WO1991002999A1 - Thin-film transistor substrate, method of producing the same, liquid crystal display panel, and liquid crystal display device - Google Patents

Description

明 糸田 書 薄膜トラ ンジスタ基板、 その製造方法、 液晶表示パネ ル及ぴ液晶表示装置

〔技術分野〕

本発明は、 薄膜 ト ラ ンジスタ （以下 T F Tと略す） を使用 したアクティ ブマ ト リ ク ス躯動形の T F T基板、 その製造方法、 陽極酸化方法及び上記 T F T基板を用 いた液晶表示パネル並びにその液晶表示パネルを用い た液晶表示装置に関する。

〔背景技術〕

非晶質シ リ コ ン （以下 a — S i と唣す） T F Tを用 い、 ゲー ト電極を A £ と し、 これを陽極酸化と して得 られる A £ ₂0₃をゲー ト絶縁膜の一部と した液晶表示 パネル用の T F T基板の例を第 2 図に示す。 第 2 図

( a ) 、 同図 （ b ) 、 同図 （ c ) は各々 T F T基板の 等価回路図、 平面図、 断面図を示すものである。 G i、 G₂はゲー ト端子、 G 、 G₂' はゲー ト配線、 Di、 D₂はド レ イ ン端子、 Tu, T₁₂、 T_zl、 Τ₂₂は T F T、 L Cは液晶、 V comはカラーフィ ルタ基板側に設 けられる共通端子を示す。 また、 1 0は基板、 1 2 ' は A £ 、 1 3 は Α β ₂0₃、 1 4は S i N、 1 7は透明 電極 （画素電極） 、 1 5はノ ン ドープ a — S i ( i ) 、 1 6はリ ンを ドープした水素化非晶質シ リ コ ン （以下 . a — S i ( n ⁺) と略す） 、 1 8 は信号配線、 1 8 ' はソース電極であ り、 a — S i ( n ⁺) T F Tと画素 電極と を接続している。 第 2図中境界線 fi iは化成境 界線で陽極酸化を行なう領域とそうでない領域の境界 を示すもので、 境界線 ェよ り右の領域は陽極酸化を 行なう領域であ り、 左は行なわない領域である。

また、 従来の T F T基板のゲー ト電極近傍では、 第 3 2図 （ a ) 、 （ b ) に示すような構造が用いられて いた。 第 3 2図 （ a ) はゲー ト電極近傍の平面図、 同 図 （ b ) はその A A ' 線断面図である。 同図において、 1 0は基板、 1 1 は C r 、 1 2 ' は A l 、 1 4は S i N 、 1 5 ' は a — S i 、 5 5はソース電極、 1 8はド レイ ン電極を兼ねる信号配線、 1 7 は画素電極となる 透明電極を示す。

同図に示すよう に従来はゲー ト電極に C r を用い、 ゲー ト絶緣膜には S i Nが用い られている。 一方、 ゲ ー ト配線には C r と Α β との 2層の金属が使用されて いる。 このよ う にゲー ト電極とゲー ト配線とが異なつ た材料で形成されている理由を以下に説明する。

先ず、 ゲー ト電極の金属は基板との接着性が良いこ と、 表面に凹凸が無いこと とゲー ト絶縁膜である S i Nを形成する過程で変質しないことが条件になる。 こ の条件と しては C r が適している。 一方、 ゲー ト配線 は抵抗の低いことが要求される。 C rは A £ に比較し て固有抵抗率が一桁以上高く 、 ゲー ト配線には適して いない。 逆に A β はヒ ロヅク が発生しやすく 、 表面に 針状に凸形になった欠陥が出来やすい。 さ らにゲー ト 絶縁膜である S i N (通常、 プラズマ C V D法で基板 温度 2 0 0〜 3 5 0 で堆積される） の形成工程でこ のヒ ロックが成長するという問題があ り、 ゲー ト電極 には使用できない。 従って、 従来はゲー ト電極に C r、 ゲ一 ト配線には C r と Α β との 2層構造の金属を用い ていた。

一方、 従来技術と して、 T aや Α β の陽極酸化技術 がある。 （例えば、 電気化学便覽 （丸善） 昭和 3 9年 1 2月発行、 第 8 7 4〜 8 9 2頁参照）。 これは金属 の表面を電気化学的に酸化する技術であ り、 従来、 キ ャパシタゃ表面コ一 卜に使われているものである。

この技術による酸化膜 （絶緣膜） の利点はゴミ によ る欠陥が生じにく い点にある。 このため、 この技術を T F Tに利用 した従来技術がある （特開昭 58— 147069 号、 特開昭 61- 133662号） 。

なお、 本発明に関連する従来技術と しては、 陽極酸 化に関するものと して特開昭 63— 164号、 蓄積容量に 関するものと して特開昭 58— 90770号、 特開昭 58— 93092号を挙げることができる。

しかしながら、 上記従来技術は、 ゲー ト端子ゃゲ一 卜電極に Α β を用い、 一部のみを陽極酸化して用いる ¼

ため、 次のような問題があった。

( 1 ) 第 2図に示すような従来の T F T基板はゲ一 ト端子にも Α β を使用 している。 通常、 T F T基板の ゲー ト端子は大気中にさ らされた状態で使用される。 Α β は電蝕等変質しやすく 、 Α β をゲー ト端子に使用 するこ とは T F Τパネルの信頼性を損なう。

( 2 ) A £ は熱ス ト レスによってホイス力と呼ばれ る棒状の結晶ゃヒ ロ ッ クが発生し、 表面の凹凸を引き 起こすために望まし く ない。 特にホイ ス力は数 1 0 ； t mのひげ状の欠陥であ り、 電極間短絡等の原因とな る。

このよう に、 上記従来技術はゲー 卜端子の信頼性、 あるいは欠陥発生等による製造時の歩留の面で問題が め つ 7こ 。

また、 （ 3 ) ゲー ト配線はその端部において、 外部 回路と電気的に接続しなければならない。 そのためこ の部分を陽極酸化しないよう にする工夫が必要である。 レジス トでこの部分を被覆するこ と によ り、 化成液に 直接触れないよう にすることが考えられる。 しかし、 この時レジス トの静電破壤に起因する現象によ り、 レ ジス ト端に沿って A β が切れるという問題があった。 ( 4 ) 陽極酸化用マスク と して、 ポジ型ホ ト レジス ト を用いた場合、 Α β パタ ーンと陽極酸化用マスクパタ ーンとの交点において、 Α β が溶け出す等の欠陥が発 生する という問題があった。

( 4 ) T F Tの相互コンダクタ ンス g mからは Α β ₂ 〇 ₃の膜厚は出来るだけ薄いこと が望まれる。 一方で は静電破壊耐圧の点からは厚いこ とが望まれる。 この 膜厚の最適化がなされていないという問題があっ た。

〔発明の開示〕

本発明の第 1 の目的は、 信頼性が高く、 製造の際の 歩留の向上した T F T基板を提供するこ と にある。

本発明の第 2の目的は、 このような T F T基板の製 造方法を提供する こ と にある。

本発明の第 3 の目的は、 この T F T基板を用いた液 晶表示パネルを提供するこ と にある。

本発明の第 4 の目的は、 陽極酸化の際に Α βパター ンに欠陥が生じない陽極酸化方法を提供する こ と にあ る。

本発明の第 5の目的は、 上記の液晶表示パネルを用 いた液晶表示装置を提供するこ と にある。

上記第 1 の目的は、 〔 1 〕 絶縁性基板上に配置され た複数のゲー ト端子と、 ； ΐれに電気的に接続する複数 のゲー 卜配線と、 該複数のゲー 卜配線と交差して配置 された複数の信号配線と、 マ ト リ ク ス状に配置された 複数個の薄膜 卜ランジスタ と、 複数個の薄膜容量と を 少なく とも有する薄膜トランジスタ基板において、 該 ゲー ト端子は少な く とも ク ロム又はタ ンタルからなる 層を有し、 該ゲー ト配線、 該薄膜トランジスタ のゲー 卜電極及び該薄膜容量よ り構成されるゲー ト配線パタ —ンは、 アルミ ニウム又はアルミ ニウムを主成分とす る金属からな り、 該ゲート配線パタ ーンの表面の所望 の部分は陽極酸化膜にょ リ被覆されていること を特徴 とする薄膜卜ランジスタ基板、 〔 2〕 上記 1記載の薄 膜トランジスタ基板において、 上記ゲー ト配線は、 上 記ゲー ト端子の先端上部でそれと接続するこ と を特徴 とする薄膜トランジスタ基板、 〔 3〕 上記 2記載の薄 膜トランジスタ基板において、 上記ゲー ト配線の上記 ゲ一 卜端子との接続部は、 線頓 2 0 ya m以下のス 卜ラ イブ状のパターンであること を特徴とする薄膜トラン ジスタ基板、 〔4〕 上記 1記載の薄膜ト ランジスタ基 板において、 上記アルミ ニウムを主成分とする金属は、 アルミ ニウムを主成分と し、 P d又は S i を含む金属 であるこ と を特徵どする薄膜 トランジスタ基板、 〔 5〕 上記 1記載の薄膜トランジスタ基板において、 上記薄 膜ト ランジスタ を構成する半導体層が非晶質シ リ コ ン からな リ 、 ゲー ト絶緣膜が上記陽極酸化膜と窒化シ リ コン膜とよ りなること を特徴とする薄膜トランジスタ 基板、 〔 6〕 上記 1記載の薄膜トランジスタ基板にお いて、 上記陽極酸化膜は 1 1 0 0 Aから 220 0 Aの 範囲の厚さであるこ と を特徴とする薄膜 卜ランジスタ 基板、 〔 7〕 絶縁性基板と、 該絶縁性基板上に配置さ れた複数のゲー ト端子と、 該複数のゲー ト端子に電気 的に接続された複数のゲ一 卜配線と、 該複数のゲー ト 配線と交差して配置された複数の信号配線と、 複数の 薄膜 トラ ンジスタ と、 複数の薄膜容量と を有する薄膜 トランジスタ基板において、 上記ゲー ト配線及び上記 薄膜 ト ランジスタ のゲ一 卜電極がアルミ ニゥム又はァ ルミ 二ゥムを主成分とする金属からな り、 上記薄膜 卜 ランジスタ のゲー ト絶縁膜、 上記ゲー ト配線と上記信 号配線と の交差部の絶縁膜及び上記薄膜容量を構成す る誘電体膜からなる群の少な く とも一つの膜は、 上記 アルミ ニウム又はアルミ ニウムを主成分とする金属の 陽極酸化膜を含む膜であ り、 該陽極酸化膜の膜厚は

1 1 0 0 から 2 2 0 0 Aの範囲の厚みである こ と を特 徴とする薄膜 トラ ンジスタ基板、 [ 8〕 上記 7記載の 薄膜 トランジスタ基板において、 上記ゲー ト端子はク ロムよ り なる層を含む導電体層からなる こ と を特徴と する薄膜 卜ランジスタ基板、 〔 9 〕 上記 7記載の薄膜 トラ ンジスタ基板において、 上記薄膜 トラ ンジスタ の ゲー ト絶緣膜は、 上記陽極酸化膜及び該陽極酸化膜と 異なる種類の絶縁膜の複合膜である こ と を特徴とする 薄膜 トラ ンジスタ基板、 〔 1 0〕 上記 9記載の薄膜 ト ランジスタ基板において、 上記異なる種類の絶縁膜が 窒化シ リ コ ン膜であ り、 その膜厚が 1 2 0 0 から 2 0 0 O Aの範囲である こ と を特徴とする薄膜 ト ラ ン S

ジスタ基板、 〔 1 1〕 上記 9記載の薄膜トランジスタ 基板において、 上記異なる種類の絶緣膜が酸化シリ コ ン膜であ り、 その膜厚が 1 2 0 0から 2 0 0 0 Aの範 囲であるこ と を特徴とする薄膜トランジスタ基板、

〔 1 2〕 上記 7記載の薄膜トランジスタ基板において、 上記薄膜 トランジスタ の活性層を構成する材料が水素 化非晶賓シ リ コ ンであるこ と を特徴とする薄膜 トラ ン ジスタ基板、 〔 1 3〕 上記 7記載の薄膜トランジスタ 基板において、 上記ゲー ト配線と上記信号配線との交 差部の絶縁膜が上記陽極酸化膜、 上記陽極酸化膜と異 なる材質の絶縁膜、 水素化非晶質シリ コン膜からなる ことを特徴とする薄膜トランジスタ基板、 〔 1 4〕 上 記 7記載の薄膜トランジスタ基板において、 上記薄膜 容量を構成する誘電体膜が上記陽極酸化膜、 上記陽極 酸化膜と異なる材貧の絶縁膜からなること を特徵とす る薄膜トランジスタ基板、 〔 1 5〕 上記 7記載の薄膜 トラ ンジスタ基板において、 上記薄膜容量を構成する 誘電体膜が上記陽極酸化膜からなる こ と を特徴とする 薄膜トランジスタ基板、 〔 1 6〕 上記 7記載の薄膜卜 ランジスタ基板において、 上記ゲー ト配線は、 上記ゲ ー ト端子の先端上部でそれと接続する こ と を特徴とす る薄膜 トランジスタ基板、 〔 1 7〕 上記 1 6記載の薄 膜トランジスタ基板において、 上記ゲー ト配線の上記 ゲー ト端子と の接続部は、 線輻 2 0 μ πι以下のス トラ イブ状のパターンであるこ と を特徴とする薄膜トラン ジスタ基板、 〔 1 8〕 上記 1 6記載の薄膜 卜ランジス タ基板において、 上記ゲー ト配線の上記ゲー ト端子と の接続部は、 線幅 1 0 # m以下のス トライプ状のパタ ーンであること を特徴とする薄膜トランジスタ基板に よつて達成される。

上記第 2の目的は、 〔 1 9〕 基板上に、 ク ロム又は タ ンタルよ りなるゲー ト端子を形成する第 1工程、 該 ゲー ト端子と接続するゲー ト配線、 薄膜 ト ラ ンジスタ のゲー ト電極及び薄膜容量よ り構成されるゲー ト配線 ノヽ。ターンをアルミ ニウム又はアルミ ニ ウムを主成分と する金属によ り形成する第 2工程、 少なく とも該ゲー ト端子及び該ゲー 卜端子と該ゲー 卜配線との接続部を ホ 卜 レジス 卜によ り被覆する第 3工程及び該ゲー ト配 線パタ ーンを陽極酸化し、 該ゲー ト配線パターンの所 望の部分の表面を陽極酸化膜とする第 4工程を少なく とも有するこ と を特徴とする薄膜トランジスタ基板の 製造方法、 〔 2 0〕 上記 1 9記載の薄膜トランジスタ 基板の製造方法において、 上記第 3工程は、 ホ ト レジ ス トの塗布、 前熱処理、 露光、 後熱処理、 現像の工程 を含むこ と を特徴とする薄膜 ト ランジスタ基板の製造 方法、 〔 2 1〕 上記 1 9記載の薄膜トラ ンジスタ基板 の製造方法において、 上記第 4工程は、 定電流で陽極 酸化を行なう工程と定電圧で陽極酸化を行なう工程を 有するこ と を特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造 方法、 〔 2 2〕 上記 1 9記載の薄膜トラ ンジスタ基板 の製造方法において、 上記ゲー ト配線パターンは、 そ れを構成する各部分が所望の部分ごとに共通に接続さ れ、 互いに接続しない 2以上のパターンであ り、 上記 第 4工程は各々のパターンごとに異なる電圧で陽極酸 化を行なう こ とを特徵とする薄膜トランジスタ基板の 製造方法、 〔 2 3〕 上記 1 9記載の薄膜トランジスタ 基板の製造方法において、 上記第 4工程の後に、 陽極 酸化膜を 2 0 CTCから 3 5 0 °Cの範囲の温度で熱処理 する第 5工程を有するこ と を特徴とする薄膜トランジ スタ基板の製造方法、 〔 2 4〕 上記 1 9記載の薄膜卜 ランジスタ基板の製造方法において、 上記アルミ ニゥ ムを主成分とする金属は、 アルミ ニウムを主成分と し、 P d又は S i を含む金属であるこ と を特徴とする薄膜 トランジスタ基板の製造方法、 〔 2 5〕 上記 1 9記載 の薄膜ト ランジスタ基板の製造方法において、 上記第 4工程によ り表面に陽極酸化膜が形成される所望の部 分は、 少なく とも上記薄膜トランジスタ のゲー ト電極、 上記薄膜容量及び上記ゲー ト配線の信号配線と交差す る部分であること を特徴とする薄膜トランジスタ基板 の製造方法、 〔 2 6〕 絶縁性基板上に、 少なく とも複 数のゲー ト配線と複数の薄膜トランジスタ のゲ一 ト電 極とを含むパターンをアルミ ニゥム又はアルミ ニゥム / 1

を主成分とする金属によ り形成し、 該アルミ ニウム又 はアルミ ニウムを主成分とする金属の所望の部分を陽 極酸化して陽極酸化膜とする薄膜トランジスタ基板の 製造方法において、 上記陽極酸化膜の膜厚は 1 1 0 0 から 2 2 0 0 Aの範囲の厚みであ り、 上記陽極酸化は 上記薄膜ト ランジスタ のゲー ト電極、 上記ゲー ト配線 の信号配線との交差部、 薄膜容量の少なく ともいずれ かのみに行なう こと を特徴とする薄膜トランジスタ基 板の製造方法、 〔 2 7〕 上記 2 6記載の薄膜トランジ スタ基板の製造方法において、 上記ゲー ト配線はク ロ ムからなるゲー ト端子と電気的に接続し、 上記陽極酸 化は該ゲー ト端子を通して電圧が印加されるこ と を特 徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法によって達 成される。

上記第 3 の目的は、 〔 2 8〕 （ 1 ) 絶縁性基板上に 配置され、 少なく ともク ロム又はタンタルからなる層 を有する複数のゲー ト端子と、 これに電気的に接続す る複数のゲー ト配線と、 該複数のゲー ト配線と交差し て配置された複数の信号配線と、 マ ト リ クス状に配置 された複数個の薄膜トランジスタ と、 複数個の薄膜容 量と を少な く とも有し、 該ゲー ト配線、 該薄膜トラン ジスタ のゲー ト電極及び該薄膜容量よ り構成されるゲ ー ト配線パタ ーンは、 アルミ ニウム又はアルミ ニウム を主成分とする金属からな り、 該ゲー ト配線パターン J≥

の表面の所望の部分は陽極酸化膜によ リ被覆されてい る薄膜トランジスタ基板、 （ 2 ) それに対向して配置 された、 少なく とも対向電極を持つ透光性基板及び ( 3 ) それらの間に配置された液晶を有するこ と を特 徴とする液晶表示パネル、 〔 2 9〕 （ 1 ) 絶緣性基板 と、 該絶緣性基板上に配置された複数のゲー 卜端子と、 該複数のゲー ト端子に電気的に接続された複数のゲ一 卜配線と、 該複数のゲ一 卜配線と交差して配置された 複数の信号配線と、 複数の薄膜卜ランジスタ と、 複数 の薄膜容量と を有し、 該ゲー 卜配線及び該薄膜卜ラ ン ジスタのゲ一 ト電極がアルミ ニウム又はアルミ ニウム を主成分とする金属からな り、 該薄膜トランジスタ の ゲー ト絶緣膜、 該ゲー ト配線と該信号配線との交差部 の絶縁膜及び該薄膜容量を構成する誘電体膜からなる 群の少なく とも一つの膜は、 該アルミ ニウム又はアル ミ ニゥムを主成分とする金属の陽極酸化膜を含む膜で あ り、 該陽極酸化膜の膜厚は 1 1 0 0から 2 2 0 0 A の範囲の厚みである薄膜トランジスタ基板、 （ 2 ) そ れに対向して配置された、 少なく とも対向電極を持つ 透光性基板及び （ 3 ) それらの間に配置された液晶を 有するこ と を特徴とする液晶表示パネルによって達成 される。

上記第 4の目的は、 〔 3 0〕 絶縁性基板上にアルミ ニゥム又はアルミ ニウムを主成分とする金属を所望の パタ ーンに形成する工程と、 上記所望のパターン上の 所望の領域上に選択酸化用マスク と してポジ型ホ ト レ ジス トパターンを形成する工程と、 上記所望のパター ン上へ陽極酸化によって酸化アルミ ニウムを形成する 工程と を少なく とも有する陽極酸化方法において、 上 記形成された酸化アルミ ニウムのパタ ーンの輪郭線と 上記所望のパタ ーン と の間で形成される角度で、 アル ミ ニゥム又はアルミ ニ ウムを主成分とする金属の露出 している側の角度 Θ は、 μ m単位で表わしたポジ型ホ ト レジス トの膜厚を Tとする と

Θ ≥ 1 1 0 - 2 0 Τ

なる条件でポジ型ホ ト レジス トパターンを形成するこ と を特徴とする陽極酸化方法、 〔 3 1〕 上記 3 0記載 の陽極酸化方法において、 上記ホ ト レジス トの膜厚を 1 . 5 m 以上と したこ と を特徴とする陽極酸化方 法、 〔 3 2〕 上記 3 0記載の陽極酸化方法において、 上記ホ ト レジス トのポス トべ一ク温度を 1 1 0 °Cから 1 6 0 °Cの範囲と したこと を特徴とする陽極酸化方法、 〔 3 3〕 上記 3 0記載の陽極酸化方法において、 上記 ホ ト レジス 卜のポス 卜べーク時間を 5 から 4 0分の範 囲と したこ と を特徴する陽極酸化方法、 〔 3 4〕 絶緣 性基板上にアルミ ニゥム又はアルミ 二ゥムを主成分と する金属を所望のパタ ーンに形成する工程と、 上記所 望のパターン上の所望の領域上に選択酸化用マスク と してネガ型ホ ト レジス トパターンを形成する工程と、 上記所望のパターン上へ陽極酸化によって酸化アルミ 二ゥムを形成する工程と を少なく とも有する陽極酸化 方法において、 上記形成された酸化アルミ ニウムのパ ターンの輪郭線と上記所望のパタ ーンとの間で形成さ れる角度で、 アルミ ニウム又はアルミ ニウムを主成分 とする金属の露出している側の角度 0 は、 9 0度よ り 小さい条件でネガ型ホ ト レジス トパターンを形成する こ と を特徴とする陽極酸化方法、 〔 3 5〕 上記 3 4記 載の陽極酸化方法において、 上記ホ ト レジス トの膜厚 を 1 .5 A m 以上と したこと を特徴とする陽極酸化方 法、 〔 3 6〕 上記 3 4記載の陽極酸化方法において、 上記ホ ト レジス トのポス トべーク温度を 1 1 0 °Cから 1 6 0 °Cの範囲と したこ と を特徴とする陽極酸化方法、 〔 3 7〕 上記 3 4記載の陽極酸化方法において、 上記 ホ 卜 レジス 卜のボス 卜べ一ク時間を 5 から 4 0分の範 囲と したこと を特徵する陽極酸化方法によって達成さ れる。

上記第 5の目的は、 〔 3 8〕 （ 1 ) 絶縁性基板上に 配置され、 少なく ともク ロム又はタ ンタルからなる層 を有する複数のゲー ト端子と、 これに電気的に接続す る複数のゲー ト配線と、 該複数のゲー ト配線と交差し て配置された複数の信号配線と、 マ ト リ ク ス状に配置 された複数個の薄膜トランジスタ と、 複数個の薄膜容 量と を少なく とも有し、 該ゲー ト配線、 該薄膜トラン ジスタ のゲー ト電極及び該薄膜容量よ リ構成されるゲ — ト配線パタ ーンは、 アルミ ニ ウム又はアルミ ニウム を主成分とする金属からな り、 該ゲー ト配線パターン の表面の所望の部分は陽極酸化膜によ り被覆されてい る薄膜 トランジスタ基板と、 それに対向して配置され た、 少な く とも対向電極を持つ透光性基板と， それら の間に配置された液晶と を有する液晶表示パネル、

( 2 ) 該液晶表示パネルに映像信号を与えるための映 像信号駆動回路、 （ 3 ) 該液晶表示パネルに走査信号 を与えるための走査回路並びに （ 4 ) 該映像信号駆動 回路及び該走査回路に液晶表示パネル用の情報を与え るための制御回路を有するこ と特徴とする液晶表示装 置、 〔 3 9〕 （ 1 ) 絶緣性基板と、 該絶縁性基板上に 配置された複数のゲー 卜端子と、 該複数のゲー ト端子 に電気的に接続された複数のゲ一 卜配線と、 該複数の ゲ一 卜配線と交差して配置された複数の信号配線と、 複数の薄膜 卜ランジスタ と、 複数の薄膜容量と を有し、 該ゲー ト配線及び該薄膜 ト ランジスタ のゲー ト電極が アルミ ニゥム又はアルミ 二ゥムを主成分とする金属か らな り、 該薄膜トランジスタ のゲー ト絶緣膜、 該ゲー ト配線と該信号配線との交差部の絶縁膜及び該薄膜容 量を構成する誘電体膜からなる群の少なく とも一つの 膜は、 該アルミ ニウム又はアルミ ニウムを主成分とす る金属の陽極酸化膜を含む膜であ り、 該陽極酸化膜の 膜厚は 1 1 0 0 から 2 2 0 0 Αの範囲の厚みである薄 膜トランジスタ基板と、 それに対向して配置された、 少なく とも対向電極を持つ透光性基板と、 それらの間 に配置された液晶と を有する液晶表示パネル、 （ 2 ) 該液晶表示パネルに映像信号を与えるための映像信号 駆動回路、 （ 3 ) 該液晶表示パネルに走査信号を与え るための走査回路並びに （ 4 ) 該映像信号駆動回路及 び該走査回路に液晶表示パネル用の情報を与えるため の制御回路を有するこ と特徴とする液晶表示装置によ つて達成される。

本発明において、 ゲー ト端子には C r又は T a を使 用し、 このゲー ト端子の先端部でゲー ト配線となる Α β 又は Α β を主成分とする金属と接続する。 A £ は 熱ス ト レスで変質しやすく、 熱ス ト レスに耐性をもた せるには Α ΰ に 1 % ( a t . %以下同じ） 以下の P d や S i を添加した金属を用いることが好ま しい。 以下、 このような Α β を Α β ( P d ) 、 A β ( S i ) と記載 する。 この Α β ( P d ) 、 A β ( S i ) は Α β と同様 に陽極酸化ができ、 純 Α β の場合と同様の Α β ₂〇₃を 形成できる。 1 %を越えた量の S i や P d を添加する ことは、 得られる Α β ₂0₃の耐圧が劣化するので望ま し く ない。 S i や P d の好ま しい添加量は、 0 . 0 1 %以上であ り、 特に 0 . 1 %から 0 . 3 %の範囲がよ /7

り好ま しい。 Α β ( P d ) と Α β ( S i ) との比較で は形成される陽極酸化膜は前者の方が約 3 0 %高く 、 A β ( P d ) の方がよ り好ま しい。

また、 T F Tのゲー ト絶縁膜と して A £ _z 0₃を用い る と き、 Α £ ₂0₃の膜厚は相互コ ンダク タ ンスの点か らはできるだけ薄いこ と が望ま し く 、 静電破壊耐圧の 点からは厚いこ と が望まれる。 よって、 好ま しい膜厚 は 1 1 0 0 Aから 2 2 0 0 Αの範囲であ り、 よ り好ま しい膜厚は 1 1 0 O Aから 2 1 0 O Aの範囲である。

これらの Α β ( P d ) 、 Α β ( S i ) はヒ ロ ッ ク耐 性は改善されるもののホイス力を防止する こ と ができ なかっ た。 検討した結果、 表 1 に示すよ う にホイ ス力 は配線幅が 2 0 m以下に細くする こ と によ リ防止で きる こ と が分かっ た。 通常、 Α β配線幅は 1 0 0 m 程度のものが多用されているが、 前述した C r又は T a と Α β 、 Α β ( P d ) 、 A β ( S i ) と の接続点 の線端を 2 0 ； t m以下の線幅を持つス ト ライ プ状にす る こ と が好ま しい。 これによ りホイ ス力の発生を完全 に防止できた。 また、 ス トライプの線幅は 5 m以上 とする こ と が好ま しい。

表 1

Α β線幅 ホイ ス力の密度

( A m ) ケ / μ )

7 0 5 X 1 0— ⁶ /B

3 0 3 1 0 "^e

2 0 0

1 0 0

本発明のよう に陽極酸化しょう とする場合に C r と A £ 又は A fi を主成分とする金属との 2種の金属があ ると、 化成液に C rや Α β 又は Α β を主成分とする金 属とが重なった部分が接触した場合、 この部分の C r が電池反応によ り溶出してしまい、 この部分が消滅し、 ゲー ト断線となる。 C r の代り に T a を用いた場合に は、 A β から A ώ ₂0₃へ変化する際の体積膨張率と T a から T a ₂0_sへ変化する際の体積膨張率とに差が あるために T a ₂ O_sと Α β ₂0₃との境界付近から剥離 が生じ、 ゲー ト断線の恐れがある。 従って、 このよう な部分をホ 卜 レジス トで完全に被覆した後に陽極酸化 を行なう必要がある。

さ らに、 本発明の T F Τ基板の製造方法において、 よ り好ま しい製造方法は、 陽極酸化の前に行なうホ ト レジスパターンの形成に際して、 ホ ト レジス トの後熱 処理 （ポス トべーク） を現像の前に行なう方法である。 すなわち、 通常ホ ト レジス トのパターンの形成は、

( 1 ) ホ ト レジス ト塗布

( 2 ) 前熱処理 （プリべーク）

( 3 ) 露光

( 4 ) 現像 ( 5 ) 後熱処理 （ボス 卜べーク）

の順に行なう。 この場合、 現像でホ ト レジス トが残つ たとき、 後熱処理でこの残渣を焼き固めてしまう 。 さ らに炉内の異物や基板周辺の異物が移動して酸化すベ き面に付着すると、 化成液は、 入リ込むこと ができず、 この部分に陽極酸化膜は形成できない。 従ってこの部 分は金属が露出し、 短絡の原因になる。 そのため、 次 の順に行なう ことが好ま しい。

( 1 ) ホ ト レジス ト塗布

( ) 前熱処理 （プリべーク）

( 3 ) 露光

( 4 ) 後熱処理 （ポス トべ一ク）

( 5 ) 現像

つぎに本発明の作用を説明する。

( 1 ) C r又は T a は大気中にあっても電蝕には強 く 、 信頼性が向上する。

( 2 ) A J2 ではなく 1 %以下の P d や S i を含む

A β を使用する ときはヒ ロ ッ クやマイグレーショ ンが 改善され、 信頼性がさ らに向上する。

( 3 ) ゲ一 卜配線のゲー 卜端子との接続部は、 A £ の部分を線幅 2 0 /t m以下の細線とするとホイ ス力が 発生しない。 従って、 歩留が向上する。

また、 本発明の陽極酸化方法は次の作用がある。 陽 極酸化を選択的に行うためのマスキング材料と して、 zo

通常の半導体プロセスで頻繁に使用されているのはポ ジ型レジス トである。 これは、 レジス ト を Α β ノヽ。ター ンに対して交差する様にマスキングを行い、 陽極酸化 を行う と、 このパターン間の交点において、 レジス ト マスクの下においても酸化が進んだり、 最悪の場合に は Α β が溶ける こ とも有る。 これは、 マスキング用ホ ト レジス トの耐圧不良によるものである。 この耐圧不 良は単に レジス トの膜厚を厚く しただけでは不十分で ある こ と が分かっ た。 ホ 卜 レジス トのパターンを、 Α β 又は Α £ を主成分と した金属のパターン上に選択 的に被せた際、 Α β と レジス 卜 と が重なる部分のパタ ーン （陽極酸化後において表面が Α β となる部分） の 角度が 9 0 ° 以下である場合は、 レジス トのパタ ーン 化のために紫外線を照射する と、 Α β パタ ーンのエツ ジでのハレーションによ リ、 その近傍の レジス トは膜 減り を起こ し、 耐圧不良を起こすこ と が分かっ た。 さ ら に言い替えれば、 マスキング用ホ ト レジス トのパタ ーンを、 Α β 又は Α β を主成分と した金属被酸化部の ノヽ。タ ーンに対して、 このパターンの外側にできる、 Α β と レジス トによる角度が 9 0 ° 以下では、 レジス 卜のパターン化のために紫外線を照射する と、 A £ ノヽ。 タ ーンのエッ ジでのノヽレ一シヨ ンによ り、 その近傍の レジス トは膜減リ を起こ し、 耐圧不良を起こすこ と が わかっ た。 そこで、 マスキング用ホ ト レジス トのパタ Z/

ーンを、 Α β又は Α β を主成分と した金属被酸化部の パタ ーンに対して、 パタ ーンの外側にできる被酸化部 の A fi と レジス ト と による角度を大き くする こ と によ リ 、 ホ ト レジス 卜 を露光する際の Α βパタ ーンエッジ でのハレーショ ン光の影響を無く し、 ホ ト レジス トの 膜減り現象は生じる こ と が無く 、 この場合には、 十分 な耐圧を有する こ と がわかった。 その結果、 陽極酸化 時の欠陥 （ホ ト レジス ト下への不要な酸化及び Α βの 溶解） を無くすこ と ができた。

この実験例を第 2 1図、 第 2 2図を用いて説明する。 絶緣基板 1 0上に、 Α β 1 2 ' を例えば真空蒸着法 によって膜厚 0.2 m堆積し、 これを通常のホ 卜ェ ツチング法によ りパターン化した。 この後ポジ型ホ ト レジス ト P Rを膜厚 2 に塗布し、 所望のホ トマス ク を用いて紫外線を選択的に照射、 露光した。 これを 現像して第 2 1図に示す形状と した。

第 2 2図はホ ト レジス トのパターン を変化させたと きの実験結果を示す図で、 その横軸は、 マスキング用 ホ ト レジス 卜のノヽ。タ ーン と、 被酸化部の A β のパタ ー ンと の外側にできる角度 0 1、 0 2 (Α β上で言い表 すと、 Α £ と レジス ト と が重なる部分の角度 eで以下 では単に外角と言う） である。 これを陽極酸化後の形 状で言い表すと、 A £パターン上において、 酸化した アルミ ナパタ ーンの輪郭線と、 酸化されなかった Α β パターンとの間で形成される角度で、 A β が酸化され ずに露出している側の角度である。 また、 縦軸は陽極 酸化時の欠陥発生率であ り、 図中のパラメータ はマス キング用ホ ト レジス トの膜厚である。

この実験結果から明らかなよう に、 欠陥はホ ト レジ ス トの膜厚が薄いほど、 かつ外角の小さいほど発生率 は高く なる。 ホ ト レジス トの膜厚が 2 .6 μ ιηでは角 度が 6 0 ° で欠陷は零となる。 ホ ト レジス トの膜厚が l mでは角度が 9 0 ° でも、 欠陥の発生する可能性 がある。 角度が 9 0。 で欠陥の発生する可能性がまつ たく無く なるのには、 ホ ト レジス トの膜厚と しては

1 .5 m以上必要で有ることが分かる。 また、 この 結果から、 角度が大きいほどよ り安全であるこ とも分 かる。

ポジ型ホ ト レジス 卜における、 ハレーショ ン光の影 響による陽極酸化時の欠陥の発生を、 レジス ト膜厚と 第 2 1 図の Θ との関係で表したものが第 2 3図である。 第 2 3図の横軸はレジス ト膜厚、 縦軸は 0である。 レ ジス ト膜厚を Tと したとき、 図中のライン

Υ Θ = 1 1 0 - 2 0 Τ

の上方は欠陥の発生がない領域を示す。

以上の説明は陽極酸化用マスク と してポジ型レジス トを用いた場合のものである。 ネガ型レジス トにおい ては光化学反応が逆である。 すなわちポジ型では、 光 によ る低分子化が、 ネガ型では、 光による重合が起こ る。 従ってネガ型ではハレーショ ン光の影響も逆とな る。 すなわち、 ネガ型ではハレーショ ン光によって、

A β パタ ーン周辺に、 本来有ってはな らないホ ト レジ ス トが少し残る。 この レジス トは特に薄いため、 絶緣 耐圧は低く 、 陽極酸化時に欠陥を生じる。 ネガ型は、 絶緣耐圧の低い薄い レジス 卜残 り の発生機構がポジ型 とは異なるものの、 欠陥の原因は両者共ハレーショ ン 光の影響によ るものである。 ネガ型では、 マスキング 用ホ ト レジス トのパタ ーンを、 Α β 又は Α β を主成分 と した金属被酸化部のパタ ーンに対して、 A £ パタ ー ンの外側にできる Α β と レジス トパタ ーン と による角 度すなわち外角を 9 0 ° 以下とする こ と によ り 、 ホ ト レジス トへ露光する際の、 Α β ノヽ。ターンエッ ジでのハ レーシヨ ン光の影響を無く すこ と ができ、 ホ ト レジス 卜の余分な膜残り現象の生じる こ と が無いこ と が確か め られた。

すなわちネガ型では、 その外角は 9 0度以下が良い。 またこの場合には、 十分な耐圧を有する こ と がおかつ た。

陽極酸化前のポジ型ホ 卜 レジス トのポス トべーク処 理について実験した一例を第 2 4 図に示した。

第 2 4 図の横軸はポス トべーク温度である。 縦軸は 欠陥発生率である。 レジス トの膜厚は 2 . 8 mの場 合である。

またパラメータは先に記したマスキング用ホ ト レジ ス トのパターンと、 Α β のパターンとの外側にできる 角度 （外角） である。 この実験結果から欠陥は、 ボス 卜べ一ク温度が低いと増えることがわかる。 この実験 とは別に、 ポス トべ一ク強度が余り に強い場合にはホ ト レジス 卜にクラックが入る という欠陥が発生する。 ポス トべーク強度の限界は、 （ 1 ) 温度は 1 6 0 で ぁ リ ( 2 ) 時間は 4 0分である。

またポス トべーク強度が余り に小さい場合には欠陷 は多くな リ、 その下限は、 （ 1 )温度は 1 2 0 °Cであり ( 2 ) 時間は 5分であることが確かめられた。

ポス トべーク強度の効果は、 ネガ型ポジ型での差は なかった。

以上の実験による知見から、 欠陥発生限界の外角

( e ) をポジ型レジス トの膜厚 （τ) の関数で求める と、 第 24図の如く外角は

Θ = 1 1 0 - 2 0 Τ

である。 （第 2 2図のデータ から得られる）

本式は、 Α βパターンエッジにおける、 ノヽレ一ショ ン光の影響によって、 レジス トが光化学反応を起こす 限界を求めたものである。

すなわち、 ポジ型レジス トでは、 この式で得られる 角度よ リ大きな角度の領域が、 欠陥の発生の無い領域 である。

通常のホ 卜プロセスでのホ 卜 レジス 卜の最大塗布膜 厚は 5 m程度である。 この膜厚における レジス トの 耐圧は 2 5 0 Vであった。 従って化成電圧を髙くする にも上限が有り、 2 0 0 V以下が望ま しい。 この上限 の 2 0 0 Vにおける Α β ₂0₃の成膜膜厚は約 2 8 0 n mであった。

以上の説明は、 A βパターンに純 A β を用いる場合 について説明したが、 A £ に S i又は P d を数％以下 微量混入した Α β ( S i ) 、 Α β ( Ρ d ) 材料も前述 した方法によって同様に欠陥無く陽極酸化でき、

Α β ₂0₃が得られることが分かった。 すなわち本発明 は純 Α £ はもちろん、 Α β合金材料にも一般に適用で きる技術である。

〔図面の簡単な説明〕

第 1 図は本発明の一実施例の T F T基板の等価回路 図、 平面図、 部分拡大平面図及び断面図、 第 2図は従 来の T F T基板の等価回路図、 平面図及び断面図、 第 3図は本発明の他の実施例の T F T基板の等価回路図 及び平面図、 第 4図及び第 5 図はゲー ト配線とホ ト レ ジス ト端部との交差の状態を示す平面図、 第 6図、 第 7 図は本発明の T F T基板の一実施例の全体の平面図、 第 8図は本発明のさ らに他の実施例の T F T基板の平 面図及び断面図、 第 9 図はその製造工程を示す断面図、 第 1 ο図はリーク電流と熱処理温度との関係を示す図、 第 1 1 図は本発明のさ らに他の実施例の T F T基板の 断面図、 平面図及び部分拡大平面図、 第 1 2図はその 製造工程を示す断面図、 第 1 3 図は本発明の実施例の T F Τ基板の部分等価回路図、 第 1 4図は相互コ ンダ クタ ンスと絶縁膜膜厚との関係を示す図及び陽極酸化 膜のリーク特性を示す図、 第 1 5図は本発明のさ らに 他の実施例の T F Τ基板の断面図、 平面図及び部分拡 大平面図、 第 1 6図及び第 1 7 図はゲー ト配線とホ ト レジス 卜端部との交差の状態を示す平面図、 第 1 8図、 第 1 9 図及び第 2 0図は本発明のさ らに他の実施例の T F Τ基板の T F Τ部近傍の断面図及び平面図、 第 2 1図は A fiパターンとホ ト レジス ト端部との交差の 状態を示す平面図、 第 2 2図及び第 2 3図はその交差 部の角度の効果を示す図、 第 2 4図はレジス トの膜厚 の効果を示す図、 第 2 5図は T F T基板の等価回路図、 第 2 6図は T F T基板の概略を示す全体の平面図、 第 2 7図、 第 2 9 図及び第 3 0図は A £パタ ーンとホ ト レジス 卜端部との交差の状態を示す平面図、 第 2 8図 は本発明のさ らに他の実施例の T F T基板の部分断面 図、 第 3 1 図は本発明の一実施例の液晶表示パネルの 断面図、 第 3 2図は従来の T F T基板の平面図及び部 分断面図、 第 3 3図は本発明の一実施例の液晶表示装 置の概唣図である。 〔発明を実施するための最良の形態〕

以下、 本発明を実施例を用いて詳細に説明する。

実施例 1

第 1 図 （ a ) は本発明の一実施例の T F T基板の等 価回路図、 第 1図 （ b ) はその平面図、 第 1図 （ c ) は A領域の拡大平面図、 第 1 図 （ d ) はその断面図で ある。 C a d は付加容量、 P A Dは化成パッ ド、 β は 切断線、 Lは化成バスライ ン、 2 0は S i Nよ りなる 保護膜を示す。 他の記号は先に第 2図で説明したもの と同 じである。

まずこの T F T基板の製造方法を述べる。 基板 1 0 の上に C r 1 1 をスパッタ リ ングによ り約 1 0 0 0 A の厚みに蒸着し、 ホ トエッチング （ホ ト レジス トをマ スクに用いたエッチング） によ り、 ゲー ト端子 G l、 G 2 を形成する。 その上に A fi ( P d ) ( P d添加量 0 .1 % ) 1 2 を 2 8 0 0 Aの厚みにスパッ タ リ ング によ リ蒸着し、 ホ トエッチングによ り A fi ( P d ) の ゲー ト配線 G 、 G₂' 、 付加容量 C a d 、 ゲー ト鼋 極のパターンを形成する。

ゲー ト配線 G ， G_z' とゲー ト端子 G l、 G 2 とは斜線を施した領域 Aで接続されている。 この時、 領域 Aのパタ ーンは第 1 囪 （ c ) に示すよう に A £

( P d ) の線幅 （ d ) が 2 0 μ πι以下のス トライプ状 である。 これはホイス力 を防止するために効果がある。 その後、 陽極酸化する部分 （図中境界線 よ り右） と化成パッ ド P A Dと を除いてホ ト レジス 卜で被覆す る。 第 1 図 （ c ) において、 d ' はホ ト レジス ト端部 とゲー ト端子の C r 1 1 との距離を示す。

前述したよう に C rは化成液に接すると電池反応に よ り溶出してしまう ので、 化成液に接しないよう にし なければならない。 一方、 ホ ト レジス トで被覆してい てもホ ト レジストと Α β ( P d ) との界面から化成液 がしみ込む。 このしみ込む距離は 1 0 0 μ πι程度であ る。 従って、 d ' と しては 1 0 0 μ m以上とする。

A £ (P d )のゲー ト配線 G 、 G₂' 、 G ₃' …… G N' とホ 卜 レジス ト端とは第 4図に示すよう に直交 させる。 これは、 第 5図に示すよう に G と と が鋭角 （ 0 ) で交差するような場合には陽極酸化する と、 図中 Rで示す部分の A fi (P d )が溶出し、 ゲー ト 配線が切れる。 これは A £ (P d )の側壁のハレーショ ンでポジ型ホ ト レジス トの端面の膜厚が薄く な リ、 耐 圧がなく なるためである。 また、 ゲー ト端子 Gi、 G ₂、 G₃…… G_Nは化成バスライ ン Lにて共通に接続されて ぉリ、 化成バスライン Lの先端には陽極酸化のための 電圧を供耠するための化成パッ ド P A Dが設けられて いる。 この化成バスライ ン Lは Α β ( P d ) 1 2で形 成する。 この状態で陽極酸化を行なう 。

第 6図、 第 7図は T F T基板全体を示したものであ る。 第 6 図はゲー ト端子が左側の化成バスライ ン Lで 共通接続され、 こ こから陽極酸化のための電圧を供給 する場合の例を示す。 化成パッ ド P A Dや化成バスラ イ ン Lはゲー ト配線の A fi ( P d ) を用い同時に形成 する。 境界線 £ iの内部が陽極酸化を行なう領域であ る。 境界線 β iよ り外側は化成パッ ド P A Dを除いて 全て レジス トで覆われている。

第 7図はゲー ト配線を左右に引き出した場合の例を 示す。 この時は化成バスライ ン Lは 2本必要になる。 なお、 電圧を印加するための化成パッ ド P A Dはこの 例のよう に角の部分を使う と、 スペースの有効活用を 図ることができる。 この場合、 液面 A Lは化成液の液 面を示す。 基板を斜めに液の中に浸し、 化成パッ ド P A Dの部分を液面に出し、 これをク リ ップ等で挾むこ と によって電圧を印加する。 化成パッ ド P A Dが化成 液にぬれる とその表面に絶緣膜ができ、 酸化できない。 このよう に斜めにして液につけることによ り液面調整 が極めて容易になる。

陽極酸化方法は、 化成パッ ド P A Dが液面から外に でるよう に して化成液に浸し、 化成パッ ド P A Dに最 大 7 2 Vから 1 4 4 Vの直流電圧を印加して行なう 。 印加の仕方は定電流 0.5〜 5 m A c m²になるよう に徐々 に 0 Vから昇圧する。 最初から高い電圧を印加 した場合、 大電流が流れるため、 Α β ( P d ) 線が溶 けゲー ト線が断線する。 化成液と しては 3 %酒石酸を アンモニアによ り P H 7.0 ± 0 .5 に調整した溶液を エチレングリ コール液で 1 ： 9 に希釈したものを用い る。 電流が 0.5 m A/ G m²の場合、 約 1 0分で化成 電圧が 1 4 4 Vになる。 この時、 形成された A £ ₂〇₃

(第 1 図 （ d ) の 1 3 ) の厚みは 2 0 0 0 Aである。 この A β ₂0₃はゲー ト絶緣膜及び付加容量部の誘電体 と して利用する。 なお、 1 4 4 Vにな リ定電圧酸化が 行なわれるよう になつてから、 数分〜数 1 0分そのま まの状態に保持することが望ま しい。 これは均一な Α £ ₂0₃膜を得る上で大事なことである。

再び第 1 図に戻って説明する。 ホ ト レジス トを除去 した後、 T F Tを以下の方法で形成する。 全面にブラ ズマ C V D法によ り、 S i N 1 4 を 2 0 0 0 Α形成す る。 材料ガスと しては S i H₄、 N H₃を主たる成分と するガスを使用する。 その上に、 a — S i ( i ) 1 5 を 2 0 0 0 A、 リンを 2.5 % ドーピングした a — S i ( n ⁺) 1 6 を 3 0 0 A堆積する。 この時基板温 度と しては 3 0 0 °Cとする。 材料ガスと しては a — S i は S i H₄を生たる成分とするガスを、 a — S i

( n +) には S i H₄と P H₃との混合ガスを使用する。 その後、 a — S i をパターン化してアレイ状にする。 プラズマ膜のエッチングには S F₆ガスによる ドライ エッチ法を用いる。 画素電極用の透明電極と して酸化 3/

インジウムを 1 0 0 0 Aスパッ タ蒸着し、 加工して透 明電極 1 7 を形成する。

T F Tの ド レイ ン電極を兼ねる信号配線 1 8、 ソ一 ス電極用の C r / A β をそれぞれ 1 00 0 Α、

3 5 0 0 Αの厚みにスパッ タ リ ングにて形成し、 パタ ーン化する。 ドレイ ン電極をマスク と して a — S i ( n ⁺) 1 6 を ドライエッチングする。

最後に、 保護膜 2 0 と して S i Nを l m形成し端 子部上の S i Nを除去して後、 化成バスライ ン L とゲ ー ト端子 Gi、 G₂との間を機械的に切断して、 T H T 基板が完成した。

ここではゲー ト絶縁膜に Α β ₂0₃と S i Nの 2層膜 を使ったが S i N膜は必ずしも必要ではない。 また、 S i N膜の代わり に S i 0₂を使用することもできる。 T F T基板ではゲー ト電極と他の電極との間には約 2 5 V程度の最大電圧が印加される。 従って、 Α β ₂0₃ 膜厚と しては最低 5 0 O A以上必要である。 また第 1 図では各画素が列をなすよう に配置した場合を示した が、 半ピッチずれた配置でも良い。 また付加容量 C a d がない場合でも全く 同様に製作できることはもちろ んである。

また、 A ( P d ) の他に Α β 、 A β ( S i ) を用 いても同様に T F T基板を製造できた。 さ らにまた、 ゲー ト端子と して C r に代えて T a を用いても同様に T F T基板を製造できた。

本実施例では、 陽極酸化したく ない部分はホ ト レジ ス 卜で覆ったが、 陽極酸化したく ない部分を化成液に 触れないよ う にする手法も考えられる。 しかし、 この 方法は A £ の時には液面が少しでもゆら ぐと、 新し く 液とふれた部分に大電流が流れるため、 配線が切れる という欠点があ り好まし く ない。

つぎに、 対向電極及び青、 赤、 緑のカラーフィ ルタ —ア レーを持つ透光性基板と、 上記によ り製造した T F T基板と を厚み 7 · 3 のスぺーサーを用いて貼 リ合わせ、 間に液晶を封止し、 液晶表示パネルを完成 した。 以下、 その構造を説明する。

第 3 1 図にカラー液晶表示パネルの断面全体構造を 示す。 液晶 L Cを基準に下部には透明ガラス基板 1 0 上に T F T等を形成した T F T基板が配置され、 上部 にはカラーフィルタ F I L、 遮光用ブラ ッ クマ ト リ ク ス B M等が形成された透明ガラス基板 1 O b が配置さ れている。 下部透明ガラス基板 1 0側は、 1.1m m程 度の厚さである。

第 3 1 図の中央部は一画素部分の断面を示し、 左側 は透明ガラス基板 1 0及び 1 0 b の左側緣部分で外部 引き出し線の存在する部分の断面を示し、 右側は、 透 明ガラス基板 1 0及び 1 0 b の右側緣部分で外部引き 出し線の存在しない部分の断面を示している。 第 3 1 図の左側、 右側の夫々に示すシール材 S Lは、 液晶 L Cを封止するよう に構成されておリ、 液晶封入 口（図示していない）を除く透明ガラス基板 1 0及び 1 0 b の縁周囲全体に沿って形成されている。 シール 材 S Lは、 例えば、 エポキシ樹脂で形成されている。

前記上部透明ガラス基板 1 0 b側の共通透明画素電 極 1 7 b は、 少なく とも一個所において、 銀ペース ト 材 S I Lによって、 下部透明ガラス基板 1 0側に形成 された外部引き出し線 1 7 ' に接続されている。 この 外部引き出し線は、 前述したゲ一 卜電極、 ソース電極、 ド レイ ン電極のそれぞれと同一製造工程で形成される。 配向膜 O R I 1及び O R I 2、 透明電極 1 7、 共通 透明画素電極 1 7 b、 保護膜 2 0及び 2 0 b、 絶緣膜 である S i N 1 4のそれぞれの層は、 シール材 S Lの 内側に形成される。 偏光板 P O L l、 P〇 L 2は、 下 部透明ガラス基板 1 0、 上部透明ガラス基板 1 0 の それぞれの外側の表面に形成されている。

液晶 L Cは、 液晶分子の向きを設定する下部配向膜 O R I 1及び上部配向膜 O R I 2の間に封入され、 シ ール部 S Lよってシールされている。

下部配向膜 O R I 1 は、 下部透明ガラス基板 1 0側 の保護膜 2 0の上部に形成される。

上部透明ガラス基板 1 0 b の内側（液晶側）の表面に は、 遮光膜 B M、 カラ一フィ ルタ F I L、 保護膜 2 0 b , 共通透明画素電極 1 7 b及び上部配向膜 O R I 2 が順次積層して設けられている。

実施例 2

第 3図 （ a ) は本発明の他の実施例の T F T基板の 等価回路図、 第 3図 （ b ) はその平面図である。 実施 例 1 と異なる点は付加容量 C a d が蓄積容量 C s t に 変わっている点である。 実施例 1 の付加容量は隣接す るゲー 卜線が対向電極であつたが、 蓄積容量の場合、 第 3図に示すよう に対向電極配線 S T 1 、 S T 2 が必 要となる。 第 3図 （ a ) に示すよう に、 この対向電極 配線は共通接繞された上、 蓄積容量端子 S Tに接続さ れる。 なお、 第 3図の記号はすべて、 第 1 図と同様で ある。

本実施例の T F T基板の製法も実施例 1 とほぼ同様 である。 製法上の異なる点は、 この場合、 ゲー ト配線 と蓄積容量、 対向電極配線とは各々異なる化成パッ ド ( P A D 1、 P A D 2 ) に接続されており、 このため、 異なる化成電圧が印加できることである。 すなわち、 先に述べたよう にゲー ト絶緣膜は比較的高電圧 （ 2 5 V ) が印加されるのに対し、 蓄積容量 C s t には 7 V 程度の電圧が印加されるのみでよ り低い電圧しか印加 されない。 一方、 蓄積容量 C s t は T F T基板の透過 率を損なうものでぁ リ、 電極の面積は小さい程良い。 すなおち、 蓄積容量 C s t の A β ₂0₃膜厚が薄い程、 3

電極面積が小さ く て済み、 望ま しい。 従って、 P A D 1 と P A D 2 に印加する電庄を異なるものにし、 ゲ一 ト絶縁膜用の Α β ₂0₃は厚く （ 2 0 0 0 Α、 電圧 1 4 V ) 、 蓄積容量 C s t用の Α β ₂0₃は薄く 、 ( 5 0 0 A , 電圧 3 6 V ) とすること ができる。

実施例 1 と全く 同様に薄膜回路を完成した後、 化成 ラインは切断線 β において切 り取ることによ り T F T 基板から取り除き、 T F T墓板が完成した。

ついで実施例 1 と全く 同様に、 この T F T基板と透 光性基板と を厚み 7 . 3 μ πιのスぺーサーを用いて貼 リ合わせ、 間に液晶を封止し、 液晶表示パネルを完成 した。

実施例 3

第 8 図 （ a ) は本発明の他の実施例の T F T基板の 部分平面図、 第 8図 （ b ) はその断面図、 また、 第 9 図はその製造工程を示す断面図である。 本実施例にお いては、 領域 a、 b , cで示した部分 （それぞれ、 T F T部、 配線交差部、 薄膜容量部に相当する） のみ陽 極酸化を行なう。

まず T F T基板の製造方法を述べる。 絶縁性の基板 1 0の上に C r 1 1 をスパッ タ蒸着によ り約 1 1 0 0 Aの厚みに形成し、 ホ トエッチングによ り、 ゲー ト端 子 G l、 G 2及びこれらと接続し、 陽極酸化のための 電圧供給ラインとなる化成バスライ ン： Lのパターンを 形成する （第 9 図 （ a ) ) 。 その上に Α β ( P d ) ( P d の添加量 0 . 1 % ) 1 2 を 2 8 0 0 Aの厚みに スパッタ リ ングによ り蒸着し、 ホ トエッチングによ り A β ( P d ) のゲー ト配線 G 、 G ₂ ⁷ 、 付加容量、 ゲー ト電極及び化成バスライ ン Lのパターンを形成す る。 ゲー ト配線 G 、 G₂ ' のゲート端子 G l 、 G 2 との接続部の領域 Aの形状は、 実施例 1で第 1 図 （ c ) に示した形状と同じである （第 9 図 （ b ) ) 。

ホ ト レジス トを 3 の厚みに塗布し、 9 0 °Cでプ リベ一ク後露光する。 その後 1 4 0 °Cのポス トべーク を行ない、 続いて現像を行なう。 これによ り陽極酸化 する部分 （第 8図の領域 a 、 b 、 c ) と化成パッ ド P A Dのホ ト レジス トが除去される。 第 9図 （ c ) はゲ — ト端子部のみホ ト レジス ト P Rを残した例を示す。

この状態で、 T F T基板を、 化成パッ ド P A Dが液 面から外にでるよう にして化成液に浸し、 化成パッ ド P A Dに直流電圧を印加して陽極酸化を行なう 。 陽極 酸化する A JS ( P d ) に対し、 0 . 5 m A / c m²の電 流密度になるよう に （定電流酸化） 電圧を 0 Vから徐 々 に昇圧し 1 4 5 Vまで上げる。 1 4 5 Vになったら そのままの電圧に保持する （定電圧酸化） 。 約 3 0分 で約 2 0 0 0 Aの厚みの Α β ₂0₃ 1 3 が得られる。 こ のとき A £ ( P d ) の厚みの 2 8 0 0 Aの内 1 3 0 0 Aが酸化される。 領域 a 、 b 、 c のみを陽極酸化する ことによ りゲー ト配線 G 、 G ₂ ' の大部分が酸化さ れずにすむため配線抵抗を低く押さえる こ とができる。

レジス ト を除去した後、 大気中で 2 0 0 °Cで 6 0分 加熱する。 この加熱によって、 Α ΰ ₂0₃の リーク電流 が 1桁以上減少する。 第 1 0図に A fi _z 0₃のリーク電 流と熱処理温度との関係を示す。 熱処理温度は 2 0 0 °Cから 3 5 0 °Cの範囲が望ま しい。 3 5 0 °Cを越えた 高温になる と A £ ₂0₃の剥離が生ずる。 この上にプラ ズマ C V D法によ り、 S i N 1 4 を 2 0 0 0 Aの厚み に、 a — S i ( i ) 1 5 を 2 0 0 0 Aの厚みに、 リ ン を 2.5 % ドーピングした a — S i ( n ⁺) 1 6 を

3 0 O Aの厚みに堆積する。 この時基板温度は 3 0 0 。Cとする。 その後、 a — S i をパターン化して T F T 部、 配線交差部に a — S i を残す。 その後 S i N 1 4 をパタ ーン化して、 ゲー ト端子上の S i Nを除去する (第 9 図 （ d ) ) 。

透明電極 1 7 と して酸化インジウムを 1 0 0 0 Aの 厚みにスパッ タ蒸着し、 パターン化して透明電極 1 7 とゲー ト端子を形成する。

T F Tの ド レイ ン電極を兼ねる信号配線 1 8、 ソー ス電極用の C r /A fi をそれぞれ 6 0 0 A、 4 0 0 0 Aの厚みにスパッタ リ ングにて形成し、 パターン化す る。 最後に、 保護膜 2 0 と して S i Nを 1 m形成し、 端子部上の S i Nを除去して後、 化成バスライ ン L と ゲー ト端子 Gi、 G₂との間を機械的に切断して、 T H T基板が完成した （第 9 図 （ e ) ) 。

こう して得られた T F T基板は、 ゲー ト配線抵抗が 低く、 T F T部及び配線交差部での電流間短絡がなく、 また、 Α β ₂0₃の比誘電率は 9 . 2 と、 S i Nの

6 . 7 よ り約 3 0 %高く、 T F Tの相互コンダク タ ン ス g mが約 1 . 5倍向上でき、 付加容量部の面積も小 さ くでき、 そのため透過率が向上した。 このよう に高 歩留、 高性能の T F T基板が得られた。

つぎに、 対向電極及び青、 赤、 緑のカラ一フィルタ 一ア レーを持つ透光性基板と、 上記によ り製造した T F T基板と を厚み 7 . 3 mのスぺ一サーを用いて貼 リ合わせ、 間に液晶を封止し、 液晶表示パネルを完成 した。

本実施例では、 A β ( P d ) をゲー ト配線パターン 材料に用いたが、 他に A £ 、 A β ( S i ) を用いても 同様に T F T基板を製造できた。 また、 ゲー ト端子の 材料と して C r に代えて T a を用いても同様に T F T 基板を製造できた。 薄膜容量と して付加容量の例を示 したが蓄積容量の場合も同様に製造できた。

また、 A £ ₂ O ₃形成以後の工程には限定なく、 例え ば、 C r /A fi の信号配線を先に形成し、 透明電極を 後に形成してもよい。 陽極酸化によ り形成される

Α β ₂0₃は 2 0 0 0 Aの例を示したが、 1 1 0 0 Aか ?

ら 2 2 0 0 Aとする ことが好ま しい。

なお、 T F Tの活性層には a — S i例を挙げたが、 ポリ S i等他の材料であってもよいことはもちろんで ある。

実施例 4

第 1 1 図 （ a ) 、 （ b ) 、 （ c ) 、 第 1 2図 （ a ) 、 ( b ) 、 （ c ) 、 ( d ) , ( e ) を用いて説明する。 第 1 1 図 （ a ) は、 本発明の他の実施例の T F T基板 の断面を示し、 第 1 1 図 （ b ) はその平面を示す。 同 図において 1 0 は絶縁性基板、 1 2 ' はゲー ト配線パ ターンの Α β 、 1 1 はゲー ト端子用の C r»、 1 3は A β の陽極酸化膜である A β ₂0₃、 1 4 ' は窒化シリ コ ン膜、 1 5 ' は a — S i 、 1 9 は窒化シ リ コ ン膜、 1 6はリ ン ドープ水素化非晶質シ リ コ ン （ n +層） 、 1 1 ' 、 1 2 ' , 1 7はそれぞれ、 C r、 Α β 、 透明 電極、 2 0は保護膜、 Lは化成バスライ ン、 G i' 、 G₂' はゲー ト配線、 はド レイ ン端子 （薄膜 卜ラン ジスタの ド レイ ン電極をも兼ねる） a は T F T部の陽 極酸化領域、 b は配線交差領域、 c は薄膜容量部の陽 極酸化領域を示す。

第 1 2図 （ a ) 、 （ b ) 、 （ c ) 、 （ d ) 、 ( e ) は各々の工程での断面図を示した。 第 1 2図 （ a ) は 陽極酸化後、 第 1 2図 （ b ) は窒化シ リ コ ン膜をパタ ーン化した後、 第 1 2図 （ c ) は n + 層をパターン化 後、 第 1 2図 （ d ) A β 1 2 " をパターン化した後、 第 1 2図 （ e ) は画素電極用の透明電極 1 7 をパター ン化した後を示す。

絶縁性基板 1 0上に C r をスパヅタ蒸着によ り 1 1 0 0 Aの厚みに形成し、 ノ、。ターン化して、 ゲー ト 端子 Gi、 G₂及びこれらを共通接続し、 陽極酸化のた めの電圧供給ライ ンとなる化成バスライ ン L を形成す る。 さ らに A J2 を 2 6 0 0 Aの厚みにスパヅタ法によ リ形成し、 パターン化してゲー ト電極 1 2 ' 及びゲー ト配線 G 、 G₂' を形成する。 この時各ゲー ト配線 、 G は化成バスライ ン Lによ り共通接続され る。 その後、 ホ ト レジストを 3 m塗布し、 ホ トエツ チングプロセスにょ リ、 第 1 1 図 （ b ) に破線で囲ん だ領域 a、 b、 c の部分のレジス トを除去する。

この状態で、 基板を化成液に浸し、 化成バスライ ン に電圧を供給する。 陽極酸化する A J2 に対し、 0 .5 〜 1 0 m A/oiの電流密度になるよう （定電流酸化） 電圧を 0 から徐々に昇圧し + 1 2 0 Vまで上げる。 + 1 2 0 Vになったらそのままその電圧に保持する （定 電圧酸化） 。 約 3 0分で約 1 7 0 0 Aの Α β ₂0₃ 1 3 が得られる。 この時 A fi の厚み 2 6 0 O Aの内

1 1 0 0 Aが酸化される。 化成液と しては 3 %酒石酸 溶液をアンモニアで中和しエチレングリ コール、 も し く はプロ ピレングリ コールで 1 ： 9 に希釈し P H 7 ± ダ /

0.5に調整した溶液を用いる。 このよう に局所的に 陽極酸化することによ り、 ゲー ト配線 G 、 G₂' の 大部分の A β が陽極酸化されずにすむため、 配線抵抗 を低く押さえる ことが出来る。

なお、 第 1 1図 （ c ) にはゲー ト配線の A fi 1 2 ' とゲー ト端子の C r 1 1 との接続領域 Aの拡大図を示 した。 図中 dは Α βパターンの線幅を示す。 このよう に複雑なパターンにしている理由は、 Α β又は Α β を 主体とする金属は熱ス ト レスが加えられた場合、 ホイ ス力が発生するのを防ぐためである。 Α β の線幅 d が 2 5 以上であればホイス力が発生する場合がある が、 線幅 d が 2 0 μ ιη以下、 よ り好ま し く は Ι Ο μ πι 以下であればホイス力が発生しない。 このため第 1 1 図 （ c ) のようなパターンにした。 もちろん Α β ₂0₃ で覆われた Α β の部分にはホイス力は発生しない。

レジス ト を除去した後、 大気中あるいは真空中で 2 0 0〜 4 0 0 で 6 0分加熱する。 この加熱によつ て Α β ₂0₃の リーク電流が 1桁以上減少する。 これに ついては第 1 0図に示した。 熱処理温度と しては 2 0 0〜4 0 0 °Cが望ま しい。 これ以上の高温になる と A £ 膜上に剥離が生じる。 この上にプラズマ CVD法 によ り、 第 1の窒化シ リ コ ン 1 4 ' を 1 2 0 0〜

2 0 0 0 Aの厚みに、 a — S i 1 5 ' を 2 0 0〜

1 0 0 0 Aの厚みに、 第 2の窒化シリ コン 1 9 を ダ^

1 0 0 0〜 2 0 0 0 Aの厚みに堆積する。 この時基板 温度は 1 5 0〜 3 0 0 °Cと した。 その後、 第 2の窒化 シリ コン 1 9 をノヽ。ターン化し、 T F Tのチャネル上と 配線交差部のみに残した （第 1 1 図 （ a ) ) 。

リ ンを 0 . 6〜 2 . 5 % ドープした非晶質シ リ コ ン

( n +層） 1 6 を 2 0 0〜 5 0 0 Aの厚みに堆積し、 ノヽ。ターン化して T F Tのソース ' ド レイ ン部のみに残 す。 この時 a — S i 1 5 ' も同時に除去する。 C r 1 1 ' を 5 0 0〜： L 0 0 0 Aの厚みに、 A JB 1 2 " を 3 0 0 0〜 8 0 0 O Aの厚みに抵抗加熱蒸着あるいは スパッタ にて堆積し、 ノ、。ターン化して、 ドレイン端子 D i、 T F Tの ド レイ ン ' ソース電極を形成する。 次 に酸化インジウムよ リなる透明電極 1 7 を約 1 0 0 0 Aスパヅタ によ り堆積しパターン化して、 画素電極、 端子等を形成する。 次に、 プラズマ C V Dで窒化シ リ コ ンを約 l p m堆積し、 ホ トエッチングプロセスによ リ端子部上の窒化シ リ コ ンを除去して、 薄膜トランジ スタ基板が完成する。

この基板と対向基板と を合わせ、 間に液晶を封じ し、 最後にゲー トバスライ ン L を第 1 1 図 （ b ) の切断線 β に沿って切り出すことによ リ各ゲ一卜端子を分離し て表示パネルが完成する。 なお、 このゲー トバスライ ン Lはパネルを静電破壊から守る役目 をも兼ねるもの である。 こ う して得られた表示パネルはゲー 卜配線抵抗が低 く、 T F T部、 及び配線交差部での電極間短絡がなく 、 また、 Α β ₂〇 ₃の比誘電率は 9 .2 と窒化シ リ コ ンの 6.7 よ り 3 0 %高く 、 T F Tの相互コンダク タ ンス g mが約 1 .5倍向上でき、 付加容量部の面積も小さ く てでき透過率が向上した。 このよう に、 髙歩留で、 高性能のパネルが得られた。 こ こではゲー ト電極 . 配 線に A β を用いた場合の例で示したが Α β の代わり に 1 %以下の S i や P d を含んだ A fi でも全く 同様に使 用できる。 また、 ド レイ ン端子に Α β を用いたが A £ の代わり に先の A fi ( S i ) 、 A β ( P d ) が使用で きる。

なお、 薄膜容量について説明を加える。 第 1 3図 ( a ) 、 ( b ) , ( c ) 、 （ d ) に T F T基板の 2画 素分に対応する部分の回路図を示す。

第 1 3図 （ a ) は付加容量がない場合、 第 1 3図 ( b ) は隣接したゲー ト配線との間に付加容量を形成 した場合、 第 1 3図 （ c ) は自身のゲー ト配線との間 で付加容量を形成した場合、 第 1 3図 （ d ) は隣接し たゲー ト配線との間に付加容量を形成する場合の別の 例を示す。

同図において、 G はゲー ト配線、 G _z' は隣接し たゲー ト配線、 Tu, T₁₂は T F T、 L Cは液晶、 G、 S、 Dは各々 T H Tのゲー ト、 ソース、 ド レイ ンであ る。 V c o mは共通端子、 b は配線交差領域、 C a d は付加容量、 Di、 D₂はド レイ ン端子である。 第 1 3 図 （ b ) 、 ( d ) で G ₂ ' をゲ一 卜配線とは別配線と しても良いことはもちろんである。

いずれの場合にも全く 同様に製作できることは勿論 である。 また、 こ こではゲー ト電極 Gと配線交差領域 b が分離している例を示したが、 分離していなくても 良い。

特に重要なことは A β ₂0₃膜厚であ り、 これについ て説明する。 T F Tの相互コンダクタ ンス g mから言 えばゲー ト絶縁膜は薄い程良い。 第 1 4図 （ a ) に相 互コンダクタ ンス g mと A β ₂ O ₃、 S i Nの膜厚との 関係を示す。 従来ゲー ト絶縁膜と しては膜厚 0.3 程度の S i Nが多用されている。 この時の相互コ ンダク タ ンス g mを 1 と した時に、 Α β ₂0₃と S i N の膜厚を変えた場合の相互コンダクタ ンス g mの値を 示したものである。 この図よ り明らかなよ う に 2層の ゲ一 卜絶緣膜とする利点は電極間短絡以外に相互コ ン ダク タ ンス g mを改善できる点にもある。 従って第 1 4図 （ a ) 中に斜線を施した領域が相互コ ンダクタ ン ス g mから望ま しい領域となる。 一方、 薄くなれば絶 緣耐圧が下がる。 通常の液晶パネルの動作状態ではゲ 一 卜と ド レイ ン （信号配線） 間には最大 2 5 Vの電圧 (ゲー トが負極性） が印加される。 実際の製品ではこ の 2 5 Vの電圧を補僂するために、 この 3倍の 7 5 V でのスク リーニングが行なわれる。 従って、 Α β ₂0₃ も S i Nも各々の膜がこの電圧に耐え得る膜厚でなけ ればならない。 （異物があるこ と を前提と した場合、 A £ _z 0₃がない部分、 S i Nのない部分があると考え ねばならない） 。 表 2 に Α β ₂0₃、 S i Nの膜の破壊 耐圧と 7 5 Vに耐える最小膜厚を記した。 A £ ₂0₃、 S i N各々厚み 1 1 0 0、 1 2 0 0 A以上が必要とな る。 Α β ₂0₃の厚み 1 1 0 0 Aというのは陽極酸化電 圧 8 0 Vに対応する。

表 2

絶縁膜 破壊耐圧 7 5 Vに耐 陽極酸化電圧

える膜厚

M V / cm A V

Ai₂0₃ 6.8 1 1 0 0 8 0

SiN 6.3 1 2 0 0 一

さ らに、 第 1 4図 （ b ) に陽極酸化膜 A β ₂ O₃のリ ーク電流特性を示す。 このリーク電流はある電圧まで は低いが、 ある電圧以上で急激に増加する。 この電流 は T F Tのオフ電流に加算される。 従って小さい程望 ま しい。 T F Tのオフ電流は約 1 0一⁸ ofであ り、 この リーク電流も これ以下である必要がある。 先に述 ベたよう に液晶パネルでは一 2 5 Vの電圧が印加され るがこの電圧でリーク電流が 1 0 ^_S A / ^以下となる のは陽極酸化電圧が 8 0 V以上の時である。 この点か らも Α £ ₂0₃膜厚は 1 1 0 O A以上必要と言える。

Α ώ ₂0₃膜厚を制約するものと してレジス ト耐圧が ある。 前記したよう に陽極酸化したく ない部分はホ ト レジス トで被覆するが陽極酸化電圧がホ ト レジス トの 耐圧を越えた場合レジス トが破壊されると同時にその 下にある A £ が消失する。 従って、 陽極酸化電圧を高 くするこ とは適当でなく 、 1 5 0 V (この時 A fi _z0₃ 膜厚は約 2 1 0 0〜 2 2 0 0 Α) 以下が望ま しい。 第 1 4図 （ a ) 中に以上述べた A fi ₂O₃、 S i Nの最適 膜厚領域を格子網目で示した。

Α β ₂Ο₃は 1 1 0 0〜 2 2 0 0 Aの範囲、 特に

1 1 0 0〜 2 1 0 0 Aの範囲、 S i Nは 1 2 0 0〜

2 0 0 O Aの範囲での 2層絶縁膜が望ま しい。

実施例 5

本実施例ではゲー ト端子部を除いて全面陽極酸化す る場合を示す。 第 1 5図 （ a ) は本実施例による T F T基板の断面を示し、 第 1 5図 （ b ) はその平面を示 す。 第 1 5図 （ c ) にはゲー ト端子とゲー 卜配線接続 部の拡大図を示す。 各部の記号は既述の実施例と同様 である。

製作工程は実施例 4 と同様である。 違うのは陽極酸 化時のホ ト レジス トの形状だけである。 第 1 5図 （ b ) に破線 β iで示した線よ リゲー ト端子側を レジス トで ク

被覆した後、 陽極酸化を ^ύ行なう 。 C rゲー ト端子が化 成液に触れる と この部分の C r は電池反応によ り溶出 してしまうので、 完全にレジス トで被覆する必要があ る。 なお、 第 1 5図 （ c ) の図中記号 d ' はレジス ト 端と C r との間の距離を示すが化成液がしみ込むので、 d ' は Ι Ο Ο μ πι以上にする必要がある。 この場合は 第 1 5図 （ c ) のよう にレジス ト端面はゲー ト配線と 直交させている。 実施例 4でレジス ト耐圧について説 明したが、 このレジス トの耐圧はレジス トパターンと Α β配線パターンとの相対的な位置関係によって大き く左右される。 これを説明する。

第 1 6図に示すよう にゲー 卜端子はその先端付近に おいて斜めになる部分がある。 このような部分をホ ト レジス トで覆う場合、 第 1 6図に示すようなホ ト レジ ス トパターン （斜線部がホ ト レジス 卜で被覆する部分） が考えられる。 この時、 ゲー ト配線と レジス ト端とは 各々、 図に示すよう に角度 0ぃ 0 ₂とで交差する。 こ の図の場合、 0 は鈍角、 Θ _z は鋭角となるが、 この ようなレジス トパターンで陽極酸化を行なう と、 鋭角 θ ₂ 側においてゲー ト配線が溶出し、 ゲー ト配線が断 線する。 これはレジス トパターン露光時にゲー ト配線 と レジス ト端の距離が近いために、 ゲー ト配線によ り 光が散乱し、 結果と して、 この部分のレジス ト膜厚が 薄く な り耐圧が落ちるからである。 これはレジス 卜パターンの 0 6₂を直角も し く は 鈍角にする ことによ り防止できる。 第 1 7図に ^ θ ₂ともに直角にした場合を示す。

実施例 4 5では A fi ₂0₃の上に窒化シリ コン膜を 形成する場合について述べたが、 実施例 4 5で窒化 シリ コンの代わり に S i 0₂ を使う ことができる。

S i 〇₂は次の方法で形成する。 S i H₄ と N₂ Oと を主成分とする混合ガスを用いたプラズマ C V D法に て膜厚 1 0 0 0 3 0 0 0 Aの S i 0₂膜を形成する 基板温度は 2 0 0 3 0 0 とする。 この S i 0₂ 膜 を用いた場合の構造は第 1 1 図及び第 1 2図の窒化シ リ コン 1 4 ' が S iO₂になると ころのみが違う。 その 他は実施例 4 5 と全く 同様である。

実施例 6

実施例 4 5ではプラズマ C V D法によ り Α β ₂ Ο₃ の上に第 1 の窒化シ リ コ ン、 非晶質シ リ コ ン、 第 2の 窒化シ リ コ ンの順に堆積したが、 本実施例は第 2の窒 化シ リ コ ンを使用 しない例である。 第 1 8図 （ a )

( b ) 、 （ c ) 、 （ d ) 、 （ e ) 、 （ f ) を用いて説 明する。 第 1 8図 （ a ) （ b ) 、 （ c ) は同図 （ f ) で示した T F T部 （領域 a ) 、 配線交差部 （領域 b ) 付加容量部 （領域 c ) に対応する部分の a — a ' b - ' c - c ' 線断面図を示したものである。 図の 記号は既述の実施例と同様である。 平面レイアウ トは 第 1 1 図 （ b ) と同様である。

絶緣性基板 1 0上に A J¾ 1 2 ' を 2 8 0 0 A形成す る。 ノ、。ターン化して、 ゲー ト配線 G i' とゲー ト電極 と付加容量電極とを含むゲー ト配線パターンを形成す る。 陽極化成して、 A fi ₂0₃1 3 を形成する。 化成電 圧 1 4 4 Vとする。 この時 A fi ₂0₃ 1 3の膜厚は約 2 0 0 0 人となり、 化成されない A J2 1 2 ' の膜厚は 約 1 5 0 O Aである。 この上にプラズマ C V D法によ リ窒化シ リ コ ン 1 4 ' (酸化シ リ コ ンでもよい） を

1 2 0 0 〜 2 0 0 0 Aの厚みに形成する。 続いて、 非 晶質シ リ コ ン 1 5 ' を 2 0 0〜 2 0 0 0人形成する。 さ らにリ ンを 0 . 5〜 2 . 5 %含んだ非晶質シ リ コ ン

1 6 を堆積する。 その後ホ トエッチングプロセスにて、 T F T部、 配線交差部以外の部分の非晶質シ リ コ ン膜 を除去する。 その後、 C r l l ' を 4 0 0〜 ： L 0 0 0 Aの厚みに、 Α β 1 2 ' を 3 0 0 0〜 5 0 0 0 Αの厚 みに形成し、 ノ、。ターン化して、 信号配線、 T F Tのソ —ス、 ド レイ ン電極を形成する。 次でこれをマスク に リ ン ドープ非晶質シ リ コ ン 1 6 を加工する。 その後、 酸化イ ンジウム透明電極 1 7 を 5 0 0〜 2 0 0 0 Αの 厚みにスパタッタ法によ リ形成し画素電極を形成する。 この透明電極は Α β の上全域に残しても良い。 これで 第 1 8 図 （ a ) — ( c ) に示した構造を持つ T F T基 板が完成する。 この上に保護膜窒化シ リ コ ン （約 1 ≤0

μ m) を形成し、 後は既述の実施例と同様の方法でパ ネルが完全する。

配線交差部と付加容量部はこの構造のみでなく 、 例 えば第 1 8図 （ d ) 、 （ e ) に示すような構造をと る ことができる。

第 1 8図 （ d ) は配線交差部の層間絶縁膜を A ΰ ₂ 0₃のみにした例、 第 1 8図 （ e ) は付加容量部の誘 電体を A ΰ ₂0₃のみにした例を示したものであある。 このよう にして A £ ₂0₃、 S i Nも し く は S i 〇₂ 、 a — S i のどれを挟み込むかはマスク を変えることに よって選択できることはもちろんである。

本実施例では非晶質シリ コ ンと リ ン ド一プ非晶質シ リ コン膜とが連続で形成でき、 薄膜トランジスタ の特 性が安定できると ころが特徴となる。

また、 上記の A £ に代えて、 Α β ( 1 % S i )、 A & ( 0.3 % P d ) を用いても同様な効果が得られ る。 さ らにまた、 こ こではド レイ ン端子に C r と A fi との 2層膜を使用したが Α β のみでも良い。

実施例 7

第 1 3図 （ b ) に等価回路を示した例の実施例を第 1 9 図 （ a ) 、 （ b ) 、 （ c ) 、 （ d ) 、 （ e ) に示 す。 第 1 9 図 （ b ) 、 （ c ) 、 （ d ) 、 （ e ) は同図 ( a ) に示した A— A ' 、 B - B ' 、 C一 C ' 、 D— D ' 線に対応する部分の断面図をそれぞれ示したもの /

である。

絶縁性基板 1 0上に Α β ( 0.1 % P d ) 1 2 を 2 8 0 0 Aの厚みに形成し、 ホ トエッチングによ りパ ターン化してゲー 卜電極 5 6、 ゲー 卜配線 G 、 蓄 積容量線 5 1、 蓄積容量 C s t を形成する。 実施例 4、 5で述べた方法によ り、 この A fi ( P d ) を陽極酸化 して、 A £ ₂0₃1 3を 2 0 0 0 Aの厚みに形成する。 この上にプラズマ C V D法によ リ窒化シ リ コ ン 1 4 ' を 1 2 0 0〜 2 0 0 0 Αの厚みに形成し、 さ らに非晶 質シ リ コ ン 1 5 ' を 2 0 0〜 2 0 0 0 Αの厚みに形成 する。 さ らにリ ンを含んだ非晶質シ リ コ ン 1 6を形成 する。 その後ホ トェヅチングプロセスにて T F T部、 配線交差部以外の部分の非晶質シ リ コ ンを除去する。 さ らに、 蓄積容量 C s tの窒化シリ コン膜を除去する。 これで蓄積容量には A β ₂0₃のみが残る。 窒化シリ コ ン膜は通常 C F ₄ ガスを用いたプラズマアジシャで除 去するが、 Α ₂0₃膜はこの C F₄ ガスアッシャーに は極めて耐性があ り、 このように Α β ₂0₃上の S i N のみを除去することが可能である。 この後、 C rを 4 0 0〜 1 0 0 0 Aの厚みに、 Α ώ を 3 0 0 0〜

5 0 0 0 Αの厚みに形成し、 パターン化して信号配線 1 8、 T F Tのソース電極5 5、 蓄積容量部配線 5 7 を形成する。 次にこれをマスク と してリ ン ド一プ非晶 質シ リ コ ン 1 6を加工する。 その後、 酸化イ ンジウム 2

よ りなる透明電極 1 7 を 5 0 0〜 2 0 0 0 Aの厚みに スパヅタ法によ り形成し、 画素電極を形成する。 この 透明電極は A £ の上全面に残しても良い。 この上に保 護膜 2 0 と して窒化シリ コン膜を形成して、 後は既述 の実施例と同様にして T F T基板が完成する。

本実施例は蓄積容量部の絶縁膜と して Α β ₂0₃のみ を用いる。 この他にも A fi ₂O₃Z S i N 2層の絶緣膜 を用いるこ とができるが、 A £ ₂0₃だけの方が容量が 大き くでき、 その分、 蓄積容量部の占有面積を小さ く できるので、 基板の透過率を向上することができる。 表 3に本実施例での使用可能な絶緣膜 （誘電体膜） と、 それを必要とする場所とをまとめた。

(以下余白）

表 3

場所 材料

酸化膜 窒化シ リ コ ン膜 a - S ゲー ト部 0 0 0 ゲー ト配線

と信号配線 o o 厶 交差部

蓄積容量線

と信号配線 o 0 厶 交差部

蓄積容量部 o X X

O必要 X不要 Δどちらでも可

表中の厶印は場合によ り、 使用するかどう かを決め れぱ良い。

実施例 8

実施例 7 は蓄積容量線 5 1 をゲ一 卜配線 G とは 別に設けたが、 本実施例は、 第 2 0図 （ a ) 、 ( b ) ( c ) 、 （ d ) 、 （ e ) に示すよ う に、 隣接するゲー ト配線 G₂' の 1部を蓄積容量と して用いた例である。 なお、 第 2 0図 （ b ) 、 （ c ) 、 （ d ) 、 （ e ) は同 図 （ a ) で示した A - A ' 、 B - B ' 、 C一 C ' 、 D - D ' 線に対応する部分の断面図をそれぞれ示したも のである。

実施例 9 本発明の第 9 の実施例を第 2 1 図を用いて説明する。 絶縁基板 1 0上に、 A J8 1 2 ' を真空蒸着法によつ て膜厚 0 .2 it mに堆積し、 これを通常のホ トエッチ ング法によ リパターン化した。 この後ポジ型ホ ト レジ ス ト P R (東京応化工業㈱製、 商品名 O F P R— 8 0 0 ) を膜厚 2 μ ιηに塗布し、 所望のホ トマスク を用い て紫外線を選択的に照射、 露光した。 これを現像して 得た状態が第 2 1 図である。 P A Dは Α β の陽極酸化 の際に電圧を印化するための化成パッ ド （陽極酸化用 端子） である。 ここで特に重要な点は、 Α βパターン と陽極酸化用マスクパターンそれぞれの、 パターンェ ジジによる交点である。 すなわち第 2 1 図における如 く 、 外角 0 1 、 0 2 を 1 3 5 ° にした点である。 これ を 1 2 0 °C 2 0分の熟処理によるポス トべーク を行つ た後、 化成液の液面が図中の A— A ' ライ ン付近にな るよう にして陽極酸化を行なった。 この陽極酸化にお ける電圧の印加方法は、 初期においては 5 0 # A ol の電流密度で徐々に電圧を上昇し、 1 0 0 Vの電圧に なった時点で一定電圧 1 0 0 Vを 1 5分間印加して陽 極酸化を行なった。 その結果、 ホ ト レジス トの載って いない液中の A fl 1 2 ' 上に膜厚約 1 4 0 n mの

Α β ₂ Ο₃を成長することができた。 この際、 Α β ( 2 ) 上の陽極酸化用マスク （ホ ト レジス ト P R) は充分な 耐圧を示し、 絶緣破壊を起こすことはなかった。 特に 陽極酸化用マスクのパターンエッジは鲍緣破壤を起こ し易いが、 本実施例の如く外角 0 1、 0 2 を 9 0 ° 以 上 （ 1 3 5 ° ) にしたこ とによ リ、 陽極酸化用マスク のパターンエッジでの絶縁破壊による欠陥の発生は皆 無であった。

実施例 1 0

本発明の第 1 0の実施例を第 2 5図、 第 2 6図、 第 2 7 図及び第 2 8 図によ り説明する。 こ こでは T F T を用いた液晶ディ スプレイ に本技術を応用 した例を示 す。

第 2 5図は薄膜 トランジスタ を用いた液晶ディスプ レイ駆動用パネルの一部分を模式的に示す図である。 同図の Τ_ι:ιは T F Tで 1画素ごと に備えており、 映 像信号が、 ド レイ ン端子 D_Nから供給され、 この トラ ンジスタで各画素に書き込むものである。 映像信号は 丁 丄 の T F T を介して液晶 L Cに供給され、 画素ごと に所望の映像を現す。 C a d は映像信号をよ リ長く保 持するための付加容量であ り、 5 8、 5 5及び 5 6は 各々 ト ラ ンジスタ の ド レイ ン電極、 ソ ース電極及びゲ — ト電極である。 1 8 はド レイ ン端子 D_Nから供給さ れる映像信号を各画素に供給するための信号配線であ リ、 G N' は信号を書き込む行を選択するためのゲ一 ト配線 （走査線） である。 このゲー ト配線はゲー ト端 子 G Nに接続されている。 S6

このような液晶ディスプレイパネルを実現するため には、 一般にはガラス基板上に、 先ずゲー ト電極とゲ — ト配線及びゲー ト端子を形成する。

こ こでは、 ゲー ト電極とゲー ト配線及びゲー ト端子 を A J2 で形成する例を説明する。

第 2 6図はディスプレイパネルにおける、 ゲー ト配 線を施した場合の概要を示す平面図である。 1 0はガ ラス基板、 4 0はゲート電極とゲー ト配線さ らには ト ランジスタ あるいは画素等のあるデバイス部で先の第 2 5図における T F Tアレイ部である。 G _Nはゲー ト 端子である。 4 1 はデバイス部 4 0 とゲート端子 G _N を接続すると共に、 デバイス部の行ピッチと端子部の ピッチを調節すること と、 外部接続に都合の良い本数 を一ブロック毎にまとめて、 端子ブロック を形成する ための、 引き出し線部である。

引き出し線部 4 1付近の拡大図を第 2 7図に示した。 同図は、 先の第 2 6図のデバイス部 4 0 が下方になる よう に 9 0度回転した状態で示している。 引き出し線 部は前記理由のため、 ゲー ト配線及びゲー ト端子の如 く等間隔、 平行パターンとはならず、 通常は第 2 7図 の如く斜めになる と ともに、 場所によ りパターンは種 々 の方向を採るこ とが多い。

と ころで、 デバイス部の中で特に重要で複雑な構造 をなす、 T F T部の、 本実施例における工程断面図を 7

第 2 8 図 （ a ) 、 （ b ) 、 （ c ) 、 （ d ) 、 （ e ) に 示した。 第 2 8図 （ a ) は T F Tのゲー ト電極を膜厚 0 .3 μ m の Α β 1 2 ' で形成したものである。

こ こでは第 2 6図のデバイス部 4 0 を陽極酸化して、 第 2 8図に示すよう に、 Α £ ₂0₃1 3 を Α £ 1 2 ' 上 に成長させ、 この Α β ₂0₃をゲー 卜絶縁膜の一部及ぴ 配線交差部の絶縁膜に用いるものである。 従って端子 以外を酸化させること と した。 この陽極酸化のため、 端子を束ねた部分が第 2 7図の化成パッ ド部 4 4であ る。 またこ こには陽極酸化の際に電圧を印加するため の化成パッ ド P A Dがある。 第 2 7図中 P Rは陽極酸 化用マスクのポジ型ホ ト レジス トである。 こ こではホ 卜 レジス トの膜厚は 3 · 5 mと した。 特に重要な点 は陽極酸化液 （化成液） 中に浸る部分での、 Α βバタ ーンと陽極酸化用マスクパターンそれぞれの、 パター ンエッジによる交点である。 先に記したよう に、 引き 出し線部 4 1 は Α β パターンが種々な方向を向いてい るため， 陽極酸化用の化成液中での、 ホ ト レジス 卜と Α β との両パターン間の外角は、 第 2 7図中の水平方 向に一直線にホ ト レジス トノ、。ターンを形成する と、 そ の外角は種々の角度を取り、 例えば 4 0 ° 〜 1 4 0 ° となってしまう 。 このよう に外角が種々の角度、 特に マスク用ホ ト レジス トがポジタイプの場合 9 0 ° 以下 となる と欠陥が発生しやすい。 本実施例では第 2 7図 の如く外角は全て 1 3 5 ° と した。

次に 1 4 0 °C、 3 0分のポス トべーク処理を施した 後、 陽極酸化を行なった。 陽極酸化は第 2 7図の A — A ' 付近に陽極酸化用の化成液の液面になるよう にし た。 化成液は酒石酸 3 %水溶液にアンモニア水を添加、 中和後プロ ピレングリ コールを容積比で 1 0倍加えた ものを用いた。 化成パッ ド P A Dから、 初期は 3 0 m A/of の定電流を流し、 1 5 0 Vに達した後は定電 圧で 2 0分間の電圧を加えて、 陽極酸化を行なった。 その結果 Α β上に A JK ₂0₃膜を 2 1 0 n m成長させる ことができた。 こ こでの陽極酸化において、 外角 0 を 1 3 5 ° 、 ポス トべ一ク を 1 4 0 °C 3 0分と したこと から、 酸化時の欠陥は皆無であった。 なお、 このとき の トランジスタ部の構造は第 2 8図 （ b ) の如くであ る。

本技術の主要な部分は以上であるが、 液晶ディスプ レイ用パネルを製作するための説明を、 第 2 8図を用 いて以下簡単に行なう 。 第 2 8図 （ b ) の後、 プラズ マ C V D法によ り S i N 1 4、 a — S i ( i ) 1 5及び a — S i (n ) 1 6 を順次堆積した後、 第 2 8図 （ c ) の如く a — S i (n ) 1 6 と a — S i (i ) 1 5 をゲー ト 電極幅よ り小さ く加工した。 次に第 2 8図 （ d ) の如 く 、 電極となる C r l l を真空蒸着法によ り堆積し、 ソース及びド レイ ン電極の形状に加工した。 さ らに電極及び配線を行なうため、 A £ 1 2〃 を真 空蒸着法によ り堆積し、 第 2 8 図 （ e ) の如く と した。 なお画素電極である透明電極 （例えば I T O膜） を形 成するが、 それは、 この工程の後、 も し く は前記ソー ス及びド レイ ン電極形成前であっても良い。 （こ こで は煩雑を避けるために透明電極は図示していない） こ のよう にして液晶ディスプレイパネル用の T F Tを作 つた。 この トランジスタ のゲー ト絶縁膜には前記した、 陽極酸化による Α β ₂ Ο₃と S i Nとで構成しており、 二層ゲー ト絶緣膜となっていることから、 特に絶縁性 には僅れた構造とすることが出来た。

実施例 1 1

本発明の第 1 1 の実施例を第 2 9 図を用いて説明す る。 また、 本実施例でも液晶ディスプレイパネルを想 定して陽極酸化を行なった。 基板 1 0上に Α β 1 2 ' を 0.3 μ ιη 堆積し、 実施例 1 0 と同様にして Α β 1 2 ' を加工した。 さ らに、 この例でも実施例 1 0 と 同様に、 陽極酸化をする部分と、 陽極酸化を しない部 分との間に、 選択的に陽極酸化をするための保護用マ スク を設けた。 ここでは、 マスク と しては、 O F P R 一 8 0 0 (ポジ型レジス ト） を膜厚 4 mと し、 Α ώ 1 2 ' と レジス トパタ ーン P Rとの外角を、 どの部分 の交点においても 9 0。 になるよう にした。 この後、 1 3 0 °C 3 0分のポス トべーク を施した。 次に同図の έθ

A— A ' 付近に、 陽極酸化用化成液の液面となるよう にして、 化成パッ ド P A Dから 8 0 n A Z cm²の電流密 度で電流を流した。 徐々に電圧が上昇しながら A β ₂ Ο ₃が成長する。 電圧が 1 4 0 Vになった時点からは、 この電圧で 2 0分間保持した。 こう して陽極酸化を行 なった後、 ホ ト レジス トを取り除いた。 その結果、 約 2 0 0 n mの膜厚の Α £ ₂ Ο₃が成膜できた。 この陽極 酸化において、 ホ ト レジス トのマスクパターン形状を、 いずれの Α β パターンとの交点においても、 9 0 ° と したこと、 及びホ ト レジス トの膜厚を 4 mと十分に 厚く した効果によ り、 陽極酸化での A J8 の溶解等の欠 陷は皆無であった。

実施例 1 2

第 1 2の実施例を第 3 0図を用いて説明する。 本実 施例でも液晶ディスプレイパネルを想定して陽極酸化 を行なった。

基板 1 0上に Α β 1 2 ' を 0 . 3 5 A m堆積し、 実 施例 1 0 と同様にして A fi l 2 ' を加工した。 さ らに、 この例でも実施例 1 0 と同様に、 陽極酸化をする部分 と、 陽極酸化を しない部分との間に、 選択的に陽極酸 化をするための保護用マスク とそてホ ト レジス ト P R を設けた。 ここでは、 マスク と しては、 O M R (ネガ 型レジス ト） を膜厚 3 と し、 A fi と レジス トパタ ーンとの外角を、 どの部分の交点においても 6 0 ° に έ/

なるよう にした。 ネガ型レジス トでは、 紫外線露光に よるノヽ。ターン化の際、 Α βノヽ。ターンエッジでのハレー シヨンによ り レジス トが重合して、 レジス ト残り を生 じる。 この影響を取り除く ため、 本実施例では外角を 6 0 ° と した。 この後、 1 4 0 °C、 4 0分間のポス ト ベーク を施した。

その後、 同図の A— A' 付近に、 陽極酸化用化成液 の液面となるよう にして、 ィヒ成パッ ド P A Dから l O O n AZoiの電流密度で電流を流した。 徐々 に電 圧は上昇しながら Α ώ ₂0₃が成長する。 電圧が 2 0 0 Vになった時点からは、 この電圧で 2 0分間保持した。 こう して陽極酸化を行なった後、 ホ ト レジス ト を取り 除いた。 その結果、 約 2 8 0 n mの膜厚の Α β ₂0₃が 成膜できた。 この陽極酸化において、 ホ ト レジス トの マスクノ、。ターン形状を、 いずれの Α βノヽ。ターンとの交 点においても、 6 0 ° と したことで、 Α βパターンェ ッジでのハ レーショ ンの影響を無くすことが出きたた め、 陽極酸化中での A £ の溶解、 新線等の欠陥は皆無 であった。

実施例 1 3

第 3 3図に本発明の液晶表示装置の一実施例を示す。 この装置は、 液晶表示パネル 8 1 と、 該液晶表示パネ ルに映像信号を与えるための映像信号駆動回路 8 3と、 該液晶表示パネルに走查信号を与えるための走査回路 8 4 と、 該映像信号駆動回路及び走査回路に T F T情 報をを与えるための制御回路 8 2 を有する。 制御回路 8 2は電源回路、 上位演算処理装置からの情報を T F Τ情報に変換する回路等を含む。 前記実施例で得た液 晶表示パネルをそれぞれ用いてこの装置に組み込んだ と ころ、 いずれも信頼性の高い画像が得られた。

以上の各実施例に示したよう に、 本発明によ り、 Τ F T基板の信頼性が著し く 向上し、 相互コンダクタ ン ス g mも 2 5 %〜 5 0 %向上し、 光利用率も 2 0 %以 上向上した。 またその製造に際し、 大幅に歩留を改善 するこ と ができた。 また、 Α β を局所的に陽極酸化す ることによ り配線抵抗を下げることができた。 また、 この T F T基板を用いた液晶表示パネルの信頼性が著 し く 向上した。 さ らにまた、 この液晶表示パネルを用 いた液晶表示装置の信頼性も著し く 向上した。

Claims

^ 請求の範囲

1 . 絶縁性基板上に配置された複数のゲー ト端子と、 これに電気的に接続する複数のゲー ト配線と、 該複数 のゲー ト配線と交差して配置された複数の信号配線と、 マ ト リ ク ス状に配置された複数個の薄膜トランジスタ と、 複数個の薄膜容量と を少なく とも有する薄膜トラ ンジスタ基板において、 該ゲー ト端子は少なく ともク ロム又はタ ンタルからなる層を有し、 該ゲー ト配線、 該薄膜ト ラ ンジスタ のゲー ト電極及び該薄膜容量よ り 構成されるゲー ト配線パターンは、 アルミ ニウム又は アルミ ニウムを主成分とする金属からなリ、 該ゲー ト 配線パタ ーンの表面の所望の部分は陽極酸化膜によ り 被覆されているこ と を特徴とする薄膜トラ ンジスタ基 板。

2 . 請求項 1記載の薄膜卜ランジスタ基板において、 上記ゲー ト配線は、 上記ゲー ト端子の先端上部でそれ と接続する こ と を特徴とする薄膜トラ ンジスタ基板。

3 . 請求項 2記載の薄膜トランジスタ基板において、 上記ゲー 卜配線の上記ゲー ト端子との接繞部は、 線幅 2 0 t m以下のス トライプ状のパターンであるこ と を 特徴とする薄膜トラ ンジスタ基板。

4 . 請求項 1記載の薄膜卜ランジスタ基板において、 上記アルミ ニウムを主成分とする金属は、 アルミ ニゥ ムを主成分と し、 P d又は S i を含む金属である こ と を特徴とする薄膜トランジスタ基板。

5 . 請求項 1記載の薄膜トランジスタ基板において、 上記薄膜ト ランジスタ を構成する半導体層が非晶質シ リ コンからな リ、 ゲー ト絶縁膜が上記陽極酸化膜と窒 化シリ コン膜とよ りなること を特徴とする薄膜トラン ジスタ基板。

6 . 請求項 1記載の薄膜トランジスタ基板において、 上記陽極酸化膜は 1 1 0 O Aから 2 2 0 O Aの範囲の 厚さであること を特徴とする薄膜 トランジスタ基板。

7 . 絶緣性基板と、 該絶緣性基板上に配置された複 数のゲー ト端子と、 該複数のゲー ト端子に電気的に接 続された複数のゲー 卜配線と、 該複数のゲー ト配線と 交差して配置された複数の信号配線と、 複数の薄膜 ト ランジスタ と、 複数の薄膜容量と を有する薄膜トラン ジスタ基板において、 上記ゲー ト配線及び上記薄膜 ト ランジスタ のゲー ト電極がアルミ ニゥム又はアルミ 二 ゥムを主成分とする金属からな り、 上記薄膜トランジ スタ のゲー ト維緣膜、 上記ゲー ト配線と上記信号配線 との交差部の絶縁膜及び上記薄膜容量を構成する誘電 体膜からなる群の少なく とも一つの膜は、 上記アルミ ニゥム又はアルミ ニウムを主成分とする金属の陽極酸 化膜を含む膜であ り、 該陽極酸化膜の膜厚は 1 1 0 0 から 2 2 0 O Aの範囲の厚みであるこ と を特徴とする 薄膜 卜ランジスタ基板。

8. 請求項 7記載の薄膜 ト ランジスタ基板において、 上記ゲー ト端子はク ロムよ り なる層を含む導電体層か らなる こ と を特徴とする薄膜 ト ランジスタ基板。

9. 請求項 7記載の薄膜 ト ラ ンジスタ基板において、 上記薄膜 トランジスタ のゲー ト絶緣膜は、 上記陽極酸 化膜及び該陽極酸化膜と異なる種類の絶緣膜の複合膜 である こ と を特徴とする薄膜 トラ ンジスタ基板。

1 0. 請求項 9記載の薄膜 トランジスタ基板におい て、 上記異なる種類の絶緣膜が窒化シ リ コ ン膜でぁ リ、 その膜厚が 1 200から 2 0 0 0 Αの範囲である こ と を特徴とする薄膜 トラ ンジスタ基板。

1 1. 請求項 9記載の薄膜 卜 ランジスタ基板におい て、 上記異なる種類の絶緣膜が酸化シ リ コ ン膜であ り、 その膜厚が 1 200から 2 0 0 0 Αの範囲である こ と を特徴とする薄膜 トラ ンジスタ基板。

1 2. 請求項 7記載の薄膜 トランジスタ基板におい て、 上記薄膜 トランジスタ の活性層を構成する材料が 水素化非晶質シ リ コ ンである こ と を特徵とする薄膜 ト ランジスタ基板。

1 3. 請求項 7記載の薄膜 トランジスタ基板におい て、 上記ゲー ト配線と上記信号配線との交差部の絶緣 膜が上記陽極酸化膜、 上記陽極酸化膜と異なる材質の 絶緣膜、 水素化非晶質シ リ コ ン膜からなる こ と を特徴 とする薄膜 トラ ンジスタ基板。

14. 請求項 7記載の薄膜トランジスタ基板におい て、 上記薄膜容量を構成する誘電体膜が上記陽極酸化 膜、 上記陽極酸化膜と異なる材質の絶緣膜からなる こ と を特徴とする薄膜卜ランジスタ基板。

1 5 · 請求項 7記載の薄膜卜ランジスタ基板におい て、 上記薄膜容量を構成する誘電体膜が上記陽極酸化 膜からなること を特徴とする薄膜ト ランジスタ基板。

1 6. 請求項 7記載の薄膜 卜ランジスタ基板におい て、 上記ゲー ト配線は、 上記ゲー ト端子の先端上部で それと接続するこ と を特徴とする薄膜トラ ンジスタ基 板。

1 7. 請求項 1 6記載の薄膜トランジスタ基板にお いて、 上記ゲー ト配線の上記ゲー ト端子との接続部は、 線幅 2 0 i m以下のス トライプ状のパターンであるこ と を特徴とする薄膜卜ランジスタ基板。

1 8. 請求項 1 6記載の薄膜卜ランジスタ基板にお いて、 上記ゲー ト配線の上記ゲート端子との接続部は、 線幅 1 0 μ πι以下のス トライプ状のパターンであるこ と を特徴とする薄膜トランジスタ基板。

1 9. 基板上に、 ク ロム又はタ ンタルよ りなるゲー ト端子を形成する第 1工程、 該ゲー ト端子と接続する ゲー ト配線、 薄膜トランジスタ のゲー ト電極及び薄膜 容量よ り構成されるゲー ト配線パターンをアルミ ニゥ ム又はアルミ ニウムを主成分とする金属によ リ形成す ίΊ

る第 2工程、 少な く とも該ゲ一 卜端子及び該ゲー ト端 子と該ゲー ト配線との接続部をホ ト レジス トによ り被 覆する第 3工程及び該ゲー ト配線パターンを陽極酸化 し、 該ゲー ト配線パターンの所望の部分の表面を陽極 酸化膜とする第 4工程を少な く とも有する こ と を特徴 とする薄膜 トラ ンジスタ基板の製造方法。

2 0 . 請求項 1 9記載の薄膜卜ラ ンジスタ基板の製 造方法において、 上記第 3工程は、 ホ ト レジス トの塗 布、 前熱処理、 露光、 後熱処理、 現像の工程を含むこ と を特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。

2 1 . 請求項 1 9記載の薄膜トランジスタ基板の製 造方法において、 上記第 4工程は、 定鼋流で陽極酸化 を行なう工程と定電圧で陽極酸化を行なう工程を有す るこ と を特徴とする薄膜ト ランジスタ基板の製造方法。

2 2 . 請求項 1 9記載の薄膜ト ランジスタ基板の製 造方法において、 上記ゲ一 卜配線パターンは、 それを 構成する各部分が所望の部分ごとに共通に接続され、 互いに接続しない 2以上のパターンであ り、 上記第 4 工程は各々のパターンごと に異なる電圧で陽極酸化を 行なう こと を特徴とする薄膜 トランジスタ基板の製造 方法。

2 3 . 請求項 1 9記載の薄膜トランジスタ基板の製 造方法において、 上記第 4工程の後に、 陽極酸化膜を 2 0 0 °Cから 3 5 0 °Cの範囲の温度で熱処理する第 5 工程を有すること を特徴とする薄膜トランジスタ基板 の製造方法。

24 . 請求項 1 9記載の薄膜トランジスタ基板の製 造方法において、 上記アルミ ニウムを主成分とする金 属は、 アルミ ニウムを主成分と し、 P d又は S i を含 む金属であるこ と を特徴とする薄膜トランジスタ基板 の製造方法。

2 5. 請求項 1 9記載の薄膜 トランジスタ基板の製 造方法において、 上記第 4工程によ り表面に陽極酸化 膜が形成される所望の部分は、 少なく とも上記薄膜ト ランジスタ のゲー ト電極、 上記薄膜容量及び上記ゲー 卜配線の信号配線と交差する部分であるこ と を特徴と する薄膜トランジスタ基板の製造方法。

2 6. 絶縁性基板上に、 少なく とも複数のゲー ト配 線と複数の薄膜トランジスタ のゲー ト電極と を含むパ ターンをアルミ ニウム又はアルミ ニウムを主成分とす る金属によ り形成し、 該アルミ ニウム又はアルミ ニゥ ムを主成分とする金属の所望の部分を陽極酸化して陽 極酸化膜とする薄膜トランジスタ基板の製造方法にお いて、 上記陽極酸化膜の膜厚は 1 1 0 0から 2 2 0 0 Aの範囲の厚みであ り、 上記陽極酸化は上記薄膜卜ラ ンジスタのゲー ト電極、 上記ゲー 卜配線の信号配線と の交差部、 薄膜容量の少なく ともいずれかのみに行な う こと を特徴とする薄膜 トランジスタ基板の製造方法。 ^ 9

2 7 . 請求項 2 6記載の薄膜 トラ ンジスタ基板の製 造方法において、 上記ゲー ト配線はク ロムからなるゲ — ト端子と電気的に接続し、 上記陽極酸化は該ゲー ト 端子を通して電圧が印加されるこ と を特徴とする薄膜 卜ランジスタ基板の製造方法。

2 8 . ( 1 ) 絶緣性基板上に配置され、 少なく とも ク ロム又はタンタルからなる層を有する複数のゲー ト 端子と、 これに電気的に接続する複数のゲー ト配線と、 該複数のゲー ト配線と交差して配置された複数の信号 配線と、 マ ト リ ク ス状に配置された複数個の薄膜 トラ ンジスタ と、 複数個の薄膜容量と を少なく とも有し、 該ゲー 卜配線、 該薄膜卜ランジスタのゲー ト電極及び 該薄膜容量よ リ構成されるゲー ト配線パターンは、 ァ ルミ ニゥム又はアルミ ニウムを生成分とする金属から な り、 該ゲー 卜配線パタ ーンの表面の所望の部分は陽 極酸化膜によ リ被覆されている薄膜 トランジスタ基板、

( 2 ) それに対向して配置された、 少なく とも対向電 極を持つ透光性基板及び （ 3 ) それらの間に配置され た液晶を有するこ と を特徴とする液晶表示パネル。

2 9 . ( 1 ) 絶縁性基板と、 該絶緣性基板上に配置 された複数のゲー 卜端子と、 該複数のゲー ト端子に電 気的に接続された複数のゲー 卜配線と、 該複数のゲー ト配線と交差して配置された複数の信号配線と、 複数 の薄膜トランジスタ と、 複数の薄膜容量と を有し、 該 ゲー ト配線及び該薄膜トランジスタ のゲー ト電極がァ ルミ ニゥム又はアルミ ニウムを主成分とする金属から なリ、 該薄膜トランジスタ のゲー ト絶緣膜、 該ゲート 配線と該信号配線との交差部の絶縁膜及び該薄膜容量 を構成する誘電体膜からなる群の少なく とも一つの膜 は、 該アルミ ニウム又はアルミ ニウムを主成分とする 金属の陽極酸化膜を含む膜であ り、 該陽極酸化膜の膜 厚は 1 1 0 0 から 2 2 0 O Aの範囲の厚みである薄膜 トランジスタ基板、 （ 2 ) それに対向して配置された、 少なく とも対向電極を持つ透光性基板及び （ 3 ) それ らの間に配置された液晶を有するこ と を特徴とする液 晶表示パネル。

3 0 . 絶縁性基板上にアルミ ニウム又はアルミ ニゥ ムを主成分とする金属を所望のパタ ーンに形成するェ 程と、 上記所望のパタ ーン上の所望の領域上に選択酸 化用マスク と してポジ型ホ ト レジス トパターンを形成 する工程と、 上記所望のパタ ーン上へ陽極酸化によつ て酸化アルミ ニウムを形成する工程と を少なく とも有 する陽極酸化方法において、 上記形成された酸化アル ミ ニゥムのパターンの輪郭線と上記所望のパターンと の間で形成される角度で、 アルミ ニウム又はアルミ 二 ゥ厶を主成分とする金属の露出している側の角度 6 は、 m単位で表わしたポジ型ホ ト レジス トの膜厚を丁と すると 7/

Θ ≥ 1 1 0 - 2 0 Τ

なる条件でポジ型ホ 卜 レジス 卜パターンを形成するこ と を特徴とする陽極酸化方法。

3 1 . 請求項 3 0記載の陽極酸化方法において、 上 記ホ ト レジス トの膜厚を 以上と したこと を 特徴とする陽極酸化方法。

3 2 . 請求項 3 0記載の陽極酸化方法において、 上 記ホ 卜 レジス トのポス トべーク温度を 1 1 0 °Cから 1 6 0 °Cの範囲と したこ と を特徴とする陽極酸化方法。

3 3 . 請求項 3 0記載の陽極酸化方法において、 上 記ホ ト レジス トのポス トべーク時間を 5 から 4 0分の 範囲と したこ と を特徴する陽極酸化方法。

3 4. 絶縁性基板上にアルミ ニウム又はアルミ ニゥ ムを主成分とする金属を所望のパタ ーンに形成するェ 程と、 上記所望のパターン上の所望の領域上に選択酸 化用マスク と してネガ型ホ ト レジス トパターンを形成 する工程と、 上記所望のパターン上へ陽極酸化によつ て酸化アルミ ニウムを形成する工程と を少な く とも有 する陽極酸化方法において、 上記形成された酸化アル ミ ニゥムのパターンの輪郭線と上記所望のパターンと の間で形成される角度で、 アルミ ニウム又はアルミ 二 ゥムを主成分とする金属の露出している側の角度 0 は、 9 0度よ り小さい条件でネガ型ホ ト レジス トパターン を形成する こ と を特徴とする陽極酸化方法。 7Z

3 5 . 請求項 3 4記載の陽極酸化方法において、 上 記ホ ト レジス トの膜厚を 1 .5 /z m 以上と したこと を 特徴とする陽極酸化方法。

3 6 . 請求項 3 4記載の陽極酸化方法において、 上 記ホ ト レジス トのポス トべーク温度を 1 1 0 °Cから 1 6 0 °Cの範囲と したこ と を特徴とする陽極酸化方法。

3 7 . 請求項 3 4記載の陽極酸化方法において、 上 記ホ ト レジス トのポストべーク時間を 5 から 4 0分の 範囲と したこ と を特徴する陽極酸化方法。

3 8 . ( 1 ) 絶縁性基板上に配置され、 少なく とも ク ロム又はタ ンタルからなる層を有する複数のゲー ト 端子と、 これに電気的に接続する複数のゲー ト配線と、 該複数のゲー ト配線と交差して配置された複数の信号 配線と、 マ ト リ クス状に配置された複数個の薄膜 トラ ンジスタ と、 複数個の薄膜容量と を少なく とも有し、 該ゲー ト配線、 該薄膜トランジスタ のゲー ト電極及び 該薄膜容量よ り構成されるゲー ト配線パターンは、 ァ ルミ ニゥム又はアルミ ニウムを主成分とする金属から なり、 該ゲー ト配線パタ ーンの表面の所望の部分は陽 極酸化膜によ り被覆されている薄膜卜ランジスタ基板 と、 それに対向して配置された、 少な く とも対向電極 を持つ透光性基板と、 それらの間に配置された液晶と を有する液晶表示パネル、 （ 2 ) 該液晶表示パネルに 映像信号を与えるための映像信号騸動回路、 （ 3 ) 該 ?≥

液晶表示パネルに走査信号を与えるための走査回路並 びに （4 ) 該映像信号騸動回路及ぴ該走査回路に液晶 表示パネル用の情報を与えるための制御回路を有する こと特徴とする液晶表示装置。

3 9 . ( 1 ) 絶鎵性基板と、 該絶緣性基板上に配置 された複数のゲー ト端子と、 該複数のゲー ト端子に電 気的に接続された複数のゲー ト配線と、 該複数のゲー 卜配線と交差して配置された複数の信号配線と、 複数 の薄膜ト ランジスタ と、 複数の薄膜容量と を有し、 該 ゲー ト配線及び該薄膜 トランジスタのゲー ト電極がァ ルミ ニゥム又はアルミ ニウムを主成分とする金属から な り、 該薄膜トランジスタ のゲー ト絶縁膜、 該ゲー ト 配線と該信号配線との交差部の絶緣膜及ぴ該薄膜容量 を構成する誘電体膜からなる群の少なく とも一つの膜 は、 該アルミ ニウム又はアルミ ニウムを主成分とする 金属の陽極酸化膜を含む膜であ り、 該陽極酸化膜の膜 厚は 1 1 0 0から 2 2 0 0 Aの範囲の厚みである薄膜 トランジスタ基板と、 それに対向して配置された、 少 なく とも対向電極を持つ透光性基板と、 それらの間に 配置された液晶と を有する液晶表示パネル、 （ 2 ) 該 液晶表示パネルに映像信号を与えるための映像信号駆 動回路、 （ 3 ) 該液晶表示パネルに走査信号を与える ための走査回路並びに （4 ) 該映像信号跑動回路及び 該走査回路に液晶表示パネル用の情報を与えるための 7

制御回路を有するこ と特徵とする液晶表示装置。