JP2006195086A - Tft基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 表示装置に用いられるTFT基板であって、透明基板と、前記透明基板上に設けられ、前記表示装置の画素を制御する画素電極と、前記透明基板上に設けられ、前記画素電極を駆動する薄膜トランジスタと、を備え、前記薄膜トランジスタは、少なくとも、Alゲート電極と、ゲート絶縁膜と、第1の半導体層と、第2の半導体層と、Alソース・ドレイン電極と、を含み、前記画素電極は、前記Alゲート電極及び/又は前記Alソース・ドレイン電極と直接接合し、当該画素電極が、酸化亜鉛を主成分とする導電性酸化物よりなることを特徴とするTFT基板である。バリヤーメタルを設けていないので、製造工程を簡略化することができる。
【選択図】 図1
Description
(1)上記課題を解決するために、本発明は、表示装置に用いられるTFT基板であって、透明基板と、前記透明基板上に設けられ、前記表示装置の画素を制御する画素電極と、前記透明基板上に設けられ、前記画素電極を駆動する薄膜トランジスタと、を備え、前記薄膜トランジスタは、少なくとも、Alゲート電極と、ゲート絶縁膜と、第1の半導体層と、第2の半導体層と、Alソース・ドレイン電極と、を含み、前記画素電極は、前記Alゲート電極及び/又は前記Alソース・ドレイン電極と直接接合し、当該画素電極が、酸化亜鉛を主成分とする導電性酸化物よりなることを特徴とするTFT基板である。
(5)また、本発明は、上記(2)−(4)のいずれかに記載のTFT基板を製造する方法において、酸化亜鉛・酸化スズを主成分とする透明導電膜をパターニングして電極端部のテーパー角が30〜89度である前記画素電極を形成するパターニング工程、を備え、前記パターニング工程は、エッチング液として蓚酸の濃度が1wt%〜10wt%である水溶液を用い、このエッチング液の温度を20〜50℃の範囲に設定して前記透明導電膜をエッチングするエッチング工程、を含み、酸化亜鉛・酸化スズを主成分とする前記酸化物中の亜鉛の組成比率[Zn]/([Zn]+[Sn])が0.5〜0.85であることを特徴とするTFT基板の製造方法。ここで、[Zn]は、亜鉛原子の数を表し、[Sn]は、スズ原子の数を表す。
本実施の形態では、種々の構成に係るスパッタリングターゲットを作成し、その特性及びそれを用いて製造した透明導電膜の特性を検査した。
平均粒径が1μm以下の酸化亜鉛粉末、及び平均粒径が1μm以下の酸化スズ粉末を、 [Zn]/([Zn]+[Sn])=0.79の割合となるように調合して、樹脂製ポットに入れ、さらに純水を加えて、硬質ZrO2ボールミルを用いた湿式ボールミル混合を行った。混合時間は20時間とした。得られた混合スラリーを取り出し、濾過、乾燥及び造粒を行った。得られた造粒物を、294MPa(3t/cm2 )の圧力を掛けて冷間静水圧プレスで成形した。
平均粒径が1μm以下の酸化亜鉛粉末、及び平均粒径が1μm以下の酸化スズ粉末を原料粉末とした。酸化亜鉛粉末と酸化スズ粉末を所定の割合で樹脂製ポットに調合して入れ、湿式ボールミルで混合した。その際、硬質ZrO2ボールを用い、混合時間を20時間とした。混合スラリーを取り出し、濾過、乾燥、造粒した。造粒物を円形の型に充填し、冷間静水圧プレスを用い、3ton/cm2の圧力を掛けて円盤状に成形した。
実施例2においては、これらの表に示されているように、[Zn]/([Zn]+[Sn])の値は、0.75である。ターゲット密度は5.86g/cm3であり、平均粒径は3.82μmであった。また、比抵抗は、350Ωcmであった(表1)。
実施例3においては、これらの表に示されているように、[Zn]/([Zn]+[Sn])の値は、0.70である。ターゲット密度は5.83g/cm3であり、平均粒径は3.4μmであった。また、比抵抗は、370Ωcmであった(表1)。
実施例4においては、これらの表に示されているように、[Zn]/([Zn]+[Sn])の値は、0.67である。ターゲット密度は5.92g/cm3であり、平均粒径は3.5μmであった。また、比抵抗は、420Ωcmであった(表1)。
実施例5においては、これらの表に示されているように、[Zn]/([Zn]+[Sn])の値は、0.55である。ターゲット密度は6.10g/cm3であり、平均粒径は測定不能であった。また、比抵抗は、480Ωcmであった(表1)。
上記実施例1−5と、組成が異なる例を比較例1、2として挙げる。この比較例1、2の結果も表1、表2、表3、表4に示されている。
比較例1は、亜鉛の原子数の組成比率[Zn]/([Zn]+[Sn])の値が0.97の場合である。この比較例1の測定値は表1〜4に示す通りである。この表に示すように、ターゲットの比抵抗は280Ωcmと低い値を示すが、成膜した透明導電膜の比抵抗は0.86Ωcmと上記実施例1〜5のいずれよりも高い値となっている。また、移動度は15cm2/V・secと低い値であり、光透過率も79.8%(波長:550nm)と低い値を示しており、表示装置に用いた場合の性能は、上記実施例1−5に比べて劣ると考えられる。
比較例2は、亜鉛の原子数の組成比率[Zn]/([Zn]+[Sn])の値が0.40の場合である。この比較例2の測定値は表1〜4に示す通りである。この表に示すように、ターゲットの比抵抗は4400Ωcmであり、成膜した透明導電膜の比抵抗は0.08Ωcmであった。また、移動度は8cm2/V・secと低い値であり、光透過率も79.8%(波長:550nm)と低い値を示しており、表示装置に用いた場合の性能は、上記実施例1−5に比べて劣ると考えられる。
以下、上述した実施例1〜5の透明導電膜に関し、種々の測定結果について説明する(実施例6、実施例7、実施例8)。
純Alスパッタリングターゲットをスパッタリング装置に装着し、到達真空度:5×10−4Pa、成膜圧力:0.1Paにて、基板温度を室温にセットしてスパッタリングを行い、厚さ200nmのAlの薄膜32を、所定のスライドガラス30上に成膜した。
剥離剤に対する耐性に関して、実験を行った。
Al及び透明導電膜の積層膜において、線幅を50μmとし、Al細線と透明導電膜を直交するように配置し、積層界面の接触抵抗の測定(ケルビンプローブ法)を行った。すなわち、所定の基板上にAl配線の細線と透明導電膜の細線が直交するように(十字型に)積層させ、両者の接触抵抗をケルビンプローブ法により測定する。線幅は双方とも50μmである。
実施例9
本発明の実施例9においては、本発明に係るTFT基板の製造の様子を図1に基づき説明する。
2 ゲート電極
3 ゲート絶縁膜(SiN膜)
4 α−Si:H(i)膜
5 SiN膜
6 α−Si:H(n)膜
7 ソース電極
8 ドレイン電極
9 非晶質透明導電膜(画素電極パターン)
10 絶縁膜
12 ゲート線
30 スライドガラス
32 Alの薄膜
34 透明導電膜
Claims (6)
- 表示装置に用いられるTFT基板であって、
透明基板と、
前記透明基板上に設けられ、前記表示装置の画素を制御する画素電極と、
前記透明基板上に設けられ、前記画素電極を駆動する薄膜トランジスタと、
を備え、
前記薄膜トランジスタは、少なくとも、Alゲート電極と、ゲート絶縁膜と、第1の半導体層と、第2の半導体層と、Alソース・ドレイン電極と、を含み、
前記画素電極は、前記Alゲート電極及び/又は前記Alソース・ドレイン電極と直接接合し、
当該画素電極が、酸化亜鉛を主成分とする導電性酸化物よりなることを特徴とするTFT基板。 - 前記画素電極が、さらに酸化スズを含有し、酸化亜鉛・酸化スズを主成分とする導電性酸化物よりなることを特徴とする請求項1記載のTFT基板。
- 前記酸化亜鉛・酸化スズを主成分とする酸化物中の亜鉛の組成比率[Zn]/([Zn]+[Sn])が0.5〜0.85であることを特徴とする請求項2記載のTFT基板。ここで、[Zn]は、亜鉛原子の数を表し、[Sn]は、スズ原子の数を表す。
- 前記酸化亜鉛・酸化スズを主成分とする酸化物からなる前記画素電極の端部のテーパー角が30〜89度であることを特徴とする請求項2又は3に記載のTFT基板。
- 請求項2〜4のいずれかに記載のTFT基板を製造する方法において、
酸化亜鉛・酸化スズを主成分とする透明導電膜をパターニングして電極端部のテーパー角が30〜89度である前記画素電極を形成するパターニング工程、
を備え、
前記パターニング工程は、エッチング液として蓚酸の濃度が1wt%〜10wt%である水溶液を用い、このエッチング液の温度を20〜50℃の範囲に設定して前記透明導電膜をエッチングするエッチング工程、を含み、
酸化亜鉛・酸化スズを主成分とする前記酸化物中の亜鉛の組成比率[Zn]/([Zn]+[Sn])が0.5〜0.85であることを特徴とするTFTアレイ基板の製造方法。ここで、[Zn]は、亜鉛原子の数を表し、[Sn]は、スズ原子の数を表す。 - 請求項2〜4のいずれかに記載のTFT基板の製造方法において、
酸化亜鉛・酸化スズを主成分とする前記透明導電膜をパターニングして電極端部のテーパー角が30〜89度である前記画素電極を形成するパターニング工程、
を備え、前記パターニング工程は、
前記透明導電膜上に塗布されたレジストを、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの1〜5wt%水溶液をレジスト現像液として用いて現像する現像工程と、
エッチング液として蓚酸の濃度が1wt%〜10wt%である水溶液を用い、このエッチング液の温度を20〜50℃の範囲に設定して前記透明導電膜をエッチングするエッチング工程と、
エタノールアミンを含む剥離液を用いて前記レジストを剥離する剥離工程と、
を含み、
酸化亜鉛・酸化スズを主成分とする前記酸化物中の亜鉛の組成比率[Zn]/([Zn]+[Sn])が0.5〜0.85であることを特徴とするTFT基板の製造方法。ここで、[Zn]は、亜鉛原子の数を表し、[Sn]は、スズ原子の数を表す。
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