JP2006319032A - 積層型ダイオード、ダイオード装置およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】製造工程を簡単化した積層型ダイオードを提供する。
【解決手段】下部電極4と上部電極(ITO10)との間に、p型、i型,n型半導体層またはn型、i型,p型半導体層を積層した積層型ダイオードにおいて、前記下部電極4の上表面が所定導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理してこのプラズマ処理面上に設けたノンドープ半導体層(5)の前記プラズマ処理面との接触面を前記導電型に形成した構造を有することを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、積層型ダイオード、ダイオード装置およびその製造方法に関し、特に容易に製造できるようにした積層型ダイオード、ダイオード装置およびその製造方法に関する。
近年、タブレットPC(Personal Computer)と呼ばれる製品が開発され、発売されている。このタブレットPCは、表示部である液晶画面の表面に圧力を検知して位置入力ができるタブレットが積層されたものでる。この従来のタブレットPCは、位置検出用タブレットとして、2枚の透明電極を形成した透明基板がスペースを空けて電極が対抗するような構造のものを用いている。この構造によれば、圧力が加わって接触した電極の位置を外部回路により検出してパソコンにその位置データを送出することができる。このようなタブレットPCでは、液晶画面の上に位置入力用タブレットを積層するため、深窓効果により通常の液晶表示画面が見にくく、また厚く、重いという欠点があった。これらを改善するものとして、特許文献1に開示されたようなTFT(薄膜トランジスタ)基板に受光素子を作り込んだ従来例1がある。この従来例1は、受光素子が積層型ではないため、その専有面積が大きくなり、またその製造も容易ではない。
また、TFT基板に積層型のダイオードを形成した例ではないが、積層型ダイオードの製造方法としては、例えば特許文献2の第1図(図添付せず)に示されるような従来例2が公開されている。このダイオードの製造方法は、まず下部電極を形成した後、リンを含むガス中でプラズマ処理を行う。そして、そのプラズマ処理面上にn−i−pの3層構造の半導体層を積層する。次に、この半導体層の表面をボロンを含むガス中でプラズマ処理してから上部電極を形成している。プラズマ処理で使われるドーパントは、半導体層にドープされた場合、同じ導電型になるようなドーパントが使用され、半導体層と金属電極のオーミック接触を改善する目的で選ばれている。この従来の積層型ダイオードをTFT基板に作り込もうとすると、製造時に追加する工程が多くなり、工程が複雑になるという欠点があった。すなわち、n−i−p半導体を連続で成膜しているため、TFTの半導体層とは別の成膜工程、フォトレジスト工程、エッチング工程、レジスト剥離工程などが必要となっていた。
また、薄膜トランジスタ(TFT)の製造方法としては、特許文献3に記載された従来例3がある。図7はこの逆スタガード型のTFTの断面図であり、図8(a)〜(c)はその製造工程を説明する断面図である。
この薄膜トランジスタ(TFT)は、ガラスからなる基板1b上にCr膜(200nm厚)をパターニングしたゲート電極2aが設けられる。このゲート電極2aの上に300nm厚さの窒化シリコン(SiN )膜がゲート絶縁膜3bとして設けられる。このゲート電極2aと対向する位置に、積層された30nm厚のノンドープ水素化アモルファスSi層(以下ノンドープa−Si:H層という)21と、5nm厚のn 型a−Si:H層22とが薄膜トランジスタ部として島状にパターニングされて設けられる。さらに、Al膜(500nm厚)がパターニングされてドレイン電極23とソース電極24がそれぞれ設けられ、ゲート電極2aと対向するバックチャネル部25のn型a−Si:H層22にはボロンも導入され、リン・ボロン混在領域26となっている。
次に、この薄膜トランジスタの製造方法について図8により説明する。まず、図8(a)に示すように、基板1bの表面にゲート電極2aがパターニングされた後、ゲート絶縁膜3bとして窒化シリコン膜が300nm厚で推積される。さらに、ノンドープa−Si:H層21が300nm厚及びリンをドープしたn型a−Si:H層22が5nm厚それぞれ順次にプラズマCVD法で推積される。次に、薄膜トランジスタ部を島状分離するためのフォトレジスト27が形成される。そして、ドライエッチを用いてn型a−Si:H層22とノンドープa−Si:H層21がエッチングされてパターニングされ、フォトレジスト27は除去される。
次に、図8(b)に示すように、ソース・ドレイン電極用にAl膜が500nm厚にスパッタ法で推積される。このAl膜をソース電極24とドレイン電極23とにパターニングするため、フォトレジスト27が形成され、Alエッチャントを用いてウエットエッチングされる、このエッチングにより、それぞれの電極(23,24)がパターニングされた後、レジスト27は除去される。同時にバックチャネル部25にn型a−Si:H層22が露出する。
次に、この基板を平行平板型のプラズマ装置に入れ、基板が250℃になるよう設定される。このプラズマ装置は、ボロンハライドガス(Bガス)を0.3%含有するArガスを導入し、そのガス圧力を20Paに保つように真空排気しながら、13.56MHz,0.3W/cmの高周波電力でBプラズマを発生させる。このBプラズマに基板の表面が4分間曝されて、ボロンがドーピングされる。従って、図8(c)に示すように、バックチャネル部25にリン・ボロン混在領域26が形成される。
このように簡易な工程により、露出したn型a−Si:H層22表面をジボランプラズマに曝してボロンをドープすることにより、リン・ボロン混在領域26にできる。
以上、逆スタガード型について説明したが、順スタガード型の場合は、表面部が酸化シリコン又は窒化シリコンでなる基板をBプラズマに曝してボロンをドーピングした後に、クロム膜又はITO膜を被着しパターニングしてソース電極及びドレイン電極及びドレイン電極を形成し、n型a−Si:H層及びノンドープa−Si:H層を推積すればよい。
特開昭56−085792号 特開平2−177375号 特開平10−074946号
しかし、前述した従来例2では、積層型ダイオードの製造時に、n−i−p半導体を連続で成膜しているため、TFTの半導体層とは別の成膜工程、フォトレジスト工程、エッチング工程、レジスト剥離工程などが必要となっていた。従って、製造時に追加する工程が多くなり、工程が複雑になるという欠点があった。
また、従来例3では、TFTの製造工程が示されているが、積層型ダイオードについては記載されていない。
本発明の主な目的は、製造工程を容易にした積層型ダイオード、ダイオード装置およびこれらの製造方法を提供することにある。
本発明の構成は、下部電極と上部電極との間に、p型、i型,n型半導体層またはn型、i型,p型半導体層を積層した積層型ダイオードにおいて、前記下部電極の上表面が所定導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理しこのプラズマ処理面上に設けたノンドープ半導体層の前記プラズマ処理面との接触面を前記導電型に形成した構造を有することを特徴とする。
本発明において、前記ノンドープ半導体層上には、前記導電型とは逆の導電型になる元素をドープした上部半導体層が形成され、上部電極が前記上部半導体層上に形成されることができ、また、下部電極、上部電極が、金属膜あるいは化合物半導体膜からなことができ、また、下部電極または上部電極の少なくとも一方が透明電極からなることができる。
本発明のダイオード装置の他の構成は、前述の積層型ダイオードの下部電極の下側に遮光膜を設けたことを特徴とする。本発明において、遮光膜が透明絶縁性基板上に設けられることができる。
本発明の他の構成は、透明絶縁性基板上にダイオードをマトリクス状に配置されたダイオード基板において、前記透明絶縁性基板上に下部電極を形成し、この下部電極の上表面が所定の導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理しこのプラズマ処理面上に設けたノンドープ半導体層の前記プラズマ処理面との接触面を前記導電型に形成した構造を有することを特徴とする。
本発明において、ダイオードが、ノンドープ半導体層上に形成され前記導電型とは逆の導電型になる元素をドープした上部半導体層と、前記第上部導体層上に形成された上部電極とを含むことができる。
本発明の他の構成は、透明絶縁性基板上に複数の薄膜トランジスタ(TFT)、ダイオードおよび画素領域をそれぞれ配置したTFT基板において、前記ダイオードが、前記透明絶縁性基板上に形成した下部電極と、この下部電極の上表面が所定の導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理しこのプラズマ処理面上に設けたノンドープ半導体層の前記プラズマ処理面との接触面を前記導電型に形成した構造を有することを特徴とする。
本発明において、下部電極が、透明絶縁性基板上に形成した遮光膜と、前記遮光膜の上に形成した絶縁膜とを介して、前記絶縁膜の上に形成されることができ、また、ダイオードが、ノンドープ半導体層上に形成され前記導電型とは逆の導電型になる元素をドープした上部半導体層と、前記上部半導体層上に形成された上部電極とを含むことができ、また、遮光膜が画素領域上の画素電極と部分的に重なることにより、前記遮光膜が前記画素領域の遮光膜を兼ねていることができる。
本発明のさらに他の構成は、下部電極と上部電極との間に、p型、i型,n型半導体層またはn型、i型,p型半導体層を積層した積層型ダイオードの製造方法において、前記下部電極上を所定の導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理しこのプラズマ処理面上に設けたノンドープ半導体層の前記プラズマ処理面との接触面を前記導電型に形成することを特徴とする。
本発明において、透明絶縁性基板に下部電極を形成する工程と、前記下部電極上を所定の導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理する工程と、前記プラズマ処理した前記下部電極上にノンドープ半導体層を形成しこのノンドープ半導体層の前記プラズマ処理面との接触面を前記導電型にする工程と、前記ノンドープ半導体層上に前記ドーパントとは逆の導電型になる元素をドープした上部半導体層を積層する工程と、前記上部半導体層上に上部電極を形成する工程とを有することができ、また、下部電極、上部電極が金属膜あるいは化合物半導体膜からなることができる。
本発明の別の構成は、透明絶縁性基板上に受光用ダイオードをマトリクス状に配置したダイオード基板の製造方法において、前記透明絶縁性基板上に下部電極を形成し、この下部電極上を所定の導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理し、このプラズマ処理面上にノンドープ半導体層を形成し、前記ノンドープ半導体層のプラズマ処理面との接触面を前記導電型に形成することを特徴とする。
本発明において、前記ノンドープ半導体層上に前記ドーパントとは逆の導電型になる元素をドープした上部半導体層を積層するする工程と、前記上部半導体層上に上部電極を形成する工程とを含むことができ、また、下部電極、上部電極が金属膜あるいは化合物半導体膜からなることができる。
本発明のまた別の構成は、透明絶縁性基板上に複数の薄膜トランジスタ(TFT)を配置したTFT基板の製造方法において、前記ダイオードは、前記透明絶縁性基板上に下部電極を形成し、この下部電極の上表面が所定の導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理し、このプラズマ処理面上にノンドープ半導体層を形成し、前記ノンドープ半導体層のプラズマ処理面との接触面を前記導電型に形成することを特徴とする。
本発明において、透明絶縁性基板上に遮光膜を形成し、前記遮光膜上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に下部電極を形成すことができ、また、ダイオードの製造時には、前記ノンドープ半導体層上に前記ドーパントとは逆の導電型になる元素をドープした上部半導体層を積層するする工程と、前記上部半導体層上に上部電極を形成する工程とを含むことができ、また、積層型ダイオードの下部電極あるいは上部電極の少なくとも一方が酸化物半導体からなることができる。
本発明のさらに別の構成は、透明絶縁性基板上に複数のTFTを形成する場合に用いられるフォトマスクにおいて、少なくとも前記TFTのドレイン配線に対応した部分が入射光に対して遮光性のパターンで形成され、少なくとも前記TFTのチャネル部に対応した部分が入射光に対して透過性のパターンで形成され、その他の領域の部分が入射光に対して半透過性のパターンで形成されたことを特徴とする。
本発明において、前述したTFT基板の製造時に使用されることができる。
以上説明したように、本発明によれば、下部電極を得たい半導体型のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理することにより、その上に積層されるノンドープ半導体層に得たい半導体型層を、容易に形成することができる。しかも下部電極があるところだけ選択的に形成することが容易にできるという効果がある。
次に図面により本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の一実施形態を説明するTFT基板の断面図で、TFT11と受光用ダイオード12とコンタクト16の部分の断面を示している。図2はこのTFT基板のレイアウトを示す平面図である。本実施形態では、受光用ダイオード12が積層型ダイオードとなっている。
本実施形態において、受光用ダイオード12は、図1に示すように、下部電極4を得たい導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理することにより、このプラズマ処理面上に設けたノンドープ半導体層(アイランド5の下層)のプラズマ処理面との接触面を得たい導電型の半導体領域に形成することができる。
通常、ノンドープ半導体層の表面は、ドーパントを含んだガス中でプラズマ処理しても実用になる不純物半導体層を得ることは難しい。しかし、下部電極4をドーパントを含んだガス中でプラズマ処理して、その後CVDなどで半導体層を成長させると比較的容易に実用になる不純物半導体層を得ることができる。この場合、不純物半導体層は、下部電極があるところだけ選択的に形成することができる。
なお、積層型ダイオードを形成するために、ノンドープ半導体層上には、プラズマ処理面の導電型とは逆の導電型になる元素をドープした上部半導体層が形成され、この上部半導体層上に上部電極(ITO10)が形成される。
TFT基板は、図2に示すように、TFT(薄膜トランジスタ)11と、受光用ダイオード12と、表示面を形成する画素領域13とを基板1上にマトリクス状に配置した構成である。画素領域13は、その表面が透明電極のITO(Indium Tin Oxcide)10aからなり、また、受光用ダイオード12の上部電極もITO10からなる。TFT11は、表示面のITO10aとコンタクト16を介して接続される。受光用ダイオード12は、下部電極4上にアイランド5を設けこのアイランド5上に上部電極となるITO10を設けて積層型ダイオードに形成される。
図1において、受光用ダイオード12は、ガラスあるいはプラスチックからなる基板1上に、遮光膜(ゲート電極2)となるCr膜(200nm厚)をパターニングして設けられる。そして、遮光膜2の上に300nm厚さの窒化シリコン(SiN)膜をゲート絶縁膜3として設ける。このゲート電極2と対向する位置にゲート絶縁膜3を介してCr膜の下部電極4を設ける。この下部電極4表面にボロンを含むガス(例えばジボラン:B)でプラズマ処理が行われる。このプラズマ処理面上にノンドープ半導体層(ノンドープ水素化アモルファスシリコン)を形成する。この際、プラズマ処理面と接触するノンドープ半導体層の接触面にP型半導体領域が形成される。
ここでは、プラズマ処理面上にノンドープ水素化アモルファスシリコンとリンドープNアモルファスシリコンのN型半導体層を成膜してアイランド5を形成する。このアイランド5上にパッシベーション膜8を設ける。このパッシベーション膜8にコンタクトホール9を形成し、このコンタクトホール9に上部電極となるITO10を設けて、受光用ダイオード12を形成する。なお、下部電極4がCr膜のような金属膜の場合は、下部電極自体が遮光膜となるので、遮光膜(ゲート電極2)を省略する事もできる。
また、アイランド5は、CVDでノンドープ水素化アモルファスシリコンを約200nm堆積させ、続いてリンドープ水素化アモルファスシリコンを約50nm堆積させる。そして、通常のフォトレジスト工程とRIE(リアクティブ・イオン・エッチング)工程により所定形状のアイランド5に形成される。
このプラズマ処理した下部電極4の表面に、ノンドープアモルファスシリコンとリンドープNアモルファスシリコンを成膜することは、TFT工程に下部電極形成工程、プラズマ処理工程の2工程を追加することである。本実施形態では、これら2工程を追加することにより、受光用ダイオード、太陽電池などをTFT基板に作り込むことができる。
また、受光用ダイオードとしては、下部電極4または上部電極(ITO10)の少なくとも一方を透明電極とする必要がある。そのため、図1では上部電極を透明電極(ITO10)とし、下部電極4を遮光膜としている。なお、ダイオードの下部電極4に透明電極を用いることもあるが、この場合には、ダイオードの下部電極4の下側に必要に応じて遮光膜が設けられる。
次に図3(a)〜(d),図4(a)〜(d)は、本発明の第1の実施例として積層型ダイオードを含むTFT基板の製造工程を説明する断面図である。なお、図3の工程では、ゲート電極2と同時に形成される受光用ダイオード12の遮光膜(2)がある場合を説明している。
まず、図3(a)のように、ガラスあるいはプラスチック基板1に、ゲート電極2となる金属、例えばCrを約200nmスパッタで成膜する。この金属のゲート電極2は、ダイオード部では遮光膜(2)となる。ゲート電極2は、例えばCrを約200nmスパッタで成膜した後、通常のフォトレジスト工程でゲート電極あるいは遮光膜として残す部分にレジストを選択的に残す。このレジストを残したCr膜を、例えば硝酸セリウム系エッチング液でエッチングし、ゲート電極あるいは遮光膜部分のCr膜が残る。その後に、レジストを剥離することにより、ゲート電極あるいは遮光膜部分が形成される。
次に、図3(b)のように、ゲート絶縁膜3となる窒化膜約300nmを、CVDにより成膜する。このゲート絶縁膜3は、酸化膜100nmと窒化膜200nmのように積層しても良く、ゲート絶縁膜3を使った容量の設計・調整やゲート絶縁膜の透過率設計、ゲート絶縁膜のピンホール防止などを目的に用いられる場合がある。
次に、図3(c)のように、例えばCrを約100nmスパッタで成膜し、フォトレジスト工程、エッチング工程、剥離工程を経てダイオードの下部電極4を形成する。この下部電極4は、Crなどの金属のほかITO、SnO 、ZnO、CuAlO、SrCuなどの酸化物半導体や化合物半導体を用いることもできる。この下部電極の材質としては、通常、透明電極は金属電極よりも抵抗が大きいので、透明電極を入射光側に使うのが一般的である。わざわざ透明電極にする必要がない下部電極を透明電極にする例は殆ど無い。しかし、本実施例のように、下部電極表面をプラズマ処理する場合、金属電極よりも透明電極の方が接合を作りやすくなる。
また、TFT基板と組み合わせずダイオードだけを形成する場合、下部電極4に遮光を必要とする場合は金属膜とし、遮光に必要な厚さの金属膜が選ばれる。この下部電極を金属で作る場合は、遮光を兼ねるので、遮光層を省略することもできる。
次に、図3(d)のように、基板1の全面をボロンを含んだガス(例えばジボランB)中でプラズマ処理をする。なお、下部電極4の上にN型の半導体層を形成したい場合はリンを含んだガス(例えば、フォスフィンPH)中でプラズマ処理が行われる。このプラズマ処理は、下部電極4をパターニング後行うが、成膜後パターニング前に行うことも可能である。
次に、図4(a)のように、CVDでノンドープ水素化アモルファスシリコンを約200nm堆積させ、続けてリンドープ水素化アモルファスシリコンを約50nm堆積させる。そして、通常のフォトレジスト工程とRIE(リアクティブ・イオン・エッチング)工程によりアイランド5を形成する。このアイランド5の半導体層としては、水素化アモルファスシリコンを例にしたが、微結晶シリコンや多結晶シリコンでも同様に適用可能である。
続いて、図4(b)のように、ドレイン電極6として、例えば、Crを約140nmスパッタで成膜する。この場合、フォトレジスト7を約2μm塗布し、露光・現像する。この場合に使用するフォトマスク(図示せず)は、TFTのチャネル部に対応した部分が透明、TFTのドレイン電極6に対応した部分が遮光膜、これらチャネル部、ドレイン電極以外の部分が半透明膜になっているハーフトーンマスクを使用する。このフォトマスクのハーフトーンマスクの半透明膜は、透過率が40%程度であることが好ましい。また、フォトマスクのハーフトーンマスクは、半透明膜ではなくとも、露光機で解像できないような微細なパターンでも3段階のレジスト厚を得ることができる。
このようなフォトマスクを用いることにより、チャネル部のレジストは除去され、ドレイン電極6の部分のレジストは厚く残り、これら以外のレジストは薄く残る。この状態で、チャネル部のCrを硝酸セリウム系エッチング液でエッチングする。その後、チャネル部のN層をSF系のガスでドライエッチングし、チャネル部の掘り込みBを形成する。レジストをアッシングあるいは再現像してハーフトーンマスクの半透明膜に対応した厚さが薄いレジストを除去し、この下の部分のCrを除去する。そして、レジストが残っているドレイン電極に相当する部分のCrを残してドレイン電極6を形成する(図4(b)の状態)。
そしてレジスト7を剥離した後、図4(c)のように、パッシベーション膜8として、窒化膜150nmをCVDにより堆積させる。このパッシベーション膜8に、通常のフォトリソグラフ工程とフッ酸系のエッチング液でコンタクトホール9を形成し、レジスト7を除去する。
最後に図4(d)のように、画素電極及びダイオードの上部電極としてITO10を約50nmスパッタにより成膜する。この際、通常のフォトレジスト工程と王水系エッチング液によりエッチングし、レジスト7を除去して積層ダイオードを形成したTFT基板が完成する。
このように、下部電極4にプラズマ処理してノンドープ半導体層を成膜してドープト半導体層(5)にしているので、TFT工程に下部電極形成工程と、プラズマ処理工程を追加することより、積層型ダイオードを形成したTFT基板を容易に製造することができる。
図5は本発明の第2の実施例のレイアウトを説明する平面図、図6は図5のA−A’に沿った縦断面図である。図5の構造は、受光用ダイオード12aをマトリクス状に配置したものである。本実施例は、走査線14、データ線15を使って受光用ダイオード12aの特性(例えば開放電圧や短絡電流)を読み出すことができるようにしたものである。本実施例は、受光用ダイオード12aの下部電極14が走査線14と接続されており、また受光用ダイオード12aの上部電極10bはコンタクト16aを介してデータ線15と接続されている。
本実施例は、走査線14、データ線15の位置に対応した特性をサンプリングすることによって、X線の2次元イメージセンサ、ライトペンなどに対応したタブレットなどへ応用することが可能である。
本実施例の製造方法は次の通りである。本実施例は、基板1a上に保護膜3a(なくても可)を形成した後、下部電極となる走査線14およびデータ線15をパターニングして形成する。そして下部電極14となる走査線14の表面を、ボロンを含むガス中でプラズマ処理を行う。このプラズマ処理した下部電極(14)の表面に、ノンドープ水素化アモルファスシリコン、リンドープ水素化アモルファスシリコンからなるアイランド状の半導体層5aをCVDで連続的に成膜した後、パターニングして形成する。半導体層5aやデータ線15の上に層間膜8aを形成し、アイランドの半導体層5a上やコンタクト16の部分の層間膜8aにコンタクトホール9aを開口する。この半導体層5a上やコンタクト16の部分に、上部電極10bを形成する。これは所定の形状にパターニングする事により、形成することが可能である。層間膜8aとコンタクトホール9aは必要に応じて追加すれば良い。なお、実施例1と対応する部分の形成条件は実施例1と同様の条件で形成可能である。
また、実施例1あるいは2に記載の受光用ダイオード12aは平面上の異なる位置に配置されたものを、下部電極14、上部電極10b、データ線15、コンタクト16aなどを使って複数個接続し、起電力を大きくできるのは言うまでもない。
前述の各実施例においては、積層型ダイオードを下からp−i−nとしたが、逆にn−i−pとできることは言うまでもない。この場合、TFTはPチャネル型となる。
本発明の活用例として、タブレットPCあるいはタブレット機能を持った液晶ディスプレイ、2次元のX線センサなどにも適用できる。
本発明の実施形態を説明するTFT基板の断面図である。 図1のTFT基板のレイアウトを説明する平面図である。 (a)〜(d)は本発明の第1の実施例のTFT基板の製造工程を説明する断面図である。 (a)〜(d)は図3に続き図1の製造工程を説明する断面図である。 本発明の第2の実施例を説明するダイオード基板の平面(レイアウト)図である。 図5のダイオード基板の断面図である。 従来例のTFTの構造を説明する断面図である。 (a)〜(c)は図7のTFTの製造工程を説明する断面図である。
符号の説明
1,1a 基板
2,2a ゲート電極
3,3b ゲート絶縁膜
3a 保護膜
4 下部電極
5 アイランド
5a 半導体層
6,23 ドレイン電極
7,27 フォトレジスト
8 パッシベーション膜
8a 層間膜
9,9a コンタクトホール
10 ITO
10a ITO(画素電極)
10b 上部電極
11 TFT
12 ダイオード
12a 受光用ダイオード
13 画素領域
14 走査線(下部電極)
15 データ線
16,16a コンタクト
21 ノンドープa−Si:H層
22 na−Si:H層
24 ソース電極
25 バックチャネル部
26 リン・ボロン混在領域

Claims (24)

  1. 下部電極と上部電極との間に、p型、i型,n型半導体層またはn型、i型,p型半導体層を積層した積層型ダイオードにおいて、前記下部電極の上表面が所定導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理しこのプラズマ処理面上に設けたノンドープ半導体層の前記プラズマ処理面との接触面を前記導電型に形成した構造を有することを特徴とする積層型ダイオード。
  2. 前記ノンドープ半導体層上には、前記導電型とは逆の導電型になる元素をドープした上部半導体層が形成され、上部電極が前記上部半導体層上に形成された請求項1記載の積層型ダイオード。
  3. 下部電極、上部電極が、金属膜あるいは化合物半導体膜からなる請求項1または2記載の積層型ダイオード。
  4. 下部電極または上部電極の少なくとも一方が透明電極からなる請求項1,2または3記載の積層型ダイオード。
  5. 請求項1,2または3記載の積層型ダイオードの下部電極の下側に遮光膜を設けたことを特徴とするダイオード装置。
  6. 遮光膜が透明絶縁性基板上に設けられた請求項5載のダイオード装置。
  7. 透明絶縁性基板上にダイオードをマトリクス状に配置されたダイオード基板において、前記透明絶縁性基板上に下部電極を形成し、この下部電極の上表面が所定の導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理しこのプラズマ処理面上に設けたノンドープ半導体層の前記プラズマ処理面との接触面を前記導電型に形成した構造を有することを特徴とするダイオード基板。
  8. ダイオードが、ノンドープ半導体層上に形成され前記導電型とは逆の導電型になる元素をドープした上部導体層と、前記上部半導体層上に形成された上部電極とを含む請求項7載のダイオード基板。
  9. 透明絶縁性基板上に複数の薄膜トランジスタ(TFT)、ダイオードおよび画素領域をそれぞれ配置したTFT基板において、前記ダイオードが、前記透明絶縁性基板上に形成した下部電極と、この下部電極の上表面が所定の導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理しこのプラズマ処理面上に設けたノンドープ半導体層の前記プラズマ処理面との接触面を前記導電型に形成した構造を有することを特徴とするTFT基板。
  10. 下部電極が、透明絶縁性基板上に形成した遮光膜と、前記遮光膜の上に形成した絶縁膜とを介して、前記絶縁膜の上に形成された請求項9記載のTFT基板。
  11. ダイオードが、ノンドープ半導体層上に形成され前記導電型とは逆の導電型になる元素をドープした上部半導体層と、前記上部半導体層上に形成された上部電極とを含む請求項9または10記載のTFT基板。
  12. 遮光膜が画素領域上の画素電極と部分的に重なることにより、前記遮光膜が前記画素領域の遮光膜を兼ねている請求項9,10または11記載のTFT基板。
  13. 下部電極と上部電極との間に、p型、i型,n型半導体層またはn型、i型,p型半導体層を積層した積層型ダイオードの製造方法において、前記下部電極上を所定の導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理しこのプラズマ処理面上に設けたノンドープ半導体層の前記プラズマ処理面との接触面を前記導電型に形成することを特徴とする積層型ダイオードの製造方法。
  14. 透明絶縁性基板に下部電極を形成する工程と、前記下部電極上を所定の導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理する工程と、前記プラズマ処理した前記下部電極上にノンドープ半導体層を形成しこのノンドープ半導体層の前記プラズマ処理面との接触面を前記導電型にする工程と、前記ノンドープ半導体層上に前記ドーパントとは逆の導電型になる元素をドープした第2半導体層を積層する工程と、前記半導体膜上に上部電極を形成する工程とを有する請求項13記載の積層型ダイオードの製造方法。
  15. 下部電極、上部電極が金属膜あるいは化合物半導体膜からなる請求項13または14記載の積層型ダイオードの製造方法。
  16. 透明絶縁性基板上にダイオードをマトリクス状に配置したダイオード基板の製造方法において、前記透明絶縁性基板上に下部電極を形成し、この下部電極上を所定の導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理し、このプラズマ処理面上にノンドープ半導体層を形成し、前記ノンドープ半導体層のプラズマ処理面との接触面を前記導電型に形成することを特徴とするダイオード基板の製造方法。
  17. 前記ノンドープ半導体層上に前記ドーパントとは逆の導電型になる元素をドープした上部半導体層を積層するする工程と、前記上部半導体層上に上部電極を形成する工程とを含む請求項16記載のダイオード基板の製造方法。
  18. 下部電極、上部電極が金属膜あるいは化合物半導体膜からなる請求項16または17記載のダイオード基板の製造方法。
  19. 透明絶縁性基板上に複数の薄膜トランジスタ(TFT)を配置した
    TFT基板の製造方法において、前記ダイオードは、前記透明絶縁性基板上に下部電極を形成し、この下部電極の上表面が所定の導電型となる元素のドーパントを含んだガス中でプラズマ処理し、このプラズマ処理面上にノンドープ半導体層を形成し、前記ノンドープ半導体層のプラズマ処理面との接触面を前記導電型に形成することを特徴とするTFT基板の製造方法。
  20. 透明絶縁性基板上に遮光膜を形成し、前記遮光膜上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に下部電極を形成する請求項19記載のTFT基板の製造方法。
  21. ダイオードの製造時には、前記ノンドープ半導体層上に前記ドーパントとは逆の導電型になる元素をドープした上部半導体層を積層するする工程と、前記上部半導体層上に上部電極を形成する工程とを含む請求項19または20記載のTFT基板の製造方法。
  22. 積層型ダイオードの下部電極あるいは上部電極の少なくとも一方が酸化物半導体からなる請求項19,20あるいは21記載のTFT基板の製造方法。
  23. 透明絶縁性基板上に複数のTFTを形成する場合に用いられるフォトマスクにおいて、少なくとも前記TFTのドレイン配線に対応した部分が入射光に対して遮光性のパターンで形成され、少なくとも前記TFTのチャネル部に対応した部分が入射光に対して透過性のパターンで形成され、その他の領域の部分が入射光に対して半透過性のパターンで形成されたことを特徴とするフォトマスク。
  24. 請求項19ないし22のうちの1項に記載されたTFT基板の製造時に使用される請求項23記載のフォトマスク。
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