JP2015056565A - Thin film transistor, display device electrode substrate and manufacturing methods of those - Google Patents

Thin film transistor, display device electrode substrate and manufacturing methods of those Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a TAOS (Transparent Amorphous Oxide Semiconductor) TFT of small element size and small parasitic capacitance; and provide an electrode substrate for a display device using the TAOS TFT and manufacturing methods of the TAOS TFT and the electrode substrate for the display device.SOLUTION: A thin film transistor comprises: a gate electrode formed on a substrate; a gate insulation film formed on the gate electrode; a transparent amorphous oxide semiconductor layer formed on the gate insulation film; a source electrode and a drain electrode which are respectively formed on the gate insulation film and the transparent amorphous oxide semiconductor layer so as not to overlap the gate electrode; and an i/s layer formed on the transparent amorphous oxide semiconductor layer by exposure from the substrate side using the gate electrode as a mask. A resistance value of the transparent amorphous oxide semiconductor layer in a region which does not overlap the i/s layer is lower than a region which overlaps the i/s layer because of a reduction treatment by a reducing gas.

Description

この発明は、透明アモルファス酸化物半導体(TAOS:Transparent Amorphous Oxide Semiconductor)を用いた薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)、この薄膜トランジスタ(TFT)を用いた表示装置用電極基板およびそれらの製造方法に関する。   The present invention relates to a thin film transistor (TFT) using a transparent amorphous oxide semiconductor (TAOS), a display device electrode substrate using the thin film transistor (TFT), and a method of manufacturing the same.

近年、TFTの半導体層として、透明アモルファス酸化物半導体(TAOS)を用いるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。ここで、TAOSをTFTに用いるに際して、半導体層を従来のアモルファスシリコン(a−Si:amorphous Silicon)からTAOSに置き換えることを念頭に開発が進められている。   In recent years, a TFT using a transparent amorphous oxide semiconductor (TAOS) as a semiconductor layer has been proposed (for example, see Patent Document 1). Here, when TAOS is used for a TFT, development is proceeding in consideration of replacing the semiconductor layer with TAOS from the conventional amorphous silicon (a-Si: amorphous silicon).

特開2000−150900号公報JP 2000-150900 A

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
図2は、一般的なi/s型TFTの構造を示す断面図である。図2において、TFTのチャネル長をL、チャネル幅をWとすると、TFTの電気的な性能は、W/Lで表される。また、TFTの寄生容量は、チャネル領域の面積およびゲート電極51とソース電極52またはドレイン電極53との交差面積によって決まる。
However, the prior art has the following problems.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a general i / s type TFT. In FIG. 2, when the channel length of the TFT is L and the channel width is W, the electrical performance of the TFT is represented by W / L. The parasitic capacitance of the TFT is determined by the area of the channel region and the crossing area of the gate electrode 51 and the source electrode 52 or the drain electrode 53.

ここで、TFTを用いた表示装置用電極基板が適用される液晶表示装置や有機EL表示装置等のアクティブマトリクス型表示装置において、画面輝度不均一性の根本原因の1つは、TFT寄生容量の存在である。すなわち、表示装置の開口率や画質を向上させるために、TFTの寄生容量を低減することが求められる。   Here, in an active matrix display device such as a liquid crystal display device or an organic EL display device to which an electrode substrate for a display device using TFT is applied, one of the root causes of screen luminance non-uniformity is TFT parasitic capacitance. It exists. That is, in order to improve the aperture ratio and image quality of the display device, it is required to reduce the parasitic capacitance of the TFT.

そこで、もしこのTFT寄生容量領域をチャネル領域と同一にし、かつチャネル長Lを最小加工寸法に設定することができれば、TFTのサイズ(チャネル長Lおよびチャネル幅W)に対して、TFT寄生容量を理想的な最小値にすることができる。   Therefore, if the TFT parasitic capacitance region is made the same as the channel region and the channel length L can be set to the minimum processing dimension, the TFT parasitic capacitance is reduced with respect to the TFT size (channel length L and channel width W). An ideal minimum value can be achieved.

しかしながら、実際には、TFT寄生容量領域のサイズは、電極間隔が最も狭い箇所をプロセス上の最小加工寸法に設定する必要があり、一般的なi/s型TFTの場合には、i/s層54上に位置するソース電極52とドレイン電極53との間隙幅が、最小加工寸法となる。   However, in actuality, the size of the TFT parasitic capacitance region needs to be set to a minimum processing dimension in the process at a portion where the electrode interval is the smallest. In the case of a general i / s type TFT, i / s The gap width between the source electrode 52 and the drain electrode 53 located on the layer 54 is the minimum processing dimension.

そのため、ソース・ドレイン間隙幅がTFT寄生容量領域のサイズを決める要因となって、チャネル長Lが最小加工寸法よりも長くなり、TFT寄生容量は、理想的な最小値よりも大きくなる。   Therefore, the source / drain gap width determines the size of the TFT parasitic capacitance region, the channel length L becomes longer than the minimum processing dimension, and the TFT parasitic capacitance becomes larger than the ideal minimum value.

このとき、i/s型TFTにおいて、TFT寄生容量を理想的な最小値にまで低減するためには、ゲート電極幅を最小加工寸法に設定する必要があるが、これは、ソース・ドレイン間隙幅を、ゲート電極幅よりも拡幅しなければならないことを意味している。すなわち、ソース電極52またはドレイン電極53と、半導体層55との接続領域が、ゲート電極51の外側に位置することとなる。   At this time, in order to reduce the TFT parasitic capacitance to an ideal minimum value in the i / s type TFT, it is necessary to set the gate electrode width to the minimum processing dimension. This means that it must be wider than the gate electrode width. That is, the connection region between the source electrode 52 or the drain electrode 53 and the semiconductor layer 55 is located outside the gate electrode 51.

また、これを実現するためには、ソース電極端またはドレイン電極端とi/s層端との間を繋ぐ低抵抗な導電層を、単層の半導体層55で形成する必要がある。すなわち、ソース電極端またはドレイン電極端とi/s層54で覆われたチャネル領域端との間の領域は、半導体単層となる。   In order to realize this, it is necessary to form a low-resistance conductive layer that connects between the source electrode end or the drain electrode end and the i / s layer end with the single-layer semiconductor layer 55. That is, the region between the source or drain electrode end and the channel region end covered with the i / s layer 54 is a semiconductor single layer.

また、この半導体単層領域でチャネル領域とソース電極52またはドレイン電極53とを電気的に接続し、かつ良好なTFT特性を得るためには、この半導体単層領域の抵抗を、チャネルのオン抵抗と比べて十分に小さい値に抑制する必要がある。これは、半導体層55の比抵抗を導体領域の比抵抗にまで低減することを意味し、従来のTFT製造技術では不可能であった。   Further, in order to electrically connect the channel region and the source electrode 52 or the drain electrode 53 in this semiconductor single layer region and to obtain good TFT characteristics, the resistance of this semiconductor single layer region is set to the on-resistance of the channel. It is necessary to suppress to a sufficiently small value as compared with. This means that the specific resistance of the semiconductor layer 55 is reduced to the specific resistance of the conductor region, which is impossible with the conventional TFT manufacturing technology.

そのため、一般的なi/s型TFTの製造方法では、半導体層55を局所的に十分に低抵抗化することができないので、i/s型TFT構造において、ソース・ドレイン間隙幅を、最小加工寸法に設定しなければならない。   For this reason, in a general i / s TFT manufacturing method, the resistance of the semiconductor layer 55 cannot be sufficiently reduced locally. Therefore, in the i / s TFT structure, the source / drain gap width is reduced to the minimum. Must be set to dimensions.

ここで、液晶表示装置や有機EL表示装置等において、開口率や画質を向上させるために、TFTの寄生容量を低減する方法として、紫外線による裏面露光を用いたi/s型のセルフアライン(自己整合型)TFT構造の導入がある。   Here, in a liquid crystal display device, an organic EL display device, and the like, as a method of reducing the parasitic capacitance of the TFT in order to improve the aperture ratio and the image quality, i / s type self-alignment using back exposure with ultraviolet rays (self There is an introduction of a matching) TFT structure.

半導体層55に、従来のa−Siに代わる半導体材料として開発が進められているTAOSを用いる場合において、TAOS材料の中で製品化が有力視されるIGZO(In、GaおよびZnを含む酸化物)は、製造過程で受けるプラズマダメージ耐性が弱く、酸やアルカリに対する耐薬液性も低い。   In the case where TAOS, which is being developed as a semiconductor material to replace conventional a-Si, is used for the semiconductor layer 55, IGZO (In, Ga, and Zn-containing oxides) that is expected to be commercialized among the TAOS materials ) Has low resistance to plasma damage in the manufacturing process and low chemical resistance to acids and alkalis.

これに対して、i/s構造におけるi/s層54は、これらのプロセスダメージから半導体層55のチャネル領域を保護する機能を有するので、TAOSを用いたTFT(TAOS TFT)に最適なTFT構造として注目されている。   On the other hand, since the i / s layer 54 in the i / s structure has a function of protecting the channel region of the semiconductor layer 55 from these process damages, it is an optimum TFT structure for a TFT using TAOS (TAOS TFT). It is attracting attention as.

しかしながら、今後のディスプレイの大型・高精細化に対しては、i/s型のセルフアラインTFTであっても、TFT寄生容量に起因する画質の低下が顕著になることが予想されるので、TFT寄生容量を理想的な最小値に向けて低減を図る必要がある。   However, for future large-scale and high-definition displays, even with i / s type self-aligned TFTs, it is expected that image quality degradation due to TFT parasitic capacitance will be significant. It is necessary to reduce the parasitic capacitance toward an ideal minimum value.

さらに、i/s型のセルフアラインTFTを製造するためには、ソース・ドレイン間隙幅を最小加工寸法に設定しなければならないので、TFT寄生容量が理想的な最小値よりも必然的に大きくなるという問題もある。   Further, in order to manufacture an i / s type self-aligned TFT, the source / drain gap width must be set to the minimum processing dimension, and therefore the TFT parasitic capacitance is necessarily larger than the ideal minimum value. There is also a problem.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、素子サイズが小さく、かつ寄生容量の小さいTAOS TFT、このTAOS TFTを用いた表示装置用電極基板およびそれらの製造方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. A TAOS TFT having a small element size and a small parasitic capacitance, an electrode substrate for a display device using the TAOS TFT, and a method of manufacturing the same are provided. The purpose is to obtain.

この発明に係る薄膜トランジスタは、基板上に形成されたゲート電極と、ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成された透明アモルファス酸化物半導体層と、ゲート絶縁膜および透明アモルファス酸化物半導体層上に、ゲート電極と重ならないようにそれぞれ形成されたソース電極およびドレイン電極と、透明アモルファス酸化物半導体層上に、ゲート電極をマスクとした基板側からの露光により形成されたi/s層と、を備え、透明アモルファス酸化物半導体層のi/s層と重ならない領域の抵抗値は、還元性ガスによる還元処理により、i/s層と重なる領域の抵抗値よりも低くなっているものである。   A thin film transistor according to the present invention includes a gate electrode formed on a substrate, a gate insulating film formed on the gate electrode, a transparent amorphous oxide semiconductor layer formed on the gate insulating film, a gate insulating film, and a transparent A source electrode and a drain electrode formed on the amorphous oxide semiconductor layer so as not to overlap with the gate electrode, respectively, and formed on the transparent amorphous oxide semiconductor layer by exposure from the substrate side using the gate electrode as a mask. The resistance value of the region that does not overlap the i / s layer of the transparent amorphous oxide semiconductor layer is lower than the resistance value of the region that overlaps the i / s layer by the reduction treatment with the reducing gas. It is what has become.

この発明に係る薄膜トランジスタの製造方法は、基板上にゲート電極を形成するステップと、ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成するステップと、ゲート絶縁膜上に透明アモルファス酸化物半導体層を形成するステップと、ゲート絶縁膜および透明アモルファス酸化物半導体層上に、ゲート電極と重ならないようにソース電極およびドレイン電極をそれぞれ形成するステップと、透明アモルファス酸化物半導体層上に、ゲート電極をマスクとした基板側からの露光によりi/s層を形成するステップと、透明アモルファス酸化物半導体層の表面に対して、i/s層をマスクとして、還元性ガスによる還元処理を行うステップと、を備えたものである。   A method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention includes a step of forming a gate electrode on a substrate, a step of forming a gate insulating film on the gate electrode, and a step of forming a transparent amorphous oxide semiconductor layer on the gate insulating film, Forming a source electrode and a drain electrode on the gate insulating film and the transparent amorphous oxide semiconductor layer so as not to overlap the gate electrode, and a substrate side using the gate electrode as a mask on the transparent amorphous oxide semiconductor layer A step of forming an i / s layer by exposure from and a step of performing a reduction treatment with a reducing gas on the surface of the transparent amorphous oxide semiconductor layer using the i / s layer as a mask. is there.

この発明に係る薄膜トランジスタによれば、透明アモルファス酸化物半導体層上に、ゲート電極をマスクとした基板側からの露光によりi/s層が形成され、透明アモルファス酸化物半導体層のi/s層と重ならない領域の抵抗値は、還元性ガスによる還元処理により、i/s層と重なる領域の抵抗値よりも低くなっている。
また、この発明に係る薄膜トランジスタの製造方法によれば、透明アモルファス酸化物半導体層上に、ゲート電極をマスクとした基板側からの露光によりi/s層を形成した後、透明アモルファス酸化物半導体層の表面に対して、i/s層をマスクとして、還元性ガスによる還元処理を行うことにより、透明アモルファス酸化物半導体層のi/s層によってマスクされていない領域が低抵抗化される。
そのため、素子サイズが小さく、かつ寄生容量の小さいTAOS TFT、このTAOS TFTを用いた表示装置用電極基板およびそれらの製造方法を得ることができる。
According to the thin film transistor of the present invention, the i / s layer is formed on the transparent amorphous oxide semiconductor layer by exposure from the substrate side using the gate electrode as a mask. The resistance value in the non-overlapping region is lower than the resistance value in the region overlapping with the i / s layer by the reduction treatment with the reducing gas.
In addition, according to the method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention, after forming an i / s layer on the transparent amorphous oxide semiconductor layer by exposure from the substrate side using the gate electrode as a mask, the transparent amorphous oxide semiconductor layer is formed. By performing a reduction treatment with a reducing gas with the i / s layer as a mask, the area of the transparent amorphous oxide semiconductor layer that is not masked by the i / s layer is reduced in resistance.
Therefore, it is possible to obtain a TAOS TFT having a small element size and a small parasitic capacitance, a display device electrode substrate using the TAOS TFT, and a manufacturing method thereof.

この発明の実施の形態1に係るTAOS TFTの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of TAOS TFT concerning Embodiment 1 of this invention. 一般的なi/s型TFTの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a general i / s type TFT.

以下、この発明に係るTFTおよび表示装置用電極基板の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a TFT and an electrode substrate for a display device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be described with the same reference numerals.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るTAOS TFT10の構成を示す断面図である。図1において、TAOS TFT10は、ガラス基板11と、ゲート電極12と、ゲート絶縁膜13と、TAOS層14(透明アモルファス酸化物半導体層)と、TAOS還元層15と、ソース電極16と、ドレイン電極17と、i/s層18と、樹脂絶縁膜19とを備えている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a TAOS TFT 10 according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a TAOS TFT 10 includes a glass substrate 11, a gate electrode 12, a gate insulating film 13, a TAOS layer 14 (transparent amorphous oxide semiconductor layer), a TAOS reduction layer 15, a source electrode 16, and a drain electrode. 17, an i / s layer 18, and a resin insulating film 19.

ゲート電極12は、ガラス基板11上に形成されている。なお、基板は、ガラス基板11に限定されず、透明で、かつ絶縁性を有していればよい。ゲート絶縁膜13は、ゲート電極12上に形成されている。TAOS層14は、ゲート絶縁膜13上に形成されている。   The gate electrode 12 is formed on the glass substrate 11. In addition, a board | substrate is not limited to the glass substrate 11, What is necessary is just to be transparent and to have insulation. The gate insulating film 13 is formed on the gate electrode 12. The TAOS layer 14 is formed on the gate insulating film 13.

ここで、TAOS層14は、材料として、上述したIn、GaおよびZnを含む酸化物であるIGZOを用いている。また、TAOS還元層15は、TAOS層14の表面が、後述する還元処理によって導体化した層である。   Here, the TAOS layer 14 uses IGZO, which is an oxide containing In, Ga, and Zn described above, as a material. The TAOS reduction layer 15 is a layer in which the surface of the TAOS layer 14 is made into a conductor by a reduction process described later.

ソース電極16およびドレイン電極17は、TAOS層14上に、ゲート電極12と重ならないようにそれぞれ形成されている。i/s層18は、TAOS層14上に、ゲート電極12をマスクとしたガラス基板11側からの露光(裏面露光)により形成された絶縁層である。樹脂絶縁膜19は、TAOS層14、ソース電極16およびドレイン電極17上に形成されている。   The source electrode 16 and the drain electrode 17 are respectively formed on the TAOS layer 14 so as not to overlap the gate electrode 12. The i / s layer 18 is an insulating layer formed on the TAOS layer 14 by exposure (backside exposure) from the glass substrate 11 side using the gate electrode 12 as a mask. The resin insulating film 19 is formed on the TAOS layer 14, the source electrode 16 and the drain electrode 17.

なお、TAOS TFT10を用いた表示装置用電極基板は、TAOS TFT10に加えて、ガラス基板11上に形成された複数本の走査信号線(図示せず)と、絶縁膜(図示せず)を介して複数本の走査信号線と交差するように形成された複数本の表示信号線(図示せず)と、複数の走査信号線と複数の表示信号線との各交差領域に形成された複数のTAOS TFT10と電気的に接続された複数の表示画素電極(図示せず)とをさらに備えて構成される。   In addition to the TAOS TFT 10, the electrode substrate for a display device using the TAOS TFT 10 passes through a plurality of scanning signal lines (not shown) formed on the glass substrate 11 and an insulating film (not shown). A plurality of display signal lines (not shown) formed so as to intersect with the plurality of scanning signal lines, and a plurality of display signal lines formed in the intersecting regions of the plurality of scanning signal lines and the plurality of display signal lines. A plurality of display pixel electrodes (not shown) electrically connected to the TAOS TFT 10 are further provided.

また、この表示装置用電極基板において、ゲート電極12は、走査信号線の一部または延在部から構成され、ソース電極16およびドレイン電極17は、表示信号線と同一工程によって形成されている。   In this display device electrode substrate, the gate electrode 12 is constituted by a part or extension of the scanning signal line, and the source electrode 16 and the drain electrode 17 are formed in the same process as the display signal line.

続いて、TAOS TFT10の製造方法を、手順に沿って説明する。
まず、ガラス基板11上にゲート電極12を形成する。ここで、ゲート電極12は、例えばスパッタリングによって形成された金属層をパターニングすることによって形成される。続いて、ゲート電極12上に、ゲート絶縁膜13を形成する。ここで、ゲート絶縁膜13は、例えばCVDによって形成される。
Subsequently, a manufacturing method of the TAOS TFT 10 will be described along a procedure.
First, the gate electrode 12 is formed on the glass substrate 11. Here, the gate electrode 12 is formed by patterning a metal layer formed by sputtering, for example. Subsequently, a gate insulating film 13 is formed on the gate electrode 12. Here, the gate insulating film 13 is formed by, for example, CVD.

次に、ゲート絶縁膜13上に、TAOS層14を形成する。ここで、TAOS層14は、少なくともArおよびOを含む混合ガスを用いて、スパッタリングにより形成される。 Next, a TAOS layer 14 is formed on the gate insulating film 13. Here, the TAOS layer 14 is formed by sputtering using a mixed gas containing at least Ar and O 2 .

続いて、ゲート絶縁膜13およびTAOS層14上に、ゲート電極12と重ならないようにソース電極16およびドレイン電極17を形成する。ここで、ソース電極16およびドレイン電極17は、例えばスパッタリングによって形成された金属層をパターニングすることによって形成される。   Subsequently, a source electrode 16 and a drain electrode 17 are formed on the gate insulating film 13 and the TAOS layer 14 so as not to overlap the gate electrode 12. Here, the source electrode 16 and the drain electrode 17 are formed by patterning a metal layer formed by sputtering, for example.

次に、TAOS層14上に、ゲート電極12をマスクとしたガラス基板11側からの露光(裏面露光)により、i/s層18を形成する。ここで、i/s層18の材料として、樹脂製材料や酸化シリコン系または窒化シリコン系のSiNx、SiOxまたはSiOxNyが考えられる。   Next, the i / s layer 18 is formed on the TAOS layer 14 by exposure (backside exposure) from the glass substrate 11 side using the gate electrode 12 as a mask. Here, as the material of the i / s layer 18, a resin material, silicon oxide-based or silicon nitride-based SiNx, SiOx, or SiOxNy can be considered.

続いて、TAOS層14の表面に対して、i/s層18をマスクとして、水素ラジカル等の還元性ガスによる還元処理を行う。ここで、還元処理により、i/s層18で覆われていない領域のTAOS層14(IGZO)中の酸素原子が還元反応して酸素空孔が増加し、性質が導体側に近づく。また、還元性ガスは、水素ラジカル、アンモニアラジカル、水素ガスのうち、少なくとも1種類を含む。   Subsequently, reduction treatment with a reducing gas such as hydrogen radical is performed on the surface of the TAOS layer 14 using the i / s layer 18 as a mask. Here, due to the reduction treatment, oxygen atoms in the TAOS layer 14 (IGZO) in the region not covered with the i / s layer 18 undergo a reduction reaction, oxygen vacancies increase, and the properties approach the conductor side. The reducing gas includes at least one of hydrogen radicals, ammonia radicals, and hydrogen gas.

これにより、TAOS層14の表面が低抵抗化されてTAOS還元層15となり、電極として使用できる程度の導電率となる。続いて、TAOS還元層15、ソース電極16、ドレイン電極17はおよびi/s層18上に、樹脂製材料により、樹脂絶縁膜19を形成する。   As a result, the resistance of the surface of the TAOS layer 14 is reduced to become the TAOS reduction layer 15, which has a conductivity that can be used as an electrode. Subsequently, a resin insulating film 19 is formed on the TAOS reduction layer 15, the source electrode 16, the drain electrode 17 and the i / s layer 18 by a resin material.

なお、TAOS TFT10を用いた表示装置用電極基板の製造方法は、TAOS TFT10の製造方法に加えて、以下の手順を備えている。すなわち、ガラス基板11上に複数本の走査信号線(図示せず)を形成する手順と、絶縁膜(図示せず)を介して複数本の走査信号線と交差するように複数本の表示信号線(図示せず)を形成する手順と、複数の走査信号線と複数の表示信号線との各交差領域に形成された複数のTAOS TFT10と電気的に接続されるように複数の表示画素電極(図示せず)を形成する手順とをさらに備えている。   In addition, the manufacturing method of the electrode substrate for display apparatuses using TAOS TFT10 has the following procedures in addition to the manufacturing method of TAOS TFT10. That is, a procedure for forming a plurality of scanning signal lines (not shown) on the glass substrate 11 and a plurality of display signals so as to cross the plurality of scanning signal lines via an insulating film (not shown). A plurality of display pixel electrodes so as to be electrically connected to a plurality of TAOS TFTs 10 formed in respective intersection regions of the plurality of scanning signal lines and the plurality of display signal lines. (Not shown) are further included.

また、この表示装置用電極基板の製造方法において、ゲート電極12は、複数本の走査信号線を形成する手順において同時に形成され、ソース電極16およびドレイン電極17は、複数本の表示信号線を形成する手順においてそれぞれ同時に形成される。   In this method of manufacturing an electrode substrate for a display device, the gate electrode 12 is formed simultaneously in the procedure of forming a plurality of scanning signal lines, and the source electrode 16 and the drain electrode 17 form a plurality of display signal lines. Are simultaneously formed in the procedure.

これにより、ゲート電極12の外側の領域において、導体化したTAOS層14であるTAOS還元層15とソース電極16およびドレイン電極17とを電気的に接続することができる。   As a result, in the region outside the gate electrode 12, the TAOS reduction layer 15, which is a conductorized TAOS layer 14, can be electrically connected to the source electrode 16 and the drain electrode 17.

また、i/s層18で覆われていない領域のTAOS層14を導体化するので、i/s層18で覆われたチャネル領域端とソース電極端またはドレイン電極端との間を、表面が導体化された単層のTAOS還元層15で電気的に接続することができる。   Further, since the TAOS layer 14 in the region not covered with the i / s layer 18 is made into a conductor, the surface is between the channel region end covered with the i / s layer 18 and the source electrode end or drain electrode end. Electrical connection can be achieved by a single-layered TAOS reduction layer 15 made into a conductor.

そのため、ゲート電極幅を最小加工寸法に設定することができるので、ソース・ドレイン間隙幅を最小加工寸法に設定していたi/s型TFTと比べて、チャネル幅Lの短縮、およびTFT寄生容量の理想的な最小値への低減を図ることができる。また、i/s型のセルフアラインTFTにおいて、i/s層18とソース電極16およびドレイン電極17との合せ精度を見込む必要がなくなるので、TFT寄生容量を低減することができる。   Therefore, since the gate electrode width can be set to the minimum processing dimension, the channel width L can be shortened and the TFT parasitic capacitance compared with the i / s type TFT in which the source / drain gap width is set to the minimum processing dimension. Can be reduced to an ideal minimum value. In addition, in the i / s type self-aligned TFT, it is not necessary to consider the alignment accuracy between the i / s layer 18 and the source electrode 16 and the drain electrode 17, so that the TFT parasitic capacitance can be reduced.

さらに、ソース電極16およびドレイン電極17と接続する領域のTAOS層14が導体化(TAOS還元層15)しているので、TAOS還元層15とオーミック接続可能なソース電極16およびドレイン電極17の材料の選択肢を広げることができる。   Further, since the TAOS layer 14 in the region connected to the source electrode 16 and the drain electrode 17 is made conductive (TAOS reduction layer 15), the material of the source electrode 16 and the drain electrode 17 that can be ohmic-connected to the TAOS reduction layer 15 You can expand your options.

以上のように、実施の形態1によれば、透明アモルファス酸化物半導体層上に、ゲート電極をマスクとした基板側からの露光によりi/s層が形成され、透明アモルファス酸化物半導体層のi/s層と重ならない領域の抵抗値は、還元性ガスによる還元処理により、i/s層と重なる領域の抵抗値よりも低くなっている。
また、この発明に係る薄膜トランジスタの製造方法によれば、透明アモルファス酸化物半導体層上に、ゲート電極をマスクとした基板側からの露光によりi/s層を形成した後、透明アモルファス酸化物半導体層の表面に対して、i/s層をマスクとして、還元性ガスによる還元処理を行うことにより、透明アモルファス酸化物半導体層のi/s層によってマスクされていない領域が低抵抗化される。
そのため、素子サイズが小さく、かつ寄生容量の小さいTAOS TFT、このTAOS TFTを用いた表示装置用電極基板およびそれらの製造方法を得ることができる。
As described above, according to Embodiment 1, the i / s layer is formed on the transparent amorphous oxide semiconductor layer by exposure from the substrate side using the gate electrode as a mask. The resistance value in the region that does not overlap with the / s layer is lower than the resistance value in the region that overlaps with the i / s layer due to the reduction treatment with the reducing gas.
In addition, according to the method for manufacturing a thin film transistor according to the present invention, after forming an i / s layer on the transparent amorphous oxide semiconductor layer by exposure from the substrate side using the gate electrode as a mask, the transparent amorphous oxide semiconductor layer is formed. By performing a reduction treatment with a reducing gas with the i / s layer as a mask, the area of the transparent amorphous oxide semiconductor layer that is not masked by the i / s layer is reduced in resistance.
Therefore, it is possible to obtain a TAOS TFT having a small element size and a small parasitic capacitance, a display device electrode substrate using the TAOS TFT, and a manufacturing method thereof.

11 ガラス基板、12 ゲート電極、13 ゲート絶縁膜、14 TAOS層、15 TAOS還元層、16 ソース電極、17 ドレイン電極、18 i/s層、19 樹脂絶縁膜。   11 glass substrate, 12 gate electrode, 13 gate insulating film, 14 TAOS layer, 15 TAOS reducing layer, 16 source electrode, 17 drain electrode, 18 i / s layer, 19 resin insulating film.

Claims (6)

基板上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成された透明アモルファス酸化物半導体層と、
前記ゲート絶縁膜および透明アモルファス酸化物半導体層上に、前記ゲート電極と重ならないようにそれぞれ形成されたソース電極およびドレイン電極と、
前記透明アモルファス酸化物半導体層上に、前記ゲート電極をマスクとした前記基板側からの露光により形成されたi/s層と、を備え、
前記透明アモルファス酸化物半導体層の前記i/s層と重ならない領域の抵抗値は、還元性ガスによる還元処理により、前記i/s層と重なる領域の抵抗値よりも低くなっている
薄膜トランジスタ。
A gate electrode formed on the substrate;
A gate insulating film formed on the gate electrode;
A transparent amorphous oxide semiconductor layer formed on the gate insulating film;
A source electrode and a drain electrode respectively formed on the gate insulating film and the transparent amorphous oxide semiconductor layer so as not to overlap the gate electrode;
An i / s layer formed by exposure from the substrate side using the gate electrode as a mask on the transparent amorphous oxide semiconductor layer,
The resistance value of the region that does not overlap the i / s layer of the transparent amorphous oxide semiconductor layer is lower than the resistance value of the region that overlaps the i / s layer by reduction treatment with a reducing gas.
前記還元性ガスは、水素ラジカル、アンモニアラジカル、水素ガスのうち、少なくとも1種類を含む
請求項1に記載の薄膜トランジスタ。
The thin film transistor according to claim 1, wherein the reducing gas includes at least one of hydrogen radicals, ammonia radicals, and hydrogen gas.
請求項1または請求項2に記載の薄膜トランジスタを用いた表示装置用電極基板であって、
透明な絶縁性の前記基板上に形成された複数本の走査信号線と、
絶縁膜を介して前記複数本の走査信号線と交差するように形成された複数本の表示信号線と、
前記複数の走査信号線と前記複数の表示信号線との各交差領域に形成された複数の前記薄膜トランジスタと電気的に接続された複数の表示画素電極と、をさらに備え、
前記ゲート電極は、前記走査信号線の一部または延在部から構成され、
前記ソース電極および前記ドレイン電極は、前記表示信号線と同一工程によって形成されている
表示装置用電極基板。
An electrode substrate for a display device using the thin film transistor according to claim 1 or 2,
A plurality of scanning signal lines formed on the transparent insulating substrate;
A plurality of display signal lines formed so as to intersect the plurality of scanning signal lines via an insulating film;
A plurality of display pixel electrodes electrically connected to the plurality of thin film transistors formed in each of the intersection regions of the plurality of scanning signal lines and the plurality of display signal lines;
The gate electrode is composed of a part or extension part of the scanning signal line,
The source electrode and the drain electrode are formed in the same process as the display signal line.
基板上にゲート電極を形成するステップと、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成するステップと、
前記ゲート絶縁膜上に透明アモルファス酸化物半導体層を形成するステップと、
前記ゲート絶縁膜および透明アモルファス酸化物半導体層上に、前記ゲート電極と重ならないようにソース電極およびドレイン電極をそれぞれ形成するステップと、
前記透明アモルファス酸化物半導体層上に、前記ゲート電極をマスクとした前記基板側からの露光によりi/s層を形成するステップと、
前記透明アモルファス酸化物半導体層の表面に対して、前記i/s層をマスクとして、還元性ガスによる還元処理を行うステップと、
を備えた薄膜トランジスタの製造方法。
Forming a gate electrode on the substrate;
Forming a gate insulating film on the gate electrode;
Forming a transparent amorphous oxide semiconductor layer on the gate insulating film;
Forming a source electrode and a drain electrode on the gate insulating film and the transparent amorphous oxide semiconductor layer so as not to overlap the gate electrode,
Forming an i / s layer on the transparent amorphous oxide semiconductor layer by exposure from the substrate side using the gate electrode as a mask;
Performing a reduction treatment with a reducing gas on the surface of the transparent amorphous oxide semiconductor layer using the i / s layer as a mask;
The manufacturing method of the thin-film transistor provided with.
前記還元性ガスは、水素ラジカル、アンモニアラジカル、水素ガスのうち、少なくとも1種類を含む
請求項4に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 4, wherein the reducing gas includes at least one of hydrogen radicals, ammonia radicals, and hydrogen gas.
請求項4または請求項5に記載の薄膜トランジスタの製造方法を用いた表示装置用電極基板の製造方法であって、
透明な絶縁性の前記基板上に複数本の走査信号線を形成するステップと、
絶縁膜を介して前記複数本の走査信号線と交差するように複数本の表示信号線を形成するステップと、
前記複数の走査信号線と前記複数の表示信号線との各交差領域に形成された複数の前記薄膜トランジスタと電気的に接続されるように複数の表示画素電極を形成するステップと、をさらに備え、
前記ゲート電極を形成するステップと、前記複数本の走査信号線を形成するステップとは、同一ステップであり、
前記ソース電極およびドレイン電極をそれぞれ形成するステップと、前記複数本の表示信号線を形成するステップとは、同一ステップである
ことを特徴とする表示装置用電極基板の製造方法。
A method for manufacturing an electrode substrate for a display device using the method for manufacturing a thin film transistor according to claim 4 or 5,
Forming a plurality of scanning signal lines on the transparent insulating substrate;
Forming a plurality of display signal lines so as to intersect the plurality of scanning signal lines via an insulating film;
Forming a plurality of display pixel electrodes so as to be electrically connected to the plurality of thin film transistors formed in each intersection region of the plurality of scanning signal lines and the plurality of display signal lines,
The step of forming the gate electrode and the step of forming the plurality of scanning signal lines are the same step,
The step of forming the source electrode and the drain electrode and the step of forming the plurality of display signal lines are the same step.
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