JP2522014B2 - 透明電極の形成方法 - Google Patents

透明電極の形成方法

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JP2522014B2 JP63127088A JP12708888A JP2522014B2 JP 2522014 B2 JP2522014 B2 JP 2522014B2 JP 63127088 A JP63127088 A JP 63127088A JP 12708888 A JP12708888 A JP 12708888A JP 2522014 B2 JP2522014 B2 JP 2522014B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、基板面に所定パターンの透明電極を形成す
る透明電極の形成方法に関するものである。
〔従来の技術〕
例えば液晶表示素子に用いられるガラス基板面に所定
パターンの透明電極を形成する場合、従来は、基板面に
その全面にわたってITO等の金属酸化物からなる透明導
電膜を形成した後、この透明導電膜の上に所定パターン
のレジストマスクを形成し、上記透明導電膜をウエット
エッチング法またはドライエッチング法によりパターニ
ングして透明電極を形成している。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来の方法では、ITO等の金属酸
化物からなる透明導電膜の物性が不安定でそのエッチン
グレートが温度の影響等によって変わるために、透明導
電膜の不要部分が完全にエッチングされずに残って透明
電極間に短絡を生じたり、逆にオーバーエッチングを生
じて透明電極の形状精度が悪くなるという問題をもって
いた。
本発明は上記のような実情にかんがみてなされたもの
であって、その目的とするところは、透明導電膜をエッ
チングによらずに所定の電極形状にパターニングするこ
とができる透明電極の形成方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の透明電極の形成方法は、基板面に金属酸化物
からなる透明導電膜を形成した後、この透明導電膜の上
にマスク材を所定の電極パターンに形成して還元ガス中
で熱処理することにより、上記透明導電膜の前記マスク
材で覆われていない領域を絶縁膜化して、上記透明導電
膜の絶縁膜化されない領域を透明電極とすることを特徴
とするものである。
〔作用〕
本発明の透明電極の形成方法によれば、金属酸化物か
らなる透明導電膜の透明電極となる領域以外の領域が還
元ガス中での熱処理により絶縁膜化されるために、透明
導電膜をエッチングしなくてもこの透明導電膜を所定の
電極形状にパターニングすることができるから、透明導
電膜をエッチングして透明電極を形成する場合に発生す
る、不要透明導電膜のエッチング残りやオーバーエッチ
ングといった問題をなくすことができる。
〔実施例〕
以下、本発明の第1の実施例を、アクティブマトリッ
クス型液晶表示素子用のガラス基板面に形成される透明
画素電極の形成について第1図を参照し説明する。
第1図において、1はガラス基板、2はこの基板1面
に形成されて画素電極駆動する薄膜トランジスタであ
り、この薄膜トランジスタ2は、基板1面に形成された
金属膜からなるゲート電極Gと、このゲート電極Gの上
に基板1のほぼ全面にわたって形成されたSiN等の透明
絶縁膜からなるゲート絶縁膜3と、ゲート絶縁膜3の上
にゲート電極Gと対向させて形成されたチャンネル領域
となるa-Si(アモルファスシリコン)層4と、この半導
体層3の上に形成されたソース,ドレイン領域となるn+
‐Si層5S,5Dとから構成されており、ドレイン領域とな
るn+‐Si層5Dの上には金属膜からなるドレイン電極Dが
形成されている。なお、このドレイン電極Dはこれと一
体のデータラインにつながっており、前記ゲート電極G
はこれと一体のゲートラインにつながっている。また、
6は基板1面に上記薄膜トランジスタ2を覆って形成さ
れたSoG(スピンオンガラス)等からなる透明な平坦化
膜であり、透明画素電極aはこの平坦化膜6の上に形成
される。
この画素電極aは次のようにして形成される。
まず、画素電極aの形成に先立って、第1図(a)に
示すように、前記平坦化膜6に、薄膜トランジスタ2の
ソース領域となるn+‐Si層5Sに対応させて画素電極aを
接続するためのコンタクト孔7をあけておき、この平坦
化膜6の上面全体に第1図(b)に示すように金属酸化
物例えばITOからなる透明導電膜8をスパッタリング法
等によって所定厚さ(形成する画素電極aの厚さ)に堆
積形成し、さらにその上面全体にマスク材9を形成す
る。なお、上記透明導電膜8は、平坦化膜6のコンタク
ト孔7内にも堆積してソース領域となるn+‐Si層5Sと導
通接続し、この部分は薄膜トランジスタ2のソース電極
Sとなる。次に、第1図(c)に示すように、前記マス
ク材9の上に、形成する画素電極aのソース電極S部分
を含む形状に応じたレジストマスク10を形成してマスク
材9をウエットエッチング法またはドライエッチング法
によりパターニングし、透明導電膜8の画素電極aとな
る領域以外の領域を露出させる。この後、レジストマス
ク10を剥離してから、真空チャンバ内において、250
℃、0.8Torr、100W程度の還元ガス(ここではH2)雰囲
気中で基板全体を約30分間熱処理する。この還元ガス
(H2)中での熱処理を行なうと、上記透明導電膜(ITO
膜)8のマスク材9で覆われている領域つまり画素電極
aとなる領域は何等変化しないが、マスク材9で覆われ
ていない領域は、還元作用を受けて絶縁膜化する。第1
図(d)はこの状態を示しており、図中bは透明導電膜
8の絶縁膜化領域を示している。この透明導電膜8の絶
縁膜化は、還元ガス中で熱処理すると、透明導電膜8の
還元ガスにさらされる領域が、還元により、互いに絶縁
された金属部分となり、この領域全体が絶縁性をもつた
めである。また、透明導電膜8の絶縁膜化された領域b
は白くなるが、この領域bは液晶表示素子の表示には影
響しない部分であるし、またこの領域bが白くなると、
基板1の上面側からの光がこの領域bで遮られるように
なるから、基板上面側からの光が薄膜トランジスタのチ
ャンネル領域に当ってトランジスタが誤動作するのを防
ぐことができる。なお、上記透明導電膜8を部分的に絶
縁膜化する処理は250℃程度の高温で行なわれるため
に、マスク材9をレジストとしたのではレジストが炭化
してマスク材9としての働きを失う心配があるから、上
記マスク材としては、金属または高耐熱性絶縁材を使用
するのが望ましい。この後は、第1図(e)に示すよう
にマスク材9をエッチングにより除去すればよく、この
マスク材9を除去すると、透明導電膜8のマスク材9で
覆われていた領域、つまり還元ガス中での熱処理時に還
元作用を受けなかった導電性領域がそのまま透明画素電
極aとなる。
すなわち、上記透明電極の形成方法は、透明導電膜8
の上にマスク材9を所定の電極パターンに形成して還元
ガス中で熱処理することにより、上記透明導電膜8のマ
スク材9で覆われていない領域bを絶縁膜化して、透明
導電膜8の絶縁膜化されない領域を透明画素電極aとす
るものであり、この方法によれば、金属酸化物からなる
透明導電膜8の透明画素電極aとなる領域以外の領域b
が還元ガス中での熱処理により絶縁膜化されるために、
透明導電膜8をエッチングしなくてもこの透明導電膜8
を所定の電極形状にパターニングすることができるか
ら、透明導電膜をエッチングして透明電極を形成する場
合に発生する、不要透明導電膜のエッチング残りやオー
バーエッチングといった問題をなくすことができる。ま
た、従来は透明導電膜をエッチングして透明電極を形成
しているために、画素電極の抵抗値を下げるためにその
膜厚を厚くすると、画素電極とその間の部分との段差が
大きくなって画素電極形成面の上に形成される配向膜が
段差部において極端に薄くなったり切れたりすることが
あったが、上記方法によれば、透明導電膜8をエッチン
グするのではないために、形成された画素電極a間の部
分(透明導電膜8の絶縁膜化領域b)は画素電極a面と
面一であり、したがって画素電極形成面の上に形成され
る配向膜を、全体にわたって均一な厚さの平坦膜とする
ことができる。
なお、上記実施例では、画素電極aの一部を薄膜トラ
ンジスタ2のソース電極Sとしているが、この画素電極
aは、薄膜トランジスタ2のソース領域となるn+‐Si層
5Sの上に金属からなるソース電極を形成して、このソー
ス電極に接続してもよい。
次に、本発明の第2の実施例を第2図を参照して説明
する。この実施例は、基板1面に形成する透明導電膜8
を、薄膜トランジスタ2のa-Si層4とのコンタクト層と
しても利用するようにしたものである。なお、この実施
例では、前記第1の実施例における平坦化膜6をなくし
て、ゲート絶縁膜3の上に画素電極aを形成している。
この実施例による透明画素電極aの形成は次のように
して行なわれる。
まず、第2図(a)に示すように、基板1面に薄膜ト
ランジスタ2のゲート電極Gとゲート絶縁膜3とa-Si層
4とを形成した後、その上に基板全面にわたってITO等
の透明導電膜8を形成し、さらにその上面全体に低抵抗
金属からなるマスク材9を形成する。次に、第2図
(b)に示すように、前記マスク材9の上に、薄膜トラ
ンジスタ2のドレインコンタクト領域とソースコンタク
ト領域およびこのソースコンタクト領域に連なる画素電
極形成領域に対応する形状のレジストマスク10aを形成
してマスク材9をエッチング法によりパターニングし、
透明導電膜8の上記各領域以外の領域を露出させる。こ
の後、レジストマスク10aを剥離してから、前述した第
1の実施例と同様にして透明導電膜8を還元ガス(H2
雰囲気中で熱処理し、第2図(c)に示すように透明導
電膜8のマスク材9で覆われていない領域bを絶縁膜化
して、上記透明導電膜8を、薄膜トランジスタ2のドレ
インコンタクト層8Dと、ソースコンタクト層8Sおよび透
明画素電極aとに電気的に絶縁して分離する。次に、第
2図(d)に示すように、透明導電膜8上に残っている
マスク材9の上に薄膜トランジスタ2のドレインコンタ
クト領域とソースコンタクト領域のみを覆うレジストマ
スク10bを形成してマスク材9をエッチングし、透明導
電膜8の透明画素電極aとなる部分を露出させるととも
に、エッチングされずに残ったレジストマスク10b下の
金属マスク材9を、上記透明導電膜8からなるドレイン
コンタクト層8Dとソースコンタクト層8Sの抵抗値を下げ
るための金属層9D,9Sとする。この後は、第2図(e)
に示すようにレジストマスク10bを剥離すればよい。
しかして、この実施例においては、ITO等の金属酸化
物からなる透明導電膜8を還元ガス中での熱処理により
部分的に絶縁膜化して画素電極aを形成しているから、
前述した第1の実施例と同様に、透明導電膜8をエッチ
ングしなくてもこの透明導電膜8を所定の電極形状にパ
ターニングすることができるし、また、基板1面に形成
した上記透明導電膜8を薄膜トランジスタ2のa-Si層4
とのコンタクト層8D,8Sとしても利用するようにしてい
るから、薄膜トランジスタ2の形成においてa-Si層4上
にn+‐Si層を形成する工程を省略することができる。な
お、この実施例においては、マスク材9を金属として、
このマスク材9を透明導電膜8からなるドレインコンタ
クト層8Dとソースコンタクト層8Sの抵抗値を下げるため
の金属層9D,9Sとして残すようにしているが、透明導電
膜8を十分厚く形成する場合は、上記マスク材9をドレ
インコンタクト層8Dとソースコンタクト層8Sの上に残さ
ずに除去してもよく、その場合は、このマスク材9とし
て絶縁材を使用してもよい。
なお、上記第1および第2の実施例では、透明導電膜
8を部分的に絶縁膜化するための還元ガスとしてH2を使
用しているが、この還元ガスとしては、BCl3等の塩素ガ
スを使用してもよい(この塩素ガスを使用する場合は透
明導電膜8の絶縁膜化領域bの表面がある程度エッチン
グされることがある)。また、上記実施例では、アクテ
ィブマトリックス型液晶表示素子用の基板面に形成され
る透明画素電極の形成について説明したが、本発明は、
一対の基板面にそれぞれストライプ状の透明走査電極お
よび透明信号電極を形成しているマトリックス型液晶表
示素子用の基板面に形成される上記透明走査電極および
透明信号電極の形成等にも適用できることはもちろんで
ある。
〔発明の効果〕
本発明の透明電極の形成方法によれば、金属酸化物か
らなる透明導電膜の透明電極となる領域以外の領域が還
元ガス中での熱処理により絶縁膜化されるために、透明
導電膜をエッチングしなくてもこの透明導電膜を所定の
電極形状にパターニングすることができるから、透明導
電膜をエッチングして透明電極を形成する場合に発生す
る、不要透明導電膜のエッチング残りやオーバーエッチ
ングといった問題をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す透明画素電極の形
成工程図、第2図は本発明の第2の実施例を示す透明画
素電極の形成工程図である。 1……基板、2……薄膜トランジスタ、3……ゲート絶
縁膜、6……平坦化膜、8……透明導電膜、a……透明
画素電極、b……絶縁膜化領域、9……マスク材、10,1
0a,10b……レジストマスク。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板面に所定パターンの透明電極を形成す
    る方法において、基板面に金属酸化物からなる透明導電
    膜を形成した後、この透明導電膜の上にマスク材を所定
    の電極パターンに形成して還元ガス中で熱処理すること
    により、上記透明導電膜の前記マスク材で覆われていな
    い領域を絶縁膜化して、上記透明導電膜の絶縁膜化され
    ない領域を透明電極とすることを特徴とする透明電極の
    形成方法。
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US9952355B1 (en) * 2017-03-13 2018-04-24 Goodrich Corporation Spatially controlled conductivity in transparent oxide coatings

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1988年(昭和63年)春季第35回応用物理学関係連合講演会予稿集第2分冊(1988−3−28)(社)応用物理学会P.48331P−S−7

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