JP2823178B2 - 金属配線基板及びその製造方法 - Google Patents
金属配線基板及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリクス
型液晶表示装置等に用いられるアクティブマトリクス基
板を構成する金属配線基板に関する。
型液晶表示装置等に用いられるアクティブマトリクス基
板を構成する金属配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、フラットパネルディスプレイの研
究開発が非常に活発に行われている。それはフラットパ
ネルディスプレイがＣＲＴ(cathode ray tube)に比べて
薄型・軽量という特徴を備えた次世代の表示装置として
注目されており、ワープロやパソコンなどへの応用も盛
んだからである。そのフラットパネルディスプレイの一
つである液晶表示装置は低消費電力であり且つ自発光で
ないので、カラー化に有利であることから最近の研究開
発の主力におかれている。とりわけ薄膜トランジスタ
（以下ＴＦＴと略す）アレイを用いたアクティブマトリ
クス駆動方式の液晶表示装置は、液晶の応答速度が速
く、表示品位が高いなどの利点を持っている。特に、ア
モルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと略す）を用いたＴ
ＦＴは低温成膜ができるので、表示装置の大画面化、高
精細化、低価格化が可能であるとみられ、その技術開発
動向が大いに注目されている。
究開発が非常に活発に行われている。それはフラットパ
ネルディスプレイがＣＲＴ(cathode ray tube)に比べて
薄型・軽量という特徴を備えた次世代の表示装置として
注目されており、ワープロやパソコンなどへの応用も盛
んだからである。そのフラットパネルディスプレイの一
つである液晶表示装置は低消費電力であり且つ自発光で
ないので、カラー化に有利であることから最近の研究開
発の主力におかれている。とりわけ薄膜トランジスタ
（以下ＴＦＴと略す）アレイを用いたアクティブマトリ
クス駆動方式の液晶表示装置は、液晶の応答速度が速
く、表示品位が高いなどの利点を持っている。特に、ア
モルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと略す）を用いたＴ
ＦＴは低温成膜ができるので、表示装置の大画面化、高
精細化、低価格化が可能であるとみられ、その技術開発
動向が大いに注目されている。
【０００３】図１３に従来例のＴＦＴの平面図を示す。
図１４は図１３のＴＦＴのＢ−Ｂ’線による断面図であ
る。このＴＦＴは、透明な絶縁基板としてのガラス基板
１０１上に縦横に配線された信号線となるソース配線１
１１と走査線となるゲート配線１０４の交差する部分に
形成されており、液晶表示装置のスイッチング素子とし
て働いている。
図１４は図１３のＴＦＴのＢ−Ｂ’線による断面図であ
る。このＴＦＴは、透明な絶縁基板としてのガラス基板
１０１上に縦横に配線された信号線となるソース配線１
１１と走査線となるゲート配線１０４の交差する部分に
形成されており、液晶表示装置のスイッチング素子とし
て働いている。
【０００４】このＴＦＴは、図１３及び図１４に示すよ
うに、最下層であるガラス基板１０１上に、ゲート配線
１０４が形成されていると共に、ゲート配線１０４から
分岐して、このＴＦＴのゲート電極１０３が形成されて
いる。更にこのゲート配線１０４及びゲート電極１０３
の表面に第１の絶縁膜１０５が形成されている。
うに、最下層であるガラス基板１０１上に、ゲート配線
１０４が形成されていると共に、ゲート配線１０４から
分岐して、このＴＦＴのゲート電極１０３が形成されて
いる。更にこのゲート配線１０４及びゲート電極１０３
の表面に第１の絶縁膜１０５が形成されている。
【０００５】このような状態のガラス基板１０１上全面
にわたって、ＳｉＮxを材料とする第２の絶縁膜１０６
が形成されており、この第２の絶縁膜１０６上に、ゲー
ト電極１０３の形成位置を覆うようにａ−Ｓｉからなる
半導体層１０７が被着され、その半導体層１０７の上面
中央にＳｉＮxからなる第３の絶縁膜１０８が形成され
ている。この第３の絶縁膜１０８の両端及び半導体層１
０７を覆うようにＰ（リン）をドープしたａ−Ｓｉから
なる半導体層１０９、１０９’が積層されている。
にわたって、ＳｉＮxを材料とする第２の絶縁膜１０６
が形成されており、この第２の絶縁膜１０６上に、ゲー
ト電極１０３の形成位置を覆うようにａ−Ｓｉからなる
半導体層１０７が被着され、その半導体層１０７の上面
中央にＳｉＮxからなる第３の絶縁膜１０８が形成され
ている。この第３の絶縁膜１０８の両端及び半導体層１
０７を覆うようにＰ（リン）をドープしたａ−Ｓｉから
なる半導体層１０９、１０９’が積層されている。
【０００６】更に、第２の絶縁膜１０６上に、Ｍｏ（モ
リブデン）、Ｔｉ（チタン）等の金属材料からなるソー
ス配線１１１が形成され、そのソース配線１１１から分
岐したソース電極１１０が、半導体層１０９全面と第２
の絶縁膜１０６の一部を覆うように形成されている。半
導体層１０９’全面と第２の絶縁膜１０６の一部を覆う
ように、ソース配線１１１と同材料でドレイン電極１１
２が形成されており、このドレイン電極１１２に接する
ように、第２の絶縁膜１０６上に酸化インジウムなどか
らなる透明の絵素電極１１３が形成されている。
リブデン）、Ｔｉ（チタン）等の金属材料からなるソー
ス配線１１１が形成され、そのソース配線１１１から分
岐したソース電極１１０が、半導体層１０９全面と第２
の絶縁膜１０６の一部を覆うように形成されている。半
導体層１０９’全面と第２の絶縁膜１０６の一部を覆う
ように、ソース配線１１１と同材料でドレイン電極１１
２が形成されており、このドレイン電極１１２に接する
ように、第２の絶縁膜１０６上に酸化インジウムなどか
らなる透明の絵素電極１１３が形成されている。
【０００７】上述のような構造を持つＴＦＴは次のよう
にして製造される。
にして製造される。
【０００８】先ず、ガラス基板１０１上にスパッタリン
グによりＴａ（タンタル）膜を被着した後、パターニン
グしてゲート電極１０３とゲート配線１０４とを形成
し、このゲート電極１０３とゲート配線１０４との表面
を陽極酸化することで、第１の絶縁膜１０５を形成す
る。更に、この第１の絶縁膜１０５とガラス基板１０１
を覆うように、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＮxを被着
して、第２の絶縁膜１０６を形成する。
グによりＴａ（タンタル）膜を被着した後、パターニン
グしてゲート電極１０３とゲート配線１０４とを形成
し、このゲート電極１０３とゲート配線１０４との表面
を陽極酸化することで、第１の絶縁膜１０５を形成す
る。更に、この第１の絶縁膜１０５とガラス基板１０１
を覆うように、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＮxを被着
して、第２の絶縁膜１０６を形成する。
【０００９】次に、第２の絶縁膜１０６の上表面におけ
るゲート電極１０３の上方部分に、半導体層１０７及び
ＳｉＮxからなる第３の絶縁膜１０８をこの順にプラズ
マＣＶＤ法で積層形成した後、上記第３の絶縁膜１０８
の両端及び半導体層１０７を覆うように、半導体層１０
９、１０９’を被着する。
るゲート電極１０３の上方部分に、半導体層１０７及び
ＳｉＮxからなる第３の絶縁膜１０８をこの順にプラズ
マＣＶＤ法で積層形成した後、上記第３の絶縁膜１０８
の両端及び半導体層１０７を覆うように、半導体層１０
９、１０９’を被着する。
【００１０】最後に、上記半導体層１０９と第２の絶縁
膜１０６の一部を覆うように、Ｍｏ、Ｔｉ等の金属を被
着してソース電極１１０を形成すると共に、このソース
電極１１０に連なるソース配線１１１を形成する。一
方、半導体層１０９’と第２の絶縁膜１０６の一部を覆
うようにドレイン電極１１２を形成し、次いで、第２の
絶縁膜１０６上にドレイン電極１１２に接するように酸
化インジウムなどを被着して透明の絵素電極１１３を形
成する。尚、上記半導体層１０９、１０９’は、半導体
層１０７とソース電極１１０及びドレイン電極１１２と
の間でオーミックコンタクトをとるために形成してい
る。
膜１０６の一部を覆うように、Ｍｏ、Ｔｉ等の金属を被
着してソース電極１１０を形成すると共に、このソース
電極１１０に連なるソース配線１１１を形成する。一
方、半導体層１０９’と第２の絶縁膜１０６の一部を覆
うようにドレイン電極１１２を形成し、次いで、第２の
絶縁膜１０６上にドレイン電極１１２に接するように酸
化インジウムなどを被着して透明の絵素電極１１３を形
成する。尚、上記半導体層１０９、１０９’は、半導体
層１０７とソース電極１１０及びドレイン電極１１２と
の間でオーミックコンタクトをとるために形成してい
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】金属配線であるゲート
配線１０４とソース配線１１１、及びゲート配線１０４
とドレイン電極１１２との間の絶縁性を高めるために上
述のように陽極酸化膜を形成する方法がある。この方法
では、製造工程が複雑にならず、歩留りを低下させずに
第１の絶縁膜１０５を作製できる。ところが、陽極酸化
工程において、通電エージングを行うことにより、第１
の絶縁膜１０５との界面付近で基板１０１の絶縁性が低
下し、その結果、液晶表示装置の点欠陥不良を招いて、
画像の品質を低下させることが分かっている。この問題
は基板上に基板保護膜を設ける場合も同様で、基板保護
膜上に形成するゲート配線及びゲート電極を陽極酸化す
る際に基板保護膜の絶縁性が低下する。
配線１０４とソース配線１１１、及びゲート配線１０４
とドレイン電極１１２との間の絶縁性を高めるために上
述のように陽極酸化膜を形成する方法がある。この方法
では、製造工程が複雑にならず、歩留りを低下させずに
第１の絶縁膜１０５を作製できる。ところが、陽極酸化
工程において、通電エージングを行うことにより、第１
の絶縁膜１０５との界面付近で基板１０１の絶縁性が低
下し、その結果、液晶表示装置の点欠陥不良を招いて、
画像の品質を低下させることが分かっている。この問題
は基板上に基板保護膜を設ける場合も同様で、基板保護
膜上に形成するゲート配線及びゲート電極を陽極酸化す
る際に基板保護膜の絶縁性が低下する。
【００１２】ところで、時代の要請に応えて、液晶表示
装置の大画面化、高精細化などを考える上で重要な要素
の一つに金属配線の低抵抗化がある。金属配線材料が低
抵抗であれば、金属配線を細く且つ長くすることができ
るので、画素をより小さく且つより長く配列できるから
である。
装置の大画面化、高精細化などを考える上で重要な要素
の一つに金属配線の低抵抗化がある。金属配線材料が低
抵抗であれば、金属配線を細く且つ長くすることができ
るので、画素をより小さく且つより長く配列できるから
である。
【００１３】金属配線として、従来は上述のように、Ｔ
ａやＴｉ等の各種金属膜が用いられているが、この様な
材料を使用しても従来の製造方法では金属膜の低抵抗化
に限度があった。その理由をＴａについて説明する。
ａやＴｉ等の各種金属膜が用いられているが、この様な
材料を使用しても従来の製造方法では金属膜の低抵抗化
に限度があった。その理由をＴａについて説明する。
【００１４】Ｔａには２種類の結晶構造があり、１つは
正方格子であり、他の一つは体心立体格子である。正方
格子構造を有するＴａはβ−Ｔａと呼ばれ、その薄膜の
固有抵抗ρは１７０〜２００μΩｃｍである。一方、体
心立方格子構造を有するＴａはα−Ｔａと呼ばれ、その
薄膜の固有抵抗ρは１３〜１５μΩｃｍである。そこ
で、Ｔａ膜の低抵抗化を図るためには、α−Ｔａを形成
できればよいことがわかる。一般にＴａの薄膜はほとん
どがβ−Ｔａとなるが、成膜時に、例えばＮを微量混入
させることによってα−Ｔａを形成する方法がよく知ら
れている。しかし、混入したＮは同時に不純物としては
たらくのでＴａ膜の低抵抗化におのずと限界を与え、こ
の方法により得られるＴａ膜の比抵抗は６０〜１００μ
Ωｃｍとなっている。
正方格子であり、他の一つは体心立体格子である。正方
格子構造を有するＴａはβ−Ｔａと呼ばれ、その薄膜の
固有抵抗ρは１７０〜２００μΩｃｍである。一方、体
心立方格子構造を有するＴａはα−Ｔａと呼ばれ、その
薄膜の固有抵抗ρは１３〜１５μΩｃｍである。そこ
で、Ｔａ膜の低抵抗化を図るためには、α−Ｔａを形成
できればよいことがわかる。一般にＴａの薄膜はほとん
どがβ−Ｔａとなるが、成膜時に、例えばＮを微量混入
させることによってα−Ｔａを形成する方法がよく知ら
れている。しかし、混入したＮは同時に不純物としては
たらくのでＴａ膜の低抵抗化におのずと限界を与え、こ
の方法により得られるＴａ膜の比抵抗は６０〜１００μ
Ωｃｍとなっている。
【００１５】この様に、比抵抗の大きい金属配線を使用
して、例えば高精細化を図るために画素を小さくする
と、金属配線を細くすることができないので画素の面積
中に金属配線の面積が占める比率が大きくなり、表示画
像が暗くなる。即ち、画像の品質が低下する。
して、例えば高精細化を図るために画素を小さくする
と、金属配線を細くすることができないので画素の面積
中に金属配線の面積が占める比率が大きくなり、表示画
像が暗くなる。即ち、画像の品質が低下する。
【００１６】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するものであり、基板及び基板保護膜の絶縁性の低下
を防止し表示装置の点欠陥を低減することによって、或
は金属配線の低抵抗化を図ることによって、表示装置の
画質の向上を可能にする金属配線基板を提供することを
目的とする。
決するものであり、基板及び基板保護膜の絶縁性の低下
を防止し表示装置の点欠陥を低減することによって、或
は金属配線の低抵抗化を図ることによって、表示装置の
画質の向上を可能にする金属配線基板を提供することを
目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の金属配線基板
は、基板と、該基板上に形成された基板保護膜と、該基
板保護膜上に配設された金属配線とを有する金属配線基
板において、該基板上に形成された基板保護膜は、Ｓｉ
Ｏ 2 、ＳｉＮ X 及びＴａ 2 Ｏ 5 のうちの１つを主成分とする
絶縁膜からなると共に、表面の一部又は全部にＮが含有
されており、該基板保護膜上に配設された金属配線は、
該基板保護膜のＮを注入した表面にＴａ及びＮｂのうち
の１つを主成分とする金属膜をスパッタリング法により
被着することによって形成されてなり、該金属配線の表
面には、該金属配線を陽極酸化した絶縁膜が形成されて
おり、そのことによって、上記目的が達成される。
は、基板と、該基板上に形成された基板保護膜と、該基
板保護膜上に配設された金属配線とを有する金属配線基
板において、該基板上に形成された基板保護膜は、Ｓｉ
Ｏ 2 、ＳｉＮ X 及びＴａ 2 Ｏ 5 のうちの１つを主成分とする
絶縁膜からなると共に、表面の一部又は全部にＮが含有
されており、該基板保護膜上に配設された金属配線は、
該基板保護膜のＮを注入した表面にＴａ及びＮｂのうち
の１つを主成分とする金属膜をスパッタリング法により
被着することによって形成されてなり、該金属配線の表
面には、該金属配線を陽極酸化した絶縁膜が形成されて
おり、そのことによって、上記目的が達成される。
【００１８】前記基板保護膜は、Ｎを含んだガスを用い
たスパッタリング法により形成される比抵抗が２２０μ
Ωｃｍ以下のＴａ膜を熱酸化することにより得られるＴ
ａ 2 Ｏ 5 を主成分とする絶縁膜からなる構成としてもよ
い。
たスパッタリング法により形成される比抵抗が２２０μ
Ωｃｍ以下のＴａ膜を熱酸化することにより得られるＴ
ａ 2 Ｏ 5 を主成分とする絶縁膜からなる構成としてもよ
い。
【００１９】また、前記基板保護膜は、イオンドーピン
グ法又はプラズマドーピング法により表層部にのみＮを
含有している構成としてもよい。
グ法又はプラズマドーピング法により表層部にのみＮを
含有している構成としてもよい。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】本発明の金属配線基板の製造方法は、基板
上にＳｉＯ2、ＳｉＮX及びＴａ2Ｏ5のうちの１つを主成
分とする絶縁膜からなり、表面の一部又は全部にＮが注
入された基板保護膜を形成する工程と、該基板保護膜の
Ｎを注入した面にＴａ及びＮｂのうちの１つを主成分と
する金属膜をスパッタリング法により形成し、パターニ
ングして金属配線を形成する工程と、該金属配線の表面
を陽極酸化して絶縁膜を形成する工程とを含んでおり、
そのことによって、上記目的が達成される。
上にＳｉＯ2、ＳｉＮX及びＴａ2Ｏ5のうちの１つを主成
分とする絶縁膜からなり、表面の一部又は全部にＮが注
入された基板保護膜を形成する工程と、該基板保護膜の
Ｎを注入した面にＴａ及びＮｂのうちの１つを主成分と
する金属膜をスパッタリング法により形成し、パターニ
ングして金属配線を形成する工程と、該金属配線の表面
を陽極酸化して絶縁膜を形成する工程とを含んでおり、
そのことによって、上記目的が達成される。
【００２４】前記基板保護膜は、Ｔａ2Ｏ5を主成分と
し、Ｎを含んだガスを用いたスパッタリング法により比
抵抗が２２０μΩｃｍ以下のＴａ膜を形成し、該Ｔａ膜
を熱酸化してＴａ2Ｏ5となされてもよい。また、前記基
板保護膜は、イオンドーピング法又はプラズマドーピン
グ法により表層部にのみＮが注入されていてもよい。
し、Ｎを含んだガスを用いたスパッタリング法により比
抵抗が２２０μΩｃｍ以下のＴａ膜を形成し、該Ｔａ膜
を熱酸化してＴａ2Ｏ5となされてもよい。また、前記基
板保護膜は、イオンドーピング法又はプラズマドーピン
グ法により表層部にのみＮが注入されていてもよい。
【００２５】
【作用】上記構成によれば、基板上に形成された基板保
護膜は、ＳｉＯ 2 、ＳｉＮ X 及びＴａ 2 Ｏ 5 のうちの１つを
主成分とする絶縁膜からなると共に、表面の一部又は全
部にＮが含有されている。このため、この基板保護膜の
Ｎを注入した表面に、Ｔａ及びＮｂのうちの１つを主成
分とする金属膜をスパッタリング法により被着する場合
に、この基板保護膜の表面はＮが飛び出しやすい状態と
なる。 このＮの作用により、例えばＴａを主成分とする
金属膜を形成する場合には、基板保護膜の表面上には不
純物Ｎを含む体心立方格子構造を有するα−Ｔａの薄い
膜からなるＴａ（Ｎ）が効率的に形成される。このＴａ
（Ｎ）上に、スパッタリング法により金属膜を更に被着
していくと、下地のＴａ（Ｎ）の結晶構造の受け継ぎな
がら不純物を含まない純粋なα−Ｔａがエピタキシャル
的に形成される。一般に、α−Ｔａは不純物を含まない
と最も低抵抗となる。従って、不純物を含む極めて薄い
Ｔａ（Ｎ）上に、純粋なα−Ｔａの金属配線を厚く形成
することにより、低抵抗な金属配線を実現することが可
能となる。 この金属配線の表面には、更に陽極酸化した
絶縁膜が形成される。この陽極酸化において溶け出すＴ
ａイオン、Ｎｂイオン等による影響を防ぐためにＴａ及
びＮｂの酸化物を作るが、絶縁膜中にＮが含まれている
ため、このＮが触媒的に作用してＴａ酸化物、Ｎｂ酸化
物を作りやすくなる。 このため、陽極酸化するときにＴ
ａイオン、Ｎｂイオン等が基板保護膜に侵入するのを防
いで、基板保護膜の絶縁性が低下するのを防ぐことが可
能となる。従って、金属配線間の電気的リークも十分に
防止される。
護膜は、ＳｉＯ 2 、ＳｉＮ X 及びＴａ 2 Ｏ 5 のうちの１つを
主成分とする絶縁膜からなると共に、表面の一部又は全
部にＮが含有されている。このため、この基板保護膜の
Ｎを注入した表面に、Ｔａ及びＮｂのうちの１つを主成
分とする金属膜をスパッタリング法により被着する場合
に、この基板保護膜の表面はＮが飛び出しやすい状態と
なる。 このＮの作用により、例えばＴａを主成分とする
金属膜を形成する場合には、基板保護膜の表面上には不
純物Ｎを含む体心立方格子構造を有するα−Ｔａの薄い
膜からなるＴａ（Ｎ）が効率的に形成される。このＴａ
（Ｎ）上に、スパッタリング法により金属膜を更に被着
していくと、下地のＴａ（Ｎ）の結晶構造の受け継ぎな
がら不純物を含まない純粋なα−Ｔａがエピタキシャル
的に形成される。一般に、α−Ｔａは不純物を含まない
と最も低抵抗となる。従って、不純物を含む極めて薄い
Ｔａ（Ｎ）上に、純粋なα−Ｔａの金属配線を厚く形成
することにより、低抵抗な金属配線を実現することが可
能となる。 この金属配線の表面には、更に陽極酸化した
絶縁膜が形成される。この陽極酸化において溶け出すＴ
ａイオン、Ｎｂイオン等による影響を防ぐためにＴａ及
びＮｂの酸化物を作るが、絶縁膜中にＮが含まれている
ため、このＮが触媒的に作用してＴａ酸化物、Ｎｂ酸化
物を作りやすくなる。 このため、陽極酸化するときにＴ
ａイオン、Ｎｂイオン等が基板保護膜に侵入するのを防
いで、基板保護膜の絶縁性が低下するのを防ぐことが可
能となる。従って、金属配線間の電気的リークも十分に
防止される。
【００２６】一般に、Ｎ 2 を含んだＡｒを用いてスパッ
タリング法によりＴａ膜を成膜する場合、例えば図９に
示すように、形成されるＴａ膜の比抵抗はＮ 2 の分圧に
より変化する。従って、スパッタリングにおけるＮ 2 の
分圧を約０．０５Ｐａ以下にすると、成膜されるＴａ膜
の比抵抗は２２０μΩｃｍより小さくなる。このＴａ膜
を熱酸化するとＴａ 2 ０ 5 を主成分とする絶縁膜が得ら
れ、この絶縁膜からなる基板保護膜は、絶縁性が低下し
ない。 また、イオンドーピング法又はプラズマドーピン
グ法により、基板保護膜の表層部にのみＮを含有させる
と、基板保護膜の表層部はＮが飛び出しやすい状態とな
るので、このＮの作用により、上述した低抵抗の金属配
線としての純粋なα−Ｔａの形成、及び基板保護膜の絶
縁性の低下防止をより一層図ることが可能となる。
タリング法によりＴａ膜を成膜する場合、例えば図９に
示すように、形成されるＴａ膜の比抵抗はＮ 2 の分圧に
より変化する。従って、スパッタリングにおけるＮ 2 の
分圧を約０．０５Ｐａ以下にすると、成膜されるＴａ膜
の比抵抗は２２０μΩｃｍより小さくなる。このＴａ膜
を熱酸化するとＴａ 2 ０ 5 を主成分とする絶縁膜が得ら
れ、この絶縁膜からなる基板保護膜は、絶縁性が低下し
ない。 また、イオンドーピング法又はプラズマドーピン
グ法により、基板保護膜の表層部にのみＮを含有させる
と、基板保護膜の表層部はＮが飛び出しやすい状態とな
るので、このＮの作用により、上述した低抵抗の金属配
線としての純粋なα−Ｔａの形成、及び基板保護膜の絶
縁性の低下防止をより一層図ることが可能となる。
【００２７】
【実施例】本発明を実施例について以下に説明する。
【００２８】＜第１実施例＞図１は本実施例の金属配線
基板を用いたＴＦＴの平面図であり、図２は図１のＴＦ
ＴのＡ−Ａ’線による断面図である。
基板を用いたＴＦＴの平面図であり、図２は図１のＴＦ
ＴのＡ−Ａ’線による断面図である。
【００２９】このＴＦＴは、透明な絶縁性基板としての
ガラス基板１上に縦横に配線されたソース配線１１とゲ
ート配線４の交差する部分に形成されており、液晶表示
装置のスイッチング素子として働いている。
ガラス基板１上に縦横に配線されたソース配線１１とゲ
ート配線４の交差する部分に形成されており、液晶表示
装置のスイッチング素子として働いている。
【００３０】このＴＦＴは、図１及び図２に示すよう
に、最下層であるガラス基板１の表面にＮがドープされ
たＮドープ層２ａが形成され、このＮドープ層２ａの上
に、Ｔａからなるゲート配線４が形成されている。この
ゲート配線４は分岐したゲート電極３を有している。更
に、このゲート配線４（ゲート電極３を含む）の上表面
に第１の絶縁膜５が形成されている。本実施例の金属配
線基板は、Ｎドープ層２ａを有するガラス基板１、ゲー
ト配線４（ゲート電極３を含む）及び第１の絶縁膜５か
ら構成される。
に、最下層であるガラス基板１の表面にＮがドープされ
たＮドープ層２ａが形成され、このＮドープ層２ａの上
に、Ｔａからなるゲート配線４が形成されている。この
ゲート配線４は分岐したゲート電極３を有している。更
に、このゲート配線４（ゲート電極３を含む）の上表面
に第１の絶縁膜５が形成されている。本実施例の金属配
線基板は、Ｎドープ層２ａを有するガラス基板１、ゲー
ト配線４（ゲート電極３を含む）及び第１の絶縁膜５か
ら構成される。
【００３１】この金属配線基板上全面にわたって、Ｓｉ
Ｎxを材料とする第２の絶縁膜６が形成されており、こ
の第２の絶縁膜６の上表面におけるゲート電極３の上方
部分にａ−Ｓｉからなる半導体層７が被着され、その半
導体層７の上面中央にＳｉＮxからなる第３の絶縁膜８
が形成されている。この第３の絶縁膜８の両端部及び半
導体層７を覆うようにＰをドープしたａ−Ｓｉ半導体層
９、９’が積層されている。
Ｎxを材料とする第２の絶縁膜６が形成されており、こ
の第２の絶縁膜６の上表面におけるゲート電極３の上方
部分にａ−Ｓｉからなる半導体層７が被着され、その半
導体層７の上面中央にＳｉＮxからなる第３の絶縁膜８
が形成されている。この第３の絶縁膜８の両端部及び半
導体層７を覆うようにＰをドープしたａ−Ｓｉ半導体層
９、９’が積層されている。
【００３２】更に、第２の絶縁膜６上に、Ｍｏからなる
ソース配線１１が形成され、そのソース配線１１から分
岐したソース電極１０が、半導体層９全面と第２の絶縁
膜６の一部を覆うように形成されている。半導体層９’
全面と第２の絶縁膜６の一部を覆うように、ソース配線
１１と同材料でドレイン電極１２が形成されており、こ
のドレイン電極１２に接するように、第２の絶縁膜６上
に酸化インジウムからなる透明の絵素電極３２が形成さ
れている。
ソース配線１１が形成され、そのソース配線１１から分
岐したソース電極１０が、半導体層９全面と第２の絶縁
膜６の一部を覆うように形成されている。半導体層９’
全面と第２の絶縁膜６の一部を覆うように、ソース配線
１１と同材料でドレイン電極１２が形成されており、こ
のドレイン電極１２に接するように、第２の絶縁膜６上
に酸化インジウムからなる透明の絵素電極３２が形成さ
れている。
【００３３】図３は上述のような構造を持つＴＦＴの製
造工程を示す図である。図３を参照にしながら、本実施
例の金属配線基板を用いたＴＦＴの製造方法を述べる。
造工程を示す図である。図３を参照にしながら、本実施
例の金属配線基板を用いたＴＦＴの製造方法を述べる。
【００３４】先ず、図３（ａ）に示すように、ガラス基
板１の表面にイオンドーピング法又はプラズマドーピン
グ法によりＮを打ち込み、Ｎドープ層２ａを形成する。
板１の表面にイオンドーピング法又はプラズマドーピン
グ法によりＮを打ち込み、Ｎドープ層２ａを形成する。
【００３５】次に、図３（ｂ）に示すように、上記ガラ
ス基板１にスッパタリング法により、例えば３０００オ
ングストロームの厚みのＴａ膜又はＮｂ膜を被着する。
このＴａ層又はＮｂ層の表面をホトレジスト膜からなる
マスクで覆ってエッチングを行い、図１に示すようなパ
ターンのゲート配線４（ゲート電極３を含む）を形成す
る。
ス基板１にスッパタリング法により、例えば３０００オ
ングストロームの厚みのＴａ膜又はＮｂ膜を被着する。
このＴａ層又はＮｂ層の表面をホトレジスト膜からなる
マスクで覆ってエッチングを行い、図１に示すようなパ
ターンのゲート配線４（ゲート電極３を含む）を形成す
る。
【００３６】その後、図３（ｃ）に示すように、ゲート
配線４（ゲート電極３を含む）の上表面を陽極酸化して
第１の絶縁膜５を形成することによって、金属配線基板
を得る。
配線４（ゲート電極３を含む）の上表面を陽極酸化して
第１の絶縁膜５を形成することによって、金属配線基板
を得る。
【００３７】次に、図３（ｄ）に示すように、この金属
配線基板の表面に、スパッタリング法又はプラズマＣＶ
Ｄ法により、例えば３０００オングストロームの厚みで
ＳｉＮx膜を全面にわたって被着して第２の絶縁膜６を
形成する。この状態の金属配線基板上全面にわたって、
プラズマＣＶＤ法により半導体層７となる、例えば３０
００オングストロームの厚みのａ−Ｓｉ層及び、第３の
絶縁膜８となる、例えば３００オングストロームの厚み
のＳｉＮx膜を連続的に被着する。その後、ホトエッチ
ングにより上記第３の絶縁膜８を図３（ｄ）に示すよう
なパターンに形成する。
配線基板の表面に、スパッタリング法又はプラズマＣＶ
Ｄ法により、例えば３０００オングストロームの厚みで
ＳｉＮx膜を全面にわたって被着して第２の絶縁膜６を
形成する。この状態の金属配線基板上全面にわたって、
プラズマＣＶＤ法により半導体層７となる、例えば３０
００オングストロームの厚みのａ−Ｓｉ層及び、第３の
絶縁膜８となる、例えば３００オングストロームの厚み
のＳｉＮx膜を連続的に被着する。その後、ホトエッチ
ングにより上記第３の絶縁膜８を図３（ｄ）に示すよう
なパターンに形成する。
【００３８】次に、この状態の基板全面にわたって、プ
ラズマＣＶＤ法によりＰをドープしたａ−Ｓｉを、例え
ば１０００オングストロームの厚みで被着する。その
後、ホトエッチングにより、図３（ｅ）に示すように、
上記ａ−Ｓｉ層とＰドープａ−Ｓｉ層の両側部を除去し
て、半導体層７及び半導体層９、９’を形成する。
ラズマＣＶＤ法によりＰをドープしたａ−Ｓｉを、例え
ば１０００オングストロームの厚みで被着する。その
後、ホトエッチングにより、図３（ｅ）に示すように、
上記ａ−Ｓｉ層とＰドープａ−Ｓｉ層の両側部を除去し
て、半導体層７及び半導体層９、９’を形成する。
【００３９】更に、スパッタリング法によって、例えば
３０００オングストロームの厚みでＭｏを被着してＭｏ
層を形成する。このＭｏ層及び半導体層９、９’の中央
部等をホトエッチングによって除去して、図１及び図３
（ｆ）に示すように半導体層９と第２の絶縁膜６の一部
を覆うようにソース電極１０及びこのソース電極１０に
連なるソース配線１１を形成する一方、半導体層９’と
第２の絶縁膜６の一部を覆うようにドレイン電極１２を
形成する。
３０００オングストロームの厚みでＭｏを被着してＭｏ
層を形成する。このＭｏ層及び半導体層９、９’の中央
部等をホトエッチングによって除去して、図１及び図３
（ｆ）に示すように半導体層９と第２の絶縁膜６の一部
を覆うようにソース電極１０及びこのソース電極１０に
連なるソース配線１１を形成する一方、半導体層９’と
第２の絶縁膜６の一部を覆うようにドレイン電極１２を
形成する。
【００４０】最後に、図３（ｇ）に示すように、絶縁膜
６上にドレイン電極１２と一部重なるように、酸化イン
ジウム膜を、例えば１０００オングストロームの厚みで
スパッタリング法によって被着した後、ホトエッチング
により絵素電極１３を形成する。この様にして、本実施
例の金属配線基板を用いたＴＦＴが得られる。
６上にドレイン電極１２と一部重なるように、酸化イン
ジウム膜を、例えば１０００オングストロームの厚みで
スパッタリング法によって被着した後、ホトエッチング
により絵素電極１３を形成する。この様にして、本実施
例の金属配線基板を用いたＴＦＴが得られる。
【００４１】本実施例の金属配線基板におけるガラス基
板１はＮドープ層２ａを有しているので、ゲート配線４
（ゲート電極３を含む）の表面を陽極酸化するときに、
ガラス基板１へＴａイオン或はＮｂイオンなどが侵入す
るのを防ぎ、ガラス基板１の絶縁性の低下を防ぐことが
できる。その結果、エージングにおける液晶表示装置の
点欠陥発生を防止できるので、表示画像の品質を向上さ
せ、液晶表示装置の信頼性を向上させることが出来る。
板１はＮドープ層２ａを有しているので、ゲート配線４
（ゲート電極３を含む）の表面を陽極酸化するときに、
ガラス基板１へＴａイオン或はＮｂイオンなどが侵入す
るのを防ぎ、ガラス基板１の絶縁性の低下を防ぐことが
できる。その結果、エージングにおける液晶表示装置の
点欠陥発生を防止できるので、表示画像の品質を向上さ
せ、液晶表示装置の信頼性を向上させることが出来る。
【００４２】金属配線材料としてＴａを用いた場合は、
上述のようにＮドープ層２ａの表面にＴａをスパッタリ
ング法により被着される初期段階に於て、ガラス基板１
表面のＮドープ層２ａよりＴａ膜中にＮが自動的にドー
ピングされてα−Ｔａ層が薄く形成される。その後、こ
のα−Ｔａ層上に形成されるＴａ層はエピタキシャル的
に成長してα−Ｔａとなり、且つ不純物を含まない。ま
た、Ｔａのみでゲート配線４（ゲート電極３を含む）を
形成しているので、本実施例のように陽極酸化法を用い
て絶縁膜を形成することができ、製造工程が複雑化しな
い。このように低比抵抗な金属配線を用いれば、液晶表
示装置において高精細化を行うために画素を小さくして
も、それに伴って金属配線を細くすることが出来るの
で、画像の品質を維持できる。又、従来と同じ抵抗値で
金属配線を長くすることが出来るので、表示画面の大型
化もできる。
上述のようにＮドープ層２ａの表面にＴａをスパッタリ
ング法により被着される初期段階に於て、ガラス基板１
表面のＮドープ層２ａよりＴａ膜中にＮが自動的にドー
ピングされてα−Ｔａ層が薄く形成される。その後、こ
のα−Ｔａ層上に形成されるＴａ層はエピタキシャル的
に成長してα−Ｔａとなり、且つ不純物を含まない。ま
た、Ｔａのみでゲート配線４（ゲート電極３を含む）を
形成しているので、本実施例のように陽極酸化法を用い
て絶縁膜を形成することができ、製造工程が複雑化しな
い。このように低比抵抗な金属配線を用いれば、液晶表
示装置において高精細化を行うために画素を小さくして
も、それに伴って金属配線を細くすることが出来るの
で、画像の品質を維持できる。又、従来と同じ抵抗値で
金属配線を長くすることが出来るので、表示画面の大型
化もできる。
【００４３】＜第２実施例＞図４は本実施例の金属配線
基板を用いたＴＦＴを示す平面図であり、図５は図４の
ＴＦＴのＡ−Ａ’線による断面図であり、図６は図４の
ＴＦＴの製造工程を示す図である。
基板を用いたＴＦＴを示す平面図であり、図５は図４の
ＴＦＴのＡ−Ａ’線による断面図であり、図６は図４の
ＴＦＴの製造工程を示す図である。
【００４４】このＴＦＴは、図４及び図５に示すよう
に、最下層である絶縁性基板としてのガラス基板１上
に、基板保護膜２ｂが形成され、この基板保護膜２ｂの
表面にＮがドープされたＮドープ層２ｃが形成されてい
る。更に、このＮドープ層２ｃの上に、Ｔａ又はＮｂか
らなるゲート配線４（ゲート電極３を含む）が配設さ
れ、ゲート配線４（ゲート電極３を含む）上に第１の絶
縁膜５が形成されている。本実施例の金属配線基板は、
ガラス基板１、Ｎドープ層２ｃを有する基板保護膜２
ｂ、ゲート配線４（ゲート電極３を含む）及び第１の絶
縁膜５から構成される。ＴＦＴを構成する他の部分は金
属配線基板上に第１実施例と同様に形成されている。
に、最下層である絶縁性基板としてのガラス基板１上
に、基板保護膜２ｂが形成され、この基板保護膜２ｂの
表面にＮがドープされたＮドープ層２ｃが形成されてい
る。更に、このＮドープ層２ｃの上に、Ｔａ又はＮｂか
らなるゲート配線４（ゲート電極３を含む）が配設さ
れ、ゲート配線４（ゲート電極３を含む）上に第１の絶
縁膜５が形成されている。本実施例の金属配線基板は、
ガラス基板１、Ｎドープ層２ｃを有する基板保護膜２
ｂ、ゲート配線４（ゲート電極３を含む）及び第１の絶
縁膜５から構成される。ＴＦＴを構成する他の部分は金
属配線基板上に第１実施例と同様に形成されている。
【００４５】上記ＴＦＴの製造方法は、図６に示すよう
に、先ず、ガラス基板１の表面にＳｉＯ2、ＳｉＮx又は
Ｔａ2０5膜を形成して基板保護膜２ｂとし、この基板保
護膜２ｂの表面にイオンドーピング法又はプラズマドー
ピング法によりＮを打ち込み、Ｎドープ層２ｃを形成す
る。このＮドープ層２ｃの上にゲート配線４（ゲート電
極３を含む）以下を第１実施例と同様に形成する。
に、先ず、ガラス基板１の表面にＳｉＯ2、ＳｉＮx又は
Ｔａ2０5膜を形成して基板保護膜２ｂとし、この基板保
護膜２ｂの表面にイオンドーピング法又はプラズマドー
ピング法によりＮを打ち込み、Ｎドープ層２ｃを形成す
る。このＮドープ層２ｃの上にゲート配線４（ゲート電
極３を含む）以下を第１実施例と同様に形成する。
【００４６】本発明の金属配線基板はＮドープ層２ｃを
有するので、ゲート配線４（ゲート電極３を含む）の上
表面を陽極酸化するときに、基板保護膜２ｂへＴａイオ
ン或はＮｂイオンなどが侵入するのを防ぎ、基板保護膜
２ｂの絶縁性の低下を防ぐことができる。その結果、エ
ージングにおける液晶表示装置の点欠陥発生を防止で
き、第１実施例と同様の効果が得られる。
有するので、ゲート配線４（ゲート電極３を含む）の上
表面を陽極酸化するときに、基板保護膜２ｂへＴａイオ
ン或はＮｂイオンなどが侵入するのを防ぎ、基板保護膜
２ｂの絶縁性の低下を防ぐことができる。その結果、エ
ージングにおける液晶表示装置の点欠陥発生を防止で
き、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００４７】金属配線材料にＴａを用いた場合は、この
ＴＦＴの製造工程におけるＮドープ層２ｃの表面にスパ
ッタリング法によってＴａを被着させる初期段階に於
て、基板保護膜２ｂ表面のＮドープ層２ｃよりＴａ膜中
にＮが自動的にドーピングされてα−Ｔａ層が薄く形成
される。このα−Ｔａ層上に形成されるＴａ層は、第１
実施例と同様にエピタキシャル的に成長してα−Ｔａと
なり、且つ不純物を含まない。よって、製造工程が複雑
化することなく、低比抵抗なゲート配線４（ゲート電極
３を含む）が得られ、第１実施例と同様の効果が得られ
る。
ＴＦＴの製造工程におけるＮドープ層２ｃの表面にスパ
ッタリング法によってＴａを被着させる初期段階に於
て、基板保護膜２ｂ表面のＮドープ層２ｃよりＴａ膜中
にＮが自動的にドーピングされてα−Ｔａ層が薄く形成
される。このα−Ｔａ層上に形成されるＴａ層は、第１
実施例と同様にエピタキシャル的に成長してα−Ｔａと
なり、且つ不純物を含まない。よって、製造工程が複雑
化することなく、低比抵抗なゲート配線４（ゲート電極
３を含む）が得られ、第１実施例と同様の効果が得られ
る。
【００４８】＜第３実施例＞図７は本実施例の金属配線
基板を用いたＴＦＴを示す平面図であり、図８は図７の
ＴＦＴのＡ−Ａ’線による断面図である。
基板を用いたＴＦＴを示す平面図であり、図８は図７の
ＴＦＴのＡ−Ａ’線による断面図である。
【００４９】このＴＦＴは、図７及び図８に示すよう
に、最下層である絶縁性基板としてのガラス基板１上
に、Ｎを含んだ基板保護膜２ｄが形成されている。この
基板保護膜２ｄの上に、Ｔａ又はＮｂからなるゲート配
線４（ゲート電極３を含む）が配設され、ゲート配線４
（ゲート電極３を含む）上に第１の絶縁膜５が形成され
ている。本実施例の金属配線基板は、ガラス基板１、基
板保護膜２ｄ、ゲート配線４（ゲート電極３を含む）及
び第１の絶縁膜５から構成される。ＴＦＴを構成する他
の部分は金属配線基板上に第１実施例と同様に形成され
ている。
に、最下層である絶縁性基板としてのガラス基板１上
に、Ｎを含んだ基板保護膜２ｄが形成されている。この
基板保護膜２ｄの上に、Ｔａ又はＮｂからなるゲート配
線４（ゲート電極３を含む）が配設され、ゲート配線４
（ゲート電極３を含む）上に第１の絶縁膜５が形成され
ている。本実施例の金属配線基板は、ガラス基板１、基
板保護膜２ｄ、ゲート配線４（ゲート電極３を含む）及
び第１の絶縁膜５から構成される。ＴＦＴを構成する他
の部分は金属配線基板上に第１実施例と同様に形成され
ている。
【００５０】上記ＴＦＴの製造方法は、先ず、ガラス基
板１の表面に、Ｎを含んだＳｉＯ2、ＳｉＮx又はＴａ2
０5からなる基板保護膜２ｄを形成した後、この基板保
護膜２ｄの上にゲート配線４（ゲート電極３を含む）以
下を第１実施例同様に形成する。
板１の表面に、Ｎを含んだＳｉＯ2、ＳｉＮx又はＴａ2
０5からなる基板保護膜２ｄを形成した後、この基板保
護膜２ｄの上にゲート配線４（ゲート電極３を含む）以
下を第１実施例同様に形成する。
【００５１】本実施例の金属配線基板の基板保護膜２ｄ
はＮを含んでいるので、ゲート配線４（ゲート電極３を
含む）の表面を陽極酸化するときに、基板保護膜２ｄへ
Ｔａイオン或はＮｂイオンなどが侵入するのを防ぎ、基
板保護膜２ｄの絶縁性の低下を防ぐことができる。その
結果、上記第１及び第２実施例と同様の効果が得られ
る。
はＮを含んでいるので、ゲート配線４（ゲート電極３を
含む）の表面を陽極酸化するときに、基板保護膜２ｄへ
Ｔａイオン或はＮｂイオンなどが侵入するのを防ぎ、基
板保護膜２ｄの絶縁性の低下を防ぐことができる。その
結果、上記第１及び第２実施例と同様の効果が得られ
る。
【００５２】金属配線材料にＴａを用いた場合は、製造
工程に於て、Ｎを含んだ基板保護膜２ｄの表面にＴａを
スパッタリング法によって被着させる初期段階に、基板
保護膜２ｄのＮが自動的にドーピングされてα−Ｔａ層
が薄く形成される。このα−Ｔａ層上に形成されるＴａ
層はエピタキシャル的に成長してα−Ｔａとなる。従っ
て、第１実施例と同様に、製造工程が複雑化することな
く、低比抵抗のゲート配線４（ゲート電極３を含む）が
得られ、画像品質を維持したまま、液晶表示装置の大型
化、及び高精細化を可能にする。
工程に於て、Ｎを含んだ基板保護膜２ｄの表面にＴａを
スパッタリング法によって被着させる初期段階に、基板
保護膜２ｄのＮが自動的にドーピングされてα−Ｔａ層
が薄く形成される。このα−Ｔａ層上に形成されるＴａ
層はエピタキシャル的に成長してα−Ｔａとなる。従っ
て、第１実施例と同様に、製造工程が複雑化することな
く、低比抵抗のゲート配線４（ゲート電極３を含む）が
得られ、画像品質を維持したまま、液晶表示装置の大型
化、及び高精細化を可能にする。
【００５３】＜第４実施例＞本実施例は、第３実施例の
ＴＦＴにおいて基板保護膜２ｄとしてＮを含んだＴａ2
０5を用い場合であり、他の構造及び材料は全て第３実
施例と同じである。
ＴＦＴにおいて基板保護膜２ｄとしてＮを含んだＴａ2
０5を用い場合であり、他の構造及び材料は全て第３実
施例と同じである。
【００５４】このＴＦＴの製造方法の一例を示す。
【００５５】先ず、ガラス基板１の表面に、例えばＡｒ
によるスパッタリング法を用いて、５００〜２０００オ
ングストロームの厚さのＴａ膜を形成する。このスパッ
タリングの際にＡｒ中に、分圧が約０．０５Ｐａ以下と
なるようにＮ2を導入する。このようにして形成された
Ｔａ膜を５００℃以上の温度でＯ2又はＯ2とＮ2との混
合物を用いて熱酸化して、基板保護膜２ｄであるＴａ2
０5を形成する。
によるスパッタリング法を用いて、５００〜２０００オ
ングストロームの厚さのＴａ膜を形成する。このスパッ
タリングの際にＡｒ中に、分圧が約０．０５Ｐａ以下と
なるようにＮ2を導入する。このようにして形成された
Ｔａ膜を５００℃以上の温度でＯ2又はＯ2とＮ2との混
合物を用いて熱酸化して、基板保護膜２ｄであるＴａ2
０5を形成する。
【００５６】次に、この様にして形成したＴａ2０5基板
保護膜２ｄ上にスパッタリング法により、例えば３００
０オングストロームのＴａ膜又はＮｂ膜を被着した後、
ゲート配線４（ゲート電極３を含む）にパターニングす
る。このゲート配線４（ゲート電極３を含む）の上表面
を陽極酸化して第１の絶縁膜５を形成する。
保護膜２ｄ上にスパッタリング法により、例えば３００
０オングストロームのＴａ膜又はＮｂ膜を被着した後、
ゲート配線４（ゲート電極３を含む）にパターニングす
る。このゲート配線４（ゲート電極３を含む）の上表面
を陽極酸化して第１の絶縁膜５を形成する。
【００５７】第２の絶縁膜以下は第１実施例と同様に製
造する。
造する。
【００５８】Ｎ2を含んだＡｒを用いてスパッタリング
法によりＴａ膜を成膜する場合に、形成されるＴａ膜の
比抵抗は図９に示すように変化することが知られてい
る。更に、比抵抗の異なるＴａ膜を熱酸化して得られる
Ｔａ2０5膜を基板保護膜２ｄとして、その上に形成され
たゲート配線４（ゲート電極３を含む）となるＴａ膜を
本実施例と同様の条件で陽極酸化すると、比抵抗が２２
０μΩｃｍ以上のＴａ膜から得られるＴａ2０5基板保護
膜２ｄは、基板保護膜２ｄの絶縁性が低下することが分
かっている。
法によりＴａ膜を成膜する場合に、形成されるＴａ膜の
比抵抗は図９に示すように変化することが知られてい
る。更に、比抵抗の異なるＴａ膜を熱酸化して得られる
Ｔａ2０5膜を基板保護膜２ｄとして、その上に形成され
たゲート配線４（ゲート電極３を含む）となるＴａ膜を
本実施例と同様の条件で陽極酸化すると、比抵抗が２２
０μΩｃｍ以上のＴａ膜から得られるＴａ2０5基板保護
膜２ｄは、基板保護膜２ｄの絶縁性が低下することが分
かっている。
【００５９】本実施例ではスパッタリングにおけるＮ2
の分圧が約０．０５Ｐａ以下であるので、成膜されるＴ
ａ膜の比抵抗は２２０μΩｃｍより小さくなる。よっ
て、本実施例の基板保護膜２ｄは、ゲート配線４（ゲー
ト電極３を含む）を形成する際に行う陽極酸化において
も絶縁性は低下しない。その結果、液晶表示装置におい
て点欠陥の発生を防止し、表示画像の品質を向上でき
る。
の分圧が約０．０５Ｐａ以下であるので、成膜されるＴ
ａ膜の比抵抗は２２０μΩｃｍより小さくなる。よっ
て、本実施例の基板保護膜２ｄは、ゲート配線４（ゲー
ト電極３を含む）を形成する際に行う陽極酸化において
も絶縁性は低下しない。その結果、液晶表示装置におい
て点欠陥の発生を防止し、表示画像の品質を向上でき
る。
【００６０】＜第５実施例＞図１０は本実施例の金属配
線基板を用いたＭＩＭ（金属−絶縁体−金属）素子を示
す平面図であり、図１１は図１０のＢ−Ｂ’線による断
面図である。
線基板を用いたＭＩＭ（金属−絶縁体−金属）素子を示
す平面図であり、図１１は図１０のＢ−Ｂ’線による断
面図である。
【００６１】このＭＩＭ素子は、透明な絶縁性基板とし
てのガラス基板２１上にマトリクス状に配設され、液晶
表示装置のスイッチング素子として働いている。
てのガラス基板２１上にマトリクス状に配設され、液晶
表示装置のスイッチング素子として働いている。
【００６２】このＭＩＭ素子は、図１０及び図１１に示
すように、最下層であるガラス基板２１の表面にＮをド
ープしてＮドープ層２２ａが形成され、このＮドープ層
２２ａの上にＴａ又はＮｄからなる走査線２４が形成さ
れている。この走査線２４は分岐したＭＩＭ素子の第１
の電極２３を有しており、この走査線２４（第１の電極
２３を含む）の上表面には絶縁膜２５が形成されてい
る。本実施例の金属配線基板は、Ｎドープ層２２ａを有
するガラス基板２１、走査線２４（第１の電極２３を含
む）及び絶縁膜２５から構成される。この金属配線基板
上には、絶縁膜２５を挟んで第１の電極２３と一部重な
るようにＴｉ、Ｃｒ（クロム）、又はＡｌ（アルミニウ
ム）からなる第２の電極２６が形成されている。更に、
第２の電極２６と接するように酸化インジウムなどから
なる透明な絵素電極２７が形成されている。
すように、最下層であるガラス基板２１の表面にＮをド
ープしてＮドープ層２２ａが形成され、このＮドープ層
２２ａの上にＴａ又はＮｄからなる走査線２４が形成さ
れている。この走査線２４は分岐したＭＩＭ素子の第１
の電極２３を有しており、この走査線２４（第１の電極
２３を含む）の上表面には絶縁膜２５が形成されてい
る。本実施例の金属配線基板は、Ｎドープ層２２ａを有
するガラス基板２１、走査線２４（第１の電極２３を含
む）及び絶縁膜２５から構成される。この金属配線基板
上には、絶縁膜２５を挟んで第１の電極２３と一部重な
るようにＴｉ、Ｃｒ（クロム）、又はＡｌ（アルミニウ
ム）からなる第２の電極２６が形成されている。更に、
第２の電極２６と接するように酸化インジウムなどから
なる透明な絵素電極２７が形成されている。
【００６３】図１２は上述のような構造を持つＭＩＭ素
子の製造工程を示す図である。図１２を参照して本実施
例のＭＩＭ素子の製造方法を述べる。
子の製造工程を示す図である。図１２を参照して本実施
例のＭＩＭ素子の製造方法を述べる。
【００６４】先ず、図１２（ａ）に示す様に、ガラス基
板２１の表面にイオンドーピング法又はプラズマドーピ
ング法によりＮを打ち込みＮドープ層２２ａを形成す
る。
板２１の表面にイオンドーピング法又はプラズマドーピ
ング法によりＮを打ち込みＮドープ層２２ａを形成す
る。
【００６５】次に、図１２（ｂ）に示すように、上記ガ
ラス基板２１にスパッタリング法により、例えば３００
０オングストロームの厚みのＴａ膜又はＮｂ膜を被着す
る。このＴａ層又はＮｂ層の表面をホトレジスト膜から
なるマスクで覆ってエッチングを行い、図１０に示すよ
うなパターンの走査線２４（第１の電極２３を含む）を
形成する。
ラス基板２１にスパッタリング法により、例えば３００
０オングストロームの厚みのＴａ膜又はＮｂ膜を被着す
る。このＴａ層又はＮｂ層の表面をホトレジスト膜から
なるマスクで覆ってエッチングを行い、図１０に示すよ
うなパターンの走査線２４（第１の電極２３を含む）を
形成する。
【００６６】その後、図１２（ｃ）に示すように、走査
線２４（第１の電極２３を含む）の上表面を陽極酸化し
て絶縁膜２５を形成する。
線２４（第１の電極２３を含む）の上表面を陽極酸化し
て絶縁膜２５を形成する。
【００６７】次に、図１２（ｄ）に示すように、スパッ
タリング法によって、例えば３０００オングストローム
の厚みでＴｉ、Ｃｒ、又はＡｌを被着させ、第２の電極
を形成する。
タリング法によって、例えば３０００オングストローム
の厚みでＴｉ、Ｃｒ、又はＡｌを被着させ、第２の電極
を形成する。
【００６８】最後に、第２の電極２６と一部重なるよう
に酸化インジウム膜を、例えば１０００オングストロー
ムの厚みでスパッタリング法によって被着した後、絵素
電極２７を形成すれば、本実施例の金属配線基板を用い
たＭＩＭ素子が得られる。
に酸化インジウム膜を、例えば１０００オングストロー
ムの厚みでスパッタリング法によって被着した後、絵素
電極２７を形成すれば、本実施例の金属配線基板を用い
たＭＩＭ素子が得られる。
【００６９】本実施例においても、第１実施例と同様の
効果が得られる。
効果が得られる。
【００７０】尚、本発明の金属配線基板は、上述の実施
例に限られず、Ｔａ又はＮｂを主成分とした金属材料を
配線に用いた金属配線基板であれば、他の構造であって
もよい。
例に限られず、Ｔａ又はＮｂを主成分とした金属材料を
配線に用いた金属配線基板であれば、他の構造であって
もよい。
【００７１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の金属配線基板によれば、基板保護膜の絶縁性の低下を
防止することによって表示装置の点欠陥を低減し、その
結果、画像の品質を向上させ、液晶表示装置の高信頼化
を図ることができる。又、金属配線材料としてＴａを用
いれば、従来通りの工程で金属配線の低抵抗化を図るこ
とができ、表示装置における画像の品質を維持しつつ表
示装置の大型化及び高精細化を可能にする。より詳しく
は、基板保護膜の表面にＮを注入しているので、基板保
護膜の表面に金属膜をスパッタリング法により被着する
場合に、基板保護膜の表面はＮが飛び出しやすい状態に
でき、不純物Ｎを含むα−Ｔａからなる薄い膜に続い
て、不純物を含まない純粋なα−Ｔａを効率的に形成す
ることができ、低抵抗の金属配線を確実に得ることがで
きる。 また、金属配線の表面に陽極酸化した絶縁膜を形
成する際に、陽極酸化において溶け出すＴａイオン、Ｎ
ｂイオン等による影響を防ぐためにＴａ及びＮｂの酸化
物を作るが、基板保護膜の表面にＮを注入しているた
め、このＮが触媒的に作用してＴａ酸化物、Ｎｂ酸化物
を作りやすくなるので、陽極酸化するときにＴａイオ
ン、Ｎｂイオン等が基板保護膜に侵入するのを防いで、
基板保護膜の絶縁性が低下するのを防ぐことができ、金
属配線間の電気的リークを十分に防止できる。 特に、金
属配線であるＴａ膜の比抵抗を２２０μΩｃｍ以下にす
ると共に、このＴａ膜を熱酸化してＴａ 2 Ｏ 5 を主成分と
する絶縁膜からなる基板保護膜を金属配線の表面に形成
して絶縁性の低下を防止することができるので、金属配
線の低抵抗化と金属配線間の電気的リークの防止をより
一層図ることができる。 更には、イオンドーピング法又
はプラズマドーピング法により、基板保護膜の表層部に
のみＮを含有させると、基板保護膜の表層部はＮが飛び
出しやすい状態となるので、このＮの作用により、上述
した低抵抗の金属配線としての純粋なα−Ｔａの形成、
及び基板保護膜の絶縁性の低下防止をより一層図ること
ができる。
の金属配線基板によれば、基板保護膜の絶縁性の低下を
防止することによって表示装置の点欠陥を低減し、その
結果、画像の品質を向上させ、液晶表示装置の高信頼化
を図ることができる。又、金属配線材料としてＴａを用
いれば、従来通りの工程で金属配線の低抵抗化を図るこ
とができ、表示装置における画像の品質を維持しつつ表
示装置の大型化及び高精細化を可能にする。より詳しく
は、基板保護膜の表面にＮを注入しているので、基板保
護膜の表面に金属膜をスパッタリング法により被着する
場合に、基板保護膜の表面はＮが飛び出しやすい状態に
でき、不純物Ｎを含むα−Ｔａからなる薄い膜に続い
て、不純物を含まない純粋なα−Ｔａを効率的に形成す
ることができ、低抵抗の金属配線を確実に得ることがで
きる。 また、金属配線の表面に陽極酸化した絶縁膜を形
成する際に、陽極酸化において溶け出すＴａイオン、Ｎ
ｂイオン等による影響を防ぐためにＴａ及びＮｂの酸化
物を作るが、基板保護膜の表面にＮを注入しているた
め、このＮが触媒的に作用してＴａ酸化物、Ｎｂ酸化物
を作りやすくなるので、陽極酸化するときにＴａイオ
ン、Ｎｂイオン等が基板保護膜に侵入するのを防いで、
基板保護膜の絶縁性が低下するのを防ぐことができ、金
属配線間の電気的リークを十分に防止できる。 特に、金
属配線であるＴａ膜の比抵抗を２２０μΩｃｍ以下にす
ると共に、このＴａ膜を熱酸化してＴａ 2 Ｏ 5 を主成分と
する絶縁膜からなる基板保護膜を金属配線の表面に形成
して絶縁性の低下を防止することができるので、金属配
線の低抵抗化と金属配線間の電気的リークの防止をより
一層図ることができる。 更には、イオンドーピング法又
はプラズマドーピング法により、基板保護膜の表層部に
のみＮを含有させると、基板保護膜の表層部はＮが飛び
出しやすい状態となるので、このＮの作用により、上述
した低抵抗の金属配線としての純粋なα−Ｔａの形成、
及び基板保護膜の絶縁性の低下防止をより一層図ること
ができる。
【図１】第１実施例のＴＦＴを示す平面図である。
【図２】図１のＴＦＴのＡ−Ａ’線による断面図であ
る。
る。
【図３】図１のＴＦＴの製造工程を示す図である。
【図４】第２実施例のＴＦＴを示す平面図である。
【図５】図４のＴＦＴのＡ−Ａ’線による断面図であ
る。
る。
【図６】図４のＴＦＴの製造工程を示す図である。
【図７】第３実施例のＴＦＴを示す平面図である。
【図８】図７のＴＦＴのＡ−Ａ’線による断面図であ
る。
る。
【図９】スパッタリングによるＴａの成膜工程における
Ａｒ中のＮ２の分圧とＴａ膜の比抵抗の関係を表す図で
ある。
Ａｒ中のＮ２の分圧とＴａ膜の比抵抗の関係を表す図で
ある。
【図１０】第５実施例のＭＩＭ素子を示す平面図であ
る。
る。
【図１１】図１０のＭＩＭ素子のＢ−Ｂ’線による断面
図である。
図である。
【図１２】図１０のＭＩＭ素子の製造工程を示す図であ
る。
る。
【図１３】従来例のＴＦＴの平面図である。
【図１４】図１３のＴＦＴのＣ−Ｃ’線による断面図で
ある。
ある。
１ ガラス基板 ２ａ Ｎドープ層（ガラス基板表面） ２ｂ 基板保護膜 ２ｃ Ｎドープ層（基板保護膜表面） ２ｄ Ｎを含む基板保護膜 ３ ゲート電極 ４ ゲート配線 ５ 第１の絶縁膜 ６ 第２の絶縁膜 ７ 半導体層（ａ−Ｓｉ） ８ 第３の絶縁膜 ９、９’ 半導体層（Ｐドープａ−Ｓｉ） １０ ソース電極 １１ ソース配線 １２ ドレイン電極 １３ 絵素電極
フロントページの続き (72)発明者 永安 孝好 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 平田 貢祥 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 日比野 吉高 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 山本 智彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−152226（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−11663（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−64253（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−257123（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−298921（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−33246（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/136 500 C23C 14/02 C23C 14/18 G02F 1/1333 505 G02F 1/1343
Claims (6)
- 【請求項１】 基板と、該基板上に形成された基板保護
膜と、該基板保護膜上に配設された金属配線とを有する
金属配線基板において、該基板上に形成された基板保護膜は、ＳｉＯ 2 、ＳｉＮ X
及びＴａ 2 Ｏ 5 のうちの１つを主成分とする絶縁膜からな
ると共に、表面の一部又は全部 にＮが含有されており、該基板保護膜上に配設された金属配線は、該基板保護膜
のＮを注入した表面にＴａ及びＮｂのうちの１つを主成
分とする金属膜 をスパッタリング法により被着すること
によって形成されてなり、 該金属配線の表面には、該金属配線を陽極酸化した絶縁
膜が形成されていることを特徴とする 金属配線基板。 - 【請求項２】 前記基板保護膜は、Ｎを含んだガスを用
いたスパッタリング法により形成される比抵抗が２２０
μΩｃｍ以下のＴａ膜を熱酸化することにより得られる
Ｔａ 2 Ｏ 5 を主成分とする絶縁膜からなることを特徴とす
る請求項１記載の金属配線基板。 - 【請求項３】 前記基板保護膜は、イオンドーピング法
又はプラズマドーピング法により表層部にのみＮを含有
していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
金属配線基板。 - 【請求項４】 基板上にＳｉＯ2、ＳｉＮX及びＴａ2Ｏ5
のうちの１つを主成分とする絶縁膜からなり、表面の一
部又は全部にＮが注入された基板保護膜を形成する工程
と、 該基板保護膜のＮを注入した面にＴａ及びＮｂのうちの
１つを主成分とする金属膜をスパッタリング法により形
成し、パターニングして金属配線を形成する工程と、 該金属配線の表面を陽極酸化して絶縁膜を形成する工程
とを含む金属配線基板の製造方法。 - 【請求項５】 前記基板保護膜は、Ｔａ2Ｏ5を主成分と
し、Ｎを含んだガスを用いたスパッタリング法により比
抵抗が２２０μΩｃｍ以下のＴａ膜を形成し、該Ｔａ膜
を熱酸化してＴａ2Ｏ5となされた請求項４記載の金属配
線基板の製造方法。 - 【請求項６】 前記基板保護膜は、イオンドーピング法
又はプラズマドーピング法により表層部にのみＮが注入
されていることを特徴とする請求項４又は請求項５記載
の金属配線基板の製造方法。
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1993
- 1993-07-07 US US08/086,708 patent/US5434363A/en not_active Expired - Fee Related
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