JP2550692B2 - Method of manufacturing thin film transistor array - Google Patents
Method of manufacturing thin film transistor arrayInfo
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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、液晶表示装置等に用いられる薄膜トランジ
スタアレイの製造方法に関し、特に、短絡事故を防止し
て薄膜トランジスタアレイを高歩留まりに製造しうるよ
うにした製造方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor array used in a liquid crystal display device or the like, and particularly, to prevent a short circuit accident and to manufacture a thin film transistor array with a high yield. Manufacturing method.
[従来の技術] 薄膜トランジスタ(以下、TFTと記す)としては、各
種型式のものが知られているが、そのうちゲート電極が
下層となる逆スタガード構造で、ソース・ドレインコン
タクト孔を開孔するいわゆる電極堀込み型のものが、高
オン/オフ比および低リーク電流などの特性上の理由か
ら最も広く採用されている。[Prior Art] Various types of thin film transistors (hereinafter, referred to as TFTs) are known. Among them, a so-called electrode having an inverted staggered structure in which a gate electrode is a lower layer and having source / drain contact holes opened The digging type is most widely used because of characteristics such as high on / off ratio and low leakage current.
この型のTFTのアレイの製造方法を第2図(a)〜
(f)を参照して説明する。まず、絶縁性基板10上にゲ
ート電極11およびゲートバスライン(図示なし)を形成
する[第2図(a)]。次いで、プラズマCVD法を用い
て、ゲート絶縁膜12、ノンドープのアモルファスシリコ
ン(以下、a−Siと記す)膜13および保護絶縁膜14aの
3層膜を連続的に形成し、しかる後、ノンドープa−Si
膜13と保護絶縁膜14aがTFT形成領域にだけ同一形状のア
イランド状に残るように、これらの膜をパターニングす
る[第2図(b)]。続いて、透明導電膜を形成し、こ
れをパターニングしてピクセル電極15を形成する[第2
図(c)]。次に、保護絶縁膜14aにフォトエッチング
法を施して、ソースコンタクト孔18およびドレインコン
タクト孔19を開孔する[第2図(d)]。次いで、プラ
ズマCVD法を用いて、リンが高濃度にドープされたn+a−
Si膜20を形成し、続いて、金属膜21を形成する[第2図
(e)]。最後に、金属膜21およびn+a−Si膜20をパタ
ーニングして、ソース電極22、ドレイン電極23およびソ
ース電極とピクセル電極15とを接続する配線を形成する
[第2図(f)]。The manufacturing method of this type of TFT array is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. First, the gate electrode 11 and the gate bus line (not shown) are formed on the insulating substrate 10 [FIG. 2 (a)]. Then, a three-layer film including a gate insulating film 12, a non-doped amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) film 13 and a protective insulating film 14a is continuously formed by using a plasma CVD method. −Si
These films are patterned so that the film 13 and the protective insulating film 14a remain in the same island shape only in the TFT formation region [FIG. 2 (b)]. Subsequently, a transparent conductive film is formed and patterned to form the pixel electrode 15 [second
Figure (c)]. Next, the protective insulating film 14a is subjected to a photoetching method to open the source contact hole 18 and the drain contact hole 19 [FIG. 2 (d)]. Then, using a plasma CVD method, n + a − heavily doped with phosphorus is used.
The Si film 20 is formed, and then the metal film 21 is formed [FIG. 2 (e)]. Finally, the metal film 21 and the n + a-Si film 20 are patterned to form the source electrode 22, the drain electrode 23, and the wiring connecting the source electrode and the pixel electrode 15 [FIG. 2 (f)].
[発明が解決しようとする問題点] 上述した従来の製造方法によって得られるTFTアレイ
では、第2図(f)に示されるように、ピクセル電極15
とドレイン電極23とが同一平面上に形成されるので、ド
レイン電極23と隣の画素のピクセル電極15との間(D−
P間)24で、パターニング欠陥により短絡が発生する確
率が高かった。[Problems to be Solved by the Invention] In the TFT array obtained by the above-described conventional manufacturing method, as shown in FIG.
Since the drain electrode 23 and the drain electrode 23 are formed on the same plane, the drain electrode 23 and the pixel electrode 15 of the adjacent pixel (D-
(Between P) 24, there is a high probability that a short circuit will occur due to a patterning defect.
このD−P間短絡が存在すると、これが液晶表示装置
にまで製造が完了した後での表示特性検査工程において
誤点灯や非点灯による白点、黒点の点欠陥としてあらわ
れる。そして、この点欠陥が表示画面において数個以上
存在するとその製品を不良としなければならないので、
この点欠点は重大な不良項目である。しかしながら、従
来法ではこの点欠点を一定以下に押さえることは困難
で、そのため、従来は表示装置として組立てられた後に
30%もの製品が不良とされていた。If this D-P short circuit exists, it appears as a white or black point defect due to erroneous lighting or non-lighting in the display characteristic inspection process after the manufacturing of the liquid crystal display device is completed. And if there are more than one of these point defects on the display screen, the product must be rejected.
This point is a serious defect item. However, with the conventional method, it is difficult to keep this point below a certain level, and therefore, conventionally, after being assembled as a display device,
As much as 30% of products were considered defective.
[問題点を解決するための手段] 本発明によるTFTアレイの製造法は、絶縁性基板上に
a−Si膜を用いた逆スタガード構造のTFTアレイを製造
する方法であって、ゲート電極とゲートバスラインを形
成する工程と、その上にゲート絶縁膜、ノンドープアモ
ルファスシリコン膜および第1保護絶縁膜をこの順に形
成する工程と、前記第1保護絶縁膜およびノンドープア
モルファスシリコン膜を薄膜トランジスタ形成個所に残
すようにパターニングする工程と、ゲート絶縁膜上にピ
クセル電極を形成する工程と、全面を被覆する第2保護
絶縁膜を形成する工程と、前記第1保護絶縁膜および第
2保護絶縁膜に選択的にエッチングを施して前記ピクセ
ル電極上にスルーホールを、前記ノンドープアモルファ
スシリコン膜上にソースコンタクト孔およびドレンコン
タクト孔を形成する工程と、高濃度に不純物を含有した
アモルファスシリコン膜と金属膜からなる2層膜を形成
しこれをパターニングしてソース電極、ドレイン電極お
よび必要な配線を形成する工程と、を具備し、前記ゲー
ト絶縁膜上に形成された電極と隣接する薄膜トランジス
タのドレイン電極配線とが第2保護絶縁膜により層間分
離されることを特徴としている。[Means for Solving the Problems] A method of manufacturing a TFT array according to the present invention is a method of manufacturing a TFT array having an inverted staggered structure using an a-Si film on an insulating substrate, which comprises a gate electrode and a gate. A step of forming a bus line, a step of forming a gate insulating film, a non-doped amorphous silicon film, and a first protective insulating film in this order thereon, and a step of leaving the first protective insulating film and the non-doped amorphous silicon film at a thin film transistor forming portion. Patterning, forming a pixel electrode on the gate insulating film, forming a second protective insulating film covering the entire surface, and selectively selecting the first protective insulating film and the second protective insulating film. To form a through hole on the pixel electrode and a source contact hole and a drain hole on the non-doped amorphous silicon film. Contact hole, a step of forming a two-layer film composed of an amorphous silicon film containing impurities at a high concentration and a metal film, and patterning the two-layer film to form a source electrode, a drain electrode, and a necessary wiring, And the drain electrode wiring of the thin film transistor adjacent to the electrode formed on the gate insulating film is separated by the second protective insulating film.
[実施例] 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。Example Next, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例の工程順を示すTFTアレ
イの断面図である。まず、第1図(a)に示すようにガ
ラス基板のような絶縁性基板10上に膜厚1500ÅのCr膜を
スパッタにより形成し、フォトエッチング法を用いてこ
れをパターニングしてゲート電極11およびゲートバスラ
イン等(図示せず)を形成する。次に、第1図(b)に
示すように、膜厚3000ÅのSiN膜のゲート絶縁膜12、膜
厚1500Åのノンドープa−Si膜13および膜厚1000ÅのSi
N膜の第1の保護絶縁膜14の3層の膜をプラズマCVD法に
より連続して形成し、ゲート電極11上でTFTが設けられ
る個所にノンドープa−Si膜13と第1保護膜14とを同一
パターンでアイランド状に残すようにドライエッチング
法によりパターニングする。FIG. 1 is a cross-sectional view of a TFT array showing the process sequence of one embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 1 (a), a Cr film having a film thickness of 1500 Å is formed on an insulating substrate 10 such as a glass substrate by sputtering, and the Cr film is patterned by using a photoetching method to form the gate electrode 11 and Gate bus lines and the like (not shown) are formed. Next, as shown in FIG. 1 (b), a gate insulating film 12 of SiN film having a film thickness of 3000Å, a non-doped a-Si film 13 having a film thickness of 1500Å, and a Si film having a film thickness of 1000Å.
A three-layer film of the N-film first protective insulating film 14 is continuously formed by the plasma CVD method, and the non-doped a-Si film 13 and the first protective film 14 are formed on the gate electrode 11 at the location where the TFT is provided. Are patterned by a dry etching method so as to leave islands in the same pattern.
次いで、第1図(c)に示すように、膜厚1000ÅのIT
O透明導電膜をスパッタ法により形成し、これをパター
ニングしてピクセル電極15を形成する。次に、第1図
(d)に示すように、膜厚1500ÅのSiN膜からなる第2
保護絶縁膜16をプラズマCVD法により形成する。続い
て、第1図(e)に示すように、ピクセル電極にコンタ
クトをとるためのピクセル電極用のスルーホール17、ソ
ース電極を形成するためのソースコンタクト孔18および
ドレイン電極を形成するためのドレインコンタクト孔19
をウェットエッチング法により第2保護絶縁膜16および
第1保護絶縁膜14を続けてエッチングする。Then, as shown in Fig. 1 (c), an IT with a film thickness of 1000Å
An O transparent conductive film is formed by a sputtering method, and this is patterned to form a pixel electrode 15. Next, as shown in FIG. 1 (d), a second film made of a SiN film having a thickness of 1500 Å is formed.
The protective insulating film 16 is formed by the plasma CVD method. Subsequently, as shown in FIG. 1E, a through hole 17 for the pixel electrode for making contact with the pixel electrode, a source contact hole 18 for forming the source electrode, and a drain for forming the drain electrode. Contact hole 19
The second protective insulating film 16 and the first protective insulating film 14 are continuously etched by wet etching.
次に、第1図(f)に示すように、n型不純物が高濃
度にドープされた膜厚200Åのn+a−Si20をプラズマCGD
法により形成し、引き続き、これに重ねて膜厚3000Åの
Cr膜を金属膜21としてスパッタ法により形成する。次い
で、第1図(g)に示すように、金属膜21およびn+a−S
i膜20にドライエッチングを施して、ソース電極22、ド
レイン電極23およびソース電極とスルーホール17との間
の配線、その他必要な配線を形成する。Next, as shown in FIG. 1 (f), plasma CGD was performed with a 200 Å-thick n + a-Si 20 film doped with a high concentration of n-type impurities.
Formed by the method and then overlaid with a film thickness of 3000 Å
The Cr film is formed as the metal film 21 by the sputtering method. Then, as shown in FIG. 1 (g), the metal film 21 and n + a-S
The i film 20 is dry-etched to form the source electrode 22, the drain electrode 23, the wiring between the source electrode and the through hole 17, and other necessary wiring.
本実施例において、第1保護絶縁膜14は、TFTのバッ
クチャネルを保護する作用を有し、第2保護絶縁膜16
は、ピクセル電極15とドレイン電極23とを絶縁分離する
作用を有する。In this embodiment, the first protective insulating film 14 has a function of protecting the back channel of the TFT, and the second protective insulating film 16
Has a function of insulating the pixel electrode 15 and the drain electrode 23 from each other.
第2図に示した従来の製造方法と比較すると、第2保
護絶縁膜形成工程が一工程増加してはいるものの、フォ
トレジスタ工程およびエッチング工程の増加はもたらさ
れていない。しかし、本実施例によって液晶表示装置の
点欠陥不良を、従来の30%から2%に激減させることが
できた。Compared with the conventional manufacturing method shown in FIG. 2, although the second protective insulating film forming step is increased by one step, the photoresist step and the etching step are not increased. However, according to this example, the point defect defect of the liquid crystal display device could be drastically reduced from 30% to 2%.
[発明の効果] 以上説明したように、本発明は、逆スタガード構造で
電極堀込み型のTFTのアレイの製造方法において、電極
配線(ピクセル電極)形成後にTFTのバックチャネルに
設けられる保護膜と電極配線上の絶縁膜とを形成するも
のであるので、本発明によれば、工程数を増加させるこ
となく、電極配線(ピクセル電極)と隣のドレイン電極
との平面的な短絡を防止でき、本発明を表示装置用のTF
Tアレイに用いて点欠陥を激減させることができる。[Effects of the Invention] As described above, the present invention relates to a method of manufacturing an electrode engraving type TFT array having an inverted staggered structure, in which a protective film provided in a back channel of a TFT after forming an electrode wiring (pixel electrode) is used. Since the insulating film on the electrode wiring is formed, the present invention can prevent a planar short circuit between the electrode wiring (pixel electrode) and the adjacent drain electrode without increasing the number of steps. TF for display device according to the present invention
It can be used in T-arrays to dramatically reduce point defects.
第1図(a)〜(g)は、本発明の実施例の工程順を示
すTFTアレイの断面図、第2図(a)〜(f)は、従来
例の工程順を示すTFTアレイの断面図である。 10……絶縁性基板、11……ゲート電極、12……ゲート絶
縁膜、13……ノンドープa−Si膜、14……第1保護絶縁
膜、14a……保護絶縁膜、15……ピクセル電極、16……
第2保護絶縁膜、17……スルーホール、18……ソースコ
ンタクト孔、19……ドレインコンタクト孔、20……n+a
−Si膜、21……金属膜、22……ソース電極、23……ドレ
イン電極。1 (a) to 1 (g) are sectional views of a TFT array showing the order of steps of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a) to (f) are a TFT array showing the order of steps of a conventional example. FIG. 10 ... Insulating substrate, 11 ... Gate electrode, 12 ... Gate insulating film, 13 ... Non-doped a-Si film, 14 ... First protective insulating film, 14a ... Protective insulating film, 15 ... Pixel electrode , 16 ……
Second protective insulating film, 17 ... through hole, 18 ... source contact hole, 19 ... drain contact hole, 20 ... n + a
-Si film, 21 ... Metal film, 22 ... Source electrode, 23 ... Drain electrode.
Claims (1)
インを形成する工程と、 その上にゲート絶縁膜、ノンドープアモルファスシリコ
ン膜および第1保護絶縁膜をこの順に形成する工程と、 前記第1保護絶縁膜およびノンドープアモルファスシリ
コン膜を薄膜トランジスタ形成個所に残すようにパター
ニングする工程と、 ゲート絶縁膜上にピクセル電極を形成する工程と、 全面を被覆する第2保護絶縁膜を形成する工程と、 前記第1保護絶縁膜および第2保護絶縁膜に選択的にエ
ッチングを施して前記ピクセル電極上にスルーホール
を、前記ノンドープアモルファスシリコン膜上にソース
コンタクト孔およびドレンコンタクト孔を形成する工程
と、 高濃度に不純物を含有したアモルファスシリコン膜と金
属膜からなる2層膜を形成しこれをパターニングしてソ
ース電極、ドレイン電極および必要な配線を形成する工
程と、 を具備することを特徴とする薄膜トランジスタアレイの
製造方法。1. A step of forming a gate electrode and a gate bus line on an insulating substrate, a step of forming a gate insulating film, a non-doped amorphous silicon film, and a first protective insulating film in this order, and the first step. Patterning the protective insulating film and the non-doped amorphous silicon film so as to remain in the thin film transistor formation portion; forming a pixel electrode on the gate insulating film; forming a second protective insulating film covering the entire surface; A step of selectively etching the first protective insulating film and the second protective insulating film to form through holes on the pixel electrodes and source contact holes and drain contact holes on the non-doped amorphous silicon film; Form a two-layer film consisting of an amorphous silicon film containing impurities and a metal film The patterned source electrode, method of manufacturing a thin film transistor array, characterized by comprising a step of forming a drain electrode and wiring required, the.
Priority Applications (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02211636A JPH02211636A (en) | 1990-08-22 |
JP2550692B2 true JP2550692B2 (en) | 1996-11-06 |
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JPS61145582A (en) * | 1984-12-20 | 1986-07-03 | キヤノン株式会社 | Display unit |
JPS61193485A (en) * | 1985-02-22 | 1986-08-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of thin film transistor array |
JPH073872B2 (en) * | 1986-06-30 | 1995-01-18 | キヤノン株式会社 | Method of manufacturing semiconductor device using thin film transistor |
-
1989
- 1989-02-11 JP JP3242889A patent/JP2550692B2/en not_active Expired - Lifetime
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