JP2011216606A - Method of manufacturing thin film transistor - Google Patents

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Yasuyoshi Mishima
康由 三島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a thin film transistor in which a gate electrode and a source drain electrode are formed with high alignment precision and the source-drain electrode is patterned with high precision without performing a lift-off step.SOLUTION: On a translucent substrate, a light-shielding gate electrode, a translucent insulating layer, an oxide semiconductor layer and a translucent conductive layer are formed in order. Then, a reversal type resist film or negative type resist film is provided on the conductive layer, and image reversal processing is performed when the reversal type resist film is provided after exposure is performed from the substrate side, or the exposure is performed from the substrate side when the negative type resist film is provided. Then, the resist film is developed to form a resist pattern, having an opening at a position corresponding to the gate electrode, on the conductive layer. The conductive layer is etched through the opening of the resist pattern to divide the conductive layer, thereby forming a source electrode and a drain electrode.

Description

本発明は、薄膜トランジスタの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor.

有機電界発光(有機EL)表示装置、液晶表示装置、X線撮像装置等の電子デバイスを製造する場合、支持基板上に薄膜トランジスタ(TFT)及びキャパシタを作製し、次いで、製造する電子デバイスに応じて電極や機能層を形成する。
例えば、ボトムゲート型の薄膜トランジスタを作製する場合は、ガラス基板上に、ゲート電極、絶縁層(ゲート絶縁膜)、シリコン半導体層(活性層)、ソース・ドレイン電極を順次形成及びパターニングを行う。
一方、電子デバイスの一層の薄型化、軽量化、耐破損性の向上を求めて、ガラス基板の代わりに軽量で可撓性のある樹脂基板を用いる試みも行われている。
しかしながら、上述のシリコン半導体層を活性層として用いる薄膜トランジスタの製造は、比較的高温の熱処理工程を要し、一般的に耐熱性の低い樹脂基板上に直接形成することは困難である。
When manufacturing an electronic device such as an organic electroluminescence (organic EL) display device, a liquid crystal display device, an X-ray imaging device, etc., a thin film transistor (TFT) and a capacitor are manufactured on a support substrate, and then, according to the electronic device to be manufactured. Electrodes and functional layers are formed.
For example, when a bottom-gate thin film transistor is manufactured, a gate electrode, an insulating layer (gate insulating film), a silicon semiconductor layer (active layer), and a source / drain electrode are sequentially formed and patterned on a glass substrate.
On the other hand, attempts have been made to use a lightweight and flexible resin substrate instead of a glass substrate in order to further reduce the thickness, weight, and breakage resistance of electronic devices.
However, the manufacture of a thin film transistor using the above-described silicon semiconductor layer as an active layer requires a relatively high temperature heat treatment step and is generally difficult to form directly on a resin substrate having low heat resistance.

活性層を構成するシリコン薄膜に代わる半導体材料として酸化物半導体膜が提案されている。例えば、In−Ga−Zn−O系非晶質酸化物は低温での成膜が可能であり、樹脂基板上に室温成膜可能な材料として注目されている。In−Ga−Zn−O系非晶質酸化物を活性層に用いた薄膜トランジスタは、非晶質シリコンを活性層に用いた薄膜トランジスタよりも高い移動度が得られるため、フレキシブルな電子デバイス用の薄膜トランジスタとして検討されている。   An oxide semiconductor film has been proposed as a semiconductor material replacing the silicon thin film constituting the active layer. For example, an In—Ga—Zn—O-based amorphous oxide can be formed at a low temperature, and has attracted attention as a material that can be formed on a resin substrate at room temperature. Since a thin film transistor using an In—Ga—Zn—O-based amorphous oxide as an active layer has higher mobility than a thin film transistor using amorphous silicon as an active layer, a thin film transistor for a flexible electronic device As being considered.

しかし、樹脂基板は薄膜トランジスタの製造工程における熱や溶媒によって寸法が変化し、アライメント精度が低下し易いという問題もある。
そこで、樹脂基板を用いて酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを製造する方法として、例えば、ゲート電極をマスクとして用い、酸化物半導体層に部分的に紫外光を照射してシート抵抗値を低下させることによりソース・ドレイン電極とそれぞれ電気的に接続されるソース領域及びドレイン領域を自己整合的に形成する方法が提案されている(特許文献1参照)。
However, the resin substrate has a problem that the alignment accuracy is liable to be reduced due to a change in dimensions due to heat and a solvent in the manufacturing process of the thin film transistor.
Therefore, as a method of manufacturing a thin film transistor having an oxide semiconductor layer using a resin substrate, for example, using a gate electrode as a mask, partially irradiating the oxide semiconductor layer with ultraviolet light reduces the sheet resistance value. Has proposed a method of forming a source region and a drain region electrically connected to the source / drain electrodes in a self-aligned manner (see Patent Document 1).

また、樹脂基板上に、ゲート電極、酸化物半導体層、ゲート絶縁層を順次形成し、ゲート絶縁層上にポジ型レジストを塗布し、ゲート電極をマスクとして基板側から露光し、現像後、ソース・ドレイン電極となる金属膜を形成し、その後、リフトオフ工程によりレジスト膜を除去することで自己整合的にソース・ドレイン電極を形成する方法が提案されている(特許文献2参照)。   Further, a gate electrode, an oxide semiconductor layer, and a gate insulating layer are sequentially formed on a resin substrate, a positive resist is applied on the gate insulating layer, exposure is performed from the substrate side using the gate electrode as a mask, development, A method of forming a source / drain electrode in a self-aligned manner by forming a metal film to be a drain electrode and then removing the resist film by a lift-off process has been proposed (see Patent Document 2).

特開2009−111125号公報JP 2009-111125 A 特開2006−165527号公報JP 2006-165527 A

本発明は、ゲート電極とソース・ドレイン電極を高いアライメント精度で形成することができるとともに、リフトオフ工程を行うことなくソース・ドレイン電極を高い精度でパターニングすることができる薄膜トランジスタの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention provides a method of manufacturing a thin film transistor that can form a gate electrode and a source / drain electrode with high alignment accuracy and can pattern the source / drain electrode with high accuracy without performing a lift-off process. With the goal.

上記目的を達成するため、以下の本発明が提供される。
<1> 光透過性の基板上の一部に遮光性のゲート電極を形成する工程と、前記基板上及び前記ゲート電極上に光透過性の絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上の一部に該絶縁層を介して前記ゲート電極を跨ぐように重なる酸化物半導体層を形成する工程と、前記酸化物半導体層上に該酸化物半導体層を介して前記ゲート電極を跨ぐように重なる光透過性の導電層を形成する工程と、前記導電層上に反転型のレジスト膜又はネガ型のレジスト膜を設け、前記反転型のレジスト膜を設けた場合は、前記基板側から露光した後、像反転処理を施し、前記ネガ型のレジスト膜を設けた場合は、前記基板側から露光し、次いで、該レジスト膜を現像することにより、前記導電層上に前記ゲート電極に対応する位置に開口部を有するレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンの前記開口部を通じて前記導電層をエッチングすることにより、該導電層を分割してソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を含む薄膜トランジスタの製造方法。
<2> 前記像反転処理として、前記レジスト膜側から全面露光する<1>に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
<3> 前記酸化物半導体層上に前記導電層を形成する工程と前記レジストパターンを形成する工程との間に、前記ソース電極及びドレイン電極を形成する工程において前記導電層をエッチングする際に使用するエッチング液から前記酸化物半導体層を保護する保護層を形成する工程を含む<1>又は<2>に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
<4> 前記基板として樹脂基板を用いる<1>〜<3>のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
In order to achieve the above object, the following present invention is provided.
<1> A step of forming a light-shielding gate electrode on a part of a light-transmitting substrate, a step of forming a light-transmitting insulating layer on the substrate and the gate electrode, and the insulating layer Forming a part of the oxide semiconductor layer so as to straddle the gate electrode via the insulating layer, and a part of the oxide semiconductor layer so as to straddle the gate electrode via the oxide semiconductor layer A step of forming a light-transmissive conductive layer; and an inversion-type resist film or a negative-type resist film is provided on the conductive layer, and when the inversion-type resist film is provided, after exposure from the substrate side In the case where an image reversal process is performed and the negative resist film is provided, exposure is performed from the substrate side, and then the resist film is developed, so that the resist film is developed at a position corresponding to the gate electrode. Resist pattern with openings A method of manufacturing a thin film transistor, comprising: forming a source electrode and a drain electrode by dividing the conductive layer by etching the conductive layer through the opening of the resist pattern.
<2> The method for producing a thin film transistor according to <1>, wherein the entire surface is exposed from the resist film side as the image inversion processing.
<3> Used when etching the conductive layer in the step of forming the source electrode and the drain electrode between the step of forming the conductive layer on the oxide semiconductor layer and the step of forming the resist pattern. The manufacturing method of the thin-film transistor as described in <1> or <2> including the process of forming the protective layer which protects the said oxide semiconductor layer from the etching liquid to perform.
<4> The method for producing a thin film transistor according to any one of <1> to <3>, wherein a resin substrate is used as the substrate.

本発明によれば、ゲート電極とソース・ドレイン電極を高いアライメント精度で形成することができるとともに、ソース・ドレイン電極をリフトオフ工程を行うことなく高い精度でパターニングすることができる薄膜トランジスタの製造方法が提供される。   According to the present invention, there is provided a thin film transistor manufacturing method capable of forming a gate electrode and a source / drain electrode with high alignment accuracy and patterning the source / drain electrode with high accuracy without performing a lift-off process. Is done.

本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法の工程の一例(前半)を概略的に示している。1 schematically shows an example (first half) of a process of manufacturing a thin film transistor according to the present invention. 本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法の工程の一例(後半)を概略的に示している。1 schematically shows an example (second half) of a method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention. 本発明により形成されるレジストパターンの開口部の断面形状を示す概略図である。It is the schematic which shows the cross-sectional shape of the opening part of the resist pattern formed by this invention.

以下、添付の図面を参照しながら、本発明について具体的に説明する。
本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法は、光透過性の基板上の一部に遮光性のゲート電極を形成する工程と、前記基板上及び前記ゲート電極上に光透過性の絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上の一部に該絶縁層を介して前記ゲート電極を跨ぐように重なる酸化物半導体層を形成する工程と、前記酸化物半導体層上に該酸化物半導体層を介して前記ゲート電極を跨ぐように重なる光透過性の導電層を形成する工程と、前記導電層上に反転型のレジスト膜又はネガ型のレジスト膜を設け、前記反転型のレジスト膜を設けた場合は、前記基板側から露光した後、像反転処理を施し、前記ネガ型のレジスト膜を設けた場合は、前記基板側から露光し、次いで、該レジスト膜を現像することにより、前記導電層上に前記ゲート電極に対応する位置に開口部を有するレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンの前記開口部を通じて前記導電層をエッチングすることにより、該導電層を分割してソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を含む。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
The method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention includes a step of forming a light-shielding gate electrode on a part of a light-transmitting substrate, and a step of forming a light-transmitting insulating layer on the substrate and the gate electrode. And forming a part of the oxide semiconductor layer on the insulating layer so as to straddle the gate electrode through the insulating layer, and the oxide semiconductor layer on the oxide semiconductor layer through the oxide semiconductor layer. When forming a light-transmitting conductive layer that overlaps across the gate electrode, and providing an inverted resist film or negative resist film on the conductive layer, and providing the inverted resist film, After exposure from the substrate side, image reversal processing is performed, and when the negative resist film is provided, exposure is performed from the substrate side, and then the resist film is developed to form the resist film on the conductive layer. The position corresponding to the gate electrode And forming a source electrode and a drain electrode by dividing the conductive layer by etching the conductive layer through the opening of the resist pattern. .

図1及び図2は、本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法の工程の一例を概略的に示している。なお、以下の説明では、レジストパターンを形成する工程では、反転型のレジスト膜を設ける場合について主に説明するが、ネガ型レジストを用いてもよい。   1 and 2 schematically show an example of steps of a method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention. In the following description, in the step of forming a resist pattern, a case where an inversion type resist film is provided will be mainly described. However, a negative resist may be used.

<ゲート電極の形成>
光透過性の基板10上の一部に遮光性のゲート電極12を形成する(図1(A))。
<Formation of gate electrode>
A light-blocking gate electrode 12 is formed on a part of the light-transmitting substrate 10 (FIG. 1A).

−光透過性の基板−
まず、薄膜トランジスタ100が形成される基板(支持体)10としては、光透過性のほか、少なくとも薄膜トランジスタ100を形成する面が絶縁性を有し、さらに、寸法安定性、耐溶剤性、加工性、耐熱性などを有するものを用いることが好ましい。
-Light transmissive substrate-
First, as the substrate (support) 10 on which the thin film transistor 100 is formed, at least the surface on which the thin film transistor 100 is formed has an insulating property in addition to light transmittance, and further, dimensional stability, solvent resistance, workability, It is preferable to use one having heat resistance.

上記のような条件を満たす基板10としては、ガラス、ジルコニア安定化酸化イットリウム(YSZ)等の無機材料が好適である。なお、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、SiO、SiON、SiN膜などの無機絶縁膜、または、その多層膜などのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。 As the substrate 10 satisfying the above conditions, an inorganic material such as glass or zirconia stabilized yttrium oxide (YSZ) is suitable. In addition, in order to reduce the elution ion from glass, it is preferable to use an alkali free glass. When soda lime glass is used, it is preferable to use an inorganic insulating film such as a SiO 2 , SiON, or SiN film or a barrier coating such as a multilayer film thereof.

また、有機材料からなる樹脂基板を使用してもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエ−テルスルホン、ポリアリレート、アリルジグリコールカーボネート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)等の合成樹脂等の有機材料などが挙げられる。
有機材料からなる樹脂基板は、熱や溶剤などにより変形し易いが、本発明では、活性層としてスパッタ法等により低温で成膜することができる酸化物半導体層を形成し、ソース・ドレイン電極18A,18Bを自己整合的に形成するため、製造工程中、基板が多少伸縮しても高いアライメント精度を達成することができる。
また、樹脂基板を用いる場合は、酸素や水分の透過を抑制するため、少なくとも片面に、バリア層としてSiO、SiN、SiON等の無機層、または、有機薄膜、無機薄膜の多層構造を形成することが好ましい。
Further, a resin substrate made of an organic material may be used. For example, polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PEN), polystyrene, polycarbonate, polyethersulfone, polyarylate, allyl diglycol carbonate, polyimide, polycycloolefin, norbornene resin, poly (chlorotrifluoroethylene) ) And other organic materials such as synthetic resins.
Although the resin substrate made of an organic material is easily deformed by heat, a solvent, or the like, in the present invention, an oxide semiconductor layer that can be formed at a low temperature by a sputtering method or the like is formed as an active layer, and the source / drain electrodes 18A. , 18B are formed in a self-aligning manner, high alignment accuracy can be achieved even if the substrate is somewhat expanded or contracted during the manufacturing process.
In the case of using a resin substrate, an inorganic layer such as SiO 2 , SiN, or SiON or a multilayer structure of an organic thin film or an inorganic thin film is formed as a barrier layer on at least one surface in order to suppress permeation of oxygen and moisture. It is preferable.

基板10の形状、構造、大きさ、厚み等については特に制限はなく、目的等に応じて適宜選択すればよい。一般的には、基板10の形状としては、取り扱い性、薄膜トランジスタの形成容易性等の観点から、板状であることが好ましい。基板10の構造は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
また、基板10は、単一部材で構成されていてもよいし、2つ以上の部材で構成されていてもよい。
The shape, structure, size, thickness and the like of the substrate 10 are not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. In general, the shape of the substrate 10 is preferably a plate shape from the viewpoints of handleability, ease of forming a thin film transistor, and the like. The structure of the substrate 10 may be a single layer structure or a laminated structure.
Moreover, the board | substrate 10 may be comprised by the single member and may be comprised by two or more members.

−ゲート電極−
基板10上に形成されるゲート電極12は、電圧の印加によって酸化物半導体層16を通じてソース・ドレイン電極18A,18B間の電流を制御する。
ゲート電極12は、レジストパターン22を形成する工程において基板側からの露光に用いる光を透過しないように形成する。ゲート電極12を構成する材料としては、その厚みにもよるが、例えば、Cu、Al、Mo、Cr、Ta、Ti、Au、またはAg等の金属、Al−Nd、APC等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物が好適に挙げられる。なお、これらの材料のうち、背面露光法により基板側より露光する際、露光に用いる光がゲート電極を透過してしまわないように露光する光に対して不透明な材料との積層構造を構成する場合もある。
例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式、などの中から、使用する材料との適性、基板10の材質等を考慮して適宜選択した方法に従って成膜する。
-Gate electrode-
The gate electrode 12 formed on the substrate 10 controls a current between the source / drain electrodes 18A and 18B through the oxide semiconductor layer 16 by application of a voltage.
The gate electrode 12 is formed so as not to transmit light used for exposure from the substrate side in the step of forming the resist pattern 22. The material constituting the gate electrode 12 depends on the thickness, but for example, a metal such as Cu, Al, Mo, Cr, Ta, Ti, Au, or Ag, an alloy such as Al—Nd, APC, or tin oxide Preferred examples include metal oxide conductive films such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO), organic conductive compounds such as polyaniline, polythiophene, and polypyrrole, or mixtures thereof. Of these materials, when exposed from the substrate side by the back exposure method, a laminated structure of materials that are opaque to the exposure light is configured so that the light used for exposure does not pass through the gate electrode. In some cases.
For example, a printing method, a wet method such as a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, or an ion plating method, a chemical method such as a CVD or a plasma CVD method, etc. The film is formed according to a method appropriately selected in consideration of suitability, the material of the substrate 10 and the like.

成膜後、フォトリソグラフィ法によって所定の形状にパターニングを行う。このとき、ゲート電極12及びゲート配線を同時にパターニングする。
ゲート電極12の厚みは、レジストパターン22を形成する工程において基板側からの露光光を透過させないほか、ゲート配線の抵抗を下げ、薄膜トランジスタの制御信号の遅延を防ぐ観点から、例えば、10nm以上とし、ゲート電極12の上に形成される各層の段差を小さくして破断を防止する観点から、1000nm以下とする。
After film formation, patterning is performed into a predetermined shape by photolithography. At this time, the gate electrode 12 and the gate wiring are simultaneously patterned.
The thickness of the gate electrode 12 is, for example, 10 nm or more from the viewpoint of preventing the exposure light from the substrate side from being transmitted in the step of forming the resist pattern 22 and reducing the resistance of the gate wiring and preventing the delay of the control signal of the thin film transistor. From the viewpoint of preventing breakage by reducing the level difference of each layer formed on the gate electrode 12, the thickness is set to 1000 nm or less.

<絶縁層の形成>
基板10上にゲート電極12を形成した後、基板10及びゲート電極12上に光透過性の絶縁層(ゲート絶縁層)14を形成する(図1(B))。
ゲート絶縁層14は、レジストパターン22を形成する工程において基板側からの露光光を透過するように形成する。ゲート絶縁層14を構成する材質は、その厚みによるが、例えばSiO、SiN、SiON、Al、Y、Ta、HfO等の絶縁材料が挙げられ、それらの化合物を2種以上含む絶縁層としてもよい。また、ポリイミドのような高分子絶縁体を用いてもよい。
例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式、などの中から使用する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従ってゲート電極12及び基板10上に成膜し、必要に応じてフォトリソグラフィ法、シャドウマスク法によって所定の形状にパターニングを行う。
<Formation of insulating layer>
After the gate electrode 12 is formed over the substrate 10, a light-transmitting insulating layer (gate insulating layer) 14 is formed over the substrate 10 and the gate electrode 12 (FIG. 1B).
The gate insulating layer 14 is formed so as to transmit exposure light from the substrate side in the step of forming the resist pattern 22. Material of the gate insulating layer 14, depending on its thickness, for example SiO 2, SiN x, SiON, Al 2 O 3, Y 2 O 3, Ta 2 O 5, an insulating material such as HfO 2 and the like, they It is good also as an insulating layer containing 2 or more types of these compounds. Alternatively, a polymer insulator such as polyimide may be used.
For example, suitability for materials used from wet methods such as printing methods, coating methods, physical methods such as vacuum deposition methods, sputtering methods, ion plating methods, chemical methods such as CVD and plasma CVD methods, etc. Is formed on the gate electrode 12 and the substrate 10 in accordance with a method selected appropriately, and is patterned into a predetermined shape by a photolithography method and a shadow mask method as necessary.

ゲート絶縁層14の厚みは、リーク電流の抑制及び電圧耐性の向上のための厚みを有する必要がある一方、ゲート絶縁層14の厚みが大き過ぎると光透過性の低下や駆動電圧の上昇を招いてしまう。ゲート絶縁層14の材質にもよるが、光透過性のほか、成膜に要する時間と電圧耐性の観点から、ゲート絶縁層14の厚さは、例えば、無機絶縁体であれば50nm以上1000nm以下とし、高分子絶縁体であれば自己組織化膜まで考慮すると数nm以上5μm以下とする。   The thickness of the gate insulating layer 14 needs to have a thickness for suppressing leakage current and improving the voltage resistance. On the other hand, if the thickness of the gate insulating layer 14 is too large, the light transmittance is lowered and the driving voltage is increased. I will. Although depending on the material of the gate insulating layer 14, from the viewpoint of light transmission, time required for film formation and voltage resistance, the thickness of the gate insulating layer 14 is, for example, 50 nm or more and 1000 nm or less for an inorganic insulator. In the case of a polymer insulator, the thickness is set to several nm or more and 5 μm or less in consideration of the self-assembled film.

<酸化物半導体層の形成>
絶縁層14を形成した後、絶縁層14上の一部に該絶縁層14を介して前記ゲート電極12を跨ぐように重なる酸化物半導体層16を形成する。
酸化物半導体層16は、光透過性を有し、レジストパターン22を形成する工程において基板側からの露光光を透過する。酸化物半導体層16を構成する材料は、非晶質酸化物半導体が好ましい。非晶質酸化物半導体は、低温で成膜可能であるため、プラスチックのような可撓性を有する樹脂基板にも成膜することができる。
In、Ga、Zn及びSnの少なくとも一つを含有する非晶質酸化物半導体が好ましく、In又はZnを含有する非晶質酸化物半導体がより好ましい。低温で成膜可能な非晶質酸化物半導体としては、Inを含む酸化物、InとZnを含む酸化物、及びIn、Ga及びZnを含む酸化物が挙げられる。組成としては、In、Ga、Znのいずれか一種、もしくは二種類あるいは三種類全てを含む酸化物が好ましい。これらは、キャリアが電子のn型半導体である。なお、ZnO・Rh、CuGaO、SrCuのようなp型酸化物半導体を活性層16に用いてもよいし、特開2006−165529号公報に開示されている酸化物半導体を用いてもよい。
<Formation of oxide semiconductor layer>
After the insulating layer 14 is formed, an oxide semiconductor layer 16 is formed on a part of the insulating layer 14 so as to overlap the gate electrode 12 with the insulating layer 14 interposed therebetween.
The oxide semiconductor layer 16 is light transmissive and transmits exposure light from the substrate side in the step of forming the resist pattern 22. The material forming the oxide semiconductor layer 16 is preferably an amorphous oxide semiconductor. Since an amorphous oxide semiconductor can be formed at a low temperature, it can be formed over a flexible resin substrate such as plastic.
An amorphous oxide semiconductor containing at least one of In, Ga, Zn, and Sn is preferable, and an amorphous oxide semiconductor containing In or Zn is more preferable. As an amorphous oxide semiconductor that can be formed at a low temperature, an oxide containing In, an oxide containing In and Zn, and an oxide containing In, Ga, and Zn can be given. As the composition, an oxide containing any one of In, Ga, or Zn, or two or all three types is preferable. These are n-type semiconductors whose carriers are electrons. Note that a p-type oxide semiconductor such as ZnO.Rh 2 O 3 , CuGaO 2 , or SrCu 2 O 2 may be used for the active layer 16, or an oxide semiconductor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-165529. May be used.

組成がIn、Ga、及びZnを含む酸化物で非晶質酸化物半導体が好ましく、特にInGaZnOの組成に近いもの(適宜「IGZO」という。)がより好ましい。低温で形成した場合は非晶質状態のIn、Ga、及びZnを含む化合物となり、組成比率は結晶のように整数組成とならず、色々任意な値となる。この組成の非晶質酸化物半導体の特徴としては、電気伝導度が増加するにつれ電子移動度が増加する傾向を示す。電気伝導度を制御するには、成膜中の酸素分圧により制御が可能である。
酸化物半導体層16の厚みは、レジストパターン22を形成する工程において基板側からの露光光を透過するほか、ドレイン電流が十分に流れる観点と、成膜に要する時間が長くなり過ぎないようにする観点から、例えば、5nm以上150nm以下とする。
また、酸化物半導体層16の電気伝導度は、活性層として機能させるため、10−11Scm−1以上10−7Scm−1未満であることが好ましい。
An oxide containing an In, Ga, and Zn oxide is preferable, and an amorphous oxide semiconductor is preferable, and an oxide having a composition close to that of InGaZnO 4 (referred to as “IGZO” as appropriate) is more preferable. When it is formed at a low temperature, it becomes a compound containing In, Ga, and Zn in an amorphous state, and the composition ratio does not become an integer composition like a crystal but has various arbitrary values. As a feature of the amorphous oxide semiconductor having this composition, the electron mobility tends to increase as the electrical conductivity increases. In order to control the electrical conductivity, it can be controlled by the oxygen partial pressure during film formation.
The thickness of the oxide semiconductor layer 16 is such that exposure light from the substrate side is transmitted in the step of forming the resist pattern 22 and that the drain current sufficiently flows and the time required for film formation is not excessively long. From the viewpoint, for example, the thickness is 5 nm or more and 150 nm or less.
In addition, the electrical conductivity of the oxide semiconductor layer 16 is preferably 10 −11 Scm −1 or more and less than 10 −7 Scm −1 in order to function as an active layer.

酸化物半導体層16として例えばIGZO層を形成する場合は、In、Ga、及びZnを目標の組成で含む酸化物半導体の多結晶焼結体をターゲットとして気相成膜法を用いて成膜する。気相成膜法の中でも、スパッタリング法及びパルスレーザー蒸着法(PLD法)がより好ましく、量産性の観点から、スパッタリング法が特に好ましい。酸化物半導体層16はフォトリソ技術・エッチング技術により所望の領域に加工される。   In the case of forming an IGZO layer, for example, as the oxide semiconductor layer 16, the oxide semiconductor layer 16 is formed using a vapor phase deposition method using a polycrystalline sintered body of an oxide semiconductor containing In, Ga, and Zn in a target composition as a target. . Among the vapor phase film forming methods, the sputtering method and the pulse laser deposition method (PLD method) are more preferable, and the sputtering method is particularly preferable from the viewpoint of mass productivity. The oxide semiconductor layer 16 is processed into a desired region by a photolithography technique and an etching technique.

<保護層の形成>
酸化物半導体層16を形成した後、導電層18を形成するが、その前に酸化物半導体層16上に保護層(図示せず)を形成してもよい。この保護層は、導電層18をエッチングする際に使用するエッチング液から酸化物半導体層16を保護する。保護層は、導電層18をエッチングするためのエッチング液に対するエッチングレートができるだけ遅いことが好ましい。保護層を構成する材料として、具体的には、酸化ガリウム、TiO、SiO、Siなどが挙げられる。保護層を導入した場合は導電層18を形成する前にレジストを塗布した後、基板側から背面露光をし、その後、ゲート電極12上以外の保護層を除去する工程を入れる。これにより導電層18と半導体層16が直接接続する。但し、保護層自体の厚さ、抵抗値によりこの工程を必要としない場合もある。
<Formation of protective layer>
After the oxide semiconductor layer 16 is formed, the conductive layer 18 is formed, but before that, a protective layer (not shown) may be formed over the oxide semiconductor layer 16. This protective layer protects the oxide semiconductor layer 16 from an etching solution used when the conductive layer 18 is etched. The protective layer preferably has an etching rate as slow as possible with respect to an etching solution for etching the conductive layer 18. Specific examples of the material constituting the protective layer include gallium oxide, TiO, SiO 2 , and Si 3 N 4 . When a protective layer is introduced, a resist is applied before the conductive layer 18 is formed, and then back exposure is performed from the substrate side, and then a step of removing the protective layer other than on the gate electrode 12 is performed. Thereby, the conductive layer 18 and the semiconductor layer 16 are directly connected. However, this step may not be required depending on the thickness of the protective layer itself and the resistance value.

<導電層の形成>
酸化物半導体層16上に該酸化物半導体層16を介して前記ゲート電極12を跨ぐように重なる光透過性の導電層18を形成する(図1(C))。
この導電層18は、後にソース・ドレイン電極18A,18Bを構成するものである。導電層18は、所望の配線パターンをフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により形成した後、レジストパターン22を形成する工程において基板側からの露光光を透過するように光透過性を有する材料、厚みで形成する。具体的な材料としては、Cu、Al、Mo、Cr、Ta、Ti、Au、Ag等の金属、Al−Nd、APC等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物、積層膜が挙げられる。光透過性の観点からITO、IZOが特に好ましいが金属層を薄膜化して金属酸化物導電膜との積層にしてもよい。
導電層18の厚みは、その材料によって異なるが、光透過性のほか、成膜性、導電性(低抵抗化)などを考慮すると、例えば、10nm以上1000nm以下とする。
<Formation of conductive layer>
A light-transmitting conductive layer 18 is formed over the oxide semiconductor layer 16 so as to straddle the gate electrode 12 with the oxide semiconductor layer 16 interposed therebetween (FIG. 1C).
This conductive layer 18 will later constitute source / drain electrodes 18A, 18B. The conductive layer 18 is formed with a light-transmitting material and thickness so as to transmit exposure light from the substrate side in the step of forming the resist pattern 22 after forming a desired wiring pattern by a photolithography process and an etching process. To do. Specific materials include metals such as Cu, Al, Mo, Cr, Ta, Ti, Au, and Ag, alloys such as Al-Nd and APC, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, and indium tin oxide (ITO). And metal oxide conductive films such as zinc indium oxide (IZO), organic conductive compounds such as polyaniline, polythiophene, and polypyrrole, or a mixture and laminated film thereof. ITO and IZO are particularly preferable from the viewpoint of light transmittance, but the metal layer may be thinned and laminated with a metal oxide conductive film.
Although the thickness of the conductive layer 18 varies depending on the material, it is set to, for example, 10 nm to 1000 nm in consideration of film forming property, conductivity (reduction in resistance), etc. in addition to light transmission.

成膜法は特に限定されず、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式などの中から材料との適性を考慮して選択した方法に従って成膜すればよい。
例えば、ITO層を形成する場合には、直流あるいは高周波スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って成膜することができ、有機導電性化合物を選択する場合には湿式成膜法に従って行うことができる。
The film forming method is not particularly limited, and can be selected from a printing method, a wet method such as a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, and an ion plating method, and a chemical method such as CVD and plasma CVD method. The film may be formed according to a method selected in consideration of suitability for the material.
For example, when an ITO layer is formed, it can be formed according to a direct current or high frequency sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, or the like. When an organic conductive compound is selected, it is performed according to a wet film formation method. be able to.

<レジストパターンの形成>
前記導電層18上に反転型のレジスト膜20を設け、前記基板側から露光した後、像反転処理を施す。次いで、該レジスト膜20を現像することにより、前記導電層18上に前記ゲート電極12に対応する位置に開口部24を有するレジストパターン22を形成する。
<Formation of resist pattern>
An inversion-type resist film 20 is provided on the conductive layer 18, and after exposure from the substrate side, an image inversion process is performed. Next, by developing the resist film 20, a resist pattern 22 having an opening 24 at a position corresponding to the gate electrode 12 is formed on the conductive layer 18.

‐反転レジスト‐
反転型のレジスト(適宜「反転レジスト」という。)を、例えばスピンコーティングにより導電層18上に付与してレジスト膜20を形成する。
反転レジストとしては、露光後の特定の処理の有無によってポジ像もしくはネガ像を得ること(ポジネガ反転)ができるレジストを用いる。露光後の特定の処理としては、レジストの種類によって異なるが、加熱、他の波長光による露光、雰囲気、現像液などによる処理が挙げられる。現像後に得られるレジストパターン22の解像度をより向上させる観点から、特に、露光の仕方(照射波長)によってポジ像もしくはネガ像を得ることができる反転レジストが好ましい。市販されている反転レジストとして、例えば、AZ5214E(AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製)が挙げられる。
-Reversal resist-
An inversion type resist (referred to as “inversion resist” as appropriate) is applied onto the conductive layer 18 by, for example, spin coating to form the resist film 20.
As the reversal resist, a resist capable of obtaining a positive image or a negative image (positive / negative reversal) depending on the presence or absence of a specific treatment after exposure is used. Specific treatment after exposure varies depending on the type of resist, but includes heating, exposure with light of other wavelengths, atmosphere, treatment with a developer, and the like. From the viewpoint of further improving the resolution of the resist pattern 22 obtained after development, a reverse resist capable of obtaining a positive image or a negative image depending on the exposure method (irradiation wavelength) is particularly preferable. Examples of commercially available reverse resist include AZ5214E (manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.).

‐露光‐
導電層18上にレジスト膜20を形成した後、基板側から露光する(図1(D))。露光光源としては、レジストの種類にもよるが、例えば、高圧水銀灯、deep−UV、等を用いることができる。露光操作の簡便さなどの観点から高圧水銀灯を光源として用いることが好ましい。
基板側から露光すると、基板10、絶縁層14、酸化物半導体層16、導電層18は光を透過するが、ゲート電極12は光を透過せず、マスクとして機能する。これによりレジスト膜20には、露光された部分が現像処理によって除去可能なポジ像が形成される。
-exposure-
After the resist film 20 is formed over the conductive layer 18, exposure is performed from the substrate side (FIG. 1D). As the exposure light source, for example, a high-pressure mercury lamp, deep-UV, or the like can be used depending on the type of resist. It is preferable to use a high-pressure mercury lamp as a light source from the viewpoint of simplicity of the exposure operation.
When exposed from the substrate side, the substrate 10, the insulating layer 14, the oxide semiconductor layer 16, and the conductive layer 18 transmit light, but the gate electrode 12 does not transmit light and functions as a mask. As a result, a positive image is formed on the resist film 20 so that the exposed portion can be removed by development processing.

次いで、レジスト膜側から全面露光する(図2(A))。露光光源としては、使用する反転レジストにもよるが、例えば、AZ5214E等を用いることができる。露光操作の簡便さなどの観点から高圧水銀ランプを光源として用いることが好ましい。
レジスト膜側から全面露光すると、ポジネガ反転され、レジスト膜20にはネガ像が形成される。
Next, the entire surface is exposed from the resist film side (FIG. 2A). As the exposure light source, for example, AZ5214E can be used although it depends on the reverse resist to be used. It is preferable to use a high-pressure mercury lamp as a light source from the viewpoint of easy exposure operation.
When the entire surface is exposed from the resist film side, the positive / negative is reversed, and a negative image is formed on the resist film 20.

‐現像‐
上記のように基板側とレジスト膜側から露光したレジスト膜20をレジスト現像液により現像する。これにより、導電層18上にゲート電極12に対応する位置に開口部24を有するレジストパターン22が形成される(図2(B))。
このように反転レジストを用いてポジネガ反転を行なえば、現像、剥離工程で特殊な処理は必要なく、図2(B)に示されるように、レジストパターン22には導電層側の幅がゲート電極12の幅よりも狭くなるように傾斜した断面形状を有する開口部24が形成される。
なお、ネガ型レジストを用いる場合は、導電層18上にネガ型レジスト膜を設け、基板側から露光した後、該レジスト膜20を現像することにより、導電層18上にゲート電極12に対応する位置に開口部を有するレジストパターンを形成することができる。
-developing-
The resist film 20 exposed from the substrate side and the resist film side as described above is developed with a resist developer. Thereby, a resist pattern 22 having an opening 24 at a position corresponding to the gate electrode 12 is formed on the conductive layer 18 (FIG. 2B).
If positive / negative reversal is performed using a reversal resist in this way, no special processing is required in the development and peeling processes, and as shown in FIG. 2B, the resist pattern 22 has a width on the conductive layer side as the gate electrode. An opening 24 having a cross-sectional shape inclined so as to be narrower than the width of 12 is formed.
In the case of using a negative resist, a negative resist film is provided on the conductive layer 18, and after exposure from the substrate side, the resist film 20 is developed to correspond to the gate electrode 12 on the conductive layer 18. A resist pattern having an opening at a position can be formed.

<ソース・ドレイン電極の形成>
レジストパターン22を形成した後、レジストパターン22の開口部24を通じて導電層18をエッチングすることにより、該導電層18を分割してソース電極18A及びドレイン電極18Bを形成する(図2(C)))。
エッチング液は導電層18を構成する材料に応じて選択すればよい。例えば、ITO層であればシュウ酸を用いてエッチングを行なえばよい。エッチングにより導電層18が分割されてソース・ドレイン電極18A,18Bが形成される。なお、酸化物半導体層16上のレジストパターン22の開口部24に対応する位置に保護層が設けられていれば、エッチングストッパーとして機能する。この場合、導電層18がエッチングされた後、酸化物半導体層16がエッチングされることを抑制することができる。
<Formation of source / drain electrodes>
After the resist pattern 22 is formed, the conductive layer 18 is etched through the opening 24 of the resist pattern 22, thereby dividing the conductive layer 18 to form the source electrode 18A and the drain electrode 18B (FIG. 2C). ).
The etchant may be selected according to the material constituting the conductive layer 18. For example, in the case of an ITO layer, etching may be performed using oxalic acid. The conductive layer 18 is divided by etching to form source / drain electrodes 18A and 18B. Note that if a protective layer is provided at a position corresponding to the opening 24 of the resist pattern 22 on the oxide semiconductor layer 16, the oxide semiconductor layer 16 functions as an etching stopper. In this case, etching of the oxide semiconductor layer 16 after the conductive layer 18 is etched can be suppressed.

ここで、レジストパターン22の開口部24から露出している導電層18がエッチングされるが、図3に示すように、開口部24は導電層18側の幅がゲート電極12の幅よりも狭くなるように傾斜した断面形状を有するため、エッチングされる領域は少なくともゲート電極12の幅より狭くなる。従って、ソース・ドレイン電極18A,18Bは、絶縁層14と酸化物半導体層16を介してゲート電極12と重なりを有し、ゲート電極12への電圧の印加によって酸化物半導体層16を通じてソース・ドレイン電極18A,18B間のスイッチングを行なうことができる。   Here, the conductive layer 18 exposed from the opening 24 of the resist pattern 22 is etched. As shown in FIG. 3, the width of the opening 24 on the conductive layer 18 side is narrower than the width of the gate electrode 12. Thus, the region to be etched is at least narrower than the width of the gate electrode 12. Therefore, the source / drain electrodes 18A and 18B overlap the gate electrode 12 via the insulating layer 14 and the oxide semiconductor layer 16, and the source / drain is passed through the oxide semiconductor layer 16 by applying a voltage to the gate electrode 12. Switching between the electrodes 18A and 18B can be performed.

また、ソース・ドレイン電極18A,18Bはフォトリソグラフィとエッチングによって形成されるため、一般的なポジ型レジストを用いてソース・ドレイン電極をリフトオフ法により形成する場合の問題点、すなわち、リフトオフ工程による残留レジスト、剥離物付着による歩留まりの低下、リフトオフ工程に由来する低タクトプロセス等の課題を解消することができる。   Further, since the source / drain electrodes 18A and 18B are formed by photolithography and etching, there is a problem in the case of forming the source / drain electrodes by a lift-off method using a general positive resist, that is, residual by a lift-off process. Problems such as a reduction in yield due to adhesion of resist and exfoliated material, and a low tact process derived from the lift-off process can be solved.

上記工程を経て、薄膜トランジスタ100が製造される。本発明の方法によれば、ソース・ドレイン電極18A,18Bを自己整合的に形成するため、アライメント精度が高く、しかも、リフトオフではなく、フォトリソグラフィとエッチングによってソース・ドレイン電極18A,18Bをパターニングするため、パターニング精度が高いソース・ドレイン電極18A,18Bを形成することができる。   Through the above steps, the thin film transistor 100 is manufactured. According to the method of the present invention, since the source / drain electrodes 18A, 18B are formed in a self-aligned manner, the alignment accuracy is high, and the source / drain electrodes 18A, 18B are patterned by photolithography and etching instead of lift-off. Therefore, the source / drain electrodes 18A and 18B having high patterning accuracy can be formed.

<その後の工程>
導電層18をソース・ドレイン電極18A,18Bにパターニングした後、必要に応じレジストパターン22を除去する(図2(D))。
さらに、製造する電子デバイスに応じて、画素電極、他の機能層等を形成する。例えば有機EL表示装置を製造する場合は、層間絶縁膜(平坦化層)、有機EL素子等を順次形成した後、封止する。あるいは、放射線撮像装置を製造する場合は、層間絶縁膜(平坦化層)、電荷収集電極、光電変換層(電荷発生層、電荷輸送層)、バイアス電極、蛍光体層などを順次積層すればよい。
<Subsequent steps>
After patterning the conductive layer 18 into the source / drain electrodes 18A and 18B, the resist pattern 22 is removed as required (FIG. 2D).
Furthermore, pixel electrodes, other functional layers, and the like are formed according to the electronic device to be manufactured. For example, in the case of manufacturing an organic EL display device, an interlayer insulating film (planarization layer), an organic EL element, and the like are sequentially formed and then sealed. Alternatively, when manufacturing a radiation imaging apparatus, an interlayer insulating film (planarization layer), a charge collection electrode, a photoelectric conversion layer (charge generation layer, charge transport layer), a bias electrode, a phosphor layer, and the like may be sequentially stacked. .

以下、実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, examples will be described, but the present invention is not limited thereto.

<実施例1>
片面にバリア層(材質:有機膜/無機膜の積層構造、厚み:2μm)を設けた樹脂基板(材質:PEN)上に、スパッタリングによってMo膜(40nm)を成膜し、フォトリソグラフィ及びエッチングによりゲート電極及びゲート配線を形成した。
次いで、ゲート絶縁層としてスパッタリングによってSiO膜(厚み:200nm)を成膜した。
ゲート絶縁層上にIGZO膜(厚み:50nm)を成膜した後、IGZO膜をフォトリソグラフィ及びエッチングによってパターニングすることにより、ゲート絶縁層を介してゲート電極を跨ぐように活性層を形成した。
<Example 1>
On a resin substrate (material: PEN) provided with a barrier layer (material: organic film / inorganic film laminated structure, thickness: 2 μm) on one side, a Mo film (40 nm) is formed by sputtering, and by photolithography and etching. A gate electrode and a gate wiring were formed.
Next, a SiO 2 film (thickness: 200 nm) was formed as a gate insulating layer by sputtering.
After forming an IGZO film (thickness: 50 nm) on the gate insulating layer, the IGZO film was patterned by photolithography and etching to form an active layer across the gate electrode through the gate insulating layer.

次いで、活性層及びゲート絶縁層上にスパッタリング法によってITO層(厚み:100nm)を形成した。この後、所望の配線パターンをフォトリソ技術により形成した。
次いで、ITO層上にAZ5214E(AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製)を用いてスピンコーティングにより反転型のレジスト膜を形成した。
プリベーク(90℃、15分)を行い、基板側から露光(g線、波長:436nm、露光時間:6秒)した後、反転ベーク(90℃、15分)、レジスト膜側から全面露光(g線、波長:436nm、露光時間:20秒)を行った。次いで、現像(AZ−300MIF デベロッパ 120秒)、純水リンス、ポストベーク(120℃、30分)を行った。これにより、Mo層(ゲート電極及びゲート配線)に対応する位置に開口部を有するレジストパターンが形成された。
Next, an ITO layer (thickness: 100 nm) was formed on the active layer and the gate insulating layer by a sputtering method. Thereafter, a desired wiring pattern was formed by photolithography.
Next, an inverted resist film was formed on the ITO layer by spin coating using AZ5214E (manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.).
After pre-baking (90 ° C., 15 minutes), exposure from the substrate side (g-line, wavelength: 436 nm, exposure time: 6 seconds), reverse baking (90 ° C., 15 minutes), entire exposure from the resist film side (g Line, wavelength: 436 nm, exposure time: 20 seconds). Next, development (AZ-300MIF developer 120 seconds), pure water rinsing, and post-baking (120 ° C., 30 minutes) were performed. Thereby, a resist pattern having an opening at a position corresponding to the Mo layer (gate electrode and gate wiring) was formed.

次いで、シュウ酸を用いてITO層のエッチングを行った。活性層との選択性に気をつけながらエッチングにより、レジストパターンの開口部に相当する位置でITO層が分割され、ソース・ドレイン電極が形成された。これにより薄膜トランジスタを形成した。
なお、活性層の上にSiO,SiN,GaO等の保護層を形成した場合、S/D導電層形成前に、ゲート電極・配線の位置に対応した活性層上のみに保護層が残るようにゲート電極・配線層をマスクとした背面露光を行い、活性層上の所望の位置のみに保護層を残してエッチングストッパーとして働かせる場合もある。
Next, the ITO layer was etched using oxalic acid. The ITO layer was divided at positions corresponding to the openings of the resist pattern by etching while paying attention to selectivity with the active layer, and source / drain electrodes were formed. Thereby, a thin film transistor was formed.
When a protective layer such as SiO 2 , SiN, or GaO is formed on the active layer, the protective layer remains only on the active layer corresponding to the position of the gate electrode / wiring before forming the S / D conductive layer. In some cases, back exposure is performed using the gate electrode / wiring layer as a mask, and the protective layer is left only at a desired position on the active layer to act as an etching stopper.

<比較例1>
実施例1と同様に、基板上に、ゲート電極(ゲート配線)、ゲート絶縁層、活性層(IGZO)を順次形成した。
次いで、リフトオフ用のレジストとしてTSMR8900(東京応化工業社製)を用いてゲート絶縁層及び活性層上にレジスト膜を形成し、基板側からの露光後、レジスト膜側からの全面露光を行わず、現像を行った。これにより、ゲート電極及びゲート配線上にレジストパターンが形成された。
次いで、スパッタリング法によってITO層(厚み:100nm)を形成した。その後、リフトオフを行い、ソース・ドレイン電極をパターニングした。
<Comparative Example 1>
As in Example 1, a gate electrode (gate wiring), a gate insulating layer, and an active layer (IGZO) were sequentially formed on the substrate.
Next, using TSMR8900 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) as a lift-off resist, a resist film is formed on the gate insulating layer and the active layer, and after the exposure from the substrate side, the entire exposure from the resist film side is not performed. Developed. As a result, a resist pattern was formed on the gate electrode and the gate wiring.
Next, an ITO layer (thickness: 100 nm) was formed by a sputtering method. Thereafter, lift-off was performed, and the source / drain electrodes were patterned.

−評価−
実施例1及び比較例1でそれぞれ製造した薄膜トランジスタについて以下のような評価を行った。実施例1では10個の素子(TFT)についてId vs.Vg特性を測定してほぼ同程度の特性を得たが、比較例1では10個のうち3個が動作しなかった。調べて見ると、比較例1の場合はリフトオフが不完全であり、ソース・ドレイン電極が形成できていない部分があった。原因を調べたところ、リフトオフを確実に行うには自己整合法でゲート上に残るレジストの厚さ方向の断面形状が逆台形形状、すなわち、下側よりも上側が大きい形状となる必要があるが、比較例1ではレジストの断面形状が下側よりも上側が小さい台形型となっていたため、リフトオフが完全になされておらず、S/D配線が繋がったままになっており、リフトオフの歩留まりが悪いことがわかった。また、リフトオフされたレジストがガラス基板に付着し、うまく取れないという課題も見られた。
-Evaluation-
The thin film transistors manufactured in Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated as follows. In Example 1, 10 elements (TFTs) were assigned Id vs.. Vg characteristics were measured to obtain approximately the same characteristics, but in Comparative Example 1, 3 out of 10 did not operate. As a result of examination, in the case of Comparative Example 1, the lift-off was incomplete, and there were portions where the source / drain electrodes could not be formed. As a result of investigating the cause, the cross-sectional shape in the thickness direction of the resist remaining on the gate by the self-alignment method needs to be an inverted trapezoidal shape, that is, a shape where the upper side is larger than the lower side, in order to ensure lift-off In Comparative Example 1, since the resist cross-sectional shape is a trapezoidal shape in which the upper side is smaller than the lower side, the lift-off is not completely performed, and the S / D wiring remains connected, and the yield of the lift-off is increased. I found it bad. There was also a problem that the lifted-off resist adhered to the glass substrate and could not be removed well.

以上、本発明について説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されない。例えば、本発明に係る方法で製造される薄膜トランジスタを備えた基板の用途は有機EL表示装置や放射線撮像装置の製造に限定されず、液晶表示装置、電子ペーパーなどの薄膜トランジスタにより駆動する他の電子デバイスの製造に適用してもよい。
また、放射線撮像装置を製造する場合でも、蛍光体層と有機光電変換層を備えた間接型に限らず、蛍光体層を備えた直接変換型の製造に適用してもよい。
As mentioned above, although this invention was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment and Example. For example, the use of a substrate including a thin film transistor manufactured by the method according to the present invention is not limited to the manufacture of an organic EL display device or a radiation imaging device, and other electronic devices driven by thin film transistors such as a liquid crystal display device and electronic paper. You may apply to manufacture of.
Moreover, when manufacturing a radiation imaging device, you may apply not only to the indirect type | mold provided with the fluorescent substance layer and the organic photoelectric converting layer but to the direct conversion type | mold manufacturing provided with the fluorescent substance layer.

10 基板
12 ゲート電極
14 絶縁層
16 酸化物半導体層
18A ソース電極
18B ドレイン電極
18 導電層
20 レジスト膜
22 レジストパターン
24 開口部
100 薄膜トランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 12 Gate electrode 14 Insulating layer 16 Oxide semiconductor layer 18A Source electrode 18B Drain electrode 18 Conductive layer 20 Resist film 22 Resist pattern 24 Opening 100 Thin film transistor

Claims (4)

光透過性の基板上の一部に遮光性のゲート電極を形成する工程と、
前記基板上及び前記ゲート電極上に光透過性の絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上の一部に該絶縁層を介して前記ゲート電極を跨ぐように重なる酸化物半導体層を形成する工程と、
前記酸化物半導体層上に該酸化物半導体層を介して前記ゲート電極を跨ぐように重なる光透過性の導電層を形成する工程と、
前記導電層上に反転型のレジスト膜又はネガ型のレジスト膜を設け、前記反転型のレジスト膜を設けた場合は、前記基板側から露光した後、像反転処理を施し、前記ネガ型のレジスト膜を設けた場合は、前記基板側から露光し、次いで、該レジスト膜を現像することにより、前記導電層上に前記ゲート電極に対応する位置に開口部を有するレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンの前記開口部を通じて前記導電層をエッチングすることにより、該導電層を分割してソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、
を含む薄膜トランジスタの製造方法。
Forming a light-shielding gate electrode on a part of a light-transmitting substrate;
Forming a light-transmissive insulating layer on the substrate and the gate electrode;
Forming an oxide semiconductor layer overlapping a part of the insulating layer so as to straddle the gate electrode through the insulating layer;
Forming a light-transmitting conductive layer on the oxide semiconductor layer so as to overlap the gate electrode through the oxide semiconductor layer;
When an inversion type resist film or a negative type resist film is provided on the conductive layer, and the inversion type resist film is provided, the negative resist is subjected to image inversion processing after exposure from the substrate side. Forming a resist pattern having an opening at a position corresponding to the gate electrode on the conductive layer by exposing from the substrate side when the film is provided, and then developing the resist film;
Etching the conductive layer through the opening of the resist pattern to divide the conductive layer to form a source electrode and a drain electrode;
A method of manufacturing a thin film transistor including:
前記像反転処理として、前記レジスト膜側から全面露光する請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方法。   The method for manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein the entire surface is exposed from the resist film side as the image inversion process. 前記酸化物半導体層上に前記導電層を形成する工程と前記レジストパターンを形成する工程との間に、前記ソース電極及びドレイン電極を形成する工程において前記導電層をエッチングする際に使用するエッチング液から前記酸化物半導体層を保護する保護層を形成する工程を含む請求項1又は請求項2に記載の薄膜トランジスタの製造方法。   Etching solution used when etching the conductive layer in the step of forming the source electrode and the drain electrode between the step of forming the conductive layer on the oxide semiconductor layer and the step of forming the resist pattern The manufacturing method of the thin-film transistor of Claim 1 or Claim 2 including the process of forming the protective layer which protects the said oxide semiconductor layer from. 前記基板として樹脂基板を用いる請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。   The method for manufacturing a thin film transistor according to claim 1, wherein a resin substrate is used as the substrate.
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