JP2003017707A - Method of manufacturing array substrate of display unit - Google Patents

Method of manufacturing array substrate of display unit

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JP2003017707A
JP2003017707A JP2001202487A JP2001202487A JP2003017707A JP 2003017707 A JP2003017707 A JP 2003017707A JP 2001202487 A JP2001202487 A JP 2001202487A JP 2001202487 A JP2001202487 A JP 2001202487A JP 2003017707 A JP2003017707 A JP 2003017707A
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annealing
semiconductor film
film
array substrate
pixel electrode
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Akira Kubo
明 久保
Kenji Okajima
謙二 岡島
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Toshiba Corp
International Business Machines Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
International Business Machines Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an array substrate, where display nonuniformity is prevented from occurring without deteriorating the characteristics of a TFT. SOLUTION: A semiconductor film whose hydrogen concentration is 8 at.% or above is formed as the semiconductor film 36 of a thin film transistor 20, and then a pixel electrode 28 electrically connected to the source electrode of the thin film transistor 20 is formed by the use of an amorphous transparent conductive film. In succession, the semiconductor film and the pixel electrode are subjected to annealing to turn the pixel electrode crystalline from an amorphous state. Annealing is carried out under the condition that an increase rate of hydrogen concentration around the interface of a semiconductor film amounts to 20% or below after annealing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば液晶表示
装置等の平面表示装置に用いられるアレイ基板の製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an array substrate used for a flat display device such as a liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、CRTディスプレイに代わる平面
型の表示装置が盛んに開発されており、なかでも液晶表
示装置は軽量、薄型、低消費電力等の利点から特に注目
を集めている。例えば、各表示画素毎にスイッチ素子が
配置されたアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、
アレイ基板と対向基板との間に配向膜を介して液晶層を
保持した構造になっている。
2. Description of the Related Art In recent years, flat-panel display devices that replace CRT displays have been actively developed, and liquid crystal display devices have attracted particular attention because of their advantages such as light weight, thin shape, and low power consumption. For example, an active matrix type liquid crystal display device in which a switch element is arranged for each display pixel is
It has a structure in which a liquid crystal layer is held between an array substrate and a counter substrate via an alignment film.

【0003】アレイ基板は、ガラスや石英等の透明絶縁
基板上に複数本の信号線と走査線とが格子状に配置さ
れ、信号線と走査線との各交点部分には、アモルファス
シリコン(以下、a−Si:Hと略称する。)等の半導
体薄膜を用いた薄膜トランジスタ(以下、TFTと略称
する。)が接続されている。そして、TFTのゲート電
極は走査線に、ドレイン電極は信号線にそれぞれ電気的
に接続され、更にソース電極は透明導電材料、例えばI
TO(インジウム−ティン−オキサイド)から成る画素
電極に接続されている。
The array substrate has a plurality of signal lines and scanning lines arranged in a grid pattern on a transparent insulating substrate such as glass or quartz. Amorphous silicon (hereinafter referred to as "amorphous silicon") is formed at each intersection of the signal lines and the scanning lines. , A-Si: H) and other thin film transistors (hereinafter abbreviated as TFT) using semiconductor thin films are connected. The gate electrode of the TFT is electrically connected to the scanning line, the drain electrode is electrically connected to the signal line, and the source electrode is transparent conductive material such as I.
It is connected to a pixel electrode made of TO (indium-tin-oxide).

【0004】対向基板は、ガラス等の透明絶縁基板上に
ITOから成る対向電極が配置され、また、カラー表示
を実現するのであればカラーフィルタ層が重ねて配置さ
れる。
In the counter substrate, a counter electrode made of ITO is arranged on a transparent insulating substrate such as glass, and if a color display is realized, color filter layers are stacked.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述したアレイ基板
は、製造工程における最終工程で、アニール処理を行
い、TFT特性の安定化とアモルファスITOの結晶化
を行っている。しかしながら、このアニール条件、例え
ば温度が高いと、a−Si:H膜中の水素がa−Si:
H膜の界面付近に集まってくる。そして、アニール温度
が高いと、この水素発生が激しくなり、オーミックコン
タクト層として配置されるnSi膜とa−Si膜との
界面においてボイドが発生する。
The array substrate described above is annealed in the final step of the manufacturing process to stabilize the TFT characteristics and crystallize the amorphous ITO. However, under this annealing condition, for example, when the temperature is high, hydrogen in the a-Si: H film becomes a-Si: H.
They gather near the interface of the H film. Then, when the annealing temperature is high, this hydrogen generation becomes intense, and a void is generated at the interface between the n + Si film arranged as the ohmic contact layer and the a-Si film.

【0006】a−Si:H膜中の水素濃度を分析した結
果、アニール温度が高くなるにつれて、水素がa−S
i:H膜の界面付近に移動していくことがわかる。この
時、n a−Si膜内部では、水素が拡散するにつれて
フェルミ準位が禁制帯の中央付近に近づき、ホール電流
のブロッキング効果が劣化していく。したがって、TF
Tのオフ時に流れるホール電流が増加し、このアレイ基
板を用いて液晶表示装置を構成した場合、保持特性のば
らつきにより表示ムラとして観察される。
Results of analyzing the hydrogen concentration in the a-Si: H film
As a result, as the annealing temperature increases, hydrogen becomes aS
It can be seen that the i: H film moves to the vicinity of the interface. this
Time n +Inside the a-Si film, as hydrogen diffuses,
The Fermi level approaches the center of the forbidden band, and the Hall current
The blocking effect of will deteriorate. Therefore, TF
The hole current that flows when T is off increases and this array substrate
When a liquid crystal display device is constructed using a plate, the holding characteristic
It is observed as display unevenness due to flicker.

【0007】逆に、アニール処理が不充分であると、ア
モルファスITOの結晶化が不十分であり、画素電極の
比抵抗が高くなるとともに、薬品や湿度などに対する耐
蝕性も悪くなる。
On the contrary, if the annealing treatment is insufficient, the crystallization of the amorphous ITO is insufficient, the specific resistance of the pixel electrode is increased, and the corrosion resistance against chemicals and humidity is deteriorated.

【0008】この発明は以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、TFT特性を劣化させることなく、表
示ムラの発生を防止可能なアレイ基板を製造することの
できる表示装置用のアレイ基板の製造方法を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to manufacture an array substrate capable of preventing the occurrence of display unevenness without deteriorating TFT characteristics. It is to provide a manufacturing method of.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の製造方法によれば、アニール処理の条件を
好適に設定することにより、半導体膜中における水素の
不所望な移動を防止すると同時に、非晶質状態の透明導
電膜からなる画素電極を良好に結晶化するものである。
To achieve the above object, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to prevent undesired migration of hydrogen in the semiconductor film by appropriately setting the conditions of the annealing treatment. At the same time, the pixel electrode made of a transparent conductive film in an amorphous state is favorably crystallized.

【0010】すなわち、この発明に係るアレイ基板の製
造方法は、走査線に接続されたゲート電極に対して絶縁
膜を介して配置された半導体膜と、上記半導体膜に電気
的に接続されたソース電極およびドレイン電極と、上記
ソース電極およびドレイン電極と上記半導体膜との間に
介挿された低抵抗半導体膜と、を含んだ薄膜トランジス
タと、上記ドレイン電極から導出し上記走査線と略直交
して延びた信号線と、上記ソース電極と電気的に接続さ
れた画素電極と、を備えた表示装置用のアレイ基板の製
造方法において、水素濃度が8at%以上の半導体膜を
形成する工程と、非晶質状態の透明導電膜により上記画
素電極を形成する工程と、上記半導体膜および画素電極
をアニール処理して画素電極を結晶化するアニール工程
と、を備え、上記アニール工程は、アニール処理後にお
いて上記半導体膜の界面付近の水素濃度増加率が20%
以下となるアニール条件で行うことを特徴としている。
That is, in the method of manufacturing the array substrate according to the present invention, the semiconductor film arranged via the insulating film with respect to the gate electrode connected to the scanning line and the source electrically connected to the semiconductor film. A thin film transistor including an electrode and a drain electrode, a low-resistance semiconductor film interposed between the source electrode and the drain electrode, and the semiconductor film, and extending from the drain electrode and substantially orthogonal to the scanning line. In a method of manufacturing an array substrate for a display device, which includes an extended signal line and a pixel electrode electrically connected to the source electrode, a step of forming a semiconductor film having a hydrogen concentration of 8 at% or more; The method further includes a step of forming the pixel electrode with a transparent conductive film in a crystalline state, and an annealing step of annealing the semiconductor film and the pixel electrode to crystallize the pixel electrode. Neil process, the hydrogen concentration increase in the vicinity of the interface of the semiconductor film after the annealing process is 20%
The feature is that the annealing is performed under the following annealing conditions.

【0011】また、この発明に係るアレイ基板の製造方
法によれば、上記アニール工程において、アニール温度
およびアニール時間の積が約6900ないし7650の
範囲となるように、上記アニール温度およびアニール時
間を設定することを特徴としている。
Further, according to the array substrate manufacturing method of the present invention, in the annealing step, the annealing temperature and the annealing time are set so that the product of the annealing temperature and the annealing time is in the range of about 6900 to 7650. It is characterized by doing.

【0012】更に、この発明に係るアレイ基板の製造方
法によれば、上記アニール温度を230℃ないし255
℃の範囲内に設定することが望ましく、また、インジウ
ム・ティン・オキサイドを150℃以下の温度でスパッ
タリング法により成膜して上記画素電極を形成すること
を特徴としている。
Further, according to the array substrate manufacturing method of the present invention, the annealing temperature is set to 230 ° C. to 255 ° C.
It is desirable to set the temperature in the range of 0 ° C., and the pixel electrode is formed by forming indium tin oxide at a temperature of 150 ° C. or less by a sputtering method.

【0013】上記のように構成されたアレイ基板の製造
方法によれば、アニール条件を最適化することにより、
半導体膜の界面付近における不所望な水素濃度の増加を
抑え、TFT特性の安定化を図ることができるととも
に、結晶化された画素電極を有するアレイ基板を得るこ
とができる。従って、このアレイ基板を用いることによ
り、表示ムラの発生を防止し画像品位の向上した液晶表
示装置を得ることが可能となる。
According to the array substrate manufacturing method configured as described above, the annealing conditions are optimized,
An undesired increase in hydrogen concentration near the interface of the semiconductor film can be suppressed, TFT characteristics can be stabilized, and an array substrate having crystallized pixel electrodes can be obtained. Therefore, by using this array substrate, it is possible to obtain a liquid crystal display device in which the occurrence of display unevenness is prevented and the image quality is improved.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の実施の形態について詳細に説明する。まず、この
発明の実施の形態に係る製造方法によって製造された液
晶表示装置のアレイ基板について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. First, an array substrate of a liquid crystal display device manufactured by the manufacturing method according to the embodiment of the present invention will be described.

【0015】図1に示すように、アレイ基板は、ガラス
や石英等の透明な絶縁基板10上に設けられた複数本の
走査線14、および走査線とほぼ直交する複数本の信号
線15を備えている。各信号線15は絶縁基板10の1
つの端辺近傍に引出され、その端には、信号線接続パッ
ド16が設けられている。また、各走査線14は基板1
0の他の端辺近傍に引出され、その端には、走査線接続
パッド18が設けられている。
As shown in FIG. 1, the array substrate has a plurality of scanning lines 14 provided on a transparent insulating substrate 10 such as glass or quartz, and a plurality of signal lines 15 substantially orthogonal to the scanning lines. I have it. Each signal line 15 is one of the insulating substrate 10.
The signal line connection pad 16 is provided near one of the two edges and is provided at that end. In addition, each scanning line 14 is a substrate 1
The scanning line connection pad 18 is provided near the other end of the scanning line 0.

【0016】走査線14と信号線15との各交点部に
は、半導体薄膜を用いたTFT20が接続されている。
TFT20は、走査線14自体をゲート電極とし、その
上に、第1ゲート絶縁膜32および第2ゲート絶縁膜3
4を介して設けられた半導体膜36と、オーミックコン
タクト層として配置される低抵抗半導体膜37を介して
半導体膜36上に設けられたドレイン電極24およびソ
ース電極26と、を有している。そして、TFT20の
ドレイン電極24は信号線15に電気的に接続され、更
に、ソース電極26は、例えばITOから成る光透過性
の画素電極28に接続されている。
A TFT 20 using a semiconductor thin film is connected to each intersection of the scanning line 14 and the signal line 15.
In the TFT 20, the scanning line 14 itself is used as a gate electrode, and the first gate insulating film 32 and the second gate insulating film 3 are formed thereon.
4 and a drain electrode 24 and a source electrode 26 provided on the semiconductor film 36 via a low resistance semiconductor film 37 arranged as an ohmic contact layer. The drain electrode 24 of the TFT 20 is electrically connected to the signal line 15, and the source electrode 26 is connected to the light transmissive pixel electrode 28 made of, for example, ITO.

【0017】信号線15の接続端15aは、第3絶縁膜
としての層間絶縁膜30に形成されたコンタクトホール
31に配置されているパッド部材31aと共に信号線接
続パッド16を構成し、また、走査線14の接続端14
aは、層間絶縁膜30および第1ゲート絶縁膜32に形
成されたコンタクトホール35に配置されたパッド部材
35aとともに走査線接続パッド18を構成している。
これらのパッド部材31a、35aは、画素電極28と
同時に形成されている。
The connection end 15a of the signal line 15 constitutes the signal line connection pad 16 together with the pad member 31a arranged in the contact hole 31 formed in the interlayer insulating film 30 as the third insulating film, and also scans. Connection end 14 of wire 14
The a constitutes the scanning line connection pad 18 together with the pad member 35a arranged in the contact hole 35 formed in the interlayer insulating film 30 and the first gate insulating film 32.
These pad members 31a and 35a are formed simultaneously with the pixel electrode 28.

【0018】そして、画素電極28は、走査線14に対
して、第1ゲート絶縁膜32および層間絶縁膜30を介
して配設され、また、信号線15に対して、層間絶縁膜
30を介して配置されている。なお、高い開口率を達成
するために、画素電極28の端部を走査線14や信号線
15の一部と平面的に重複させることも可能である。次
に、アレイ基板のより詳細な構成を、アレイ基板の製造
方法に沿って説明する。
The pixel electrode 28 is arranged for the scanning line 14 via the first gate insulating film 32 and the interlayer insulating film 30, and for the signal line 15 via the interlayer insulating film 30. Are arranged. In addition, in order to achieve a high aperture ratio, it is possible to overlap the end portion of the pixel electrode 28 with a part of the scanning line 14 or the signal line 15 in a plane. Next, a more detailed structure of the array substrate will be described along with a method of manufacturing the array substrate.

【0019】まず、図2(a)に示すように、スパッタ
リングにより、絶縁基板10上にMoW合金膜を300
nm厚で堆積した後、レジストを塗布し、更に、第1マ
スクパターンを用いてレジストを露光、現像し、第1レ
ジストパターンを形成する。そして、この第1レジスト
パターンをマスクとしたパターニング(第1パターニン
グ)を経て、絶縁基板10上に複数の走査線14および
補助容量線38を形成する。各走査線14は、絶縁基板
10の一端辺側に引き出された接続端部14aを有して
いる。
First, as shown in FIG. 2A, a MoW alloy film of 300 is formed on the insulating substrate 10 by sputtering.
After depositing to a thickness of nm, a resist is applied, and the resist is exposed and developed using the first mask pattern to form a first resist pattern. Then, through the patterning (first patterning) using the first resist pattern as a mask, the plurality of scanning lines 14 and the auxiliary capacitance lines 38 are formed on the insulating substrate 10. Each scanning line 14 has a connection end portion 14 a extended to one end side of the insulating substrate 10.

【0020】続いて、図2(b)に示すように、CVD
(ケミカル・ベーパ・デポジション)法により酸化シリ
コン膜から成る第1ゲート絶縁膜32を150nm堆積
する。その上に、150nm厚の窒化シリコン膜から成
る第2ゲート絶縁膜34、50nm厚のa−Si:Hか
ら成る半導体膜36、および200nm厚の窒化シリコ
ン膜から成るチャネル保護被膜を、CVD法により、大
気に晒すことなく連続的に成膜する。なお、半導体膜3
6における水素濃度は約8at%以上に設定する。
Then, as shown in FIG. 2B, CVD
A first gate insulating film 32 made of a silicon oxide film is deposited to a thickness of 150 nm by a (chemical vapor deposition) method. A second gate insulating film 34 made of a silicon nitride film having a thickness of 150 nm, a semiconductor film 36 made of a-Si: H having a thickness of 50 nm, and a channel protective film made of a silicon nitride film having a thickness of 200 nm are formed thereon by a CVD method. , Continuous film formation without exposure to the atmosphere. The semiconductor film 3
The hydrogen concentration in 6 is set to about 8 at% or more.

【0021】半導体膜36中における水素濃度の制御
は、成膜に用いられるシラン(SiH 4)ガスと水素
(H2)ガスとの混合比、成膜温度等の調整によって達
成される。例えば、この実施形態では、シラン(SiH
4)ガスの流量を600sccm、水素(H2)ガスの流量を
2000sccm、パワーを2KW、成膜温度350℃とし
て膜中の水素濃度を9at%とした。
Control of hydrogen concentration in the semiconductor film 36
Is the silane (SiH Four) Gas and hydrogen
(H2) Achieved by adjusting the mixing ratio with gas, film forming temperature, etc.
Is made. For example, in this embodiment, silane (SiH
Four) Gas flow rate is 600sccm, hydrogen (H2) Gas flow rate
2000sccm, power 2kW, film formation temperature 350 ° C
The hydrogen concentration in the film was set to 9 at%.

【0022】そして、この上にレジストを塗布し、走査
線14をマスクとして利用する裏面露光技術により、走
査線14に自己整合した第2レジストパターンを形成
し、この第2レジストパターンをマスクとしてチャネル
保護被膜をパターニング(第2パターニング)して、島
状のチャネル保護膜40を形成する。
Then, a resist is applied on this and a second resist pattern self-aligned with the scanning line 14 is formed by a backside exposure technique using the scanning line 14 as a mask, and this second resist pattern is used as a mask. The protective film is patterned (second patterning) to form an island-shaped channel protective film 40.

【0023】その後、図2(c)に示すように、良好な
オーミックコンタクトが得られるように、半導体膜36
の露出した表面を弗酸で処理し、その上に、不純物とし
てリンを含む30nm厚のn+a−Si:Hから成る低
抵抗半導体膜37をCVD法により堆積する。次に、約
25nm厚のMo層、約350nm厚のAl層、および
約50nm厚のMo層からなる積層膜50を、スパッタ
ー法により堆積する。そして、レジストを塗布し、第3
マスタパターンを用いて露光、現像を行い、第3レジス
トパターンを形成し、この第3レジストパターンをマス
クとして、リン酸、硝酸、酢酸、水の混酸を用いてMo
/Al/Mo積層膜50をウェットエッチングする。こ
れにより、ソース電極26、ドレイン電極24、および
ドレイン電極と一体の信号線を形成する。
After that, as shown in FIG. 2C, the semiconductor film 36 is formed so that a good ohmic contact can be obtained.
The exposed surface is treated with hydrofluoric acid, and a low-resistance semiconductor film 37 made of n + a-Si: H containing phosphorus as an impurity and having a thickness of 30 nm is deposited thereon by the CVD method. Next, a laminated film 50 including a Mo layer having a thickness of about 25 nm, an Al layer having a thickness of about 350 nm, and a Mo layer having a thickness of about 50 nm is deposited by a sputtering method. Then, a resist is applied and the third
Exposure and development are performed using the master pattern to form a third resist pattern, and using this third resist pattern as a mask, a mixed acid of phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, and water is used to form Mo.
The / Al / Mo laminated film 50 is wet-etched. Thereby, the source electrode 26, the drain electrode 24, and the signal line integrated with the drain electrode are formed.

【0024】続いて、第3レジストパターン、あるい
は、ソース電極26、ドレイン電極24、および信号線
をマスクとして、低抵抗半導体膜37、半導体膜36、
および第2ゲート絶縁膜34をRE(プラズマ・エッチ
ング)法により一括してパターニング(第3パターンニ
ング)する。この際、チャネル保護膜40とのエッチン
グ選択比を適宜制御する。
Then, using the third resist pattern or the source electrode 26, the drain electrode 24, and the signal line as a mask, the low resistance semiconductor film 37, the semiconductor film 36,
Then, the second gate insulating film 34 is collectively patterned by the RE (plasma etching) method (third patterning). At this time, the etching selection ratio with respect to the channel protective film 40 is appropriately controlled.

【0025】これにより、半導体膜36、低抵抗半導体
膜37、ソース電極26、信号線15、および信号線と
一体の接続端、および信号線と一体のドレイン電極24
が形成される。同時に、上記第3レジストパターン以外
の、窒化シリコン膜からなる第2ゲート絶縁膜34が完
全に除去される。
As a result, the semiconductor film 36, the low resistance semiconductor film 37, the source electrode 26, the signal line 15, the connection end integrated with the signal line, and the drain electrode 24 integrated with the signal line.
Is formed. At the same time, the second gate insulating film 34 made of a silicon nitride film other than the third resist pattern is completely removed.

【0026】そして、半導体膜36、低抵抗半導体膜3
7、ソース電極26、ドレイン電極24、および第2ゲ
ート絶縁膜34は、共通の第3レジストパターンに基い
てエッチングされるため、オーバエッチング量の相違に
より多少の段差は生じるが、TFT20の部分におい
て、ほぼ輪郭が一致して形成されている。
Then, the semiconductor film 36 and the low resistance semiconductor film 3 are formed.
Since the 7, the source electrode 26, the drain electrode 24, and the second gate insulating film 34 are etched based on the common third resist pattern, a slight step difference occurs due to the difference in the over-etching amount, but at the portion of the TFT 20. , The contours are formed so as to substantially coincide with each other.

【0027】続いて、図3(a)に示すように、上記基
板の全面に亘って、200nm厚の窒化シリコン膜から
成る層間絶縁膜30を堆積した後、レジストを塗布し、
第4マスタパターンを用いてレジストを露光、現像し、
第4レジストパターンを形成する。そして、BHF(バ
ッファード・フッ酸)によるウェットエッチングにより
層間絶縁膜30を第4レジストパターンに基いてパター
ニング(第4パターニング)し、ソース電極41に連通
するコンタクトホール52、信号線42の接続端に連通
するコンタクトホール31(図1参照)を形成する。同
時に、走査線14の接続端14aと対向する部位におけ
る第1ゲート絶縁膜32および層間絶縁膜30を連続し
て一括除去し、コンタクトホール35を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 3A, an interlayer insulating film 30 made of a silicon nitride film having a thickness of 200 nm is deposited over the entire surface of the substrate, and then a resist is applied,
The resist is exposed and developed using the fourth master pattern,
A fourth resist pattern is formed. Then, the interlayer insulating film 30 is patterned (fourth patterning) based on the fourth resist pattern by wet etching with BHF (buffered hydrofluoric acid), and the contact hole 52 communicating with the source electrode 41 and the connection end of the signal line 42. A contact hole 31 (see FIG. 1) communicating with the. At the same time, the first gate insulating film 32 and the interlayer insulating film 30 in the portion facing the connection end 14 a of the scanning line 14 are continuously and collectively removed to form a contact hole 35.

【0028】その後、図3(b)に示すように、上記基
板の全面に亘り、40nm厚の非晶質状態のITO膜、
つまり、アモルファスITOを150℃以下の温度、例
えば、室温で水添加のスパッター法で堆積し、その上に
レジストを塗布する。そして、第5マスタパターンを用
いてレジストを露光、現像して第5レジストパターンを
形成し、この第5レジストパターンに基いてアモルファ
スITO膜を蓚酸でエッチングすることによりパターニ
ング(第5パターニング)する。
After that, as shown in FIG. 3B, an ITO film in an amorphous state having a thickness of 40 nm is formed over the entire surface of the substrate.
That is, amorphous ITO is deposited at a temperature of 150 ° C. or lower, for example, room temperature by a water-added sputtering method, and a resist is applied thereon. Then, the resist is exposed and developed using the fifth master pattern to form a fifth resist pattern, and the amorphous ITO film is patterned with oxalic acid based on the fifth resist pattern (fifth patterning).

【0029】これにより、コンタクトホール52を介し
てソース電極26に導通した画素電極28を形成し、こ
れと同時に、コンタクトホール35を介して走査線14
の接続端14aに導通し画素電極28と同一材料からな
るパッド部材35a、並びに、コンタクトホール31を
介して信号線15の接続端に導通し画素電極28と同一
材料からなるパッド部材31aを形成する。
As a result, the pixel electrode 28 electrically connected to the source electrode 26 through the contact hole 52 is formed, and at the same time, the scanning line 14 is formed through the contact hole 35.
A pad member 35a made of the same material as the pixel electrode 28 and connected to the connection end 14a of the pixel electrode 28, and a pad member 31a made of the same material as the pixel electrode 28 and connected to the connection end of the signal line 15 through the contact hole 31. .

【0030】続いて、基板全体を240℃、30分間、
窒素雰囲気のオーブンで加熱してアニール処理を行い、
TFT20の特性を安定化させるとともに、アモルファ
スITOからなる画素電極を結晶化させる。
Then, the whole substrate is kept at 240 ° C. for 30 minutes.
Annealing is performed by heating in an oven with a nitrogen atmosphere.
The characteristics of the TFT 20 are stabilized, and the pixel electrode made of amorphous ITO is crystallized.

【0031】アニール処理を行う際、アニール条件は以
下のように設定する。すなわち、アニール処理時のアニ
ール温度およびアニール時間は、アニール処理後におけ
る半導体膜36の界面付近の水素濃度の増加率が約20
%以下となるように設定する。アニール処理時のアニー
ル温度およびアニール時間の制御により半導体膜36の
界面付近の水素濃度の増加率を約20%以下とすること
で、半導体膜36の界面付近における水素濃度の増加を
抑え、これによりオフリークを低減し、保持特性のばら
つきによる表示ムラを解消することができる。ここで、
半導体膜36の界面付近とは、低抵抗半導体膜37と半
導体膜36との境界部において低抵抗半導体膜37中の
不純物、ここではリンが減少し始める位置を半導体膜3
6の主表面とした場合、この主表面から半導体膜の厚さ
方向に約50オングストロームまでの領域をいう。
When performing the annealing process, the annealing conditions are set as follows. That is, with respect to the annealing temperature and the annealing time during the annealing process, the increase rate of the hydrogen concentration near the interface of the semiconductor film 36 after the annealing process is about 20.
Set it so that it is less than or equal to%. By controlling the annealing temperature and the annealing time during the annealing treatment so that the rate of increase in the hydrogen concentration near the interface of the semiconductor film 36 is about 20% or less, the increase in the hydrogen concentration near the interface of the semiconductor film 36 is suppressed. It is possible to reduce off-leakage and eliminate display unevenness due to variations in holding characteristics. here,
The vicinity of the interface of the semiconductor film 36 is the position where the impurities in the low resistance semiconductor film 37, here phosphorus, starts to decrease at the boundary between the low resistance semiconductor film 37 and the semiconductor film 36.
When the main surface of No. 6 is used, it means a region extending from this main surface to about 50 angstroms in the thickness direction of the semiconductor film.

【0032】アニール処理におけるアニール温度につい
て、例えば図4に示すように、アニール温度が高くな
り、例えば260℃を超えると、半導体膜中の水素が拡
散し半導体膜36の界面付近への移動が顕著となり、半
導体膜36の界面付近の水素濃度が増加するため、処理
時間によっては増加率は20%を超えてしまい、またそ
の制御が困難となる。
Regarding the annealing temperature in the annealing treatment, for example, as shown in FIG. 4, when the annealing temperature rises and exceeds, for example, 260 ° C., hydrogen in the semiconductor film diffuses and the movement to the vicinity of the interface of the semiconductor film 36 is remarkable. Therefore, since the hydrogen concentration near the interface of the semiconductor film 36 increases, the increase rate exceeds 20% depending on the processing time, and the control thereof becomes difficult.

【0033】また、アニール温度およびアニール時間を
種々変更して製造したアレイ基板を用いて液晶表示装置
を作成し、その表示特性を検査した結果、図5に示すよ
うに、アニール温度およびアニール時間が240℃、3
0分の場合、表示ムラの発生率は0%、250℃、30
分では0%、250℃、40分では0.43%、260
℃、30分では0.35%であった。更に、アモルファ
スITOからなる画素電極を十分に結晶化するには、2
30℃、30分以上のアニールが必要となることが解っ
た。
Moreover, as a result of inspecting the display characteristics of a liquid crystal display device using an array substrate manufactured by changing the annealing temperature and the annealing time, as shown in FIG. 5, the annealing temperature and the annealing time are shown. 240 ° C, 3
In the case of 0 minutes, the occurrence rate of display unevenness is 0%, 250 ° C., 30
Minute 0%, 250 ° C, 40 minutes 0.43%, 260
It was 0.35% at 30 ° C. for 30 minutes. Furthermore, to fully crystallize the pixel electrode made of amorphous ITO, 2
It has been found that annealing at 30 ° C. for 30 minutes or more is required.

【0034】以上のことから、アニール処理時のアニー
ル温度およびアニール時間は、これらの積(温度×分)
が約6900〜7650の範囲となるように設定する。
この場合、アニール温度は、アモルファスITOの十分
な結晶化、水素濃度制御を考慮すると230℃以上、例
えば230℃ないし255℃の範囲に設定することが望
ましい。そして、このようなアニール条件にてアニール
処理を行うことにより、半導体膜36の界面付近の水素
濃度を20%以上増加させることなくTFT特性の安定
化を図ることができるとともに、画素電極28を確実に
結晶化することができ、これによりオフリークを低減
し、保持特性のばらつきによる表示ムラを解消すること
ができる。
From the above, the annealing temperature and the annealing time during the annealing treatment are calculated by multiplying these products (temperature x minutes).
Is set within the range of about 6900 to 7650.
In this case, the annealing temperature is preferably set to 230 ° C. or higher, for example, in the range of 230 ° C. to 255 ° C. in consideration of sufficient crystallization of amorphous ITO and control of hydrogen concentration. By performing the annealing treatment under such an annealing condition, the TFT characteristics can be stabilized without increasing the hydrogen concentration near the interface of the semiconductor film 36 by 20% or more, and the pixel electrode 28 can be reliably formed. Therefore, off-leakage can be reduced, and display unevenness due to variations in holding characteristics can be eliminated.

【0035】上述したアニール処理でアレイ基板の製造
が終了する。このようにして製造されたアレイ基板を用
いて液晶表示装置を組み立て、画面表示検査を行った
所、表示ムラは確認されず、良好な表示を得ることがで
きた。
The manufacturing of the array substrate is completed by the above-mentioned annealing treatment. A liquid crystal display device was assembled using the array substrate manufactured in this manner, and a screen display inspection was conducted. As a result, no display unevenness was confirmed, and good display could be obtained.

【0036】以上のように、上述したアレイ基板の製造
方法によれば、アニール条件を最適化することにより、
半導体膜36の界面付近の水素濃度を20%以上増加さ
せることなくTFT特性の安定化を図ることができると
ともに、確実に結晶化した画素電極28を有するアレイ
基板を得ることができる。従って、このアレイ基板を用
いることにより、表示ムラの発生を防止し画像品位の向
上した液晶表示装置を得ることが可能となる。
As described above, according to the above-described array substrate manufacturing method, by optimizing the annealing conditions,
The TFT characteristics can be stabilized without increasing the hydrogen concentration near the interface of the semiconductor film 36 by 20% or more, and the array substrate having the crystallized pixel electrode 28 can be obtained. Therefore, by using this array substrate, it is possible to obtain a liquid crystal display device in which the occurrence of display unevenness is prevented and the image quality is improved.

【0037】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、アレイ基板を構成する各膜の形状、厚
さ、形成方法等は必要に応じて種々変形可能である。ま
た、ガラス基板の周辺領域に駆動回路部を一体的に形成
する構成としても良い。更に、画素電極は、ITOに限
定されることなく、他の透明導電膜を使用することも可
能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be variously modified within the scope of the present invention. For example, the shape, thickness, forming method, etc. of each film forming the array substrate can be variously modified as necessary. Further, the driving circuit portion may be integrally formed in the peripheral region of the glass substrate. Furthermore, the pixel electrode is not limited to ITO, and it is possible to use another transparent conductive film.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、アニール温度、時間を最適化することにより、TF
T特性を劣化させることなく、表示ムラの発生を防止可
能なアレイ基板の製造方法を提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, the TF is optimized by optimizing the annealing temperature and time.
It is possible to provide a method for manufacturing an array substrate that can prevent the occurrence of display unevenness without degrading T characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例に係る製造方法により製造さ
れるアレイ基板を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing an array substrate manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記アレイ基板の製造プロセスを説明するため
の断面図。
FIG. 2 is a sectional view for explaining a manufacturing process of the array substrate.

【図3】上記アレイ基板の製造プロセスを説明するため
の断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the array substrate.

【図4】半導体膜における水素分布とアニール温度との
関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between hydrogen distribution in a semiconductor film and annealing temperature.

【図5】アニール条件と表示ムラの発生状況との関係を
示す図。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between annealing conditions and the occurrence of display unevenness.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ガラス基板 14…走査線 14a…走査線接続端 15…信号線 16…信号線接続パッド 18…走査線接続パッド 20…TFT 24…ドレイン電極 26…ソース電極 28…画素電極 31、35、52…コンタクトホール 30…層間絶縁膜 32…第1ゲート絶縁膜 34…第2ゲート絶縁膜 36…半導体膜 37…低抵抗半導体膜 40…チャネル保護膜 10 ... Glass substrate 14 ... Scan line 14a ... Scan line connection end 15 ... Signal line 16 ... Signal line connection pad 18 ... Scan line connection pad 20 ... TFT 24 ... Drain electrode 26 ... Source electrode 28 ... Pixel electrode 31, 35, 52 ... Contact holes 30 ... Interlayer insulating film 32 ... First gate insulating film 34 ... Second gate insulating film 36 ... Semiconductor film 37 ... Low-resistance semiconductor film 40 ... Channel protective film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09F 9/35 H01L 29/78 618F H01L 21/336 616L (71)出願人 390009531 インターナショナル・ビジネス・マシーン ズ・コーポレーション INTERNATIONAL BUSIN ESS MASCHINES CORPO RATION アメリカ合衆国10504、ニューヨーク州 アーモンク ニュー オーチャード ロー ド (72)発明者 久保 明 埼玉県深谷市幡羅町一丁目9番地2 株式 会社東芝深谷工場内 (72)発明者 岡島 謙二 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社野洲事業所 内 Fターム(参考) 2H092 HA04 JA24 JA46 KA12 MA05 MA08 MA12 MA29 NA01 NA24 NA29 5C094 AA03 AA43 BA03 BA43 CA19 EA04 EA05 EA07 FB14 JA01 5F110 AA17 AA19 CC07 DD02 DD03 EE06 EE44 FF02 FF03 FF09 FF29 GG02 GG15 GG25 HK03 HK04 HK09 HK22 HK33 HK34 HK41 NN04 NN14 NN24 NN35 NN73 QQ09 QQ12 5G435 AA01 AA17 BB12 CC09 KK05 KK09 KK10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G09F 9/35 H01L 29/78 618F H01L 21/336 616L (71) Applicant 390009531 International Business Machines Corporation INTERNATIONAL BUSIN ESS MASCHINES CORPO RATION United States 10504, New York, Armonk New Orchard Road (72) Inventor Akira Kubo 1-chome, Harara-cho, Fukaya-shi, Saitama, Ltd. Toshiba Fukaya Factory (72) Inventor Kenji Okajima Shiga 800 Miyake, Yasu-machi, Yasu-gun, Japan F-Term (reference) in Yasu branch of IBM Japan, Ltd. 2H092 HA04 JA24 JA46 KA12 MA05 MA08 MA12 MA29 NA01 NA24 NA29 5C094 AA03 AA43 BA03 BA43 CA19 EA04 EA05 EA07 FB14 JA01 5F110 AA17 AA19 CC07 DD02 DD03 EE06 EE44 FF02 FF03 FF09 FF29 GG02 GG05 NN15QA QN NN15QA QN NN15QA QN NNQA QN NNQA NNQA NNQA NNQA NNQA NNQA NNQA NNQA QAQA NNQA QA NNQA QAQA KK09 KK10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】走査線に接続されたゲート電極に対して絶
縁膜を介して配置された半導体膜と、上記半導体膜に電
気的に接続されたソース電極およびドレイン電極と、上
記ソース電極およびドレイン電極と上記半導体膜との間
に介挿された低抵抗半導体膜と、を含んだ薄膜トランジ
スタと、 上記ドレイン電極から導出し上記走査線と略直交して延
びた信号線と、 上記ソース電極と電気的に接続された画素電極と、を備
えた表示装置用のアレイ基板の製造方法において、 水素濃度が8at%以上の半導体膜を形成する工程と、 非晶質状態の透明導電膜により上記画素電極を形成する
工程と、 上記半導体膜および画素電極をアニール処理して画素電
極を結晶化するアニール工程と、を備え、 上記アニール工程は、アニール処理後において上記半導
体膜の界面付近の水素濃度増加率が20%以下となるア
ニール条件で行うことを特徴とする表示装置用のアレイ
基板の製造方法。
1. A semiconductor film arranged via an insulating film to a gate electrode connected to a scanning line, a source electrode and a drain electrode electrically connected to the semiconductor film, and the source electrode and the drain. A thin film transistor including a low-resistance semiconductor film interposed between an electrode and the semiconductor film, a signal line extending from the drain electrode and extending substantially orthogonal to the scan line, and the source electrode and the electrical line. A method for manufacturing an array substrate for a display device including a pixel electrode electrically connected to the pixel electrode, the step of forming a semiconductor film having a hydrogen concentration of 8 at% or more, and the pixel electrode using a transparent conductive film in an amorphous state. And an annealing step of crystallizing the pixel electrode by annealing the semiconductor film and the pixel electrode, wherein the annealing step is performed after the annealing treatment. Method of manufacturing an array substrate for a display device in which the hydrogen concentration increase in the vicinity of the interface of the body film and performing the annealing conditions of 20% or less.
【請求項2】上記アニール工程において、アニール温度
およびアニール時間の積が約6900ないし7650の
範囲となるように、上記アニール温度およびアニール時
間を設定することを特徴とする請求項1記載の表示装置
用のアレイ基板の製造方法。
2. The display device according to claim 1, wherein in the annealing step, the annealing temperature and the annealing time are set such that the product of the annealing temperature and the annealing time is in the range of approximately 6900 to 7650. Of manufacturing an array substrate for a wafer.
【請求項3】上記アニール温度を230℃ないし255
℃の範囲内に設定することを特徴とする請求項2に記載
の表示装置用のアレイ基板の製造方法。
3. The annealing temperature is 230 ° C. to 255.
The method for manufacturing an array substrate for a display device according to claim 2, wherein the temperature is set within a range of ° C.
【請求項4】インジウム・ティン・オキサイドを150
℃以下の温度でスパッタリング法により成膜して上記画
素電極を形成することを特徴とする請求項1ないし3の
いずれか1項に記載の表示装置用のアレイ基板の製造方
法。
4. Indium tin oxide 150
The method for manufacturing an array substrate for a display device according to claim 1, wherein the pixel electrodes are formed by forming a film by a sputtering method at a temperature of not more than ° C.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103236441A (en) * 2013-04-22 2013-08-07 深圳市华星光电技术有限公司 Switch tube, preparation method for switch tube and display panel
CN109491157A (en) * 2017-09-13 2019-03-19 夏普株式会社 The manufacturing method of display panel substrate

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