JPH06110085A

JPH06110085A - アクティブマトリクスパネル及びその製造方法

Info

Publication number: JPH06110085A
Application number: JP27931292A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yamamoto; 滋山本; Taketo Hikiji; 丈人曳地
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1994-04-22
Anticipated expiration: 2016-10-22
Also published as: JP3221094B2

Abstract

(57)【要約】【目的】製造過程におけるアルミニウム配線の欠陥が少
ないアクティブマトリクスパネル及びその製造方法を提
供する。【構成】配線電極１０はアルミニウムからなり、ＴＦ
Ｔ３のオ−ミックコンタクト層９から画素部２の画素電
極１４へかけて設けられており、ＴＦＴ３と画素電極１
４とを接続している。そして、配線電極１１の上面には
酸化膜１１が設けられている。この酸化膜１１は、配線
電極１０を紫外線で照射しつつ、オゾンを発生され、そ
の雰囲気中で晒すことにより形成されるもので、自然酸
化膜よりも緻密なものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリクス
パネル及びその製造方法に係り、特に、スイッチング素
子としての薄膜トランジスタと画素電極との配線の信頼
性向上を図ったアクティブマトリクスパネル及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アクティブマトリクスパネルと称
される画像表示装置の代表的なものの一つとして液晶素
子を用いたものがある。すなわち、かかるアクティブマ
トリクスパネルは、液晶素子の駆動を制御するスイッチ
ング素子と、液晶素子と、スイッチング素子及び液晶素
子との間等の配線等を主要な構成要素としてなるもので
ある（例えば、「ＳＩＤ９１Ｄｉｇｅｓｔｐｐ21
5 〜218 」等参照）。かかるアクティブマトリクスにお
いて、液晶素子を構成する画素電極と薄膜トランジスタ
との接続は、アルミニウム（Ａｌ）配線によってなされ
ており、このアルミニウム配線は層間絶縁膜を介するこ
となく、その一部の面が画素電極に直接接触するように
なっている。従来、このような構造の製造プロセスとし
ては、画素電極として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）
を着膜、パタ−ニングした後にＡｌ又はＡｌとＳｉの拡
散バリアメタルの積層膜を着膜、パタ−ニングしてい
た。

【０００３】ところで、上述のような製造プロセスにお
いては、次述するような問題がある。すなわち、Ａｌ着
膜後、パタ−ニングのために水溶液を用いたエッチング
処理すなわち、いわゆるウエット処理を行うが、この場
合、図４に示されるように、Ａｌの結晶粒、いわゆるグ
レイン２０，２０相互の境界面の部分からエッチングが
進行してＩＴＯ電極２１が侵食されてしまうという現象
が生じることがある。これは、通常、Ａｌのみを同様な
ウエットエッチング処理を行う際には上述のような現象
は生じないが、図４のようにＡｌ電極２２とＩＴＯ電極
２１とが接触する部分があるために、このＡｌ電極２２
とＩＴＯ電極２１との間で局部的に電池が形成され、ウ
エット処理のための水溶液との間で一種の電気化学反応
が生じ、Ａｌは、と水容性のＨ₂ ＡｌＯ₃ ^- に変化して
水溶液に溶解してしまい、図４のようにピンホ−ル２３
が形成され、最後にはＩＴＯ電極２１までがエッチング
されてしまうものと考えられる。特に、Ａｌに関して
は、エッチングに用いられているＣｌガスが残留するこ
とによっても上述のような異常エッチングが発生するこ
とがある。このようにして発生した異常エッチングの部
分は、アルミニウム配線部分の断線を招き易く、製品の
歩留りを低下させるという問題があった。このウエット
処理に用いられる溶液と配線材料或いは画素電極の材料
との関係に起因する異常エッチングの発生は、理論上、
配線材料及び画素電極の材料を変更することによって回
避することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、配線材
料であるＡｌは、ワイヤボンディングに欠かせない材料
であり、また、ＩＴＯは現在のところ最も低抵抗で且つ
最も安定した透明部材であり、これらに代わり得る適切
な材料がないのが現状である。そこで、ＡｌとＩＴＯと
の間に層間絶縁膜を設けてＩＴＯが露出しないような構
造にすることによって上述の異常エッチングを回避する
ことも考えられるが、層間絶縁膜のフッ酸系のエッチャ
ントにＩＴＯのコンタクト部が長時間晒されることにな
り、その結果、コンタクト抵抗の上昇を招くという問題
があった。

【０００５】かかる不都合を解決する手段としては、例
えば、特開昭５８−１７８５６２号公報に、Ａｌを設け
た後にＩＴＯを形成するようにし、ＩＴＯをエッチング
する際に生じるＡｌにおけるダメ−ジを避けるためにＡ
ｌ配線の表面を陽極酸化させるようにする技術が開示さ
れているが、この方法では酸化膜が厚くなる傾向にあ
り、このためＩＴＯとＡｌのコンタクト抵抗が大きくな
り、液晶素子への電荷の書き込みが困難になるという問
題があった。

【０００６】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、製造過程でのアルミニウム配線の欠陥の発生が少な
く、信頼性の高いアクティブマトリクスパネル及びその
製造方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め請求項１記載の発明に係るアクティブマトリクスパネ
ルは、液晶素子と、この液晶素子に接続されるスイッチ
ング素子とを複数有し、前記スイッチング素子と前記液
晶素子を構成する酸化インジウム・スズからなる透明電
極とが、アルミニウムからなり且つ一部が前記透明電極
に積層されてなる配線電極によって接続されたアクティ
ブマトリクスパネルにおいて、前記配線電極は前記透明
電極との接触面と反対側の面上に耐エッチング性部材か
らなる保護層を設けてなるものである。特に、耐エッチ
ング性部材からなる保護層は、気相中で形成された酸化
膜であると好適である。また、請求項３記載の発明に係
るアクティブマトリクスパネルの製造方法は、液晶素子
と、この液晶素子に接続されるスイッチング素子とを複
数有し、前記スイッチング素子と前記液晶素子を構成す
る酸化インジウム・スズからなる透明電極とが、アルミ
ニウムからなり且つ一部が前記透明電極に積層されてな
る配線電極によって接続されたアクティブマトリクスパ
ネルの製造方法において、前記透明電極の形成後にアル
ミニウム及び耐エッチング性部材を順に堆積した後に、
ウエットエッチングにより前記アルミニウムを所望の形
状に形成し、その後、前記アルミニウム上に形成された
耐エッチング性部材を所望の範囲除去してなるものであ
る。また、請求項４記載の発明に係るアクティブマトリ
クスパネルの製造方法は、液晶素子と、この液晶素子に
接続されるスイッチング素子とを複数有し、前記スイッ
チング素子と前記液晶素子を構成する酸化インジウム・
スズからなる透明電極とが、アルミニウムからなり且つ
一部が前記透明電極に積層されてなる配線電極によって
接続されたアクティブマトリクスパネルの製造方法にお
いて、前記透明電極の形成後にアルミニウムを堆積し、
該堆積したアルミニウム表面を紫外線で照射しつつ、こ
の照射により生ずるオゾンの雰囲気中に前記アルミニウ
ムを晒してアルミニウム表面に酸化膜を形成した後に、
ウエットエチングにより前記アルミニウムの層を所望の
形状に形成してなるものである。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明に係るアクティブマトリク
スパネルにおいては、アルミニウム上に設けられた耐エ
ッチング性部材、すなわち、アルミニウムと透明電極と
の間において形成される電気化学反応に対してエッチン
グが進行しない部材の層が、アルミニウムをウエットエ
ッチングする際にアルミニウムの表面からこのアルミニ
ウムの下面の酸化インジウム・スズへエッチングが進行
することを防止する保護層の役割を果すこととなるもの
である。また、請求項２記載の発明に係るアクティブマ
トリクスパネルにおていは、アルミニウムの上に設けら
れた酸化膜が、アルミニウムをウエットエッチングする
際に、アルミニウムの表面からこのアルミニウムの下面
の酸化インジウム・スズへエッチングが進行することを
防止する保護層の役割を果すこととなるものである。請
求項３記載の発明に係るアクティブマトリクスパネルの
製造方法においては、アルミニウム層の上に耐エッチン
グ性部材を着膜して、アルミニウム表面を保護した後に
ウエットエッチングによりアルミニウムをパタ−ニング
するようにしたので、ウエットエッチングの際にアルミ
ニウム表面から不必要な侵食が生ずることが防がれるこ
ととなる。請求項４記載の発明に係るアクティブマトリ
クスパネルの製造方法においては、アルミニウムの上に
紫外線照射による酸化膜を形成した後に、ウエットエッ
チングによりアルミニウムをパタ−ニングするようにし
たので、ウエットエッチングの際にアルミニウム表面か
ら不必要な侵食が生ずることが防がれることとなる。

【０００９】

【実施例】以下、図１乃至図２を参照しつつ、本発明に
係るアクティブマトリクスパネル及びその製造方法につ
いて説明する。ここで、図１は本発明に係るアクティブ
マトリクスパネルの一実施例を示す縦断面図、図２は図
１に示された実施例における配線電極と酸化膜との一部
拡大縦断面図である。このアクティブマトリクスパネル
は、後述する配線電極の表面に形成される酸化膜を除け
ば、その基本的な構造は、従来のアクティブマトリクス
パネルと同様である。すなわち、アクティブマトリクス
パネルは、絶縁基板１上に、液晶素子からなる画素部２
と、この画素部２の液晶素子に接続される薄膜トランジ
スタ（以下、「ＴＦＴ」と言う。）３とを基本単位とし
てこれらを複数マトリックス状に配してなるもので、図
１には基本単位部分の縦断面図が示されている。尚、図
１に示された実施例においては、ＴＦＴ３の左側に接続
パッド１２が設けられており、この接続パッド１２は図
示されない部位で配線電極１０と接続されており、この
接続パッド１２に外部の回路（図示せず）からの配線が
接続されることによって、アクティブマトリクスパネル
と外部回路との接続がなされるようになっているもので
ある。尚、接続パッド１２上面には、配線電極１０と同
様に酸化膜１１が形成されているが、この酸化膜１１
は、接続パッド１２に外部回路等からの配線が例えば超
音波溶着法等により接続される際に、必然的に除去され
ることとなるので、特別に除去するための処置を施す必
要はないものである。

【００１０】本実施例においては、絶縁基板１の上にゲ
−ト電極４が設けられると共に、このゲ−ト電極４の上
面には陽極酸化膜５が形成されている。そして、このゲ
−ト電極４及び陽極酸化膜５を覆うと共に、絶縁基板１
の一部を覆うようにゲ−ト絶縁膜６が積層されている。
さらに、このゲ−ト絶縁膜６の一部、すなわち、ＴＦＴ
３を構成する部位には、活性層７及びチャネル保護層８
が順に積層されると共に、活性層７及びチャネル保護層
８の側縁を覆うようにオ−ミックコンタクト層９が積層
されている。また、活性層７の上には配線電極１０及び
耐エッチング性部材からなる層としての酸化膜１１が順
に積層されて、さらに、これら全体を覆うように保護膜
１３が設けられている。一方、画素部２においては、先
のゲ−ト絶縁膜６の上に画素電極１４が積層されてい
る。そして、この画素電極１４の一部は先の配線電極１
によって覆われるようになっており、この配線電極１０
はＴＦＴ３と画素電極１４との配線電極の役割を果して
いる。尚、接続パッド１２の上面にも酸化膜１１が形成
されているが、この酸化膜１１は膜厚が極めて薄いので
コンタクト抵抗には支障をきたさない。尚、酸化膜１１
は、後述するようにアルミニウムからなる配線電極１０
とＩＴＯからなる画素電極１４との間において生ずる電
気化学反応に対してエッチングが進行することのない耐
エッチング性部材からなる層としての機能を果している
ものである。

【００１１】次に、上述の構成におけるアクティブマト
リックスパネルの製造プロセスについて説明する。先
ず、絶縁基板１上に、ゲ−ト電極４をなす金属部材（例
えば、アルミニウム）を蒸着法等により着膜、パタ−ニ
ングしてゲ−ト電極４を形成し、続いて、このゲ−ト電
極４の上面に陽極酸化によって陽極酸化膜５を形成す
る。次に、例えば、プラズマＣＶＤ法によりゲ−ト絶縁
膜６をなすＳｉＮｘ、活性層７をなすａ−Ｓｉ：Ｈ、チ
ャンネル保護層８をなすＳｉＮｘを連続的に堆積し、絶
縁基板１の裏面（図１において紙面下側）より裏面露光
を行ってチャネル保護層８をなすＳｉＮｘをパタ−ニン
グしてチャネル保護層８を形成すると共に、活性層７を
なすａ−Ｓｉ：Ｈを自己整合的に形成することによって
活性層７を得る。

【００１２】続いて、オ−ミックコンタクト層９をなす
ｎ+ ａ−Ｓｉを着膜、パタ−ニングしてソ−ス・ドレイ
ン領域７ａ，７ｂを形成する。さらに続いて、画素電極
１４をなすＩＴＯを着膜、パタ−ニングすることによっ
て画素電極１４を形成する。次に、Ａｌ（アルミニウ
ム）をスパッタリングにより１μｍ程度に着膜する。そ
して、Ａｌ着膜後、ＵＶ光（紫外線）を照射してＯ3
（オゾン）を発生させた雰囲気中に１０分程度晒すこと
によってＡｌ表面を酸化させて酸化膜１１を得る。この
酸化処理により得られる酸化膜１１は自然酸化膜に比し
て緻密なものとなり、配線電極１０をなすアルミニウム
のグレイン２０相互の接合部分の表面も確実に覆われ
（図２参照）、これ以後のウエット処理においてＡｌ表
面が電極として作用することを防止すると共に、ＩＴＯ
との間に形成される電池によって引き起こされる異常エ
ッチングのバリアとして作用するものである。

【００１３】この後、ウエットエッチング処理によって
Ａｌをパタ−ニングして配線電極１０を形成し、続いて
プラズマＣＶＤ方によって保護膜１３となるＳｉＮｘを
着膜し、接続パッド１２部分をパタ−ニングして保護層
１３を形成してアクティブマトリクスパネルが完成す
る。本実施例においては、Ａｌの表面をＵＶ光で照射
し、その結果発生したＯ3 中にＡｌを晒すことによって
Ａｌ表面に酸化膜１１を形成するようにしたが、この方
法に限らず、酸素プラズマ処理や酸素を含む雰囲気で２
００度程度で加熱処理する方法であってもよい。また、
配線電極１０をなす部材は、アルミニウムに代えてＳ
ｉ、Ｔｉ、Ｃｕ等を含むアルミニウム合金であってもよ
い。また、配線電極１０と画素電極１４とは直接接合さ
れる構造としたが、アルミニウムからなる配線電極１０
とＩＴＯからなる画素電極１４との間にＭｏ（モリブデ
ン）からなる層を設けるようにして配線電極１０と画素
電極１４との接触抵抗をより低くするようにしてもよ
い。

【００１４】次に、第２の実施例について図３を参照し
つつ説明する。尚、図１に示された第１の実施例と同一
の構成要素については同一の番号を付してその説明を省
略し、以下、異なる点を中心に説明する。この第２の実
施例は、第１の実施例においてＡｌからなる配線電極の
表面に酸化膜を形成したのに対し、Ａｌからなる配線電
極の表面にＭｏからなるエッチング保護膜１５が設けら
れている点が第１の実施例と異なっている。ここで、Ａ
ｌの上に積層されるＭｏはＡｌとＩＴＯとの間において
局所的に電池が形成され、それに起因して生ずる異常エ
ッチングに対してバリアとして作用するものである。

【００１５】次に、上記構成のアクティブマトリクスパ
ネルの製造プロセスについて、第１の実施例と異なる点
を中心に説明する。すなわち、この第２の実施例におい
ても、画素電極１４を形成するまでの製造プロセスは、
図１に示された第１の実施例におけるものと同一であ
る。画素電極１４形成後は、スパッタリングによりＡ
ｌ、Ｍｏの順に、Ａｌを約１μｍ程度、Ｍｏを約５００
オングストロ−ム程度、それぞれ着膜する。ここで、Ｍ
ｏの着膜は、Ａｌ着膜の際に使用したと同一のエッチャ
ントをそのまま流用して連続的にエッチングして、パタ
−ニングすることにより配線電極１０及びエッチング保
護膜１５を形成する。この後、プラズマＣＶＤ法によ
り、保護膜１３をなすＳｉＮｘを着膜し、接続パッド１
２の部分をパタ−ニングして保護膜１３を形成する。そ
して、最後に接続パッド１２の上面に露出したＭｏを除
去してアクティブマトリクスパネルが完成する。

【００１６】尚、本実施例においては、Ａｌの上面にＭ
ｏからなるエッチング保護層１５を設けたが、エッチン
グ保護膜１５をなす部材としてはＭｏに限られる必要は
なく、配線電極１０のアルミニウムと画素電極１４のＩ
ＴＯとの間で発生する接触電位差を緩和するか、反応を
抑圧できるものであれば他の部材であってもよいことは
勿論である。具体的には、例えば、Ｔａ、Ｗ等がＭｏに
代るものとして好適である。

【００１７】また、上述した２つの実施例においては、
ａ−ＳｉからなるＴＦＴを有するアクティブマトリクス
パネルを例に説明したが、本発明は、上述した実施例の
構造のアクティブマトリクスパネルにのみ限定されるも
のではなく、ＡｌとＩＴＯとが直接接触する構造を有す
るアクティブマトリクスパネルであれば適用可能であ
る。

【００１８】本発明によれば、ＩＴＯと接触する配線電
極となるアルミニウムの表面に紫外線を照射することに
よってオゾンを発生させ、その雰囲気中にアルミニウム
を晒すことによって緻密な酸化膜をアルミニウム表面に
形成するようにして、アルミニウムの表面を保護するよ
うにしたので、アルミニウムをパタ−ニングする際のウ
エット処理において、従来生じていたアルミニウムのピ
ンホ−ル、さらには、ＩＴＯの侵食ということがなくな
り、そのため、製品の歩留まりが向上すると共に、信頼
性が向上することとなる。

【００１９】

【発明の効果】以上、述べたように、請求項１及び３記
載の発明によれば、アルミニウムからなる配線電極の上
に、耐エッチング性部材からなる層を設けるように構成
することにより、アルミニウムの表面から酸化インジウ
ム・スズへ向かってのエッチングの進行を耐エッチング
性部材の層が防ぐこととなるので、アルミニウムからな
る配線電極が断線する要因の発生が防がれ、製造段階で
の歩留まりが向上すると共に、信頼性の高いアクティブ
マトリクスパネルを提供することができるという効果を
奏するものである。請求項２及び４記載の発明によれ
ば、アルミニウムからなる配線電極の上に、極めて膜厚
の薄い酸化膜を設ける構成とすることにより、アルミニ
ウムの表面から酸化インジウム・スズへ向かってのエッ
チングの進行を酸化膜が防ぐこととなるので、アルミニ
ウムからなる配線電極が断線する要因の発生が防がれ、
製造段階での歩留まりが向上すると共に、信頼性の高い
アクティブマトリクスパネルを提供することができると
いう効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアクティブマトリクスパネルの
主要部の縦断面図である。

【図２】図１に示されたアクティブマトリクスパネル
における酸化膜の近傍を示す部分縦断面図である。

【図３】本発明に係るアクティブマトリクスパネル他
の実施例を示す縦断面図である。

【図４】従来のアクティブマトリクスパネルにおける
異常エッチング現象を説明する縦断面図である。

【符号の説明】

１０…配線電極、１１…酸化膜、１４…画素電極、
１５…エッチング保護膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶素子と、この液晶素子に接続される
スイッチング素子とを複数有し、前記スイッチング素子
と前記液晶素子を構成する酸化インジウム・スズからな
る透明電極とが、アルミニウムからなり且つ一部が前記
透明電極に積層されてなる配線電極によって接続された
アクティブマトリクスパネルにおいて、前記配線電極は
前記透明電極との接触面と反対側の面上に耐エッチング
性部材からなる層を設けてなることを特徴とするアクテ
ィブマトリクスパネル。
【請求項２】液晶素子と、この液晶素子に接続される
スイッチング素子とを複数有し、前記スイッチング素子
と前記液晶素子を構成する酸化インジウム・スズからな
る透明電極とが、アルミニウムからなり且つ一部が前記
透明電極に積層されてなる配線電極によって接続された
アクティブマトリクスパネルにおいて、前記配線電極は
前記透明電極との接触面と反対側の面上に気相中で形成
された酸化膜が設けられてなることを特徴とするアクテ
ィブマトリクスパネル。
【請求項３】液晶素子と、この液晶素子に接続される
スイッチング素子とを複数有し、前記スイッチング素子
と前記液晶素子を構成する酸化インジウム・スズからな
る透明電極とが、アルミニウムからなり且つ一部が前記
透明電極に積層されてなる配線電極によって接続された
アクティブマトリクスパネルの製造方法において、前記
透明電極の形成後にアルミニウム及び耐エッチング性部
材を順に堆積した後に、ウエットエッチングにより前記
アルミニウムを所望の形状に形成し、その後、前記アル
ミニウム上に形成された耐エッチング性部材を所望の範
囲除去することを特徴とするアクティブマトリクスパネ
ルの製造方法。
【請求項４】液晶素子と、この液晶素子に接続される
スイッチング素子とを複数有し、前記スイッチング素子
と前記液晶素子を構成する酸化インジウム・スズからな
る透明電極とが、アルミニウムからなり且つ一部が前記
透明電極に積層されてなる配線電極によって接続された
アクティブマトリクスパネルの製造方法において、前記
透明電極の形成後にアルミニウムを堆積し、該堆積した
アルミニウム表面を紫外線で照射しつつ、この照射によ
り生ずるオゾンの雰囲気中に前記アルミニウムを晒して
アルミニウム表面に酸化膜を形成した後に、ウエットエ
チングにより前記アルミニウムの層を所望の形状に形成
することを特徴とするアクティブマトリクスパネルの製
造方法。