JP3077439B2 - Matrix substrate and manufacturing method thereof - Google Patents
Matrix substrate and manufacturing method thereofInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はマトリクス基板に関する
ものであり、とりわけ大面積のアクティブマトリクス構
成の画像表示装置において有効な走査線の低抵抗化及び
走査線−信号線間の高耐圧化を可能とする基板構成並び
にその製造方法を提供するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a matrix substrate and, more particularly, to a low-resistance scanning line and a high withstand voltage between a scanning line and a signal line which are effective in a large-area active matrix image display device. And a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年の微細加工技術、液晶材料及び実装
技術等の進歩により3〜15インチ程度のサイズではあ
るが、液晶パネルで実用上支障ないテレビジョン画像や
各種の画像表示が商用ベースで得られている。液晶パネ
ルを構成する2枚のガラス板の一方にRGBの着色層を
形成しておくことによりカラー表示も容易に実現され、
また絵素毎にスイッチング素子を内蔵させた、いわゆる
アクティブ型の液晶パネルではクロストークも少なくか
つ高いコントラスト比を有する画像が保証される。2. Description of the Related Art Due to recent advances in microfabrication technology, liquid crystal materials, packaging technology, and the like, television images and various image displays of a size of about 3 to 15 inches, which do not hinder practical use of liquid crystal panels, are commercially available. Have been obtained. By forming an RGB color layer on one of the two glass plates constituting the liquid crystal panel, color display can be easily realized,
In a so-called active type liquid crystal panel in which a switching element is incorporated for each picture element, an image having little crosstalk and a high contrast ratio is guaranteed.
【0003】このような液晶パネルは、走査線としては
120〜960本、信号線としては240〜2000本
程度のマトリクス編成が標準的で、例えば図7に示すよ
うに、液晶パネル1を構成する一方のガラス基板2上に
形成された走査線の電極端子群6に、駆動信号を供給す
る半導体集積回路チップ3を直接接続するCOG(Chip-
On-Glass)方式や、例えばポリイミド系樹脂薄膜をベー
スとし、金メッキされた銅箔の端子群(図示せず)を有
する接続フィルム4を信号線の電極端子群5に接着剤で
圧接しながら固定する方式などの実装手段によって電気
信号が画像表示部に供給される。ここでは便宜上二つの
実装方式を同時に図示しているが、実際にはいずれかの
実装方式が選ばれることは言うまでもない。なお、7、
8は液晶パネル1中央の画像表示部と信号線及び走査線
の電極端子群5、6との間を接続する配線路で、必ずし
も電極端子群と同じ導電材で構成される必要はない。Such a liquid crystal panel has a standard matrix organization of about 120 to 960 scanning lines and about 240 to 2,000 signal lines. For example, the liquid crystal panel 1 is configured as shown in FIG. A COG (Chip-chip) for directly connecting a semiconductor integrated circuit chip 3 for supplying a drive signal to a scanning line electrode terminal group 6 formed on one glass substrate 2.
On-Glass) method, or a connection film 4 based on, for example, a polyimide-based resin thin film and having a gold-plated copper foil terminal group (not shown) is fixed to an electrode terminal group 5 of a signal line while being pressed with an adhesive. An electric signal is supplied to the image display unit by a mounting means such as a system that performs the operation. Here, two mounting methods are shown simultaneously for convenience, but it goes without saying that one of the mounting methods is actually selected. Note that 7,
Reference numeral 8 denotes a wiring path that connects the image display unit at the center of the liquid crystal panel 1 to the electrode terminals 5 and 6 for signal lines and scanning lines, and does not necessarily need to be formed of the same conductive material as the electrode terminals.
【0004】9は全ての絵素に共通の透明導電性の対向
電極を有するもう1枚のガラス板で、2枚のガラス板
2、9は石英ファイバやプラスチック・ビーズ等のスペ
ーサによって数μm程度の所定の距離を隔てて形成さ
れ、その間隙はシール材と封口材で封止された閉空間に
なっており、閉空間には液晶が充填されている。[0004] 9 is a transparent conductive counterpart common to all picture elements.
Another glass plate having electrodes , the two glass plates 2 and 9 are formed at a predetermined distance of about several μm by a spacer such as quartz fiber or plastic beads, and the gap is formed between the sealing material and the sealing member. It is a closed space sealed with a material, and the closed space is filled with liquid crystal.
【0005】カラ−表示を実現するには、ガラス板9の
閉空間側に着色層と称する染料または顔料のいずれか一
方もしくは両方を含む有機薄膜が被着されて色表示機能
が与えられるので、ガラス基板9は別名カラーフィルタ
と呼ばれる。そして液晶材の性質によってはガラス板9
上面またはガラス板2下面のいずれかもしくは両面上に
偏光板が貼付され、液晶パネル1は電気光学素子として
機能する。In order to realize color display, an organic thin film containing either or both of a dye and a pigment called a colored layer is applied to the closed space side of the glass plate 9 to provide a color display function. The glass substrate 9 is also called a color filter. And depending on the properties of the liquid crystal material, the glass plate 9
A polarizing plate is stuck on one or both of the upper surface and the lower surface of the glass plate 2, and the liquid crystal panel 1 functions as an electro-optical element.
【0006】図8は、スイッチング素子として絶縁ゲー
ト型トランジスタ10を絵素毎に配置したアクティブ型
液晶パネルの等価回路図である。実線で描かれた素子は
一方のガラス基板2上に、そして破線で描かれた素子は
もう一方のガラス基板9上に形成されている。走査線1
1(8)と信号線12(7)は、例えば非晶質シリコン
を半導体層とし、シリコン窒化膜(Si3N4)をゲート
絶縁膜とする薄膜トランジスタ10の形成と同時にガラ
ス基板2上に作製される。FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of an active liquid crystal panel in which insulated gate transistors 10 are arranged as switching elements for each pixel. The elements drawn by solid lines are formed on one glass substrate 2 and the elements drawn by broken lines are formed on the other glass substrate 9. Scan line 1
1 (8) and the signal line 12 (7) are formed on the glass substrate 2 simultaneously with the formation of the thin film transistor 10 using, for example, amorphous silicon as a semiconductor layer and a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) as a gate insulating film. Is done.
【0007】液晶セル13はガラス基板2上に形成され
た透明導電性の絵素電極と、カラーフィルタ9上に形成
された同じく透明導電性の対向電極15と、2枚のガラ
ス板で構成された閉空間を満たす液晶とで構成され、電
気的にはコンデンサと同じ扱いを受ける。液晶分子を所
定の方向に整列させるためには配向膜を対向電極上と絵
素電極上に形成する必要があるが、ここではその詳細に
ついては説明を省略する。The liquid crystal cell 13 is composed of a transparent conductive picture element electrode formed on the glass substrate 2, an opposite transparent conductive electrode 15 formed on the color filter 9, and two glass plates. It is composed of liquid crystal that fills a closed space, and is electrically treated the same as a capacitor. In order to align the liquid crystal molecules in a predetermined direction, it is necessary to form an alignment film on the counter electrode and the picture element electrode, but the details are omitted here.
【0008】なお、図8において蓄積容量16はアクテ
ィブ型の液晶パネルとしては必ずしも必須の構成要素と
は限らないが、駆動用信号源の利用効率の向上、浮遊寄
生容量の障害の抑制及び高温動作時の画像のちらつき
(フリッカ)防止等には効果的存在で適宜採用される。
17はすべての蓄積容量16に共通する導電路で、一般
的には15と17は接続して使用される。Although the storage capacitor 16 in FIG. 8 is not always an essential component for an active type liquid crystal panel, it improves the efficiency of use of a driving signal source, suppresses stray parasitic capacitance, and operates at high temperatures. In order to prevent flickering of the image at the time, it is effective and appropriately adopted.
Reference numeral 17 denotes a conductive path common to all the storage capacitors 16, and generally, 15 and 17 are connected and used.
【0009】スイッチング素子である絶縁ゲ−ト型トラ
ンジスタは、材料、プロセス何れの面からみても工業的
にほぼ画一化されたとは言い難い状況であるが、図9と
図10には二つの典型的な平面パターン配置図を、また
同図のA−A’、B−B’線上の断面図を図11と図1
2に示し、絶縁ゲ−ト型トランジスタの製造プロセスを
以下に簡単に説明する。Although it is hard to say that the insulated gate transistor as a switching element has been almost industrially uniform from the viewpoint of both material and process, FIGS. 9 and 10 show two cases. FIGS. 11 and 1 show typical plane pattern layouts and cross-sectional views taken along lines AA 'and BB' of FIG.
2, the manufacturing process of the insulated gate transistor will be briefly described below.
【0010】先ず、ガラス基板2の一主面上に絶縁ゲ−
ト型トランジスタのゲート電極と走査線を兼ねる金属層
11を、例えばスパッタ等の真空製膜装置を用いて0.
1μmの膜厚のクロム(Cr)で被着し、選択的パター
ン形成を行なう。次に図9、図11の絶縁ゲ−ト型トラ
ンジスタの場合には、P−CVD(プラズマ製膜)によ
りSiNx−a・Si−SiNxの3層を、例えば0.
4−0.05−0.1μmの膜厚で連続的に堆積し、エ
ッチング・ストッパーたる最上層のSiNx層を選択的
に残して20とした後、全面に不純物を含む非晶質シリ
コン層を同じくP−CVDで堆積する。そして不純物を
含む非晶質シリコン層(n+a・Si)と不純物を含ま
ない非晶質シリコン層(a・Si)を半導体層として島
状に形成して21、22とし、ゲート絶縁層23を選択
的に露出させる。走査線11への接続のための開口部2
4をゲート絶縁層23に形成して走査線11の一部を露
出させた後、開口部24を含んで例えば1μmの膜厚の
アルミニウム(Al)よりなるゲート配線25と島状の
半導体層上にソース・ドレイン配線26、27を選択的
に被着形成し、ソース・ドレイン配線26、27をマス
クとしてエッチング・ストッパー層20上の不純物を含
む非晶質シリコン層を選択的に除去して絶縁ゲ−ト型ト
ランジスタが完成する。First, an insulating gate is formed on one main surface of the glass substrate 2.
The metal layer 11 which also functions as the gate electrode and the scanning line of the transistor is formed on the metal layer 11 using a vacuum film forming apparatus such as sputtering.
It is deposited with chromium (Cr) having a thickness of 1 μm, and a selective pattern is formed. Next, in the case of the insulated gate type transistors shown in FIGS. 9 and 11, three layers of SiNx-a.Si-SiNx are formed by P-CVD (plasma film formation).
4-0.05-0.1 μm is continuously deposited, and the uppermost SiNx layer serving as an etching stopper is selectively left at 20 to form an amorphous silicon layer containing impurities on the entire surface. Similarly, it is deposited by P-CVD. Then, an amorphous silicon layer containing impurities (n + a.Si) and an amorphous silicon layer containing no impurities (a.Si) are formed as semiconductor layers in the form of islands to form 21 and 22, and the gate insulating layer 23 is selected. Exposure. Opening 2 for connection to scanning line 11
4 is formed on the gate insulating layer 23 to expose a part of the scanning line 11, and the gate wiring 25 including aluminum (Al) having a thickness of, for example, 1 μm and the island-like semiconductor layer including the opening 24 are formed. The source / drain wirings 26 and 27 are selectively formed on the substrate, and the amorphous silicon layer containing impurities on the etching stopper layer 20 is selectively removed by using the source / drain wirings 26 and 27 as a mask for insulation. The gate transistor is completed.
【0011】図10、図12の絶縁ゲ−ト型トランジス
タの場合には、P−CVD(プラズマ製膜)によりSi
Nx−a・Si−n+a・Siの3層を例えば、0.4
−0.1−0.1μmの膜厚で連続的に堆積し、不純物
を含む非晶質シリコン層(n+a・Si)と不純物を含
まない非晶質シリコン層(a・Si)を半導体層として
島状に形成して21、22とし、ゲート絶縁層23を選
択的に露出させる。走査線11への接続のための開口部
24をゲート絶縁層23に形成して走査線11の一部を
露出させた後、開口部24を含んで例えば1μmの膜厚
のアルミニウムよりなるゲート配線25と島状の半導体
層上にソース・ドレイン配線26、27を選択的に被着
形成し、ソース・ドレイン配線26、27をマスクとし
て半導体層のうち不純物を含む非晶質シリコン層21の
みを選択的に除去して絶縁ゲ−ト型トランジスタが完成
する。In the case of the insulated gate transistor shown in FIGS. 10 and 12, Si is formed by P-CVD (plasma film formation).
The three layers of Nx-a.Si-n + a.Si are, for example, 0.4
An amorphous silicon layer (n + a.Si) containing impurities and an amorphous silicon layer (a.Si) containing no impurities are continuously deposited with a film thickness of -0.1-0.1 μm as semiconductor layers. The gate insulating layer 23 is selectively exposed by forming islands 21 and 22 in an island shape. After an opening 24 for connection to the scanning line 11 is formed in the gate insulating layer 23 to expose a part of the scanning line 11, a gate wiring including the opening 24 and made of, for example, aluminum having a thickness of 1 μm is formed. Source / drain wirings 26 and 27 are selectively formed on the semiconductor layer 25 and the island-shaped semiconductor layer, and only the amorphous silicon layer 21 containing impurities in the semiconductor layer is formed using the source / drain wirings 26 and 27 as a mask. It is selectively removed to complete the insulated gate transistor.
【0012】アクティブ型液晶パネルの信頼性を高める
目的で、いずれの絶縁ゲート型トランジスタも全面にパ
シベーション機能を確保するSiNx等の絶縁膜を形成
するのが一般的であるがここではその詳細は省略する。
また絶縁ゲ−ト型トランジスタの耐熱性を向上させるた
めに、Alよりなるソース・ドレイン配線26、27と
不純物を含む非晶質シリコン層21との間にバリア・メ
タルとしてTi(チタン)やCr等の金属薄膜層やシリ
サイド薄膜層を介在させる技術や、ITOよりなる絵素
電極の形成時期や形成方法に関わる技術については本発
明では詳細は省略する。For the purpose of enhancing the reliability of the active type liquid crystal panel, it is common to form an insulating film such as SiNx for securing the passivation function on the entire surface of any insulated gate type transistor, but the details are omitted here. I do.
In order to improve the heat resistance of the insulated gate transistor, Ti (titanium) or Cr is used as a barrier metal between the source / drain wirings 26 and 27 made of Al and the amorphous silicon layer 21 containing impurities. In the present invention, a technique for interposing a metal thin film layer or a silicide thin film layer, and a technique relating to the timing and method of forming a pixel electrode made of ITO are omitted.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】P−CVD(プラズマ
製膜)は製膜時の基板温度が300℃前後と形成温度が
低く、反応室内の壁、RF電極あるいは基板を装荷する
金属製トレー等の表面に被着したSiNxやa・Siが
剥離して1μm程度のダストや異物として反応室内を漂
い、ガラス基板等の被製膜基板に付着する結果、形成さ
れた被膜中に多数のピンホールが存在し、SiNxを介
しての多層配線においては短絡が発生して歩留まりが上
がらないことが知られている。In P-CVD (plasma film formation), the substrate temperature during film formation is as low as about 300 ° C., and the walls in the reaction chamber, RF electrodes or metal trays for loading the substrate, etc. SiNx and a.Si adhered to the surface of the substrate are separated and float in the reaction chamber as dust or foreign matter of about 1 μm, and adhere to a film-formed substrate such as a glass substrate. As a result, a large number of pinholes are formed in the formed film. It is known that a short circuit occurs in the multilayer wiring via SiNx and the yield does not increase.
【0014】この様な微少なダスト、異物を減少させる
ための取り組みは一般的にはノウハウとして扱われ、対
外的に公表されることは少ない。しかしながら、ダス
ト、異物の影響を受けにくいデバイス構造や製作方法に
関しては、技術的な観点からいくつかの改善例が実証さ
れており、図13ではそれらの中から代表的なのものを
選び説明する。[0014] Such an approach for reducing minute dust and foreign matter is generally treated as know-how, and is rarely disclosed externally. However, with respect to the device structure and the manufacturing method that are less susceptible to dust and foreign matter, some examples of improvement have been demonstrated from a technical point of view. In FIG. 13, representative examples are selected and described.
【0015】図13においては、ゲート絶縁層を厚く被
着しても絶縁ゲ−ト型トランジスタの性能指数が低下し
ないように、走査線(ゲート)11をTa(タンタル)
で形成し、かつその表面を陽極酸化によって誘電率の高
いTa2O5層28とした後、SiNx−a・Si−Si
Nxの3層堆積を経て、絶縁ゲ−ト型トランジスタが製
作される。すなわち、ゲート絶縁層をTa2O5層28と
SiNx層23とで2層化している。In FIG. 13, the scanning line (gate) 11 is made of Ta (tantalum) so that the figure of merit of the insulated gate transistor does not decrease even if the gate insulating layer is thickly applied.
And the surface thereof is made into a Ta 2 O 5 layer 28 having a high dielectric constant by anodic oxidation, followed by SiNx-a.Si-Si.
After three layers of Nx, an insulated gate transistor is manufactured. That is, the gate insulating layer has a two- layer structure of the Ta 2 O 5 layer 28 and the SiNx layer 23.
【0016】上記した製造方法によれば、走査線11と
ソース・ドレン配線26、27との間の絶縁耐圧が向上
して歩留まりが上がることは以下の理由により明かであ
る。According to the above-described manufacturing method, it is apparent that the dielectric strength between the scanning line 11 and the source / drain wirings 26 and 27 is improved and the yield is increased for the following reasons.
【0017】一つにはTa2O5層28の形成が化成液中
で実行されるために、ダストの影響を受け難く、Ta2
O5層28にはピンホールが少ないことである。そして
二つにはゲート絶縁層の形成が2回に分割されるので、
その間に洗浄工程を導入すればダスト・異物の除去が促
進されて、確率的にピン・ホールが減少するからであ
る。また三つには、走査線11の肩の部分が陽極酸化に
よって丸められる結果ゲート絶縁層23のカバレージ特
性が改善されてダスト・異物の影響を受けにくくなると
同時に2層目の絶縁層23の耐圧が向上するからであ
る。[0017] Because the one where formation of the Ta 2 O 5 layer 28 is performed by chemical solution, hardly influenced by dust, Ta 2
The O 5 layer 28 has few pinholes. And in two, the formation of the gate insulating layer is divided into two times,
This is because if a cleaning step is introduced during that time, removal of dust and foreign matter is promoted, and pin holes are reduced at random. Third, the shoulder portion of the scanning line 11 is rounded by anodic oxidation, so that the coverage characteristics of the gate insulating layer 23 are improved and the gate insulating layer 23 is less susceptible to dust and foreign matter. Is improved.
【0018】しかし、走査線の低抵抗化に関しては、走
査線の構成材料をTaあるいはTaとMoとの合金とす
る従来の改善例では不十分である。走査線の低抵抗化は
画面サイズの拡大とともに必須の設計事項となるが、そ
のためには材料面からはより低抵抗の金属の採用が必要
となり、デバイス面からは配線路の膜厚の増大が必要と
なるからである。とくに配線路の膜厚の増大につれて、
必要とされるゲート絶縁層の膜厚の増大は絶縁ゲ−ト型
トランジスタの性能指数の低下と、生産性の低下の観点
からはこれ以上は容認できない条件となってくる。However, with respect to lowering the resistance of the scanning line, the conventional improved example in which the constituent material of the scanning line is Ta or an alloy of Ta and Mo is insufficient. Lowering the resistance of the scanning lines becomes an essential design item as the screen size increases, but for that purpose, it is necessary to use a metal with lower resistance from the material side, and from the device side, it is necessary to increase the thickness of the wiring path. It is necessary. In particular, as the thickness of the wiring path increases,
The required increase in the thickness of the gate insulating layer becomes an unacceptable condition from the viewpoint of a decrease in the figure of merit of the insulated gate transistor and a decrease in the productivity.
【0019】そこで、一つの改善例として、走査線を低
抵抗のAl(アルミニウム)で構成することは当業者と
しては容易に着手し得ることである。なぜならばAlは
Taと同様に簡単に陽極酸化によって絶縁化することが
できるからである。しかしながら、従来のTaに変えて
Alを用いて走査線を構成し、その表面を陽極酸化によ
って絶縁化しようとすると以下に記載するようにいくつ
かの課題が存在することが判明した。Therefore, as one improvement example, it is easy for a person skilled in the art to easily form a scan line of low resistance Al (aluminum). This is because Al can be easily insulated by anodic oxidation like Ta. However, it has been found that there are some problems as described below when a scanning line is formed by using Al instead of the conventional Ta and the surface is to be insulated by anodic oxidation.
【0020】一つには0.1〜0.3μm程度の薄膜の
Alは、その多孔性のため加熱処理によって簡単に再結
晶化が進行し、その表面に凹凸が生じ易い。例えば走査
線を形成するための感光性樹脂のパターニング工程にお
ける高々150℃程度の種々の加熱処理によっても0.
05μm程度の凹凸が発生するし、また現像液がアルカ
リ性の場合には弱く食刻されて膜減りすることもあいま
って、凹凸の程度はさらに促進する。One reason is that, because of its porosity, Al in a thin film having a thickness of about 0.1 to 0.3 μm is easily recrystallized by a heat treatment, and irregularities are easily generated on the surface. For example, even when various heat treatments of at most about 150 ° C. are performed in a photosensitive resin patterning process for forming a scanning line, the photosensitive resin is kept at 0.1 mm.
Irregularities of about 05 μm are generated, and in the case where the developer is alkaline, the degree of the irregularities is further promoted in combination with weak etching and film reduction.
【0021】この結果として陽極酸化されて形成された
Al2O3膜の絶縁耐圧は20〜50%程度劣化する。絶
縁耐圧の低下を逃れるためには、加熱処理によって生じ
る凹凸の発生を抑制する必要があり、そのためには例え
ばAl中に数%以下の種々の添加材としてSiやTa等
の金属を混入する手段がある。しかしながら、この対策
は、添加材の増大につれて抵抗値が増大しかつ絶縁耐圧
も低下する副作用と、Alの食刻時に基板上に残る添加
剤の除去のための工程や耐薬品性向上のためのガラス基
板上への絶縁性薄膜の形成が必要となるなどの工業的に
は好ましからざる製造工程の増加が発生する。As a result, the dielectric breakdown voltage of the Al 2 O 3 film formed by anodizing is reduced by about 20 to 50%. In order to avoid a decrease in the dielectric strength, it is necessary to suppress the occurrence of irregularities caused by the heat treatment. For this purpose, for example, a means of mixing several percent or less of various additives such as Si or Ta into Al. There is. However, this countermeasure has the side effect that the resistance value increases and the dielectric strength decreases as the additive material increases, and the process for removing the additive remaining on the substrate at the time of etching Al and improving the chemical resistance. Industrially unfavorable increases in the number of manufacturing steps occur, such as the necessity of forming an insulating thin film on a glass substrate.
【0022】二つにはAlよりなる走査線自身への電気
的接続方法に、新たな課題が生じることである。例え
ば、上記した様に陽極酸化時に感光性樹脂を用いてAl
よりなる走査線の一部を保護しておいて、その後Al上
に形成されたSiNx等の絶縁層に開口部を設けてAl
を部分的に露出させようとすると、SiNxの形成温度
にもよるが、SiNxとAlとの反応により開口部内の
Alが少なからず消失してしまう(Alのヒロック発
生)。またSiNxの食刻にも高価なドライエッチング
装置を用いなければならない等の制約が発生し、工業的
には逆に不利となる。The second problem is that a new problem arises in a method of electrically connecting the scanning line itself made of Al. For example, as described above, a photosensitive resin is
A part of the scanning line is protected, and then an opening is formed in an insulating layer of SiNx or the like formed on Al to form an Al layer.
Is partially exposed, the reaction between SiNx and Al causes a considerable loss of Al in the opening (depending on the formation temperature of SiNx) (hillock formation of Al). In addition, restrictions such as the necessity of using an expensive dry etching apparatus for etching SiNx occur, which is industrially disadvantageous.
【0023】[0023]
【課題を解決するための手段】本発明は上記した現状に
鑑みなされたもので、Alよりなる走査線の表面を陽極
酸化するにあたり絶縁耐圧の低下をもたらさず、かつ走
査線への接続を容易ならしめるために、Al表面を保護
するための金属層またはシリサイド層を導入するもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above situation, and does not cause a decrease in dielectric strength when anodic oxidizing the surface of a scanning line made of Al and facilitates connection to the scanning line. In order to make it smooth, a metal layer or a silicide layer for protecting the Al surface is introduced.
【0024】[0024]
【作用】Alよりなる走査線表面を耐熱性のある金属層
またはシリサイド層で保護するために、パターニング工
程における加熱処理や現像液によってAl表面が再結晶
化して凹凸が発生することは抑制される。In order to protect the scanning line surface made of Al with a heat-resistant metal layer or a silicide layer, it is possible to prevent the Al surface from being recrystallized by a heat treatment or a developing solution in a patterning process, thereby causing irregularities. .
【0025】[0025]
【実施例】以下に本発明の詳細な実施例について説明す
る。なお便宜上同一の機能を有する部材については従来
例と同一の番号を付与する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Detailed embodiments of the present invention will be described below. For convenience, members having the same functions are given the same numbers as in the conventional example.
【0026】まず図1に示したように絶縁性基板、例え
ばガラス板2の一主面上に0.3μmの膜厚のAlと、
金属層として0.1μmの膜厚のCrをスパッタ等の真
空製膜装置で被着形成して30、31とする。上記製膜
は好ましくは連続的に処理すべきであるが、パーティク
ル発生や装置運用上の便宜からAlの製膜とCrの製膜
との間に洗浄工程が介在しても支障はない。First, as shown in FIG. 1, a 0.3 μm-thick Al film is formed on one main surface of an insulating substrate, for example, a glass plate 2.
As a metal layer, Cr having a thickness of 0.1 μm is deposited and formed by a vacuum film forming apparatus such as sputtering to obtain 30 or 31. The above film formation should preferably be performed continuously, but there is no problem even if a cleaning step is interposed between the Al film formation and the Cr film formation for the sake of particle generation and convenience in equipment operation.
【0027】続いて走査線のパターンに対応した感光性
樹脂パターン32を形成し、Cr層31とAl層30を
食刻し、図5に示したようにCrとAlの積層パターン
33を形成した後に感光性樹脂パターン32を除去す
る。Alの陽極酸化に先立ち、図5に示したように走査
線への接続部付近に感光性樹脂パターン34を形成し、
Al上のCrを選択的に除去してAlの露出部35を形
成した状態が図2の断面図に示されている。そして感光
性樹脂パターン34をマスクとしてAl層35を選択的
に陽極酸化し、その表面に0.15μmの膜厚のAl2
O3層36を形成させた状態が図3に示されている。陽
極酸化終了後、前記感光性樹脂パターン34を除去し、
従来例と同様にSiNx−a・Si−SiNxの3層堆
積を経て、図4と図6に示したように本発明による絶縁
ゲート型トランジスタを具備したマトリクス基板が完成
する。Next, the photosensitivity corresponding to the scanning line pattern
A resin pattern 32 is formed, the Cr layer 31 and the Al layer 30 are etched, and a photosensitive resin pattern 32 is removed after forming a laminated pattern 33 of Cr and Al as shown in FIG. Prior to the anodic oxidation of Al, as shown in FIG. 5, a photosensitive resin pattern 34 is formed near the connection to the scanning line,
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which Cr on Al is selectively removed to form an exposed portion 35 of Al. Then, the Al layer 35 is selectively anodized using the photosensitive resin pattern 34 as a mask, and a 0.15 μm-thick Al 2
FIG. 3 shows a state in which the O 3 layer 36 is formed. After the anodization is completed, the photosensitive resin pattern 34 is removed,
Through a three-layer deposition of SiNx-a.Si-SiNx in the same manner as in the conventional example, a matrix substrate having an insulated gate transistor according to the present invention is completed as shown in FIGS.
【0028】図6において、37はAl層35上で部分
的に形成されたCr層であり、38は陽極酸化するため
に基板の周辺にまで延長されている複数本のAl層35
を分離するための切断線を模式的に示したものである。
複数本のAl層35の分離に関しては、ゲート配線25
への接続のための開口部24の形成と同時に開口部39
を形成し、ソース・ドレイン配線26、27の形成後に
開口部39内のCrとAlを除去する方法も選択でき
る。またゲート配線25を使用せずに、大きな開口部2
4を形成して開口部24内に露出したCr層を先述した
走査線の電極端子6として用いることはデバイス設計上
の設計事項である。In FIG. 6, reference numeral 37 denotes a Cr layer partially formed on the Al layer 35; and 38, a plurality of Al layers 35 extended to the periphery of the substrate for anodic oxidation.
FIG. 3 schematically shows a cutting line for separating the two.
Regarding the separation of the plurality of Al layers 35, the gate wiring 25
The opening 39 is formed simultaneously with the formation of the opening 24 for connection to the
After the formation of the source / drain wirings 26 and 27, a method of removing Cr and Al in the opening 39 can also be selected. Further, the large opening 2 can be formed without using the gate wiring 25.
The use of the Cr layer exposed in the opening 24 for forming the electrode layer 4 as the electrode terminal 6 of the scanning line is a design matter in device design.
【0029】なお、金属層31、37としてCrを取り
上げたが、要はAlより耐熱性が高く、感光性樹脂のパ
ターニング工程において使用する薬品に侵されなければ
よいのであるからその選択の幅は広く、Ti、Ta、M
o等の金属が他に使用可能である。またMo、Ta、
W、Cr等の金属を含むシリサイドであっても何等支障
無いことは明かで、シリサイドを採用するとソース・ド
レイン配線26、27をマスクとしてエッチング・スト
ッパー層20上の不純物を含む非晶質シリコン層を選択
的に除去する工程でシリサイド層も同時に除去される特
性は、工業的には製造工程数の増大を回避する意味で望
ましい。Although Cr is used as the metal layers 31 and 37, it is important that the heat resistance is higher than that of Al and that the metal layers 31 and 37 are not affected by the chemical used in the patterning step of the photosensitive resin. Widely, Ti, Ta, M
Other metals such as o can be used. Mo, Ta,
It is clear that there is no problem even if silicide containing a metal such as W or Cr is used. When silicide is employed, an amorphous silicon layer containing impurities on the etching stopper layer 20 using the source / drain wirings 26 and 27 as a mask is used. The characteristic that the silicide layer is removed at the same time in the step of selectively removing is desirable industrially from the viewpoint of avoiding an increase in the number of manufacturing steps.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように本発明
によれば、低抵抗のAlよりなる走査線は陽極酸化処理
されるまで耐熱性の高い金属層またはシリサイド層で保
護されている。したがって表面の平滑度を高く保ったま
まで陽極酸化することが可能となり、形成された絶縁膜
であるAl2O3層の絶縁耐圧が高い、言い換えれば膜質
の優れた絶縁膜形成がなされるという効果を得ることが
出来る。また走査線上の他の絶縁膜を部分的に除去する
工程においても設備価格の廉価なウエット処理装置で弗
酸等の薬液を用いた処理が可能であり、工業的には設備
コストの低減が達成される。同様に走査線への電気信号
の供給に関し、接続端子として使用する時には金属層ま
たはシリサイド層でAlの表面がカバーされているた
め、傷つきにくくなっており、しかもAlと比較すると
化学的にも安定度が高く使いやすい等の優れた効果が得
られる。As is clear from the above description , the present invention
According to this, a scan line made of low-resistance Al is protected by a metal layer or a silicide layer having high heat resistance until it is anodized. Therefore, it is possible to perform anodic oxidation while keeping the surface smoothness high, and it is possible to form an insulating film having a high withstand voltage of the Al 2 O 3 layer as the formed insulating film, in other words, to form an insulating film having excellent film quality. Can get
I can do it. Also, in the process of partially removing other insulating films on the scanning lines, processing using chemicals such as hydrofluoric acid is possible with an inexpensive wet processing equipment, which reduces the equipment cost industrially. Is done. Similarly, regarding the supply of electrical signals to the scanning lines, when used as connection terminals, the metal surface or the silicide layer covers the surface of Al, making it hard to be damaged and chemically stable compared to Al Excellent effects such as high degree of use and easy use are obtained.
【図1】本発明のマトリクス基板の一実施例の製造工程
におけるアルミニウム層、金属層及び感光性樹脂の被着
形成工程の説明図FIG. 1 is an explanatory diagram of a process of forming an aluminum layer, a metal layer, and a photosensitive resin in a manufacturing process of one embodiment of a matrix substrate of the present invention.
【図2】同実施例基板の製造工程におけるアルミニウム
層と金属層の選択的形成並びに金属層の部分選択的除去
工程の説明図FIG. 2 is an explanatory view of a step of selectively forming an aluminum layer and a metal layer and a step of selectively removing a metal layer in a manufacturing process of the substrate of the embodiment.
【図3】同実施例基板の製造工程におけるアルミニウム
層の選択的酸化工程の説明図FIG. 3 is an explanatory view of a step of selectively oxidizing an aluminum layer in a manufacturing process of the substrate of the example.
【図4】同実施例基板の製造工程における、絶縁ゲート
形トランジスタの形成工程の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of a process of forming an insulated gate transistor in a process of manufacturing the substrate of the example.
【図5】図2に示す工程における平面図FIG. 5 is a plan view of the step shown in FIG. 2;
【図6】同実施例基板に形成された絶縁ゲート型トラン
ジスタ部の平面図FIG. 6 is a plan view of an insulated gate transistor portion formed on the substrate of the example.
【図7】液晶パネルの実装状態を示す外観図FIG. 7 is an external view showing a mounted state of a liquid crystal panel.
【図8】アクティブ型の液晶パネルの等価回路図FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of an active liquid crystal panel.
【図9】従来の液晶パネルにおける絶縁ゲート型トラン
ジスタの平面図FIG. 9 is a plan view of an insulated gate transistor in a conventional liquid crystal panel.
【図10】従来の液晶パネルにおける絶縁ゲート型トラ
ンジスタの平面図FIG. 10 is a plan view of an insulated gate transistor in a conventional liquid crystal panel.
【図11】従来の液晶パネルにおける絶縁ゲート型トラ
ンジスタの断面図FIG. 11 is a sectional view of an insulated gate transistor in a conventional liquid crystal panel.
【図12】従来の液晶パネルにおける絶縁ゲート型トラ
ンジスタの断面図FIG. 12 is a sectional view of an insulated gate transistor in a conventional liquid crystal panel.
【図13】従来の他の絶縁ゲ−ト型トランジスタの断面
図FIG. 13 is a cross-sectional view of another conventional insulated gate transistor.
1 液晶パネル 2 (アクティブ)マトリクス基板 3 半導体チップ 4 接続フィルム 5、6 信号線と走査線の(接続)電極端子 9 カラ−フィルタ 10 絶縁ゲ−ト型トランジスタ 11 走査線 12 信号線 13 液晶セル 20 (エッチング・ストッパー用)SiNx層 21 不純物を含む非晶質シリコン層 22 不純物を含まない非晶質シリコン層 23 (SiNxの)ゲート絶縁層 25 ゲート配線 26、27 ソース・ドレイン配線 28 Ta2O5層 30、35 Al層 31、37 金属層またはシリサイド層 32、34 感光性樹脂パターン 33 積層パターン、36−Al2O3層 38 切断線 39 開口部REFERENCE SIGNS LIST 1 liquid crystal panel 2 (active) matrix substrate 3 semiconductor chip 4 connection film 5, 6 (connection) electrode terminal of signal line and scanning line 9 color filter 10 insulating gate type transistor 11 scanning line 12 signal line 13 liquid crystal cell 20 (For etching stopper) SiNx layer 21 Amorphous silicon layer containing impurities 22 Amorphous silicon layer containing no impurities 23 Gate insulating layer (of SiNx) 25 Gate wiring 26, 27 Source / drain wiring 28 Ta 2 O 5 Layer 30, 35 Al layer 31, 37 Metal layer or silicide layer 32, 34 Photosensitive resin pattern 33 Laminated pattern, 36-Al 2 O 3 layer 38 Cutting line 39 Opening
Claims (2)
れたアルミニウム層よりなる走査線が形成され、絶縁層
または絶縁層と半導体層とを介して前記走査線と直交す
る信号線が形成されるマトリクス基板において、画像表
示部外の領域で前記アルミニウム層の一部上に形成され
た前記アルミニウム層の幅と同一幅の金属層またはシリ
サイド層を前記走査線への電気信号の接続点としたマト
リクス基板。A signal line formed on one main surface of an insulating substrate and formed of an aluminum layer having an anodized surface, and intersecting with the scanning line through an insulating layer or an insulating layer and a semiconductor layer. Image table on the matrix substrate on which
A matrix having a metal layer or a silicide layer having the same width as the width of the aluminum layer formed on a part of the aluminum layer in a region outside the indicated portion as a connection point of an electric signal to the scanning line . substrate.
金属層またはシリサイド層とを連続的に被着形成する工
程と、第1の感光性樹脂パターンを用いて前記アルミニ
ウム層と金属層またはシリサイド層とよりなる走査線の
積層パターンを選択的に形成する工程と、前記積層パタ
ーンの一部を含んで第2の感光性樹脂パターンを選択的
に形成する工程と、前記第2の感光性樹脂パターンをマ
スクとして前記金属層またはシリサイド層を選択的に除
去して前記アルミニウム層を選択的に露出する工程と、
前記第2の感光性樹脂パターンをマスクとして前記アル
ミニウム層を選択的に陽極酸化する工程と、前記第2の
感光性樹脂パターンの除去後に絶縁層および半導体層の
被着形成と選択的パターン形成により絶縁ゲート型トラ
ンジスタを形成する工程と、前記金属層またはシリサイ
ド層上の絶縁層に走査線のための外部端子接続用の開口
部を形成する工程と、前記走査線上に絶縁層または絶縁
層と半導体層とを介して前記走査線と直交する信号線を
形成する工程とを有するマトリクス基板の製造方法。2. A step of continuously depositing and forming an aluminum layer and a metal layer or a silicide layer on one main surface of an insulating substrate, and using a first photosensitive resin pattern to form the aluminum layer and the metal layer. or selectively forming a <br/> stacked pattern of more becomes scan line the silicide layer, selectively a second photosensitive resin pattern comprising a portion of the stacked pattern
Forming, during the second photosensitive resin pattern
A step of selectively exposing the aluminum layer by selectively removing the metal layer or a silicide layer as a disk,
Selectively anodizing the aluminum layer using the second photosensitive resin pattern as a mask, and forming and selecting an insulating layer and a semiconductor layer after removing the second photosensitive resin pattern. manner by patterning and forming an insulated gate tiger <br/> Njisuta, forming an opening for external terminal connection for the scan lines in the insulating layer on the metal layer or a silicide layer, the scanning Insulation layer or insulation on wire
A signal line orthogonal to the scanning line via a layer and a semiconductor layer.
Forming a matrix substrate.
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