[发明专利]薄膜晶体管基板及显示器件

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示器、半导体、光学零件等使用的薄膜晶体管基板及显示器件，尤其涉及可将源-漏电极和薄膜晶体管的半导体层直接连接的新的薄膜晶体管基板。

背景技术

从小型的移动电话到超过30时的大型电视机各种领域使用的液晶显示器，按照像素的驱动方法分为单纯矩阵式液晶显示器和主动矩阵式液晶显示器。其中，作为开关元件具有薄膜晶体管(Thin FilmTransistor，以下称作TFT。)的主动矩阵式液晶显示器，能够实现高精度的画质，还能够对应高速的动画，所以被广泛应用。

参照图1对主动矩阵式液晶显示器适用的代表性的液晶显示器的构成及动作原理进行说明。在此，作为活性半导体，以使用非晶硅的TFT基板(以下有时称作非晶硅TFT基板。)为例进行说明。

如图1所示，液晶显示器面板100具备TFT基板1、与TFT基板1对向配置的对向基板2、配置在TFT基板1和对向基板2之间、作为光调制层发挥功能的液晶层3。TFT基板1具有配置在绝缘性玻璃基板1a上的TFT4、透明像素电极5、包含扫描线或信号线的布线部6。透明像素电极5由在氧化铟(In₂O₃)中含有10质量％左右的氧化锡(SnO)的氧化铟锡(ITO)等形成。TFT基板1通过经由TAB带12连结起来的驱动电路13及控制电路14驱动。

对向基板2具有在TFT基板1侧形成于绝缘性玻璃基板1b的整个面上的共通电极7、配置在与透明像素电极5对向的位置的滤色板8、配置在TFT基板1上的与TFT4及布线部6对向的位置的遮光膜9。对向基板2还具有用于使液晶层3包含的液晶分子(无图示)向规定方向取向的取向膜11。

在TFT基板1及对向基板2的外侧(液晶层3侧的相反侧)，分别配置有偏光板10a、10b。

液晶面板100通过在对向基板2和透明像素电极5之间形成的电场来控制液晶层3中的液晶分子的取向，并调制通过液晶层3的光。由此，控制透过对向基板2的光的透过量并将其作为像素进行显示。

接着，参照图2对适用于液晶面板的现有非晶硅TFT基板的构成及动作原理详细地进行说明。图2是图1中A的要部放大图。

图2中，在玻璃基板(无图示)上形成有扫描线(栅极薄膜布线)25，扫描线25的一部分作为控制TFT的开、关的栅极电极26发挥功能。覆盖栅极电极26形成有栅极绝缘膜(Si氮化膜)27。信号线(源极-漏极布线)34以经由栅极绝缘膜27和扫描线25交差的方式形成，信号线34的一部分作为TFT的源极电极28发挥功能。在栅极绝缘膜27上依次形成有非晶硅沟道膜(活性半导体膜)33、信号线(源极-漏极布线)34、层间绝缘Si氮化膜(保护膜)30。该类型通常被称为底栅型。

非晶硅沟道膜33由掺杂有P(磷)的掺杂相(n层)和未掺杂P的本质层(i层，也称为无杂层)构成。在栅极绝缘膜27上的像素区域，配置有例如由氧化铟(In₂O₃)中含有SnO的ITO膜形成的透明像素电极5。TFT的漏极电极29与透明像素电极5直接接触而电连接。

经由扫描线25向栅极电极26供给栅极电压时，TFT4成为开状态，预先供给信号线34的驱动电压，从源极电极28经由漏极电极29供给到透明像素电极5。而且，向透明像素电极5供给规定水平的驱动电压时，如用图1说明的情况，在透明像素电极5和对向电极2之间产生电位差，其结果是，液晶层3所包含的液晶分子取向而进行光调制。

目前，在TFT基板1上与源-漏电极电连接的源极-漏极布线34、栅极电极26电连接的扫描线25，因加工容易等原因，由Al-Nd等Al合金(以下将它们称为Al系合金。)薄膜形成。然而，随着液晶显示器的大型化，布线的RC延迟(布线中传递的电信号延迟现象)等问题成为现实，对更低电阻的布线材料的需求日益高涨。因此，与Al-2.0at％Nd等Al系合金相比，电阻小的纯Cu或Cu-Ni合金等Cu合金备受注目。

布线使用纯Cu等时，如图2所示，在源极-漏极布线34、栅极电极 26及扫描线25的下部，分别形成有由Mo、Cr、Ti、W等高融点金属构成的势垒金属层51、52、53。在专利文献1～6中记载有具有这种势垒金属层的源-漏电极等的技术，作为代表可举出例如：依次形成厚度约50nm的Mo层(下部势垒金属层)、厚度约150nm的纯Cu或Cu合金的双层结构的积层布线。