78からなる。真性半導体層77及びオーミックコンタクト層78の厚さは、それぞれ例えば120nm及び30nmである。 The semiconductor layer 58 includes an intrinsic semiconductor layer 77 made of intrinsic amorphous silicon and an ohmic contact layer 78 made of n + amorphous silicon formed on the intrinsic semiconductor layer 77. The thicknesses of the intrinsic semiconductor layer 77 and the ohmic contact layer 78 are, for example, 120 nm and 30 nm, respectively.

ドレイン電極56は、Alからなる主配線層80を、ともに窒化モリブデン(MoN)からなる上部バリア層82と下部バリア層83とで挟んだ3層構造を有する。下部バリア層83、主配線層80、及び上部バリア層82の厚さは、それぞれ例えば50nm、100nm、及び40nmである。   The drain electrode 56 has a three-layer structure in which a main wiring layer 80 made of Al is sandwiched between an upper barrier layer 82 and a lower barrier layer 83 both made of molybdenum nitride (MoN). The thicknesses of the lower barrier layer 83, the main wiring layer 80, and the upper barrier layer 82 are, for example, 50 nm, 100 nm, and 40 nm, respectively.

図3に示した走査線34をゲート電極52と同じ構造に形成してもよく、ドレイン電極56の主配線層80及び上部バリア層82にゲート電極52の構造を採用することもできる。また、信号線36及びソース電極54はドレイン電極56と同じ構造に形成され得る。   The scanning line 34 shown in FIG. 3 may be formed in the same structure as the gate electrode 52, and the structure of the gate electrode 52 may be employed for the main wiring layer 80 and the upper barrier layer 82 of the drain electrode 56. Further, the signal line 36 and the source electrode 54 can be formed in the same structure as the drain electrode 56.

次に、図5を用いてTFT基板10の製造方法を説明する。図5の(a)〜(d)は、TFT基板10におけるゲート電極52の製造方法を表している。   Next, a manufacturing method of the TFT substrate 10 will be described with reference to FIG. 5A to 5D show a method for manufacturing the gate electrode 52 in the TFT substrate 10.

まず、図5(a)に示すように、ガラス基板50の上面に、スパッタリングによって厚さ150nmのAl層70aを積層する。次に、積層したAl層70aの上にスパッタリングによって、厚さ90nmのTi層74aを積層し、その上にN2ガスを用いた反応性スパッタリングによって厚さ20nmのTiN層75aを積層する。Ti層74aは、Tiをターゲット材料とし、アルゴン(Ar)ガスをスパッタガスとしたスパッタリングによって積層され、TiN層75aは、Tiをターゲット材料とし、アルゴン(Ar)ガスとN2ガスとを用いたスパッタリングによって積層される。ArガスとN2ガスの流量比は、例えば7:3である。なお、ターゲット材料にMoを用いて、Ti層74aをMoの層として、また、TiN層75aを窒化モリブデン(MoN)の層としてもよい。TiN層75aを積層する場合のスパッタガスの窒素流量比は15%以上であることが好ましい。 First, as shown in FIG. 5A, an Al layer 70a having a thickness of 150 nm is laminated on the upper surface of the glass substrate 50 by sputtering. Next, a Ti layer 74a having a thickness of 90 nm is stacked on the stacked Al layer 70a by sputtering, and a TiN layer 75a having a thickness of 20 nm is stacked thereon by reactive sputtering using N 2 gas. The Ti layer 74a is laminated by sputtering using Ti as a target material and argon (Ar) gas as a sputtering gas, and the TiN layer 75a uses Ti as a target material and uses argon (Ar) gas and N 2 gas. Laminated by sputtering. The flow ratio of Ar gas and N 2 gas is, for example, 7: 3. Note that Mo may be used as the target material, the Ti layer 74a may be a Mo layer, and the TiN layer 75a may be a molybdenum nitride (MoN) layer. When the TiN layer 75a is stacked, the nitrogen flow ratio of the sputtering gas is preferably 15% or more.

Ti層74aをTiNによって形成してもよい。この場合、その層(TiN下層)の成膜には、TiN層75a(TiN上層)の成膜に用いられるスパッタガスの窒素流量比よりも低い窒素流量比のスパッタガスが用いられる。TiN下層の成膜に用いられるスパッタガスの窒素流量比は60%以下であることが好ましい。   The Ti layer 74a may be formed of TiN. In this case, a sputtering gas having a nitrogen flow ratio lower than the nitrogen flow ratio of the sputtering gas used for forming the TiN layer 75a (TiN upper layer) is used for forming the layer (TiN lower layer). The nitrogen flow rate ratio of the sputtering gas used for forming the TiN lower layer is preferably 60% or less.

その後、TiN層75aの上に、スピンコート法によってレジスト膜90を形成し、フォトリソグラフィ法を用いてレジスト膜90をパターニングすることにより、図5(b)に示す積層構造が得られる。   Thereafter, a resist film 90 is formed on the TiN layer 75a by a spin coating method, and the resist film 90 is patterned by using a photolithography method, whereby the stacked structure shown in FIG. 5B is obtained.

次に、この積層構造に対して上方からドライエッチングを施して図5(c)に示す構造が得られる。このエッチングガスには、例えば塩素(Cl2)と3塩化ホウ素(BCl3)の混合ガスが用いられる。エッチング時間は、例えば130秒である。次いで、Cl2ガスを用いたエッチングが例えば40秒施されて、図5(d)に示す構造が得られる。その後、レジスト膜90はレジスト剥離液によって除去され、主配線層70、第1バリア層74、及び第2バリア層75からなる3層構造のゲート電極52が完成する。 Next, this stacked structure is dry-etched from above to obtain the structure shown in FIG. As this etching gas, for example, a mixed gas of chlorine (Cl 2 ) and boron trichloride (BCl 3 ) is used. The etching time is, for example, 130 seconds. Next, etching using Cl 2 gas is performed for 40 seconds, for example, and the structure shown in FIG. 5D is obtained. Thereafter, the resist film 90 is removed by a resist stripping solution, and the gate electrode 52 having a three-layer structure including the main wiring layer 70, the first barrier layer 74, and the second barrier layer 75 is completed.

上述のエッチング方法を用いることにより、ゲート電極52に、基板面に対して傾斜した側面を形成することができる。なお、このゲート電極52を形成する工程では、TFT基板10における走査線34も同じ方法によって同時に形成される。   By using the above etching method, a side surface inclined with respect to the substrate surface can be formed in the gate electrode 52. In the step of forming the gate electrode 52, the scanning line 34 in the TFT substrate 10 is simultaneously formed by the same method.

次に、図3及び図4に示されるように、基板上の全面に、プラズマCVD法によって厚さ350nmのSiNから成るゲート絶縁層76を積層する。このとき、ゲート電極52(特にバリア層72)の側面が傾斜しており、ゲート絶縁層76の下に急峻な斜面あるいは段差が存在しないため、材質あるいは密度を極端に変化させることなくゲート絶縁層76を積層することができる。これにより、ゲート絶縁層76におけるクラックの発生を無くすことができ、絶縁耐圧の低下も抑えることができる。   Next, as shown in FIGS. 3 and 4, a gate insulating layer 76 made of SiN having a thickness of 350 nm is stacked on the entire surface of the substrate by plasma CVD. At this time, since the side surface of the gate electrode 52 (particularly the barrier layer 72) is inclined and there is no steep slope or step under the gate insulating layer 76, the gate insulating layer is not changed significantly. 76 can be stacked. As a result, generation of cracks in the gate insulating layer 76 can be eliminated, and a decrease in dielectric strength can also be suppressed.

その後、基板上の全面に、プラズマCVD法によって、アモルファスシリコンを120nm、n+アモルファスシリコンを30nm積層する。次に、n+アモルファスシリコンの上に、スピンコート法によってフォトレジスト膜を形成する。その後、フォトリソグラフィ法によってフォトレジスト膜をパターニングして、n+アモルファスシリコンをパターニングするためのフォトレジストマスクを形成する。次に、ドライエッチング法を用いてn+アモルファスシリコンを所定の形状にエッチングした後、レジスト剥離液を用いてフォトレジストマスクを除去する。 Thereafter, 120 nm of amorphous silicon and 30 nm of n + amorphous silicon are stacked on the entire surface of the substrate by plasma CVD. Next, a photoresist film is formed on the n + amorphous silicon by spin coating. Thereafter, the photoresist film is patterned by photolithography to form a photoresist mask for patterning n + amorphous silicon. Next, after etching the n + amorphous silicon into a predetermined shape using a dry etching method, the photoresist mask is removed using a resist stripping solution.

次に、スパッタ法により、厚さ50nmのMoN層、厚さ100nmのAl層、及び厚さ40nmのMoN層を順次形成し、その上全面にフォトレジスト膜を成膜した後、これらの層をフォトリソグラフィ法によってパターニングして、下部バリア層83、主配線層80、及び上部バリア層82からなるドレイン電極56を形成する。このとき、エッチング液には、例えば、燐酸を67.3wt%、硝酸を5.2wt%、酢酸を10wt%混合した水溶液を用いる。この工程では、ソース電極54及び信号線36も同時に形成される。   Next, a 50 nm thick MoN layer, a 100 nm thick Al layer, and a 40 nm thick MoN layer are sequentially formed by sputtering, and a photoresist film is formed on the entire surface, and then these layers are formed. The drain electrode 56 including the lower barrier layer 83, the main wiring layer 80, and the upper barrier layer 82 is formed by patterning by photolithography. At this time, for example, an aqueous solution in which 67.3 wt% phosphoric acid, 5.2 wt% nitric acid, and 10 wt% acetic acid are mixed is used as the etchant. In this step, the source electrode 54 and the signal line 36 are also formed at the same time.

その後、フッ素系ガス及び塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、n+アモルファスシリコンをエッチングし、さらに、アモルファスシリコンをハーフエッチングして、オーミックコンタクト層78及び真性半導体層77が完成する。その後、レジスト剥離液によってフォトレジストマスクを除去する。 Thereafter, n + amorphous silicon is etched by dry etching using a fluorine-based gas and a chlorine-based gas, and the amorphous silicon is further half-etched to complete the ohmic contact layer 78 and the intrinsic semiconductor layer 77. Thereafter, the photoresist mask is removed with a resist stripping solution.

次に、プラズマCVD法により、厚さ330nmにSiNを積層して保護層86を得る。その後、フォトリソグラフィ法を用いて保護層86にドレイン電極56に達するコンタクトホール62を形成する。次に、スパッタ法により、厚さ70nmにITOを積層し、フォトリソグラフィ法を用いて画素電極38を形成してTFT基板10が完成する。   Next, a protective layer 86 is obtained by stacking SiN to a thickness of 330 nm by plasma CVD. Thereafter, a contact hole 62 reaching the drain electrode 56 is formed in the protective layer 86 using a photolithography method. Next, ITO is laminated to a thickness of 70 nm by sputtering, and the pixel electrode 38 is formed using photolithography, thereby completing the TFT substrate 10.

(実施形態2)
図6は、本発明による実施形態2の液晶表示装置100におけるTFT基板10のTFT32の積層構造を示した断面図である。なお、実施形態2の液晶表示装置100の構成、TFT基板10の構造、及び画素30の構造は、図1〜3に示した実施形態1のものと同じであるので、ここでは説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a laminated structure of TFTs 32 of the TFT substrate 10 in the liquid crystal display device 100 according to the second embodiment of the present invention. The configuration of the liquid crystal display device 100 of the second embodiment, the structure of the TFT substrate 10 and the structure of the pixel 30 are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. .

図6は、実施形態2におけるTFT32の、図3においてA−A’で示した部分の断面を模式的に表した図である。この図に示すように、TFT32は、ガラス基板50の上に形成されたゲート電極52と、ゲート電極52の上に積層されたゲート絶縁層(第1絶縁層)76と、ゲート絶縁層76の上に形成された半導体層58と、ゲート絶縁層76及び半導体層58の上に形成されたドレイン電極56及びソース電極54と、ドレイン電極56及びソース電極54の上に積層された保護層(第2絶縁層)86とを備えている。ゲート絶縁層76及び保護層86は、どちらもSiNからなり、それぞれ例えば350nm及び330nmの厚さを有している。   FIG. 6 is a diagram schematically showing a cross section of a portion indicated by A-A ′ in FIG. 3 of the TFT 32 in the second embodiment. As shown in this figure, the TFT 32 includes a gate electrode 52 formed on the glass substrate 50, a gate insulating layer (first insulating layer) 76 stacked on the gate electrode 52, and a gate insulating layer 76. The semiconductor layer 58 formed thereon, the drain electrode 56 and the source electrode 54 formed on the gate insulating layer 76 and the semiconductor layer 58, and a protective layer (first layer) stacked on the drain electrode 56 and the source electrode 54. 2 insulating layers) 86. Both the gate insulating layer 76 and the protective layer 86 are made of SiN and have thicknesses of, for example, 350 nm and 330 nm, respectively.

ゲート電極52は、Alからなる主配線層70、及び主配線層70の上に形成されたバリア層72からなる多層構造を有している。主配線層70の厚さは、例えば150nmである。主配線層70をCuによって形成してもよい。バリア層72はTiNからなり、その厚さは、例えば90nmである。バリア層72をMoNによって形成してもよい。バリア層72の窒化率は、バリア層72の主配線層70に接する下面から上面に向かうにつれて高くなっており、バリア層72の下面を形成する部分の材料の窒化率と、上面を形成する部分の材料の窒化率との差は0.5%以上となっている。バリア層72の側面は、ガラス基板50の面に対して65度傾斜している。バリア層72の側面の傾斜角度は80度以下であることが好ましい。   The gate electrode 52 has a multilayer structure including a main wiring layer 70 made of Al and a barrier layer 72 formed on the main wiring layer 70. The main wiring layer 70 has a thickness of, for example, 150 nm. The main wiring layer 70 may be formed of Cu. The barrier layer 72 is made of TiN and has a thickness of 90 nm, for example. The barrier layer 72 may be formed of MoN. The nitridation rate of the barrier layer 72 increases from the lower surface in contact with the main wiring layer 70 of the barrier layer 72 toward the upper surface, and the nitridation rate of the material forming the lower surface of the barrier layer 72 and the portion forming the upper surface The difference from the nitriding rate of the material is 0.5% or more. The side surface of the barrier layer 72 is inclined 65 degrees with respect to the surface of the glass substrate 50. The inclination angle of the side surface of the barrier layer 72 is preferably 80 degrees or less.

ゲート電極52の上に積層される、ゲート絶縁層76、半導体層58、ドレイン電極56、ソース電極54、及び保護層86の構成ならびに材料は、実施形態1のものと同じであるので、その説明を省略する。   Since the structures and materials of the gate insulating layer 76, the semiconductor layer 58, the drain electrode 56, the source electrode 54, and the protective layer 86 stacked on the gate electrode 52 are the same as those in Embodiment 1, the description thereof is omitted. Is omitted.

走査線34を実施形態2のゲート電極52と同じ構造に形成してもよく、ドレイン電極56の主配線層80及び上部バリア層82にゲート電極52の構造を採用することもできる。信号線36及びソース電極54はドレイン電極56と同じ構造に形成され得る。   The scanning line 34 may be formed in the same structure as the gate electrode 52 of the second embodiment, and the structure of the gate electrode 52 may be employed for the main wiring layer 80 and the upper barrier layer 82 of the drain electrode 56. The signal line 36 and the source electrode 54 can be formed in the same structure as the drain electrode 56.

次に、図7を用いてTFT基板10の製造方法を説明する。図7の(a)〜(d)は、TFT基板10におけるゲート電極52の製造方法を表している。   Next, a manufacturing method of the TFT substrate 10 will be described with reference to FIG. 7A to 7D show a method for manufacturing the gate electrode 52 in the TFT substrate 10.

まず、図7(a)に示すように、ガラス基板50の上面に、スパッタリングによって厚さ150nmのAl層70aを積層する。次に、積層したAl層70aの上にスパッタリングによって、厚さ90nmのTiN層72aを積層する。   First, as shown in FIG. 7A, an Al layer 70a having a thickness of 150 nm is laminated on the upper surface of the glass substrate 50 by sputtering. Next, a TiN layer 72a having a thickness of 90 nm is laminated on the laminated Al layer 70a by sputtering.

TiN層72aは、Tiをターゲット材料とし、ArガスとN2ガスとを用いたスパッタリングによって積層されるが、このときスパッタガスの窒素流量比がスパッタリングの処理が進むにつれて連続的に高くなるようにスパッタリングがなされる。ArガスとN2ガスとの流量比は、例えばスパッタリング開始時が10:0でありスパッタリング終了時が6:4である。 The TiN layer 72a is laminated by sputtering using Ti gas as a target material and Ar gas and N 2 gas. At this time, the nitrogen flow rate ratio of the sputtering gas is continuously increased as the sputtering process proceeds. Sputtering is performed. The flow rate ratio between Ar gas and N 2 gas is, for example, 10: 0 at the start of sputtering and 6: 4 at the end of sputtering.

なお、ターゲット材料にMoを用いて、TiN層72aをMoNの層としてもよい。スパッタリング開始時におけるスパッタガスの窒素流量比と、スパッタリング終了時におけるスパッタガスの窒素流量比との差は15%以上であることが好ましい。エッチング条件が互いに異なる複数のエッチング処理を行うことによって、TiN層72aの窒化率が下面から上面に向かうにつれて連続的あるいは不連続的に高くなるように形成してもよい。また、Ti層あるいはTiN層を形成した後にその上面から窒素プラズマ処理を施すことにより、上部の窒化率が下部の窒化率よりも高いTiN層72aを得ることもできる。   The TiN layer 72a may be a MoN layer using Mo as the target material. The difference between the nitrogen flow ratio of the sputtering gas at the start of sputtering and the nitrogen flow ratio of the sputtering gas at the end of sputtering is preferably 15% or more. By performing a plurality of etching processes with different etching conditions, the nitriding rate of the TiN layer 72a may be increased continuously or discontinuously from the lower surface to the upper surface. Further, by forming a Ti layer or a TiN layer and then performing a nitrogen plasma treatment from the upper surface thereof, it is possible to obtain a TiN layer 72a having an upper nitriding rate higher than a lower nitriding rate.

その後、TiN層72aの上に、スピンコート法によってレジスト膜90を形成し、フォトリソグラフィ法を用いてレジスト膜90をパターニングすることにより、図7(b)に示す積層構造が得られる。   Thereafter, a resist film 90 is formed on the TiN layer 72a by a spin coating method, and the resist film 90 is patterned by using a photolithography method, whereby the stacked structure shown in FIG. 7B is obtained.

次に、この積層構造に対して上方からドライエッチングを施して図7(c)に示す構造が得られる。このエッチングガスには、例えばCl2とBCl3の混合ガスが用いられる。エッチング時間は、例えば130秒である。次いで、Cl2ガスを用いたエッチングが例えば40秒施されて、図7(d)に示す構造が得られる。その後、レジスト膜90がレジスト剥離液によって除去され、主配線層70及びバリア層72からなる2層構造のゲート電極52が完成する。 Next, this stacked structure is dry-etched from above to obtain the structure shown in FIG. As this etching gas, for example, a mixed gas of Cl 2 and BCl 3 is used. The etching time is, for example, 130 seconds. Next, etching using Cl 2 gas is performed for 40 seconds, for example, and the structure shown in FIG. 7D is obtained. Thereafter, the resist film 90 is removed by a resist stripping solution, and the two-layered gate electrode 52 including the main wiring layer 70 and the barrier layer 72 is completed.

上述のエッチング方法を用いることにより、ゲート電極52に、基板面に対して傾斜した側面を形成することができる。なお、このゲート電極52を形成する工程では、TFT基板10における走査線54も同じ方法によって同時に形成される。   By using the above etching method, a side surface inclined with respect to the substrate surface can be formed in the gate electrode 52. In the step of forming the gate electrode 52, the scanning line 54 in the TFT substrate 10 is simultaneously formed by the same method.

次に、基板上の全面に、プラズマCVD法によって厚さ350nmのSiNから成るゲート絶縁層76を積層する。このとき、ゲート電極52(特にバリア層72)の側面が傾斜しており、ゲート絶縁層76の下に急峻な斜面あるいは段差が存在しないため、材質あるいは密度を極端に変化させることなくゲート絶縁層76を積層することができる。これにより、ゲート絶縁層76におけるクラックの発生を無くすことができ、絶縁耐圧の低下も抑えることができる。   Next, a gate insulating layer 76 made of SiN having a thickness of 350 nm is laminated on the entire surface of the substrate by plasma CVD. At this time, since the side surface of the gate electrode 52 (particularly the barrier layer 72) is inclined and there is no steep slope or step under the gate insulating layer 76, the gate insulating layer is not changed significantly. 76 can be stacked. As a result, generation of cracks in the gate insulating layer 76 can be eliminated, and a decrease in dielectric strength can also be suppressed.

その後、基板上の全面に、プラズマCVD法によって、アモルファスシリコンを120nm、n+アモルファスシリコンを30nm積層する。次に、n+アモルファスシリコンの上に、スピンコート法によってフォトレジスト膜を形成する。その後、フォトリソグラフィ法によってフォトレジスト膜をパターニングして、n+アモルファスシリコンをパターニングするためのフォトレジストマスクを形成する。次に、ドライエッチング法を用いてn+アモルファスシリコンを所定の形状にエッチングした後、レジスト剥離液を用いてフォトレジストマスクを除去する。 Thereafter, 120 nm of amorphous silicon and 30 nm of n + amorphous silicon are stacked on the entire surface of the substrate by plasma CVD. Next, a photoresist film is formed on the n + amorphous silicon by spin coating. Thereafter, the photoresist film is patterned by photolithography to form a photoresist mask for patterning n + amorphous silicon. Next, after etching the n + amorphous silicon into a predetermined shape using a dry etching method, the photoresist mask is removed using a resist stripping solution.

次に、スパッタ法により、厚さ50nmのMoN層、厚さ100nmのAl層、及び厚さ40nmのMoN層を順次形成し、その上全面にフォトレジスト膜を成膜した後、これらの層をフォトリソグラフィ法によってパターニングして、下部バリア層83、主配線層80、及び上部バリア層82からなるドレイン電極56を形成する。このとき、エッチング液には、例えば、燐酸を67.3wt%、硝酸を5.2wt%、酢酸を10wt%混合した水溶液を用いる。この工程では、ソース電極54及び信号線36も同時に形成される。   Next, a 50 nm thick MoN layer, a 100 nm thick Al layer, and a 40 nm thick MoN layer are sequentially formed by sputtering, and a photoresist film is formed on the entire surface, and then these layers are formed. The drain electrode 56 including the lower barrier layer 83, the main wiring layer 80, and the upper barrier layer 82 is formed by patterning by photolithography. At this time, for example, an aqueous solution in which 67.3 wt% phosphoric acid, 5.2 wt% nitric acid, and 10 wt% acetic acid are mixed is used as the etchant. In this step, the source electrode 54 and the signal line 36 are also formed at the same time.

その後、フッ素系ガス及び塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、n+アモルファスシリコンをエッチングし、さらに、アモルファスシリコンをハーフエッチングして、オーミックコンタクト層78及び真性半導体層77が完成する。その後、レジスト剥離液によってフォトレジストマスクを除去する。 Thereafter, n + amorphous silicon is etched by dry etching using a fluorine-based gas and a chlorine-based gas, and the amorphous silicon is further half-etched to complete the ohmic contact layer 78 and the intrinsic semiconductor layer 77. Thereafter, the photoresist mask is removed with a resist stripping solution.

次に、プラズマCVD法により、厚さ330nmにSiNを積層して保護層86を得る。その後、フォトリソグラフィ法を用いて保護層86にドレイン電極56に達するコンタクトホール62を形成する。次に、スパッタ法により、厚さ70nmにITOを積層し、フォトリソグラフィ法を用いて画素電極38を形成してTFT基板10が完成する。   Next, a protective layer 86 is obtained by stacking SiN to a thickness of 330 nm by plasma CVD. Thereafter, a contact hole 62 reaching the drain electrode 56 is formed in the protective layer 86 using a photolithography method. Next, ITO is laminated to a thickness of 70 nm by sputtering, and the pixel electrode 38 is formed using photolithography, thereby completing the TFT substrate 10.

図8の(a)は、本願発明によるTFTのゲート電極52(実施形態1に対応)の側面を表した図であり、(b)は参考例によるTFTのゲート電極52’の側面を表した図である。   FIG. 8A is a diagram illustrating a side surface of a TFT gate electrode 52 according to the present invention (corresponding to the first embodiment), and FIG. 8B is a diagram illustrating a side surface of a TFT gate electrode 52 ′ according to a reference example. FIG.

図8の(a)に示すゲート電極52は、120nmのAl層、窒素流量比が15%のスパッタガスを用いて得られた厚さ80nmの第1TiN層、及び窒素流量比が45%のスパッタガスを用いて得られた厚さ10nmの第2TiN層からなる積層構造体に対して、その上方からドライエッチングを施して得られ、Al層から主配線層70が、第1TiN層から第1バリア層74が、第2TiN層から第2バリア層75がそれぞれ形成される。   The gate electrode 52 shown in FIG. 8A includes a 120 nm Al layer, a first TiN layer having a thickness of 80 nm obtained using a sputtering gas having a nitrogen flow ratio of 15%, and a sputter having a nitrogen flow ratio of 45%. A layered structure composed of a second TiN layer having a thickness of 10 nm obtained using gas is obtained by dry etching from above, and the main wiring layer 70 is formed from the Al layer, and the first barrier is formed from the first TiN layer. The layer 74 is formed from the second TiN layer to the second barrier layer 75, respectively.

ドライエッチング工程では、例えば塩素(Cl2)と3塩化ホウ素(BCl3)の混合ガスを用いて、積層構造体をガラス界面までエッチングする。エッチング時間は、例えば130秒である。次いで、Cl2ガスを用いて積層構造体の側面をエッチングする。エッチング時間は、例えば40秒である。このとき、エッチング速度は、Nの濃度が低いTiNよりもNの濃度が高いTiNの方が速いため、図8(a)に示す構造のゲート電極52が得られる。 In the dry etching process, the laminated structure is etched to the glass interface using a mixed gas of chlorine (Cl 2 ) and boron trichloride (BCl 3 ), for example. The etching time is, for example, 130 seconds. Next, the side surface of the laminated structure is etched using Cl 2 gas. The etching time is 40 seconds, for example. At this time, since the etching rate of TiN having a high N concentration is higher than that of TiN having a low N concentration, the gate electrode 52 having the structure shown in FIG. 8A is obtained.

図8の(b)に示すゲート電極52’は、Alからなる厚さ120nmの主配線層70、及びTiからなる厚さ90nmのバリア層72’からなる。   The gate electrode 52 ′ shown in FIG. 8B includes a main wiring layer 70 made of Al having a thickness of 120 nm and a barrier layer 72 ′ made of Ti having a thickness of 90 nm.

図8の(a)と(b)とを比較してわかるように、本発明によるゲート電極52の側面は、参考例によるゲート電極52’の側面よりも傾斜がゆるやかに形成されており、斜面の凹凸も比較的少なく形成されている。   8A and 8B, the side surface of the gate electrode 52 according to the present invention has a gentler slope than the side surface of the gate electrode 52 ′ according to the reference example. There are relatively few irregularities.

図9の(a)は、本願発明による第2のTFTのゲート電極52の側面を表した図であり、(b)は参考例による第2のTFTのゲート電極52’の側面を表した図である。   FIG. 9A is a diagram showing the side surface of the gate electrode 52 of the second TFT according to the present invention, and FIG. 9B is a diagram showing the side surface of the gate electrode 52 ′ of the second TFT according to the reference example. It is.

図9の(a)に示すゲート電極52は、厚さ100nmのAl層、窒素流量比が30%のスパッタガスを用いて得られた厚さ10nmの第1TiN層、窒素流量比が40%のスパッタガスを用いて得られた厚さ70nmの第2TiN層、及び窒素流量比が60%のスパッタガスを用いて得られた厚さ10nmの第3TiN層からなる積層構造体に対して、その上方からドライエッチングを施して得られ、Al層から主配線層70が、第1〜第3TiN層からバリア層72がそれぞれ形成される。   The gate electrode 52 shown in FIG. 9A has an Al layer with a thickness of 100 nm, a first TiN layer with a thickness of 10 nm obtained using a sputtering gas with a nitrogen flow ratio of 30%, and a nitrogen flow ratio of 40%. With respect to a laminated structure composed of a second TiN layer having a thickness of 70 nm obtained by using a sputtering gas and a third TiN layer having a thickness of 10 nm obtained by using a sputtering gas having a nitrogen flow ratio of 60%, The main wiring layer 70 is formed from the Al layer, and the barrier layer 72 is formed from the first to third TiN layers.

ドライエッチング工程では、例えば塩素(Cl2)と3塩化ホウ素(BCl3)の混合ガスを用いて、積層構造体をガラス界面までエッチングする。エッチング時間は、例えば100秒である。更に、同じ混合ガスを用いて積層構造体の側面をオーバーエッチング(追加エッチング)する。エッチング時間は、例えば30秒である。このとき、エッチング速度は、Al層、第1TiN層、第2TiN層、第3TiN層の順に速くなり(Al層<第1TiN層<第2TiN層<第3TiN層)、図9(a)に示すゲート電極52が得られる。 In the dry etching process, the laminated structure is etched to the glass interface using a mixed gas of chlorine (Cl 2 ) and boron trichloride (BCl 3 ), for example. The etching time is, for example, 100 seconds. Further, the side surface of the laminated structure is over-etched (additional etching) using the same mixed gas. The etching time is, for example, 30 seconds. At this time, the etching rate increases in the order of the Al layer, the first TiN layer, the second TiN layer, and the third TiN layer (Al layer <first TiN layer <second TiN layer <third TiN layer), and the gate shown in FIG. 9A. An electrode 52 is obtained.

図9の(b)に示すゲート電極52’は、Alからなる厚さ100nmの主配線層70、及びTiからなる厚さ90nmのバリア層72’からなる。   The gate electrode 52 ′ shown in FIG. 9B includes a main wiring layer 70 made of Al having a thickness of 100 nm and a barrier layer 72 ′ made of Ti having a thickness of 90 nm.

図9の(a)と(b)とを比較してわかるように、本発明によるゲート電極52の側面は、参考例によるゲート電極52’の側面よりも傾斜がゆるやかに形成されており、斜面の凹凸も比較的少なく形成されている。   As can be seen by comparing FIGS. 9A and 9B, the side surface of the gate electrode 52 according to the present invention is formed more gently than the side surface of the gate electrode 52 ′ according to the reference example. There are relatively few irregularities.

本発明によれば、TFT基板のゲート電極等の電気配線の側面を、基板面に対して傾斜した斜面とすることができ、また斜面をより凹凸の少ない滑らかな面とすることができるので、電気配線の上に積層される絶縁層の材質又は密度が不連続となることを防ぐことができ、また絶縁層におけるクラックの発生も防止することができる。従って、絶縁耐圧が高く高品質のTFT基板を提供することが可能となる。   According to the present invention, the side surface of the electrical wiring such as the gate electrode of the TFT substrate can be a slope inclined with respect to the substrate surface, and the slope can be a smooth surface with less unevenness. It is possible to prevent the material or density of the insulating layer laminated on the electric wiring from becoming discontinuous, and to prevent the occurrence of cracks in the insulating layer. Accordingly, it is possible to provide a high-quality TFT substrate having a high withstand voltage.

本発明は、TFT基板を有する液晶表示装置などの電気機器に好適に用いられる。   The present invention is suitably used for electrical equipment such as a liquid crystal display device having a TFT substrate.

本発明による実施形態1の液晶表示装置100の構造を模式的に表した斜視図である。It is the perspective view which represented typically the structure of the liquid crystal display device 100 of Embodiment 1 by this invention. 実施形態1の液晶表示装置100におけるTFT基板10の回路構成を模式的に表した平面図である。3 is a plan view schematically showing a circuit configuration of a TFT substrate 10 in the liquid crystal display device 100 of Embodiment 1. FIG. 実施形態1のTFT基板10における1つの画素30の構成を模式的に表した平面図である。3 is a plan view schematically showing the configuration of one pixel 30 in the TFT substrate 10 of Embodiment 1. FIG. 実施形態1のTFT基板10におけるTFTの構成を模式的に表した断面図である。2 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a TFT in the TFT substrate 10 of Embodiment 1. FIG. (a)〜(d)は実施形態1のTFTの製造方法を模式的に表した断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which represented the manufacturing method of TFT of Embodiment 1 typically. 実施形態2のTFT基板10におけるTFTの構成を模式的に表した断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a TFT in a TFT substrate 10 of Embodiment 2. (a)〜(d)は実施形態2のTFTの製造方法を模式的に表した断面図である。(A)-(d) is sectional drawing which represented the manufacturing method of TFT of Embodiment 2 typically. (a)は本願発明によるTFTのゲート電極の側面を表した図であり、(b)は参考例によるTFTのゲート電極の側面を表した図である。(A) is the figure showing the side surface of the gate electrode of TFT by this invention, (b) is the figure showing the side surface of the gate electrode of TFT by a reference example. (a)は本願発明による他のTFTのゲート電極の側面を表した図であり、(b)は参考例による他のTFTのゲート電極の側面を表した図である。(A) is the figure showing the side surface of the gate electrode of the other TFT by this invention, (b) is the figure showing the side surface of the gate electrode of the other TFT by a reference example. 参考例のTFTの構成を模式的に表した断面図である。It is sectional drawing which represented typically the structure of TFT of a reference example.

符号の説明Explanation of symbols

10 TFT基板
12 対向基板
14 走査線駆動回路
16 信号線駆動回路
18 制御回路
20、22 偏光板
24 バックライトユニット
30 画素
32、32’ TFT
34 走査線(ゲートバスライン)
36 信号線(ソースバスライン)
38 画素電極
40 補助容量線(蓄積容量線、Csライン)
50 ガラス基板
52、52’ ゲート電極(ゲートメタル層)
54 ソース電極(ソースメタル層)
56 ドレイン電極(ドレインメタル層)
58 半導体層
60 補助容量電極(蓄積容量電極、Cs電極)
62、64 コンタクトホール
70 主配線層
72、72’ バリア層
74 第1バリア層
75 第2バリア層
76 ゲート絶縁層
77 真性半導体層
78 オーミックコンタクト層
80 主配線層
82 上部バリア層
83 下部バリア層
86 絶縁層(保護層)
90 レジスト層(マスク用レジスト)
100、100’ 液晶表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 TFT substrate 12 Opposite substrate 14 Scan line drive circuit 16 Signal line drive circuit 18 Control circuit 20, 22 Polarizing plate 24 Backlight unit 30 Pixel 32, 32 'TFT
34 Scan lines (gate bus lines)
36 Signal line (source bus line)
38 pixel electrode 40 auxiliary capacity line (storage capacity line, Cs line)
50 Glass substrate 52, 52 'Gate electrode (gate metal layer)
54 Source electrode (source metal layer)
56 Drain electrode (drain metal layer)
58 Semiconductor layer 60 Auxiliary capacitance electrode (storage capacitance electrode, Cs electrode)
62, 64 Contact hole 70 Main wiring layer 72, 72 ′ Barrier layer 74 First barrier layer 75 Second barrier layer 76 Gate insulating layer 77 Intrinsic semiconductor layer 78 Ohmic contact layer 80 Main wiring layer 82 Upper barrier layer 83 Lower barrier layer 86 Insulating layer (protective layer)
90 resist layer (mask resist)
100, 100 'liquid crystal display device

Claims (18)

ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極を有するTFTと、
前記ゲート電極に電気的に接続された走査線と、
前記ソース電極に電気的に接続された信号線と、
前記ゲート電極及び前記走査線の上に形成された第1絶縁層と、
前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記信号線の上に形成された第2絶縁層と、を備え、
前記ゲート電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極、前記走査線、及び前記信号線の少なくとも一つが、主配線層と、前記主配線層の上に形成されたバリア層とを有し、
前記主配線層が、アルミニウム(Al)及び銅(Cu)からなる群より選ばれた第1金属から形成されており、
前記バリア層の少なくとも一部が、チタニウム(Ti)及びモリブデン(Mo)からなる群より選ばれた第2金属の窒化物からなり、
前記バリア層の前記主配線層に接する下面の近傍における窒化率が、前記バリア層の上面の近傍における窒化率よりも低いTFT基板。
A TFT having a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode;
A scanning line electrically connected to the gate electrode;
A signal line electrically connected to the source electrode;
A first insulating layer formed on the gate electrode and the scanning line;
A second insulating layer formed on the source electrode, the drain electrode, and the signal line,
At least one of the gate electrode, the source electrode, the drain electrode, the scanning line, and the signal line has a main wiring layer and a barrier layer formed on the main wiring layer,
The main wiring layer is formed of a first metal selected from the group consisting of aluminum (Al) and copper (Cu);
At least a part of the barrier layer is made of a nitride of a second metal selected from the group consisting of titanium (Ti) and molybdenum (Mo),
A TFT substrate having a nitridation rate in the vicinity of the lower surface of the barrier layer in contact with the main wiring layer lower than that in the vicinity of the upper surface of the barrier layer.
前記バリア層が、前記主配線層に接する第1バリア層と、前記第1バリア層の上に形成された第2バリア層を含み、
前記第1バリア層が前記第2金属から形成されており、
前記第2バリア層が前記第2金属の窒化物から形成されている、請求項1に記載のTFT基板。
The barrier layer includes a first barrier layer in contact with the main wiring layer, and a second barrier layer formed on the first barrier layer,
The first barrier layer is formed of the second metal;
2. The TFT substrate according to claim 1, wherein the second barrier layer is formed of a nitride of the second metal.
前記第2バリア層の窒化率が0.5%以上である、請求項2に記載のTFT基板。   The TFT substrate according to claim 2, wherein the nitridation ratio of the second barrier layer is 0.5% or more. 前記バリア層が、前記主配線層に接する第1バリア層と、前記第1バリア層の上に形成された第2バリア層を含み、
前記第1バリア層及び第2バリア層が、それぞれ前記第2金属の窒化物から形成されており、
前記第2バリア層の窒化率が前記第1バリア層の窒化率よりも高い、請求項1に記載のTFT基板。
The barrier layer includes a first barrier layer in contact with the main wiring layer, and a second barrier layer formed on the first barrier layer,
The first barrier layer and the second barrier layer are each formed of a nitride of the second metal;
The TFT substrate according to claim 1, wherein a nitridation rate of the second barrier layer is higher than a nitridation rate of the first barrier layer.
前記第1バリア層の窒化率が0.5%以上であり、前記第2バリア層の窒化率が3.0%以下である、請求項4に記載のTFT基板。   The TFT substrate according to claim 4, wherein the nitridation rate of the first barrier layer is 0.5% or more and the nitridation rate of the second barrier layer is 3.0% or less. 前記バリア層が前記第2金属の窒化物から形成されており、
前記バリア層の窒化率が、前記バリア層の前記主配線層に接する下面から上面に向かうにつれて高くなっている、請求項1に記載のTFT基板。
The barrier layer is formed of a nitride of the second metal;
2. The TFT substrate according to claim 1, wherein a nitridation ratio of the barrier layer increases from a lower surface in contact with the main wiring layer of the barrier layer toward an upper surface.
前記バリア層の前記下面を形成する部分の窒化率と、前記上面を形成する部分の窒化率との差が0.5%以上である、請求項6に記載のTFT基板。   The TFT substrate according to claim 6, wherein a difference between a nitridation ratio of a portion forming the lower surface of the barrier layer and a nitridation ratio of a portion forming the upper surface is 0.5% or more. 前記バリア層の側面の基板面に対する平均傾斜角度が80度以下である、請求項1から7のいずれかに記載のTFT基板。   The TFT substrate according to claim 1, wherein an average inclination angle of a side surface of the barrier layer with respect to the substrate surface is 80 degrees or less. 請求項1から8のいずれかに記載のTFT基板と、
液晶層を挟んで前記TFT基板に対向する対向基板と、を備えた液晶表示装置。
A TFT substrate according to any one of claims 1 to 8,
And a counter substrate facing the TFT substrate across a liquid crystal layer.
ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極を有するTFTと、
前記ゲート電極に電気的に接続された走査線と、
前記ソース電極に電気的に接続された信号線と、を備え、
前記ゲート電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極、前記走査線、及び前記信号線の少なくとも一つが、主配線層と、前記主配線層の上に形成されたバリア層とを有するTFT基板の製造方法であって、
前記主配線層を、アルミニウム及び銅からなる群より選ばれた第1金属をターゲット材料とするスパッタリングによって形成する第1工程と、
前記バリア層を、チタニウム及びモリブデンからなる群より選ばれた第2金属をターゲット材料とするスパッタリングによって形成する第2工程と、を含み、
前記第2工程における前記スパッタリングの少なくとも一部において、窒素(N2)を含むスパッタガスが用いられ、前記主配線層に近い下層部分の窒化率が、前記下層部分の上に位置する上層部分の窒化率よりも低くなるように前記バリア層が形成される、TFT基板の製造方法。
A TFT having a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode;
A scanning line electrically connected to the gate electrode;
A signal line electrically connected to the source electrode,
A method for manufacturing a TFT substrate, wherein at least one of the gate electrode, the source electrode, the drain electrode, the scanning line, and the signal line includes a main wiring layer and a barrier layer formed on the main wiring layer. Because
A first step of forming the main wiring layer by sputtering using a first metal selected from the group consisting of aluminum and copper as a target material;
A second step of forming the barrier layer by sputtering using a second metal selected from the group consisting of titanium and molybdenum as a target material,
In at least a part of the sputtering in the second step, a sputtering gas containing nitrogen (N 2 ) is used, and the nitriding rate of the lower layer portion close to the main wiring layer is higher than that of the upper layer portion located on the lower layer portion. A method for manufacturing a TFT substrate, wherein the barrier layer is formed to be lower than a nitriding rate.
前記バリア層が、前記主配線層に接する第1バリア層と、前記第1バリア層の上に形成された第2バリア層とを含み、
前記第2工程が、前記第2金属をターゲット材料とするスパッタリングによって前記第1バリア層を形成する工程と、前記第2金属をターゲット材料とし、窒素を含むガスをスパッタガスとして用いたスパッタリングによって前記第2バリア層を形成する工程とを含む、請求項10に記載の製造方法。
The barrier layer includes a first barrier layer in contact with the main wiring layer; and a second barrier layer formed on the first barrier layer;
The second step includes the step of forming the first barrier layer by sputtering using the second metal as a target material, and the sputtering by using a gas containing nitrogen as a sputtering gas using the second metal as a target material. The manufacturing method of Claim 10 including the process of forming a 2nd barrier layer.
前記スパッタガスの窒素流量比が15%以上である、請求項11に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 11, wherein a nitrogen flow ratio of the sputtering gas is 15% or more. 前記バリア層が、前記主配線層に接する第1バリア層と、前記第1バリア層の上に形成された第2バリア層を含み、
前記第2工程が、前記第2金属をターゲット材料とし、窒素を含むガスをスパッタガスとして用いるスパッタリングによって前記第1バリア層及び前記第2バリア層を形成する工程を含み、
前記第2バリア層の形成に用いられるスパッタガスの窒素流量比が、前記第1バリア層の形成に用いられるスパッタガスの窒素流量比よりも高い、請求項10に記載の製造方法。
The barrier layer includes a first barrier layer in contact with the main wiring layer, and a second barrier layer formed on the first barrier layer,
The second step includes a step of forming the first barrier layer and the second barrier layer by sputtering using the second metal as a target material and a gas containing nitrogen as a sputtering gas,
The manufacturing method according to claim 10, wherein a nitrogen flow ratio of a sputtering gas used for forming the second barrier layer is higher than a nitrogen flow ratio of a sputtering gas used for forming the first barrier layer.
前記第1バリア層の形成に用いられるスパッタガスの窒素流量比が15%以上であり、前記第2バリア層の形成に用いられるスパッタガスの窒素流量比が60%以下である、請求項13に記載の製造方法。   The nitrogen flow rate ratio of the sputtering gas used for forming the first barrier layer is 15% or more, and the nitrogen flow rate ratio of the sputtering gas used for forming the second barrier layer is 60% or less. The manufacturing method as described. 前記第2工程において前記バリア層が、前記第2金属をターゲット材料とし、窒素を含むガスをスパッタガスとして用いたスパッタリングによって形成され、
前記スパッタガスの窒素流量比が、前記スパッタリングの処理が進むにつれて高くなる、請求項10に記載の製造方法。
In the second step, the barrier layer is formed by sputtering using the second metal as a target material and a gas containing nitrogen as a sputtering gas,
The manufacturing method according to claim 10, wherein a nitrogen flow ratio of the sputtering gas increases as the sputtering process proceeds.
前記スパッタリングの開始時における前記スパッタガスの窒素流量比と、前記スパッタリングの終了時における前記スパッタガスの窒素流量比との差が15%以上である、請求項15に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 15, wherein a difference between a nitrogen flow ratio of the sputtering gas at the start of the sputtering and a nitrogen flow ratio of the sputtering gas at the end of the sputtering is 15% or more. さらに、前記第2工程の後に、前記ゲート電極及び前記走査線の上、又は前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記信号線の上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層をフォトリソグラフィ法によってパターニングする工程と、
パターニングされた前記レジスト層を介して前記主配線層及び前記バリア層のエッチング処理を行う工程と、を含み、
前記エッチング処理によって前記バリア層に、基板面に対する平均傾斜角度が80度以下の斜面が形成される、請求項10から16のいずれかに記載の製造方法。
Furthermore, after the second step, forming a resist layer on the gate electrode and the scanning line, or on the source electrode, the drain electrode, and the signal line;
Patterning the resist layer by photolithography,
Etching the main wiring layer and the barrier layer through the patterned resist layer, and
The manufacturing method according to any one of claims 10 to 16, wherein an inclined surface having an average inclination angle of 80 degrees or less with respect to the substrate surface is formed in the barrier layer by the etching process.
前記エッチング処理を行う工程において、エッチング条件が互いに異なる複数のエッチング処理が行われる、請求項17に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 17, wherein in the step of performing the etching process, a plurality of etching processes having different etching conditions are performed.
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