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JPH11142885A - Array substrate for liquid crystal display device and its manufacture - Google Patents

Array substrate for liquid crystal display device and its manufacture

Info

Publication number
JPH11142885A
JPH11142885A JP30834097A JP30834097A JPH11142885A JP H11142885 A JPH11142885 A JP H11142885A JP 30834097 A JP30834097 A JP 30834097A JP 30834097 A JP30834097 A JP 30834097A JP H11142885 A JPH11142885 A JP H11142885A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
protective insulating
forming
array substrate
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30834097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Dojiro
城 政 幸 堂
Akira Kubo
保 明 久
Miyuki Kashimoto
本 美由紀 樫
Kiyotsugu Mizouchi
内 清 継 溝
Masahiko Machida
田 雅 彦 町
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP30834097A priority Critical patent/JPH11142885A/en
Publication of JPH11142885A publication Critical patent/JPH11142885A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure electric connection between a transparent pixel electrode and a source electrode by preventing the transparent pixel electrode from being discontinuous. SOLUTION: A Mo film 28A being a material of a source electrode S is formed at >=150 deg.. Thereby the average surface roughness Ra of the source electrode S becomes <=1.5 nm. Since the average surface roughness Ra is reduced, a normally tapered contact aperture 29h can be formed on a protection insulating film 29 formed on the electrode S. Consequently both the electrode S and a transparent pixel electrode 30 can be connected through the aperture 29h without being discontinuous.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置用
アレイ基板及びその製造方法に関するものであり、特
に、アクティブマトリクス型の液晶表示装置用アレイ基
板及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an array substrate for a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an active matrix type array substrate for a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】文字や図形などのキャラクター表示用液
晶表示装置としては、走査線用のゲート電極と信号線用
のソース/ドレイン電極を交差させ、この交差した各区
画を画素とするマトリクス型のものが使用されている。
そして、各画素に対応して駆動用のスイッチング素子を
備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置が多用さ
れている。このようなスイッチング素子としては、薄膜
トランジスタ(以降TFTと略称する)と非線形抵抗素
子(MIM)が代表的であり、中でもTFTは高速応答
性に優れ、フルカラー表示に適している。
2. Description of the Related Art As a liquid crystal display device for displaying characters such as characters and figures, a gate electrode for a scanning line and a source / drain electrode for a signal line intersect, and a matrix type in which each of the intersections is a pixel. Things are used.
An active matrix type liquid crystal display device including a driving switching element corresponding to each pixel is often used. Typical examples of such a switching element include a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) and a non-linear resistance element (MIM). Among them, the TFT has excellent high-speed response and is suitable for full-color display.

【0003】例えば、各表示画素毎にスイッチ素子が配
置された光透過型のアクティブマトリクス型の液晶表示
装置を例にとって、説明する。このようなアクティブマ
トリクス型の液晶表示装置は、アレイ基板と対向基板と
を備えて構成されている。これらアレイ基板と対向基板
との間には、配向膜を介して液晶層が保持されている。
For example, a description will be given of a light transmission type active matrix type liquid crystal display device in which a switch element is arranged for each display pixel. Such an active matrix liquid crystal display device includes an array substrate and a counter substrate. A liquid crystal layer is held between the array substrate and the counter substrate via an alignment film.

【0004】アレイ基板には、ガラスなどの透明絶縁性
基板上に複数本の信号線と走査線とが格子状に配置さ
れ、各交点部分にアモルファスシリコン(以下、a−S
i:Hと略称する)等の半導体薄膜を用いたTFTが接
続されている。図6は、このアレイ基板におけるTFT
部分の概略断面図である。この図6からわかるように、
ガラスからなる絶縁性基板1上にはゲート電極Gとして
の役割を果たす走査線2又は走査線2の分岐が形成され
ている。つまり、ゲート電極Gは、走査線2上にある場
合と、枝分かれして分岐した部分にある場合とがある。
さらに、ゲート絶縁膜3aおよび3b、半導体層4、エ
ッチングストッパ層5、コンタクト層6、画素電極7、
ソース電極S、ドレイン電極D及び保護絶縁膜8が形成
されている。これらからわかるように、TFTのゲート
電極Gは走査線2を構成しており、ドレイン電極Dは図
示しない信号線に電気的に接続されている。また、ソー
ス電極Sは、画素電極7に電気的に接続されている。こ
の画素電極7は透明導電性材料、たとえばITOから構
成されている。
In an array substrate, a plurality of signal lines and scanning lines are arranged in a grid on a transparent insulating substrate such as glass, and amorphous silicon (hereinafter a-S) is provided at each intersection.
i: H) is connected. FIG. 6 shows a TFT on this array substrate.
It is a schematic sectional drawing of a part. As can be seen from FIG.
A scanning line 2 or a branch of the scanning line 2 serving as a gate electrode G is formed on an insulating substrate 1 made of glass. That is, the gate electrode G may be on the scanning line 2 or may be on a branched portion.
Further, the gate insulating films 3a and 3b, the semiconductor layer 4, the etching stopper layer 5, the contact layer 6, the pixel electrode 7,
A source electrode S, a drain electrode D, and a protective insulating film 8 are formed. As can be seen from these, the gate electrode G of the TFT constitutes the scanning line 2 and the drain electrode D is electrically connected to a signal line (not shown). Further, the source electrode S is electrically connected to the pixel electrode 7. The pixel electrode 7 is made of a transparent conductive material, for example, ITO.

【0005】このようなアレイ基板を製造するには、マ
スク数が6ないし8必要となる。このため、マスク数を
削減するために、図7に示すような構造のアレイ基板が
用いられている。すなわち、半導体層25とコンタクト
層27とソースSとドレインDとを、1つのマスクを用
いて一括でエッチング形成する。そして、この上に保護
絶縁膜29を堆積し、これにコンタクト開孔29hを形
成する。このコンタクト開孔29hで、透明画素電極3
0とソース電極Sとを電気的に接続する。
In order to manufacture such an array substrate, 6 to 8 masks are required. Therefore, to reduce the number of masks, an array substrate having a structure as shown in FIG. 7 is used. That is, the semiconductor layer 25, the contact layer 27, the source S, and the drain D are collectively etched using one mask. Then, a protective insulating film 29 is deposited thereon, and a contact opening 29h is formed in the protective insulating film 29. This contact opening 29h allows the transparent pixel electrode 3
0 and the source electrode S are electrically connected.

【0006】一方、対向基板には、ガラス等の透明絶縁
性基板上にITOから成る対向電極が配置されている。
また、カラー表示を実現するのであればカラーフィルタ
層が配置されて構成されている。
On the other hand, a counter electrode made of ITO is disposed on a transparent insulating substrate such as glass on the counter substrate.
If a color display is to be realized, a color filter layer is arranged.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来のアレイ基板の製
造工程では、マスク数の削減が図れるものの、コンタク
ト開孔29hが逆テーパー状になってしまうという問題
があった。図8はこのコンタクト開孔29hの形状を、
ソース電極Sと保護絶縁膜29と透明画素電極30とだ
けを取り出して、示した図である。この図8(a)から
わかるように、正常な状態ではコンタクト開孔29hは
順テーパー状になる。このようにコンタクト開孔29h
が順テーパー状になると、ソース電極Sと透明画素電極
30とは段切れなく接触することができる。これに対し
て図8(b)からわかるように、不良な状態ではコンタ
クト開孔29hは逆テーパー状となる。このようにコン
タクト開孔29hが逆テーパー状になると、透明画素電
極30に段切れが生じてしまい、ソース電極Sとの間の
接触不良が生じるという問題がある。
In the conventional array substrate manufacturing process, although the number of masks can be reduced, there has been a problem that the contact opening 29h has an inversely tapered shape. FIG. 8 shows the shape of the contact opening 29h.
FIG. 3 is a diagram illustrating only a source electrode S, a protective insulating film 29, and a transparent pixel electrode 30 taken out therefrom. As can be seen from FIG. 8A, in a normal state, the contact opening 29h has a forward tapered shape. Thus, the contact opening 29h
Has a forward tapered shape, the source electrode S and the transparent pixel electrode 30 can contact with each other without any break. On the other hand, as can be seen from FIG. 8B, in a defective state, the contact opening 29h has an inversely tapered shape. When the contact opening 29h has an inversely tapered shape as described above, the transparent pixel electrode 30 is stepped, and there is a problem that a contact failure with the source electrode S occurs.

【0008】すなわち、アレイ基板の製造工程におい
て、ソース電極Sと透明画素電極30とを電気的に接続
するため、ソース電極S上に形成された保護絶縁膜29
をエッチングしてコンタクト開孔29hを形成する必要
がある。このコンタクト開孔29hを形成する際のエッ
チング液には、BHF(バッファードHF)を用いる。
これは、SiOx膜23とSiNx膜24とからなるゲ
ート絶縁膜GIもエッチングし、走査線22の端部にお
ける電極取り出しパッド部の開口も同時に形成するため
である。このようにゲート絶縁膜GIも同時にエッチン
グする必要があるため、ソース電極Sに対するコンタク
ト開孔27hはオーバーエッチングとなりやすい。この
ため、コンタクト開孔27hの断面形状が逆テーパー状
となる。このような形状になると、この開孔27hを通
ってソース電極Sと接続する透明画素電極30が断線す
る、いわゆる段切れが発生する。つまり、透明画素電極
30とソース電極Sの電気的接続不良が起こる。これは
液晶表示装置では点欠陥となり、好ましくない。
That is, in the manufacturing process of the array substrate, the protective insulating film 29 formed on the source electrode S for electrically connecting the source electrode S and the transparent pixel electrode 30 is formed.
To form a contact opening 29h. BHF (buffered HF) is used as an etchant for forming the contact opening 29h.
This is because the gate insulating film GI composed of the SiOx film 23 and the SiNx film 24 is also etched, and the opening of the electrode extraction pad portion at the end of the scanning line 22 is formed at the same time. Since the gate insulating film GI needs to be etched at the same time, the contact opening 27h for the source electrode S is likely to be over-etched. For this reason, the cross-sectional shape of the contact opening 27h becomes an inversely tapered shape. With such a shape, the transparent pixel electrode 30 connected to the source electrode S through the opening 27h is disconnected, that is, a step break occurs. That is, a poor electrical connection between the transparent pixel electrode 30 and the source electrode S occurs. This is a point defect in the liquid crystal display device, which is not preferable.

【0009】ここで本発明では、透明画素電極30に段
切れの生じないようにした液晶表示装置用アレイ基板お
よびその製造方法を提供することを目的とする。すなわ
ち、保護絶縁膜29に順テーパー状のコンタクト開孔2
9hを形成することの可能な液晶表示装置用アレイ基板
及びその製造方法を提供することを目的とする。
Here, an object of the present invention is to provide an array substrate for a liquid crystal display device in which the transparent pixel electrode 30 is not disconnected, and a method of manufacturing the same. In other words, the forward tapered contact opening 2 is formed in the protective insulating film 29.
An object of the present invention is to provide an array substrate for a liquid crystal display device capable of forming 9h and a method for manufacturing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明に係る液晶表示装置用アレイ基板は、基板上に形
成された走査線の一部から構成されたゲート電極と、前
記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲー
ト絶縁膜上に形成された半導体層と、前記半導体層上の
一部に接続し、且つ、信号線と接続するように形成され
た、ドレイン電極と、前記半導体層上の他の一部に接続
するように形成され、且つ、平均表面粗さが1.5nm
以下である、ソース電極と、前記ドレイン電極と前記ソ
ース電極との上に形成された保護絶縁膜と、前記保護絶
縁膜に形成されたコンタクト開孔を介して、前記ソース
電極と接続された、透明画素電極と、を備えたことを特
徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, an array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention comprises: a gate electrode formed from a part of a scanning line formed on a substrate; A gate insulating film, a semiconductor layer formed on the gate insulating film, connected to a part of the semiconductor layer, and formed to be connected to a signal line, a drain electrode, The semiconductor layer is formed so as to be connected to another part on the semiconductor layer, and has an average surface roughness of 1.5 nm.
The following, a source electrode, a protective insulating film formed on the drain electrode and the source electrode, and connected to the source electrode through a contact opening formed in the protective insulating film, And a transparent pixel electrode.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明は、ソース電極を形成する
Mo膜の平均表面粗さRaを1.5nm以下にすること
により、このソース電極上に形成された保護絶縁膜に順
テーパー状のコンタクト開孔を形成し、このコンタクト
開孔を介してソース電極へ接続する透明画素電極に段切
れが生じないようにしたものである。より詳しくを、以
下に図面を用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the present invention, a Mo film forming a source electrode has an average surface roughness Ra of 1.5 nm or less, so that a protective insulating film formed on the source electrode has a forward tapered shape. A contact opening is formed to prevent a step from occurring in a transparent pixel electrode connected to a source electrode through the contact opening. This will be described in more detail below with reference to the drawings.

【0012】図1乃至図5は、本発明の一実施形態に係
る液晶表示装置用アレイ基板の製造工程を示す断面図で
ある。これらの図は、特に、保護膜タイプの逆スタガー
型TFT部の概略断面を示している。
FIGS. 1 to 5 are cross-sectional views showing the steps of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. These figures show, in particular, a schematic cross section of a protective film type inverted stagger type TFT portion.

【0013】まず、図1からわかるように、ガラス基板
21上に、マグネトロン・スパッタ法により、MoW膜
22Aを300nmの膜厚に堆積させる。このMoW膜
22Aを、第1マスクを用いたフォトリソグラフィを行
うことにより、ゲート電極Gとしての役割をも果たす走
査線22を形成する。
First, as can be seen from FIG. 1, a MoW film 22A is deposited on a glass substrate 21 to a thickness of 300 nm by magnetron sputtering. The MoW film 22A is subjected to photolithography using a first mask to form a scanning line 22 which also functions as a gate electrode G.

【0014】次に図2からわかるように、プラズマ・ケ
ミカルベーパーデポジション(CVD)法により、Si
Ox膜23、SiNx膜24、a−Si:H膜25A、
SiNx膜26Aの4層を連続堆積する。これらのう
ち、SiOx膜23とSiNx膜24とで、ゲート絶縁
膜GIが形成される。次に、このときの最上層に位置す
るSiNx膜26Aを、第2マスクを用いてパターンニ
ングすることにより、エッチングストッパ層26を形成
する。なお、SiOx膜23は、熱CVD法により形成
したSiO2 膜であっても良いし、プラズマCVD法に
より形成したシリコン酸窒化膜であっても良い。
Next, as can be seen from FIG. 2, Si is formed by a plasma chemical vapor deposition (CVD) method.
Ox film 23, SiNx film 24, a-Si: H film 25A,
Four layers of the SiNx film 26A are continuously deposited. Of these, the SiOx film 23 and the SiNx film 24 form the gate insulating film GI. Next, the etching stopper layer 26 is formed by patterning the uppermost SiNx film 26A at this time using the second mask. The SiOx film 23 may be a SiO 2 film formed by a thermal CVD method or a silicon oxynitride film formed by a plasma CVD method.

【0015】次に図3からわかるように、この中間液晶
表示装置用アレイ基板に前処理を施す。続いて、ソース
・ドレイン電極のコンタクトとなるn+a−Si:H膜
27Aを、プラズマCVD法により堆積する。さらに、
ソース・ドレイン電極および信号線となべきモリブデン
からなるMo膜28Aを、マグネトロン・スパッタ法に
より堆積する。このとき、Mo膜28Aの成膜温度は2
00℃とした。Mo膜28AのRaを小さくするため、
成膜温度を上昇することは効果的である。すなわち、1
50℃以上、好ましくは、170℃以上にすることによ
り、基板全面にわたり、Mo膜28AのRaを1.5n
m以下にすることができる。このようにRaを小さくす
ることにより、後述するように、保護絶縁膜29に良好
なテーパー断面形状のコンタクト開孔29hの形成が可
能になる。また、そのほかの方法として、成膜温度が1
50℃よりも低い場合には、Mo膜28Aの上層となる
後述する保護絶縁膜29の成膜の前処理として、オゾン
により表面酸化し、水洗でその酸化物を除去する処理
が、Mo膜28AのRaを小さくすることに効果があ
る。なお、Mo膜28Aはモリブデンから形成されても
良いし、モリブデンを主体とした合金から形成されても
良い。モリブデンを主体とした合金としては、モリブデ
ンにタングステン、タンタル、クロム、アルミニウム、
又は、銅などを添加した金属が考えられる。これらモリ
ブデン又はモリブデンを主体とした合金は、HClエッ
チング液に対して耐性があり、しかも、下地膜であるコ
ンタクト層27との選択性を保ちつつ容易に加工するこ
とができる。また、比抵抗も十分に小さい。次に、Mo
膜28Aとn+a−Si:H膜27Aとa−Si:H膜
25Aを同時に、第3マスクを用いてパターニングす
る。これにより、ソース電極Sと、ドレイン電極Dと、
コンタクト層27と、半導体層25と、信号線(図示省
略)が、形成される。
Next, as can be seen from FIG. 3, a pretreatment is performed on the array substrate for the intermediate liquid crystal display device. Subsequently, an n + a-Si: H film 27A serving as a source / drain electrode contact is deposited by a plasma CVD method. further,
A Mo film 28A made of molybdenum to be a source / drain electrode and a signal line is deposited by magnetron sputtering. At this time, the deposition temperature of the Mo film 28A is 2
The temperature was set to 00 ° C. In order to reduce Ra of the Mo film 28A,
It is effective to increase the film forming temperature. That is, 1
By raising the temperature to 50 ° C. or higher, preferably 170 ° C. or higher, Ra of the Mo film 28A is set to 1.5 n over the entire surface of the substrate.
m or less. By reducing Ra in this way, it is possible to form a contact opening 29h having a favorable tapered cross section in the protective insulating film 29, as described later. As another method, the film formation temperature is set to 1
When the temperature is lower than 50 ° C., as a pretreatment for forming a protective insulating film 29 described later, which is an upper layer of the Mo film 28A, a process of oxidizing the surface with ozone and removing the oxide by washing with water is performed by the Mo film 28A. Is effective in reducing Ra of the above. Note that the Mo film 28A may be formed from molybdenum, or may be formed from an alloy mainly containing molybdenum. Molybdenum-based alloys include molybdenum, tungsten, tantalum, chromium, aluminum,
Alternatively, a metal to which copper or the like is added is conceivable. These molybdenum or molybdenum-based alloys are resistant to the HCl etchant, and can be easily processed while maintaining the selectivity with the contact layer 27 as the underlying film. Also, the specific resistance is sufficiently small. Next, Mo
The film 28A, the n + a-Si: H film 27A and the a-Si: H film 25A are simultaneously patterned using a third mask. Thereby, the source electrode S, the drain electrode D,
A contact layer 27, a semiconductor layer 25, and a signal line (not shown) are formed.

【0016】次に図4からわかるように、プラズマCV
D法により、SiNxからなる保護絶縁膜29を300
nm堆積させる。このSiNxからなる保護絶縁膜29
はCVDの条件を変えて2層成膜する。これは、この保
護絶縁膜29をエッチングする際に、コンタクト開孔2
9hをテーパー形状にするために必要となる。本実施形
態では、成膜条件のひとつである電極間距離を変えて、
BHFのエッチング速度の異なる2層成膜を形成する。
すなわち、上層保護絶縁膜29aのエッチング速度より
下層保護絶縁膜29bのエッチング速度を小さくするこ
とにより、コンタクト開孔29hの形状を制御する。つ
まり、上層保護絶縁膜29aと下層保護絶縁膜29bの
エッチング速度差により、コンタクト開孔29hの形状
を所望の形状にする。本実施形態では、上層保護絶縁膜
29aを50nm形成し、下層保護絶縁膜29bを25
0nm形成する。
Next, as can be seen from FIG.
The protective insulating film 29 made of SiNx is
nm. This protective insulating film 29 made of SiNx
Forms two layers by changing the conditions of CVD. This is because when the protective insulating film 29 is etched, the contact opening 2
It is necessary to make 9h into a tapered shape. In the present embodiment, by changing the distance between the electrodes, which is one of the film forming conditions,
Two-layer films having different etching rates of BHF are formed.
That is, the shape of the contact opening 29h is controlled by making the etching rate of the lower protective insulating film 29b lower than that of the upper protective insulating film 29a. That is, the shape of the contact opening 29h is formed into a desired shape due to a difference in etching rate between the upper protective insulating film 29a and the lower protective insulating film 29b. In this embodiment, the upper protective insulating film 29a is formed to have a thickness of 50 nm, and the lower protective insulating film 29b is formed to have a thickness of 25 nm.
0 nm is formed.

【0017】次に、図5からわかるように、エッチング
液BHFを用いて、保護絶縁膜29にコンタクト開孔2
9hを形成する。また、図からは明らかではないが、こ
のとき、ゲート絶縁膜GIをエッチングすることによ
り、信号線(図示省略)および走査線22の端部におけ
る電極取り出しパッド部の開口も形成する。すなわち、
保護絶縁膜29の他に、ゲート絶縁膜GIであるSiO
x膜23とSiNx膜24とを、エッチングする。次
に、ITO膜30Aを形成し、これをパターニングする
ことにより、表示電極となる透明画素電極30を形成す
る。ITO膜30Aのエッチング液としては、塩酸(H
Cl)又は塩酸を含んだ混合液を用いる。ITO膜30
Aのエッチング液としてこれらを用いるのは、このエッ
チング液が保護絶縁膜29のクラック等からしみ込んで
いった場合に、モリブデンからなるソース電極Sやドレ
イン電極Dのエッチング耐性を高めるためである。すな
わち、ITO膜のエッチングには通常、希釈王水を用い
るが、この希釈王水が保護絶縁膜29をしみ込んでいく
と、モリブデンがエッチングされてしまうので、これを
避けるためである。以上でアレイ基板が完成する。
Next, as can be seen from FIG. 5, the contact opening 2 is formed in the protective insulating film 29 using an etching solution BHF.
9h is formed. Although not clear from the figure, at this time, the gate insulating film GI is etched to form openings of the electrode extraction pad portion at the ends of the signal lines (not shown) and the scanning lines 22. That is,
In addition to the protective insulating film 29, the gate insulating film GI of SiO
The x film 23 and the SiNx film 24 are etched. Next, an ITO film 30A is formed, and this is patterned to form a transparent pixel electrode 30 serving as a display electrode. As an etchant for the ITO film 30A, hydrochloric acid (H
A mixed solution containing Cl) or hydrochloric acid is used. ITO film 30
The reason why these are used as the etching solution of A is to enhance the etching resistance of the source electrode S and the drain electrode D made of molybdenum when the etching solution penetrates through cracks or the like of the protective insulating film 29. That is, normally, a diluted aqua regia is used for etching the ITO film. If the diluted aqua regia infiltrates the protective insulating film 29, molybdenum is etched, and this is to be avoided. Thus, the array substrate is completed.

【0018】以上のように、本実施形態に係るアレイ基
板によれば、コンタクト開孔29hをテーパー状に形成
できるので、透明画素電極30に段切れを生ずることな
く、ソース電極Sに接触させることができる。すなわ
ち、ソース電極Sの表面の平均粗さRaが1.5nm以
下であるので、保護絶縁膜29をエッチングしてコンタ
クト開孔29hを形成する際に、このコンタクト開孔2
9hを順テーパー状にすることができる。このソース電
極Sの表面の粗さRaとコンタクト開孔29hの断面形
状との関係を表1に示す。
As described above, according to the array substrate according to the present embodiment, the contact opening 29h can be formed in a tapered shape, so that the transparent pixel electrode 30 can be brought into contact with the source electrode S without any step breakage. Can be. That is, since the average roughness Ra of the surface of the source electrode S is 1.5 nm or less, when the protective insulating film 29 is etched to form the contact opening 29h, the contact opening 2h is formed.
9h can be forward tapered. Table 1 shows the relationship between the surface roughness Ra of the source electrode S and the cross-sectional shape of the contact opening 29h.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】この表1からわかるように、ソース電極S
のRaは、通常、基板内分布があり、0.8から2.2
nmの幅をもっている。ソース電極Sの表面の粗さRa
が1.5nm以下であるときは、コンタクト開孔29h
の形状を順テーパー状にすることができる。一方、Ra
が1.8以上であるときは、コンタクト開孔29hの形
状が逆テーパー状になることがわかる。本実施形態にお
いては、このソース電極Sは、Mo膜28Aをエッチン
グすることにより形成される。したがって、このMo膜
28Aの表面のRaを1.5nm以下にすることによ
り、コンタクト開孔29hの形状を順テーパー状にする
ことができる。
As can be seen from Table 1, the source electrode S
Ra usually has a distribution in the substrate, and is 0.8 to 2.2.
It has a width of nm. Surface roughness Ra of the source electrode S
Is 1.5 nm or less, the contact opening 29h
Can have a forward tapered shape. On the other hand, Ra
Is 1.8 or more, it can be seen that the shape of the contact opening 29h has an inversely tapered shape. In the present embodiment, the source electrode S is formed by etching the Mo film 28A. Therefore, by setting the Ra on the surface of the Mo film 28A to 1.5 nm or less, the shape of the contact opening 29h can be made forward tapered.

【0021】ソース電極Sの材料表面のRa改善には、
ひとつには、ソース電極Sの材料の成膜温度を上げるこ
とが効果的である。すなわち、Mo膜28Aを150℃
以上の温度で形成すると、このMo膜28AのRaは、
基板全面にわたり1.0nm以下に押さえることができ
る。そのほかの方法としては、保護絶縁膜29を成膜す
る前処理として、ソース電極Sの材料の表層を酸化後除
去する方法でも、Raを小さくすることができる。すな
わち、Mo膜28Aの表層を保護絶縁膜29形成前に除
去することにより、Raを小さくすることもできる。
To improve Ra of the material surface of the source electrode S,
For one, it is effective to raise the film forming temperature of the material of the source electrode S. That is, the Mo film 28A is heated to 150 ° C.
When formed at the above temperature, Ra of the Mo film 28A becomes:
It can be suppressed to 1.0 nm or less over the entire surface of the substrate. As another method, Ra can also be reduced by a method of removing the surface layer of the material of the source electrode S after oxidation as a pretreatment for forming the protective insulating film 29. That is, by removing the surface layer of the Mo film 28A before the formation of the protective insulating film 29, Ra can be reduced.

【0022】しかも、保護絶縁膜29を2層成膜し、こ
の保護絶縁膜29における上層保護絶縁膜29aのエッ
チング速度より、下層保護絶縁膜29bのエッチング速
度が遅くなるようにした。このため、コンタクト開孔2
9hの順テーパー形状を制御することができる。つま
り、上層保護絶縁膜29aと下層保護絶縁膜29bのエ
ッチングの速度差を用いて、所望の形状のコンタクト開
孔29hを形成することができる。
Further, two protective insulating films 29 are formed, and the etching rate of the lower protective insulating film 29b is made lower than the etching rate of the upper protective insulating film 29a in the protective insulating film 29. Therefore, contact opening 2
The forward taper shape of 9h can be controlled. That is, a contact hole 29h having a desired shape can be formed by using a difference in etching speed between the upper protective insulating film 29a and the lower protective insulating film 29b.

【0023】なお、本発明は上記実施形態に限定されず
種々に変形可能である。例えば、保護絶縁膜29は必ず
しも2層構造である必要はなく、1層であっても良く、
さらに、3層、4層…構造であっても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. For example, the protective insulating film 29 does not necessarily have to have a two-layer structure, and may have a single layer.
Further, it may have a three-layer, four-layer structure.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば、ソ
ース電極材料の平均表面粗さを1.5nm以下にするこ
とにより、このソース電極上の保護絶縁膜に形成するコ
ンタクト開孔を順テーパー形状にすることができ、ソー
ス電極と透明画素電極と間の電気的接続不良を回避する
ことができる。
As described above, according to the present invention, by setting the average surface roughness of the source electrode material to 1.5 nm or less, the contact opening formed in the protective insulating film on the source electrode can be formed. It can have a forward tapered shape, and a poor electrical connection between the source electrode and the transparent pixel electrode can be avoided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るアレイ基板の製造工
程の一部を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a part of a manufacturing process of an array substrate according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態に係るアレイ基板の製造工
程の一部を示す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing a part of the manufacturing process of the array substrate according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態に係るアレイ基板の製造工
程の一部を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a part of the manufacturing process of the array substrate according to one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態に係るアレイ基板の製造工
程の一部を示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a part of the manufacturing process of the array substrate according to one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施形態に係るアレイ基板の製造工
程の一部を示す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a part of the manufacturing process of the array substrate according to the embodiment of the present invention.

【図6】従来のアレイ基板の構造を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional array substrate.

【図7】従来の別のアレイ基板の構造を示す断面図。FIG. 7 is a sectional view showing the structure of another conventional array substrate.

【図8】保護絶縁膜に形成したコンタクト開孔の正常な
状態と、不良な状態とを示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a normal state and a defective state of a contact opening formed in a protective insulating film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 ガラス基板 22 走査線 23 SiOx膜 24 SiNx膜 GI ゲート絶縁膜 25 半導体層 26 ストッパ層 27 コンタクト層 29 保護絶縁膜 30 透明画素電極 G ゲート電極 S ソース電極 D ドレイン電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Glass substrate 22 Scan line 23 SiOx film 24 SiNx film GI Gate insulating film 25 Semiconductor layer 26 Stopper layer 27 Contact layer 29 Protective insulating film 30 Transparent pixel electrode G Gate electrode S Source electrode D Drain electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝 内 清 継 兵庫県姫路市余部区上余部50 株式会社東 芝姫路工場内 (72)発明者 町 田 雅 彦 兵庫県姫路市余部区上余部50 株式会社東 芝姫路工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kiyotsugu Mizouchi 50, Amebe, Yobe-ku, Himeji-shi, Hyogo Prefecture Inside the Higashishiba Himeji Plant, Inc. Higashishiba Himeji Factory Co., Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に形成された走査線の一部から構成
されたゲート電極と、 前記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、 前記ゲート絶縁膜上に形成された半導体層と、 前記半導体層上の一部に接続し、且つ、信号線と接続す
るように形成された、ドレイン電極と、 前記半導体層上の他の一部に接続するように形成され、
且つ、平均表面粗さが1.5nm以下である、ソース電
極と、 前記ドレイン電極と前記ソース電極との上に形成された
保護絶縁膜と、 前記保護絶縁膜に形成されたコンタクト開孔を介して、
前記ソース電極と接続された、透明画素電極と、 を備えたことを特徴とする液晶表示装置用アレイ基板。
A gate electrode formed from a part of a scanning line formed on a substrate; a gate insulating film formed on the gate electrode; a semiconductor layer formed on the gate insulating film; A drain electrode connected to a part on the semiconductor layer, and formed to connect to a signal line; and a drain electrode formed to connect to another part on the semiconductor layer,
And a source electrode having an average surface roughness of 1.5 nm or less, a protective insulating film formed on the drain electrode and the source electrode, and a contact opening formed in the protective insulating film. hand,
An array substrate for a liquid crystal display device, comprising: a transparent pixel electrode connected to the source electrode.
【請求項2】前記ソース電極は、高融点金属から構成さ
れていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装
置用アレイ基板。
2. The array substrate according to claim 1, wherein the source electrode is made of a high melting point metal.
【請求項3】前記ソース電極は、モリブデン又はモリブ
デンを主体とした合金で構成されていることを特徴とす
る請求項1又は請求項2に記載の液晶表示装置用アレイ
基板。
3. The array substrate for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein said source electrode is made of molybdenum or an alloy mainly composed of molybdenum.
【請求項4】前記透明画素電極は、ITO膜を、塩酸又
は少なくとも塩酸を含んだ混合液で、選択的にエッチン
グすることにより、形成されたものであることを特徴と
する請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の液晶表示
装置用アレイ基板。
4. The transparent pixel electrode is formed by selectively etching an ITO film with hydrochloric acid or a mixed solution containing at least hydrochloric acid. Item 4. An array substrate for a liquid crystal display device according to any one of items 3.
【請求項5】前記保護絶縁膜は、少なくとも、上層側保
護絶縁膜と下層側保護絶縁膜とを備えて形成され、 前記上層側保護絶縁膜のエッチング速度は、前記下層側
保護絶縁膜のエッチング速度より、速くなるよう、構成
した、 ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記
載の液晶表示装置用アレイ基板。
5. The method according to claim 1, wherein the protective insulating film includes at least an upper protective insulating film and a lower protective insulating film, and the etching rate of the upper protective insulating film is equal to the etching rate of the lower protective insulating film. The array substrate for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the array substrate is configured to be faster than the speed.
【請求項6】基板上に走査線形成し、この走査線の一部
をゲート電極とする工程と、 前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、 前記半導体層上に平均表面粗さが1.5nm以下の導電
膜を形成する工程と、 前記導電膜を選択的にエッチングすることにより、信号
線と、この信号線に接続するドレイン電極とを、形成す
る工程と、 前記導電膜を選択的にエッチングすることにより、ソー
ス電極を形成する工程と、 前記ドレイン電極と前記ソース電極との上に保護絶縁膜
を形成する工程と、 前記保護絶縁膜にコンタクト開孔を形成する工程と、 前記保護絶縁膜上に、前記コンタクト開孔を介して前記
ソース電極と接続する透明画素電極を形成する工程と、 を備えたことを特徴とする液晶表示装置用アレイ基板の
製造方法。
6. A step of forming a scanning line on a substrate, using a part of the scanning line as a gate electrode, forming a gate insulating film on the gate electrode, and forming a semiconductor layer on the gate insulating film. Forming a conductive film having an average surface roughness of 1.5 nm or less on the semiconductor layer; and selectively etching the conductive film to connect the signal line to the signal line. Forming a drain electrode; forming a source electrode by selectively etching the conductive film; forming a protective insulating film on the drain electrode and the source electrode; Forming a contact opening in the protective insulating film; and forming a transparent pixel electrode connected to the source electrode through the contact opening on the protective insulating film. The liquid crystal display device for an array substrate manufacturing method that.
【請求項7】前記導電膜は、高融点金属で形成すること
を特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置用アレイ基
板。
7. The array substrate according to claim 6, wherein the conductive film is formed of a high melting point metal.
【請求項8】前記導電膜は、モリブデン又はモリブデン
を主体とした合金で形成することを特徴とする請求項6
又は請求項7に記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造
方法。
8. The conductive film is made of molybdenum or an alloy mainly containing molybdenum.
A method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to claim 7.
【請求項9】前記透明画素電極を形成する工程は、 前記保護絶縁膜上にITO膜を形成する工程と、 前記ITO膜を、塩酸又は少なくとも塩酸を含んだ混合
液で、選択的にエッチングする工程と、 を備えたことを特徴とする請求項6乃至請求項8のいず
れかに記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
9. The step of forming the transparent pixel electrode includes: forming an ITO film on the protective insulating film; and selectively etching the ITO film with hydrochloric acid or a mixed solution containing at least hydrochloric acid. 9. The method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to claim 6, further comprising the steps of:
【請求項10】前記保護絶縁膜を形成する工程では、少
なくとも、 前記ドレイン電極と前記ソース電極との上に下層側保護
絶縁膜を形成する工程と、 前記下層側保護絶縁膜上に、前記下層側保護絶縁膜より
もエッチング速度の速い、上層側保護絶縁膜を形成する
工程と、 を備えたことを特徴とする請求項6乃至請求項9のいず
れかに記載の液晶表示装置用アレイ基板の製造方法。
10. The step of forming the protective insulating film includes: forming at least a lower protective insulating film on the drain electrode and the source electrode; and forming the lower insulating film on the lower protective insulating film. 10. The method according to claim 6, further comprising: forming an upper protective insulating film having a higher etching rate than the protective insulating film on the side. Production method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007115944A (en) * 2005-10-21 2007-05-10 Victor Co Of Japan Ltd Organic thin film transistor
JP2007206134A (en) * 2006-01-31 2007-08-16 Epson Imaging Devices Corp Method of manufacturing active matrix display device

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