JPH07128676A

JPH07128676A - 液晶表示基板

Info

Publication number: JPH07128676A
Application number: JP27530793A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Hashimoto; 雄一橋本; Minoru Hiroshima; 實廣島; Masahiro Yanai; 雅弘箭内; Ryoji Oritsuki; 良二折付; Kiyao Kozai; 甲矢夫香西; Juichi Horii; 寿一堀井; Masaaki Matsuda; 正昭松田; Keiichiro Ashizawa; 啓一郎芦沢
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-11-04
Filing date: 1993-11-04
Publication date: 1995-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】アルミニュウムを主成分とする配線層がその
ヒロックあるいはホィスカ等によって上層に積層されて
いる層とで電気的短絡を生じるのを防止する。【構成】液晶を介して互いに対向配置される透明基板
のうち一方の透明基板の液晶側に少なくともアルミニウ
ムを主成分とする配線層が形成され、このアルミニウム
層の表面に絶縁膜を介して導電層あるいは半導体層が積
層されてる液晶表示基板において、少なくとも前記導電
層あるいは半導体層が積層されている配線層の上面にア
ルミニウムよりも高融点の金属層が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示基板に係り、
特に、その液晶側の面に形成されているアルミニウムを
主成分とする配線層の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブ・マトリクス方式の液晶表示
装置は、マトリクス状に配列された複数の画素電極のそ
れぞれに対応して非線形素子（スイッチング素子）を設
けたものである。各画素における液晶は理論的には常時
駆動（デューティ比 1.0）されているので、時分割駆動
方式を採用している、いわゆる単純マトリクス方式と比
べてアクティブ方式はコントラストが良く、特にカラー
液晶表示装置では欠かせない技術となりつつある。スイ
ッチング素子として代表的なものとしては薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）がある。

【０００３】そして、画素電極あるいは非線形素子に信
号を供給するための配線層としては、その高精細に加工
のし易いアルミニュウム（Ａｌ）、あるいはその合金で
形成することが通常となっている。

【０００４】なお、薄膜トランジスタを使用したアクテ
ィブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、例えば特開昭
６３−３０９９２１号公報や、「冗長構成を採用した1
2.5型アクティブ・マトリクス方式カラー液晶ディスプ
レイ」、日経エレクトロニクス、頁193〜210、1986年12
月15日、日経マグロウヒル社発行、で知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、配線層として
アルミニュウム（Ａｌ）あるいはその合金を用いた場
合、その材料の特性から、その表面にヒロックあるいは
ホィスカ等と称される微細突状体が形成されることによ
る問題点が指摘されるに到った。

【０００６】すなわち、配線層の該微細突状体が、たと
え絶縁層を介しても、その上層に形成される導電層ある
いは半導体層にまで到って突出するように形成され、該
導電層あるいは半導体層との間に電気的短絡を生じせし
めてしまうからである。

【０００７】それ故、本発明は、このような事情に基づ
いてなされたものであり、その目的とするところのもの
は、アルミニュウムを主成分とする配線層がそのヒロッ
クあるいはホィスカ等によって上層に積層されている層
との電気的短絡を生じるのを防止できる液晶表示基板を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、液晶を介して互いに
対向配置される透明基板のうち一方の透明基板の液晶側
に少なくともアルミニウムを主成分とする配線層が形成
され、このアルミニウム層の表面に絶縁膜を介して導電
層あるいは半導体層が積層されてる液晶表示基板におい
て、少なくとも前記導電層あるいは半導体層が積層され
ている配線層の上面にアルミニウムよりも高融点の金属
層が形成されていることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】このように構成された液晶表示基板は、アルミ
ニウムを主成分とする配線層の上面に、特に該アルミニ
ウムよりも高融点の金属層が形成されているものとなっ
ている。

【００１０】それ故、前記配線層を形成した段階でその
表面にヒロックあるいはホィスカ等と称される微細突状
体が形成されていても、その上面に形成される金属層に
よって該金属層表面に突出するようなことはなく、ま
た、該金属層自体においても上述したような微細突状体
が発生するようなことはなくなる。

【００１１】それ故、絶縁層を介して導電層あるいは半
導体層を積層させても、前記配線層とそれら積層体との
間で電気的短絡を発生させるようなことはなくなる。

【００１２】したがって、アルミニュウムを主成分とす
る配線層がそのヒロックあるいはホィスカ等によって上
層に積層される層との間で電気的短絡を生ぜしめるよう
なことはなくなる。

【００１３】

【実施例】実施例１．図２は、本発明による液晶表示基板の構成図
で、液晶を介して対向配置されるものうちの一方の透明
ガラス基板の液晶側の面を示す平面図である。同図はマ
トリックス状に配置された各画素電極のうちの一の画素
電極とその近傍の構成を示した平面図である。

【００１４】同図において、透明ガラス基板１の主表面
に、図中ｘ方向に延在するゲート信号線２があり、この
ゲート信号線２は図中ｙ方向に複数個互いに平行になっ
て並設されている。

【００１５】一方、図中ｙ方向に延在するドレイン信号
線３があり、このドレイン信号線３は図中ｘ方向に複数
個互いに平行になって並設されている。これらドレイン
信号線３は少なくともゲート信号線２との間に形成され
た層間絶縁膜（図示せず）によって互いに絶縁されて交
差するようになっている。

【００１６】ゲート信号線２とドレイン信号線３とで囲
まれる矩形の領域内には画素電極４が形成されている。
この画素電極４は透明導電層（たとえばＩＴＯ）から構
成されているもので、その一部は他の導電層を介してゲ
ート信号線２上に形成されている薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）の部分にまで延在されてソース電極４Ａを構成し
ている。

【００１７】該薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、ゲート
信号線２の表面に前記層間絶縁膜と同工程で形成したゲ
ート絶縁膜およびたとえばａ（アモルファス）−Ｓｉか
らなる半導体層５が順次形成されて構成されているもの
であり、該半導体層５上の前記ソース電極４Ａと対向配
置されて形成されているドレイン電極４Ｂはドレイン信
号線３と一体に形成されている。

【００１８】また、画素電極４の他の部分は隣接する他
方のゲート信号線２の一部に到るまで延在し前記層間絶
縁膜と同工程で形成される誘電体膜を介して重畳され
て、この重畳領域においてコンデンサＣａｄｄを形成し
ている。

【００１９】なお、このように構成されたガラス基板１
の表面には画素電極４の周辺部を残した中央部に孔開け
がなされた保護膜（図示せず）がたとえばシリコン窒化
膜等で形成されている。

【００２０】図３は、前記図２の薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）の部分を拡大して示した図であり、そのＩ−Ｉ線
における断面図を図１に示している。

【００２１】図１において、透明ガラス基板１があり、
その主表面にはゲート信号線２が形成され、このゲート
信号線２は、アルミニュウム（Ａｌ）層２Ａからなり、
その表面にはタンタル（Ｔａ）２Ｂ層が積層されてい
る。

【００２２】この場合におけるタンタル層（Ｔａ）２Ｂ
はその幅がアルミニュウム（Ａｌ）層２Ａのそれよりも
狭くなっており、この結果、平面的に観た場合、該タン
タル（Ｔａ）層２Ｂの各長手方向辺部には下層のアルミ
ニュウム（Ａｌ）層２Ａが露呈された状態となってい
る。

【００２３】このように形成する理由は、積層構造から
なるゲート信号線２の側面に上述したような段差を設け
ることによって傾斜面に近い形状とし、その後、このゲ
ート信号線２を跨って形成する他の層における該段差の
個所で段切れを起こすことを防止するためである。

【００２４】なお、このような配慮を必要とすることが
ないならば、図４に示すように、アルミニュウム（Ａ
ｌ）層２Ａとタンタル（Ｔａ）層２Ｂとをそれぞれ同一
幅とするようにしてもよいことはいうまでもない。この
場合、各層を順次透明ガラス基板１の全域に形成した
後、同一のマスクで形成できるという効果を奏する。

【００２５】そして、このように形成されたゲート信号
線２を被って該透明ガラス基板１面には、たとえばシリ
コン窒化膜からなる層間絶縁膜７が形成されている。こ
の層間絶縁膜７は、後に形成する図２に示すドレイン信
号線３との層間絶縁を図るものであるが、特に薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）の形成領域においては、ゲート絶縁
膜７Ａとして機能するようになっている。

【００２６】さらに、このゲート絶縁膜７Ａの上面に
は、たとえばアモルファス（α）−Ｓｉからなる半導体
層５が形成されている。

【００２７】この場合において、前記アルミニュウム層
（Ａｌ）２Ａを形成した段階でその表面にヒロックある
いはホィスカ等と称される微細突状体が形成されていて
も、その上面に形成されるタンタル層（Ｔａ）２Ｂによ
って該タンタル層（Ｔａ）２Ｂ表面に突出するようなこ
とはなく、また、該タンタル層（Ｔａ）２Ｂ自体におい
ても上述したような微細突状体が発生するようなことは
なくなる。

【００２８】それ故、ゲート絶縁膜７Ａを介して半導体
層５を積層させても、前記ゲート信号線２と半導体層５
との間で電気的短絡を発生させるようなことはなくな
る。

【００２９】そして、この半導体層５の表面には、互い
に対向配置されるソース電極４Ａおよびドレイン電極４
Ｂが形成されている。

【００３０】このように構成された薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）は、ゲート信号線２に電圧が印加された場合
に、ゲート絶縁膜７Ａを介した半導体層５にチャネル層
が形成され、このチャネル層を介してドレイン信号線３
（ドレイン電極４Ｂ）からの信号が、画素電極４に接続
されたソース電極４Ａに印加されるようになっている。

【００３１】実施例２．図５、および図６に示すよう
に、アルミニュウム層（Ａｌ）２Ａとタンタル層（Ｔ
ａ）２Ｂからなるゲート信号線２を形成した後、その表
面を陽極化成させ、側面を含む表面の全域に酸化膜を形
成するようにしてもよいことはいうまでもない。

【００３２】すなわち、図５は、図４のようにしてゲー
ト信号線２を形成した後、陽極化成を行うことにより、
アルミニュウム層（Ａｌ）２Ａの側面に酸化アルミニュ
ウム層１０Ａを形成、タンタル層（Ｔａ）２Ｂの側面お
よび主表面に酸化タンタル層１０Ｂを形成するようにな
っている。この場合、図５に示すように、ゲート信号線
２の露呈される表面の全域に絶縁膜が形成させることに
なるので、図示しない層間絶縁膜７と相俟って絶縁耐圧
を向上させることができるようになる。

【００３３】さらに、図７に示すように、アルミニュウ
ム（Ａｌ）層２Ａの表面に異物２０が付着していた場
合、その上面に形成されるタンタル（Ｔａ）層２Ｂはそ
の異物２０の個所においてピンホールが形成されてしま
うが、陽極化成を施すことにより、該ピンホールが塞が
れてしまうという効果を奏する。

【００３４】また、図６は、図１のようにしてゲート信
号線２を形成した後、陽極化成を行うことにより、アル
ミニュウム層（Ａｌ）２Ａの側面に酸化アルミニュウム
層１０Ａを形成、タンタル層（Ｔａ）２Ｂの側面および
主表面に酸化タンタル層１０Ｂを形成するようになって
いる。このようにした場合、図５と同様の効果を奏する
が、段差部においてテーパーが形成されることから、さ
らに形成される上層の層間絶縁膜７、あるいは導体層の
段切れを生じせしめるのを防止することができるように
なる。

【００３５】実施例３．図８は、アルミニュウム層（Ａ
ｌ）２Ａとタンタル層（Ｔａ）２Ｂからなるゲート信号
線２は、その側面において据広がり状のテーパーが形成
され、上述した実施例のように段部を全く有しない構造
となっている。

【００３６】このようなテーパを側面に有するゲート信
号線２は、それを構成するアルミニュウム層（Ａｌ）２
Ａとタンタル層（Ｔａ）２Ｂをエッチングする際にいわ
ゆる異方性エッチング液を用いることにより形成するこ
とができる。

【００３７】そして、図８に示す断面図は図３における
VIII−VIII線における部分であり、同図に示すように、
その後、層間絶縁膜7およびドレイン信号線3を形成した
際にそれらが段切れを起こさずに均一な層厚で形成でき
るという効果を奏するようになる。

【００３８】上述した各実施例による液晶表示基板によ
れは、アルミニュウムからなるゲート信号線２の上面
に、特に該アルミニウムよりも高融点のタンタル（Ｔ
ａ）層２Ｂが形成されているものとなっている。

【００３９】それ故、前記アルミニュウム層２Ａを形成
した段階でその表面にヒロックあるいはホィスカ等と称
される微細突状体が形成されていても、その上面に形成
されるタンタル（Ｔａ）層２Ｂによって該タンタル（Ｔ
ａ）層２Ｂ表面に突出するようなことはなく、また、該
タンタル（Ｔａ）層自体においても上述したような微細
突状体が発生するようなことはなくなる。

【００４０】それ故、層間絶縁膜７を介して半導体層５
を積層させても、前記ゲート信号線２と半導体層５との
間で電気的短絡を発生させるようなことはなくなる。

【００４１】したがって、アルミニュウムからなるゲー
ト信号線２がそのヒロックあるいはホィスカ等によって
上層に積層される半導体層５との間で電気的短絡を生ぜ
しめるようなことはなくなる。

【００４２】上述した実施例では、ゲート信号線２はア
ルミニュウムから構成されてるものとして説明したが、
これに限定されることはなく、アルミニュウムを主成分
とする合金であってもよいことはいうまでもない。

【００４３】上述した実施例では、半導体層５との電気
的短絡について説明したものであるが、ドレイン信号線
との間の電気的短絡を防止できることはいうまでもな
い。

【００４４】上述した実施例では、高融点金属としてタ
ンタル（Ｔａ）を用いたものであるが、これに限定され
ることはなく、要はアルミニュウム（Ａｌ）よりも融点
が高い金属ならば適用することができる。

【００４５】上述した実施例では、ゲート信号線２をド
レイン信号線３に対して下層とした場合を説明したもの
である。しかしドレイン信号線３をゲート信号線２に対
して下層としかつアルミニュウムを主成分とした材料で
構成した場合に、このドレイン信号線３においても本発
明を適用できることはいうまでもない。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による液晶表示基板によれば、アルミニュウムを
主成分とする配線層がそのヒロックあるいはホィスカ等
によって上層に積層されている層とで電気的短絡を生じ
るのを防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示基板の一実施例を示す断
面図である。

【図２】本発明による液晶表示藻基板の一実施例を示す
平面図である。

【図３】図２の要部を拡大した平面図である。

【図４】本発明による液晶表示基板の他の実施例を示す
断面図である。

【図５】本発明による液晶表示基板の他の実施例を示す
断面図である。

【図６】本発明による液晶表示基板の他の実施例を示す
断面図である。

【図７】本発明による液晶表示基板の他の実施例を示す
断面図である。

【図８】本発明による液晶表示基板の他の実施例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１透明ガラス基板２ゲート信号線２Ａアルミニュウム層２Ｂタンタル層３ドレイン信号線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者折付良二千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者香西甲矢夫千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者堀井寿一千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者松田正昭千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者芦沢啓一郎千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶を介して互いに対向配置される透明
基板のうち一方の透明基板の液晶側に少なくともアルミ
ニウムを主成分とする配線層が形成され、このアルミニ
ウム層の表面に絶縁膜を介して導電層あるいは半導体層
が積層されてる液晶表示基板において、少なくとも前記
導電層あるいは半導体層が積層されている配線層の上面
にアルミニウムよりも高融点の金属層が形成されている
ことを特徴とする液晶表示基板。