JP2005064034A - Method for manufacturing tft, and method for manufacturing display device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の表面に形成される薄膜トランジスタの製造方法及び表示装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
薄膜トランジスタの製造方法では、成膜とエッチングが繰り返し行われる。最近では、これらの成膜やエッチングにプラズマを用いることが多い。プラズマを用いて成膜やエッチングを行う場合、周囲を高真空環境にする必要がある。
【0003】
また、エッチングに用いるマスクを形成する場合、エッチング対象となる膜の表面にスピンコートによってフォトレジストを塗布し、このフォトレジストにフォトマスクを通して光を照射することにより形成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、成膜やエッチングにプラズマを用いると、高真空環境を形成するために長い時間がかかり、生産性が低下するという問題がある。
【0005】
また、マスクの形成にスピンコートを用いると、殆んどのフォトレジストが廃棄されることになり、材料の使用効率が低下するという問題がある。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、生産性が高い安価な薄膜トランジスタの製造方法及び表示装置の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の薄膜トランジスタの製造方法及び表示装置の製造方法は次のように構成されている。
【0008】
(1)基板の表面にインクジェット方式により下地膜用材料を塗布し、下地膜を形成する下地膜形成工程と、上記下地膜の表面にメッキ又は常圧化学気相成長によりアモルファスシリコン膜を形成し、このアモルファスシリコン膜を多結晶化することで、ポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、上記ポリシリコン膜の表面にグラフト重合体からなるマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程と、上記マスクパターンを用いて上記ポリシリコン膜をエッチングすることで、ポリシリコン島を形成するポリシリコン島形成工程とを具備することを特徴とする。
【0009】
上記マスクパターン形成工程は、上記ポリシリコン膜の表面にインクジェット方式によりマスク用材料を塗布するマスク用材料塗布工程と、上記マスク用材料の所定部分に紫外線を照射してこの照射した部分をグラフト重合させるグラフト重合工程と、上記マスク用材料をグラフト重合した部分を残して除去することで、上記ポリシリコン膜の表面に上記マスクパターンを形成する除去工程とを有することを特徴とする。
【0010】
上記マスクパターン形成工程は、上記ポリシリコン膜の表面の所定部分にインクジェット方式により重合開始剤を塗布する重合開始剤塗布工程と、上記ポリシリコン膜の表面に上記重合開始剤の上からインクジェット方式によりマスク用材料を塗布することで、上記マスク用材料の上記重合開始剤と接触した部分をグラフト重合させるグラフト重合工程と、上記マスク用材料をグラフト重合した部分を残して除去することで、上記ポリシリコン膜の表面に上記マスクパターンを形成する除去工程とを有することを特徴とする。
【0011】
(2)半導体層としてポリシリコン膜を用いた薄膜トランジスタの製造方法において、上記ポリシリコン膜の表面にインクジェット方式によりゲート絶縁膜用材料を塗布し、ゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、上記ゲート絶縁膜の表面の所定部分にメッキによりゲート電極を形成するゲート電極形成工程とを具備することを特徴とする。
【0012】
上記ゲート電極形成工程は、上記ゲート絶縁膜の表面全体にメッキにより導電材料を付着、堆積させる全面メッキ工程と、上記導電材料をエッチングにより上記所定部分を残して除去することで上記ゲート電極を形成するエッチング工程とを有することを特徴とする。
【0013】
上記ゲート電極形成工程は、上記ゲート絶縁膜の表面の所定部分にメッキを促進させるための触媒をインクジェット方式によって塗布する触媒塗布工程と、上記ゲート絶縁膜の表面に上記触媒の上から上記導電材料をメッキし、上記導電材料と上記触媒の反応を利用して、上記触媒を塗布した上記所定部分のみに上記導電材料を付着、堆積させて上記ゲート電極を形成する部分メッキ工程とを有することを特徴とする。
【0014】
(3)ポリシリコン膜の表面にゲート絶縁膜を介してゲート電極を備えた薄膜トランジスタの製造方法において、上記ゲート電極をマスクにして上記ポリシリコン膜に不純物を注入する不純物注入工程と、上記ゲート絶縁膜の表面に常圧化学気相成長によって上記トランジスタを保護するための保護膜を形成する保護膜形成工程と、上記保護膜の表面にグラフト重合体からなるマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程と、上記マスクパターンを用いて上記保護膜及びゲート絶縁膜をエッチングすることで、上記保護膜の表面から上記ポリシリコン膜に連通するコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、少なくとも上記コンタクトホールの内部にメッキにより配線を形成する配線形成工程とを具備することを特徴とする。
【0015】
上記マスクパターン形成工程は、上記保護膜の表面にインクジェット方式によりマスク用材料を塗布するマスク用材料塗布工程と、上記マスク用材料の所定部分に紫外線を照射してこの照射した部分をグラフト重合させるグラフト重合工程と、上記マスク用材料をグラフト重合した部分を残して除去することで、上記保護膜の表面に上記マスクパターンを形成する除去工程とを有することを特徴とする。
【0016】
上記マスクパターン形成工程は、上記保護膜の表面の所定部分にインクジェット方式により重合開始剤を塗布する重合開始剤塗布工程と、上記保護膜の表面にインクジェット方式により上記重合開始剤の上からマスク用材料を塗布することで、上記マスク用材料の上記重合開始剤と接触する部分をグラフト重合させるグラフト重合工程と、上記マスク用材料をそのグラフト重合した部分を残して除去することで、上記保護膜の表面に上記マスクパターンを形成する除去工程とを有することを特徴とする。
【0017】
上記配線形成工程は、上記保護膜の表面全体にメッキにより配線用材料を付着、堆積させる全面メッキ工程と、上記配線用材料を少なくとも上記コンタクトホールの内部を残してエッチングにより除去することで上記配線を形成するエッチング工程とを有することを特徴とする。
【0018】
上記配線形成工程は、少なくとも上記コンタクトホールの内面にインクジェット方式によりメッキを促進させるための触媒を塗布する触媒塗布工程と、上記保護膜の表面に上記触媒の上から導電材料をメッキし、上記導電材料と上記触媒の反応を利用して、少なくとも上記触媒が塗布された上記コンタクトホールの内面のみに上記導電材料を付着、堆積させて上記配線を形成する部分メッキ工程とを有することを特徴とする。
【0019】
(4)薄膜トランジスタを有する表示装置の製造方法において、上記薄膜トランジスタ上に設けられた保護膜の表面にインクジェット方式によりカラーレジスト用材料を塗布し、カラーレジストを形成するカラーレジスト形成工程と、上記カラーレジストの表面にインクジェット方式によりITO膜用材料を塗布し、ITO膜を形成するITO膜形成工程とを具備することを特徴とする。
【0020】
(5)基板の表面にインクジェット方式により下地膜用材料を塗布し、下地膜を形成する下地膜形成工程と、上記下地膜の表面にメッキ又は常圧化学気相成長によりアモルファスシリコン膜を形成し、上記アモルファスシリコン膜を多結晶化することで、ポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、上記ポリシリコン膜の表面にインクジェット方式によりマスク用材料を塗布し、上記マスク用材料の所定部分をグラフト重合させた後、上記マスク用材料をグラフト重合した部分を残して除去することで、上記ポリシリコン膜の表面にグラフト重合体からなる第1のマスクパターンを形成する第1のマスクパターン形成工程と、上記第1のマスクパターンを用いて上記ポリシリコン膜をエッチングすることで、ポリシリコン島を形成するポリシリコン島形成工程と、上記ポリシリコン島の表面にインクジェット方式によりゲート絶縁膜用材料を塗布し、ゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、上記ゲート絶縁膜の表面の所定部分にメッキによりゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、上記ゲート電極をマスクにして上記ポリシリコン膜に不純物を注入する不純物注入工程と、上記ゲート絶縁膜の表面に常圧化学気相成長により上記ゲート電極を保護するための保護膜を形成する保護膜形成工程と、上記保護膜の表面にインクジェット方式によりマスク用材料を塗布し、上記マスク用材料の所定部分をグラフト重合させた後、上記マスク用材料をグラフト重合した部分を残して除去することで、上記保護膜の表面にグラフト重合体からなる第2のマスクパターンを形成する第2のマスクパターン形成工程と、上記第2マスクパターンを用いて上記保護膜及びゲート絶縁膜をエッチングすることで、上記保護膜の表面から上記ポリシリコン膜に連通するコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、少なくとも上記コンタクトホールの内部にメッキにより配線を形成する配線形成工程と、上記保護膜の表面にインクジェット方式によりカラーレジスト用材料を塗布し、カラーレジストを形成するカラーレジスト形成工程と、上記カラーレジストの表面にインクジェット方式によりITO膜用材料を塗布し、ITO膜を形成するITO膜形成工程とを具備することを特徴とする。
【0021】
(6)基板の表面に成膜とエッチングを繰り返して薄膜トランジスタを形成する薄膜トランジスタの製造方法において、上記成膜とエッチングを行う際に、高真空環境を利用しないことを特徴とする。
【0022】
(7)基板の表面に成膜とエッチングを繰り返して薄膜トランジスタを形成する薄膜トランジスタの製造方法において、上記成膜とエッチングを常圧下で行うことを特徴とする。
【0023】
(8)膜の表面に形成されたマスクを用いて上記膜をエッチングする工程を有する薄膜トランジスタの製造方法において、上記膜の表面にマスクを形成する際に、上記マスクの材料となる液体をスピンコート以外の方法を用いて塗ることを特徴とする。
【0024】
(9)膜の表面にエッチング用のマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程を有する薄膜トランジスタの製造方法において、上記マスクパターン形成工程は、上記膜の表面にインクジェット方式によりマスク用材料を塗布するマスク用材料塗布工程と、上記マスク用材料の所定部分をグラフト重合させるグラフト重合工程と、上記マスク用材料をグラフト重合した部分を残して除去することで、上記マスクパターンを形成する除去工程とを有することを特徴とする。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【0026】
図1(a)〜図1(h)、図2(a)〜図2(h)、図3(a)〜図3(d)は、本発明の第1の実施の形態に係る薄膜トランジスタの製造工程を示す工程図である。
【0027】
まず、図1(a)に示すように、ガラス基板1を用意する。
【0028】
次に、図1(b)に示すように、ガラス基板1の表面全体にインクジェット方式によって液状の下地膜用材料を塗布し、この下地膜用材料をランプによって加熱硬化する。これによって、ガラス基板1の表面全体に下地膜2が形成される。
なお、下地膜2の素材としては、窒化シリコンや酸化シリコンが用いられる。
【0029】
次に、図1(c)に示すように、下地膜2の表面全体にメッキ又は常圧化学気相成長によってアモルファスシリコン膜を形成し、このアモルファスシリコン膜をランプアニールによって多結晶化する。これによって、下地膜2の表面にポリシリコン膜3が形成される。
【0030】
次に、図1(d)に示すように、ポリシリコン膜3の表面全体に液状の第1のマスク用材料4をインクジェット方式によって塗布する。この第1のマスク用材料4の素材としては、後述するように、紫外線の照射によりグラフト重合する性質を備えた有機材料、すなわちグラフト重合素材が用いられる。
【0031】
次に、図1(e)に示すように、第1のマスク用材料4の所定部分に紫外線を照射することで、その照射部分をグラフト重合させる。これによって、第1のマスク用材料4の紫外線が照射された部分は固形状のグラフト重合体5となる。
【0032】
次に、図1(f)に示すように、第1のマスク用材料4をグラフト重合体5、すなわち紫外線を照射した部分を残して除去する。これによって、ポリシリコン膜3の表面にグラフト重合体からなる第1のマスクパターン6が形成される。
【0033】
次に、図1(g)に示すように、第1のマスクパターン6を用いてポリシリコン膜3をウェットエッチングし、下地膜2の表面にポリシリコン島7を形成する。そして、このポリシリコン島7が形成されたら、図1(h)に示すように、ポリシリコン島7の表面から第1のマスクパターン6を取り除く。
【0034】
次に、図2(a)に示すように、下地膜2の表面にポリシリコン島7を覆うように液状のゲート絶縁膜用材料をインクジェット方式によって塗布し、このゲート絶縁膜用材料をランプによって加熱硬化する。これによって、下地膜2の表面側にポリシリコン島7を覆うゲート絶縁膜8が形成される。
【0035】
次に、図2(b)に示すように、ゲート絶縁膜8の表面の所定部分にインクジェット方式によってメッキを促進させるための触媒32を塗布する。そして、ゲート絶縁膜8をガラス基板1ごとゲート電極用材料を含む電界溶液に浸漬することで、ゲート絶縁膜8の触媒32を塗布した部分にだけ電極用材料を付着、堆積させる。これによって、図2(c)に示すように、ゲート絶縁膜8の表面の所定部分にゲート電極10が形成される。ゲート電極10の素材としては、ニッケルや銅などが用いられる。
【0036】
なお、ゲート絶縁膜8の表面全体にメッキによってニッケルや銅等の導電材料を付着、堆積させ、その後、これをウェットエッチングすることで、ゲート絶縁膜8の表面の所定部分にゲート電極10を形成してもよい。
【0037】
次に、図2(d)に示すように、ゲート電極10をマスクにしてポリシリコン島7に不純物を注入する。そして、ポリシリコン島7をランプによって加熱することで、注入した不純物を活性化させる。これによって、ポリシリコン島7にソース領域7aとドレイン領域7bが形成される。さらに、ポリシリコン島7を構成するシリコン原子の未結合手を水素原子によって終端する。
【0038】
次に、図2(e)に示すように、ゲート絶縁膜8の表面に保護膜11を常圧化学気相成長によってゲート電極10を覆うように形成する。保護膜11の素材としては、窒化シリコン等が用いられる。
【0039】
次に、図2(f)に示すように、保護膜11の表面全体に液状の第2のマスク用材料12をインクジェット方式によって塗布する。第2のマスク用材料12の素材としては、上述の第1のマスク用材料4と同じ性質を有する有機材料、すなわちグラフト重合素材が用いられる。
【0040】
次に、図2(g)に示すように、この第2のマスク用材料12の所定部分に紫外線を照射し、その照射部分をグラフト重合させる。これによって、第2のマスク用材料12の紫外線が照射された部分は固形状のグラフト重合体13となる。
【0041】
次に、図2(h)に示すように、第2のマスク用材料12をグラフト重合体13、すなわち紫外線が照射された部分を残して除去する。これによって、保護膜11の表面にグラフト重合体からなる第2のマスクパターン14が形成される。
【0042】
次に、図3(a)に示すように、第2のマスクパターン14を用いて保護膜11とゲート絶縁膜8をウェットエッチングし、保護膜11の表面からポリシリコン島7のソース領域7aとドレイン領域7bにそれぞれ連通するコンタクトホール15を形成する。なお、このコンタクトホール15が形成されたら、図3(b)に示すように、保護膜11の表面から第2のマスクパターン14を取り除く。
【0043】
次に、図3(c)に示すように、コンタクトホール15の内面及び信号線部分にインクジェット方式によってメッキを促進させるための触媒33を塗布する。
そして、保護膜11をガラス基板1ごと配線用材料を含む電界溶液に浸漬し、保護膜11の触媒33を塗布したコンタクトホール15内及び信号線部21にだけ配線用材料を付着、堆積させる。
【0044】
これによって、図3(d)に示すように、ソース領域7a及びドレイン領域7bにそれぞれ接続される配線17a及び配線17bが形成される。配線用材料の素材としては、ニッケルや銅等が用いられる。
【0045】
なお、保護膜11の表面及びコンタクトホール15内にメッキによってニッケルや銅等の導電材料を付着させ、その後、コンタクトホール15の内部及び信号線部分だけを残して導電材料をウェットエッチングにより除去することで配線17a、配線17bを形成してもよい。
【0046】
以上で、薄膜トランジスタの製造工手が終了となる。
【0047】
この薄膜トランジスタを用いて表示装置等に用いられるTFT基板を製造する場合、上述の工程に加えて、さらに以下のような工程を行う。
【0048】
図4(a)〜図4(c)は同実施の形態に係るTFT基板を製造する工程を示す工程図である。
【0049】
図4(a)に示すように、保護膜11の表面全体にインクジェット方式によって赤色、緑色、青色の3色からなる液状のカラーレジスト用材料を交互に塗布し、このカラーレジスト用材料をランプによって加熱硬化する。これによって、保護膜11の表面に赤色、緑色、青色のカラーレジスト18が形成される。なお、ここでは、赤色、緑色、青色のうちの2色のカラーレジスト18a、18bのみ示している。
【0050】
次に、図4(b)に示すように、カラーレジスト18をウェットエッチングし、カラーレジスト18の表面から配線17bに連通するコンタクトホール20を形成する。なお、ここでは、カラーレジスト18aに形成されたコンタクトホール20だけを示している。
【0051】
次に、図4(c)に示すように、カラーレジスト18a、18bの表面全体に液状のITO膜用材料をインクジェット方式によって塗布し、このITO膜用材料をランプによって加熱硬化する。これによって、カラーレジスト18の表面及びコンタクトホール20の内部には、配線17bに接続されるITO膜19が形成される。
【0052】
以上で、TFT基板の製造工程が終了となる。
【0053】
本発明の薄膜トランジスタ及び表示装置の製造方法によれば、下地膜2、ポリシリコン膜3、第1のマスクパターン6、ゲート絶縁膜8、ゲート電極10、保護膜11、第2のマスクパターン14、配線17a、配線17b、カラーレジスト18a、18b、ITO膜19を形成する際に、インクジェット、ランプ加熱、常圧化学気相成長、メッキなど、プラズマを用いない方法を使用している。また、エッチングする際にも、プラズマを用いないウェットエッチングを用いている。
【0054】
そのため、プラズマを発生させるための高真空環境を作る必要がないから、そのために要する時間を短縮できる分だけ生産性を向上することができる。
【0055】
また、第1、第2のマスク用材料4、12としてグラフト重合素材を用い、このグラフト重合素材をインクジェット方式によって塗布し、その所定部分を紫外線の照射によってグラフト重合させ、グラフト重合した部分を残して第1、第2のマスク用材料4、12を除去することで、第1、第2のマスクパターン6、14を形成している。
【0056】
そのため、従来のように、スピンコートによってフォトレジストを塗布する必要がないため、材料の使用効率を向上させることができる。
【0057】
次に、図5(a)〜(c)を用いて、本発明の第2の実施の形態を説明する。
【0058】
本実施の形態では、ポリシリコン膜3の表面の所定部分に、第1のマスク用材料4を塗布する前に重合開始剤31を塗布する。
【0059】
この重合開始剤31は、第1のマスク用材料4のグラフト重合を開始させる性質を有している。そのため、図5(a)に示すように、グラフト重合させたい部分のポリシリコン膜3表面に重合開始剤31を塗布しておけば、図5(b)に示すように、重合開始剤31の上から第1のマスク用材料4を塗布するだけで、第1のマスク用材料4の所定部分をグラフト重合させることができる。
【0060】
そして、図2(c)に示すように、第1のマスク用材料4のグラフト重合していない部分を除去することで、ポリシリコン膜3の表面に第1のマスクパターン6を形成することができる。なお、上述した重合開始剤31を用いて第1のマスク用材料4をグラフト重合させる技術は、当然、第2のマスクパターンを形成する際にも用いることができる。
【0061】
本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【0062】
【発明の効果】
本発明によれば、薄膜トランジスタ及び表示装置の生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る薄膜トランジスタの製造工程を示す工程図。
【図2】同実施の形態に係る薄膜トランジスタの製造工程を示す工程図。
【図3】同実施の形態に係る薄膜トランジスタの製造工程を示す工程図。
【図4】同実施の形態に係る表示装置の製造工程を示す工程図。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る薄膜トランジストの製造工程を示す工程図。
【符号の説明】
1…ガラス基板、2…下地膜、3…ポリシリコン膜、4…第1のマスク用材料、5…所定部分、6…第1のマスクパターン、7…ポリシリコン島、7a…ソース領域、7b…ドレイン領域、8…ゲート絶縁膜、9…ゲート電極用材料、10…ゲート電極、11…保護膜、12…第2のマスク用材料、13…所定部分、14…第2のマスクパターン、15…コンタクトホール、17a…配線、17b…配線、18a、18b…カラーレジスト、19…ITO膜、20…コンタクトホール、21…信号線部、31…重合開始剤、32、33…触媒。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor formed on a surface of a substrate and a method for manufacturing a display device.
[0002]
[Prior art]
In the method for manufacturing a thin film transistor, film formation and etching are repeatedly performed. Recently, plasma is often used for film formation and etching. When film formation or etching is performed using plasma, the surroundings must be in a high vacuum environment.
[0003]
In the case of forming a mask used for etching, a photoresist is applied to the surface of a film to be etched by spin coating, and the photoresist is irradiated with light through the photomask.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when plasma is used for film formation or etching, it takes a long time to form a high vacuum environment, and there is a problem that productivity is lowered.
[0005]
Further, when spin coating is used for forming a mask, most of the photoresist is discarded, and there is a problem that the efficiency of use of the material is lowered.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an inexpensive method for manufacturing a thin film transistor and a method for manufacturing a display device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, a thin film transistor manufacturing method and a display device manufacturing method of the present invention are configured as follows.
[0008]
(1) Applying a base film material to the surface of the substrate by an ink jet method to form a base film, and forming an amorphous silicon film on the surface of the base film by plating or atmospheric pressure chemical vapor deposition A polysilicon film forming step for forming a polysilicon film by polycrystallizing the amorphous silicon film; a mask pattern forming step for forming a mask pattern made of a graft polymer on the surface of the polysilicon film; and And a polysilicon island forming step of forming a polysilicon island by etching the polysilicon film using a mask pattern.
[0009]
The mask pattern forming step includes a mask material applying step for applying a mask material to the surface of the polysilicon film by an inkjet method, and a predetermined portion of the mask material is irradiated with ultraviolet rays, and the irradiated portion is graft-polymerized. And a removal step of forming the mask pattern on the surface of the polysilicon film by removing the graft material while leaving the graft-polymerized portion of the mask material.
[0010]
The mask pattern forming step includes a polymerization initiator application step of applying a polymerization initiator to a predetermined portion of the surface of the polysilicon film by an ink jet method, and an ink jet method on the surface of the polysilicon film from above the polymerization initiator. By applying a mask material, a graft polymerization step of graft-polymerizing a portion of the mask material in contact with the polymerization initiator, and removing the mask material leaving the graft-polymerized portion, thereby removing the poly And a removal step of forming the mask pattern on the surface of the silicon film.
[0011]
(2) In a method of manufacturing a thin film transistor using a polysilicon film as a semiconductor layer, a gate insulating film forming step of forming a gate insulating film by applying a gate insulating film material to the surface of the polysilicon film by an inkjet method; And a gate electrode forming step of forming a gate electrode on a predetermined portion of the surface of the gate insulating film by plating.
[0012]
In the gate electrode forming step, the gate electrode is formed by depositing and depositing a conductive material on the entire surface of the gate insulating film by plating and removing the conductive material while leaving the predetermined portion by etching. And an etching process.
[0013]
The gate electrode forming step includes a catalyst application step of applying a catalyst for promoting plating to a predetermined portion of the surface of the gate insulating film by an ink jet method, and the conductive material from above the catalyst on the surface of the gate insulating film. And a partial plating step of forming the gate electrode by depositing and depositing the conductive material only on the predetermined portion coated with the catalyst by utilizing the reaction between the conductive material and the catalyst. Features.
[0014]
(3) In a method of manufacturing a thin film transistor including a gate electrode on a surface of a polysilicon film with a gate insulating film interposed therebetween, an impurity implantation step for implanting impurities into the polysilicon film using the gate electrode as a mask, and the gate insulation A protective film forming step of forming a protective film for protecting the transistor by atmospheric pressure chemical vapor deposition on the surface of the film; and a mask pattern forming step of forming a mask pattern made of a graft polymer on the surface of the protective film; Etching the protective film and the gate insulating film using the mask pattern to form a contact hole communicating with the polysilicon film from the surface of the protective film, and at least the inside of the contact hole And a wiring forming process for forming wiring by plating. That.
[0015]
In the mask pattern forming step, a mask material applying step for applying a mask material on the surface of the protective film by an ink jet method, and a predetermined portion of the mask material is irradiated with ultraviolet rays to graft polymerize the irradiated portion. It is characterized by having a graft polymerization step and a removal step of forming the mask pattern on the surface of the protective film by removing the portion of the mask material that has been graft-polymerized.
[0016]
The mask pattern forming step includes a polymerization initiator coating step in which a polymerization initiator is applied to a predetermined portion of the surface of the protective film by an ink jet method, and a mask for masking from above the polymerization initiator by an ink jet method on the surface of the protective film. By applying a material, a graft polymerization step of graft-polymerizing a portion of the mask material that contacts the polymerization initiator, and removing the mask material leaving the graft-polymerized portion, the protective film And a removal step of forming the mask pattern on the surface of the substrate.
[0017]
The wiring forming step includes a whole surface plating step of attaching and depositing a wiring material on the entire surface of the protective film by plating, and removing the wiring material by etching leaving at least the inside of the contact hole. And an etching process for forming the film.
[0018]
The wiring formation step includes a catalyst application step of applying a catalyst for promoting plating by an ink jet method at least on the inner surface of the contact hole, and a conductive material is plated on the surface of the protective film from above the catalyst. And a partial plating step of forming the wiring by depositing and depositing the conductive material only on the inner surface of the contact hole coated with the catalyst using a reaction between the material and the catalyst. .
[0019]
(4) In a method for manufacturing a display device having a thin film transistor, a color resist forming step of forming a color resist by applying a color resist material to the surface of a protective film provided on the thin film transistor by an ink jet method, and the color resist And an ITO film forming step of forming an ITO film by applying an ITO film material to the surface of the film by an ink jet method.
[0020]
(5) Applying a base film material to the surface of the substrate by an ink jet method to form a base film, and forming an amorphous silicon film on the surface of the base film by plating or atmospheric pressure chemical vapor deposition A process of forming a polysilicon film by polycrystallizing the amorphous silicon film, applying a mask material to the surface of the polysilicon film by an ink jet method, and a predetermined portion of the mask material. After the graft polymerization, the mask material is removed except for the graft polymerized portion, thereby forming a first mask pattern made of a graft polymer on the surface of the polysilicon film. A polysilicon island is formed by etching the polysilicon film using the step and the first mask pattern. A polysilicon island forming step, a gate insulating film material is applied to the surface of the polysilicon island by an ink jet method to form a gate insulating film, and a predetermined portion of the surface of the gate insulating film is formed. A gate electrode forming step of forming a gate electrode by plating; an impurity injection step of implanting impurities into the polysilicon film using the gate electrode as a mask; and the gate by atmospheric pressure chemical vapor deposition on the surface of the gate insulating film. A protective film forming step for forming a protective film for protecting the electrode; and a mask material is applied to the surface of the protective film by an ink jet method, and a predetermined portion of the mask material is graft-polymerized, and then the mask material is used. A second mask pattern made of a graft polymer is formed on the surface of the protective film by removing the grafted portion of the material. A second mask pattern forming step of forming a mask, and etching the protective film and the gate insulating film using the second mask pattern, thereby forming a contact hole communicating with the polysilicon film from the surface of the protective film. A contact hole forming step for forming, a wiring forming step for forming a wiring by plating at least inside the contact hole, and a color resist material formed by applying a color resist material to the surface of the protective film by an ink jet method. It comprises a forming step and an ITO film forming step of forming an ITO film by applying an ITO film material to the surface of the color resist by an ink jet method.
[0021]
(6) In the method of manufacturing a thin film transistor in which a thin film transistor is formed by repeatedly performing film formation and etching on the surface of the substrate, a high vacuum environment is not used when performing the film formation and etching.
[0022]
(7) In the method for manufacturing a thin film transistor, in which the thin film transistor is formed by repeatedly forming and etching on the surface of the substrate, the film forming and etching are performed under normal pressure.
[0023]
(8) In a method of manufacturing a thin film transistor having a step of etching the film using a mask formed on the surface of the film, a spin coating is applied to a liquid that is a material of the mask when the mask is formed on the surface of the film. It is characterized by being painted using a method other than
[0024]
(9) In the method of manufacturing a thin film transistor having a mask pattern forming step of forming an etching mask pattern on the surface of the film, the mask pattern forming step includes a mask material in which a mask material is applied to the surface of the film by an inkjet method. A material coating step, a graft polymerization step of graft polymerizing a predetermined portion of the mask material, and a removal step of forming the mask pattern by removing the mask material while leaving the graft polymerized portion. It is characterized by.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0026]
1 (a) to 1 (h), 2 (a) to 2 (h), and 3 (a) to 3 (d) show the thin film transistor according to the first embodiment of the present invention. It is process drawing which shows a manufacturing process.
[0027]
First, a
[0028]
Next, as shown in FIG. 1B, a liquid base film material is applied to the entire surface of the
Note that silicon nitride or silicon oxide is used as the material of the
[0029]
Next, as shown in FIG. 1C, an amorphous silicon film is formed on the entire surface of the
[0030]
Next, as shown in FIG. 1D, a liquid
[0031]
Next, as shown in FIG.1 (e), the irradiation part is graft-polymerized by irradiating the predetermined part of the
[0032]
Next, as shown in FIG. 1 (f), the
[0033]
Next, as shown in FIG. 1G, the
[0034]
Next, as shown in FIG. 2A, a liquid gate insulating film material is applied to the surface of the
[0035]
Next, as shown in FIG. 2B, a
[0036]
A
[0037]
Next, as shown in FIG. 2D, impurities are implanted into the
[0038]
Next, as shown in FIG. 2E, a
[0039]
Next, as shown in FIG. 2F, a liquid
[0040]
Next, as shown in FIG. 2 (g), a predetermined portion of the
[0041]
Next, as shown in FIG. 2 (h), the
[0042]
Next, as shown in FIG. 3A, the
[0043]
Next, as shown in FIG. 3C, a
Then, the
[0044]
As a result, as shown in FIG. 3D, the
[0045]
Note that a conductive material such as nickel or copper is deposited by plating on the surface of the
[0046]
This completes the manufacturing process of the thin film transistor.
[0047]
When manufacturing a TFT substrate used for a display device or the like using this thin film transistor, the following steps are further performed in addition to the above steps.
[0048]
4A to 4C are process diagrams showing a process for manufacturing the TFT substrate according to the embodiment.
[0049]
As shown in FIG. 4A, a liquid color resist material consisting of three colors of red, green, and blue is alternately applied to the entire surface of the
[0050]
Next, as shown in FIG. 4B, the color resist 18 is wet-etched to form a
[0051]
Next, as shown in FIG. 4C, a liquid ITO film material is applied to the entire surface of the color resists 18a and 18b by an ink jet method, and the ITO film material is heated and cured by a lamp. As a result, an
[0052]
Thus, the manufacturing process of the TFT substrate is completed.
[0053]
According to the thin film transistor and display device manufacturing method of the present invention, the
[0054]
Therefore, since it is not necessary to create a high vacuum environment for generating plasma, productivity can be improved to the extent that the time required for this can be shortened.
[0055]
In addition, a graft polymerization material is used as the first and
[0056]
Therefore, unlike the conventional case, it is not necessary to apply a photoresist by spin coating, so that the use efficiency of the material can be improved.
[0057]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0058]
In the present embodiment, the
[0059]
This
[0060]
Then, as shown in FIG. 2C, the first mask pattern 6 can be formed on the surface of the
[0061]
The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the stage of implementation. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
[0062]
【The invention's effect】
According to the present invention, productivity of a thin film transistor and a display device can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram showing a manufacturing process of a thin film transistor according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is a process diagram showing a manufacturing process of the thin film transistor according to the embodiment.
FIG. 3 is a process diagram showing a manufacturing process of the thin film transistor according to the embodiment.
4 is a process diagram showing a manufacturing process of the display device according to the embodiment; FIG.
FIG. 5 is a process chart showing a manufacturing process of a thin film transistor according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (9)
上記下地膜の表面にメッキ又は常圧化学気相成長によりアモルファスシリコン膜を形成し、このアモルファスシリコン膜を多結晶化することで、ポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、
上記ポリシリコン膜の表面にグラフト重合体からなるマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程と、
上記マスクパターンを用いて上記ポリシリコン膜をエッチングすることで、ポリシリコン島を形成するポリシリコン島形成工程と、を具備することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。A base film forming step of applying a base film material to the surface of the substrate by an inkjet method to form a base film;
Forming an amorphous silicon film on the surface of the base film by plating or atmospheric pressure chemical vapor deposition, and polycrystallizing the amorphous silicon film, thereby forming a polysilicon film; and
A mask pattern forming step of forming a mask pattern made of a graft polymer on the surface of the polysilicon film;
And a polysilicon island forming step of forming a polysilicon island by etching the polysilicon film using the mask pattern.
上記ポリシリコン膜の表面にインクジェット方式によりゲート絶縁膜用材料を塗布し、ゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、
上記ゲート絶縁膜の表面の所定部分にメッキによりゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、を具備する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 using a polysilicon film as a semiconductor layer,
Applying a gate insulating film material to the surface of the polysilicon film by an ink jet method to form a gate insulating film; and
And a gate electrode forming step of forming a gate electrode on a predetermined portion of the surface of the gate insulating film by plating.
上記ゲート電極をマスクにして上記ポリシリコン膜に不純物を注入する不純物注入工程と、
上記ゲート絶縁膜の表面に常圧化学気相成長によって上記トランジスタを保護するための保護膜を形成する保護膜形成工程と、
上記保護膜の表面にグラフト重合体からなるマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程と、
上記マスクパターンを用いて上記保護膜及びゲート絶縁膜をエッチングすることで、上記保護膜の表面から上記ポリシリコン膜に連通するコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、
少なくとも上記コンタクトホールの内部にメッキにより配線を形成する配線形成工程と、を具備することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。In a method of manufacturing a thin film transistor including a gate electrode on a surface of a polysilicon film via a gate insulating film,
An impurity implantation step of implanting impurities into the polysilicon film using the gate electrode as a mask;
A protective film forming step of forming a protective film for protecting the transistor by atmospheric pressure chemical vapor deposition on the surface of the gate insulating film;
A mask pattern forming step of forming a mask pattern made of a graft polymer on the surface of the protective film;
A contact hole forming step of forming a contact hole communicating with the polysilicon film from the surface of the protective film by etching the protective film and the gate insulating film using the mask pattern;
A method of manufacturing a thin film transistor, comprising: forming a wiring by plating at least inside the contact hole.
上記保護膜の表面にインクジェット方式によりカラーレジスト用材料を塗布し、カラーレジストを形成するカラーレジスト形成工程と、
上記カラーレジストの表面にインクジェット方式によりITO膜用材料を塗布し、ITO膜を形成するITO膜形成工程と、を具備することを特徴とする表示装置の製造方法。In a method for manufacturing a display device having a thin film transistor,
A color resist forming step of applying a color resist material to the surface of the protective film by an ink jet method to form a color resist;
An ITO film forming step of forming an ITO film by applying an ITO film material to the surface of the color resist by an ink jet method, and producing a display device.
上記下地膜の表面にメッキ又は常圧化学気相成長によりアモルファスシリコン膜を形成し、上記アモルファスシリコン膜を多結晶化することで、ポリシリコン膜を形成するポリシリコン膜形成工程と、
上記ポリシリコン膜の表面にインクジェット方式によりマスク用材料を塗布し、上記マスク用材料の所定部分をグラフト重合させた後、上記マスク用材料をグラフト重合した部分を残して除去することで、上記ポリシリコン膜の表面にグラフト重合体からなる第1のマスクパターンを形成する第1のマスクパターン形成工程と、
上記第1のマスクパターンを用いて上記ポリシリコン膜をエッチングすることで、ポリシリコン島を形成するポリシリコン島形成工程と、
上記ポリシリコン島の表面にインクジェット方式によりゲート絶縁膜用材料を塗布し、ゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、
上記ゲート絶縁膜の表面の所定部分にメッキによりゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、
上記ゲート電極をマスクにして上記ポリシリコン膜に不純物を注入する不純物注入工程と、
上記ゲート絶縁膜の表面に常圧化学気相成長により上記ゲート電極を保護するための保護膜を形成する保護膜形成工程と、
上記保護膜の表面にインクジェット方式によりマスク用材料を塗布し、上記マスク用材料の所定部分をグラフト重合させた後、上記マスク用材料をグラフト重合した部分を残して除去することで、上記保護膜の表面にグラフト重合体からなる第2のマスクパターンを形成する第2のマスクパターン形成工程と、
上記第2マスクパターンを用いて上記保護膜及びゲート絶縁膜をエッチングすることで、上記保護膜の表面から上記ポリシリコン膜に連通するコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、
少なくとも上記コンタクトホールの内部にメッキにより配線を形成する配線形成工程と、
上記保護膜の表面にインクジェット方式によりカラーレジスト用材料を塗布し、カラーレジストを形成するカラーレジスト形成工程と、
上記カラーレジストの表面にインクジェット方式によりITO膜用材料を塗布し、ITO膜を形成するITO膜形成工程と、を具備することを特徴とする表示装置の製造方法。A base film forming step of applying a base film material to the surface of the substrate by an inkjet method to form a base film;
Forming a polysilicon film by forming an amorphous silicon film on the surface of the base film by plating or atmospheric pressure chemical vapor deposition, and polycrystallizing the amorphous silicon film; and
A mask material is applied to the surface of the polysilicon film by an inkjet method, and a predetermined portion of the mask material is graft-polymerized, and then the mask material is removed while leaving the graft-polymerized portion. A first mask pattern forming step of forming a first mask pattern made of a graft polymer on the surface of the silicon film;
A polysilicon island forming step of forming a polysilicon island by etching the polysilicon film using the first mask pattern;
Applying a gate insulating film material to the surface of the polysilicon island by an inkjet method, and forming a gate insulating film; and
Forming a gate electrode by plating on a predetermined portion of the surface of the gate insulating film; and
An impurity implantation step of implanting impurities into the polysilicon film using the gate electrode as a mask;
A protective film forming step of forming a protective film for protecting the gate electrode by atmospheric pressure chemical vapor deposition on the surface of the gate insulating film;
A mask material is applied to the surface of the protective film by an ink jet method, and after a predetermined portion of the mask material is graft polymerized, the mask material is removed leaving the graft polymerized portion. A second mask pattern forming step of forming a second mask pattern made of a graft polymer on the surface of
A contact hole forming step of forming a contact hole communicating with the polysilicon film from the surface of the protective film by etching the protective film and the gate insulating film using the second mask pattern;
A wiring forming step of forming wiring by plating at least inside the contact hole;
A color resist forming step of applying a color resist material to the surface of the protective film by an ink jet method to form a color resist;
An ITO film forming step of forming an ITO film by applying an ITO film material to the surface of the color resist by an ink jet method, and producing a display device.
上記成膜とエッチングを行う際に、高真空環境を利用しないことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。In a method of manufacturing a thin film transistor, in which a thin film transistor is formed by repeating film formation and etching on the surface of a substrate,
A method of manufacturing a thin film transistor, wherein a high vacuum environment is not used when the film formation and etching are performed.
上記成膜とエッチングを常圧下で行うことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。In a method of manufacturing a thin film transistor, in which a thin film transistor is formed by repeating film formation and etching on the surface of a substrate,
A method of manufacturing a thin film transistor, wherein the film formation and etching are performed under normal pressure.
上記膜の表面にマスクを形成する際に、上記マスクの材料となる液体をスピンコート以外の方法を用いて塗ることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。In the method of manufacturing a thin film transistor, the method includes a step of etching the film using a mask formed on the surface of the film.
A method for producing a thin film transistor, characterized in that, when a mask is formed on the surface of the film, a liquid as a material for the mask is applied using a method other than spin coating.
上記マスクパターン形成工程は、
上記膜の表面にインクジェット方式によりマスク用材料を塗布するマスク用材料塗布工程と、
上記マスク用材料の所定部分をグラフト重合させるグラフト重合工程と、
上記マスク用材料をグラフト重合した部分を残して除去することで、上記マスクパターンを形成する除去工程と、を有することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。In a method of manufacturing a thin film transistor having a mask pattern forming step of forming an etching mask pattern on the surface of the film,
The mask pattern forming step includes
A mask material application step of applying a mask material to the surface of the film by an inkjet method;
A graft polymerization step of graft polymerizing a predetermined portion of the mask material;
And a removing step of forming the mask pattern by removing the mask material leaving a graft polymerized portion.
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---|---|---|---|
JP2003207350A JP2005064034A (en) | 2003-08-12 | 2003-08-12 | Method for manufacturing tft, and method for manufacturing display device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006284797A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Aomori Prefecture | Wired board, manufacturing method thereof and display device |
US7847903B2 (en) | 2005-05-27 | 2010-12-07 | Seiko Epson Corporation | Pixel electrode, method for forming the same, electrooptical device, and electronic apparatus |
WO2018126508A1 (en) * | 2017-01-03 | 2018-07-12 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Method for manufacturing tft substrate |
WO2019184045A1 (en) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | Method for manufacturing array substrate |
-
2003
- 2003-08-12 JP JP2003207350A patent/JP2005064034A/en active Pending
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WO2018126508A1 (en) * | 2017-01-03 | 2018-07-12 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Method for manufacturing tft substrate |
WO2019184045A1 (en) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | Method for manufacturing array substrate |
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