JP5074625B2 - 薄膜トランジスタ基板の製造方法 - Google Patents
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Description
図1〜図6は、本発明に係る薄膜トランジスタ基板の製造方法の実施形態1を示している。具体的に、図1は、本実施形態1のTFT基板50aaの平面図である。また、図2(a)〜図2(f)は、TFT基板50aaの製造工程を説明するための表示領域の断面図である。さらに、図3(a)〜図3(d)は、TFT基板50aaの製造工程を説明するための非表示領域の断面図である。なお、図2(f)は、図1中のII−II線に沿ったTFT基板50aaの断面図でもある。また、図4は、TFT基板50aaを構成するTFT5の特性を示すグラフである。
まず、例えば、厚さ0.7mmのガラス基板10の基板全体に、スパッタリング法により、アルミニウム膜、銅膜、チタン膜などの第1の金属導電膜(不図示)を厚さ3000Å程度で成膜する。
まず、上記ゲート層形成工程でゲート電極11a及びゲート線11が形成された基板全体に、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法により、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜などの第1の無機絶縁膜12(図3(b)参照)を厚さ4000Å程度で成膜する。
まず、上記ゲート絶縁膜形成工程でゲート絶縁膜12aが形成された基板全体に、スパッタリング法により、アルミニウム膜、銅膜、チタン膜などの第2の金属導電膜13(図2(c)参照)を厚さ3000Å程度で成膜する。
まず、上記ソース層形成工程でソース電極13a、ドレイン電極13b、ソース線13c及び第2接続配線13dが形成された基板全体に、スパッタリング法により、IGZO系、ISiZO系、IAlZO系などの酸化物半導体膜14を厚さ1000Å程度で成膜する(図2(d)及び図3(d)参照)。
上記層間絶縁膜形成工程で形成された層間絶縁膜15aから露出する酸化物半導体膜14(図2(e)参照)を、図2(f)に示すように、水素、アルゴン、酸素などの還元性プラズマPで処理することにより、層間絶縁膜15aから露出する酸化物半導体膜14を低抵抗化して、画素電極14bを形成すると共に、層間絶縁膜15aの下層に半導体層14aを形成する。
図7は、本実施形態のTFT基板50bの製造工程を説明するための表示領域の断面図であり、図8は、TFT基板50bの製造工程を説明するための非表示領域の断面図である。なお、以下の各実施形態において、図1〜図6と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
まず、例えば、厚さ0.7mmのガラス基板20の基板全体に、スパッタリング法により、アルミニウム膜、銅膜、チタン膜などの第1の金属導電膜(不図示)を厚さ3000Å程度で成膜する。
まず、上記ゲート層形成工程でゲート線、ゲート電極21a及び第1接続配線21bが形成された基板全体に、プラズマCVD法により、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜などの第1の無機絶縁膜22を厚さ4000Å程度で成膜する(図7(b)及び図8(b)参照)。
まず、上記ゲート絶縁膜形成工程でゲート絶縁膜22a及び酸化物半導体層23aが形成された基板全体に、スパッタリング法により、アルミニウム膜、銅膜、チタン膜などの第2の金属導電膜24(図7(d)参照)を厚さ3000Å程度で成膜する。
まず、上記ソース層形成工程でソース電極24a、ドレイン電極24b及びソース線24cが形成された基板全体に、スパッタリング法又はプラズマCVD法により、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜などの第2の無機絶縁膜25(図7(e)参照)を厚さ3000Å程度で成膜する。
上記層間絶縁膜形成工程で形成された層間絶縁膜25aから露出する酸化物半導体層23a(図7(e)参照)を、図7(f)に示すように、還元性プラズマPで処理することにより、層間絶縁膜25aから露出する酸化物半導体層23aを低抵抗化して、画素電極23abを形成すると共に、層間絶縁膜25aの下層に半導体層23aaを形成する。
図9は、本実施形態のTFT基板50cの製造工程を説明するための表示領域の断面図であり、図10は、TFT基板50cの製造工程を説明するための非表示領域の断面図である。
まず、例えば、厚さ0.7mmのガラス基板30の基板全体に、スパッタリング法により、アルミニウム膜、銅膜、チタン膜などの第1の金属導電膜(不図示)を厚さ3000Å程度で成膜する。
まず、上記ゲート層形成工程でゲート線、ゲート電極31a及び第1接続配線31bが形成された基板全体に、プラズマCVD法により、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜などの第1の無機絶縁膜32を厚さ4000Å程度で成膜する(図9(b)及び図10(b)参照)。
まず、上記ゲート絶縁膜形成工程でゲート絶縁膜32a及び酸化物半導体層33aが形成された基板全体に、スパッタリング法により、アルミニウム膜、銅膜、チタン膜などの第2の金属導電膜34(図9(c)参照)を厚さ3000Å程度で成膜する。
まず、上記ソース層形成工程でソース電極34a、ドレイン電極34b及びソース線34cが形成された基板全体に、スパッタリング法又はプラズマCVD法により、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜などの第2の無機絶縁膜35(図9(d)参照)を厚さ3000Å程度で成膜する。
上記層間絶縁膜形成工程で形成された層間絶縁膜35aから露出する酸化物半導体層33a(図9(d)参照)を、図9(e)に示すように、還元性プラズマPで処理することにより、層間絶縁膜35aから露出する酸化物半導体層33aを低抵抗化して、画素電極33abを形成すると共に、層間絶縁膜35aの下層に半導体層33aaを形成する。
図11は、本実施形態のTFT基板50dの製造工程を説明するための表示領域の断面図であり、図12は、TFT基板50dの製造工程を説明するための非表示領域の断面図である。
まず、例えば、厚さ0.7mmのガラス基板40の基板全体に、スパッタリング法により、アルミニウム膜、銅膜、チタン膜などの第1の金属導電膜(不図示)を厚さ3000Å程度で成膜する。
まず、上記ゲート層形成工程でゲート線、ゲート電極41a及び第1接続配線41bが形成された基板全体に、プラズマCVD法により、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜などの第1の無機絶縁膜42(図11(b)及び図12(b)参照)を厚さ4000Å程度で成膜する。
まず、ゲート絶縁膜形成工程で用いた第2のレジストパターンRaをアッシングで薄肉化することにより、第2のレジストパターンRaの凹部Dの底部Bが除去された第2の変成レジストパターンRb(図11(b)及び図12(b)参照)を形成する。
まず、上記ソース層形成工程でソース電極43a、ドレイン電極43b、ソース線及び第2接続配線43dが形成された基板全体に、スパッタリング法により、IGZO系、ISiZO系、IAlZO系などの酸化物半導体膜44を厚さ1000Å程度で成膜する(図11(d)及び図12(d)参照)。
上記層間絶縁膜形成工程で形成された層間絶縁膜45aから露出する酸化物半導体膜44(図11(e)及び図12(e)参照)を、図11(f)及び図12(f)に示すように、還元性プラズマPで処理することにより、層間絶縁膜45aから露出する酸化物半導体膜44を低抵抗化して、画素電極44b及び導電層44cを形成すると共に、層間絶縁膜45aの下層に半導体層44aを形成する。
D 凹部
H 不純物
P プラズマ
R 感光性樹脂膜
Ra 第2のレジストパターン
10,20,30,40 ガラス基板
11a,21a,31a,41a ゲート電極
11 ゲート線(第1の配線)
12,22,32,42 第1の無機絶縁膜
12a,22a,32a,42a ゲート絶縁膜
12b,23b,33b,43c コンタクトホール
13,24,34,43 第2の金属導電膜
13a,24a,34a,43a ソース電極
13b,24b,34b,43b ドレイン電極
13c,24c,34c ソース線(第2の配線)
13d,43d 第2接続配線(第2の配線)
14,23,33,44 酸化物半導体膜
14b,23ab,33ab,44b 画素電極
15,25,35,45 第2の無機1絶縁膜
15a,25a,35a,45a 層間絶縁膜
21b,31b,41b 第1接続配線(第1の配線)
24c,34c ソース線(第2の配線)
50aa,50ab,50ac,50b,50c,50d TFT基板
Claims (11)
- 基板にゲート電極及び第1の配線を形成するゲート層形成工程と、
上記ゲート電極及び第1の配線を覆うように第1の絶縁膜を成膜した後に、該第1の絶縁膜を上記第1の配線に重なる位置にコンタクトホールが形成されるようにパターニングして、ゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、
上記ゲート絶縁膜を覆うように導電膜を成膜した後に、該導電膜をパターニングして、上記ゲート電極に重なると共に互いに離間するようにそれぞれ設けられたソース電極及びドレイン電極と、上記第1の配線に交差するように設けられ、上記コンタクトホールを介して上記第1の配線に接続された第2の配線とを形成するソース層形成工程と、
上記ソース電極、ドレイン電極及び第2の配線を覆うように、酸化物半導体膜及び第2の絶縁膜を順に成膜した後に、該第2の絶縁膜をパターニングして、層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
上記層間絶縁膜から露出する酸化物半導体膜を低抵抗化して、画素電極を形成する画素電極形成工程とを備えることを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。 - 基板にゲート電極及び第1の配線を形成するゲート層形成工程と、
上記ゲート電極及び第1の配線を覆うように第1の絶縁膜及び酸化物半導体膜を順に成膜した後に、上記第1の絶縁膜及び酸化物半導体膜の積層膜を上記第1の配線に重なる位置にコンタクトホールが形成されるようにパターニングして、ゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、
上記酸化物半導体膜を覆うように導電膜を成膜した後に、該導電膜をパターニングして、上記ゲート電極に重なると共に互いに離間するようにそれぞれ設けられたソース電極及びドレイン電極と、上記第1の配線に交差するように設けられ、上記コンタクトホールを介して上記第1の配線に接続された第2の配線とを形成するソース層形成工程と、
上記ソース電極、ドレイン電極及び第2の配線を覆うように、第2の絶縁膜を成膜した後に、該第2の絶縁膜をパターニングして、層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
上記層間絶縁膜から露出する酸化物半導体膜を低抵抗化して、画素電極を形成する画素電極形成工程とを備えることを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。 - 請求項2に記載された薄膜トランジスタ基板の製造方法において、
上記ゲート層形成工程では、上記ソース層形成工程で形成されるドレイン電極と上記画素電極形成工程で形成される画素電極との境界に達するように、上記ゲート電極を幅広に形成することを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。 - 基板にゲート電極及び第1の配線を形成するゲート層形成工程と、
上記ゲート電極及び第1の配線を覆うように第1の絶縁膜及び導電膜を順に成膜した後に、該第1の絶縁膜及び導電膜の積層膜を上記第1の配線に重なる位置にコンタクトホールが形成されるようにパターニングして、ゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、
上記導電膜をパターニングして、上記ゲート電極に重なると共に互いに離間するようにそれぞれ設けられたソース電極及びドレイン電極と、上記第1の配線に上記コンタクトホールの位置で交差するように設けられた第2の配線とを形成するソース層形成工程と、
上記ソース電極、ドレイン電極及び第2の配線を覆うように、酸化物半導体膜及び第2の絶縁膜を順に成膜した後に、該第2の絶縁膜をパターニングして、層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
上記層間絶縁膜から露出する酸化物半導体膜を低抵抗化して、画素電極を形成すると共に、上記第1の配線及び第2の配線を導通させる画素電極形成工程とを備えることを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。 - 請求項4に記載された薄膜トランジスタ基板の製造方法において、
上記ゲート絶縁膜形成工程は、上記導電膜上に感光性樹脂膜を成膜して、該感光性樹脂膜をハーフトーンで露光することにより、凹部が設けられたレジストパターンを形成する工程と、該レジストパターンから露出する上記第1の絶縁膜及び導電膜の積層膜をエッチングして、上記コンタクトホールを形成する工程とを備え、
上記ソース層形成工程では、上記レジストパターンを薄肉化することにより、該レジストパターンの凹部の底部を除去して露出させた上記導電膜をエッチングしてパターニングすることを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。 - 請求項1乃至5の何れか1つに記載された薄膜トランジスタ基板の製造方法において、
上記画素電極形成工程では、上記層間絶縁膜から露出する酸化物半導体膜をプラズマ処理することを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。 - 請求項1乃至5の何れか1つに記載された薄膜トランジスタ基板の製造方法において、
上記画素電極形成工程では、上記層間絶縁膜から露出する酸化物半導体膜に不純物を注入することを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。 - 請求項1乃至5の何れか1つに記載された薄膜トランジスタ基板の製造方法において、
上記画素電極形成工程では、上記層間絶縁膜から露出する酸化物半導体膜をエッチングにより薄くすることを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。 - 請求項1乃至8の何れか1つに記載された薄膜トランジスタ基板の製造方法において、
上記第2の配線は、上記ソース電極に導通するソース線であり、
上記第1の配線は、上記ソース線に接続するための第1接続配線であることを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。 - 請求項1乃至8の何れか1つに記載された薄膜トランジスタ基板の製造方法において、
上記第1の配線は、上記ゲート電極に導通するゲート線であり、
上記第2の配線は、上記ゲート線に接続するための第2接続配線であることを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。 - 請求項1乃至10の何れか1つに記載された薄膜トランジスタ基板の製造方法において、
上記酸化物半導体膜は、In-Ga-Zn-O系であることを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。
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