[发明专利]薄膜晶体管基板和显示器件

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示器、半导体、光学零件等所使用的薄膜晶体管基板和显示器件，特别是涉及可以将源-漏电极与薄膜晶体管的半导体层直接连接的新型的薄膜晶体管基板。 

背景技术

从小型的移动电话到超过30英寸的大型电视，各种领域中所使用的液晶显示器依据像素的驱动方法，被分为单纯矩阵型液晶显示器和有源矩阵(active matrix)液晶显示器。其中作为开关元件而具有薄膜晶体管(ThinFilm Transistor：以下称为“TFT”)的有源矩阵型液晶显示器，由于能够实现高精度的画质，还能够对应高速的动画而被通用。 

边参照图1，边说明有源矩阵型液晶显示器所适用的代表性的液晶显示器的构成和工作原理。在此，说明采用氢化非晶硅的TFT基板(以下有称为非晶硅TFT基板的情况)作为活性半导体层的例子。 

如图1所示，液晶显示器100，具有TFT基板1、与该TFT基板1对向配置的对向基板2、和配置在TFT基板1与对向基板2之间作为光调制层而发挥功能的液晶层3。TFT基板1具有被配置在绝缘性的玻璃基板1a上的TFT4、透明像素电极5、包含扫描线和信号线的配线部6。透明像素电极5由在氧化铟(In₂O₃)中含有氧化锡(SnO)10质量％左右的氧化铟锡(ITO)膜等形成。TFT基板1通过经由TAB带12而连结的驱动电路13和控制电路14驱动。 

对向基板2具有：在在TFT基板1侧、在绝缘性的玻璃基板1b的整个面形成的共通电极7；配置在与透明像素电极5相对向的位置上的彩色滤光片8；配置在与TFT基板1上的TFT4和配线部6为对向的位置的遮光膜9。对向基板2还具有取向膜11，其用于使液晶层3所含的液晶分子 (未图示)导向至规定的方向。 

在TFT基板1和对向基板2的外侧(与液晶层3侧成反对侧)，分别配置有偏光板10a、10b。 

在液晶面板100中，通过在对向基板2和透明像素电极5之间所形成的电场，液晶层3中的液晶分子的取向受到控制，通过液晶层3的光得到调制，作为图像被显示出来。 

其次，边参照图2，边详细说明液晶面板所适用的现有的非晶硅TFT基板的构成和工作原理。图2是图1中A的要部放大图。 

在图2中，在玻璃基板(未图示)上形成有扫描线(栅极配线)25，扫描线25的一部分作为控制TFT的通态、断态的栅电极26发挥作用。覆盖栅电极26而形成有栅极绝缘膜(Si氮化膜)27。经由栅极绝缘膜27而使之与扫描线25交差地形成有信号线(源-漏极配线)34，信号线34的一部分作为TFT的源电极28发挥作用。在栅极绝缘膜27上，依次形成有非晶硅通道层(活性半导体层)33、信号线(源-漏极配线)34、层间绝缘Si氮化膜(保护膜)30。这种类型一般也被称为底栅型。 

非晶硅通道层33由掺杂有P(磷)掺杂层(n层)、和未掺杂P的本征(intrinsic)层(i层，也称为无掺杂层)构成。在栅极绝缘膜27的像素区域配置有透明像素电极5，其由例如在In₂O₃中含有SnO的ITO膜形成。TFT的漏电极29与透明像素电极5直接接触而被电连接。 

若经由扫描线25向栅电极26供给栅极电压，则TFT4成为接通状态，通过预先供给到信号线34的驱动电压，电流从源电极28经由漏电极29向透明像素电极5流动。而且，若向透明像素电极5供给规定级别的驱动电压，则如图1所说明的，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所含的液晶分子取向，光调制被进行。 

在TFT基板1中，电连接在源-漏电极上的源-漏配线34、电连接在栅电极26上的扫描线25，历来出于加工容易等理由，而由Al-Nd等的Al合金(以下称其为Al系合金)的薄膜形成。可是，随着液晶显示器的大型化，配线的RC延迟(配线传送的电信号延迟的现象)等的问题显现化，对具有更低的电阻抗率的配线材料的需求增高。因此，与Al-2.0a.t％Nd等的Al系合金相比，电阻抗率低的Cu受到关注。 

将纯Cu等用于配线时，在源-漏配线34、栅电极26和扫描线25的下部，如图2所示，分别形成有由Mo、Cr、Ti、W等的高熔点金属构成的势垒金属(barrier metal)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，代表性的例如可列举依次形成有厚约50nm的Mo层(下部势垒金属层)、厚约250nm的纯Cu和Cu合金的二层结构的层叠配线。