JP5421550B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
前記素子は、
前記絶縁基板の主面上又は該主面に形成された絶縁膜層上に形成された半導体層パターンと、
前記半導体層パターン上に離間して並設された複数の電極を備え、
前記複数の電極は、第1電極、第2電極、これら第1電極および第2電極の間に配置されるダミー用電極から構成され、
前記複数の電極のそれぞれ対向する辺の少なくとも一方の辺の少なくとも一端側において前記各電極の並設方向に突部が形成されたパターンをなすことを特徴とする。
前記素子は前記表示領域の外側に抵抗素子として形成されていることを特徴とする。
前記不純物が添加された半導体層はオーミック接触層として形成されていることを特徴とする。
アルミニウム合金とクロムまたはクロム合金との2層構造、
アルミニウム合金とタングステンまたはタングステン合金との2層構造、
アルミニウム合金とチタンまたはチタン合金との2層構造、
アルミニウム合金とモリブデンまたはモリブデン合金との2層構造、
銅合金とクロムまたはクロム合金との2層構造、
銅合金とタングステンまたはタングステン合金との2層構造、
銅合金とチタンまたはチタン合金との2層構造、
銅合金とモリブデンまたはモリブデン合金との2層構造、
クロムまたはクロム合金とアルミニウム合金とクロムまたはクロム合金との3層構造、
タングステンまたはタングステン合金とアルミニウム合金とタングステンまたはタングステン合金との3層構造、
チタンまたはチタン合金とアルミニウム合金とチタンまたはチタン合金との3層構造、
モリブデンまたはモリブデン合金とアルミニウム合金とモリブデンまたはモリブデン合金との3層構造、
クロムまたはクロム合金と銅合金とクロムまたはクロム合金との3層構造、
タングステンまたはタングステン合金と銅合金とタングステンまたはタングステン合金との3層構造、
チタンまたはチタン合金と銅合金とチタンまたはチタン合金との3層構造、
モリブデンまたはモリブデン合金と銅合金とモリブデンまたはモリブデン合金との3層構造の何れかから構成されたものであることを特徴とする。
図3は、液晶表示パネルに形成される逆スタガ型の薄膜トランジスタの製造工程の一部を示す模式図である。薄膜トランジスタは表示領域における各画素のアクティブ素子として用いられるだけでなく、非表示領域における周辺回路素子としても用いられる。図3は、画素のアクティブ素子として用いられる薄膜トランジスタを、その周辺構成とともに示している。なお、図3中、左側の図は平面図を、右側の図は前記平面図のX−X'線における断面図を示す。
まず、ガラス基板13の上に、公知の成膜技術、フォトリソグラフィ技術、エッチング技術、マスクパターン除去技術により、金属で構成されるゲート信号線14を形成する。このゲート信号線14はその一部において薄膜トランジスタのゲート電極として機能するようになっている。
次に、ガラス基板13及びゲート信号線14の上に、絶縁膜15、シリコン膜16、不純物が添加されたシリコン膜17、金属膜18を順次成膜する。絶縁膜15は、たとえば、窒化シリコンまたは酸化シリコンまたは窒化酸化シリコンの何れかから構成されている。シリコン膜16及び不純物が添加されたシリコン膜17の主成分は、アモルファスシリコンまたは結晶性を有するシリコンの何れであってもよい。金属膜18は、ゲート信号線14と同様に、たとえば、クロム、クロム合金、タングステン、タングステン合金、チタン、チタン合金、モリブデン、モリブデン合金、アルミニウム合金、または銅合金の1層構造、アルミニウム合金とクロムまたはクロム合金との2層構造、アルミニウム合金とタングステンまたはタングステン合金との2層構造、アルミニウム合金とチタンまたはチタン合金との2層構造、アルミニウム合金とモリブデンまたはモリブデン合金との2層構造、銅合金とクロムまたはクロム合金との2層構造、銅合金とタングステンまたはタングステン合金との2層構造、銅合金とチタンまたはチタン合金との2層構造、銅合金とモリブデンまたはモリブデン合金との2層構造、クロムまたはクロム合金とアルミニウム合金とクロムまたはクロム合金との3層構造、タングステンまたはタングステン合金とアルミニウム合金とタングステンまたはタングステン合金との3層構造、チタンまたはチタン合金とアルミニウム合金とチタンまたはチタン合金との3層構造、モリブデンまたはモリブデン合金とアルミニウム合金とモリブデンまたはモリブデン合金との3層構造、クロムまたはクロム合金と銅合金とクロムまたはクロム合金との3層構造、タングステンまたはタングステン合金と銅合金とタングステンまたはタングステン合金との3層構造、チタンまたはチタン合金と銅合金とチタンまたはチタン合金との3層構造、モリブデンまたはモリブデン合金と銅合金とモリブデンまたはモリブデン合金との3層構造の何れかから構成される。
次に、金属膜18の上層に、公知のフォトリソグラフィ技術でレジストパターン19aと19bと19cを形成する。この時、レジストパターン19cはレジストパターン19aと19bとの間に複数並設されて配置されている。レジストパターン19aの平面形状はソース電極の平面形状に対応し、レジストパターン19bの平面形状はドレイン電極の平面形状に対応し、レジストパターン19cの平面形状はダミー用電極の平面形状に対応している。図3(c)では、その左側の図から明らかとなるように、レジストパターン19cの平面形状を屈曲部内側(凹部)の角度が90度のV字多角形で示している。しかし、多角形ではなく曲線部を有する平面形状(例えばU字形)であってもよい。後述のリフローの過程でレジストの流動を促進したい方向に前記凹部を配置することが重要である。また、凹部の角度は鋭角であっても鈍角であってもよい。半導体層のチャネル長(L)とチャネル幅(W)との比率(L/W)をより大きくするには、上述の液体の性質に関する原理から、凹部の角度を鋭角にすることが有効となる。
次に、レジストパターン19aと19bと19cから露出されている領域の金属膜18を公知のウェットエッチング技術または公知のドライエッチング技術で除去し、さらに、不純物が添加されたシリコン膜17を、公知のドライエッチング技術で除去する。これにより、シリコン膜16の上に、不純物を添加したシリコンからなるオーミック接触層17aと17bと17c、金属膜からなるソース電極18aとドレイン電極18bとダミーパターン18cが形成される。
次に、レジストパターン19aと19bと19cを、流動による変形を起こさせ新たなレジストパターン19dを形成する。この場合、レジストの流動はダミーパターン18cの前記凹部側に促進される性質を有する。このため、変形された新たなレジストパターン19dは、断続されることなく、一連に接続されたパターンとして形成されるようになる。したがって、レジストパターン19dはレジストパターン19a、19b、19cが相互に繋がることによって形成される平面形状で、ソース電極18aとドレイン電極18bとダミーパターン18cは一連のレジストパターン19dで被覆された状態となる。
次に、レジストパターン19dから露出されている領域のシリコン膜16を公知のドライエッチング技術で除去する。これにより、トランジスタのチャネル領域となる半導体層パターン16dが形成される。この場合、レジストパターン19dの一部をエッチングで除去した後に、シリコン膜16をエッチングで除去して形成してもよい。また、レジストパターン19dの一部を除去する工程とシリコン膜16を除去する工程とを同時に実施してもよい。レジストパターン19dのエッチング膜厚とシリコン膜16のエッチング魔厚との比率は、エッチング用ガスの組成やドライエッチング装置のRF出力を調整することによって制御できる。何れの手法にせよ、レジストパターン19dのエッチング膜厚を増大させてシリコン膜16をエッチングで除去すれば、最終的にチャネル幅の小さな半導体層パターンに仕上げることも可能となる(図3(g)参照)。
次に、公知のレジストパターン除去技術により、レジストパターン19dを全て除去する。結果として、逆スタガ型薄膜トランジスタの半導体層パターン16d、オーミック接触層17aと17bと17c、ソース電極18a、ドレイン電極18b、ダミーパターン18cが1回のフォトリソグラフィ工程で形成される。
絶縁膜15、半導体層パターン16d、ソース電極18a、ドレイン電極18b、ダミーパターン18cが被覆されるように、保護絶縁膜20を公知の成膜技術で成膜する。保護絶縁膜20は、窒化シリコンまたは酸化シリコンまたは窒化酸化シリコンの何れかから構成されているものであればよい。
次に、ソース電極18aの一部が露出するようにコンタクトホール20aを、ドレイン電極18bから延在するドレイン配線21bの端部の一部が露出するようにコンタクトホール20bを、ゲート電極14から延在するゲート配線21e端部の一部が露出するようにコンタクトホール20eを形成する。なお、ダミーパターン18cは、他の配線から独立させるため、敢えてその上にコンタクトホールを開口する必要はない。コンタクトホール20aと20bと20eは、公知のフォトリソグラフィ技術と公知のドライエッチング技術と公知のレジストパターン除去技術によって開口すればよい。
次に、ソース電極18aの露出した部分、ドレイン配線21bの露出した部分、ゲート配線21eの露出した部分、保護絶縁膜20の表面、コンタクトホール20aと20bと20eにおける夫々の側壁部分が被覆されるように、透明導電膜22を公知の成膜技術で成膜する。透明導電膜22は、インジウム‐スズ酸化物、亜鉛酸化物、インジウム‐スズ‐亜鉛酸化物の何れかから構成されているものであればよい。
次に、透明導電膜22の上層に、公知のフォトリソグラフィ技術でレジストパターン23aと23bと23eを形成する。この時、レジストパターン23aの平面形状は画素電極またはソース端子形成用、レジストパターン23bの平面形状はドレイン端子形成用、レジストパターン23eの平面形状はゲート端子形成用とする。
次に、レジストパターン23aと23bと23eの何れにも被覆されていない領域にある透明導電膜22を公知のエッチング技術で除去し、続いて公知のレジストパターン除去技術でレジストパターン23aと23bと23eを除去する(図4(e))。この結果、ソース電極18aと接触する画素電極24aまたはソース端子22a、ドレイン配線21bと接触するドレイン端子22b、ゲート配線21eと接触するゲート端子22eが形成される。
図5は、抵抗素子の製造工程の一部を示す模式図である。この抵抗素子は、表示装置の非表示領域においてたとえば静電気保護回路素子として形成される。
まず、ガラス基板25の上に、絶縁膜26、シリコン膜27、不純物が添加されたシリコン膜28、金属膜29を順次成膜する。絶縁膜26は前記絶縁膜15と同様である。シリコン膜27及び不純物が添加されたシリコン膜28の主成分は、それぞれ前記シリコン膜16、前記不純物が添加されたシリコン膜17の主成分と同様である。金属膜29は前記金属膜18と同様である。
次に、図3(c)と同様に、金属膜29の上層にレジストパターン30aと30bと30cを形成する。この時、レジストパターン30cはレジストパターン30aと30bとの間に配置されているものとする。レジストパターン30aと30bの平面形状は電極形成用、レジストパターン30cの平面形状はダミーパターン形成用とする。また、レジストパターン30cの平面形状は、前記レジストパターン19cと同様に、リフローの過程でレジストの流動を促進したい方向に凹部を配置すればよい。
次に、レジストパターン30aと30bと30cから露出されてる領域の金属膜29を公知のウェットエッチング技術または公知のドライエッチング技術で除去し、これによって露出する不純物が添加されたシリコン膜28を、公知のドライエッチング技術で除去する(図5(c))。これにより、シリコン膜27の上に、不純物を添加したシリコンからなるオーミック接触層28aと28bと28c、金属膜からなる電極29aと電極29bとダミーパターン29cが形成される。
次に、公知のレジストリフロー技術でレジストパターン30aと30bと30cを変形して新たなレジストパターン30dを形成する。この場合、レジストパターン30dはレジストパターン30aと30bと30cとが繋がることによって形成された平面形状で、電極29aと電極29bとダミーパターン29cは一連のレジストパターン30dで被覆された状態となる。
次に、レジストパターン30dから露出されている領域のシリコン膜27を公知のドライエッチング技術で除去することで、抵抗素子の半導体層パターン27dが形成される。この時、レジストパターン30dのエッチング膜厚を増大させてシリコン膜27をエッチングで除去すれば、最終的にチャネル幅の小さい、即ち高抵抗である半導体層パターンに仕上げることも可能となる(図5(f)参照)。
次に、公知のレジストパターン除去技術により、レジストパターン30dを全て除去する。その結果、実施例1と同様に、1回のフォトリソグラフィ工程で薄膜ダイオードの半導体層パターン27d、オーミック接触層28aと28bと28c、電極29a、電極29b、ダミーパターン29cが形成される。
次に、露出した絶縁膜26、半導体層パターン27d、電極29a、電極29b、ダミーパターン29cが被覆されるように、保護絶縁膜31を公知の成膜技術で成膜する。保護絶縁膜31は、前記保護絶縁膜20と同様である。
図6(a)ないし(h)は、それぞれ、本発明の他の実施例を示す図で、図1(a)に対応した図となっている。
Claims (9)
- 絶縁基板の主面上又は該主面に絶縁膜層を形成し、
前記絶縁膜層上に半導体層を形成し、
前記半導体層上に電極層を形成し、
レジストパターンを用いて、前記電極層をエッチングすることにより、前記半導体層上にそれぞれ離間して並設される、第1電極、第2電極、及び、該第1電極および第2電極の間に該第1電極から第2電極に向かう方向に沿って複数のダミー用電極を形成し、
前記レジストパターンに流動による変形を起こさせ、新たなレジストパターンを形成し、
前記新たなレジストパターンをマスクとして、前記半導体層をエッチングして半導体層パターンを形成する、ことを特徴とする前記絶縁基板上に素子が形成された表示装置の製造方法であって、
前記複数のダミー用電極は、前記第1電極側及び第2電極側に凸部又は凹部を有するダミー用電極を含む、
ことを特徴とする表示装置の製造方法。 - 前記複数のダミー用電極は、前記第1電極側に前記第1電極に向かって凸部を有し、前記第2電極側に前記第2電極に向かって凹部を有するダミー用電極を含むことを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。
- 前記複数のダミー用電極は、前記第1電極側に前記第1電極に向かって凸部を有し、前記第2電極側に前記第2電極に向かって凸部を有するダミー用電極を含むことを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。
- 前記複数のダミー用電極は、前記第1電極側の前記第1電極から前記第2電極に向かう方向と交差する方向から見た中央部に、前記第1電極に向かった凸部を有し、前記交差する方向から見た前記第2電極側の両端部に、前記第2電極に向かった凸部を有するダミー用電極を含むことを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。
- 前記素子は、前記第1電極をソース電極およびドレイン電極のうちの一方の電極、第2電極をソース電極およびドレイン電極のうちの他方の電極とし、前記絶縁膜下にゲート電極を有する薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。
- 前記絶縁基板に複数の画素からなる表示領域が形成され、前記素子は前記表示領域の外側に抵抗素子として形成されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。
- 前記絶縁膜は窒化シリコンまたは酸化シリコンまたは窒化酸化シリコンであり、前記半導体層パターンはアモルファスシリコンまたは結晶性を有するシリコンであることを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。
- 前記第1の電極、前記第2の電極、及び前記複数のダミー用電極のそれぞれは、不純物が添加された半導体層と、この半導体層に積層された金属層から構成され、
前記不純物が添加された半導体層はオーミック接触層として形成されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。 - 前記第1の電極、前記第2の電極、及び前記複数のダミー用電極は、クロム、クロム合金、タングステン、タングステン合金、チタン、チタン合金、モリブデン、モリブデン合金、アルミニウム合金、または銅合金の1層構造、アルミニウム合金とクロムまたはクロム合金との2層構造、アルミニウム合金とタングステンまたはタングステン合金との2層構造、アルミニウム合金とチタンまたはチタン合金との2層構造、アルミニウム合金とモリブデンまたはモリブデン合金との2層構造、銅合金とクロムまたはクロム合金との2層構造、銅合金とタングステンまたはタングステン合金との2層構造、銅合金とチタンまたはチタン合金との2層構造、銅合金とモリブデンまたはモリブデン合金との2層構造、クロムまたはクロム合金とアルミニウム合金とクロムまたはクロム合金との3層構造、タングステンまたはタングステン合金とアルミニウム合金とタングステンまたはタングステン合金との3層構造、チタンまたはチタン合金とアルミニウム合金とチタンまたはチタン合金との3層構造、モリブデンまたはモリブデン合金とアルミニウム合金とモリブデンまたはモリブデン合金との3層構造、クロムまたはクロム合金と銅合金とクロムまたはクロム合金との3層構造、タングステンまたはタングステン合金と銅合金とタングステンまたはタングステン合金との3層構造、チタンまたはチタン合金と銅合金とチタンまたはチタン合金との3層構造、モリブデンまたはモリブデン合金と銅合金とモリブデンまたはモリブデン合金との3層構造の何れかから構成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。
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