JP2878516B2 - フォトレジストの現像液、現像方法及び薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents

フォトレジストの現像液、現像方法及び薄膜トランジスタの製造方法

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JP2878516B2 JP2777292A JP2777292A JP2878516B2 JP 2878516 B2 JP2878516 B2 JP 2878516B2 JP 2777292 A JP2777292 A JP 2777292A JP 2777292 A JP2777292 A JP 2777292A JP 2878516 B2 JP2878516 B2 JP 2878516B2
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博司 筒
守 古田
達男 吉岡
哲也 川村
豊 宮田
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表示素子、受光素子、
発光素子、太陽電池等の製造に用いられるフォトレジス
トの現像液、現像方法及び薄膜トランジスタに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】ITO(Indium-Tin-Oxide)は表示素
子、受光素子、発光素子、太陽電池等において透明電極
として一般的に用いられており、また、アルミニウムは
抵抗が小さいので配線としてよく用いられる。ここで
は、ITOを絵素電極、アルミニウムを映像信号線、ソ
ース電極及びドレイン電極に用いた液晶表示素子用の薄
膜トランジスタアレイを用いて説明する。
【0003】図3は液晶ディスプレイ用の薄膜トランジ
スタアレイの1画素の概略平面図を示し、図4は図3に
示された平面図のA−A’線上の断面図を示している。
【0004】まず、ガラス基板1上にゲート電極と走査
信号線を兼ねる第一の導電層2を例えばクロムで選択的
に被着形成する。その後、第一の絶縁層3としての例え
ば窒化シリコン層と、ドナーまたはアクセプターとなる
不純物をほとんど含まない非晶質シリコン半導体層4
と、例えば窒化シリコン層の半導体保護層5とを、プラ
ズマCVD法により選択的に被着形成する。
【0005】次に、ソース・ドレイン電極金属とi-a-
Si半導体層との接合のオーミック性を改善するためド
ナーとなる不純物としてリンを多く含む非晶質シリコン
半導体層6をプラズマCVD法により堆積し、通常のフ
ォトリソグラフィー及びエッチングによりこれらの半導
体層を島状にパターニングする。また、画素電極となる
透明電極9としてITO(Indium-Tin-Oxide)を選択的
に被着形成する。
【0006】そしてアルミニウムを全面に例えばスパッ
タ法で堆積し、通常のフォトリソグラフィー法により映
像信号線とソースを兼ねる第二の導電層7及びTFTの
ドレインとなる第二の導電層8をパターニングするため
のフォトレジストパターンを形成し露出部をエッチング
する。
【0007】最後にチャンネル部のn+-a-Si をソー
ス・ドレイン及び半導体保護層をマスクとしてエッチン
グ除去すると薄膜トランジスタアレイを得ている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方法では第二の導電層パターン7、8を形成するため
に、(1)スパッタ法によるアルミニウムの堆積、
(2)フォトリソグラフィーによるフォトレジストパタ
ーンの形成、(3)露出部のエッチングの工程を必要と
している。
【0009】ところで、(2)のフォトリソグラフィー
法において、高解像度でしかもレジスト除去が容易なポ
ジ型レジストを用いると、その現像液には一般にアルカ
リ性水溶液を用いる。しかしながら、アルミニウム薄膜
には堆積前の洗浄状態や堆積方法によってはピンホール
が存在する可能性がある。また、結晶の欠陥や不純物の
偏析等により局所的な活性部分も存在し、現像液に浸漬
すると、この活性部分のアルミニウムが溶解し多数のピ
ンホールを生じる。従って、図5に示すように、現像液
10中に浸漬するとアルミニウム薄膜13にはもともと
ピンホールがなくてもピンホール11が多数生じる。こ
のピンホール11を通じて絵素電極(ITO)9も現像
液に接触することになり、ITO/現像液(すなわち電
解質)/アルミニウムという局所的な電池をつくるた
め、ITOが選択的に腐食溶解した部分12が生じてし
まい絵素電極パターンが正確に形成できないという課題
を有していた。
【0010】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ア
ルミニウムとITOが電気的に接触している場合のフォ
トレジストの現像方法において、電池効果を防止し微細
なITOパターンンを精度よく形成する現像方法、フォ
トレジストの現像液及び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ものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の本発明は、現
像液として、硝酸塩を添加したアルカリ水溶液を用いる
フォトレジストの現像方法である。
【0012】また、請求項3の本発明は、ITOと電気
的に接触するアルミニウム上もしくはアルミニウムと電
気的に接触するITO上に用いられるフォトレジストの
現像工程に用いられる現像液が、硝酸塩を添加したアル
カリ水溶液であるフォトレジストの現像液である。
【0013】また、請求項5の本発明は、透光性基板上
に、不透光性導電材料を選択的に被着形成した第一の導
電層を形成する第一の工程と、基板表面の露出面及び第
一の導電層を絶縁体層で覆う第二の工程と、絶縁体層上
の特定領域を半導体層で覆う第三の工程と、半導体層と
一部重なり合う一対の第二の導電層を形成する第四の工
程と、第二の一対の導電層の一方と電気的に接触する透
明電極を形成する第五の工程とを備えた薄膜トランジス
タの製造方法において、第四の工程がアルミニウムを主
成分とする金属を選択的に被着形成する工程であり、第
五の工程は全面にITOを全面に被着形成し、フォトレ
ジストを全面に塗布し、フォトマスクを用いてフォトレ
ジストを選択的に感光させ、感光させたフォトレジスト
を硝酸塩を含む現像液にて現像し、現像したフォトレジ
ストパターンをマスクとしてITOをエッチングして形
成する工程である薄膜トランジスタの製造方法である。
【0014】また、請求項6の本発明は、透光性基板上
に、不透光性導電材料を選択的に被着形成した第一の導
電層を形成する第一の工程と、基板表面の露出面及び第
一の導電層を絶縁体層で覆う第二の工程と、絶縁体層上
の特定領域を半導体層で覆う第三の工程と、透明電極を
形成する第四の工程と、半導体層と一部重なり合い、一
方は透明電極に電気的に接触する一対の第二の導電層を
形成する第五の工程を備えた薄膜トランジスタの製造方
法において、第四の工程がITOを選択的に被着形成す
る工程であり、第五の工程は全面にアルミニウムを全面
に被着形成し、フォトレジストを全面に塗布し、フォト
マスクを用いてフォトレジストを選択的に感光させ、感
光させたフォトレジストを硝酸塩を含む現像液にて現像
し、現像したフォトレジストパターンをマスクとしてア
ルミニウムをエッチングして形成する工程である薄膜ト
ランジスタの製造方法である。
【0015】
【作用】本発明者は、ITOの腐食防止には酸化剤を現
像液に添加することが有効であることを様々な実験から
見いだしたが、ポジレジストの現像液はアルカリ性であ
ることが本質的な要請であるので、硝酸や過塩素酸のよ
うな酸性の薬品をアルカリ性の現像液に添加することは
出来ない。そこで、様々な検討の結果、酸化剤として硝
酸塩を用いることが有効であることを見いだした。従っ
て、本発明では硝酸塩を添加したアルカリ水溶液を現像
液として用いる。これによって、従来の現像液に硝酸塩
を添加するだけでITOの腐食を防止し、微細なITO
パターンを精度よく形成することができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0017】図1は本発明の第一の実施例における薄膜
トランジスタアレイの一画素の断面図を示したものでこ
の図を用いて、薄膜トランジスタの製造方法を説明す
る。
【0018】非晶質絶縁基板1はガラス基板、石英基板
などの基板である。まず、ガラス基板1上にゲート電極
と走査信号線を兼ねる第一の導電層2を例えばクロムで
選択的に被着形成する。その後、第一の絶縁層3として
例えば窒化シリコン層と、ドナーまたはアクセプターと
なる不純物をほとんど含まない非晶質シリコン半導体層
(以下i-a-Siと略記する)4と、例えば窒化シリコ
ン層の半導体保護層5とをプラズマCVD法により選択
的に被着形成する。次に、ソース・ドレインと半導体層
との接合のオーミック性を改善するためドナーとなる不
純物としてリンを多く含む非晶質シリコン半導体層6
(以下、n+-a-Siと略記する)をプラズマCVD法に
より堆積し、通常のフォトリソグラフィー及びエッチン
グによりこれらの半導体層を島状にパターニングする。
次に、画素電極となる第一の透明電極9としてITO
(Indium-Tin-Oxide)を選択的に被着形成する。そして
アルミニウムを全面に例えばスパッタ法で堆積し、通常
のフォトリソグラフィー法により映像信号線とソースを
兼ねる第二の導電層7及びTFTのドレインとなる第二
の導電層8をパターニングするためのフォトレジストパ
ターンを形成する。
【0019】このフォトレジストパターンの形成の際の
現像液として、テトラメチルアンモニウムハイドロオキ
サイド([(CH4)4N]OH )水溶液に硝酸塩として、例えば
硝酸アンモニウムを前記水溶液1リットルあたり10〜
50グラム程度添加した水溶液を用いると、局部電池に
よるITOの選択的な腐食溶解がない。
【0020】そして、リン酸系エッチング液で露出部の
アルミニウムをエッチング除去し、最後に、チャンネル
部のn+-a-Si をソース・ドレイン及び半導体保護層
をマスクとしてエッチング除去すると薄膜トランジスタ
アレイを得る。
【0021】尚、本実施例ではゲート電極としてクロム
を用いたが、ゲート電極材料としてはモリブデンシリサ
イド、あるいはアルミニウムなどのような金属材料、あ
るいはITOや酸化スズ(SnO2 )などのような透明
性導電膜などを用いることができる。半導体材料として
はアモルファスシリコン以外にも多結晶シリコン等も使
用可能である。
【0022】また、ゲート絶縁層としては酸化シリコン
(SiO2)、シリコンオキシナイトライド(SiO
N)、酸化タンタル(Ta25)、アルミナ(Al
23)等も使用できる。
【0023】また、画質を向上させるため、共通電極を
付加するかあるいは前段のゲートバス配線を利用して蓄
積容量を付加することも可能である。
【0024】次に本発明の第二の実施例について述べ
る。本発明の第二の実施例は第一の実施例において、I
TOとアルミニウムの堆積順序を逆にしたものであるの
で、第一の実施例において半導体層を島状にパターニン
グするまでは同一である。図2は完成した薄膜トランジ
スタアレイの一画素の断面図を示す。
【0025】映像信号線とソースを兼ねる第二の導電層
7及びTFTのドレインとなる第二の導電層8をアルミ
ニウムにて選択的に被着形成し、チャンネル部のn+-a
-Siをソース・ドレイン及び半導体保護層をマスクと
してエッチング除去する。最後に、画素電極となる第一
の透明電極9としてITO(Indium-Tin-Oxide)を全面
に例えばスパッタ法で堆積し、通常のフォトリソグラフ
ィー法によりパターニングするためのフォトレジストパ
ターンを形成するが、この際の現像液として、アルコー
ルと水溶性アミンを含む水溶液に、硝酸塩として例えば
硝酸カリウムアンモニウムを前記水溶液1リットルあた
り10〜50グラム程度添加した水溶液を用いると局部
電池によるITOの選択的な腐食溶解がない。そして、
燐酸系エッチング液で露出部のアルミニウムをエッチン
グ除去すると薄膜トランジスタアレイを得る。
【0026】上記の2つの実施例では、硝酸塩として硝
酸アンモニウムを用いたが、硝酸カリ等の他の硝酸塩を
用いても同様の効果があるし、現像液は第一の実施例と
第二の実施例の現像液を交換しても同様の効果を得る。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
硝酸塩を添加したアルカリ水溶液を用いた現像液を用い
て現像すれば、局所的な電池効果によるITOの腐食溶
解がない、微細で精度の高いITOパターンが形成でき
るので、歩留まりが高く低コストのデバイスを製造する
ことができ、その実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における薄膜トランジスタアレイの製造
方法の第一の実施例における薄膜トランジスタアレイの
一画素の概略断面図である。
【図2】本発明における薄膜トランジスタアレイの製造
方法の第二の実施例における薄膜トランジスタアレイの
一画素の概略断面図である。
【図3】従来の液晶ディスプレイ用の薄膜トランジスタ
アレイの1画素の概略平面図である。
【図4】図3に示された平面図のA−A’線上の断面図
である。
【図5】従来の、アルミニウムを基板全面に堆積しレジ
ストを塗布・露光後、現像液中に浸漬した場合の電池効
果によるITOの腐食溶解を模式的にあらわした断面図
である
【符号の説明】
1 非晶質絶縁基板 2 ゲート電極(クロム) 3 ゲート絶縁層(窒化シリコン) 4 非晶質シリコン 5 半導体保護層(窒化シリコン) 6 リンを含む非晶質シリコン 7 ソース電極(アルミニウム) 8 ドレイン電極(アルミニウム) 9 透明電極(ITO) 10 現像液 11 ピンホール 12 ITOが腐食溶解した部分 13 アルミニウム薄膜 14 ポジレジスト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/336 H01L 29/78 612D 27/12 21/30 569E (72)発明者 川村 哲也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 宮田 豊 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−240935(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 29/786 H01L 21/027 H01L 21/336 H01L 27/12 G02F 1/1343 G02F 1/136 500 G03F 7/32

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ITOと電気的に接触するアルミニウム
    上もしくはアルミニウムと電気的に接触するITO上に
    用いられるフォトレジストの現像方法において、その現
    像液として、硝酸塩を添加したアルカリ水溶液を用いる
    ことを特徴とするフォトレジストの現像方法。
  2. 【請求項2】 アルカリ水溶液がテトラメチルアンモニ
    ウムハイドロオキサイドを含む有機アルカリ水溶液であ
    ることを特徴とする請求項1に記載のフォトレジストの
    現像方法。
  3. 【請求項3】 ITOと電気的に接触するアルミニウム
    上もしくはアルミニウムと電気的に接触するITO上に
    用いられるフォトレジストの現像工程に用いられる現像
    液が、硝酸塩を添加したアルカリ水溶液であることを特
    徴とするフォトレジストの現像液。
  4. 【請求項4】 アルカリ水溶液がテトラメチルアンモニ
    ウムハイドロオキサイドを含む有機アルカリ水溶液であ
    ることを特徴とする請求項3に記載のフォトレジストの
    現像液。
  5. 【請求項5】 透光性基板上に、不透光性導電材料を選
    択的に被着形成した第一の導電層を形成する第一の工程
    と、前記基板表面の露出面及び前記第一の導電層を絶縁
    体層で覆う第二の工程と、前記絶縁体層上の特定領域を
    半導体層で覆う第三の工程と、前記半導体層と一部重な
    り合う一対の第二の導電層を形成する第四の工程と、前
    記第二の一対の導電層の一方と電気的に接触する透明電
    極を形成する第五の工程とを備えた薄膜トランジスタの
    製造方法において、前記第四の工程がアルミニウムを主
    成分とする金属を選択的に被着形成する工程であり、前
    記第五の工程は全面にITOを全面に被着形成し、フォ
    トレジストを全面に塗布し、フォトマスクを用いてフォ
    トレジストを選択的に感光させ、前記感光させたフォト
    レジストを硝酸塩を含む現像液にて現像し、前記現像し
    たフォトレジストパターンをマスクとして前記ITOを
    エッチングして形成する工程であることを特徴とする薄
    膜トランジスタの製造方法。
  6. 【請求項6】 透光性基板上に、不透光性導電材料を選
    択的に被着形成した第一の導電層を形成する第一の工程
    と、前記基板表面の露出面及び前記第一の導電層を絶縁
    体層で覆う第二の工程と、前記絶縁体層上の特定領域を
    半導体層で覆う第三の工程と、透明電極を形成する第四
    の工程と、前記半導体層と一部重なり合い、一方は前記
    透明電極に電気的に接触する一対の第二の導電層を形成
    する第五の工程を備えた薄膜トランジスタの製造方法に
    おいて、前記第四の工程がITOを選択的に被着形成す
    る工程であり、前記第五の工程は全面にアルミニウムを
    全面に被着形成し、フォトレジストを全面に塗布し、フ
    ォトマスクを用いてフォトレジストを選択的に感光さ
    せ、前記感光させたフォトレジストを硝酸塩を含む現像
    液にて現像し、前記現像したフォトレジストパターンを
    マスクとして前記アルミニウムをエッチングして形成す
    る工程であることを特徴とする薄膜トランジスタの製造
    方法。
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