JP3230311B2 - Manufacturing method of TFT matrix - Google Patents

Manufacturing method of TFT matrix

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JP3230311B2
JP3230311B2 JP85493A JP85493A JP3230311B2 JP 3230311 B2 JP3230311 B2 JP 3230311B2 JP 85493 A JP85493 A JP 85493A JP 85493 A JP85493 A JP 85493A JP 3230311 B2 JP3230311 B2 JP 3230311B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液晶ディスプレイ(LC
D)等の構成に用いられるTFTマトリクスの製造方法
に係り、特にTFTマトリクスの製造に用いられるバリ
ウム硼珪酸ガラス基板の表面処理方法に関する。
The present invention relates to a liquid crystal display (LC).
The present invention relates to a method of manufacturing a TFT matrix used in the configuration of D) and the like, and particularly to a method of treating a surface of a barium borosilicate glass substrate used in manufacturing a TFT matrix.

【0002】近年のLCDには、高品質と共に低価格化
が強く望まれており、それに答えるために一層の製造歩
留り向上が必要になっている。LCDの製造歩留りを下
げる要因の一つに表示むらがあるが、これはLCDを構
成するTFTマトリクスにおける基板リークに起因する
ことが多く、TFTマトリクスの基板リークをなくする
ことが上記LCDの歩留り向上のために強く望まれてい
る。
[0002] In recent years, there has been a strong demand for lower cost as well as high quality of LCDs, and in order to meet such demands, it is necessary to further improve the production yield. One of the factors that lowers the LCD production yield is display unevenness, which is often caused by substrate leakage in the TFT matrix that constitutes the LCD, and eliminating the substrate leakage in the TFT matrix improves the LCD yield. Is strongly desired for.

【0003】[0003]

【従来の技術】TFTマトリクスを形成するガラス基板
には、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすナトリウムを
含まないバリウム硼珪酸ガラスが主として用いられる。
2. Description of the Related Art Sodium-free barium borosilicate glass which adversely affects the characteristics of semiconductor elements is mainly used for a glass substrate on which a TFT matrix is formed.

【0004】TFTマトリクスの製造において、上記バ
リウム硼珪酸ガラス基板表面の、製造時及び運搬時等に
付着した金属化合物等の汚染物質や、運搬時等に形成さ
れた微細な疵等を除去することは、TFTマトリクスの
高品質を維持するために極めて重要である。そこで上記
バリウム硼珪酸ガラス基板には、TFTマトリクスの製
造工程に先立って、表面の汚染や疵を除去するための洗
浄処理が施される。
[0004] In the manufacture of a TFT matrix, it is necessary to remove contaminants such as metal compounds adhered to the surface of the barium borosilicate glass substrate during manufacturing and transportation, and fine flaws formed during transportation and the like. Is extremely important for maintaining high quality of the TFT matrix. Therefore, the barium borosilicate glass substrate is subjected to a cleaning process for removing surface contamination and flaws before the TFT matrix manufacturing process.

【0005】この洗浄処理は、界面活性剤等の洗剤や、
酸系薬品を用いて行われるのが一般的である。上記洗浄
処理において、従来、酸系薬品による洗浄処理は、通常
の石英器具等の洗浄に用いる酸化性を有し且つガラス自
体を溶解しない強酸の液、例えば硫酸(H2SO4) と過酸化
水素(H2O2)とを10:1の割合で混合したPOS溶液を用
い、このPOS溶液を 100℃に加熱した中に上記ガラス
基板を5分程度浸漬する方法により行われていた。
[0005] This cleaning treatment is performed by using a detergent such as a surfactant,
It is generally performed using an acid-based chemical. Conventionally, in the above-mentioned cleaning treatment, the cleaning treatment with an acid-based chemical is performed by using a strong acid solution that does not dissolve the glass itself, such as sulfuric acid (H 2 SO 4 ), which has an oxidizing property and is used for cleaning quartz equipment and the like. The method has been performed by using a POS solution in which hydrogen (H 2 O 2 ) is mixed at a ratio of 10: 1, and immersing the glass substrate for about 5 minutes while heating the POS solution to 100 ° C.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記硫酸と過
酸化水素水との混液であるPOS溶液を使用した場合、
バリウム硼珪酸ガラス基板の表面部に含まれるガラス基
板の一部の成分(例えばバリウムやアルミニウム等)が
選択的に溶液内に溶出し、その後のガラス基板の表面部
に、上記一部成分が溶出して内部よりポーラスになった
低密度層が20nm程度の深さに形成されるという現象があ
る。
However, when a POS solution that is a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide is used,
Some components of the glass substrate (for example, barium and aluminum) contained in the surface of the barium borosilicate glass substrate are selectively eluted into the solution, and the above components are eluted in the subsequent surface of the glass substrate. As a result, there is a phenomenon that a low-density layer that is more porous than the inside is formed at a depth of about 20 nm.

【0007】そしてこのように低密度層が深く形成され
た際には、例えば逆スタガード型のTFTマトリクスの
製造工程において、図4(a) に示すように、上記酸洗浄
を終わったバリウム硼珪酸ガラス基板1上にゲート電極
材料の金属膜例えばチタン(Ti) 膜3をスパッタ法によ
り形成した際に、基板1表面部の前記のように20nm程度
の深さ(t′) を有する深い低密度層2内の深部までTi粒
子3Pが侵入固着し、次の工程で図4(b) に示すように、
レジストパターン4をマスクにして上記Ti膜3を選択的
にエッチング除去してガラス基板1上にTi膜3よりなる
ゲート電極配線3Gを形成した際に、表出する基板1面の
低密度層2の深部に侵入しているTi粒子3Pは上記エッチ
ングで除去しきれずに残留し、表出するバリウム硼珪酸
ガラス基板1の表層部に高抵抗層12を形成して、基板表
面の絶縁性を劣化させる。
When the low-density layer is thus formed deeply, for example, in the process of manufacturing an inverted staggered type TFT matrix, as shown in FIG. When a metal film, for example, a titanium (Ti) film 3 as a gate electrode material is formed on a glass substrate 1 by sputtering, a deep low density having a depth (t ') of about 20 nm on the surface of the substrate 1 as described above. As shown in FIG. 4 (b), the Ti particles 3P penetrate and adhere to the deep portion of the layer 2 in the next step.
When the gate electrode wiring 3G made of the Ti film 3 is formed on the glass substrate 1 by selectively etching and removing the Ti film 3 using the resist pattern 4 as a mask, the low-density layer 2 on the surface of the substrate 1 is exposed. 3P penetrating into the deep part of the substrate remains without being completely removed by the above-mentioned etching, and forms a high-resistance layer 12 on the surface layer of the exposed barium borosilicate glass substrate 1, thereby deteriorating the insulating property of the substrate surface. Let it.

【0008】そのため以後通常の方法により図4(c) に
示すように、ゲート絶縁膜5を形成し、アモーファスシ
リコン(a-Si)動作層6を形成し、チャネル保護膜7を
形成し、n+ 型a-Siからなるドレインコンタクト層8D及
びソースコンタクト層8Sを形成し、ドレイン電極配線9D
及びソース電極9Sを形成し、透明画素電極10を形成し、
表面を被覆絶縁膜11で選択的に覆って逆スタガード型の
TFTマトリクスを完成させた際に、透明画素電極10に
与えられ保持されている電圧が、前記ガラス基板1表層
部の前記高抵抗層12を介してのゲートバスライン13への
リークによってドロップしてその画素の輝度が低下し、
このTFTマトリクスを用いて構成されるLCDに表示
むらによる歩留り低下をもたらすという問題を生じてい
た。
Therefore, thereafter, as shown in FIG. 4C, a gate insulating film 5 is formed, an amorphous silicon (a-Si) operating layer 6 is formed, and a channel protective film 7 is formed by a usual method. A drain contact layer 8D and a source contact layer 8S made of n + type a-Si are formed, and a drain electrode wiring 9D is formed.
And the source electrode 9S, forming the transparent pixel electrode 10,
When the surface is selectively covered with a coating insulating film 11 to complete an inverted staggered TFT matrix, the voltage applied to and held by the transparent pixel electrode 10 is applied to the high resistance layer of the surface layer of the glass substrate 1. Leakage to the gate bus line 13 through 12 causes the pixel to drop, reducing the brightness of that pixel,
There has been a problem in that the yield is reduced due to uneven display on an LCD configured using the TFT matrix.

【0009】図5は上記LCDの表示むら発生原因を示
す等価回路図で、GBはゲートバスライン、DBはドレイン
バスライン、TはTFT、Gはゲート電極、Dはドレイ
ン電極、Sはソース電極、Pは透明画素電極、LCは液
晶、Cはゲートバスラインと画素電極の重なりによって
形成された画素電極の寄生容量、Rは低密度層の深部に
残留するTi粒子により形成された高抵抗層を表してお
り、Tがオンして画素電極Pに与えられたドレイン電圧
によって画素電極PとゲートバスラインGB間の容量Cに
蓄積された画素電圧に対応する電荷が、基板表面の高抵
抗層Rを介してゲートバスラインGBへリークする状態を
示している。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing the causes of uneven display of the LCD. GB is a gate bus line, DB is a drain bus line, T is a TFT, G is a gate electrode, D is a drain electrode, and S is a source electrode. , P is a transparent pixel electrode, LC is a liquid crystal, C is a parasitic capacitance of the pixel electrode formed by the overlap of the gate bus line and the pixel electrode, and R is a high resistance layer formed by Ti particles remaining deep in the low density layer. When T is turned on, a charge corresponding to the pixel voltage accumulated in the capacitor C between the pixel electrode P and the gate bus line GB by the drain voltage applied to the pixel electrode P is transferred to the high resistance layer on the substrate surface. This shows a state of leaking to the gate bus line GB via R.

【0010】そこで本発明は、バリウム硼珪酸ガラス基
板の表面低密度層内に形成される電極配線金属による高
抵抗層を、電極配線パターニングに際して完全に除去し
て基板表面の絶縁性を高めることが可能なTFTマトリ
クスの製造方法を提供し、画素電圧のドロップを防止し
てTFTマトリクスの信頼性を向上させ、ひいてはこの
TFTマトリクスを用いて構成するLCDの製造歩留り
を向上せしめることを目的とする。
In view of the above, the present invention is to improve the insulating property of the substrate surface by completely removing the high-resistance layer formed of the electrode wiring metal in the low-density layer on the surface of the barium borosilicate glass substrate when patterning the electrode wiring. It is an object of the present invention to provide a possible method of manufacturing a TFT matrix, to prevent a drop in pixel voltage, to improve the reliability of the TFT matrix, and to improve the manufacturing yield of an LCD using the TFT matrix.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題の解決は、ガラ
ス基板上に直に金属電極を形成する工程を有するTFT
マトリクスの製造方法において、該ガラス基板として、
該ガラス基板表面を清浄化するための酸処理工程におけ
る酸処理量を制御することにより、内部よりポーラスで
ある表面低密度層が10nm以下の深さに形成されたバリウ
ム硼珪酸ガラス基板を用いるTFTマトリクスの製造方
法によって達成される。また、該基板表面を清浄化する
ための酸処理を施した後、該基板の表面を弗酸系の液に
よるウェットエッチング手段若しくは弗素系のガスによ
るドライエッチング手段により全面エッチングする工程
により、内部よりポーラスである表面低密度層が10nm以
下の深さに形成されたバリウム硼珪酸ガラス基板を用い
TFTマトリクスの製造方法によって達成される。
Solving the problems SUMMARY OF THE INVENTION may, TFT having a step of forming a direct metal electrode on a glass substrate
In the method for producing a matrix, as the glass substrate,
In an acid treatment process for cleaning the glass substrate surface
By controlling the acid treatment amount, a method of manufacturing a TFT matrix using a barium borosilicate glass substrate having a surface low density layer which is more porous than the inside formed at a depth of 10 nm or less is achieved . Further, after performing an acid treatment for cleaning the substrate surface, the entire surface of the substrate is etched by a wet etching means using a hydrofluoric acid-based liquid or a dry etching means using a fluorine-based gas, so that the inside of the substrate is etched from the inside. 10 nm or less porous low density layer
Using a barium borosilicate glass substrate formed at the depth below
It is achieved by the method for producing a TFT matrix that.

【0012】[0012]

【作用】発明者は、前記図4(c) に示した構造を有する
逆スタガード型のTFTマトリクスにおいて、バリウム
硼珪酸ガラス基板の表面即ちゲート電極が直に配設され
る面の表面抵抗と、透明画素電極に与えられた画素電圧
の電圧ドロップとの関係を調べた。
The inventor has found that, in the inverted staggered type TFT matrix having the structure shown in FIG. 4C, the surface resistance of the surface of the barium borosilicate glass substrate, that is, the surface on which the gate electrode is directly disposed, The relationship between the pixel voltage applied to the transparent pixel electrode and the voltage drop was examined.

【0013】その結果、図6に示すように、上記ガラス
基板の表面抵抗が1012Ω/□以上あれば、透明画素電極
に与えられた5V近傍の画素電圧が、LCDの動作に必
要な15mS以上の時間保持されるのに対して、表面抵抗が
1011Ω/□では15mSの経過で画素電圧が2V以下にドロ
ップし、画素の輝度が損なわれることを確認した。
As a result, as shown in FIG. 6, if the surface resistance of the glass substrate is 10 12 Ω / □ or more, the pixel voltage of about 5 V applied to the transparent pixel electrode is reduced to 15 mS required for LCD operation. While the surface resistance is maintained for
At 10 11 Ω / □, it was confirmed that the pixel voltage dropped to 2 V or less after 15 ms, and the luminance of the pixel was impaired.

【0014】また、バリウム硼珪酸ガラス基板表面の低
密度層を種々の深さに形成し、それぞれの上にTi膜をス
パッタ法で形成し、このTi膜をドライエッチング手段で
除去した後の基板面の表面抵抗を測定し、表面低密度層
の深さが10nm以下であれば、前記ドライエッチング後
に、表面低密度層内にTi膜が残留して抵抗層が形成さ
れることはなく、1012Ω/□以上のTi膜被着前とほぼ同
等の表面抵抗が得られることを確認した。
A low-density layer on the surface of a barium borosilicate glass substrate is formed at various depths, a Ti film is formed on each of the low-density layers by a sputtering method, and the Ti film is removed by dry etching. Measure the surface resistance of the surface, if the depth of the surface low-density layer is 10 nm or less, after the dry etching, a low- resistance layer is not formed with the Ti film remaining in the surface low-density layer, It was confirmed that a surface resistance of about 10 12 Ω / □ or more was obtained, which was almost the same as before the Ti film was deposited.

【0015】そこで、本発明においては基板表面を清浄
化するための酸処理工程の酸処理量の制御、或いは酸処
理後の弗酸系の液或いは弗素系のガスによる基板面の全
面エッチングによってTFTマトリクスの製造に用いる
バリウム硼珪酸ガラス基板の表面低密度層の深さを10nm
以下に抑え、これによってTFTマトリクスの画素電圧
のドロップを防止し、このTFTマトリクスを用いて構
成されるLCDの表示むらによる歩留り低下を防止する
ものである。
Therefore, in the present invention, the TFT is controlled by controlling the amount of acid treatment in an acid treatment step for cleaning the substrate surface, or by etching the entire substrate surface with a hydrofluoric acid-based liquid or a fluorine-based gas after the acid treatment. The depth of the low density layer on the surface of the barium borosilicate glass substrate used for the production of the matrix is 10 nm.
Accordingly, the pixel voltage of the TFT matrix is prevented from dropping, and the decrease in the yield due to the uneven display of the LCD configured using the TFT matrix is prevented.

【0016】[0016]

【実施例】以下本発明を、図示実施例により具体的に説
明する。図1及び図2は本発明の一実施例の工程断面
図、図3は本発明の他の実施例の工程断面図である。全
図を通じ同一対象物は同一符合で示す。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 and 2 are cross-sectional views showing steps in one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing steps in another embodiment of the present invention. The same objects are denoted by the same reference symbols throughout the drawings.

【0017】図1(a) 参照 本発明の方法により逆スタガード型TFTマトリクスを
製造するに際しては、上記TFTマトリクスの製造に用
いるバリウム硼珪酸ガラス基板1に例えばコーニング社
製#7059 ガラス基板を使用し、製造工程に入る前に、こ
の基板を従来同様のPOS液(H2SO4:H2O2 =10:1の混
液)により、表面低密度層2の深さ(t) が10nm以下にな
るよう液温と処理時間を制御して洗浄を行う。この際の
液温及び処理時間の制御条件は、例えば液温80℃、処理
時間2分以下とすればよい。
When manufacturing an inverted staggered type TFT matrix by the method of the present invention, a barium borosilicate glass substrate 1 used for manufacturing the TFT matrix is, for example, a Corning # 7059 glass substrate. Prior to the manufacturing process, the substrate is subjected to the same POS solution (H 2 SO 4 : H 2 O 2 = 10: 1 mixture) as before to reduce the surface low-density layer 2 to a depth (t) of 10 nm or less. Cleaning is performed by controlling the liquid temperature and the processing time so as to be as appropriate. At this time, the control conditions of the liquid temperature and the processing time may be, for example, a liquid temperature of 80 ° C. and a processing time of 2 minutes or less.

【0018】図1(b) 参照 次いで上記基板上にスパッタ法により厚さ 100nm程度の
Ti膜3を形成する。この際、表面低密度層2内にもTi粒
子3Pが侵入固定され基板1の表面に高抵抗層12が形成さ
れる。
Referring to FIG. 1 (b), the substrate was sputtered to a thickness of about 100 nm.
A Ti film 3 is formed. At this time, the Ti particles 3P are also penetrated and fixed in the surface low density layer 2 and the high resistance layer 12 is formed on the surface of the substrate 1.

【0019】図1(c) 参照 次いで、レジストパターン4をマスクにし、弗素系のガ
ス例えばSF6 或いは塩素系のガス例えばCl2 を用いるド
ライエッチング手段により前記Ti膜3をパターニングし
前記Ti膜よりなるゲート電極配線3Gを形成する。この
際、基板表面に形成されている低密度層2の深さは前記
のように10nm以下に抑えられているので、Ti膜3がエッ
チング除去されて表出する基板1面詳しくは基板1の表
面低密度層2内のTi膜3の微小残渣即ちTi微粒子3Pは完
全にエッチング除去され、表出する基板1面の高抵抗層
12は消失する。なお、ゲート電極配線3Gの下部領域の表
面低密度層2内にはTi微粒子3Pによる高抵抗層12が選択
的に残留する。
Next, referring to FIG. 1C, using the resist pattern 4 as a mask, the Ti film 3 is patterned by dry etching using a fluorine-based gas such as SF 6 or a chlorine-based gas such as Cl 2. The gate electrode wiring 3G is formed. At this time, since the depth of the low-density layer 2 formed on the surface of the substrate is suppressed to 10 nm or less as described above, the surface of the substrate 1 on which the Ti film 3 is etched away and exposed is exposed. The minute residue of the Ti film 3 in the surface low-density layer 2, that is, the Ti fine particles 3P are completely removed by etching, and the exposed high-resistance layer on the surface of the substrate 1
12 disappears. Note that the high-resistance layer 12 made of the Ti fine particles 3P selectively remains in the surface low-density layer 2 in the lower region of the gate electrode wiring 3G.

【0020】図1(d) 参照 次いでレジストパターン4を除去した後、前記ゲート電
極配線3Gを有する基板1上にCVD法により厚さ 400nm
程度のSi3N4 膜からなるゲート絶縁膜5を形成し、次い
でその上にCVD法により厚さ20nm程度のノンドープの
アモーファスシリコン(a-Si)動作層6を形成し、次い
でその上にCVD法により厚さ 200nm程度のSi3N4 膜か
らなるチャネル保護膜7を形成し、その上にレジスト膜
を形成し、基板の裏面側からゲート電極配線3Gをマスク
にし前記レジスト膜への露光を行い、現像を行ってチャ
ネル保護膜7上にゲート電極配線3Gに自己整合するレジ
ストパターン14を形成する。
After the resist pattern 4 is removed, a 400 nm-thick film is formed on the substrate 1 having the gate electrode wiring 3G by CVD.
A gate insulating film 5 made of a Si 3 N 4 film having a thickness of about 20 nm, a non-doped amorphous silicon (a-Si) operating layer 6 having a thickness of about 20 nm is formed thereon by a CVD method, and then a gate insulating film 5 is formed thereon. A channel protective film 7 made of a Si 3 N 4 film having a thickness of about 200 nm is formed by a CVD method, a resist film is formed thereon, and the resist film is exposed from the back side of the substrate using the gate electrode wiring 3G as a mask. Then, development is performed to form a resist pattern 14 on the channel protective film 7 which is self-aligned with the gate electrode wiring 3G.

【0021】図2(a) 参照 次いで上記レジストパターン14をマスクにしてチャネル
保護膜7をパターニングし、a-Si動作層6上にゲート電
極配線3Gに自己整合するチャネル保護膜パターン7Pを形
成する。
Next, referring to FIG. 2A, the channel protective film 7 is patterned using the resist pattern 14 as a mask to form a channel protective film pattern 7P on the a-Si operation layer 6 which is self-aligned with the gate electrode wiring 3G. .

【0022】図2(b) 参照 次いでレジストパターン14を除去した後、この基板上
に、CVD法により厚さ10nm程度のn+ 型a-Si層を形成
し、次いで通常のフォトリソグラフィ手段により上記n
+ 型a-Si層をパターニングしてn+ 型a-Siドレインコン
タクト層8D及びn + 型a-Siソースコンタクト層8Sを形成
し、更に続いて前記チャネル保護膜パターン7Pをマスク
にし上記コンタクト層8D及び8Sに自己整合させてa-Si動
作層6をパターニングする。なおこのエッチングに際
し、ゲート電極配線3G上部に位置するa-Si動作層6のチ
ャネル形成領域はチャネル保護膜パターン7Pによって保
護される。
Next, referring to FIG. 2B, after removing the resist pattern 14,
In addition, n of about 10 nm thickness is formed by CVD.+Form a-Si layer
And then by the usual photolithographic means
+Pattern the a-Si layer to form n+Type a-Si drain capacitor
Tact layer 8D and n +Formed a-Si source contact layer 8S
Subsequently, the channel protective film pattern 7P is masked.
And self-aligned with the contact layers 8D and 8S,
The layer 6 is patterned. Note that this etching
And the a-Si operation layer 6 located above the gate electrode wiring 3G.
The channel formation region is protected by the channel protective film pattern 7P.
Protected.

【0023】図2(c) 参照 次いで、上記基板上にTiとCuの合金等からなる厚さ 100
nm程度の電極配線層を形成し、通常のフォトリソグラフ
ィによりパターニングを行って前記ドレインコンタクト
層8D及びソースコンタクト層8Sを個々に覆うドレイン電
極配線9D及びソース電極9Sを形成し、次いでこの基板上
にインジウムと錫の酸化物からなるITOの膜をスパッ
タ法等により 100nm程度の厚さに形成し、弗素系のガス
によるドライエッチング手段によりパターニングして、
ITOからなり一部が前記ソース電極9Sに接する透明画
素電極10を形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (c), on the above-mentioned substrate, a thickness of 100
An electrode wiring layer of about nm is formed, and patterning is performed by ordinary photolithography to form a drain electrode wiring 9D and a source electrode 9S that individually cover the drain contact layer 8D and the source contact layer 8S, and then on the substrate. An ITO film made of an oxide of indium and tin is formed to a thickness of about 100 nm by a sputtering method or the like, and is patterned by dry etching using a fluorine-based gas.
A transparent pixel electrode 10 made of ITO and partially in contact with the source electrode 9S is formed.

【0024】図2(d) 参照 次いで、上記基板上にCVD法によりSi3N4 からなる厚
さ 200nm程度の被覆絶縁膜11を形成し、次いでフォトリ
ソグラフィにより透明画素電極10の上面を表出する窓15
を形成して逆スタガード型TFTマトリクスが完成す
る。
Next, as shown in FIG. 2D, a coating insulating film 11 of about 200 nm in thickness made of Si 3 N 4 is formed on the substrate by CVD, and the upper surface of the transparent pixel electrode 10 is exposed by photolithography. Windows 15
Is formed to complete an inverted staggered TFT matrix.

【0025】また、本発明に係る他の方法によれば、例
えば上記逆スタガード型TFTマトリクスの形成に用い
るバリウム硼珪酸ガラス基板の表面処理が次のように行
われる。
According to another method of the present invention, for example, the surface treatment of a barium borosilicate glass substrate used for forming the above-mentioned inverted staggered TFT matrix is performed as follows.

【0026】図3(a) 参照 即ち、先ずバリウム硼珪酸ガラス基板1の表面に付着し
ている汚染物質や疵を除去するためのPOS液による洗
浄処理を、例えば液温 100℃において5分間行う。これ
により基板1の表面には表面低密度層2が20nm程度の深
さ(t′)で形成される。
Referring to FIG. 3A, first, a cleaning process using a POS solution for removing contaminants and flaws attached to the surface of the barium borosilicate glass substrate 1 is performed, for example, at a liquid temperature of 100 ° C. for 5 minutes. . Thus, a low-density surface layer 2 is formed on the surface of the substrate 1 with a depth (t ') of about 20 nm.

【0027】図3(b) 参照 次いで、珪酸(シリカ)をエッチングする能力がある弗
素系のガス例えばSF6を用いたドライエッチング手段、
或いは弗酸(HF)系の液例えばHFと弗化アンモン(NH4F)の
混液によるウェットエッチング手段により、基板の全面
を10〜15nmエッチングして前記表面低密度層2の深さを
少なくとも10nm以下の深さ(t )に減少させる。
Referring to FIG. 3B, dry etching means using a fluorine-based gas such as SF 6 capable of etching silicic acid (silica)
Alternatively, the entire surface of the substrate is etched by 10 to 15 nm by wet etching using a mixed solution of hydrofluoric acid (HF) such as HF and ammonium fluoride (NH 4 F) so that the surface low-density layer 2 has a depth of at least 10 nm. Reduce to the following depth (t):

【0028】図3(c) 参照 この方法で表面低密度層2の深さを10nm以下に制御した
バリウム硼珪酸ガラス基板1においても、前記実施例同
様にこの基板上に例えばTi膜をスパッタ形成し、ドライ
エッチングによりパターニングして上記Ti膜からなるゲ
ート電極配線3Gを形成した際、基板1表出面の表面低密
度層2内にTi粒子3Pを含んだ高抵抗層12が残留すること
はない。
Referring to FIG. 3C, in the barium borosilicate glass substrate 1 in which the depth of the surface low-density layer 2 is controlled to 10 nm or less by this method, for example, a Ti film is formed on the substrate by sputtering in the same manner as in the above embodiment. Then, when the gate electrode wiring 3G made of the Ti film is formed by patterning by dry etching, the high-resistance layer 12 containing the Ti particles 3P does not remain in the surface low-density layer 2 on the exposed surface of the substrate 1. .

【0029】以後の逆スタガード型TFTマトリクスの
製造工程は、前記実施例と同様である。上記実施例に示
したように、本発明の方法によればTFTマトリクスを
形成するバリウム硼珪酸基板の表面に付着している汚染
物質や疵の除去を酸系の薬品を用いて行って基板表面の
清浄化を図ったことによって基板表面に低密度層が形成
された際にも、以後の基板上への電極配線形成工程で、
基板の表出面上に高抵抗層が形成されるのが防止され
る。従って基板表面の高絶縁性が確保され、電極間の電
流リークが防止される。
The subsequent steps for manufacturing the inverted staggered TFT matrix are the same as those in the above embodiment. As shown in the above embodiment, according to the method of the present invention, the removal of contaminants and flaws attached to the surface of the barium borosilicate substrate forming the TFT matrix is performed by using an acid-based chemical to remove the substrate surface. Even when a low-density layer is formed on the substrate surface by purifying the substrate, in the subsequent electrode wiring formation process on the substrate,
The formation of the high-resistance layer on the exposed surface of the substrate is prevented. Therefore, high insulation properties of the substrate surface are secured, and current leakage between the electrodes is prevented.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように本発明によればTF
Tマトリクスが形成されるバリウム硼珪酸ガラス基板表
面の電流リークが防止されるので、例えば逆スタガード
型TFTを用いたLCDにおいて、透明画素電極に蓄積
される画素電圧のドロップがなくなって表示むらが発生
し難くなり、製造歩留りが向上する。
As described above, according to the present invention, TF
Since current leakage on the surface of the barium borosilicate glass substrate on which the T matrix is formed is prevented, for example, in an LCD using an inverted staggered TFT, there is no drop in the pixel voltage accumulated in the transparent pixel electrode, causing display unevenness. And the production yield is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例の工程断面図(その1)FIG. 1 is a process cross-sectional view of one embodiment of the present invention (part 1).

【図2】 本発明の一実施例の工程断面図(その2)FIG. 2 is a process sectional view of an embodiment of the present invention (part 2).

【図3】 本発明の他の実施例の工程断面図FIG. 3 is a process sectional view of another embodiment of the present invention.

【図4】 従来方法の問題点を示す工程断面図FIG. 4 is a process sectional view showing a problem of the conventional method.

【図5】 LCDの表示むら発生原因を示す等価回路図FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing a cause of uneven display of the LCD.

【図6】 ガラス基板の表面抵抗と画素電圧ドロップと
の関係図
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the surface resistance of a glass substrate and the pixel voltage drop.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バリウム硼珪酸ガラス基板 2 表面低密度層 3 Ti膜 3G ゲート電極配線 3P Ti粒子 4、14 レジストパターン 5 ゲート絶縁膜 6 a-Si動作層 7 チャネル保護膜 7P チャネル保護膜パターン 8D n+ 型a-Siドレインコンタクト層 8S n+ 型a-Siソースコンタクト層 9D ドレイン電極配線 9S ソース電極 10 透明画素電極 11 被覆絶縁膜 12 高抵抗層 13 ゲートバスライン 15 窓DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Barium borosilicate glass substrate 2 Surface low-density layer 3 Ti film 3G Gate electrode wiring 3P Ti particles 4, 14 Resist pattern 5 Gate insulating film 6 a-Si working layer 7 Channel protective film 7 P channel protective film pattern 8D n + type a -Si drain contact layer 8S n + type a-Si source contact layer 9D Drain electrode wiring 9S Source electrode 10 Transparent pixel electrode 11 Cover insulating film 12 High resistance layer 13 Gate bus line 15 Window

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤川 徹也 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−150278(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1368 G02F 1/1333 500 G02F 1/13 101 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Tetsuya Fujikawa 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (56) References JP-A-61-150278 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/1368 G02F 1/1333 500 G02F 1/13 101

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ガラス基板上に直に金属電極を形成する
工程を有するTFTマトリクスの製造方法において、 該ガラス基板として、該ガラス基板の表面を清浄化する
ための酸処理工程における酸処理量を制御することによ
り、内部よりポーラスである表面低密度層が10nm以下の
深さに形成されたバリウム硼珪酸ガラス基板を用いるこ
とを特徴とするTFTマトリクスの製造方法。
1. A method for manufacturing a TFT matrix, comprising the step of forming a metal electrode directly on a glass substrate, wherein the surface of the glass substrate is cleaned as the glass substrate.
By controlling the amount of acid treatment in the acid treatment process for
Using a barium borosilicate glass substrate in which a surface low density layer which is more porous than the inside is formed at a depth of 10 nm or less.
【請求項2】 ガラス基板上に直に金属電極を形成する
工程を有するTFTマトリクスの製造方法において、 該ガラス基板として、該ガラス基板の表面を清浄化する
ための酸処理を施した後、該基板の表面を弗酸系の液に
よるウェットエッチング手段若しくは弗素系のガスによ
るドライエッチング手段により全面エッチングする工程
により、内部よりポーラスである表面低密度層が10nm以
下の深さに形成されたバリウム硼珪酸ガラス基板を用い
ることを特徴とするTFTマトリクスの製造方法。
2. A metal electrode is formed directly on a glass substrate.
In the method for manufacturing a TFT matrix having a step, the surface of the glass substrate is cleaned as the glass substrate.
The surface of the substrate with a hydrofluoric acid-based liquid
By wet etching means or fluorine-based gas
Etching the entire surface by dry etching means
Surface low-density layer that is more porous than the inside
Using a barium borosilicate glass substrate formed at the depth below
A method for manufacturing a TFT matrix.
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