JP3403949B2 - 薄膜トランジスタ及び液晶表示装置、ならびに薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents
薄膜トランジスタ及び液晶表示装置、ならびに薄膜トランジスタの製造方法Info
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は配線の密着性を向上
させた薄膜トランジスタ及び液晶表示装置に関する。
させた薄膜トランジスタ及び液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、アクティブマトリクス
基板と対向基板の間に液晶層を介在させて、液晶層に対
する印加電圧を切り替えて表示をおこうものである。図
２に薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと略称する）を備え
たアクティブマトリクス基板の構成の一例を示す。ここ
ではマトリクス状にスイッチング素子であるＴＦＴ２１
及び絵素容量２２が形成される。ゲート信号線２３はＴ
ＦＴ２１のゲート電極に接続され、ゲート電極に入力さ
れる信号によってＴＦＴ２１が駆動される。ソース信号
線２４はＴＦＴ２１のソース電極に接続され、ビデオ信
号が入力される。ＴＦＴ２１のドレイン電極には絵素容
量２２の一方の端子が接続される。絵素容量２２のもう
一方の端子は、対向基板上の対向電極に接続される。
基板と対向基板の間に液晶層を介在させて、液晶層に対
する印加電圧を切り替えて表示をおこうものである。図
２に薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと略称する）を備え
たアクティブマトリクス基板の構成の一例を示す。ここ
ではマトリクス状にスイッチング素子であるＴＦＴ２１
及び絵素容量２２が形成される。ゲート信号線２３はＴ
ＦＴ２１のゲート電極に接続され、ゲート電極に入力さ
れる信号によってＴＦＴ２１が駆動される。ソース信号
線２４はＴＦＴ２１のソース電極に接続され、ビデオ信
号が入力される。ＴＦＴ２１のドレイン電極には絵素容
量２２の一方の端子が接続される。絵素容量２２のもう
一方の端子は、対向基板上の対向電極に接続される。
【０００３】このアクティブマトリクス基板の平面構造
を図３に、断面構造を図１に示す。透明絶縁性基板１上
には、ゲート電極及びゲート信号線２、ゲート絶縁膜
３、半導体層４、ソース電極５及びドレイン電極６とな
るｎ+−Ｓｉ層と、ソース信号線８及びドレイン引き出
し電極７、層間絶縁膜９、絵素電極１０の順に形成され
ている。液晶表示装置の大型・高精細化にはゲート信号
線２及びソース信号線８の低抵抗化が必須であり、アル
ミニウムのような低抵抗で且つ加工しやすい金属が用い
られている。
を図３に、断面構造を図１に示す。透明絶縁性基板１上
には、ゲート電極及びゲート信号線２、ゲート絶縁膜
３、半導体層４、ソース電極５及びドレイン電極６とな
るｎ+−Ｓｉ層と、ソース信号線８及びドレイン引き出
し電極７、層間絶縁膜９、絵素電極１０の順に形成され
ている。液晶表示装置の大型・高精細化にはゲート信号
線２及びソース信号線８の低抵抗化が必須であり、アル
ミニウムのような低抵抗で且つ加工しやすい金属が用い
られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】アルミニウムは配線材
料として多く用いられるが、配線形成後の熱プロセスに
よりヒロックを形成し、上層に形成される絶縁膜等を突
き破り、リーク不良を引き起こすことがある。このよう
なヒロックの防止対策として、特開平６−１４８６８３
号公報、特開平７−１２８６７６号公報、特開平５−１
５８０７２号公報の様にアルミニウムより高融点の金属
をアルミニウムの上層に形成することで解決できること
が知られている。また、特開平６−１０４４３７号公報
の様にアルミニウム表面を陽極酸化させることによりヒ
ロックを防止できることが知られている。
料として多く用いられるが、配線形成後の熱プロセスに
よりヒロックを形成し、上層に形成される絶縁膜等を突
き破り、リーク不良を引き起こすことがある。このよう
なヒロックの防止対策として、特開平６−１４８６８３
号公報、特開平７−１２８６７６号公報、特開平５−１
５８０７２号公報の様にアルミニウムより高融点の金属
をアルミニウムの上層に形成することで解決できること
が知られている。また、特開平６−１０４４３７号公報
の様にアルミニウム表面を陽極酸化させることによりヒ
ロックを防止できることが知られている。
【０００５】また、特開平９−１５３６２３号公報では
アルミニウムを中間に配置し、上下に高融点金属膜を形
成することにより、ヒロック及びボイドを同時に防止で
きることが知られている。上述のようにアルミニウムと
高融点金属の積層構造によりヒロックが防止できるが、
安価で性能の優れた液晶表示装置を作成する上では、製
造工程を簡略化させる必要があり、チタニウムやモリブ
デンのようにアルミニウムと同時にバターニングするこ
とのできる高融点材料の使用が望ましく、特にチタニウ
ムは電食に強い材料として液晶表示装置のゲート信号線
２として上層２ｃにチタニウム、中間層２ｂにアルミニ
ウム、下層２ａにチタニウムの３層構造で用いることが
ある。
アルミニウムを中間に配置し、上下に高融点金属膜を形
成することにより、ヒロック及びボイドを同時に防止で
きることが知られている。上述のようにアルミニウムと
高融点金属の積層構造によりヒロックが防止できるが、
安価で性能の優れた液晶表示装置を作成する上では、製
造工程を簡略化させる必要があり、チタニウムやモリブ
デンのようにアルミニウムと同時にバターニングするこ
とのできる高融点材料の使用が望ましく、特にチタニウ
ムは電食に強い材料として液晶表示装置のゲート信号線
２として上層２ｃにチタニウム、中間層２ｂにアルミニ
ウム、下層２ａにチタニウムの３層構造で用いることが
ある。
【０００６】このゲート信号線２の上層にゲート絶縁膜
３となる窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法により成膜
し、更に半導体膜４、ソース電極５、ソース信号線８を
形成して行くことにより、アクティブマトリクス基板が
作成される。しかしながら、ゲート信号線２の上層２ｃ
のチタニウム膜とゲート絶縁膜３としてチタニウム膜上
に形成される窒化シリコン膜とは密着性が弱く、その後
の工程で膜剥がれを引き起こし、歩留りを低下させるこ
とがあった。また、ソース信号線８に前記ゲート信号線
２の配線構造を適用した場合にも、ソース信号線８上に
形成される窒化シリコン膜からなる層間絶縁膜９に対し
ても同様の問題があった。
３となる窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤ法により成膜
し、更に半導体膜４、ソース電極５、ソース信号線８を
形成して行くことにより、アクティブマトリクス基板が
作成される。しかしながら、ゲート信号線２の上層２ｃ
のチタニウム膜とゲート絶縁膜３としてチタニウム膜上
に形成される窒化シリコン膜とは密着性が弱く、その後
の工程で膜剥がれを引き起こし、歩留りを低下させるこ
とがあった。また、ソース信号線８に前記ゲート信号線
２の配線構造を適用した場合にも、ソース信号線８上に
形成される窒化シリコン膜からなる層間絶縁膜９に対し
ても同様の問題があった。
【０００７】本発明の目的はチタニウム膜上の窒化シリ
コン膜の密着性を向上させ、安価でかつ表示品位の優れ
た液晶表示装置を提供することにある。
コン膜の密着性を向上させ、安価でかつ表示品位の優れ
た液晶表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ゲート信号線と、該ゲート信号線上に形成されたゲ
ート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に形成された半導体
層、ソース信号線及びドレイン引き出し電極とを備えた
薄膜トランジスタにおいて、前記ゲート信号線がアルミ
ニウム膜又はアルミニウムを主体としたアルミニウム合
金膜からなり、前記ゲート絶縁膜が窒化シリコン膜から
なり、前記ゲート信号線と前記ゲート絶縁膜の間にそれ
ぞれの膜と接するように窒素を含有する比抵抗２００μ
Ωｃｍ以上のチタニウム膜が形成されていることを特徴
とする。
は、ゲート信号線と、該ゲート信号線上に形成されたゲ
ート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に形成された半導体
層、ソース信号線及びドレイン引き出し電極とを備えた
薄膜トランジスタにおいて、前記ゲート信号線がアルミ
ニウム膜又はアルミニウムを主体としたアルミニウム合
金膜からなり、前記ゲート絶縁膜が窒化シリコン膜から
なり、前記ゲート信号線と前記ゲート絶縁膜の間にそれ
ぞれの膜と接するように窒素を含有する比抵抗２００μ
Ωｃｍ以上のチタニウム膜が形成されていることを特徴
とする。
【０００９】請求項２に記載の発明は、ゲート信号線
と、該ゲート信号線上に形成されたゲート絶縁膜と、該
ゲート絶縁膜上に形成された半導体層、ソース信号線及
びドレイン引き出し電極と、該ソース信号線上に形成さ
れた層間絶縁膜とを備えた薄膜トランジスタにおいて、
前記ソース信号線がアルミニウム膜又はアルミニウムを
主体としたアルミニウム合金膜からなり、前記層間絶縁
膜が窒化シリコン膜からなり、前記ソース信号線と前記
層間絶縁膜の間にそれぞれの膜と接するように窒素を含
有する比抵抗２００μΩｃｍ以上のチタニウム膜が形成
されていることを特徴とする。
と、該ゲート信号線上に形成されたゲート絶縁膜と、該
ゲート絶縁膜上に形成された半導体層、ソース信号線及
びドレイン引き出し電極と、該ソース信号線上に形成さ
れた層間絶縁膜とを備えた薄膜トランジスタにおいて、
前記ソース信号線がアルミニウム膜又はアルミニウムを
主体としたアルミニウム合金膜からなり、前記層間絶縁
膜が窒化シリコン膜からなり、前記ソース信号線と前記
層間絶縁膜の間にそれぞれの膜と接するように窒素を含
有する比抵抗２００μΩｃｍ以上のチタニウム膜が形成
されていることを特徴とする。
【００１０】請求項３に記載の発明は、前記ゲート信号
線がアルミニウム膜からなり、該アルミニウム膜の下に
チタニウム膜を形成することを特徴とする。
線がアルミニウム膜からなり、該アルミニウム膜の下に
チタニウム膜を形成することを特徴とする。
【００１１】請求項４に記載の発明は、前記ソース信号
線がアルミニウム膜からなり、該アルミニウム膜の下に
チタニウム膜を形成することを特徴とする。 請求項５に
記載の発明は、ゲート信号線と、該ゲート信号線上に形
成されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に形成され
た半導体層、ソース信号線及びドレイン引き出し電極と
を備えた薄膜トランジスタを有する液晶表示装置におい
て、前記ゲート信号線がアルミニウム膜又はアルミニウ
ムを主体としたアルミニウム合金膜からなり、前記ゲー
ト絶縁膜が窒化シリコン膜からなり、前記ゲート信号線
と前記ゲート絶縁膜の間にそれぞれの膜と接するように
窒素を含有する比抵抗２００μΩｃｍ以上のチタニウム
膜が形成されていることを特徴とする。
線がアルミニウム膜からなり、該アルミニウム膜の下に
チタニウム膜を形成することを特徴とする。 請求項５に
記載の発明は、ゲート信号線と、該ゲート信号線上に形
成されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に形成され
た半導体層、ソース信号線及びドレイン引き出し電極と
を備えた薄膜トランジスタを有する液晶表示装置におい
て、前記ゲート信号線がアルミニウム膜又はアルミニウ
ムを主体としたアルミニウム合金膜からなり、前記ゲー
ト絶縁膜が窒化シリコン膜からなり、前記ゲート信号線
と前記ゲート絶縁膜の間にそれぞれの膜と接するように
窒素を含有する比抵抗２００μΩｃｍ以上のチタニウム
膜が形成されていることを特徴とする。
【００１２】請求項６に記載の発明は、ゲート信号線
と、該ゲート信号線上に形成されたゲート絶縁膜と、該
ゲート絶縁膜上に形成された半導体層、ソース信号線及
びドレイン引き出し電極と、該ソース信号線上に形成さ
れた層間絶縁膜とを備えた薄膜トランジスタを有する液
晶表示装置において、前記ソース信号線がアルミニウム
膜又はアルミニウムを主体としたアルミニウム合金膜か
らなり、前記層間絶縁膜が窒化シリコン膜からなり、前
記ソース信号線と前記層間絶縁膜の間にそれぞれの膜と
接するように窒素を含有する比抵抗２００μΩｃｍ以上
のチタニウム膜が形成されていることを特徴とする。請
求項７に記載の発明は、ゲート信号線と、該ゲート信号
線上に形成されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に
形成された半導体層、ソース信号線及びドレイン引き出
し電極とを備えた薄膜トランジスタの製造方法におい
て、スパッタ法を用いてアルミニウム膜、窒素を含有し
たチタニウム膜を順に積層し、フォトリソ・ドライエッ
チング技術を用いて前記ゲート信号線を形成する工程
と、少なくとも前記ゲート信号線の上に前記ゲート絶縁
膜となる窒化シリコン膜を成膜する工程とを有し、前記
窒素を含有したチタニウム膜が、反応性スパッタ法を用
いて窒素分圧比をパラメータとして、比抵抗２００μΩ
ｃｍ以上となるように成膜されることを特徴とする。請
求項８に記載の発明は、ゲート信号線と、該ゲート信号
線上に形成されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に
形成された半導体層、ソース信号線及びドレイン引き出
し電極とを備えた薄膜トランジスタの製造方法におい
て、スパッタ法を用いてチタニウム膜、アルミニウム
膜、窒素を含有したチタニウム膜を順に積層し、フォト
リソ・ドライエッチング技術を用いて前記ゲート信号線
を形成する工程と、少なくとも前記ゲート信号線の上に
前記ゲート絶縁膜となる窒化シリコン膜を成膜する工程
とを有し、前記窒素を含有したチタニウム膜が、反応性
スパッタ法を用いて窒素分圧比をパラメータとして、比
抵抗２００μΩｃｍ以上となるように成膜されることを
特徴とする。請求項９に記載の発明は、ゲート信号線
と、該ゲート信号線上に形成されたゲート絶縁膜と、該
ゲート絶縁膜上に形成された半導体層、ソース信号線及
びドレイン引き出し電極と、該ソース信号線上に形成さ
れた層間絶縁膜とを備えた薄膜トランジスタの製造方法
において、スパッタ法を用いてアルミニウム膜、窒素を
含有したチタニウム膜を順に積層し、フォトリソ・ドラ
イエッチング技術を用いて前記ソース信号線を形成する
工程と、少なくとも前記ソース信号線の上に前記層間絶
縁膜となる窒化シリコン膜を成膜する工程とを有し、前
記窒素を含有したチタニウム膜が、反応性スパッタ法を
用いて窒素分圧比をパラメータとして、比抵抗２００μ
Ωｃｍ以上となるように成膜されることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、ゲート信号線と、該ゲート
信号線上に形成されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜
上に形成された半導体層、ソース信号線及びドレイン引
き出し電極と、該ソース信号線上に形成された層間絶縁
膜とを備えた薄膜トランジスタの製造方法において、ス
パッタ法を用いてチタニウム膜、アルミニウム膜、窒素
を含有したチタニウム膜を順に積層し、フォトリソ・ド
ライエッチング技術を用いて前記ソース信号線を形成す
る工程と、少なくとも前記ソース信号線の上に前記層間
絶縁膜となる窒化シリコン膜を成膜する工程とを有し、
前記窒素を含有したチタニウム膜が、反応性スパッタ法
を用いて窒素分圧比をパラメータとして、比抵抗２００
μΩｃｍ以上となるように成膜されることを特徴とす
る。
と、該ゲート信号線上に形成されたゲート絶縁膜と、該
ゲート絶縁膜上に形成された半導体層、ソース信号線及
びドレイン引き出し電極と、該ソース信号線上に形成さ
れた層間絶縁膜とを備えた薄膜トランジスタを有する液
晶表示装置において、前記ソース信号線がアルミニウム
膜又はアルミニウムを主体としたアルミニウム合金膜か
らなり、前記層間絶縁膜が窒化シリコン膜からなり、前
記ソース信号線と前記層間絶縁膜の間にそれぞれの膜と
接するように窒素を含有する比抵抗２００μΩｃｍ以上
のチタニウム膜が形成されていることを特徴とする。請
求項７に記載の発明は、ゲート信号線と、該ゲート信号
線上に形成されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に
形成された半導体層、ソース信号線及びドレイン引き出
し電極とを備えた薄膜トランジスタの製造方法におい
て、スパッタ法を用いてアルミニウム膜、窒素を含有し
たチタニウム膜を順に積層し、フォトリソ・ドライエッ
チング技術を用いて前記ゲート信号線を形成する工程
と、少なくとも前記ゲート信号線の上に前記ゲート絶縁
膜となる窒化シリコン膜を成膜する工程とを有し、前記
窒素を含有したチタニウム膜が、反応性スパッタ法を用
いて窒素分圧比をパラメータとして、比抵抗２００μΩ
ｃｍ以上となるように成膜されることを特徴とする。請
求項８に記載の発明は、ゲート信号線と、該ゲート信号
線上に形成されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に
形成された半導体層、ソース信号線及びドレイン引き出
し電極とを備えた薄膜トランジスタの製造方法におい
て、スパッタ法を用いてチタニウム膜、アルミニウム
膜、窒素を含有したチタニウム膜を順に積層し、フォト
リソ・ドライエッチング技術を用いて前記ゲート信号線
を形成する工程と、少なくとも前記ゲート信号線の上に
前記ゲート絶縁膜となる窒化シリコン膜を成膜する工程
とを有し、前記窒素を含有したチタニウム膜が、反応性
スパッタ法を用いて窒素分圧比をパラメータとして、比
抵抗２００μΩｃｍ以上となるように成膜されることを
特徴とする。請求項９に記載の発明は、ゲート信号線
と、該ゲート信号線上に形成されたゲート絶縁膜と、該
ゲート絶縁膜上に形成された半導体層、ソース信号線及
びドレイン引き出し電極と、該ソース信号線上に形成さ
れた層間絶縁膜とを備えた薄膜トランジスタの製造方法
において、スパッタ法を用いてアルミニウム膜、窒素を
含有したチタニウム膜を順に積層し、フォトリソ・ドラ
イエッチング技術を用いて前記ソース信号線を形成する
工程と、少なくとも前記ソース信号線の上に前記層間絶
縁膜となる窒化シリコン膜を成膜する工程とを有し、前
記窒素を含有したチタニウム膜が、反応性スパッタ法を
用いて窒素分圧比をパラメータとして、比抵抗２００μ
Ωｃｍ以上となるように成膜されることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、ゲート信号線と、該ゲート
信号線上に形成されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜
上に形成された半導体層、ソース信号線及びドレイン引
き出し電極と、該ソース信号線上に形成された層間絶縁
膜とを備えた薄膜トランジスタの製造方法において、ス
パッタ法を用いてチタニウム膜、アルミニウム膜、窒素
を含有したチタニウム膜を順に積層し、フォトリソ・ド
ライエッチング技術を用いて前記ソース信号線を形成す
る工程と、少なくとも前記ソース信号線の上に前記層間
絶縁膜となる窒化シリコン膜を成膜する工程とを有し、
前記窒素を含有したチタニウム膜が、反応性スパッタ法
を用いて窒素分圧比をパラメータとして、比抵抗２００
μΩｃｍ以上となるように成膜されることを特徴とす
る。
【００１３】以下に本発明による作用について説明す
る。本発明によれば、ゲート絶縁膜または層間絶縁膜と
して形成した窒化シリコン膜の下層に位置するゲート信
号線またはソース信号線を、上層に窒素を含有する比抵
抗２００μΩｃｍ以上のチタニウム膜、下層をアルミニ
ウム膜またはアルミニウムを主体としたアルミニウム合
金膜の積層構造とすることにより、上層をチタニウム膜
とした場合に比べ、窒化シリコン膜との密着性を向上す
ることができ、その後の工程での膜剥がれを防止し、歩
留りを安定化させることができる。
る。本発明によれば、ゲート絶縁膜または層間絶縁膜と
して形成した窒化シリコン膜の下層に位置するゲート信
号線またはソース信号線を、上層に窒素を含有する比抵
抗２００μΩｃｍ以上のチタニウム膜、下層をアルミニ
ウム膜またはアルミニウムを主体としたアルミニウム合
金膜の積層構造とすることにより、上層をチタニウム膜
とした場合に比べ、窒化シリコン膜との密着性を向上す
ることができ、その後の工程での膜剥がれを防止し、歩
留りを安定化させることができる。
【００１４】また、Ａｌの下層にＴｉを形成するとＴｉ
の上に形成されるＡｌはＡｌ＜１００＞配向となり低抵
抗の配線が得られる。また、ＴｉはＴｉＮに比べて成膜
速度が早いため、ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮ膜を形成するよ
りも薄膜形成時間が短縮できる。
の上に形成されるＡｌはＡｌ＜１００＞配向となり低抵
抗の配線が得られる。また、ＴｉはＴｉＮに比べて成膜
速度が早いため、ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮ膜を形成するよ
りも薄膜形成時間が短縮できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は液晶表示装置を構成するア
クティブマトリクス基板の断面構成である。アクティブ
マトリクス基板の作成方法は、透明絶縁性基板１上にス
バッタ法を用いて下層２ａにチタニウム膜、中間層２ｂ
にアルミニウム膜、上層２ｃに窒素を含有したチタニウ
ム膜を順にそれぞれ３０ｎｍ、１００ｍｍ、５０ｎｍ積
層し、フォトリソ・ドライエッチ技術を用いて、ゲート
電極及びゲート信号線２を形成した。その上にゲート絶
縁膜３となる窒化シリコン窒化膜を４００ｎｍ、半導体
層４となるアモルファスシリコン膜を１３０ｎｍ、ソー
ス電極５及びドレイン電極６となるｎ+アモルファスシ
リコン層を４０ｎｍ、それぞれプラズマＣＶＤ法により
連続成膜し、フォトリソ・ドライエッチング技術を用い
て半導体層４、ソース電極５及びドレイン電極６のパタ
ーンを形成した。
クティブマトリクス基板の断面構成である。アクティブ
マトリクス基板の作成方法は、透明絶縁性基板１上にス
バッタ法を用いて下層２ａにチタニウム膜、中間層２ｂ
にアルミニウム膜、上層２ｃに窒素を含有したチタニウ
ム膜を順にそれぞれ３０ｎｍ、１００ｍｍ、５０ｎｍ積
層し、フォトリソ・ドライエッチ技術を用いて、ゲート
電極及びゲート信号線２を形成した。その上にゲート絶
縁膜３となる窒化シリコン窒化膜を４００ｎｍ、半導体
層４となるアモルファスシリコン膜を１３０ｎｍ、ソー
ス電極５及びドレイン電極６となるｎ+アモルファスシ
リコン層を４０ｎｍ、それぞれプラズマＣＶＤ法により
連続成膜し、フォトリソ・ドライエッチング技術を用い
て半導体層４、ソース電極５及びドレイン電極６のパタ
ーンを形成した。
【００１６】次にスパッタ法を用いて下層８ａにチタニ
ウム膜、中間層８ｂにアルミニウム膜、上層８ｃに窒素
を含有したチタニウム膜を順にそれぞれ３０ｎｍ、１０
０ｎｍ、５０ｎｍ積層し、フォトリソ・ドライエッチ技
術を用いて、ソース信号線８及びドレイン引き出し電極
７を形成した。その上に層間絶縁膜８となる窒化シリコ
ン膜をプラズマＣＶＤ法により３０ｎｍ成膜し、ドレイ
ン引き出し電極７上に絵素電極９と電気的に接続する為
のコンタクトホールを形成し、さらに絵素電極９となる
透明導電膜（ＩＴＯ）をスパッタ法により１００ｎｍ成
膜し、バターニングする。
ウム膜、中間層８ｂにアルミニウム膜、上層８ｃに窒素
を含有したチタニウム膜を順にそれぞれ３０ｎｍ、１０
０ｎｍ、５０ｎｍ積層し、フォトリソ・ドライエッチ技
術を用いて、ソース信号線８及びドレイン引き出し電極
７を形成した。その上に層間絶縁膜８となる窒化シリコ
ン膜をプラズマＣＶＤ法により３０ｎｍ成膜し、ドレイ
ン引き出し電極７上に絵素電極９と電気的に接続する為
のコンタクトホールを形成し、さらに絵素電極９となる
透明導電膜（ＩＴＯ）をスパッタ法により１００ｎｍ成
膜し、バターニングする。
【００１７】本実施形態では、窒化シリコン膜からなる
ゲート絶縁膜３の下層に窒素を含有するチタニウム膜か
らなるゲート信号線の上層２ｃ、その下層にアルミニウ
ム膜からなるゲート信号線の中間層２ｂとすることによ
り、ゲート信号線の上層２ｃ表面の自然酸化を防止し、
窒化シリコン膜からなるゲート絶縁膜３との密着性を向
上させ、その後の工程での膜剥がれを防止し、歩留りを
安定化させることができ、安価でかつ表示品位の優れた
液晶表示装置を提供することができた。
ゲート絶縁膜３の下層に窒素を含有するチタニウム膜か
らなるゲート信号線の上層２ｃ、その下層にアルミニウ
ム膜からなるゲート信号線の中間層２ｂとすることによ
り、ゲート信号線の上層２ｃ表面の自然酸化を防止し、
窒化シリコン膜からなるゲート絶縁膜３との密着性を向
上させ、その後の工程での膜剥がれを防止し、歩留りを
安定化させることができ、安価でかつ表示品位の優れた
液晶表示装置を提供することができた。
【００１８】ここで、ゲート信号線の上層２ｃの窒素を
含有するチタニウム膜を反応性スバッタ法を用いて窒素
分圧比をパラメータとして成膜した結果を表１に示す。
スパック条件は基板温度を１５０℃、ガス圧を０．８Ｐ
ａ、投入電力３０ｋＷで行った。ＴｉＮの比抵抗は窒素
分圧比６０％で飽和しており、窒素分圧比が４０％以上
で窒化シリコン膜との密着性が向上され、窒素分圧比６
０％以上で十分な密着性が得られた。窒素分圧比を上げ
過ぎると成膜速度が低下するため、窒素分圧比６０％か
ら８０％の間で成膜したチタニウム膜が窒化シリコン膜
との良好な密着性と生産効率が得られる。
含有するチタニウム膜を反応性スバッタ法を用いて窒素
分圧比をパラメータとして成膜した結果を表１に示す。
スパック条件は基板温度を１５０℃、ガス圧を０．８Ｐ
ａ、投入電力３０ｋＷで行った。ＴｉＮの比抵抗は窒素
分圧比６０％で飽和しており、窒素分圧比が４０％以上
で窒化シリコン膜との密着性が向上され、窒素分圧比６
０％以上で十分な密着性が得られた。窒素分圧比を上げ
過ぎると成膜速度が低下するため、窒素分圧比６０％か
ら８０％の間で成膜したチタニウム膜が窒化シリコン膜
との良好な密着性と生産効率が得られる。
【００１９】
【表１】
【００２０】図４にＴｉに窒素ドープする場合の窒素分
圧と比抵抗の関係を示す。ＴｉＮの比抵抗が１７０μΩ
ｃｍ以上であれば密着性が向上し、ＴｉＮの比抵抗が２
００μΩｃｍ以上であれば安定して窒化シリコン膜との
良好な密着性が得られる。
圧と比抵抗の関係を示す。ＴｉＮの比抵抗が１７０μΩ
ｃｍ以上であれば密着性が向上し、ＴｉＮの比抵抗が２
００μΩｃｍ以上であれば安定して窒化シリコン膜との
良好な密着性が得られる。
【００２１】ゲート信号線の中間層２ｂであるＡｌの下
層にＴｉを形成するとＴｉの上に形成されるＡｌはＡｌ
＜１００＞配向となり低抵抗の配線が得られる。また、
ＴｉはＴｉＮに比べて成膜速度が早いため、ＴｉＮ／Ａ
ｌ／ＴｉＮ膜を形成するよりも薄膜形成時間が短縮でき
る。
層にＴｉを形成するとＴｉの上に形成されるＡｌはＡｌ
＜１００＞配向となり低抵抗の配線が得られる。また、
ＴｉはＴｉＮに比べて成膜速度が早いため、ＴｉＮ／Ａ
ｌ／ＴｉＮ膜を形成するよりも薄膜形成時間が短縮でき
る。
【００２２】また、ソース信号線、ドレイン引き出し電
極７を上述したようにゲート電極及びゲート信号線２と
同じ構造とすることにより、窒化シリコン膜で形成され
た層間絶縁膜８との密着性を向上させることができた。
本実施形態においては、ゲート電極及びゲート信号線
２、ソース信号線、ソース、ドレイン引き出し電極７の
３層積層膜の中間層にアルミニウム膜を使用したが、更
に信頼性を向上させる目的でアルミニウムを主体とした
アルミニウム合金膜を使用してもよい。
極７を上述したようにゲート電極及びゲート信号線２と
同じ構造とすることにより、窒化シリコン膜で形成され
た層間絶縁膜８との密着性を向上させることができた。
本実施形態においては、ゲート電極及びゲート信号線
２、ソース信号線、ソース、ドレイン引き出し電極７の
３層積層膜の中間層にアルミニウム膜を使用したが、更
に信頼性を向上させる目的でアルミニウムを主体とした
アルミニウム合金膜を使用してもよい。
【００２３】本実施形態においては、３層積層膜の下層
にチタニウム膜を使用したがチタニウム膜の成膜条件の
共通化を図る目的で下層に上層で使用する窒素を含有す
るチタニウム膜を使用してもよい。本実施形態において
は、ゲート電極及びゲート信号線２、ソース信号線、ソ
ース及びドレイン引き出し電極７の両方に配線の密着性
を目的とした積層膜を使用したが、ゲート電極及びゲー
ト信号線２と、ソース信号線８及びドレイン引き出し電
極７のどちらか一方をタンタルやクロム等の他の金属の
単層膜で形成してもよい。
にチタニウム膜を使用したがチタニウム膜の成膜条件の
共通化を図る目的で下層に上層で使用する窒素を含有す
るチタニウム膜を使用してもよい。本実施形態において
は、ゲート電極及びゲート信号線２、ソース信号線、ソ
ース及びドレイン引き出し電極７の両方に配線の密着性
を目的とした積層膜を使用したが、ゲート電極及びゲー
ト信号線２と、ソース信号線８及びドレイン引き出し電
極７のどちらか一方をタンタルやクロム等の他の金属の
単層膜で形成してもよい。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、ゲート絶縁膜または層
間絶縁膜として形成した窒化シリコン膜の下層に位置す
るゲート信号線またはソース信号線を、上層に窒素を含
有するチタニウム膜、下層にアルミニウム膜またはアル
ミニウムを主体としたアルミニウム合金膜の積層構造と
することにより、上層をチタニウム膜とした場合に比
べ、窒化シリコン膜との密着性が向上し、その後の工程
での膜剥がれを防止し、歩留りを安定化させることがで
き、安価でかつ表示品位の優れた薄膜トランジスタ及び
液晶表示装置を提供することができる。
間絶縁膜として形成した窒化シリコン膜の下層に位置す
るゲート信号線またはソース信号線を、上層に窒素を含
有するチタニウム膜、下層にアルミニウム膜またはアル
ミニウムを主体としたアルミニウム合金膜の積層構造と
することにより、上層をチタニウム膜とした場合に比
べ、窒化シリコン膜との密着性が向上し、その後の工程
での膜剥がれを防止し、歩留りを安定化させることがで
き、安価でかつ表示品位の優れた薄膜トランジスタ及び
液晶表示装置を提供することができる。
【００２５】また、Ａｌの下層にＴｉを形成することに
より低抵抗の配線が得られる。また、ＴｉはＴｉＮに比
べて成膜速度が早いため、ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮ膜を形
成するよりも薄膜形成時間が短縮できる。
より低抵抗の配線が得られる。また、ＴｉはＴｉＮに比
べて成膜速度が早いため、ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮ膜を形
成するよりも薄膜形成時間が短縮できる。
【図１】液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス
基板の断面図である。
基板の断面図である。
【図２】液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス
基板の構成図である。
基板の構成図である。
【図３】液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス
基板の平面図である。
基板の平面図である。
【図４】Ｔｉに窒素ドープする場合の窒素分圧と比抵抗
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
１ 透明絶縁性基板
２ ゲート電極、ゲート信号線
３ ゲート絶縁膜
４ 半導体層
５ ソース電極
６ ドレイン電極
７ ドレイン引き出し電極
８ ソース信号線
９ 層間絶縁膜
１０ 絵素電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中田 幸伸
大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号
シャープ株式会社内
(72)発明者 赤松 圭一
大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号
シャープ株式会社内
(56)参考文献 特開 平８−248442（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−136280（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−265114（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−194677（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−153788（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−87370（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/1343
G02F 1/1333
G02F 1/1362
H01L 29/78
Claims (10)
- 【請求項１】ゲート信号線と、該ゲート信号線上に形成
されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に形成された
半導体層、ソース信号線及びドレイン引き出し電極とを
備えた薄膜トランジスタにおいて、 前記ゲート信号線がアルミニウム膜又はアルミニウムを
主体としたアルミニウム合金膜からなり、前記ゲート絶
縁膜が窒化シリコン膜からなり、 前記ゲート信号線と前記ゲート絶縁膜の間にそれぞれの
膜と接するように窒素を含有する比抵抗２００μΩｃｍ
以上のチタニウム膜が形成されていることを特徴とする
薄膜トランジスタ。 - 【請求項２】ゲート信号線と、該ゲート信号線上に形成
されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に形成された
半導体層、ソース信号線及びドレイン引き出し電極と、
該ソース信号線上に形成された層間絶縁膜とを備えた薄
膜トランジスタにおいて、 前記ソース信号線がアルミニウム膜又はアルミニウムを
主体としたアルミニウム合金膜からなり、前記層間絶縁
膜が窒化シリコン膜からなり、 前記ソース信号線と前記層間絶縁膜の間にそれぞれの膜
と接するように窒素を含有する比抵抗２００μΩｃｍ以
上のチタニウム膜が形成されていることを特徴とする薄
膜トランジスタ。 - 【請求項３】前記ゲート信号線がアルミニウム膜からな
り、 該アルミニウム膜の下にチタニウム膜を形成することを
特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。 - 【請求項４】前記ソース信号線がアルミニウム膜からな
り、 該アルミニウム膜の下にチタニウム膜を形成することを
特徴とする請求項２に記載の薄膜トランジスタ。 - 【請求項５】ゲート信号線と、該ゲート信号線上に形成
されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に形成された
半導体層、ソース信号線及びドレイン引き出し電極とを
備えた薄膜トランジスタを有する液晶表示装置におい
て、 前記ゲート信号線がアルミニウム膜又はアルミニウムを
主体としたアルミニウム合金膜からなり、前記ゲート絶
縁膜が窒化シリコン膜からなり、 前記ゲート信号線と前記ゲート絶縁膜の間にそれぞれの
膜と接するように窒素を含有する比抵抗２００μΩｃｍ
以上のチタニウム膜が形成されていることを特徴とする
液晶表示装置。 - 【請求項６】ゲート信号線と、該ゲート信号線上に形成
されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に形成された
半導体層、ソース信号線及びドレイン引き出し電極と、
該ソース信号線上に形成された層間絶縁膜とを備えた薄
膜トランジスタを有する液晶表示装置において、 前記ソース信号線がアルミニウム膜又はアルミニウムを
主体としたアルミニウム合金膜からなり、前記層間絶縁
膜が窒化シリコン膜からなり、 前記ソース信号線と前記層間絶縁膜の間にそれぞれの膜
と接するように窒素を含有する比抵抗２００μΩｃｍ以
上のチタニウム膜が形成されていることを特徴とする液
晶表示装置。 - 【請求項７】ゲート信号線と、該ゲート信号線上に形成
されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に形成された
半導体層、ソース信号線及びドレイン引き出し電極とを
備えた薄膜トランジスタの製造方法において、 スパッタ法を用いてアルミニウム膜、窒素を含有したチ
タニウム膜を順に積層し、フォトリソ・ドライエッチン
グ技術を用いて前記ゲート信号線を形成する工程と、 少なくとも前記ゲート信号線の上に前記ゲート絶縁膜と
なる窒化シリコン膜を成膜する工程とを有し、 前記窒素を含有したチタニウム膜が、反応性スパッタ法
を用いて窒素分圧比をパラメータとして、比抵抗２００
μΩｃｍ以上となるように成膜される ことを特徴とする
薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項８】ゲート信号線と、該ゲート信号線上に形成
されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に形成された
半導体層、ソース信号線及びドレイン引き出し電極とを
備えた薄膜トランジスタの製造方法において、 スパッタ法を用いてチタニウム膜、アルミニウム膜、窒
素を含有したチタニウム膜を順に積層し、フォトリソ・
ドライエッチング技術を用いて前記ゲート信号線を形成
する工程と、 少なくとも前記ゲート信号線の上に前記ゲート絶縁膜と
なる窒化シリコン膜を成膜する工程とを有し、 前記窒素を含有したチタニウム膜が、反応性スパッタ法
を用いて窒素分圧比をパラメータとして、比抵抗２００
μΩｃｍ以上となるように成膜される ことを特徴とする
薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項９】ゲート信号線と、該ゲート信号線上に形成
されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に形成された
半導体層、ソース信号線及びドレイン引き出し電極と、
該ソース信号線上に形成された層間絶縁膜とを備えた薄
膜トランジスタの製造方法において、 スパッタ法を用いてアルミニウム膜、窒素を含有したチ
タニウム膜を順に積層し、フォトリソ・ドライエッチン
グ技術を用いて前記ソース信号線を形成する工程と、 少なくとも前記ソース信号線の上に前記層間絶縁膜とな
る窒化シリコン膜を成膜する工程とを有し、 前記窒素を含有したチタニウム膜が、反応性スパッタ法
を用いて窒素分圧比をパラメータとして、比抵抗２００
μΩｃｍ以上となるように成膜されること を特徴とする
薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項１０】ゲート信号線と、該ゲート信号線上に形
成されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に形成され
た半導体層、ソース信号線及びドレイン引き出し電極
と、該ソース信号線上に形成された層間絶縁膜とを備え
た薄膜トランジスタの製造方法において、 スパッタ法を用いてチタニウム膜、アルミニウム膜、窒
素を含有したチタニウム膜を順に積層し、フォトリソ・
ドライエッチング技術を用いて前記ソース信号線を形成
する工程と、 少なくとも前記ソース信号線の上に前記層間絶縁膜とな
る窒化シリコン膜を成膜する工程とを有し、 前記窒素を含有したチタニウム膜が、反応性スパッタ法
を用いて窒素分圧比をパラメータとして、比抵抗２００
μΩｃｍ以上となるように成膜される ことを特徴とする
薄膜トランジスタの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24927798A JP3403949B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 薄膜トランジスタ及び液晶表示装置、ならびに薄膜トランジスタの製造方法 |
| US09/369,913 US6448578B1 (en) | 1998-09-03 | 1999-08-06 | Thin-film transistor and liquid crystal display device |
| TW088113460A TW505806B (en) | 1998-09-03 | 1999-08-06 | Thin-film transistor and liquid crystal display device |
| KR1019990034250A KR100329585B1 (ko) | 1998-09-03 | 1999-08-19 | 박막 트랜지스터 및 액정 표시 장치 |
| US10/198,275 US6744070B2 (en) | 1998-09-03 | 2002-07-17 | Thin film transistor and liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24927798A JP3403949B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 薄膜トランジスタ及び液晶表示装置、ならびに薄膜トランジスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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