JP2004349299A - Thin film transistor and its manufacturing method - Google Patents

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乃仁 蕭
Keichu Chin
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the shading structure and the simplified manufacturing method of a thin film transistor. <P>SOLUTION: An opaque structure 32 which is electrically insulated from a gate is provided adjacent to the gate located on a substrate 30, whereby light rays radiating from the substrate can be blocked, and a photo current is hardly induced in the source/drain 35 of the thin film transistor, channels, and conductors. The manufacturing method comprises steps of forming a photoresist pattern of irregular thickness through a mask equipped with a dual slit pattern, and finishing the transfer of a two-layered conductor layer pattern used for forming a source, a drain, and channels by the use of only one mask. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の薄膜トランジスタとその製造方法に係り、特に電気的にドレイン(ソース)に連接された導線下方に光線を遮蔽する導体構造が存在する薄膜トランジスタ、及びデュアルスリットパターンを具えたマスクによりトランジスタを画定する薄膜トランジスタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
薄膜トランジスタは広く現代の電子製品中に応用されており、例えば、液晶ディスプレイパネル中にあって各画素のオンオフ制御に用いられている。これにより、いかに薄膜トランジスタの構造と製造方法を改善するかが、熱心に検討されている。
【0003】
周知の薄膜トランジスタの構造は図1に示されるようであり、基板10の上に配置された以下の基本ユニット、即ち、導体構造11、第1誘電質層12、第1半導体層13、導体層14、及び第2誘電質層15を少なくとも具え、並びに電気的に導線16(パターン化導体構造)に連接されている。導体構造11はゲートとされ、第1半導体層13はチャネルを提供し、導体層14はソースとドレインとされ、第1誘電質層12と第2誘電質層15は隔離と保護用とされ、導線16は薄膜トランジスタのドレインを電気的に外界に連接させる。当然、図1は概略図であり、ゲートとソースの外界との電気的連接の管道は描かれていない。しかし基本的にソースも第2誘電質層の導線を介して外界と電気的に連接され、ゲートは第1誘電質層と第2誘電質層の導線を介して外界と電気的に連接される。
【0004】
導体構造11、第1半導体層13、導体層14、第2誘電質層15と導線16のパターンはいずれも異なり、もし各層に個別のマスクを使用してパターニングするなら、薄膜トランジスタ製造のために5個のマスクと5回のパターン転移工程が必要となる。このため、材料コストを減らし、製造時間を短縮し、生産能力を高めるため、必要なマスク数を減らせる技術が続々と提出されている。
【0005】
例えば、周知の技術には、導体層14と導線16を同じ材料で形成して二つのマスクを合併して一つのマスクとなす方法が使用されている。しかし、このような方法は導線とソース/ドレインの要求の違いに対して、一種類の材料で同時に最適化した二種類の要求に対応できない問題を有している。例えば周知の技術で、第2誘電質層15と第1半導体層13を合併して一つのマスクを使用すると、薄膜トランジスタサイズにより、比較的大きな断差と比較的高い遺漏電流(Ioff )の問題がもたらされる。さらに、周知の技術は第1半導体層13と導体層14に対して一つのマスクを合併使用する方法を採用しているが、その使用するハーフトーンマスクには特殊な露光技術を使用しなければならず、実際の応用上、相当な困難がある。このような技術の報告としては、非特許文献1〜3がある。
【0006】
このほか、薄膜トランジスタが液晶ディスプレイパネルに応用される時、光線は往々にして基板10背面より薄膜トランジスタのある一面に投射され、且つ周知の技術中の第1誘電質層12は通常透明の誘電材料で形成され、第1半導体層13、導体層14と導線16は往々にして光線の照射を受けて光電流(半導体が光励起により発生する電子正孔対の如し)を発生し、これにより漏電流或いは雑音等の欠点を発生する。
【0007】
【非特許文献1】
A.Van Calster等 「高機動性AMLCDパネルの簡易化3ステップ製造方法(A Simplified 3−step Fabrication Scheme for high Mobility AMLCD Panels)」
【非特許文献2】
K.Ono等「34cmサイズTFT−LCDのための簡易化4ホトマスクプロセス(A Simplified 4 photo−Mask Process for 34−cm Diagonal TFT−LCDs)」IDRC 1995年
【非特許文献3】
Chang W.H.等 「新ホトリソグラフィーを使用し4マスクプロセスで製造したTFT(A TFT Manufactured by 4−Masks Process with new Photolithography」 IDRC 1998年
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
総合すると、薄膜トランジスタの周知の構造と周知の形成方法は少なからず改善の余地があり、即ち、いかに薄膜トランジスタ形成時に必要なマスク数を減少し、如何に光線の薄膜トランジスタへの照射が誘発する電流を防止するかが解決を待たれる問題とされている。
【0009】
本発明の主要な目的は、上述の周知の技術によく見られる欠点を解決すべく、四つのホトマスクで薄膜トランジスタを形成する方法、及び、有効に光電流の欠点を解決できる薄膜トランジスタを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、薄膜トランジスタの製造方法において、
基板を提供する工程と、
該基板の上にゲートを形成する工程と、
誘電質層を該基板の上に形成すると共に該ゲートを被覆させる工程と、
第1半導体層を該誘電質層の上に形成する工程と、
第2半導体層を該第1半導体層の上に形成する工程と、
ホトレジスト層を該第2半導体層の上に形成する工程と、
マスクを該ホトレジスト層の上方に置くと共に、該マスクに設けたデュアルスリットパターンを該ゲートの上方に位置づけ、該デュアルスリットパターンの中間を該ゲートの中間の上方に位置づける工程と、
該ホトレジスト層をパターン化して、薄い部分と厚い部分を具えると共に厚い部分がデュアルスリットパターンの下方に位置するホトレジストパターンをゲートとその周囲の部分の基板の上方の位置に形成する工程と、
該ホトレジストパターンにより被覆されていない部分の第2半導体層と第1半導体層を除去する工程と、
薄い部分のホトレジストパターンを除去する工程と、
残ったホトレジストパターンに被覆されていない部分の第2半導体層を除去する工程と、
を具えたことを特徴とする、薄膜トランジスタの製造方法としている。
請求項2の発明は、請求項1記載の薄膜トランジスタの製造方法において、ゲートを形成する時に、ゲートと電気的に相互に隔離された不透光構造を、未除去の第2半導体層の一部の下方に少なくとも位置するように形成する工程を具えたことを特徴とする、薄膜トランジスタの製造方法としている。
請求項3の発明は、薄膜トランジスタの製造方法において、
基板を提供する工程と、
該基板の上にゲートを形成する工程と、
導体構造と不透光構造を、該導体構造と該不透光構造が相互に電気的に隔離されるように形成する工程と、
第1誘電質層を該基板の上に形成すると共に該第1誘電質層に該導体構造と該不透光構造を被覆させる工程と、
第1半導体層を該第1誘電質層の上に形成する工程と、
第2半導体層を該第1半導体層の上に形成する工程と、
パターン化を実行し、一部の第2半導体層と一部の第1半導体層を除去し、未除去部分の第2半導体層と未除去部分の第1半導体層が導体構造の上方に少なくとも位置するようにし、未除去部分の第1半導体層が少なくとも一部の不透光構造を被覆するようにする工程と、
第2誘電質層を該基板の上に形成し、該第2誘電質層に未除去部分の第2半導体層と未除去部分の第1半導体層を被覆させる工程と、
第2誘電質層中に開口を形成し、該開口より一部の第2半導体層を露出させる工程と、
パターン化導体層を該第2誘電質層の上に形成し、該パターン化導体層を該開口中にも位置させる工程と、
を具えたことを特徴とする、薄膜トランジスタの製造方法としている。
請求項4の発明は、請求項3記載の薄膜トランジスタの製造方法において、未除去部分の第1半導体層或いは第2半導体層を、導体構造の辺縁に沿って、導体構造の上方の未除去部分の幅が該導体構造の上方に位置しない部分の幅より大きくなるよう調整することを特徴とする、薄膜トランジスタの製造方法としている。
請求項5の発明は、請求項3記載の薄膜トランジスタの製造方法において、未除去部分の第1半導体層或いは第2半導体層を、不透光構造の辺縁に沿って、不透光構造の上方の未除去部分の幅が該不透光構造の上方に位置しない部分の幅より大きくなるよう調整することを特徴とする、薄膜トランジスタの製造方法としている。
請求項6の発明は、薄膜トランジスタにおいて、
基板の上に位置する導体構造と、
該基板の上に位置し並びに該導体構造と相互に分離された不透光構造と、
該基板、該導体構造及び該不透光構造を被覆する第1誘電質層と、
該第1誘電質層の上に位置し、導体構造と少なくとも一部の不透光構造の上方に位置する第1半導体層と、
一部の該第1半導体層の上に位置し、導体構造と少なくとも一部の不透光構造の上方に位置する第2半導体層と、
該基板、該第1半導体層及び第2半導体層を被覆し、少なくとも一つの開口を具えて一部の該第2半導体層を露出させた第2誘電質層と、
該第2誘電質層の上に位置すると共に該開口中に位置するパターン化導体層であって、該不透光構造が少なくとも一部の該パターン化導体層の下方に位置する、該パターン化導体層と、
を具えたことを特徴とする、薄膜トランジスタとしている。
請求項7の発明は、請求項6記載の薄膜トランジスタにおいて、導体構造の辺縁に沿って、第1半導体層或いは第2半導体層の該導体構造の上方に位置する部分の幅が該導体構造の上方に位置しない部分の幅より大きいことを特徴とする、薄膜トランジスタとしている。
請求項8の発明は、請求項6記載の薄膜トランジスタにおいて、不透光構造の辺縁に沿って、第1半導体層或いは第2半導体層の該不透光構造の上方に位置する部分の幅が該不透光構造の上方に位置しない部分の幅より大きいことを特徴とする、薄膜トランジスタとしている。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例は薄膜トランジスタの製造方法を提供し、それは少なくとも以下の基本工程を具えている。
【0012】
図2に示されるように、基板20を提供し、並びにゲート21を基板の上に形成する。
【0013】
図3に示されるように、まず誘電質層22を基板の上に形成し並びにゲート21を被覆させ、さらに第1半導体層23と第2半導体層24を誘電質層22の上に順に形成する。
【0014】
図4に示されるように、ホトレジスト層25を第2半導体層24の上に形成し、さらにマスク251をホトレジスト層25の上方に置く。このマスク251はデュアルスリットパターン252を具え、並びにマスク251のデュアルスリットパターン252がゲート21の上方に位置づけられる。並びにデュアルスリットパターン252の中間がゲート21の中間の上方に位置するものとされる。
【0015】
図5に示されるように、ホトレジスト層25をパターニングしてホトレジストパターン253を形成する。このホトレジストパターン253は僅かにゲート21(ゲート21周囲の部分の基板20も含み得る)の上方に位置する。デュアルスリットパターン252の誘発するデュアルスリット回折により、ホトレジストパターン253は薄い部分のホトレジストパターンと厚い部分のホトレジストパターンに分けられる。そのうち、薄い部分のホトレジストパターンはデュアルスリットパターンの下方に位置する。当然、実際のホトレジストパターン253は往々にしてこのように明らかな厚さの変化を有さず円弧状に変化するが、図5は本発明の特徴を表示するために描かれたものであり、必ずしもこのようなホトレジストパターン253が形成されるわけではない。
【0016】
図6に示されるように、ホトレジストパターン253で被覆されていない一部の第2半導体層24と一部の第1半導体層23を除去する。当然、ホトレジストパターン253に被覆されていない部分の誘電質層22も一緒に除去することが可能で、本実施例はこのような細部を限定しない。
【0017】
図7に示されるように、薄い部分のホトレジストパターン253を除去する。当然、残ったホトレジストパターン253より除去したい第2半導体層24が露出するまでホトレジストパターン253の厚さを全面的に減らしてもよい(全面性のエッチングを行う)。或いは、薄い部分のホトレジストパターン253のみを除去してもよい。本実施例はこのような細部の限定を行わない。
【0018】
図8に示されるように、残されたホトレジストパターン253に被覆されていない部分の第2半導体層24を除去し、さらに残されたホトレジストパターン253を除去する。当然、形成する薄膜トランジスタの規格の違いにより、一部の第2半導体層24を除去した後に、ホトレジストパターン253に被覆されていない部分の第1半導体層23を除去する(或いは残された一部のホトレジストパターン253に被覆されていない一部の第1半導体層23の厚さを減らす)ことも可能である。
【0019】
明らかに、本実施例の特徴は、デュアルスリットパターン252を具えたマスク251により、第1半導体層23と第2半導体層24のパターンを同時に画定し、これにより薄膜トランジスタ形成時に必要なマスク数を減らすことにある。デュアルスリットパターンの発生する回折パターンは中間が比較的強く並びに両側に向けて漸次弱まる特性を有し、本実施例は単一のマスク251を使用してホトレジスト層25を厚さの不均一なホトレジストパターン253となす。これにより二段式の厚さの不均一なホトレジストパターン253を使用して第1半導体層23と第2半導体層24をパターン化し(一段は全体の厚さが不均一なホトレジストパターン253とされ、もう一段は先に薄い部分を除去したホトレジストパターン253とされ、未除去部分のホトレジストパターン253が使用される)、本実施例は一つだけのマスクを使用して第2半導体層24と第1半導体層23にそれぞれ異なるパターンを具備させる。
【0020】
当然、外界との信号交換用の導線等を形成するため、本実施例は図9に示されるように以下の工程を更に実行することができる(これらの工程は本実施例の特徴ではないため、細かい工程を図で逐一表示しない。)。
(1)一部の第2半導体層24を除去した後、ホトレジストパターン253を除去し、さらに付加誘電質層26を基板の上に形成し並びに第1半導体層23と第2半導体層24を被覆させる。
(2)付加誘電質層26をパターニングし、開口を形成して一部の第2半導体層24を露出させる。ホトレジストパターン253に被覆されていない誘電質層22の有無に影響が生じないようにするため、付加誘電質層26で再度被覆しうる。
(3)パターン化導体層27を付加誘電質層26の上方に形成し並びに開口中にも位置させる。
【0021】
本発明のもう一つの実施例は薄膜トランジスタを提供し、それは図10と図11に示されるように、少なくとも以下の基本ユニットを具えている。即ち、導体構造31、不透光構造32、第1誘電質層33、第1半導体層34、第2半導体層35、第2誘電質層36及びパターン化導体層37である。
【0022】
図10と図11に示される実施例中、構造と工程の進行において先の実施例と異なるところは、不透光構造32の存在である。この実施例の薄膜トランジスタを形成する時は、第1半導体層34と第2半導体層35の形成に使用するマスクパターンを使用して、基板30の上に不透光構造32を形成する工程を有することである。不透光構造32の工程順序は、基板30の上に導体構造31を形成する工程の前或いは後に限定されるわけでない。その他の基本ユニットの工程は、先の実施例と同じである。
【0023】
この実施例中、導体構造31は基板30の上に位置し、不透光構造32は基板30の上に位置し並びに導体構造31と相互に電気的に隔離され、相互間は不導電とされる(即ち不透光構造が導体とされる時、不透光構造32と導体構造31は相互に分離されなければならず、不透光構造が導体でなければ、不透光構造32と導体構造31は直接接触可能である)。第1誘電質層33は基板30、導体構造31及び不透光構造32を被覆し、第1半導体層34は第1誘電質層33の上、特に導体構造31と不透光構造32の上方に位置する。第2半導体層35は第1半導体層34の上、特に導体構造31と不透光構造32の上方に位置する。第2誘電質層36は基板30、第1半導体層34及び第2半導体層35を被覆し並びに第2誘電質層36中に位置し並びに一部の第2半導体層35を露出させる少なくとも一つの開口を具えている。パターン化導体層37が第2誘電質層36の上に位置し並びに開口中に位置し、並びに少なくとも一部の不透光構造32の上方に位置する。
【0024】
明らかに、図10、図11を図1と比較すると、本実施例は上述のマスク節約の特徴のほか、不透光構造32の存在という特徴を有する。周知の技術と比較すると、周知の技術における導体構造11の上方に位置する一部の第1半導体層13、一部の導体層14が基板10からの光線照射により光電流を発生するという問題がない。本実施例は不透光構造32の使用により、有効に基板30からの光線を阻止し、第1半導体層34、第2半導体層35及びパターン化導体層37が基板30からの光線の照射を受ける確率が減らされる。これにより、本実施例は不透光構造32の使用により、光電流の欠点を防止し、周知の薄膜トランジスタ中の第1誘電質層33、第1半導体層34、第2半導体層35、第2誘電質層36及び、パターン化導体層37等の材料とレイアウトを改変する必要がない。
【0025】
強調しなければならないことは以下のとおりである。本実施例は不透光構造32の材料を限定するためのものではなく、不透光構造32は導体或いは誘電質とされうる。しかし、本実施例の構造を簡易化するため、特に本実施例の製造方式を簡易化するため、本実施例中の不透光構造32と導体構造31(ゲート)は同じ導体材料で形成されうる。不透光構造32と導体構造31は基板30を被覆する導体材料に対してパターン転移の工程を行う時に、同時に形成される(即ちゲート形成に用いられるマスクパターンの改変により不透光構造32と導体構造31が同時に形成される。)。このほか、不透光構造32と導体構造31がいずれも導体材料とされる時、両者間の距離は電気的隔離を達成できる前提の下で、小さくされるほど光線を阻止できる。例えば、本実施例の薄膜トランジスタが前の実施例の薄膜トランジスタの製造方法により形成される時は、ただゲートを形成する時に、ゲートと電気的に相互に隔離された不透光構造を形成することが必要である。当然、不透光構造は、未除去の第1半導体層34の下方に少なくとも位置する。
【0026】
さらに、第1半導体層34、第2半導体層35、及びパターン化導体層37等の不透光構造32と導体構造31の上方に位置しない比率を最低にまで減らして、十分に光電流の発生する確率を下げるため、図12に示されるように、本実施例では、導体構造31の辺縁に沿って、第1半導体層34又は第2半導体層35の導体構造31の上方に位置する部分の幅が導体構造31上方に位置しない部分の幅より大きく設けられている。本実施例は或いは図13に示されるように、不透光構造32の辺縁に沿って、第1半導体層34又は第2半導体層35の不透光構造32の上方に位置する部分が不透光構造32の上方に位置しない部分より幅広に設けられる。
【0027】
本発明のさらに別の実施例は薄膜トランジスタの製造方法を提供し、それは以下の基本工程を具えている。
【0028】
図14に示されるように、基板40を提供し、並びに導体構造41と不透光構造42を基板40の上に形成する。ここで唯一の制限は、導体構造41と不透光構造42が相互に電気的に隔離されていることで、導体構造41と不透光構造42の間の相対距離と相対位置に制限はない。図14に示されるのは導体構造41と不透光構造42がいずれも導電材料で形成されている時の状況である。導体構造41と不透光構造は相互に不接触とされる。当然、不透光構造42が不導電材料で形成された時は、図15に示されるように、本実施例は導体構造41と不透光構造42が直接接触可能とされる。
【0029】
図16に示されるように、まず、第1誘電質層43が基板40の上に形成され、並びに導体構造41と不透光構造42を被覆させ、さらに順に第1半導体層44と第2半導体層45を第1誘電質層43の上に形成する。
【0030】
図17に示されるように、パターン化工程を実行し、一部の第2半導体層45と一部の第1半導体層44を除去する。未除去部分の第2半導体層45と未除去部分の第1半導体層44はいずれも少なくとも導体構造41の上方に位置する。当然、本実施例はパターン化工程の細部を限定するものではなく、ただ図16に示される構造を図17に示される構造に変換できればよい。
【0031】
ここで、第1半導体層44は薄膜トランジスタが必要とするチャネルを提供するのに用いられ、通常は半導体層とされるため、特に光電流を発生しやすい。本実施例では、未除去部分の第1半導体層44が少なくとも一部の不透光構造42を被覆するものとされる。このほか、第1半導体層44、第2半導体層45とパターン化導体層47が基板からの光線照射を受ける確率を減らすため、本実施例ではさらに導体構造41の辺縁に沿って、第1半導体層44或いは第2半導体層45の導体構造41の上方に位置する部分の幅が導体構造41の上方に位置しない部分の幅より広く設けられる。或いは本実施例は不透光構造42の辺縁に沿って、第1半導体層44或いは第2半導体層45の不透光構造42の上方に位置する部分の幅が不透光構造42の上方に位置しない部分の幅より広く設けられる。
【0032】
図18に示されるように、先ず第2誘電質層46を基板40の上に形成すると共に未除去部分の第2半導体層45と未除去部分の第1半導体層44を被覆させて、さらに開口を第2誘電質層46中に形成して一部の第2半導体層45を露出させ、さらにパターン化導体層47を第2誘電質層46の上及び開口中に形成する。
【0033】
本実施例の一大特徴は図14に示される工程で、導体構造41と不透光構造42を基板の上に形成することにある。これにより、導体構造41と不透光構造42の分布が制御され、後続工程で形成される第1半導体層44と第2半導体層45(更にはパターン化導体層47)が基板40上方に位置するだけでなく、不透光構造42の上方に位置づけられ、これにより大幅に基板40からの光線の照射による光電流発生の欠点が発生する確率が減らされる。
【0034】
以上は本発明の好ましい実施例の説明であって、本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【0035】
【発明の効果】
本発明の一大特徴は、同一のホトマスクによりソース、ドレイン及びチャネルを画定し、特に厚さの不均一なホトレジストパターンを形成するスリットパターンを具えたマスクを使用することにより、ソース、ドレインとチャネルの各導体層のパターン転移を完成することにある。
【0036】
本発明のもう一つの特徴は、薄膜トランジスタのゲートの傍らの基板上に、ゲートと電気的に隔離された不透光構造が設けられ、且つ不透光構造が少なくとも薄膜トランジスタのソース、ドレイン、チャネルと導線の下方に位置することにある。これにより、薄膜トランジスタのソース、ドレイン、チャネルと導線が基板からの光線照射を受けないものとされ、有効に光電流発生の確率を減らす。
【0037】
周知のハーフトーンマスクを使用する技術に較べ、本発明の基本フローは周知の技術と同じく、二つの導体層のリソグラフィープロセスを合併して一つのマスクのみを使用するが、本発明は僅かにマスク上のパターンを改変し、デュアルスリット回折により発生する回折パターンの、中間が比較的強く、両側に漸次弱化する特性を利用して異なるパターンを画定しており、特殊な露光過程(ハーフトーンマスクはこれを必要とする)が不要で、使用上比較的便利で且つ製造コストが比較的低い。
【0038】
周知の薄膜トランジスタの構造と比較すると、本発明は不透光構造を使用し、有効に基板からの光線を遮断し、薄膜トランジスタのチャネル領域、ソースとドレイン等を減少し、基板からの光線の照射を受ける確率を減らしている。これにより本発明は周知の薄膜トランジスタの基本構造を改変しない前提の下で、不透光構造を使用することにより光電流の欠点を防止する。
【図面の簡単な説明】
【図1】周知の薄膜トランジスタの構造の横断面図である。
【図2】本発明の薄膜トランジスタの製造方法の基本工程表示図である。
【図3】本発明の薄膜トランジスタの製造方法の基本工程表示図である。
【図4】本発明の薄膜トランジスタの製造方法の基本工程表示図である。
【図5】本発明の薄膜トランジスタの製造方法の基本工程表示図である。
【図6】本発明の薄膜トランジスタの製造方法の基本工程表示図である。
【図7】本発明の薄膜トランジスタの製造方法の基本工程表示図である。
【図8】本発明の薄膜トランジスタの製造方法の基本工程表示図である。
【図9】本発明の薄膜トランジスタの製造方法の基本工程表示図である。
【図10】本発明の薄膜トランジスタの可能な構造の表示図である。
【図11】本発明の薄膜トランジスタの可能な構造の表示図である。
【図12】本発明の薄膜トランジスタの可能な構造の表示図である。
【図13】本発明の薄膜トランジスタの可能な構造の表示図である。
【図14】本発明のもう一つの薄膜トランジスタの製造方法の基本工程表示図である。
【図15】本発明のもう一つの薄膜トランジスタの製造方法の基本工程表示図である。
【図16】本発明のもう一つの薄膜トランジスタの製造方法の基本工程表示図である。
【図17】本発明のもう一つの薄膜トランジスタの製造方法の基本工程表示図である。
【図18】本発明のもう一つの薄膜トランジスタの製造方法の基本工程表示図である。
【符号の説明】
10 基板 11 導体構造
12 第1誘電質層 13 第1半導体層
14 第2半導体層 15 第2誘電質層
16 導線 20 基板
21 ゲート 22 誘電質層
23 第1半導体層 24 第2半導体層
25 ホトレジスト層 251 マスク
252 デュアルスリットパターン
253 ホトレジストパターン
26 付加誘電質層 27 パターン化導体層
30 基板 31 導体構造
32 不透光構造 33 第1誘電質層
34 第1半導体層 35 第2半導体層
36 第2誘電質層 37 パターン化導体層
40 基板 41 導体構造
42 不透光構造 43 第1誘電質層
44 第1半導体層 45 第2半導体層
46 第2誘電質層 47 パターン化導体層
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin film transistor and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a thin film transistor having a conductor structure for shielding light below a conductive line electrically connected to a drain (source), and a mask having a dual slit pattern. The invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor to be defined.
[0002]
[Prior art]
Thin film transistors are widely used in modern electronic products, and are used, for example, in liquid crystal display panels for on / off control of each pixel. Accordingly, how to improve the structure and manufacturing method of the thin film transistor has been enthusiastically studied.
[0003]
The structure of a well-known thin film transistor is as shown in FIG. 1 and comprises the following basic units arranged on a substrate 10: a conductor structure 11, a first dielectric layer 12, a first semiconductor layer 13, a conductor layer 14. , And at least a second dielectric layer 15 and is electrically connected to the conductor 16 (patterned conductor structure). The conductor structure 11 is a gate, the first semiconductor layer 13 provides a channel, the conductor layer 14 is a source and a drain, the first dielectric layer 12 and the second dielectric layer 15 are for isolation and protection, The conducting wire 16 electrically connects the drain of the thin film transistor to the outside world. Naturally, FIG. 1 is a schematic diagram, and does not show the conduit of the electrical connection between the gate and the source outside. However, basically, the source is also electrically connected to the outside via the conductor of the second dielectric layer, and the gate is electrically connected to the outside via the conductor of the first dielectric layer and the second dielectric layer. .
[0004]
The patterns of the conductor structure 11, the first semiconductor layer 13, the conductor layer 14, the second dielectric layer 15 and the conductor 16 are all different, and if each layer is patterned by using an individual mask, 5 Masks and five pattern transfer steps are required. For this reason, techniques for reducing the number of required masks in order to reduce material costs, shorten manufacturing time, and increase production capacity are being successively submitted.
[0005]
For example, a known technique uses a method in which the conductor layer 14 and the conductor 16 are formed of the same material and two masks are combined to form one mask. However, such a method has a problem that it is impossible to cope with two kinds of requirements that are simultaneously optimized with one kind of material with respect to the difference between the requirements of the conductor and the source / drain. For example, according to a well-known technique, when a single mask is used by combining the second dielectric layer 15 and the first semiconductor layer 13, a problem of a relatively large gap and a relatively high leakage current (I off ) due to the thin film transistor size is caused. Is brought. Further, a well-known technique employs a method in which a single mask is used for the first semiconductor layer 13 and the conductor layer 14, but a special exposure technique must be used for the halftone mask to be used. However, there are considerable difficulties in practical applications. There are non-patent documents 1 to 3 as reports of such technology.
[0006]
In addition, when the thin film transistor is applied to a liquid crystal display panel, a light beam is often projected on one surface of the thin film transistor from the back surface of the substrate 10, and the first dielectric layer 12 in the well-known technology is usually a transparent dielectric material. The first semiconductor layer 13, the conductive layer 14, and the conductive wire 16 are often irradiated with light rays to generate a photocurrent (such as an electron-hole pair generated by photoexcitation of the semiconductor), thereby causing a leakage current. Alternatively, a defect such as noise is generated.
[0007]
[Non-patent document 1]
A. Van Calster et al. "Simplified 3-step Fabrication for High Mobility AMLCD Panels" (Simplified 3-step Fabrication for High Mobility AMLCD Panels)
[Non-patent document 2]
K. Ono et al., "A Simplified 4 Photo-Mask Process for 34-cm Diagonal TFT-LCDs", IDRC 1995 [Non-Patent Document 3]
Chang W. H. "A TFT manufactured by 4-Masks Process with new Photolithography using a new photolithography and a 4-mask process" IDRC 1998
[Problems to be solved by the invention]
Taken together, the well-known structure and well-known method of forming thin-film transistors have considerable room for improvement, i.e., how to reduce the number of masks required when forming thin-film transistors and how to prevent currents induced by irradiation of light to the thin-film transistors. Is a problem that needs to be resolved.
[0009]
A main object of the present invention is to provide a method of forming a thin film transistor using four photomasks and a thin film transistor capable of effectively solving the problem of photocurrent in order to solve the above-mentioned drawbacks commonly known in the art. is there.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a method for manufacturing a thin film transistor,
Providing a substrate;
Forming a gate on the substrate;
Forming a dielectric layer on the substrate and covering the gate;
Forming a first semiconductor layer on the dielectric layer;
Forming a second semiconductor layer on the first semiconductor layer;
Forming a photoresist layer on the second semiconductor layer;
Placing a mask over the photoresist layer, positioning the dual slit pattern provided on the mask above the gate, and positioning the middle of the dual slit pattern above the middle of the gate;
Patterning the photoresist layer to form a photoresist pattern comprising a thin portion and a thick portion and a thick portion located below the dual slit pattern at a position above the gate and the surrounding portion of the substrate;
Removing a portion of the second semiconductor layer and the first semiconductor layer that are not covered by the photoresist pattern;
A step of removing a thin portion of the photoresist pattern,
Removing a portion of the second semiconductor layer that is not covered by the remaining photoresist pattern;
And a method for manufacturing a thin film transistor.
According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a thin film transistor according to the first aspect, when the gate is formed, the opaque structure electrically isolated from the gate is partially removed from the second semiconductor layer. And a step of forming the thin film transistor so as to be located at least below the thin film transistor.
The invention according to claim 3 is a method for manufacturing a thin film transistor,
Providing a substrate;
Forming a gate on the substrate;
Forming a conductor structure and an opaque structure such that the conductor structure and the opaque structure are electrically isolated from each other;
Forming a first dielectric layer on the substrate and covering the first dielectric layer with the conductor structure and the opaque structure;
Forming a first semiconductor layer on the first dielectric layer;
Forming a second semiconductor layer on the first semiconductor layer;
Performing patterning to remove a portion of the second semiconductor layer and a portion of the first semiconductor layer, wherein the unremoved portion of the second semiconductor layer and the unremoved portion of the first semiconductor layer are at least positioned above the conductor structure; So that the unremoved portion of the first semiconductor layer covers at least a part of the opaque structure;
Forming a second dielectric layer on the substrate, and covering the second dielectric layer with an unremoved portion of the second semiconductor layer and an unremoved portion of the first semiconductor layer;
Forming an opening in the second dielectric layer and exposing a portion of the second semiconductor layer from the opening;
Forming a patterned conductor layer on the second dielectric layer, and positioning the patterned conductor layer also in the opening;
And a method for manufacturing a thin film transistor.
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a thin film transistor according to the third aspect, the unremoved portion of the first semiconductor layer or the second semiconductor layer is removed along the periphery of the conductor structure and above the conductor structure. Is adjusted to be larger than the width of a portion not located above the conductor structure.
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a thin film transistor according to the third aspect, the unremoved portion of the first semiconductor layer or the second semiconductor layer is formed along the periphery of the light-opaque structure above the light-opaque structure. The width of the unremoved portion is adjusted to be larger than the width of the portion that is not located above the light-impermeable structure.
The invention according to claim 6 is a thin film transistor,
A conductor structure located on the substrate,
An opaque structure located on the substrate and separated from the conductor structure;
A first dielectric layer covering the substrate, the conductor structure, and the opaque structure;
A first semiconductor layer located on the first dielectric layer and located above the conductor structure and at least a part of the opaque structure;
A second semiconductor layer located on a part of the first semiconductor layer and located above the conductor structure and at least a part of the light-opaque structure;
A second dielectric layer that covers the substrate, the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and includes at least one opening to partially expose the second semiconductor layer;
A patterned conductive layer positioned over the second dielectric layer and positioned in the opening, wherein the opaque structure is positioned below at least a portion of the patterned conductive layer. A conductor layer,
And a thin film transistor characterized by comprising:
According to a seventh aspect of the present invention, in the thin film transistor according to the sixth aspect, the width of a portion of the first semiconductor layer or the second semiconductor layer located above the conductor structure along the periphery of the conductor structure is equal to or smaller than the width of the conductor structure. The thin film transistor is characterized in that it is larger than the width of a portion not located above.
The invention according to claim 8 is the thin film transistor according to claim 6, wherein the width of a portion of the first semiconductor layer or the second semiconductor layer located above the light-opaque structure is set along the periphery of the light-opaque structure. The thin film transistor is characterized by having a width larger than a width of a portion not located above the light-impermeable structure.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention provide a method of manufacturing a thin film transistor, which includes at least the following basic steps.
[0012]
As shown in FIG. 2, a substrate 20 is provided, and a gate 21 is formed on the substrate.
[0013]
As shown in FIG. 3, first, a dielectric layer 22 is formed on a substrate and covers the gate 21, and a first semiconductor layer 23 and a second semiconductor layer 24 are sequentially formed on the dielectric layer 22. .
[0014]
As shown in FIG. 4, a photoresist layer 25 is formed on the second semiconductor layer 24, and a mask 251 is placed above the photoresist layer 25. The mask 251 has a dual slit pattern 252, and the dual slit pattern 252 of the mask 251 is positioned above the gate 21. The middle of the dual slit pattern 252 is located above the middle of the gate 21.
[0015]
As shown in FIG. 5, the photoresist layer 25 is patterned to form a photoresist pattern 253. The photoresist pattern 253 is located slightly above the gate 21 (which may include the substrate 20 around the gate 21). Due to the dual slit diffraction induced by the dual slit pattern 252, the photoresist pattern 253 is divided into a thinner photoresist pattern and a thicker photoresist pattern. The thin portion of the photoresist pattern is located below the dual slit pattern. Of course, the actual photoresist pattern 253 often changes in an arc shape without such apparent thickness change, but FIG. 5 is drawn to show the features of the present invention. Such a photoresist pattern 253 is not always formed.
[0016]
As shown in FIG. 6, a part of the second semiconductor layer 24 and a part of the first semiconductor layer 23 which are not covered with the photoresist pattern 253 are removed. Naturally, the part of the dielectric layer 22 not covered with the photoresist pattern 253 can be removed together, and the present embodiment does not limit such details.
[0017]
As shown in FIG. 7, the thin portion of the photoresist pattern 253 is removed. Naturally, the thickness of the photoresist pattern 253 may be reduced entirely until the second semiconductor layer 24 to be removed from the remaining photoresist pattern 253 is exposed (the entire surface is etched). Alternatively, only the thin photoresist pattern 253 may be removed. The present embodiment does not limit such details.
[0018]
As shown in FIG. 8, the portion of the second semiconductor layer 24 not covered with the remaining photoresist pattern 253 is removed, and the remaining photoresist pattern 253 is further removed. Of course, depending on the standard of the thin film transistor to be formed, after removing a part of the second semiconductor layer 24, the part of the first semiconductor layer 23 not covered with the photoresist pattern 253 is removed (or part of the remaining part). It is also possible to reduce the thickness of a part of the first semiconductor layer 23 that is not covered with the photoresist pattern 253).
[0019]
Obviously, the feature of this embodiment is that the pattern of the first semiconductor layer 23 and the pattern of the second semiconductor layer 24 are simultaneously defined by the mask 251 having the dual slit pattern 252, thereby reducing the number of masks required when forming the thin film transistor. It is in. The diffraction pattern generated by the dual slit pattern has a characteristic that the middle is relatively strong and gradually weakens toward both sides. In this embodiment, the photoresist layer 25 is formed by using a single mask 251 to form a photoresist having an uneven thickness. Pattern 253 is formed. Thus, the first semiconductor layer 23 and the second semiconductor layer 24 are patterned using the two-step type photoresist pattern 253 having a non-uniform thickness (the first step is a photoresist pattern 253 having a non-uniform overall thickness, The other stage is a photoresist pattern 253 in which a thin portion is removed first, and the photoresist pattern 253 in an unremoved portion is used. In this embodiment, the second semiconductor layer 24 and the first semiconductor layer 24 are formed using only one mask. The semiconductor layers 23 are provided with different patterns.
[0020]
Naturally, the present embodiment can further execute the following steps as shown in FIG. 9 in order to form a conductor for signal exchange with the outside world (these steps are not features of the present embodiment. , Detailed steps are not shown one by one in the figure).
(1) After removing a part of the second semiconductor layer 24, the photoresist pattern 253 is removed, an additional dielectric layer 26 is formed on the substrate, and the first semiconductor layer 23 and the second semiconductor layer 24 are covered. Let it.
(2) The additional dielectric layer 26 is patterned to form an opening to partially expose the second semiconductor layer 24. In order not to affect the presence or absence of the dielectric layer 22 that is not covered with the photoresist pattern 253, it can be covered again with the additional dielectric layer 26.
(3) A patterned conductor layer 27 is formed above the additional dielectric layer 26 and is also located in the opening.
[0021]
Another embodiment of the present invention provides a thin film transistor, which comprises at least the following basic units, as shown in FIGS. That is, the conductor structure 31, the opaque structure 32, the first dielectric layer 33, the first semiconductor layer 34, the second semiconductor layer 35, the second dielectric layer 36, and the patterned conductor layer 37.
[0022]
In the embodiment shown in FIGS. 10 and 11, the point that the structure and the progress of the process are different from the previous embodiment is the opaque structure 32. When forming the thin film transistor of this embodiment, there is a step of forming an opaque structure 32 on the substrate 30 using a mask pattern used for forming the first semiconductor layer 34 and the second semiconductor layer 35. That is. The order of the steps of the opaque structure 32 is not limited before or after the step of forming the conductor structure 31 on the substrate 30. Other steps of the basic unit are the same as those of the previous embodiment.
[0023]
In this embodiment, the conductor structure 31 is located on the substrate 30, the opaque structure 32 is located on the substrate 30 and is electrically isolated from the conductor structure 31, and is nonconductive between each other. (Ie, when the opaque structure is a conductor, the opaque structure 32 and the conductor structure 31 must be separated from each other, and if the opaque structure is not a conductor, the opaque structure 32 and the conductor Structure 31 is directly contactable). The first dielectric layer 33 covers the substrate 30, the conductor structure 31 and the opaque structure 32, and the first semiconductor layer 34 is on the first dielectric layer 33, especially above the conductor structure 31 and the opaque structure 32. Located in. The second semiconductor layer 35 is located on the first semiconductor layer 34, in particular, above the conductor structure 31 and the opaque structure 32. The second dielectric layer 36 covers the substrate 30, the first semiconductor layer 34 and the second semiconductor layer 35 and is located in the second dielectric layer 36 and at least one of which exposes a part of the second semiconductor layer 35. It has an opening. A patterned conductor layer 37 is located above the second dielectric layer 36 and in the opening, and is located above at least some of the opaque structures 32.
[0024]
Obviously, comparing FIGS. 10 and 11 with FIG. 1, the present embodiment has the feature of the presence of the opaque structure 32 in addition to the above-described mask saving feature. As compared with the known technique, there is a problem that a part of the first semiconductor layer 13 and a part of the conductor layer 14 located above the conductor structure 11 in the known technique generate a photocurrent by light irradiation from the substrate 10. Absent. In this embodiment, the use of the opaque structure 32 effectively blocks the light beam from the substrate 30, and the first semiconductor layer 34, the second semiconductor layer 35, and the patterned conductor layer 37 reduce the irradiation of the light beam from the substrate 30. Probability of receiving is reduced. Thus, in the present embodiment, the defect of the photocurrent is prevented by using the light-impermeable structure 32, and the first dielectric layer 33, the first semiconductor layer 34, the second semiconductor layer 35, and the second It is not necessary to modify the material and layout of the dielectric layer 36 and the patterned conductor layer 37 and the like.
[0025]
Here are the highlights: The present embodiment is not intended to limit the material of the opaque structure 32, and the opaque structure 32 may be a conductor or a dielectric. However, in order to simplify the structure of the present embodiment, particularly to simplify the manufacturing method of the present embodiment, the opaque structure 32 and the conductive structure 31 (gate) in the present embodiment are formed of the same conductive material. sell. The opaque structure 32 and the conductor structure 31 are simultaneously formed when the pattern transfer step is performed on the conductive material covering the substrate 30 (that is, the opaque structure 32 and the conductor structure 31 are formed by modifying the mask pattern used for forming the gate). The conductor structure 31 is formed at the same time.) In addition, when the opaque structure 32 and the conductor structure 31 are both made of a conductor material, the smaller the distance between them is, the more the light can be blocked under the premise that the electrical isolation can be achieved. For example, when the thin film transistor of this embodiment is formed by the method of manufacturing a thin film transistor of the previous embodiment, when forming the gate, it is possible to form an opaque structure that is electrically isolated from the gate. is necessary. Naturally, the opaque structure is located at least below the unremoved first semiconductor layer 34.
[0026]
Further, the ratio of the light-impermeable structure 32, such as the first semiconductor layer 34, the second semiconductor layer 35, and the patterned conductor layer 37, which is not located above the conductor structure 31 is reduced to a minimum so that the photocurrent can be sufficiently generated. In this embodiment, as shown in FIG. 12, in order to reduce the probability that the first semiconductor layer 34 or the second semiconductor layer 35 is located above the conductor structure 31, as shown in FIG. Is larger than the width of a portion that is not located above the conductor structure 31. In this embodiment, as shown in FIG. 13, the portion of the first semiconductor layer 34 or the second semiconductor layer 35 located above the light opaque structure 32 along the edge of the light opaque structure 32 is not. It is provided wider than a portion that is not located above the light transmitting structure 32.
[0027]
Yet another embodiment of the present invention provides a method for manufacturing a thin film transistor, which comprises the following basic steps.
[0028]
As shown in FIG. 14, a substrate 40 is provided, and a conductor structure 41 and an opaque structure 42 are formed on the substrate 40. The only limitation here is that the conductor structure 41 and the opaque structure 42 are electrically isolated from each other, and there is no limitation on the relative distance and relative position between the conductor structure 41 and the opaque structure 42. . FIG. 14 shows a state where both the conductor structure 41 and the light-impermeable structure 42 are formed of a conductive material. The conductor structure 41 and the opaque structure are not in contact with each other. Naturally, when the opaque structure 42 is formed of a non-conductive material, as shown in FIG. 15, in this embodiment, the conductor structure 41 and the opaque structure 42 can be directly contacted.
[0029]
As shown in FIG. 16, first, a first dielectric layer 43 is formed on a substrate 40, and covers a conductor structure 41 and an opaque structure 42. Then, a first semiconductor layer 44 and a second semiconductor layer 44 are sequentially formed. A layer 45 is formed on the first dielectric layer 43.
[0030]
As shown in FIG. 17, a patterning step is performed to remove a part of the second semiconductor layer 45 and a part of the first semiconductor layer 44. Both the unremoved portion of the second semiconductor layer 45 and the unremoved portion of the first semiconductor layer 44 are located at least above the conductor structure 41. Of course, the present embodiment does not limit the details of the patterning process, but only needs to be able to convert the structure shown in FIG. 16 to the structure shown in FIG.
[0031]
Here, the first semiconductor layer 44 is used to provide a channel required by the thin film transistor, and is usually made of a semiconductor layer, so that a photocurrent is particularly easily generated. In this embodiment, the unremoved portion of the first semiconductor layer 44 covers at least a part of the opaque structure 42. In addition, in order to reduce the probability that the first semiconductor layer 44, the second semiconductor layer 45, and the patterned conductor layer 47 are irradiated with light from the substrate, in the present embodiment, the first semiconductor layer 44, the second semiconductor layer 45, The width of a portion of the semiconductor layer 44 or the second semiconductor layer 45 located above the conductor structure 41 is provided to be wider than the width of a portion not located above the conductor structure 41. Alternatively, in the present embodiment, the width of the portion of the first semiconductor layer 44 or the second semiconductor layer 45 located above the light-opaque structure 42 along the periphery of the light-opaque structure 42 is above the light-opaque structure 42. Is provided wider than the width of the portion not located at the position.
[0032]
As shown in FIG. 18, first, a second dielectric layer 46 is formed on the substrate 40, and the second semiconductor layer 45 in the unremoved portion and the first semiconductor layer 44 in the unremoved portion are covered. Is formed in the second dielectric layer 46 to expose a part of the second semiconductor layer 45, and a patterned conductor layer 47 is formed on the second dielectric layer 46 and in the opening.
[0033]
A major feature of this embodiment is that the conductor structure 41 and the light-impermeable structure 42 are formed on the substrate in the step shown in FIG. Thereby, the distribution of the conductor structure 41 and the light-opaque structure 42 is controlled, and the first semiconductor layer 44 and the second semiconductor layer 45 (and the patterned conductor layer 47) formed in the subsequent process are positioned above the substrate 40. In addition, it is positioned above the opaque structure 42, which greatly reduces the likelihood of photocurrent generation defects due to irradiation of light from the substrate 40.
[0034]
The above is a description of preferred embodiments of the present invention, and does not limit the scope of the present invention, and any modification or alteration of details that can be made based on the present invention shall fall within the scope of the claims of the present invention. I do.
[0035]
【The invention's effect】
One of the major features of the present invention is that the source, drain and channel are defined by defining a source, a drain and a channel by the same photomask, and in particular, by using a mask having a slit pattern for forming a photoresist pattern having an uneven thickness. To complete the pattern transition of each conductor layer.
[0036]
Another feature of the present invention is that an opaque structure which is electrically isolated from a gate is provided on a substrate beside a gate of the thin film transistor, and the opaque structure has at least a source, a drain, and a channel of the thin film transistor. It is located below the conductor. Accordingly, the source, the drain, the channel, and the conductive line of the thin film transistor are not irradiated with the light beam from the substrate, and the probability of generating a photocurrent is effectively reduced.
[0037]
Compared with the known halftone mask technology, the basic flow of the present invention is the same as that of the known technology, and the lithography process of the two conductor layers is combined to use only one mask. The above pattern is modified to define a different pattern using the characteristic that the middle of the diffraction pattern generated by dual slit diffraction is relatively strong and gradually weakens on both sides, and a special exposure process (halftone mask is Required), is relatively convenient to use, and has relatively low manufacturing costs.
[0038]
Compared with the structure of the known thin film transistor, the present invention uses the light opaque structure to effectively block the light from the substrate, reduce the channel region, the source and the drain of the thin film transistor, and reduce the irradiation of the light from the substrate. Has reduced the probability of receiving. Thus, the present invention prevents the disadvantage of photocurrent by using an opaque structure on the assumption that the basic structure of a known thin film transistor is not changed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a structure of a known thin film transistor.
FIG. 2 is a diagram showing basic steps of a method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
FIG. 3 is a view showing a basic process of a method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing a basic process of a method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
FIG. 5 is a view showing a basic process of a method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
FIG. 6 is a view showing a basic process of a method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
FIG. 7 is a view showing a basic process of a method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
FIG. 8 is a view showing a basic process of a method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
FIG. 9 is a view showing a basic process of a method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
FIG. 10 is a representation of a possible structure of a thin film transistor according to the invention.
FIG. 11 is a representation of a possible structure of a thin film transistor according to the invention.
FIG. 12 is a representation of a possible structure of a thin film transistor according to the invention.
FIG. 13 is a representation of a possible structure of a thin film transistor according to the invention.
FIG. 14 is a schematic view showing a basic process of another method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
FIG. 15 is a schematic view showing a basic process of another method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
FIG. 16 is a schematic view showing a basic process of another method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
FIG. 17 is a schematic view showing a basic process of another method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
FIG. 18 is a schematic view showing a basic process of another method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 11 Conductor structure 12 First dielectric layer 13 First semiconductor layer 14 Second semiconductor layer 15 Second dielectric layer 16 Conductor 20 Substrate 21 Gate 22 Dielectric layer 23 First semiconductor layer 24 Second semiconductor layer 25 Photoresist layer 251 Mask 252 Dual slit pattern 253 Photoresist pattern 26 Additional dielectric layer 27 Patterned conductor layer 30 Substrate 31 Conductor structure 32 Opaque structure 33 First dielectric layer 34 First semiconductor layer 35 Second semiconductor layer 36 Second dielectric Layer 37 Patterned conductor layer 40 Substrate 41 Conductor structure 42 Opaque structure 43 First dielectric layer 44 First semiconductor layer 45 Second semiconductor layer 46 Second dielectric layer 47 Patterned conductor layer

Claims (8)

薄膜トランジスタの製造方法において、
基板を提供する工程と、
該基板の上にゲートを形成する工程と、
誘電質層を該基板の上に形成すると共に該ゲートを被覆させる工程と、
第1半導体層を該誘電質層の上に形成する工程と、
第2半導体層を該第1半導体層の上に形成する工程と、
ホトレジスト層を該第2半導体層の上に形成する工程と、
マスクを該ホトレジスト層の上方に置くと共に、該マスクに設けたデュアルスリットパターンを該ゲートの上方に位置づけ、該デュアルスリットパターンの中間を該ゲートの中間の上方に位置づける工程と、
該ホトレジスト層をパターン化して、薄い部分と厚い部分を具えると共に厚い部分がデュアルスリットパターンの下方に位置するホトレジストパターンをゲートとその周囲の部分の基板の上方の位置に形成する工程と、
該ホトレジストパターンにより被覆されていない部分の第2半導体層と第1半導体層を除去する工程と、
薄い部分のホトレジストパターンを除去する工程と、
残ったホトレジストパターンに被覆されていない部分の第2半導体層を除去する工程と、
を具えたことを特徴とする、薄膜トランジスタの製造方法。
In a method for manufacturing a thin film transistor,
Providing a substrate;
Forming a gate on the substrate;
Forming a dielectric layer on the substrate and covering the gate;
Forming a first semiconductor layer on the dielectric layer;
Forming a second semiconductor layer on the first semiconductor layer;
Forming a photoresist layer on the second semiconductor layer;
Placing a mask over the photoresist layer, positioning the dual slit pattern provided on the mask above the gate, and positioning the middle of the dual slit pattern above the middle of the gate;
Patterning the photoresist layer to form a photoresist pattern comprising a thin portion and a thick portion and a thick portion located below the dual slit pattern at a position above the gate and the surrounding portion of the substrate;
Removing a portion of the second semiconductor layer and the first semiconductor layer that are not covered by the photoresist pattern;
A step of removing a thin portion of the photoresist pattern,
Removing a portion of the second semiconductor layer that is not covered by the remaining photoresist pattern;
A method for manufacturing a thin film transistor, comprising:
請求項1記載の薄膜トランジスタの製造方法において、ゲートを形成する時に、ゲートと電気的に相互に隔離された不透光構造を、未除去の第2半導体層の一部の下方に少なくとも位置するように形成する工程を具えたことを特徴とする、薄膜トランジスタの製造方法。2. The method for manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the opaque structure electrically isolated from the gate is formed at least below a part of the unremoved second semiconductor layer when the gate is formed. Forming a thin film transistor. 薄膜トランジスタの製造方法において、
基板を提供する工程と、
該基板の上にゲートを形成する工程と、
導体構造と不透光構造を、該導体構造と該不透光構造が相互に電気的に隔離されるように形成する工程と、
第1誘電質層を該基板の上に形成すると共に該第1誘電質層に該導体構造と該不透光構造を被覆させる工程と、
第1半導体層を該第1誘電質層の上に形成する工程と、
第2半導体層を該第1半導体層の上に形成する工程と、
パターン化を実行し、一部の第2半導体層と一部の第1半導体層を除去し、未除去部分の第2半導体層と未除去部分の第1半導体層が導体構造の上方に少なくとも位置するようにし、未除去部分の第1半導体層が少なくとも一部の不透光構造を被覆するようにする工程と、
第2誘電質層を該基板の上に形成し、該第2誘電質層に未除去部分の第2半導体層と未除去部分の第1半導体層を被覆させる工程と、
第2誘電質層中に開口を形成し、該開口より一部の第2半導体層を露出させる工程と、
パターン化導体層を該第2誘電質層の上に形成し、該パターン化導体層を該開口中にも位置させる工程と、
を具えたことを特徴とする、薄膜トランジスタの製造方法。
In a method for manufacturing a thin film transistor,
Providing a substrate;
Forming a gate on the substrate;
Forming a conductor structure and an opaque structure such that the conductor structure and the opaque structure are electrically isolated from each other;
Forming a first dielectric layer on the substrate and covering the first dielectric layer with the conductor structure and the opaque structure;
Forming a first semiconductor layer on the first dielectric layer;
Forming a second semiconductor layer on the first semiconductor layer;
Performing patterning to remove a portion of the second semiconductor layer and a portion of the first semiconductor layer, wherein the unremoved portion of the second semiconductor layer and the unremoved portion of the first semiconductor layer are at least positioned above the conductor structure; So that the unremoved portion of the first semiconductor layer covers at least a part of the opaque structure;
Forming a second dielectric layer on the substrate, and covering the second dielectric layer with an unremoved portion of the second semiconductor layer and an unremoved portion of the first semiconductor layer;
Forming an opening in the second dielectric layer and exposing a portion of the second semiconductor layer from the opening;
Forming a patterned conductor layer on the second dielectric layer, and positioning the patterned conductor layer also in the opening;
A method for manufacturing a thin film transistor, comprising:
請求項3記載の薄膜トランジスタの製造方法において、未除去部分の第1半導体層或いは第2半導体層を、導体構造の辺縁に沿って、導体構造の上方の未除去部分の幅が該導体構造の上方に位置しない部分の幅より大きくなるよう調整することを特徴とする、薄膜トランジスタの製造方法。4. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 3, wherein the unremoved portion of the first semiconductor layer or the second semiconductor layer is formed along the periphery of the conductor structure, and the width of the unremoved portion above the conductor structure is reduced. A method for manufacturing a thin film transistor, characterized in that the width is adjusted to be larger than a width of a portion not located above. 請求項3記載の薄膜トランジスタの製造方法において、未除去部分の第1半導体層或いは第2半導体層を、不透光構造の辺縁に沿って、不透光構造の上方の未除去部分の幅が該不透光構造の上方に位置しない部分の幅より大きくなるよう調整することを特徴とする、薄膜トランジスタの製造方法。4. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 3, wherein the unremoved portion of the first semiconductor layer or the second semiconductor layer is formed along the periphery of the opaque structure so that the width of the unremoved portion above the opaque structure is reduced. A method for manufacturing a thin film transistor, wherein the width is adjusted to be larger than a width of a portion that is not located above the light-impermeable structure. 薄膜トランジスタにおいて、
基板の上に位置する導体構造と、
該基板の上に位置し並びに該導体構造と相互に分離された不透光構造と、
該基板、該導体構造及び該不透光構造を被覆する第1誘電質層と、
該第1誘電質層の上に位置し、導体構造と少なくとも一部の不透光構造の上方に位置する第1半導体層と、
一部の該第1半導体層の上に位置し、導体構造と少なくとも一部の不透光構造の上方に位置する第2半導体層と、
該基板、該第1半導体層及び第2半導体層を被覆し、少なくとも一つの開口を具えて一部の該第2半導体層を露出させた第2誘電質層と、
該第2誘電質層の上に位置すると共に該開口中に位置するパターン化導体層であって、該不透光構造が少なくとも一部の該パターン化導体層の下方に位置する、該パターン化導体層と、
を具えたことを特徴とする、薄膜トランジスタ。
In thin film transistors,
A conductor structure located on the substrate,
An opaque structure located on the substrate and separated from the conductor structure;
A first dielectric layer covering the substrate, the conductor structure, and the opaque structure;
A first semiconductor layer located on the first dielectric layer and located above the conductor structure and at least a part of the opaque structure;
A second semiconductor layer located on a part of the first semiconductor layer and located above the conductor structure and at least a part of the light-opaque structure;
A second dielectric layer that covers the substrate, the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and includes at least one opening to partially expose the second semiconductor layer;
A patterned conductive layer positioned over the second dielectric layer and positioned in the opening, wherein the opaque structure is positioned below at least a portion of the patterned conductive layer. A conductor layer,
A thin film transistor comprising:
請求項6記載の薄膜トランジスタにおいて、導体構造の辺縁に沿って、第1半導体層或いは第2半導体層の該導体構造の上方に位置する部分の幅が該導体構造の上方に位置しない部分の幅より大きいことを特徴とする、薄膜トランジスタ。7. The thin film transistor according to claim 6, wherein the width of a portion of the first semiconductor layer or the second semiconductor layer located above the conductor structure is not located above the conductor structure along the periphery of the conductor structure. A thin film transistor characterized by being larger. 請求項6記載の薄膜トランジスタにおいて、不透光構造の辺縁に沿って、第1半導体層或いは第2半導体層の該不透光構造の上方に位置する部分の幅が該不透光構造の上方に位置しない部分の幅より大きいことを特徴とする、薄膜トランジスタ。7. The thin film transistor according to claim 6, wherein a width of a portion of the first semiconductor layer or the second semiconductor layer located above the light opaque structure along the periphery of the light opaque structure is above the light opaque structure. A thin film transistor, wherein the width of the thin film transistor is larger than a width of a portion not located in the thin film transistor.
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