JP2006148150A - Tft基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ゲート電極上でゲートパッドを露出の絶縁膜パターン、ゲート電極及び絶縁膜パターン上に形成の半導体膜パターン、ゲート電極上の半導体膜パターンと接触の不純物注入半導体膜パターン、半導体膜パターン上に形成のソース及びドレイン電極とデータライン、ソース及びドレイン電極上且つゲートパッド領域で絶縁膜パターン上に形成の保護膜パターン、保護膜パターン上でドレイン電極に連結の第1画素電極パターンと、ゲートパッドに連結の第2画素電極パターンを備え、絶縁膜及び保護膜パターンはゲートパッド領域で重なり、ゲート電極、パッド及びラインは第1金属膜パターンと第1金属膜パターン上の第2金属膜パターンを含み、第2金属膜パターンの厚さは第1金属膜パターンに対し同じ又は薄く、第1金属膜パターンの幅は第1金属膜パターンの底から狭くなる。
【選択図】なし
Description
一方、TFT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。
かつ、本発明の他の目的はゲート電極にアンダーカットが発生しないようにして、素子の特性が低下することを防止できるTFT基板を提供することである。
図6は本発明による液晶表示装置のTFT基板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、ソース電極32a及びドレイン電極32bの形成された前記基板の全面に絶縁物質、例えば酸化膜を1,000Å−3,000Å程度の厚さで蒸着して保護膜を形成する。次いで、前記保護膜を4次写真工程により蝕刻してドレイン電極32bの一部と、パッド部Dに形成されたゲート電極(22+24)、即ちゲートパッドの一部を露出させる保護膜パターン34を形成する。前記パッド部Dでは前記ゲートパッド上に形成された保護膜34と絶縁膜26が同時に蝕刻される。
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TFT基板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12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。
本発明によるTFT基板によると、ゲート電極をアルミニウム又はアルミニウム合金膜と耐火性金属膜との2重構造から形成する。従って、アルミニウムとITOの直接的な接触に起因する電池反応を防止することができ、耐火性金属のストレス弛緩作用によりアルミニウムのヒロック発生を防止することができる。かつ、前記耐火性金属膜により陽極酸化工程を省くことができ、絶縁膜と保護膜を同時に蝕刻できるので写真工程の数を減らすことができる。
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 (47)
- 透明基板上に形成されたゲート電極、ゲートパッド及びゲートラインと、
前記ゲート電極上に形成され、前記ゲートパッドの一部を露出させる絶縁膜パターンと、
前記ゲート電極及び前記絶縁膜パターン上に形成された半導体膜パターンと、
前記半導体膜パターン上に形成される不純物注入半導体膜パターンであって、前記ゲート電極上に形成された前記半導体膜パターンの上面と接触する不純物注入半導体膜パターンと、
前記不純物注入半導体膜パターンの一部上に形成されたソース電極、ドレイン電極及びデータラインと、
前記ソース電極及びドレイン電極上に形成され、ゲートパッド領域で前記絶縁膜パターン上に形成された保護膜パターンであって、前記ドレイン電極上にコンタクトホールを有し、前記ゲートパッドの上面を露出させる保護膜パターンと、
前記保護膜パターン上で前記ドレイン電極に電気的に連結された第1画素電極パターンと、
前記ゲートパッドの露出された上面に直接に連結された第2画素電極パターンと、
を備え、
前記絶縁膜パターンと前記保護膜パターンとは前記ゲートパッド領域で重なっており、
前記ゲート電極、前記ゲートパッド及び前記ゲートラインは、基板上に形成された第1金属膜パターンと前記第1金属膜パターン上に形成された第2金属膜パターンとを含み、
前記第2金属膜パターンの厚さは前記第1金属膜パターンと同じ又は前記第1金属膜パターンより薄く、
前記第1金属膜パターンの幅は前記第1金属膜パターンの底から次第に狭くなることを特徴とするTFT基板。 - 前記保護膜パターンの一部は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半導体膜パターンと直接接触することを特徴とする請求項1に記載のTFT基板。
- 前記絶縁膜パターンは化学式SiNXで表される窒化膜を含むことを特徴とする請求項1に記載のTFT基板。
- 前記第2金属膜はCr、Mo、Ta及びTiよりなるグループから選択された金属を含むことを特徴とする請求項1に記載のTFT基板。
- 前記第1金属膜はAlまたはAl合金を含むことを特徴とする請求項1に記載のTFT基板。
- 前記第1及び第2画素電極パターンはITOを含むことを特徴とする請求項1に記載のTFT基板。
- 前記第2金属膜パターンの幅は前記第1金属膜パターンの上面と同じ又は前記第1金属膜パターンの上面より狭いことを特徴とする請求項1に記載のTFT基板。
- 前記第2金属膜パターンは耐火金属を含むことを特徴とする請求項1に記載のTFT基板。
- 基板上に形成された第1金属膜パターン及び前記第1金属膜パターン上に形成された第2金属膜パターンを含むゲート電極と、
前記基板上に形成された前記第1金属膜及び第2金属膜を含むゲートパッドと、
前記ゲート電極上に形成され、前記ゲートパッドの前記第2金属膜の一部を露出させる絶縁膜パターンと、
前記ゲート電極及び前記絶縁膜パターン上に形成された半導体膜パターンと、
前記半導体膜パターン上に形成され、分離されている不純物注入半導体膜パターンであって、前記半導体膜パターンの上面と接触し、前記ゲート電極上に形成された前記半導体膜パターンの一部を露出させる不純物注入半導体膜パターンと、
前記不純物注入半導体膜パターンの一部上に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
TFT領域で前記ソース電極及びドレイン電極上に形成され、ゲートパッド領域で前記絶縁膜上に形成された保護膜パターンであって、前記ドレイン電極上にコンタクトホールを有し、前記ゲートパッド領域で前記第2金属膜の上面を露出させる保護膜パターンと、
前記保護膜パターン上で前記ドレイン電極に電気的に連結された第1画素電極パターンと、
前記ゲートパッド領域で前記第2金属膜の露出された領域に電気的に連結された第2画素電極パターンと、
を備え、
前記絶縁膜パターンと前記保護膜パターンとは前記ゲートパッド領域で重なっており、
前記第2金属膜パターンの厚さは前記第1金属膜パターンと同じ又は前記第1金属膜パターンより薄く、
前記第1金属膜パターンの幅は前記第1金属膜パターンの底から次第に狭くなることを特徴とするTFT基板。 - 前記第2金属膜はCr、Mo、Ta及びTiよりなるグループから選択された金属を含むことを特徴とする請求項9に記載のTFT基板。
- 前記第1金属膜はAlまたはAl合金を含むことを特徴とする請求項10に記載のTFT基板。
- 前記絶縁膜は化学式SiNXで表される窒化膜を含むことを特徴とする請求項9に記載のTFT基板。
- 前記第1及び第2画素電極パターンはITOを含むことを特徴とする請求項9に記載のTFT基板。
- 前記保護膜パターンの一部は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半導体膜パターンと直接接触することを特徴とする請求項9に記載のTFT基板。
- 前記第2金属膜パターンの幅は前記第1金属膜パターンの上面と同じ又は前記第1金属膜パターンの上面より狭いことを特徴とする請求項9に記載のTFT基板。
- 前記第2金属膜パターンは耐火金属を含むことを特徴とする請求項9に記載のTFT基板。
- 前記第1金属膜パターンはAlまたはAl合金を含むことを特徴とする請求項16に記載のTFT基板。
- 透明基板上に形成された耐火金属膜パターンと前記耐火金属膜パターンの下方に形成された他の金属膜パターンとを含むゲート電極及びゲートパッドと、
前記ゲート電極上に形成され、前記ゲートパッドの一部を露出させる絶縁膜パターンと、
前記ゲート電極及び前記絶縁膜パターン上に形成された半導体膜パターンと、
前記半導体膜パターン上に形成され、分離されている不純物注入半導体膜パターンであって、前記半導体膜パターンの上部表面と接触し、前記ゲート電極上に形成された前記半導体膜パターンの一部を露出させる不純物注入半導体膜パターンと、
前記不純物注入半導体膜パターンの一部上に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
TFT領域で前記ソース電極及びドレイン電極上に形成され、ゲートパッド領域で前記絶縁膜上に形成された保護膜パターンであって、前記ドレイン電極上にコンタクトホールを有し、前記ゲートパッドの上面を露出させる保護膜パターンと、
前記保護膜パターン上で前記ドレイン電極に電気的に連結された第1画素電極パターンと、
前記ゲートパッドの露出された領域に電気的に連結された第2画素電極パターンと、
を備え、
前記絶縁膜パターンと前記保護膜パターンとは前記ゲートパッド領域で重なっており、
前記耐火金属膜パターンの厚さは前記他の金属膜パターンと同じ又は前記他の金属膜パターンより薄く、
前記他の金属膜パターンの幅は前記他の金属膜パターンの底から次第に狭くなることを特徴とするTFT基板。 - 前記耐火金属膜パターンはCr、Mo、Ta及びTiよりなるグループから選択された金属を含むことを特徴とする請求項18に記載のTFT基板。
- 前記他の金属膜パターンはAlまたはAl合金を含むことを特徴とする請求項18に記載のTFT基板。
- 前記絶縁膜は化学式SiNXで表される窒化膜を含むことを特徴とする請求項18に記載のTFT基板。
- 前記第1及び第2画素電極パターンはITOを含むことを特徴とする請求項18に記載のTFT基板。
- 前記保護膜パターンの一部は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半導体膜パターンと直接接触することを特徴とする請求項18に記載のTFT基板。
- 前記耐火金属膜パターンの幅は前記他の金属膜パターンの上面と同じ又は前記他の金属膜パターンの上面より狭いことを特徴とする請求項18に記載のTFT基板。
- 前記半導体膜パターンは非晶質シリコンであることを特徴とする請求項18に記載のTFT基板。
- 透明基板上に形成されたゲート電極、ゲートパッド及びゲートラインと、
前記ゲート電極上に形成され、前記ゲートパッドの一部を露出させる絶縁膜パターンと、
前記ゲート電極及び前記絶縁膜パターン上に形成された半導体膜パターンと、
前記半導体膜パターン上に形成される不純物注入半導体膜パターンであって、前記ゲート電極上に形成された前記半導体膜パターンの上面と接触する不純物注入半導体膜パターンと、
前記不純物注入半導体膜パターンの一部上に形成されたソース電極、ドレイン電極及びデータラインと、
前記ソース電極及びドレイン電極上に形成され、ゲートパッド領域で前記絶縁膜パターン上に形成された保護膜パターンであって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間では前記半導体膜パターンの上面と直接に接触し、前記ドレイン電極上にコンタクトホールを有し、前記ゲートパッドの上面を露出させる保護膜パターンと、
前記保護膜パターン上で前記ドレイン電極に電気的に連結された第1画素電極パターンと、
前記ゲートパッドの露出された上面に直接に連結された第2画素電極パターンと、
を備え、
前記絶縁膜パターンと前記保護膜パターンとは前記ゲートパッド領域で重なっており、
前記ゲート電極、前記ゲートパッド及び前記ゲートラインは、基板上に形成された第1金属膜パターンと、前記第1金属膜パターン上に形成された第2金属膜パターンとを含み、
前記第1金属膜パターンの幅は前記第1金属膜パターンの底から次第に狭くなることを特徴とするTFT基板。 - 前記絶縁膜パターンは化学式SiNXで表される窒化膜を含むことを特徴とする請求項26に記載のTFT基板。
- 前記第2金属膜はCr、Mo、Ta及びTiよりなるグループから選択された金属を含むことを特徴とする請求項26に記載のTFT基板。
- 前記第1金属膜はAlまたはAl合金を含むことを特徴とする請求項26に記載のTFT基板。
- 前記第1及び第2画素電極パターンはITOを含むことを特徴とする請求項26に記載のTFT基板。
- 前記第2金属膜パターンの幅は前記第1金属膜パターンの上面と同じ又は前記第1金属膜パターンの上面より狭いことを特徴とする請求項26に記載のTFT基板。
- 前記第2金属膜パターンは耐火金属を含むことを特徴とする請求項26に記載のTFT基板。
- 基板上に形成された第1金属膜パターン及び前記第1金属膜パターン上に形成された第2金属膜パターンを含むゲート電極と、
前記基板上に形成された前記第1金属膜及び第2金属膜を含むゲートパッドと、
前記ゲート電極上に形成され、前記ゲートパッドの前記第2金属膜の一部を露出させる絶縁膜パターンと、
前記ゲート電極及び前記絶縁膜パターン上に形成された半導体膜パターンと、
前記半導体膜パターン上に形成され、分離されている不純物注入半導体膜パターンであって、前記半導体膜パターンの上面と接触し、前記ゲート電極上に形成された前記半導体膜パターンの一部を露出させる不純物注入半導体膜パターンと、
前記不純物注入半導体膜パターンの一部上に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
TFT領域で前記ソース電極及びドレイン電極上に形成され、ゲートパッド領域で前記絶縁膜上に形成された保護膜パターンであって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間では前記半導体膜パターンの上面と直接に接触し、前記ドレイン電極上にコンタクトホールを有し、前記ゲートパッド領域で前記第2金属膜の上面を露出させる保護膜パターンと、
前記保護膜パターン上で前記ドレイン電極に電気的に連結された第1画素電極パターンと、
前記ゲートパッド領域で前記第2金属膜の露出された領域に電気的に連結された第2画素電極パターンと、
を備え、
前記絶縁膜パターンと前記保護膜パターンとは前記ゲートパッド領域で重なっており、
前記第1金属膜パターンの幅は前記第1金属膜パターンの底から次第に狭くなることを特徴とするTFT基板。 - 前記第2金属膜はCr、Mo、Ta及びTiよりなるグループから選択された金属を含むことを特徴とする請求項33に記載のTFT基板。
- 前記第1金属膜はAlまたはAl合金を含むことを特徴とする請求項34に記載のTFT基板。
- 前記絶縁膜は化学式SiNXで表される窒化膜を含むことを特徴とする請求項33に記載のTFT基板。
- 前記第1及び第2画素電極パターンはITOを含むことを特徴とする請求項33に記載のTFT基板。
- 前記第2金属膜パターンの幅は前記第1金属膜パターンの上面と同じ又は前記第1金属膜パターンの上面より狭いことを特徴とする請求項33に記載のTFT基板。
- 前記第2金属膜パターンは耐火金属を含むことを特徴とする請求項33に記載のTFT基板。
- 前記第1金属膜パターンはAlまたはAl合金を含むことを特徴とする請求項39に記載のTFT基板。
- 透明基板上に形成され、耐火金属膜パターンと他の金属膜パターンとを含むゲート電極及びゲートパッドと、
前記ゲート電極上に形成され、前記ゲートパッドの一部を露出させる絶縁膜パターンと、
前記ゲート電極及び前記絶縁膜パターン上に形成された半導体膜パターンと、
前記半導体膜パターン上に形成され、分離されている不純物注入半導体膜パターンであって、前記半導体膜パターンの上部表面と接触し、前記ゲート電極上に形成された前記半導体膜パターンの一部を露出させる不純物注入半導体膜パターンと、
前記不純物注入半導体膜パターンの一部上に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
TFT領域で前記ソース電極及びドレイン電極上に形成され、ゲートパッド領域で前記絶縁膜上に形成された保護膜パターンであって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間では前記半導体膜パターンの上面と直接に接触し、前記ドレイン電極上にコンタクトホールを有し、前記ゲートパッドの上面を露出させる保護膜パターンと、
前記保護膜パターン上で前記ドレイン電極に電気的に連結された第1画素電極パターンと、
前記ゲートパッドの露出された領域に電気的に連結された第2画素電極パターンと、
を備え、
前記絶縁膜パターンと前記保護膜パターンとは前記ゲートパッド領域で重なっており、
前記他の金属膜パターンは前記耐火金属膜パターンの下方に形成され、
前記他の金属膜パターンの幅は前記他の金属膜パターンの底から次第に狭くなることを特徴とするTFT基板。 - 前記耐火金属膜パターンはCr、Mo、Ta及びTiよりなるグループから選択された金属を含むことを特徴とする請求項41に記載のTFT基板。
- 前記他の金属膜パターンはAlまたはAl合金を含むことを特徴とする請求項41に記載のTFT基板。
- 前記絶縁膜は化学式SiNXで表される窒化膜を含むことを特徴とする請求項41に記載のTFT基板。
- 前記第1及び第2画素電極パターンはITOを含むことを特徴とする請求項41に記載のTFT基板。
- 前記耐火金属膜パターンの幅は前記他の金属膜パターンの上面と同じ又は前記金属膜パターンの上面より狭いことを特徴とする請求項41に記載のTFT基板。
- 前記半導体膜パターンは非晶質シリコンであることを特徴とする請求項41に記載のTFT基板。
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