JP2924425B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

液晶表示装置の製造方法

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JP2924425B2 JP4060862A JP6086292A JP2924425B2 JP 2924425 B2 JP2924425 B2 JP 2924425B2 JP 4060862 A JP4060862 A JP 4060862A JP 6086292 A JP6086292 A JP 6086292A JP 2924425 B2 JP2924425 B2 JP 2924425B2
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正樹 中堀
達夫 石橋
誠 大谷
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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、液晶表示装置の製造方
に関するもので、特に窒化珪素膜上の非晶質シリコン
膜のドライエッチング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は液晶表示装置等に用いる薄膜トラ
ンジスタアレイで、非晶質シリコン膜をドライエッチン
グする前を示す断面図である。図において1は基板、5
は基板1上に形成された画素電極、6は基板1上に形成
されたゲ−ト電極、7はゲ−ト電極6上に形成されたゲ
−ト絶縁膜、8はゲ−ト絶縁膜7上に形成されたノンド
−プのi型非晶質シリコン膜、9はノンド−プのi型非
晶質シリコン膜8上にパタ−ン形成されたチャネル保護
膜の窒化珪素膜、10はチャネル保護膜の窒化珪素膜9
上に形成されたPをド−プしたn型非晶質シリコン膜、
11はPをド−プしたn型非晶質シリコン膜10上にパ
タ−ン形成されたソ−ス電極、12はPをド−プしたn
型非晶質シリコン膜10上にパタ−ン形成されたドレイ
ン電極である。
【0003】次にドライエッチング方法について説明す
る。図1は非晶質シリコン膜をドライエッチングすると
きに用いる平行平板型のドライエッチング装置を示し、
1は被エッチング基板、2は上部電極、3は下部電極、
4は高周波発振器である。図2に示した薄膜トランジス
タアレイにおいてPをド−プしたn型非晶質シリコン膜
10およびノンド−プのi型非晶質シリコン膜8のみを
図1に示す平行平板型のドライエッチング装置でエッチ
ングガスにSF6 ガスを用いてドライエッチングし、図
3に示す薄膜トランジスタアレイを形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図4および図5は非晶
質シリコン膜のドライエッチング特性を示す特性図であ
る。従来の非晶質シリコン膜のドライエッチング方法
は、窒化珪素膜との選択性が充分でなく、均一性が悪い
ために、例えば薄膜トランジスタアレイにおいて下層膜
のチャネル保護膜の窒化珪素膜を多量にエッチングした
り、チャネル保護膜上に非晶質シリコン膜のエッチング
残りが生じる。チャネル保護膜の窒化珪素膜を多量にエ
ッチングすると、チャネルのノンド−プのi型非晶質シ
リコン膜をエッチングしてトランジスタ特性に不良が生
じる。また、チャネル保護膜の窒化珪素膜上に非晶質シ
リコン膜のエッチング残りがあると、ソ−ス・ドレイン
間にリ−クが生じる。この薄膜トランジスタアレイを例
えば液晶表示装置等に用いる場合には、一つの薄膜トラ
ンジスタアレイ内にある数100万個程度のトランジス
タの特性が均一であり、また、ソ−ス電極とドレイン電
極間にリ−クがないことが必要である。液晶表示装置に
おいて、トランジスタ特性が均一でないと、表示上輝度
ムラが生じ、リ−クがあると点欠陥となり液晶表示装置
の画質が著しく悪くなるという問題があった。
【0005】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、窒化珪素膜との選択性が更に良
く、均一性の良いドライエッチング方法を得ることを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る液晶表示
装置の製造方法は、基板上に窒化珪素膜を形成する工程
と、上記窒化珪素膜上に非晶質シリコン膜を形成する工
程と、上記非晶質シリコン膜上にマスク材をパターン形
成する工程と、上記マスク材で覆われていない非晶質シ
リコン膜の領域をCHCl 2 CF 3 ガスとSF 6 ガスとを
含む混合ガスであって、ガス組成比CHCl 2 CF 3
(CHCl 2 CF 3 +SF 6 )が30〜70%である混合
ガス中でドライエッチングすることによって、上記窒化
珪素膜の表面を露出させて上記非晶質シリコン膜をパタ
ーン化する工程、とを備えたものである。
【0007】
【作用】この発明における液晶表示装置の製造方法は、
CHCl 2 CF 3 ガスとSF 6 ガスとを含む混合ガスであ
って、ガス組成比CHCl 2 CF 3 /(CHCl 2 CF 3
SF 6 )が30〜70%である混合ガス中でドライエッ
チングすることによって、窒化珪素膜のエッチングレー
ト低減させ、高選択比を有した状態で、均一性良く非晶
質シリコン膜をドライエッチング加工するものである。
【0008】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図2は液晶表示装置等に用いる薄膜トランジスタ
アレイを形成するにあたり、非晶質シリコン膜をドライ
エッチングする工程の前を示す断面図で、図3は非晶質
シリコン膜をドライエッチングする工程の後を示す断面
図である。
【0009】次にドライエッチング方法について説明す
る。この薄膜トランジスタアレイの製造方法は、非晶質
シリコン膜のドライエッチングを除いて従来法と同じで
ガラス等の基板1上に画素電極2を所望のパタ−ンに形
成したのちゲ−ト電極6を所望のパタ−ンに形成する。
次いでゲ−ト絶縁膜7、ノンド−プのi型非晶質シリコ
ン膜8、チャネル保護膜の窒化珪素膜9を連続的に形成
し、所望のレジストパタ−ンを形成した後、チャネル保
護膜の窒化珪素膜9をパタ−ン形成する。次にこの上に
Pをド−プしたn型非晶質シリコン膜10を形成し、所
望のパタ−ンにパタ−ニングする。その上に、ソ−ス電
極11およびドレイン電極12をパタ−ン形成する。こ
の後、Pをド−プしたn型非晶質シリコン膜10および
ノンド−プのi型非晶質シリコン膜8のみを図1に示す
平行平板型のドライエッチング装置を用いてエッチング
ガスとして一部水素を塩素あるいは弗素で置換した炭化
水素で例えばCHCl2 CF3 とSF6 を含むガスを主
成分とする混合ガスを使用してドライエッチングする。
【0010】図4はCHCl2 CF3 とSF6 のガス組
成比と非晶質シリコン膜および窒化珪素膜のエッチング
レ−トの関係を示す図である。本発明の方法においては
ガス組成比CHCl2 CF3 /(CHCl2 CF3 +S
6 )が大きくなるほど非晶質シリコン膜および窒化珪
素膜のエッチングレ−トはともに小さくなるが上記従来
法に比べてCHCl2 CF3 とSF6 を含む混合ガスで
エッチングしたときは窒化珪素膜に対する非晶質シリコ
ン膜のエッチング選択比が大きくなり、エッチング選択
比にガス組成比依存性があることよりエッチング選択比
をガス組成比により最適化できる。
【0011】図5はCHCl2CF3とSF6のガス組成
と非晶質シリコン膜のエッチング均一性の関係を示す図
である。本発明の方法においては上記従来法に比べ非晶
質シリコン膜のエッチング均一性が、ガス組成比CHC
2 CF 3 /(CHCl 2 CF 3 +SF 6 )で70%まで良
くなることが確認された。
【0012】図6はガス組成比がCHCl2 CF3
(CHCl2 CF3 +SF6 )が40%におけるガス圧
力と非晶質シリコン膜および窒化珪素膜のエッチングレ
−トの関係を示す図である。本発明の方法においてはガ
ス圧力が大きくなるにつれて非晶質シリコン膜のエッチ
ングレ−トは増加するが窒化珪素膜のエッチングレ−ト
はガス圧力が100mTorr以下の範囲においてはガ
ス圧力が大きくなるにつれてエッチングレ−トは増加す
るがガス圧力が100mTorr以上ではエッチングレ
−トが余り変化しない。従って、窒化珪素膜に対する非
晶質シリコン膜のエッチング選択比にガス圧力依存性が
あることを示し、ガス圧力は100〜300mTorr
の範囲でエッチングすることによりエッチング選択比を
最大にできる。
【0013】以上より、 CHCl2CF3とSF6を含む
混合ガスとして非晶質シリコン膜をエッチングする方法
において、ガス圧力は100〜300mToorの範囲
で、混合ガスの組成比は、CHCl 2 CF 3 /(CHCl
2 CF 3 +SF 6 )で30〜70%の範囲であれば従来よ
りも非晶質シリコン膜のみを選択的に均一性良くエッチ
ングを行うことができる。
【0014】なお上記実施例では、基板1としてガラス
基板を用いた場合について説明したが、これに限るもの
ではなく、例えばシリコン等他のものであっても良い。
【0015】
【0016】また、上記実施例では、エッチングガスと
してCHCl2 CF3 とSF6 を含む混合ガスを用いて
エッチングを行ったが、エッチングガスに酸素あるいは
ヘリウム等の希ガスを添加してエッチングを行っても良
い。
【0017】
【0018】また、上記実施例では、ソ−ス電極および
ドレイン電極のようなパタ−ン形成された金属性導電膜
をマスクにしてドライエッチングする場合について説明
したが、これに限るものではなく、パタ−ン形成された
フォトレジストであっても良い。
【0019】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、基板上
に窒化珪素膜を形成する工程と、上記窒化珪素膜上に非
晶質シリコン膜を形成する工程と、上記非晶質シリコン
膜上にマスク材をパターン形成する工程と、上記マスク
材で覆われていない非晶質シリコン膜の領域をCHCl
2 CF 3 ガスとSF 6 ガスとを含む混合ガスであって、ガ
ス組成比CHCl 2 CF 3 /(CHCl 2 CF 3 +SF 6
が30〜70%である混合ガス中でドライエッチングす
ることによって、上記窒化珪素膜の表面を露出させて上
記非晶質シリコン膜をパターン化する工程、とを備えて
液晶表示装置を製造するので、特にガス組成比CHCl
2 CF 3 /(CHCl 2 CF 3 +SF 6 )が30〜70%で
ある混合ガス中でドライエッチングすることにより、窒
化珪素膜との選択性が良く、または均一性の良いドライ
エッチングが可能となり、薄膜トランジスタを用いた液
晶表示装置等の製造においてトランジスタ特性が均一
で、欠陥が少ない薄膜トランジスタアレイを高歩留まり
で得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例に使用する装置の一例である
平行平板型ドライエッチング装置の概略構成図である。
【図2】この発明の一実施例による薄膜トランジスタア
レイにおける非晶質シリコン膜のドライエッチング方法
を説明する断面図である。
【図3】この発明の一実施例による薄膜トランジスタア
レイにおける非晶質シリコン膜のドライエッチング方法
を説明する断面図である。
【図4】この発明の一実施例による非晶質シリコン膜の
ドライエッチング特性を示す特性図である(CHCl2
CF3 とSF6 のガス組成比と非晶質シリコン膜および
窒化珪素膜のエッチングレ−トおよび窒化珪素膜に対す
る非晶質シリコン膜のエッチング選択比の関係)。
【図5】この発明の一実施例による非晶質シリコン膜の
ドライエッチング特性を示す特性図である(CHCl2
CF3 とSF6 のガス組成比と非晶質シリコン膜のエッ
チング均一性の関係)。
【図6】この発明の一実施例による非晶質シリコン膜の
ドライエッチング特性を示す特性図である(ガス圧力と
非晶質シリコン膜および窒化珪素膜のエッチングレ−ト
および窒化珪素膜に対する非晶質シリコン膜のエッチン
グ選択比の関係)。
【符号の説明】
1 基板 2 上部電極 3 下部電極 4 高周波発振器 5 画素電極 6 ゲート電極 7 ゲート絶縁膜 8 i−a−Si 9 チャンネル保護膜 10 n−a−Si 11 ソース電極 12 ドレイン電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽山 昌宏 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 材料デバイス研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−131456(JP,A) 特開 平3−42824(JP,A) 特開 平5−160079(JP,A) 特開 平5−226654(JP,A) 特開 平4−271120(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/3065 H01L 21/336 H01L 29/786

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒化珪素膜上に形成された非晶質シリコ
    ン膜をドライエッチングする液晶表示装置の製造方法で
    あって、 基板上に窒化珪素膜を形成する工程と、 上記窒化珪素膜上に非晶質シリコン膜を形成する工程
    と、 上記非晶質シリコン膜上にマスク材をパターン形成する
    工程と、 上記マスク材で覆われていない非晶質シリコン膜の領域
    をCHCl 2 CF 3 ガスとSF 6 ガスとを含む混合ガスで
    あって、ガス組成比CHCl 2 CF 3 /(CHCl 2 CF 3
    +SF 6 )が30〜70%である混合ガス中でドライエ
    ッチングすることによって、上記窒化珪素膜の表面を露
    出させて上記非晶質シリコン膜をパターン化する工程、 とを備えた液晶表示装置の製造 方法。
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US6335781B2 (en) 1998-12-17 2002-01-01 Lg Electronics, Inc. Method for manufacturing an LCD in which a photoresist layer is at least 1.2 times thicker than the passivation layer

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