JPH05216070A - 多層導体層構造デバイス - Google Patents
多層導体層構造デバイスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】低抵抗で、特にインジウムスズ酸化物用エッチ
ング液耐性に優れ、基板との密着性の良好な導体材料で
形成された導体を有する多層導体層構造デバイス液晶表
示装置を提供する。 【構成】本発明のデバイスは、基板１１と、この基板上
に形成され電極又は配線となる第１の導体層１２と、こ
の第１の導体層および前記基板を覆う絶縁膜１３と、こ
の絶縁膜上に形成され電極又は配線となるインジウムス
ズ酸化物からなる第２の導体層１４とを備える。前記第
１の導体層が、アルミニウムと、銅、金、ホウ素、ビス
マス、コバルト、クロム、ゲルマニウム、鉄、モリブデ
ン、ニオブ、ニッケル、パラジウム、白金、タンタル、
チタン、タングステンおよび／または銀との合金で形成
されている。
ング液耐性に優れ、基板との密着性の良好な導体材料で
形成された導体を有する多層導体層構造デバイス液晶表
示装置を提供する。 【構成】本発明のデバイスは、基板１１と、この基板上
に形成され電極又は配線となる第１の導体層１２と、こ
の第１の導体層および前記基板を覆う絶縁膜１３と、こ
の絶縁膜上に形成され電極又は配線となるインジウムス
ズ酸化物からなる第２の導体層１４とを備える。前記第
１の導体層が、アルミニウムと、銅、金、ホウ素、ビス
マス、コバルト、クロム、ゲルマニウム、鉄、モリブデ
ン、ニオブ、ニッケル、パラジウム、白金、タンタル、
チタン、タングステンおよび／または銀との合金で形成
されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置、電荷結
合デバイス（ＣＣＤ）、光導電膜積層型個体撮像デバイ
ス（ＰＳＩＤ）のような、インジウムスズ酸化物（ＩＴ
Ｏ）からなる透明導体層を有する多層導体層構造を有す
るデバイスに関する。
合デバイス（ＣＣＤ）、光導電膜積層型個体撮像デバイ
ス（ＰＳＩＤ）のような、インジウムスズ酸化物（ＩＴ
Ｏ）からなる透明導体層を有する多層導体層構造を有す
るデバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、液晶表示装置、ＣＣＤ、ＰＳＩ
Ｄのように、基板上に、電極又は配線となる第１の導体
層と、この第１の導体層および前記基板を覆う絶縁膜
と、この絶縁膜上に形成され電極又は配線となるＩＴＯ
からなる第２の導体層とを備えた多層導体層構造デバイ
スは、その第１の導体層が低い抵抗を有するとともに、
第２のＩＴＯ導体層をパターニングする際に使用される
のエッチング液（硝酸と塩酸との混合液）に対する耐性
が高いことが要求される。
Ｄのように、基板上に、電極又は配線となる第１の導体
層と、この第１の導体層および前記基板を覆う絶縁膜
と、この絶縁膜上に形成され電極又は配線となるＩＴＯ
からなる第２の導体層とを備えた多層導体層構造デバイ
スは、その第１の導体層が低い抵抗を有するとともに、
第２のＩＴＯ導体層をパターニングする際に使用される
のエッチング液（硝酸と塩酸との混合液）に対する耐性
が高いことが要求される。
【０００３】液晶表示装置を例にとると、近年、非晶質
シリコン（ａ−Ｓｉ）膜を用いた薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）をスイッチング素子として設けたアクティブマト
リックス型液晶表示装置が注目されている。安価な非晶
質のガラス基板を用いて低温成膜ができるａ−Ｓｉ膜を
用いてＴＦＴアレイを構成することにより、大面積、高
精細、高画質のパネルディスプレー（フラット型テレビ
ジョン）を安価に実現できる可能性があるからである。
シリコン（ａ−Ｓｉ）膜を用いた薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）をスイッチング素子として設けたアクティブマト
リックス型液晶表示装置が注目されている。安価な非晶
質のガラス基板を用いて低温成膜ができるａ−Ｓｉ膜を
用いてＴＦＴアレイを構成することにより、大面積、高
精細、高画質のパネルディスプレー（フラット型テレビ
ジョン）を安価に実現できる可能性があるからである。
【０００４】この種のアクティブマトリックス型液晶表
示装置を高精細化、大面積化し、かつ画素の開口率を増
大させるためには、ＴＦＴへの信号線すなわちゲート電
極配線（以下、ゲート線という）、またはデータ配線
（以下、データ線という）を薄く、かつ長くすることが
必要不可欠である。また、パルス信号の波形歪みをなく
すためには、配線抵抗を充分に低くする必要があるた
め、配線材料の抵抗率は小さいものでなければならな
い。例えば、ゲート線をガラス基板上に形成し、その上
に絶縁膜やａ−Ｓｉ膜を積層してＴＦＴを構成する逆ス
タガー型のＴＦＴ構造を用いる場合、ゲート線は、薄
く、かつ充分に低抵抗であり、しかも以後のプロセスに
使用される薬品処理に耐えられる材料であることも要求
される。
示装置を高精細化、大面積化し、かつ画素の開口率を増
大させるためには、ＴＦＴへの信号線すなわちゲート電
極配線（以下、ゲート線という）、またはデータ配線
（以下、データ線という）を薄く、かつ長くすることが
必要不可欠である。また、パルス信号の波形歪みをなく
すためには、配線抵抗を充分に低くする必要があるた
め、配線材料の抵抗率は小さいものでなければならな
い。例えば、ゲート線をガラス基板上に形成し、その上
に絶縁膜やａ−Ｓｉ膜を積層してＴＦＴを構成する逆ス
タガー型のＴＦＴ構造を用いる場合、ゲート線は、薄
く、かつ充分に低抵抗であり、しかも以後のプロセスに
使用される薬品処理に耐えられる材料であることも要求
される。
【０００５】すなわち、液晶表示装置は、画素電極とし
てＩＴＯを持つものが一般的であるが、ＩＴＯ電極のパ
ターニング時に、ＩＴＯのエッチング液（塩酸と硝酸と
の混合液）がＩＴＯ層の下地の絶縁膜中のピンホールを
通してゲート線等と接触する。その場合、ゲート線材料
がＩＴＯエッチング液に対して充分な耐性を持たない
と、それにより侵食されて断線する恐れがある。
てＩＴＯを持つものが一般的であるが、ＩＴＯ電極のパ
ターニング時に、ＩＴＯのエッチング液（塩酸と硝酸と
の混合液）がＩＴＯ層の下地の絶縁膜中のピンホールを
通してゲート線等と接触する。その場合、ゲート線材料
がＩＴＯエッチング液に対して充分な耐性を持たない
と、それにより侵食されて断線する恐れがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来、このような要求
をある程度満足するゲート電極配線材料として、タンタ
ル、チタン等の金属膜や、それらの合金（例えば、特公
昭６１−４８９１０号公報に開示されているＭｏ−Ｔａ
合金）が用いられている。しかしながら、さらに大面積
化、高精細化をはかるためには、より抵抗が低く、加工
性が良好で、しかも各種薬品処理工程特にＩＴＯのパタ
ーニングにおいて高い耐薬品性を有する材料が望まれて
いる。
をある程度満足するゲート電極配線材料として、タンタ
ル、チタン等の金属膜や、それらの合金（例えば、特公
昭６１−４８９１０号公報に開示されているＭｏ−Ｔａ
合金）が用いられている。しかしながら、さらに大面積
化、高精細化をはかるためには、より抵抗が低く、加工
性が良好で、しかも各種薬品処理工程特にＩＴＯのパタ
ーニングにおいて高い耐薬品性を有する材料が望まれて
いる。
【０００７】より抵抗の低い材料として、例えば、金、
アルミニウム、銅、白金等の金属が考えられている。し
かし、例えば、アルミニウムや銅でゲート線や蓄積容量
線（以下、Ｃｓ線という）を形成すると、これら金属
は、後の工程におけるＩＴＯ、アルミニウム、シリコン
酸化物、シリコン窒化物のエッチングに使用されるエッ
チング液に対する耐性に劣るため、断線が発生する恐れ
がある。また、金、銅、白金は、基板との密着性が悪い
ために膜剥がれを起こし易い。
アルミニウム、銅、白金等の金属が考えられている。し
かし、例えば、アルミニウムや銅でゲート線や蓄積容量
線（以下、Ｃｓ線という）を形成すると、これら金属
は、後の工程におけるＩＴＯ、アルミニウム、シリコン
酸化物、シリコン窒化物のエッチングに使用されるエッ
チング液に対する耐性に劣るため、断線が発生する恐れ
がある。また、金、銅、白金は、基板との密着性が悪い
ために膜剥がれを起こし易い。
【０００８】また、ソース、ドレイン電極配線を基板面
に設けるスタガー型のＴＦＴ構造の場合には、ソース、
ドレイン電極材料に対して上述の特性が要求されること
となる。さらに、同様の問題は、ＴＦＴ駆動でない液晶
表示装置についても、また一般に、ＩＴＯからなる導体
層と、各種電極又は配線層とが絶縁膜を介して基板上に
積層された多層導体層構造のデバイス（ＣＣＤおよびＰ
ＳＩＤを含む）についても存在するのである。
に設けるスタガー型のＴＦＴ構造の場合には、ソース、
ドレイン電極材料に対して上述の特性が要求されること
となる。さらに、同様の問題は、ＴＦＴ駆動でない液晶
表示装置についても、また一般に、ＩＴＯからなる導体
層と、各種電極又は配線層とが絶縁膜を介して基板上に
積層された多層導体層構造のデバイス（ＣＣＤおよびＰ
ＳＩＤを含む）についても存在するのである。
【０００９】従って、本発明は、低抵抗であり、耐薬品
性特にＩＴＯ用エッチング液に対する耐エッチング性に
優れ、基板との密着性の良好な導体層を有する多層導体
層構造デバイスを提供することを課題とする。
性特にＩＴＯ用エッチング液に対する耐エッチング性に
優れ、基板との密着性の良好な導体層を有する多層導体
層構造デバイスを提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、基板と、この基板上に形成され電極又は
配線となる第１の導体層と、この第１の導体層および前
記基板を覆う絶縁膜と、この絶縁膜上に形成され電極又
は配線となるＩＴＯからなる第２の導体層とを備え、前
記第１の導体層が、アルミニウム（Ａｌ）と、銅（Ｃ
ｕ）、金（Ａｕ）、ホウ素（Ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、
コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、ゲルマニウム（Ｇ
ｅ）、鉄（Ｆｅ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎ
ｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金
（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タング
ステン（Ｗ）、および銀（Ａｇ）からなる群の中から選
ばれた少なくとも１種の元素との合金で形成されたこと
を特徴とする多層導体層構造デバイスを提供するもので
ある。この第１の導体層を構成する本発明の合金（以
下、導体材料ともいう）は、銅を１０ないし９５原子％
の割合で含むアルミニウム−銅合金であることが特に好
ましい。
に、本発明は、基板と、この基板上に形成され電極又は
配線となる第１の導体層と、この第１の導体層および前
記基板を覆う絶縁膜と、この絶縁膜上に形成され電極又
は配線となるＩＴＯからなる第２の導体層とを備え、前
記第１の導体層が、アルミニウム（Ａｌ）と、銅（Ｃ
ｕ）、金（Ａｕ）、ホウ素（Ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、
コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、ゲルマニウム（Ｇ
ｅ）、鉄（Ｆｅ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎ
ｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金
（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タング
ステン（Ｗ）、および銀（Ａｇ）からなる群の中から選
ばれた少なくとも１種の元素との合金で形成されたこと
を特徴とする多層導体層構造デバイスを提供するもので
ある。この第１の導体層を構成する本発明の合金（以
下、導体材料ともいう）は、銅を１０ないし９５原子％
の割合で含むアルミニウム−銅合金であることが特に好
ましい。
【００１１】また、本発明によれば、上記合金で形成さ
れた第１の導体層の断線による欠陥をさらに減少させる
ために、上記第１の導体層を高融点金属、またはタンタ
ル酸化物或いはタンタルを含む酸化物の絶縁材料（以
下、タンタル酸化物系絶縁材料という）で被覆すること
ができる。特にタンタル酸化物系絶縁材料は比誘電率が
高いために、液晶表示装置においてはＴＦＴおよび蓄積
容量の面積を大幅に減少させることができる。
れた第１の導体層の断線による欠陥をさらに減少させる
ために、上記第１の導体層を高融点金属、またはタンタ
ル酸化物或いはタンタルを含む酸化物の絶縁材料（以
下、タンタル酸化物系絶縁材料という）で被覆すること
ができる。特にタンタル酸化物系絶縁材料は比誘電率が
高いために、液晶表示装置においてはＴＦＴおよび蓄積
容量の面積を大幅に減少させることができる。
【００１２】さらに、上記第１の導体層の表面を酸化、
窒化、ホウ化、炭化、またはケイ化することにより、該
導体層の耐薬品性をさらに高めることができるととも
に、該導体層上に形成される絶縁膜との密着性をさらに
向上させることができる。
窒化、ホウ化、炭化、またはケイ化することにより、該
導体層の耐薬品性をさらに高めることができるととも
に、該導体層上に形成される絶縁膜との密着性をさらに
向上させることができる。
【００１３】以下、本発明をさらに詳しく説明する。
【００１４】図１に、本発明の多層導体層構造デバイス
の基本構造を示す。このデバイスは、基板１１を有し、
その上に本発明の導体材料で形成された第１の導体層１
２が所定のパターンで設けられている。第１の導体層１
２は、電極または配線として機能するものである。この
第１の導体層１２および基板１１の露出部分を覆って絶
縁膜１３が形成され、その上に所定のパターンで第２の
ＩＴＯ導体層１４が形成されている。第２の導体層１４
も電極または配線として機能するものである。
の基本構造を示す。このデバイスは、基板１１を有し、
その上に本発明の導体材料で形成された第１の導体層１
２が所定のパターンで設けられている。第１の導体層１
２は、電極または配線として機能するものである。この
第１の導体層１２および基板１１の露出部分を覆って絶
縁膜１３が形成され、その上に所定のパターンで第２の
ＩＴＯ導体層１４が形成されている。第２の導体層１４
も電極または配線として機能するものである。
【００１５】さて、第１の導体層１２を形成する本発明
の導体材料は、アルミニウムと特定の元素との合金であ
る。アルミニウムと合金を構成する元素（以下、合金元
素という）は、アルミニウムよりも高い融点を持つ高融
点元素であり、Ｃｕ、Ａｕ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｇ
ｅ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｔ
ｉ、Ｗ、および／またはＡｇの中らか選ばれる。一般
に、アルミニウム合金中に占める上記合金元素の割合
は、合計で、１ないし９５原子％である。特に、高耐酸
性、および基板との良好な密着性を得るためには、合金
元素の割合は、合計で、５ないし９０原子％であること
が望ましい。しかしながら、Ａｌ−Ｃｕ合金の場合、合
金元素Ｃｕの割合が１０ないし９５原子％であることが
好ましく、特に高い耐酸性および基板との良好な密着性
を示し、かつＭｏ−Ｔａの抵抗より低い抵抗を示すもの
は、Ｃｕを１０ないし５０原子％または６５ないし９５
原子％含有するＡｌ−Ｃｕ合金であり、特に低い抵抗を
示すものは、Ｃｕを１５ないし３０原子％含有するＡｌ
−Ｃｕ合金である。
の導体材料は、アルミニウムと特定の元素との合金であ
る。アルミニウムと合金を構成する元素（以下、合金元
素という）は、アルミニウムよりも高い融点を持つ高融
点元素であり、Ｃｕ、Ａｕ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｇ
ｅ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｔ
ｉ、Ｗ、および／またはＡｇの中らか選ばれる。一般
に、アルミニウム合金中に占める上記合金元素の割合
は、合計で、１ないし９５原子％である。特に、高耐酸
性、および基板との良好な密着性を得るためには、合金
元素の割合は、合計で、５ないし９０原子％であること
が望ましい。しかしながら、Ａｌ−Ｃｕ合金の場合、合
金元素Ｃｕの割合が１０ないし９５原子％であることが
好ましく、特に高い耐酸性および基板との良好な密着性
を示し、かつＭｏ−Ｔａの抵抗より低い抵抗を示すもの
は、Ｃｕを１０ないし５０原子％または６５ないし９５
原子％含有するＡｌ−Ｃｕ合金であり、特に低い抵抗を
示すものは、Ｃｕを１５ないし３０原子％含有するＡｌ
−Ｃｕ合金である。
【００１６】本発明の導体材料は、基板との密着性が良
好であるとともに、抵抗が低く、耐薬品性も優れてい
る。
好であるとともに、抵抗が低く、耐薬品性も優れてい
る。
【００１７】ちなみに、ガラス基板上に、Ａｌ−Ｎｉ
（Ｎｉ：１１原子％）、Ａｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１０原子％
または２０原子％）、およびＡｌ−Ｔｉ（Ｔｉ：２原子
％）の各合金膜をスパッタにより形成し、得られた各膜
について、成膜初期、および１５０ないし４５０℃でア
ニールした後の表面の電気抵抗を測定した。結果を図２
に示す。同図中、曲線ａは、Ａｌ−Ｎｉ（Ｎｉ：１１原
子％）についての、曲線ｂは、Ａｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１０
原子％）についての、曲線ｃは、Ａｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：２
０原子％）についての、曲線ｄは、Ａｌ−Ｔｉ（Ｔｉ：
２原子％）についての結果である。
（Ｎｉ：１１原子％）、Ａｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１０原子％
または２０原子％）、およびＡｌ−Ｔｉ（Ｔｉ：２原子
％）の各合金膜をスパッタにより形成し、得られた各膜
について、成膜初期、および１５０ないし４５０℃でア
ニールした後の表面の電気抵抗を測定した。結果を図２
に示す。同図中、曲線ａは、Ａｌ−Ｎｉ（Ｎｉ：１１原
子％）についての、曲線ｂは、Ａｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：１０
原子％）についての、曲線ｃは、Ａｌ−Ｃｕ（Ｃｕ：２
０原子％）についての、曲線ｄは、Ａｌ−Ｔｉ（Ｔｉ：
２原子％）についての結果である。
【００１８】この結果から、被着直後には抵抗の比較的
高いＡｌ−Ｎｉ膜であってもアニールすることにより低
抵抗化を図ることができ、アニール温度を高めることに
より１０μΩｃｍ以下にすることができ、従来用いられ
ていたＭｏ−Ｔａ合金の約４５μΩｃｍよりも充分低い
抵抗値を得ることができる。また、これら合金膜の耐薬
品性を調べたところ、アルミニウム用エッチング液（リ
ン酸、硝酸と酢酸の混合液）およびＩＴＯ用のエッチン
グ液（塩酸と硝酸の混合液）に対して、アルミニウムよ
りも３桁以上（特にＡｌ−Ｃｕ合金）向上した耐性を示
した。またＳｉＯx およびＳｉＮx 用のエッチング溶液
（フッ化アンモニウムとフッ酸の混合液：ＢＨＦ）に対
しては、Ａｌ−Ｃｕ合金においてＣｕの割合を多くする
ことによって耐性が向上することが確認された。さら
に、アニールを行うことにより、耐薬品性が顕著に向上
することが確認された（３桁；特にＡｌ−Ｃｕ）。
高いＡｌ−Ｎｉ膜であってもアニールすることにより低
抵抗化を図ることができ、アニール温度を高めることに
より１０μΩｃｍ以下にすることができ、従来用いられ
ていたＭｏ−Ｔａ合金の約４５μΩｃｍよりも充分低い
抵抗値を得ることができる。また、これら合金膜の耐薬
品性を調べたところ、アルミニウム用エッチング液（リ
ン酸、硝酸と酢酸の混合液）およびＩＴＯ用のエッチン
グ液（塩酸と硝酸の混合液）に対して、アルミニウムよ
りも３桁以上（特にＡｌ−Ｃｕ合金）向上した耐性を示
した。またＳｉＯx およびＳｉＮx 用のエッチング溶液
（フッ化アンモニウムとフッ酸の混合液：ＢＨＦ）に対
しては、Ａｌ−Ｃｕ合金においてＣｕの割合を多くする
ことによって耐性が向上することが確認された。さら
に、アニールを行うことにより、耐薬品性が顕著に向上
することが確認された（３桁；特にＡｌ−Ｃｕ）。
【００１９】また、本発明のＡｌ−Ｃｕ合金の内、Ｃｕ
が０ないし９５原子％のＡｌ−Ｃｕ合金をスパッタによ
り形成し、成膜初期と、３５０℃でアニールした後の表
面の電気抵抗を測定した。結果を図３に示す。同図中、
曲線ａは、成膜初期についての、曲線ｂは、３５０℃で
アニールした後の結果である。
が０ないし９５原子％のＡｌ−Ｃｕ合金をスパッタによ
り形成し、成膜初期と、３５０℃でアニールした後の表
面の電気抵抗を測定した。結果を図３に示す。同図中、
曲線ａは、成膜初期についての、曲線ｂは、３５０℃で
アニールした後の結果である。
【００２０】この結果からわかるように、成膜直後と比
較して、アニールすることによりＡｌ−Ｃｕ合金の抵抗
をさらに低くすることができ、Ａｌ−Ｃｕ合金中のＣｕ
が３０原子％以下の範囲および９０原子％以上の範囲に
おいて、抵抗を１０μΩｃｍ以下とすることができた。
較して、アニールすることによりＡｌ−Ｃｕ合金の抵抗
をさらに低くすることができ、Ａｌ−Ｃｕ合金中のＣｕ
が３０原子％以下の範囲および９０原子％以上の範囲に
おいて、抵抗を１０μΩｃｍ以下とすることができた。
【００２１】また、これらＡｌ−Ｃｕ合金（３５０℃で
６０分アニール後）の耐薬品性を調べた。結果を図４お
よび図５に示す。図４は、ＩＴＯ用エッチング液（塩酸
と硝酸の混合液）についての結果を示し、図５におい
て、曲線ａはＳｉＯx およびＳｉＮx 用エッチング液
（ＢＨＦ）についての、曲線ｂはアルミニウム用エッチ
ング液についての結果である。
６０分アニール後）の耐薬品性を調べた。結果を図４お
よび図５に示す。図４は、ＩＴＯ用エッチング液（塩酸
と硝酸の混合液）についての結果を示し、図５におい
て、曲線ａはＳｉＯx およびＳｉＮx 用エッチング液
（ＢＨＦ）についての、曲線ｂはアルミニウム用エッチ
ング液についての結果である。
【００２２】これら結果からわかるように、ＩＴＯ用エ
ッチング液に対しては、Ｃｕが２０ないし６０原子％の
範囲および９０ないし９５原子％の範囲で、アルミニウ
ムよりも３桁向上した耐性を示した。アルミニウム用エ
ッチング液に対しては、Ｃｕが１０ないし６０原子％の
範囲および９０ないし９５原子％の範囲においてアルミ
ニウムよりも３桁向上した耐性を示した。さらに、Ｓｉ
Ｏx およびＳｉＮx 用エッチング液（ＢＨＦ）に対して
は、Ｃｕが９０ないし９５原子％の範囲でアルミニウム
よりも３桁向上した耐性を示した。
ッチング液に対しては、Ｃｕが２０ないし６０原子％の
範囲および９０ないし９５原子％の範囲で、アルミニウ
ムよりも３桁向上した耐性を示した。アルミニウム用エ
ッチング液に対しては、Ｃｕが１０ないし６０原子％の
範囲および９０ないし９５原子％の範囲においてアルミ
ニウムよりも３桁向上した耐性を示した。さらに、Ｓｉ
Ｏx およびＳｉＮx 用エッチング液（ＢＨＦ）に対して
は、Ｃｕが９０ないし９５原子％の範囲でアルミニウム
よりも３桁向上した耐性を示した。
【００２３】上記合金膜の他に、Ａｌ−Ｐｄ（Ｐｄ：１
２原子％）、およびＡｌ−Ｇｅ（Ｇｅ：１０原子％）の
各合金膜についても、３５０℃でアニールすることによ
り、それぞれ約３０および２０μΩｃｍの電気抵抗率を
得た。また、アニール温度をさらに高めることにより、
抵抗率がさらに低下することが確認された。
２原子％）、およびＡｌ−Ｇｅ（Ｇｅ：１０原子％）の
各合金膜についても、３５０℃でアニールすることによ
り、それぞれ約３０および２０μΩｃｍの電気抵抗率を
得た。また、アニール温度をさらに高めることにより、
抵抗率がさらに低下することが確認された。
【００２４】さらに、Ａｌ−Ｃｕ合金以外のＡｌ合金に
ついて、３５０℃で６０分のアニール後のＩＴＯエッチ
ング液耐性を測定した。結果を図６に示す。
ついて、３５０℃で６０分のアニール後のＩＴＯエッチ
ング液耐性を測定した。結果を図６に示す。
【００２５】本発明の導体線材料は、アクティブマトリ
ックス液晶表示装置の駆動回路基板において、いずれの
配線層（特に、ゲート線、Ｃｓ線、および／またはアド
レス線）にも用いることができる。このような配線層
は、本発明の導体材料（アルミニウム合金）を構成する
複数の元素を同時に基板の全面にスッパタし、得られた
合金層を例えばリン酸系溶液により所定パターンにエッ
チングすることによって形成することができる。
ックス液晶表示装置の駆動回路基板において、いずれの
配線層（特に、ゲート線、Ｃｓ線、および／またはアド
レス線）にも用いることができる。このような配線層
は、本発明の導体材料（アルミニウム合金）を構成する
複数の元素を同時に基板の全面にスッパタし、得られた
合金層を例えばリン酸系溶液により所定パターンにエッ
チングすることによって形成することができる。
【００２６】本発明の導体材料は、低い抵抗を有し、し
かも耐薬品性に優れているため断線による欠陥を大幅に
減少させることができ、もって信頼性に優れた液晶表示
装置を実現することができる。
かも耐薬品性に優れているため断線による欠陥を大幅に
減少させることができ、もって信頼性に優れた液晶表示
装置を実現することができる。
【００２７】ところで、本発明の配線層の表面を高融点
金属材料またはタンタル酸化物系絶縁材料で被覆する
か、配線層の表面を酸化、窒化、ホウ化、炭化、または
ケイ化することによって、低抵抗という利点を保持しな
がら、断線による欠陥をさらに減少させることができ、
また配線層上に形成される絶縁層との密着性を向上させ
ることができることがわかった。
金属材料またはタンタル酸化物系絶縁材料で被覆する
か、配線層の表面を酸化、窒化、ホウ化、炭化、または
ケイ化することによって、低抵抗という利点を保持しな
がら、断線による欠陥をさらに減少させることができ、
また配線層上に形成される絶縁層との密着性を向上させ
ることができることがわかった。
【００２８】本発明の配線層を被覆する高融点金属材料
は、一般に、タンタル、金、コバルト、クロム、鉄、モ
リブデン、ニオブ、ニッケル、パラジウム、白金、チタ
ン、窒化タンタル、タングステンまたはそれらの合金の
中から選ぶことができる。この高融点金属材料は、通常
の被着技術（スパッタ、真空蒸着等）により、０．０５
μｍ〜３μｍの厚さに配線層上に形成することができ
る。このような高融点金属保護層を形成することによ
り、配線層の耐薬品性がさらに向上し、断線がよりいっ
そう防止される。
は、一般に、タンタル、金、コバルト、クロム、鉄、モ
リブデン、ニオブ、ニッケル、パラジウム、白金、チタ
ン、窒化タンタル、タングステンまたはそれらの合金の
中から選ぶことができる。この高融点金属材料は、通常
の被着技術（スパッタ、真空蒸着等）により、０．０５
μｍ〜３μｍの厚さに配線層上に形成することができ
る。このような高融点金属保護層を形成することによ
り、配線層の耐薬品性がさらに向上し、断線がよりいっ
そう防止される。
【００２９】また、本発明の配線層を被覆するタンタル
酸化物系絶縁材料は、ゲート絶縁膜または蓄積容量線絶
縁膜としても機能するものである。そのようなタンタル
酸化物系絶縁材料は、式Ｔａ−（Ｍ）n −（Ｎ）m −Ｏ
（ここで、Ｍは、他の金属、例えば、モリブデン、ニオ
ブ、タングステン等であり、ｎは、Ｍの有無を示す０ま
たは１であり、ｍは、窒素Ｎの有無を示す０または１で
ある）で示すことができ、具体的には、Ｔａ−Ｏ、Ｔａ
−Ｎ−Ｏ、Ｔａ−Ｍｏ−Ｎ−Ｏ、Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ−Ｏ、
Ｔａ−Ｗ−Ｎ−Ｏ等を用いることができる。このタンタ
ル酸化物系絶縁材料は、窒素雰囲気中でタンタルまたは
タンタルと他の金属を同時スパッタし、Ｔａ−（Ｍ）n
−Ｎ層を形成し、これをリン酸溶液、クエン酸等いずれ
もの好適な酸溶液中で陽極酸化することにより形成する
ことができる。このタンタル酸化物系絶縁材料は、緻密
であり、ピンホールがほとんど発生しないため、耐薬品
性がさらに向上する。
酸化物系絶縁材料は、ゲート絶縁膜または蓄積容量線絶
縁膜としても機能するものである。そのようなタンタル
酸化物系絶縁材料は、式Ｔａ−（Ｍ）n −（Ｎ）m −Ｏ
（ここで、Ｍは、他の金属、例えば、モリブデン、ニオ
ブ、タングステン等であり、ｎは、Ｍの有無を示す０ま
たは１であり、ｍは、窒素Ｎの有無を示す０または１で
ある）で示すことができ、具体的には、Ｔａ−Ｏ、Ｔａ
−Ｎ−Ｏ、Ｔａ−Ｍｏ−Ｎ−Ｏ、Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ−Ｏ、
Ｔａ−Ｗ−Ｎ−Ｏ等を用いることができる。このタンタ
ル酸化物系絶縁材料は、窒素雰囲気中でタンタルまたは
タンタルと他の金属を同時スパッタし、Ｔａ−（Ｍ）n
−Ｎ層を形成し、これをリン酸溶液、クエン酸等いずれ
もの好適な酸溶液中で陽極酸化することにより形成する
ことができる。このタンタル酸化物系絶縁材料は、緻密
であり、ピンホールがほとんど発生しないため、耐薬品
性がさらに向上する。
【００３０】また、タンタル酸化物系絶縁材料は、プラ
ズマＣＶＤ、熱ＣＶＤにより直接形成することもできる
し、対応するタンタル系金属を熱酸化することにより形
成することができる。さらに、陽極酸化により生成した
タンタル酸化物系絶縁層をさらに熱酸化に供してもよい
し、堆積させたタンタル酸化物系絶縁膜をさらに陽極酸
化に供してもよい。
ズマＣＶＤ、熱ＣＶＤにより直接形成することもできる
し、対応するタンタル系金属を熱酸化することにより形
成することができる。さらに、陽極酸化により生成した
タンタル酸化物系絶縁層をさらに熱酸化に供してもよい
し、堆積させたタンタル酸化物系絶縁膜をさらに陽極酸
化に供してもよい。
【００３１】タンタル酸化物系絶縁材料は、本発明の配
線層の耐薬品性を向上させるという特性を有するばかり
でなく、それ自体の比誘電率が非常に高いため、ゲート
絶縁膜および／または蓄積容量絶縁膜に使用した場合、
ＴＦＴおよび／または蓄積容量の面積をそれに応じて大
幅に減少させることができるという利点を有する。ま
た、このタンタル酸化物系絶縁材料は、その上に形成さ
れる絶縁膜との密着性も優れている。タンタル酸化物系
絶縁材料は、通常、０．１μｍ〜０．５μｍの厚さに形
成される。
線層の耐薬品性を向上させるという特性を有するばかり
でなく、それ自体の比誘電率が非常に高いため、ゲート
絶縁膜および／または蓄積容量絶縁膜に使用した場合、
ＴＦＴおよび／または蓄積容量の面積をそれに応じて大
幅に減少させることができるという利点を有する。ま
た、このタンタル酸化物系絶縁材料は、その上に形成さ
れる絶縁膜との密着性も優れている。タンタル酸化物系
絶縁材料は、通常、０．１μｍ〜０．５μｍの厚さに形
成される。
【００３２】さて、本発明の配線層の耐薬品性、および
その上に形成される絶縁膜との密着性は、本発明の配線
層の表面を、酸化、窒化、ホウ化、炭化またはケイ化す
ることによってもさらに向上する。配線層にこのような
表面処理を施すに当り、プラズマ法、熱法、イオン注入
法等それ自体既知の手法を用いることができる。酸化の
場合は、これらの手法のほかに、陽極酸化法を用いるこ
とができる。陽極酸化を用いる場合には、導体材料とし
ては、ＡｌとＮｂ、Ｔａおよび／またはＴｉとの合金を
用いることが特に好ましい。このような表面処理を施す
ことにより、本発明の配線層は、耐薬品性がさらに向上
するので、断線による欠陥がよりいっそう減少する。表
面処理層は、通常、０．１μｍ〜１μｍの厚さを有す
る。
その上に形成される絶縁膜との密着性は、本発明の配線
層の表面を、酸化、窒化、ホウ化、炭化またはケイ化す
ることによってもさらに向上する。配線層にこのような
表面処理を施すに当り、プラズマ法、熱法、イオン注入
法等それ自体既知の手法を用いることができる。酸化の
場合は、これらの手法のほかに、陽極酸化法を用いるこ
とができる。陽極酸化を用いる場合には、導体材料とし
ては、ＡｌとＮｂ、Ｔａおよび／またはＴｉとの合金を
用いることが特に好ましい。このような表面処理を施す
ことにより、本発明の配線層は、耐薬品性がさらに向上
するので、断線による欠陥がよりいっそう減少する。表
面処理層は、通常、０．１μｍ〜１μｍの厚さを有す
る。
【００３３】
【実施例】以下、本発明をアクティブマトリックス型液
晶表示装置の駆動回路に適用した実施例を図面を参照し
てさらに詳しく説明する。
晶表示装置の駆動回路に適用した実施例を図面を参照し
てさらに詳しく説明する。
【００３４】まず、図７を参照して、アクティブマトリ
ックス型液晶表示装置の等価回路の一例を説明する。
ックス型液晶表示装置の等価回路の一例を説明する。
【００３５】図７に示すように、ガラス基板上にアドレ
ス線２１（２１ａ・・・２１ｎ）とデータ線２２（２２
ａ・・・２２ｎ）がマトリックス状に配線され、その各
交差位置にＴＦＴ２３が配置されている。ＴＦＴ２３
は、そのゲートがアドレス線２１に、ドレインがデータ
線２２に接続され、ソースが画素電極を介して液晶セル
２４に接続されている。図１に示す回路には、蓄積容量
線Ｃｓが付加されているが、これは省略することができ
る。なお、ＴＦＴ２３のゲート電極は、アドレス線２１
と一体的に形成されている。アドレス線２１、データ線
２２および／または蓄積容量線が、本発明の導体材料で
形成されている。通常、液晶セル２４を除く回路が、ガ
ラス基板等の透明基板上に別途作製されており、液晶表
示装置の駆動用回路板として用いられてる。
ス線２１（２１ａ・・・２１ｎ）とデータ線２２（２２
ａ・・・２２ｎ）がマトリックス状に配線され、その各
交差位置にＴＦＴ２３が配置されている。ＴＦＴ２３
は、そのゲートがアドレス線２１に、ドレインがデータ
線２２に接続され、ソースが画素電極を介して液晶セル
２４に接続されている。図１に示す回路には、蓄積容量
線Ｃｓが付加されているが、これは省略することができ
る。なお、ＴＦＴ２３のゲート電極は、アドレス線２１
と一体的に形成されている。アドレス線２１、データ線
２２および／または蓄積容量線が、本発明の導体材料で
形成されている。通常、液晶セル２４を除く回路が、ガ
ラス基板等の透明基板上に別途作製されており、液晶表
示装置の駆動用回路板として用いられてる。
【００３６】さて、図８に、ａ−ＳｉＴＦＴのゲート線
等を本発明の導体材料で形成した液晶駆動回路板の構造
を示す。この駆動回路板は、ガラス基板３０を有し、そ
の上に本発明の導体材料で形成されたゲート線３１ａ、
Ｃｓ線３１ｂ、およびアドレス線３１ｃのパターンが形
成されている。これらゲート線、Ｃｓ線、およびアドレ
ス線は、本発明の導体材料であるＡｌ−Ｃｕ合金（Ｃ
ｕ：２０原子％）からなり、基板３０上にＡｌとＣｕと
を同時にスパッタし、リン酸系溶液によりエッチングす
ることによって同時に形成した。配線３１ａ、３１ｂ、
３１ｃは、３００ｎｍの厚さを有する。
等を本発明の導体材料で形成した液晶駆動回路板の構造
を示す。この駆動回路板は、ガラス基板３０を有し、そ
の上に本発明の導体材料で形成されたゲート線３１ａ、
Ｃｓ線３１ｂ、およびアドレス線３１ｃのパターンが形
成されている。これらゲート線、Ｃｓ線、およびアドレ
ス線は、本発明の導体材料であるＡｌ−Ｃｕ合金（Ｃ
ｕ：２０原子％）からなり、基板３０上にＡｌとＣｕと
を同時にスパッタし、リン酸系溶液によりエッチングす
ることによって同時に形成した。配線３１ａ、３１ｂ、
３１ｃは、３００ｎｍの厚さを有する。
【００３７】アドレス線３１ｃを除き、ゲート線３１ａ
およびＣｓ線３１ｂを覆って、基板３０上には、絶縁膜
３２が形成されている。この絶縁膜３２は、ＳｉＯx 、
ＳｉＮx またはそれらの積層膜により形成できるが、こ
こでは、プラズマＣＶＤにより形成し、厚さ３００ｎｍ
のＳｉＯx およびその上に形成された厚さ５０ｎｍのＳ
ｉＮx の２層膜とした。
およびＣｓ線３１ｂを覆って、基板３０上には、絶縁膜
３２が形成されている。この絶縁膜３２は、ＳｉＯx 、
ＳｉＮx またはそれらの積層膜により形成できるが、こ
こでは、プラズマＣＶＤにより形成し、厚さ３００ｎｍ
のＳｉＯx およびその上に形成された厚さ５０ｎｍのＳ
ｉＮx の２層膜とした。
【００３８】ゲート線３１ａの上に位置する絶縁膜３２
上には、アンドープａ−Ｓｉ膜３３ａが例えば１００ｎ
ｍの厚さに形成されている。このａ−Ｓｉ膜３３ａは、
通常のＣＶＤおよびその後のエッチングにより形成し
た。
上には、アンドープａ−Ｓｉ膜３３ａが例えば１００ｎ
ｍの厚さに形成されている。このａ−Ｓｉ膜３３ａは、
通常のＣＶＤおよびその後のエッチングにより形成し
た。
【００３９】アンドープａ−Ｓｉ膜３３ａ上には、スト
ッパーＳｉＮx 膜３４が、通常のＣＶＤおよびその後の
エッチングにより、３００ｎｍの厚さに形成されてい
る。
ッパーＳｉＮx 膜３４が、通常のＣＶＤおよびその後の
エッチングにより、３００ｎｍの厚さに形成されてい
る。
【００４０】アンドープａ−Ｓｉ膜３３ａおよびストッ
パーＳｉＮx 膜３４を覆って、ｎ+ａ−Ｓｉ膜３３ｂを
５０ｎｍの厚さに堆積させ、ついでＭｏを５０ｎｍの厚
さに堆積させた後、これをパターニングしてａ−Ｓｉの
島状領域３３を形成した。ＩＴＯ画素電極３５を形成し
た後、コンタクトホールを形成した。しかる後、Ｍｏを
５０ｎｍ、およびＡｌを１μｍの厚さに堆積させた後、
Ａｌエッチング液により、ドレイン電極３６ａ、ドレイ
ン電極３６ｂを形成した。最後にｎ+ ａ−Ｓｉをケミカ
ルドライエッチング（ＣＤＥ）によりエッチングして、
ＴＦＴアレイを完成した。
パーＳｉＮx 膜３４を覆って、ｎ+ａ−Ｓｉ膜３３ｂを
５０ｎｍの厚さに堆積させ、ついでＭｏを５０ｎｍの厚
さに堆積させた後、これをパターニングしてａ−Ｓｉの
島状領域３３を形成した。ＩＴＯ画素電極３５を形成し
た後、コンタクトホールを形成した。しかる後、Ｍｏを
５０ｎｍ、およびＡｌを１μｍの厚さに堆積させた後、
Ａｌエッチング液により、ドレイン電極３６ａ、ドレイ
ン電極３６ｂを形成した。最後にｎ+ ａ−Ｓｉをケミカ
ルドライエッチング（ＣＤＥ）によりエッチングして、
ＴＦＴアレイを完成した。
【００４１】こうして得られたアクティブマトリックス
型液晶表示装置の駆動回路板は、ゲート配線等として従
来用いられているＭｏ−Ｔａ合金などの抵抗率約３０〜
４５μΩｃｍに対し、その使用している導体材料の抵抗
率が１０μΩｃｍ未満と１／３〜１／４も低いため、従
来よりもゲート線の幅を小さくでき、開口率の拡大が達
成できるとともに、従来より大面積、高精細、高画質の
液晶表示装置に対応して配線長を増大させても何等問題
がなかった。また、本発明の導体材料は、ＩＴＯ、Ａ
ｌ、ＳｉＯx 、ＳｉＮx のエッチング液に対する耐性が
優れているため、断線による欠陥が飛躍的に減少した。
型液晶表示装置の駆動回路板は、ゲート配線等として従
来用いられているＭｏ−Ｔａ合金などの抵抗率約３０〜
４５μΩｃｍに対し、その使用している導体材料の抵抗
率が１０μΩｃｍ未満と１／３〜１／４も低いため、従
来よりもゲート線の幅を小さくでき、開口率の拡大が達
成できるとともに、従来より大面積、高精細、高画質の
液晶表示装置に対応して配線長を増大させても何等問題
がなかった。また、本発明の導体材料は、ＩＴＯ、Ａ
ｌ、ＳｉＯx 、ＳｉＮx のエッチング液に対する耐性が
優れているため、断線による欠陥が飛躍的に減少した。
【００４２】図９は、本発明の導体材料を高融点金属保
護層で覆った実施例を説明するものである。この実施例
は、ゲート線３１ａ、Ｃｓ線３１ｂおよびアドレス線３
１ｃのパターニングをおこなった後、絶縁層３２を形成
する前に、Ｔａを１００ｎｍの厚さに堆積し、エッチン
グをおこなって、配線保護層４１を形成することを除
き、図８に示す実施例と同じである。高融点金属として
は、Ｔａに限らず、Ａｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎ
ｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ，Ｔｉ、Ｗまたはそれらの合金の
いずれの高融点金属材料をも用いることができる。
護層で覆った実施例を説明するものである。この実施例
は、ゲート線３１ａ、Ｃｓ線３１ｂおよびアドレス線３
１ｃのパターニングをおこなった後、絶縁層３２を形成
する前に、Ｔａを１００ｎｍの厚さに堆積し、エッチン
グをおこなって、配線保護層４１を形成することを除
き、図８に示す実施例と同じである。高融点金属として
は、Ｔａに限らず、Ａｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎ
ｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ，Ｔｉ、Ｗまたはそれらの合金の
いずれの高融点金属材料をも用いることができる。
【００４３】この実施例では、図８に示す実施例で得ら
れる利点のほか、配線層を高融点金属層で覆ったことに
より、断線による欠陥をさらに減少させることができ
た。
れる利点のほか、配線層を高融点金属層で覆ったことに
より、断線による欠陥をさらに減少させることができ
た。
【００４４】図１０は、本発明の導体材料をタンタル酸
化物系絶縁材料で覆い、これをゲート絶縁膜および蓄積
容量絶縁膜としても利用した実施例を説明するものであ
る。
化物系絶縁材料で覆い、これをゲート絶縁膜および蓄積
容量絶縁膜としても利用した実施例を説明するものであ
る。
【００４５】まず、ＳｉＯx からなるアンダーコート絶
縁膜５０ａを形成したガラス基板５０上にＡｌとＣｕと
を同時にスパッタし、厚さ３００ｎｍの合金膜を堆積
し、リン酸系溶液によりエッチングすることによって、
本発明の導体材料であるＡｌ−Ｃｕ合金（Ｃｕ：１０原
子％）で形成されたゲート線５１ａ、Ｃｓ線５１ｂ、お
よびアドレス線５１ｃのパターンを形成した。
縁膜５０ａを形成したガラス基板５０上にＡｌとＣｕと
を同時にスパッタし、厚さ３００ｎｍの合金膜を堆積
し、リン酸系溶液によりエッチングすることによって、
本発明の導体材料であるＡｌ−Ｃｕ合金（Ｃｕ：１０原
子％）で形成されたゲート線５１ａ、Ｃｓ線５１ｂ、お
よびアドレス線５１ｃのパターンを形成した。
【００４６】次に、基板全面に、Ｔａ−Ｎｂ−Ｎを窒素
雰囲気中でのスパッタにより１００ｎｍの厚さに堆積
し、リン酸溶液中で全面を０．５ｍＡ／ｃｍ2 で定電流
酸化させ、その後１１０Ｖで１時間定電圧酸化させて、
タンタル酸化物系絶縁膜（Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ−Ｏ）６１を
形成した。
雰囲気中でのスパッタにより１００ｎｍの厚さに堆積
し、リン酸溶液中で全面を０．５ｍＡ／ｃｍ2 で定電流
酸化させ、その後１１０Ｖで１時間定電圧酸化させて、
タンタル酸化物系絶縁膜（Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ−Ｏ）６１を
形成した。
【００４７】ついで、プラズマＣＶＤにより、ＳｉＯx
を１５０ｎｍ、およびＳｉＮx を５０ｎｍの厚さに堆積
し、２層の絶縁膜５２を形成した。
を１５０ｎｍ、およびＳｉＮx を５０ｎｍの厚さに堆積
し、２層の絶縁膜５２を形成した。
【００４８】絶縁膜５２上にアンドープａ−Ｓｉ膜５３
ａを１００ｎｍの厚さに、またストッパーＳｉＮx 膜５
４を３００ｎｍの厚さに堆積し、エッチングした。
ａを１００ｎｍの厚さに、またストッパーＳｉＮx 膜５
４を３００ｎｍの厚さに堆積し、エッチングした。
【００４９】アンドープａ−Ｓｉ膜５３ａおよびストッ
パーＳｉＮx 膜５４を覆って、ｎ+ａ−Ｓｉ膜５３ｂを
５０ｎｍの厚さに堆積させ、ついでＭｏを５０ｎｍの厚
さに堆積させた後、これをパターニングしてａ−Ｓｉの
島状領域５３を形成した。ＩＴＯ画素電極５５を形成し
た後、コンタクトホールを形成した。しかる後、Ｍｏを
５０ｎｍ、およびＡｌを１μｍの厚さに堆積させた後、
Ａｌエッチング液により、ドレイン電極５６ａ、ドレイ
ン電極５６ｂを形成した。しかる後、ｎ+ ａ−Ｓｉをケ
ミカルドライエッチング（ＣＤＥ）によりエッチングし
て、ＴＦＴアレイを完成した。さらにパッシベーション
膜として、Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ−Ｏ膜６２をプラズマＣＶＤ
により形成した。その上にアルミニウムを被着し、パタ
ーニングして、ＩＴＯ画素電極５５との間に、上部蓄積
容量線６３を形成した。この上部蓄積容量線６３は、Ｔ
ＦＴアレイの外部で下部蓄積容量線５１ｂと接続させ
た。最後に表示部のＴａ−Ｎｂ−Ｎ−Ｏ膜をエッチング
により除去した。
パーＳｉＮx 膜５４を覆って、ｎ+ａ−Ｓｉ膜５３ｂを
５０ｎｍの厚さに堆積させ、ついでＭｏを５０ｎｍの厚
さに堆積させた後、これをパターニングしてａ−Ｓｉの
島状領域５３を形成した。ＩＴＯ画素電極５５を形成し
た後、コンタクトホールを形成した。しかる後、Ｍｏを
５０ｎｍ、およびＡｌを１μｍの厚さに堆積させた後、
Ａｌエッチング液により、ドレイン電極５６ａ、ドレイ
ン電極５６ｂを形成した。しかる後、ｎ+ ａ−Ｓｉをケ
ミカルドライエッチング（ＣＤＥ）によりエッチングし
て、ＴＦＴアレイを完成した。さらにパッシベーション
膜として、Ｔａ−Ｎｂ−Ｎ−Ｏ膜６２をプラズマＣＶＤ
により形成した。その上にアルミニウムを被着し、パタ
ーニングして、ＩＴＯ画素電極５５との間に、上部蓄積
容量線６３を形成した。この上部蓄積容量線６３は、Ｔ
ＦＴアレイの外部で下部蓄積容量線５１ｂと接続させ
た。最後に表示部のＴａ−Ｎｂ−Ｎ−Ｏ膜をエッチング
により除去した。
【００５０】なお、本実施例において、蓄積容量線は、
上部、下部の両方を形成せず、いずれか一方でよい。ま
た、表示部のタンタル酸化物系絶縁膜は、エッチング除
去することなく、残存させておいてもよい。
上部、下部の両方を形成せず、いずれか一方でよい。ま
た、表示部のタンタル酸化物系絶縁膜は、エッチング除
去することなく、残存させておいてもよい。
【００５１】こうして得られたアクティブマトリックス
型液晶表示装置の駆動回路板は、ゲート配線等として従
来用いられているＭｏ−Ｔａ合金などの抵抗率約３０〜
４５μΩｃｍに対し、その使用している導体材料の抵抗
率が１０μΩｃｍ未満と１／３〜１／４も低いため、従
来よりもゲート線の幅を小さくでき、開口率の拡大が達
成できるとともに、従来より大面積、高精細、高画質の
液晶表示装置に対応して配線長を増大させても何等問題
がなかった。
型液晶表示装置の駆動回路板は、ゲート配線等として従
来用いられているＭｏ−Ｔａ合金などの抵抗率約３０〜
４５μΩｃｍに対し、その使用している導体材料の抵抗
率が１０μΩｃｍ未満と１／３〜１／４も低いため、従
来よりもゲート線の幅を小さくでき、開口率の拡大が達
成できるとともに、従来より大面積、高精細、高画質の
液晶表示装置に対応して配線長を増大させても何等問題
がなかった。
【００５２】また、タンタル酸化物系絶縁材料であるＴ
ａ−Ｎｂ−Ｎ−Ｏ膜は、比誘電率が２８であり、従来用
いられていた二酸化シリコンのそれの７倍であるため、
ＴＦＴおよび蓄積容量の面積を従来の約１／７も小さく
できた。さらに、陽極酸化により形成されたＴａ−Ｎｂ
−Ｎ−Ｏ膜は、ピンホールがほとんど発生しないため、
各種エッチング液に対する耐性がさらに優れており、こ
れで覆われた配線層の断線による欠陥が飛躍的に減少し
た。
ａ−Ｎｂ−Ｎ−Ｏ膜は、比誘電率が２８であり、従来用
いられていた二酸化シリコンのそれの７倍であるため、
ＴＦＴおよび蓄積容量の面積を従来の約１／７も小さく
できた。さらに、陽極酸化により形成されたＴａ−Ｎｂ
−Ｎ−Ｏ膜は、ピンホールがほとんど発生しないため、
各種エッチング液に対する耐性がさらに優れており、こ
れで覆われた配線層の断線による欠陥が飛躍的に減少し
た。
【００５３】図１１は、図１０に示す実施例において、
ゲート、蓄積容量線以外の画素電極部のタンタル酸化物
系絶縁材料膜をエッチングにより除去した例を示してい
る。タンタル酸化物系絶縁材料は、光透過率が充分に高
いが、幾分の吸収を示すので、このエッチングにより、
光透過率が改善する。また、ＴＦＴのオン電流、または
蓄積容量を若干でも増加させるためには、ＴＦＴまたは
蓄積容量部のいずれか一方のタンタル酸化物系絶縁膜、
または他の酸化シリコン、窒化シリコン等の絶縁膜を除
去することができる。
ゲート、蓄積容量線以外の画素電極部のタンタル酸化物
系絶縁材料膜をエッチングにより除去した例を示してい
る。タンタル酸化物系絶縁材料は、光透過率が充分に高
いが、幾分の吸収を示すので、このエッチングにより、
光透過率が改善する。また、ＴＦＴのオン電流、または
蓄積容量を若干でも増加させるためには、ＴＦＴまたは
蓄積容量部のいずれか一方のタンタル酸化物系絶縁膜、
または他の酸化シリコン、窒化シリコン等の絶縁膜を除
去することができる。
【００５４】図１２は、本発明の配線層を表面処理した
実施例を説明するものである。
実施例を説明するものである。
【００５５】ガラス基板７０上にＡｌとＣｕとを同時に
スパッタし、３００ｎｍの合金膜を堆積し、リン酸系溶
液によりエッチングすることによって、本発明の導体材
料であるＡｌ−Ｃｕ合金（Ｃｕ：２０原子％）で形成さ
れたゲート線７１ａ、Ｃｓ線７１ｂ、およびアドレス線
７１ｃのパターンを形成した。
スパッタし、３００ｎｍの合金膜を堆積し、リン酸系溶
液によりエッチングすることによって、本発明の導体材
料であるＡｌ−Ｃｕ合金（Ｃｕ：２０原子％）で形成さ
れたゲート線７１ａ、Ｃｓ線７１ｂ、およびアドレス線
７１ｃのパターンを形成した。
【００５６】次に、窒素のイオン注入により、配線７１
ａ、７１ｂの表面をそれぞれ窒化させ、窒化アルミニウ
ム層８１を形成した。
ａ、７１ｂの表面をそれぞれ窒化させ、窒化アルミニウ
ム層８１を形成した。
【００５７】ついで、プラズマＣＶＤにより、ＳｉＯx
を３００ｎｍ、およびＳｉＮx を５０ｎｍの厚さに堆積
し、２層の絶縁膜７２を形成した。
を３００ｎｍ、およびＳｉＮx を５０ｎｍの厚さに堆積
し、２層の絶縁膜７２を形成した。
【００５８】絶縁膜７２上にアンドープａ−Ｓｉ膜７３
ａを１００ｎｍの厚さに、またストッパーＳｉＮx 膜７
４を３００ｎｍの厚さに堆積し、エッチングした。
ａを１００ｎｍの厚さに、またストッパーＳｉＮx 膜７
４を３００ｎｍの厚さに堆積し、エッチングした。
【００５９】アンドープａ−Ｓｉ膜７３ａおよびストッ
パーＳｉＮx 膜７４を覆って、ｎ+ａ−Ｓｉ膜７３ｂを
５０ｎｍの厚さに堆積させ、ついでＭｏを５０ｎｍの厚
さに堆積させた後、これをパターニングしてａ−Ｓｉの
島状領域７３を形成した。ＩＴＯ画素電極７５を形成し
た後、コンタクトホールを形成した。しかる後、Ｍｏを
５０ｎｍ、およびＡｌを１μｍの厚さに堆積させた後、
Ａｌエッチング液により、ドレイン電極７６ａ、ドレイ
ン電極７６ｂを形成した。しかる後、ｎ+ ａ−Ｓｉをケ
ミカルドライエッチング（ＣＤＥ）によりエッチングし
た。その後、ＳｉＮx でパッシベーションして、ＴＦＴ
アレイを完成した。
パーＳｉＮx 膜７４を覆って、ｎ+ａ−Ｓｉ膜７３ｂを
５０ｎｍの厚さに堆積させ、ついでＭｏを５０ｎｍの厚
さに堆積させた後、これをパターニングしてａ−Ｓｉの
島状領域７３を形成した。ＩＴＯ画素電極７５を形成し
た後、コンタクトホールを形成した。しかる後、Ｍｏを
５０ｎｍ、およびＡｌを１μｍの厚さに堆積させた後、
Ａｌエッチング液により、ドレイン電極７６ａ、ドレイ
ン電極７６ｂを形成した。しかる後、ｎ+ ａ−Ｓｉをケ
ミカルドライエッチング（ＣＤＥ）によりエッチングし
た。その後、ＳｉＮx でパッシベーションして、ＴＦＴ
アレイを完成した。
【００６０】なお、本実施例において、配線表面の窒化
は、イオン注入に限らず、窒素ガスまたはアンモニアガ
スなどを用いたプラズマ窒化、熱窒化法によってもよ
い。
は、イオン注入に限らず、窒素ガスまたはアンモニアガ
スなどを用いたプラズマ窒化、熱窒化法によってもよ
い。
【００６１】こうして得られたアクティブマトリックス
型液晶表示装置の駆動回路板は、ゲート配線等として従
来用いられているＭｏ−Ｔａ合金などの抵抗率約３０〜
４５μΩｃｍに対し、その使用している導体材料の抵抗
率が１０μΩｃｍ未満と１／３〜１／４も低いため、従
来よりもゲート線の幅を小さくでき、開口率の拡大が達
成できるとともに、従来より大面積、高精細、高画質の
液晶表示装置に対応して配線長を増大させても何等問題
がなかった。
型液晶表示装置の駆動回路板は、ゲート配線等として従
来用いられているＭｏ−Ｔａ合金などの抵抗率約３０〜
４５μΩｃｍに対し、その使用している導体材料の抵抗
率が１０μΩｃｍ未満と１／３〜１／４も低いため、従
来よりもゲート線の幅を小さくでき、開口率の拡大が達
成できるとともに、従来より大面積、高精細、高画質の
液晶表示装置に対応して配線長を増大させても何等問題
がなかった。
【００６２】また、上記表面処理により、配線層は各種
エッチング液に対する耐性がさらに向上し、これで覆わ
れた配線層の断線による欠陥が飛躍的に減少した。
エッチング液に対する耐性がさらに向上し、これで覆わ
れた配線層の断線による欠陥が飛躍的に減少した。
【００６３】図１３は、図１２の実施例における導体材
料を高融点金属保護層で覆った実施例を説明するもので
ある。この実施例は、ゲート線７１ａ、Ｃｓ線７１ｂお
よびアドレス線７１ｃのパターニングをおこなった後、
配線７１ａ、７１ｂの窒化処理をおこなった後、絶縁層
７２を形成する前に、Ｍｏ−Ｔａ合金を１００ｎｍの厚
さに堆積し、エッチングをおこなって、配線保護層８２
を形成することを除き、図１２に示す実施例と同じであ
る。
料を高融点金属保護層で覆った実施例を説明するもので
ある。この実施例は、ゲート線７１ａ、Ｃｓ線７１ｂお
よびアドレス線７１ｃのパターニングをおこなった後、
配線７１ａ、７１ｂの窒化処理をおこなった後、絶縁層
７２を形成する前に、Ｍｏ−Ｔａ合金を１００ｎｍの厚
さに堆積し、エッチングをおこなって、配線保護層８２
を形成することを除き、図１２に示す実施例と同じであ
る。
【００６４】こうして得られた駆動回路板は、図１２に
示される駆動回路板の利点に加えて、高融点金属保護層
で導体材料を覆っていることから、断線による欠陥がさ
らに減少した。
示される駆動回路板の利点に加えて、高融点金属保護層
で導体材料を覆っていることから、断線による欠陥がさ
らに減少した。
【００６５】本発明の導体材料をデータ線に用いても同
様の効果が得られる。また、本発明を逆スタッガー型Ｔ
ＦＴを用いた液晶表示装置について説明したが、本発明
はそれに限定されるものではなく、エッチストッパー／
逆スタガー型、バックチャンネル／逆スタガー型、スタ
ガー型ＴＦＴを用いた液晶表示装置にも適用できる。さ
らに、ＴＦＴの半導体膜は、ａ−Ｓｉ膜に限られるもの
ではなく、ポリシリコン膜であってもよい。また、図８
及び図９に関して、アンダーコート絶縁膜およびパッシ
ベーション保護膜について特記していないが、これらの
実施例において、アンダーコート絶縁膜およびパッシベ
ーション保護膜が存在していても何等差し支えない。ま
た、本発明は、液晶表示装置ばかりでなく、ＣＣＤやＰ
ＳＩＤにも適用できる。さらに、本発明において、合金
は、指摘した必須成分の他に、不可避不純物の存在を排
除するものではない。
様の効果が得られる。また、本発明を逆スタッガー型Ｔ
ＦＴを用いた液晶表示装置について説明したが、本発明
はそれに限定されるものではなく、エッチストッパー／
逆スタガー型、バックチャンネル／逆スタガー型、スタ
ガー型ＴＦＴを用いた液晶表示装置にも適用できる。さ
らに、ＴＦＴの半導体膜は、ａ−Ｓｉ膜に限られるもの
ではなく、ポリシリコン膜であってもよい。また、図８
及び図９に関して、アンダーコート絶縁膜およびパッシ
ベーション保護膜について特記していないが、これらの
実施例において、アンダーコート絶縁膜およびパッシベ
ーション保護膜が存在していても何等差し支えない。ま
た、本発明は、液晶表示装置ばかりでなく、ＣＣＤやＰ
ＳＩＤにも適用できる。さらに、本発明において、合金
は、指摘した必須成分の他に、不可避不純物の存在を排
除するものではない。
【００６６】なお、導体材料として、アルミニウムと他
の高融点金属との合金を示したが、そのアルミニウムの
代わりに、金、銅、白金または銀を用いた合金も同様の
効果を示すことがわかっている。
の高融点金属との合金を示したが、そのアルミニウムの
代わりに、金、銅、白金または銀を用いた合金も同様の
効果を示すことがわかっている。
【００６７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、低
抵抗で、耐薬品性（特にＩＴＯ用エッチング液耐性）に
優れ、基板との密着性の良好な導体材料で形成された導
体層を有する多層導体層構造デバイスが提供される。
抵抗で、耐薬品性（特にＩＴＯ用エッチング液耐性）に
優れ、基板との密着性の良好な導体材料で形成された導
体層を有する多層導体層構造デバイスが提供される。
【００６８】また、本発明によれば、上記合金で形成さ
れた導体層の断線による欠陥をさらに減少させるため
に、上記導体層を高融点金属、またはタンタル酸化物系
絶縁材料で被覆することができる。特にタンタル酸化物
系絶縁材料は比誘電率が高いために、ＴＦＴおよび蓄積
容量の面積を大幅に減少させることができる。
れた導体層の断線による欠陥をさらに減少させるため
に、上記導体層を高融点金属、またはタンタル酸化物系
絶縁材料で被覆することができる。特にタンタル酸化物
系絶縁材料は比誘電率が高いために、ＴＦＴおよび蓄積
容量の面積を大幅に減少させることができる。
【００６９】さらに、上記導体層の表面を酸化、窒化、
ホウ化、炭化、またはケイ化することにより、導体層の
耐薬品性をさらに高めることができるとともに、導体層
上に形成される絶縁膜との密着性をさらに向上させるこ
とができる。
ホウ化、炭化、またはケイ化することにより、導体層の
耐薬品性をさらに高めることができるとともに、導体層
上に形成される絶縁膜との密着性をさらに向上させるこ
とができる。
【図１】本発明の多層導体層構造デバイスの基本構造を
示す断面図。
示す断面図。
【図２】本発明の導体材料の抵抗特性を示すグラフ図。
【図３】本発明のＡｌ−Ｃｕ合金の抵抗率とＣｕ含有率
との関係を示すグラフ図。
との関係を示すグラフ図。
【図４】本発明のＡｌ−Ｃｕ合金のＩＴＯエッチング液
によるエッチング速度とＣｕ含有率との関係を示すグラ
フ図。
によるエッチング速度とＣｕ含有率との関係を示すグラ
フ図。
【図５】本発明のＡｌ−Ｃｕ合金のアルミニウムエッチ
ング液およびＢＨＦによるエッチング速度とＣｕ含有率
との関係を示すグラフ図。
ング液およびＢＨＦによるエッチング速度とＣｕ含有率
との関係を示すグラフ図。
【図６】本発明の他のＡｌ合金のＩＴＯエッチング液に
よるエッチング速度と合金元素との関係を示すグラフ
図。
よるエッチング速度と合金元素との関係を示すグラフ
図。
【図７】本発明のアクティブマトリックス型液晶表示装
置の一例を説明するための等価回路図。
置の一例を説明するための等価回路図。
【図８】本発明の第１の実施例を説明する断面図。
【図９】本発明の第２の実施例を説明する断面図。
【図１０】本発明の第３の実施例を説明する断面図。
【図１１】本発明の第４の実施例を説明する断面図。
【図１２】本発明の第５の実施例を説明する断面図。
【図１３】本発明の第６の実施例を説明する断面図。
３０，４０，５０…基板、３１ａ，５１ａ，７１ａ…ゲ
ート線、３１ｂ，５１ｂ，７１ｂ…蓄積容量線、３１
ｃ，５１ｃ，７１ｃ…アドレス線、３３，５３，７３…
シリコン島領域、３５，５５，７５…画素電極、４１，
８２…高融点金属保護層、６１…タンタル酸化物系絶縁
層、８１…窒化層。
ート線、３１ｂ，５１ｂ，７１ｂ…蓄積容量線、３１
ｃ，５１ｃ，７１ｃ…アドレス線、３３，５３，７３…
シリコン島領域、３５，５５，７５…画素電極、４１，
８２…高融点金属保護層、６１…タンタル酸化物系絶縁
層、８１…窒化層。
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/3205 27/146 29/784 9056−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 29/78 ３１１ Ａ (72)発明者 小川 吉文 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 室岡 三千男 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 基板と、この基板上に形成され電極又は
配線となる第１の導体層と、この第１の導体層および前
記基板を覆う絶縁膜と、この絶縁膜上に形成され電極又
は配線となるインジウムスズ酸化物からなる第２の導体
層とを備え、前記第１の導体層が、アルミニウムと、
銅、金、ホウ素、ビスマス、コバルト、クロム、ゲルマ
ニウム、鉄、モリブデン、ニオブ、ニッケル、パラジウ
ム、白金、タンタル、チタン、タングステンおよび銀の
中から選ばれた少なくとも１種の元素との合金で形成さ
れたことを特徴とする多層導体層構造デバイス。 - 【請求項２】 前記第１の導体層が、銅を１０ないし９
５原子％の割合で含むアルミニウム−銅合金である請求
項１記載の多層導体層構造デバイス。 - 【請求項３】 前記第１の導体層が、高融点金属材料又
はその窒化物で被覆されていることを特徴とする請求項
１または２記載の多層導体層構造デバイス。 - 【請求項４】 前記第１の導体層が、タンタル酸化物或
いはタンタルを含む酸化物の絶縁材料で被覆されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の多層導体層構
造デバイス。 - 【請求項５】 前記第１の導体層の表面が、酸化、窒
化、ホウ化、炭化またはケイ化されていることを特徴と
する請求項１または２記載の多層導体層構造デバイス。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27108492A JP3392440B2 (ja) | 1991-12-09 | 1992-09-14 | 多層導体層構造デバイス |
| KR1019920023854A KR100245127B1 (ko) | 1991-12-09 | 1992-12-09 | 다층 도체층 구조 디바이스 |
| US07/987,601 US5296653A (en) | 1991-12-09 | 1992-12-09 | Device having a multi-layered conductor structure |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32464791 | 1991-12-09 | ||
| JP3-324647 | 1991-12-09 | ||
| JP27108492A JP3392440B2 (ja) | 1991-12-09 | 1992-09-14 | 多層導体層構造デバイス |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05216070A true JPH05216070A (ja) | 1993-08-27 |
| JP3392440B2 JP3392440B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=26549528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| KR (1) | KR100245127B1 (ja) |
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| JPH10142625A (ja) * | 1996-11-07 | 1998-05-29 | Vacuum Metallurgical Co Ltd | 液晶ディスプレイの導電部製作方法及びその製作に用いるスパッタリングターゲット |
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| KR100345065B1 (ko) * | 2000-07-11 | 2002-07-20 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 캐패시터 제조방법 |
| KR100367404B1 (ko) * | 1999-12-31 | 2003-01-10 | 주식회사 하이닉스반도체 | 다층 ＴａＯＮ박막을 갖는 커패시터 제조방법 |
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| JP2006179871A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-07-06 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
| KR100777706B1 (ko) * | 2001-09-17 | 2007-11-21 | 삼성전자주식회사 | 배선 및 그 제조 방법과 그 배선을 포함하는 박막트랜지스터 기판 및 그 제조 방법 |
| US8124544B2 (en) | 2004-11-29 | 2012-02-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
| JPWO2012172714A1 (ja) * | 2011-06-17 | 2015-02-23 | パナソニック株式会社 | 表示装置、表示装置に用いられる薄膜トランジスタ、及び薄膜トランジスタの製造方法 |
| JP2020024455A (ja) * | 2005-12-26 | 2020-02-13 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
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| JP3076483B2 (ja) * | 1993-07-30 | 2000-08-14 | シャープ株式会社 | 金属配線基板の製造方法および薄膜ダイオードアレイの製造方法 |
| JP3106786B2 (ja) * | 1993-08-26 | 2000-11-06 | 松下電器産業株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPH07109573A (ja) * | 1993-10-12 | 1995-04-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | ガラス基板および加熱処理方法 |
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| JP3302240B2 (ja) * | 1995-11-28 | 2002-07-15 | シャープ株式会社 | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
| JP2988399B2 (ja) * | 1996-11-28 | 1999-12-13 | 日本電気株式会社 | アクティブマトリクス基板 |
| JPH10242450A (ja) * | 1997-03-03 | 1998-09-11 | Nec Corp | 電荷転送装置、その製造方法 |
| JP3119228B2 (ja) | 1998-01-20 | 2000-12-18 | 日本電気株式会社 | 液晶表示パネル及びその製造方法 |
| JP3955156B2 (ja) * | 1998-08-31 | 2007-08-08 | エルジー フィリップス エルシーディー カンパニー リミテッド | 電子機器用構成基板と電子機器 |
| US6639318B1 (en) | 1999-02-15 | 2003-10-28 | Asahi Glass Company, Limited | Integrated circuit device and its manufacturing method |
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-
1992
- 1992-09-14 JP JP27108492A patent/JP3392440B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-09 KR KR1019920023854A patent/KR100245127B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-12-09 US US07/987,601 patent/US5296653A/en not_active Expired - Lifetime
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