JP2008009082A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】半透過型液晶表示装置において、透明電極膜と反射電極膜とが電食反応により消失し、表示不良となることを抑制するための保護膜パターンが形成された半導体装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】画素の透過表示領域に設けられた透明電極膜１に隣接して、表示領域の周囲に帯状の形状を有する保護膜パターン３を配置する。保護膜パターン３は、透明電極膜１と同層上に設けられ、透明電極膜１の形成時に透明電極膜１と同じ材料で形成することが好ましい。
【選択図】図１In a transflective liquid crystal display device, a semiconductor device on which a protective film pattern for suppressing a transparent electrode film and a reflective electrode film from disappearing due to an electrolytic corrosion reaction and causing a display defect is formed, and a method for manufacturing the same I will provide a.
A protective film pattern having a strip shape is disposed around a display area adjacent to a transparent electrode film provided in a transmissive display area of a pixel. The protective film pattern 3 is provided on the same layer as the transparent electrode film 1 and is preferably formed of the same material as the transparent electrode film 1 when the transparent electrode film 1 is formed.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、画素領域に反射領域を備えた半透過型液晶表示装置に用いられる半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device used in a transflective liquid crystal display device having a reflective region in a pixel region, and a manufacturing method thereof.
液晶表示装置は、小型、薄型、低消費電力等の利点から、ＯＡ(Office Automation)機器、携帯機器等の幅広い分野で実用化が進められている。液晶表示装置は、アクティブマトリクス（Active Matrix）方式及び単純マトリクス（Passive Matrix）方式の２つの駆動方式が知られているが、近時は、高品質の画像を表示できる前者が広く採用されている。また、アクティブマトリクス方式の液晶表示装置は、透過型と反射型とに分類されるが、いずれも、液晶表示装置を構成する液晶パネルが電子シャッターとして働き、外部から入射された光を通過又は遮断させることにより画像を表示することを基本的な原理としている。このため、液晶表示装置は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）及びＥＬ（Electroluminescence）表示装置等とは異なり、自ら発光する機能を有していない。従って、液晶表示装置により画像を表示する場合は、いずれのタイプにおいても別途に光源を必要とする。例えば、透過型液晶表示装置は、液晶パネルの背面にバックライトからなる光源を設けて、液晶パネルによりバックライトから入射した光の透過／遮断を切り替えることにより、表示が制御されるように構成されている。 Liquid crystal display devices are being put to practical use in a wide range of fields such as OA (Office Automation) devices and portable devices because of their advantages such as small size, thinness, and low power consumption. There are two known liquid crystal display devices, an active matrix system and an active matrix system. Recently, the former, which can display high-quality images, has been widely adopted. . Active matrix liquid crystal display devices are classified into transmissive and reflective types. In either case, the liquid crystal panel constituting the liquid crystal display device functions as an electronic shutter, and passes or blocks light incident from the outside. The basic principle is to display an image. For this reason, unlike a CRT (Cathode Ray Tube), an EL (Electroluminescence) display device, or the like, the liquid crystal display device does not have a function of emitting light. Therefore, when an image is displayed by a liquid crystal display device, a light source is separately required for any type. For example, a transmissive liquid crystal display device is configured such that a display is controlled by providing a light source composed of a backlight on the back of a liquid crystal panel and switching between transmission and blocking of light incident from the backlight by the liquid crystal panel. ing.
このような透過型液晶表示装置においては、バックライト光を常に使用することにより、透過型液晶表示装置を使用する場所の周囲の明るさに無関係に明るい画面を得ることができるが、一般にバックライト光源の消費電力は大きく、透過型液晶表示装置の電力の半分近くがバックライト光源により消費されるため、消費電力増大の要因となっている。特に、透過型液晶表示装置をバッテリーで駆動するタイプのものでは、使用可能時間が短くなり、使用可能時間を延長すべく大型のバッテリーを搭載すると、装置全体の重量が大きくなるため、表示装置の小型化及び軽量化の妨げとなる。 In such a transmissive liquid crystal display device, by always using backlight light, a bright screen can be obtained irrespective of the brightness around the place where the transmissive liquid crystal display device is used. The power consumption of the light source is large, and nearly half of the power of the transmissive liquid crystal display device is consumed by the backlight light source, which causes an increase in power consumption. In particular, in a type in which a transmissive liquid crystal display device is driven by a battery, the usable time is shortened, and if a large battery is mounted to extend the usable time, the weight of the entire device increases. This hinders downsizing and weight reduction.
そこで、透過型液晶表示装置におけるバックライト光源の消費電力の問題を解決するために、液晶表示装置を使用する場所の周囲に存在している光（以下、外部周囲光という）を光源として利用するように構成した液晶表示装置、即ち、反射型液晶表示装置が提案されている。この反射型液晶表示装置は、液晶パネルの内部に反射板を設け、液晶パネルの内部に入射し、その反射板により反射された外部周囲光の透過／遮断を切り替えることにより、表示が制御されるように構成されている。この反射型液晶表示装置においては、透過型液晶表示装置におけるバックライト光源が不要となり、消費電力の低減、並びに、表示装置の小型化及び軽量化を図ることができる。しかしながら、反射型液晶表示装置は、周囲が暗い場合には外部周囲光が光源として十分に働かなくなるため、視認性が著しく低下してしまうという問題を有している。 Therefore, in order to solve the problem of power consumption of the backlight light source in the transmissive liquid crystal display device, light existing around the place where the liquid crystal display device is used (hereinafter referred to as external ambient light) is used as the light source. A liquid crystal display device configured as described above, that is, a reflective liquid crystal display device has been proposed. In this reflective liquid crystal display device, a reflective plate is provided inside the liquid crystal panel, and the display is controlled by switching between transmission / blocking of external ambient light incident on the liquid crystal panel and reflected by the reflective plate. It is configured as follows. In this reflective liquid crystal display device, the backlight light source in the transmissive liquid crystal display device is not required, so that power consumption can be reduced and the display device can be reduced in size and weight. However, the reflection type liquid crystal display device has a problem that visibility is remarkably lowered because external ambient light does not sufficiently function as a light source when the surrounding is dark.
このように、透過型及び反射型液晶表示装置には夫々一長一短があり、安定した表示を得るためにはバックライト光源が欠かせないが、バックライトのみを光源とすると上述したように消費電力の増大が避けられない。そこで、バックライト光源の消費電力を抑え、且つ外部周囲光が暗い場合でも視認性を向上させることができるように、液晶パネルの画素領域に透過領域と反射領域とを備えて、透過型及び反射型液晶表示装置としての動作を一つの液晶パネルで実現するように構成した半透過型液晶表示装置が提案されている。 Thus, the transmissive and reflective liquid crystal display devices have advantages and disadvantages, respectively, and a backlight light source is indispensable for obtaining a stable display. However, if only the backlight is used as a light source, the power consumption is reduced as described above. Increase is inevitable. Therefore, the pixel area of the liquid crystal panel is provided with a transmissive area and a reflective area so that the power consumption of the backlight light source can be suppressed and the visibility can be improved even when the external ambient light is dark. A transflective liquid crystal display device configured to realize an operation as a liquid crystal display device with a single liquid crystal panel has been proposed.
半透過型液晶表示装置によれば、液晶パネルの画素領域に透過領域と反射領域とを備えることにより、外部周囲光が暗い場合にはバックライトを点灯し、上記透過領域を利用して透過型液晶表示装置として動作させることで、周囲が暗い場合でも視認性向上という透過型液晶表示装置の特性を発揮させることができる。一方、外部周囲光が十分に明るい場合には、バックライトを消灯し、上記反射領域を利用して反射型液晶表示装置として動作させることで、低消費電力という反射型液晶表示装置の特性を発揮させることができる。 According to the transflective liquid crystal display device, the pixel area of the liquid crystal panel is provided with a transmissive area and a reflective area, so that the backlight is turned on when the external ambient light is dark, and the transmissive area is utilized by using the transmissive area. By operating as a liquid crystal display device, it is possible to exhibit the characteristics of a transmissive liquid crystal display device that improves visibility even when the surroundings are dark. On the other hand, when the external ambient light is sufficiently bright, the backlight is turned off and the reflective region is used to operate as a reflective liquid crystal display device, thereby demonstrating the characteristics of the reflective liquid crystal display device with low power consumption. Can be made.
この半透過型液晶表示装置においては、透過型液晶表示装置として動作させるための透過領域においてはバックライトからの入射光が液晶層を透過し、一方、反射型液晶表示装置として動作させるための反射領域においては外部周囲光である入射光が液晶パネルの液晶層を往復して通過するために、液晶層における上記両入射光間には光路差が生ずる。このため、半透過型液晶表示装置においては、反射領域における液晶層の膜厚である第１のギャップ（反射領域ギャップ）寸法と、透過領域における液晶層の膜厚である第２のギャップ（透過領域ギャップ）寸法とを、液晶のツイスト角に応じて最適値に設定する必要がある。これは、第１及び第２のギャップ寸法を夫々最適値に設定しない場合には、反射領域及び透過領域におけるリタデーションの相違によって、表示面から出射する出射光の強度を最適化できないからである。 In this transflective liquid crystal display device, incident light from the backlight is transmitted through the liquid crystal layer in a transmissive region for operating as a transmissive liquid crystal display device, while reflecting for operating as a reflective liquid crystal display device. In the region, incident light which is external ambient light passes back and forth through the liquid crystal layer of the liquid crystal panel, so that an optical path difference occurs between the two incident lights in the liquid crystal layer. Therefore, in the transflective liquid crystal display device, the first gap (reflection area gap) dimension which is the film thickness of the liquid crystal layer in the reflection area and the second gap (transmission) which is the film thickness of the liquid crystal layer in the transmission area. It is necessary to set the (region gap) dimension to an optimum value according to the twist angle of the liquid crystal. This is because if the first and second gap dimensions are not set to the optimum values, the intensity of the outgoing light emitted from the display surface cannot be optimized due to the difference in retardation in the reflective region and the transmissive region.
しかしながら、上述の従来の技術には、以下に示すような問題点がある。 However, the conventional techniques described above have the following problems.
従来の半透過型液晶表示装置においては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等からなる透明電極膜上にＡｌ又はＡｌ合金等からなる反射電極膜が形成されている。フォトリソグラフィ法を用いた反射電極膜の形成工程においては、透明電極膜を含む基板の全面にＡｌ又はＡｌ合金膜を成膜して、更に、反射電極膜を加工（パターニング）するために、レジストパターン形成する。この際、透明電極膜上のＡｌ又はＡｌ合金膜にピンホール等の欠陥が存在すると、この欠陥を通して現像液がＡｌ及びＩＴＯの双方に接触し、Ａｌ／現像液／ＩＴＯの反応により、Ａｌ及びＩＴＯの双方が浸食（以下、電食という）されてしまうという問題点が生じる。 In a conventional transflective liquid crystal display device, a reflective electrode film made of Al or an Al alloy is formed on a transparent electrode film made of ITO (Indium Tin Oxide) or the like. In the step of forming the reflective electrode film using the photolithography method, an Al or Al alloy film is formed on the entire surface of the substrate including the transparent electrode film, and further, a resist electrode is processed in order to process (pattern) the reflective electrode film. Form a pattern. At this time, if defects such as pinholes are present in the Al or Al alloy film on the transparent electrode film, the developer comes into contact with both Al and ITO through the defects, and the reaction of Al / developer / ITO causes Al and developer. There arises a problem that both ITOs are eroded (hereinafter referred to as electric corrosion).
ここで、電食反応について詳細に説明する。例えば、従来の半透過型液晶表示装置の構造においては、透明電極膜を、反射電極膜を介してＴＦＴ（Thin Film Transistor）のソース電極と接続するため、各画素の内部において、透明電極膜と反射電極膜とがオーバーラップするように形成される。しかしながら、隣接する画素間では、各画素間を電気的に分離する必要があるため、ある画素の透明電極膜と隣接する画素の反射電極膜とはオーバーラップさせることができない。従って、反射電極膜を加工するためのレジストパターンを形成する際には、予め全面に形成した反射電極膜用導電膜のうち、各画素の反射領域側のみを覆うように形成しなければならない。しかしながら、先に形成した透明電極膜の端部領域上の反射電極膜に何らかの原因で亀裂が生じた場合に、この亀裂から現像液が浸透してしまうことになる。 Here, the electrolytic corrosion reaction will be described in detail. For example, in the structure of a conventional transflective liquid crystal display device, a transparent electrode film is connected to a source electrode of a TFT (Thin Film Transistor) through a reflective electrode film. The reflective electrode film is formed so as to overlap. However, between adjacent pixels, it is necessary to electrically isolate each pixel, so that the transparent electrode film of a certain pixel cannot be overlapped with the reflective electrode film of an adjacent pixel. Therefore, when forming a resist pattern for processing the reflective electrode film, the reflective electrode film conductive film formed in advance on the entire surface must be formed so as to cover only the reflective region side of each pixel. However, when a crack occurs for some reason in the reflective electrode film on the end region of the transparent electrode film previously formed, the developer penetrates from the crack.
図９は、特許文献１に記載の従来の半透過型液晶表示装置の製造時における構成の一部を示す断面図であり、前述の問題点を説明するための図である。図９（ａ）に示すように、透明絶縁基板１０８上にはゲート電極１０１ａが形成されており、このゲート電極１０１ａを覆うようにして透明絶縁基板１０８の上には、ゲート絶縁膜１０９が形成されている。このゲート絶縁膜１０９上には、半導体層１０３ａ、ドレイン電極１０２ａ、ソース電極１０２ｂが形成されており、これらとゲート電極１０１ａ、ゲート絶縁膜１０９とにより薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１０３が構成されている。この薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１０３を覆うようにしてゲート絶縁膜１０９上には、パッシベーション膜１１０が形成されており、このパッシベーション膜１１０上における画素の透過領域には透明電極膜１０５が形成されている。この透明電極膜１０５の端部上から反射領域に延設される反射電極膜１０６ａを形成するには、反射領域に凹凸膜１１１を積層し、透明電極膜１０５及び凹凸膜１１１を含む基板の全面に反射電極膜用の導電膜を成膜した後に、反射電極膜１０６ａをパターニングするためのレジストパターン１２１を形成する。しかしながら、図９（ｂ）に示すように、透明電極膜１０５を覆う反射電極膜１０６ａには、透明電極膜１０５の端部において段差が形成されており、この端部領域においては亀裂１２７等の欠陥が生じやすいため、この亀裂１２７から現像液１２６が浸透してしまうことになる。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a part of the configuration of the conventional transflective liquid crystal display device described in Patent Document 1, and is a diagram for explaining the above-described problems. As shown in FIG. 9A, a
ここで、反射電極膜であるＡｌ又はＡｌ合金は、反応性に富み、酸素と容易に反応し易い性質を有するため、上述のように亀裂１２７から現像液が浸透すると、Ａｌ又はＡｌ合金が透明電極膜を構成している酸化物導電体であるＩＴＯと反応する。この結果、現像液を電解液として電食反応と呼ばれるＡｌの腐食（酸化）とＩＴＯの溶解（還元）とが発生し、ＡｌとＩＴＯとの間でコンタクト不良が生じたり、密着性の悪い透明電極とパッシベーション膜との間で剥離が生じることもある。この電食反応は、以下に述べるようなメカニズムにより発生するものと考えられる。
Here, since Al or Al alloy which is a reflective electrode film is rich in reactivity and easily reacts with oxygen, when the developer penetrates from the
（１）格子欠陥又は不純物の多いＡｌ部分が局部アノードとして溶解し、ピンホールが発生する。 (1) Al part with many lattice defects or impurities dissolves as a local anode, and pinholes are generated.
（２）形成されたピンホールを通じて、現像液が下層のＩＴＯと接触する。 (2) The developer comes into contact with the underlying ITO through the formed pinhole.
（３）現像液中におけるＡｌの酸化電位とＩＴＯの還元電位との電位差が反応の駆動力となって、下記の化学反応式で表されるＡｌの酸化及びＩＴＯの還元が促進される。 (3) The potential difference between the oxidation potential of Al and the reduction potential of ITO in the developer serves as a driving force for the reaction, and the oxidation of Al and the reduction of ITO represented by the following chemical reaction formula are promoted.
Ａｌ＋４ＯＨ− → Ｈ２ＡｌＯ３＋Ｈ２Ｏ＋４ｅ− Al + 4OH − → H 2 AlO 3 + H 2 O + 4e −
Ｉｎ２Ｏ３＋３Ｈ２Ｏ＋６ｅ− → ２Ｉｎ＋６ＯＨ− In 2 O 3 + 3H 2 O + 6e − → 2In + 6OH −
この電食反応は、透明電極膜及び反射電極膜のレイアウト（ＩＴＯとＡｌとの重なり方）を考慮することにより、ある程度抑制することができるが、ＩＴＯ上にＡｌ又はＡｌ合金が形成された構造における本質的な問題であり、この電食反応の発生を確実に防止することできる構造の提案が望まれている。 This electrolytic corrosion reaction can be suppressed to some extent by considering the layout of the transparent electrode film and the reflective electrode film (how ITO and Al overlap), but the structure in which Al or Al alloy is formed on ITO Therefore, it is desired to propose a structure capable of reliably preventing the occurrence of this electrolytic corrosion reaction.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、半透過型液晶表示装置において、透明電極膜と反射電極膜とが電食反応により消失し、表示不良となることを抑制するための保護膜パターンが形成された半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and in a transflective liquid crystal display device, the transparent electrode film and the reflective electrode film are prevented from disappearing due to an galvanic reaction and causing a display defect. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device having a protective film pattern formed thereon and a method for manufacturing the same.
本発明に係る半導体装置は、下層と、この下層上に形成された第１の金属材料からなる第１の金属膜と、前記下層上に形成され前記第１の金属材料よりもイオン化傾向が高い第２の金属材料からなる第２の金属膜と、前記下層上における前記第１の金属膜の周囲の一部又は全部に形成され前記第２の金属材料よりもイオン化傾向が低い第３の金属材料からなる第３の金属膜と、を有し、前記第３の金属膜は、電極又は配線として機能しないことを特徴とする。 The semiconductor device according to the present invention has a lower layer, a first metal film made of the first metal material formed on the lower layer, and a higher ionization tendency than the first metal material formed on the lower layer. A second metal film made of a second metal material, and a third metal formed on a part or all of the periphery of the first metal film on the lower layer and having a lower ionization tendency than the second metal material And a third metal film made of a material, wherein the third metal film does not function as an electrode or a wiring.
また、前記第２の金属膜は、前記第１の金属膜と接続していてもよい。 Further, the second metal film may be connected to the first metal film.
また、前記第１の金属膜は、半導体装置における電極又は配線とすることができる。 The first metal film can be an electrode or a wiring in a semiconductor device.
また、前記第１及び第３の金属膜は、金属を含む物質又は金属の誘導体により形成されていてもよい。 Further, the first and third metal films may be formed of a substance containing metal or a metal derivative.
また、前記第１の金属材料と前記第３の金属材料とが同じ材料であることが好ましい。 The first metal material and the third metal material are preferably the same material.
また、前記第３の金属膜は、前記第１の金属膜が前記第２の金属膜と電食反応を起こして消失することを防ぐ保護膜であり、前記電食反応は、フォトリソグラフィ法により前記第２の金属膜をパターニングするためのレジストパターン形成時に使用される現像液を介して生じるものとすることができる。 The third metal film is a protective film that prevents the first metal film from disappearing due to an electrolytic corrosion reaction with the second metal film, and the electrolytic corrosion reaction is performed by a photolithography method. It can be generated via a developer used when forming a resist pattern for patterning the second metal film.
アクティブマトリクス方式の反射型又は半透過型液晶表示装置に使用される半導体装置とすることができる。 A semiconductor device used for an active matrix reflective or transflective liquid crystal display device can be obtained.
また、前記第１及び第３の金属膜は、共に透明導電性材料により形成されるように構成することができる。 In addition, the first and third metal films can both be formed of a transparent conductive material.
また、前記透明導電性材料は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ合金）であってもよい。 The transparent conductive material may be ITO (indium tin oxide alloy).
また、前記第２の金属材料は、Ａｌ（アルミニウム）を含むものであってもよい。 The second metal material may contain Al (aluminum).
また、前記第１の金属膜は、画素の透過表示領域に設けられた透明電極膜とすることができる。 The first metal film may be a transparent electrode film provided in a transmissive display region of a pixel.
また、前記第２の金属膜は、画素の反射表示領域に設けられた反射電極膜とすることができる。 The second metal film may be a reflective electrode film provided in a reflective display region of a pixel.
また、前記第３の金属膜は、画像表示領域を囲むように画像非表示領域に形成することが好ましい。 The third metal film is preferably formed in the image non-display area so as to surround the image display area.
また、前記第３の金属膜は、帯状の形状とすることができる。 Further, the third metal film can be formed in a band shape.
また、前記第３の金属膜は、幅０．５μｍ以上の連続したパターンで形成されていることが好ましい。 The third metal film is preferably formed in a continuous pattern having a width of 0.5 μm or more.
また、前記第１の金属膜と、これに隣接する前記第３の金属膜との距離が５μｍ未満であることが好ましい。 The distance between the first metal film and the third metal film adjacent to the first metal film is preferably less than 5 μm.
本発明に係る半導体装置の製造方法は、電極又は配線となる第１の金属材料からなる第１の金属膜を下層上に形成すると共に、前記下層上における前記第１の金属膜の周囲の一部又は全部に設けられ電極又は配線としては機能しない第３の金属材料からなる第３の金属膜を形成する工程と、前記第１及び第３の金属材料よりもイオン化傾向が高い第２の金属材料からなる金属膜を前記第１及び前記第３の金属膜を含む前記下層上の全面に成膜し、フォトリソグラフィ法を利用して前記金属膜上にレジスト膜を形成した後に、露光、現像することにより前記第２の金属材料からなる第２の金属膜をパターニングする工程と、を有することを特徴とする。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a first metal film made of a first metal material to be an electrode or a wiring is formed on a lower layer, and a portion around the first metal film on the lower layer is formed. Forming a third metal film made of a third metal material which is provided in a part or all and does not function as an electrode or a wiring; and a second metal having a higher ionization tendency than the first and third metal materials A metal film made of a material is formed on the entire surface of the lower layer including the first and third metal films, a resist film is formed on the metal film using a photolithography method, and then exposure and development are performed. And a step of patterning the second metal film made of the second metal material.
また、前記第１及び第３の金属膜は、金属を含む物質又は金属の誘導体により形成されていてもよい。 Further, the first and third metal films may be formed of a substance containing metal or a metal derivative.
また、前記第１の金属材料と前記第３の金属材料とが同じ材料であることが好ましい。 The first metal material and the third metal material are preferably the same material.
アクティブマトリクス方式の反射型又は半透過型液晶表示装置の製造方法とすることができる。 An active matrix type reflective or transflective liquid crystal display device can be manufactured.
また、前記第１及び第３の金属膜は、共に透明導電性材料により形成されるように構成することができる。 In addition, the first and third metal films can both be formed of a transparent conductive material.
また、前記透明導電性材料は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ合金）であってもよい。 The transparent conductive material may be ITO (indium tin oxide alloy).
また、前記第２の金属材料は、Ａｌ（アルミニウム）を含むものであってもよい。 The second metal material may contain Al (aluminum).
また、前記第１の金属膜は、画素の透過表示領域に設けられた透明電極膜とすることができる。 The first metal film may be a transparent electrode film provided in a transmissive display region of a pixel.
また、前記第２の金属膜は、画素の反射表示領域に設けられた反射電極膜とすることができる。 The second metal film may be a reflective electrode film provided in a reflective display region of a pixel.
また、前記第３の金属膜は、画像表示領域を囲むように画像非表示領域に形成することが好ましい。 The third metal film is preferably formed in the image non-display area so as to surround the image display area.
また、前記第３の金属膜は、帯状の形状とすることができる。 Further, the third metal film can be formed in a band shape.
また、前記第３の金属膜は、幅０．５μｍ以上の連続したパターンで形成されていることが好ましい。 The third metal film is preferably formed in a continuous pattern having a width of 0.5 μm or more.
また、前記第１の金属膜と、これに隣接する前記第３の金属膜との距離が５μｍ未満であることが好ましい。 The distance between the first metal film and the third metal film adjacent to the first metal film is preferably less than 5 μm.
本発明においては、透明電極膜が形成された層と同じ層上に、この透明電極膜に隣接する保護膜パターンを設けることにより、透明電極膜も含め前記層上に成膜された反射電極膜用の導電膜に対して、その段差となり欠陥を生じやすい箇所となる透明電極膜の端部において、透明電極膜に隣接する保護膜パターンが反射電極膜用の導電膜を更に下から支える構造を実現している。これにより、被保護膜パターンである透明電極膜の端部は段差としての効果を失い、代わって保護膜パターンにおける透明電極膜側とは反対側の端部が段差となるため、透明電極膜に生じる電食反応は保護膜パターンにおける電食反応に代替され、結果として透明電極膜での電食反応が抑制される。 In the present invention, the reflective electrode film formed on the layer including the transparent electrode film by providing a protective film pattern adjacent to the transparent electrode film on the same layer as the layer on which the transparent electrode film is formed. The protective film pattern adjacent to the transparent electrode film further supports the conductive film for the reflective electrode film from below at the end of the transparent electrode film, which becomes a step and is liable to cause defects. Realized. As a result, the edge of the transparent electrode film, which is the protected film pattern, loses the effect as a step, and instead, the end of the protective film pattern opposite to the transparent electrode film side becomes a step. The generated electrolytic corrosion reaction is replaced with the electrolytic corrosion reaction in the protective film pattern, and as a result, the electrolytic corrosion reaction in the transparent electrode film is suppressed.
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を備えた半透過型液晶表示装置について説明する。図６は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を備えた半透過型液晶表示装置の画素の構成を示す断面図であり、図１は、第１の実施形態において、透明電極の周囲に保護膜パターンが形成された基板を示す概略平面図であり、図７は、第１の実施形態に係る半導体装置を備えた半透過型液晶表示装置の構成を示す平面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, a transflective liquid crystal display device including the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a pixel of a transflective liquid crystal display device including the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 illustrates a transparent electrode according to the first embodiment. FIG. 7 is a schematic plan view showing a substrate on which a protective film pattern is formed. FIG. 7 is a plan view showing a configuration of a transflective liquid crystal display device including the semiconductor device according to the first embodiment.
本実施形態における半透過型液晶表示装置は、走査線及び信号線により区画された複数の画素及び各画素に設けられた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置である。 The transflective liquid crystal display device in the present embodiment is an active matrix liquid crystal display device having a plurality of pixels partitioned by scanning lines and signal lines and thin film transistors (TFTs) provided in the respective pixels. .
図６に示すように、本実施形態における半透過型液晶表示装置には、ガラス等の透明絶縁基板５０上において、下地となるＳｉＯ２（二酸化ケイ素）又はＳｉＮ（窒化ケイ素）等の膜（図示せず）を介して、ソース・ドレイン領域を有するポリシリコン膜１１が形成されている。このポリシリコン膜１１は、基板の全面に成膜したシリコン薄膜に、ＣＷ（Continuous Wave）レーザ光又はパルスレーザ光を使用したレーザアニール法により形成されたものであり、公知のフォトリソグラフィ法及びエッチング法により、アイランド状にパターニングされている。このポリシリコン膜１１が形成された基板には、ゲート絶縁膜１２が形成されている。
As shown in FIG. 6, the transflective liquid crystal display device according to the present embodiment has a film of SiO 2 (silicon dioxide) or SiN (silicon nitride) as a base on a transparent insulating
ゲート絶縁膜１２上の所定の箇所には、下層ゲート電極となるマイクロクリスタルシリコン薄膜１３、上層ゲート電極となるクロム電極１４が順次積層され、ゲート電極が構成されている。このゲート電極を含む基板上には、例えばＳｉＯ２からなるゲートカバー層間膜１５が形成されており、更に、ゲートカバー層間膜１５上には、例えばＡｌ（アルミニウム）からなるアルミニウム配線１６が形成されている。このアルミニウム配線１６は、ゲートカバー層間膜１５上に成膜されたＡｌ金属薄膜をパターニングして得られたソース電極、ドレイン電極、及びデータ線等を模式的に示すものである。また、ゲートカバー層間膜１５には、第１のコンタクトホール５１が形成されている。
A microcrystal silicon
このアルミニウム配線１６が形成された基板上には、パッシベーション膜である例えば窒化ケイ素膜１７が形成されており、この窒化ケイ素膜１７上にはアクリル樹脂１８が形成され、その表面が平坦化されている。また、窒化ケイ素膜１７、アクリル樹脂１８を貫通するようにして、第２のコンタクトホール５２が形成されている。そして、アクリル樹脂１８上の所定の箇所には、透明電極膜１９が形成され、この透明電極膜１９は、例えばＩＴＯから形成されている。
For example, a
ここで、透明電極膜１９について詳細に説明する。本実施形態における透明電極膜１９は、主に、画素における透過表示領域に形成された透明電極膜と、これらの透明電極膜の周囲における画像非表示領域に形成された保護膜パターンとからなる。本実施形態においては、表示領域における透明電極膜の形状は一例として長方形状であり、保護膜パターンは、この透明電極膜を囲むように形成されており、前記透明電極膜の４辺に対して夫々平行に配置された帯状の領域からなる枠状の透明電極膜である。また、保護膜パターンは、表示領域における透明電極膜とは分離しており、画像表示には用いられず、電極又は配線等としては機能しない。このような保護膜パターンは、少なくとも画素の表示領域全体を囲む中空の枠状パターンを含むフォトマスクを使用し、レジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして透明電極膜をドライエッチングするにより得られる。
Here, the
図１は、前述のフォトマスクを用いて、透明電極膜を形成した様子を示す概略平面図である。図１に示すように、透明絶縁基板（図示せず）上には、複数の透明電極膜１がマトリクス状に配列されており、これらは表示領域に設けられた透明電極膜を示すものである。そして、これら１群の透明電極膜１が形成された領域の周囲を囲むように、帯状の連続した形状を有する透明導電膜である保護膜パターン３が形成されている。また、各画素に接続され信号線及び走査線等を示すアルミニウム配線２が形成されており、これらは表示領域外部に設けられたドライバＩＣ４に接続されている。なお、図１においては、表示領域の一部のみを示しているため、保護膜パターン３の一部のみが示されている。
FIG. 1 is a schematic plan view showing a state in which a transparent electrode film is formed using the above-described photomask. As shown in FIG. 1, a plurality of transparent electrode films 1 are arranged in a matrix on a transparent insulating substrate (not shown), and these indicate the transparent electrode films provided in the display area. . And the
更に、図６に示すように、画素の反射表示領域には凹凸膜２０が形成されており、図示例では、凹凸膜２０は透明電極膜１９上の一部及び第２のコンタクトホール５２の内部に形成されている。そして、凹凸膜２０上には、例えばＡｌ等の金属薄膜からなる反射電極膜２１が形成されており、この反射電極膜２１は外光を反射して表示を行う反射板として機能する。反射電極膜２１は、画素の透過表示領域に形成された透明電極膜１９の端部上から延設されている。更に、これらの透明電極膜１９及び反射電極膜２１が形成された基板上には配向膜２２が形成されている。以上のようにして、ＴＦＴを有するＴＦＴ基板が構成されている。
Furthermore, as shown in FIG. 6, a concavo-
このＴＦＴ基板と対向するようにして、透明絶縁基板５３が配置されており、この透明絶縁基板５３におけるＴＦＴ基板と対向する面上には、カラーフィルタ２４及び画素間の遮光領域を形成するブラックマトリックス２５が設けられており、これらを覆うようにして、トランスファ電極等の透明電極膜（対向基板側）２３が形成されている。更に、透明電極膜（対向基板側）２３を含む基板全体を覆うようにして、配向膜２２が形成されている。そして、ＴＦＴ基板とカラーフィルタが形成された対向基板は、ポストセルスペーサ２６を介して一定の間隔で張り合わされており、これらの基板間には液晶層５４が封止されている。
A transparent insulating
本実施形態に係る半透過型液晶表示装置は、例えば、図７に示すように、駆動回路一体型の表示装置として実現することができる。図７に示すように、この駆動回路一体型の表示装置は、マトリクス状に配列された複数の画素からなる表示部３６と、走査線駆動回路である行方向の走査回路３９と、データ線駆動回路である列方向の走査回路３１と、データレベルレジスタ３２と、ラッチ回路３３と、デジタル／アナログ変換を行うアナログ信号を出力するＤＡＣ回路３４と、セレクタ回路３５と、レベルシフタ３７と、レベルシフタ／タイミングバッファ３８とを備えており、これらの回路が表示デバイス基板上に一体化されて形成されている。このような構成によれば、表示デバイス基板の外部に実装されるコントローラＩＣは、高い電圧を使用するＤＡＣ回路を含まず、メモリ、出力バッファ、コントローラ等の低電圧の回路素子で構成可能である。図示はしていないが、表示部３６における透明電極膜の周囲には、本実施形態における保護膜パターンが形成されている。
The transflective liquid crystal display device according to the present embodiment can be realized as a drive circuit integrated display device as shown in FIG. 7, for example. As shown in FIG. 7, this drive circuit integrated display device includes a
次に、上述の如く形成された本実施形態の動作について説明する。なお、半透過型液晶表示装置の動作は、従来の半透過型液晶表示装置の動作と同様であるため省略し、以下では、画素の透過表示領域に形成された透明電極膜１９と同層上に形成された保護膜パターン３の動作について説明する。
Next, the operation of the present embodiment formed as described above will be described. The operation of the transflective liquid crystal display device is the same as that of the conventional transflective liquid crystal display device, and is therefore omitted. In the following, the operation is the same as that of the
図６に示すように、透明電極膜１９上には凹凸膜２０を介して、反射電極膜２１が形成されている。この反射電極膜２１は、透明電極膜１９及び凹凸膜２０が設けられた基板上の全面に例えばＡｌからなる金属膜を成膜し、フォトリソグラフィ法を用いて所定の形状に加工（パターニング）して得られる。このような工程は、図９の従来技術に示す工程と同様であり、反射電極膜１０６ａ上にレジストパターン１２１を形成し、その他の領域、特に透過表示領域における透明電極膜１０５上のレジスト膜は現像液により除去される。
As shown in FIG. 6, a
次に、図８を参照して、反射電極膜の形成時における本実施形態の保護膜パターンの役割について説明する。図８は、本実施形態における保護膜パターンの役割を示す模式図であり、（ａ）は従来の問題点を示す断面図、（ｂ）は本実施形態による解決法を示す断面図である。 Next, with reference to FIG. 8, the role of the protective film pattern of the present embodiment at the time of forming the reflective electrode film will be described. FIG. 8 is a schematic view showing the role of the protective film pattern in the present embodiment. FIG. 8A is a cross-sectional view showing a conventional problem, and FIG. 8B is a cross-sectional view showing a solution according to the present embodiment.
図８（ａ）においては、基板５５上に透明電極膜１が形成されており、この透明電極膜１を覆うようにして、反射電極膜５６が形成されている。基板５５は一層として描かれているが、図６に示すように、種々の膜が形成された多層を示すものであってよい。また、反射電極膜５６は、所定の形状にパターニングする前の状態を示している。また、透明電極膜１は、例えばＩＴＯから形成されており、反射電極膜５６は、例えばＡｌから形成されている。この透明電極膜１は、例えば、図９に示すような半透過型液晶表示装置の画素における透明電極膜の端部を示しており、現像液により、反射電極膜５６上からはレジスト膜が除去された状態を示している。
In FIG. 8A, the transparent electrode film 1 is formed on the
図８（ａ）に示すように、透明電極膜１の端部における反射電極膜５６には、段差５７が形成されている。そして、段差５７には、亀裂及びピンホール等の欠陥が生じやすくなり、亀裂及びピンホール等が生じると、これらを通して現像液が浸透することにより、透明電極膜１を形成するＩＴＯと反射電極膜５６を形成するＡｌとが電食反応を起こし、透明電極膜１の消失が起こる。
As shown in FIG. 8A, a
一方、図８（ｂ）においては、図８（ａ）と同様の構成に加えて、基板５５上には透明電極膜１と同じ材質からなる保護膜パターン３が形成されており、この保護膜パターン３は透明電極膜１の端部に沿って帯状に形成されている。この保護膜パターン３は、電極又は配線としては機能しない。このような構成においては、反射電極膜５６には３箇所の段差が生じている。即ち、透明電極膜１と保護膜パターン３とが相互に対向する側における段差５８及び５９と、保護膜パターン３に対して透明電極膜１側とは反対側の端部に形成された段差６０である。
On the other hand, in FIG. 8B, in addition to the same configuration as in FIG. 8A, a
ここで、透明電極膜１と保護膜パターン３の夫々対向する端部間の距離Ｌが小さければ、保護膜パターン３は反射電極膜５６を更に下から支える構造を実現しており、これにより、段差５８及び５９は、図８（ａ）に示す段差５７より緩やかな傾斜をなし、亀裂及びピンホール等の欠陥の発生が抑制される。このため、亀裂及びピンホール等を通して現像液が浸透することにより、透明電極膜１を形成するＩＴＯと反射電極膜５６を形成するＡｌとが電食反応を起こし、透明電極膜１が消失することが抑制される。
Here, if the distance L between the opposing end portions of the transparent electrode film 1 and the
これに対して、段差６０の傾斜は、図８（ａ）における段差５７の傾斜と同様の傾斜を有しており、この箇所には亀裂及びピンホール等が生じやすい。従って、この箇所に形成された亀裂及びピンホール等を通して現像液が浸透し、Ａｌ及びＩＴＯが電食反応を起こすことにより、保護膜パターン３の一部が消失する可能性がある。しかしながら、この保護膜パターン３は、画像表示には利用していないため、消失しても問題はない。
In contrast, the inclination of the
このように、保護膜パターン３を設けることにより、被保護膜パターンである透明電極膜１の端部は、段差としての効果を失い、代わって保護膜パターン３の透明電極膜１とは反対側の端部が段差となるため、透明電極膜１において生じる可能性の高い電食反応が、保護膜パターン３における電食反応に代替されている。
Thus, by providing the
この際、透明電極膜１の端部と保護膜パターン３の端部との間の距離Ｌが大きいと、上述のような効果は失われる。また、保護膜パターン３の幅Ｄが小さいと、電食反応により消失する可能性があり、保護膜としての機能を果たせなくなる。このような観点から、半透過型液晶表示装置においては、例えば、距離Ｌは５μｍ未満であることが好ましく、また、幅Ｄは０．５μｍ以上であることが好ましい。従って、図１においては、保護膜パターン３の幅は上記範囲にあるものとし、また、保護膜パターン３の端部と、これに対向する透明電極膜１の端部との間の距離は上記範囲にあるものとする。
At this time, if the distance L between the end portion of the transparent electrode film 1 and the end portion of the
次に、保護膜パターン３の配置箇所について説明する。図１においては、保護膜パターン３は、各透明電極膜１の周囲に沿っては形成されておらず、一群の透明電極膜１の最外周部を囲むように形成されている。これは、透明電極膜１間の距離が、例えば５μｍ未満に形成されていることを仮定しているからであり、被保護膜パターンである透明電極膜１が相互に保護膜パターンとして機能し、透明電極膜１間の端部は段差としての効果を失うからである。従って、保護膜パターン３を、一群の透明電極膜１の最外周部を連続的に囲むように設置すればよい。
Next, the arrangement location of the
また、本実施形態においては、透明電極膜はＩＴＯ、反射電極膜はＡｌからなるとしたが、これに限らず、夫々、金属、金属を含む物質、又は金属の誘電体等であってよく、透明電極膜を形成する材質のイオン化傾向が、反射電極膜を形成する材質のイオン化傾向よりも小さければ、本発明を同様に適用することができる。 In the present embodiment, the transparent electrode film is made of ITO and the reflective electrode film is made of Al. However, the present invention is not limited to this, and each of the transparent electrode film may be a metal, a substance containing metal, or a metal dielectric. If the ionization tendency of the material forming the electrode film is smaller than the ionization tendency of the material forming the reflective electrode film, the present invention can be similarly applied.
本実施形態におけるように、画素の表示領域に形成された透明電極膜と非表示領域に形成された保護膜パターンは同じ材質から形成されていることが好ましい。これは、フォトリソグラフィ法により、画素の表示領域に形成された透明電極膜の形成時に、保護膜パターンも同時に形成できるからである。しかしながら、両者の材質が異なっていてもよく、保護膜パターンを形成する材質のイオン化傾向が、反射電極膜を形成する材質のイオン化傾向よりも大きければよい。 As in this embodiment, it is preferable that the transparent electrode film formed in the display area of the pixel and the protective film pattern formed in the non-display area are formed of the same material. This is because the protective film pattern can be formed simultaneously with the formation of the transparent electrode film formed in the display area of the pixel by photolithography. However, both materials may be different and the ionization tendency of the material forming the protective film pattern only needs to be larger than the ionization tendency of the material forming the reflective electrode film.
なお、本実施形態においては、画素が透過表示領域と反射表示領域とからなる半透過型液晶表示装置について説明したが、本発明は、反射型液晶表示装置に対しても適用可能であり、ＩＴＯ等からなる配線等の透明導電膜が形成された層上に反射電極膜を形成する場合には、同様の方法で透明導電膜と反射電極膜との電食反応を防止することができる。 In the present embodiment, a transflective liquid crystal display device in which a pixel includes a transmissive display region and a reflective display region has been described. However, the present invention can also be applied to a reflective liquid crystal display device. In the case where the reflective electrode film is formed on the layer on which the transparent conductive film such as the wiring is formed, the electrolytic corrosion reaction between the transparent conductive film and the reflective electrode film can be prevented by the same method.
また、本発明の適用範囲は液晶表示装置に限らず、例えば、図８に示すような構成を有する半導体装置にも適用できることは言うまでもない。更に、上述のイオン化傾向の相互関係を満たせば、図８における透明電極膜１に限らず、透明性を有しない材質に対しても本発明を適用することができる。 Needless to say, the scope of application of the present invention is not limited to a liquid crystal display device, and may be applied to, for example, a semiconductor device having a configuration as shown in FIG. Furthermore, the present invention can be applied not only to the transparent electrode film 1 in FIG. 8 but also to a material that does not have transparency as long as the above-described relationship of ionization tendency is satisfied.
次に、本実施形態の効果について説明する。電食反応は、ＩＴＯとアルミニウム等の反応性が高い金属膜と、フォトリソグラフィにおける現像液等に代表されるアルカリ性の液体とが接触したときに生じるものであり、一般的な反射型又は半透過型液晶表示装置の製造工程においては、反射膜のフォトリソグラフィ中に起こる。 Next, the effect of this embodiment will be described. The electrolytic corrosion reaction occurs when a highly reactive metal film such as ITO and aluminum comes into contact with an alkaline liquid typified by a developer in photolithography, and is generally reflective or semi-transmissive. In the manufacturing process of the liquid crystal display device, it occurs during photolithography of the reflective film.
但し、反射型又は半透過型液晶表示装置の製造工程においても、反射電極膜が、ごく理想的な成膜状態であり、亀裂及びピンホール等を生じることがなければ、一般に起こる可能性はかなり低くなる。逆に、反射電極膜における亀裂及びピンホール等の欠陥を生じやすい段差が形成された箇所においては、電食反応による透明電極膜の消失が起こる可能性は高くなる。 However, even in the manufacturing process of a reflective or transflective liquid crystal display device, if the reflective electrode film is in an ideal film formation state and does not cause cracks, pinholes, etc., the possibility of occurrence is generally considerable. Lower. On the contrary, in a portion where a step such as a crack and a pinhole in the reflective electrode film is likely to be formed, there is a high possibility that the transparent electrode film disappears due to the electrolytic corrosion reaction.
本実施形態は、透明電極膜と同じ層に形成された保護膜パターンにより、透明電極膜上に成膜される反射電極膜の状態を改善し、亀裂及びピンホール等の欠陥の発生を低減させることができる。即ち、保護膜パターンにより表示領域に存在する透明電極膜を囲むことにより、反射電極膜加工時における電食反応による透明電極膜の消失を抑制することが可能となる。 In this embodiment, the protective film pattern formed in the same layer as the transparent electrode film improves the state of the reflective electrode film formed on the transparent electrode film, and reduces the occurrence of defects such as cracks and pinholes. be able to. That is, by surrounding the transparent electrode film existing in the display region with the protective film pattern, it is possible to suppress the disappearance of the transparent electrode film due to the electrolytic corrosion reaction during the processing of the reflective electrode film.
次に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を備えた半透過型液晶表示装置の製造方法について、図４（ａ）乃至（ｃ）、図５（ｄ）乃至（ｆ）、及び図６を参照して説明する。図４は、第１の実施形態に係る半導体装置を備えた半透過型液晶表示装置の製造方法を工程順に示す断面図であり、図５は、図４に続く製造方法を工程順に示す断面図である。また、この製造方法により実際に本実施形態における半透過型液晶表示装置を製造し、その特性を評価した結果について説明する。 Next, a method for manufacturing a transflective liquid crystal display device including the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 (a) to (c), FIGS. 5 (d) to (f), and This will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing method of the transflective liquid crystal display device including the semiconductor device according to the first embodiment in the order of steps, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing method subsequent to FIG. It is. In addition, a result of actually manufacturing the transflective liquid crystal display device according to the present embodiment by this manufacturing method and evaluating the characteristics will be described.
図４（ａ）に示すように、透明絶縁基板５０上に、下地絶縁膜となる二酸化ケイ素薄膜（図示せず）を全面に成膜する。透明絶縁基板５０は、低温ガラス基板とし、日本電気硝子社製ＯＡ−１０（商標名）基板を用いた。二酸化シリコン薄膜の膜厚は３００ｎｍとして、ＳｉＨ４及びＮ２Ｏを原料ガスとして、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成した。
As shown in FIG. 4A, a silicon dioxide thin film (not shown) serving as a base insulating film is formed on the entire surface of the transparent insulating
次に、減圧ＣＶＤ法により、Ｓｉ２Ｈ６を原料ガスとして、アモルファスシリコン薄膜（図示せず）を６０ｎｍ堆積した。堆積条件としては、Ｓｉ２Ｈ６の流量２００ｓｃｃｍ、圧力１３Ｐａ、基板温度４５０℃の条件で、５０分間堆積を行った。このアモルファスシリコン薄膜に、波長３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザ光を照射するレーザアニール法を用いることにより、ポリシリコン薄膜１１を形成した。レーザ照射条件としては、エネルギー密度３９６ｍＪ／ｃｍ２、ビーム重ね率９０％の条件で、ビームをスキャン照射した。ポリシリコン薄膜１１は通常のフォトレジスト工程によるパターニング後に、ドライエッチング法によりアイランド化した。
Next, an amorphous silicon thin film (not shown) was deposited by 60 nm using Si 2 H 6 as a source gas by a low pressure CVD method. As deposition conditions, deposition was performed for 50 minutes under the conditions of a flow rate of 200 sccm of Si 2 H 6 , a pressure of 13 Pa, and a substrate temperature of 450 ° C. The polysilicon
次に、ポリシリコン薄膜１１に対して、イオンドーピングを行い、ソース・ドレイン領域を形成した後、アイランド化されたポリシリコン薄膜１１上に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＨ４及びＯ２を原料ガスとして、ゲート絶縁膜１２となる二酸化シリコン薄膜を１２０ｎｍ堆積した。堆積条件としてはＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）の流量１８５ｓｃｃｍ、Ｏ２の流量３５００ｓｃｃｍ、Ｈｅの流量１００ｓｃｃｍ、圧力１２５Ｐａ、基板温度４１０℃、放電電力０．３３Ｗ／ｃｍ２の条件で７０秒間堆積を行った。
Next, after ion doping is performed on the polysilicon
次に、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ４、ＰＨ３（Ｈ２希釈５％）及びＨ２を原料ガスとして、下層ゲート電極となるマイクロクリスタルシリコン薄膜を１００ｎｍ堆積した。堆積条件としては、ＳｉＨ４の流量２０ｓｃｃｍ、ＰＨ３の流量６５ｓｃｃｍ、Ｈ２の流量２５００ｓｃｃｍ、圧力２６０Ｐａ、放電電力密度１．３７Ｗ／ｃｍ２、基板温度３９０℃の条件で４分間堆積した。
Next, 100 nm of a microcrystalline silicon thin film serving as a lower gate electrode was deposited by plasma CVD using SiH 4 , PH 3 (H 2 dilution 5%) and H 2 as source gases. Deposition conditions were as follows: SiH 4 flow
次に、スパッタリング法により、上層ゲート電極となるクロム薄膜を２００ｎｍ堆積した。スパッタリングガスにはＡｒ（アルゴン）を使用しており、堆積条件としては、Ａｒの流量１００ｓｃｃｍ、圧力０．３Ｐａ、放電電力密度２Ｗ／ｃｍ２、基板温度１５０℃の条件で０．２３分間堆積した。このとき、膜の抵抗率としては、９×１０−３Ωｃｍの値であった。 Next, a 200 nm chromium thin film serving as an upper gate electrode was deposited by sputtering. Ar (argon) was used as the sputtering gas, and deposition was performed for 0.23 minutes under the conditions of an Ar flow rate of 100 sccm, a pressure of 0.3 Pa, a discharge power density of 2 W / cm 2 , and a substrate temperature of 150 ° C. . At this time, the resistivity of the film was 9 × 10 −3 Ωcm.
次に、通常のフォトリソグラフィ法により、上層のクロム電極１４及び下層のマイクロクリスタルシリコン電極１３についてパターニングを行い、ゲート電極及びゲート配線（図示せず）を形成した後、Ｂ（ボロン）ドーピングを行い、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）（図示せず）を形成した。
Next, the
その後、４５０℃で基板をアニールし、続いて水素プラズマを用いた水素化を行った。更に、再び減圧ＣＶＤ法により、ＳｉＯ２からなるゲートカバー層間膜１５を３００ｎｍ堆積した後、ドライエッチング法により第１のコンタクトホール５１を形成した。次に、スパッタ法により基板全面にＡｌ膜を４００ｎｍ堆積し、パターニングしてアルミニウム配線１６を形成した（図４（ｂ）を参照）。
Thereafter, the substrate was annealed at 450 ° C., followed by hydrogenation using hydrogen plasma. Further, a gate
次に、ＳｉＨ４、ＮＨ３、及びＮ２を材料とするＣＶＤ法により、基板全面にＳｉＮ膜１７を３００ｎｍ堆積し、更に、スピン塗布法により熱硬化のアクリル樹脂１８を塗布し、平坦性を向上させ（図４（ｃ）を参照）、第２のコンタクトホール５２を形成した後（図５（ｄ）を参照）、スパッタ法によりＩＴＯ（Indium Thin Oxide）からなる透明導電膜を８０ｎｍ堆積した。
Next, a 300
次に、このＩＴＯからなる透明導電膜について、少なくとも表示領域を取り囲むような中空の帯状パターンを含むフォトマスクを使用したフォトリソグラフィ法によりレジストを形成した後に、このレジストをマスクとしてドライエッチングすることにより、ＩＴＯからなる透明電極膜１９を形成した（図５（ｅ）を参照）。この工程により、表示領域における透過表示に使用される透明電極膜と、表示領域の周囲に配置された帯状の保護膜パターンが形成される。
Next, the transparent conductive film made of ITO is formed by photolithography using a photomask including a hollow band-shaped pattern surrounding at least the display region, and then dry-etched using the resist as a mask. A
次に、スピン塗布法によりノボラック感光性樹脂を塗布し、フォトグラフィ法により画素領域の凹凸膜２０を形成した。このとき、凹凸膜２０のノボラック感光性樹脂はＡＺエレクトロマテリアルズ社製ＡＲＰ５０２（商標名）、塗布膜厚は２．０μｍ、現像液は東京応化製現像液ＴＦＲ−ＤＥ（商標名）、現像時間を６０秒として、アップフロー方式で行った。
Next, a novolac photosensitive resin was applied by a spin coating method, and the
次に、図５（ｆ）に示すように、凹凸膜２０の上に、反射電極膜となるＭｏ（モリブデン）薄膜３００ｎｍとＡｌ膜１００ｎｍとを基板全面に堆積し、フォトリソグラフィ法により反射電極膜のマスクパターンを形成し、パターニングして反射電極膜２１を形成した。反射電極膜形成に用いたフォトレジストは東京応化製のｉ線用レジストＴＤＭＲ−ＡＲ６８ＨＰ（商標名）、レジスト塗布膜厚は１．９μｍ、現像液は東京応化製現像液ＴＦＲ−ＤＥ（商標名）であり、現像はシャワー方式を用いて３０秒間行った。一連の反射電極膜２１のフォトリソグラフィにおいて、その周囲に保護膜パターンが形成された画素領域においては、電食反応によるＩＴＯの消失は見られなかった。以上のフォトリソグラフィに続き、前記フォトレジストをマスクとしたウェットエッチング法により反射電極膜２１を形成して、ＴＦＴ基板の作成を完了した。
Next, as shown in FIG. 5F, an Mo (molybdenum) thin film 300 nm and an Al film 100 nm to be a reflective electrode film are deposited on the entire surface of the substrate on the concavo-
このＴＦＴ基板に配向膜２２を塗布し、ポストセルスペーサ２６、カラーフィルタ２４及びブラックマトリクス２５、及びトランスファ電極等を有する対向基板と貼り合わせ、製品様に切断することで図６に示される半透過型液晶表示装置を得る。
An
次に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を備えた半透過型液晶表示装置の製造方法について説明する。本実施形態は、フォトリソグラフィ法及びエッチング法による第２のコンタクトホール形成までは（図５（ｄ）を参照）、第１の実施形態と同様である。 Next, a method for manufacturing a transflective liquid crystal display device including a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is the same as the first embodiment up to the formation of the second contact hole by the photolithography method and the etching method (see FIG. 5D).
本実施形態においては、第２のコンタクトホール５２の形成後に、透明導電膜１９の堆積を加熱条件下で行う（図５（ｅ）を参照）。具体的な温度は、例えば１５０乃至２００℃である。続いて、前記透明導電膜の上にフォトレジストを塗布し、画素領域を囲む中空の帯状パターンと、それに加えて、ＩＣ（Integrated Circuit）実装時の端子部分を囲む中空の帯状のパターンとを含むマスクを用いて、フォトレジストを露光、現像し、このフォトレジストをマスクとしてエッチングすることにより、画素領域のみならず、ＩＣ実装時の端子部も同時に保護することができる透明電極のパターンを得る。
In the present embodiment, after the
図２は、第２の実施形態に係る半導体装置において、ＩＣ実装端子部分に保護膜パターンを有する透明電極膜のパターンを示す概略平面図である。図２に示すように、ＩＣ実装時の端子部分である透明電極膜１及びアルミニウム配線２に対して、透明電極膜１の周囲には帯状の保護膜パターン３が配置されている。透明電極膜１は、例えばＩＴＯから形成されており、保護膜パターン３も透明電極膜１と同じ材質、即ち、ＩＴＯから形成されている。この保護膜パターン３は、透明電極膜１と同層上に設けられ、アルミニウム配線２の形成時に、透明電極膜１とアルミニウム配線２の電食反応による透明電極膜１の消失を抑制するものである。なお、保護膜パターン３の作用は、図８における作用と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
FIG. 2 is a schematic plan view showing a pattern of a transparent electrode film having a protective film pattern on an IC mounting terminal portion in the semiconductor device according to the second embodiment. As shown in FIG. 2, a strip-shaped
以後は、第１の実施形態と同様に、凹凸膜２１及び反射電極膜２２を形成し、対向基板と貼り合わせて切断し、液晶を注入することで、目的の液晶表示装置を得る。
Thereafter, similarly to the first embodiment, the
次に、本実施形態の半透過型液晶表示装置を試作した結果について、図４乃至図６を参照して説明する。先ず、第１の実施形態と同様にして、ガラス基板上にポリシリコン薄膜１１を形成してアイランド化し、イオンドーピングによってソース・ドレイン領域を形成した後、ゲート絶縁膜１２、マイクロクリスタルシリコン薄膜及びクロム薄膜を形成し、パターニングしてゲート配線及びゲート電極を形成した。
Next, the result of trial manufacture of the transflective liquid crystal display device of this embodiment will be described with reference to FIGS. First, in the same manner as in the first embodiment, a polysilicon
続いて、第１の実施形態と同様にして、イオンドーピングによりＬＤＤを形成した後、ＳｉＯ２膜を堆積し、第１のコンタクトホール５１を形成し、アルミニウム薄膜を堆積してパターニングによりデータ線を形成した。次に、窒化ケイ素膜１７を堆積し、アクリル樹脂１８による平坦化を行い、更に、第２のコンタクトホール５２を形成した。
Subsequently, in the same manner as in the first embodiment, after LDD is formed by ion doping, a SiO 2 film is deposited, a
次に、チャンバー内のヒータを３５０℃に加熱し、基板温度を１５０℃にした状態でＩＴＯ薄膜を４０ｎｍ堆積した。加熱環境下でＩＴＯを堆積することにより、電食反応への耐性が増すとともに、物理的強度を増強できるため、薄膜化によるＩＴＯ配線の破損の危険性を回避することができる。 Next, the heater in the chamber was heated to 350 ° C., and an ITO thin film was deposited with a thickness of 40 nm with the substrate temperature being 150 ° C. By depositing ITO under a heating environment, resistance to electrolytic corrosion reaction can be increased and physical strength can be enhanced, so that it is possible to avoid the risk of damage to the ITO wiring due to thinning.
続いて、フォトレジストを塗布し、画素領域を囲む中空帯状のパターンと、ＩＣ実装部を囲む中空帯状のパターンとを含むフォトマスクを用いて、フォトレジストのパターニングを行った。このフォトレジストをマスクとして、ウェットエッチング法により、ＩＴＯをエッチングし、透明電極と配線を得た。 Subsequently, a photoresist was applied, and the photoresist was patterned using a photomask including a hollow strip pattern surrounding the pixel region and a hollow strip pattern surrounding the IC mounting portion. Using this photoresist as a mask, ITO was etched by a wet etching method to obtain a transparent electrode and a wiring.
以後は、第１の実施形態と同様に、凹凸膜２０及び反射電極膜２１を形成し、対向基板と張り合わせて切断し、液晶を注入することで目的の半透過型液晶表示装置を得た。以上の工程において、周囲に保護膜パターンが形成された画素電極に加えて、ＩＣ実装部のＩＴＯ電極についても電食反応によるＩＴＯの消失は観察されなかった。
Thereafter, similarly to the first embodiment, the
次に、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を備えた半透過型液晶表示装置の製造方法について説明する。先ず、第１の実施形態と同様の方法で、窒化ケイ素膜１７、アクリル樹脂１８による平坦化、及び第２のコンタクトホール５２の形成までを行い、図５（ｄ）の構造を得る。これに続いて、ヘリウムプラズマによる基板の表面処理を行い、次に、ＩＴＯからなる透明導電膜を８０ｎｍ堆積する。透明導電膜の堆積前にヘリウムプラズマによる表面処理を行うことにより、透明導電膜とアクリル樹脂との密着性を向上することができる。
Next, a method for manufacturing a transflective liquid crystal display device including a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be described. First, the
次に、透明導電膜の上にフォトレジストを形成するが、このとき、フォトマスクには、ＩＣ実装部の下端のみを保護するために直線状のパターンを含むフォトマスクを使用する。このことにより、実装時に必要な接続部の下端幅を確保することができる。 Next, a photoresist is formed on the transparent conductive film. At this time, a photomask including a linear pattern is used as the photomask in order to protect only the lower end of the IC mounting portion. As a result, the lower end width of the connecting portion required at the time of mounting can be ensured.
以後は、第１の実施形態と同様に透明導電膜のエッチングを行い、凹凸２０膜及び反射電極膜２１を形成して、ＴＦＴ基板の作成を完了する。これを第１の実施形態と同様に、対向基板と張り合わせて切断し、液晶を注入することで、半透過型液晶表示装置の作成を完了する。
Thereafter, the transparent conductive film is etched in the same manner as in the first embodiment to form the concavo-convex 20 film and the
次に、本実施形態の半透過型液晶表示装置を試作した結果について、図４乃至図６を参照して説明する。第１の実施形態と同様にして、ガラス基板上にポリシリコン薄膜１１を形成してアイランド化し、イオンドーピングによってソース・ドレイン領域を形成した。次に、ゲート絶縁膜１２、クロム薄膜を形成し、パターニングしてゲート配線及びゲート電極を形成した。
Next, the result of trial manufacture of the transflective liquid crystal display device of this embodiment will be described with reference to FIGS. In the same manner as in the first embodiment, a polysilicon
次に、第１の実施形態と同様にして、イオンドーピングによりＬＤＤを形成した後、ＳｉＯ２膜を堆積し、第１のコンタクトホール５１を形成し、アルミニウム薄膜を堆積してパターニングによりデータ線を形成した。続いて、窒化ケイ素膜１７を堆積し、アクリル樹脂１８による平坦化を行い、更に、第２のコンタクトホール５２を形成した。
Next, in the same manner as in the first embodiment, after LDD is formed by ion doping, a SiO 2 film is deposited, a
このアクリル樹脂表面をＲＦ１２００Ｗのヘリウムプラズマによって２０秒間処理した後、ＩＴＯを８０ｎｍ成膜した。ＩＴＯのパターニングは、ＩＣ実装端子の１端部にのみに直線状の保護膜パターンを有するフォトマスクを使用して行った。アクリル樹脂表面のヘリウムプラズマ処理により、ＩＴＯとアクリル樹脂との間の密着性が向上し、逆テーパ等、加工及び積層の際に不利となる構造の発生を抑えることができた。 The acrylic resin surface was treated with RF 1200 W helium plasma for 20 seconds, and then an ITO film having a thickness of 80 nm was formed. The ITO patterning was performed using a photomask having a linear protective film pattern only at one end of the IC mounting terminal. By the helium plasma treatment of the acrylic resin surface, the adhesion between the ITO and the acrylic resin was improved, and the occurrence of a disadvantageous structure during processing and lamination such as reverse taper could be suppressed.
図３は、第３の実施形態に係る半導体装置において、ＩＣ実装端子下端部に保護パターンを有する透明電極のパターンを示す概略平面図である。図３においては、ＩＣ実装時における複数の（図示例では４個の）端子部分が配置されており、各端子部分は、透明電極膜１とそれに接続されたアルミニウム配線２とからなる。そして、透明電極膜１のアルミニウム配線２が接続された側とは反対側には、各透明電極１の端部に沿って直線状の連続した保護膜パターン３が形成されている。透明電極膜１は、例えばＩＴＯから形成されており、保護膜パターン３も透明電極膜１と同じ材質、即ち、ＩＴＯから形成されている。この保護膜パターン３は、透明電極膜１と同層上に設けられ、アルミニウム配線２の形成時に、透明電極膜１とアルミニウム配線２の電食反応による透明電極膜１の消失を抑制するものである。なお、保護膜パターン３の作用は、図８における作用と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
FIG. 3 is a schematic plan view showing a pattern of a transparent electrode having a protective pattern at the lower end portion of the IC mounting terminal in the semiconductor device according to the third embodiment. In FIG. 3, a plurality of (four in the illustrated example) terminal portions at the time of IC mounting are arranged, and each terminal portion includes a transparent electrode film 1 and an
このように、連続した保護膜パターンを、一部の端部のみに隣接させることで、効率的に電食反応を抑制することも可能である。特に、ある規則を持って配置された端子群等においては、本実施形態に記載の通り、１端部のみに隣接させることで、端子全体において、電食反応を抑制することができる。 Thus, it is also possible to efficiently suppress the electrolytic corrosion reaction by making a continuous protective film pattern adjacent to only a part of the end portions. In particular, in a terminal group or the like arranged with a certain rule, the electrolytic corrosion reaction can be suppressed in the entire terminal by being adjacent to only one end as described in the present embodiment.
次に、第１の実施形態と同様の方法により、感光性ノボラック樹脂により凹凸膜２０を形成し、その上に反射電極膜２１となるＡｌ膜を堆積し、フォトリソグラフィ法とエッチング法とにより反射電極膜２１を形成して、ＴＦＴ基板の作成を完了した。続いて、前記ＴＦＴ基板と、対向基板とを貼り合わせて切断し、液晶を注入することで、半透過型液晶表示装置の作成を完了する。
Next, by the same method as in the first embodiment, the concavo-
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されないことはもちろんである。例えば、凹凸膜２０の材質として、感光性ノボラック樹脂を使用しているが、アクリル樹脂を使用し、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法を用いて凹凸膜を形成しても同じ効果が得られた。また、対向基板として、ポストセルスペーサを用いず、ミクロパールを用いた場合も、同じ効果が得られた。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, a photosensitive novolac resin is used as the material of the concavo-
以上説明したように、透明電極に隣接して、保護膜パターンを配置することにより、反射電極膜と透明電極膜との間に生じる電食反応を大幅に抑制することができた。 As described above, the electrolytic corrosion reaction generated between the reflective electrode film and the transparent electrode film can be significantly suppressed by arranging the protective film pattern adjacent to the transparent electrode.
本発明は、画素に反射電極を有する反射型及び半透過型液晶表示装置に好適に利用することができる。 The present invention can be suitably used for reflective and transflective liquid crystal display devices having reflective electrodes in pixels.
１；透明電極膜
２；アルミニウム配線
３；保護膜パターン
４；ドライバＩＣ
１１；ポリシリコン薄膜
１２；ゲート絶縁膜
１３；マイクロクリスタルシリコン電極
１４；クロム電極
１５；ゲートカバー層間膜
１６；アルミニウム配線
１７；窒化ケイ素膜
１８；アクリル樹脂
１９；透明電極膜
２０；凹凸膜
２１；反射電極膜
２２；配向膜
２３；透明電極膜（対向基板側）
２４；カラーフィルタ
２５；ブラックマトリクス
２６；ポストセルスペーサ
３１；走査回路
３２；データレジスタ
３３；ラッチ回路
３４；ＤＡＣ回路
３５；セレクタ回路
３６；表示部
３７；レベルシフタ
３８；レベルシフタ／タイミングバッファ
３９；走査回路
５０、５３；透明絶縁基板
1;
11; polysilicon
24;
Claims (29)
29. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein a distance between the first metal film and the third metal film adjacent to the first metal film is less than 5 [mu] m.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017146630A (en) * | 2010-05-20 | 2017-08-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Liquid crystal display device and method for manufacturing liquid crystal display device |
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- 2006-06-28 JP JP2006178563A patent/JP2008009082A/en not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
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