JP2004144826A

JP2004144826A - Liquid crystal display device and method for manufacturing the same

Info

Publication number: JP2004144826A
Application number: JP2002306991A
Authority: JP
Inventors: Naoto Hirano; 平野　直人
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2004-05-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an Al film from dissolving and disappearing and an ITO film from blackening and discoloring due to a cell corrosion reaction between the Al film and the ITO film generated during a photoresist developing process for patterning a pixel electrode of a semitransmissive liquid crystal display device. <P>SOLUTION: A photoresist pattern 15 for patterning a reflection pixel electrode 14 or a transparent pixel electrode 16 is formed. Subsequently a surface of the photoresist pattern 15 is made to turn into a projecting and recessing surface. Next a conductive film for the reflection pixel electrode 14 or the transparent pixel electrode 16 is deposited. Subsequently the photoresist pattern 15 is removed with a lift-off process and simultaneously the reflection pixel electrode 14 or the transparent pixel electrode 16 is patterned. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に半透過型液晶表示装置の画素電極構造とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体層にｐ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉｌｉｃｏｎ：多結晶シリコン）膜を使用したＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）、すなわちｐ−Ｓｉ　ＴＦＴを画素スイッチング素子に使用したＡＭＬＣＤ（Ａｃｔｉｖｅ　Ｍａｔｒｉｘ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ：アクティブマトリクス方式液晶表示装置）の開発が盛んに行われている。
【０００３】
特にｐ−Ｓｉ　ＴＦＴは、半導体層にａ−Ｓｉ（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−Ｓｉｌｉｃｏｎ：非晶質シリコン）膜を使用したＴＦＴ、すなわちａ−Ｓｉ　ＴＦＴよりもキャリア移動度が数桁高いため、ＡＭＬＣＤの画素スイッチング素子としてだけでなく、周辺駆動回路素子としても使用でき、且つガラス基板上に形成できることから、いわゆるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）技術としても活発に研究が進められている。
【０００４】
一般に透過型および半透過型の液晶表示装置の透明画素電極には、可視光透過率の高いＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）膜が用いられている。また半透過型および反射型の液晶表示装置の反射画素電極には、可視光反射率の高いＡｌ（アルミ）膜が用いられている。特にＡｌ膜は、電気抵抗率が３μΩ・ｃｍ前後と低いため、配線材料としても使用されている。
【０００５】
以降、図を用いて、特に半透過型ＡＭＬＣＤの画素部に関する従来構造とその製造方法を説明する。まず図１９示すように、ガラス基板上１に下地ＳｉＯ２（酸化シリコン）膜２、ａ−Ｓｉ膜、表面ＳｉＯ２膜を順次堆積した後、ガラス基１板全面にｎ型ＴＦＴの閾値電圧調整用のＢ（ボロン）関連イオンを注入し、次いでｐ型ＴＦＴ部（図示せず）のみにｐ型ＴＦＴ（図示せず）の閾値電圧調整用のＰ（リン）関連イオンを注入する。その後、表面ＳｉＯ２膜を除去し、次いでａ−Ｓｉ膜を溶融状態から液相結晶成長させてｐ−Ｓｉ膜３化すると同時に注入元素の拡散と活性化を行う。
【０００６】
次に図２０に示すように、ｐ−Ｓｉ膜３上に界面ＳｉＯ２膜４を堆積した後、ｎ型ＴＦＴ部およびｐ型ＴＦＴ部（図示せず）の界面ＳｉＯ２膜４とｐ−Ｓｉ膜３を同時にアイランド化する。
【０００７】
次に図２１に示すように、アイランド部を含むガラス基１板上にゲートＳｉＯ２膜５、μｃ−Ｓｉ（μ　ｃｒｙｓｔａｌ−Ｓｉｌｉｃｏｎ：微結晶シリコン）膜６、Ｃｒ（クロム）膜７を順次堆積した後、Ｃｒ膜７とμｃ−Ｓｉ膜６を同時にパターニングしてゲート電極７を形成する。
【０００８】
次に図２２に示すように、ｎ型ＴＦＴ部のアイランド部、つまりｐ−Ｓｉ膜３部のゲート電極７よりもやや広い領域にＰ関連イオンを注入してＳＤ（Ｓｏｕｒｃｅ　Ｄｒａｉｎ）領域８を形成した後、同じｎ型ＴＦＴ部のアイランド部、つまりｐ−Ｓｉ膜３部にＳＤ領域８よりも少ない濃度でＰ関連イオンをゲート電極７に対して自己整合的に注入してＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ　Ｄｏｐｅｄ　Ｄｒａｉｎ）領域９を形成し、次いでｐ型ＴＦＴ部（図示せず）のアイランド部、つまりｐ−Ｓｉ膜３部にＢ関連イオンをゲート電極７に対して自己整合的に注入してＳＤ領域８を形成する。
【０００９】
次に図２３に示すように、ガラス基板１上に層間ＳｉＯ２膜１０を堆積した後、熱処理によるｎ型ＴＦＴ部とｐ型ＴＦＴ部（図示せず）のＳＤ領域８の低抵抗化を行い、次いで水素拡散処理による各膜中および各膜界面の低欠陥密度化を行う。そして、ｎ型ＴＦＴ部とｐ型ＴＦＴ部（図示せず）のＳＤ領域８部とゲート電極端子部（図示せず）にコンタクトホールを形成した後、層間ＳｉＯ２膜１０上にＡｌＳｉ（シリコン含有アルミ）膜１７、Ｍｏ（モリブデン）膜１８を順次堆積し、次いでＭｏ膜１８とＡｌＳｉ膜１７を同時にパターニングしてソース・ドレイン電極１７，１８を形成する。
【００１０】
次に図２４に示すように、ガラス基板１上に層間Ｓｉ３Ｎ４（窒化シリコン）膜１２を堆積した後、画素スイッチング素子用のｎ型ＴＦＴ部のドレイン電極部（画素電極接続部）とゲート電極端子接続部（図示せず）およびソース・ドレイン電極端子接続部（図示せず）にコンタクトホールを形成する。
【００１１】
その後、図２５に示すように全面にＩＴＯ膜１６を堆積した後、ＩＴＯ膜１６をパターニングして透明画素電極１６を形成する。
【００１２】
次に図２６に示すように、全面にＭｏ膜１３とＡｌ膜１４を順次堆積した後、フォトレジストパターン１５を形成して、Ａｌ膜１４とＭｏ膜１３を同時にパターニングする。
【００１３】
その後、図２７に示すように、フォトレジストパターン１５を除去すると、従来技術の半透過型画素電極の構成が得られる。
【００１４】
上述のようなＴＦＴ基板と対向基板とが対面して張り合わされ、その基板間に電気的および光学的異方性を有する液晶が封止されて半透過型液晶表示装置ができあがる。このような半透過型液晶表示装置は、暗所環境では、主にバックライトからの透過光を利用して、明所環境では、主に外周光からの反射光を利用して画像表示を行うことができる。このため、このような半透過型ＡＭＬＣＤは、屋外、屋内を問わず頻用される携帯電話や携帯情報端末、さらにはノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の画像表示装置として使用される場合が多い。
【００１５】
上述において、ＴＦＴの製造工程には、高解像度が得られると言う理由から、通常ポジ型のフォトレジストが使用される。そして、その現像液には、有機アルカリ溶液が用いられる。この現像液は、一般にｐｈ（ペーハー）１２〜１４の強アルカリ性であるため、酸・アルカリに可溶であるＡｌ膜は、フォトレジスト膜の現像中に３価の金属イオンとなって溶解してしまう。
【００１６】
一方、ＩＴＯ膜は、現像液には不溶であるが、ＩＴＯ膜の酸化還元電位がＡｌ膜のそれよりも貴側（正側）、言い換えればＡｌ膜の酸化還元電位がＩＴＯ膜のそれよりも卑側（負側）で、且つ両者の酸化還元電位差が大きいため、電解質（イオンが電荷担体となって電気を通じる媒質）である現像液中でＡｌ膜とＩＴＯ膜が電気的に接続していると、両者の間で現像液を介した電流回路が形成されてしまい、Ａｌ膜の溶解に伴って放出された電子がＩＴＯ膜に流れ込んでＩＴＯ膜を還元してしまう。
【００１７】
より詳しくは、フォトレジスト膜の現像時にＡｌ膜が溶解して局所的に生じたピンホール等を通じて現像液がＩＴＯ膜にまで到達し、現像液を介してＡｌ膜を局部アノード、ＩＴＯ膜を局部カソードとした電流回路が形成され、Ａｌ膜とＩＴＯ膜の酸化還元電位差を反応の駆動力としたＡｌ膜の溶解反応とＩＴＯ膜の還元反応が進行してしまう。この反応は電池腐食反応と呼ばれ、この問題を解決する技術が、例えば実用新案登録第２５３９３２４号公報に記載されている。すなわち、ＡＬ膜とＩＴＯ膜との間にクロム膜を挿入して、上述の問題を解決しようとしたものである。上述では、クロムの代わりにＭｏを使用した従来技術を紹介した。
【００１８】
【特許文献１】
実用新案登録第２５３９３２４号公報（第１−２図）
【００１９】
また、電池腐食反応の問題が仮に無くても、一般にＡｌ膜とＩＴＯ膜との間で安定した電気接触を直接とることは難しい。それは、ＡｌとＩｎ（インジウム）の酸化物生成エネルギーの関係がＡｌ＞Ｉｎであるためで、ＩＴＯ膜上にＡｌ膜を、あるいは表面酸化膜を除去したＡｌ膜上にＩＴＯ膜を堆積した後に１５０℃以上の熱履歴を経験してしまうと、両者の接触界面で電気抵抗率の小さいＩｎ酸化物よりも電気抵抗率の大きいＡｌ酸化物の方が優先的に形成されてしまい、両者が電気絶縁状態になってしまうからである。
【００２０】
上述の観点から、光反射電極にアルミを用い、光透過電極にＩＴＯを用いた範透過型液晶表示装置の画素電極には、Ａｌ反射電極１４とＩＴＯ透過電極１６との間に、電池腐食反応を抑制でき、且つ双方の間で良好な電気接触がとれる中間層（図中ではＭｏ膜）１３を設ければ良い、という考えがあった。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、実際にやってみると、中間電極膜を挿入しているにもかかわらず、図２６に示すように、反射画素電極１４用フォトレジストパターン１５形成時に、Ａｌ膜１４が溶解してＩＴＯ膜１６の還元が起こり、反射画素電極１４と透明画素電極１６が部分的に消失してしまう、と言う問題を認識した。つまり、中間層１３を設けていてもＡｌ膜１４とＩＴＯ膜１６との間の電池腐食反応が完全には抑制できない場合があることを発明者は知見した。
【００２２】
これが原因で、反射画素電極１４面積の減少による反射輝度の低下や透明画素電極１６上における液晶分子の制御不良によるコントラスト低下等が起こり、製造歩留まりを悪化させる結果となっていた。この原因は、半透過型ＡＭＬＣＤの反射画素電極１４と透明画素電極１６の面積が同程度と広いことにあると、知見した。
【００２３】
すなわち、上述の従来技術では、画素部のほぼ全面に透明画素電極１６を形成した後、Ｍｏ膜１３とＡｌ膜１４を全面に順次堆積し、次いでＡｌ膜１４とＭｏ膜１３をパターニングするためのフォトレジストパターン１５を形成している。
【００２４】
この時、ＩＴＯ膜１６上の全面にスパッタで堆積したＭｏ膜１３とＡｌ膜１４が存在することになるが、スパッタで付けた膜にはどうしてもピンホールが存在する。ＩＴＯ膜１６上のＭｏ膜１３およびＡｌ膜１４のピンホール数（パーティクルの付着に起因するものも含む）は、統計学的に透明画素電極１６面積が広いほど増加するので、結果的に電池腐食反応の発生点もまた増えることになる。つまり、いたるところで電池腐食反応が起こりやすくなる。
【００２５】
この電池腐食反応は、いわゆる電気化学反応であるから、ファラデーの法則より、その腐食速度は、その系に流れる腐食電流に比例する。この腐食電流は、酸化還元反応に費やされるイオン数あるいは電子数に比例するから、結果的に反応の発生点や面積が増加するほど電池腐食反応は促進されることになる。
【００２６】
更に、電池腐食反応は、パーティクル付着部やピンホール部だけでなく、段差部やフォトレジストパターン１５エッジ部等でも起こりやすいことを見いだした。特にフォトレジストパターン１５エッジ部に沿って電池腐食反応が進行すると、図２６、２７に示すように、反射画素電極１４と透明画素電極１６との間の電気的経路が完全に断たれてしまい、明瞭な点欠陥になってしまうので深刻な問題である。
【００２７】
ここで、段差部で起こりやすいのは、堆積膜の被覆性が低下して部分的に薄膜化しやすいことに加え、膜構造が柱状化して膜密度が低下しやすく、クラックが生じやすいからである。またフォトレジストパターン１５エッジ部で起こりやすいのは、現像液の対流や電場分布等が関係していると考えられる。
【００２８】
これを解決するために、Ａｌ膜１４あるいはＭｏ膜１３を厚くして電池腐食反応を抑制しようとすると、いずれの膜厚も２００ｎｍ以上必要になり、応力による膜剥がれやスループットの低下と言った新たな問題を生じていた。しかもフォトレジスト膜１５の現像時に目立った電池腐食反応の跡がなくても、ウェットエッチングによるＡｌ膜１４およびＭｏ膜１３のパターニング後に電池腐食反応の跡が目立つようになってしまい、どうしても電池腐食反応に関係する問題を完全には解決できないでいた。
【００２９】
なおＡｌ膜１４およびＭｏ膜１３のパターニングにウェットエッチング工程を用いるのは、ＩＴＯ膜１６との間で十分なエッチング選択比がとれるからである。これを一般的なＣｌ２（塩素）を用いたドライエッチング工程で行うと、下層のＩＴＯ膜１６までエッチングされてしまうだけでなく、主に大気暴露後のＨＣｌ（塩酸）生成に起因する腐食、いわゆるアフターコロ−ジョンによって反射画素電極１４と透明画素電極１６の双方が深刻な損傷を受けてしまう。
【００３０】
本発明の目的は、懸かる課題を解決し、高画質で、且つ高信頼性を有した液晶表示装置とその製造方法を提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、互いに接続された光反射電極部と光透過電極部とからなる半透過型画素電極を備えた半透過型液晶表示装置の製造方法において、絶縁基板上に薄膜トランジスタを形成する工程と、その後前記薄膜トランジスタの電流電極に接続される前記光反射電極部または前記光透過電極部の一方をパターン形成する工程と、その後前記反射電極部または前記光透過電極部の他方をパターン形成する工程と、有することを特徴とする。
【００３２】
また、前記一方の画素電極の形成工程は、絶縁基板全面に前記一方の画素電極を構成する導電膜を堆積する工程と、その後所望のパターンのフォトレジストをマスクにして該導電膜をエッチングする工程とを備え、前記他方の画素電極の形成工程は、所望のパターンのフォトレジストをマスクにして前記他方の電極を構成する導電膜を堆積する工程と、その後リフトオフにより該マスクを除去する工程とを備えていることを特徴とする。
【００３３】
また、互いに接続された光反射電極部と光透過電極部とからなる半透過型画素電極を備えた半透過型液晶表示装置の製造方法において、絶縁基板上に薄膜トランジスタを形成する工程と、その後全面に層間膜を形成する工程と、その後前記薄膜トランジスタの電流電極を露出するように前期層間膜を開口する工程と、その後全面に中間電極膜および光反射電極膜を堆積する工程と、その後所望のフォトレジストパターンをマスクにして前記中間電極膜および反射電極膜をエッチングして前記薄膜トランジスタの前記電流電極に接続される前記光反射電極部を形成する工程と、前記フォトレジストパターンを除去した後、所望のフォトレジストパターンを形成する工程と、その後全面に光透過電極膜を堆積した後前記フォトレジストパターンをリフトオフして前記光透過電極部を形成する工程と、を有する。
【００３４】
また、互いに接続された光反射電極部と光透過電極部とからなる半透過型画素電極を備えた半透過型液晶表示装置の製造方法において、絶縁基板上に薄膜トランジスタを形成する工程と、その後全面に層間膜を形成する工程と、その後前記薄膜トランジスタの電流電極を露出するように前期層間膜を開口する工程と、その後全面に光透過電極膜を堆積する工程と、その後前記開口部を覆わないように所望のフォトレジストパターンを形成しそれをマスクにして前記光透過電極膜をエッチングして前記透過電極部を形成する工程と、前記フォトレジストパターンを除去した後、所望のフォトレジストパターンを形成する工程と、その後全面に中間電極膜および光反射電極膜を堆積した後前記フォトレジストパターンをリフトオフして前記薄膜トランジスタの前記電流電極に接続される前記光反射電極部を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００３５】
更に、互いに接続された光反射電極部と光透過電極部とからなる半透過型画素電極を備えた半透過型液晶表示装置の製造方法において、絶縁基板上に薄膜トランジスタを形成する工程と、その後全面に層間膜を形成する工程と、その後前記薄膜トランジスタの電流電極を露出するように前期層間膜を開口する工程と、その後全面に光透過電極膜を堆積する工程と、その後所望のフォトレジストパターンをマスクにして前記光透過電極膜をエッチングして前記薄膜トランジスタの前記電流電極に接続される前記光透過電極部を形成する工程と、前記フォトレジストパターンを除去した後、所望のフォトレジストパターンを形成する工程と、その後全面に中間電極膜および光反射電極膜を堆積した後前記フォトレジストパターンをリフトオフして前記光反射電極部を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００３６】
そして、構造に於いては、半透過型画素電極を備えた半透過型液晶表示装置において、前記半透過型画素電極は、ＴＦＴの電流電極に接続された光反射電極部と、前記反射電極部の少なくとも境界部を覆うように設けられた光透過電極部と、を備えていることを特徴とする。
【００３７】
また上記において、前記光反射電極部は下層が中間電極膜であり上層が光反射電極膜の２層構造になっていることを特徴とする。
【００３８】
また上記に於いて、前記光反射電極膜の領域は前記中間電極膜の領域よりも内側にあり、前記光反射電極部は前記境界部において前記光反射電極膜および前記中間電極膜の両方に接するように前記光透過電極部に覆われていることを特徴とする。
【００３９】
また、前記透過電極部は前記反射電極の全面を覆っていることを特徴とする。
【００４０】
また、前記中間電極膜を含む前記光反射電極部の膜厚が４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００４１】
また、前記光反射電極部の膜厚が２０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下であることを特徴とする。また、前記中間電極膜の膜厚が２０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００４２】
また、半透過型画素電極を備えた半透過型液晶表示装置において、前記半透過型画素電極は、ＴＦＴのドレイン電極に接続された透過電極部と、前記透過電極部の直上で前記透過電極部より内側に設けられた中間電極膜と、前記中間電極の直上で前記中間電極よりも内側に設けられた反射電極膜とを備え、前記中間電極膜の膜厚が２０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下であり、前記反射電極膜の膜圧が２０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００４３】
そして、半透過型画素電極を備えた半透過型液晶表示装置において、前記半透過型画素電極は、ＴＦＴのドレイン電極に接続された透過電極部と、前記透過電極部の直上で前記透過電極部より内側に設けられた中間電極膜と、前記中間電極の直上で前記中間電極よりも内側に設けられた反射電極膜とを備え、前記中間電極膜を含む前記反射電極部の膜厚が４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下でありことを特徴とする。
【００４４】
更に、前記反射電極膜がＡｌおよびＡｌ合金もしくはＡｇおよびＡｇ合金から成ることを特徴とする。
【００４５】
また、前記Ａｌ合金がＳｃ、Ｙ、Ｎｄ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｓｉの少なくとも１種類以上を含み、且つその含有率が０．５ａｔ％以上１０ａｔ％以下であることを特徴とする。
【００４６】
また、前記中間電極膜が単層もしくは多層構造から成ることを特徴とする。
【００４７】
また、前記中間電極膜がＭｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗおよびそれら合金の少なくとも１種類以上から成ることを特徴とする。
【００４８】
また、前記透明電極部がＩｎおよびＺｎのどちらか一方もしくは双方を含む酸化物から成ることを特徴とする。
【００４９】
【発明の実施の形態】
先ず、はじめに、本発明の第１実施の形態の製造方法を用いて造られるデバイスの構造の平面図および断面図を、それぞれ図１および図２に示す。平面図は１画素分を示し、断面図は図１における一点鎖線に沿った断面図を示す。本発明の趣旨を説明する目的からＴＦＴ画素電極部を詳述している。
【００５０】
以下に製造方法を説明する。図１９乃至２２は従来と大略同じである。まず図１９に示すように、透明絶縁基板（例えば、ガラス基板）１上に化学気相成長法により透明絶縁基板１からのアルカリ元素汚染防止用の下地ＳｉＯ２膜２を厚さ４００ｎｍで、無水素ａ−Ｓｉ膜を厚さ５０ｎｍで、製造工程汚染防止用の表面ＳｉＯ２膜を厚さ１０ｎｍで順次堆積する。なお有水素ａ−Ｓｉ膜を堆積した後、熱処理による脱水素処理をして無水素ａ−Ｓｉ膜を形成してもよい。また下地ＳｉＯ２膜２は、アルカリ元素拡散阻止能の高いＳｉ３Ｎ４膜やＡｌ２Ｏ３（酸化アルミ）膜等でもよい。
【００５１】
次に透明絶縁基板１全面にイオンドーピング法（イオン種の選別を行わない不純物注入法）によりｎ型ＴＦＴの閾値電圧を調整するためのＢ関連イオン（主にＢ２Ｈｘダイマイオン）を加速エネルギー２０ｋｅＶ、ドーズ量５Ｅ＋１２／ｃｍ２で注入した後、フォトリソグラフィ工程により形成したフォトレジストパターンをマスクにして周辺駆動回路用のｐ型ＴＦＴ部（図示せず）のみにｐ型ＴＦＴの閾値電圧を調整するためのＰ関連イオン（主にＰＨｘモノマイオン）を加速エネルギー８０ｋｅＶ、ドーズ量３Ｅ＋１２／ｃｍ２で注入する。なおドーパント元素（ＢとＰ）は、イオン注入法（イオン種の選別を行う不純物注入法）により注入してもよい。
【００５２】
そして、イオンドーピングのマスクに使用したフォトレジストパターンを除去した後、酸洗浄工程により表面ＳｉＯ２膜を除去し、次いでエキシマレーザアニール法により無水素ａ−Ｓｉ膜を溶融状態から液相結晶成長させてｐ−Ｓｉ膜３化すると同時にドーパント元素の拡散と活性化を行う。なお無水素ａ−Ｓｉ膜をｐ−Ｓｉ膜化した後、ドーパント元素の注入を行ってもよい。
【００５３】
その後、図２０のように、全面に化学気相成長法により製造工程汚染防止用の界面ＳｉＯ２膜４を厚さ１０ｎｍで堆積した後、フォトリソグラフィ工程により形成したフォトレジストパターンをマスクにしてドライエッチング法によりｎ型ＴＦＴ部とｐ型ＴＦＴ部（図示せず）の界面ＳｉＯ２膜４およびｐ−Ｓｉ膜３を同時にアイランド化する。その後、ドライエッチングのマスクに使用したフォトレジストパターンを除去する。なおアイランド部の断面形状は、傾斜部の無い四角形状でも良いが、傾斜部の有る台形状の方が絶縁膜や導体膜の被覆性が向上するので好ましい。
【００５４】
その理由は、絶縁膜や導体膜の被覆性が良くなると、応力集中によるクラックや被覆不足による薄膜部が減少するからである。その結果、例えばゲート絶縁膜の場合では、電気絶縁耐圧が向上し、例えばゲート導体膜の場合では、断線確率が減少して素子の特性や信頼性が向上する。
【００５５】
その後、図２１にしめすように、全面化学気相成長法によりゲートＳｉＯ２膜５を厚さ５０ｎｍで、表面被覆性改善用のμｃ−Ｓｉ膜６を厚さ５０ｎｍで順次堆積した後、μｃ−Ｓｉ膜６上にスパッタリング法によりＣｒ膜７を厚さ１５０ｎｍで堆積する。
【００５６】
そして、フォトリソグラフィ工程により形成したフォトレジストパターンをマスクにしてドライエッチング法によりＣｒ膜７とμｃ−Ｓｉ膜６を同時にパターニングしてゲート電極７を形成した後、ドライエッチングのマスクに使用したフォトレジストパターンを除去する（図２１）。
【００５７】
次に、フォトリソグラフィ工程により形成したフォトレジストパターンをマスクにしてイオンドーピング法によりｎ型ＴＦＴ部のアイランド部、つまりｐ−Ｓｉ膜３部のゲート電極７よりもやや広い領域にＰ関連イオンを加速エネルギー３０ｋｅＶ、ドーズ量３Ｅ＋１５／ｃｍ２で注入してＳＤ領域８を形成した後、同じｎ型ＴＦＴ部のアイランド部、つまりｐ−Ｓｉ膜３部にゲート電極７に対して自己整合的にＰ関連イオンを加速エネルギー８０ｋｅＶ、ドーズ量１Ｅ＋１３／ｃｍ２で注入してＬＤＤ領域９を形成する。
【００５８】
そして、フォトリソグラフィ工程により形成したフォトレジストパターンとゲート電極７をマスクにしてイオンドーピング法によりｐ型ＴＦＴ部（図示せず）におけるアイランド部、つまりｐ−Ｓｉ膜３部にゲート電極７に対して自己整合的にＢ関連イオンを加速エネルギー２０ｋｅＶ、ドーズ量３Ｅ＋１５／ｃｍ２で注入してＳＤ領域８を形成した後、イオンドーピングのマスクに使用したフォトレジストパターンを除去する（図２２）。ここまでは、従来技術と同様である。
【００５９】
その後は、図３乃至図７に示す。まず、全面に化学気相成長法により電極間電気絶縁用の層間ＳｉＯ２膜１０を厚さ３００ｎｍで堆積した後、熱処理によるｎ型ＴＦＴ部とｐ型ＴＦＴ部（図示せず）におけるＳＤ領域８の低抵抗化を行う。その後、水素プラズマを利用した水素化を行う。この水素化は、絶縁膜中や半導体膜中およびそれら界面に水素原子を拡散させ、そこに存在するダングリングボンド欠陥を終端する等して欠陥準位密度を減らし、素子特性を向上させるために行う。
【００６０】
その後、フォトリソグラフィ工程により形成したフォトレジストパターンをマスクにしてドライエッチング法によりｎ型ＴＦＴ部とｐ型ＴＦＴ部（図示せず）のＳＤ領域８とゲート電極端子接続部（図示せず）にコンタクトホールを形成した後、ドライエッチングのマスクに使用したフォトレジストパターンを除去する。
【００６１】
その後、全面にスパッタリング法によりＡｌＳｉ膜１１を厚さ５００ｎｍで堆積し、次いでフォトリソグラフィ工程により形成したフォトレジストパターンをマスクにしてドライエッチング法によりＡｌＳｉ膜１１をパターニングしてソース・ドレイン電極１１を形成した後、ドライエッチングのマスクに使用したフォトレジストパターンを除去する（図３）。
【００６２】
なお本発明の第一実施の形態では、ドレイン電極部（画素電極接続部）とゲート電極端子接続部（図示せず）およびソース・ドレイン電極端子接続部（図示せず）でＡｌ膜とＩＴＯ膜とが直接接触しないので、ソース・ドレイン電極１１上部に中間層となる上部ソース・ドレイン電極を必要としないが、別にあっても差し支えない。但し、中間層電極がない方が製造工程を簡略化できるので好ましい。
【００６３】
次に、図４に示すように、全面に化学気相成長法により電極間電気絶縁用の層間Ｓｉ３Ｎ４膜１２を厚さ３００ｎｍで堆積し、次いでフォトリソグラフィ工程により形成したフォトレジストパターンをマスクにしてドライエッチング法により画素スイッチング素子用のｎ型ＴＦＴ部の電流電極であるソース／ドレイン電極部（画素電極接続部）とゲート電極端子接続部（図示せず）およびソース／ドレイン電極端子接続部（図示せず）にコンタクトホールを形成した後、ドライエッチングのマスクに使用したフォトレジストパターンを除去する。なお層間Ｓｉ３Ｎ４膜１２をＳｉＯ２膜で代用しても良いが、Ｓｉ３Ｎ４膜の方が耐ガス透過性や耐吸湿性が高いので都合がよい。
【００６４】
その後、全面にスパッタリング法によりソース・ドレイン電極（電流電極）１１と透明画素電極１６との間の電気接続用の中間電極膜（Ｍｏ膜）１３を厚さ５０ｎｍで、反射画素電極１４用の反射電極膜（Ａｌ膜）１４を厚さ５０ｎｍで順次堆積した後、フォトレジストパターンをマスクにしてウェットエッチング法によりＡｌ膜１４とＭｏ膜１３を同時にパターニングして反射画素電極１４を形成した後、使用したフォトレジストパターンを除去して図５の構造に至る。なおＡｌ膜１４とＭｏ膜１３のパターニングをドライエッチング法で行っても良いが、ウェットエッチング法の方が都合がよい。
【００６５】
その理由は、例えばリン酸を使用したウェットエッチング工程では、Ｍｏ膜１３よりもＡｌ膜１４の方が速くエッチングされるため、自動的にＡｌ膜１４パターン幅がＭｏ膜１３パターン幅よりも後退して段差形状を形成できるからである。その結果、ドライエッチング法でパターニングした場合よりもＭｏ膜１３とＩＴＯ膜１６との接触面積を増やすことができるので、より良好な電気接触を得ることができる。
【００６６】
その後図７に示すように、フォトリソグラフィ工程により透明画素電極１６パターニング用のフォトレジストパターン１５を形成し、次いでＯ２（酸素）アッシング工程によりフォトレジストパターン１５の表面を凹凸化する。ここで、フォトレジストパターン１５の表面を凹凸化するのは、後でその上に堆積するＩＴＯ膜１６の表面被覆性を低下させて大量のピンホールを形成し、剥離液をフォトレジストパターンまで浸透しやすくしてリフトオフしやすくするためである。
【００６７】
その後、図７に示すように全面にスパッタリング法により光透過電極膜（ＩＴＯ膜）１６を厚さ５０ｎｍで堆積する。
【００６８】
そしてリフトオフ工程によりフォトレジストパターン１５を除去すると、図１および２に示す本発明による構造が得られる。
【００６９】
上述の本発明の製造方法では、Ａｌ膜１４とＩＴＯ膜１６とが同時に現像液に曝されない。このため、従来は、完全には防ぎきれないでいた電池腐食反応を完全に防ぐことができる。この結果、従来よりも歩留まり良く、信頼性の高い液晶表示装置を提供できるようになる。
【００７０】
すなわち、電池腐食反応によるＡｌ膜１４の溶解消失やＩＴＯ膜１６の黒化変色がないので、可視光反射輝度および可視光透過輝度の高い、明るく、高コントラストの鮮明な画像表示ができるようになる。
【００７１】
更に、に透明画素電極１６のパターニングに関わるエッチング工程を省くことができるので、従来よりも製造スループットを高くでき、その製造コストを下げることができる。
【００７２】
図１乃至２に示すような本発明の液晶表示装置では、Ａｌ膜１４から成る反射画素電極１４とＩＴＯ膜１６から成る透明画素電極１６とがＭｏ膜１３から成る中間電極１３の端部端面を介して電気的に接続されており、且つＡｌ膜１４の一部がＩＴＯ膜１６とも接触している。
【００７３】
より詳しくは、図１に示すように、Ａｌ膜１４とＩＴＯ膜１６とがＭｏ膜１３の外周部に沿って長く電気的に接触している。このため、Ａｌ膜１４とＩＴＯ膜１６との間の電気抵抗を十分に低くすることができる。この結果、反射画素電極１４と透過画素電極１６の電位を同じにすることができ、良好な画素書込動作を実現することができる。
【００７４】
さらに、耐食性の劣る異種材料接触面の一部を上から耐食性の高いＩＴＯ膜１６で保護できるため、従来に比べて環境から受ける外的作用（水、酸素、薬品等）を遮断でき、異種材料接触面の腐食信頼性を向上させることができる。
【００７５】
なぜなら、異種材料接触面では、格子不整合等によるダングリングボンド欠陥密度が高く、化学反応が起こりやすいことに加えて、水等の腐食環境が介在すると、互いの酸化還元電位差を駆動力とした電池腐食反応が進行しやすいからである。
【００７６】
更に、本発明では、画素電極パターンニングに際して電池効果が原理的に起きないので、従来に比べて中間電極膜および反射電極膜を薄く形成できるので、応力による電極膜の剥がれが防止できるとろもに、スルーップトが向上する。
【００７７】
次に、本発明の第２実施の形態の製造方法を説明する。図８および図９は、本形態により得られる構造の平面図および断面図である。５図までは、第１実の施形態と同様の工程である。
【００７８】
本形態では、図１０に示すように、画素電極全体を透明画素電極１６で覆うように、フォトレジストパターン１５を設ける。次いでＯ２アッシング工程によりフォトレジストパターン１５の表面を凹凸化した後、全面にスパッタリング法によりＩＴＯ膜１６を厚さ５０ｎｍで堆積する。
【００７９】
次に、リフトオフ工程により透明画素電極１６パターニング用のフォトレジストパターンを除去すると同時にＩＴＯ膜１６をパターニングして透明画素電極１６を形成すると、図８および図９に示す本形態の構造が得られる。
【００８０】
本形態は、第１実施の形態の効果に加えて、Ａｌ膜１４とＭｏ膜１３の全部をそれらよりも耐食性の高いＩＴＯ膜１６で覆って保護できるため、第１実施の形態よりも更に腐食信頼性を向上させることができる。
【００８１】
次に、図１１および図１２に、本発明の第３実施の形態の方法により得られる構造の平面図および断面図を示す。第５図までは、第２実の施形態と同様の工程である。
【００８２】
本形態では、図１３に示すように、反射電極部を囲む外周部を除いた所にも、フォトレジストパターン１５を設ける。そして、次いでＯ２アッシング工程によりフォトレジストパターン１５の表面を凹凸化した後、ガラス基板１上にスパッタリング法によりＩＴＯ膜１６を厚さ５０ｎｍで堆積する。
【００８３】
次に、リフトオフ工程により透明画素電極１６パターニング用のフォトレジストパターンを除去すると同時にＩＴＯ膜１６をパターニングして透明画素電極１６を形成すると、図１１および図１２に示す本形態の構造が得られる。
【００８４】
本形態では、耐食性の劣る異種材料接触面の周囲を上から耐食性の高いＩＴＯ膜１６で保護できるため、従来に比べて環境から受ける外的作用（水、酸素、薬品等）を遮断でき、異種材料接触面の腐食信頼性を向上させることができる。
【００８５】
更に、Ａｌ膜１４上の周囲以外にはＩＴＯ膜１６を設けていないので、その分第２実施の形態よりも反射輝度を高くすることができるという効果が有る。
【００８６】
図１４は、本発明の第４実施の形態の製造方法により得られた構造の断面図であり、図１５、１６は中間工程図を示す。平面図は割愛する。これらの図を用いて本発明の別の液晶表示装置とその製造方法を説明する。図４に至るまでの工程は、上述の第１実施の形態と大略同じであるので、説明を省略する。
【００８７】
図４に示す工程の後、図１５に示すように、全面にスパッタリング法によりＩＴＯ膜１６を厚さ５０ｎｍで堆積し、フォトレジストパターンをマスクにしてドライエッチング法によりＩＴＯ膜１６をパターニングして透明画素電極１６を形成する。この時、ＩＴＯ膜が薄膜トランジスタの電流電極に接続しないようにパターンニングする。
【００８８】
その後、反射画素電極１４パターニング用のフォトレジストパターン１５を形成し、次いでＯ２アッシング工程によりフォトレジストパターン１５の表面を凹凸化する。
【００８９】
その後図１６に示すように、ソース・ドレイン電極１１と透明画素電極１６との間の電気接続用のＭｏ膜１３を厚さ５０ｎｍで、反射画素電極１４用のＡｌ膜１４を厚さ５０ｎｍで順次堆積する。次に、リフトオフ工程によりレジストパターン１５を除去すると同時にＭｏ膜１３およびＡｌ膜１４をパターニングして反射画素電極１４を形成すると、図１４に示す構造になる。
【００９０】
上述の方法に於いても、Ａｌ膜１４とＩＴＯ膜１６とが同時に現像液に曝されることもないので、従来問題とされた電池効果を防止できるので、従来よりも歩留まり良く、信頼性の高い液晶表示装置を提供できる。
【００９１】
そして、図１４に示すように、Ａｌ膜１４から成る反射画素電極１４とＩＴＯ膜１６から成る透明画素電極１６とがＭｏ膜１３の中間電極１３を介して電気的に接続されており、しかも、反射電極が透明電極よりも上にあり、反射電極部にＩＴＯ膜が覆い被さってないので、上述の第１乃至第３の実施の形態よりも反射効率自体は良くなる。
【００９２】
図１７は、本発明の第５実施の形態の製造方法により得られる断面図を示す。これらの図を用いて本発明の別の液晶表示装置とその製造方法を説明する。なお図Ｇに至るまでの工程は、上述の第１実施の形態と大略同じである。
【００９３】
図Ｇに到達した後、図１８に示すように反射画素電極１４パターニング用のフォトレジストパターン１５を形成し、次いでＯ２アッシング工程によりフォトレジストパターン１５の表面を凹凸化した後、反射画素電極１４と透明画素電極１６との間の電気接続用のＭｏ膜１３を厚さ５０ｎｍで、反射画素電極１４用のＡｌ膜１４を厚さ５０ｎｍで順次堆積する。
【００９４】
次に、リフトオフ工程によりフォトレジストパターン１５を除去すると同時にＭｏ膜１３およびＡｌ膜１４をパターニングして反射画素電極１４を形成すると、図１７に至る。
【００９５】
図１７の構造は、Ａｌ膜１４から成る反射画素電極１４とＩＴＯ膜１６から成る透明画素電極１６とがＭｏ膜１３から成る中間電極１３の底部全面を介して電気的に接続されており、且つＡｌ膜１４がＩＴＯ膜１６とは接触していない。
【００９６】
この結果、第４実施の形態よりも反射画素電極１４と透過画素電極１６の間の電気抵抗を減少でき、良好な画素書込動作を実現することができる。本構造は基本的には、従来と同じであるが、中間電極膜および反射電極膜を従来よりも薄くできるので、膜の剥がれが少ないという効果がある。
【００９７】
なお画素電極の構造は、上述の例で用いように反射電極部がコの字型構造に限定されるものではないく、適宜決めればよいことは言うまでもない。
【００９８】
また、反射画素電極１４に使用するＡｌは、純Ａｌでも良いが、Ａｌ合金の方が好ましい。その理由は、耐熱性が高く、ヒロックやボイドが発生しにくいことに加えて、結晶粒径が微細化されているので表面平坦性が良く、可視光反射率が高いからである。その結果、純Ａｌよりも高輝度の画像表示ができる。
【００９９】
Ａｌ合金の組成としては、Ｓｃ、Ｙ、Ｎｄ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｓｉの内、少なくともいずれか１種類以上の元素を含むことが好ましい。
【０１００】
特にＳｃ、Ｙ、Ｎｄ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｃｒは、耐熱性が高い上、電極電位がＡｌに近いかもしくは卑側であるため、予期せぬ局部腐食を抑制することができるので好適である。
【０１０１】
さらにＳｃ、Ｙ、Ｎｄ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｃｒの含有率は０．５ａｔ％以上１０ａｔ％以下であることが望ましい。特に０．５以上５％以下の範囲であれば、１５０℃以上の耐熱性と２０μΩ・ｃｍ以下の抵抗率、８０％以上の反射率が得られるので配線材料としても望ましい。
【０１０２】
またＡｌの代わりにＡｇを用いても良い。その理由は、Ａｌよりも可視光反射率が高く抵抗も低いからである。
【０１０３】
またＡｌ膜１４とＩＴＯ膜１６の間の中間層材料１３は、Ｍｏで無くても良いが、Ｍｏであれば電池腐食の抑制力が高いだけでなく、Ａｌと同時にパターニングできるので都合がよい。
【０１０４】
Ｍｏ意外の中間層材料１３としては、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ等を用いても良い。その理由は、耐食性が高い上、その酸化物もある程度電気を通すからである。またこれら材料の合金でもよい。これらの材料であればＡｌと同時にパターニングできるので都合がよい。
【０１０５】
中間電極１３を含む反射画素電極１４の膜厚は４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。その理由は、３０ｎｍ以下では反射率が８０％以下になってしまい、２００ｎｍ以上ではリフトオフし難くなるからである。
【０１０６】
また反射画素電極１４だけの厚さは２０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下であることが望ましい。２０ｎｍ以上であれば中間電極と併せて８０％以上の反射率が得られる。
【０１０７】
また中間電極１３の構造は、単層でもいいし、多層でもよいが、その厚さは、２０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下であることが望ましい。２０ｎｍ以上であれば反射画素電極と透明画素電極との間で良好な電気接触を取ることができる。
【０１０８】
また透明画素電極１６としては、ＩＴＯ以外にもＺｎＯ等が使用できることは言うまでもないが、その厚さは、４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。その理由は、４０ｎｍ以下では十分な被覆率が得られず、２００ｎｍ以上では透過率が８０％以下になり、且つリフトオフし難くなるからである。
【０１０９】
なお本発明の実施の形態では、移動度の高いｐ−Ｓｉ　ＴＦＴを使用した場合を例示しているが、それに限定する必要はなく、ａ−Ｓｉ　ＴＦＴを使用した場合にも適用できる。また二端子素子を用いた場合や能動素子を用いないいわゆるパッシブマトリクス方式の液晶表示装置に適用しても良い。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置によれば、電池腐食反応を完全に防ぐことができる。その理由は、Ａｌ膜１４とＩＴＯ膜と１６が同時に現像液に曝されないからである。このため、電池腐食反応によるＡｌ膜１４の溶解消失やＩＴＯ膜１６の黒化変色を防止することができ、従来よりも可視光反射輝度および可視光透過輝度の高い、明るく、高コントラストの鮮明な画像表示ができるようになる。
【０１１１】
また本発明の液晶表示装置によれば、環境から受ける外的作用（水、酸素、薬品等）を遮断でき、異種材料接触面の腐食信頼性を向上させることができる。その理由は、耐食性の劣る異種材料接触面の一部を耐食性の高いＩＴＯ膜１６で保護できるからである。このため、従来よりも歩留まり良く、信頼性の高い液晶表示装置を提供できるようになる。
【０１１２】
さらに本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、透明画素電極１６あるいは反射画素電極１４のパターニングに関わるエッチング工程を省くことができる。その理由は、リフトオフ工程によりレジストパターン１５の除去と画素電極のパターニングを兼務するからである。このため、従来よりも製造スループットを高くでき、その製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態の液晶表示装置の平面図である。
【図２】本発明の第１実施の形態の液晶表示装置の断面図である。
【図３】本発明の第１実施の形態の製造工程を示す図である。
【図４】本発明の第１実施の形態の製造工程を示す図である。
【図５】本発明の第１実施の形態の製造工程を示す図である。
【図６】本発明の第１実施の形態の製造工程を示す図である。
【図７】本発明の第１実施の形態の製造工程を示す図である。
【図８】本発明の第２実施の形態の液晶表示装置の平面図である。
【図９】本発明の第２実施の形態の液晶表示装置の断面図である。
【図１０】本発明の第２実施の形態の製造工程を示す図である。
【図１１】本発明の第３実施の形態の液晶表示装置の平面図である。
【図１２】本発明の第３実施の形態の液晶表示装置の断面図である。
【図１３】本発明の第３実施の形態の製造工程を示す図である。
【図１４】本発明の第４実施の形態の液晶表示装置の断面図である。
【図１５】本発明の第４実施の形態の製造工程を示す図である。
【図１６】本発明の第４実施の形態の製造工程を示す図である。
【図１７】本発明の第５実施の形態の液晶表示装置の断面図である。
【図１８】本発明の第５実施の形態の製造工程を示す図である。
【図１９】従来技術の製造工程を示す図である。
【図２０】従来技術の製造工程を示す図である。
【図２１】従来技術の製造工程を示す図である。
【図２２】従来技術の製造工程を示す図である。
【図２３】従来技術の製造工程を示す図である。
【図２４】従来技術の製造工程を示す図である。
【図２５】従来技術の製造工程を示す図である。
【図２６】従来技術の製造工程を示す図である。
【図２７】従来技術の液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
１　ガラス基板
２　下地ＳｉＯ２膜
３　ｐ−Ｓｉ膜
４　界面ＳｉＯ２膜
５　ゲートＳｉＯ２膜
６　μｃ−Ｓｉ膜
７　ゲート電極
８　ＳＤ領域
９　ＬＤＤ領域
１０　層間ＳｉＯ２膜
１１　ソース・ドレイン電極
１２　層間Ｓｉ３Ｎ４膜
１３　中間電極
１４　反射画素電極
１５　フォトレジスト膜
１６　透明画素電極
１７　下部ソース・ドレイン電極
１８　上部ソース・ドレイン電極[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a pixel electrode structure of a transflective liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a TFT (Thin Film Transistor) using a p-Si (poly-silicon) film as a semiconductor layer, that is, an AMLCD (Active Matrix Liquid Crystal Display) using a p-Si TFT as a pixel switching element. Active matrix type liquid crystal display devices) are being actively developed.
[0003]
In particular, a p-Si TFT has a carrier mobility several orders of magnitude higher than a TFT using an a-Si (amorphous-silicon) film as a semiconductor layer, that is, an a-Si TFT. In addition, since it can be used not only as a peripheral drive circuit element but also on a glass substrate, so-called SOI (Silicon On Insulator) technology has been actively studied.
[0004]
In general, an ITO (Indium Tin Oxide) film having a high visible light transmittance is used for a transparent pixel electrode of a transmissive or transflective liquid crystal display device. Further, an Al (aluminum) film having high visible light reflectance is used for the reflective pixel electrode of the transflective and reflective liquid crystal display devices. In particular, an Al film is used as a wiring material because its electrical resistivity is as low as about 3 μΩ · cm.
[0005]
Hereinafter, a conventional structure and a method of manufacturing the pixel portion of a transflective AMLCD will be described with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 19, a base SiO 2 (silicon oxide) film 2, an a-Si film, and a surface SiO 2 film are sequentially deposited on a glass substrate 1, and then a threshold voltage adjustment of an n-type TFT is performed on the entire glass substrate 1. B (boron) -related ions are implanted, and then P (phosphorus) -related ions for adjusting the threshold voltage of the p-type TFT (not shown) are implanted only into the p-type TFT portion (not shown). Thereafter, the surface SiO2 film is removed, and then the a-Si film is grown in a liquid phase from a molten state to form a p-Si film 3, and at the same time, diffusion and activation of the implanted element are performed.
[0006]
Next, as shown in FIG. 20, after depositing the interface SiO2 film 4 on the p-Si film 3, the interface SiO2 film 4 and the p-Si film 3 in the n-type TFT portion and the p-type TFT portion (not shown) are formed. At the same time.
[0007]
Next, as shown in FIG. 21, a gate SiO2 film 5, a .mu.c-Si (.mu.crystal-Silicon: microcrystalline silicon) film 6, and a Cr (chromium) film 7 were sequentially deposited on a glass substrate 1 including an island portion. Thereafter, the Cr film 7 and the μc-Si film 6 are simultaneously patterned to form the gate electrode 7.
[0008]
Next, as shown in FIG. 22, an SD (Source Drain) region 8 is formed by implanting P-related ions into an island portion of the n-type TFT portion, that is, a region slightly larger than the gate electrode 7 of the p-Si film 3 portion. After that, P-related ions are implanted into the island portion of the same n-type TFT portion, that is, the p-Si film 3 at a concentration lower than that of the SD region 8 in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 7, and LDD (Lightly Doped Drain) B) forming a region 9 and then implanting B-related ions into the island portion of the p-type TFT portion (not shown), ie, the p-Si film 3 in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 7 to form the SD region 8 Form.
[0009]
Next, as shown in FIG. 23, after depositing an interlayer SiO2 film 10 on the glass substrate 1, the SD region 8 of the n-type TFT portion and the p-type TFT portion (not shown) is subjected to a heat treatment to reduce the resistance. Next, the density of defects in each film and at the interface of each film is reduced by hydrogen diffusion treatment. Then, after forming contact holes in the SD region 8 and the gate electrode terminal (not shown) of the n-type TFT and the p-type TFT (not shown), AlSi (silicon-containing aluminum) is formed on the interlayer SiO 2 film 10. 3) A film 17 and a Mo (molybdenum) film 18 are sequentially deposited, and then the Mo film 18 and the AlSi film 17 are simultaneously patterned to form source / drain electrodes 17, 18.
[0010]
Next, as shown in FIG. 24, after depositing an interlayer Si3N4 (silicon nitride) film 12 on the glass substrate 1, a drain electrode portion (pixel electrode connection portion) of an n-type TFT portion for a pixel switching element and a gate electrode terminal A contact hole is formed in a connection part (not shown) and a source / drain electrode terminal connection part (not shown).
[0011]
Thereafter, as shown in FIG. 25, an ITO film 16 is deposited on the entire surface, and then the ITO film 16 is patterned to form a transparent pixel electrode 16.
[0012]
Next, as shown in FIG. 26, after sequentially depositing a Mo film 13 and an Al film 14 on the entire surface, a photoresist pattern 15 is formed, and the Al film 14 and the Mo film 13 are simultaneously patterned.
[0013]
Thereafter, as shown in FIG. 27, when the photoresist pattern 15 is removed, a configuration of a conventional transflective pixel electrode is obtained.
[0014]
The above-described TFT substrate and the opposing substrate are bonded to each other, and liquid crystal having electrical and optical anisotropy is sealed between the substrates, whereby a transflective liquid crystal display device is completed. Such a transflective liquid crystal display device performs image display mainly in a dark place environment using transmitted light from a backlight, and in a bright place environment mainly using reflected light from peripheral light. be able to. For this reason, such a semi-transmissive AMLCD is often used as an image display device such as a mobile phone or a portable information terminal that is frequently used outdoors or indoors, and a notebook PC (personal computer).
[0015]
In the above description, a positive photoresist is usually used in the TFT manufacturing process because high resolution can be obtained. An organic alkali solution is used as the developer. Since this developer is generally strongly alkaline having a pH of 12 to 14, the Al film soluble in acid and alkali is dissolved as trivalent metal ions during the development of the photoresist film. I will.
[0016]
On the other hand, although the ITO film is insoluble in the developing solution, the oxidation-reduction potential of the ITO film is more noble (positive side) than that of the Al film, in other words, the oxidation-reduction potential of the Al film is higher than that of the ITO film. Since the oxidation-reduction potential difference between the two is large on the base side (negative side), the Al film and the ITO film are electrically connected in a developing solution that is an electrolyte (a medium in which ions serve as charge carriers and conduct electricity). In such a case, a current circuit is formed between the two via the developer, and electrons emitted with the dissolution of the Al film flow into the ITO film to reduce the ITO film.
[0017]
More specifically, the developing solution reaches the ITO film through pinholes or the like that are locally formed by dissolution of the Al film during the development of the photoresist film, and the Al film is locally anode and the ITO film is locally formed via the developing solution. A current circuit serving as a cathode is formed, and the dissolution reaction of the Al film and the reduction reaction of the ITO film using the oxidation-reduction potential difference between the Al film and the ITO film as a driving force for the reaction proceed. This reaction is called a battery corrosion reaction, and a technique for solving this problem is described, for example, in Utility Model Registration No. 2539324. That is, the chromium film is inserted between the AL film and the ITO film to solve the above-mentioned problem. In the above, the prior art using Mo instead of chromium was introduced.
[0018]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Registration No. 2539324 (FIG. 1-2)
[0019]
Even if there is no problem of the battery corrosion reaction, it is generally difficult to directly make stable electrical contact between the Al film and the ITO film. This is because the relation between the oxide generation energy of Al and In (indium) is Al> In. After depositing the Al film on the ITO film or depositing the ITO film on the Al film from which the surface oxide film has been removed, 150 nm is obtained. If a thermal history of more than ℃ is experienced, an Al oxide having a large electrical resistivity is formed preferentially at a contact interface between them and an In oxide having a small electrical resistivity, and both are electrically insulated. It is because it becomes a state.
[0020]
In view of the above, the pixel electrode of the normal transmission type liquid crystal display device using aluminum for the light reflection electrode and ITO for the light transmission electrode has a battery corrosion reaction between the Al reflection electrode 14 and the ITO transmission electrode 16. It has been thought that an intermediate layer (Mo film in the figure) 13 which can suppress the occurrence of the electric current and make good electrical contact between the two may be provided.
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
However, actually, when the photoresist pattern 15 for the reflective pixel electrode 14 is formed, the Al film 14 is dissolved and the ITO film is formed as shown in FIG. 16 was recognized, and the problem that the reflective pixel electrode 14 and the transparent pixel electrode 16 partially disappeared was recognized. That is, the inventor has found that even when the intermediate layer 13 is provided, the battery corrosion reaction between the Al film 14 and the ITO film 16 may not be completely suppressed.
[0022]
As a result, a reduction in reflection luminance due to a reduction in the area of the reflection pixel electrode 14 and a decrease in contrast due to poor control of liquid crystal molecules on the transparent pixel electrode 16 occur, resulting in a decrease in manufacturing yield. It has been found that the cause is that the area of the reflective pixel electrode 14 and the area of the transparent pixel electrode 16 of the transflective AMLCD are as large as about the same.
[0023]
That is, in the above-described conventional technique, after the transparent pixel electrode 16 is formed on almost the entire surface of the pixel portion, the Mo film 13 and the Al film 14 are sequentially deposited on the entire surface, and then the Al film 14 and the Mo film 13 are patterned. A photoresist pattern 15 is formed.
[0024]
At this time, the Mo film 13 and the Al film 14 deposited by sputtering are present on the entire surface of the ITO film 16, but pinholes are inevitably present in the film deposited by sputtering. The number of pinholes of the Mo film 13 and the Al film 14 on the ITO film 16 (including those caused by adhesion of particles) statistically increases as the area of the transparent pixel electrode 16 increases, and as a result, battery corrosion occurs. The point of occurrence of the reaction will also increase. That is, the battery corrosion reaction easily occurs everywhere.
[0025]
Since this battery corrosion reaction is a so-called electrochemical reaction, the corrosion rate is proportional to the corrosion current flowing through the system according to Faraday's law. This corrosion current is proportional to the number of ions or electrons consumed in the oxidation-reduction reaction. As a result, as the reaction generation point or area increases, the battery corrosion reaction is accelerated.
[0026]
Furthermore, it has been found that the battery corrosion reaction easily occurs not only at the particle attachment portion and the pinhole portion but also at the step portion, the edge portion of the photoresist pattern 15 and the like. In particular, when the battery corrosion reaction proceeds along the edge portion of the photoresist pattern 15, as shown in FIGS. 26 and 27, the electrical path between the reflective pixel electrode 14 and the transparent pixel electrode 16 is completely cut off. This is a serious problem because it causes a clear point defect.
[0027]
Here, the reason why the film is likely to occur at the step portion is that, in addition to the fact that the coverage of the deposited film is reduced and the film is easily thinned partially, the film structure is columnar and the film density is easily reduced and cracks are easily generated. . It is considered that the convection and electric field distribution of the developer are likely to occur at the edge of the photoresist pattern 15.
[0028]
In order to solve this problem, if the thickness of the Al film 14 or the Mo film 13 is increased to suppress the battery corrosion reaction, the thickness of each film is required to be 200 nm or more. Problems had arisen. Moreover, even if there is no noticeable trace of the battery corrosion reaction during the development of the photoresist film 15, the trace of the battery corrosion reaction becomes conspicuous after the patterning of the Al film 14 and the Mo film 13 by wet etching. Could not completely solve the problems related to.
[0029]
The reason why the wet etching step is used for patterning the Al film 14 and the Mo film 13 is that a sufficient etching selectivity with the ITO film 16 can be obtained. If this is performed in a general dry etching process using Cl2 (chlorine), not only will the underlying ITO film 16 be etched, but also corrosion mainly due to the generation of HCl (hydrochloric acid) after exposure to the atmosphere, so-called The after-collision seriously damages both the reflective pixel electrode 14 and the transparent pixel electrode 16.
[0030]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having high image quality and high reliability, and a method of manufacturing the liquid crystal display device, which solves a problem to be solved.
[0031]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, according to the present invention, in a method of manufacturing a transflective liquid crystal display device including a transflective pixel electrode including a light reflective electrode portion and a light transmissive electrode portion connected to each other, a step of forming a thin film transistor on an insulating substrate And then patterning one of the light reflecting electrode portion or the light transmitting electrode portion connected to the current electrode of the thin film transistor, and then patterning the other of the reflecting electrode portion or the light transmitting electrode portion And having.
[0032]
Further, the step of forming the one pixel electrode includes a step of depositing a conductive film forming the one pixel electrode over the entire surface of the insulating substrate, and a step of thereafter etching the conductive film using a photoresist having a desired pattern as a mask. The step of forming the other pixel electrode includes a step of depositing a conductive film forming the other electrode using a photoresist of a desired pattern as a mask, and a step of removing the mask by lift-off thereafter. It is characterized by having.
[0033]
Further, in the method of manufacturing a transflective liquid crystal display device including a transflective pixel electrode including a light reflective electrode portion and a light transmissive electrode portion connected to each other, a step of forming a thin film transistor on an insulating substrate; Forming an interlayer film, thereafter opening the interlayer film so as to expose the current electrode of the thin film transistor, depositing an intermediate electrode film and a light reflecting electrode film over the entire surface, Forming the light reflective electrode portion connected to the current electrode of the thin film transistor by etching the intermediate electrode film and the reflective electrode film using a resist pattern as a mask, and removing the photoresist pattern; Forming a photoresist pattern, and thereafter depositing a light transmitting electrode film on the entire surface, and then forming the photoresist pattern. Futoofu to and a step of forming the light transmitting electrode unit.
[0034]
Further, in the method of manufacturing a transflective liquid crystal display device including a transflective pixel electrode including a light reflective electrode portion and a light transmissive electrode portion connected to each other, a step of forming a thin film transistor on an insulating substrate; Forming an interlayer film, thereafter opening the interlayer film so as to expose the current electrode of the thin film transistor, thereafter depositing a light transmitting electrode film on the entire surface, and then covering the opening portion. Forming a desired photoresist pattern on the substrate and etching the light transmitting electrode film using the mask as a mask to form the transmitting electrode portion; and forming the desired photoresist pattern after removing the photoresist pattern. And then depositing an intermediate electrode film and a light reflecting electrode film on the entire surface, and then lifting off the photoresist pattern to remove the thin film transistor. A step of forming the light reflective electrode portion connected to said current electrode of Njisuta, characterized by having a.
[0035]
Further, in the method of manufacturing a transflective liquid crystal display device including a transflective pixel electrode including a light reflective electrode portion and a light transmissive electrode portion connected to each other, forming a thin film transistor on an insulating substrate, Forming an interlayer film, thereafter opening the interlayer film so as to expose the current electrode of the thin film transistor, thereafter, depositing a light transmitting electrode film over the entire surface, and then masking a desired photoresist pattern. Forming the light transmitting electrode portion connected to the current electrode of the thin film transistor by etching the light transmitting electrode film, and forming a desired photoresist pattern after removing the photoresist pattern Then, after depositing an intermediate electrode film and a light reflecting electrode film on the entire surface, the photoresist pattern is lifted off. Forming a serial light reflective electrode section, and having a.
[0036]
In the structure, in a transflective liquid crystal display device having a transflective pixel electrode, the transflective pixel electrode includes a light reflective electrode portion connected to a current electrode of a TFT, and the reflective electrode portion. And a light transmitting electrode portion provided so as to cover at least the boundary portion.
[0037]
In the above, the light reflection electrode portion has a two-layer structure in which a lower layer is an intermediate electrode film and an upper layer is a light reflection electrode film.
[0038]
In the above, the region of the light reflection electrode film is located inside the region of the intermediate electrode film, and the light reflection electrode portion contacts both the light reflection electrode film and the intermediate electrode film at the boundary portion. Thus, it is characterized by being covered with the light transmitting electrode portion.
[0039]
The transmission electrode portion covers the entire surface of the reflection electrode.
[0040]
Further, the light reflection electrode portion including the intermediate electrode film has a thickness of 40 nm or more and 200 nm or less.
[0041]
Further, the light reflection electrode portion has a thickness of 20 nm or more and 180 nm or less. Further, the thickness of the intermediate electrode film is not less than 20 nm and not more than 180 nm.
[0042]
In a transflective liquid crystal display device having a transflective pixel electrode, the transflective pixel electrode includes a transmissive electrode portion connected to a drain electrode of a TFT, and the transmissive electrode portion immediately above the transmissive electrode portion. An intermediate electrode film provided further inside, and a reflective electrode film provided directly above the intermediate electrode and inside the intermediate electrode, wherein the thickness of the intermediate electrode film is 20 nm or more and 180 nm or less; The film thickness of the reflective electrode film is not less than 20 nm and not more than 180 nm.
[0043]
In a transflective liquid crystal display device having a transflective pixel electrode, the transflective pixel electrode includes a transmissive electrode portion connected to a drain electrode of a TFT and the transmissive electrode portion immediately above the transmissive electrode portion. An intermediate electrode film provided further inside, and a reflective electrode film provided directly above the intermediate electrode and inside the intermediate electrode, wherein the thickness of the reflective electrode portion including the intermediate electrode film is 40 nm or more. It is characterized by being not more than 200 nm.
[0044]
Further, the reflective electrode film is made of Al and an Al alloy or Ag and an Ag alloy.
[0045]
Further, the Al alloy contains at least one or more of Sc, Y, Nd, Ti, Zr, Hf, Ta, Cr, Mo, W, Co, Ni, Pd, Cu, and Si, and has a content of 0.1%. It is not less than 5 at% and not more than 10 at%.
[0046]
Further, the intermediate electrode film has a single-layer or multilayer structure.
[0047]
Further, the intermediate electrode film is made of at least one of Mo, Ti, Zr, Hf, Ta, Cr, W and alloys thereof.
[0048]
Further, the transparent electrode portion is made of an oxide containing one or both of In and Zn.
[0049]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, a plan view and a cross-sectional view of a structure of a device manufactured by using the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention are shown in FIGS. 1 and 2, respectively. The plan view shows one pixel, and the cross-sectional view shows a cross-sectional view taken along a chain line in FIG. The TFT pixel electrode portion is described in detail for the purpose of explaining the gist of the present invention.
[0050]
The manufacturing method will be described below. 19 to 22 are substantially the same as those in the related art. First, as shown in FIG. 19, a base SiO 2 film 2 for preventing alkali element contamination from the transparent insulating substrate 1 is formed on a transparent insulating substrate (eg, a glass substrate) 1 by a chemical vapor deposition method to a thickness of 400 nm and a hydrogen-free state. An a-Si film having a thickness of 50 nm and a surface SiO 2 film for preventing contamination in the manufacturing process are sequentially deposited with a thickness of 10 nm. After the hydrogenated a-Si film is deposited, a dehydrogenation treatment by heat treatment may be performed to form a hydrogen-free a-Si film. The base SiO2 film 2 may be a Si3N4 film or an Al2O3 (aluminum oxide) film having a high alkali element diffusion blocking ability.
[0051]
Next, B-related ions (mainly B2Hx dimer ions) for adjusting the threshold voltage of the n-type TFT are accelerated at an energy of 20 keV and a dose by an ion doping method (an impurity implantation method that does not select an ion type) over the entire surface of the transparent insulating substrate 1. After the implantation at an amount of 5E + 12 / cm 2, a P for adjusting the threshold voltage of the p-type TFT only in the p-type TFT portion (not shown) for the peripheral drive circuit using the photoresist pattern formed by the photolithography process as a mask. Related ions (mainly PHx monomer ions) are implanted at an acceleration energy of 80 keV and a dose of 3E + 12 / cm2. The dopant elements (B and P) may be implanted by an ion implantation method (an impurity implantation method for selecting an ion species).
[0052]
Then, after removing the photoresist pattern used as the mask for ion doping, the surface SiO 2 film is removed by an acid cleaning step, and then a hydrogen-free a-Si film is grown from a molten state by liquid phase crystal growth by excimer laser annealing. At the same time as the p-Si film 3 is formed, diffusion and activation of the dopant element are performed. Note that the dopant element may be implanted after the hydrogen-free a-Si film is converted into a p-Si film.
[0053]
Thereafter, as shown in FIG. 20, an interface SiO2 film 4 for preventing contamination in the manufacturing process is deposited to a thickness of 10 nm on the entire surface by a chemical vapor deposition method, and then dry-etched using a photoresist pattern formed by a photolithography process as a mask. The interface SiO2 film 4 and p-Si film 3 at the interface between the n-type TFT portion and the p-type TFT portion (not shown) are simultaneously made into islands by the method. After that, the photoresist pattern used as the mask for dry etching is removed. The cross-sectional shape of the island portion may be a square shape without an inclined portion, but a trapezoidal shape with an inclined portion is preferable because coverage with an insulating film or a conductor film is improved.
[0054]
The reason is that when the covering property of the insulating film or the conductor film is improved, cracks due to stress concentration and thin film portions due to insufficient covering are reduced. As a result, for example, in the case of a gate insulating film, the electric withstand voltage is improved, and in the case of a gate conductor film, for example, the probability of disconnection is reduced, and the characteristics and reliability of the element are improved.
[0055]
Thereafter, as shown in FIG. 21, a gate SiO 2 film 5 is deposited in a thickness of 50 nm and a μc-Si film 6 for improving the surface coverage is deposited in a thickness of 50 nm sequentially by the whole surface chemical vapor deposition method. A Cr film 7 is deposited on the film 6 to a thickness of 150 nm by a sputtering method.
[0056]
Then, using the photoresist pattern formed by the photolithography process as a mask, the Cr film 7 and the μc-Si film 6 are simultaneously patterned by dry etching to form the gate electrode 7, and then the photoresist used as the dry etching mask The pattern is removed (FIG. 21).
[0057]
Next, using the photoresist pattern formed by the photolithography process as a mask, P-related ions are accelerated to the island portion of the n-type TFT portion, that is, the region slightly larger than the gate electrode 7 of the p-Si film 3 portion by the ion doping method. After implanting at an energy of 30 keV and a dose of 3E + 15 / cm2 to form an SD region 8, P-related ions are self-aligned with the gate electrode 7 in the island portion of the same n-type TFT portion, that is, the p-Si film 3. Is implanted at an acceleration energy of 80 keV and a dose of 1E + 13 / cm 2 to form an LDD region 9.
[0058]
Then, using the photoresist pattern formed by the photolithography process and the gate electrode 7 as a mask, the island portion in the p-type TFT portion (not shown), that is, the p-Si film 3 portion, is applied to the gate electrode 7 by ion doping. After self-aligning implantation of B-related ions at an acceleration energy of 20 keV and a dose of 3E + 15 / cm2 to form the SD region 8, the photoresist pattern used as the ion doping mask is removed (FIG. 22). Up to this point, it is the same as the prior art.
[0059]
After that, it is shown in FIGS. First, an interlayer SiO2 film 10 for electrical insulation between electrodes is deposited to a thickness of 300 nm on the entire surface by a chemical vapor deposition method, and then an SD region 8 in an n-type TFT portion and a p-type TFT portion (not shown) is subjected to heat treatment. Reduce resistance. Thereafter, hydrogenation using hydrogen plasma is performed. This hydrogenation diffuses hydrogen atoms in the insulating film and the semiconductor film and in the interface between them, thereby terminating dangling bond defects existing there, reducing the defect state density, and improving the device characteristics. Do.
[0060]
Thereafter, the SD region 8 of the n-type TFT portion and the p-type TFT portion (not shown) and the gate electrode terminal connection portion (not shown) are contacted by dry etching using the photoresist pattern formed by the photolithography process as a mask. After forming the holes, the photoresist pattern used as the mask for dry etching is removed.
[0061]
Thereafter, an AlSi film 11 is deposited to a thickness of 500 nm on the entire surface by sputtering, and then the source / drain electrodes 11 are formed by patterning the AlSi film 11 by dry etching using a photoresist pattern formed by a photolithography process as a mask. After that, the photoresist pattern used as the dry etching mask is removed (FIG. 3).
[0062]
In the first embodiment of the present invention, an Al film and an ITO film are used for a drain electrode portion (pixel electrode connection portion), a gate electrode terminal connection portion (not shown), and a source / drain electrode terminal connection portion (not shown). Do not directly contact with each other, so that an upper source / drain electrode serving as an intermediate layer is not required above the source / drain electrode 11, but may be provided separately. However, it is preferable that there is no intermediate layer electrode because the manufacturing process can be simplified.
[0063]
Next, as shown in FIG. 4, an interlayer Si3N4 film 12 for electrical insulation between electrodes is deposited to a thickness of 300 nm on the entire surface by a chemical vapor deposition method, and then a photoresist pattern formed by a photolithography process is used as a mask. A source / drain electrode portion (pixel electrode connection portion), a gate electrode terminal connection portion (not shown), and a source / drain electrode terminal connection portion (not shown) which are current electrodes of an n-type TFT portion for a pixel switching element by a dry etching method. After forming a contact hole (not shown), the photoresist pattern used as a mask for dry etching is removed. The interlayer Si3N4 film 12 may be replaced with a SiO2 film, but the Si3N4 film is more convenient because it has higher gas permeability resistance and moisture absorption resistance.
[0064]
Thereafter, an intermediate electrode film (Mo film) 13 for electrical connection between the source / drain electrode (current electrode) 11 and the transparent pixel electrode 16 is formed to a thickness of 50 nm on the entire surface by sputtering, and the reflection for the reflective pixel electrode 14 is formed. After successively depositing an electrode film (Al film) 14 with a thickness of 50 nm, using the photoresist pattern as a mask, the Al film 14 and the Mo film 13 are simultaneously patterned by a wet etching method to form the reflective pixel electrode 14, and then used. The resulting photoresist pattern is removed to arrive at the structure of FIG. The Al film 14 and the Mo film 13 may be patterned by a dry etching method, but a wet etching method is more convenient.
[0065]
The reason is that, for example, in a wet etching process using phosphoric acid, the Al film 14 is etched faster than the Mo film 13, so that the pattern width of the Al film 14 automatically recedes from the pattern width of the Mo film 13. This is because a step shape can be formed. As a result, the contact area between the Mo film 13 and the ITO film 16 can be increased as compared with the case where patterning is performed by the dry etching method, so that better electrical contact can be obtained.
[0066]
Thereafter, as shown in FIG. 7, a photoresist pattern 15 for patterning the transparent pixel electrode 16 is formed by a photolithography process, and then the surface of the photoresist pattern 15 is made uneven by an O2 (oxygen) ashing process. Here, the surface of the photoresist pattern 15 is made uneven by reducing the surface coverage of the ITO film 16 deposited thereon to form a large amount of pinholes and allowing the stripping solution to penetrate the photoresist pattern. This is to make it easier to lift off.
[0067]
Thereafter, as shown in FIG. 7, a light transmitting electrode film (ITO film) 16 is deposited to a thickness of 50 nm on the entire surface by sputtering.
[0068]
Then, when the photoresist pattern 15 is removed by the lift-off process, the structure according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2 is obtained.
[0069]
In the manufacturing method of the present invention described above, the Al film 14 and the ITO film 16 are not simultaneously exposed to the developer. For this reason, the battery corrosion reaction which could not be completely prevented conventionally can be completely prevented. As a result, it is possible to provide a liquid crystal display device with higher yield and higher reliability than before.
[0070]
That is, since there is no dissolution and disappearance of the Al film 14 and no discoloration of the ITO film 16 due to the battery corrosion reaction, a bright, high-contrast, clear image display with high visible light reflection luminance and visible light transmission luminance can be performed. .
[0071]
Furthermore, since the etching step related to the patterning of the transparent pixel electrode 16 can be omitted, the production throughput can be increased and the production cost can be reduced as compared with the conventional case.
[0072]
In the liquid crystal display device of the present invention as shown in FIGS. 1 and 2, the reflective pixel electrode 14 made of the Al film 14 and the transparent pixel electrode 16 made of the ITO film 16 are connected to the end face of the intermediate electrode 13 made of the Mo film 13. And a part of the Al film 14 is also in contact with the ITO film 16.
[0073]
More specifically, as shown in FIG. 1, the Al film 14 and the ITO film 16 are in long electrical contact along the outer peripheral portion of the Mo film 13. Therefore, the electric resistance between the Al film 14 and the ITO film 16 can be sufficiently reduced. As a result, the potentials of the reflective pixel electrode 14 and the transmissive pixel electrode 16 can be made equal, and a good pixel writing operation can be realized.
[0074]
Further, since a part of the contact surface of the dissimilar material having poor corrosion resistance can be protected from above by the ITO film 16 having high corrosion resistance, external effects (water, oxygen, chemicals, etc.) received from the environment can be cut off as compared with the related art, Corrosion reliability of the contact surface can be improved.
[0075]
This is because dangling bond defect density due to lattice mismatch etc. is high on the contact surface between different materials and chemical reaction is likely to occur. In addition, when a corrosive environment such as water is interposed, the difference in redox potential between each other is used as driving force. This is because the battery corrosion reaction easily proceeds.
[0076]
Furthermore, in the present invention, since the battery effect does not occur in principle during pixel electrode patterning, the intermediate electrode film and the reflective electrode film can be formed thinner than in the past, so that peeling of the electrode film due to stress can be prevented. , Throughput is improved.
[0077]
Next, a manufacturing method according to a second embodiment of the present invention will be described. 8 and 9 are a plan view and a cross-sectional view of the structure obtained according to the present embodiment. The steps up to FIG. 5 are the same as those in the first embodiment.
[0078]
In this embodiment, as shown in FIG. 10, a photoresist pattern 15 is provided so as to cover the entire pixel electrode with a transparent pixel electrode 16. Next, after making the surface of the photoresist pattern 15 uneven by an O2 ashing process, an ITO film 16 is deposited to a thickness of 50 nm on the entire surface by a sputtering method.
[0079]
Next, by removing the photoresist pattern for patterning the transparent pixel electrode 16 by a lift-off process and simultaneously patterning the ITO film 16 to form the transparent pixel electrode 16, the structure of the present embodiment shown in FIGS. 8 and 9 is obtained.
[0080]
In the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the entire Al film 14 and the Mo film 13 can be covered and protected by the ITO film 16 having higher corrosion resistance than those of the first embodiment. Reliability can be improved.
[0081]
Next, FIGS. 11 and 12 are a plan view and a cross-sectional view of a structure obtained by the method according to the third embodiment of the present invention. The steps up to FIG. 5 are the same as those in the second embodiment.
[0082]
In the present embodiment, as shown in FIG. 13, the photoresist pattern 15 is provided also in a portion other than the outer peripheral portion surrounding the reflective electrode portion. Then, after the surface of the photoresist pattern 15 is made uneven by an O2 ashing process, an ITO film 16 is deposited on the glass substrate 1 to a thickness of 50 nm by a sputtering method.
[0083]
Next, by removing the photoresist pattern for patterning the transparent pixel electrode 16 by a lift-off process and simultaneously patterning the ITO film 16 to form the transparent pixel electrode 16, the structure of the present embodiment shown in FIGS. 11 and 12 is obtained.
[0084]
In the present embodiment, since the periphery of the contact surface of the dissimilar material having poor corrosion resistance can be protected from above with the ITO film 16 having high corrosion resistance, external effects (water, oxygen, chemicals, etc.) received from the environment can be cut off as compared with the related art. Corrosion reliability of the material contact surface can be improved.
[0085]
Further, since the ITO film 16 is not provided except for the periphery on the Al film 14, there is an effect that the reflection luminance can be made higher than that of the second embodiment.
[0086]
FIG. 14 is a cross-sectional view of a structure obtained by the manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention, and FIGS. 15 and 16 show intermediate process drawings. The plan view is omitted. With reference to these drawings, another liquid crystal display device of the present invention and a method of manufacturing the same will be described. The steps up to FIG. 4 are substantially the same as those in the above-described first embodiment, and a description thereof will not be repeated.
[0087]
After the step shown in FIG. 4, as shown in FIG. 15, an ITO film 16 is deposited to a thickness of 50 nm on the entire surface by a sputtering method, and the ITO film 16 is patterned by a dry etching method using a photoresist pattern as a mask to form a transparent film. The pixel electrode 16 is formed. At this time, patterning is performed so that the ITO film is not connected to the current electrode of the thin film transistor.
[0088]
Thereafter, a photoresist pattern 15 for patterning the reflective pixel electrode 14 is formed, and the surface of the photoresist pattern 15 is made uneven by an O2 ashing process.
[0089]
Thereafter, as shown in FIG. 16, a Mo film 13 for electrical connection between the source / drain electrode 11 and the transparent pixel electrode 16 has a thickness of 50 nm, and an Al film 14 for the reflective pixel electrode 14 has a thickness of 50 nm. accumulate. Next, when the resist pattern 15 is removed by a lift-off step and the Mo film 13 and the Al film 14 are patterned to form the reflective pixel electrode 14, the structure shown in FIG. 14 is obtained.
[0090]
Also in the above method, the Al film 14 and the ITO film 16 are not simultaneously exposed to the developing solution, so that the battery effect, which has been a problem in the related art, can be prevented. A high liquid crystal display device can be provided.
[0091]
As shown in FIG. 14, the reflective pixel electrode 14 made of the Al film 14 and the transparent pixel electrode 16 made of the ITO film 16 are electrically connected via the intermediate electrode 13 of the Mo film 13, and Since the reflective electrode is above the transparent electrode and the reflective electrode portion is not covered with the ITO film, the reflection efficiency itself is better than in the above-described first to third embodiments.
[0092]
FIG. 17 shows a cross-sectional view obtained by the manufacturing method according to the fifth embodiment of the present invention. With reference to these drawings, another liquid crystal display device of the present invention and a method of manufacturing the same will be described. The steps up to FIG. G are substantially the same as those in the first embodiment.
[0093]
After reaching FIG. G, a photoresist pattern 15 for patterning the reflective pixel electrode 14 is formed as shown in FIG. 18, and then the surface of the photoresist pattern 15 is made uneven by an O2 ashing process. An Mo film 13 for electrical connection with the transparent pixel electrode 16 is sequentially deposited with a thickness of 50 nm, and an Al film 14 for the reflective pixel electrode 14 with a thickness of 50 nm.
[0094]
Next, when the photoresist pattern 15 is removed by a lift-off process and the Mo film 13 and the Al film 14 are patterned to form the reflective pixel electrode 14, the result is as shown in FIG.
[0095]
In the structure shown in FIG. 17, the reflective pixel electrode 14 made of the Al film 14 and the transparent pixel electrode 16 made of the ITO film 16 are electrically connected through the entire bottom surface of the intermediate electrode 13 made of the Mo film 13, and The Al film 14 is not in contact with the ITO film 16.
[0096]
As a result, the electric resistance between the reflective pixel electrode 14 and the transmissive pixel electrode 16 can be reduced as compared with the fourth embodiment, and a favorable pixel writing operation can be realized. This structure is basically the same as the conventional one, but the intermediate electrode film and the reflective electrode film can be made thinner than the conventional one, so that there is an effect that the film is less peeled.
[0097]
It should be noted that the structure of the pixel electrode is not limited to the U-shaped structure of the reflective electrode portion as used in the above-described example, and it goes without saying that the pixel electrode may be appropriately determined.
[0098]
Al used for the reflective pixel electrode 14 may be pure Al, but is preferably an Al alloy. The reason is that, in addition to high heat resistance, hillocks and voids are not easily generated, the crystal grain size is fine, so that the surface flatness is good and the visible light reflectance is high. As a result, an image with higher luminance than pure Al can be displayed.
[0099]
The composition of the Al alloy includes at least one of Sc, Y, Nd, Ti, Zr, Hf, Ta, Cr, Mo, W, Co, Ni, Pd, Cu, and Si. Is preferred.
[0100]
In particular, Sc, Y, Nd, Ti, Zr, Hf, Ta, and Cr have high heat resistance and have an electrode potential close to Al or a base side, so that unexpected local corrosion can be suppressed. It is suitable.
[0101]
Further, it is desirable that the contents of Sc, Y, Nd, Ti, Zr, Hf, Ta, and Cr be 0.5 at% or more and 10 at% or less. In particular, if it is in the range of 0.5 to 5%, heat resistance of 150 ° C. or more, resistivity of 20 μΩ · cm or less, and reflectance of 80% or more can be obtained.
[0102]
Ag may be used instead of Al. The reason is that the visible light reflectance is higher and the resistance is lower than Al.
[0103]
The intermediate layer material 13 between the Al film 14 and the ITO film 16 does not have to be Mo, but Mo is convenient because it not only has a high ability to suppress battery corrosion but also can be patterned simultaneously with Al.
[0104]
As the intermediate layer material 13 other than Mo, Ti, Zr, Hf, Ta, Cr, W, or the like may be used. The reason is that the oxide has a high corrosion resistance, and its oxide conducts electricity to some extent. Also, alloys of these materials may be used. These materials are convenient because they can be patterned simultaneously with Al.
[0105]
The thickness of the reflective pixel electrode 14 including the intermediate electrode 13 is preferably from 40 nm to 200 nm. The reason is that the reflectance becomes 80% or less at 30 nm or less, and it is difficult to lift off at 200 nm or more.
[0106]
Further, it is desirable that the thickness of only the reflective pixel electrode 14 is not less than 20 nm and not more than 180 nm. If it is 20 nm or more, a reflectance of 80% or more can be obtained together with the intermediate electrode.
[0107]
Further, the structure of the intermediate electrode 13 may be a single layer or a multilayer, but the thickness is desirably 20 nm or more and 180 nm or less. If it is 20 nm or more, good electrical contact can be made between the reflective pixel electrode and the transparent pixel electrode.
[0108]
Needless to say, ZnO or the like can be used for the transparent pixel electrode 16 in addition to ITO, but the thickness is preferably 40 nm or more and 200 nm or less. The reason is that if the thickness is 40 nm or less, a sufficient coverage cannot be obtained, and if it is 200 nm or more, the transmittance becomes 80% or less, and lift-off becomes difficult.
[0109]
Note that, in the embodiment of the present invention, a case where a p-Si TFT having high mobility is used is illustrated, but the present invention is not limited to this and can be applied to a case where an a-Si TFT is used. Further, the present invention may be applied to a so-called passive matrix type liquid crystal display device using a two-terminal element or using no active element.
[0110]
【The invention's effect】
According to the liquid crystal display device of the present invention, the battery corrosion reaction can be completely prevented. The reason is that the Al film 14 and the ITO film 16 are not simultaneously exposed to the developer. For this reason, the dissolution and disappearance of the Al film 14 and the blackening and discoloration of the ITO film 16 due to the battery corrosion reaction can be prevented. Images can be displayed.
[0111]
Further, according to the liquid crystal display device of the present invention, external effects (water, oxygen, chemicals, and the like) received from the environment can be blocked, and the corrosion reliability of the contact surface between different materials can be improved. The reason is that a part of the contact surface between different materials having poor corrosion resistance can be protected by the ITO film 16 having high corrosion resistance. For this reason, it is possible to provide a liquid crystal display device with higher yield and higher reliability than before.
[0112]
Further, according to the method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, an etching step relating to patterning of the transparent pixel electrode 16 or the reflective pixel electrode 14 can be omitted. The reason is that the removal of the resist pattern 15 and the patterning of the pixel electrode are simultaneously performed by the lift-off process. For this reason, the production throughput can be made higher than before, and the production cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a manufacturing process according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a plan view of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a manufacturing process according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating a manufacturing process according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram illustrating a manufacturing process according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram illustrating a manufacturing process according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a diagram showing a manufacturing process according to the related art.
FIG. 20 is a diagram showing a manufacturing process according to the related art.
FIG. 21 is a diagram showing a manufacturing process according to the related art.
FIG. 22 is a diagram showing a manufacturing process according to the related art.
FIG. 23 is a diagram showing a manufacturing process of a conventional technique.
FIG. 24 is a diagram showing a manufacturing process according to the related art.
FIG. 25 is a diagram showing a manufacturing process of a conventional technique.
FIG. 26 is a diagram showing a manufacturing process according to the related art.
FIG. 27 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
1 Glass substrate
2 Base SiO2 film
3 p-Si film
4 Interface SiO2 film
5 Gate SiO2 film
6 μc-Si film
7 Gate electrode
8 SD area
9 LDD area
10 Interlayer SiO2 film
11 Source and drain electrodes
12 Interlayer Si3N4 film
13 Intermediate electrode
14 Reflection pixel electrode
15 Photoresist film
16 Transparent pixel electrode
17 Lower source / drain electrodes
18 Upper source / drain electrode

Claims

In a method of manufacturing a transflective liquid crystal display device including a transflective pixel electrode including a light reflective electrode portion and a light transmissive electrode portion connected to each other, a step of forming a thin film transistor on an insulating substrate; Patterning one of the light-reflecting electrode portion or the light-transmitting electrode portion connected to the current electrode, and then patterning the other of the reflective electrode portion or the light-transmitting electrode portion. A method for manufacturing a transflective liquid crystal display device.

The step of forming the one pixel electrode includes a step of depositing a conductive film forming the one pixel electrode over the entire surface of the insulating substrate, and a step of etching the conductive film using a photoresist having a desired pattern as a mask. The step of forming the other pixel electrode includes a step of depositing a conductive film forming the other electrode using a photoresist of a desired pattern as a mask, and a step of removing the mask by lift-off thereafter. The method for manufacturing a transflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein:

In a method for manufacturing a transflective liquid crystal display device including a transflective pixel electrode including a light reflective electrode portion and a light transmissive electrode portion connected to each other, a process of forming a thin film transistor on an insulating substrate, and then forming an interlayer on the entire surface Forming a film, thereafter opening the interlayer film so as to expose the current electrode of the thin film transistor, subsequently depositing an intermediate electrode film and a light reflecting electrode film over the entire surface, and then forming a desired photoresist pattern Forming the light-reflecting electrode portion connected to the current electrode of the thin-film transistor by etching the intermediate electrode film and the reflecting electrode film by using a mask as a mask, and removing the photoresist pattern to obtain a desired photoresist. Forming a pattern, and then depositing a light transmitting electrode film on the entire surface and then lifting the photoresist pattern. Method of manufacturing a transflective liquid crystal display device characterized by having a step of forming the light transmitting electrode unit and off, the.

In a method of manufacturing a transflective liquid crystal display device including a transflective pixel electrode including a light reflective electrode portion and a light transmissive electrode portion connected to each other, a step of forming a thin film transistor on an insulating substrate, and then forming an interlayer on the entire surface Forming a film, then opening the interlayer film so as to expose the current electrode of the thin film transistor, subsequently depositing a light transmitting electrode film over the entire surface, and then desirably not covering the opening. Forming a photoresist pattern and etching the light transmitting electrode film using the mask as a mask to form the transmission electrode portion; and removing the photoresist pattern and then forming a desired photoresist pattern. After that, an intermediate electrode film and a light reflecting electrode film are deposited on the entire surface, and then the photoresist pattern is lifted off to remove the thin film transistor. Method of manufacturing a transflective liquid crystal display device characterized by having a step of forming the light reflective electrode portion connected to said current electrode of data, the.

In a method of manufacturing a transflective liquid crystal display device including a transflective pixel electrode including a light reflective electrode portion and a light transmissive electrode portion connected to each other, a step of forming a thin film transistor on an insulating substrate, and then forming an interlayer on the entire surface Forming a film, then opening the interlayer film to expose the current electrode of the thin film transistor, then depositing a light transmitting electrode film over the entire surface, and then using the desired photoresist pattern as a mask Forming the light transmitting electrode portion connected to the current electrode of the thin film transistor by etching the light transmitting electrode film, and forming a desired photoresist pattern after removing the photoresist pattern; Thereafter, an intermediate electrode film and a light reflecting electrode film are deposited on the entire surface, and then the photoresist pattern is lifted off to remove the light. Method of manufacturing a transflective liquid crystal display device characterized by having a step of forming a morphism electrode portion.

In a transflective liquid crystal display device having a transflective pixel electrode, the transflective pixel electrode covers at least a boundary portion between a light reflective electrode portion connected to a current electrode of a TFT and the reflective electrode portion. And a light transmitting electrode portion provided.

7. The transflective liquid crystal display device according to claim 6, wherein the light reflecting electrode portion has a two-layer structure of a lower electrode being an intermediate electrode film and an upper layer being a light reflecting electrode film.

The region of the light reflecting electrode film is located inside the region of the intermediate electrode film, and the light reflecting electrode portion is configured so that the light transmitting electrode is in contact with both the light reflecting electrode film and the intermediate electrode film at the boundary. The transflective liquid crystal display device according to claim 7, wherein the transflective liquid crystal display device is covered by a portion.

9. The transflective liquid crystal display device according to claim 6, wherein the transmissive electrode portion covers the entire surface of the reflective electrode.

10. The transflective liquid crystal display device according to claim 7, wherein a thickness of the light reflecting electrode portion including the intermediate electrode film is 40 nm or more and 200 nm or less.

10. The transflective liquid crystal display device according to claim 7, wherein a thickness of the light reflecting electrode portion is 20 nm or more and 180 nm or less.

10. The liquid crystal display device according to claim 7, wherein a thickness of the intermediate electrode film is not less than 20 nm and not more than 180 nm.

In a transflective liquid crystal display device having a transflective pixel electrode, the transflective pixel electrode includes a transmissive electrode portion connected to a drain electrode of a TFT, and an inner side of the transmissive electrode portion immediately above the transmissive electrode portion. And a reflective electrode film provided immediately above the intermediate electrode and inside the intermediate electrode, wherein the film thickness of the intermediate electrode film is not less than 20 nm and not more than 180 nm, and A transflective liquid crystal display device, wherein the film pressure of the film is not less than 20 nm and not more than 180 nm.

In a transflective liquid crystal display device having a transflective pixel electrode, the transflective pixel electrode includes a transmissive electrode portion connected to a drain electrode of a TFT, and an inner side of the transmissive electrode portion immediately above the transmissive electrode portion. An intermediate electrode film provided on the substrate, and a reflective electrode film provided directly above the intermediate electrode and inside the intermediate electrode, wherein the thickness of the reflective electrode portion including the intermediate electrode film is 40 nm or more and 200 nm or less. A transflective liquid crystal display device characterized by the following.

15. The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the reflective electrode film is made of Al and an Al alloy or Ag and an Ag alloy.

The Al alloy contains at least one of Sc, Y, Nd, Ti, Zr, Hf, Ta, Cr, Mo, W, Co, Ni, Pd, Cu, and Si, and has a content of 0.5 at%. The liquid crystal display device according to claim 15, wherein the content is not less than 10 at%.

17. The liquid crystal display device according to claim 7, wherein the intermediate electrode film has a single-layer or multilayer structure.

19. The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the intermediate electrode film is made of at least one of Mo, Ti, Zr, Hf, Ta, Cr, W, and an alloy thereof.

19. The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the transparent electrode portion is made of an oxide containing one or both of In and Zn.