JPH06148683A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH06148683A JPH06148683A JP30342492A JP30342492A JPH06148683A JP H06148683 A JPH06148683 A JP H06148683A JP 30342492 A JP30342492 A JP 30342492A JP 30342492 A JP30342492 A JP 30342492A JP H06148683 A JPH06148683 A JP H06148683A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】応答速度の大きな液晶表示装置を得るため、Ａ
ｌ又はＡｌ合金を用いかつこれらの金属によってひき起
される問題点を全て解決する構造を提供する。 【構成】ＡｌまたはＡｌ合金をＴａ，Ｔｉ，Ｃｒあるい
はＭｏ等で挟み込んだ３層構造とする。さらにスルーホ
ール部の周辺及び３層配線の側壁部をシリコン窒化膜で
被覆し、水分の浸透を抑える。
ｌ又はＡｌ合金を用いかつこれらの金属によってひき起
される問題点を全て解決する構造を提供する。 【構成】ＡｌまたはＡｌ合金をＴａ，Ｔｉ，Ｃｒあるい
はＭｏ等で挟み込んだ３層構造とする。さらにスルーホ
ール部の周辺及び３層配線の側壁部をシリコン窒化膜で
被覆し、水分の浸透を抑える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関し、
特に応答速度の早い液晶表示装置の配線構造に関する。
特に応答速度の早い液晶表示装置の配線構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の液晶表示装置の金属配線には、Ｔ
ａ，Ｔｉ，ＣｒあるいはＭｏ等が用いられていた。又、
高速化のためにＡｌ，Ａｌ合金の単層あるいはＡｌ，Ａ
ｌ合金膜とＴａ，Ｔｉ，ＣｒまたはＭｏ膜との２層金属
が用いられていた。さらに、接続部にはＴａ，Ｔｉ，Ｃ
ｒあるいはＭｏ、配線部にはＡｌまたはＡｌ合金のよう
に両者を場合により使いわけて用いられることがあっ
た。
ａ，Ｔｉ，ＣｒあるいはＭｏ等が用いられていた。又、
高速化のためにＡｌ，Ａｌ合金の単層あるいはＡｌ，Ａ
ｌ合金膜とＴａ，Ｔｉ，ＣｒまたはＭｏ膜との２層金属
が用いられていた。さらに、接続部にはＴａ，Ｔｉ，Ｃ
ｒあるいはＭｏ、配線部にはＡｌまたはＡｌ合金のよう
に両者を場合により使いわけて用いられることがあっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】配線にＴａ，Ｔｉ，Ｃ
ｒあるいはＭｏ等を用いた場合には、これら金属の抵抗
率が高いため（Ａｌ比で２〜５倍）、高速応答が要求さ
れる場合や、大画面表示装置では問題になってくる。ま
た、ＡｌまたはＡｌ合金を用いた場合は、抵抗率は低い
ものの、（ａ）表面が酸化し酸化アルミニウムができや
すくその結果接続部でオープン不良を起し易い、（ｂ）
不純物添加半導体Ｓｉとのコンタクト部でスパイクを発
生し接合リークの原因となる、（ｃ）ガラス基板、透明
導電膜（ＩＴＯ：Ｉｎｄｒｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ
膜）等との密着強度が小さい、（ｄ）仕事関数が金属に
より異なるため、ＴＦＴのゲート電極に従来通りのＴ
ａ，Ｔｉ，ＣｒあるいはＭｏを用いた場合に比べ、Ａｌ
を用いると閾値電圧が異なる。従って駆動回路の設計変
更が必要になる場合がある、（ｅ）外部からの機械的衝
撃に弱い、（ｆ）原子量が比較的小さく（２６．９
８）、エレクトロマイグレーション，ヒロック等に起因
した断線不良を起しやすい、（ｇ）塩素、水分及び電界
等の影響で化学反応が起り、Ａｌ腐食が発生して断線の
原因となる、等の問題点がある。
ｒあるいはＭｏ等を用いた場合には、これら金属の抵抗
率が高いため（Ａｌ比で２〜５倍）、高速応答が要求さ
れる場合や、大画面表示装置では問題になってくる。ま
た、ＡｌまたはＡｌ合金を用いた場合は、抵抗率は低い
ものの、（ａ）表面が酸化し酸化アルミニウムができや
すくその結果接続部でオープン不良を起し易い、（ｂ）
不純物添加半導体Ｓｉとのコンタクト部でスパイクを発
生し接合リークの原因となる、（ｃ）ガラス基板、透明
導電膜（ＩＴＯ：Ｉｎｄｒｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ
膜）等との密着強度が小さい、（ｄ）仕事関数が金属に
より異なるため、ＴＦＴのゲート電極に従来通りのＴ
ａ，Ｔｉ，ＣｒあるいはＭｏを用いた場合に比べ、Ａｌ
を用いると閾値電圧が異なる。従って駆動回路の設計変
更が必要になる場合がある、（ｅ）外部からの機械的衝
撃に弱い、（ｆ）原子量が比較的小さく（２６．９
８）、エレクトロマイグレーション，ヒロック等に起因
した断線不良を起しやすい、（ｇ）塩素、水分及び電界
等の影響で化学反応が起り、Ａｌ腐食が発生して断線の
原因となる、等の問題点がある。
【０００４】上記（ｂ）の対策としてＡｌ−Ｓｉ，
（ｆ）の対策としてＡｌ−Ｃｕ，Ａｌ−Ｔｉ等のＡｌ合
金を用いる場合があるが、（ａ）〜（ｇ）の問題点全て
を解決できる訳ではない。ＡｌまたはＡｌ合金とＴａ，
Ｔｉ，ＣｒあるいはＭｏ等との２層金属配線では、Ａｌ
層側で引き起される問題が必ず残り（ａ）〜（ｇ）の問
題点全てを解決できない。又、場所的にＡｌ層またはＡ
ｌ合金層と、Ｔａ，Ｔｉ，ＣｒあるいはＭｏ金属を使い
わける方法ではリソグラフィ工程数の増加を招いたり、
やはり（ａ）〜（ｇ）の内解決されない問題点が残ると
いう欠点を有する。
（ｆ）の対策としてＡｌ−Ｃｕ，Ａｌ−Ｔｉ等のＡｌ合
金を用いる場合があるが、（ａ）〜（ｇ）の問題点全て
を解決できる訳ではない。ＡｌまたはＡｌ合金とＴａ，
Ｔｉ，ＣｒあるいはＭｏ等との２層金属配線では、Ａｌ
層側で引き起される問題が必ず残り（ａ）〜（ｇ）の問
題点全てを解決できない。又、場所的にＡｌ層またはＡ
ｌ合金層と、Ｔａ，Ｔｉ，ＣｒあるいはＭｏ金属を使い
わける方法ではリソグラフィ工程数の増加を招いたり、
やはり（ａ）〜（ｇ）の内解決されない問題点が残ると
いう欠点を有する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置で
は、Ｔａ／Ａｌ／Ｔａ，Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ，Ｃｒ／Ａｌ
／ＣｒあるいはＭｏ／Ａｌ／ＭｏのようにＡｌをＴａ，
Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ等で挟み込んだ３層金属配線構造とし
ている。又、金属配線パターニング後、スルーホール部
を除き金属表面あるいは側壁部をシリコン窒化膜より成
る表面保護膜あるいはゲート絶縁膜で被覆している。
は、Ｔａ／Ａｌ／Ｔａ，Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ，Ｃｒ／Ａｌ
／ＣｒあるいはＭｏ／Ａｌ／ＭｏのようにＡｌをＴａ，
Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ等で挟み込んだ３層金属配線構造とし
ている。又、金属配線パターニング後、スルーホール部
を除き金属表面あるいは側壁部をシリコン窒化膜より成
る表面保護膜あるいはゲート絶縁膜で被覆している。
【０００６】
【作用】かくしてＡｌの導入により配線抵抗を十分低く
できると共に、他の薄膜材料との接触はＴａ，Ｔｉ，Ｃ
ｒあるいはＭｏを介しているためＡｌでの問題点（ａ）
〜（ｅ）は全て解消される。問題点（ｆ）もＡｌを他の
金属でサンドイッチ構造にしヒロックの発生を迎えてい
るため解消される。問題点（ｇ）も周囲を耐湿性の大き
いシリコン窒化膜で被覆しているために解消される。
できると共に、他の薄膜材料との接触はＴａ，Ｔｉ，Ｃ
ｒあるいはＭｏを介しているためＡｌでの問題点（ａ）
〜（ｅ）は全て解消される。問題点（ｆ）もＡｌを他の
金属でサンドイッチ構造にしヒロックの発生を迎えてい
るため解消される。問題点（ｇ）も周囲を耐湿性の大き
いシリコン窒化膜で被覆しているために解消される。
【０００７】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の骨格となる概念を示
す配線構造の模式的断面図である。図１（ａ）に示すよ
うにガラス基板１０上に連続スパッタにより下層Ｃｒ２
１，Ａｌ２２，上層Ｃｒ２３をそれぞれ５００，１００
０，５００オングストローム堆積する。次に図１（ｂ）
のようにフォトリソグラフィ工程を経てフォトレジスト
３０をマスクにして塩素系ガス（Ｃｌ2 ，ＣＣｌ4 等）
を用い、上層Ｃｒ２３，Ａｌ２２，下層Ｃｒ２１を連続
エッチングして終りに残存塩素を除去するためにＯ2 プ
ラズマ後処理を行う。かくして、３層の金属配線２０が
形成される。次に図１（ｃ）のようにフォトレジスト３
０を除去し、シリコン窒化膜４０を堆積し、フォトリソ
グラフィ工程を経て、スルーホール部５０のシリコン窒
化膜を選択除去する。
る。図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の骨格となる概念を示
す配線構造の模式的断面図である。図１（ａ）に示すよ
うにガラス基板１０上に連続スパッタにより下層Ｃｒ２
１，Ａｌ２２，上層Ｃｒ２３をそれぞれ５００，１００
０，５００オングストローム堆積する。次に図１（ｂ）
のようにフォトリソグラフィ工程を経てフォトレジスト
３０をマスクにして塩素系ガス（Ｃｌ2 ，ＣＣｌ4 等）
を用い、上層Ｃｒ２３，Ａｌ２２，下層Ｃｒ２１を連続
エッチングして終りに残存塩素を除去するためにＯ2 プ
ラズマ後処理を行う。かくして、３層の金属配線２０が
形成される。次に図１（ｃ）のようにフォトレジスト３
０を除去し、シリコン窒化膜４０を堆積し、フォトリソ
グラフィ工程を経て、スルーホール部５０のシリコン窒
化膜を選択除去する。
【０００８】このように構成にすると、Ａｌの抵抗率
（約２．５μΩ・ｃｍ）はＣｒの抵抗率（約１３μΩ・
ｃｍ）の約１／５であり、Ｃｒ単層で同一膜厚２０００
オングストロームを形成した場合の約１／３の配線抵
抗、信号遅延時間となる。又、スルーホール部以外は耐
湿性の優れたシリコン窒化膜で表面及び側壁部が被覆さ
れ、Ａｌと接しているのは上層Ｃｒ２３，下層Ｃｒ２１
あるいは側壁部のシリコン窒化膜のみである。
（約２．５μΩ・ｃｍ）はＣｒの抵抗率（約１３μΩ・
ｃｍ）の約１／５であり、Ｃｒ単層で同一膜厚２０００
オングストロームを形成した場合の約１／３の配線抵
抗、信号遅延時間となる。又、スルーホール部以外は耐
湿性の優れたシリコン窒化膜で表面及び側壁部が被覆さ
れ、Ａｌと接しているのは上層Ｃｒ２３，下層Ｃｒ２１
あるいは側壁部のシリコン窒化膜のみである。
【０００９】図２は本発明の一実施例を示す液晶表示装
置の逆スタガーＴＦＴ構造ガラス基板の断面図である。
（ａ）はＴＦＴ部，（ｂ）は走査信号配線部，（ｃ）は
映像信号配線部，（ｄ）はスルーホール部，（ｅ）は走
査信号配線部と外部配線との接続部，（ｆ）は映像信号
配線部と外部配線との接続部を示す。ガラス基板１０上
に蓄積容量電極用透明導電膜６１としてＩＴＯを選択形
成する。次にゲート金属配線２４として図１で説明した
３層金属配線を選択形成する。次にゲート絶縁膜４１と
してシリコン窒化膜，Ｓｉ膜７１，ｎ形Ｓｉ膜７２を連
続成長し、ｎ形Ｓｉ膜７２とＳｉ膜７１を選択エッチン
グする。次にスルーホール部形成のためゲート絶縁膜４
１を選択エッチングする。さらにドレイン金属配線２５
として３層金属配線を選択形成し、次に画素電極用透明
導電膜６２としてＩＴＯを選択形成する。次にＴＦＴ形
成のためＴＦＴチャネル部上のｎ形Ｓｉ膜７２を選択エ
ッチングする。さらに表面保護膜４２としてシリコン窒
化膜を堆積し、外部配線との接続部，画素部等を選択エ
ッチングする。外部配線と接続部には異方性導電膜９０
を介して外部接続端子１００に取付けられる。又、外部
接続端子１００は水分浸透防止のため樹脂コート膜１１
０が被覆される。かくして（ａ）〜（ｆ）に示す各部で
の断面構造ができる。
置の逆スタガーＴＦＴ構造ガラス基板の断面図である。
（ａ）はＴＦＴ部，（ｂ）は走査信号配線部，（ｃ）は
映像信号配線部，（ｄ）はスルーホール部，（ｅ）は走
査信号配線部と外部配線との接続部，（ｆ）は映像信号
配線部と外部配線との接続部を示す。ガラス基板１０上
に蓄積容量電極用透明導電膜６１としてＩＴＯを選択形
成する。次にゲート金属配線２４として図１で説明した
３層金属配線を選択形成する。次にゲート絶縁膜４１と
してシリコン窒化膜，Ｓｉ膜７１，ｎ形Ｓｉ膜７２を連
続成長し、ｎ形Ｓｉ膜７２とＳｉ膜７１を選択エッチン
グする。次にスルーホール部形成のためゲート絶縁膜４
１を選択エッチングする。さらにドレイン金属配線２５
として３層金属配線を選択形成し、次に画素電極用透明
導電膜６２としてＩＴＯを選択形成する。次にＴＦＴ形
成のためＴＦＴチャネル部上のｎ形Ｓｉ膜７２を選択エ
ッチングする。さらに表面保護膜４２としてシリコン窒
化膜を堆積し、外部配線との接続部，画素部等を選択エ
ッチングする。外部配線と接続部には異方性導電膜９０
を介して外部接続端子１００に取付けられる。又、外部
接続端子１００は水分浸透防止のため樹脂コート膜１１
０が被覆される。かくして（ａ）〜（ｆ）に示す各部で
の断面構造ができる。
【００１０】図３は図２（ｅ），（ｆ）に示した接続部
でのＴＦＴガラス基板側の外部接続端子部の平面図であ
る。
でのＴＦＴガラス基板側の外部接続端子部の平面図であ
る。
【００１１】図１〜図３に見られるように金属配線部の
Ａｌ２２は上層Ｃｒ２３，下層Ｃｒ２１で被覆され、さ
らに側壁部をゲート絶縁膜４１あるいは表面保護膜４２
のシリコン窒化膜で被覆されていることになる。
Ａｌ２２は上層Ｃｒ２３，下層Ｃｒ２１で被覆され、さ
らに側壁部をゲート絶縁膜４１あるいは表面保護膜４２
のシリコン窒化膜で被覆されていることになる。
【００１２】尚、上記実施例ではＣｒ−Ａｌ−Ｃｒの３
層金属膜について説明した。しかし、ＡｌはＡｌ−Ｓ
ｉ，Ａｌ−Ｃｕ，Ａｌ−Ｔｉ等のＡｌ合金であっても良
い。さらに上，下層のＣｒはＴａ，Ｔｉ，Ｍｏ等の通常
液晶表示装置の金属配線に用いられる他の金属を用いて
も良い。
層金属膜について説明した。しかし、ＡｌはＡｌ−Ｓ
ｉ，Ａｌ−Ｃｕ，Ａｌ−Ｔｉ等のＡｌ合金であっても良
い。さらに上，下層のＣｒはＴａ，Ｔｉ，Ｍｏ等の通常
液晶表示装置の金属配線に用いられる他の金属を用いて
も良い。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明はＣｒ−Ａｌ
−Ｃｒと３層金属を連続成長し、かつ３層金属を一括リ
ソグラフィしているので、製造工程中でも製造後の構造
においてもＡｌが他の薄膜層と直接接触することはな
い。従って課題の項で述べた（ａ）〜（ｅ）の問題点は
全て解決される。又、上層，下層がＣｒでサンドイッチ
されているため、（ｆ）の問題点であるヒロック，エレ
クトロマイグレーションの発生も抑制される。更に
（ｇ）の問題点であるＡｌ腐食に関しては、Ａｌ側壁も
含めて配線全体を耐湿性の高いシリコン窒化膜で被覆す
ることにより解決している。特に外部配線との接続部で
異物質の界面を介して浸透する水分が問題となるが図３
に見られるよにスルーホール部をパネル側３層金属配線
に対して内抜きコンタクトとし、シリコン窒化膜で側壁
部及びスルーホールの外周部を被覆することにより解決
している。
−Ｃｒと３層金属を連続成長し、かつ３層金属を一括リ
ソグラフィしているので、製造工程中でも製造後の構造
においてもＡｌが他の薄膜層と直接接触することはな
い。従って課題の項で述べた（ａ）〜（ｅ）の問題点は
全て解決される。又、上層，下層がＣｒでサンドイッチ
されているため、（ｆ）の問題点であるヒロック，エレ
クトロマイグレーションの発生も抑制される。更に
（ｇ）の問題点であるＡｌ腐食に関しては、Ａｌ側壁も
含めて配線全体を耐湿性の高いシリコン窒化膜で被覆す
ることにより解決している。特に外部配線との接続部で
異物質の界面を介して浸透する水分が問題となるが図３
に見られるよにスルーホール部をパネル側３層金属配線
に対して内抜きコンタクトとし、シリコン窒化膜で側壁
部及びスルーホールの外周部を被覆することにより解決
している。
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の概念を示す配線構
造の模式的断面図である。
造の模式的断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の一実施例を示す液
晶表示装置のＴＦＴガラス基板の各部分の断面図であ
る。
晶表示装置のＴＦＴガラス基板の各部分の断面図であ
る。
【図３】図２における接続部でのＴＦＴガラス基板側の
外部接続端子部での平面図である。
外部接続端子部での平面図である。
１０ ガラス基板 ２０ ３層金属配線 ２１ 下層Ｃｒ ２２ Ａｌ ２３ 上層Ｃｒ ２４ ゲート金属配線 ２５ ドレイン金属配線 ３０ フォトレジスト ４０ シリコン窒化膜 ４１ ゲート絶縁膜 ４２ 表面保護膜 ５０ スルーホール部 ６１ 蓄積容量電極透明導電膜 ６２ 画素電極用透明導電膜 ７１ Ｓｉ膜 ７２ ｎ形Ｓｉ膜 ９０ 異方性導電膜 １００ 外部接続端子 １１０ 樹脂コート膜
Claims (4)
- 【請求項１】 全ての金属配線層が、ＡｌまたはＡｌ合
金を中間層とし、該中間層の上層及び下層金属を同一金
属で狭み込んだ三層金属配線であることを特徴とする液
晶表示装置。 - 【請求項２】 上記上層及び下層同一金属がＴａ，Ｔ
ｉ，ＣｒまたはＭｏであることを特徴とする請求項１記
載の液晶表示装置。 - 【請求項３】 金属配線層の外部接続端子部の表面外周
部及び側壁部が、表面保護膜あるいはゲート絶縁膜によ
って被覆されていることを特徴とする請求項１記載の液
晶表示装置。 - 【請求項４】 表面保護膜およびゲート絶縁膜が、シリ
コン窒化膜の単層あるいはシリコン窒化膜の層を含んだ
多層膜であることを特徴とする請求項３記載の液晶表示
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30342492A JP2988159B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30342492A JP2988159B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06148683A true JPH06148683A (ja) | 1994-05-27 |
| JP2988159B2 JP2988159B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=17920852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30342492A Expired - Lifetime JP2988159B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2988159B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001257350A (ja) * | 2000-03-08 | 2001-09-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
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