JPH05150259A

JPH05150259A - 液晶表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH05150259A
Application number: JP31230091A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yanai; 健一梁井; Tsutomu Tanaka; 田中　　勉; Tatsuya Kakehi; 達也筧; Hiroshi Ogata; 公士大形; Shinichi Soeda; 信一添田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-11-27
Filing date: 1991-11-27
Publication date: 1993-06-18

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、多層構造のバスラインの抵抗を低減
して、信頼性を向上させると共に、表示部面積や表示容
量を増大させた液晶表示装置及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。【構成】液晶１２を挟んで、２枚のガラス板１４、１６
が対向して設けられ、一方のガラス板１４上の液晶１２
側にＩＴＯからなる酸化物透明電極１８が形成され、他
方のガラス板１６上の液晶１２側に絶縁層２０を介して
例えばＩｎＮ，ＧａＮなどからなる窒化物透明表示電極
２２が形成されている。ガラス板１６上の液晶１２側に
絶縁層２０を介してＩｎＮ，ＧａＮなどからなる窒化物
配線層２４が形成され、窒化物配線層２４上にＭｏから
なる高融点金属配線層２６が形成され、積層された窒化
物配線層２４及び高融点金属配線層２６により２層構造
のバスライン２８が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に係り、特
にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）のスイッチング作用を用
いて液晶セルへの電圧書き込みと保持動作を行うアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置及びその製造方法に関す
る。このようなアクティブマトリクス型液晶表示装置に
おいては、表示部面積又は表示容量が増大するにつれ
て、バスライン抵抗を小さくすることが課題となってい
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のアクティブマトリクス型液晶表示
装置においては、バスラインとして金属配線層が用いら
れるのが通常であるが、信頼性を向上させるため、バス
ラインを多層構造にして冗長構成とすることが望まし
い。そしてその多層構造を構成する一層としては、表示
電極としても用いられる透明電極を用いるのが、プロセ
スを簡便にする上でも好ましい。

【０００３】従って、アクティブマトリクス型液晶表示
装置において、図６に示されるように、ＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）などの酸化物透明電極からなる配線層上に
金属配線層が積層された多層構造の冗長バスラインが用
いられることとなった。即ち、液晶５２を挟んで対向し
て設けられた２枚のガラス板５４、５６の一方のガラス
板５４上の液晶５２側に、ＩＴＯからなる酸化物透明電
極５８が形成され、また他方のガラス板５６上の液晶５
２側に、絶縁層６０を介して、同じＩＴＯからなる酸化
物透明表示電極６２が形成されている。

【０００４】また、ガラス板５６上の液晶５２側に設け
られた絶縁層６０上に、同じＩＴＯからなる酸化物配線
層６４が酸化物透明表示電極６２と同時に形成され、更
にこの酸化物配線層６４上にＭｏ（モリブデン）などか
らなる高融点金属配線層６６が形成されている。そして
これら積層された酸化物配線層６４及び高融点金属配線
層６６により、２層構造のバスライン６８が形成されて
いる。

【０００５】また、ガラス板５６と絶縁層６０との間に
形成された遮光層７０上方には、半導体層７２が形成さ
れ、酸化物透明表示電極６２及び酸化物配線層６４とそ
れぞれ接続している。そして半導体層７２上に、ゲート
絶縁膜層７４を介してゲート電極７６が設けられ、ＴＦ
Ｔ７８が形成されている。こうして酸化物透明表示電極
６２が、ＴＦＴ７８を介して、バスライン６８に接続さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような多層構造の冗長バスラインを用いたアクティブマ
トリクス型液晶表示装置においては、ＩＴＯなどの酸化
物配線層６４上に高融点金属配線層６６を形成すると、
高融点金属配線層６６の抵抗が大きくなるという現象が
生じた。例えば高融点金属配線層６６の厚さが１００ｎ
ｍ程度の場合には、バルク抵抗の約３〜１０倍の抵抗値
となることがある。

【０００７】ところで、金属、特にＭｏやＷ（タングス
テン）などの高融点金属では、融点が高いために金属層
形成時の結晶粒が小さく、この粒界に酸素が拡散するこ
とにより、金属層の大幅な抵抗低下が生じることが一般
に知られている（及川秀男：「高融点金属」日本金属学
会会報第２８巻第１号（１９８９）２９〜３３頁参
照）。

【０００８】従って、酸化物配線層６４上の高融点金属
配線層６６の抵抗の増大は、酸化物配線層６４との界面
側の高融点金属配線層６６中に、酸化物配線層６４から
酸素が拡散することによるものと考えられる。このた
め、必要なバスライン抵抗を得るためには、バスライン
６８の幅を広くするか、バスライン６８を構成する高融
点金属配線層６６の膜厚を厚くする必要があった。しか
し、バスライン６８の幅を広くすると、表示電極の開口
率が小さくなって明るい表示が得られないという問題が
あった。また、高融点金属配線層６６を厚くすると、バ
スライン６８の交叉部での絶縁膜耐圧が低下してバスラ
イン間の短絡が発生し易くなるという問題があった。

【０００９】そこで本発明は、多層構造のバスラインの
抵抗を低減して、信頼性を向上させると共に、表示部面
積や表示容量を増大させる液晶表示装置及びその製造方
法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は、液晶と、前
記液晶を挟んで対向する第１及び第２のガラス板と、前
記第１及び第２のガラス板上にそれぞれ形成された第１
及び第２の透明電極と、前記第１の透明電極に接続され
たバスラインとを有する液晶表示装置において、前記バ
スラインが、前記第１のガラス板上に形成された窒化物
配線層と、前記窒化物配線層上に積層された金属配線層
とを有することを特徴とする液晶表示装置によって達成
される。

【００１１】また、上記の液晶表示装置において、前記
窒化物配線層が、酸化物配線層上に積層されていること
を特徴とする液晶表示装置によって達成される。また、
上記の液晶表示装置において、前記金属配線層が、高融
点金属層であることを特徴とする液晶表示装置によって
達成される。更に、上記課題は、液晶と、前記液晶を挟
んで対向する第１及び第２のガラス板と、前記第１及び
第２のガラス板上にそれぞれ形成された第１及び第２の
透明電極と、前記第１の透明電極に接続されたバスライ
ンとを有する液晶表示装置の製造方法において、前記第
１のガラス板上に透明な酸化物導電層を形成した後、前
記酸化物導電層を所定の形状にパターニングして、酸化
物透明電極と酸化物配線層とを形成する工程と、窒素を
含む気体中でのプラズマ処理により、前記酸化物透明電
極表面及び前記酸化物配線層表面を窒化してそれぞれ窒
化物透明電極及び窒化物配線層を形成し、前記酸化物透
明電極及び前記窒化物透明電極からなる前記第１の透明
電極を形成する工程と、前記窒化物配線層上に金属配線
層を形成して、前記酸化物配線層、前記窒化物配線層及
び前記金属配線層からなる前記バスラインを形成する工
程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法
によって達成される。

【００１２】

【作用】本発明によれば、多層構造の冗長バスラインを
構成する場合、バスラインの金属配線層が窒化物配線層
上に積層されていることにより、酸化物配線層と直接に
接することはなく、金属配線層の粒界へ酸素が供給され
ないため、金属配線層の抵抗低下が大幅に改善される。
従って、バスラインの低抵抗化を実現することができ
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて具
体的に説明する。図１は本発明の一実施例によるＴＦＴ
を用いたトップゲート構造のアクティブマトリクス型液
晶表示装置を示す断面図、図２はその一部拡大図であ
る。液晶１２を挟んで、２枚のガラス板１４、１６が対
向して設けられている。そして一方のガラス板１４上の
液晶１２側には、ＩＴＯなどからなる酸化物透明電極１
８が形成され、他方のガラス板１６上の液晶１２側に
は、絶縁層２０を介して、例えばＩｎＮ、ＧａＮなどか
らなる窒化物透明表示電極２２が形成されている。

【００１４】また同様に、ガラス板１６上の液晶１２側
には、絶縁層２０を介して、ＩｎＮ、ＧａＮなどからな
る窒化物配線層２４が形成され、更にこの窒化物配線層
２４上には、例えばＭｏなどからなる高融点金属配線層
２６が形成されている。そしてこれら積層された窒化物
配線層２４及び高融点金属配線層２６により、２層構造
のバスライン２８が形成されている。即ち、バスライン
２８が、従来の酸化物配線層と高融点金属配線層との積
層構造ではなく、窒化物配線層２４と高融点金属配線層
２６との積層構造になっている点に本実施例の特徴があ
る。

【００１５】また、ガラス板１６と絶縁層２０との間
に、例えばＣｒからなる遮光層３０が形成されている。
この遮光層３０上方の絶縁層２０上には、ａ（アモルフ
ァス）−Ｓｉからなる半導体層３２が形成されると共
に、この半導体層３２は窒化物透明表示電極２２及び窒
化物配線層２４とそれぞれ接続している。そして半導体
層３２上には、例えばＳｉＮからなるゲート絶縁膜層３
４を介して、例えばＡｌからなるゲート電極３６が形成
されている。

【００１６】こうして窒化物透明表示電極２２及び窒化
物配線層２４をそれぞれソース、ドレイン電極とするＴ
ＦＴ３８が形成されている。即ち、窒化物透明表示電極
２２は、ＴＦＴ３８を介して、バスライン２８に接続さ
れている。このように本実施例によれば、バスライン２
８が、積層された窒化物配線層２４と高融点金属配線層
２６との２層構造になっていることにより、冗長バスラ
イン構成とすることができるため、信頼性を向上させる
ことができる。

【００１７】しかも、ここで、バスライン２８の高融点
金属配線層２６は、従来の酸化物配線層の代わりに窒化
物配線層２４上に積層されていることにより、酸化物配
線層に接していないため、高融点金属配線層２６の粒界
へ酸素が供給されず、高融点金属配線層２６の抵抗低下
が大幅に改善される。従って、アクティブマトリクス型
液晶表示装置において、バスライン抵抗を小さくするこ
とができ、表示部面積又は表示容量を増大することがで
きる。

【００１８】次に、本発明の他の実施例を、図３を用い
て説明する。図３は、上記図２と同様に対応する本発明
の他の実施例によるアクティブマトリクス型液晶表示装
置の一部拡大断面図である。なお、上記図２に示す液晶
表示装置と同一の構成要素には同一の符号を付して説明
を省略する。液晶を挟んで対向して設けられている２枚
のガラス板のうち、一方のガラス板１６上には、絶縁層
２０を介して、ＩＴＯなどからなる酸化物透明電極４０
が形成され、この酸化物透明電極４０上には、窒化物透
明電極４２が形成されている。こうして酸化物透明電極
４０と窒化物透明電極４２とが積層されて、透明表示電
極４４が構成されている。

【００１９】また同様に、ガラス板１６上には、絶縁層
２０を介して、酸化物配線層４６と窒化物配線層４８が
順に積層され、更にこの窒化物配線層４８上には、Ｍｏ
などからなる高融点金属配線層２６が形成されている。
そしてこれら積層された酸化物配線層４６、窒化物配線
層４８及び高融点金属配線層２６により、３層構造のバ
スライン２８が形成されている。即ち、酸化物配線層４
６と高融点金属配線層２６との間に、窒化物配線層４８
が挿入された構造となっている点に本実施例の特徴があ
る。

【００２０】また、ガラス板１６と絶縁層２０との間に
設けられた遮光層３０上方には、半導体層３２、ゲート
絶縁膜層３４及びゲート電極３６からなるＴＦＴ３８が
形成されており、このＴＦＴ３８を介して、透明表示電
極４４がバスライン２８に接続されている。このように
本実施例によれば、バスライン２８が、積層された酸化
物配線層４６、窒化物配線層４８及び高融点金属配線層
２６の３層構造になっていると共に、高融点金属配線層
２６は窒化物配線層４２上に積層され、酸化物透明電極
４０には接していないため、上記実施例と同様の効果を
奏することができる。

【００２１】本発明者らの実験によれば、従来のように
ＩＴＯからなる酸化物配線層上に直接に形成したＭｏか
らなる高融点金属配線層の比抵抗が約１７μΩであるの
に対し、本実施例のように酸化物配線層４６と高融点金
属配線層２６との間に窒化物配線層４８が挿入された構
造となっている場合のＭｏからなる高融点金属配線層２
６の比抵抗は約９μΩとなった。従って、バスライン２
８の抵抗値をほぼ半減することができた。

【００２２】次に、図３に示すアクティブマトリクス型
液晶表示装置の製造方法を、図４及び図５を用いて説明
する。ガラス基板１６上に、スパッタ法を用いて厚さ７
０ｎｍのＣｒ層を堆積した後、所定の形状にパターニン
グして、ＴＦＴの遮光層３０を形成する（図４（ａ）参
照）。

【００２３】次いで、ＰＣＶＤ（Plasma Chemical Vapo
r Deposition）法を用いて、ガラス基板１６及び遮光層
３０上に厚さ６００ｎｍのＳｉＯ₂層からなる絶縁層１
８を形成する。続いて、スパッタ法を用いて、絶縁層１
８上に厚さ５０ｎｍのＩＴＯ層を堆積した後、遮光層３
０上方のＩＴＯ層を選択的にエッチング除去して、酸化
物透明電極４０及び酸化物配線層４６を形成する（図４
（ｂ）参照）。

【００２４】次いで、ＨＮ₃プラズマ処理を施してＩＴ
Ｏ層からなる酸化物透明電極４０表面及び酸化物配線層
４６表面を窒化し、それぞれ窒化物透明電極４２及び窒
化物配線層４８を形成する。こうして酸化物透明電極４
０及び窒化物透明電極４２から構成される透明表示電極
４４が形成される（図４（ｃ）参照）。次いで、スパッ
タ法を用いて、全面に厚さ１００ｎｍのＭｏ層を堆積し
た後、所定の形状にパターニングして、窒化物配線層４
８上にＭｏ層からなる高融点金属配線層２６を形成す
る。こうして積層された酸化物配線層４６、窒化物配線
層４８及び高融点金属配線層２６から構成される３層構
造のバスライン２８が形成される（図５（ａ）参照）。

【００２５】次いで、ＴＦＴコンタクト形成のためのＰ
Ｈ₃プラズマ処理を行った後、ＰＣＶＤ法を用いて、遮
光層３０上方の絶縁層２０、窒化物透明表示電極２２及
び窒化物配線層２４上に、厚さ３０ｎｍのａ−Ｓｉ層、
厚さ３００ｎｍのＳｉＮ層を順に堆積し、更にスパッタ
法を用いて厚さ４００ｎｍのＡｌ層を堆積する。続い
て、Ａｌ層を所定の形状にパターニングしてゲート電極
３６を形成した後、このパターニングしたゲート電極３
６をマスクとしてＳｉＮ層及びａ−Ｓｉ層のパターニン
グを行い、ＳｉＮ層からなるゲート絶縁膜層３４及びａ
−Ｓｉ層からなる半導体層３２を形成する。こうして窒
化物透明表示電極２２及び窒化物配線層２４をそれぞれ
ソース、ドレイン電極とするＴＦＴ３８が形成される
（図５（ｂ）参照）。

【００２６】そして図示はしないが、これ以降は、通常
の液晶表示装置の製造工程と同様の工程を経ることによ
り、液晶表示装置を完成することができる。このように
本製造方法によれば、バスライン２８を構成する酸化物
配線層４６及び窒化物配線層４８を、透明表示電極４４
を構成する酸化物透明電極４０及び窒化物透明電極４２
と同時に形成することにより、酸化物配線層４６と高融
点金属配線層２６との間に窒化物配線層４８が挿入され
た３層構造のバスライン２８を、工程数を増加すること
なく容易に形成することができる。

【００２７】なお、上記の製造方法においては、ＩＴＯ
層からなる酸化物配線層４６表面を窒化して窒化物配線
層４８を形成したが、この方法に限定されることなく、
酸化物配線層４６上に、例えばＩｎＮ、ＧａＮなどから
なる窒化物配線層を積層する方法を用いてもよい。いず
れの方法を用いても、高融点金属配線層２６が直接に酸
化物配線層上に積層されない構造とすることができる。

【００２８】また、上記２つの実施例においては、アク
ティブマトリクス型液晶表示装置の場合について説明し
たが、アクティブマトリクス型に限定されることなく、
例えば単純マトリクス型の液晶表示装置に対しても、本
発明は適用される。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、液晶と、
液晶を挟んで対向する２枚のガラス板と、２枚のガラス
板上にそれぞれ形成された透明電極と、表示電極をなす
一方の透明電極に接続されたバスラインとを有する液晶
表示装置において、バスラインが、窒化物配線層と窒化
物配線層上に積層された金属配線層とを有していること
により、窒化物配線層と金属配線層との積層構造という
冗長バスライン構成を実現することができると共に、金
属配線層が窒化物配線層上に積層されて、酸化物配線層
と直接には接していないため、金属配線層の抵抗低下が
大幅に改善され、バスラインの低抵抗化が可能となる。

【００３０】これにより、液晶表示装置の信頼性を向上
することができると共に、表示部面積や表示容量を増大
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるアクティブマトリクス
型液晶表示装置を示す断面図である。

【図２】図１に示すアクティブマトリクス型液晶表示装
置の一部拡大図である。

【図３】本発明の他の実施例によるアクティブマトリク
ス型液晶表示装置を示す一部断面図である。

【図４】図３に示すアクティブマトリクス型液晶表示装
置の製造方法を説明するための工程図（その１）であ
る。

【図５】図３に示すアクティブマトリクス型液晶表示装
置の製造方法を説明するための工程図（その２）であ
る。

【図６】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置を
示す断面図である。

【符号の説明】

１２…液晶１４、１６…ガラス板１８…酸化物透明電極２０…絶縁層２２…窒化物透明表示電極２４…窒化物配線層２６…高融点金属配線層２８…バスライン３０…遮光層３２…半導体層３４…ゲート絶縁膜層３６…ゲート電極３８…ＴＦＴ４０…酸化物透明電極４２…窒化物透明電極４４…透明表示電極４６…酸化物配線層４８…窒化物配線層５２…液晶５４、５６…ガラス板５８…酸化物透明電極６０…絶縁層６２…酸化物透明表示電極６４…酸化物配線層６６…高融点金属配線層６８…バスライン７０…遮光層７２…半導体層７４…ゲート絶縁膜層７６…ゲート電極７８…ＴＦＴ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 29/784 (72)発明者大形公士神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者添田信一神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶と、前記液晶を挟んで対向する第１
及び第２のガラス板と、前記第１及び第２のガラス板上
にそれぞれ形成された第１及び第２の透明電極と、前記
第１の透明電極に接続されたバスラインとを有する液晶
表示装置において、前記バスラインが、前記第１のガラス板上に形成された
窒化物配線層と、前記窒化物配線層上に積層された金属
配線層とを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】請求項１記載の液晶表示装置において、前記窒化物配線層が、酸化物配線層上に積層されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の液晶表示装置にお
いて、前記金属配線層が、高融点金属層であることを特徴とす
る液晶表示装置。
【請求項４】液晶と、前記液晶を挟んで対向する第１
及び第２のガラス板と、前記第１及び第２のガラス板上
にそれぞれ形成された第１及び第２の透明電極と、前記
第１の透明電極に接続されたバスラインとを有する液晶
表示装置の製造方法において、前記第１のガラス板上に透明な酸化物導電層を形成した
後、前記酸化物導電層を所定の形状にパターニングし
て、酸化物透明電極と酸化物配線層とを形成する工程
と、窒素を含む気体中でのプラズマ処理により、前記酸化物
透明電極表面及び前記酸化物配線層表面を窒化してそれ
ぞれ窒化物透明電極及び窒化物配線層を形成し、前記酸
化物透明電極及び前記窒化物透明電極からなる前記第１
の透明電極を形成する工程と、前記窒化物配線層上に金属配線層を形成して、前記酸化
物配線層、前記窒化物配線層及び前記金属配線層からな
る前記バスラインを形成する工程とを有することを特徴
とする液晶表示装置の製造方法。