JP2007329298A - Tftアレイ基板、その製造方法、及び表示装置 - Google Patents

Tftアレイ基板、その製造方法、及び表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】優れた特性を有するTFTアレイ基板、その製造方法、及びこれを用いた表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の一態様にかかるTFTアレイ基板は、ソース領域41とドレイン領域42との間に配置されたチャネル領域43を有するTFTアレイ基板であって、基板1上に形成されたゲート電極2と、ゲート電極2を覆うように形成されたゲート絶縁膜3と、ゲート絶縁膜3を介してゲート電極2上に設けられた半導体層30と、半導体層30のソース領域41の上に設けられた金属膜を有するソース電極6と、半導体層30のドレイン領域42の上に設けられた金属膜を有するドレイン電極7と、ソース電極6とソース領域41との間、及びドレイン電極7とドレイン領域42との間に配置された透明導電膜10とを備え、透明導電膜10の半導体層30からはみ出した部分の断面が順テーパー形状である。
【選択図】図2

Description

本発明は、TFTアレイ基板、その製造方法、及びこれを用いた表示装置に関する。
非晶質シリコン(Amorphous Silicon、以下、a−Siと記す)を用いた薄膜トランジスタ(以下、TFT:Thin Filmed Transistorと記す)をスイッチング素子に用いた表示装置用のTFTアクティブマトリックスアレイ基板(以降、TFTアレイ基板と記す)は、一般的に5回のフォトリソグラフィ工程(写真製版工程)を用いて製造される。その従来例の一例が特許文献1に開示されている。図6は、特許文献1に係るTFTアレイ基板のTFT部分を示したものであり、一般的なTFTの断面構造を示した断面図である。
図6に示すTFTアレイ基板には、絶縁性基板21、ゲート電極22、ゲート絶縁膜23、半導体能動膜24、オーミックコンタクト膜25、ソース電極26、ドレイン電極27、パッシベーション膜28、及び画素電極29が配設されている。絶縁性基板21は、ガラス基板等で形成される。ゲート電極22は、例えばCr膜等で形成される。ゲート絶縁膜23は、例えば窒化シリコン(Silicon Nitride:以下、SiNと記す)で形成される。半導体能動膜24は、a−Si膜である。オーミックコンタクト膜25は、半導体能動膜24と上部金属とのオーミックコンタクトを得るためのリンをドーピングしたn型a−Si膜である。この半導体能動膜24とオーミックコンタクト膜25によって半導体領域が形成され、両方を併せて半導体層と呼ぶ場合もある。ソース電極26及びドレイン電極27は、例えばCr膜等で形成される。画素電極29は、例えばインジウムとスズの酸化物であるITO(Indium Tin Oxide)によって形成されている。特許文献1では、表示装置の生産性向上のため、TFTアレイ基板のフォトリソグラフィ工程を5回にすることで、製造工程数を削減する技術について開示されている。
他にも、TFTアレイ基板に係る技術が特許文献2に開示されている。特許文献2では、ソース及びドレイン電極を覆うパッシベーション膜のハング形状に起因して加わるTFTへの負荷による電気特性のばらつきを防止する構造(不図示)が示されている。特許文献2では、半導体層のパターン形成後、次のレイヤ工程においてITO膜とソース及びドレイン電極用の金属膜を形成する。ITO膜はソース及びドレイン電極と半導体層との間に配設され、半導体層上のソース及びドレイン電極端よりチャネル領域側に出るようずらして配設されている。それにより、ソース及びドレイン電極から半導体層までの段差を緩和し、パッシベーション膜がハングしない効果を得ている。
特許第3234168号公報 特開2000−101091号公報
しかしながら、発明者は従来技術には以下の課題があることを見出した。一般的に、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極用金属膜のパターニングは、エッチング液によるウェットエッチングを用いている。近年、パターン寸法の微細化に伴い、エッチングガスを用いたドライエッチングによるパターニングが増えている。しかし、塩素原子又はフッ素原子を含むハロゲンガスでエッチングするような金属膜をソース電極及びドレイン電極に使用する場合、以下のような問題が生ずる。ソース電極及びドレイン電極のエッチング時、塩素原子又はフッ素原子を含むハロゲンガスでは、下地の半導体層とのエッチングの選択比が悪いため、チャネル形成される部分まで半導体層をオーバーエッチングしてしまう。従って、半導体層内のチャネル掘り込み量が不均一となり、TFTの電気特性が安定しないという問題が生じる。そのため、容易にドライエッチングを用いられず、パターン寸法の微細化を妨げている。
これを解決するために、チャネル領域となる半導体層上に酸化膜によるエッチストッパ膜を設ける場合もある。しかし、この場合、フォトリソグラフィ工程が1回多くなってしまい、生産効率が悪くなるという問題が新たに生じる。
本発明は、上述のような問題点に着目し、優れた特性を有するTFTアレイ基板、その製造方法、及びこれを用いた表示装置を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様にかかるTFTアレイ基板は、ソース領域とドレイン領域との間に配置されたチャネル領域を有するTFTアレイ基板であって、基板上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極を覆うように形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極上に設けられた半導体層と、前記半導体層のソース領域の上に設けられた金属膜を有するソース電極と、前記半導体層のドレイン領域の上に設けられた金属膜を有するドレイン電極と、前記ソース電極とソース領域との間、及び前記ドレイン電極とドレイン領域との間に配置された透明導電膜とを備え、前記半導体層の前記透明導電膜からはみ出した部分の断面が順テーパー形状であるものである。
本発明の第2の態様にかかるTFTアレイ基板の製造方法は、ソース領域とドレイン領域との間に配置されたチャネル領域を有するTFTアレイ基板の製造方法であって、基板上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極の上にゲート絶縁膜、半導体層、及び透明導電膜を連続して成膜する工程と、前記透明導電膜上に形成された第1のフォトレジストパターンを用いて該透明導電膜を島状にエッチングする工程と、前記第1のフォトレジストパターンと前記透明導電膜との積層マスクを用いて前記半導体層をエッチングする工程と、前記第1のフォトレジストパターンを除去し前記透明導電膜を含む基板上に金属膜を成膜した後、第2のフォトレジストパターンを用いて該金属膜をドライエッチングして該透明導電膜の上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、前記半導体層のチャネル領域上に形成された前記透明導電膜をエッチングする工程と、チャネル領域を形成する工程と、を有するものである。
本発明によれば、以上のような構成により、優れた特性を有するTFTアレイ基板、その製造方法、及びこれを用いた表示装置を提供することができる。
以下に、本発明の好ましい実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載および図面は、適宜、省略および簡略化がなされている。また、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。
実施の形態1.
まず、図1を用いて、本発明に係るTFTアレイ基板を用いた表示装置について説明する。図1は、表示装置に用いられるTFTアレイ基板の構成を示す正面図である。本発明に係る表示装置は、液晶表示装置や有機EL表示装置等の平面型表示装置(フラットパネルディスプレイ)を例として説明する。このTFTアレイ基板の全体構成については、以下に述べる実施の形態1〜3で共通である。
本発明に係る液晶表示装置は、基板1を有している。基板1は、例えば、TFTアレイ基板である。基板1には、表示領域111と表示領域111を囲むように設けられた額縁領域110とが設けられている。この表示領域111には、複数のゲート配線(走査信号線)113と複数のソース配線(表示信号線)114とが形成されている。複数のゲート配線113は平行に設けられている。同様に、複数のソース配線114は平行に設けられている。ゲート配線113とソース配線114とは、互いに交差するように形成されている。ゲート配線113とソース配線114とは直交している。そして、隣接するゲート配線113とソース配線114とで囲まれた領域が画素117となる。従って、基板1では、画素117がマトリクス状に配列される。
更に、基板1の額縁領域110には、走査信号駆動回路115と表示信号駆動回路116とが設けられている。ゲート配線113は、表示領域111から額縁領域110まで延設されている。そして、ゲート配線113は、基板1の端部で、走査信号駆動回路115に接続される。ソース配線114も同様に、表示領域111から額縁領域110まで延設されている。そして、ソース配線114は、基板1の端部で、表示信号駆動回路116と接続される。走査信号駆動回路115の近傍には、外部配線118が接続されている。また、表示信号駆動回路116の近傍には、外部配線119が接続されている。外部配線118、119は、例えば、FPC(Flexible Printed Circuit)等の配線基板である。
外部配線118、119を介して走査信号駆動回路115、及び表示信号駆動回路116に外部からの各種信号が供給される。走査信号駆動回路115は外部からの制御信号に基づいて、ゲート信号(走査信号)をゲート配線113に供給する。このゲート信号によって、ゲート配線113が順次選択されていく。表示信号駆動回路116は外部からの制御信号や、表示データに基づいて表示信号をソース配線114に供給する。これにより、表示データに応じた表示電圧を各画素117に供給することができる。なお、走査信号駆動回路115と表示信号駆動回路116は、基板1上に配置される構成に限られるものではない。例えば、TCP(Tape Carrier Package)により駆動回路を接続してもよい。
画素117内には、少なくとも1つのTFT120が形成されている。TFT120はソース配線114とゲート配線113の交差点近傍に配置される。TFT120は、ソース領域とドレイン領域との間に配置されたチャネル領域を有する。例えば、このTFT120が画素電極に表示電圧を供給する。即ち、ゲート配線113からのゲート信号によって、スイッチング素子であるTFT120がオンする。これにより、ソース配線114から、TFT120のドレイン電極に接続された画素電極に表示電圧が印加される。そして、画素電極と対向電極との間に、表示電圧に応じた電界が生じる。なお、基板1の表面には、配向膜(図示せず)が形成されている。
さらに、基板1には、対向基板が対向して配置されている。対向基板は、例えば、カラーフィルタ基板であり、視認側に配置される。対向基板には、カラーフィルタ、ブラックマトリクス(BM)、対向電極、及び配向膜等が形成されている。なお、対向電極は、基板1側に配置される場合もある。そして、基板1と対向基板との間に液晶層が狭持される。即ち、基板1と対向基板との間には液晶が注入されている。更に、基板1と対向基板との外側の面には、偏光板、及び位相差板等が設けられる。また、液晶表示パネルの反視認側には、バックライトユニット等が配設される。
画素電極と対向電極との間の電界によって、液晶が駆動される。即ち、基板間の液晶の配向方向が変化する。これにより、液晶層を通過する光の偏光状態が変化する。即ち、偏光板を通過して直線偏光となった光は液晶層によって、偏光状態が変化する。具体的には、バックライトユニットからの光は、アレイ基板側の偏光板によって直線偏光になる。そして、この直線偏光が液晶層を通過することによって、偏光状態が変化する。
従って、偏光状態によって、対向基板側の偏光板を通過する光量が変化する。即ち、バックライトユニットから液晶表示パネルを透過する透過光のうち、視認側の偏光板を通過する光の光量が変化する。液晶の配向方向は、印加される表示電圧によって変化する。従って、表示電圧を制御することによって、視認側の偏光板を通過する光量を変化させることができる。即ち、画素ごとに表示電圧を変えることによって、所望の画像を表示することができる。
本発明では、上述した基板1を液晶表示装置に用いられるボトムゲート型構造のTFTアレイ基板として説明する。なお、TFTアレイ基板を用いる表示装置は、液晶表示装置に限らず、有機ELディスプレイ等とすることも可能である。図面を参照し、実施の形態1に係るTFTアレイ基板について説明する。図2(a)〜(e)は、実施の形態1に係るTFTアレイ基板の製造方法の手順を示した断面図である。
始めに、基板1上に、スパッタリング法によって、例えばCr膜を200nmの厚さで成膜する。そして、Cr膜上に、第1のフォトリソグラフィ工程にてゲート電極パターンを形成し、硝酸第2セリウムアンモニウム水溶液を用いてエッチングする。以上の工程でゲート電極2が形成される。なお、このゲート電極2は、例えば図1で示したゲート配線113から延在されている。基板1は、ガラス等の絶縁性材料によって形成されている。ゲート電極2は、Cr膜に限らず、TFTアレイ基板に使用可能な他の金属を用いることが可能である。また、ゲート電極2の膜厚も200nmに限らない。同様に、ゲート電極2がCr膜である場合、硝酸第2セリウムアンモニウム水溶液にてエッチングしたが、Cr以外の金属を用いる場合は、その金属に応じたエッチング液を用いる。
次に、プラズマCVD法により、ゲート電極2を覆うようにゲート絶縁膜3を400nm厚、半導体能動膜4を200nm、オーミックコンタクト膜5を50nmの厚さで連続成膜する。ゲート絶縁膜3は、例えばSiN膜で形成されている。半導体能動膜4は、a−Si膜で形成されたチャネル膜である。オーミックコンタクト膜5は、半導体能動膜4と上部金属とのオーミックコンタクトを得るため、リンをドーピングしたn型a−Si膜である。この半導体能動膜4とオーミックコンタクト膜5によって半導体領域が形成され、両方を併せて半導体層と称する。ゲート絶縁膜3、半導体能動膜4、及びオーミックコンタクト膜5を連続して成膜した後、更に第1の透明導電膜10を100nmの厚さでスパッタリング法により成膜する。
このように、第1の透明導電膜10をゲート絶縁膜3、半導体能動膜4、オーミックコンタクト膜5と共に連続成膜することが、実施の形態1の特徴の1つである。その効果については、後に述べる。また、第1の透明導電膜10には、塩素原子又はフッ素原子を含むハロゲンガスにエッチングされにくい材料を使用することが重要である。例えばインジウムとスズの酸化物であるITO(Indium Tin Oxide)膜を使用することが望ましい。その効果についても、後に述べる。なお、上述した各々の膜厚は、例示したものであり、その他の膜厚を用いることが可能であることはもちろんである。
次に、第1の透明導電膜10の上に、レジスト膜を塗布し、露光、現像を行う。これにより、第1のフォトレジストパターン11が形成され、図2(a)に示す構成となる。第1のフォトレジストパターン11は、以下に説明するように、半導体能動膜4、オーミックコンタクト膜5、及び第1の透明導電膜10をパターニングするため、島状に形成されている。また、第1のフォトレジストパターン11は、ゲート電極2のパターン一方からはみ出して形成される。
第2のフォトリソグラフィ工程では、第1のフォトレジストパターン11を介して第1の透明導電膜10を例えばシュウ酸を用いたウェットエッチングによってエッチングする。これにより、第1の透明導電膜10がパターニングされる。これにより、図2(b)に示す構成となる。ここで、第1の透明導電膜10と第1のフォトレジストパターン11との積層構造が、半導体能動膜4及びオーミックコンタクト膜5をエッチングする際のマスクとなる。即ち、半導体能動膜4及びオーミックコンタクト膜5の上には、第1の透明導電膜10と第1のフォトレジストパターン11からなる積層マスクの島状パターンが形成される。この時、第1の透明導電膜10の端部は、第1のフォトレジストパターン11の端部より後退するようにエッチングされている。従って、第1のフォトレジストパターン11が第1の透明導電膜に対して庇状になるように形成されている。すなわち、サイドエッチングにより第1の透明導電膜10の端部が第1のフォトレジストパターン11の端部の内側になるよう形成されている。換言すると、第1の透明導電膜10のパターンは、サイドエッチング量だけ第1のフォトレジストパターン11のパターンよりも小さくなり、第1の透明導電膜10のパターンが第1のフォトレジストパターン11のパターンに内包された構成となる。
次に、第1の透明導電膜10と第1のフォトレジストパターン11との積層マスクパターンによって、オーミックコンタクト膜5と半導体能動膜4をエッチングする。そして、第1のフォトレジストパターン11を除去する。ここで、例えばSFとHClの混合ガスを用いたドライエッチングを実施した場合、第1の透明導電膜10よりも緩やかな順テーパー形状を有する半導体能動膜4とオーミックコンタクト膜5の島化パターンを形成することができる。順テーパー状の島化パターンが形成できる理由について、図3を用いて説明する。
図3は、図2(c)に示す半導体能動膜4、オーミックコンタクト膜5、第1の透明導電膜10、及び第1のフォトレジストパターン11の端部を拡大した断面図である。ここで、半導体能動膜4とオーミックコンタクト膜5の積層構造を半導体層30とする。第1のフォトレジストパターン11をマスクに用いてエッチングした第1の透明導電膜10の端部は、サイドエッチングによって幅Xの空隙が形成されている。ここで、Xは、第1のフォトレジストパターン11の端部からの後退量を示すサイドエッチング量である。このように、第1のフォトレジストパターン11の庇部分の直下が空隙となる。
第1のフォトレジストパターン11と第1の透明導電膜10による積層マスクパターンを用いて半導体層30をエッチングした場合、この空隙にエッチングガスが侵入する。空隙に侵入したエッチングガスによって、半導体層30の側面が横方向に順次エッチングされると同時に、側面の外側領域も膜厚方向にエッチングされる。従って、半導体層30の島化パターンが形成されるとともに、サイドエッチング量Xに応じて半導体層30の側面が順テーパー状に形成される。なお、図3に示す半導体能動膜4及びオーミックコンタクト膜5の合計膜厚がYの場合、第1の透明導電膜10のサイドエッチング量Xを調整することによって、テーパー角θを数式1で制御することが可能である。数式1を以下に示す。ここで、オーミックコンタクト膜5と半導体能動膜4からなる半導体層30の断面形状が順テーパー形状になることが特徴的である。
X=Y/tanθ・・・・・(数式1)
このように、第1の透明導電膜10を含む積層マスクを用いているため、半導体層30は第1の透明導電膜10と略同じ形状にパターニングされる。すなわち、半導体層30のパターンの外形端は第1の透明導電膜10と略一致している。しかしながら、第1の透明導電膜10の上に庇状に形成された第1のフォトレジストパターン11によって、半導体層30のパターンは第1の透明導電膜10から若干はみ出して形成される。そして、このはみ出した部分では、庇部分の空隙に侵入したエッチングガスによって半導体層30の断面が順テーパー形状となる。また、半導体層30のはみ出し量は、第1のフォトレジストパターン11の庇形状に基づく量となる。ここで、半導体層30の上面のパターン端と第1の透明導電膜10の下面のパターン端との位置は一致している。
ここで、図2の説明に戻る。図2(d)では、半導体層30をエッチング後、第1の透明導電膜10の上にソース電極6及びドレイン電極7を形成する。ここでは、ソース電極6及びドレイン電極7の材料に、例えばMoを用いて説明する。なお、このソース電極6は、例えば、図1で示したソース配線114から延在されている。まず、第1のフォトレジストパターン11を取り除いた基板1上に、スパッタリング法により、Mo膜を200nmの厚さに成膜する。そして、第3のフォトリソグラフィ工程で、ソース電極6及びドレイン電極7を形成するための第2のフォトレジストパターン12を形成する。すなわち、金属膜の上に、レジスト膜を塗布し、露光、現像を行う。ここで、図2(d)に示されるように、第2のフォトレジストパターン12は、半導体能動膜4のソース領域41、及びドレイン領域42上に形成される。すなわち、チャネル領域43上の第1の透明導電膜10が露出するよう、第2のフォトレジストパターン12を形成する。なお、ソース領域41、及びドレイン領域42は、半導体能動膜4の一部であり、チャネル領域43の両端に形成される拡散領域を示す。ソース領域41は、ソース電極6の下部に形成され、ドレイン領域42は、ドレイン電極7の下部に形成される。
そして、例えばSFの混合ガスを使用し、ドライエッチングにてMo膜をエッチングする。第1の透明導電膜10は、前述したようにフッ素系原子を含むハロゲンガスによってエッチングされにくい材料を使用している。従って、SFの混合ガスに対するエッチストッパ膜となり、チャネル領域43とオーミックコンタクト膜5へのエッチングを保護することが可能となる。これにより、図2(d)に示す構成となる。その後、シュウ酸を用いたウェットエッチングにてチャネル領域43の上部に形成されている第1の透明導電膜10を除去する。そして、HClガスを用いたドライエッチングにより、チャネル領域43の上部に形成されているオーミックコンタクト膜5を除去する。このように、ソース電極6とドレイン電極7の間に位置する第1の透明導電膜10、及びオーミックコンタクト膜5が除去される。これにより、半導体能動膜4が露出して、ソース領域41と、ドレイン領域42との間に、チャネル領域43が形成される。ソース電極6は、第1の透明導電膜10を介してソース領域41と接続される。また、ドレイン電極7は第1の透明導電膜10を介してドレイン領域42と接続される。
なお、ソース電極6及びドレイン電極7に使用する材料はMoに限らず、Moを主成分とする合金を用いることも可能である。同様に、Ti及びTaや、それらを主成分とする合金を用いることも可能である。さらに、AlやAlを主成分とする合金を用いてもよい。塩素原子又はフッ素系原子を含むエッチングガスによってエッチングする金属であれば、上述した金属に限らない。よって、Al、Ti,Ta、Moを主成分として含む金属膜であればよい。これにより、エッチングによる加工を容易に行うことができる。ソース電極6及びドレイン電極7は金属膜の積層構造でもよい。また、ソース電極6及びドレイン電極7に対するエッチングガスについては、塩素原子又はフッ素系原子を含むエッチングガスであれば、SFの混合ガスに限らずその他のエッチングガスを用いることが可能である。
次に、CVD法により、パッシベーション膜となるSiN膜8を300nmの厚さで成膜する。その後、第4のフォトリソグラフィ工程でコンタクトホールパターンを形成し、例えばCFの混合ガスを用いたドライエッチングによりSiN膜8をエッチングし、コンタクトホール13を形成する。パッシベーション膜の材料及び膜厚、並びにコンタクトホール13の形成方法及びエッチングガスについては例示したものであり、TFTアレイ基板に使用するその他の方法、材料、及び構成とすることが可能であることはいうまでもない。
最後に、スパッタリング法により、第2の透明導電膜9を100nmの厚さで成膜し、画素電極を形成する。第2の透明導電膜9は、例えばインジウムとスズの酸化物であるITOによって形成されている。なお、第2の透明導電膜9は、第1の透明導電膜10と同じ材料を用いることも可能である。第5のフォトリソグラフィ工程により第2の透明導電膜9上に画素電極パターンを形成し、シュウ酸を用いたエッチングによって画素電極が形成される。以上の方法によって、実施の形態1に係るTFTアレイ基板が完成する。
以上のように、第1の透明導電膜10は、塩素原子又はフッ素原子を含むハロゲンガスにエッチングされにくい材料を用いている。従って、ソース電極6及びドレイン電極7をドライエッチングする時、第1の透明導電膜10が半導体能動膜4とオーミックコンタクト膜5に対するエッチストッパ膜となる。即ち、塩素原子又はフッ素原子を含むハロゲンガスでエッチングの必要な金属膜をソース電極6及びドレイン電極7に用いる場合、半導体能動膜4及びオーミックコンタクト膜5とのエッチング選択比を持たせることができる。従って、チャネル掘り込み量の安定化を図ることが可能となる。その結果、優れた特性のTFTアレイ基板を形成することができる。塩素原子又はフッ素原子を含むハロゲンガスでエッチングの必要なソース電極6及びドレイン電極7をドライエッチングによって加工することが可能となり、微細パターンを形成することができるようになる。
また、第1の透明導電膜10は、半導体能動膜4、及びオーミックコンタクト膜5と共に連続成膜し、同じフォトリソグラフィ工程にてパターン形成する。従って、エッチストッパ膜である第1の透明導電膜10を形成するためにフォトリソグラフィ工程を増やす必要がない。本形態に係るTFTアレイ基板の製造方法は、フォトリソグラフィ工程が5回となり、従来技術(特許文献1)と同じである。従って、製造工程数を増やすことなく、エッチストッパ膜を形成することが可能である。これにより、生産性を低下させること無く、安定した特性を有するTFTアレイ基板を製造することができる。
また、第1の透明導電膜10は、ソース電極6及びドレイン電極7に使用される金属から半導体能動膜4及びオーミックコンタクト膜5へのコンタミネーション防止用のストッパともなる。従って、良好なTFT特性と高い信頼性を有するTFTアレイ基板を製造することが可能となる。
また、実施の形態1で形成されたTFTアレイ基板は、所望の角度の順テーパー形状を有する半導体能動膜4及びオーミックコンタクト膜5を形成することが可能となる。その結果、ソース電極6及びドレイン電極7とのカバレッジを良好にでき、接続性を向上させることが可能となる。また、ソース電極6及びドレイン電極7は、Al又はAlを主成分とする合金を用いることも可能である。その結果、コンタクトの低抵抗化に加え、低抵抗配線を実現することも可能である。
なお、実施の形態1では、第1の透明導電膜10は、半導体能動膜4、及びオーミックコンタクト膜5と共に連続成膜された後、パターニングされる。その後、ソース電極6及びドレイン電極7は、次のレイヤ層として金属膜を成膜してパターン形成される。即ち、第1の透明導電膜10とソース電極6及びドレイン電極7との形成時期が異なるため、第1の透明導電膜10とソース電極6及びドレイン電極7の形成領域を変えることができる。すなわち、異なるフォトリソグラフィ工程で、第1の透明導電膜10と、ソース電極6及びドレイン電極7をパターニングしている。これは、従来技術(特許文献2)とは異なる本発明の特徴である。これにより、第1の透明導電膜10とソース電極6、及びドレイン電極7を異なるパターン形状とすることができる。
実施の形態2.
図面を参照し、実施の形態2に係るTFTアレイ基板について説明する。実施の形態2も、TFTアレイ基板、及びその製造方法に関する技術であることは、第1の実施の形態と同様である。なお、第1の実施の形態と同じ構成要素、機能、及び製造手順については、説明を省略する。
図4を用いて、実施の形態2にかかるTFTアレイ基板について説明する。図4は、実施の形態2に係るTFTアレイ基板の製造手順の一部を示した断面図である。実施の形態2に係るTFTアレイ基板の製造手順は、図2(a)〜(d)まで実施の形態1と同様である。実施の形態2では、実施の形態1で示した図2(e)の代りに図4の手順が用いられる。実施の形態2では、図4に示すTFTアレイ基板の断面構成が特徴的である。
図4では、画素電極をドレイン電極7直下の第1の透明導電膜10と直接接続している。ソース電極6、及びドレイン電極7を形成するまでの工程は、図2(a)〜(d)と同じであるため説明を省略する。まず、CVD法により、パッシベーション膜となるSiN膜8を300nmの厚さで成膜する。ここまでは、実施の形態1と同様である。その後、第4のフォトリソグラフィ工程でコンタクトホールパターンを形成し、例えばCFの混合ガスを用いたドライエッチングによりSiN膜8と、その下層のドレイン電極7となるMo膜をエッチングする。これにより、コンタクトホール15を形成する。なお、フォトリソグラフィ工程の回数については、図2(a)に示す基板1にゲート電極2を形成する始めの工程から数えたものである。
ここで、実施の形態2は、コンタクトホール15をSiN膜8だけでなく、その下層のMo膜からなるドレイン電極7までも貫通させ、第1の透明導電膜10まで到達させることに特徴を有している。すなわち、コンタクトホール15を有するSiN膜8を形成後、ドレイン電極7に第1の透明導電膜10に到達する貫通孔を設けている。貫通孔は、コンタクトホール15を介して形成されるため、貫通孔の位置は、SiN膜15のコンタクトホール15と一致している。なお、パッシベーション膜であるSiN膜8の材料及び膜厚、並びにコンタクトホール13の形成方法及びエッチングガスについては例示したものであり、TFTに使用するその他の方法、材料、及び構成とすることが可能であることはいうまでもない。
最後に、スパッタリング法により、第2の透明導電膜14を100nmの厚さで成膜し、画素電極を形成する。第2の透明導電膜14は、例えばインジウムとスズの酸化物であるITOによって形成されている。第2の透明導電膜14は、コンタクトホール15に埋設される。これにより、画素電極となる第2の透明導電膜14は、第1の透明導電膜10と接触している。なお、実施の形態2では、画素電極に用いられる第2の透明導電膜14と、第1の透明導電膜10とは、同じ材料を使用することが望ましい。そして、第5のフォトリソグラフィ工程により第2の透明導電膜14上に画素電極パターンを形成し、シュウ酸を用いたエッチングによって画素電極が形成される。以上の方法によって、実施の形態2に係るTFTアレイ基板が完成する。
以上のように、実施の形態2では、画素電極である第2の透明導電膜14は、第1の透明導電膜10と直接接続されている。ここで、画素電極の材料である第2の透明導電膜14と第1の透明導電膜10の材料は同じであるため、コンタクトの低抵抗化を図ることができる。つまり、画素電極である第2の透明導電膜14を、微小なコンタクトホール15の側面及び底面でドレイン電極7と接続するより、第1の透明導電膜10と直接接触させる方が抵抗値が低くなる。更に第1の透明導電膜10は、上層のドレイン電極7と広い領域で接続しているため、結果的に第2の透明導電膜14とドレイン電極7との接触抵抗が向上する。また、コンタクトホール15の下部では、ドレイン電極7に設けられた貫通孔に、第2の透明導電膜14が埋設されている。従って、貫通孔において、第2の透明導電膜14は、ドレイン電極7の側面と接触している。
以上により、実施の形態2を用いたTFTアレイ基板は、実施の形態1での効果に加え、コンタクトの低抵抗化による電気特性向上を得ることができる。なお、実施の形態2に係るフォトリソグラフィ工程は、実施の形態1に係る工程と同じ回数である。即ち、フォトリソグラフィ工程を増やすことなく、コンタクトの低抵抗化を実現することができる。
ここで、実施の形態1と同様に、ソース電極6、及びドレイン電極7を第1の透明導電膜10と異なるレジストパターンでエッチングしている。従って、第1の透明導電膜10が、ソース電極6及びドレイン電極7の形成領域と同等でなく、ソース電極6の一部がゲート絶縁膜3と直接接触するよう形成される。これは、第1の透明導電膜10とソース電極6及びドレイン電極7との形成時期が異なるために可能となる。また、ソース電極6及びドレイン電極7は、Al又はAlを主成分とする合金を用いることも可能である。その結果、コンタクトの低抵抗化に加え、低抵抗配線を実現することも可能である。
実施の形態3.
図面を参照し、実施の形態3に係るTFTアレイ基板について説明する。実施の形態3も、TFTアレイ基板、及びその製造方法に関する技術であることは、第1の実施の形態と同様である。なお、第1の実施の形態と同じ構成要素、機能、及び製造手順については、説明を省略する。
図5を用いて、実施の形態3について説明する。図5は、実施の形態3に係るTFTアレイ基板の製造手順の一部を示した断面図である。実施の形態3に係るTFTアレイ基板の製造手順は、図2(a)〜(c)まで実施の形態1と同様である。実施の形態3では、図2(d)以降の手順の代わりに図5の手順が用いられる。実施の形態3では、図5に示すTFTアレイ基板の製造手順及び断面構成が特徴的である。
図5では、ソース電極6及びドレイン電極7の形成以降のTFTアレイ基板の製造方法について説明する。それ以前の工程は、図2(a)〜(c)と同じであるため説明を省略する。図2(c)の状態から、スパッタリング法によって、第1のフォトレジストパターン11を取り除いた基板1上にMo膜を200nmの厚さに成膜する。そして、第3のフォトリソグラフィ工程において、ソース電極6及びドレイン電極7を形成するための第2のフォトレジストパターン12を形成する。フォトリソグラフィ工程の回数については、図2(a)に示す基板1にゲート電極2を形成する始めの工程から数えたものである。ここまでは、実施の形態1と同様である。
ここで、ドレイン電極7上の第2のフォトレジストパターン12の一部(フォトレジストパターン12lと称す)の膜厚を、第2のフォトレジストパターン12の他の領域よりも薄くなるように、2段階露光技術(例えば、ハーフトーンマスクやグレイトーンマスク等)を用いてパターニングする。すなわち、2段階露光によって、第2のフォトレジストパターン12の膜厚を2段階にしている。そして、例えばSFの混合ガスを使用し、ドライエッチングにてMo膜をエッチングする。第1の透明導電膜10は、前述したようにフッ素系原子を含むハロゲンガスによってエッチングされにくい材料を使用している。従って、第1の透明導電膜10がエッチストッパ膜となり、チャネル領域において半導体能動膜4とオーミックコンタクト膜5へのエッチングを保護することが可能となる。これにより、図5(a)に示す構成となる。
次に、半導体能動膜4の上部に形成されている第1の透明導電膜10をエッチングして、フォトレジストパターン12lを除去する。まず、シュウ酸を用いてチャネル領域となる半導体能動膜4の上部に形成されている第1の透明導電膜10を除去する。そして、HClガスを用いたドライエッチングにより、半導体能動膜4の上部に形成されているオーミックコンタクト膜5を除去するとともに、TFTのチャネル領域を形成する。その後、フォトレジストパターン12lをアッシングにて除去する。即ち、ハーフアッシングによって第2のフォトレジストパターン12を薄くする。これにより、薄い第2のフォトレジストパターン12lは、完全に除去され、Mo膜が露出する。一方、第2のフォトレジストパターン12が厚くなっていた部分では、第2のフォトレジストパターン12が完全に除去されず、薄くなる。例えば、ソース電極6の上の第2のフォトレジストパターン12は薄くなった状態で残存している。これにより、図5(b)に示す構成となる。
次に、ドレイン電極7をエッチングした後、第2のフォトレジストパターン12を除去する。始めに、フォトレジストパターン12lが除去された領域のドレイン電極7をエッチングによって除去する。これにより、ドレイン電極7の一部が除去される。従って、一部のドレイン領域42の上では、ドレイン電極7が除去され、第1の透明導電膜10が露出する。エッチングには、例えば燐酸と硝酸の混合液を用いたウェットエッチングを使用する。その後、第2のフォトレジストパターン12を除去する。これにより、図5(c)に示す構成となる。以上のように、膜厚の薄いフォトレジストパターン12lを形成することによって、ドレイン電極7の一部を除去することが可能となる。なお、上述した方法を使用することによって、フォトレジスト工程が増えることはない。
ここで、実施の形態1と同様に、ソース電極6、及びドレイン電極7を第1の透明導電膜10と異なるレジストパターンでエッチングしている。従って、第1の透明導電膜10が、ソース電極6及びドレイン電極7の形成領域と同等でなく、ソース電極6の一部がゲート絶縁膜3と直接接触するよう形成される。これは、第1の透明導電膜10とソース電極6及びドレイン電極7との形成時期が異なるために可能となる。
次に、コンタクトホールを有するSiN膜8を形成し、ドレイン電極7と画素電極とを接続する。この工程について、以下に詳述する。実施の形態3では、コンタクトホール16は、ドレイン電極7を除去した領域に形成する。即ち、実施の形態3では、画素電極がドレイン電極7と直接接続せず、透明導電膜10を介して接続することに特徴を有している。
まず、CVD法により、パッシベーション膜となるSiN膜8を300nmの厚さで成膜する。その後、第4のフォトリソグラフィ工程でコンタクトホールパターンを形成し、例えばCFの混合ガスを用いたドライエッチングによりSiN膜8をエッチングし、コンタクトホール16を形成する。コンタクトホール16は、ドレイン電極7が除去された領域に形成される。すなわち、コンタクトホール16の周辺箇所では、ドレイン電極7が除去されている。ここで、実施の形態3では、実施の形態2のようにMo膜をコンタクトホールを介してエッチングしないため、コンタクトホール16を微細に形成しやすくなるという効果がある。すなわち、コンタクトホール16を小さくした場合でも、確実に接続することができる。パッシベーション膜の材料及び膜厚、並びにコンタクトホール16の形成方法及びエッチングガスについては、例示したものであり、TFTアレイ基板に使用するその他の方法、材料、及び構成とすることが可能であることはいうまでもない。
最後に、スパッタリング法により、第2の透明導電膜17を100nmの厚さで成膜し、画素電極を形成する。第2の透明導電膜17は、例えばインジウムとスズの酸化物であるITOによって形成されている。なお、実施の形態3では、実施の形態2と同様に、画素電極に用いられる第2の透明導電膜17と第1の透明導電膜10とは、同じ材料を使用することが望ましい。第5のフォトリソグラフィ工程により第2の透明導電膜17上に画素電極パターンを形成し、シュウ酸を用いたエッチングによって画素電極が形成される。以上の方法によって、実施の形態3に係るTFTアレイ基板が完成する。
このように、実施の形態3では、Mo膜上に、第2のフォトレジストパターン12を、2段階露光によって形成する。ここで、第2のフォトレジストパターン12は、SiN膜8のコンタクトホール16が形成されるコンタクトホール部において膜厚が薄くなる。すなわち、コンタクトホール部では、他の箇所と比べて膜厚の薄い第2のフォトレジストパターン12lが形成される。そして、第2のフォトレジストパターン12を介してMo膜をドライエッチングする。ここでは、ソース電極6のパターンが形成される。ドライエッチング後、第2のフォトレジストパターン12の一部をアッシングする。これにより、膜厚の薄い第2のフォトレジストパターン12lが除去される。よって、コンタクトホール部においてドライエッチングされたMo膜が露出する。そして、Mo膜をエッチングして、第1の透明導電膜10を露出させている。これにより、ドレイン領域42上の一部分でMo膜がエッチングされ、ドレイン電極7のパターンが形成される。
以上のように、実施の形態3では、ドレイン電極7と画素電極である第2の透明導電膜17が、直接接続せず第1の透明導電膜10を介して接続する。しかしながら、第2の透明導電膜17と第1の透明導電膜10の材料は同じであり、更に第1の透明導電膜10は、上層に形成されるドレイン電極7と広い領域で接続している。従って、第2の透明導電膜17とドレイン電極7が直接接続していなくても、実施の形態2と同様に、コンタクトの低抵抗化を図ることができる。
なお、実施の形態3では、コンタクトホール16を形成する際、ドレイン電極7をエッチングする必要がないため、コンタクトホールを微細に形成することができるという効果が得られる。すなわち、コンタクトホール16を有するSiN膜8が形成される前に、ドレイン電極7の一部分をエッチングして、第1の透明導電膜10を露出させている。実施の形態3に係るフォトリソグラフィ工程は、第1及び実施の形態2に係る工程と同じ回数である。即ち、フォトリソグラフィ工程を増やすことなく、コンタクトの低抵抗化を実現することができ、更にコンタクトホールを微細加工することができる。
ここで、第1の透明導電膜10とソース電極6及びドレイン電極7との形成領域が異なる。これは、前述したように従来技術(特許文献2)とは異なり、ソース電極6及びドレイン電極7の形成時期が第1の透明導電膜10と異なるためである。従って、第1の透明導電膜10が、ソース電極6及びドレイン電極7の形成領域と同等でなく、ソース電極6の一部がゲート絶縁膜3と直接接触するよう形成される。
なお、ソース電極6及びドレイン電極7は、Al又はAlを主成分とする合金を用いることも可能である。その結果、コンタクトの低抵抗化に加え、低抵抗配線を実現することも可能である。
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲において、上記の実施形態の各要素を、当業者であれば容易に考えうる内容に変更、追加、変換することができる。
実施の形態1にかかるTFTアレイ基板の構成を示す平面図である。 実施の形態1に係るTFTアレイ基板の製造工程断面図である。 本発明に係る半導体層のテーパー形状を示した断面図である。 実施の形態2に係るTFTアレイ基板の製造工程断面図である。 実施の形態3に係るTFTアレイ基板の製造工程断面図である。 従来技術に係るTFTアレイ基板の断面図である。
符号の説明
1 絶縁性基板、 2 ゲート電極、
3 ゲート絶縁膜、 4 半導体能動膜、
5 オーミックコンタクト膜、 6 ソース電極、
7 ドレイン電極、 8 SiN膜、
9、14、17 第2の透明導電膜、 10 第1の透明導電膜、
11 第1のフォトレジストパターン、12 第2のフォトレジストパターン、
13、15、16 コンタクトホール、
21 絶縁性基板、 22 ゲート電極、
23 ゲート絶縁膜、 24 半導体能動膜、
25 オーミックコンタクト膜、 26 ソース電極、
27 ドレイン電極、 28 SiN膜、
29 第2の透明導電膜、30 半導体層
41 ソース領域、 42 ドレイン領域、 43 チャネル領域、
110 額縁領域、 111 表示領域、
113 ゲート配線、 114 ソース配線、
115 走査信号駆動回路、 116 表示信号駆動回路、
117 画素、 118、119 外部配線、 120 TFT

Claims (16)

  1. ソース領域とドレイン領域との間に配置されたチャネル領域を有するTFTアレイ基板であって、
    基板上に形成されたゲート電極と、
    前記ゲート電極を覆うように形成されたゲート絶縁膜と、
    前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極上に設けられた半導体層と、
    前記半導体層のソース領域の上に設けられた金属膜を有するソース電極と、
    前記半導体層のドレイン領域の上に設けられた金属膜を有するドレイン電極と、
    前記ソース電極とソース領域との間、及び前記ドレイン電極とドレイン領域との間に配置された透明導電膜とを備え、
    前記半導体層の前記透明導電膜からはみ出した部分の断面が順テーパー形状であるTFTアレイ基板。
  2. 更に、前記基板上を覆うように形成されたパッシベーション膜の上に、前記ドレイン電極と接続された画素電極を有し、
    前記パッシベーション膜に設けられたコンタクトホールを介して前記画素電極と前記透明導電膜が直接接続されている請求項1に記載のTFTアレイ基板。
  3. 前記コンタクトホールの周辺箇所では、前記ドレイン電極が除去されていることを特徴とする請求項2に記載のTFTアレイ基板。
  4. 前記画素電極と前記透明導電膜は、同じ材料であることを特徴とする請求項2又は3に記載のTFTアレイ基板
  5. 前記半導体層は、非晶質シリコンであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のTFTアレイ基板。
  6. 前記ソース電極及びドレイン電極が、Ti、Ta、Mo、Al、及びこれらを主成分とする合金の少なくとも1つを含む請求項1乃至5のいずれかに記載のTFTアレイ基板。
  7. 請求項1乃至6のいずれかに記載のTFTアレイ基板を用いた表示装置。
  8. ソース領域とドレイン領域との間に配置されたチャネル領域を有するTFTアレイ基板の製造方法であって、
    基板上にゲート電極を形成する工程と、
    前記ゲート電極の上にゲート絶縁膜、半導体層、及び透明導電膜を連続して成膜する工程と、
    前記透明導電膜上に形成された第1のフォトレジストパターンを用いて該透明導電膜を島状にエッチングする工程と、
    前記第1のフォトレジストパターンと前記透明導電膜との積層マスクを用いて前記半導体層をエッチングする工程と、
    前記第1のフォトレジストパターンを除去し前記透明導電膜を含む基板上に金属膜を成膜した後、第2のフォトレジストパターンを用いて該金属膜をドライエッチングして該透明導電膜の上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、
    前記半導体層のチャネル領域上に形成された前記透明導電膜をエッチングする工程と、チャネル領域を形成する工程と、を有するTFTアレイ基板の製造方法。
  9. 前記チャネル領域を形成した後、前記基板上にコンタクトホールを有するパッシベーション膜を形成する工程と、
    前記コンタクトホールを有するパッシベーション膜の上に、当該コンタクトホールを介して前記透明導電膜と直接接続する画素電極を形成する工程と、をさらに備える請求項8に記載のTFTアレイ基板の製造方法。
  10. 前記コンタクトホール部に露出するドレイン電極を形成する金属膜を、コンタクトホールをドライエッチングで形成する際に、一括でエッチングして形成する請求項9に記載のTFTアレイ基板の製造方法。
  11. 前記ソース電極及び前記ドレイン電極を形成する工程に、
    前記金属膜上に、前記パッシベーション膜にコンタクトホールが形成されるコンタクトホール部において膜厚が薄くなる第2のフォトレジストパターンを2段階露光によって形成する工程と、
    前記第2のフォトレジストパターンを介して前記金属膜をエッチングする工程と、チャネル領域上に形成された前記透明導電膜をエッチングする工程と、
    前記第2のフォトレジストパターンの一部をアッシングして、前記コンタクトホール部において前記金属膜を露出させる工程と、
    前記露出された金属膜をエッチングして、前記コンタクトホール部の前記透明導電膜を露出させる工程と、チャネル領域を形成する工程とが含まれている請求項8及び9に記載のTFTアレイ基板の製造方法。
  12. 前記画素電極と前記透明導電膜に、同じ材料を用いることを特徴とする請求項9又は11にTFTアレイ基板の製造方法。
  13. 前記半導体層が、非晶質シリコンであり、
    塩素もしくはフッ素を含むガスを有するドライエッチング、又はフッ酸を有するエッチング液を用いたウェットエッチングによってエッチングされていることを特徴とする請求項8乃至12のいずれかに記載のTFTアレイ基板の製造方法。
  14. 前記ソース電極及びドレイン電極に、Ti、Ta、Mo、Al、及びそれらを主成分とする合金の少なくとも1つが含まれていることを特徴とする請求項8乃至13のいずれかに記載のTFTアレイ基板の製造方法。
  15. 前記透明導電膜をエッチングする工程では、前記透明導電膜の端部が前記第1のフォトレジストパターン端部より後退するようにサイドエッチングし、
    前記半導体層をエッチングする工程では、前記半導体層の断面が順テーパー状となるようにエッチングする請求項8乃至14のいずれかに記載のTFTアレイ基板の製造方法。
  16. 前記金属膜をドライエッチングするエッチングガスに、塩素もしくはフッ素を含むガスが用いられていることを特徴とする請求項8乃至15のいずれかに記載のTFTアレイ基板の製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010079302A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Beijing Boe Optoelectronics Technology Co Ltd 液晶表示装置のアレイ基板の製造方法
JP2012084852A (ja) * 2010-09-13 2012-04-26 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法
CN103341692A (zh) * 2013-06-26 2013-10-09 京东方科技集团股份有限公司 切割不规则图形基板的方法和显示装置
US9627585B2 (en) 2012-03-12 2017-04-18 Mitsubishi Electric Corporation Wiring structure, thin film transistor array substrate including the same, and display device
JP7474901B2 (ja) 2008-12-26 2024-04-25 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101600879B1 (ko) * 2010-03-16 2016-03-09 삼성디스플레이 주식회사 박막트랜지스터, 그 제조방법 및 박막트랜지스터를 이용한 표시기판
CN104716166A (zh) * 2015-03-18 2015-06-17 上海天马微电子有限公司 一种有机发光显示装置及其制作方法
CN105895639A (zh) * 2016-06-29 2016-08-24 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制备方法、显示器件
WO2018094595A1 (zh) * 2016-11-23 2018-05-31 深圳市柔宇科技有限公司 阵列基板的制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10239712A (ja) * 1998-04-06 1998-09-11 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JP2002343811A (ja) * 2001-03-06 2002-11-29 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びその作製方法
JP2004241774A (ja) * 2003-02-03 2004-08-26 Samsung Electronics Co Ltd 薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法とそのためのマスク
JP2005302808A (ja) * 2004-04-07 2005-10-27 Sharp Corp 薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法
JP2005301255A (ja) * 2000-01-26 2005-10-27 Sharp Corp 液晶表示装置、配線基板およびこれらの製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100233151B1 (ko) * 1997-04-03 1999-12-01 윤종용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법
JP2000101091A (ja) * 1998-09-28 2000-04-07 Sharp Corp 薄膜トランジスタ
KR100656910B1 (ko) * 2000-10-10 2006-12-12 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법
KR100663294B1 (ko) * 2000-12-30 2007-01-02 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 박막 트랜지스터 액정표시장치 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10239712A (ja) * 1998-04-06 1998-09-11 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JP2005301255A (ja) * 2000-01-26 2005-10-27 Sharp Corp 液晶表示装置、配線基板およびこれらの製造方法
JP2002343811A (ja) * 2001-03-06 2002-11-29 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びその作製方法
JP2004241774A (ja) * 2003-02-03 2004-08-26 Samsung Electronics Co Ltd 薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法とそのためのマスク
JP2005302808A (ja) * 2004-04-07 2005-10-27 Sharp Corp 薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010079302A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Beijing Boe Optoelectronics Technology Co Ltd 液晶表示装置のアレイ基板の製造方法
JP7474901B2 (ja) 2008-12-26 2024-04-25 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置
JP2012084852A (ja) * 2010-09-13 2012-04-26 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法
US9252248B2 (en) 2010-09-13 2016-02-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of semiconductor device comprising oxide semiconductor layer
US9627585B2 (en) 2012-03-12 2017-04-18 Mitsubishi Electric Corporation Wiring structure, thin film transistor array substrate including the same, and display device
CN103341692A (zh) * 2013-06-26 2013-10-09 京东方科技集团股份有限公司 切割不规则图形基板的方法和显示装置

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