專利名稱：電路基板、顯示裝置和電路基板的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電路基板、顯示裝置和電路基板的制造方法。更詳細而言，涉及作為顯示裝置等電子裝置的構(gòu)成部件而使用的電路基板、顯示裝置和電路基板的制造方法。
背景技術：
電路基板是具有電子電路作為構(gòu)成要素的基板，例如，包含薄膜晶體管(TFT)等元件的電路基板，作為液晶顯示裝置、有機電致發(fā)光(Electroluminescence)顯示裝置和太陽電池等電子裝置的構(gòu)成部件被廣泛利用。以下，舉例說明構(gòu)成TFT驅(qū)動的液晶顯示面板的TFT陣列基板的電路結(jié)構(gòu)。TFT陣列基板具有像素電路，該像素電路包括在由m行的掃描線與η列的信號線組成的mXn矩陣 配線的交點設置有作為開關元件的TFT的構(gòu)造。此外，TFT的漏極配線與子像素電極連接。而且，掃描驅(qū)動1C、數(shù)據(jù)驅(qū)動IC這樣的周邊電路分別與TFT的柵極配線和源極配線連接。在此，作為配線大多使用低電阻的鋁配線。電路受到制成于TFT基板上的TFT的性能的影響。即，由于制成于TFT基板上的TFT的性能根據(jù)材質(zhì)的不同而不同，因此電路能否通過制成于電路基板上的TFT而工作、電路規(guī)模是否不會擴大、成品率是否不會降低等受到制成于TFT基板上的電路的影響。在現(xiàn)有的電路基板中，從以低成本并且容易地形成TFT的觀點出發(fā)大多采用a-Si (非晶硅)，但是a-Si的電子遷移率低，所以希望使用電特性更加優(yōu)異的材料。作為TFT的溝道層使用的其它半導體化合物，公開了例如將含有選自In、Ga、Zn中的一種元素的氧化物半導體用于溝道層的薄膜晶體管(例如，參照專利文獻I)?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻I :特開2008-277326號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，從提高電子遷移率的觀點等出發(fā)而采用氧化物半導體作為半導體層的情況下，與對于濕式蝕刻具有耐性的a-Si不同，氧化物半導體對于該濕式蝕刻不具有耐性。因此，在制作包含低電阻的鋁配線的電路基板時，如果進行掩模處理(例如，具有溝道蝕刻處理的5個掩模處理)，則氧化物半導體的至少一部分會由于鋁用的蝕刻液而消失，從充分提高可靠性的觀點看還有待改善。此外，所謂的5個掩模處理，例如包括(I)使用第一掩模蝕刻柵極配線的工序；(2)使用第二掩模蝕刻半導體層的工序；(3)使用第三掩模蝕刻半導體層而將源極電極與漏極電極分離的工序(在本說明書中，也稱為溝道蝕刻工序或者溝道分離工序)；(4)使用第四掩模蝕刻絕緣膜層和有機絕緣膜而形成接觸孔的工序；和(5)使用第五掩模蝕刻形成子像素電極的工序。圖12是表示在現(xiàn)有的電路基板的制造方法中形成有柵極配線的基板的截面示意圖。從圖面的左側(cè)起分別表示電路基板的TFT部、存儲電容(Cs)部、連接部和端子部。在它們各自中形成有柵極配線113。圖13是表示在現(xiàn)有的電路基板的制造方法中形成有半導體層的基板的截面示意圖。在圖12所示基板的基礎上，還在基板上形成有絕緣膜115，并且在TFT部和端子部形成有氧化物半導體層117。圖14是表示在現(xiàn)有的電路基板的制造方法中將含有鋁的層濕式蝕刻之后的基板的截面示意圖。在圖13所示基板的基礎上，還形成有含有鋁的層119，通過掩模處理對該含有鋁的層119進行濕式蝕刻。在通過濕式蝕刻除去含有鋁的層119之后的部位，氧化物半導體層117的一部分消失，其膜厚變薄消失。圖15是表示在現(xiàn)有的電路基板的制造方法中形成有有機絕緣膜的基板的截面示意圖。在圖14所示基板的基礎上，還形成絕緣膜121，并形成有機絕緣膜123后，通過干式蝕刻在存儲電容(Cs)部、連接部和端子部形成接觸孔。
圖16是表示在現(xiàn)有的電路基板的制造方法中形成有子像素電極的基板的截面示意圖。在圖15所示基板的基礎上，還形成有子像素電極131。如上所述，在現(xiàn)有的電路基板中，由于在對含有鋁的層119進行濕式蝕刻時，氧化物半導體層117的至少一部分或者全部消失，因此在充分提高可靠性方面還有提高的余地。本發(fā)明鑒于上述間題而完成，其目的在于提供TFT的半導體層含有氧化物半導體并使用低電阻的鋁配線的、可靠性優(yōu)異的電路基板。用于解決課題的手段本發(fā)明的發(fā)明者們對可靠性優(yōu)異的電路基板進行了各種研討，對于在半導體層含有氧化物半導體的電路基板中，在對鋁配線進行濕式蝕刻時，電路基板的TFT部和端子部等中的氧化物半導體由于蝕刻液體而消失這一狀況進行了關注。并且，發(fā)現(xiàn)由于氧化物半導體的消失而不能充分提高電路基板的可靠性，而且發(fā)現(xiàn)在電路基板的TFT部中，通過將含有鋁以外的金屬的層和含有鋁的層層疊而形成配線，該配線具有與該半導體接觸的部分，將該源極配線與半導體層的接觸部分和該漏極配線與半導體層的接觸部分隔開間隔相對，由此能夠在電路基板的制造時防止氧化物半導體由于蝕刻液體而消失，能夠充分提高可靠性，由此想到能夠順利解決上述課題的方法，從而完成本發(fā)明。S卩，本發(fā)明是具有氧化物半導體層、源極配線和漏極配線的電路基板，該電路基板中，上述源極配線和該漏極配線分別具有與該半導體層接觸的部分，且該源極配線的與該半導體層接觸的部分和該漏極配線的與該半導體層接觸的部分隔開間隔相對，并且該源極配線和該漏極配線通過將含有鋁以外的金屬的層和含有鋁的層層疊而形成。本發(fā)明的電路基板，通過構(gòu)成為上述結(jié)構(gòu)，在溝道蝕刻處理中，首先蝕刻含有鋁的層，接著，蝕刻含有鋁以外的金屬的層。在蝕刻的后半能夠代替鋁用的濕式蝕刻而進行干式蝕刻，能夠使氧化物半導體的消失為干式蝕刻帶來的最小限度。因此，TFT的半導體層包含氧化物半導體，并且使用低電阻的鋁配線的電路基板中，能夠充分提高可靠性。上述含有鋁的層優(yōu)選例如由鋁、鋁合金、Mo/Al、或者Mo/Al合金組成。另外，Al合金是以Al-Ni、Al-Nd、Al-Co、Al-Si等為主要成分的合金。作為膜厚例如為50nm 400nm。作為上述含有鋁以外的金屬的層，優(yōu)選相對于含有鋁的層的蝕刻劑具有耐性，并且是能夠被實施干式蝕刻的層。例如，優(yōu)選Ti、Ta、W等的金屬。另外，作為膜厚，為了使干式蝕刻時間較短，減少基底的損傷，例如優(yōu)選膜厚為IOnm lOOnm。作為上述氧化物半導體層，能夠舉例ZnO等的結(jié)晶性的氧化物半導體層、IGZO(銦鎵鋅復合氧化物)等非晶質(zhì)的氧化物半導體層。尤其優(yōu)選非晶質(zhì)的氧化物半導體層。此外，非晶質(zhì)的氧化物半導體層通過磷酸+硝酸+醋酸的混合溶液(Al的一般性蝕刻)而消失。作為本發(fā)明的電路基板的結(jié)構(gòu)，只要必須形成這樣的構(gòu)成要素，則其他的構(gòu)成要素并不作特別限定。在下文中對本發(fā)明的電路基板的優(yōu)選實施方式進行詳細說明。作為本發(fā)明的電路基板的優(yōu)選方式之一，能夠舉例上述含有鋁以外的金屬的層含有選自鈦、鉭和鎢中的至少一種金屬這樣的方式。依據(jù)該方式，能夠容易地進行干式蝕刻，能夠充分發(fā)揮本發(fā)明的效果。更優(yōu)選的方式為，上述含有鋁以外的金屬的層含有選自鈦、鉭和鎢中的至少一種。
作為本發(fā)明的電路基板的優(yōu)選實施方式之一，能夠舉例上述電路基板為薄膜晶體管陣列基板。上述薄膜晶體管陣列基板，在電路基板上設置有薄膜晶體管(TFT)。本發(fā)明也公開了具備本發(fā)明的電路基板的顯示裝置。作為上述顯示裝置，能夠舉例液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置或無機EL顯示裝置等的EL顯示裝置等。本發(fā)明也公開了具有氧化物半導體層、源極配線和漏極配線的電路基板的制造方法，上述制造方法包括形成氧化物半導體層的氧化物半導體形成工序；通過將含有鋁以外的金屬的層和含有鋁的層層疊而形成導電體層的導電體層形成工序；和通過濕式蝕刻對含有鋁的層進行處理，接著通過干式蝕刻對含有鋁以外的金屬的層進行處理的處理工序，上述處理工序使該導電體層分離為源極配線和漏極配線，使得該源極配線與半導體層接觸的部分和該漏極配線與半導體層接觸的部分隔開間隔相對。本發(fā)明的電路基板的制造方法，在上述溝道蝕刻處理中，在蝕刻的后半代替濕式蝕刻而進行干式蝕刻，由于能夠使露出的氧化物半導體的消失為干式蝕刻帶來的最小限度，因此在TFT的半導體層包含氧化物半導體，并且使用低電阻的鋁配線的電路基板中，能夠充分地提高可靠性。此外，上述導電體層形成工序作為分離源極配線和漏極配線的處理工序的前階段，只要為形成被蝕刻的導電體層的工序即可。本發(fā)明的電路基板的制造方法的優(yōu)選方式與上述本發(fā)明的電路基板的優(yōu)選方式相同。上述各方式在不脫離本發(fā)明的主要內(nèi)容的范圍內(nèi)可以適當組合。發(fā)明效果依據(jù)本發(fā)明，在TFT的半導體層包含氧化物半導體，并且使用低電阻的鋁配線的電路基板中，能夠充分地提高可靠性。


圖I是表示實施方式I的電路基板的平面示意圖。圖2是表示實施方式I的電路基板的TFT部的截面示意圖。圖3是表示實施方式I的電路基板的制造方法中形成有柵極配線的基板的截面示意圖。
圖4是表示實施方式I的電路基板的制造方法中形成有半導體層的基板的截面示意圖。圖5是表示實施方式I的電路基板的制造方法中對含有鋁的層進行濕式蝕刻之后的基板的截面示意圖。圖6是表示實施方式I的電路基板的制造方法中對含有鋁以外的金屬的層進行干式蝕刻之后的基板的截面示意圖。圖7是表示實施方式I的電路基板的制造方法中除去抗蝕劑之后的基板的截面示意圖。圖8是表示實施方式I的電路基板的制造方法中形成有有機絕緣膜的基板的截面示意圖。圖9是表示實施方式I的電路基板的制造方法中形成有子像素電極的基板的截面示意圖。圖10是表示具備實施方式I的電路基板的液晶面板的結(jié)構(gòu)的分解立體示意圖。圖11是表示具備圖10所示的液晶面板的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的分解立體示意圖。圖12是表示現(xiàn)有的電路基板的制造方法中形成有柵極配線的基板的截面示意圖。圖13是表示現(xiàn)有的電路基板的制造方法中形成有半導體層的基板的截面示意圖。圖14是表示現(xiàn)有的電路基板的制造方法中對含有鋁的層進行濕式蝕刻之后的基板的截面示意圖。圖15是表示現(xiàn)有的電路基板的制造方法中形成有有機絕緣膜的基板的截面示意圖。圖16是表示現(xiàn)有的電路基板的制造方法中形成有子像素電極的基板的截面示意圖。
具體實施例方式在本說明書中，所謂的“源極配線的與半導體層接觸的部分和漏極配線的與半導體層接觸的部分隔開間隔相對”是指，如圖2所示，源極配線的與半導體層接觸的部分的源極配線的一面和該漏極配線的與半導體層接觸的部分的漏極配線的一面并未直接接觸，而成為相互平行地彼此相對的關系即可。因電路基板在本實施方式中為設置有TFT的基板，因此也稱為TFT側(cè)基板。與上述電路基板相對的基板在本實施方式中為被配置有彩色濾光片(CF)的基板，因此也被稱為CF側(cè)基板。以下，公開實施方式，參照附圖對本發(fā)明進行更加詳細的說明，但是本發(fā)明并不僅局限于這些實施方式。 實施方式I圖I是表不實施方式I的電路基板的平面不意圖。電路基板100是設置有薄I旲晶體管(TFT)41的TFT側(cè)基板，包括子像素電極區(qū)域(顯示區(qū)域)和子像素電極區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域(非顯示區(qū)域)。在非顯示區(qū)域中配置有連接部51和端子部61，能夠通過連接部51將源極驅(qū)動器例如以玻璃基芯片(C0G:Chip on Glass)的方式安裝在電路基板100上。另外，能夠通過端子部61將撓性印制基板(FPC)安裝在電路基板100上。例如，能夠從FPC通過端子部61和連接部51輸入用于驅(qū)動源極驅(qū)動器的信號。此外，在電路基板100的顯示區(qū)域中，在玻璃基板(圖I中未表示)上柵極配線13和源極配線19s以大致正交的方式設置，并且在由柵極配線13和源極配線19s包圍的每個區(qū)域中設置有子像素電極31和TFT41。另外，以與子像素電極31重疊的方式，存儲電容(Cs)配線25大致平行于柵極配線13地通過。圖2是表示實施方式I的電路基板的TFT部的截面示意圖。實施方式I的電路基板，在TFT部中具有柵極配線13和IGZO (銦鎵鋅復合氧化物)等的氧化物半導體層17，并且具有將含有鋁以外的金屬的層和含有鋁的層層疊而形成的源極配線19s和漏極配線19d。源極配線19s和漏極配線19d具有與氧化物半導體層17接觸的部分，源極配線19s的與氧化物半導體層17接觸的部分和漏極配線19d的與氧化物半導體層17接觸的部分隔開間隔相對。在本實施方式中，通過構(gòu)成上述結(jié)構(gòu)，在溝道蝕刻工序中，首先蝕刻含有鋁的層，接下來蝕刻含有鋁以外的金屬的層。在蝕刻的后半，代替濕式蝕刻能夠進行干式蝕刻，能夠使氧化物半導體的消失為干式蝕刻帶來的最小限度，因此在TFT的半導體層含有氧化物半導體，并且使用低電阻的鋁配線的電路基板中，能夠充分提高可靠性。作為濕式蝕刻的液體種類，只要是能夠蝕刻鋁的液體即可。由于只要是能夠蝕刻鋁的液體，通常使氧化物半導體消失，所以通過對使用這樣的液體種類所得到的電路基板應用本發(fā)明，能夠發(fā)揮本發(fā)明的有益的效果。作為該液體種類能夠例舉強酸、弱酸、強堿等。另外，在氧化物半導體層17為IGZO以外的ZnO等的情況下，由于氧化物半導體層17也被弱堿蝕刻，所以在這種情況下對使用弱堿而得到的電路基板也能夠應用本發(fā)明。作為上述液體種類，其中優(yōu)選磷酸+硝酸+醋酸的混合溶液(Al的一般性的蝕刻)。作為氧化物半導體層17，除了 IGZO以夕卜，例如也能夠適當?shù)厥褂肐SZO(In-Si-Zn-O)、IAZO (In-Al-Zn-O)、INiZO (In-Ni-Zn-O)、ICuZO (In-Cu-Zn-O)、IHfZO(In-Hf-Zn-O)、IZO(In-Zn-O)等。以下，參照圖3 圖9說明實施方式I的電路基板的制造工序。圖3是表示在實施方式I的電路基板的制造方法中形成有柵極配線的基板的截面示意圖。從圖的左側(cè)起，分別表示電路基板的TFT部、存儲電容(Cs)部、連接部51和端子部61。圖4 圖9和圖12 圖16中也是同樣。在TFT部、連接部和端子部分別形成有柵極配線13。圖4是表示在實施方式I的電路基板的制造方法中形成有半導體層的基板的截面示意圖。在圖3所示基板的基礎上，還形成絕緣膜15，并且，在TFT部和端子部形成有氧化物半導體層17。圖5是表示在實施方式I的電路基板的制造方法中對含有鋁的層進行濕式蝕刻之后的基板的截面示意圖。即，在圖4所示基板的基礎上，還層疊含有鋁以外的金屬的層19a和含有鋁的層1%，形成導電體層。接著，通過掩模處理形成抗蝕劑20，對含有鋁的層19b進行濕式蝕刻。
圖6是表示實施方式I的電路基板的制造方法中對含有鋁以外的金屬的層進行干式蝕刻后的基板的截面示意圖。在通過濕式蝕刻將含有鋁的層19b除去后的部位(換言之，沒有形成抗蝕劑20的部位)，進一步通過干式蝕刻對含有鋁以外的金屬的層19a進行處理。氧化物半導體層17只是受到干式蝕刻帶來的最小限度的損害，實質(zhì)上并不消失。在本實施方式中所示的導電體層(源極配線和漏極配線)可以是2層，也可以是3層以上，但是優(yōu)選2層或3層。例如，構(gòu)成為Al (鋁)/Ti (鈦)、Mo (鑰)/Α1 (鋁)/Ti (鈦)、Al合金/Mo (鑰)/Ti、Al合金/Ti、Al合金/Ta (鉭)、或者Al合金/W (鎢)的多層結(jié)構(gòu)是合適的。含有鋁的層的膜厚能夠形成為50nm 400nm。另外，含有鋁以外的金屬的層的膜厚能夠形成為IOnm lOOnm。如上所述,通過濕式蝕刻處理對上層的招進行處理,最后通過干式處理對Ti、Ta、W等進行處理。圖7是表示在實施方式I的電路基板的制造方法中除去抗蝕劑之后的基板的截面示意圖。在圖6的基礎上，進一步將基板上的抗蝕劑除去?！D8是表示在實施方式I的電路基板的制造方法中形成有有機絕緣膜的基板的截面示意圖。在圖7的基礎上，進一步在基板上形成絕緣膜21，形成有有機絕緣膜23后，在存儲電容(Cs)部、連接部和端子部通過干式蝕刻形成接觸孔。圖9是表示在實施方式I的電路基板的制造方法中形成有子像素電極的基板的截面示意圖。在圖8的基礎上，進一步形成子像素電極31。由此，能夠通過5個掩模處理適當?shù)刂谱骱凶鳛榈碗娮璧匿X(合金)層的配線。即，在電路基板的TFT部中，將該配線形成為含有鋁以外的金屬的層和含有鋁的層層疊而成的結(jié)構(gòu)，該配線具有與半導體層接觸的部分，通過將該源極配線與半導體層的接觸部分和該漏極配線與半導體層的接觸部分隔開間隔相對，由此在電路基板的制造時能夠防止氧化物半導體由于蝕刻液而消失，從而能夠提高可靠性。圖10是表示具備實施方式I的電路基板的液晶面板的結(jié)構(gòu)的分解立體示意圖。如圖10所示，液晶面板200的CF側(cè)的基板72和電路基板100將液晶73夾持。另夕卜，液晶面板200,在電路基板100的背面具備背光源75。背光源75的光依次通過偏光板74、電路基板100、液晶73、CF側(cè)的基板72和偏光板71，通過液晶的取向控制來控制光的透過/非透過。圖11是表示具備圖10所示的液晶面板的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的分解立體示意圖。如圖11所示，液晶面板200被固定在固定面板400上，由前部機殼(cabinet) 300和后部機殼500密封。并且，后部機殼500與上部臺座700 (stand)通過金屬部件600被固定。此外，上部臺座700與下部臺座800嵌合。上述實施方式的各方式在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可以適當相互組合。此外，本發(fā)明以2010年I月21日申請的日本專利申請2010-011368號為基礎，基于巴黎條約和進入國的法規(guī)主張優(yōu)先權(quán)。該申請的內(nèi)容的全部在本發(fā)明中被參照引用。符號說明11 :玻璃基板13、113:柵極配線15、21、115、121 :絕緣膜
17、117 :氧化物半導體層19s :源極配線19d :漏極配線19a :含有鋁以外的金屬的層19b、119 :含有鋁的層20 :抗蝕劑23、123:有機絕緣膜25 Cs(存儲電容)配線
31、131:子像素電極41 TFT51 :連接部61 :端子部71、74:偏光板72:CF側(cè)的基板73 :液晶75 :背光源100 電路基板200 :液晶面板300 :前部機殼400:固定面板500 :后部機殼600 :金屬部件700 :上部臺座800 :下部臺座900 :液晶顯示裝置
權(quán)利要求
1.一種電路基板，其特征在干 所述電路基板具有氧化物半導體層、源極配線和漏極配線， 該源極配線和該漏極配線分別具有與該半導體層接觸的部分，且該源極配線的與該半導體層接觸的部分和該漏極配線的與該半導體層接觸的部分隔開間隔相對，并且，該源極配線和該漏極配線通過將含有鋁以外的金屬的層和含有鋁的層層疊而形成。
2.如權(quán)利要求I所述的電路基板，其特征在于 所述含有鋁以外的金屬的層含有選自鈦、鉭和鎢中的至少ー種。
3.如權(quán)利要求I或2所述的電路基板，其特征在于 所述電路基板為薄膜晶體管陣列基板。
4.一種顯示裝置，其特征在干 包括權(quán)利要求I 3中任一項所述的電路基板。
5.一種電路基板的制造方法，其特征在干 所述電路基板具有氧化物半導體層、源極配線和漏極配線， 該制造方法包括形成氧化物半導體層的氧化物半導體形成エ序；通過將含有鋁以外的金屬的層和含有鋁的層層疊而形成導電體層的導電體層形成エ序；和通過濕式蝕刻對含有鋁的層進行處理，接著通過干式蝕刻對含有鋁以外的金屬的層進行處理的處理工序， 該處理工序使該導電體層分離為源極配線與漏極配線，使得該源極配線與半導體層接觸的部分和該漏極配線與半導體層接觸的部分隔開間隔相対。
全文摘要
本發(fā)明提供TFT的半導體層包括氧化物半導體且使用低電阻的鋁配線的、可靠性優(yōu)異的電路基板。本發(fā)明的電路基板是具有氧化物半導體層、源極配線和漏極配線的電路基板，上述源極配線和該漏極配線分別具有與該半導體層接觸的部分，該源極配線的與該半導體層接觸的部分和該漏極配線的與該半導體層接觸的部分隔開間隔相對，并且該源極配線和該漏極配線通過將含有鋁以外的金屬的層和含有鋁的層層疊而形成。
文檔編號H01L21/3205GK102714221SQ20108006186
公開日2012年10月3日 申請日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
發(fā)明者中田幸伸, 原義仁 申請人:夏普株式會社