JP5432445B2 - Thin film transistor manufacturing method and photomask for manufacturing thin film transistor - Google Patents

Thin film transistor manufacturing method and photomask for manufacturing thin film transistor Download PDF

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本発明は、薄膜トランジスタの製造方法、及び薄膜トランジスタ製造用のフォトマスクに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor and a photomask for manufacturing the thin film transistor.

液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)は、薄型・軽量・低消費電力の特徴を活かして、情報通信時代に必須のフラットパネルディスプレイとして、OA用、民生用、産業用と幅広く活用されている。このような液晶表示装置の製造工程において、基板上にパターンを転写するために写真製版技術が用いられている。   Liquid crystal display (LCD) is widely used for OA, consumer, and industrial applications as a flat panel display essential in the information and communication era, taking advantage of its thin, lightweight, and low power consumption features. . In the manufacturing process of such a liquid crystal display device, a photoengraving technique is used to transfer a pattern onto a substrate.

写真製版技術では、まずパターンが形成されたフォトマスクを介して、感光性樹脂(以下、レジストと呼ぶ)が塗布された基板を露光する。露光処理により、フォトマスク上に形成されたパターンが基板上に投影露光される。レジストは光によって反応する化学物質を溶媒に溶かしたもので、感光した部分が溶解するポジ型と、感光した部分が残るネガ型とがある。そして、露光されたレジストに対して、現像液により現像処理を施し、余分な部分のレジストを除去する。これにより、レジストにフォトマスクのパターン像が転写され、レジストパターンが形成される。   In the photoengraving technique, a substrate coated with a photosensitive resin (hereinafter referred to as a resist) is first exposed through a photomask on which a pattern is formed. By the exposure process, the pattern formed on the photomask is projected and exposed on the substrate. The resist is obtained by dissolving a chemical substance that reacts with light in a solvent, and there are a positive type in which the exposed portion is dissolved and a negative type in which the exposed portion remains. Then, the exposed resist is subjected to a development process with a developer, and an excessive portion of the resist is removed. Thereby, the pattern image of the photomask is transferred to the resist, and a resist pattern is formed.

通常、フォトマスクは、透明基板上にクロムなどの遮光膜によってパターンが形成されている。フォトマスク上でパターンが形成されていない部分は、透明基板を光が通過し、レジストが感光されていわゆる露光部となる。一方、フォトマスクのパターン形成部は、光が遮光され、レジストは未露光部となる。このようにして、レジストにフォトマスク上のパターンが転写される。   Usually, a photomask has a pattern formed on a transparent substrate by a light shielding film such as chromium. In the portion where the pattern is not formed on the photomask, light passes through the transparent substrate, and the resist is exposed to become a so-called exposed portion. On the other hand, the pattern forming portion of the photomask is shielded from light, and the resist is an unexposed portion. In this way, the pattern on the photomask is transferred to the resist.

薄膜トランジスタ(以下、「TFT」(Thin Film Transistor)とも云う)は、アクティブマトリクス型液晶表示装置(AMLCD:Active-Matrix Liquid-Crystal Display)の画素駆動用のトランジスタとして広く用いられている。TFTの中でも、非晶質(アモルファス)のシリコン(Si)膜を半導体膜として用いるものは、少ない製造工程数で製造が可能であり、絶縁性基板の大型化が容易なため、生産性が高く、広く適用されている。TFTアレイ基板の製造工程においては、少なくとも異なる5回のエッチング工程が必要である。このため、それぞれのエッチング工程に対応したレジストパターンを形成するために、5回の写真製版工程が必要であり、5回の写真製版工程を行うために、5枚のフォトマスクが用いられてきた。   A thin film transistor (hereinafter also referred to as “TFT”) is widely used as a pixel driving transistor in an active matrix liquid crystal display (AMLCD). Among TFTs, those using an amorphous silicon (Si) film as a semiconductor film can be manufactured with a small number of manufacturing steps, and the size of the insulating substrate can be easily increased, resulting in high productivity. Has been widely applied. In the manufacturing process of the TFT array substrate, at least five different etching processes are required. For this reason, in order to form a resist pattern corresponding to each etching process, five photoengraving steps are required, and five photomasks have been used to perform five photoengraving steps. .

近年においては、製造工程数をさらに削減して製造コストを低減させるために、4枚マスク技術の開発が進んでいる(特許文献1〜3)。4枚マスク技術は、通常の場合、2枚のフォトマスクを利用して行うプロセスを、1枚のフォトマスクの利用にて製造する技術であり、いわゆる多階調露光技術を利用するものである。多階調露光技術によれば、故意的にレジストに膜厚差をつくることができる。レジストに膜厚差を形成するためには、フォトマスク上で透明基板を通過する光量よりも少ない光量が通過する中間階調領域を形成する必要がある。この中間階調領域の形成方法については、グレイトーンマスクを用いる方法やハーフトーンマスクを用いる方法が知られている。グレイトーンマスクとは、写真製版工程時に未解像となるような微小パターンをスリットや格子状に配置させ、その部分の透過光量を制御するものである。ハーフトーンマスクは、中間階調領域を半透明膜で形成するものである。   In recent years, in order to further reduce the number of manufacturing steps and reduce the manufacturing cost, development of a four-mask technique has been advanced (Patent Documents 1 to 3). The four-mask technique is a technique for manufacturing a process that uses two photomasks by using one photomask, and uses a so-called multi-tone exposure technique. . According to the multi-tone exposure technique, it is possible to intentionally create a film thickness difference in the resist. In order to form a difference in film thickness in the resist, it is necessary to form an intermediate gradation region through which a smaller amount of light passes through the transparent substrate than on the photomask. As a method for forming the intermediate gradation region, a method using a gray tone mask and a method using a halftone mask are known. The gray tone mask is a pattern in which minute patterns that are unresolved during the photoengraving process are arranged in a slit or lattice shape, and the amount of transmitted light in that portion is controlled. The halftone mask is for forming an intermediate gradation region with a semitransparent film.

4枚マスク技術により、逆スタガ型のTFTを製造する方法について説明する。従来、半導体層(アモルファスシリコン)の島化と、ソース電極等のパターン形成は、それぞれ個別に、成膜、写真製版プロセス、エッチング工程等を行ってきた。これに対し、4枚マスク技術によって製造する場合には、ゲート電極等のパターンを形成した後に、ゲート絶縁膜、半導体層、ソース電極及びドレイン電極等を形成するための導電膜を連続して成膜する。そして、その上層にレジストをスピンコート法により塗布する。   A method of manufacturing an inverted stagger type TFT by the four-mask technique will be described. Conventionally, island formation of a semiconductor layer (amorphous silicon) and pattern formation of a source electrode or the like have been individually performed by film formation, a photoengraving process, an etching process, and the like. On the other hand, in the case of manufacturing by a four-mask technique, after forming a pattern such as a gate electrode, a conductive film for forming a gate insulating film, a semiconductor layer, a source electrode, a drain electrode, and the like is continuously formed. Film. Then, a resist is applied to the upper layer by spin coating.

レジストの露光工程において、多階調露光技術を用い、TFTのバックチャネル領域上のレジストの膜厚が、ソース電極等の形成領域上のレジストの膜厚に比して薄くなるようなフォトマスクを用いて露光処理を行う。そして、現像処理により第1レジストパターンを形成し、この第1レジストパターンをマスクとして、エッチング処理を行う。その後、バックチャネル領域の上層に形成されたレジストを除去し、ソース電極等のパターンが残るようにアッシングを行う。これにより、第2レジストパターンを得、この第2レジストパターンをマスクとして、2度目のエッチングを行う。この工程により、バックチャネルを形成し、TFTを得る。TFTを液晶表示装置に搭載する場合には、さらにソース電極等のパターン領域上に形成されたレジストを除去し、層間絶縁膜、画素電極の形成などのプロセス(2回の写真製版プロセス)が必要となる。   In the resist exposure process, a multi-tone exposure technique is used, and a photomask is used in which the resist film thickness on the TFT back channel region is smaller than the resist film thickness on the source electrode formation region. To perform an exposure process. Then, a first resist pattern is formed by development processing, and etching processing is performed using the first resist pattern as a mask. Thereafter, the resist formed in the upper layer of the back channel region is removed, and ashing is performed so that a pattern such as a source electrode remains. As a result, a second resist pattern is obtained, and the second etching is performed using the second resist pattern as a mask. By this step, a back channel is formed and a TFT is obtained. When a TFT is mounted on a liquid crystal display device, it is necessary to remove the resist formed on the pattern region such as the source electrode and to perform a process (two photolithography processes) such as formation of an interlayer insulating film and a pixel electrode. It becomes.

図11(a)に、従来例1に係るフォトマスク170の平面図を、図11(b)に、図11(a)のフォトマスク170を用いてパターニングした第1レジストパターン150の平面図を示す。図11(a)に示すように、フォトマスク170は、ソース電極形成用パターン171、ドレイン電極形成用パターン173、及び線状パターン176を有する。線状パターン176の長辺方向の長さは、互いに対向するドレイン電極形成用パターン173の辺の長さと同一となっている。線状パターン176の短辺方向の幅は、露光解像限界以下の値に設定されている。   FIG. 11A is a plan view of a photomask 170 according to Conventional Example 1, and FIG. 11B is a plan view of a first resist pattern 150 patterned using the photomask 170 of FIG. 11A. Show. As shown in FIG. 11A, the photomask 170 has a source electrode formation pattern 171, a drain electrode formation pattern 173, and a linear pattern 176. The length of the linear pattern 176 in the long side direction is the same as the length of the sides of the drain electrode forming patterns 173 facing each other. The width of the linear pattern 176 in the short side direction is set to a value not more than the exposure resolution limit.

図12(a)に、従来例2に係る、特許文献2に記載のTFT製造用のフォトマスク170aの平面図を、図12(b)に、図12(a)のフォトマスク170aを用いて製造したTFT101の主要部の平面図を示す。図12(b)中の符号106は、ゲート電極であり、符号131はソース電極、符号133はドレイン電極を示す。フォトマスク170aには、ソース電極形成用パターン171a、ドレイン電極形成用パターン173a、及び線状パターン176aが形成されている。同図に示すように、ソース電極形成用パターン171aとドレイン電極形成用パターン173aとは、同一長さの対向辺を互いに対向配置させている。そして、これらの辺に対して、線状パターン176aの辺を、1.5〜3.0μm突出させている。   FIG. 12A is a plan view of a photomask 170a for manufacturing a TFT described in Patent Document 2 according to Conventional Example 2, and FIG. 12B is a plan view using the photomask 170a of FIG. The top view of the principal part of manufactured TFT101 is shown. In FIG. 12B, reference numeral 106 denotes a gate electrode, reference numeral 131 denotes a source electrode, and reference numeral 133 denotes a drain electrode. A source electrode forming pattern 171a, a drain electrode forming pattern 173a, and a linear pattern 176a are formed on the photomask 170a. As shown in the figure, the source electrode forming pattern 171a and the drain electrode forming pattern 173a have opposing sides of the same length arranged opposite to each other. And the side of the linear pattern 176a is made to protrude 1.5-3.0 micrometers with respect to these sides.

TFT101においては、半導体層110のチャネル領域のチャネル幅方向の縁部114を凹形状115、凸形状116とし、一定以上のチャネル幅を確保することで、光リーク電流の低減を実現できるTFTが得られることが記載されている(図12(b)参照)。   In the TFT 101, the edge 114 in the channel width direction of the channel region of the semiconductor layer 110 is formed as the concave shape 115 and the convex shape 116, and a TFT capable of realizing a reduction in light leakage current is obtained by ensuring a certain channel width or more. (See FIG. 12B).

図13(a)に、従来例3に係る、特許文献3に記載のTFT製造用のフォトマスク170bの平面図を、図13(b)に、図13(a)のフォトマスク170bを用いて製造したTFT102の主要部の平面図を示す。フォトマスク170bに形成されたソース電極形成用パターン171bとドレイン電極形成用パターン173bとは、前記従来例2と同様に、同一長さの対向辺を互いに対向配置させている。また、フォトマスク170bは、縦に並んだ開口スリット175bと遮光領域176bが形成され、チャネル領域のチャネル幅方向(図13(a)中のY方向)の両辺縁部は、横に並んだ開口スリット178と遮光領域179により構成されている。フォトマスク170bを用いることにより、図13(b)に示すように、幅広い半導体膜110bを形成する構成が開示されている。
特開2005−72135号公報 第10−12頁、図3−図9 特開2005−228826号公報 第6頁46行目−7頁17行目、図1、図2 特開2002−55364号公報 第3−4頁、図9−図10
FIG. 13A is a plan view of a photomask 170b for manufacturing a TFT described in Patent Document 3 according to Conventional Example 3, and FIG. 13B is a photomask 170b of FIG. 13A. The top view of the principal part of manufactured TFT102 is shown. The source electrode forming pattern 171b and the drain electrode forming pattern 173b formed on the photomask 170b have opposing sides of the same length arranged opposite to each other as in the conventional example 2. Further, the photomask 170b is formed with vertically arranged opening slits 175b and light shielding regions 176b, and both side edges of the channel region in the channel width direction (Y direction in FIG. 13A) are arranged horizontally. A slit 178 and a light shielding region 179 are included. A structure in which a wide semiconductor film 110b is formed by using a photomask 170b as shown in FIG. 13B is disclosed.
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-72135, page 10-12, FIGS. 3-9 JP, 2005-228826, pp. 6, line 46, page -7, line 17, FIG. 1, FIG. JP-A-2002-55364, page 3-4, FIGS. 9-10

上記従来例1に係る第1レジストパターン150は、図11(b)に示すように、バックチャネル領域形成用パターン152のチャネル幅方向(図11(b)中のY方向)の端部において、周りからの光の回り込みによって凹部155が形成されてしまう。このため、第1レジストパターン150の凹部形状を反映した形でその下層にある半導体層がパターニングされる。その結果、ドレイン電極及びソース電極の長さに比して、チャネル幅が狭い構造となり、TFTの電流駆動能力が低下してしまう。   As shown in FIG. 11B, the first resist pattern 150 according to the conventional example 1 is formed at the end portion in the channel width direction (Y direction in FIG. 11B) of the back channel region forming pattern 152. The concave portion 155 is formed by the wraparound of light from the surroundings. For this reason, the semiconductor layer in the lower layer is patterned in a shape reflecting the concave shape of the first resist pattern 150. As a result, the channel width is narrower than the lengths of the drain electrode and the source electrode, and the current driving capability of the TFT is reduced.

上記従来例2において、チャネル領域のチャネル幅方向の端部に形成された凹部が、ソース電極131とドレイン電極133の対向領域内に形成された場合には、電流駆動能力が低下してしまう。また、チャネル領域のチャネル幅方向の端部に形成された凹部が、ソース電極131とドレイン電極133の対向領域外に形成された場合であっても、当該凹部において、電流量が律速となってしまうという問題があった。   In the above conventional example 2, when the concave portion formed at the end of the channel region in the channel width direction is formed in the opposing region of the source electrode 131 and the drain electrode 133, the current driving capability is reduced. In addition, even when a recess formed at the end of the channel region in the channel width direction is formed outside the region where the source electrode 131 and the drain electrode 133 are opposed to each other, the current amount is rate-limiting in the recess. There was a problem that.

チャネル領域の端部に凹部や凸部があると、その上層に積層する層間絶縁膜の膜厚が均一に形成されない箇所が生じやすく、ピンホールなどの発生原因となる。ピンホールが層間絶縁膜中に形成されると、製造プロセス中に水分などが混入し、ソース電極やドレイン電極の材料である金属を腐食させて、歩留まりの低下を招いてしまう。   If there is a concave or convex portion at the end of the channel region, a portion where the film thickness of the interlayer insulating film stacked on the channel region is not uniformly formed is likely to occur, which causes a pinhole or the like. When the pinhole is formed in the interlayer insulating film, moisture or the like is mixed during the manufacturing process, and the metal that is the material of the source electrode and the drain electrode is corroded, resulting in a decrease in yield.

上記従来例3に記載のフォトマスク170aを用いた場合、フォトマスクのパターンの寸法精度が縦方向と横方向で異なると、チャネル領域内部とチャネル領域の両辺縁部14に形成するレジストパターンの厚さが異なってしまうという問題があった。その結果、露光量の変動によりチャネル長とソース電極、ドレイン電極からのチャネル幅の拡大量が変動するため、TFTのオン電流特性の安定性が悪くなる。このため、フォトマスクの寸法精度を厳密に管理する必要がある。   In the case where the photomask 170a described in the conventional example 3 is used, if the dimensional accuracy of the photomask pattern is different between the vertical direction and the horizontal direction, the thickness of the resist pattern formed inside the channel region and on both edges 14 of the channel region. There was a problem that would be different. As a result, the channel length and the amount of expansion of the channel width from the source electrode and the drain electrode vary due to the variation of the exposure amount, and the stability of the on-current characteristics of the TFT is deteriorated. For this reason, it is necessary to strictly manage the dimensional accuracy of the photomask.

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低コスト化と高い歩留まりを達成しつつ、TFTのON特性の安定化に優れ、電流駆動能力を向上させることが可能な薄膜トランジスタの製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described background, and its object is to achieve an excellent stabilization of the ON characteristics of the TFT and improve the current driving capability while achieving low cost and high yield. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a thin film transistor that can be used.

本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法は、基板上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜、半導体層、導電膜、及びレジストを順に積層する工程と、前記レジストの上部にフォトマスクを配置して写真製版プロセスにより、厚み方向に段差構造を有する第1レジストパターンを形成する工程と、前記第1レジストパターンをマスクとして前記導電膜及び前記半導体層のエッチングを行う工程と、前記第1レジストパターンのうちの膜厚の厚い部分がパターンとして残るように第2レジストパターンを形成する工程と、前記第2レジストパターンをマスクとしてバックチャネル部分の前記導電膜のエッチング及び前記半導体層にバックチャネルを形成する工程と、を備える。そして、前記第1レジストパターンは、前記フォトマスクに形成されたソース電極形成用遮光領域が転写されたソース電極形成用パターンと、前記フォトマスクに形成されたドレイン電極形成用遮光領域が転写されたドレイン電極形成用パターンと、前記フォトマスクに形成され、露光する光に対して解像限界以下のパターンを有するバックチャネル領域形成用の半透過領域が転写されたバックチャネル領域形成用パターンとを備える。当該バックチャネル領域形成用パターンは、前記ソース電極形成用パターンと対向する前記ドレイン電極形成用パターンの辺RLの両端部から、前記ドレイン電極形成用パターンと対向する前記ソース電極形成用パターンの辺RLに向けて、両サイドで実質上連続的に幅が拡大するように形成され、前記第2レジストパターンは、前記第1レジストパターンから前記バックチャネル領域形成用パターンを除去したものである。 A method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention includes a step of forming a gate electrode on a substrate, a step of sequentially stacking a gate insulating film, a semiconductor layer, a conductive film, and a resist on the gate electrode, and an upper portion of the resist. A step of forming a first resist pattern having a step structure in a thickness direction by a photoengraving process by disposing a photomask; a step of etching the conductive film and the semiconductor layer using the first resist pattern as a mask; Forming a second resist pattern so that a thick portion of the first resist pattern remains as a pattern; etching of the conductive film in a back channel portion using the second resist pattern as a mask; and the semiconductor layer Forming a back channel. The first resist pattern has the source electrode forming light-shielding region formed on the photomask transferred thereto and the drain electrode forming light-shielding region formed on the photomask transferred thereto. A drain electrode forming pattern; and a back channel region forming pattern formed on the photomask and having a transflective region for forming a back channel region having a pattern below a resolution limit with respect to light to be exposed. . The back channel region forming pattern, from both ends of the side RL D of the drain electrode forming pattern which faces the source electrode forming pattern, the sides of the source electrode forming pattern which faces the drain electrode forming pattern towards RL S, substantially continuous width is formed to expand on both sides, the second resist pattern are those from the first resist pattern to remove the back channel region forming pattern.

本発明によれば、低コスト化と高い歩留まりを達成しつつ、TFTのON特性の安定化に優れ、電流駆動能力を向上させることが可能な薄膜トランジスタの製造方法を提供することができるという優れた効果を有する。   According to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing a thin film transistor that is excellent in stabilizing the ON characteristics of a TFT and capable of improving current driving capability while achieving low cost and high yield. Has an effect.

以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。また、以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、これに限定されるものではない。   Hereinafter, an example of an embodiment to which the present invention is applied will be described. It goes without saying that other embodiments may also belong to the category of the present invention as long as they match the gist of the present invention. Moreover, the size and ratio of each member in the following drawings are for convenience of explanation, and are not limited to this.

[実施形態1]
図1(a)に、本実施形態1に係るTFT1の構成を示す平面図を、図1(b)に、図1(a)のIb-Ib切断部断面図を示す。TFT1は、逆スタガ型のものであり、チャネルエッチ(CE)により製造する。なお、説明の便宜上、図1(a)においては、ゲート電極6、ソース電極31、ドレイン電極33の位置関係を容易に理解することができるようにゲート絶縁膜7、層間絶縁膜8の図示を省略した。
[Embodiment 1]
FIG. 1A is a plan view showing the configuration of the TFT 1 according to the first embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line Ib-Ib in FIG. The TFT 1 is of an inverted stagger type and is manufactured by channel etching (CE). For convenience of explanation, in FIG. 1A, the gate insulating film 7 and the interlayer insulating film 8 are illustrated so that the positional relationship among the gate electrode 6, the source electrode 31, and the drain electrode 33 can be easily understood. Omitted.

TFT1は、図1(b)に示すように、絶縁性基板5、ゲート電極6、ゲート絶縁膜7、半導体層たる第1半導体膜10と第2半導体膜20、ソース電極31、ドレイン電極33、層間絶縁膜8等を有している。   As shown in FIG. 1B, the TFT 1 includes an insulating substrate 5, a gate electrode 6, a gate insulating film 7, a first semiconductor film 10 and a second semiconductor film 20 as semiconductor layers, a source electrode 31, a drain electrode 33, It has an interlayer insulating film 8 and the like.

絶縁性基板5は、ガラス基板や石英基板などの透過性を有する基板を用いる。絶縁性基板5上には、ゲート電極6が形成されている。ゲート絶縁膜7は、ゲート電極6を覆うように、その上層に形成されている。第1半導体膜10は、ゲート絶縁膜7の上に形成され、ゲート絶縁膜7を介してゲート電極6と少なくともその一部が対向配置されている。   As the insulating substrate 5, a transparent substrate such as a glass substrate or a quartz substrate is used. A gate electrode 6 is formed on the insulating substrate 5. The gate insulating film 7 is formed in an upper layer so as to cover the gate electrode 6. The first semiconductor film 10 is formed on the gate insulating film 7, and at least a part of the first semiconductor film 10 is disposed to face the gate electrode 6 with the gate insulating film 7 interposed therebetween.

第2半導体膜20は、第1半導体膜10の上層に形成されている。ソース電極31及びドレイン電極33は、第2半導体膜20上に形成されている。ソース電極31が積層された第2半導体膜20の領域がソース領域21となり、ドレイン電極33が積層された第2半導体膜20の領域がドレイン領域23となる。第1半導体膜10のうち、ソース領域21とドレイン領域23とに挟まれた位置にある第1半導体膜10がチャネル領域12である。   The second semiconductor film 20 is formed in the upper layer of the first semiconductor film 10. The source electrode 31 and the drain electrode 33 are formed on the second semiconductor film 20. The region of the second semiconductor film 20 in which the source electrode 31 is stacked becomes the source region 21, and the region of the second semiconductor film 20 in which the drain electrode 33 is stacked becomes the drain region 23. Of the first semiconductor film 10, the first semiconductor film 10 located between the source region 21 and the drain region 23 is the channel region 12.

ソース電極31及びドレイン電極33は、ゲート絶縁膜7、第1半導体膜10、第2半導体膜20を介して、少なくとも一部のゲート電極6と対向配置されている。すなわち、TFTとして動作するために、薄膜トランジスタ領域80が、ゲート電極6上に存在して、ゲート電極に電圧を印加した時の電界の影響を受けやすい状態とする。   The source electrode 31 and the drain electrode 33 are disposed to face at least a part of the gate electrode 6 with the gate insulating film 7, the first semiconductor film 10, and the second semiconductor film 20 interposed therebetween. That is, in order to operate as a TFT, the thin film transistor region 80 exists on the gate electrode 6 and is easily affected by an electric field when a voltage is applied to the gate electrode.

ここで、ドレイン電極33と対向するソース電極31の側壁をPSw、ソース電極31と対向するドレイン電極33の側壁をPSwとする(図1(a)参照)。PSwとPSwは、互いに略平行に対向配置されている。そして、PSwは、PSwより長く、PSwの両端部にPSwとの非対向領域がある。 Here, the side wall of the source electrode 31 facing the drain electrode 33 is PSw S , and the side wall of the drain electrode 33 facing the source electrode 31 is PSw D (see FIG. 1A). PSw S and PSw D are opposed to each other substantially in parallel. Then, PSw S is longer than PSw D, there is a non-opposed region between PSw D to both ends of PSw S.

ドレイン電極33及びソース電極31の下層には、前述したように、これらと略同一形状の第2半導体膜20が形成されている。そして、第2半導体膜20の下層には、図1(a)に示すように、縁部14だけサイズの大きい略同一形状の第1半導体膜10が形成されている。層間絶縁膜8は、チャネル領域12、ソース電極31、ドレイン電極33を覆うように形成されている(図1(b)参照)。   As described above, the second semiconductor film 20 having substantially the same shape as these is formed under the drain electrode 33 and the source electrode 31. Then, as shown in FIG. 1A, the first semiconductor film 10 having substantially the same shape whose size is large only at the edge portion 14 is formed under the second semiconductor film 20. The interlayer insulating film 8 is formed so as to cover the channel region 12, the source electrode 31, and the drain electrode 33 (see FIG. 1B).

なお、第1半導体膜10の縁部14は、後述するTFTの製造工程(ソース電極/ドレイン電極材料をエッチングする工程)におけるレジスト40のアッシングが等方的であるため、横方向にもレジスト40が後退することにより形成されるものである。縁部14領域の存在によるTFTの動作への影響は無い。   The edge portion 14 of the first semiconductor film 10 is isotropic in the lateral direction because the ashing of the resist 40 is isotropic in the TFT manufacturing process (step of etching the source / drain electrode material) described later. Is formed by retreating. The presence of the edge 14 region does not affect the TFT operation.

次に、上記のように構成されたTFT1の製造方法について図2〜図5を用いつつ説明する。   Next, a manufacturing method of the TFT 1 configured as described above will be described with reference to FIGS.

まず、絶縁性基板5上に、スパッタなどで第1導電膜を成膜する。第1導電膜は、例えば、Cr,Al,Ti,Moなど、又はこれらを主成分とする合金や、これらの金属の積層膜である。その後、第1導電膜上に感光性樹脂であるレジストをスピンコート法により塗布する。そして、塗布したレジストをフォトマスク上から露光し、レジストを感光させる。次に、感光させたレジストを現像してレジストをパターニングする。その後、露出している第1導電膜をエッチングし、レジストパターンを除去する。これにより、第1導電膜が所定の形状にパターン形成され、ゲート電極6、ゲート信号線等が形成される(図2(a)参照)。   First, a first conductive film is formed on the insulating substrate 5 by sputtering or the like. The first conductive film is, for example, Cr, Al, Ti, Mo or the like, an alloy containing these as a main component, or a laminated film of these metals. Thereafter, a resist that is a photosensitive resin is applied onto the first conductive film by a spin coating method. Then, the applied resist is exposed from above the photomask to expose the resist. Next, the exposed resist is developed to pattern the resist. Thereafter, the exposed first conductive film is etched to remove the resist pattern. Thereby, the first conductive film is patterned into a predetermined shape, and the gate electrode 6, the gate signal line, and the like are formed (see FIG. 2A).

次に、ゲート電極6等及び絶縁性基板5上に、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)等の各種CVD法により、ゲート絶縁膜7、半導体層として機能する第1半導体膜10と第2半導体膜20、導電膜として機能する第2導電膜30を連続して成膜する。ゲート絶縁膜7はSiNやSiO等である。第1半導体膜10は、不純物が添加されていない純粋な半導体、いわゆる真性半導体である。第1半導体膜10としては、a−Si(アモルファスシリコン)等を用いる。第2半導体膜20としては、n型半導体であり、a−SiにP(リン)等を微量にドーピングしたna−Si(nアモルファスシリコン)膜等を用いる。 Next, on the gate electrode 6 and the insulating substrate 5, the first semiconductor film 10 and the second semiconductor film 20 functioning as the gate insulating film 7 and the semiconductor layer by various CVD methods such as plasma CVD (Chemical Vapor Deposition). The second conductive film 30 functioning as a conductive film is continuously formed. The gate insulating film 7 is made of SiN x , SiO y, or the like. The first semiconductor film 10 is a pure semiconductor to which impurities are not added, a so-called intrinsic semiconductor. As the first semiconductor film 10, a-Si (amorphous silicon) or the like is used. The second semiconductor film 20 is an n-type semiconductor, and an n + a-Si (n + amorphous silicon) film obtained by doping a-Si with a slight amount of P (phosphorus) or the like is used.

第1半導体膜10、第2半導体膜20は、同一チャンバー内で形成することが望ましい。第1半導体膜10と第2半導体膜20を同一チャンバー内で形成することにより、2種のシリコン層間の電気的接続抵抗を低減することができる。もちろん、ゲート絶縁膜7も同一チャンバー内で形成してもよい。第2導電膜30は、例えば、Cr,Al,Mo又はこれらを主成分とする合金や、これらの金属の積層膜である。   The first semiconductor film 10 and the second semiconductor film 20 are desirably formed in the same chamber. By forming the first semiconductor film 10 and the second semiconductor film 20 in the same chamber, the electrical connection resistance between the two silicon layers can be reduced. Of course, the gate insulating film 7 may also be formed in the same chamber. The second conductive film 30 is, for example, Cr, Al, Mo, an alloy mainly containing these, or a laminated film of these metals.

次いで、第2導電膜30上に感光性樹脂であるレジスト40をスピンコート法により塗布する。そして、塗布したレジスト40を、図2(b)に示すように、フォトマスク70上から露光する。図3に、フォトマスク70の平面図を示す。また、図4(a)に、露光後に現像して得られた第1レジストパターン50の平面図を、図4(b)に、図4(a)のIVb−IVb切断部断面図を示す。   Next, a resist 40 that is a photosensitive resin is applied on the second conductive film 30 by a spin coating method. Then, the applied resist 40 is exposed from above the photomask 70 as shown in FIG. FIG. 3 shows a plan view of the photomask 70. 4A is a plan view of the first resist pattern 50 obtained by development after exposure, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line IVb-IVb in FIG. 4A.

フォトマスク70は、ソース電極形成用遮光領域71、ドレイン電極形成用遮光領域73、及び露光する光に対して解像限界以下のパターンを有するバックチャネル領域形成用の半透過領域72を備える。ソース電極形成用遮光領域71及びドレイン電極形成用遮光領域73は、露光時に光を遮蔽するためにガラスや石英などの上に形成したMoなどの金属をパターニングして得られる。ソース電極形成用遮光領域71は、最終的に図1(a)に示す平面形状に形成されるソース電極31が得られるようなパターンに形成され、ドレイン電極形成用遮光領域73は、最終的に図1(a)に示す平面形状に形成されるドレイン電極33が得られるようなパターンに形成されている。ここで、ドレイン電極形成用遮光領域73と対向する側のソース電極形成用遮光領域71の辺を辺ML,ソース電極形成用遮光領域71と対向する側のドレイン電極形成用遮光領域73の辺を辺MLとする。 The photomask 70 includes a source electrode forming light-shielding region 71, a drain electrode forming light-shielding region 73, and a semi-transmission region 72 for forming a back channel region having a pattern that is less than the resolution limit with respect to light to be exposed. The source electrode forming light shielding region 71 and the drain electrode forming light shielding region 73 are obtained by patterning a metal such as Mo formed on glass or quartz in order to shield light during exposure. The source electrode forming light shielding region 71 is formed in a pattern so that the source electrode 31 finally formed in the planar shape shown in FIG. 1A is obtained, and the drain electrode forming light shielding region 73 is finally formed. The drain electrode 33 formed in the planar shape shown in FIG. Here, the side of the source electrode forming light shielding region 71 on the side facing the drain electrode forming light shielding region 73 is the side ML S , and the side of the drain electrode forming light shielding region 73 on the side facing the source electrode forming light shielding region 71 is Is the side ML D.

ドレイン電極形成用遮光領域73とソース電極形成用遮光領域71の間には、バックチャネル領域形成用の半透過領域72が配置されている。バックチャネル領域形成用の半透過領域72は、露光する光に対して解像限界以下で、線状パターン76、線状パターン76とソース電極形成用遮光領域71との間のS側線状透過部75、線状パターン76とドレイン電極形成用遮光領域73との間のD側線状透過部77から構成される。S側線状透過部75の幅e、線状パターン76の短辺方向の幅f、及びD側線状透過部77の幅gは、レジスト40として用いる材料の物性や、露光に用いる光の波長、レンズの開口率等の露光装置の光学系によって決まる露光解像限界以下の値に設定する。   Between the drain electrode forming light shielding region 73 and the source electrode forming light shielding region 71, a transflective region 72 for forming a back channel region is disposed. The semi-transmissive region 72 for forming the back channel region is below the resolution limit with respect to the light to be exposed, and the S-side linear transmissive portion between the linear pattern 76 and the linear pattern 76 and the light shielding region 71 for forming the source electrode. 75, a D-side linear transmission portion 77 between the linear pattern 76 and the drain electrode forming light shielding region 73. The width e of the S-side linear transmission portion 75, the width f in the short side direction of the linear pattern 76, and the width g of the D-side linear transmission portion 77 are the physical properties of the material used as the resist 40, the wavelength of light used for exposure, The value is set to a value below the exposure resolution limit determined by the optical system of the exposure apparatus, such as the aperture ratio of the lens.

ここで、線状パターン76のチャネル幅方向の幅をMWとする。また、ドレイン電極形成用遮光領域73より突出する線状パターン76の長辺方向の図3中の上側の第1端部E1の突出長さをa、図3中の下側の第2端部E2の突出長さをbとする。また、ドレイン電極形成用遮光領域73とソース電極形成用遮光領域71との離間距離をLとする。Lは、本実施形態においては、線状パターン76の短辺方向の幅f、S側線状透過部の短辺方向の幅e、D側線状透過部の短辺方向の幅gの和でもある。さらに、ドレイン電極形成用遮光領域73より突出するソース電極形成用遮光領域71のチャネル方向の図3中の上側(前記第1端部E1と同じ側)の第1の端部E3の突出長さをc、図3中の下側(前記第2端部E2と同じ側)の第2の端部E4の突出長さをdとする。本実施形態1においては、チャネル長Lを3.0μmとし、上記e、f、gをそれぞれ1.0μmとした。 Here, the width of the linear pattern 76 in the channel width direction is MW. Further, the protruding length of the upper first end E1 in FIG. 3 in the long side direction of the linear pattern 76 protruding from the drain electrode forming light shielding region 73 is a 1 , and the lower second end in FIG. the protruding length of the parts E2 and b 1. Further, the distance between the drain electrode forming light shielding region 73 and the source electrode forming light shielding region 71 is L. In this embodiment, L is also the sum of the width f in the short side direction of the linear pattern 76, the width e in the short side direction of the S-side linear transmission part, and the width g in the short side direction of the D-side linear transmission part. . Further, the protruding length of the first end E3 on the upper side (the same side as the first end E1) in FIG. 3 in the channel direction of the source electrode forming light shielding region 71 protruding from the drain electrode forming light shielding region 73. C, and the protruding length of the second end E4 on the lower side (the same side as the second end E2) in FIG. In the first embodiment, the channel length L is set to 3.0 μm, and the above e, f, and g are set to 1.0 μm.

本実施形態1に係るフォトマスク70の線状パターン76の長辺方向の幅MWは、図3に示すように、ソース電極形成用遮光領域71と対向する側のドレイン電極形成用遮光領域73の辺MLより長く、かつドレイン電極形成用遮光領域73と対向する側のソース電極形成用遮光領域71の辺MLよりも短いものとする。そして、フォトマスク70が、以下の<式1>及び<式2>を満足するものとする。 As shown in FIG. 3, the width MW of the linear pattern 76 of the photomask 70 according to the first embodiment has a width MW of the drain electrode forming light shielding region 73 on the side facing the light shielding region 71 for forming the source electrode. It is longer than the side ML D and shorter than the side ML S of the source electrode forming light shielding region 71 on the side facing the drain electrode forming light shielding region 73. The photomask 70 satisfies the following <Expression 1> and <Expression 2>.

<式1> a≧L×m/(n+1)、かつ、b≧L×m/(n+1)
但し、mは、線状パターンをドレイン電極形成用遮光領域側から数えた際の配列番号を示し、nは、線状パターンの総本数を示す。本実施形態1においては、線状パターンの本数は1本であるので、m=1、n=1となる。すなわち、辺MLより突出する線状パターン76の長辺方向の突出長さa及び突出長さb(図3参照)それぞれは、辺MLと辺MLとの離間距離Lを2で除した値以上とする。aとbは、必ずしも同じ長さとする必要はない。上記<式1>とすることで、第1半導体膜10のチャネル領域に凹部が形成されることを防ぐことができる。離間距離Lを3.0μmより小さくすることにより、突出長さa及び突出長さbを1.5μmより小さくすることも可能となる。
<Formula 1> a m ≧ L × m / (n + 1) and b m ≧ L × m / (n + 1)
Here, m represents an array number when the linear pattern is counted from the drain electrode forming light shielding region side, and n represents the total number of linear patterns. In the first embodiment, since the number of linear patterns is one, m = 1 and n = 1. That is, the protrusion length a 1 and the protrusion length b 1 (see FIG. 3) in the long-side direction of the linear pattern 76 protruding from the side ML D are each set to a distance L between the side ML D and the side ML S of 2 More than the value divided by. a 1 and b 1 do not necessarily have the same length. By satisfying the above <Formula 1>, it is possible to prevent a recess from being formed in the channel region of the first semiconductor film 10. By making the separation distance L smaller than 3.0 μm, the projecting length a 1 and the projecting length b 1 can be made smaller than 1.5 μm.

<式2> c≧L、かつ、d≧L
すなわち、辺MLより突出する辺MLの突出長さc及び突出長さd(図3参照)それぞれは、離間距離L以上とする。
<Formula 2> c ≧ L and d ≧ L
That is, each of the protrusion length c and the protrusion length d (see FIG. 3) of the side ML S protruding from the side ML D is equal to or greater than the separation distance L.

さらに、チャネル領域のチャネル幅方向の端部に凸部ができることを防止する観点からは、下記<式4>を満足することが好ましい。
<式4> c≧a、又は/及びd≧b
すなわち、本実施形態1においては、辺MLより突出する線状パターン76の長辺方向の突出長さa及び突出長さb(図3参照)それぞれは、辺MLより突出する辺MLの突出長さc及び突出長さd(図3参照)以下とする。
Furthermore, it is preferable to satisfy the following <Formula 4> from the viewpoint of preventing a convex portion from being formed at the end of the channel region in the channel width direction.
<Formula 4> c ≧ a m or / and d ≧ b m
Namely, in this embodiment 1, each long side direction protruding length of a 1 and the projecting length of the linear pattern 76 projecting from the side ML D b 1 (see FIG. 3), edges projecting from the side ML D The protrusion length c and the protrusion length d (see FIG. 3) of the ML S are set to be equal to or less.

上記のように構成されたフォトマスク70を、図2(b)に示すように、レジスト40の上部に配置し、露光装置(不図示)によって所定波長の光を照射する。すると、フォトマスク70の透過領域においては、レジスト40に光が照射され、当該部分が露光部となる。ドレイン電極形成用遮光領域73、ソース電極形成用遮光領域71においては、光が遮光され、当該部分のレジスト40は未露光部となる。バックチャネル領域形成用の半透過領域72の下層に位置するレジストにおいては、S側線状透過部75、線状パターン76及びD側線状透過部77により、前記露光部に比して光の照射量が少ない半露光部が形成される。   As shown in FIG. 2B, the photomask 70 configured as described above is arranged on the top of the resist 40 and irradiated with light having a predetermined wavelength by an exposure apparatus (not shown). Then, in the transmission region of the photomask 70, the resist 40 is irradiated with light, and this portion becomes an exposed portion. In the drain electrode forming light-shielding region 73 and the source electrode forming light-shielding region 71, light is shielded, and the resist 40 in that portion becomes an unexposed portion. In the resist located in the lower layer of the semi-transmission region 72 for forming the back channel region, the amount of light irradiated by the S-side linear transmission portion 75, the linear pattern 76, and the D-side linear transmission portion 77 as compared with the exposure portion. A semi-exposure portion with less is formed.

露光処理後、レジスト40の現像処理を行う。これにより、露光部のレジストが除去され、図4に示すような第1レジストパターン50を得る。すなわち、露光部では、レジスト40が除去されることによって第2導電膜30が表面に露出する。未露光部では、レジスト40が除去されずに、所定の膜厚のレジストパターンが形成される。半露光部では、レジスト40が第2導電膜30の表面に露出しない程度に除去され、未露光部の所定膜厚に比して膜厚の薄いパターンが形成される。換言すると、第1レジストパターン50は、未露光部と半露光部とで膜厚方向に2つの段差構造を有するパターンが得られる。   After the exposure process, the resist 40 is developed. As a result, the resist in the exposed portion is removed, and a first resist pattern 50 as shown in FIG. 4 is obtained. That is, in the exposed portion, the second conductive film 30 is exposed on the surface by removing the resist 40. In the unexposed portion, the resist 40 is not removed and a resist pattern having a predetermined film thickness is formed. In the half-exposed portion, the resist 40 is removed to such an extent that it is not exposed on the surface of the second conductive film 30, and a pattern having a thin film thickness is formed as compared with the predetermined film thickness of the unexposed portion. In other words, the first resist pattern 50 is a pattern having two step structures in the film thickness direction between the unexposed part and the semi-exposed part.

第1レジストパターン50は、フォトマスク70に形成されたソース電極形成用遮光領域71が転写されたソース電極形成用パターン51と、フォトマスク70に形成されたドレイン電極形成用遮光領域73が転写されたドレイン電極形成用パターン53と、フォトマスク70に形成されたS側線状透過部75、線状パターン76、及びD側線状透過部77からなるバックチャネル領域形成用の半透過領域72が転写されたバックチャネル領域形成用パターン52とからなる。   In the first resist pattern 50, the source electrode forming light-shielding region 71 formed on the photomask 70 and the drain electrode forming light-shielding region 73 formed on the photomask 70 are transferred. The drain electrode forming pattern 53 and the transflective region 72 for forming the back channel region comprising the S-side linear transmitting portion 75, the linear pattern 76, and the D-side linear transmitting portion 77 formed on the photomask 70 are transferred. And a back channel region forming pattern 52.

第1レジストパターン50は、実際には、ソース電極形成用パターン51と、ドレイン電極形成用パターン53と、バックチャネル領域形成用パターン52とが一体的に一つのパターンとして形成されている。ここでは、それぞれ別のパターンの集合体ととらえて、ソース電極形成用パターン51と対向するドレイン電極形成用パターン53の辺をRLとし、ドレイン電極形成用パターン53と対向するソース電極形成用パターン51の辺をRLとする。 In practice, the first resist pattern 50 is formed by integrally forming a source electrode forming pattern 51, a drain electrode forming pattern 53, and a back channel region forming pattern 52 as one pattern. Here, each regarded as a collection of different patterns, the sides of the drain electrode forming pattern 53 that faces the source electrode forming pattern 51 and RL D, source electrode formation pattern that faces the drain electrode forming pattern 53 Let 51 be RL S.

バックチャネル領域形成用パターン52は、ソース電極形成用パターン51と対向するドレイン電極形成用パターン53の辺RLの両端部から、ドレイン電極形成用パターン53と対向するソース電極形成用パターン51の辺RLに向けて、両サイドで実質上連続的に幅が拡大する形状となる。 Back channel region forming pattern 52, from both ends of the side RL D of the drain electrode forming pattern 53 that faces the source electrode forming pattern 51, the sides of the drain electrode forming pattern 53 opposite to the source electrode forming pattern 51 Toward RL S , the width is substantially continuously increased on both sides.

続いて、エッチング処理を行う。これにより、露出している第2導電膜30、その下層に位置する第2半導体膜20と第1半導体膜10が除去される。その後、第1レジストパターン50のうち、膜厚の薄い部分、すなわち、バックチャネル領域形成用パターン52を除去して、その下層にある第2導電膜30が露出するようにアッシング処理を施す。アッシング処理には、例えば、RIE−DE装置、UVアッシャー等公知の装置を使用することができる。アッシング処理により、未露光部の膜厚の厚い領域もアッシングにより膜厚が薄くなるが、レジストパターンとして残存する。また、レジストの側壁部もアッシングによって縁部14ほどサイズが小さくなる。これにより、図1(a)に示すような、第1半導体膜10の縁部14が形成される。   Subsequently, an etching process is performed. As a result, the exposed second conductive film 30, and the second semiconductor film 20 and the first semiconductor film 10 located therebelow are removed. Thereafter, the thin portion of the first resist pattern 50, that is, the back channel region forming pattern 52 is removed, and an ashing process is performed so that the second conductive film 30 in the lower layer is exposed. For the ashing process, for example, a known apparatus such as an RIE-DE apparatus or a UV asher can be used. As a result of the ashing process, the thick region of the unexposed portion is also thinned by ashing, but remains as a resist pattern. In addition, the size of the side wall portion of the resist becomes smaller as the edge portion 14 by ashing. Thereby, the edge part 14 of the 1st semiconductor film 10 as shown to Fig.1 (a) is formed.

第1レジストパターン50のアッシング処理により、図5(a)及び図5(b)に示すような、第2レジストパターン60を得る。第2レジストパターン60は、第2ドレイン電極形成用パターン63と、第2ソース電極用レジストパターン61から構成される。チャネル領域12のチャネル長Cha−Lは、アッシング処理後の第2ドレイン電極形成用パターン63と、第2ソース電極用レジストパターン61間の距離64により決定される。   By ashing the first resist pattern 50, a second resist pattern 60 as shown in FIGS. 5A and 5B is obtained. The second resist pattern 60 includes a second drain electrode forming pattern 63 and a second source electrode resist pattern 61. The channel length Cha-L of the channel region 12 is determined by the distance 64 between the second drain electrode forming pattern 63 after the ashing process and the second source electrode resist pattern 61.

第2レジストパターン60をマスクとして、露出した第2導電膜30を除去する。そして、露出された第2半導体膜20、及びその下層に位置する第1半導体膜10の一部をエッチングにより除去する。これにより、バックチャネルが形成される(図5(c)参照)。チャネル領域12は、ドレイン領域23からソース領域21に向かうにつれてチャネル幅CWが実質上連続的に拡大する構造となる。ここで、「実質上連続的に拡大する」とは、従来例に示すような凹形状とならなければよく、直線形状のみならず、曲線形状等であってもよい。   Using the second resist pattern 60 as a mask, the exposed second conductive film 30 is removed. Then, the exposed second semiconductor film 20 and a part of the first semiconductor film 10 located therebelow are removed by etching. Thereby, a back channel is formed (see FIG. 5C). The channel region 12 has a structure in which the channel width CW substantially continuously increases from the drain region 23 toward the source region 21. Here, “substantially continuously expanding” is not limited to a concave shape as shown in the conventional example, and may be not only a linear shape but also a curved shape.

その後、ゲート絶縁膜7、チャネル領域12、ソース電極31、及びドレイン電極33を覆うように、プラズマCVD等の各種CVD法で層間絶縁膜8を形成する。層間絶縁膜8としては、SiN、SiO等あるいはそれらの混合物及び積層物を用いることができる。TFT1を液晶表示装置に搭載する場合には、第2レジストパターン60を除去した後に、層間絶縁膜8にコンタクトホールを形成し、さらに画素電極を形成する。TFTを介してソース電極31から画素電極が接続され、液晶を駆動させるための電位が供給されることで、所望の画像を表示させることができる。これらの一連の工程を経ることで図1(b)に示すTFT1が形成される。 Thereafter, an interlayer insulating film 8 is formed by various CVD methods such as plasma CVD so as to cover the gate insulating film 7, the channel region 12, the source electrode 31, and the drain electrode 33. As the interlayer insulating film 8, SiN x , SiO y or the like, or a mixture or laminate thereof can be used. When the TFT 1 is mounted on a liquid crystal display device, after removing the second resist pattern 60, a contact hole is formed in the interlayer insulating film 8, and a pixel electrode is further formed. A pixel electrode is connected from the source electrode 31 through the TFT, and a potential for driving the liquid crystal is supplied, so that a desired image can be displayed. Through a series of these steps, the TFT 1 shown in FIG. 1B is formed.

本実施形態1に係るTFTは、例えば、液晶表示装置やEL表示装置等の平面型表示装置(フラットパネルディスプレイ)等の表示装置にTFTアレイ基板等として搭載することができる。   The TFT according to the first embodiment can be mounted as a TFT array substrate or the like on a display device such as a flat display device (flat panel display) such as a liquid crystal display device or an EL display device.

本実施形態1によれば、上記<式1>から<式3>を満足するフォトマスク70を用いてレジスト40のパターニングを行っているので、第1レジストパターン50のバックチャネル領域形成用パターン52が、ドレイン電極形成用パターン53の辺RLの両端部から、ソース電極形成用パターン51の辺RLに向けて、両サイドで実質上連続的に幅が拡大するように形成される。そして、この第1レジストパターン50をマスクとして、エッチング処理を施した後に、上述した形態を有するバックチャネル領域形成用パターン52を除去して第2レジストパターンを形成し、バックチャネルエッチを行っている。これにより、ドレイン領域23の各端部から、ソース領域21に向けて、両サイドで実質上連続的にチャネル幅CWが滑らかに拡大するチャネル領域12を簡便に得ることができる。その結果、チャネル領域が細ることを防止でき、TFTのON特性の安定化に優れ、電流駆動能力の向上を図ることができる。 According to the first embodiment, since the resist 40 is patterned using the photomask 70 that satisfies the above <Expression 1> to <Expression 3>, the back channel region forming pattern 52 of the first resist pattern 50 is used. However, the width of the drain electrode forming pattern 53 is substantially continuously increased from both ends of the side RL D toward the side RL S of the source electrode forming pattern 51 on both sides. Then, after performing an etching process using the first resist pattern 50 as a mask, the back channel region forming pattern 52 having the above-described form is removed to form a second resist pattern, and back channel etching is performed. . Thereby, the channel region 12 in which the channel width CW is smoothly expanded substantially continuously on both sides from each end of the drain region 23 toward the source region 21 can be easily obtained. As a result, the channel region can be prevented from being narrowed, the ON characteristics of the TFT are excellently stabilized, and the current driving capability can be improved.

さらに、本実施形態1のチャネル領域42の端部は、凹部、凸部形状となっていないので、層間絶縁膜の不均一な成膜を防ぐことができ、層間絶縁膜にピンホールが発生することを防ぐことができる。また、凹部で電流量が律速してしまう点を改善することができる。また、本実施形態1に係るフォトマスク70の半透過領域72は、同一方向のパターンのみから形成されているので、フォトマスクの寸法精度の管理を上記従来例3ほど厳密に管理する必要がない。従って、層間絶縁膜を均一に形成することが可能となるので製造歩留まりを向上させることができる。また、従来、5枚のマスクが必要であったプロセスを4枚のマスクでTFTを形成することができるので、低コスト化を図ることができる。   Furthermore, since the end portion of the channel region 42 according to the first embodiment is not formed into a concave or convex shape, uneven film formation of the interlayer insulating film can be prevented, and pinholes are generated in the interlayer insulating film. Can be prevented. In addition, it is possible to improve the point that the amount of current is rate-limited by the recess. Further, since the semi-transmissive region 72 of the photomask 70 according to the first embodiment is formed only from patterns in the same direction, it is not necessary to manage the dimensional accuracy of the photomask as strictly as in the conventional example 3. . Accordingly, the interlayer insulating film can be formed uniformly, so that the manufacturing yield can be improved. In addition, since a TFT can be formed with four masks in a process that conventionally requires five masks, cost reduction can be achieved.

[実施形態2]
次に、上記実施形態1とは異なる構造のTFTの一例について説明する。なお、以降の説明において、上記実施形態と同一の要素部材は同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
[Embodiment 2]
Next, an example of a TFT having a structure different from that of the first embodiment will be described. In the following description, the same elements as those in the above embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.

本実施形態2に係るTFT2は、下記の点を除く基本的な構成が上記実施形態1と同様となっている。すなわち、上記実施形態1においては、チャネル領域12が、ドレイン領域23の端部からソース領域21の端部に向けて形成されていたのに対し、本実施形態2に係るチャネル領域12は、ドレイン領域23の端部からソース領域21の端部に向けて形成されているサイトとドレイン領域23の端部からソース領域21の側壁に向けて形成されているサイトにより構成されている点で相違する。   A basic configuration of the TFT 2 according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except for the following points. That is, in the first embodiment, the channel region 12 is formed from the end of the drain region 23 toward the end of the source region 21, whereas the channel region 12 according to the second embodiment It is different in that it is composed of a site formed from the end of the region 23 toward the end of the source region 21 and a site formed from the end of the drain region 23 toward the side wall of the source region 21. .

図6(a)は、本実施形態2に係るTFT2の主要部の平面図であり、図6(b)は、本実施形態2に係るTFT2を製造するためのフォトマスク70aの平面図である。図6(a)に示すように、ドレイン電極33に対向するソース電極31bの側壁PSwのうちの2つの非対向領域のうちの一つが、上記実施形態1に比してチャネル幅方向に長く延在されている。これは、ソース電極31aの一方において、信号配線などに接続するためである。このような形状のソース電極31aであっても、第1レジストパターン50のバックチャネル領域形成用パターン52が、ドレイン電極形成用パターン53の辺RLの両端部から、ソース電極形成用パターン51の辺RLに向けて、両サイドで実質上連続的に幅が拡大するように形成することができる。その結果、チャネル領域12が、ドレイン電極側からソース電極側に向かうにつれて、実質上連続的にチャネル幅CWが拡大する構造のTFTを得ることができる。 FIG. 6A is a plan view of a main part of the TFT 2 according to the second embodiment, and FIG. 6B is a plan view of a photomask 70a for manufacturing the TFT 2 according to the second embodiment. . As shown in FIG. 6A, one of the two non-opposing regions of the side wall PSw S of the source electrode 31b facing the drain electrode 33 is longer in the channel width direction than in the first embodiment. Has been extended. This is because one of the source electrodes 31a is connected to a signal wiring or the like. Even source electrode 31a having such a shape, the back channel region forming pattern 52 of the first resist pattern 50 is, from both ends of the side RL D of the drain electrode forming pattern 53, the source electrode forming pattern 51 To the side RL S , it can be formed so that the width is substantially continuously increased on both sides. As a result, a TFT having a structure in which the channel width CW increases substantially continuously as the channel region 12 moves from the drain electrode side to the source electrode side can be obtained.

本実施形態2によれば、ソース電極31aの設計自由度が高いので、使用目的、用途に応じて、臨機応変にTFTの構造を選定しつつ、上記実施形態1と同様の効果を得ることができる。   According to the second embodiment, since the design flexibility of the source electrode 31a is high, the same effects as those of the first embodiment can be obtained while selecting the TFT structure flexibly according to the purpose of use and application. it can.

[実施形態3]
本実施形態3に係るTFT3は、下記の点を除く基本的な構成が上記実施形態1と同様となっている。すなわち、上記実施形態1においては、チャネル領域12が、ドレイン領域23の端部からソース領域21の端部に向けて形成されていたのに対し、本実施形態3に係るチャネル領域12は、ドレイン領域23の端部それぞれから、ソース領域21の側壁に向けて形成されている点で相違する。
[Embodiment 3]
A basic configuration of the TFT 3 according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment except for the following points. That is, in the first embodiment, the channel region 12 is formed from the end of the drain region 23 toward the end of the source region 21, whereas the channel region 12 according to the third embodiment It is different in that it is formed from each end of the region 23 toward the side wall of the source region 21.

図7は、本実施形態3に係るTFT3の主要部の平面図である。図7に示すように、ドレイン電極33に対向するソース電極31bの側壁PSwのうちの2つの非対向領域が、上記実施形態1に比してチャネル幅方向に長く延在されている。本実施形態3に係るソース電極31bは、配線の一部であり、図7に示すように、平面視上、ソース電極31b、ドレイン電極33、及びチャネル領域12がT字型に似た構造となっている。このような形状のソース電極31bであっても、第1レジストパターン50のバックチャネル領域形成用パターン52が、ドレイン電極形成用パターン53の辺RLの両端部から、ソース電極形成用パターン51の辺RLに向けて、両サイドで実質上連続的に幅が拡大するように形成することができる。その結果、チャネル領域12が、ドレイン電極側からソース電極側に向かうにつれて、実質上連続的にチャネル幅が拡大する構造のTFTを得ることができる。 FIG. 7 is a plan view of the main part of the TFT 3 according to the third embodiment. As shown in FIG. 7, two non-opposed region of sidewalls PSw S of the source electrode 31b facing the drain electrode 33 are Zaisa longer extends in the channel width direction as compared with the first embodiment. The source electrode 31b according to the third embodiment is a part of the wiring. As shown in FIG. 7, the source electrode 31b, the drain electrode 33, and the channel region 12 have a structure similar to a T shape in plan view. It has become. Even source electrode 31b having such a shape, the back channel region forming pattern 52 of the first resist pattern 50 is, from both ends of the side RL D of the drain electrode forming pattern 53, the source electrode forming pattern 51 To the side RL S , it can be formed so that the width is substantially continuously increased on both sides. As a result, it is possible to obtain a TFT having a structure in which the channel width increases substantially continuously as the channel region 12 moves from the drain electrode side to the source electrode side.

本実施形態3に係るTFT3よれば、ソース電極31bの設計自由度が高いので、使用目的、用途に応じて、臨機応変にTFTの構造を選定しつつ、上記実施形態1と同様の効果を得ることができる。   According to the TFT 3 according to the third embodiment, since the design flexibility of the source electrode 31b is high, the same effects as those of the first embodiment can be obtained while selecting the structure of the TFT flexibly according to the purpose of use and application. be able to.

[実施形態4]
本実施形態4に係るフォトマスクは、下記の点を除く基本的な構成が上記実施形態2と同様となっている。すなわち、上記実施形態2においては、線状パターン76が一つ形成されていたのに対し、本実施形態4に係る線状パターンは、2つある点で相違する。
[Embodiment 4]
The basic configuration of the photomask according to the fourth embodiment is the same as that of the second embodiment except for the following points. That is, in the second embodiment, one linear pattern 76 is formed, but the linear pattern according to the fourth embodiment is different in that there are two.

図8は、本実施形態4に係るフォトマスクの平面図である。図8に示すように、フォトマスク70bは、ソース電極形成用遮光領域71b、ドレイン電極形成用遮光領域73、及び露光する光に対して解像限界以下のパターンを有するバックチャネル領域形成用の半透過領域72bを備える。ソース電極形成用遮光領域71b及びドレイン電極形成用遮光領域73は、露光時に光を遮蔽する遮光部から構成される。ソース電極形成用遮光領域71bは、最終的に図6(a)に示す平面形状に形成されるソース電極31bが得られるようなパターンに形成され、ドレイン電極形成用遮光領域73は、最終的に図6(a)に示す平面形状に形成されるドレイン電極33が得られるようなパターンに形成されている。ここで、ドレイン電極形成用遮光領域73と対向する側のソース電極形成用遮光領域71bの辺を辺MLb,ソース電極形成用遮光領域71bと対向する側のドレイン電極形成用遮光領域73の辺を辺MLbとする。 FIG. 8 is a plan view of a photomask according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 8, the photomask 70b includes a source electrode forming light-shielding region 71b, a drain electrode forming light-shielding region 73, and a half for forming a back channel region having a pattern below the resolution limit with respect to light to be exposed. A transmissive region 72b is provided. The source electrode forming light shielding region 71b and the drain electrode forming light shielding region 73 are constituted by a light shielding part that shields light during exposure. The source electrode forming light-shielding region 71b is formed in a pattern that finally obtains the source electrode 31b formed in the planar shape shown in FIG. 6A, and the drain electrode forming light-shielding region 73 is finally formed. The drain electrode 33 formed in the planar shape shown in FIG. 6A is formed in such a pattern as to be obtained. Here, the sides of the drain electrode forming light-shielding region 73 opposed to the side of the source electrode forming the light shielding region 71b side ML S b, the source electrode forming the light shielding region 71b opposite to the side of the drain electrode forming light-shielding region 73 Let the side be the side ML D b.

ドレイン電極形成用遮光領域73とソース電極形成用遮光領域71bの間には、バックチャネル領域形成用の半透過領域72bが配置されている。バックチャネル領域形成用の半透過領域72bは、露光する光に対して解像限界以下で、同一方向に配列した第1線状パターン76b、第2線状パターン78を有する。また、第1線状パターン76bとドレイン電極形成用遮光領域73との間にはD側線状透過部77b、第1線状パターン76bと第2線状パターン78の間には線状パターン間透過部79、第2線状パターン78とソース電極形成用遮光領域71bとの間にはS側線状透過部75b、を有する。第1線状パターン76bの短辺方向の幅f、第2線状パターン78の短辺方向の幅h、S側線状透過部75bの幅e、線状パターン間透過部79の幅i、及びD側線状透過部77bの幅gは、レジスト40として用いる材料の物性や、露光に用いる光の波長、レンズの開口率等の露光装置の光学系によって決まる露光解像限界以下の値に設定する。   Between the drain electrode forming light shielding region 73 and the source electrode forming light shielding region 71b, a transflective region 72b for forming a back channel region is disposed. The transflective region 72b for forming the back channel region has a first linear pattern 76b and a second linear pattern 78 which are not more than the resolution limit with respect to the exposure light and are arranged in the same direction. Further, between the first linear pattern 76 b and the drain electrode forming light-shielding region 73, the D-side linear transmission portion 77 b and the transmission between the linear patterns between the first linear pattern 76 b and the second linear pattern 78 are transmitted. Between the portion 79, the second linear pattern 78, and the source electrode forming light-shielding region 71b, there is an S-side linear transmission portion 75b. A width f in the short side direction of the first linear pattern 76b, a width h in the short side direction of the second linear pattern 78, a width e of the S-side linear transmission part 75b, a width i of the transmission part 79 between the linear patterns, and The width g of the D-side linear transmission portion 77b is set to a value not more than the exposure resolution limit determined by the optical system of the exposure apparatus, such as the physical properties of the material used as the resist 40, the wavelength of light used for exposure, and the aperture ratio of the lens. .

ここで、第1線状パターン76bの長辺方向の幅をMW1、第2線状パターン78の長辺方向の幅をMW2とする。また、ドレイン電極形成用遮光領域73より突出する第1線状パターン76bの長辺方向の図8中の上側の第1端部E5側の突出長さをa、ドレイン電極形成用遮光領域73より突出する第2線状パターン78の長辺方向の図8中の上側の第3端部E6側の突出長さをaとする。また、ドレイン電極形成用遮光領域73より突出する第1線状パターン76bの長辺方向の図8中の下側の第2端部E7側の突出長さをb、ドレイン電極形成用遮光領域73より突出する第2線状パターン78の長辺方向の図8中の下側の第4端部E8側の突出長さをbとする。 Here, the width in the long side direction of the first linear pattern 76b is MW1, and the width in the long side direction of the second linear pattern 78 is MW2. Further, the protruding length of the first linear pattern 76b protruding from the drain electrode forming light shielding region 73 on the first end E5 side in FIG. 8 in the long side direction is a 1 , and the drain electrode forming light shielding region 73 is formed. the third end portion projecting length of the E6-side upper side in FIG. 8 in the longitudinal direction of the second linear pattern 78 and a 2 to more projects. Further, the protruding length of the first linear pattern 76b protruding from the drain electrode forming light shielding region 73 on the second end E7 side in the lower side in FIG. 8 in the long side direction is b 1 , and the drain electrode forming light shielding region. the long side direction FIG lower fourth end E8-side protruding length of 8 in the second linear pattern 78 and b 2 projecting from 73.

また、ドレイン電極形成用遮光領域73とソース電極形成用遮光領域71bとの離間距離をLとする。Lは、本実施形態においては、第1線状パターン76の短辺方向の幅f、第2線状パターン78の短辺方向の幅h、D側線状透過部の短辺方向の幅g、S側線状透過部の短辺方向の幅e、線状パターン間の幅iの和でもある。本実施形態3においては、チャネル長Lを6.0μmとし、上記e,f,g,h,iをそれぞれ1.2μmとした。なお、これらe,f,g,h,iの長さは、所望の透過量が得られるように、解像限界以下のサイズであればよく、各々の長さが異なっていてもよい。   Further, the distance between the drain electrode forming light shielding region 73 and the source electrode forming light shielding region 71b is L. In this embodiment, L is the width f in the short side direction of the first linear pattern 76, the width h in the short side direction of the second linear pattern 78, the width g in the short side direction of the D-side linear transmission portion, It is also the sum of the width e in the short side direction of the S-side linear transmission part and the width i between the linear patterns. In the third embodiment, the channel length L is 6.0 μm, and e, f, g, h, and i are each 1.2 μm. Note that the lengths of e, f, g, h, and i are not limited to the resolution limit so that a desired transmission amount can be obtained, and the lengths may be different.

本実施形態4に係るフォトマスク70bの、第1線状パターン76bの長辺方向の幅MW1、及び第2線状パターン78の長辺方向の幅MW2のそれぞれは、図8に示すように、ソース電極形成用遮光領域71bと対向する側のドレイン電極形成用遮光領域73の辺MLbより長く、かつドレイン電極形成用遮光領域73と対向する側のソース電極形成用遮光領域71bの辺MLbよりも短いものとする。 Each of the width MW1 in the long side direction of the first linear pattern 76b and the width MW2 in the long side direction of the second linear pattern 78 of the photomask 70b according to the fourth embodiment is as shown in FIG. The side ML Db of the source electrode forming light shielding region 71b on the side that is longer than the side ML D b of the drain electrode forming light shielding region 73 on the side facing the source electrode forming light shielding region 71b. It is assumed that it is shorter than Sb.

また、ソース電極形成用遮光領域71b側にある第1線状パターン76bの長辺方向の幅MW1が、ドレイン電極形成用遮光領域73側にある第2線状パターン78の長辺方向の幅MW2と同一、若しくは大きくなるようにする。本実施形態4においては、フォトマスク70bが、以下の<式1>から<式3>の関係を満足するものを用いる。   Further, the width MW1 in the long side direction of the first linear pattern 76b on the side of the light shielding region 71b for forming the source electrode is the width MW2 in the direction of long side of the second linear pattern 78 on the side of the light shielding region 73 for forming the drain electrode. To be the same or larger. In the fourth embodiment, a photomask 70b that satisfies the relationship of the following <Expression 1> to <Expression 3> is used.

<式1> a≧L×m/(n+1)、かつb≧L×m/(n+1)
但し、mは、線状パターンのドレイン電極形成用遮光領域側からの配列数を示す。また、nは、線状パターンの総本数を示す。本実施形態4においては、線状パターンの本数は2本であるので、m=1、2であり、n=2となる。すなわち、第1線状パターン76bの長辺方向の突出長さa及び突出長さbは、辺MLと辺MLとの離間距離Lを3で除した値以上とする。また、第2線状パターン78の長辺方向の突出長さa及び突出長さbは、辺MLと辺MLとの離間距離Lを3で除した値に、さらに2を乗じた値以上となるようにする。
<式2> c≧L、かつ、d≧L
すなわち、辺MLより突出する辺MLの突出長さc及び突出長さd(図3参照)は、離間距離L以上とする。
<Formula 1> a m ≧ L × m / (n + 1) and b m ≧ L × m / (n + 1)
However, m shows the number of arrangement | sequences from the light shielding area side for drain electrode formation of a linear pattern. N represents the total number of linear patterns. In the fourth embodiment, since the number of linear patterns is two, m = 1 and 2, and n = 2. That is, the protrusion length a 1 and the protrusion length b 1 in the long side direction of the first linear pattern 76 b are equal to or greater than the value obtained by dividing the separation distance L between the side ML D and the side ML S by 3. Further, the protrusion length a 2 and the protrusion length b 2 in the long side direction of the second linear pattern 78 are further multiplied by 2 to the value obtained by dividing the separation distance L between the side ML D and the side ML S by 3. To be greater than or equal to
<Formula 2> c ≧ L and d ≧ L
That is, the protrusion length c and the protrusion length d (see FIG. 3) of the side ML S protruding from the side ML D are set to be equal to or greater than the separation distance L.

<式3> am−1≦a、かつ、bm−1≦b
すなわち、線状パターンを複数備える場合には、互いに離間して略平行に配列し、ソース電極形成用遮光領域側にあるものほど、線状パターン同士の突出長さが大きくなるように配置する。但し、隣接する線状パターン同士は、互いに突出しない構造としてもよい。本実施形態4においては、a≧a、b≧bとなるようにする。換言すると、辺MLより突出する第1線状パターン76bの長辺方向の突出長さa及びbは、辺MLより突出する第2線状パターン78の長辺方向の突出長さa及びb以下とする。
<Formula 3> a m−1 ≦ a m and b m−1 ≦ b m
That is, when a plurality of linear patterns are provided, the linear patterns are arranged so as to be spaced apart from each other and substantially parallel to each other, and the protrusions of the linear patterns become larger as they are closer to the light shielding region for forming the source electrode. However, adjacent linear patterns may have a structure that does not protrude from each other. In the fourth embodiment, a 2 ≧ a 1 and b 2 ≧ b 1 are satisfied. In other words, the protruding lengths a 1 and b 1 in the long side direction of the first linear pattern 76b protruding from the side ML D are the protruding lengths in the long side direction of the second linear pattern 78 protruding from the side ML D. a 2 and b 2 or less.

さらに、チャネル領域のチャネル幅方向の端部に凸部ができることを防止する観点からは、下記<式4>を満足することが好ましい。
<式4> c≧a、又は/及びd≧b
すなわち、本実施形態4においては、辺MLより突出する第2線状パターン78の長辺方向の突出長さa及び突出長さb(図3参照)それぞれは、辺MLより突出する辺MLの突出長さc及び突出長さd(図3参照)以下とする。
Furthermore, it is preferable to satisfy the following <Formula 4> from the viewpoint of preventing a convex portion from being formed at the end of the channel region in the channel width direction.
<Formula 4> c ≧ a m or / and d ≧ b m
That is, in the present embodiment 4, (see FIG. 3) second linear pattern long side direction protruding length of 78 a 2 and the projecting length b 2 projecting from the side ML D, respectively, protrude from the sides ML D The projection length c and the projection length d (see FIG. 3) of the side ML S to be set are equal to or shorter than those.

上記のように構成されたフォトマスク70bを、レジストの上部に配置し、露光装置によって所定波長の光を照射する。すると、フォトマスク70bの透過領域においては、レジストに光が照射され、当該部分が露光部となる。ドレイン電極形成用遮光領域73、ソース電極形成用遮光領域71bにおいては、光が遮光され、当該部分のレジストは未露光部となる。バックチャネル領域形成用の半透過領域72bの下層に位置するレジストにおいては、S側線状透過部75b、第1線状パターン76b、第2線状パターン78、線状パターン間透過部79、及びD側線状透過部77bにより、前記露光部に比して光の照射量が少ない半露光部が形成される。   The photomask 70b configured as described above is placed on the top of the resist, and light having a predetermined wavelength is irradiated by the exposure apparatus. Then, in the transmission region of the photomask 70b, the resist is irradiated with light, and this portion becomes an exposed portion. In the drain electrode forming light-shielding region 73 and the source electrode forming light-shielding region 71b, light is shielded, and the resist in that portion becomes an unexposed portion. In the resist located in the lower layer of the semi-transmission region 72b for forming the back channel region, the S-side linear transmission part 75b, the first linear pattern 76b, the second linear pattern 78, the linear inter-pattern transmission part 79, and D The side-line transmission part 77b forms a semi-exposure part with a smaller amount of light irradiation than the exposure part.

露光処理後、レジストの現像処理を行う。これにより、上記実施形態1において説明したように、未露光部と半露光部とで膜厚方向に2つの段差構造を有する第1レジストパターンが得られる。第1レジストパターンは、フォトマスク70bに形成されたソース電極形成用遮光領域71bが転写されたソース電極形成用パターンと、フォトマスク70bに形成されたドレイン電極形成用遮光領域73が転写されたドレイン電極形成用パターンと、フォトマスク70bに形成された第1線状パターン76b、第2線状パターン78、線状パターン間透過部79、S側線状透過部75b、及びD側線状透過部77bによって形成された半露光部が転写されたバックチャネル領域形成用パターンとからなる。   After the exposure process, the resist is developed. As a result, as described in the first embodiment, a first resist pattern having two step structures in the film thickness direction can be obtained between the unexposed portion and the half-exposed portion. The first resist pattern includes a source electrode formation pattern formed by transferring the source electrode formation light shielding region 71b formed on the photomask 70b and a drain electrode formed by transferring the drain electrode formation light shielding region 73 formed on the photomask 70b. By the electrode formation pattern, the first linear pattern 76b, the second linear pattern 78, the inter-linear pattern transmission part 79, the S-side linear transmission part 75b, and the D-side linear transmission part 77b formed on the photomask 70b. The formed half-exposure portion includes a back channel region forming pattern to which the transferred portion is transferred.

バックチャネル領域形成用パターンは、ソース電極形成用パターンと対向するドレイン電極形成用パターンの辺の両端部から、ドレイン電極形成用パターンと対向するソース電極形成用パターンの辺に向けて、チャネル幅方向の両端部で実質上連続的に幅が拡大する形状となる。続いて、エッチング処理工程を行い、アッシング処理によって第2レジストパターンを上記実施形態1と同様の方法にて形成する。そして、上記実施形態1と同様の方法にてバックチャネルを形成して、層間絶縁膜でこれらを覆う。このような工程により、上記実施形態1と同様に、チャネル領域が、ドレイン領域の各端部から、ソース領域に向けて、両サイドで実質上連続的にチャネル幅が拡大する形状とすることができる。その結果、TFTのON特性の安定化に優れ、電流駆動能力の向上を図ることができる。   The back channel region forming pattern is formed in the channel width direction from both ends of the side of the drain electrode forming pattern facing the source electrode forming pattern toward the side of the source electrode forming pattern facing the drain electrode forming pattern. It becomes the shape which width expands substantially continuously at both ends. Subsequently, an etching process is performed, and a second resist pattern is formed by the same method as in the first embodiment by ashing. Then, back channels are formed by the same method as in the first embodiment, and these are covered with an interlayer insulating film. By such a process, as in the first embodiment, the channel region has a shape in which the channel width is substantially continuously increased on both sides from each end of the drain region toward the source region. it can. As a result, the ON characteristics of the TFT are excellently stabilized, and the current driving capability can be improved.

本実施形態4によれば、チャネル領域のチャネル長が大きい場合に特に有効であり、チャネル領域の設計自由度を高めつつ、上記実施形態1と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態4においては、線状パターンが2つである例について説明したが、これは一例にすぎず、線状パターンを複数有する構造とすることができる。線状パターンを複数有する場合には、複数の線状パターンを互いに離間して略平行に配列し、隣接する線状パターン同士が突出しないよう、若しくは、ソース電極形成用遮光領域側にあるものほど、線状パターン同士の突出長さが大きくなるように配置すると、容易に上記構成のチャネル領域が得られるので、好ましい。   According to the fourth embodiment, it is particularly effective when the channel length of the channel region is large, and the same effect as in the first embodiment can be obtained while increasing the degree of freedom in designing the channel region. In the fourth embodiment, an example in which there are two linear patterns has been described. However, this is only an example, and a structure having a plurality of linear patterns can be employed. In the case of having a plurality of linear patterns, the plurality of linear patterns are spaced apart from each other and arranged substantially in parallel so that adjacent linear patterns do not protrude or are closer to the light-shielding region for forming the source electrode. In addition, it is preferable to arrange the linear patterns so that the protruding lengths of the linear patterns become large because the channel region having the above-described configuration can be easily obtained.

[実施形態5]
本実施形態5に係るフォトマスクは、下記の点を除く基本的な構成が上記実施形態2と同様となっている。すなわち、上記実施形態2においては、バックチャネル領域形成用の半透過領域72として、線状パターンと線状透過部からなるラインとスペースにより構成されていたのに対し、本実施形態5においては、バックチャネル領域形成用の半透過領域72が幾何学的なパターンマスクにより構成されている点で相違する。
[Embodiment 5]
The basic configuration of the photomask according to the fifth embodiment is the same as that of the second embodiment except for the following points. That is, in the second embodiment, the semi-transmission region 72 for forming the back channel region is composed of a line and a space made up of a linear pattern and a linear transmission portion, whereas in the fifth embodiment, The difference is that the transflective region 72 for forming the back channel region is constituted by a geometric pattern mask.

図9(a)は、本実施形態5に係るフォトマスク70cの平面図であり、図9(b)は、フォトマスク70cのバックチャネル領域形成用の半透過領域72cの部分拡大図である。   FIG. 9A is a plan view of a photomask 70c according to the fifth embodiment, and FIG. 9B is a partially enlarged view of a transflective region 72c for forming a back channel region of the photomask 70c.

フォトマスク70cは、図9(a)に示すように、ソース電極形成用遮光領域71c、ドレイン電極形成用遮光領域73、及び露光する光に対して解像限界以下のパターンを有するバックチャネル領域形成用の半透過領域72cを備える。ソース電極形成用遮光領域71c及びドレイン電極形成用遮光領域73は、露光時に光を遮蔽する遮光部から構成される。ソース電極形成用遮光領域71cは、最終的にソース電極が得られるようなパターンに形成され、ドレイン電極形成用遮光領域73は、最終的にドレイン電極が得られるようなパターンに形成されている。ここで、ドレイン電極形成用遮光領域73と対向する側のソース電極形成用遮光領域71cの辺を辺MLc,ソース電極形成用遮光領域71cと対向する側のドレイン電極形成用遮光領域73の辺を辺MLcとする。 As shown in FIG. 9A, the photomask 70c has a source electrode forming light-shielding region 71c, a drain electrode forming light-shielding region 73, and a back channel region forming pattern having a pattern less than the resolution limit with respect to the light to be exposed. A semi-transmissive region 72c for use. The source electrode forming light shielding region 71c and the drain electrode forming light shielding region 73 are constituted by a light shielding part that shields light during exposure. The source electrode forming light-shielding region 71c is formed in a pattern so that a source electrode is finally obtained, and the drain electrode forming light-shielding region 73 is formed in a pattern so that a drain electrode is finally obtained. Here, the sides of the drain electrode forming light-shielding region 73 opposed to the side of the source electrode forming the light-shielding region 71c of the side ML S c, a source electrode forming the light-shielding region 71c and the opposite side of the drain electrode forming light-shielding region 73 Let the side be the side ML D c.

ドレイン電極形成用遮光領域73とソース電極形成用遮光領域71cの間には、バックチャネル領域形成用の半透過領域72cが配置されている。バックチャネル領域形成用の半透過領域72は、ソース電極形成用遮光領域71cと対向するドレイン電極形成用遮光領域73の辺MLcの両端部から、ドレイン電極形成用遮光領域73と対向するソース電極形成用遮光領域71cの辺MLcに向けて、両サイドで実質上連続的に幅が拡大する形状のマスクにより構成されている。当該マスク部分は、図9(b)に示すように、露光する光に対して解像限界以下の寸法の幾何学的パターンであるメッシュ形状のパターンマスクにより構成されている。 Between the drain electrode forming light shielding region 73 and the source electrode forming light shielding region 71c, a semi-transmissive region 72c for forming a back channel region is disposed. The transflective region 72 for forming the back channel region is a source facing the drain electrode forming light shielding region 73 from both ends of the side ML D c of the drain electrode forming light shielding region 73 facing the source electrode forming light shielding region 71c. towards the side ML S c of the electrode forming the light-shielding region 71c, substantially continuously width on both sides are constituted by a mask of a shape to expand. As shown in FIG. 9B, the mask portion is constituted by a mesh-shaped pattern mask which is a geometric pattern having a dimension less than the resolution limit with respect to the exposure light.

上記フォトマスク70cを用いることにより、第1レジストパターンのバックチャネル領域形成用パターンが、ドレイン電極形成用パターンの辺の両端部から、ソース電極形成用パターンの辺に向けて、両サイドで実質上連続的に幅が拡大するように形成することができる。そして、上記実施形態1と同様の工程を経て、チャネル領域12が、ドレイン領域23からソース領域21に向かうにつれてチャネル幅が実質上連続的に拡大する、上記実施形態2と同様の構造を有するTFTを得ることができる。   By using the photomask 70c, the back channel region forming pattern of the first resist pattern is substantially on both sides from both ends of the side of the drain electrode forming pattern toward the side of the source electrode forming pattern. The width can be continuously increased. Then, through the same process as in the first embodiment, the channel region 12 has a structure similar to that in the second embodiment, in which the channel width increases substantially continuously from the drain region 23 toward the source region 21. Can be obtained.

フォトマスクの幾何学的パターンとしては、メッシュ形状に限定されない。また、幾何学的なパターンをスリットや格子状に配置したものを広く用いることができる。また、幾何学的パターンのマスクに代えて、透過率を有する半透明膜等のパターンマスク(ハーフトーンマスク)によって、半透過領域を構成してもよい。   The geometric pattern of the photomask is not limited to a mesh shape. In addition, a wide array of geometric patterns arranged in a slit or lattice shape can be used. Further, instead of the geometric pattern mask, the translucent region may be configured by a pattern mask (halftone mask) such as a translucent film having transmittance.

本実施形態5によれば、上記実施形態1において満たしている必要があった上記<式1>の条件を必ずしも満たさなくてもよい。すなわち、辺MLより突出する辺MLの突出長さc及び突出長さd(図3参照)それぞれが、離間距離Lより小さくても適用可能である。また、ソース電極の側壁PSwやドレイン電極の側壁PSwの形状によらずに、チャネル領域のチャネル方向の幅をソース電極に向かうにつれて実質上連続的に拡大させることができる。従って、TFTの設計自由度を高めることができる。ソース電極31aのチャネル方向の幅が小さい場合に特に有効である。 According to the fifth embodiment, it is not always necessary to satisfy the condition of the above <Expression 1> that is required to be satisfied in the first embodiment. That is, the present invention can be applied even when the protruding length c and the protruding length d (see FIG. 3) of the side ML S protruding from the side ML D are smaller than the separation distance L. Further, the width of the channel region in the channel direction can be substantially continuously increased toward the source electrode regardless of the shape of the side wall PSw S of the source electrode and the side wall PSw D of the drain electrode. Therefore, the degree of freedom in designing the TFT can be increased. This is particularly effective when the width of the source electrode 31a in the channel direction is small.

なお、上記実施形態1〜5においては、ポジ型のフォトレジストを用いた例について述べたが、ネガ型のフォトレジストを用いてもよい。その場合には、フォトマスクの遮光部と透過部を反転させる。   In the first to fifth embodiments, an example using a positive photoresist has been described. However, a negative photoresist may be used. In that case, the light shielding part and the transmission part of the photomask are reversed.

また、上記実施形態1〜5においては、チャネル領域のチャネル幅方向が、ドレイン領域からソース領域に向けて実質上同一の角度で拡大している例について説明したが、両サイド側で同一の角度で拡大する例に限定されない。   In the first to fifth embodiments, the example in which the channel width direction of the channel region is enlarged at substantially the same angle from the drain region to the source region has been described. It is not limited to the example expanded by.

さらに、フォトマスクとしては、第1レジストパターン50のバックチャネル領域形成用パターン52が、ドレイン電極形成用パターン53の辺RLの両端部から、ソース電極形成用パターン51の辺RLに向けて、両サイドで実質上連続的に幅が拡大するように形成することが可能であればよく、上記実施形態のほか、公知のハーフト-ンマスク技術やグレイトーンマスク技術、若しくはこれらを組み合わせたものを用いることができる。 Further, as the photomask, the back channel region forming pattern 52 of the first resist pattern 50 is, from both ends of the side RL D of the drain electrode forming pattern 53, toward the sides RL S of the source electrode forming pattern 51 In addition to the above-described embodiment, a known half-tone mask technique, a gray-tone mask technique, or a combination thereof may be used as long as it can be formed so that the width is substantially continuously increased on both sides. Can be used.

また、ドレイン電極と対向するソース電極の側壁PSwと、ソース電極31と対向するドレイン電極33の側壁PSwが、互いに略平行に対向配置されている例について説明したが、これに限定されるものではなく、PSwのチャネル方向の幅が、PSwのチャネル方向の幅よりも長く、PSwの両端部にPSwとの非対向領域があれば、側壁部の形状は限定されない。例えば、曲線形状やコの字形、ジグザグ形状等の構造であってもよい。 Further, although the example has been described in which the side wall PSw S of the source electrode facing the drain electrode and the side wall PSw D of the drain electrode 33 facing the source electrode 31 are arranged to face each other substantially in parallel, the present invention is limited to this. If the width of the PSw S in the channel direction is longer than the width of the PSw D in the channel direction and there are non-opposing regions with the PSw D at both ends of the PSw S , the shape of the side wall portion is not limited. For example, a curved shape, a U-shape, a zigzag shape, or the like may be used.

図10に、本件発明に適用可能なフォトマスクの変形例の一例を図示する。フォトマスク70dは、図10に示すように、ソース電極形成用遮光領域71d、ドレイン電極形成用遮光領域73d、及び露光する光に対して解像限界以下のパターンを有するバックチャネル領域形成用の半透過領域72dを備える。ソース電極形成用遮光領域71d及びドレイン電極形成用遮光領域73dは、露光時に光を遮蔽する遮光部から構成される。ソース電極形成用遮光領域71dは、最終的にソース電極が得られるようなパターンに形成され、ドレイン電極形成用遮光領域73dは、最終的にドレイン電極が得られるようなパターンに形成されている。   FIG. 10 shows an example of a modification of the photomask applicable to the present invention. As shown in FIG. 10, the photomask 70d includes a source electrode forming light-shielding region 71d, a drain electrode forming light-shielding region 73d, and a half for forming a back channel region having a pattern less than the resolution limit with respect to light to be exposed. A transmissive region 72d is provided. The source electrode forming light shielding region 71d and the drain electrode forming light shielding region 73d are configured by a light shielding portion that shields light during exposure. The source electrode forming light-shielding region 71d is formed in a pattern so that a source electrode is finally obtained, and the drain electrode forming light-shielding region 73d is formed in a pattern so that a drain electrode is finally obtained.

ドレイン電極形成用遮光領域73dとソース電極形成用遮光領域71dの間には、バックチャネル領域形成用の半透過領域72dが配置されている。バックチャネル領域形成用の半透過領域72dは、露光する光に対して解像限界以下の曲線状の線状パターン76dを有する。また、曲線状の線状パターン76dとソース電極形成用遮光領域71dとの間にはS側曲線状透過部75d、線状パターン76dとドレイン電極形成用遮光領域73dとの間にはD側曲線状透過部77dを有する。線状パターン76d、S側曲線状透過部75d、D側曲線状透過部77dの短軸方向の幅は、レジスト材料の物性や、露光に用いる光の波長、レンズの開口率等の露光装置の光学系によって決まる露光解像限界以下の値に設定する。   Between the drain electrode forming light shielding region 73d and the source electrode forming light shielding region 71d, a transflective region 72d for forming a back channel region is disposed. The transflective region 72d for forming the back channel region has a curved linear pattern 76d that is below the resolution limit with respect to the exposure light. Further, an S-side curved transmission portion 75d is provided between the curved linear pattern 76d and the source electrode forming light-shielding region 71d, and a D-side curve is provided between the linear pattern 76d and the drain electrode forming light-shielding region 73d. 77d. The widths in the minor axis direction of the linear pattern 76d, the S-side curved transmission part 75d, and the D-side curved transmission part 77d are the properties of the resist material, the wavelength of light used for exposure, the aperture ratio of the lens, etc. It is set to a value below the exposure resolution limit determined by the optical system.

図10に示すフォトマスク70dを用いることにより、ドレイン電極と対向するソース電極の側壁PSw、及びソース電極と対向するドレイン電極の側壁PSwが、曲面状のソース電極/ドレイン電極を得ることができる。そして、ドレイン領域の各端部から、ソース領域に向けて、両サイドで実質上連続的にチャネル幅CWが滑らかに拡大するチャネル領域を簡便に得ることができる。上述したように、ソース電極及びドレイン電極の形態としては、様々な変形が可能であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。 By using the photomask 70d shown in FIG. 10, a source electrode / drain electrode having a curved shape can be obtained with the sidewall PSw S of the source electrode facing the drain electrode and the sidewall PSw D of the drain electrode facing the source electrode. it can. A channel region in which the channel width CW increases smoothly and continuously on both sides from each end of the drain region toward the source region can be easily obtained. As described above, the source electrode and the drain electrode can be variously modified without departing from the scope of the present invention.

(a)は、実施形態1に係るTFTの主要部の平面図、(b)は図1(a)のIb−Ib切断部断面図。(A) is a top view of the principal part of TFT concerning Embodiment 1, (b) is Ib-Ib cutting part sectional drawing of Fig.1 (a). (a)、(b)は、実施形態1に係るTFTの製造工程を説明するための断面図。(A), (b) is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of TFT which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るフォトマスクの平面図。FIG. 3 is a plan view of the photomask according to the first embodiment. (a)は、実施形態1に係る第1レジストパターンの平面図、(b)は、図4(a)のIVb−IVb切断部断面図。(A) is a top view of the 1st resist pattern which concerns on Embodiment 1, (b) is IVb-IVb cutting part sectional drawing of Fig.4 (a). (a)は、実施形態1に係る第2レジストパターンの平面図、(b)は、図5(a)のVb−Vb切断部断面図、(c)は、実施形態1に係るTFTの製造工程を説明するための断面図。FIG. 5A is a plan view of a second resist pattern according to the first embodiment, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb in FIG. 5A, and FIG. Sectional drawing for demonstrating a process. (a)は、実施形態2に係るTFTの主要部の平面図、(b)は、実施形態2に係るフォトマスクの平面図。(A) is a top view of the principal part of TFT which concerns on Embodiment 2, (b) is a top view of the photomask which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態3に係るTFTの主要部の平面図。FIG. 6 is a plan view of a main part of a TFT according to Embodiment 3. 実施形態4に係るフォトマスクの平面図。FIG. 6 is a plan view of a photomask according to Embodiment 4. (a)は、実施形態5に係るフォトマスクの平面図、(b)は、実施形態5に係るフォトマスクの部分拡大図。(A) is a top view of the photomask which concerns on Embodiment 5, (b) is the elements on larger scale of the photomask which concerns on Embodiment 5. FIG. 変形例に係るフォトマスクの平面図。The top view of the photomask which concerns on a modification. (a)は、従来例1に係るフォトマスクの平面図、(b)は、従来例1に係る第1レジストパターンの平面図。(A) is a top view of the photomask which concerns on the prior art example 1, (b) is a top view of the 1st resist pattern which concerns on the prior art example 1. FIG. (a)は、従来例2に係るフォトマスクの平面図、(b)は、従来例2に係るTFTの主要部の平面図。(A) is a top view of the photomask which concerns on the prior art example 2, (b) is a top view of the principal part of TFT which concerns on the prior art example 2. FIG. (a)は、従来例3に係るフォトマスクの平面図、(b)は、従来例3に係るTFTの主要部の平面図。(A) is a top view of the photomask which concerns on the prior art example 3, (b) is a top view of the principal part of TFT which concerns on the prior art example 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,2,3 TFT
5 絶縁性基板
6 ゲート電極
7 ゲート絶縁膜
8 層間絶縁膜
10 第1半導体膜
12 チャネル領域
20 第2半導体膜
21 ソース領域
23 ドレイン領域
30 第2導電膜
31 ソース電極
33 ドレイン電極
40 レジスト
50 第1レジストパターン
51 ソース電極形成用パターン
52 バックチャネル領域形成用パターン
53 ドレイン電極形成用パターン
60 第2レジストパターン
61 第2ソース電極形成用パターン
63 第2ドレイン電極形成用パターン
70 フォトマスク
71 ソース電極形成用遮光領域
72 バックチャネル領域形成用の半透過領域
73 ドレイン電極形成用遮光領域
74 透過性基板
75 S側線状透過部
76 線状パターン
77 D側線状透過部
80 薄膜トランジスタ領域
PSw ドレイン電極と対向するソース電極の側壁
PSw ソース電極と対向するドレイン電極の側壁
CW チャネル領域のチャネル方向の幅
ML ドレイン電極形成用遮光領域と対向するソース電極形成用遮光領域の辺
ML ソース電極形成用遮光領域と対向するドレイン電極形成用遮光領域の辺
MW 線状パターンの長辺方向の幅
RL ドレイン電極形成用パターンと対向するソース電極形成用パターンの辺
RL ソース電極形成用パターンと対向するドレイン電極形成用パターンの辺
a 辺MLより突出する線状パターンの長辺方向の第1端部側の突出長さ
b 辺MLより突出する線状パターンの長辺方向の第2端部側の突出長さ
c 辺MLより突出する辺MLの第1の端部側の突出長さ
d 辺MLより突出する辺MLの第2の端部側の突出長さ
e S側線状透過部の短辺方向の幅
f 線状パターンの短辺方向の幅
g D側線状透過部の短辺方向の幅
L 辺MLと辺MLとの離間距離
Cha−L チャネル領域のチャネル長
1,2,3 TFT
5 Insulating substrate 6 Gate electrode 7 Gate insulating film 8 Interlayer insulating film 10 First semiconductor film 12 Channel region 20 Second semiconductor film 21 Source region 23 Drain region 30 Second conductive film 31 Source electrode 33 Drain electrode 40 Resist 50 First Resist pattern 51 Source electrode formation pattern 52 Back channel region formation pattern 53 Drain electrode formation pattern 60 Second resist pattern 61 Second source electrode formation pattern 63 Second drain electrode formation pattern 70 Photomask 71 Source electrode formation Light-shielding region 72 Semi-transmissive region 73 for forming the back channel region Light-shielding region 74 for forming the drain electrode Transparent substrate 75 S-side linear transmission portion 76 Linear pattern 77 D-side linear transmission portion 80 Thin-film transistor region PSw S Source facing the drain electrode Side wall PS of electrode D source electrode and the opposing side walls CW channel region side ML D source electrode forming the light-shielding region facing the drain electrode of the source electrode forming the light-shielding region facing the width ML S drain electrode forming the light-shielding region in the channel direction of the drain electrode long side length RL S of the drain electrode formation pattern opposite to the source electrode formation pattern side RL D source electrode formation pattern and opposite sides of the drain electrode forming pattern sides MW linear patterns forming light-shielding regions a side ML D first end portion side of the projecting length b side ML D long side direction of the second end portion side of the projecting length c side of the linear pattern projecting from the long side direction of the linear pattern projecting from the first short-side direction of the second protrusion length of the end portion side e S side wire-shaped transmissive portion of the end projection length of the side d sides ML D side protrudes from ML S sides ML S projecting from ML D of the channel length of the distance Cha-L channel region between the width L side ML D and the side ML S in the short side direction of the width g D side wire-shaped transmissive portion in the short side direction of the f linear pattern

Claims (7)

薄膜トランジスタの製造方法であって、
基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜、半導体層、導電膜、及びレジストを順に積層する工程と、
前記レジストの上部にフォトマスクを配置して写真製版プロセスにより、厚み方向に段差構造を有する第1レジストパターンを形成する工程と、
前記第1レジストパターンをマスクとして前記導電膜及び前記半導体層のエッチングを行う工程と、
前記第1レジストパターンのうちの膜厚の厚い部分がパターンとして残るように第2レジストパターンを形成する工程と、
前記第2レジストパターンをマスクとしてバックチャネル部分の前記導電膜のエッチング及び前記半導体層にバックチャネルを形成する工程と、を備え、
前記第1レジストパターンは、
前記フォトマスクに形成されたソース電極形成用遮光領域が転写されたソース電極形成用パターンと、
前記フォトマスクに形成されたドレイン電極形成用遮光領域が転写されたドレイン電極形成用パターンと、
前記フォトマスクに形成され、露光する光に対して解像限界以下のパターンを有するバックチャネル領域形成用の半透過領域が転写されたバックチャネル領域形成用パターンと、を備え、
前記バックチャネル領域形成用パターンは、前記ソース電極形成用パターンと対向する前記ドレイン電極形成用パターンの辺RLの両端部から、前記ドレイン電極形成用パターンと対向する前記ソース電極形成用パターンの辺RLに向けて、両サイドで実質上連続的に幅が拡大するように形成され、
前記ソース電極形成用パターンから形成されるソース電極と、前記ドレイン電極形成用パターンから形成されるドレイン電極とは、互いに対向する側壁が略平行に配置されており、
前記第2レジストパターンは、前記第1レジストパターンから前記バックチャネル領域形成用パターンを除去したものである薄膜トランジスタの製造方法。
A method for manufacturing a thin film transistor, comprising:
Forming a gate electrode on the substrate;
A step of sequentially stacking a gate insulating film, a semiconductor layer, a conductive film, and a resist on the gate electrode;
A step of forming a first resist pattern having a step structure in the thickness direction by a photoengraving process by arranging a photomask on the resist; and
Etching the conductive film and the semiconductor layer using the first resist pattern as a mask;
Forming a second resist pattern such that a thick portion of the first resist pattern remains as a pattern;
Etching the conductive film in a back channel portion using the second resist pattern as a mask and forming a back channel in the semiconductor layer, and
The first resist pattern is:
A source electrode forming pattern in which the source electrode forming light-shielding region formed on the photomask is transferred;
A drain electrode forming pattern in which a drain electrode forming light-shielding region formed on the photomask is transferred;
A back channel region forming pattern formed on the photomask and transferred with a transflective region for forming a back channel region having a pattern below the resolution limit with respect to light to be exposed, and
The back channel region forming pattern, from said opposite end portions of the side RL D of the drain electrode formation pattern that faces the source electrode forming pattern, the sides of the source electrode forming pattern which faces the drain electrode forming pattern To the RL S , formed so that the width is substantially continuously increased on both sides,
The source electrode formed from the source electrode forming pattern and the drain electrode formed from the drain electrode forming pattern are arranged such that side walls facing each other are substantially parallel to each other,
The method of manufacturing a thin film transistor, wherein the second resist pattern is obtained by removing the back channel region forming pattern from the first resist pattern.
請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方法において、
前記フォトマスクにおける前記バックチャネル領域形成用の半透過領域は、露光する光に対して解像限界以下で、同一方向に配列した線状パターンと線状透過部とを備え、
前記ソース電極形成用遮光領域と対向する側の前記ドレイン電極形成用遮光領域の辺MLより突出する前記線状パターンの長辺方向の第1端部側の突出長さをa
前記辺MLより突出する前記線状パターンの長辺方向の第2端部側の突出長さをb
前記辺MLより突出する、前記ドレイン電極形成用遮光領域と対向する側の前記ソース電極形成用遮光領域の辺MLの第1の端部側の突出長さをc、
前記辺MLより突出する前記辺MLの第2の端部側の突出長さをd、
前記辺MLと前記辺MLとの離間距離をLとし、
かつ、前記線状パターンの前記第1端部と前記ソース電極の前記第1の端部をチャネル幅方向に対して同一の側とし、前記線状パターンの前記第2端部と前記ソース電極の前記第2の端部をチャネル幅方向に対して同一の側としたときに、
前記フォトマスクが下記<式1>及び<式2>を満足していることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
<式1> a≧L×m/(n+1)、かつ、b≧L×m/(n+1)
(但し、mは、前記線状パターンを前記ドレイン電極形成用遮光領域側から数えた際の配列番号を示し、nは、前記線状パターンの総本数を示す。)
<式2> c≧L、かつ、d≧L
In the manufacturing method of the thin-film transistor of Claim 1,
The semi-transmission region for forming the back channel region in the photomask includes a linear pattern and a linear transmission portion arranged in the same direction at a resolution limit or less with respect to light to be exposed,
The projecting length on the first end side in the long side direction of the linear pattern projecting from the side ML D of the drain electrode forming light shielding region on the side facing the source electrode forming light shielding region is denoted by a m ,
B m , the protruding length on the second end side in the long side direction of the linear pattern protruding from the side ML D ,
The protruding length on the first end side of the side ML S of the source electrode forming light shielding region on the side facing the drain electrode forming light shielding region, which protrudes from the side ML D , is c,
The protruding length on the second end side of the side ML S protruding from the side ML D is d,
The distance between the side ML D and the side ML S is L,
The first end of the linear pattern and the first end of the source electrode are on the same side with respect to the channel width direction, and the second end of the linear pattern and the source electrode When the second end is on the same side with respect to the channel width direction,
The method for producing a thin film transistor, wherein the photomask satisfies the following <formula 1> and <formula 2>.
<Formula 1> a m ≧ L × m / (n + 1) and b m ≧ L × m / (n + 1)
(However, m represents an array number when the linear pattern is counted from the drain electrode forming light-shielding region side, and n represents the total number of the linear patterns.)
<Formula 2> c ≧ L and d ≧ L
請求項2に記載の薄膜トランジスタの製造方法において、
前記線状パターンを複数備え、
前記線状パターンは、互いに離間して略平行に配列され、
前記フォトマスクが下記<式3>を満足していることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
<式3> am−1≦a、かつ、bm−1≦b
In the manufacturing method of the thin-film transistor of Claim 2,
A plurality of the linear patterns;
The linear patterns are spaced apart from each other and arranged substantially in parallel,
The method for producing a thin film transistor, wherein the photomask satisfies the following <Equation 3>.
<Formula 3> a m−1 ≦ a m and b m−1 ≦ b m
請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方法において、
前記フォトマスクにおける前記バックチャネル領域形成用の半透過領域として、露光する光に対して解像限界以下の幾何学的なパターンマスクを備えることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
In the manufacturing method of the thin-film transistor of Claim 1,
A method for manufacturing a thin film transistor, comprising: a semi-transmission region for forming the back channel region in the photomask, a geometric pattern mask having a resolution limit or less with respect to light to be exposed.
請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方法において、
前記フォトマスクにおける前記バックチャネル領域形成用の半透過領域として、透過率を有する膜からなるマスクを備えることを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
In the manufacturing method of the thin-film transistor of Claim 1,
A method of manufacturing a thin film transistor, comprising a mask made of a film having a transmittance as a semi-transmissive region for forming the back channel region in the photomask.
逆スタガ型の薄膜トランジスタ製造用のフォトマスクであって、
透過性基板と、
前記透過性基板上に形成され、ソース電極形成用遮光領域、ドレイン電極形成用遮光領域、及び露光する光に対して解像限界以下のパターンを有するバックチャネル領域形成用の半透過領域と、を備え、
前記バックチャネル領域形成用の半透過領域は、同一方向に配列した線状パターンと、線状透過部とを有し、
前記ソース電極形成用遮光領域と対向する側の前記ドレイン電極形成用遮光領域の辺MLより突出する前記線状パターンの長辺方向の第1端部側の突出長さをa
前記辺MLより突出する前記線状パターンの長辺方向の第2端部側の突出長さをb
前記辺MLより突出する、前記ドレイン電極形成用遮光領域と対向する側の前記ソース電極形成用遮光領域の辺MLの第1の端部側の突出長さをc、
前記辺MLより突出する前記辺MLの第2の端部側の突出長さをd、
前記辺MLと前記辺MLとの離間距離をLとし、
かつ、前記線状パターンの前記第1端部とソース電極の前記第1の端部をチャネル幅方向に対して同一の側とし、前記線状パターンの前記第2端部と前記ソース電極の前記第2の端部をチャネル幅方向に対して同一の側としたときに、
前記フォトマスクが下記<式1>及び<式2>を満足し
前記ソース電極形成用遮光領域から形成される前記ソース電極と、前記ドレイン電極形成用遮光領域から形成されるドレイン電極とは、互いに対向する側壁が略平行に配置されていることを特徴とする薄膜トランジスタ製造用のフォトマスク。
<式1> a≧L×m/(n+1)、かつ、b≧L×m/(n+1)
(但し、mは、前記線状パターンを前記ドレイン電極形成用遮光領域側から数えた際の配列番号を示し、nは、前記線状パターンの総本数を示す。)
<式2> c≧L、かつ、d≧L
A photomask for manufacturing a reverse stagger type thin film transistor,
A transparent substrate;
A source electrode forming light-shielding region, a drain electrode forming light-shielding region, and a back-channel region forming semi-transparent region having a pattern below the resolution limit with respect to light to be exposed, formed on the transparent substrate. Prepared,
The transflective region for forming the back channel region has a linear pattern arranged in the same direction, and a linear transmission part,
The projecting length on the first end side in the long side direction of the linear pattern projecting from the side ML D of the drain electrode forming light shielding region on the side facing the source electrode forming light shielding region is denoted by a m ,
B m , the protruding length on the second end side in the long side direction of the linear pattern protruding from the side ML D ,
The protruding length on the first end side of the side ML S of the source electrode forming light shielding region on the side facing the drain electrode forming light shielding region, which protrudes from the side ML D , is c,
The protruding length on the second end side of the side ML S protruding from the side ML D is d,
The distance between the side ML D and the side ML S is L,
And, said first end of said first end portion and the source over the source electrode of said linear pattern by the same side with respect to the channel width direction, the source electrode and the second ends of the linear pattern When the second end of the same side is the same side with respect to the channel width direction,
The photomask satisfies <Formula 1> and <Formula 2> below ,
The source electrode formed from the light shielding region for forming the source electrode and the drain electrode formed from the light shielding region for forming the drain electrode are arranged such that side walls facing each other are arranged substantially in parallel. Photomask for manufacturing.
<Formula 1> a m ≧ L × m / (n + 1) and b m ≧ L × m / (n + 1)
(However, m represents an array number when the linear pattern is counted from the drain electrode forming light-shielding region side, and n represents the total number of the linear patterns.)
<Formula 2> c ≧ L and d ≧ L
請求項6に記載の薄膜トランジスタ製造用のフォトマスクにおいて、
前記線状パターンを複数備え、
前記線状パターンは、互いに離間して略平行に配列され、
前記フォトマスクが下記<式3>を満足していることを特徴とする薄膜トランジスタ製造用のフォトマスク。
<式3> am−1≦a、かつ、bm−1≦b
The photomask for manufacturing a thin film transistor according to claim 6,
A plurality of the linear patterns;
The linear patterns are spaced apart from each other and arranged substantially in parallel,
A photomask for manufacturing a thin film transistor, wherein the photomask satisfies the following <Equation 3>.
<Formula 3> a m−1 ≦ a m and b m−1 ≦ b m
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