JP2004157554A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1金属膜及び耐火金属製の第2金属膜を積層し、1次写真工程により第1及び第2金属膜をパターニングしゲート電極及びゲートライン端部を形成する段階、絶縁膜を形成する段階、2次写真工程によりTFT部の絶縁膜上に非晶質シリコン膜パターン及び不純物ドープ非晶質シリコン膜パターンを形成する段階、3次写真工程によりTFT部にソース電極、ドレイン電極及びデータラインを形成し、ソース及びドレイン電極間の不純物ドープ非晶質シリコン膜パターンを蝕刻する段階、4次写真工程によりドレイン電極及びゲートライン端部上の絶縁膜を露出する保護膜パターンを形成しゲートライン端部上の絶縁膜を蝕刻する段階、5次写真工程によりドレイン電極に連結の第1画素電極パターンとゲートライン端部に連結の第2画素電極パターンを形成する段階を含む。
【選択図】 図11
Description
一方、薄膜トランジスタ(以下、TFTという)は一般のトランジスタに比べて非常に薄いので、この製造工程は一般トランジスタの製造工程より複雑で、生産性に劣り、高コストである。特に、製造段階毎にマスクが用いられるため、最少7枚のマスクが要る。従って、TFTの生産性を向上させながら製造単価を下げるための方法が色々と研究されており、特に製造工程に用いられるマスクの数を減らすための方法が広く研究されている。
図1乃至図4は従来の技術による液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図であり、特許文献1を参照したものである。各図面の参照符号AはTFT部を示し、Bはパッド部を示す。
図2を参照すると、通常の写真工程を施してパッド部の一部領域を覆うフォトレジストパターン(図示せず)を形成した後、前記フォトレジストパターンを酸化防止膜として、前記第1金属膜を酸化させて陽極酸化膜6を形成する。この際、前記陽極酸化膜6はTFT部に形成されたゲート電極4の全面と、パッド部に位置するゲートパッド4aの一部領域に形成される。
図6は本発明による液晶表示装置を製造するための概略的なレイアウト図である。
参照符号100はゲートラインを形成するためのマスクパターンを、105はゲートパッドを形成するためのマスクパターンを、110はデータラインを形成するためのマスクパターンを、120は半導体膜を形成するためのマスクパターンを、130はソース電極/ドレイン電極を形成するためのマスクパターンを、140はTFT部の画素電極とドレイン電極を連結するコンタクトホールを形成するためのマスクパターンを、145はパッド部のゲートパッドと画素電極を連結するコンタクトホールを形成するためのマスクパターンを、150はTFT部の画素電極を形成するためのマスクパターンを、155はパッド部の画素電極を形成するためのマスクパターンをそれぞれ示している。
図7はゲート電極を形成する段階を示している。
詳しくは、ゲートパターンの形成された基板20の全面に例えば窒化膜を4,000Å程度の厚さで蒸着して絶縁膜26を形成する。次いで、前記絶縁膜26上に非晶質シリコン膜28及び不純物のドープされた非晶質シリコン膜30をそれぞれ1,000Å−2,000Å及び500Åの厚さで蒸着して非晶質シリコン膜28及び不純物のドープされた非晶質シリコン膜30から構成された半導体膜を形成する。次に、前記半導体膜を2次写真工程により蝕刻してTFT部Cに活性領域として用いられる半導体膜パターンを形成する。
詳しくは、半導体膜パターンの形成された前記基板20の全面に、例えばスパッタリング方法にてクロム(Cr)を1,000Å−2,000Å程度蒸着して第3金属膜を形成する。次に、前記第3金属膜を3次写真工程により蝕刻してTFT部にソース電極32a及びドレイン電極32bを形成する。
詳しくは、保護膜パターン34の形成された前記基板20の全面に、例えばスパッタリング方法にて透明導電膜のITO膜を形成した後、前記ITO膜を5次写真工程により蝕刻してTFT部及びパッド部に第1及び第2の画素電極36、36aを形成する。従って、TFT部では第1の画素電極36とドレイン電極32bとが連結され、パッド部Dでは第2の画素電極36aとゲートパッド(22+24)とが連結される。
図13はゲート電極用の導電膜を形成する段階を示している。
詳しくは、まず透明な基板40上にアルミニウム又はアルミニウム合金を2,000Å−4,000Å程度の厚さで蒸着して第1金属膜42を形成する。次に、前記第1金属膜42上にクロム(Cr)等の耐火性金属を500Å−2,000Åの厚さで蒸着してキャッピング膜として用いられる第2金属膜44を形成する。かつ、前記アルミニウム合金としては、アルミニウム−ネオジム(Al−Nd)、アルミニウム−ニオビウム(Al−Nb)又はアルミニウム−タンタル(Al−Ta)を用いることができる。また、前記第2金属膜44はクロム(Cr)の他にタンタル(Ta)、モリブデン(Mo)及びチタン(Ti)を用いて形成することができる。
詳しくは、前記第2金属膜44上にフォトレジストを塗布した後、露光及び現像工程を経てフォトレジストパターン46を形成する。次いで、前記フォトレジストパターン46をマスクとして第2金属膜44を蝕刻する。この際、過度蝕刻を十分に行うことにより第2金属膜44にアンダーカットを発生させる。
詳しくは、フォトレジストパターン(図14の46)の熱的安定性を用いてフォトレジストパターンがリフローされる温度の約100℃以上まで前記基板を加熱する。この際、フォトレジストパターンのリフロー特性を向上させるために前記基板を多段階で熱処理することもできる。従って、パタニングされた前記第2金属膜44がリフローされたフォトレジストパターン46aにより完全に覆われるようになる。
詳しくは、リフローされた前記フォトレジストパターン(図15の46a)をマスクとして前記第1金属膜42を蝕刻してから、フォトレジストパターン46aを取り除く。このようにすると、第1金属膜42はフォトレジスト(図15の46a)の厚さ分だけ第2金属膜44より広く蝕刻されるので、後続絶縁膜の蒸着工程で絶縁膜のステップカバレージが良好になる。この際、前記第1金属膜42と後続工程で形成されるITOとの接触を防止するためには、パタニングされた第2金属膜44の大きさがITOとゲートパッドを連結させるためのコンタクトホールより大きく形成されるように前記フォトレジストパターン46aの厚さ及び大きさを調節することが望ましい。
図17乃至図19は本発明の第3実施例による液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図であり、ゲート電極を形成する段階まで示してある。
図17はゲート電極用の導電膜である第1金属膜52と第2金属膜54及びフォトレジストパターン56を形成する段階を示したものであり、本発明の第2実施例(図13参照)と同一に行われる。
図19は第1金属膜52を蝕刻してゲート電極を形成する段階を示したものであり、パタニングされた第2金属膜54をマスクとして第1金属膜52を蝕刻する。勿論、フォトレジストパターン56を前段階で取り除かない場合には、フォトレジストパターン56をマスクとして用いることができ、第1金属膜52の蝕刻後に前記フォトレジストパターン56を取り除く。
図20はゲート電極用の導電膜である第1金属膜62と第2金属膜64及びフォトレジストパターン66を形成する段階を示したものであり、第2及び第3実施例と同一に行われる。
図22は第1金属膜62を蝕刻する段階を示したものであり、前記パタニングされた第2金属膜64をマスクとして第1金属膜62を湿式蝕刻すると、図22に示すようにゲート電極にアンダーカットが形成される。
22 第1金属膜
24 第2金属膜
26 絶縁膜
28 非晶質シリコン膜
30 不純物のドープされた非晶質シリコン膜
32a ソース電極
32b ドレイン電極
34 保護膜パターン
36 画素電極
36a 画素電極
40 基板
42 第1金属膜
44 第2金属膜
46 フォトレジストパターン
46a フォトレジストパターン
52 第1金属膜
54 第2金属膜
56 フォトレジストパターン
62 第1金属膜
64 第2金属膜
66 フォトレジストパターン
Claims (32)
- TFT部及びパッド部の基板上に第1金属膜及び第2金属膜を順次に積層し、1次写真工程を用いて前記第1金属膜及び第2金属膜をパターニングして前記基板上にゲート電極及びゲートライン端部を形成する段階であって、前記第2金属膜は耐火金属よりなる段階と、
前記ゲート電極及び前記ゲートラインが形成された前記基板の全面上に絶縁膜を形成する段階と、
2次写真工程を用いて前記TFT部の前記絶縁膜上に非晶質シリコン膜パターン及び不純物がドープされた非晶質シリコン膜パターンを形成する段階であって、前記不純物がドープされた非晶質シリコン膜パターンは全体的に前記非晶質シリコン膜パターン上に形成され、前記不純物がドープされたシリコン膜パターンの全体底面は前記非晶質シリコン膜パターンと直接接触する段階と、
3次写真工程を用いて前記TFT部に第3金属膜よりなるソース電極、ドレイン電極及びデータラインを形成し、前記ソース電極及び前記ドレイン電極間に位置した前記不純物がドープされた非晶質シリコン膜パターンの一部をエッチングする段階と、
4次写真工程を用いて前記ドレイン電極の一部と前記ゲートライン端部上の前記絶縁膜の一部とを露出させる保護膜パターンを形成し、前記露出されたゲートライン端部上の前記絶縁膜をエッチングする段階と、
5次写真工程を用いて前記保護膜パターンが形成された前記基板上で前記ドレイン電極に連結される第1画素電極パターンと前記ゲートライン端部に連結される第2画素電極パターンとを形成する段階と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記第1金属膜はアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2金属膜はクロム、モリブデン、タンタル及びチタンよりなる群から選択された何れか一つの金属よりなることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜の側壁は前記基板に対して傾斜することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜はアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2金属膜はクロム、モリブデン、タンタル及びチタンよりなる群から選択された何れか一つの金属よりなることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜は前記第2金属膜より厚いことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜の側壁は前記基板に対して傾斜することを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜はアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなることを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2金属膜はクロム、モリブデン、タンタル及びチタンよりなる群から選択された何れか一つの金属よりなることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記ドレイン電極、前記ソース電極及び前記データラインのうち少なくとも一部が前記絶縁膜と接触することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜の側壁は前記基板に対して傾斜することを特徴とする請求項11に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜は前記第2金属膜より厚いことを特徴とする請求項11に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜はアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなることを特徴とする請求項11に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2金属膜はクロム、モリブデン、タンタル及びチタンよりなる群から選択された何れか一つの金属よりなることを特徴とする請求項12〜14の何れか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1画素電極及び前記第2画素電極は透明物質よりなることを特徴とする請求項2、5、9又は14の何れか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。
- TFT部及びパッド部の基板上に第1金属膜及び第2金属膜を順次に積層し、前記第1金属膜及び第2金属膜をパターニングして前記基板上にゲート電極及びゲートラインを形成する段階であって、前記第2金属膜は耐火金属よりなる段階と、
前記ゲート電極及び前記ゲートライン上に絶縁膜を形成する段階と、
前記絶縁膜上に非晶質シリコン膜パターンと不純物がドープされた非晶質シリコン膜パターンとを形成する段階であって、前記不純物がドープされた非晶質シリコン膜パターンは全体的に前記非晶質シリコン膜パターン上に形成され、前記不純物がドープされたシリコン膜パターンの全体底面は前記非晶質シリコン膜パターンと直接接触する段階と、
第3金属膜よりなるソース電極、ドレイン電極及びデータラインを形成し、前記ソース電極及び前記ドレイン電極間に位置した前記不純物がドープされた非晶質シリコン膜パターンの一部をエッチングする段階と、
前記ドレイン電極の端部を露出させる第1コンタクトホール及び前記ゲートラインの一一部を露出させる第2コンタクトホールを備える保護膜パターンを形成する段階であって、前記保護膜パターンは前記ソース電極と前記ドレイン電極間に位置する前記非晶質シリコン膜パターンの上部表面と接触し、前記第2コンタクトホールの下部の前記絶縁膜は前記ゲートラインの端部が露出するようにエッチングされる段階と、
前記第1コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極に連結された第1画素電極パターンと前記第2コンタクトホールを通じて前記ゲートラインに連結された第2画素電極パターンを形成する段階と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記第1金属膜はアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなることを特徴とする請求項17に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2金属膜はクロム、モリブデン、タンタル及びチタンよりなる群から選択された何れか一つの金属よりなることを特徴とする請求項18に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜の側壁は前記基板に対して傾斜することを特徴とする請求項17に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜はアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなることを特徴とする請求項20に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2金属膜はクロム、モリブデン、タンタル及びチタンよりなる群から選択された何れか一つの金属よりなることを特徴とする請求項21に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜は前記第2金属膜より厚いことを特徴とする請求項17に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜の側壁は前記基板に対して傾斜することを特徴とする請求項23に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜はアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなることを特徴とする請求項24に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2金属膜はクロム、モリブデン、タンタル及びチタンよりなる群から選択された何れか一つの金属よりなることを特徴とする請求項25に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記ドレイン電極、前記ソース電極及び前記データラインのうち少なくとも一部が前記絶縁膜と接触することを特徴とする請求項17に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜の側壁は前記基板に対して傾斜することを特徴とする請求項27に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜は前記第2金属膜より厚いことを特徴とする請求項27に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1金属膜はアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなることを特徴とする請求項27に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2金属膜はクロム、モリブデン、タンタル及びチタンよりなる群から選択された何れか一つの金属よりなることを特徴とする請求項28〜30の何れか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1画素電極及び前記第2画素電極は透明物質よりなることを特徴とする請求項18、21、25又は30の何れか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。
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