JP4131297B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
液晶表示装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4131297B2 JP4131297B2 JP29299897A JP29299897A JP4131297B2 JP 4131297 B2 JP4131297 B2 JP 4131297B2 JP 29299897 A JP29299897 A JP 29299897A JP 29299897 A JP29299897 A JP 29299897A JP 4131297 B2 JP4131297 B2 JP 4131297B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- gate
- electrode
- source
- insulating film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の製造方法に関し、特に逆スタガ型の薄膜トランジスタを有する基板を一方の基板とし、製造プロセス中の使用フォトマスク数を低減し得る液晶表示装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図9は、従来一般の薄膜トランジスタ型液晶表示装置において、逆スタガ型の薄膜トランジスタ、ゲート配線、ソース配線等を備えた薄膜トランジスタアレイ基板の一構造例を示すものである。この薄膜トランジスタアレイ基板では、図9に示すように、ガラス等からなる透明基板上に、ゲート配線Gとソース配線Sがマトリクス状に配設されている。そして、ゲート配線Gとソース配線Sとで囲まれた領域が一つの画素1となり、各画素1毎に薄膜トランジスタ2が設けられている。図7はこの薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を示す断面図、図8は同、平面図である。
【0003】
この薄膜トランジスタ2は、図7(e)および図8(e)に示すように、透明基板3上にゲート配線Gから引き出されたゲート電極4が設けられ、ゲート電極4を覆うようにゲート絶縁膜5が設けられている。ゲート電極4上方のゲート絶縁膜5上にアモルファスシリコン(a−Si)からなる半導体能動膜6が設けられ、リン等のn型不純物を含むアモルファスシリコン(a−Si:n+ )からなるオーミックコンタクト層7を介して半導体能動膜6上からゲート絶縁膜5上にわたってソース配線Sから引き出されたソース電極8およびドレイン電極9が設けられている。そして、これらソース電極8、ドレイン電極9、ゲート電極4等で構成される薄膜トランジスタ2を覆うパッシベーション膜10が設けられ、ドレイン電極9上のパッシベーション膜10にコンタクトホール11が設けられている。さらに、このコンタクトホール11を通じてドレイン電極9と電気的に接続されるインジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide,以下、ITOと記す)等の透明性導電膜からなる画素電極12が設けられている。
【0004】
また、図7(e)および図8(e)における左側の部分は、表示領域外に位置するゲート配線G端部のゲート端子パッド部13の断面構造を示している。これらの図に示すように、透明基板3上のゲート配線材料からなる下部パッド層14上にゲート絶縁膜5およびパッシベーション膜10を貫通するコンタクトホール15が設けられ、コンタクトホール15を通じて下部パッド層14と電気的に接続される画素電極12と同一の透明性導電膜からなる上部パッド層16が設けられている。
【0005】
この薄膜トランジスタアレイ基板を製造する際には、まず、図7(a)および図8(a)に示すように、透明基板3上に導電膜を成膜し、これをパターニングしてゲート電極4およびゲート配線Gを形成する。また、ゲート端子パッド部13に下部パッド層14を形成する。次に、図7(b)および図8(b)に示すように、これらゲート電極4およびゲート配線Gを覆うゲート絶縁膜5を形成した後、a−Si膜18、a−Si:n+ 膜19を順次成膜し、一つのフォトマスクを用いてこれらa−Si膜18、a−Si:n+ 膜19を一括してパターニングすることによりゲート電極4上にゲート絶縁膜5を介してアイランド部17を形成する。次に、図7(c)および図8(c)に示すように、全面に導電膜を成膜した後、これをパターニングして導電膜からなるドレイン電極9、ソース電極8およびソース配線Sを形成し、さらにa−Si膜18のチャネル部上のa−Si:n+ 膜19を除去してa−Si:n+ 膜19からなるオーミックコンタクト層7を形成する。
【0006】
次に、図7(d)および図8(d)に示すように、全面にパッシベーション膜10を成膜し、これをパターニングすることによりドレイン電極9上および下部パッド層14上のパッシベーション膜10を一部開口し、ドレイン電極9と画素電極12を電気的に接続するためのコンタクトホール11、下部パッド層14と上部パッド層16を電気的に接続するためのコンタクトホール15をそれぞれ形成する。最後に、図7(e)および図8(e)に示すように、全面にITO膜を成膜し、これをパターニングすることにより画素電極12および上部パッド層16を形成する。このような工程を経て、従来の薄膜トランジスタアレイ基板が完成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法によれば、ゲート形成用のパターニング、アイランド部形成用のパターニング、ソース/ドレイン形成用のパターニング、コンタクトホール形成用のパターニング、画素電極形成用のパターニングと5回のパターニング工程を必要とし、1プロセスで5枚のフォトマスクを必要としていた(以下、5枚マスクプロセスという)。ところが、薄膜トランジスタアレイ基板を製造するに際して、高価なフォトマスクを多く用い、製造プロセス中にフォトリソグラフィー工程を多く設けることは、製造コストの高騰や工期の長期化を招く原因となって好ましくなく、使用フォトマスク数(フォトリソグラフィー工程数)をできるだけ削減することが望まれていた。
【0008】
一方、ゲート配線、ソース配線等の配線材料には、低抵抗化を図るためにアルミニウムやモリブデン等、抵抗率が比較的小さい金属を採用したいという要求がある。しかしながら、アルミニウムやモリブデン等の金属はITOのエッチングに対する耐性を持っていない。そこで、例えば上記の製造方法に対してゲート配線材料にアルミニウムやモリブデンを適用した場合、図8(e)に示す画素電極のパターニング工程においてITO膜をエッチングする際に、ゲート配線またはゲート電極のアルミニウムやモリブデンが露出した部分もエッチングされてしまうという問題があった。したがって、ゲート配線材料にアルミニウムやモリブデンを適用したければ、これらの膜をITOエッチングから保護する保護膜を用いる必要がある。ところが、その場合、配線を覆う保護膜のパターニング工程が必要となるためにフォトマスクがさらに1枚追加となり、6枚マスクプロセスとなってフォトマスクを減らしたいという要求に逆行することになる。言い換えれば、上記の5枚マスクプロセスのゲート配線材料として低抵抗のアルミニウムやモリブデンを単に適用することができず、製造コストの低減や工期の短縮とゲート配線の低抵抗化を両立させることができないという問題があった。
【0009】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、使用フォトマスク数を従来プロセスより低減することで製造コストの低減や工期の短縮を図ることのできる液晶表示装置の製造方法を提供すること、さらには配線の低抵抗化に好適な液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置の製造方法は、一対の基板のうちの一方の基板上に第1の導電膜を成膜しパターニングしてゲート電極およびゲート配線を形成し、これらゲート電極およびゲート配線を覆うゲート絶縁膜、半導体膜、不純物を添加した不純物半導体膜および第2の導電膜を順次連続して成膜し、上記第2の導電膜および不純物半導体膜を同一のマスクを用いてパターニングして上記第2の導電膜からソース電極、ソース配線およびドレイン電極を形成するとともに上記不純物半導体膜からオーミックコンタクト層を形成し、少なくとも上記ソース電極、ソース配線、ドレイン電極および上部が露出した上記半導体膜上に絶縁膜を成膜し、この絶縁膜、上記半導体膜および上記ゲート絶縁膜を同一のマスクを用いてパターニングして画素電極に接触する薄膜トランジスタを形成し、ついで、上記基板の非成膜部分上に透明性導電膜を成膜しパターニングして上記画素電極を形成し、上記一方の基板と他方の基板との間に液晶を挟持することを特徴とするものである。
【0011】
本発明の液晶表示装置の製造方法においては、ゲート電極およびゲート配線(以下、ゲート部と記す)形成用のパターニング、ソース電極、ソース配線およびドレイン電極(以下、ソース/ドレインと記す)およびオーミックコンタクト層形成用のパターニング、薄膜トランジスタ形成用の絶縁膜および半導体膜のパターニング、画素電極形成用のパターニングというように、パターニング工程が基本的に4回となり、使用フォトマスク数が4枚となる。
すなわち、従来の製造プロセスと比較した場合、ゲート部形成用のパターニング後に、半導体能動膜の形状を規定するアイランド部のパターニングを行うのではなく、ゲート絶縁膜、半導体膜、不純物半導体膜、第2の導電膜の4層連続成膜を行った後、第2の導電膜と不純物半導体膜を同一のフォトマスクを用いてパターニングすることによりソース/ドレインとオーミックコンタクト層を形成する。そして、パッシベーション膜となる絶縁膜と半導体膜とゲート絶縁膜を同一のフォトマスクを用いてパターニングすることにより薄膜トランジスタを形成し、最後に、透明性導電膜のパターニングにより画素電極を形成する。
【0012】
このように、本発明の液晶表示装置の製造方法は、下側の層から順次パターニングしていくのではなく、複数の膜を同一のフォトマスクを用いて一括してパターニングするようにしたことによって従来の5枚マスクプロセスが4枚マスクプロセスとなり、使用フォトマスク数を減らすことができる。その結果、液晶表示装置の製造にあたって、製造コストの低減や工期の短縮を図ることができる。
【0013】
上記第1の導電膜の具体的な材料としてクロム膜、またはアルミニウム膜表面をクロム膜で被覆した積層膜、またはモリブデン膜表面をクロム膜で被覆した積層膜を用い、上記透明性導電膜の具体的な材料としてITO膜を用いることができる。
上述したように、アルミニウムやモリブデン等の金属はITOのエッチングに対する耐性を持っていないため、これらの金属をゲート材料に適用すると、ITO膜のエッチング時にゲート部の露出部分もエッチングされてしまうという問題があった。これに対して、クロムはITOのエッチングに対する耐性を持っているので、ゲート部のうち少なくともその表面をクロムで形成すれば、ITO膜のエッチング時にゲート部の露出部分がエッチングされるという問題を解決することができる。
【0014】
なお、第1の導電膜としてアルミニウム膜やモリブデン膜の表面をクロム膜で被覆した積層膜を用いる場合、アルミニウム膜やモリブデン膜で形成したゲートパターンの側面もクロム膜で保護する必要があるため、アルミニウム膜やモリブデン膜上にクロム膜を積層した後、2層を一括してパターニングすることはできない。すなわち、アルミニウム膜やモリブデン膜で一旦パターンを形成した後、このパターンの上面と側面を覆うようにクロム膜を成膜し、これをパターニングする必要がある。すると、ゲート形成工程だけで2枚のフォトマスクが必要となるので、上述した本発明の4枚マスクプロセスがこの構造の場合には5枚マスクプロセスになってしまう。しかしながら、この種のゲート配線上に保護膜を設ける構造を採る場合、従来の製造プロセスでは6枚マスクプロセスになるはずであるから、本発明はこの構造の場合でも使用フォトマスク数の低減に有効である、ということができる。
【0015】
また、本発明の液晶表示装置の製造方法の他の形態として、上記基板の非成膜部分上に透明性導電膜を成膜する際に、少なくとも上記ゲート配線上および上記ゲート電極の外部露出している領域上に同時に透明性導電膜(例えばITO)を成膜してゲート保護膜を形成するようにしてもよい。
ITOエッチングに対する耐性を持たないアルミニウムやモリブデンをITOエッチングに対する耐性を持つクロムで被覆することでゲート部を保護することについては上で述べた。このように、エッチング耐性を持つ金属で被覆することでITOエッチング時に露出するゲート部を保護するという技術思想ではなく、ITOエッチング時にアルミニウムやモリブデンからなるゲート部が露出しないようにITO自体で覆ってやり、このITOをゲート保護膜として機能させればよい、という技術思想から生まれたのが上記の構造である。
【0016】
この構造を採った場合、アルミニウムやモリブデンをクロムで被覆する必要がなく、ゲート材料としてアルミニウムやモリブデンを単独で用いることができる。また、ゲート配線上やゲート電極の外部露出している領域上にITOを残すようにパターニングすることは、画素電極形成用のフォトマスクに一部パターン追加するのみで画素電極形成工程で同時に行うことができる。したがって、この構造の場合には本発明を4枚マスクプロセスとすることができ、使用フォトマスク数の低減に有効である。
【0017】
さらに他の形態として、透明性導電膜からなるゲート保護膜を形成する際に、ゲート電極上の絶縁膜上にこのゲート電極と電気的に接続した透明性導電膜を同時に成膜して上部ゲート電極を形成するようにしてもよい。
この構造を採った場合もゲート部をITO等の透明性導電膜で保護することができ、上記と同様の効果を奏することができる。さらに、本構造の場合、第1の導電膜からなるゲート電極の上方に絶縁膜を介して上部ゲート電極が配置されるので、トランジスタがいわゆるダブルゲート構造となり、シングルゲート構造のトランジスタと比較してトランジスタのオン電流が増加することから、トランジスタ特性を向上させることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]
以下、本発明の第1の実施の形態を図1、図2を参照して説明する。
本実施の形態の液晶表示装置の製造方法は、逆スタガ型の薄膜トランジスタにおけるゲート材料としてクロム単層膜を用いた例であり、製造プロセスを4枚マスクプロセスとした例である。
図1は液晶表示装置において液晶層を挟んで対向する一方の基板である薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を示す断面図、図2は同、平面図である。
【0019】
この薄膜トランジスタは、図1(e)および図2(e)に示すように、ガラス基板21上にゲート配線Gから引き出されたゲート電極22が設けられ、ゲート電極22を覆うようにSiNx からなるゲート絶縁膜23が設けられている。本実施の形態の場合、ゲート配線材料としてはクロム(Cr)単層膜が用いられている。ゲート電極22上方のゲート絶縁膜23上にアモルファスシリコン(a−Si)からなる半導体能動膜24が設けられ、リン等のn型不純物を含むアモルファスシリコン(a−Si:n+ )からなるオーミックコンタクト層25を介して半導体能動膜24上にはソース配線Sから引き出されたソース電極26とドレイン電極27が設けられている。これらソース配線S、ソース電極26およびドレイン電極27はアルミニウム(Al)膜で形成されている。そして、これらソース電極26、ドレイン電極27、ゲート電極22等で構成される薄膜トランジスタ20を覆うSiNx からなるパッシベーション膜28が設けられ、ドレイン電極27上のパッシベーション膜28にコンタクトホール29が設けられている。さらに、このコンタクトホール29を通じてドレイン電極27と電気的に接続されたITOからなる画素電極30が設けられている。
【0020】
また、図1(e)および図2(e)における破断線より左側の部分は、表示領域外に位置するゲート配線G端部のゲート端子パッド部31の断面構造を示している。これらの図に示すように、ガラス基板21上のゲート配線材料からなる下部パッド層32上にゲート絶縁膜23、a−Si膜およびパッシベーション膜28を貫通するコンタクトホール33が設けられ、コンタクトホール33を通じて下部パッド層32と電気的に接続されたITOからなる上部パッド層34が設けられている。また、図1(e)にはソース電極26上にもコンタクトホール35が設けられ、ITO層36があたかもソース電極26と接続されているように図示したが、この接続部分は実際には薄膜トランジスタ20の部分にあるのではなく、表示領域外に位置するソース配線S端部のソース端子パッド部の断面構造をこの図にまとめて図示したものである。したがって、このITO層36はソース端子パッド部の上部パッド層である。
【0021】
この薄膜トランジスタアレイ基板を製造する際には、まず、図1(a)および図2(a)に示すように、ガラス基板21上にCr膜(第1の導電膜)を成膜し、これを通常のフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングしてゲート電極22およびゲート配線Gを形成する。また、ゲート端子パッド部31に下部パッド層32を形成する。次に、図1(b)および図2(b)に示すように、これらゲート電極22、ゲート配線Gを覆うようにSiNx 膜37、a−Si膜38(半導体膜)、a−Si:n+ 膜39(不純物半導体膜)、Al膜40(第2の導電膜)の4層を基板全面に連続して成膜する。この際、同一の成膜装置を用いて同一真空雰囲気中で連続成膜することもできる。次に、図1(c)および図2(c)に示すように、Al膜40上にフォトレジスト(図示せず)を塗布した後、1枚のフォトマスクを用いてフォトレジストを感光、現像してレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして上記4層のうちAl膜40とa−Si:n+ 膜39の2層のみをエッチングする。このようにして、Al膜40からなるドレイン電極27、ソース電極26およびソース配線Sと、a−Si:n+ 膜39からなるオーミックコンタクト層25を形成する。
【0022】
次に、図1(d)および図2(d)に示すように、全面にSiNx 膜を成膜してパッシベーション膜28とし、SiNx 膜上にフォトレジスト(図示せず)を塗布した後、1枚のフォトマスクを用いてフォトレジストを感光、現像してレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてSiNx 膜(パッシベーション膜28)、a−Si膜38(半導体能動膜24)、SiNx 膜37(ゲート絶縁膜23)の3層をエッチングする。このようにして、端部の位置が揃ったパッシベーション膜28、半導体能動膜24、ゲート絶縁膜23を形成する。また、この工程においてパッシベーション膜28のエッチングを行う際に、ドレイン電極27上のパッシベーション膜28、およびゲート端子パッド部31およびソース端子パッド部の下部パッド層32上のパッシベーション膜28を一部開口し、ドレイン電極27と画素電極30を電気的に接続するためのコンタクトホール29、下部パッド層32と上部パッド層34を電気的に接続するためのコンタクトホール33、35をそれぞれ形成する。なお、パッシベーション膜28をエッチングしてコンタクトホール29、33、35を形成した際に、コンタクトホール内のAlが露出するが、パッシベーション膜28のエッチング後に行うa−Si膜38のエッチング、ゲート絶縁膜23のエッチングではこのAlはエッチングされない。
【0023】
次に、図1(e)および図2(e)に示すように、全面にITO膜を成膜し、これを通常のフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングすることにより画素電極30とゲート端子パッド部31、ソース端子パッド部の上部パッド層34、36を形成する。このような工程を経て、薄膜トランジスタアレイ基板を作製することができる。そして、この薄膜トランジスタアレイ基板と共通電極を形成した対向基板を準備し、これら基板間に液晶を封入することによって上記構成の液晶表示装置が完成する。
【0024】
本実施の形態の液晶表示装置の製造方法においては、ゲート部形成用のパターニング、ソース/ドレインおよびオーミックコンタクト層形成用のパターニング、絶縁膜および半導体能動膜のパターニング、画素電極形成用のパターニングというようにパターニング工程が4回となり、使用フォトマスク数が4枚となる。すなわち、本実施の形態の液晶表示装置の製造方法では、従来の製造プロセスのように下側の層から順次パターニングしていくのではなく、ソース/ドレイン層とオーミックコンタクト層、および絶縁膜と半導体能動膜を1枚のフォトマスクでパターニングするようにしたことによって従来の5枚マスクプロセスが4枚マスクプロセスとなり、使用フォトマスク数を減らすことができる。その結果、液晶表示装置の製造にあたって、製造コストの低減や工期の短縮を図ることができる。
【0025】
また、本実施の形態の場合、図2(d)に示したように、絶縁膜および半導体能動膜のパターニングを行った後にゲート配線Gの大部分とゲート電極22の先端が外部に露出する。もしここで、ゲート材料がAl単層膜であり、Al表面が露出していると、ITO膜の成膜、エッチングを行った場合、ITOエッチングに対する耐性を持たないAlがエッチングされてしまう。これに対して、本実施の形態では、ゲート配線材料としてITOエッチングに対する耐性を有するCrを用いているため、ゲート部の露出部分がエッチングされるという従来の問題を解消することができる。
【0026】
[第2の実施の形態]
以下、本発明の第2の実施の形態を図3、図4を参照して説明する。
本実施の形態の液晶表示装置の製造方法が第1の実施の形態の製造方法と異なる点は、ゲート材料としてAl膜の表面をCr膜で被覆した積層膜を用いる点である。この場合、製造プロセスは5枚マスクプロセスとなる。
図3は薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を示す断面図、図4は同平面図であるが、これらの図において図1、図2と共通の構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0027】
図3(e)に示す薄膜トランジスタも逆スタガ型であり、第1の実施の形態のものとほぼ同様の構造を有している。そして、構造上唯一異なる点は、ガラス基板21上のゲート電極42とゲート配線G1、およびゲート端子パッド部31の下部パッド層43が、Al膜44の上面および側面をCr膜45で被覆した積層膜で構成されている点である。
【0028】
この薄膜トランジスタアレイ基板を製造する際には、まず、図3(a)および図4(a)に示すように、ガラス基板21上にAl膜44を成膜し、これを通常のフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングしてゲート電極42およびゲート配線G1の下層側を形成する。さらに、Cr膜45を基板全面に成膜した後、このCr膜45をAl膜44のパターニング幅よりも広い幅でフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングしてゲート電極42およびゲート配線G1の上層側を形成する。
【0029】
この後の工程は第1の実施の形態と同様である。図3(b)および図4(b)に示すように、SiNx 膜37、a−Si膜38、a−Si:n+ 膜39、Al膜40の4層を基板全面に連続して成膜する。次に、図3(c)および図4(c)に示すように、1枚のフォトマスクを用いて上記4層のうちAl膜40とa−Si:n+ 膜39の2層のみをエッチングし、Al膜40からなるソース配線S、ソース電極26およびドレイン電極27と、a−Si:n+ 膜39からなるオーミックコンタクト層25を形成する。次に、図3(d)および図4(d)に示すように、全面にSiNx 膜を成膜した後、1枚のフォトマスクを用いてSiNx 膜(パッシベーション膜28)、a−Si膜38(半導体能動膜24)、SiNx 膜37(ゲート絶縁膜23)の3層をパターニングする。また、この工程ではドレイン電極27と画素電極30を電気的に接続するコンタクトホール29、下部パッド層43と上部パッド層34を電気的に接続するコンタクトホール33、35をそれぞれ形成する。
【0030】
次に、図3(e)および図4(e)に示すように、全面にITO膜を成膜した後、これを通常のフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングすることにより画素電極30とゲート端子パッド部31、ソース端子パッド部の上部パッド層34、36を形成する。このような工程を経て、薄膜トランジスタアレイ基板を作製することができる。そして、この薄膜トランジスタアレイ基板と共通電極を形成した対向基板を準備し、これら基板間に液晶を封入することによって本実施の形態の液晶表示装置が完成する。
【0031】
本実施の形態のように、ゲート材料としてAl表面をCrで被覆した積層膜を用いる場合、Alで形成した下層側ゲートパターンの側面もCrで保護する必要があるため、Al膜上にCr膜を成膜した後、2層を一括してパターニングするという方法を採ることはできない。つまり、Al膜で一旦パターンを形成した後、このパターンの上面と側面を覆うようにCr膜を成膜し、これをパターニングしなければならない。すると、ゲート形成工程だけで2枚のフォトマスクが必要となるので、第1の実施の形態に比べてフォトマスクが1枚増え、5枚マスクプロセスとなる。しかしながら、従来の製造プロセスにおいてAlゲートの表面をCrで保護しようとした場合には6枚マスクプロセスになるから、本実施の形態の場合でもやはり従来法に比べて使用フォトマスク数を低減することができる。その結果、製造コストの低減や工期の短縮を図ることができる。
【0032】
また、本実施の形態の場合、Al表面をCrで被覆した積層膜をゲート材料に用いたが、Alの抵抗率はCrの抵抗率に比べて小さいため、Crのみでゲート配線を形成した第1の実施の形態よりも配線抵抗を小さくすることができる。したがって、本実施の形態の方法は、第1の実施の形態の方法に比べて使用フォトマスク数が1枚増えるものの、ゲート配線抵抗を小さくすることができるという効果が得られる。
【0033】
なお、本実施の形態ではAl表面をCrで被覆した積層膜をゲート材料に用いたが、Alに代えてモリブデン(Mo)を用いてもよく、本実施の形態の方法においてMoを用いた場合にも同様の効果を奏することができる。
【0034】
[第3の実施の形態]
以下、本発明の第3の実施の形態を図5を参照して説明する。
本実施の形態の液晶表示装置の製造方法が第1、第2の実施の形態の製造方法と異なる点は、ゲート配線上およびゲート電極の露出している領域上にもITOを残してゲート保護膜とした点である。本実施の形態における製造プロセスは4枚マスクプロセスとなる。
なお、薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を示す断面図は図1と同様であるため、図示を省略し、図5に平面図のみを示す。図5において図2と共通の構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0035】
本実施の形態の製造方法の場合、図5(a)、(b)、(c)に示すゲート部形成からソース/ドレイン形成までの工程(断面構造は図1(a)、(b)、(c)に相当)は第1の実施の形態と全く同様である。ただし、第1の実施の形態と異なり、ゲート材料としてAl単層膜を用いることができる。
次に、図1(d)に示すSiNx 膜(パッシベーション膜28)/a−Si膜38(半導体能動膜24)/SiNx 膜37(ゲート絶縁膜23)のパターニングを行う工程では、断面構造は第1の実施の形態と変わらないが、ここで形成するパターンの平面形状が図5(d)に示すように若干変わっている。すなわち、第1の実施の形態ではパターンの薄膜トランジスタ20を覆う部分がソース電極26からドレイン電極27に向けて直線状に延在していたのに対して、本実施の形態ではソース電極26からドレイン電極27に向けて延在する部分がゲート電極22の基端部のところでゲート配線G側に張り出し、ゲート配線Gの一部に重畳している。
【0036】
次に、図1(e)に示すように、ITOの成膜、パターニングを行う工程において、第1の実施の形態ではITOからなる画素電極30と端子パッド部の上部パッド層34、36のみを形成していた。これに対して、本実施の形態ではこれら画素電極30と端子パッド部34、36に加えて、ゲート配線G上およびゲート電極22先端のパッシベーション膜28から露出した領域上にもITO膜47を残している。
【0037】
第1の実施の形態の方法はITOエッチングに対する耐性を持つCrをゲート材料として用いたもの、第2の実施の形態の方法はITOエッチングに対する耐性を持たないAlをCrで被覆したものをゲート材料として用いたものである。これに対して、ITOエッチング時にAlからなるゲート部が露出しないようにITO膜47自体で覆い、このITO膜47をゲート保護膜としたものが本実施の形態の方法である。これにより、ITOエッチング時にゲート部の露出部分がエッチングされるという従来の問題を解消することができる。
【0038】
本方法の場合、AlをCrで被覆する必要がなく、ゲート配線がAl単層膜となるので、第1、第2の実施の形態に比べてゲート配線抵抗をより低減することができる。また、ゲート配線上やゲート電極の露出している領域上にITOを残すようにパターニングするに際して新たなフォトマスクを追加する必要はなく、第1の実施の形態で用いた画素電極形成用のフォトマスクに一部パターン追加するのみでよく、画素電極形成工程で同時にパターニングを行うことができる。したがって、本方法の場合には4枚マスクプロセスとなって従来プロセスに比べて使用フォトマスク数を低減することができ、製造コストの低減や工期の短縮を図ることができる。
なお、本方法の場合、ゲート材料としてAlに代えてMoやCrを用いることもできる。
【0039】
[第4の実施の形態]
以下、本発明の第4の実施の形態を図6を参照して説明する。
本実施の形態の液晶表示装置の製造方法は第3の実施の形態の製造方法と類似したものである。そして、第3の実施の形態の製造方法と異なる点は、ゲート電極の露出している領域だけでなく、ゲート電極上の全ての領域にITOを残した点である。
図6は、薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を示す平面図であり、図6において図5と共通の構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0040】
第3の実施の形態の方法では、図5(e)に示したように、ゲート配線G上とゲート電極22先端のパッシベーション膜28から露出した領域上にITO膜47を残した。これに対して、本実施の形態の方法では、図6(e)に示したように、ゲート電極22先端の露出部分のみならず、ゲート電極22上の全ての領域にわたってゲート配線G上から連続してITO膜49を残している。すなわち、ゲート配線G上を覆うITOパターンがゲート電極22先端に向かって延在し、Al膜からなるゲート配線Gおよびゲート電極22と同様の形状となっている。
【0041】
本方法においても、第3の実施の形態と同様、ゲート配線Gやゲート電極22の露出した部分をITO膜49が覆ってゲート保護膜として機能するため、ゲート部の露出部分がエッチングされるという従来の問題を解消することができる。また、4枚マスクプロセスとなることで製造コストの低減や工期の短縮が図れるという上記と同様の効果を奏することができる。さらに、本方法で得られた薄膜トランジスタにおいては、Alからなるゲート電極22の上方にゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、パッシベーション膜を介してITO膜49が配置されたことになる。すなわち、ゲート電極22上のITO膜49がゲート保護膜として機能するのみならず、上部ゲート電極としても機能し、薄膜トランジスタがいわゆるダブルゲート構造となる。その結果、シングルゲート構造のトランジスタと比較してトランジスタのオン電流が増加するため、トランジスタ特性を向上させることができる。
また、本方法の場合、ゲート材料としてAlに代えてMoやCrを用いることもできる。
【0042】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えばゲート絶縁膜、パッシベーション膜等をはじめとする各種膜の具体的な材料等に関しては、適宜変更が可能である。
【0043】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、ゲート部形成用パターニング、ソース/ドレインおよびオーミックコンタクト層形成用パターニング、薄膜トランジスタ形成用パターニング、画素電極形成用パターニングというように、パターニング工程が基本的に4回となり、使用フォトマスク数が4枚となる。このように、本方法は、複数の膜を同一のフォトマスクを用いて一括してパターニングするようにしたことによって従来の5枚マスクプロセスが4枚マスクプロセスとなり、使用フォトマスク数を減らすことができる。その結果、液晶表示装置の製造にあたって、製造コストの低減や工期の短縮を図ることができる。なお、第1の導電膜としてアルミニウム膜やモリブデン膜の表面をクロム膜で被覆した積層膜を用いた場合には5枚マスクプロセスとなるが、この場合でも従来プロセスでは6枚マスクプロセスになることを考えれば使用フォトマスク数の低減に有効となる。
【0044】
また、第1の導電膜の具体的な材料としてクロム膜、またはアルミニウム膜表面をクロム膜で被覆した積層膜、またはモリブデン膜表面をクロム膜で被覆した積層膜を用い、透明性導電膜の具体的な材料としてITO膜を用いた場合、ITO膜のエッチング時にゲート部の露出部分がエッチングされるという問題を解決しながらゲート配線の低抵抗化を図ることができる。その結果、製造コストの低減や工期の短縮とゲート配線の低抵抗化を両立させることができる。
さらに、透明性導電膜からなる上部ゲート電極を形成した場合、薄膜トランジスタ特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態である液晶表示装置の製造方法を示す図であり、特に薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を示す断面図である。
【図2】 同、平面図である。
【図3】 本発明の第2の実施の形態である液晶表示装置の製造方法を示す図であり、特に薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を示す断面図である。
【図4】 同、平面図である。
【図5】 本発明の第3の実施の形態である液晶表示装置の製造方法を示す図であり、特に薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を示す平面図である。
【図6】 本発明の第4の実施の形態である液晶表示装置の製造方法を示す図であり、特に薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を示す断面図である。
【図7】 従来の液晶表示装置の製造方法の一例を示す図であり、特に薄膜トランジスタアレイ基板の製造工程を示す断面図である。
【図8】 同、平面図である。
【図9】 一般の液晶表示装置の概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
20 薄膜トランジスタ
21 ガラス基板(基板)
22,42 ゲート電極
23 ゲート絶縁膜
24 半導体能動膜
25 オーミックコンタクト層
26 ソース電極
27 ドレイン電極
28 パッシベーション膜(絶縁膜)
29,33,35 コンタクトホール
30 画素電極
37 SiNx 膜(ゲート絶縁膜)
38 a−Si膜(半導体膜)
39 a−Si:n+ 膜(不純物半導体膜)
40 Al膜(第2の導電膜)
44 Al膜
45 Cr膜
47,49 ITO膜(ゲート保護膜)
G,G1 ゲート配線
S ソース配線
Claims (4)
- 一対の基板のうちの一方の基板上に第1の導電膜を成膜しパターニングしてゲート電極およびゲート配線を形成し、
該ゲート電極およびゲート配線を覆うゲート絶縁膜、半導体膜、不純物を添加した不純物半導体膜および第2の導電膜を順次連続して成膜し、前記第2の導電膜および不純物半導体膜を同一のマスクを用いてパターニングして前記第2の導電膜からソース電極、ソース配線およびドレイン電極を形成するとともに、前記ソース電極、ソース配線およびドレイン電極と端部が一致するオーミックコンタクト層を前記不純物半導体膜から形成し、
少なくとも前記ソース電極、ソース配線、ドレイン電極および上部が露出した前記半導体膜上に絶縁膜を成膜し、該絶縁膜、前記半導体膜および前記ゲート絶縁膜を同一のマスクを用いてパターニングして薄膜トランジスタを形成し、パターニングされた前記絶縁膜、前記半導体膜および前記ゲート絶縁膜の端部がお互いに一致し、前記絶縁膜、前記半導体膜および前記ゲート絶縁膜がすべて除去された部分では前記基板が露出し、
ついで、前記基板の上に透明性導電膜を成膜しパターニングして前記薄膜トランジスタに接触する画素電極を前記基板の非成膜部分上に形成し、前記ゲート配線の全ての領域および前記ゲート電極の外部露出している領域上に同時に前記透明性導電膜からゲート保護膜を形成し、
前記一方の基板と他方の基板との間に液晶を挟持することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記第1の導電膜の材料としてクロム膜、またはアルミニウム膜表面をクロム膜で被覆した積層膜、またはモリブデン膜表面をクロム膜で被覆した積層膜を用い、前記透明性導電膜の材料としてインジウム錫酸化物膜を用いることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記ゲート配線と同時に前記ゲート配線と接触するゲートの下部パッドを形成し、
前記絶縁膜、前記半導体膜および前記ゲート絶縁膜を同一のマスクを用いてパターニングする際に、前記ゲートの下部パッド上の前記絶縁膜、前記半導体膜および前記ゲート絶縁膜を一部開口し、前記ゲートの下部パッドを露出するコンタクトホールを形成し、
前記画素電極と同時に前記コンタクトホールにより前記ゲートの下部パッドと接触するゲートの上部パッドを形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記ソース配線と同時に前記ソース配線と接触するソースの下部パッドを形成し、
前記絶縁膜、前記半導体膜および前記ゲート絶縁膜を同一のマスクを用いてパターニングする際に、前記ソースの下部パッド上の前記絶縁膜を一部開口し、前記ソースの下部パッドを露出するコンタクトホールを形成し、
前記画素電極と同時に前記コンタクトホールにより前記ソースの下部パッドと接触するソースの上部パッドを形成することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の液晶表示装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29299897A JP4131297B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | 液晶表示装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29299897A JP4131297B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | 液晶表示装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11133455A JPH11133455A (ja) | 1999-05-21 |
JP4131297B2 true JP4131297B2 (ja) | 2008-08-13 |
Family
ID=17789162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29299897A Expired - Lifetime JP4131297B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | 液晶表示装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4131297B2 (ja) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6493048B1 (en) | 1998-10-21 | 2002-12-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor array panel for a liquid crystal display and a method for manufacturing the same |
TW500937B (en) | 1999-07-13 | 2002-09-01 | Samsung Electronics Co Ltd | Liquid crystal display |
JP4627843B2 (ja) | 1999-07-22 | 2011-02-09 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
KR100646779B1 (ko) * | 1999-08-12 | 2006-11-17 | 삼성전자주식회사 | 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법 |
KR100569272B1 (ko) * | 1999-12-28 | 2006-04-10 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 프린지 필드 구동 액정표시장치의 제조방법 |
JP4118484B2 (ja) | 2000-03-06 | 2008-07-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
JP2001257350A (ja) | 2000-03-08 | 2001-09-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
JP4118485B2 (ja) * | 2000-03-13 | 2008-07-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
JP4683688B2 (ja) | 2000-03-16 | 2011-05-18 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 液晶表示装置の作製方法 |
JP4785229B2 (ja) | 2000-05-09 | 2011-10-05 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
JP2002182243A (ja) * | 2000-12-15 | 2002-06-26 | Nec Corp | 液晶表示装置用トランジスタ基板及びその製造方法 |
KR100780711B1 (ko) * | 2001-07-28 | 2007-11-30 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 박막 트랜지스터 표시소자 및 그 제조방법 |
KR101172498B1 (ko) * | 2005-06-01 | 2012-08-10 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치의 제조 방법, 액정 표시 장치 및 에이징시스템 |
KR101238233B1 (ko) * | 2006-06-30 | 2013-03-04 | 엘지디스플레이 주식회사 | 박막트랜지스터와 그 제조방법 |
JP4668247B2 (ja) * | 2007-07-26 | 2011-04-13 | 三菱電機株式会社 | 液晶表示装置の製造方法 |
US8101442B2 (en) * | 2008-03-05 | 2012-01-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing EL display device |
JP5806043B2 (ja) * | 2010-08-27 | 2015-11-10 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
US8797487B2 (en) | 2010-09-10 | 2014-08-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Transistor, liquid crystal display device, and manufacturing method thereof |
US9178071B2 (en) | 2010-09-13 | 2015-11-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
JP2011102990A (ja) * | 2010-12-16 | 2011-05-26 | Sharp Corp | 液晶表示装置の製造方法 |
JP2011118422A (ja) * | 2011-03-01 | 2011-06-16 | Nec Lcd Technologies Ltd | 液晶表示装置、液晶表示装置用薄膜トランジスタアレイ基板及びその製造方法 |
JP6076038B2 (ja) * | 2011-11-11 | 2017-02-08 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置の作製方法 |
-
1997
- 1997-10-24 JP JP29299897A patent/JP4131297B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11133455A (ja) | 1999-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4131297B2 (ja) | 液晶表示装置の製造方法 | |
US6927105B2 (en) | Thin film transistor array substrate and manufacturing method thereof | |
US7605875B2 (en) | Thin film transistor array panel for a liquid crystal display and a method for manufacturing the same | |
US7504290B2 (en) | Thin film transistor array panel for a liquid crystal display and a method for manufacturing the same | |
US5998230A (en) | Method for making liquid crystal display device with reduced mask steps | |
KR20000033047A (ko) | 박막트랜지스터의제조방법 | |
JP4382181B2 (ja) | 薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法 | |
US7605416B2 (en) | Thin film translator array panel and a method for manufacturing the panel | |
KR100623977B1 (ko) | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 | |
KR20020064021A (ko) | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 | |
KR100330097B1 (ko) | 액정표시장치용박막트랜지스터기판및그제조방법 | |
KR100709710B1 (ko) | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 | |
KR100590755B1 (ko) | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그의 제조 방법 | |
KR100502813B1 (ko) | 박막트랜지스터의제조방법,박막트랜지스터기판및그제조방법 | |
KR100796746B1 (ko) | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 | |
KR100670050B1 (ko) | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그의 제조 방법 | |
KR20020043860A (ko) | 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법 | |
KR100878263B1 (ko) | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법 | |
KR100777694B1 (ko) | 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법 | |
KR100560971B1 (ko) | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 | |
KR100806887B1 (ko) | 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 | |
KR100720096B1 (ko) | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법 | |
KR20020064067A (ko) | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 | |
KR20010017527A (ko) | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법 | |
KR20020064022A (ko) | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041005 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060915 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061219 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20070319 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070323 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20070323 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070619 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20070918 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20070921 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070926 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071106 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080303 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080305 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20080312 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080417 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080514 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110606 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120606 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130606 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |