JP2007189120A - Tft substrate and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置や有機EL発光装置に用いられるTFT基板及びその製造方法に関する。さらに、そのTFT基板を用いた液晶表示装置や有機EL表示装置に関する。 The present invention relates to a TFT substrate used in a liquid crystal display device and an organic EL light emitting device, and a method for manufacturing the same. Further, the present invention relates to a liquid crystal display device and an organic EL display device using the TFT substrate.
LCD(液晶表示装置)や有機EL表示装置は、表示性能、省エネルギー等の理由から広く利用されている。特に、携帯電話やPDA、パーソナルコンピュータやラップトップパソコン、テレビ等の表示機としてはほぼ主流を占めるに至っている。 LCDs (liquid crystal display devices) and organic EL display devices are widely used for reasons such as display performance and energy saving. In particular, display devices such as mobile phones, PDAs, personal computers, laptop computers, and televisions have become almost mainstream.
これらの表示装置には、一般に、TFT(薄膜トランジスタ)基板が用いられている。 In these display devices, a TFT (thin film transistor) substrate is generally used.
例えば、液晶表示装置は、TFT基板と対向基板との間に液晶などの表示材料を充填し、この表示材料に対して画素ごとに選択的に電圧を印加するように構成されている。ここで、TFT基板とは、通常は、半導体薄膜(半導体膜とも呼ばれる)などから成るTFT(薄膜トランジスタ)等が配置されている基板を言う。 For example, a liquid crystal display device is configured to fill a display material such as liquid crystal between a TFT substrate and a counter substrate, and to selectively apply a voltage to the display material for each pixel. Here, the TFT substrate generally refers to a substrate on which a TFT (thin film transistor) made of a semiconductor thin film (also called a semiconductor film) or the like is disposed.
一般に、このTFT基板は、アレイ状に薄膜トランジスタが配置されているので、「TFTアレイ基板」と呼ばれることも多い。したがって、本発明におけるTFT基板には、このTFTアレイ基板も含まれる。 Generally, this TFT substrate is often called a “TFT array substrate” because thin film transistors are arranged in an array. Therefore, the TFT substrate in the present invention includes this TFT array substrate.
なお、液晶表示装置などに用いられるTFTアレイ基板は、TFTと液晶表示装置の画面の1画素との組(これを1UNITと呼ぶ)が、ガラス基板上に縦横に配置されているものを言う。ガラス基板上に、ゲート配線は例えば縦方向に等間隔で配置されており、ソース又はドレイン配線は、横方向に等間隔で配置されている。一方、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極は、各画素を構成する上記UNIT中にそれぞれ設けられている。 Note that a TFT array substrate used in a liquid crystal display device or the like is a substrate in which a set of TFTs and one pixel of a screen of a liquid crystal display device (referred to as 1UNIT) is arranged vertically and horizontally on a glass substrate. On the glass substrate, the gate wirings are arranged at regular intervals in the vertical direction, for example, and the source or drain wirings are arranged at regular intervals in the horizontal direction. On the other hand, the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode are respectively provided in the UNIT constituting each pixel.
TFT基板の従来の製造方法
さて、このTFT基板の製造法としては、通常、5枚のマスクを使用する5マスクプロセス、ハーフトーン露光を利用してマスクを4枚に減らした4枚マスクプロセス、等が知られている。
Conventional manufacturing method of TFT substrate As a manufacturing method of this TFT substrate, there are usually a five-mask process using five masks, a four-mask process in which the number of masks is reduced to four using halftone exposure, Etc. are known.
しかしながら、このようなTFT基板の製造法では、5枚ないし4枚のマスクを使用することから、その製造プロセスは工程数が大きなものとなりがちである。4枚マスクプロセスの場合でも35ステップ(工程)、5枚マスクプロセスの場合では、40ステップ(工程)を超える工程が必要であることが知られていいる。これらのように工程数が大きくなってしまうことによって製造歩留りが低下する恐れがある。また、工程数が多いので、工程が複雑となりがちであり、製造コストが過大になる恐れも無視できない。 However, since such a TFT substrate manufacturing method uses five or four masks, the manufacturing process tends to have a large number of steps. It is known that even in the case of a four-mask process, 35 steps (processes) and in the case of a five-mask process, a process exceeding 40 steps (processes) is required. As the number of processes increases as described above, the manufacturing yield may be reduced. In addition, since the number of processes is large, the process tends to be complicated, and the possibility of excessive manufacturing costs cannot be ignored.
5枚のマスクを用いた従来手法
マスクを5枚用いる手法によるTFT基板の製造の様子を説明する。この製造工程の様子を、図10を用いて説明する。
A state of manufacturing a TFT substrate by a method using five conventional masks using five masks will be described. This manufacturing process will be described with reference to FIG.
(1)まず、ガラス基板210上に、金属Alをスパッタリングによって堆積し、その後、所望形状にエッチングすることによってゲート電極212を設ける。この様子を示す断面模式図が図10(1)に示されている。このゲート電極212の形状を設定するのに1枚目のマスクが必要である。 (1) First, metal Al is deposited on the glass substrate 210 by sputtering, and then the gate electrode 212 is provided by etching into a desired shape. A schematic cross-sectional view showing this state is shown in FIG. In order to set the shape of the gate electrode 212, a first mask is required.
その後、SiN膜(窒化シリコン膜)となるゲート絶縁膜213、及び、α−Si:H(i)膜214を順に積層する。 Thereafter, a gate insulating film 213 to be a SiN film (silicon nitride film) and an α-Si: H (i) film 214 are sequentially stacked.
(2)次に、チャンネル保護層であるSiN膜(窒化シリコン膜)を堆積した後、CHFガスを用いてこのSiN膜を所望の形状にドライエッチングし、チャンネル保護層215を形成する。このチャンネル保護層215は、エッチストッパーと呼ばれる。このチャンネル保護層215を形成した後の模式断面図が図10(2)に示されている。チャンネル保護層215の形状を確定するために2枚目のマスクが必要である。 (2) Next, after depositing a SiN film (silicon nitride film) as a channel protective layer, this SiN film is dry-etched into a desired shape using CH 2 F gas to form a channel protective layer 215. This channel protective layer 215 is called an etch stopper. A schematic cross-sectional view after the channel protective layer 215 is formed is shown in FIG. In order to determine the shape of the channel protective layer 215, a second mask is necessary.
(3)次に、α−Si:H(i)膜216を堆積する。さらにその上にCr/Al二層膜を真空蒸着、又は、スパッタリング法で堆積する。 (3) Next, an α-Si: H (i) film 216 is deposited. Further, a Cr / Al bilayer film is deposited thereon by vacuum evaporation or sputtering.
その後、このCr/Al二層膜を、エッチングし、所望の形状のソース電極217a、ドレイン電極217bを形成する。このエッチングは、Alに対してはH3PO4−CH3COOH−HNO3を用いたホトエッチングによって実行する。また、Crは硝酸第二セリウムアンモニウム水溶液を用いたホトエッチングによって実行する。 Thereafter, the Cr / Al bilayer film is etched to form a source electrode 217a and a drain electrode 217b having desired shapes. This etching is performed by photoetching using H 3 PO 4 —CH 3 COOH—HNO 3 for Al. Cr is performed by photoetching using a ceric ammonium nitrate aqueous solution.
さらに、α−Si:H膜(216及び214)をCHFガスを用いたドライエッチングとヒドラジン水溶液(NH2−NH2・H20)を用いたウェットエッチングを併用してエッチングし、所望の形状のα−Si:H(i)膜216及びα−Si:H(i)膜214を得る。 Additionally, alpha-Si: H film (216 and 214) in combination of wet etching using a dry etching and hydrazine hydrate solution (NH 2 -NH 2 · H 2 0) using CHF gas etching, a desired An α-Si: H (i) film 216 and an α-Si: H (i) film 214 having a shape are obtained.
これらのエッチングの結果を示す断面模式図が図10(3)に示されており、このエッチングの形状(ソース電極217a、ドレイン電極217b、α−Si:H(i)膜216及びα−Si:H(i)膜214のパターン)を規定するために3枚目のマスクが必要である。 A schematic cross-sectional view showing the results of these etchings is shown in FIG. 10 (3). The shape of this etching (source electrode 217a, drain electrode 217b, α-Si: H (i) film 216 and α-Si: In order to define H (i) the pattern of the film 214, a third mask is necessary.
(4)次に、透明電極219を形成する前に、層間絶縁膜218を堆積する。そして、ソース電極217aと次に述べる透明電極219とを電気的に接続するためのスルーホール218aをエッチングで形成する。この形成には第4枚目のマスクが必要である。層間絶縁膜218にスルーホール218aが開けられた様子を示す断面模式図が図10(4)に示されている。 (4) Next, before forming the transparent electrode 219, an interlayer insulating film 218 is deposited. Then, a through hole 218a for electrically connecting the source electrode 217a and the transparent electrode 219 described below is formed by etching. This formation requires a fourth mask. FIG. 10 (4) shows a schematic cross-sectional view showing a state where the through hole 218a is opened in the interlayer insulating film 218.
(5)次に、このソース電極217a及びドレイン電極217bのパターンが形成された上面に酸化インジウムと酸化亜鉛を主成分とする非晶質透明導電膜をスパッタリング法で堆積する。この非晶質透明導電膜を蓚酸20重量%の水溶液をエッチャントとして用いてホトエッチングを行い、ソース電極217aと電気的に接続するような形状にパターニングする。これによって、透明電極219が形成される。この様子が図10(5)に示されている。この透明電極219の形状を規定するために5枚目のマスクが必要である。5枚のマスクを用いたTFT基板の製造プロセスの一例は以上の通りである。 (5) Next, an amorphous transparent conductive film mainly composed of indium oxide and zinc oxide is deposited on the upper surface on which the pattern of the source electrode 217a and the drain electrode 217b is formed by a sputtering method. This amorphous transparent conductive film is subjected to photo-etching using an aqueous solution of 20% by weight of oxalic acid as an etchant and patterned into a shape that is electrically connected to the source electrode 217a. Thereby, the transparent electrode 219 is formed. This is shown in FIG. 10 (5). In order to define the shape of the transparent electrode 219, a fifth mask is necessary. An example of a manufacturing process of a TFT substrate using five masks is as described above.
3枚マスクプロセスによるTFT基板の製造方法
従来の技術に対する改良として、マスクの数を減らし(例えば3枚)、より簡単なプロセスでTFT基板を製造することが考えられている。このような考えに基づき、3枚マスクによる製造方法が種々提案されている。
As an improvement to the manufacturing method prior art TFT substrate by three mask process, reduce the number of masks (e.g., three), it is considered to manufacture the TFT substrate in a simpler process. Based on this idea, various manufacturing methods using three masks have been proposed.
しかし、現在提案されている3枚マスクプロセスはいずれも実用に供することが困難なものが多い。例えば、下記特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、にこのような3枚マスクプロセスによる製造方法が記載されている。しかしながら、これらに記載の3枚マスクプロセスでは、ゲート絶縁膜の陽極酸化工程が付加されている等、未だに非常に煩雑な製造プロセスであると言わざるを得ない。そのため、現在知られている3枚マスクプロセスを実用に供するメリットはほとんどない。 However, many of the currently proposed three-mask processes are difficult to put into practical use. For example, the following Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, Patent Document 5, Patent Document 6, and Patent Document 7 describe a manufacturing method using such a three-mask process. However, the three-mask process described in these documents must still be said to be a very complicated manufacturing process such as the addition of an anodizing step for the gate insulating film. Therefore, there is almost no merit to use the currently known three-mask process for practical use.
上述したように、より簡単なプロセスでTFT基板を製造することができる方法が強く望まれている。特に、マスクの数を削減すれば、工程数が減り、より簡単なプロセスでTFT基板を作成することができる。 As described above, a method capable of manufacturing a TFT substrate by a simpler process is strongly desired. In particular, if the number of masks is reduced, the number of processes is reduced, and a TFT substrate can be formed by a simpler process.
本発明は、係る課題に鑑みなされたものであり、TFT基板の製造工程の工程数を削減し、製造処理時間を短縮し、よって製造コストを大幅に低減でき、且つ、製造歩留りを向上させる方法を及びそのTFT基板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a method for reducing the number of steps of manufacturing a TFT substrate, shortening the manufacturing processing time, thereby greatly reducing the manufacturing cost, and improving the manufacturing yield. And a TFT substrate thereof.
(1)上記課題を解決するために、本発明は、ゲート配線及びゲート絶縁膜と、第1のシリコン層及び第2のシリコン層と、ソース・ドレイン配線及びソース・ドレイン電極と、前記ソース・ドレイン電極に電気的に接続され、透明導電膜から成る画素電極と、を具備したTFT基板であって、前記ソース・ドレイン配線又は前記ソース・ドレイン電極の少なくとも一方が、前記透明導電膜上の金属膜から成ることを特徴とするTFT基板である。 (1) In order to solve the above problems, the present invention provides a gate wiring and a gate insulating film, a first silicon layer and a second silicon layer, a source / drain wiring, a source / drain electrode, and the source / drain electrode. And a pixel electrode made of a transparent conductive film, wherein at least one of the source / drain wiring or the source / drain electrode is a metal on the transparent conductive film. A TFT substrate comprising a film.
このような構成によって、透明導電膜とソース・ドレイン配線又はソース・ドレイン電極の形状を共通化でき、共通のマスクで成形することができる。その結果、使用するマスクの数を削減することができる。 With such a configuration, the shape of the transparent conductive film and the source / drain wiring or the source / drain electrode can be made common, and can be formed with a common mask. As a result, the number of masks to be used can be reduced.
(2)また、本発明は、ゲート配線及びゲート絶縁膜と、第1のシリコン層及び第2のシリコン層と、ソース・ドレイン配線及びソース・ドレイン電極と、前記ソース・ドレイン電極に電気的に接続され、透明導電膜から成る画素電極と、を具備したTFT基板であって、前記ソース・ドレイン配線又は前記ソース・ドレイン電極の少なくとも一方が、前記透明導電膜と、金属膜と、の順に積層された積層膜から成ることを特徴とするTFT基板である。 (2) Further, according to the present invention, the gate wiring and the gate insulating film, the first silicon layer and the second silicon layer, the source / drain wiring and the source / drain electrode, and the source / drain electrode electrically And a pixel electrode made of a transparent conductive film, wherein at least one of the source / drain wiring or the source / drain electrode is laminated in the order of the transparent conductive film and a metal film. A TFT substrate comprising the laminated film formed.
このような構成によって、透明導電膜とソース・ドレイン配線又はソース・ドレイン電極の形状を共通化でき、共通のマスクで成形することができる。その結果、使用するマスクの数を削減することができる。 With such a configuration, the shape of the transparent conductive film and the source / drain wiring or the source / drain electrode can be made common, and can be formed with a common mask. As a result, the number of masks to be used can be reduced.
(3)また、本発明は、ゲート配線及びゲート絶縁膜と、第1のシリコン層及び第2のシリコン層と、ソース・ドレイン配線及びソース・ドレイン電極と、前記ソース・ドレイン電極に電気的に接続され、透明導電膜から成る画素電極と、を具備したTFT基板であって、前記ソース・ドレイン配線又は前記ソース・ドレイン電極の少なくとも一方が、第1の金属膜と、前記透明導電膜と、第2の金属膜と、の順に積層された積層膜から成ることを特徴とするTFT基板である。 (3) Further, according to the present invention, the gate wiring and the gate insulating film, the first silicon layer and the second silicon layer, the source / drain wiring and the source / drain electrode, and the source / drain electrode electrically A TFT substrate having a pixel electrode made of a transparent conductive film, wherein at least one of the source / drain wiring or the source / drain electrode is a first metal film, the transparent conductive film, A TFT substrate comprising a laminated film laminated in the order of a second metal film.
このような構成によって、透明導電膜とソース・ドレイン配線又はソース・ドレイン電極の形状を共通化でき、共通のマスクで成形することができる。その結果、使用するマスクの数を削減することができる。 With such a configuration, the shape of the transparent conductive film and the source / drain wiring or the source / drain electrode can be made common, and can be formed with a common mask. As a result, the number of masks to be used can be reduced.
(4)また、本発明は、前記金属膜又は第1の金属膜と、前記透明導電膜とは、アルカリ性電解質中に置いた場合の両者の電位差が0.3V以下であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載のTFT基板である。 (4) Further, the present invention is characterized in that a potential difference between the metal film or the first metal film and the transparent conductive film when placed in an alkaline electrolyte is 0.3 V or less. The TFT substrate according to any one of (1) to (3) above.
このような構成によって、前記金属膜又は第1の金属膜と、前記透明導電膜との電池反応を抑制することができる。 With such a configuration, a battery reaction between the metal film or the first metal film and the transparent conductive film can be suppressed.
(5)また、本発明は、前記透明導電膜からなる前記画素電極が、前記第1の金属膜及び前記第2の金属膜のエッチング液に対して耐性を有することを特徴とする上記(3)に記載のTFT基板である。 (5) The present invention is also characterized in that the pixel electrode made of the transparent conductive film is resistant to the etchant for the first metal film and the second metal film (3) TFT substrate described in the above.
このような構成によって、画素電極の形成時において、前記第2の金属膜のエッチング処理による画素電極の溶解を抑制することができる。 With such a configuration, dissolution of the pixel electrode due to the etching process of the second metal film can be suppressed when the pixel electrode is formed.
ここで、前記画素電極が耐性を有するとは、画素電極が「実質的にエッチングされない」若しくは「エッチング速度が著しく遅い」ことを意味する。「エッチング速度が著しく遅い」とは、第2の金属膜のエッチング速度と、画素電極である透明導電膜24のエッチング速度の比、「第2の金属膜のエッチング速度」/「画素電極である透明導電膜24のエッチング速度」=10以上となることである。好ましくは、「第2の金属膜のエッチング速度」/「画素電極である透明導電膜24のエッチング速度」=15以上、より好ましくは20以上となることである。 Here, the resistance of the pixel electrode means that the pixel electrode is “substantially not etched” or “the etching rate is extremely slow”. “Etching rate is remarkably slow” means the ratio between the etching rate of the second metal film and the etching rate of the transparent conductive film 24 as the pixel electrode, “etching rate of the second metal film” / “pixel electrode” The etching rate of the transparent conductive film 24 ”= 10 or more. Preferably, “the etching rate of the second metal film” / “the etching rate of the transparent conductive film 24 as the pixel electrode” = 15 or more, more preferably 20 or more.
(6)また、本発明は、前記透明導電膜は、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズを含み、透明導電膜中の酸化亜鉛と酸化スズとの合計の組成割合は、全重量に対して20wt%以上であることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載のTFT基板である。 (6) In the present invention, the transparent conductive film contains indium oxide, zinc oxide, and tin oxide, and the total composition ratio of zinc oxide and tin oxide in the transparent conductive film is 20 wt. % Or more of the TFT substrate according to any one of the above (1) to (5).
このような構成によって、前記透明導電膜は、蓚酸ではエッチングできるが、燐酸・酢酸・硝酸系エッチング液ではエッチングされない。 With such a configuration, the transparent conductive film can be etched with oxalic acid, but not etched with phosphoric acid / acetic acid / nitric acid based etching solution.
(7)また、本発明は、前記透明導電膜は、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズを含み、透明導電膜中の酸化亜鉛の組成割合は、全重量の10〜40wt%であり、透明導電膜中の酸化スズの組成割合は、全重量の10〜40wt%であることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載のTFT基板である。 (7) Further, in the present invention, the transparent conductive film contains indium oxide, zinc oxide, and tin oxide, and the composition ratio of zinc oxide in the transparent conductive film is 10 to 40 wt% of the total weight. The composition ratio of tin oxide in the film is 10 to 40 wt% of the total weight, in the TFT substrate according to any one of (1) to (5) above.
このような構成によって、燐酸・酢酸・硝酸系エッチング液に対する耐性を維持することができ、また、比抵抗が大きくなってしまうことを防止できる。 With such a configuration, it is possible to maintain resistance to phosphoric acid / acetic acid / nitric acid based etching solution and to prevent increase in specific resistance.
(8)また、本発明は、基板上に、金属膜と、ゲート絶縁膜と、第1のシリコン層と、第2のシリコン層と、第1の金属膜と、第1のレジストと、をこの順に成膜する工程と、第1のマスクを用いて、ハーフトーン露光技術を用いて前記第1のレジストを第1aのレジストパターンに形成する工程と、前記第1のレジストを用いて、ゲート配線部と、ゲート電極部と、を形成する工程と、前記第1のレジストを第1bのレジストパターンに再形成した後、この第1bのレジストパターンの前記第1のレジストを用いて、前記ゲート配線上の第1の金属膜と、第2のシリコン膜と、第1のシリコン膜と、を除去する工程と、前記第1bのレジストパターンの前記第1のレジストを用いて、前記ゲート電極部と、前記ゲート絶縁膜上の前記第2のシリコン層と、前記第1のシリコン層と、前記第1の金属膜と、から成る積層領域を形成する工程と、前記ゲート配線及び前記ゲート電極を絶縁処理する工程と、透明導電膜と、第2の金属膜と、第2のレジストと、をこの順に成膜する工程と、第2のマスクを用いて、ハーフトーン露光技術により、前記第2のレジストを第2aのレジストパターンに形成する工程と、前記第2aのレジストパターンの前記第2のレジストを用いて、前記透明導電膜及び前記第2の金属膜及び前記第2のシリコン層及び前記第1のシリコン層を除去することによって、透明電極部及びソース・ドレイン配線部を形成し、さらに、前記積層領域上にチャンネル部を形成する工程と、前記第2のレジストを第2bのレジストパターンに再形成した後、前記第2bのレジストパターンの前記第2のレジストを用いて、画素電極部の位置のソース・ドレイン配線電極膜を除去することによって、画素電極部を形成する工程と、絶縁性保護膜と、第3のレジストと、をこの順に形成する工程と、第3のマスクを用いて、前記レジストを第3のレジストパターンに形成する工程と、前記第3のレジストパターンの前記第3のレジストを用いて、前記画素電極部と、ソース・ドレイン配線取り出し部と、ゲート配線取り出し部と、を形成する工程と、を有することを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載のTFT基板の製造方法である。 (8) Further, according to the present invention, a metal film, a gate insulating film, a first silicon layer, a second silicon layer, a first metal film, and a first resist are formed on a substrate. A step of forming a film in this order, a step of forming the first resist into a resist pattern 1a using a first mask using a halftone exposure technique, and a gate using the first resist Forming a wiring portion and a gate electrode portion; re-forming the first resist into a 1b resist pattern; and using the first resist of the 1b resist pattern to form the gate Removing the first metal film, the second silicon film, and the first silicon film on the wiring; and using the first resist of the resist pattern of 1b, the gate electrode portion And the second on the gate insulating film A step of forming a laminated region comprising a recon layer, the first silicon layer, and the first metal film, a step of insulating the gate wiring and the gate electrode, a transparent conductive film, A step of forming the second metal film and the second resist in this order, and a step of forming the second resist into the 2a resist pattern by the halftone exposure technique using the second mask. And removing the transparent conductive film, the second metal film, the second silicon layer, and the first silicon layer by using the second resist of the 2a resist pattern, Forming an electrode portion and a source / drain wiring portion, and further forming a channel portion on the stacked region; re-forming the second resist into a second resist pattern; Removing the source / drain wiring electrode film at the position of the pixel electrode portion using the second resist of the resist pattern, forming a pixel electrode portion, an insulating protective film, a third resist, , In this order, a step of forming the resist in a third resist pattern using a third mask, and the pixel electrode using the third resist of the third resist pattern A method of forming a TFT substrate according to any one of (1) to (5), further comprising: forming a portion, a source / drain wiring extraction portion, and a gate wiring extraction portion. is there.
このような構成によって、3枚のマスクでTFT基板を作成することができる。 With such a configuration, a TFT substrate can be formed with three masks.
(9)また、本発明は、前記透明導電膜は、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズを含み、透明導電膜中の酸化亜鉛と酸化スズとの合計の組成割合は、全重量に対して20wt%以上であることを特徴とする上記(8)に記載のTFT基板の製造方法である。 (9) Further, in the present invention, the transparent conductive film contains indium oxide, zinc oxide, and tin oxide, and the total composition ratio of zinc oxide and tin oxide in the transparent conductive film is 20 wt. It is% or more, It is a manufacturing method of the TFT substrate as described in said (8) characterized by the above-mentioned.
このような構成によって、前記透明導電膜は、蓚酸ではエッチングできるが、燐酸・酢酸・硝酸系エッチング液ではエッチングされない。 With such a configuration, the transparent conductive film can be etched with oxalic acid, but not etched with phosphoric acid / acetic acid / nitric acid based etching solution.
(10)また、本発明は、前記透明導電膜は、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズを含み、透明導電膜中の酸化亜鉛の組成割合は、全重量の10〜40wt%であり、透明導電膜中の酸化スズの組成割合は、全重量の10〜40wt%であることを特徴とする上記(8)に記載のTFT基板の製造方法である。 (10) Further, in the present invention, the transparent conductive film contains indium oxide, zinc oxide, and tin oxide, and the composition ratio of zinc oxide in the transparent conductive film is 10 to 40 wt% of the total weight. The composition ratio of tin oxide in the film is 10 to 40 wt% of the total weight, and the manufacturing method of a TFT substrate according to (8) above, wherein
このような構成によって、燐酸・酢酸・硝酸系エッチング液に対する耐性を維持することができ、また、比抵抗が大きくなってしまうことを防止できる。 With such a configuration, it is possible to maintain resistance to phosphoric acid / acetic acid / nitric acid based etching solution and to prevent increase in specific resistance.
(11)また、前記第2aのレジストパターンの前記レジストを用いて、前記透明導電膜及び前記ソース・ドレイン配線電極膜及び前記第2のシリコン層及び前記第1のシリコン層を除去することによって、透明電極部及びソース・ドレイン配線部を形成し、さらに、前記領域上にチャンネル部を形成する工程において、前記除去は、CHFガスを用いたドライエッチング及びヒドラジン水溶液を用いたウェットエッチングを併用することによる選択エッチング処理を含むことを特徴とする上記(8)に記載のTFT基板の製造方法である。 (11) By using the resist of the resist pattern of the 2a, removing the transparent conductive film, the source / drain wiring electrode film, the second silicon layer, and the first silicon layer, In the step of forming the transparent electrode portion and the source / drain wiring portion, and further forming the channel portion on the region, the removal is performed using dry etching using CHF gas and wet etching using hydrazine aqueous solution. The method for manufacturing a TFT substrate according to (8) above, which includes a selective etching process according to (8).
このような処理により、ソース・ドレイン配線、ソース・ドレイン電極、画素電極の形成とを同時に行うことができる。その結果、チャンネル部の形成のために用いるマスクの枚数を削減することができる。 By such treatment, the source / drain wiring, the source / drain electrode, and the pixel electrode can be formed simultaneously. As a result, the number of masks used for forming the channel portion can be reduced.
以上述べたように、本発明によれば、製造に使用するマスクを3枚に削減したので、製造工程数の削減、及び処理時間を短縮し、製造歩留りを向上させることができる。さらに、本発明によれば、工程数が削減されているので、製造コストが低減することも期待される。 As described above, according to the present invention, the number of masks used for manufacturing is reduced to three, so that the number of manufacturing steps can be reduced, the processing time can be shortened, and the manufacturing yield can be improved. Furthermore, according to the present invention, since the number of steps is reduced, it is expected that the manufacturing cost is reduced.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施の形態では、3枚のマスクを用いてTFT基板の製造動作を説明する。 In this embodiment, a manufacturing operation of a TFT substrate will be described using three masks.
(a)第一のマスクを用いた処理
金属膜
まず、透光性のガラス基板10上にAlとTiをこれらの順に高周波スパッタリング法を用いて膜厚250nm、50nmの金属薄膜を形成した。このようにしてAlとTiの2層から成る金属膜12がガラス基板10上に形成される。
(A) Processing using the first mask
Metal Film First, a thin metal film having a thickness of 250 nm and 50 nm was formed on a light-transmitting glass substrate 10 by using a high frequency sputtering method in the order of Al and Ti. In this way, a metal film 12 composed of two layers of Al and Ti is formed on the glass substrate 10.
なお、Ti以外の金属として、Mo、Cr、等を使用することができる。この金属膜12は、ゲート配線となる。 In addition, Mo, Cr, etc. can be used as metals other than Ti. This metal film 12 becomes a gate wiring.
ところで、ゲート配線としてはAg、Cuなどの金属薄膜や合金薄膜を用いることが考えられる。しかしながら、酸化膜の生成が難しい場合もあるので、本実施例のようにAl系を用いるのが好ましい。 By the way, it is conceivable to use a metal thin film such as Ag or Cu or an alloy thin film as the gate wiring. However, since it may be difficult to form an oxide film, it is preferable to use an Al system as in this embodiment.
また、Alは純粋Alでも良いが、Nd、Ce、Mo、W、Nbなどの金属が添加されていても良い。Ce、W、Nbなどは、透明導電膜との電池反応を抑える上でも好適である。添加量は、適宜選択できるが、0.1から2.0wt%が好ましい。 Al may be pure Al, but metals such as Nd, Ce, Mo, W, Nb may be added. Ce, W, Nb, etc. are also suitable for suppressing the battery reaction with the transparent conductive film. The addition amount can be selected as appropriate, but is preferably 0.1 to 2.0 wt%.
ゲート絶縁膜
次にグロー放電CVD法により、窒化シリコン(SiNx)膜であるゲート絶縁膜14を膜厚300nm堆積する。放電ガスとしては、SiH4−NH3−N2系の混合ガスを用いた。
The gate insulating film and then the glow discharge CVD method to a thickness of 300nm is deposited a gate insulating film 14 is a silicon nitride (SiNx) film. As the discharge gas, a mixed gas of SiH 4 —NH 3 —N 2 was used.
第1のシリコン層及び第2のシリコン層
次に、続いて、α−Si:H(i)膜16を膜厚350nm堆積する。このα−Si:H(i)膜16は、請求の範囲の第1のシリコン層の好適な一例に相当する。
Next, an α-Si: H (i) film 16 is deposited to a thickness of 350 nm, following the first silicon layer and the second silicon layer . The α-Si: H (i) film 16 corresponds to a preferred example of the first silicon layer in the claims.
この時、放電ガスとして、α−Si:H(i)膜16は、SiH4−N2系の混合ガスを用いる。 At this time, as the discharge gas, the α-Si: H (i) film 16 uses a SiH4-N2-based mixed gas.
続いてα−Si:H(n)膜18をSiH4−H2−PH3系の混合ガスを用いて膜厚300nmで堆積する。このα−Si:H(n)膜18は、請求の範囲の第2のシリコン層の好適な一例に相当する。 Subsequently, an α-Si: H (n) film 18 is deposited with a film thickness of 300 nm using a SiH 4 —H 2 —PH 3 -based mixed gas. The α-Si: H (n) film 18 corresponds to a preferred example of the second silicon layer in the claims.
バリアー金属
次に、この上に、Tiから成るバリアー金属20を膜厚50nmスパッタリング法により堆積する。このバリアー金属20は、請求の範囲の第1の金属膜の好適な一例に相当する。
Barrier metal Next, a barrier metal 20 made of Ti is deposited thereon by a 50 nm-thickness sputtering method. This barrier metal 20 corresponds to a preferred example of the first metal film in the claims.
レジスト
次に、第1のレジスト膜22を形成した。
Resist Next, a first resist film 22 was formed.
以上のような処理によって、ガラス基板上に6層が設けられる。この様子が図1に示されている。 Six layers are provided on the glass substrate by the above processing. This is shown in FIG.
ハーフトーン露光
続いて、ハーフトーン露光により、第1のレジスト膜22を所望のレジストパターンに形成する。形成後の様子が図1(2)に示されている。このパターンを第1aのレジストパターンと呼ぶ。
Halftone exposure Then , the first resist film 22 is formed in a desired resist pattern by halftone exposure. The state after the formation is shown in FIG. This pattern is referred to as a 1a resist pattern.
形成
次に、バリアー金属20を、燐酸・酢酸・硝酸・水(9:8:1:2 体積比)系エッチング液用いてエッチングする。本実施の形態ではバリアー金属20としてTi膜を利用しているが、Mo膜やCr膜でも良い。
Formation Next, the barrier metal 20 is etched using a phosphoric acid / acetic acid / nitric acid / water (9: 8: 1: 2 volume ratio) etching solution. In this embodiment, a Ti film is used as the barrier metal 20, but a Mo film or a Cr film may be used.
さらに、α−Si:H膜16及び18をCHFガスを用いたドライエッチング及びヒドラジン(NH2−NH2・H2O)水溶液を用いたウェットエッチングを併用することによりエッチングする。この結果、α−SiH(i)膜16を所望のパターンに形成し、また、α−Si:H(n)膜18も所望のパターンに形成する。 Further, the α-Si: H films 16 and 18 are etched by using both dry etching using CHF gas and wet etching using hydrazine (NH 2 —NH 2 .H 2 O) aqueous solution. As a result, the α-SiH (i) film 16 is formed in a desired pattern, and the α-Si: H (n) film 18 is also formed in a desired pattern.
続いて、ゲート絶縁膜14を、CHFガスを用いたドライエッチングによりエッチングする。また、金属膜12を、燐酸・酢酸・硝酸・水(9:8:1:2 体積比)系エッチング液を用いてエッチングした。金属膜12は、上述したように、Ti/Al積層膜であるが、Cr/Al積層膜や、Mo/Al積層膜を用いても良い。 Subsequently, the gate insulating film 14 is etched by dry etching using CHF gas. The metal film 12 was etched using a phosphoric acid / acetic acid / nitric acid / water (9: 8: 1: 2 volume ratio) etching solution. As described above, the metal film 12 is a Ti / Al laminated film, but a Cr / Al laminated film or a Mo / Al laminated film may be used.
このようにして、第1のエッチングが終了する。第1のエッチングが終了した後の様子を表す断面図が図2(1)に示されている。 In this way, the first etching is finished. A cross-sectional view showing the state after the first etching is finished is shown in FIG.
その後、第1のレジスト22のレジストパターンをアッシングによって、第1bのレジストパターンに再形成する。この再形成後の様子を表す断面図が図2(2)に示されている。図2(1)では、第1のレジスト22aと、第1のレジスト22bとが存在したが、図2(2)では、第1のレジスト22aのみが残っていることが理解されよう。 Thereafter, the resist pattern of the first resist 22 is re-formed into a 1b resist pattern by ashing. A cross-sectional view showing the state after the re-formation is shown in FIG. In FIG. 2A, the first resist 22a and the first resist 22b existed. However, in FIG. 2B, it will be understood that only the first resist 22a remains.
その後、ゲート配線であるTi/Al膜である金属膜12上の各層をエッチングする。具体的には、バリアー金属(Ti膜)20、α−Si:H(n)膜18、α−Si:H(i)膜16を上述の方法でエッチングする。 Thereafter, each layer on the metal film 12 which is a Ti / Al film which is a gate wiring is etched. Specifically, the barrier metal (Ti film) 20, the α-Si: H (n) film 18, and the α-Si: H (i) film 16 are etched by the above-described method.
その結果、ゲート電極及びゲート絶縁膜の位置においては、それらの上に、α−Si:H(i)膜14、α−Si:H(n)膜16、バリアー金属(Ti膜)20から成るシリコンアイランドを形成した。 As a result, at the positions of the gate electrode and the gate insulating film, the α-Si: H (i) film 14, the α-Si: H (n) film 16, and the barrier metal (Ti film) 20 are formed thereon. A silicon island was formed.
なお、このシリコンアイランドは、請求の範囲の「積層領域」の好適な一例に相当する。 This silicon island corresponds to a preferred example of the “laminated region” in the claims.
この様子を表す断面図が図2(3)に示されている。図2(3)に示すように、ゲート電極及びゲート絶縁膜が設けられる位置(図中左部)に置いては各層が残存し、シリコンアイランドを形成している。一方ゲート配線が設けられる位置(図中右部)では、上位機各層がエッチングされ、ゲート絶縁膜14が露呈している。 A cross-sectional view showing this state is shown in FIG. As shown in FIG. 2 (3), each layer remains at the position (left part in the figure) where the gate electrode and the gate insulating film are provided, forming a silicon island. On the other hand, at the position where the gate wiring is provided (right part in the figure), each layer of the upper machine is etched and the gate insulating film 14 is exposed.
次に、第1のレジスト22aを除去する。この様子を表す断面図が図2(4)に示されている。 Next, the first resist 22a is removed. A sectional view showing this state is shown in FIG.
次に、ゲート配線である金属膜(Al/Ti積層膜)12を、陽極酸化法により、所望の酸化絶縁膜により絶縁化した。この様子を表す断面図が図2(5)に示されている。この図に示すように、金属膜12の縁部が絶縁化されている。また、平面斜視図が図3に示されている。なお、これらの図は理解を容易にするために、縦方向・横方向の比率は実際とは異なっている。 Next, the metal film (Al / Ti laminated film) 12 as the gate wiring was insulated with a desired oxide insulating film by an anodic oxidation method. A sectional view showing this state is shown in FIG. As shown in this figure, the edge of the metal film 12 is insulated. A plan perspective view is shown in FIG. In these drawings, the ratio between the vertical direction and the horizontal direction is different from the actual one for easy understanding.
(b)第二のマスクを用いた処理
次に、透明導電膜として、酸化インジウム−酸化亜鉛−酸化スズ系の透明導電膜24を、120nm厚みにスパッタリング法により堆積した。続いてTi/Al/Ti膜をそれぞれ、50nm、200nm,150nmの厚みに形成し、ソース・ドレイン配線電極26を成膜した。さらに続けて、第2のレジスト膜28を形成した。この様子が図4(1)に示されている。
(B) Treatment using second mask Next, an indium oxide-zinc oxide-tin oxide transparent conductive film 24 was deposited as a transparent conductive film to a thickness of 120 nm by sputtering. Subsequently, Ti / Al / Ti films were formed to a thickness of 50 nm, 200 nm, and 150 nm, respectively, and source / drain wiring electrodes 26 were formed. Subsequently, a second resist film 28 was formed. This is shown in FIG. 4 (1).
このソース・ドレイン配線電極26は、請求の範囲の第2の金属膜の好適な一例に相当する。 The source / drain wiring electrode 26 corresponds to a preferred example of the second metal film in the claims.
ここで、第二のマスクを用いて、ハーフトーン露光により、所望の第2aのレジストパターンを形成した。この様子が図4(2)に示されている。この図に示すように、第2のレジスト28a、28b、28cが第2aのレジストパターンを表す。 Here, a desired 2a resist pattern was formed by halftone exposure using the second mask. This is shown in FIG. 4 (2). As shown in this figure, the second resists 28a, 28b, and 28c represent the 2a resist pattern.
この第2aのレジストパターンにより、画素電極部及びソース・ドレイン配線部以外の
部分の、ソース・ドレイン配線電極26、透明導電膜24をエッチングした。ソース・ドレイン配線電極26は、上述したようにTi/Al/Ti積層膜である。
The source / drain wiring electrode 26 and the transparent conductive film 24 in the portion other than the pixel electrode portion and the source / drain wiring portion were etched by the resist pattern 2a. The source / drain wiring electrode 26 is a Ti / Al / Ti laminated film as described above.
また、同様に、シリコンアイランドのソース・ドレイン電極部以外の部分のソース・ドレイン配線電極26と、透明導電膜24と、α−Si:H(n)膜18と、α−Si:H(i)膜16と、をエッチングした。これによって、チャンネル部を形成した。 Similarly, the source / drain wiring electrodes 26 of the silicon island other than the source / drain electrode portions, the transparent conductive film 24, the α-Si: H (n) film 18, and the α-Si: H (i ) The film 16 was etched. As a result, a channel portion was formed.
これらのエッチングは上述した方法によって行ったが、特に、透明導電膜24は、蓚酸水溶液によりエッチングした。このエッチングの結果が図5(1)の断面図に示されている。 These etchings were performed by the method described above. In particular, the transparent conductive film 24 was etched with an aqueous oxalic acid solution. The result of this etching is shown in the sectional view of FIG.
さて、その後、レジストパターンをアッシングにより再形成し、第2bのレジストパターンに再形成した。この様子が図5(2)に示されている。この図に示すように、画素電極部に位置する部分の第2のレジスト28bが除去され、第2のレジスト28bが小さくなっていることが理解されよう。これによって、第2のレジスト28に、第2bのレジストパターンが形成されている。 Then, after that, the resist pattern was re-formed by ashing and re-formed into the 2b resist pattern. This is shown in FIG. 5 (2). As shown in this figure, it will be understood that the portion of the second resist 28b located in the pixel electrode portion has been removed and the second resist 28b has become smaller. As a result, the 2b resist pattern is formed on the second resist 28.
次に、画素電極部に位置するソース・ドレイン配線電極26(Ti/Al/Ti膜)を燐酸・酢酸・硝酸・水(9:8:1:2 体積比)系エッチング液を用いてエッチングし、これによって、透明画素電極を形成する。このエッチング後の様子が図5(3)の断面図に示されている。この図5(3)に示すように、画素電極の位置には、ガラス基板10上に透明導電膜24のみが存在している。 Next, the source / drain wiring electrode 26 (Ti / Al / Ti film) located in the pixel electrode portion is etched using a phosphoric acid / acetic acid / nitric acid / water (9: 8: 1: 2 volume ratio) etching solution. Thereby, a transparent pixel electrode is formed. The state after this etching is shown in the sectional view of FIG. As shown in FIG. 5 (3), only the transparent conductive film 24 exists on the glass substrate 10 at the position of the pixel electrode.
最後に第2のレジスト28を除去した結果が図5(4)に示されている。この状態の平面斜視図が図6に示されている。また、図5(4)は、図6におけるA−A’、B−B’、C−C’部の断面を並べた断面図である。 Finally, the result of removing the second resist 28 is shown in FIG. A plan perspective view of this state is shown in FIG. FIG. 5 (4) is a cross-sectional view in which the cross sections of the A-A ', B-B', and C-C 'portions in FIG. 6 are arranged.
(c)第三のマスクを用いた処理
次に、グロー放電CVD法により、窒化シリコン(SiNx)膜である絶縁保護膜30を膜厚300nm堆積する。放電ガスとしては、SiH4−NH3−N2系の混合ガスを用いた。さらに、第3のレジストをレジストを塗布した。この様子の断面図が図7(1)に示されている。
(C) Treatment Using Third Mask Next, an insulating protective film 30 that is a silicon nitride (SiNx) film is deposited to a thickness of 300 nm by glow discharge CVD. As the discharge gas, a mixed gas of SiH 4 —NH 3 —N 2 was used. Further, a resist was applied as a third resist. A cross-sectional view of this state is shown in FIG.
次に、第三のマスクにより、第3のレジスト32を成形し、所定のレジストパターンを形成した。この様子が図7(3)の断面図に示されている。 Next, a third resist 32 was formed using a third mask to form a predetermined resist pattern. This is shown in the sectional view of FIG.
そして、CHFガスを用いたドライエッチングによりエッチングし、透明画素電極部X、ソース・ドレイン配線パッド部Y、ゲート配線パッド部Zを露出させた(図7(3)参照)。 Then, the transparent pixel electrode portion X, the source / drain wiring pad portion Y, and the gate wiring pad portion Z were exposed by dry etching using CHF gas (see FIG. 7 (3)).
最後に、第3のレジストを剥離し、所望のTFT基板を得た。この様子が図7(4)の断面図に示されている。また、この平面斜視図が図8に示されている。この図8においては、絶縁保護膜32はハッチングで表されている。図8に示すように、透明画素電極部X、ソース・ドレイン配線パッド部Y、ゲート配線パッド部Z以外は、絶縁保護膜32によって覆われている。また、図7(4)は、図8におけるD−D’、E−E’、F−F’部の断面を並べた断面図である。 Finally, the third resist was removed to obtain a desired TFT substrate. This is shown in the sectional view of FIG. Further, this plan perspective view is shown in FIG. In FIG. 8, the insulating protective film 32 is indicated by hatching. As shown in FIG. 8, the portions other than the transparent pixel electrode portion X, the source / drain wiring pad portion Y, and the gate wiring pad portion Z are covered with an insulating protective film 32. FIG. 7 (4) is a cross-sectional view in which the cross sections of the D-D ', E-E', and F-F 'portions in FIG. 8 are arranged.
(d)エッチングに関する考察
ここで、本実施の形態で透明導電膜24として用いた酸化インジウム−酸化亜鉛−酸化スズ系の透明導電膜24は、蓚酸ではエッチングできるが、燐酸・酢酸・硝酸系エッチング液では、エッチング速度が遅く、エッチングされない。
(D) Consideration about etching Here, the indium oxide-zinc oxide-tin oxide based transparent conductive film 24 used as the transparent conductive film 24 in this embodiment can be etched with oxalic acid, but phosphoric acid / acetic acid / nitric acid based etching. In the case of the liquid, the etching rate is slow and the etching is not performed.
また、この透明導電膜は、酸化亜鉛−酸化スズの含有量を制御することにより、選択エッチング性を出すことが可能である。酸化亜鉛−酸化スズの含有量としては、全重量に対して20重量%以上が必要であり、残りは酸化インジウムで良い。酸化亜鉛の含有量は、全重量に対して10〜40重量%、酸化スズの含有量は、全重量に対して10〜40重量%が良好である。10重量%未満では、燐酸・酢酸・硝酸系エッチング液への耐性がなくなる場合もあるからである。一方、40重量%以上では、比抵抗が大きくなってしまう恐れがある。 Moreover, this transparent conductive film can exhibit selective etching property by controlling the content of zinc oxide-tin oxide. The content of zinc oxide-tin oxide is required to be 20% by weight or more based on the total weight, and the remainder may be indium oxide. The zinc oxide content is preferably 10 to 40% by weight based on the total weight, and the tin oxide content is preferably 10 to 40% by weight based on the total weight. This is because if it is less than 10% by weight, the resistance to the phosphoric acid / acetic acid / nitric acid etching solution may be lost. On the other hand, if it is 40% by weight or more, the specific resistance may increase.
好ましくは、酸化亜鉛が10〜30重量%、酸化スズが15〜30重量%、残りが酸化インジウムという構成が好適である。 Preferably, a configuration in which zinc oxide is 10 to 30% by weight, tin oxide is 15 to 30% by weight, and the remainder is indium oxide is suitable.
このような組成にすることにより、アルカリ性電解質中で、Alと積層膜を形成していても、電蝕反応が抑えられ、Al配線の線細りや断線が回避できる。Alは純粋なアルミニウムよりも、Ce、W、Nbなどとの合金が好ましい。これらとの合金では、電池反応が一層抑えられる。 By adopting such a composition, even when a laminated film is formed with Al in an alkaline electrolyte, the electrolytic corrosion reaction is suppressed, and thinning or disconnection of the Al wiring can be avoided. Al is preferably an alloy with Ce, W, Nb or the like rather than pure aluminum. In the alloy with these, the battery reaction is further suppressed.
本実施の形態では、上記組成の透明導電膜24を採用したが、アルカリ性電解質中で金属膜12と電池反応を発生しない材質であればどのような材質でも良い。 In the present embodiment, the transparent conductive film 24 having the above composition is adopted, but any material may be used as long as it does not cause a battery reaction with the metal film 12 in the alkaline electrolyte.
ある種の透明導電膜を使用した場合は、Alである金属膜12とこの透明導電膜24を積層した状態(電気的に接続された状態)でアルカリ性電解質中に入れた場合、電池反応を生じてAl(金属膜12)が溶解する場合がある。 When a certain kind of transparent conductive film is used, a battery reaction occurs when the metal film 12 made of Al and the transparent conductive film 24 are laminated (electrically connected) in an alkaline electrolyte. Al (metal film 12) may be dissolved.
これは、Alが溶解する時に、電子を放出して溶解し、酸化物電極(ITOなど)がこの電子で還元される反応である。したがって、この反応が生じるか否かは、アルカリ溶液中での標準電極電位を測定することによって判断する。 This is a reaction in which, when Al is dissolved, electrons are released and dissolved, and an oxide electrode (ITO or the like) is reduced by these electrons. Therefore, whether or not this reaction occurs is determined by measuring a standard electrode potential in an alkaline solution.
例えば、Al及びAl−Nd合金の標準電極電位はテトラメチルアンモニウム・ハイドロオキサイドの2.83wt%水溶液中で測定した場合は、それぞれ−0.895V、−0.848Vであることが判明している。一方、ITOは、−0.238Vであり、IZO(登録商標)は、−0.427Vであることが知られており、それぞれの差が起電力として働き、Alを溶解させるのである。 For example, the standard electrode potentials of Al and Al—Nd alloys have been found to be −0.895 V and −0.848 V, respectively, when measured in a 2.83 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. . On the other hand, ITO is known to be -0.238V and IZO (registered trademark) is known to be -0.427V, and each difference acts as an electromotive force to dissolve Al.
したがって、酸化物透明導電膜の標準電極電位を測定すれば、電池反応の指標を得ることができる。 Therefore, if the standard electrode potential of the oxide transparent conductive film is measured, an indicator of the battery reaction can be obtained.
この測定手法の説明図が図9に示されている。この図9に示すように、電池反応の有無を判断するための標準電極電位を求めるために、Ag/AgCl標準電極104と測定対象であるサンプル電極102との起電力を測定する。図9に示すように、所定の容器100中にエッチング液や剥離液を入れ、湯煎によって30℃から40℃に温度を維持する。この温度範囲に保つために、図に示すように、容器100の壁中に30℃から40℃の温水を環流させる。 An explanatory diagram of this measurement technique is shown in FIG. As shown in FIG. 9, in order to obtain the standard electrode potential for judging the presence or absence of the battery reaction, the electromotive force between the Ag / AgCl standard electrode 104 and the sample electrode 102 as the measurement object is measured. As shown in FIG. 9, an etching solution or a stripping solution is put in a predetermined container 100, and the temperature is maintained at 30 ° C. to 40 ° C. by hot water bathing. In order to maintain this temperature range, hot water of 30 ° C. to 40 ° C. is circulated through the wall of the container 100 as shown in the figure.
そして、この容器100中にサンプル電極102とAg/AgCl標準電極104とを浸し、両者の間の起電力をポテンショスタットで測定する。 Then, the sample electrode 102 and the Ag / AgCl standard electrode 104 are immersed in the container 100, and the electromotive force between them is measured with a potentiostat.
なお、本願発明者らの研究によれば、酸化物透明導電膜の標準電極電位と、Alの標準電極電位の差が0.3V以下にすれば、ほぼ電池反応を抑えることができることが判明した。 According to the study by the inventors of the present application, it was found that if the difference between the standard electrode potential of the oxide transparent conductive film and the standard electrode potential of Al is 0.3 V or less, the battery reaction can be substantially suppressed. .
(e)
本実施の形態では、所望するTFT基板の耐久性を考慮して、ソース・ドレイン配線上に、酸化物導電保護層を入れても良い。その場合、上述した電池反応を抑える目的で、電池反応を起こさない組成の酸化物導電膜を選択すれば良い。
(E)
In this embodiment, an oxide conductive protective layer may be provided on the source / drain wiring in consideration of the durability of a desired TFT substrate. In that case, an oxide conductive film having a composition that does not cause a battery reaction may be selected for the purpose of suppressing the above-described battery reaction.
(f)本実施の形態の選択エッチングに関する説明
本実施の形態においては、透明導電膜24からなる画素電極上の第2の金属膜をエッチングする際に、前記第2の金属膜のエッチングに画素電極が溶解しないために、耐性が必要となる。
(F) Description of Selective Etching in this Embodiment In this embodiment, when etching the second metal film on the pixel electrode made of the transparent conductive film 24, the pixel is used for etching the second metal film. Resistance is required because the electrode does not dissolve.
なお、第2の金属膜とは、上述したように、本実施の形態におけるソース・ドレイン配線電極26を意味する。 The second metal film means the source / drain wiring electrode 26 in the present embodiment as described above.
ここで、耐性があるとは、画素電極が「実質的にエッチングされない」若しくは「エッチング速度が著しく遅い」ことを意味する。エッチング速度が著しく遅いとは、第2の金属膜のエッチング速度と、画素電極である透明導電膜24のエッチング速度の比、「第2の金属膜のエッチング速度」/「画素電極である透明導電膜24のエッチング速度」=10以上となることである。 Here, the term “tolerant” means that the pixel electrode is “substantially not etched” or “the etching rate is extremely slow”. The etching rate is remarkably slow that the ratio of the etching rate of the second metal film to the etching rate of the transparent conductive film 24 that is the pixel electrode, “etching rate of the second metal film” / “transparent conductivity that is the pixel electrode” The etching rate of the film 24 ”= 10 or more.
好ましくは、「第2の金属膜のエッチング速度」/「画素電極である透明導電膜24のエッチング速度」=15以上、より好ましくは20以上となることである。 Preferably, “the etching rate of the second metal film” / “the etching rate of the transparent conductive film 24 as the pixel electrode” = 15 or more, more preferably 20 or more.
このような耐性を持たせる手法としては、材料自身が、蓚酸等のエッチング液には可溶であるが、第2の金属膜のエッチング液である燐酸・酢酸・硝酸の混酸、硝酸セリウムアンモニウムハイドロオキサイド水溶液などに耐性がある材料を選択すればよい。 As a method for imparting such resistance, the material itself is soluble in an etching solution such as oxalic acid, but a mixed acid of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid, which is an etching solution for the second metal film, cerium ammonium nitrate hydro A material resistant to an aqueous oxide solution may be selected.
これらの材料としては、酸化インジウム−酸化亜鉛−酸化スズからなる透明導電膜が挙げられる。この場合、組成は適宜選択すればよいが、酸化亜鉛と酸化スズの合計した重量が、全重量に対して10wt%以上50wt%未満が良く、好ましくは、15〜50wt%が良い。 Examples of these materials include transparent conductive films made of indium oxide-zinc oxide-tin oxide. In this case, the composition may be selected as appropriate, but the total weight of zinc oxide and tin oxide may be 10 wt% or more and less than 50 wt%, preferably 15 to 50 wt% based on the total weight.
具体的には、酸化インジウム60wt%−酸化亜鉛20wt%−酸化スズ20wt%や、酸化インジウム80wt%−酸化亜鉛10wt%−酸化スズ10wt%などが、透明性、導電性等を加味した場合、好ましい。 Specifically, indium oxide 60 wt%-zinc oxide 20 wt%-tin oxide 20 wt%, indium oxide 80 wt%-zinc oxide 10 wt%-tin oxide 10 wt%, etc. are preferable when transparency, conductivity, and the like are added. .
また、結晶性の変化によりエッチング耐性を変化させる手法を用いることもできる。 In addition, a technique of changing the etching resistance by changing the crystallinity can be used.
例えば、酸化インジウム−酸化スズ系において、成膜直後は、非晶質膜にしておき、上部の第2の金属膜のエッチング前に結晶化処理(加熱処理)を行い結晶化させることにより、金属膜のエッチングに対して耐性を持たせることができる。 For example, in an indium oxide-tin oxide system, an amorphous film is formed immediately after film formation, and crystallization is performed by performing crystallization treatment (heating treatment) before etching the upper second metal film. The film can be resistant to etching.
10 ガラス基板
12 金属膜
14 ゲート絶縁膜
16 α−Si:H(i)膜
18 α−Si:H(n)膜
20 バリアー金属
22 第1のレジスト
24 透明導電膜
26 ソース・ドレイン配線電極
28 第2のレジスト
30 絶縁保護膜
32 第3のレジスト
100 容器
102 サンプル電極
104 Ag/AgCl標準電極
210 透明基板
212 ゲート電極
213 ゲート絶縁膜
214 α−Si:H(i)膜
215 チャンネル保護層
216 α−Si:H(n)膜
217a ソース電極
217b ドレイン電極
218 層間絶縁膜
218a スルーホール
219 透明電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Glass substrate 12 Metal film 14 Gate insulating film 16 α-Si: H (i) film 18 α-Si: H (n) film 20 Barrier metal 22 First resist 24 Transparent conductive film 26 Source / drain wiring electrode 28 First 2 resist 30 insulating protective film 32 third resist 100 container 102 sample electrode 104 Ag / AgCl standard electrode 210 transparent substrate 212 gate electrode 213 gate insulating film 214 α-Si: H (i) film 215 channel protective layer 216 α- Si: H (n) film 217a Source electrode 217b Drain electrode 218 Interlayer insulating film 218a Through hole 219 Transparent electrode
Claims (11)
第1のシリコン層及び第2のシリコン層と、
ソース・ドレイン配線及びソース・ドレイン電極と、
前記ソース・ドレイン電極に電気的に接続され、透明導電膜から成る画素電極と、
を具備したTFT基板であって、
前記ソース・ドレイン配線又は前記ソース・ドレイン電極の少なくとも一方が、前記透明導電膜上の金属膜から成ることを特徴とするTFT基板。 A gate wiring and a gate insulating film;
A first silicon layer and a second silicon layer;
Source / drain wiring and source / drain electrodes;
A pixel electrode electrically connected to the source / drain electrode and made of a transparent conductive film;
A TFT substrate comprising:
A TFT substrate, wherein at least one of the source / drain wiring or the source / drain electrode is made of a metal film on the transparent conductive film.
第1のシリコン層及び第2のシリコン層と、
ソース・ドレイン配線及びソース・ドレイン電極と、
前記ソース・ドレイン電極に電気的に接続され、透明導電膜から成る画素電極と、
を具備したTFT基板であって、
前記ソース・ドレイン配線又は前記ソース・ドレイン電極の少なくとも一方が、前記透明導電膜と、金属膜と、の順に積層された積層膜から成ることを特徴とするTFT基板。 A gate wiring and a gate insulating film;
A first silicon layer and a second silicon layer;
Source / drain wiring and source / drain electrodes;
A pixel electrode electrically connected to the source / drain electrode and made of a transparent conductive film;
A TFT substrate comprising:
A TFT substrate, wherein at least one of the source / drain wiring or the source / drain electrode is composed of a laminated film in which the transparent conductive film and a metal film are laminated in this order.
第1のシリコン層及び第2のシリコン層と、
ソース・ドレイン配線及びソース・ドレイン電極と、
前記ソース・ドレイン電極に電気的に接続され、透明導電膜から成る画素電極と、
を具備したTFT基板であって、
前記ソース・ドレイン配線又は前記ソース・ドレイン電極の少なくとも一方が、第1の金属膜と、前記透明導電膜と、第2の金属膜と、の順に積層された積層膜から成ることを特徴とするTFT基板。 A gate wiring and a gate insulating film;
A first silicon layer and a second silicon layer;
Source / drain wiring and source / drain electrodes;
A pixel electrode electrically connected to the source / drain electrode and made of a transparent conductive film;
A TFT substrate comprising:
At least one of the source / drain wiring or the source / drain electrode is composed of a laminated film in which a first metal film, the transparent conductive film, and a second metal film are laminated in this order. TFT substrate.
透明導電膜中の酸化亜鉛と酸化スズとの合計の組成割合は、全重量に対して20wt%以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のTFT基板。 The transparent conductive film contains indium oxide, zinc oxide, tin oxide,
6. The TFT substrate according to claim 1, wherein the total composition ratio of zinc oxide and tin oxide in the transparent conductive film is 20 wt% or more based on the total weight.
透明導電膜中の酸化亜鉛の組成割合は、全重量の10〜40wt%であり、
透明導電膜中の酸化スズの組成割合は、全重量の10〜40wt%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のTFT基板。 The transparent conductive film contains indium oxide, zinc oxide, tin oxide,
The composition ratio of zinc oxide in the transparent conductive film is 10 to 40 wt% of the total weight,
6. The TFT substrate according to claim 1, wherein the composition ratio of tin oxide in the transparent conductive film is 10 to 40 wt% of the total weight.
第1のマスクを用いて、ハーフトーン露光技術を用いて前記第1のレジストを第1aのレジストパターンに形成する工程と、
前記第1のレジストを用いて、ゲート配線部と、ゲート電極部と、を形成する工程と、
前記第1のレジストを第1bのレジストパターンに再形成した後、この第1bのレジストパターンの前記第1のレジストを用いて、前記ゲート配線上の第1の金属膜と、第2のシリコン膜と、第1のシリコン膜と、を除去する工程と、
前記第1bのレジストパターンの前記第1のレジストを用いて、前記ゲート電極部と、前記ゲート絶縁膜上の前記第2のシリコン層と、前記第1のシリコン層と、前記第1の金属膜と、から成る積層領域を形成する工程と、
前記ゲート配線及び前記ゲート電極を絶縁処理する工程と、
透明導電膜と、第2の金属膜と、第2のレジストと、をこの順に成膜する工程と、
第2のマスクを用いて、ハーフトーン露光技術により、前記第2のレジストを第2aのレジストパターンに形成する工程と、
前記第2aのレジストパターンの前記第2のレジストを用いて、前記透明導電膜及び前記第2の金属膜及び前記第2のシリコン層及び前記第1のシリコン層を除去することによって、透明電極部及びソース・ドレイン配線部を形成し、さらに、前記積層領域上にチャンネル部を形成する工程と、
前記第2のレジストを第2bのレジストパターンに再形成した後、前記第2bのレジストパターンの前記第2のレジストを用いて、画素電極部の位置のソース・ドレイン配線電極膜を除去することによって、画素電極部を形成する工程と、
絶縁性保護膜と、第3のレジストと、をこの順に形成する工程と、
第3のマスクを用いて、前記レジストを第3のレジストパターンに形成する工程と、
前記第3のレジストパターンの前記第3のレジストを用いて、前記画素電極部と、ソース・ドレイン配線取り出し部と、ゲート配線取り出し部と、を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のTFT基板の製造方法。 Forming a metal film, a gate insulating film, a first silicon layer, a second silicon layer, a first metal film, and a first resist in this order on a substrate;
Using the first mask to form the first resist into the 1a resist pattern using a halftone exposure technique;
Forming a gate wiring portion and a gate electrode portion using the first resist;
After the first resist is re-formed into a 1b resist pattern, a first metal film on the gate wiring and a second silicon film are formed using the first resist of the 1b resist pattern. And removing the first silicon film;
Using the first resist of the 1b resist pattern, the gate electrode portion, the second silicon layer on the gate insulating film, the first silicon layer, and the first metal film And forming a laminated region consisting of:
Insulating the gate wiring and the gate electrode;
Forming a transparent conductive film, a second metal film, and a second resist in this order;
Forming the second resist into the 2a resist pattern by a halftone exposure technique using a second mask;
By using the second resist of the 2a resist pattern, the transparent conductive film, the second metal film, the second silicon layer, and the first silicon layer are removed to remove the transparent electrode portion. And forming a source / drain wiring portion, and further forming a channel portion on the stacked region;
After the second resist is re-formed into the 2b resist pattern, the source / drain wiring electrode film at the position of the pixel electrode portion is removed using the second resist of the 2b resist pattern. Forming a pixel electrode portion;
Forming an insulating protective film and a third resist in this order;
Forming the resist in a third resist pattern using a third mask;
Forming the pixel electrode portion, the source / drain wiring extraction portion, and the gate wiring extraction portion using the third resist of the third resist pattern;
The method for producing a TFT substrate according to claim 1, wherein:
透明導電膜中の酸化亜鉛と酸化スズとの合計の組成割合は、全重量に対して20wt%以上であることを特徴とする請求項8に記載のTFT基板の製造方法。 The transparent conductive film contains indium oxide, zinc oxide, tin oxide,
Total composition ratio of the zinc oxide and tin oxide in the transparent conductive film, manufacturing method for the TFT substrate of claim 8, characterized in that at 20 wt% or more based on the total weight.
透明導電膜中の酸化亜鉛の組成割合は、全重量の10〜40wt%であり、
透明導電膜中の酸化スズの組成割合は、全重量の10〜40wt%であることを特徴とする請求項8に記載のTFT基板の製造方法。 The transparent conductive film contains indium oxide, zinc oxide, tin oxide,
The composition ratio of zinc oxide in the transparent conductive film is 10 to 40 wt% of the total weight,
The method for producing a TFT substrate according to claim 8, wherein the composition ratio of tin oxide in the transparent conductive film is 10 to 40 wt% of the total weight.
前記除去は、CHFガスを用いたドライエッチング及びヒドラジン水溶液を用いたウェットエッチングを併用することによる選択エッチング処理を含むことを特徴とする請求項8に記載のTFT基板の製造方法。
Using the resist of the 2a resist pattern, the transparent conductive film, the source / drain wiring electrode film, the second silicon layer, and the first silicon layer are removed to remove the transparent electrode portion and the source. In the step of forming the drain wiring portion and further forming the channel portion on the region,
9. The method of manufacturing a TFT substrate according to claim 8, wherein the removal includes a selective etching process using a combination of dry etching using CHF gas and wet etching using a hydrazine aqueous solution.
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