JP2014524666A - 酸化物tftアレイ基板及びその製造方法並びに電子デバイス - Google Patents

酸化物tftアレイ基板及びその製造方法並びに電子デバイス Download PDF

Info

Publication number
JP2014524666A
JP2014524666A JP2014526372A JP2014526372A JP2014524666A JP 2014524666 A JP2014524666 A JP 2014524666A JP 2014526372 A JP2014526372 A JP 2014526372A JP 2014526372 A JP2014526372 A JP 2014526372A JP 2014524666 A JP2014524666 A JP 2014524666A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
active layer
array substrate
layer
etch stop
stop layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014526372A
Other languages
English (en)
Inventor
▲廣▼才 袁
仲▲遠▼ ▲呉▼
立▲業▼ 段
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOE Technology Group Co Ltd
Original Assignee
BOE Technology Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BOE Technology Group Co Ltd filed Critical BOE Technology Group Co Ltd
Publication of JP2014524666A publication Critical patent/JP2014524666A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1222Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1222Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
    • H01L27/1225Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with semiconductor materials not belonging to the group IV of the periodic table, e.g. InGaZnO
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259Multistep manufacturing methods
    • H01L27/1288Multistep manufacturing methods employing particular masking sequences or specially adapted masks, e.g. half-tone mask
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66742Thin film unipolar transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78606Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/7869Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

本発明は、酸化物TFTアレイ基板及びその製造方法、並びに電子デバイスに係るものである。本発明において、ゲート電極絶縁層上に、連続的に活性層とエッチストップ層を形成し、シングルステップ連続的エッチング工程により活性層とエッチストップ層に対して二次パターニング工程を行う。本発明は、製造過程での剥離、洗浄などの工程における、酸化物半導体薄膜の表面及び特性に対する影響を回避し、効果的に製品の性能と歩留率を向上させ、これにより研究開発と生産のコストを下げることができる。

Description

本発明の実施例は酸化物TFTアレイ基板及びその製造方法、並びに電子デバイスに係るものである。
酸化物薄膜トランジスタ(TFT)は、アクティブ表示デバイスのエネルギー消費を低減させ、表示デバイスをさらに薄く軽くし、速度をさらに高くするために開発された技術である。新世代の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(Organic Light−Emitting Diode,OLED)パネルは、外観が非常に薄く、重量が軽く、消費電力が低く、及び自身が発光する特徴を有し、より艶やかな色彩とより明瞭な映像を提供し、既に実用段階に入りつつある。酸化物TFT技術は、現在の低温ポリシリコン技術(Low Temperature Poly Silicon,LTPS)の替わりに、大画面表示分野に用いられる技術と考えられている。
図2は従来の酸化物TFTアレイ基板の断面図である。図1は従来の酸化物TFTアレイ基板の製造方法のフローチャートであり、ステップS101〜S111を含む。該製造方法は、六回露光マスク(Mask)を用いて、ゲート電極層、酸化物半導体層、エッチストップ層(Etch Stop Layer,ESL)、データライン層、ビアホール(Via hole)及び画素電極を形成する。
酸化物TFTアレイ基板の薄膜トランジスタの活性層は、酸化物半導体を用いている。活性層の成膜は、酸化物TFTアレイ基板作製の鍵となる工程であり、以下のステップを含む。
ステップS105において、ゲート電極絶縁層に酸化物半導体活性層を形成する。
ステップS106において、酸化物半導体活性層に対してパターニングを行う。
上記の従来技術における工程は、酸化物半導体層に対して一回パターン形成工程を行うことにより、酸化物半導体に対してパターニングを行い、フォトレジストの除去、洗浄等の工程を経てからエッチストップ層の堆積とパターニングを行う。活性層酸化物半導体パターニング工程の主なエッチング工程は二種類ある。ウェットエッチングとドライエッチングである。どのようなエッチング工程を用いるにしても、酸化物半導体薄膜の表面に対する損傷が避けられず、最終製品の性能に影響を与えてしまう。
本発明の実施例が解決しようとする技術課題の一つは、活性層酸化物半導体の表面及び性能に対する影響を減少させる、酸化物TFTアレイ基板の製造方法を提供することである。
本発明は一つの側面において、酸化物薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板の製造方法であって、
(M1)ベース基板上にゲート電極とゲート電極絶縁層とを順次成膜するステップと、
(M2)活性層とエッチストップ層とを成膜するステップと、
(M3)ソース電極、ドレイン電極、データライン、電源ライン、ビアホール、及び画素電極を作製するステップと、
を含み、
前記ステップM2は、
(S305)前記ゲート電極絶縁層上に前記活性層を形成するステップであって、前記活性層が酸化物半導体材料を含むステップと、
(S306)前記活性層上に前記エッチストップ層を形成するステップと、
(S307)前記活性層と前記エッチストップ層との積層体に対してパターニングを行うステップと、
(S308)前記エッチストップ層に対して二次パターニングを行うステップと、 を含むことを特徴とする酸化物薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板の製造方法を提供する。
例えば、前記ステップS307において、活性層パターンのマスクを用いて、前記活性層と前記エッチストップ層との積層体に対してパターニングを行う。
例えば、前記ステップS308において、エッチストップ層パターンのマスクを用いて、エッチストップ層に対して二次パターニングを行う。
例えば、前記ステップS307において、ドライエッチング又はウェットエッチングを用いて、前記活性層と前記エッチストップ層との積層体に対してパターニングを行う。
例えば、前記ステップS308において、ドライエッチング又はウェットエッチングを用いて前記エッチストップ層に対して二次パターニングを行う。
例えば、前記ステップS305において、マグネトロンスパッタリング堆積法又は溶液法により、前記ゲート電極絶縁層上に、前記活性層を形成する。
例えば、前記活性層の酸化物半導体材料は、IGZO、ITGO、IZO又はITOである。
本発明はもう一つの側面において、酸化物TFTアレイ基板を提供し、該基板はゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極絶縁層、活性層、エッチストップ層、データライン及び画素電極を有し、ここで、前記活性層と前記エッチストップ層とは互いに隣接し、且つシングルステップ連続的エッチング工程によりパターニングを実現し、前記活性層は酸化物半導体材料を含む。
例えば、前記活性層の酸化物半導体材料は、IGZO、ITGO、IZO又はITOである。
本発明はもう一つの側面において、電子デバイスを提供し、電子デバイスは酸化物TFTアレイ基板を含む。
本発明の実施例における酸化物TFTアレイ基板の製造方法は、マスク露光回数を増やさない前提において、酸化物半導体を成膜した後に、まず一次パターン工程により酸化物半導体に対してパターニングを行い、それから剥離、洗浄などの工程を経てエッチストップ層の堆積などをする工程を減らし、これにより前記工程における、酸化物半導体薄膜の表面及び特性に対する影響を低減できる。さらに、本発明の実施例は連続的に形成する活性層及びエッチストップ層に対して、シングルステップ連続エッチングを行う工程を用いて、効果的に製品の性能及び歩留率を高め、これにより研究と開発のコストを低減させることができる。
本発明の実施例の技術的手段をさらに明確に説明するために、以下に実施例の図面について簡単に紹介する。明らかなように、以下に記載の図面は本発明の一部の実施例に係るものであり、本発明に対して制限するものではない。
従来の酸化物TFTアレイ基板の製造方法のフローチャートである。 従来の酸化物TFTアレイ基板の断面図である。 本発明の実施例における、酸化物TFTアレイ基板の製造方法のフローチャートである。 本発明の実施例における、ステップS301後の酸化物TFTアレイ基板の断面図である。 本発明の実施例における、ステップS302後の酸化物TFTアレイ基板の断面図である。 本発明の実施例における、ステップS303後の酸化物TFTアレイ基板の断面図である。 本発明の実施例における、ステップS305後の酸化物TFTアレイ基板の断面図である。 本発明の実施例における、ステップS306後の酸化物TFTアレイ基板の断面図である。 本発明の実施例における、ステップS307後の酸化物TFTアレイ基板の断面図である。 本発明の実施例における、ステップS308後の酸化物TFTアレイ基板の断面図である。 本発明の実施例における、ステップS309中の金属層堆積後の酸化物TFTアレイ基板の断面図である。 本発明の実施例における、ステップS309後の酸化物TFTアレイ基板の断面図である。 本発明の実施例における、ステップS310中のパッシベーション層堆積後の酸化物TFTアレイ基板の断面図である。 本発明の実施例における、ステップS310後の酸化物TFTアレイ基板の断面図である。 本発明の実施例における、ステップS311中の画素電極層形成後のTFTアレイ基板の断面図である。 本発明の実施例における、酸化物TFTアレイ基板の断面図である。
本発明の実施例の目的、技術的手段及び利点をさらに明確にするために、以下に本発明の実施例における図面を参照して、本発明の実施例における技術的手段について明確に、完全に記載する。明らかなように、記載した実施例は本発明の一部の実施例であり、全部の実施例ではない。記載された本発明の実施例に基づいて、当業者が創作的な労働を必要としない前提において得られるその他のすべての実施例も、本発明の保護範囲に属するものである。
本発明の一つの実施例の酸化物薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板の製造方法のフローチャートは図3に示すとおりである。図4A〜図4Lは本発明の該実施例の酸化物TFTアレイ基板の製造過程における断面図である。具体的な説明は以下の通りである。
本実施例により得られた酸化物TFTアレイ基板は、複数のゲートラインとデータラインとを含み、これらのゲートラインとデータラインとは互いに交差してマトリックス配列の複数の画素単位を定義し、それぞれの画素単位は薄膜トランジスタと画素電極とを含み、薄膜トランジスタはアクティブスイッチデバイスとなる。一つの画素単位の薄膜トランジスタのゲート電極に対応するゲートラインは電気的に接続され、又は一体に形成され、ソース電極と対応するデータラインは電気的に接続され、又は一体に形成され、ドレイン電極は対応する画素電極と接続する。もう一つの実施例中において、アレイ基板は共通電極を含むことができ、共通電極は画素電極と協同で駆動電界を形成する。以下の記載は一つの画素単位の薄膜トランジスタに対して行うものであるが、その他の薄膜トランジスタも同様に形成することができる。
ステップS301において、ベース基板401上にゲート電極金属層402を形成する。
図4Aに示すように、マグネトロンスパッタリング堆積法を用いることにより、例としてガラス基板が挙げられるベース基板401上に、ゲート電極金属層402を形成する。ゲート電極金属層402の材料は種々のデバイス構造と工程との要求によって選択することができ、通常用いられるゲート電極金属はMo、Cu、Ti又はそれらの合金などであり、厚さは一般的には200nm〜350nmで、これによりシート抵抗を比較的低い水準に保つことができる。
ステップS302において、ゲート電極金属層402に対してパターニングを行う。
フォトエッチング工程によりフォトレジストを形成し、次に光フォトレジストを用いて、ウェットエッチングの方法により、ゲート電極金属層402に対してパターニングを行い、図4Bに示されているゲート電極402aを形成する。同時に、本ステップはさらに、ゲートライン(未図示)と補助電極ライン402bを形成することができ、ゲートラインは例えばゲート電極402aと一体に形成できる。補助電極ライン402bは例えば、コンデンサーの補助に用いることができ、もう一つの実施例において、補助電極ライン402bを形成しないこともできる。
ステップS303において、ゲート電極402a上にゲート電極絶縁層403を形成する。
図4Cに示すように、ゲート電極402aをパターニングした後、Pre−clean(成膜前洗浄)工程により、ゲート電極パターンを形成しているベース基板401に対して洗浄を行い、それからPECVD(プラズマ増強化学気相堆積法)により、ゲート電極パターンを有するベース基板401上に、ゲート電極絶縁層403を成膜する。ゲート電極絶縁層403の材料は、二酸化ケイ素(SiO)薄膜、窒化ケイ素(SiN)薄膜、酸化窒化ケイ素(SiO)薄膜、酸化アルミニウム(Al)薄膜、酸化チタン(TiO)薄膜又はこれらを複合する多層構造の薄膜とすることができる。
ステップS304において、ゲート電極絶縁層403に対して表面処理を行う。
TFTの製造過程において、ゲート電極絶縁層表面の特性はTFT全体の特性に対して重要な役割を果たし、酸化物TFT中においては特に重要である。本実施例中では、プラズマ(Plasma)を用いてゲート電極絶縁層403に対して処理又は表面修飾を行う。しかし、形成されたゲート電極絶縁層403が適切な表面特性を有するのであれば、表面処理ステップは省略することができる。
ステップS305において、活性層4041を形成する。
酸化物TFT作製における重要なステップは活性層4041の成膜である。本実施例の活性層4041は酸化物半導体材料を使用した。本実施例は、マグネトロンスパッタリング堆積法により、ゲート電極絶縁層403上に、活性層4041を形成している酸化物半導体材料を成膜し、図4Dに示す状態になる。使用する酸化物半導体材料は、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物(IGZO)、インジウム−ガリウム−スズ酸化物(ITGO)、インジウム−亜鉛酸化物(IZO)、酸化インジウムスズ(ITO)等又はそれらの種々の比率の混合物である。
ステップS306において、エッチストップ層4051を形成する。
活性層4041上にエッチストップ層4051を直接形成し、図4Eに示す状態になる。エッチストップ層4051の材料は異なる工程の要求によって異なるものであり、通常は例えばSiO、SiN、SiO、Al、TiOなどの無機絶縁材料を用いることで、データラインのパターニング過程における、酸化物半導体薄膜に対する損傷を減少できる。
活性層4041及びエッチストップ層4051を順次形成した後、シングルステップ連続エッチング(Single−step Continuous Etch Method,SCEM)工程により、活性層4041及びエッチストップ層4051に対してパターニングを行う。この工程はS307及びS308を含む。
ステップS307において、活性層4041及びエッチストップ層4051に対してパターニングを行う。
活性層パターンのマスクを用いてフォトエッチング工程を行うことでフォトレジストマスクを作製し、次にフォトレジストマスクを使用して、活性層4041とエッチストップ層4051との積層体に対してパターニング工程を行う。本実施例はドライエッチング法を用いて、まずエッチストップ層4051に対してパターニングを行っているが、エッチストップ層4051がエッチングされた後、活性層4041に対してパターニングを行う。よって、得られた初期パターニングされたエッチストップ層4052及びパターニングされた活性層404が得られ、図4Fに示す状態になる。
ステップS308において、初期パターニングされたエッチストップ層4052に対して二次パターニングを行う。
エッチストップ層パターンのマスクを用いてフォトエッチングを行うことで、フォトレジストマスクを作製し、それからフォトレジストマスクを用いて初期パターニングされたエッチストップ層4052に対して二次エッチング工程を行い、パターニングされたエッチストップ層405が得られ、図4Gに示す状態になる。本発明の実施例はドライエッチング法により初期パターニングされたエッチストップ層4052に対してエッチングを行う。
ステップS309において、ソース電極406b、ドレイン電極406a、データライン及び電源ラインを形成する。
まず、マグネトロンスパッタリング堆積法を用いて、表面に金属層406を堆積させることで、図4Hに示す状態になる。
次に、フォトエッチングを行うことでフォトレジストマスクが得られ、次にフォトレジストマスクを用いるウェットエッチング法により、金属層406に対してパターニング工程を行い、TFTの、ソース電極406b、ドレイン電極406a、データライン、及び電源ラインを形成し(OLEDディスプレイ中で使用されるが、ここでは示していない)、完成した後の構造は図4Iに示すとおりである。ここで、ソース電極406bは例えばデータラインと一体に形成される。このように構造化された層はデータライン層と称されることもできる。
金属層406の材料は、異なるデバイス構造と工程との要求にしたがって選択することができ、例えば電極金属として、Mo、Mo/Al/Mo合金、Mo/Al−Nd/Mo積層構造の電極、Cu及び金属チタン及びそれらの合金、並びに、ITO電極などを用いることで、厚さが一般的には100nm〜350nmとなり、シート抵抗を比較的低い水準に保持できる。
ステップS310において、パッシベーション層407を形成し、さらにビアホール(Via hole)407aを形成する。
TFTの、ソース電極、ドレイン電極、及びデータラインを形成した後、ベース基板401上全面にパッシベーション層407を形成することで、図4Jに示す状態になる。パッシベーション層407の材料は例えば、SiO、SiN、SiO、Al、TiOなどの無機絶縁材料である。
フォトエッチング工程を行うことでフォトレジストマスクが得られ、それからフォトレジストマスクを用いてパッシベーション層407に対してエッチングを行い、ビアホール407aを形成することで、TFTのドレイン電極及びそれ以後に形成する画素電極との接続を実現する。形成されるビアホール407aは図4Kに示すとおりである。
ステップS311において、画素電極層408の堆積及びパターニングを行う。
図4Lに示すように、ビアホール407aを形成した後、画素電極層408を形成し、その材料は例えば、インジウム−スズ酸化物(ITO)、インジウム−亜鉛酸化物(IZO)、酸化スズなどである。
フォトエッチング工程を行うことでフォトレジストパターンが得られ、次にフォトエッチングパターンを用いるウェットエッチング法により画素電極層408に対してパターニングを行い、接触電極408aと画素電極408bとを形成し、完成した構造は図5に示すとおりである。
本実施例中において、6回のフォトエッチング工程(マスク露光工程)を実施して、ゲート電極層、活性層、エッチストップ層、データライン層、ビアホール及び画素電極を順次形成する。マスク露光回数を増やさない前提において、SCEM法を用いて、活性層である酸化物半導体を効果的に保護することができ、活性層のチャネル領域に対する直接の光照射及びエッチングを回避した。これは、TFTデバイスの性能を改善し、これによりアレイ基板の歩留率の向上とコストの低下に非常に重要な役割を果たしている。
例えば、上記実施例ステップS305においてマグネトロンスパッタリング堆積法又は溶液法などの方法により、ゲート電極絶縁層上に、活性層に用いる酸化物半導体層を形成する。
例えば、上記実施例ステップS307及びステップS308において、ドライエッチング又はウェットエッチングを用いて、活性層及びエッチストップ層に対してパターニングを行うことができる。
本発明のもう一つの実施例は、酸化物TFTアレイ基板を提供し、酸化物TFTアレイ基板は上記方法によって得られたものであり、図5に示すとおりである。酸化物TFTアレイ基板は、ベース基板401、ベース基板401上に形成するゲートライン、薄膜トランジスタ、データライン、及び画素電極408bを形成し、薄膜トランジスタは、ゲート電極402a、ソース電極406b、ドレイン電極406a、ゲート電極絶縁層403、パターニングされた活性層404、及びパターニングされたエッチストップ層405を含み、上記活性層及びエッチストップ層はSCEM工程によってパターニングすることにより得られる。上記活性層の材料は、IGZO、ITGO、IZO又はITOを用いることができる。SCEM法を用いることにより、活性層を充分に保護することができ、活性層のチャネル領域が直接光照射を受けること、及びエッチングされることを回避でき、TFTデバイスの性能を改善し、且つより高い歩留率とより低いコストを達成できる。本実施例中において、酸化物TFTアレイ基板はさらに、ベース基板401上に形成される補助電極ライン402bを含む。しかし補助電極ライン402bを形成しないこともできる。
本発明の実施例における酸化物TFTアレイ基板は、液晶ディスプレイパネル、OLEDディスプレイパネル、電子ペーパー表示装置などに用いることができる。
本発明のもう一つの実施例は、上記アレイ基板を使用している電子デバイスを提供する。上記電子デバイスは液晶パネル、電子ペーパースクリーン、OLED表示スクリーン、携帯電話、タブレットPC等に使用することができる。
以上は本発明の好ましい実施例であり、留意すべきは、当業者にとって、本発明の技術原理を離脱しない前提において、さらなる改良と代替をすることができ、これらの改良と代替も本発明の保護範囲とすると見なされる。
401 ベース基板
402 ゲート電極金属層
402a ゲート電極
402b 補助電極ライン
403 ゲート電極絶縁層
4041 活性層
404 活性層
4051 エッチストップ層
4052 エッチストップ層
405 エッチストップ層
406 金属層
406a ドレイン電極
406b ソース電極
407 パッシベーション層
407a ビアホール
408 画素電極層
408a 接触電極
408b 画素電極

Claims (10)

  1. 酸化物薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板の製造方法であって、
    (M1)ベース基板上にゲート電極とゲート電極絶縁層とを順次成膜するステップと、
    (M2)活性層とエッチストップ層とを成膜するステップと、
    (M3)ソース電極、ドレイン電極、データライン、電源ライン、ビアホール、及び画素電極を作製するステップと、
    を含み、
    前記ステップM2は、
    (S305)前記ゲート電極絶縁層上に前記活性層を形成するステップであって、前記活性層が酸化物半導体材料を含むステップと、
    (S306)前記活性層上に前記エッチストップ層を形成するステップと、
    (S307)前記活性層と前記エッチストップ層との積層体に対してパターニングを行うステップと、
    (S308)前記エッチストップ層に対して二次パターニングを行うステップと、
    を含むことを特徴とする、酸化物薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板の製造方法。
  2. 前記ステップS307において、活性層パターンのマスクを用いて、前記活性層と前記エッチストップ層との積層体に対してパターニングを行うことを特徴とする、請求項1に記載の酸化物薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板の製造方法。
  3. 前記ステップS308において、エッチストップ層パターンのマスクを用いて、前記エッチストップ層に対して二次パターニングを行うことを特徴とする、請求項1又は2に記載の酸化物薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板の製造方法。
  4. 前記ステップS307において、ドライエッチング又はウェットエッチングを用いて、前記活性層と前記エッチストップ層との積層体に対してパターニングを行うことを特徴とする、請求項1〜3の何れか一項に記載の酸化物薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板の製造方法。
  5. 前記ステップS308において、ドライエッチング又はウェットエッチングを用いて前記エッチストップ層に対して二次パターニングを行うことを特徴とする、請求項1〜4の何れか一項に記載の酸化物薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板の製造方法。
  6. 前記ステップS305において、マグネトロンスパッタリング堆積法又は溶液法により、前記ゲート電極絶縁層上に、前記活性層を形成することを特徴とする、請求項1〜5の何れか一項に記載の酸化物薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板の製造方法。
  7. 前記活性層の酸化物半導体材料が、IGZO又はITGOであることを特徴とする、請求項1〜6の何れか一項に記載の酸化物薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板の製造方法
  8. ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極絶縁層、活性層、エッチストップ層、データライン及び画素電極を含み、前記活性層及び前記エッチストップ層は互いに隣接し、且つシングルステップ連続的エッチング工程によりパターニングを実現し、前記活性層は酸化物半導体材料を含むことを特徴とする、酸化物TFTアレイ基板。
  9. 前記活性層の酸化物半導体材料は、IGZO又はITGOであることを特徴とする、請求項8に記載の酸化物TFTアレイ基板。
  10. 請求項8又は9に記載の酸化物TFTアレイ基板を含む、電子デバイス。
JP2014526372A 2011-08-22 2012-08-20 酸化物tftアレイ基板及びその製造方法並びに電子デバイス Pending JP2014524666A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110241809XA CN102629574A (zh) 2011-08-22 2011-08-22 一种氧化物tft阵列基板及其制造方法和电子器件
CN201110241809.X 2011-08-22
PCT/CN2012/080380 WO2013026382A1 (zh) 2011-08-22 2012-08-20 氧化物tft阵列基板及其制造方法和电子器件

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014524666A true JP2014524666A (ja) 2014-09-22

Family

ID=46587802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014526372A Pending JP2014524666A (ja) 2011-08-22 2012-08-20 酸化物tftアレイ基板及びその製造方法並びに電子デバイス

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20130207100A1 (ja)
EP (1) EP2743977A4 (ja)
JP (1) JP2014524666A (ja)
KR (1) KR20130043634A (ja)
CN (1) CN102629574A (ja)
WO (1) WO2013026382A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102629574A (zh) * 2011-08-22 2012-08-08 京东方科技集团股份有限公司 一种氧化物tft阵列基板及其制造方法和电子器件
CN102956714A (zh) * 2012-10-19 2013-03-06 京东方科技集团股份有限公司 氧化物薄膜晶体管及其制造方法、阵列基板及显示装置
CN104167365A (zh) * 2014-08-06 2014-11-26 京东方科技集团股份有限公司 金属氧化物薄膜晶体管、阵列基板及制作方法、显示装置
CN104392928A (zh) * 2014-11-20 2015-03-04 深圳市华星光电技术有限公司 薄膜晶体管的制造方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005033172A (ja) * 2003-06-20 2005-02-03 Sharp Corp 半導体装置およびその製造方法ならびに電子デバイス
JP2006100760A (ja) * 2004-09-02 2006-04-13 Casio Comput Co Ltd 薄膜トランジスタおよびその製造方法
JP2007073560A (ja) * 2005-09-02 2007-03-22 Kochi Prefecture Sangyo Shinko Center 薄膜トランジスタの製法
JP2007173489A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Idemitsu Kosan Co Ltd Tft基板及びtft基板の製造方法
JP2007201366A (ja) * 2006-01-30 2007-08-09 Canon Inc 電界効果型トランジスタ
US20090278120A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Korea Institute Of Science And Technology Thin Film Transistor
JP2010056546A (ja) * 2008-07-31 2010-03-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
JP2010098305A (ja) * 2008-09-19 2010-04-30 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置
WO2010061721A1 (ja) * 2008-11-27 2010-06-03 コニカミノルタホールディングス株式会社 薄膜トランジスタおよび薄膜トランジスタの製造方法
JP2010123748A (ja) * 2008-11-19 2010-06-03 Toshiba Corp 薄膜トランジスタ、その製造方法、表示装置及びその製造方法
JP2010212673A (ja) * 2009-02-13 2010-09-24 Semiconductor Energy Lab Co Ltd トランジスタ、及び当該トランジスタを具備する半導体装置、並びにそれらの作製方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW595004B (en) * 2003-05-28 2004-06-21 Au Optronics Corp Manufacturing method of CMOS TFT device
CN101032027B (zh) * 2004-09-02 2010-10-13 卡西欧计算机株式会社 薄膜晶体管及其制造方法
US7576354B2 (en) * 2005-12-20 2009-08-18 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Organic light emitting diode display and method of fabricating the same
JP5627071B2 (ja) * 2008-09-01 2014-11-19 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
CN101770121B (zh) * 2008-12-26 2012-11-21 北京京东方光电科技有限公司 Tft-lcd阵列基板及其制造方法
KR101291488B1 (ko) * 2009-10-21 2013-07-31 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치
CN102629574A (zh) * 2011-08-22 2012-08-08 京东方科技集团股份有限公司 一种氧化物tft阵列基板及其制造方法和电子器件

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005033172A (ja) * 2003-06-20 2005-02-03 Sharp Corp 半導体装置およびその製造方法ならびに電子デバイス
JP2006100760A (ja) * 2004-09-02 2006-04-13 Casio Comput Co Ltd 薄膜トランジスタおよびその製造方法
JP2007073560A (ja) * 2005-09-02 2007-03-22 Kochi Prefecture Sangyo Shinko Center 薄膜トランジスタの製法
JP2007173489A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Idemitsu Kosan Co Ltd Tft基板及びtft基板の製造方法
JP2007201366A (ja) * 2006-01-30 2007-08-09 Canon Inc 電界効果型トランジスタ
US20090278120A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Korea Institute Of Science And Technology Thin Film Transistor
JP2010056546A (ja) * 2008-07-31 2010-03-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
JP2010098305A (ja) * 2008-09-19 2010-04-30 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置
JP2010123748A (ja) * 2008-11-19 2010-06-03 Toshiba Corp 薄膜トランジスタ、その製造方法、表示装置及びその製造方法
WO2010061721A1 (ja) * 2008-11-27 2010-06-03 コニカミノルタホールディングス株式会社 薄膜トランジスタおよび薄膜トランジスタの製造方法
JP2010212673A (ja) * 2009-02-13 2010-09-24 Semiconductor Energy Lab Co Ltd トランジスタ、及び当該トランジスタを具備する半導体装置、並びにそれらの作製方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2743977A4 (en) 2015-03-25
KR20130043634A (ko) 2013-04-30
WO2013026382A1 (zh) 2013-02-28
CN102629574A (zh) 2012-08-08
US20130207100A1 (en) 2013-08-15
EP2743977A1 (en) 2014-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5722604B2 (ja) 表示装置およびその製造方法
JP6092896B2 (ja) 薄膜トランジスタ、アレイ基板及びその製造方法、並びに表示装置
JP6129206B2 (ja) Tftアレイ基板の製造方法
WO2016041304A1 (zh) 薄膜晶体管及制备方法、阵列基板及制备方法、显示装置
KR101447843B1 (ko) 박막 트랜지스터 어레이 기판, 그 제조 방법, 디스플레이 패널 및 디스플레이 장치
TWI517301B (zh) 平面顯示裝置及製造其之方法
WO2016026246A1 (zh) 薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板及其制备方法和显示装置
WO2016000336A1 (zh) 低温多晶硅tft阵列基板及其制备方法、显示装置
US10236388B2 (en) Dual gate oxide thin-film transistor and manufacturing method for the same
WO2016023294A1 (zh) 阵列基板及制备方法和显示装置
WO2015100935A1 (zh) 阵列基板及其制造方法、以及显示装置
WO2013155840A1 (zh) 阵列基板及其制造方法和显示装置
JP2011107680A (ja) 有機発光表示装置及びその製造方法
WO2015100898A1 (zh) 薄膜晶体管、tft阵列基板及其制造方法和显示装置
JP2007157916A (ja) Tft基板及びtft基板の製造方法
WO2014206035A1 (zh) 阵列基板及其制作方法、显示面板和显示装置
CN106847837B (zh) 一种互补型薄膜晶体管及其制作方法和阵列基板
WO2015100894A1 (zh) 显示装置、阵列基板及其制造方法
WO2015043082A1 (zh) 薄膜晶体管及其制造方法、阵列基板及显示装置
WO2015067054A1 (zh) 互补式薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置
WO2015096307A1 (zh) 氧化物薄膜晶体管、显示器件、及阵列基板的制造方法
WO2015100859A1 (zh) 阵列基板及其制造方法和显示装置
JP2014524666A (ja) 酸化物tftアレイ基板及びその製造方法並びに電子デバイス
WO2015192397A1 (zh) 薄膜晶体管基板的制造方法
WO2015192549A1 (zh) 阵列基板、其制作方法以及显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150807

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160516

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160523

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160823

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20161031