JP4724220B2 - ELECTRO-OPTICAL ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING THE ELECTRO-OPTICAL ELEMENT - Google Patents
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Description
本発明は薄膜トランジスタ(TFT)をスイッチング素子に用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置(TFT−LCD)の製造方法に関する。さらに詳しくは、補助容量配線群あるいは集合引出し配線に腐食性の高い金属材料を適用した場合において、後続透明導電層エッチング工程での補助容量配線群の腐食を防止するためのものである。 The present invention relates to a method of manufacturing an active matrix liquid crystal display device (TFT-LCD) using a thin film transistor (TFT) as a switching element. More specifically, when a highly corrosive metal material is applied to the auxiliary capacitance wiring group or the collective lead wiring, the auxiliary capacitance wiring group is prevented from corroding in the subsequent transparent conductive layer etching step.
液晶を用いた電気光学素子はディスプレイへの応用が盛んになされている。液晶を用いた電気光学素子は一般に、上下に電極を備えた2枚の基板の間に液晶を挟持した構成のものに、さらに上下に偏光板を設置した構成を取り、透過型のものでは背面にバックライトが設置される。上下の電極基板の表面はいわゆる配向処理がなされ、液晶分子の平均的な向きであるダイレクターが所望の初期状態に制御される。液晶には複屈折性があり、バックライトより偏光板を通して入射された光は複屈折により楕円偏光に変化し、反対側の偏光板に入射される。この状態で、上下の電極間に電圧を印加するとダイレクターの配列状態が変化することで、液晶層の複屈折率が変化し、反対側の偏光板に入射される楕円偏光状態が変化し、したがって電気光学素子を透過する光強度およびスペクトルが変化する。この電気光学効果は、用いる液晶相の種類、初期配向状態、偏光板の偏光軸の向き、液晶層の厚さ、あるいは光が透過する途中に設置されるカラーフィルターや各種干渉フィルムによって異なるが、公知の文献などによって詳細に報告されている。一般にはネマチック液晶層を用いてTN、STNと呼ばれる構成のものが用いられる。 Electro-optical elements using liquid crystals have been actively applied to displays. In general, an electro-optic element using liquid crystal has a configuration in which a liquid crystal is sandwiched between two substrates having electrodes on the upper and lower sides, and a configuration in which polarizing plates are further installed on the upper and lower sides. Backlight will be installed. The surfaces of the upper and lower electrode substrates are subjected to a so-called alignment process, and the director which is the average direction of the liquid crystal molecules is controlled to a desired initial state. The liquid crystal has birefringence, and light incident through the polarizing plate from the backlight is changed into elliptically polarized light by birefringence and is incident on the polarizing plate on the opposite side. In this state, when a voltage is applied between the upper and lower electrodes, the alignment state of the director changes, the birefringence of the liquid crystal layer changes, and the elliptical polarization state incident on the opposite polarizing plate changes. Accordingly, the intensity and spectrum of light transmitted through the electro-optic element changes. This electro-optic effect varies depending on the type of liquid crystal phase to be used, the initial alignment state, the direction of the polarization axis of the polarizing plate, the thickness of the liquid crystal layer, or the color filter and various interference films installed in the middle of light transmission. It is reported in detail by known literatures. Generally, a structure called TN or STN using a nematic liquid crystal layer is used.
液晶を用いたディスプレイ用電気光学素子には、単純マトリックス型のものと、TFTをスイッチング素子として用いるTFT−LCDがある。携帯性、表示品位の点でCRTや単純マトリクス型液晶表示装置より優れた特徴を持つTFT−LCDがノート型パソコンなどに広く実用化されている。TFT−LCDでは、一般にTFTをアレイ状に形成したTFTアレイ基板と共通電極が形成されたカラーフィルター付きの対向基板との間に液晶を挟持した構成の上下に偏光板が設置され、さらに背後にバックライトを設置した構成を取る。このような構成によって良好なカラー表示が得られる特徴を持つ。 There are two types of electro-optic elements for display using liquid crystals: a simple matrix type and a TFT-LCD using TFTs as switching elements. TFT-LCDs having characteristics superior to those of CRTs and simple matrix liquid crystal display devices in terms of portability and display quality have been widely used in notebook personal computers and the like. In a TFT-LCD, polarizing plates are generally installed above and below a structure in which liquid crystal is sandwiched between a TFT array substrate in which TFTs are formed in an array and a counter substrate with a color filter on which a common electrode is formed, and further behind Take a configuration with a backlight. With such a configuration, a good color display can be obtained.
TFT−LCDでは液晶に電圧を印加するため、ゲートラインの選択時間内にTFTをオン状態とし、ソース配線から画素電極に電荷を流入し、画素電位をソース配線と同電位とする。その後ゲートが非選択状態になると、TFTはオフ状態になり画素の電荷は保持されるが実際にはTFTや液晶内のリーク電流により、画素の電荷量は減少し、結果的には画素の電位が減少する。これらの画素電位の変動を防ぐため、通常は補助容量を設けて単位電荷量の変化に対する画素電位の変化量が小さくなるようにする。補助容量は、大別すると、前段ゲートと画素電極で形成する場合(付加容量型)と、専用の配線と画素電極で形成する場合(補助容量配線型)がある。付加容量型では補助容量配線型のような専用配線が不要なので開口率が大きく取れる反面、ゲート配線が補助容量配線を兼ねるため電流負荷が大きくなる。このため大型パネルでは、配線抵抗および補助容量の総和が大きくなることから、ゲート配線負荷低減のため、補助容量配線を用いる場合が一般的である。補助容量配線を使用したTFTアレイ基板の概念図を第10図に示す。ここに1はゲート配線、8はソース配線、3は補助容量配線、10aおよび10bは補助容量配線に電圧を印加するための集合引出し配線である。一方配線抵抗を低減するために、低抵抗配線材料を適用する試みがなされている。逆スタガー型TFTのゲート配線および補助容量配線にAl、あるいはAlSiCu、AlCuなどのAl合金を適用する場合、配線パターン上に絶縁膜を成膜した際、ヒロックを生じたり、後続工程で、画素パターンエッチング時に使用する強酸によって腐食されるなどの問題が発生する。これらの問題を回避するため従来技術では、Alあるいは上記Al合金配線をCrあるいはMoなどの高融点金属パターンで覆いヒロックを防止したり、AlあるいはAl合金を陽極酸化してヒロックおよび強酸による腐食を防止する試みがなされている。この場合には写真製版工程数や陽極酸化工程が増えるため生産性が低下する。一方でヒロックを防止するためにAlZrやAlTaなどのAl合金を用いる試みがなされているが、これらの場合には比抵抗が増加してしまい、Crなどの高融点金属と同程度の抵抗になってしまう。また最近になって特許番号第2733006号公報に示されるようにAlNdでは上記AlZrのように比抵抗の増加を伴わずにヒロックを防止できる配線材料が開発されている。以下に図8および図9に示される、ゲート配線および補助容量配線にAlNdを用いた従来の方法で作成したTFTアレイ基板の製造方法を示す。 In the TFT-LCD, since a voltage is applied to the liquid crystal, the TFT is turned on within the selection time of the gate line, charge flows from the source wiring to the pixel electrode, and the pixel potential is set to the same potential as the source wiring. After that, when the gate is in a non-selected state, the TFT is turned off and the pixel charge is held, but the pixel charge amount actually decreases due to the leakage current in the TFT and the liquid crystal, resulting in the pixel potential. Decrease. In order to prevent these fluctuations in the pixel potential, an auxiliary capacitor is usually provided so that the amount of change in the pixel potential with respect to the change in the unit charge amount is reduced. The auxiliary capacitance can be broadly divided into a case where it is formed with a previous gate and a pixel electrode (additional capacitance type) and a case where it is formed with a dedicated wiring and a pixel electrode (auxiliary capacitance wiring type). The additional capacitance type does not require a dedicated wiring as in the auxiliary capacitance wiring type, so that the aperture ratio can be increased. However, since the gate wiring also serves as the auxiliary capacitance wiring, the current load increases. For this reason, in a large panel, the sum of the wiring resistance and the auxiliary capacitance becomes large, so that the auxiliary capacitance wiring is generally used to reduce the gate wiring load. FIG. 10 shows a conceptual diagram of a TFT array substrate using auxiliary capacitance wiring. Here, 1 is a gate line, 8 is a source line, 3 is an auxiliary capacity line, 10a and 10b are collective lead lines for applying a voltage to the auxiliary capacity line. On the other hand, attempts have been made to apply low-resistance wiring materials in order to reduce wiring resistance. When Al or Al alloy such as AlSiCu, AlCu is applied to the gate wiring and auxiliary capacitance wiring of the reverse stagger type TFT, when an insulating film is formed on the wiring pattern, a hillock is generated or the pixel pattern is formed in the subsequent process. Problems such as corrosion by strong acids used during etching occur. In order to avoid these problems, in the prior art, Al or the above Al alloy wiring is covered with a refractory metal pattern such as Cr or Mo to prevent hillock, or Al or Al alloy is anodized to prevent corrosion due to hillock and strong acid. Attempts have been made to prevent it. In this case, the number of photoengraving steps and the anodizing step increase, resulting in a decrease in productivity. On the other hand, attempts have been made to use Al alloys such as AlZr and AlTa in order to prevent hillocks. In these cases, however, the specific resistance increases, resulting in a resistance comparable to that of refractory metals such as Cr. End up. Recently, as shown in Japanese Patent No. 2733006, a wiring material capable of preventing hillocks without increasing specific resistance has been developed for AlNd as in the case of AlZr. A manufacturing method of a TFT array substrate produced by a conventional method using AlNd for the gate wiring and the auxiliary capacitance wiring shown in FIGS. 8 and 9 will be described below.
ガラス基板上にAlNdをスパッタで200nm成膜した後、燐酸・酢酸・硝酸の混合液でウェットエッチングし、ゲート配線1、補助容量電極2、補助容量配線3を形成する。このとき補助容量配線はゲート反端子側の集合引出し配線3aに接続されている。ついでゲート絶縁膜4としてSiNを400nm、半導体層a−Si150nm、Pドープしたa−Si不純物層30nmをプラズマCVDで連続成膜した後、前記不純物層および半導体層をパターニングしてゲート配線上に半導体パターン5を形成する。その後、画素電極膜100nmを成膜し、塩酸・硝酸などの混酸でパターニングし、画素電極6を形成する。ついでゲート端子側補助容量配線端のゲート絶縁膜にコンタクトホール7aを形成する。その後ソース配線8、ドレイン電極9用にCr400nmを連続成膜した後、パターニングする。その後、チャネル部の前記不純物層をドライエッチで除去する。最後にSiN400nmを保護膜11として成膜し、端子部のSiNを除去する。
After a 200 nm film of AlNd is formed on the glass substrate by sputtering, wet etching is performed with a mixed solution of phosphoric acid / acetic acid / nitric acid to form the
ゲート絶縁膜4に膜欠損がある場合には、画素電極エッチング時、強酸により、腐食断線する。最近、成膜装置の改良などにより、ゴミが減り、結果的にゲート絶縁膜の大きな膜欠損はほとんど発生しない状態にあるが、一方で微少なゲート絶縁膜欠損やゲート配線段差をゲート絶縁膜で被覆する場合、ゲート段差部でのゲート絶縁膜のカバレージが悪い箇所であると、それらが原因となって、配線が腐食する場合がある。このように低抵抗でヒロックの発生がないような配線材料が開発されており、それを共通補助容量配線に用いる場合に、上記に示したような腐食による配線断線が問題になってきている。
If the
とくに共通補助容量配線の断線に関しては、補助容量配線信号が配線両端から入力されているため、電気的に断線が検出されずにパネル点灯時に該当ゲートラインの画素が輝線欠陥になるため、極力断線を少なくする必要がある。補助容量配線および集合引出し配線パターンについては特開平3−72321号公報に、補助容量配線の信号遅延を改善するため、図10に示すように、補助容量配線はパネル両端に設けられた集合引出し配線から給電される例が開示されているが、補助容量配線にAlなどの腐食しやすい金属を用いた際に問題となる透明導電層ウェットエッチング時の補助容量配線腐食に関しては言及されていない。また、特開平7−36061号公報には、透明導電層のパターニングを含めた補助容量配線および集合引出し配線のパターン例が開示されているが、補助容量配線にAlなどの腐食しやすい金属を用いた際に問題となる透明導電膜ウェットエッチング時の補助容量配線腐食に関しては言及されていない。 In particular, with regard to disconnection of the common auxiliary capacitance wiring, since the auxiliary capacitance wiring signal is input from both ends of the wiring, the disconnection is not detected electrically, and the pixel of the corresponding gate line becomes a bright line defect when the panel is lit. Need to be reduced. Regarding the auxiliary capacity wiring and the collective lead wiring pattern, Japanese Patent Laid-Open No. 3-72321 discloses that the auxiliary capacity wiring is provided at both ends of the panel as shown in FIG. 10 in order to improve the signal delay of the auxiliary capacity wiring. However, there is no mention of corrosion of auxiliary capacitance wiring during wet etching of the transparent conductive layer, which is a problem when an easily eroded metal such as Al is used for auxiliary capacitance wiring. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-36061 discloses a pattern example of auxiliary capacitance wiring and collective lead wiring including patterning of a transparent conductive layer. However, a corrosive metal such as Al is used for the auxiliary capacitance wiring. There is no mention of auxiliary capacitor wiring corrosion during the wet etching of the transparent conductive film, which is a problem when there is a problem.
本発明は、上記に示したように、補助容量配線にAlなどの腐食しやすい金属を用いた際、透明導電層ウェットエッチング時に発生する補助容量配線の腐食断線を防止することは目的とするものである。 As described above, the object of the present invention is to prevent the corrosion disconnection of the auxiliary capacitance wiring that occurs during the wet etching of the transparent conductive layer when a metal such as Al is used for the auxiliary capacitance wiring. It is.
請求項1の電気光学素子では、対向配置された一対の基板間に電気光学材料が挟持されており、一方の基板上に形成されたゲート配線と、前記ゲート配線と同一層で形成され、互いに分離された第1の金属薄膜で形成された複数の補助容量配線と、前記複数の補助容量配線と互いに分離されている集合引出し配線と、前記複数の補助容量配線および前記集合引出し配線を覆って前記基板上に形成された絶縁層と、前記複数の補助容量配線よりも上層に形成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと電気的に接続されて、前記絶縁層上に設けられた透明導電膜からなる画素電極と、前記複数の容量配線および前記集合引出し配線上において前記絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して前記複数の補助容量配線と前記集合引出し配線とを電気的に接続する導電性パターンとを備えた電気光学素子であって、前記導電性パターンは、前記補助容量配線および前記集合配線とは別に形成されたものであり、前記第1の金属薄膜は、Al、Al合金あるいは少なくともそれらのうちのいずれかを用いた多層金属、もしくはMoで形成される。
In the electro-optical element according to
以上詳述に説明したように請求項1から5に記載した発明によれば、Alなど腐食されやすい材料を補助容量配線群に適用し、補助容量配線群上に成膜された絶縁膜にカバレージ不良などの膜欠陥が存在していても、画素電極エッチング時に配線を腐食断線することなく、TFTアレイ基板を製造することが可能になる。Al配線などの表面には自然酸化膜が形成されているが、画素電極エッチング時にエッチング液と一定以上の電位差が発生すると自然酸化膜が溶解し、ひいては金属自体が腐食する。補助容量配線群を互いに分離して形成した場合には、配線金属の量が小さいため、配線の電位がエッチング液にひきずられ結果的にエッチング液と配線金属との電位差が小さく腐食に至らないと考えられる。一方補助容量配線群を集合引出し配線に接続した状態では、画素電極のエッチングした場合、配線全体の量が分離してある場合の数百倍〜千倍程度になるため、エッチング液と配線金属の間に電位差が生じ、自然酸化および配線が腐食すると推定される。
As described in detail above, according to the invention described in
実施の形態1
実施の形態1の集合引出し配線、補助容量配線群および画素領域の平面図を図1に、図1中A−Aにおける断面図を図2に示す。まず、絶縁性基板として0.7mm厚の硝子基板を洗浄して表面を清浄化する。絶縁性基板には電気光学素子を透過型で構成する場合には、硝子基板などの透明な絶縁性基板を用いる。また、電気光学素子を反射型で構成する場合には、硝子基板程度の絶縁性を有する絶縁性基板を用いることができる。また、絶縁性基板の厚さは任意で良いが、電気光学素子の厚みを薄くするために、0.7mm厚または1.1mm厚程度のものが好ましい。絶縁性基板が薄すぎた場合には各種の成膜やプロセスの熱履歴によって基板の歪みが生じるためにパターニング精度が悪くなるなどの不具合を生じるので、絶縁性基板の厚さは使用するプロセスを考慮して選択する必要がある。また、絶縁性基板が硝子などの脆性破壊材料からなる場合、基板の端面は面取りを実施しておくことが、端面からのチッピングによる異物の混入を防止する上で好ましい。また、絶縁性基板の一部に切り欠きを設けて基板の向きが特定できるようにすることが、各プロセスでの基板処理の方向が特定できることでプロセス管理がし易くなることより好ましい。
Set drawing wiring of the first embodiment, a plan view of the storage capacitance wiring group and the pixel area in FIG. 1, FIG. 2 is a sectional view in the FIG. 1 A-A. First, a glass substrate having a thickness of 0.7 mm is cleaned as an insulating substrate to clean the surface. In the case where the electro-optic element is configured as a transmissive type, a transparent insulating substrate such as a glass substrate is used as the insulating substrate. Further, when the electro-optic element is configured as a reflection type, an insulating substrate having an insulating property comparable to that of a glass substrate can be used. The thickness of the insulating substrate may be arbitrary, but in order to reduce the thickness of the electro-optic element, a thickness of about 0.7 mm or 1.1 mm is preferable. If the insulating substrate is too thin, the substrate may be distorted by various film formation and thermal history of the process, resulting in problems such as poor patterning accuracy. Therefore, the thickness of the insulating substrate depends on the process used. It is necessary to consider and select. Further, when the insulating substrate is made of a brittle fracture material such as glass, it is preferable to chamfer the end surface of the substrate in order to prevent foreign matter from being mixed due to chipping from the end surface. In addition, it is more preferable to provide a notch in a part of the insulating substrate so that the orientation of the substrate can be specified, because the direction of substrate processing in each process can be specified, thereby facilitating process management.
次に、スパッタなどの方法で第1の金属薄膜を成膜する。第1の金属薄膜としては、たとえばMoあるいはAlZr、AlNdなどのAl合金で100nmから300nm程度の膜厚の薄膜を用いることができる。たとえばAlNdの場合Ndの濃度は配線抵抗を低くし、かつヒロック発生を防止するため1〜3重量%程度が望ましい。また、第1の金属薄膜として、Cr/AlあるいはCr/AlSiCuなどの異種金属薄膜を積層した金属薄膜や膜厚方向に組成の異なる金属薄膜を用いることもできる。 Next, a first metal thin film is formed by a method such as sputtering. As the first metal thin film, for example, a thin film having a thickness of about 100 nm to 300 nm made of an Al alloy such as Mo, AlZr, or AlNd can be used. For example, in the case of AlNd, the concentration of Nd is preferably about 1 to 3% by weight in order to reduce the wiring resistance and prevent the occurrence of hillocks. Further, as the first metal thin film, a metal thin film in which different metal thin films such as Cr / Al or Cr / AlSiCu are laminated, or a metal thin film having a different composition in the film thickness direction can be used.
次に、第1の写真製版・パターン工程で第1の金属薄膜をゲート電極および配線1、補助容量電極2および補助容量配線群3をパターニングする。このとき各補助容量配線群は互いに分離された状態で形成する。写真製版工程はTFTアレイ基板を洗浄後、感光性レジストを塗布・乾燥した後に、所定のパターンが形成されたマスクパターンを通して露光し、現像することで写真製版的にTFTアレイ基板上にマスクパターンを転写したレジストを形成し、感光性レジストを加熱硬化させた後にエッチングを行ない、感光性レジストを剥離することで行なわれる。第1の金属膜のエッチングは、たとえばMo、AlNd、AlZrの場合であれば、燐酸、酢酸、硝酸の水溶液によるウェットエッチで行なう、またMoの場合はCF4と酸素ガスを用いたドライエッチで、AlNd、AlZrの場合は塩素ガスと酸素ガスを用いたドライエッチも適用可能である。
Next, the gate electrode and the
次に、プラズマCVDにより第1の絶縁膜4、半導体能動膜、オーミックコンタクト膜を連続で成膜する。ゲート絶縁膜となる第1の絶縁膜4としてはSiNx膜、SiOx膜、SiOxNy膜やこれらの積層膜が用いられる。第1の絶縁膜の膜厚は300nmから600nm程度とする。膜厚が薄い場合にはゲート配線とソース配線の交差部で短絡を生じ易く、第1の金属薄膜の厚み程度以上とすることが好ましい。膜厚が厚い場合にはTFTのON電流が小さくなり、表示特性が悪化することからなるべく薄くすることが好ましい。半導体能動膜はアモルファスシリコン(a−Si)膜、ポリシリコン(p−Si)膜が用いられる。半導体能動膜の膜厚は100nmから300nm程度とする。膜厚が薄い場合には後述するオーミックコンタクト膜のドライエッチ時の深さの制御性と必要とするTFTのON電流より膜厚を選択する。半導体能動膜としてa−Si膜を用いる場合にはゲート絶縁膜のaSi膜との界面はSiNx膜またはSiOxNy膜とすることがTFTのVthの制御性および信頼性上好ましい。半導体能動膜としてp−Si膜を用いる場合にはゲート絶縁膜のp−Si膜との界面はSiOx膜またはSiOxNy膜とすることがTFTのVthの制御性および信頼性上好ましい。また、半導体能動膜としてa−Si膜を用いる場合にはゲート絶縁膜との界面付近を成膜レートの小さい条件で成膜し、上層部を成膜レートの大きい条件で成膜することが短い成膜時間で移動度の大きいTFT特性が得られることと、TFTのオフ時のリーク電流を小さくできることより好ましい。オーミックコンタクト膜としては、a−Siやp−Siに燐を微量にドーピングしたn+a−Si膜、n+p−Si膜が用いられる。オーミックコンタクト膜の膜厚は20nmから70nm程度とすることができる。これらのSiNx膜、SiOx膜、SiOxNy膜、a−Si膜、p−Si膜、n+a−Si膜、n+p−Si膜は公知のガスを用いて成膜することが可能である。
Next, the first insulating
次に、第2の写真製版・エッチング工程で半導体能動膜およびオーミックコンタクト膜をパターニングしTFT部の半導体パターン5を形成する。半導体能動膜およびオーミックコンタクト膜のエッチングは、たとえばSF6と酸素ガスでドライエッチングにより行なう。次に、スパッタなどの方法で導電性薄膜を成膜する。導電性薄膜としては、電気光学素子を透過型で構成する場合には透明導電膜であるITO、SnO2などを用いることができ、とくに化学的安定性よりITOが好ましい。導電性薄膜の膜厚は50nmから200nm程度とする。次に第3の写真製版・エッチング工程で透明導電膜をパターニングし、画素電極6を形成する。透明導電膜のエッチングは塩酸と硝酸の混酸などを通常用いるが、塩化第2鉄水溶液などを用いることも可能である。次に第4の写真製版・エッチング工程でゲート絶縁膜4をエッチングして、補助容量配線群のゲート端子側集合引出し配線接続部7a、反ゲート端子側集合引出し配線接続部7b、ゲート配線端子接続部、ソース配線端子接続部にコンタクトホールを形成する。コンタクトホール形成にはCF4と酸素の混合ガスあるいはSF6と酸素の混合ガスを用いたドライエッチングで形成される。次にCrを400nm成膜し、第5の写真製版・エッチング工程でソース配線8、ドレイン電極9、ゲート端子側集合引出し配線10aおよび反ゲート端子側集合引出し配線10bをパターニングする。エッチングには過塩素酸と第二硝酸セリウムアンモンの混酸を用いる。これらをパターニングした後にTFTチャネル部にあるn+a−Si膜あるいはn+p−Si膜を除去する。ついでパッシベーション膜11を成膜し、第6の写真製版・エッチング工程で、ゲート端子、ソース端子の駆動IC接続部をCF4と酸素ガスを用いたドライエッチで露出させる。以上の工程において従来技術のように、補助容量配線群が集合配線に接続されている場合、画素電極エッチング時、ゲート絶縁膜に局所的に欠損があるとそこから上記エッチング液が補助容量配線群を腐食し、補助容量配線群の断線を発生させる。請求項第1項に示したように補助容量配線群と集合配線を互いに分離して形成しておけば、ゲート絶縁膜に微小欠損があっても腐食を防止できる。
Next, the semiconductor active film and the ohmic contact film are patterned in a second photolithography and etching process to form a
またとくに補助容量配線群はAl、Al合金あるいは少なくともそれらを用いた多層金属で形成されている場合には、画素電極のエッチング時にとくに腐食され易いため、本製造方法はとくに有効である。 In particular, when the auxiliary capacitance wiring group is formed of Al, an Al alloy, or at least a multilayer metal using them, this manufacturing method is particularly effective because it is easily corroded when the pixel electrode is etched.
実施の形態2
実施の形態2の集合引出し配線、補助容量配線群および画素領域の平面図を図3に、図3中B−Bにおける断面図を図4に示す。以下に請求項第1項の実施の形態の製造方法について詳細に述べる。なお、各成膜、写真製版、エッチングで実施の形態1と重複するものは省略して記す。スパッタなどの方法で第1の金属薄膜を成膜する。第1の金属薄膜としては、たとえばMoあるいはAlZr、AlNdなどのAl合金で100nmから300nm程度の膜厚の薄膜を用いることができる。たとえばAlNdの場合Ndの濃度は配線抵抗を低くし、かつヒロック発生を防止するため1〜3重量%程度が望ましい。また、第1の金属薄膜として、Cr/AlあるいはCr/AlSiCuなどの異種金属薄膜を積層した金属薄膜や膜厚方向に組成の異なる金属薄膜を用いることもできる。第1の写真製版・エッチング工程で第1の金属薄膜をゲート電極および配線1、補助容量電極2および補助容量配線群3、およびゲート配線反端子側集合引出し配線10bをパターニングする。このとき各補助容量配線群3およびゲート反端子側集合引出し配線10bはそれぞれ互いに分離されている。このときの成膜・写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。次に、プラズマCVDにより第1の絶縁膜4、半導体能動膜、オーミックコンタクト膜を連続で成膜し、第2の写真製版・エッチング工程で半導体能動膜およびオーミックコンタクト膜を表示画素にパターニングしTFT部の半導体パターン5を形成する。
FIG. 3 is a plan view of the collective lead wiring, the auxiliary capacitance wiring group, and the pixel region of the second embodiment, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. The manufacturing method of the embodiment of
次に、スパッタなどの方法で導電性薄膜を成膜し、第3の写真製版・エッチング工程で透明導電膜をパターニングし、画素電極6を形成する。このときの成膜・写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。次に第4の写真製版・エッチング工程でゲート絶縁膜4をエッチングして、補助容量配線群のゲート端子側集合引出し配線接続部7a、補助容量配線群の反ゲート端子側端部7b、反ゲート端子側集合引出し配線上7c、ゲート配線端子接続部、ソース配線端子接続部上にコンタクトホールを形成する。このときの写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。次にCrを400nm成膜し、第5の写真製版・エッチング工程でソース配線8、ドレイン電極9、ゲート端子側集合引出し配線10aおよび、ゲート反端子側の集合引出し配線10bと補助容量配線群3を接続するパターン10cをパターニングする。このときの成膜・写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。ついでパッシベーション膜11を成膜し、第6の写真製版・エッチング工程で、ゲート端子、ソース端子の駆動IC接続部を露出させる。このときの成膜・写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。以上の工程において従来技術のように、補助容量配線群が集合配線に接続されている場合、画素電極エッチング時、ゲート絶縁膜に局所的に欠損があるとそこから上記エッチング液が補助容量配線群を腐食し、補助容量配線群の断線を発生させる。補助容量配線群と集合配線を互いに分離して形成しておけば、ゲート絶縁膜に微小欠損があっても腐食を防止できる。また実施の形態2において補助容量配線群形成時に反ゲート端子側に集合引出し配線を同時に形成するため、上記電気光学素子製造時に発生する静電気に対して、集合引出し配線10bが静電シールドの役目をするため、製造工程中の静電破壊による素子破壊を防止することができる。
Next, a conductive thin film is formed by a method such as sputtering, and the transparent conductive film is patterned by a third photoengraving / etching process to form the
実施の形態3
実施の形態3の集合引出し配線、補助容量配線および画素領域の平面図を図5に示す。本実施の形態3の製造方法を以下に詳細に述べる。
FIG. 5 shows a plan view of the collective lead-out wiring, the auxiliary capacitance wiring, and the pixel region according to the third embodiment. The manufacturing method of the third embodiment will be described in detail below.
ガラス基板上にスパッタなどの方法で第1の金属薄膜を成膜する。第1の金属薄膜としては、たとえばMoあるいはAlZr、AlNdなどのAl合金で100nmから500nm程度の膜厚の薄膜を用いることができる。たとえばAlNdの場合Ndの濃度は配線抵抗を低くし、かつヒロック発生を防止するため1〜3重量%程度が望ましい。また、第1の金属薄膜として、Cr/AlあるいはCr/AlSiCuなどの異種金属薄膜を積層した金属薄膜や膜厚方向に組成の異なる金属薄膜を用いることもできる。 A first metal thin film is formed on the glass substrate by a method such as sputtering. As the first metal thin film, for example, a thin film having a thickness of about 100 nm to 500 nm made of an Al alloy such as Mo, AlZr, or AlNd can be used. For example, in the case of AlNd, the concentration of Nd is preferably about 1 to 3% by weight in order to reduce the wiring resistance and prevent the occurrence of hillocks. Further, as the first metal thin film, a metal thin film in which different metal thin films such as Cr / Al or Cr / AlSiCu are laminated, or a metal thin film having a different composition in the film thickness direction can be used.
次に、第1の写真製版・エッチング工程で第1の金属薄膜をゲート電極および配線1、補助容量電極2および補助容量配線群3、反ゲート端子側集合引出し配線10bおよび、補助容量配線群3と反ゲート端子側集合引出し配線10bの対峙した部分に突起状パターン14をパターニングする。このとき各補助容量配線群および反ゲート端子側集合引出し配線10bはそれぞれ互いに分離されており、突起状パターン14は写真製版でパターン分離可能な寸法でなるべく互いに近接するように配置する。量産上、その間隔は3μm〜4μmが望ましい。次に、プラズマCVDにより第1の絶縁膜4、半導体能動膜、オーミックコンタクト膜を連続で成膜し、第2の写真製版・エッチング工程で半導体能動膜およびオーミックコンタクト膜を表示画素にパターニングしTFT部の半導体パターン5を形成する。このときの成膜・写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。次に、スパッタなどの方法で導電性薄膜を成膜し、第3の写真製版・エッチング工程で透明導電膜をパターニングし、画素電極6を形成する。このときの成膜・写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。次に第4の写真製版・エッチング工程でゲート絶縁膜4をエッチングして、補助容量配線群のゲート端子側集合引出し配線接続部7a、補助容量配線群反ゲート端子側端部7b、反ゲート端子側集合引出し配線上7c、ゲート配線端子接続部ソース配線端子接続部上にコンタクトホールを形成する。このときの写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。次にCrを400nm成膜し、第5の写真製版・エッチング工程でソース配線8、ドレイン電極9、ゲート端子側集合引出し配線10aおよび、反ゲート端子側の集合引出し配線10bと補助容量配線群3を接続するパターン10cをパターニングする。このときの成膜・写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。ついでパッシベーション膜11を成膜し、第6の写真製版・エッチング工程で、ゲート端子、ソース端子の駆動IC接続部を露出させる。このときの成膜・写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。
Next, in the first photoengraving / etching step, the first metal thin film is applied to the gate electrode and
以上の工程において従来技術のように、補助容量配線群が集合配線に接続されている場合、画素電極エッチング時、ゲート絶縁膜に局所的に欠損があるとそこから上記エッチング液が補助容量配線群を腐食し、補助容量配線群の断線を発生させる。補助容量配線群と集合配線を互いに分離して形成しておけば、ゲート絶縁膜に微小欠損があっても腐食を防止できる。また実施の形態2において補助容量配線群形成時にゲート反端子側に集合引出し配線を同時に形成するため、上記電気光学素子製造時に発生する静電気に対して、集合引出し配線10bが静電シールドの役目をするため、製造工程中の静電破壊による素子破壊を防止することができる。
In the above process, when the auxiliary capacitance wiring group is connected to the collective wiring as in the prior art, if the gate insulating film has a local defect during the pixel electrode etching, the etching solution is removed from the auxiliary capacitance wiring group. Corrosion of the auxiliary capacitance wiring group is generated. If the storage capacitor wiring group and the assembly wiring are formed separately from each other, corrosion can be prevented even if the gate insulating film has a minute defect. In the second embodiment, since the collective lead wiring is simultaneously formed on the gate opposite terminal side when the auxiliary capacitance wiring group is formed, the
とくに実施の形態3では、外部からゲート反端子側集合引出し配線に静電気が入った場合でも、突起パターン14間で放電することにより、静電気のエネルギーを消費できるため、反ゲート端子側集合引出し配線10bおよび補助容量配線群3にダメージが入ることを防止できる。
In particular, in the third embodiment, even when static electricity enters the gate opposite terminal side collecting lead wiring from the outside, the electrostatic energy can be consumed by discharging between the protruding patterns 14, so that the anti gate terminal side collecting
実施の形態4
実施の形態4の集合引出し配線、補助容量配線群および画素領域の平面図を図6に、図6中C−Cにおける断面図を図7に示す。ガラス基板上にスパッタなどの方法で第1の金属薄膜を成膜する。第1の金属薄膜としては、たとえばMoあるいはAlZr、AlNdなどのAl合金で100nmから500nm程度の膜厚の薄膜を用いることができる。たとえばAlNdの場合Ndの濃度は配線抵抗を低くしかつヒロック発生を防止するため1〜3重量%程度が望ましい。また、第1の金属薄膜として、Cr/AlあるいはCr/AlSiCuなどの異種金属薄膜を積層した金属薄膜や膜厚方向に組成の異なる金属薄膜を用いることもできる。次に、第1の写真製版・エッチング工程で第1の金属薄膜をゲート電極および配線1、補助容量電極2および補助容量配線群3をパターニングする。このときの成膜・写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。次に、プラズマCVDにより第1の絶縁膜4、半導体能動膜、オーミックコンタクト膜を連続で成膜し、第2の写真製版・エッチング工程で半導体能動膜およびオーミックコンタクト膜を表示画素にパターニングしTFT部の半導体パターン5を形成する。このときの成膜・写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。
FIG. 6 is a plan view of the collective lead-out wiring, auxiliary capacitance wiring group, and pixel region of the fourth embodiment, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. A first metal thin film is formed on the glass substrate by a method such as sputtering. As the first metal thin film, for example, a thin film having a thickness of about 100 nm to 500 nm made of an Al alloy such as Mo, AlZr, or AlNd can be used. For example, in the case of AlNd, the concentration of Nd is preferably about 1 to 3% by weight in order to lower the wiring resistance and prevent the occurrence of hillocks. Further, as the first metal thin film, a metal thin film in which different metal thin films such as Cr / Al or Cr / AlSiCu are laminated, or a metal thin film having a different composition in the film thickness direction can be used. Next, the gate electrode and
次に、スパッタなどの方法で導電性薄膜を成膜し、第3の写真製版・エッチング工程で透明導電膜をパターニングし、画素電極6を形成する。このときの成膜・写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。次に第4の写真製版・エッチング工程でゲート絶縁膜4をエッチングして、ゲート配線接続部、ソース配線端子接続部上にコンタクトホールを形成する。このときの写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。次にCrを400nm成膜し、第5の写真製版・エッチング工程でソース配線8、ドレイン電極9をパターニングする。このときの成膜・写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。ついでパッシベーション膜11を成膜し、第6の写真製版・エッチング工程で、ゲート端子側補助容量配線群12a、反ゲート端子側補助容量配線群12bにコンタクトホールを形成し、ゲート端子、ソース端子の駆動IC接続部を露出させる。このときの成膜・写真製版・エッチングプロセスは実施の形態1と同様である。その後前記TFTアレイ基板および対向基板に転写したのち、TFT基板上に対向基板電位を供給するためのトランスファー材を打点しトランスファー電極を形成すると同時に補助容量配線群上に形成したコンタクトホール12aおよび12bを覆うようにトランスファー材を形成し、ゲート端子側集合引出し配線13aおよび反ゲート端子側集合引出し配線13bを形成する。トランスファー材は通常銀粒子をエポキシ系接着剤に混合したものである。その後対向基板にシール材を形成し、TFT基板と対向基板を重ね合わせ、シール材を熱硬化することにより両基板を接着する。これにより画素電極エッチング時の補助容量配線群腐食が防止できると同時に、TFTアレイが完成した時点で補助容量配線群が互いに分離されているため、従来の電気的欠陥検査では検出できなかった補助容量配線群が互いに分離されているため、従来の電気的欠陥検査では検出できなかった補助容量配線群とゲート線のショートおよび補助容量配線群とソース線のショートの位置検出が可能となり、ひいては前記欠陥部をレーザーを用いて切断しショートを修復することも可能となる。
Next, a conductive thin film is formed by a method such as sputtering, and the transparent conductive film is patterned by a third photoengraving / etching process to form the
1 ゲート配線
2 補助容量電極
3 補助容量配線群
3a、10a、10b、
13a、13b 集合引出し配線
4 ゲート絶縁膜
5 半導体パターン
6 画素電極
7a、7b、7c、
12a、12b コンタクトホール
8 ソース配線
9 ドレイン電極
11 保護絶縁膜
10c、14 パターン
15 対向基板導電膜
16 対向基板
1 Gate wiring
2 Auxiliary capacitance electrodes
3 Auxiliary
13a, 13b Collective lead wiring
4 Gate insulation film
5 Semiconductor pattern
6
12a, 12b Contact hole
8 Source wiring
9 Drain electrode
11 Protective insulating film
10c, 14 patterns
15 Opposite substrate conductive film
16 Counter substrate
Claims (5)
前記複数の補助容量配線と互いに分離されている集合引出し配線と、
前記複数の補助容量配線および前記集合引出し配線を覆って前記基板上に形成された絶縁層と、
前記複数の補助容量配線よりも上層に形成された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタと電気的に接続されて、前記絶縁層上に設けられた透明導電膜からなる画素電極と、
前記複数の容量配線および前記集合引出し配線上において前記絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して前記複数の補助容量配線と前記集合引出し配線とを電気的に接続する導電性パターンとを備えた電気光学素子であって、
前記導電性パターンは、前記補助容量配線および前記集合配線とは別に形成されたものであり、
前記第1の金属薄膜は、Al、Al合金あるいは少なくともそれらのうちのいずれかを用いた多層金属、もしくはMoで形成されていることを特徴とする電気光学素子。 An electro-optic material is sandwiched between a pair of opposed substrates, a gate wiring formed on one substrate, and a first metal thin film formed in the same layer as the gate wiring and separated from each other. A plurality of auxiliary capacitance lines formed;
A plurality of auxiliary capacitor lines and a collective lead line separated from each other;
An insulating layer formed on the substrate so as to cover the plurality of auxiliary capacitance wires and the collective lead wires ;
A thin film transistor formed in an upper layer than the plurality of auxiliary capacitance lines ;
A pixel electrode made of a transparent conductive film electrically connected to the thin film transistor and provided on the insulating layer;
Electricity and a conductive pattern for electrically connecting the plurality in the capacitor wiring and the on set drawing wiring through a contact hole provided in the insulating layer and the plurality of storage capacitor lines and the set drawing wiring An optical element,
The conductive pattern is formed separately from the auxiliary capacitance wiring and the collective wiring,
The electro-optic element, wherein the first metal thin film is formed of Al, an Al alloy, a multilayer metal using at least one of them, or Mo.
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