JP3514985B2 - アクティブマトリクス基板 - Google Patents
アクティブマトリクス基板Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
クス基板に関し、特に液晶表示装置において画素選択用
のスイッチング素子や液晶駆動用のドライバー素子など
に用いられるアクティブマトリクス基板に関するもので
ある。
クス基板に関し、特に液晶表示装置において画素選択用
のスイッチング素子や液晶駆動用のドライバー素子など
に用いられるアクティブマトリクス基板に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来のアクティブマトリクス基板
の断面図を示す。図３に示されるように、従来のアクテ
ィブマトリクス基板には、透光性の絶縁性基板１０１
と、この上に形成されたゲ−ト電極配線１０２と、この
上に形成された窒化シリコンなどからなるゲ−ト絶縁膜
１０３とが備えられている。また、ゲ−ト絶縁膜１０３
上には、ノンド−プアモルファスシリコン膜１０４と、
ｎ+シリコン膜１０５と、ソース電極配線１０６および
ドレイン電極配線１０７が備えられている。さらに、ソ
ース電極配線１０６およびドレイン電極配線１０７上に
は、窒化シリコンなどからなる層間絶縁膜１０８、コン
タクトホ−ル１０９を介してドレイン電極配線１０７に
接続された画素電極（ＩＴＯ）１１０が形成されてい
る。
の断面図を示す。図３に示されるように、従来のアクテ
ィブマトリクス基板には、透光性の絶縁性基板１０１
と、この上に形成されたゲ−ト電極配線１０２と、この
上に形成された窒化シリコンなどからなるゲ−ト絶縁膜
１０３とが備えられている。また、ゲ−ト絶縁膜１０３
上には、ノンド−プアモルファスシリコン膜１０４と、
ｎ+シリコン膜１０５と、ソース電極配線１０６および
ドレイン電極配線１０７が備えられている。さらに、ソ
ース電極配線１０６およびドレイン電極配線１０７上に
は、窒化シリコンなどからなる層間絶縁膜１０８、コン
タクトホ−ル１０９を介してドレイン電極配線１０７に
接続された画素電極（ＩＴＯ）１１０が形成されてい
る。
【０００３】また、液晶表示装置が大型化、高精細化に
なるに伴い、ゲート電極配線１０２、ソース電極配線１
０６、ドレイン電極配線１０７の総延長が飛躍的に増加
し、配線抵抗、容量が増加して信号の遅延が顕著にな
る。そのため、ゲート電極配線１０２、ソース電極配線
１０６、ソース電極配線１０７には、低抵抗金属である
アルミニウム、アルミニウム合金などのアルミニウム系
金属を用いることが必須技術となっており、これに関す
る研究開発が盛んに行われている。
なるに伴い、ゲート電極配線１０２、ソース電極配線１
０６、ドレイン電極配線１０７の総延長が飛躍的に増加
し、配線抵抗、容量が増加して信号の遅延が顕著にな
る。そのため、ゲート電極配線１０２、ソース電極配線
１０６、ソース電極配線１０７には、低抵抗金属である
アルミニウム、アルミニウム合金などのアルミニウム系
金属を用いることが必須技術となっており、これに関す
る研究開発が盛んに行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】アルミニウム系金属
は、ソース電極配線、ドレイン電極配線の材料として多
く用いられるが、電極配線形成後の熱プロセスによりヒ
ロックが形成され、上層に形成される層間絶縁膜などを
突き破り、リーク不良を引き起こす問題があった。
は、ソース電極配線、ドレイン電極配線の材料として多
く用いられるが、電極配線形成後の熱プロセスによりヒ
ロックが形成され、上層に形成される層間絶縁膜などを
突き破り、リーク不良を引き起こす問題があった。
【０００５】また、その熱プロセスにより、アルミニウ
ム成分がｎ+シリコン膜へ拡散され、ＴＦＴのオン・オ
フ特性の劣化を引き起こす問題があった。
ム成分がｎ+シリコン膜へ拡散され、ＴＦＴのオン・オ
フ特性の劣化を引き起こす問題があった。
【０００６】これらの問題を解決するため、アルミニウ
ム系金属層とｎ+シリコン膜との間にバリアメタル層を
設けることが一般的である。
ム系金属層とｎ+シリコン膜との間にバリアメタル層を
設けることが一般的である。
【０００７】しかし、バリアメタル層の材料として、チ
タン、タンタル、クロム、タングステンなどを用いた場
合、ヒロックを防ぐことはできるが、アルミニウム系金
属層とｎ+シリコン膜との間の拡散を十分に抑制できず
に、アルミニウム系金属層のアルミニウム成分がバリア
メタル層を突き抜けてｎ+シリコン膜の中へ拡散してし
まう。また、バリアメタル層の材料自体がアルミニウム
系金属層へ拡散し、比抵抗が著しく高くなるという新た
な問題点が生じる。
タン、タンタル、クロム、タングステンなどを用いた場
合、ヒロックを防ぐことはできるが、アルミニウム系金
属層とｎ+シリコン膜との間の拡散を十分に抑制できず
に、アルミニウム系金属層のアルミニウム成分がバリア
メタル層を突き抜けてｎ+シリコン膜の中へ拡散してし
まう。また、バリアメタル層の材料自体がアルミニウム
系金属層へ拡散し、比抵抗が著しく高くなるという新た
な問題点が生じる。
【０００８】次に、ソース電極配線、ドレイン電極配線
にアルミニウム系金属を用いると、空気中で容易に酸化
するため、アルミニウム系金属層の層上に絶縁膜である
酸化アルミニウムが生成されてしまう。その酸化アルミ
ニウムが生成されたソース電極配線、ドレイン電極配線
を用いると、アルミニウム系金属層とＩＴＯとのコンタ
クト抵抗が高くなるだけでなく、ＩＴＯとの電食反応が
起きたり、ＩＴＯの腐食が生じるという問題があった。
にアルミニウム系金属を用いると、空気中で容易に酸化
するため、アルミニウム系金属層の層上に絶縁膜である
酸化アルミニウムが生成されてしまう。その酸化アルミ
ニウムが生成されたソース電極配線、ドレイン電極配線
を用いると、アルミニウム系金属層とＩＴＯとのコンタ
クト抵抗が高くなるだけでなく、ＩＴＯとの電食反応が
起きたり、ＩＴＯの腐食が生じるという問題があった。
【０００９】この問題を解決するため、アルミニウム系
金属層とＩＴＯとの間にキャップメタル層を設けること
が一般的に行われている。
金属層とＩＴＯとの間にキャップメタル層を設けること
が一般的に行われている。
【００１０】さらに、バリアメタル層とキャップメタル
層との両メタル層をアルミニウム系金属層の上下に形成
して三層積層構造とする場合、そのバリアメタル層とキ
ャップメタル層との材料として、チタン、タンタル、ク
ロム、タングステンなどの金属を用いると、同一のエッ
チャントで一度にパターニングすることが困難であるた
め工程数の増加をもたらすという問題がある。
層との両メタル層をアルミニウム系金属層の上下に形成
して三層積層構造とする場合、そのバリアメタル層とキ
ャップメタル層との材料として、チタン、タンタル、ク
ロム、タングステンなどの金属を用いると、同一のエッ
チャントで一度にパターニングすることが困難であるた
め工程数の増加をもたらすという問題がある。
【００１１】また、バリアメタル層とキャップメタル層
との材料にモリブデンを用いると、アルミニウムに比べ
てモリブデンのエッチングレートが速いため、図４に示
すように電極配線の断面形状がハング状となってしま
う。ハング状の断面を有する電極配線上に層間絶縁膜を
形成した場合、ハング状となった部分に空洞が生じ、そ
のためＡの部分などで層間絶縁膜に亀裂が入るなどの問
題点が生じる。
との材料にモリブデンを用いると、アルミニウムに比べ
てモリブデンのエッチングレートが速いため、図４に示
すように電極配線の断面形状がハング状となってしま
う。ハング状の断面を有する電極配線上に層間絶縁膜を
形成した場合、ハング状となった部分に空洞が生じ、そ
のためＡの部分などで層間絶縁膜に亀裂が入るなどの問
題点が生じる。
【００１２】本発明は、上記のような問題点をすべて解
決するためになされたもので、三層積層構造のソース電
極配線、ドレイン電極配線を用いたアクティブマトリク
ス基板を得ることを目的とする。
決するためになされたもので、三層積層構造のソース電
極配線、ドレイン電極配線を用いたアクティブマトリク
ス基板を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リクス基板は、絶縁性領域と、絶縁性領域上に形成され
たソース電極及びドレイン電極とを備え、ソース電極及
びドレイン電極の少なくともどちらか一方が、アルミニ
ウム系金属層と、アルミニウム系金属層の下部に形成さ
れる窒化モリブデンからなるバリアメタル層と、アルミ
ニウム系金属層の上部に形成されるモリブデンからなる
キャップメタル層との積層構造であってもよい。
リクス基板は、絶縁性領域と、絶縁性領域上に形成され
たソース電極及びドレイン電極とを備え、ソース電極及
びドレイン電極の少なくともどちらか一方が、アルミニ
ウム系金属層と、アルミニウム系金属層の下部に形成さ
れる窒化モリブデンからなるバリアメタル層と、アルミ
ニウム系金属層の上部に形成されるモリブデンからなる
キャップメタル層との積層構造であってもよい。
【００１４】本発明の請求項１に記載のアクティブマト
リクス基板は、絶縁性領域と、絶縁性領域上に形成され
たソース電極及びドレイン電極とを備え、ソース電極及
びドレイン電極の少なくともどちらか一方が、アルミニ
ウム系金属層と、アルミニウム系金属層の下部に形成さ
れる窒化モリブデンからなるバリアメタル層と、アルミ
ニウム系金属層の上部に形成される窒化モリブデンから
なるキャップメタル層との積層構造であることを特徴と
する。
リクス基板は、絶縁性領域と、絶縁性領域上に形成され
たソース電極及びドレイン電極とを備え、ソース電極及
びドレイン電極の少なくともどちらか一方が、アルミニ
ウム系金属層と、アルミニウム系金属層の下部に形成さ
れる窒化モリブデンからなるバリアメタル層と、アルミ
ニウム系金属層の上部に形成される窒化モリブデンから
なるキャップメタル層との積層構造であることを特徴と
する。
【００１５】さらに、本発明の請求項１に記載のアクテ
ィブマトリクス基板は、上記のアクティブマトリクス基
板において、キャップメタル層の窒化モリブデンの窒素
濃度が、バリアメタル層の窒化モリブデンの窒素濃度よ
りも低いことを特徴とする。また、本発明の請求項２に
記載のアクティブマトリクス基板は、絶縁性領域と、該
絶縁性領域上に形成されたソース電極及びドレイン電
極、並びに該ソース電極及びドレイン電極のバスライン
を有してなるソース電極配線及びドレイン電極配線とを
備え、該ソース電極配線及びドレイン電極配線の少なく
ともどちらか一方が、アルミニウム系金属層と、該アル
ミニウム系金属層の下部に形成される窒化モリブデンか
らなるバリアメタル層と、前記アルミニウム系金属層の
上部に形成される窒化モリブデンからなるキャップメタ
ル層との積層構造であるとともに、前記キャップメタル
層の窒化モリブデンの窒素濃度が、前記バリアメタル層
の窒化モリブデンの窒素濃度よりも低いことを特徴とす
る。
ィブマトリクス基板は、上記のアクティブマトリクス基
板において、キャップメタル層の窒化モリブデンの窒素
濃度が、バリアメタル層の窒化モリブデンの窒素濃度よ
りも低いことを特徴とする。また、本発明の請求項２に
記載のアクティブマトリクス基板は、絶縁性領域と、該
絶縁性領域上に形成されたソース電極及びドレイン電
極、並びに該ソース電極及びドレイン電極のバスライン
を有してなるソース電極配線及びドレイン電極配線とを
備え、該ソース電極配線及びドレイン電極配線の少なく
ともどちらか一方が、アルミニウム系金属層と、該アル
ミニウム系金属層の下部に形成される窒化モリブデンか
らなるバリアメタル層と、前記アルミニウム系金属層の
上部に形成される窒化モリブデンからなるキャップメタ
ル層との積層構造であるとともに、前記キャップメタル
層の窒化モリブデンの窒素濃度が、前記バリアメタル層
の窒化モリブデンの窒素濃度よりも低いことを特徴とす
る。
【００１６】以下、本発明による作用について説明を行
なう。本発明のアクティブマトリクス基板において、バ
リアメタル層の材料に窒化モリブデンを用いることによ
り、ヒロックを防止するだけではなく、アルミニウム系
金属層とｎ+シリコン膜との間の拡散を十分に抑制する
ことが可能となる。そのため、アルミニウム系金属層の
アルミニウム成分がバリアメタル層を突き抜けてｎ+シ
リコン膜の中へ拡散してＴＦＴのオン・オフ特性の劣化
を引き起こしたり、バリアメタル材料自体がアルミニウ
ム中へ拡散して比抵抗が高くなることを防止することが
可能となる。
なう。本発明のアクティブマトリクス基板において、バ
リアメタル層の材料に窒化モリブデンを用いることによ
り、ヒロックを防止するだけではなく、アルミニウム系
金属層とｎ+シリコン膜との間の拡散を十分に抑制する
ことが可能となる。そのため、アルミニウム系金属層の
アルミニウム成分がバリアメタル層を突き抜けてｎ+シ
リコン膜の中へ拡散してＴＦＴのオン・オフ特性の劣化
を引き起こしたり、バリアメタル材料自体がアルミニウ
ム中へ拡散して比抵抗が高くなることを防止することが
可能となる。
【００１７】また、本発明のアクティブマトリクス基板
は、キャップメタル層を設けるため、アルミニウム系金
属層の層面上が空気に触れず、アルミニウム系金属層と
ＩＴＯとの間に絶縁膜である酸化アルミニウムが生成さ
れない。そのため、アルミニウム系金属層とＩＴＯとの
コンタクト抵抗が高くなることを防止することが可能と
なる。
は、キャップメタル層を設けるため、アルミニウム系金
属層の層面上が空気に触れず、アルミニウム系金属層と
ＩＴＯとの間に絶縁膜である酸化アルミニウムが生成さ
れない。そのため、アルミニウム系金属層とＩＴＯとの
コンタクト抵抗が高くなることを防止することが可能と
なる。
【００１８】また、本発明のアクティブマトリクス基板
は、ソース電極配線、ドレイン電極配線の少なくともど
ちらか一方が、窒化モリブデンからなるバリアメタル層
と、アルミニウム系金属層と、モリブデンまたは窒化モ
リブデンからなるキャップメタル層とからなる三層積層
構造とするので、燐酸と硝酸を主成分としたエッチャン
トにより、三層同時にテーパエッチングすることが可能
となる。
は、ソース電極配線、ドレイン電極配線の少なくともど
ちらか一方が、窒化モリブデンからなるバリアメタル層
と、アルミニウム系金属層と、モリブデンまたは窒化モ
リブデンからなるキャップメタル層とからなる三層積層
構造とするので、燐酸と硝酸を主成分としたエッチャン
トにより、三層同時にテーパエッチングすることが可能
となる。
【００１９】さらに、それぞれ異なる膜質を要求される
バリアメタル層とキャップメタル層とを同一ターゲット
で窒素流量を変化させて成膜するという簡便な工程で製
作することが可能となる。
バリアメタル層とキャップメタル層とを同一ターゲット
で窒素流量を変化させて成膜するという簡便な工程で製
作することが可能となる。
【００２０】また、バリアメタル層の材料として窒化モ
リブデンを用いることにより、電極配線の断面形状がハ
ング状となることを防止し、信頼性の高いアクティブマ
トリクス基板を形成することが可能となる。
リブデンを用いることにより、電極配線の断面形状がハ
ング状となることを防止し、信頼性の高いアクティブマ
トリクス基板を形成することが可能となる。
【００２１】さらに、キャップメタル層の材料に窒化モ
リブデンを用いると、モリブデンよりも窒化モリブデン
の方がアルミニウムとの密着性が優れているため、膜剥
がれを防止することが可能となる。
リブデンを用いると、モリブデンよりも窒化モリブデン
の方がアルミニウムとの密着性が優れているため、膜剥
がれを防止することが可能となる。
【００２２】また、キャップメタル層の窒化モリブデン
の窒素濃度が、バリアメタル層の窒化モリブデンの窒素
濃度よりも低くすることで、配線の断面形状が順テーパ
状となり、より信頼性の高い電極配線を形成することが
可能となる。
の窒素濃度が、バリアメタル層の窒化モリブデンの窒素
濃度よりも低くすることで、配線の断面形状が順テーパ
状となり、より信頼性の高い電極配線を形成することが
可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例である液
晶表示装置用のアクティブマトリクス基板の断面図を示
す。
晶表示装置用のアクティブマトリクス基板の断面図を示
す。
【００２４】このアクティブマトリクス基板は、絶縁性
基板１上にゲート電極２、およびそのバスラインとして
アルミニウム系金属層（膜厚：３０００Å）をスパッタ
リングにより積層する。続くフォトリソ技術により所定
の形状にパターンニングする。この上層にプラズマＣＶ
Ｄにより、窒化シリコン膜３（膜厚：３０００Å）、ア
モルファスシリコン膜４（膜厚：１５００Å）、ｎ+シ
リコン膜５（膜厚：５００Å）を連続して成膜し、島状
にパターンニングして半導体層を形成する。
基板１上にゲート電極２、およびそのバスラインとして
アルミニウム系金属層（膜厚：３０００Å）をスパッタ
リングにより積層する。続くフォトリソ技術により所定
の形状にパターンニングする。この上層にプラズマＣＶ
Ｄにより、窒化シリコン膜３（膜厚：３０００Å）、ア
モルファスシリコン膜４（膜厚：１５００Å）、ｎ+シ
リコン膜５（膜厚：５００Å）を連続して成膜し、島状
にパターンニングして半導体層を形成する。
【００２５】次に、窒化シリコン膜３にコンタクトホー
ルを形成し、ソース電極６、ドレイン電極７およびその
バスラインとして、５００Å程度のバリアメタル層２１
（窒化モリブデン）と、膜厚２０００Å程度のアルミニ
ウム系金属層２２と、膜厚５００Å程度のキャップメタ
ル層２３（モリブデン）との三層積層構造の金属層を形
成し、リン酸と硝酸を主成分としたエッチャントにより
アルミニウム系金属層２２と共に同時にテーパエッチン
グし、ソース電極配線６、ドレイン電極配線７を形成す
る。
ルを形成し、ソース電極６、ドレイン電極７およびその
バスラインとして、５００Å程度のバリアメタル層２１
（窒化モリブデン）と、膜厚２０００Å程度のアルミニ
ウム系金属層２２と、膜厚５００Å程度のキャップメタ
ル層２３（モリブデン）との三層積層構造の金属層を形
成し、リン酸と硝酸を主成分としたエッチャントにより
アルミニウム系金属層２２と共に同時にテーパエッチン
グし、ソース電極配線６、ドレイン電極配線７を形成す
る。
【００２６】ソースパターンをマスクとしてｎ+層とｉ
層の一部をエッチングすることでアクティブマトリクス
基板を完成させる。
層の一部をエッチングすることでアクティブマトリクス
基板を完成させる。
【００２７】この上層にプラズマＣＶＤにより層間絶縁
膜８を成膜してパターニングした後、コンタクトホール
９を介して液晶に電圧を印加する画素電極（ＩＴＯ）１
０を形成する。
膜８を成膜してパターニングした後、コンタクトホール
９を介して液晶に電圧を印加する画素電極（ＩＴＯ）１
０を形成する。
【００２８】本発明のアクティブマトリクス基板は、ソ
ース電極配線６、ドレイン電極配線７に、窒化モリブデ
ンからなるバリアメタル層２１を形成するので、ヒロッ
クを防止することができる。なお、ヒロックはチタン、
タンタル、クロム、タングステンを用いても防止するこ
とができる。
ース電極配線６、ドレイン電極配線７に、窒化モリブデ
ンからなるバリアメタル層２１を形成するので、ヒロッ
クを防止することができる。なお、ヒロックはチタン、
タンタル、クロム、タングステンを用いても防止するこ
とができる。
【００２９】しかし、ソース電極配線６、ドレイン電極
配線７を形成した後、層間絶縁膜８を形成する際に３０
０℃程度の温度になる。そのため、バリアメタル層２１
の材料にチタン、タンタル、クロム、タングステンを用
いた場合、アルミニウム系金属層２２とｎ+シリコン膜
５との間の拡散を十分に抑制できず、アルミニウム系金
属層２２がバリアメタル層２１を突き抜けてｎ+シリコ
ン膜５中へ拡散してしまう。
配線７を形成した後、層間絶縁膜８を形成する際に３０
０℃程度の温度になる。そのため、バリアメタル層２１
の材料にチタン、タンタル、クロム、タングステンを用
いた場合、アルミニウム系金属層２２とｎ+シリコン膜
５との間の拡散を十分に抑制できず、アルミニウム系金
属層２２がバリアメタル層２１を突き抜けてｎ+シリコ
ン膜５中へ拡散してしまう。
【００３０】また、バリアメタル材料自体がアルミニウ
ム系金属層２２へ拡散して比抵抗が非常に高くなってし
まう。
ム系金属層２２へ拡散して比抵抗が非常に高くなってし
まう。
【００３１】なお、アルミニウム単体の比抵抗は約３．
０μΩ・ｃｍであるのに対し、チタンなどを用いて積層
の電極配線とすると比抵抗は約１０μΩ・ｃｍ以上とな
るため、比抵抗の非常に低いアルミニウムを用いる意味
が半減することになる。
０μΩ・ｃｍであるのに対し、チタンなどを用いて積層
の電極配線とすると比抵抗は約１０μΩ・ｃｍ以上とな
るため、比抵抗の非常に低いアルミニウムを用いる意味
が半減することになる。
【００３２】そこで、バリアメタル層２１の材料に窒化
モリブデン用いることにより、アルミニウム系金属層２
２がバリアメタル層２１を突き抜けてｎ+シリコン膜５
中へ拡散すること、および、バリアメタル層２１の材料
自体がアルミニウム系金属層２２中へ拡散することを防
止し、比抵抗がほとんど高くならない。
モリブデン用いることにより、アルミニウム系金属層２
２がバリアメタル層２１を突き抜けてｎ+シリコン膜５
中へ拡散すること、および、バリアメタル層２１の材料
自体がアルミニウム系金属層２２中へ拡散することを防
止し、比抵抗がほとんど高くならない。
【００３３】なお、表１は、窒化モリブデン単膜の比抵
抗を示す表であり、この表から、窒化モリブデンの成膜
工程における窒素流量を上げるとモリブデンの比抵抗は
高くなるが、アルミニウムの比抵抗がほとんど上昇しな
いため、ソース電極配線６、ドレイン電極配線７をバリ
アメタル層２１（窒化モリブデン）とアルミニウム系金
属層２２とキャップメタル層２３（モリブデンまたは窒
化モリブデン）との三層積層構造とすることにより電極
配線全体の比抵抗は高くならない。
抗を示す表であり、この表から、窒化モリブデンの成膜
工程における窒素流量を上げるとモリブデンの比抵抗は
高くなるが、アルミニウムの比抵抗がほとんど上昇しな
いため、ソース電極配線６、ドレイン電極配線７をバリ
アメタル層２１（窒化モリブデン）とアルミニウム系金
属層２２とキャップメタル層２３（モリブデンまたは窒
化モリブデン）との三層積層構造とすることにより電極
配線全体の比抵抗は高くならない。
【００３４】
【表１】
【００３５】また、表２に示すように、バリアメタル層
２１の窒化モリブデンの成膜工程における窒素流量を８
０ｓｃｃｍ、キャップメタル層２３の窒化モリブデンの
成膜工程における窒素流量を０、４０、５０、８０ｓｃ
ｃｍの三層積層構造の電極配線の比抵抗を測定した。そ
の比抵抗は、アルミニウム単膜の比抵抗３．０μΩｃｍ
とほとんど変わりなく、拡散防止力が優れていることを
示している。
２１の窒化モリブデンの成膜工程における窒素流量を８
０ｓｃｃｍ、キャップメタル層２３の窒化モリブデンの
成膜工程における窒素流量を０、４０、５０、８０ｓｃ
ｃｍの三層積層構造の電極配線の比抵抗を測定した。そ
の比抵抗は、アルミニウム単膜の比抵抗３．０μΩｃｍ
とほとんど変わりなく、拡散防止力が優れていることを
示している。
【００３６】ここで、窒素濃度について調べたところ、
モリブデンよりも窒化モリブデンの方が拡散防止力が優
れ、膜厚５００Åのときに窒素濃度約５％以上で高い防
止力が得られた。
モリブデンよりも窒化モリブデンの方が拡散防止力が優
れ、膜厚５００Åのときに窒素濃度約５％以上で高い防
止力が得られた。
【００３７】
【表２】
【００３８】さらに、本発明のアクティブマトリクス基
板は、キャップメタル層２３を設けているため、アルミ
ニウム系金属層２２とＩＴＯ１０との間に絶縁膜である
酸化アルミニウムが生成されることを防ぐことができ
る。そのため、ソース電極配線６、ドレイン電極配線７
を空気中の酸素に触れる部分に用いても問題が無いた
め、取り扱いが容易で、信頼性の高いソース電極配線
６、ドレイン電極配線７とすることができる。
板は、キャップメタル層２３を設けているため、アルミ
ニウム系金属層２２とＩＴＯ１０との間に絶縁膜である
酸化アルミニウムが生成されることを防ぐことができ
る。そのため、ソース電極配線６、ドレイン電極配線７
を空気中の酸素に触れる部分に用いても問題が無いた
め、取り扱いが容易で、信頼性の高いソース電極配線
６、ドレイン電極配線７とすることができる。
【００３９】本発明のアクティブマトリクス基板は、ソ
ース電極配線６、ドレイン電極配線７との少なくともど
ちらか一方が、アルミニウム系金属層２２と、アルミニ
ウム系金属層２２の下部に形成される窒化モリブデンか
らなるバリアメタル層２１と、アルミニウム系金属層２
２の上部に形成されるモリブデンまたは窒化モリブデン
からなるキャップメタル層２３と、からなる三層積層構
造とするので、燐酸と硝酸を主成分としたエッチャント
により、高い制御性でアルミニウム系金属層２２と同時
にテーパエッチングすることができ、さらにそれぞれ異
なる膜質を要求されるバリアメタル層２１とキャップメ
タル層２３とを同一ターゲットで窒素流量を変化させ成
膜するという簡便な工程で製作することが可能である。
ース電極配線６、ドレイン電極配線７との少なくともど
ちらか一方が、アルミニウム系金属層２２と、アルミニ
ウム系金属層２２の下部に形成される窒化モリブデンか
らなるバリアメタル層２１と、アルミニウム系金属層２
２の上部に形成されるモリブデンまたは窒化モリブデン
からなるキャップメタル層２３と、からなる三層積層構
造とするので、燐酸と硝酸を主成分としたエッチャント
により、高い制御性でアルミニウム系金属層２２と同時
にテーパエッチングすることができ、さらにそれぞれ異
なる膜質を要求されるバリアメタル層２１とキャップメ
タル層２３とを同一ターゲットで窒素流量を変化させ成
膜するという簡便な工程で製作することが可能である。
【００４０】また、表３に示すように、本実施形態の三
層積層構造のエッチング特性は、バリアメタル層２１の
窒化モリブデンの成膜工程における窒素流量を４０、８
０ｓｃｃｍ、キャップメタル層２３の窒化モリブデンの
成膜工程における窒素流量を０、２０、４０、８０ｓｃ
ｃｍの三層積層構造の電極配線の断面形状を測定した。
層積層構造のエッチング特性は、バリアメタル層２１の
窒化モリブデンの成膜工程における窒素流量を４０、８
０ｓｃｃｍ、キャップメタル層２３の窒化モリブデンの
成膜工程における窒素流量を０、２０、４０、８０ｓｃ
ｃｍの三層積層構造の電極配線の断面形状を測定した。
【００４１】測定の結果、バリアメタル層２１の窒化モ
リブデンの成膜工程における窒素流量が８０ｓｃｃｍの
ときは電極配線の断面形状が順テーパ状となり、キャッ
プメタル層２３の窒化モリブデンの成膜工程における窒
素流量が０〜４０ｓｃｃｍのときはエッチングの様子が
均一となることが分かった。
リブデンの成膜工程における窒素流量が８０ｓｃｃｍの
ときは電極配線の断面形状が順テーパ状となり、キャッ
プメタル層２３の窒化モリブデンの成膜工程における窒
素流量が０〜４０ｓｃｃｍのときはエッチングの様子が
均一となることが分かった。
【００４２】したがって、測定した中では、バリアメタ
ル層２１の窒化モリブデンの成膜工程における窒素流量
を８０ｓｃｃｍ、キャップメタル層２３の窒化モリブデ
ンの成膜工程における窒素流量を０〜４０ｓｃｃｍとし
たときが最もエッチングの特性が良い。
ル層２１の窒化モリブデンの成膜工程における窒素流量
を８０ｓｃｃｍ、キャップメタル層２３の窒化モリブデ
ンの成膜工程における窒素流量を０〜４０ｓｃｃｍとし
たときが最もエッチングの特性が良い。
【００４３】特に、断面形状の点から、バリアメタル層
２１の窒化モリブデンの成膜工程における窒素流量が８
０ｓｃｃｍとキャップメタル層２３の窒化モリブデンの
成膜工程における窒素流量を４０ｓｃｃｍとしたとき
が、順テーパ状となり最もエッチング特性が良いことが
わかった。
２１の窒化モリブデンの成膜工程における窒素流量が８
０ｓｃｃｍとキャップメタル層２３の窒化モリブデンの
成膜工程における窒素流量を４０ｓｃｃｍとしたとき
が、順テーパ状となり最もエッチング特性が良いことが
わかった。
【００４４】つまり、キャップメタル層２３の窒化モリ
ブデンの窒素濃度をバリアメタル層２１の窒化モリブデ
ンの窒素濃度と比べて高くすると断面形状がハング状と
なってしまう。そこで、キャップメタル層２３の窒化モ
リブデンの窒素濃度をバリアメタル層２１の窒化モリブ
デンの窒素濃度に比べて低くすることで、図２のように
電極配線の断面形状が順テーパ状となり信頼性の高い電
極配線を形成することができる。
ブデンの窒素濃度をバリアメタル層２１の窒化モリブデ
ンの窒素濃度と比べて高くすると断面形状がハング状と
なってしまう。そこで、キャップメタル層２３の窒化モ
リブデンの窒素濃度をバリアメタル層２１の窒化モリブ
デンの窒素濃度に比べて低くすることで、図２のように
電極配線の断面形状が順テーパ状となり信頼性の高い電
極配線を形成することができる。
【００４５】なお、キャップメタル層２３のモリブデン
の窒素濃度は、４０ｍｏｌ％程度までであれば、キャッ
プメタルとＩＴＯとのコンタクト抵抗が適用可能範囲
（１．０×１０7Ω／（μｍ）2）を超えることがない。
の窒素濃度は、４０ｍｏｌ％程度までであれば、キャッ
プメタルとＩＴＯとのコンタクト抵抗が適用可能範囲
（１．０×１０7Ω／（μｍ）2）を超えることがない。
【００４６】
【表３】
【００４７】また、キャップメタル層２３の材料に窒化
モリブデンを用いると、アルミニウムとの密着性は、モ
リブデンよりも窒化モリブデンの方が良いので、膜剥が
れを防止することができ信頼性の面でも有効である。
モリブデンを用いると、アルミニウムとの密着性は、モ
リブデンよりも窒化モリブデンの方が良いので、膜剥が
れを防止することができ信頼性の面でも有効である。
【００４８】また、本実施形態においては、電極だけで
なく配線も三層積層構造としているが、電極だけに用い
ても同様の効果があることは明らかである。
なく配線も三層積層構造としているが、電極だけに用い
ても同様の効果があることは明らかである。
【００４９】また、本実施形態においては、ソース電極
配線６、ドレイン電極配線７の少なくとも一方が三層積
層構造であれば、アクティブマトリクス基板の製造方法
や電極以外の構造などはいかなる構造でもよく、本実施
形態に拘泥しない。
配線６、ドレイン電極配線７の少なくとも一方が三層積
層構造であれば、アクティブマトリクス基板の製造方法
や電極以外の構造などはいかなる構造でもよく、本実施
形態に拘泥しない。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のアクティ
ブマトリクス基板は、バリアメタル層の材料に窒化モリ
ブデンを用いることにより、ヒロックを防止するだけで
はなく、アルミニウム系金属層とｎ+シリコン膜との間
の拡散を十分に抑制することができる。そのため、アル
ミニウム系金属層のアルミニウム成分がバリアメタル層
を突き抜けてｎ+シリコン膜の中へ拡散してＴＦＴのオ
ン・オフ特性の劣化を引き起こしたり、バリアメタル材
料自体がアルミニウム中へ拡散して比抵抗が高くなるこ
とを防止することができるという効果を奏する。
ブマトリクス基板は、バリアメタル層の材料に窒化モリ
ブデンを用いることにより、ヒロックを防止するだけで
はなく、アルミニウム系金属層とｎ+シリコン膜との間
の拡散を十分に抑制することができる。そのため、アル
ミニウム系金属層のアルミニウム成分がバリアメタル層
を突き抜けてｎ+シリコン膜の中へ拡散してＴＦＴのオ
ン・オフ特性の劣化を引き起こしたり、バリアメタル材
料自体がアルミニウム中へ拡散して比抵抗が高くなるこ
とを防止することができるという効果を奏する。
【００５１】また、本発明のアクティブマトリクス基板
は、キャップメタル層を設けるため、アルミニウム系金
属層の層面上が空気に触れず、アルミニウム系金属層と
ＩＴＯとの間に絶縁膜である酸化アルミニウムが生成さ
れない。そのため、アルミニウム系金属層とＩＴＯとの
コンタクト抵抗が高くなることを防止することができる
という効果を奏する。
は、キャップメタル層を設けるため、アルミニウム系金
属層の層面上が空気に触れず、アルミニウム系金属層と
ＩＴＯとの間に絶縁膜である酸化アルミニウムが生成さ
れない。そのため、アルミニウム系金属層とＩＴＯとの
コンタクト抵抗が高くなることを防止することができる
という効果を奏する。
【００５２】また、本発明のアクティブマトリクス基板
は、ソース電極配線、ドレイン電極配線の少なくともど
ちらか一方を、窒化モリブデンからなるバリアメタル層
と、アルミニウム系金属層と、モリブデンまたは窒化モ
リブデンからなるキャップメタル層とからなる三層積層
構造とするので、燐酸と硝酸を主成分としたエッチャン
トにより、三層同時にテーパエッチングすることができ
るという効果を奏する。
は、ソース電極配線、ドレイン電極配線の少なくともど
ちらか一方を、窒化モリブデンからなるバリアメタル層
と、アルミニウム系金属層と、モリブデンまたは窒化モ
リブデンからなるキャップメタル層とからなる三層積層
構造とするので、燐酸と硝酸を主成分としたエッチャン
トにより、三層同時にテーパエッチングすることができ
るという効果を奏する。
【００５３】さらに、それぞれ異なる膜質を要求される
バリアメタル層とキャップメタル層とを同一ターゲット
で窒素流量を変化させて成膜するという簡便な工程で製
作することできるという効果を奏する。
バリアメタル層とキャップメタル層とを同一ターゲット
で窒素流量を変化させて成膜するという簡便な工程で製
作することできるという効果を奏する。
【００５４】また、バリアメタル層の材料として窒化モ
リブデンを用いることにより、電極配線の形状がハング
となることを防止し、信頼性の高いアクティブマトリク
ス基板を形成することができるという効果を奏する。
リブデンを用いることにより、電極配線の形状がハング
となることを防止し、信頼性の高いアクティブマトリク
ス基板を形成することができるという効果を奏する。
【００５５】さらに、キャップメタル層の材料に窒化モ
リブデンを用いることにより、モリブデンよりも窒化モ
リブデンの方がアルミニウムとの密着性が優れているた
め、膜剥がれを防止することができるという効果を奏す
る。
リブデンを用いることにより、モリブデンよりも窒化モ
リブデンの方がアルミニウムとの密着性が優れているた
め、膜剥がれを防止することができるという効果を奏す
る。
【００５６】また、キャップメタル層の窒化モリブデン
の窒素濃度が、バリアメタル層の窒化モリブデンの窒素
濃度よりも低くすることで、配線の断面形状が順テーパ
状となり、より信頼性の高い電極配線を形成することが
できるという効果を奏する。
の窒素濃度が、バリアメタル層の窒化モリブデンの窒素
濃度よりも低くすることで、配線の断面形状が順テーパ
状となり、より信頼性の高い電極配線を形成することが
できるという効果を奏する。
【図１】本実施例の一実施例である液晶表示装置用のア
クティブマトリクス基板の断面図である。
クティブマトリクス基板の断面図である。
【図２】本実施形態の電極配線の断面形状を示す断面図
である。
である。
【図３】従来のアクティブマトリクス基板の断面図であ
る。
る。
【図４】従来の電極配線の断面形状を示す断面図であ
る。
る。
１ 絶縁性基板
２ ゲート電極
３ 窒化シリコン膜
４ アモルファスシリコン膜
５ ｎ+シリコン膜
６ ソース電極配線
７ ドレイン電極配線
８ 層間絶縁膜
９ コンタクトホール
１０ 画素電極（ＩＴＯ）
２１ バリアメタル層
２２ アルミニウム系金属層
２３ キャップメタル層
フロントページの続き
(72)発明者 伴 厚志
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 原 猛
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９−148586（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−253342（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−135465（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/1368
Claims (2)
- 【請求項１】絶縁性領域と、該絶縁性領域上に形成され
たソース電極及びドレイン電極とを備え、該ソース電極
及びドレイン電極の少なくともどちらか一方が、アルミ
ニウム系金属層と、該アルミニウム系金属層の下部に形
成される窒化モリブデンからなるバリアメタル層と、前
記アルミニウム系金属層の上部に形成される窒化モリブ
デンからなるキャップメタル層との積層構造であるとと
もに、 前記キャップメタル層の窒化モリブデンの窒素濃度が、
前記バリアメタル層の窒化モリブデンの窒素濃度よりも
低い ことを特徴とするアクティブマトリクス基板。 - 【請求項２】絶縁性領域と、該絶縁性領域上に形成され
たソース電極及びドレイン電極、並びに該ソース電極及
びドレイン電極のバスラインを有してなるソース電極配
線及びドレイン電極配線とを備え、該ソース電極配線及
びドレイン電極配線の少なくともどちらか一方が、アル
ミニウム系金属層と、該アルミニウム系金属層の下部に
形成される窒化モリブデンからなるバリアメタル層と、
前記アルミニウム系金属層の上部に形成される窒化モリ
ブデンからなるキャップメタル層との積層構造であると
ともに、 前記キャップメタル層の窒化モリブデンの窒素濃度が、
前記バリアメタル層の窒化モリブデンの窒素濃度よりも
低い ことを特徴とするアクティブマトリクス基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31575498A JP3514985B2 (ja) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | アクティブマトリクス基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31575498A JP3514985B2 (ja) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | アクティブマトリクス基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000147550A JP2000147550A (ja) | 2000-05-26 |
| JP3514985B2 true JP3514985B2 (ja) | 2004-04-05 |
Family
ID=18069154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31575498A Expired - Fee Related JP3514985B2 (ja) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | アクティブマトリクス基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3514985B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| KR100623247B1 (ko) | 2003-12-22 | 2006-09-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 평판표시장치 및 그의 제조방법 |
| JP2006195142A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Future Vision:Kk | 配線パターンを有する基板及びそれを用いた液晶表示装置 |
| CN100559588C (zh) * | 2008-05-05 | 2009-11-11 | 友达光电股份有限公司 | 显示装置及其制造方法 |
| US20120133271A1 (en) * | 2009-08-26 | 2012-05-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | El device and manufacturing method of the device |
| US9551910B2 (en) | 2009-10-02 | 2017-01-24 | Unified Innovative Technology, Llc | Active matrix substrate and display device |
| CN105051596B (zh) * | 2013-03-27 | 2019-01-29 | 株式会社半导体能源研究所 | 显示装置以及电子设备 |
-
1998
- 1998-11-06 JP JP31575498A patent/JP3514985B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000147550A (ja) | 2000-05-26 |
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