JP3480791B2 - 薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電極用配線の腐
食を防止し、歩留まりを向上することができる薄膜トラ
ンジスタの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の低抵抗信号配線を用いた
液晶表示装置の製造方法を示す図である。図において、
１はガラス基板、２はガラス基板１上に形成された純Ａ
ｌ又はＡｌ合金のような低抵抗金属からなる単層のゲー
ト電極、３はゲート電極２を延在させたゲートバスライ
ンである。４はゲート電極２上及びゲートバスライン３
上を含むガラス基板１上に形成された窒化シリコン膜の
ゲート絶縁膜、５はゲート電極２上にゲート絶縁膜４を
介して形成されたアモルファスシリコン、６はアモルフ
ァスシリコン５上に形成されたｎ⁺ 型アモルファスシリ
コン膜、７はゲート絶縁膜４上に形成されたＩＴＯから
なる画素電極、８はゲートバスライン３上のゲート絶縁
膜４を開口して設けた端子部である。９はｎ⁺ 型アモル
ファスシリコン膜６上に設けられたソース・ドレイン電
極、１０は、ソース・ドレイン電極９と同じ材料で形成
された端子取出し線である。１１はｎ⁺ 型アモルファス
シリコン膜６を選択的にエッチングして形成したチャネ
ル部である。１２はガラス基板１の全体を被うように形
成されたパッシベーション膜である。

【０００３】図７は、従来の薄膜トランジスタの別の製
造方法を示す断面図である。図において、１４はゲート
バスライン３上の端子取出し領域を部分的に保護するレ
ジストパターン、１５、１６はレジストパターン１４を
マスクとしてゲート電極２及びゲートバスライン３を選
択的に陽極酸化して形成されたゲート絶縁膜及び層間絶
縁膜で、レジストパターン１４下は、陽極酸化されてい
ない。次に、その製造方法を図６にもとづいて説明す
る。ガラス基板１上に、純ＡｌあるいはＡｌ合金のよう
な低抵抗金属膜を単層で成膜し、レジストパターニング
を行って、金属膜のエッチングを行い、ゲート電極２及
びゲートバスライン３を形成する（図６（ａ））。次
に、ＰＣＶＤによってゲート絶縁膜４（図６（ｂ））、
アモルファスシリコン５、ｎ⁺ 型アモルファスシリコン
膜６を連続で成膜し、さらにトランジスタのチャネル部
分を形成するため、アモルファスシリコン５及びｎ⁺ 型
アモルファスシリコン膜６をレジストパターニングし、
エッチングを行う（図６（ｃ））。次にＩＴＯによって
画素電極７を形成し（図６（ｄ））、端子取出し部のゲ
ート絶縁膜４をエッチングして、ゲートバスライン３上
に端子部８を開口して露出させ（図６（ｅ））、Ｃｒ等
でソース・ドレイン電極９及び端子取出し線１０を形成
する。さらに続けて、ドライエッチング法により、半導
体層のｎ⁺ アモルファスシリコン膜６を選択的にエッチ
ングしてチャネル部１１を形成した後、レジストを除去
する（図６（ｆ））。最後にシリコン窒化膜等の絶縁膜
でＴＦＴを保護するためのパッシベーション膜１２を形
成する（図６（ｇ））。

【０００４】しかしながらこのような構造のアモルファ
スシリコンＴＦＴの場合、Ａｌ系金属は耐薬品性に乏し
いため、画素電極７のＩＴＯパターニング時に、ゲート
絶縁膜４の膜欠損部等からＩＴＯエッチング液が染み込
み、ゲート電極２及びゲートバスライン３を腐食するこ
とがあった。このような問題点を解決するために、図７
に示すように、ゲート電極２及びゲートバスライン３上
に、膜欠損のほとんどない陽極酸化によるゲート絶縁膜
１５及び層間絶縁膜１６を形成し、ＩＴＯエッチング液
による腐食を防ぐという方法がある。特開平４−１８３
８９７号公報はこのような方法を紹介したものである。

【０００５】この方法を用いる場合に、ＴＦＴの配線端
子取出し部表面の陽極酸化膜を除去するプロセスを不要
とするために、例えば図７に示すように、ゲート電極２
及びゲートバスライン３を形成後（図７（ａ））、ゲー
トバスライン３上の端子取出し領域を部分的に保護する
レジストパターン１４を形成し、レジストパターン１４
をマスクとして、ゲート電極２及びゲートバスライン３
を選択的に陽極酸化して、ゲート絶縁膜１５及び層間絶
縁膜１６を形成する（図７（ｂ））という方法が考案さ
れている。この方法では、レジストパターン１４の下に
は陽極酸化膜が成長しないため、端子取出し領域表面の
陽極酸化膜を除去する必要はなくなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにゲートバスライン３上の端子取出し部を、レジスト
パターン１４で保護して陽極酸化処理を行った場合、陽
極酸化中にレジストパターン１４が絶縁破壊を生じ、ま
たレジストと金属薄膜との密着性が低いと、レジストパ
ターン１４が剥離して、その間隙に酸化が進行し、酸化
膜パターンの形状精度が低下してしまい、歩留まりの低
下や表示品質の低下を招くという問題があった。

【０００７】この発明は、以上のような従来の課題を解
決するためになされたものであり、電極用配線上への絶
縁膜の形成に用いる端子取出し部の保護パターンを改善
して、電極用配線の腐食を防止する薄膜トランジスタの
製造方法を得ることを第一の目的とする。また、電極配
線上の絶縁膜の形成における陽極酸化処理で、保護パタ
ーンが剥がれることのない薄膜トランジスタの製造方法
を得ることを第二の目的とする。さらに、工程数の少な
い薄膜トランジスタの製造方法を得ることを第三の目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる薄膜ト
ランジスタの製造方法においては、絶縁性基板上に第一
の電極及び第一の電極用配線を形成する第一の工程と、
第一の電極用配線上の端子取出し部に絶縁性材料を用い
た絶縁膜パターンを形成する第二の工程と、この絶縁膜
パターンをマスクとして第一の電極上及び第一の電極用
配線上に第一の絶縁膜を形成する第三の工程と、第一の
電極上及び第一の電極用配線上及び絶縁膜パターン上を
含む絶縁性基板上に第二の絶縁膜を形成する第四の工程
と、第一の電極上に第二の絶縁膜を介して半導体膜を形
成する第五の工程と、第二の絶縁膜上に画素電極を形成
する第六の工程と、第一の電極用配線上の端子取出し部
の第二の絶縁膜及び絶縁膜パターンをエッチングして開
口部を設ける第七の工程と、半導体膜上に第二の電極及
び第三の電極を形成する第八の工程とを含むものであ
る。また、第四の工程によって形成される第二の絶縁膜
は、絶縁膜パターンと同一材料を用いているものであ
る。

【０００９】また、第二の工程によって形成される絶縁
膜パターンは、窒化シリコンを用いて形成されるもので
ある。さらに、第八の工程は、第二の電極及び第三の電
極の形成と共に、第一の電極用配線からの端子取出し配
線を形成するものである。また、第三の工程によって形
成される第一の絶縁膜は、陽極酸化によって形成される
ものである。また、第二の工程は、絶縁膜パターンの形
成と同時に、絶縁膜パターンと同じ材料を用いて第一の
電極及び第一の電極用配線の陽極酸化の化成液面に接す
る領域に化成液面保護パターンを形成するものである。

【００１０】さらにまた、第七の工程のエッチングは、
第二の絶縁膜及び絶縁膜パターンを一括して行うもので
ある。また、第一の電極及び第一の電極用配線を、プラ
ズマ酸化または純水煮沸処理を行う第九の工程を含み、
第九の工程は、第一の工程の後、第二の工程の前に行わ
れるものである。また、第一の電極及び第一の電極用配
線上のヒロックをエッチングにより除去する第十の工程
を含み、第十の工程は第二の工程の後、第三の工程の前
に行われるものである。加えて、第二の工程は、１５０
°Ｃ以下で行われるものである。また、絶縁性基板上に
第一の電極及び第一の電極用配線を形成する第一の工程
と、第一の電極用配線上の端子取出し部に導電性材料に
より、レジストを用いて導電膜パターンを形成する第二
の工程と、この第二の工程で用いたレジストを除去する
第三の工程と、この第三の工程の後、導電膜パターンを
マスクとして第一の電極上及び第一の電極用配線上に第
一の絶縁膜を陽極酸化によって形成する第四の工程と、
第一の電極上及び第一の電極用配線上及び導電膜パター
ン上を含む絶縁性基板上に第二の絶縁膜を形成する第五
の工程と、第一の電極上に第二の絶縁膜を介して半導体
膜を形成する第六の工程と、第二の絶縁膜上に画素電極
を形成する第七の工程と、第一の電極用配線上の端子取
出し部の第二の絶縁膜をエッチングして開口部を設ける
第八の工程と、半導体膜上に第二の電極及び一部が画素
電極上に延在された第三の電極を形成する第九の工程を
含み、第二の工程は、導電膜パターンの形成と同時に、
導電膜パターンと同じ材料を用いて第一の電極及び第一
の電極用配線の第四の工程により行われる陽極酸化の化
成液面と接する領域に化成液面保護パターンを形成する
ものである。

【００１１】また、第一の工程の第一の電極及び第一の
電極用配線は、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金を用
いて形成され、第二の工程で導電膜パターンの形成に用
いられる導電性材料は、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ及びこれ
らを主成分とする合金のいずれかであるものである。

【００１２】また、第一の工程の第一の電極及び第一の
電極用配線は、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金を用
いて形成されるものである。また、第一の工程の第一の
電極及び第一の電極用配線は、ＡｌまたはＡｌを主成分
とする合金を用いて形成され、第二の工程で導電膜パタ
ーンの形成に用いられる導電性材料は、Ｃｒ及びＭｏの
いずれかであり、陽極酸化の化成液が酒石酸溶液である
ものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
逆スタガ型ＴＦＴの製造方法を示す断面図である。図に
おいて、１〜３、５〜１２は上記従来装置と同じもので
あり、その説明を省略する。１９はゲートバスライン３
上の端子取出し領域保護用の窒化シリコンからなる絶縁
膜パターン、２０はゲート電極２を陽極酸化して形成し
た第一のゲート絶縁膜、２１はゲートバスライン３を陽
極酸化して形成した層間絶縁膜、２２はガラス基板全面
に形成された窒素シリコンからなる第二のゲート絶縁膜
である。図２は、この発明の実施の形態１における陽極
酸化プロセスを示す概略断面図である。図において、２
４は化成液面、２５は陽極酸化されるＡｌ薄膜、２６は
化成液面と接する領域のＡｌ薄膜に設けられた保護用の
窒化シリコン膜である。図３は、この発明の実施の形態
１における短時間エッチングによる電極膜表面のヒロッ
ク除去を示す概念断面図である。図において、２７はゲ
ート電極上に発生しているヒロックである。

【００１４】次に図１を用いて、製造方法について説明
する。まず第一の工程として、透明ガラス基板１上に例
えばＡｌ−０．２ｗｔ％Ｃｕのような低抵抗の金属膜
を、スパッタリング法等により約２７００Å成膜し、フ
ォトリソグラフィ法を用いて、ゲート電極２及びゲート
バスライン３を形成する（図１（ａ））。Ａｌ膜のエッ
チングにはリン酸、酢酸、硝酸を主成分とするエッチン
グ液を用いるが、リン酸、酢酸、硝酸の組成を適当に選
び、Ａｌ膜をテーパ形状に加工する方が、上層の断線等
を防止できる点から望ましい。次にゲートバスライン３
上の端子取出し領域を、部分的に保護する絶縁膜とし
て、窒化シリコンをプラズマＣＶＤ法等を用いて全面に
成膜し、フォトリソグラフィ法を用いてゲートバスライ
ン３上の端子取出し領域保護用の絶縁膜パターン１９を
形成する。

【００１５】次に絶縁膜パターン１９をマスクとして、
ゲート電極２及びゲートバスライン３を選択的に陽極酸
化して、第一のゲート絶縁膜２０及び層間絶縁膜２１を
形成する（図１（ｂ））。この際、絶縁膜パターン１９
の下には、陽極酸化膜すなわち第一の層間絶縁膜２１は
成長しない。したがって、配線端子部形成時に陽極酸化
膜を除去するという新たなプロセスが不要である。ま
た、従来方式ではゲートバスライン３上の端子取出し領
域をレジストで保護していたため、陽極酸化中にレジス
トが絶縁破壊を生じ、またレジストと金属薄膜との密着
性が低いとその間隙に酸化が進行し、ゲート絶縁膜であ
る酸化膜パターンの形状精度が低下してしまっていた。
実施の形態１では窒化シリコンからなる絶縁膜パターン
１９は、絶縁耐圧及び下地金属膜（ゲートバスライン
３）との密着性に優れているため、陽極酸化中に窒化シ
リコンが剥がれることなく、層間絶縁膜２１である酸化
膜が形成できるので、レジストの代わりに窒化シリコン
を用いた。

【００１６】次に、プラズマＣＶＤ法等を用いて全面に
第二のゲート絶縁膜２２として、配線端子取出し領域保
護用の絶縁膜パターン１９に用いた窒化シリコンを約３
７００Å成膜し、続けて同じくプラズマＣＶＤ法等を用
いて、アモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉ膜という）
を約１２００Å、オーミックコンタクト性の不純物ドー
プのｎ⁺ 型アモルファスシリコン（以下ｎ⁺ ａ−Ｓｉと
いう）膜６を、約３００Å順次成膜し、フォトリソグラ
フィ法を用いてパターニングして、ＴＦＴ部の半導体層
となるａ−Ｓｉ膜５とオーミックコンタクトｎ⁺ ａ−Ｓ
ｉ膜６を形成する（図１（ｃ））。次に、透明導電膜と
して、ＩＴＯ膜をスパッタリング法等により約１０００
Å成膜し、フォトリソグラフィ法を用いて画素電極７を
形成する（図１（ｄ））。

【００１７】この工程において、図７の従来の配線端子
部をレジストで保護する方式の場合、配線端子部はＡｌ
薄膜上に窒化シリコン膜が一層しかなく、この窒化シリ
コン膜に欠損部があれば、Ａｌ薄膜はＩＴＯエッチング
液によって腐食されてしまっていた。しかし、配線端子
部をレジストで保護する代わりに、窒化シリコンを用い
た実施の形態１の場合、Ａｌ薄膜上には窒化シリコンが
二層積層されており、Ａｌ薄膜が露出する確率はほどん
どなく、ＩＴＯエッチング液によって腐食することもな
かった。次に、第二のゲート絶縁膜２２と配線端子取出
し領域保護用の絶縁膜パターン１９の窒化シリコンを、
ドライエッチングにより一括エッチングして、ゲートバ
スライン３上に端子部８を開口して露出させる（図１
（ｅ））。次に、ソース・ドレイン電極及びソースバス
ラインを形成するために、スパッタリング法等により、
ｎ⁺ ａ−Ｓｉ膜６と画素電極７のＩＴＯ膜とのオーミッ
クコンタクトがとれるＣｒ膜を最下層として、約１００
０Å、続けて中間層として低抵抗のＡｌ−０．２ｗｔ％
Ｃｕ膜を約３０００Å、さらにＣｒ膜を最上層として約
５００Å連続成膜し、三層構造とする。その後フォトリ
ソグラフィ法を用いて三層膜を順次エッチングし、ソー
ス・ドレイン電極９及びソースバスラインを形成する。

【００１８】このとき、端子取出し線１０も同時に形成
する。さらに続けて、ドライエッチング法により、半導
体層のｎ⁺ ａ−Ｓｉ膜６を選択的にエッチングして、チ
ャネル部１１を形成した後、レジストを除去する（図１
（ｆ））。最後に、ＴＦＴを保護するために、窒化シリ
コン膜をプラズマＣＶＤ法等を用いて全面に約５０００
Å成膜し、パッシベーション膜１２を形成して（図１
（ｇ））、所望の液晶表示用ＴＦＴアレイ基板を得た。
このようにして得られた実施の形態１のＴＦＴアレイ基
板において、配線取出し領域の電気的コンタクトは良好
で、かつゲート電極２及びゲートバスライン３の腐食は
なかった。

【００１９】なお、実施の形態１において、図２に示す
ように陽極酸化中に化成液面２４と接する領域において
は、振動や風によって化成液の液面が揺らぐから、Ａｌ
薄膜２５の陽極酸化膜が形成されていない部分に、陽極
酸化化成液が触れることがあり、この場合にはその部分
に大きな電流が流れるので、Ａｌ薄膜２５がジュール熱
のために断線することがある。したがって、ゲートバス
ライン３上の端子取出し領域保護用の絶縁パターン１９
として、窒化シリコンを成膜するのと同時に、陽極酸化
時に陽極酸化化成液面と接する領域にも保護用の窒化シ
リコン２６を形成しておくことが望ましい。こうするこ
とによって、化成液面２４でのＡｌ薄膜２５のジュール
熱による断線は防止できる。

【００２０】また、実施の形態１において、ゲート電極
２及びゲートバスライン３の形成後、ゲートバスライン
３上の端子取出し領域等を部分的に保護する絶縁膜パタ
ーン１９を成膜する前に、ゲート電極２及びゲートバス
ライン３を、プラズマ酸化または純水煮沸処理を行っ
て、ゲート電極２とゲートバスライン３上に数１０Åの
酸化膜を形成してもよい。これによりゲートバスライン
３上の端子取出し領域等を部分的に保護する絶縁膜パタ
ーン１９を成膜する際に、ゲート電極２及びゲートバス
ライン３に発生するヒロック数を低減することができ、
絶縁膜のカバレッジも良くなるので、ＩＴＯエッチング
液によるＡｌ腐食抑制効果を高めることができる。な
お、端子部形成工程において、絶縁膜パターン１９の窒
化シリコンをドライエッチングする際、この酸化膜もエ
ッチングされるので、電気的コンタクトの良好な端子部
が形成できた。

【００２１】また、実施の形態１において、図３に示す
ようにゲート電極２及びゲートバスライン３を形成し、
ゲートバスライン３上の端子取出し領域等を部分的に保
護する絶縁膜パターン１９を形成後、陽極酸化を行う前
に、ゲート電極２及びゲートバスライン３表面を短時間
エッチングして、ゲート電極２とゲートバスライン３上
に発生しているヒロック２７を削ってもよい。これによ
りゲートバスライン３上の端子取出し領域等を部分的に
保護する絶縁膜パターン１９を成膜した際に、ゲート電
極２及びゲートバスライン３に発生したヒロック数を低
減することができ、絶縁膜のカバレッジも良くなるの
で、ＩＴＯエッチング液によるＡｌ腐食を抑制できる。
また、実施の形態１において、ゲート電極２及びゲート
バスライン３の形成後、ゲートバスライン３上の端子取
出し領域等を部分的に保護する絶縁膜パターン１９を成
膜する際、絶縁膜パターン１９を１５０°Ｃ以下で成膜
するのが望ましい。これによりゲート電極２及びゲート
バスライン３に発生するヒロック数を低減することがで
き、絶縁膜のカバレッジも良くなるので、ＩＴＯエッチ
ング液によるＡｌ腐食を抑制できた。

【００２２】以上のように実施の形態１では、陽極酸化
時のＡｌゲートバスライン３上の端子取出し領域を部分
的に保護する絶縁膜パターン１９として、第二のゲート
絶縁膜２２と同じ窒化シリコンを用いることにより、保
護パターンの剥離がなく、安定な選択陽極酸化が可能に
なるとともに、第二のゲート絶縁膜２２と端子取出し部
の陽極酸化保護用の絶縁膜パターン１９を一括エッチン
グして、ゲートバスライン３上に端子部を開口して露出
させることができるために、低抵抗Ａｌゲートバスライ
ンの高性能なＴＦＴを歩留まり良く作成することが可能
となる。また、陽極酸化されないゲートバスライン３上
の端子取出し領域に発生するヒロック数を低減させるプ
ロセスを組み合わせることで、さらにこの発明の効果を
高めることが可能となる。

【００２３】実施の形態２．図４は、この発明の実施の
形態２による逆スタガ型ＴＦＴの製造方法を示す断面図
である。図５は、この発明の実施の形態２による逆スタ
ガ型ＴＦＴの別の製造方法を示す断面図である。図にお
いて、１〜１２、２０〜２２は図１におけるものと同一
のものであり、その説明を省略する。３０はゲートバス
ライン３上の端子取出し領域保護用の導電膜パターン、
図５の３１はＩＴＯ膜からなる端子取出し線である。

【００２４】次に、図４を用いて、実施の形態２による
逆スタガ型ＴＦＴの製造方法について説明する。まず、
第一の工程として、透明ガラス基板１上に例えばＡｌ−
０．２ｗｔ％Ｃｕのような低抵抗の金属膜をスパッタリ
ング法等により、約２７００Å成膜し、フォトリソグラ
フィ法を用いてゲート電極２及びゲートバスライン３を
形成する（図４（ａ））。Ａｌ膜のエッチングには、リ
ン酸、酢酸、硝酸を主成分とするエッチング液を用いる
が、リン酸、酢酸、硝酸の組成を適当に選び、Ａｌ膜を
テーパ形状に加工する方が、上層の断線等を防止できる
点から望ましい。次にゲートバスライン３上の端子取出
し領域を部分的に保護する導電性膜として、Ｗあるいは
Ｗを主成分とする合金を、スパッタ法等を用いて全面に
成膜し、フォトリソグラフィ法を用いて、ゲートバスラ
イン３上の端子取出し領域保護用の導電膜パターン３０
を形成する。

【００２５】なお、Ｗの代わりにＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂ及び
これらを主成分とする合金を用いても良い。Ｃｒ、Ｍｏ
は実施の形態２で用いた化成液（酒石酸アンモニウム＋
エチレングリコール）の場合は、陽極酸化処理中に溶解
するが、完全に溶解する前に陽極酸化処理を終えればよ
い。また、Ｃｒ、Ｍｏを使用する場合、例えば、酒石酸
溶液を化成液として用いれば溶解しない。また、導電膜
パターン３０の形成に用いたレジストは、陽極酸化前に
除去する。次に導電膜パターン３０をマスクとして、Ａ
ｌゲート電極２及びＡｌゲートバスライン３を選択的に
陽極酸化して、第一のゲート絶縁膜２０及び層間絶縁膜
２１を形成する（図４（ｂ））。この際、導電膜パター
ン３０の下には陽極酸化膜は成長しない。したがって、
配線端子部形成時に、この部分の陽極酸化膜を除去する
という新たなプロセスが不要である。

【００２６】また、従来方式では、ゲートバスライン３
上の端子取出し領域をレジストで保護していたため、陽
極酸化中にレジストが絶縁破壊を生じ、またレジストと
金属薄膜との密着性が低いとその間隙に酸化が進行し、
ゲート絶縁膜である酸化膜パターンの形状精度が低下し
てしまっていた。導電膜パターン３０は、下地金属膜
（ゲートバスライン３）との密着性に優れているため、
陽極酸化中に導電膜パターン３０が剥がれることなく、
層間絶縁膜２１である酸化膜が形成できるので、レジス
トの代わりに導電膜を用いた。

【００２７】次に、プラズマＣＶＤ法等を用いて、全面
に第二のゲート絶縁膜２２として、窒化シリコンを約３
７００Å成膜し、続けて同じくプラズマＣＶＤ法等を用
いて、ａ−Ｓｉ膜５を約１２００Å、オーミックコンタ
クト性の不純物がドープされたｎ⁺ ａ−Ｓｉ膜６を約３
００Å順次成膜し、フォトリソグラフィ法を用いてパタ
ーニングして、ＴＦＴ部の半導体層となるａ−Ｓｉ膜５
とオーミックコンタクトｎ⁺ ａ−Ｓｉ膜６を形成する
（図４（ｃ））。この場合、Ａｌゲートバスライン３上
の端子取出し部の表面は、導電膜パターン３０で覆われ
ているため、、ヒロックが発生することはなかった。次
に、透明導電膜としてＩＴＯ膜をスパッタリング法等に
より、約１０００Å成膜し、フォトリソグラフィ法を用
いて画素電極７を形成する（図４（ｄ））。

【００２８】この工程において、図７の従来方式の配線
端子部をレジストで保護する方式の場合、配線端子部は
Ａｌ薄膜上に窒化シリコン膜が一層しかなく、この窒化
シリコン膜に欠損部があれば、Ａｌ薄膜はＩＴＯエッチ
ング液によって腐食してしまっていた。しかし、配線端
子部をレジストで保護する代わりに、導電膜を用いた場
合、Ａｌ薄膜上には導電膜と窒化シリコンの二層が積層
されており、Ａｌ薄膜が露出する確率はほとんどなく、
ＩＴＯエッチング液によって腐食することはなかった。
次に、第二のゲート絶縁膜２２をエッチングして、ゲー
トバスライン３上に端子部８を開口して露出させる（図
１（ｅ））。

【００２９】次に、ソース・ドレイン電極及びソースバ
スラインを形成するために、スパッタリング法等によ
り、ｎ⁺ ａ−Ｓｉ膜６と画素電極７のＩＴＯ膜とのオー
ミックコンタクトがとれるＣｒ膜を最下層として約１０
００Å、続けて中間層として低抵抗のＡｌ−０．２ｗｔ
％Ｃｕ膜を約３０００Å、さらに現像液中で、画素電極
７のＩＴＯ膜との電池反応を抑制するＣｒ膜を最上層と
して、約５００Å連続成膜し、三層構造とする。その後
フォトリソグラフィ法を用いて三層膜を順次エッチング
し、ソース・ドレイン電極９及びソースバスラインを形
成する。この時、端子取出し線１０も同時に形成する。
さらに、ドライエッチング法により半導体層のｎ⁺ ａ−
Ｓｉ膜６を選択的にエッチングして、チャネル部１１を
形成した後、レジストを除去する（図４（ｆ））。最後
に、ＴＦＴを保護するために、窒化シリコン膜をプラズ
マＣＶＤ法等を用いて全面に約５０００Å成膜し、パッ
シベーション膜１２を形成して（図４（ｇ））、所望の
液晶表示用ＴＦＴアレイ基板を得た。

【００３０】このようにして形成されたＴＦＴアレイ基
板において、配線取出し領域の電気的コンタクトは良好
で、かつゲート電極２及びゲートバスライン３に腐食は
なかった。実施の形態１では、ゲートバスライン３上の
端子取出し領域等を、部分的に保護する膜として窒化シ
リコンを用いており、窒化シリコン成膜時にゲート電極
２及びゲートバスライン３にヒロックが発生していた
が、実施の形態２では、保護膜として導電性膜を用いて
いるため、ヒロックの発生はほとんどなく、第二のゲー
ト絶縁膜２２のカバレッジが良いので、ＩＴＯエッチン
グ液によるＡｌ腐食を確実に抑制できる。

【００３１】また、実施の形態２では、Ａｌ薄膜のゲー
トバスライン３の端子開口部８からの端子取出しは、Ａ
ｌ薄膜の表面から直接ではなく、Ｗのような高融点金属
からなる導電膜パターン３０を介して、電気的にコンタ
クトされ接続される構造となる。したがって端子取出し
線は、図４に示すソース・ドレイン電極９の材料に限ら
ず、図５に示すように、これまでＡｌとの電気的なコン
タクトが良くないために使用できなかった画素電極７と
同じＩＴＯ膜を用いて形成することが可能となり、プロ
セスの自由度を広げることができる。このＩＴＯ膜によ
る端子取出し線３１は、開口部８を形成した（図５
（ｂ））後、画素電極７と同時に形成することができる
（図５（ｃ））。

【００３２】なお、実施の形態２において、化成液面と
接する領域においては、振動や風によって陽極酸化膜の
液面が揺らぐので、ゲート電極２及びゲートバスライン
３のＡｌ薄膜の陽極酸化膜が形成されていない部分に、
陽極酸化化成液が触れることがあり、この場合にはその
部分に大きな電流が流れるので、Ａｌ薄膜がジュール熱
のために断線することがある。したがって、ゲートバス
ライン３上の端子取出し領域保護用に導電性材料を成膜
するのと同時に、陽極酸化時に陽極酸化化成液面と接す
る領域にも保護用の導電膜パターンを形成しておくこと
が望ましい。こうすれば、化成液面でのＡｌ薄膜のジュ
ール熱による断線を確実に防止できる。なお、実施の形
態１、２では、半導体層としてａ−Ｓｉ膜を用いたが、
これに限定されることなく、例えば多結晶Ｓｉ膜を用い
てもよい。

【００３３】以上のようにして形成される薄膜トランジ
スタを、基板上にマトリックス状に形成して薄膜トラン
ジスタアレイ基板を構成し、他の透明絶縁性基板上に遮
光層、オーバーコート層および対向電極が形成された対
向基板の表面に配向膜を形成後対向させ、この間に液晶
材料を注入してシール剤で封止すると共に、対向する薄
膜トランジスタアレイ基板と対向基板の外側に偏光板を
配置することにより液晶パネルを形成する。

【００３４】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。絶縁性
基板上に第一の電極及び第一の電極用配線を形成する第
一の工程と、第一の電極用配線上の端子取出し部に絶縁
性材料を用いた絶縁膜パターンを形成する第二の工程
と、この絶縁膜パターンをマスクとして第一の電極上及
び第一の電極用配線上に第一の絶縁膜を形成する第三の
工程と、第一の電極上及び第一の電極用配線上及び絶縁
膜パターン上を含む絶縁性基板上に第二の絶縁膜を形成
する第四の工程と、第一の電極上に第二の絶縁膜を介し
て半導体膜を形成する第五の工程と、第二の絶縁膜上に
画素電極を形成する第六の工程と、第一の電極用配線上
の端子取出し部の第二の絶縁膜及び絶縁膜パターンをエ
ッチングして開口部を設ける第七の工程と、半導体膜上
に第二の電極及び第三の電極を形成する第八の工程とを
含むので、第一の電極用配線上の端子取出し部には絶縁
性パターンと第二の絶縁膜が形成されて、後の工程で第
一の電極用配線が露出されることがなく、また、絶縁耐
圧と第一の電極用配線との密着性に優れた絶縁膜パター
ン材料を用いることにより、第一の絶縁膜を形成中に絶
縁膜パターンが剥がれることもない。また、第四の工程
によって形成される第二の絶縁膜は、絶縁膜パターンと
同一材料を用いているので、第七の工程のエッチングを
一括して行うことができる。

【００３５】また、第二の工程によって形成される絶縁
膜パターンは、窒化シリコンを用いて形成されるので、
第一の絶縁膜を形成中に絶縁膜パターンが剥がれること
がない。さらに、第八の工程は、第二の電極及び第三の
電極の形成と共に、第一の電極用配線からの端子取出し
配線を形成するので、工程数を減少させることができ
る。また、第二の工程は、絶縁膜パターンの形成と同時
に、絶縁膜パターンと同じ材料を用いて第一の電極及び
第一の電極用配線の陽極酸化の化成液面に接する領域に
化成液面保護パターンを形成するので、工程を追加する
ことなく陽極酸化時の第一の電極及び第一の電極用配線
の断線を防ぐことができる。さらにまた、第七の工程
は、第二の絶縁膜及び絶縁膜パターンを一括してエッチ
ングするので、工程数を減少させることができる。ま
た、第一の電極及び第一の電極用配線を、プラズマ酸化
または純水煮沸処理を行う第九の工程を含み、第九の工
程は、第一の工程の後、第二の工程の前に行われるの
で、第二の工程で発生する第一の電極上及び第一の電極
用配線上のヒロックを低減させることができる。

【００３６】また、第一の電極及び第一の電極用配線上
のヒロックをエッチングにより除去する第十の工程を含
み、第十の工程は第二の工程の後、第三の工程の前に行
われるので、第二の工程で発生する第一の電極上及び第
一の電極用配線上のヒロックを低減させることができ
る。加えて、第二の工程は、１５０°Ｃ以下で行われる
ので、第二の工程で発生する第一の電極上及び第一の電
極用配線上のヒロックを低減させることができる。

【００３７】また、絶縁性基板上に第一の電極及び第一
の電極用配線を形成する第一の工程と、第一の電極用配
線上の端子取出し部に導電性材料により、レジストを用
いて導電膜パターンを形成する第二の工程と、この第二
の工程で用いたレジストを除去する第三の工程と、この
第三の工程の後、導電膜パターンをマスクとして第一の
電極上及び第一の電極用配線上に第一の絶縁膜を陽極酸
化によって形成する第四の工程と、第一の電極上及び第
一の電極用配線上及び導電膜パターン上を含む絶縁性基
板上に第二の絶縁膜を形成する第五の工程と、第一の電
極上に第二の絶縁膜を介して半導体膜を形成する第六の
工程と、第二の絶縁膜上に画素電極を形成する第七の工
程と、第一の電極用配線上の端子取出し部の第二の絶縁
膜をエッチングして開口部を設ける第八の工程と、半導
体膜上に第二の電極及び一部が画素電極上に延在された
第三の電極を形成する第九の工程を含み、第二の工程
は、導電膜パターンの形成と同時に、導電膜パターンと
同じ材料を用いて第一の電極及び第一の電極用配線の第
四の工程により行われる陽極酸化の化成液面と接する領
域に化成液面保護パターンを形成するので、第一の電極
用配線上の端子取出し部には導電性パターンと第二の絶
縁膜が形成されて、後の工程で第一の電極用配線が露出
されることがなく、また、第一の電極用配線との密着性
に優れた導電膜パターン材料を用いることにより、第一
の絶縁膜を形成中に導電膜パターンが剥がれることもな
く、また、第二の工程では導電膜パターンを形成するの
で、第一の電極上及び第一の電極用配線上にヒロックが
発生することもなく、さらに、工程を追加することなく
陽極酸化時の第一の電極および第一の電極用配線の断線
を防ぐことができる。

【００３８】 また、第一の工程の第一の電極及び第一
の電極用配線は、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金を
用いて形成され、第二の工程で導電膜パターンの形成に
用いられる導電性材料は、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ及びこ
れらを主成分とする合金のいずれかであるので、配線幅
を低減でき、液晶表示装置の高開口率が得られ、また、
クロストークによる表示むらを減らすことができると共
に、導電性材料を第三の工程の保護マスクとして有効に
機能させることができる。また、第一の工程の第一の電
極及び第一の電極用配線は、ＡｌまたはＡｌを主成分と
する合金を用いて形成されるので、配線幅を低減でき、
液晶表示装置の高開口率が得られ、また、クロストーク
による表示むらを減らすことができる。

【００３９】 また、第一の工程の第一の電極及び第一
の電極用配線は、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金を
用いて形成され、第二の工程で導電膜パターンの形成に
用いられる導電性材料は、Ｃｒ及びＭｏのいずれかであ
り、陽極酸化の化成液が酒石酸溶液であるので、第一の
電極用配線の配線幅を低減でき、液晶表示装置の高開口
率が得られ、また、クロストークによる表示むらを減ら
すことができると共に、導電性材料を第三の工程の保護
マスクとして有効に機能させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による薄膜トランジ
スタの製造方法を示す断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１における陽極酸化プ
ロセスを示す概略断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態１における短時間エッ
チングによる電極膜表面のヒロック除去を示す概略断面
図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による薄膜トランジ
スタの製造方法を示す断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態２による薄膜トランジ
スタの別の製造方法を示す断面図である。

【図６】 従来の薄膜トランジスタの製造方法を示す断
面図である。

【図７】 従来の薄膜トランジスタの別の製造方法を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ ガラス基板、２ ゲート電極、５ ａ−Ｓｉ膜、６
ｎ⁺ ａ−Ｓｉ膜、７ 画素電極、８ 端子取出し開口
部、９ ソース・ドレイン電極、１０，３１ 端子取出
し線、１１ チャネル部、１２ パッシベーション膜、
１９ 絶縁膜パターン、２０ 第一のゲート絶縁膜、２
１ 層間絶縁膜、２２ 第二のゲート絶縁膜、２４ 化
成液面、２５ Ａｌ薄膜、２６ 窒化シリコン膜、２７
Ａｌ膜表面ヒロック、３０ 導電膜パターン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 正美 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−179372（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−131578（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−165058（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−202153（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 29/786 H01L 21/336 G02F 1/1368

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性基板上に第一の電極及び第一の電極
   用配線を形成する第一の工程、上記第一の電極用配線上
   の端子取出し部に絶縁性材料を用いた絶縁膜パターンを
   形成する第二の工程、この絶縁膜パターンをマスクとし
   て上記第一の電極上及び第一の電極用配線上に第一の絶
   縁膜を形成する第三の工程、上記第一の電極上及び第一
   の電極用配線上及び絶縁膜パターン上を含む絶縁性基板
   上に第二の絶縁膜を形成する第四の工程、上記第一の電
   極上に第二の絶縁膜を介して半導体膜を形成する第五の
   工程、上記第二の絶縁膜上に画素電極を形成する第六の
   工程、上記第一の電極用配線上の端子取出し部の第二の
   絶縁膜及び絶縁膜パターンをエッチングして開口部を設
   ける第七の工程、上記半導体膜上に第二の電極及び第三
   の電極を形成する第八の工程を含むことを特徴とする薄
   膜トランジスタの製造方法。
2. 【請求項２】第四の工程によって形成される第二の絶縁
   膜は、絶縁膜パターンと同一材料を用いていることを特
   徴とする請求項１記載の薄膜トランジスタの製造方法。
3. 【請求項３】第二の工程によって形成される絶縁膜パタ
   ーンは、窒化シリコンを用いて形成されることを特徴と
   する請求項１または請求項２記載の薄膜トランジスタの
   製造方法。
4. 【請求項４】第八の工程は、第二の電極及び第三の電極
   の形成と共に、第一の電極用配線からの端子取出し配線
   を形成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいず
   れか一項記載の薄膜トランジスタの製造方法。
5. 【請求項５】第三の工程によって形成される第一の絶縁
   膜は、陽極酸化によって形成されることを特徴とする請
   求項１〜請求項４のいずれか一項記載の薄膜トランジス
   タの製造方法。
6. 【請求項６】第二の工程は、絶縁膜パターンの形成と同
   時に、絶縁膜パターンと同じ材料を用いて第一の電極及
   び第一の電極用配線の陽極酸化の化成液面に接する領域
   に化成液面保護パターンを形成することを特徴とする請
   求項５記載の薄膜トランジスタの製造方法。
7. 【請求項７】第七の工程のエッチングは、第二の絶縁膜
   及び絶縁膜パターンを一括して行うことを特徴とする請
   求項１〜請求項６のいずれか一項記載の薄膜トランジス
   タの製造方法。
8. 【請求項８】第一の電極及び第一の電極用配線を、プラ
   ズマ酸化または純水煮沸処理する第九の工程を含み、第
   九の工程は、第一の工程の後、第二の工程の前に行われ
   ることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項
   記載の薄膜トランジスタの製造方法。
9. 【請求項９】第一の電極及び第一の電極用配線上のヒロ
   ックをエッチングにより除去する第十の工程を含み、第
   十の工程は第二の工程の後、第三の工程の前に行われる
   ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項記
   載の薄膜トランジスタの製造方法。
10. 【請求項１０】第二の工程は、１５０°Ｃ以下で行われ
    ることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項
    記載の薄膜トランジスタの製造方法。
11. 【請求項１１】絶縁性基板上に第一の電極及び第一の電
    極用配線を形成する第一の工程、上記第一の電極用配線
    上の端子取出し部に導電性材料により、レジストを用い
    て導電膜パターンを形成する第二の工程、この第二の工
    程で用いたレジストを除去する第三の工程、この第三の
    工程の後、上記導電膜パターンをマスクとして上記第一
    の電極上及び第一の電極用配線上に第一の絶縁膜を陽極
    酸化によって形成する第四の工程、上記第一の電極上及
    び第一の電極用配線上及び導電膜パターン上を含む絶縁
    性基板上に第二の絶縁膜を形成する第五の工程、上記第
    一の電極上に第二の絶縁膜を介して半導体膜を形成する
    第六の工程、上記第二の絶縁膜上に画素電極を形成する
    第七の工程、上記第一の電極用配線上の端子取出し部の
    第二の絶縁膜をエッチングして開口部を設ける第八の工
    程、上記半導体膜上に第二の電極及び一部が上記画素電
    極上に延在された第三の電極を形成する第九の工程を含
    み、上記第二の工程は、上記導電膜パターンの形成と同
    時に、上記導電膜パターンと同じ材料を用いて上記第一
    の電極及び上記第一の電極用配線の上記第四の工程によ
    り行われる陽極酸化の化成液面と接する領域に化成液面
    保護パターンを形成することを特徴とする薄膜トランジ
    スタの製造方法。
12. 【請求項１２】 第一の工程の第一の電極及び第一の電極
    用配線は、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金を用いて
    形成され、第二の工程で導電膜パターンの形成に用いら
    れる導電性材料は、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ及びこれらを
    主成分とする合金のいずれかであることを特徴とする請
    求項１１記載の薄膜トランジスタの製造方法。
13. 【請求項１３】 第一の工程の第一の電極及び第一の電極
    用配線は、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金を用いて
    形成されることを特徴とする請求項１〜請求項１０のい
    ずれか一項記載の薄膜トランジスタの製造方法。
14. 【請求項１４】 第一の工程の第一の電極及び第一の電
    極用配線は、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金を用い
    て形成され、第二の工程で導電膜パターンの形成に用い
    られる導電性材料は、Ｃｒ及びＭｏのいずれかであり、
    陽極酸化の化成液が酒石酸溶液であることを特徴とする
    請求項１１記載の薄膜トランジスタの製造方法。