JP5575451B2 - Thin film transistor manufacturing method - Google Patents
Thin film transistor manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5575451B2 JP5575451B2 JP2009234117A JP2009234117A JP5575451B2 JP 5575451 B2 JP5575451 B2 JP 5575451B2 JP 2009234117 A JP2009234117 A JP 2009234117A JP 2009234117 A JP2009234117 A JP 2009234117A JP 5575451 B2 JP5575451 B2 JP 5575451B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- photoresist pattern
- drain electrode
- source electrode
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 49
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 41
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 554
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 160
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 117
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 117
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 95
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 95
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 95
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 86
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 44
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 32
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 32
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 29
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 11
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 22
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 19
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 17
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 16
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 15
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 15
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 12
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 10
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 9
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 8
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 7
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 6
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 101100489584 Solanum lycopersicum TFT1 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 229910001151 AlNi Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LXFUCSMCVAEMCD-UHFFFAOYSA-N acetic acid;nitric acid;phosphoric acid Chemical compound CC(O)=O.O[N+]([O-])=O.OP(O)(O)=O LXFUCSMCVAEMCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- OFIYHXOOOISSDN-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegallium Chemical compound [Te]=[Ga] OFIYHXOOOISSDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Thin Film Transistor (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
本発明は、液晶ディスプレイなどに用いられる薄膜トランジスタの製造方法に関し、より詳細には、ソース電極およびドレイン電極として、アルミニウム合金の単層膜を有するボトムゲート構造の薄膜トランジスタの製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing method of a thin film transistor data for use in a liquid crystal display, and more particularly, as a source electrode and a drain electrode, a method of manufacturing a thin film transistor capacitor of bottom gate structure having a single layer film of an aluminum alloy.
液晶ディスプレイに用いられる薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;略称:TFT)には、低コスト化が要求されており、そのために工程の簡略化が必要となっている。たとえば特許文献1には、エッチングを用いてバックチャネルを形成するボトムゲート構造の薄膜トランジスタを、5回の写真製版工程で製造する電気光学素子の製法が開示されている。「バックチャネル」とは、チャネル部におけるソース電極とドレイン電極とに挟まれた露出部をいう。 A thin film transistor (abbreviation: TFT) used for a liquid crystal display is required to be reduced in cost, and therefore, the process needs to be simplified. For example, Patent Document 1 discloses a method for manufacturing an electro-optic element in which a bottom-gate thin film transistor in which a back channel is formed by etching is manufactured in five photolithography processes. “Back channel” refers to an exposed portion sandwiched between a source electrode and a drain electrode in a channel portion.
特許文献1に開示されている電気光学素子の製法では、3回目の写真製版工程のフォトレジストパターンをマスクとして、ソース電極およびドレイン電極のウエットエッチングと、その下層のn型シリコン層をドライエッチングするバックチャネルエッチングとを連続して行ってチャネル部を形成する。しかし、ソース電極およびドレイン電極のウエットエッチングと、ドライエッチングによるバックチャネルエッチングとを連続して行うと、n型シリコン層が、ソース電極端およびドレイン電極端から、チャネル部におけるキャリアの移動方向であるチャネル方向に延在した形状になってしまう。換言すれば、n型シリコン層が、ソース電極端およびドレイン電極端よりもチャネル部の内側に突出した形状になってしまう。 In the electro-optical element manufacturing method disclosed in Patent Document 1, wet etching of the source electrode and drain electrode and dry etching of the underlying n-type silicon layer are performed using the photoresist pattern of the third photolithography process as a mask. Back channel etching is continuously performed to form a channel portion. However, when wet etching of the source electrode and drain electrode and back channel etching by dry etching are continuously performed, the n-type silicon layer is in the direction of carrier movement in the channel portion from the source electrode end and the drain electrode end. The shape extends in the channel direction. In other words, the n-type silicon layer has a shape protruding to the inside of the channel portion from the source electrode end and the drain electrode end.
このようにn型シリコン層がソース電極端およびドレイン電極端よりもチャネル部の内側に突出した形状になると、電極端部に電界が集中し、高電圧領域のオフ電流が増大する。このようなTFTを液晶ディスプレイの画素のスイッチング素子として用いた場合には、電荷保持特性が低下し、表示品位上の重要な要素であるコントラストの低下およびクロストークが増大するという問題がある。 Thus, when the n-type silicon layer has a shape projecting inward of the channel portion from the source electrode end and the drain electrode end, the electric field concentrates on the electrode end portion, and the off-current in the high voltage region increases. When such a TFT is used as a switching element of a pixel of a liquid crystal display, there is a problem that charge retention characteristics are lowered, and contrast and crosstalk, which are important elements in display quality, are increased.
薄膜トランジスタにおけるオフ電流を低減するための技術としては、たとえば特許文献2に、ソース電極およびドレイン電極のチャネル側のエッジ部を内側に延ばし、チャネル上に庇を形成することが開示されている。この庇を形成する方法として、特許文献2には、異方性エッチングによってソース電極およびドレイン電極を形成した後に、その上部に形成していたパターニングのためのフォトレジストを除去し、バックチャネルエッチング工程において、ソース電極およびドレイン電極のパターンを直接マスクとしてチャネル上部のn型シリコン層を等方性エッチングによって除去するTFTアレイ基板の製造方法が開示されている。 As a technique for reducing the off-state current in the thin film transistor, for example, Patent Document 2 discloses that the edge portions on the channel side of the source electrode and the drain electrode are extended inward to form a ridge on the channel. As a method for forming this ridge, in Patent Document 2, after forming a source electrode and a drain electrode by anisotropic etching, a photoresist for patterning formed thereon is removed, and a back channel etching process is performed. Discloses a method for manufacturing a TFT array substrate in which the n-type silicon layer above the channel is removed by isotropic etching using the pattern of the source and drain electrodes as a direct mask.
またオフ電流に関して優れた特性および信頼性を有する薄膜トランジスタを得るための技術が、たとえば特許文献3に開示されている。特許文献3に開示されている薄膜トランジスタの製造方法では、エッチングによってソース電極およびドレイン電極を形成した後、n型シリコン層である不純物含有非晶質シリコン層をドライエッチングする前に、不純物含有非晶質シリコン層の表面を酸素含有プラズマに曝すことによって、薄膜トランジスタを作製する。 Further, for example, Patent Document 3 discloses a technique for obtaining a thin film transistor having excellent characteristics and reliability with respect to off-state current. In the method of manufacturing a thin film transistor disclosed in Patent Document 3, an impurity-containing amorphous film is formed after a source electrode and a drain electrode are formed by etching and before dry-etching an impurity-containing amorphous silicon layer that is an n-type silicon layer. A thin film transistor is fabricated by exposing the surface of the porous silicon layer to oxygen-containing plasma.
また従来のボトムゲート構造の薄膜トランジスタでは、ソース電極およびドレイン電極に、アルミニウム(Al)などの低抵抗材料と、クロム(Cr)などの高融点材料とから成る多層構造の配線が用いられているが、低コスト化の要求から、ソース電極およびドレイン電極をAl合金材料の単層膜で形成する構造が採用されてきている。 In a conventional bottom gate thin film transistor, a wiring having a multilayer structure made of a low resistance material such as aluminum (Al) and a high melting point material such as chromium (Cr) is used for the source electrode and the drain electrode. In order to reduce the cost, a structure in which the source electrode and the drain electrode are formed of a single layer film of an Al alloy material has been adopted.
ソース電極およびドレイン電極にAl合金材料を用いる場合、ソース電極およびドレイン電極のパターニングのためのフォトレジストを除去した後にバックチャネルエッチングを行うと、フォトレジスト除去工程およびその後の洗浄工程において、Al合金材料がチャネル部分に溶出し、エッチングの阻害層となってバックチャネルエッチング不良を引き起こし、歩留りを低下させるという問題がある。また、バックチャネルのドライエッチング後の残留ガス成分によって、Al合金表面に変質層が生成し、上部に形成される画素電極との間のコンタクト、および半透過電極となる部分の反射率が低下するなどの問題がある。 When an Al alloy material is used for the source electrode and the drain electrode, if the back channel etching is performed after removing the photoresist for patterning the source electrode and the drain electrode, the Al alloy material is used in the photoresist removal process and the subsequent cleaning process. Is eluted in the channel portion, becomes an etching inhibition layer, causes back channel etching failure, and decreases the yield. In addition, due to residual gas components after dry etching of the back channel, a deteriorated layer is generated on the surface of the Al alloy, and the reflectance between the contact with the pixel electrode formed on the upper portion and the portion that becomes the semi-transmissive electrode is lowered. There are problems such as.
またソース電極およびドレイン電極にAl合金材料を用いる場合に、バックチャネルエッチング後にフォトレジスト剥離と水洗とを行うと、バックチャネルエッチングされた表面にAlの電解質などが付着しやすいという問題がある。バックチャネル部に面したソース電極およびドレイン電極の側壁に電解質が付着すると、この電解質付着物を経由してバックチャネル表面を電流が流れ、トランジスタがオフのときの漏れ電流増大の原因となる。そして、コントラストの低下およびクロストークの増大などによってディスプレイの表示品質を低下させるなどの問題を招く。 Further, when an Al alloy material is used for the source electrode and the drain electrode, if the photoresist is peeled off and washed with water after the back channel etching, there is a problem that an Al electrolyte or the like tends to adhere to the back channel etched surface. When the electrolyte adheres to the side walls of the source electrode and the drain electrode facing the back channel portion, current flows through the surface of the back channel via the electrolyte deposit, which causes an increase in leakage current when the transistor is off. In addition, problems such as a reduction in display quality due to a decrease in contrast and an increase in crosstalk are caused.
またソース電極およびドレイン電極にAl合金材料を用いる場合には、ヒロックと呼ばれる突起が発生しやすいが、これらの配線の上面部へのヒロック防止対策を施した合金組成にすると、配線側面にヒロックが発生しやすいという問題がある。バックチャネル部における配線側壁にヒロックが発生すると、ヒロックと、n型シリコン層の下層のi型シリコン層とが接触して、トランジスタの漏れ電流が大きくなるという問題が生じる。 In addition, when an Al alloy material is used for the source and drain electrodes, protrusions called hillocks are likely to occur. There is a problem that it is likely to occur. When a hillock occurs on the wiring side wall in the back channel portion, the hillock and the i-type silicon layer under the n-type silicon layer come into contact with each other, causing a problem that the leakage current of the transistor increases.
本発明の目的は、オフ電流および漏れ電流が抑制された薄膜トランジスタを歩留り良く製造することのできる薄膜トランジスタの製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film transistor capable of high yield of the thin film transistor motor which off-current and the leakage current is suppressed.
本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、絶縁性基板上にゲート電極を形成する工程と、前記絶縁性基板の前記ゲート電極が形成された表面上に、ゲート絶縁膜、真性シリコン膜および導電性シリコン膜を順次形成する工程と、前記導電性シリコン膜上にフォトレジストパターンを形成し、形成したフォトレジストパターンをマスクとして、前記真性シリコン膜および前記導電性シリコン膜をエッチングして、島状にパターニングする工程と、島状にパターニングされた前記導電性シリコン膜上に金属膜を形成する工程と、前記金属膜上にフォトレジストパターンを形成し、形成したフォトレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングして、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、前記フォトレジストパターン、前記ソース電極および前記ドレイン電極を、酸素を含むプラズマで処理することによって、前記フォトレジストパターンの側面を後退させるとともに、前記ソース電極および前記ドレイン電極の側面および、前記フォトレジストパターンの後退によって露出した上面に酸化皮膜を形成する工程と、残存する前記フォトレジストパターンおよび前記酸化皮膜をマスクとして、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間のチャネル部となる部分の少なくとも前記導電性シリコン膜をエッチングする工程と、残存する前記フォトレジストパターンを除去する工程とを備えることを特徴とする。 The method of manufacturing a thin film transistor of the present invention includes a step of forming a gate electrode on an insulating substrate, and a gate insulating film, an intrinsic silicon film, and a conductive silicon film on the surface of the insulating substrate on which the gate electrode is formed. And forming a photoresist pattern on the conductive silicon film, and etching the intrinsic silicon film and the conductive silicon film using the formed photoresist pattern as a mask to pattern the island pattern. A step of forming a metal film on the conductive silicon film patterned in an island shape, forming a photoresist pattern on the metal film, and etching the metal film using the formed photoresist pattern as a mask. Forming a source electrode and a drain electrode, the photoresist pattern, By treating the source electrode and the drain electrode with a plasma containing oxygen, the side surface of the photoresist pattern is retreated, and the side surface of the source electrode and the drain electrode is exposed by retreating the photoresist pattern. Etching at least the conductive silicon film at a portion to be a channel portion between the source electrode and the drain electrode, using the remaining photoresist pattern and the oxide film as a mask, forming an oxide film on the upper surface And a step of removing the remaining photoresist pattern.
また本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、絶縁性基板上にゲート電極を形成する工程と、前記絶縁性基板の前記ゲート電極が形成された表面上に、ゲート絶縁膜、真性シリコン膜および導電性シリコン膜を順次形成する工程と、前記導電性シリコン膜上にフォトレジストパターンを形成し、形成したフォトレジストパターンをマスクとして、前記真性シリコン膜および前記導電性シリコン膜をエッチングして、島状にパターニングする工程と、島状にパターニングされた前記導電性シリコン膜上に金属膜を形成する工程と、前記金属膜上にフォトレジストパターンを形成し、形成したフォトレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングして、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、前記フォトレジストパターン、前記ソース電極および前記ドレイン電極を、酸素を含むプラズマで処理することによって、前記フォトレジストパターンを除去するとともに、前記ソース電極および前記ドレイン電極の表面全体にわたって酸化皮膜を形成する工程と、前記酸化皮膜をマスクとして、ソース電極とドレイン電極との間のチャネル部となる部分の少なくとも導電性シリコン膜をエッチングする工程と、前記酸化皮膜上に保護膜を形成する工程と、前記保護膜上に形成される上部電極とのコンタクト部となるコンタクトホールを、前記保護膜および前記酸化皮膜を貫通して、前記ソース電極および前記ドレイン電極の少なくとも一方に達するように形成する工程とを備えることを特徴とする。 The thin film transistor manufacturing method of the present invention includes a step of forming a gate electrode on an insulating substrate, and a gate insulating film, an intrinsic silicon film, and conductive silicon on the surface of the insulating substrate on which the gate electrode is formed. A step of sequentially forming a film, a photoresist pattern is formed on the conductive silicon film, and the intrinsic silicon film and the conductive silicon film are etched using the formed photoresist pattern as a mask to pattern into an island shape. A step of forming a metal film on the island-patterned conductive silicon film, and forming a photoresist pattern on the metal film, and etching the metal film using the formed photoresist pattern as a mask. A step of forming a source electrode and a drain electrode, and the photoresist pattern, The step of removing the photoresist pattern by treating the source electrode and the drain electrode with plasma containing oxygen, and forming an oxide film over the entire surface of the source electrode and the drain electrode, and the oxide film Using as a mask, etching a conductive silicon film at least in a portion to be a channel portion between the source electrode and the drain electrode, forming a protective film on the oxide film, and forming on the protective film Forming a contact hole serving as a contact portion with the upper electrode so as to penetrate at least one of the source electrode and the drain electrode through the protective film and the oxide film. .
また本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、絶縁性基板上にゲート電極を形成する工程と、前記絶縁性基板の前記ゲート電極が形成された表面上に、ゲート絶縁膜、真性シリコン膜、導電性シリコン膜および金属膜を順次形成する工程と、前記金属膜上に、膜厚の異なる部分を有するフォトレジストパターンを形成し、形成したフォトレジストパターンをマスクとして、前記真性シリコン膜、前記導電性シリコン膜および前記金属膜をエッチングして、島状にパターニングする工程と、前記フォトレジストパターンを、酸素を含むプラズマで処理することによって、前記フォトレジストパターンの側面を後退させる工程と、残存する前記フォトレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングして、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、残存する前記フォトレジストパターン、前記ソース電極および前記ドレイン電極を、酸素を含むプラズマで処理することによって、前記フォトレジストパターンの側面を後退させるとともに、前記ソース電極および前記ドレイン電極の側面および、前記フォトレジストパターンの後退によって露出した上面に酸化皮膜を形成する工程と、残存する前記フォトレジストパターンおよび前記酸化皮膜をマスクとして、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間のチャネル部となる部分の少なくとも導電性シリコン膜をエッチングする工程と、残存する前記フォトレジストパターンを除去する工程とを備えることを特徴とする。 The thin film transistor manufacturing method of the present invention includes a step of forming a gate electrode on an insulating substrate, and a gate insulating film, an intrinsic silicon film, and conductive silicon on the surface of the insulating substrate on which the gate electrode is formed. A step of sequentially forming a film and a metal film, and forming a photoresist pattern having portions with different thicknesses on the metal film, and using the formed photoresist pattern as a mask, the intrinsic silicon film and the conductive silicon film Etching the metal film and patterning the island pattern; treating the photoresist pattern with oxygen-containing plasma to recede the side of the photoresist pattern; and remaining photoresist The metal film is etched using the pattern as a mask to form a source electrode and a drain electrode And forming the remaining photoresist pattern, the source electrode, and the drain electrode with a plasma containing oxygen to recede the side surface of the photoresist pattern, and forming the source electrode and the drain electrode. A step of forming an oxide film on a side surface and an upper surface exposed by the receding of the photoresist pattern; and a channel portion between the source electrode and the drain electrode using the remaining photoresist pattern and the oxide film as a mask; And a step of etching at least the conductive silicon film in the portion to be formed, and a step of removing the remaining photoresist pattern.
また本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、絶縁性基板上にゲート電極を形成する工程と、前記絶縁性基板の前記ゲート電極が形成された表面上に、ゲート絶縁膜、真性シリコン膜、導電性シリコン膜および金属膜を順次形成する工程と、前記金属膜上に、膜厚の異なる部分を有するフォトレジストパターンを形成し、形成したフォトレジストパターンをマスクとして、前記真性シリコン膜、前記導電性シリコン膜および前記金属膜をエッチングして、島状にパターニングする工程と、前記フォトレジストパターンを、酸素を含むプラズマで処理することによって、前記フォトレジストパターンの側面を後退させる工程と、残存する前記フォトレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングして、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、残存する前記フォトレジストパターン、前記ソース電極および前記ドレイン電極を、酸素を含むプラズマで処理することによって、前記フォトレジストパターンを除去するとともに、前記ソース電極および前記ドレイン電極の表面全体にわたって酸化皮膜を形成する工程と、前記酸化皮膜をマスクとして、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間のチャネル部となる部分の少なくとも導電性シリコン膜をエッチングする工程と、前記酸化皮膜上に保護膜を形成する工程と、前記保護膜上に形成される上部電極とのコンタクト部となるコンタクトホールを、前記保護膜および前記酸化皮膜を貫通して、前記ソース電極および前記ドレイン電極の少なくとも一方に達するように形成する工程とを備えることを特徴とする。 The thin film transistor manufacturing method of the present invention includes a step of forming a gate electrode on an insulating substrate, and a gate insulating film, an intrinsic silicon film, and conductive silicon on the surface of the insulating substrate on which the gate electrode is formed. A step of sequentially forming a film and a metal film, and forming a photoresist pattern having portions with different thicknesses on the metal film, and using the formed photoresist pattern as a mask, the intrinsic silicon film and the conductive silicon film Etching the metal film and patterning the island pattern; treating the photoresist pattern with oxygen-containing plasma to recede the side of the photoresist pattern; and remaining photoresist The metal film is etched using the pattern as a mask to form a source electrode and a drain electrode And forming the remaining photoresist pattern, the source electrode, and the drain electrode with a plasma containing oxygen to remove the photoresist pattern, and the entire surface of the source electrode and the drain electrode. A step of forming an oxide film, a step of etching at least a conductive silicon film in a channel portion between the source electrode and the drain electrode using the oxide film as a mask, and a protection on the oxide film A contact hole to be a contact portion between the step of forming a film and the upper electrode formed on the protective film, penetrating through the protective film and the oxide film, to at least one of the source electrode and the drain electrode And a step of forming it so as to reach.
本発明の薄膜トランジスタの製造方法によれば、導電性シリコン膜上の金属膜は、フォトレジストパターンをマスクとしてエッチングされ、ソース電極およびドレイン電極となる。このソース電極、ドレイン電極およびフォトレジストパターンが、酸素を含むプラズマで処理されて、フォトレジストパターンの側面が後退するとともに、ソース電極およびドレイン電極の側面および露出した上面に酸化皮膜が形成される。そして、残存するフォトレジストパターンおよび酸化皮膜をマスクとして、チャネル部となる部分の少なくとも導電性シリコン膜がエッチングされる。 According to the method for manufacturing a thin film transistor of the present invention, the metal film on the conductive silicon film is etched using the photoresist pattern as a mask to form a source electrode and a drain electrode. The source electrode, the drain electrode, and the photoresist pattern are treated with plasma containing oxygen, and the side surface of the photoresist pattern is retracted, and an oxide film is formed on the side surface and the exposed upper surface of the source electrode and the drain electrode. Then, using the remaining photoresist pattern and oxide film as a mask, at least the conductive silicon film in the portion to become the channel portion is etched.
これによって、導電性シリコン膜のチャネル部側の端部を、ソース電極およびドレイン電極のチャネル部側の端部と略同一平面上に形成することができる。したがって、ソース電極およびドレイン電極のチャネル部側の端部における電界の集中を緩和することができるので、薄膜トランジスタがオフのときのトンネル電流の発生を防ぐことができ、オフ電流を低減することができる。 Thus, the end of the conductive silicon film on the channel part side can be formed on substantially the same plane as the end part of the source electrode and drain electrode on the channel part side. Accordingly, concentration of the electric field at the end of the source electrode and the drain electrode on the channel portion side can be reduced, so that generation of a tunnel current when the thin film transistor is off can be prevented and off current can be reduced. .
またソース電極およびドレイン電極のチャネル部側の端部は酸化皮膜で覆われているので、その後の導電性シリコン膜をエッチングする工程、およびフォトレジストパターンを除去する工程などで発生する金属膜材料の溶出を防止することができる。これによって、溶出した金属溶液によって生じるチャネル部のバックチャネル表面の金属汚染と、それに起因するバックチャネル界面を流れるオフ電流とを低減することができるので、オフ電流を大幅に低減することができる。また前述のようにオフ電流および漏れ電流が抑制された薄膜トランジスタを歩留り良く製造することができる。 In addition, since the end portions of the source and drain electrodes on the channel portion side are covered with an oxide film, the metal film material generated in the subsequent steps of etching the conductive silicon film and removing the photoresist pattern, etc. Elution can be prevented. As a result, the metal contamination on the back channel surface of the channel portion caused by the eluted metal solution and the off current flowing through the back channel interface resulting therefrom can be reduced, and the off current can be greatly reduced. Further, as described above, a thin film transistor in which off current and leakage current are suppressed can be manufactured with high yield.
また本発明の薄膜トランジスタの製造方法によれば、導電性シリコン膜上の金属膜は、フォトレジストパターンをマスクとしてエッチングされ、ソース電極およびドレイン電極となる。このソース電極、ドレイン電極およびフォトレジストパターンが、酸素を含むプラズマで処理されて、フォトレジストパターンが除去されるとともに、ソース電極およびドレイン電極の表面全体にわたって酸化皮膜が形成される。この酸化皮膜をマスクとして、チャネル部となる部分の少なくとも導電性シリコン膜がエッチングされる。 Further, according to the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, the metal film on the conductive silicon film is etched using the photoresist pattern as a mask to form a source electrode and a drain electrode. The source electrode, the drain electrode, and the photoresist pattern are treated with plasma containing oxygen to remove the photoresist pattern, and an oxide film is formed over the entire surface of the source electrode and the drain electrode. Using this oxide film as a mask, at least the conductive silicon film in the portion to become the channel portion is etched.
これによって、導電性シリコン膜のチャネル部側の端部を、ソース電極およびドレイン電極のチャネル部側の端部と略同一平面上に形成することができる。したがって、ソース電極およびドレイン電極のチャネル部側の端部における電界の集中を緩和することができるので、薄膜トランジスタがオフのときのトンネル電流の発生を防ぐことができ、オフ電流を低減することができる。 Thus, the end of the conductive silicon film on the channel part side can be formed on substantially the same plane as the end part of the source electrode and drain electrode on the channel part side. Accordingly, concentration of the electric field at the end of the source electrode and the drain electrode on the channel portion side can be reduced, so that generation of a tunnel current when the thin film transistor is off can be prevented and off current can be reduced. .
またソース電極およびドレイン電極の表面は酸化皮膜で覆われているので、その後の導電性シリコン膜をエッチングする工程、およびフォトレジストパターンを除去する工程などで発生する金属膜材料の溶出を防止することができる。これによって、溶出した金属溶液によって生じるチャネル部のバックチャネル表面の金属汚染と、それに起因するバックチャネル界面を流れるオフ電流とを低減することができるので、オフ電流を大幅に低減することができる。また前述のようにオフ電流および漏れ電流が抑制された薄膜トランジスタを歩留り良く製造することができる。 Moreover, since the surfaces of the source electrode and the drain electrode are covered with an oxide film, it is possible to prevent the elution of the metal film material generated in the subsequent step of etching the conductive silicon film and the step of removing the photoresist pattern. Can do. As a result, the metal contamination on the back channel surface of the channel portion caused by the eluted metal solution and the off current flowing through the back channel interface resulting therefrom can be reduced, and the off current can be greatly reduced. Further, as described above, a thin film transistor in which off current and leakage current are suppressed can be manufactured with high yield.
また酸化皮膜上には保護膜が形成され、この保護膜および酸化皮膜を貫通して、ソース電極およびドレイン電極の少なくとも一方に達するコンタクトホールが形成されるので、コンタクトホールを介して接続される上部電極と、ソース電極およびドレイン電極の少なくとも一方との接続不良を防止することができる。 In addition, a protective film is formed on the oxide film, and a contact hole that penetrates the protective film and the oxide film and reaches at least one of the source electrode and the drain electrode is formed. Connection failure between the electrode and at least one of the source electrode and the drain electrode can be prevented.
また本発明の薄膜トランジスタの製造方法によれば、膜厚の異なる部分を有するフォトレジストパターンをマスクとして、真性シリコン膜、導電性シリコン膜および金属膜が島状にパターニングされた後、酸素を含むプラズマで処理されて側面が後退したフォトレジストパターンをマスクとして金属膜がエッチングされ、ソース電極およびドレイン電極となる。次いで酸素を含むプラズマで処理されて、フォトレジストパターンの側面が後退するとともに、ソース電極およびドレイン電極の側面および露出した上面に酸化皮膜が形成された後、残存するフォトレジストパターンおよび酸化皮膜をマスクとして、チャネル部となる部分の少なくとも導電性シリコン膜がエッチングされる。 In addition, according to the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, an intrinsic silicon film, a conductive silicon film, and a metal film are patterned in an island shape using a photoresist pattern having portions with different thicknesses as a mask, and then a plasma containing oxygen. The metal film is etched using the photoresist pattern whose side surface is receded as a mask, to form a source electrode and a drain electrode. Next, after processing with oxygen-containing plasma, the side surface of the photoresist pattern recedes and an oxide film is formed on the side surface and the exposed top surface of the source and drain electrodes, and then the remaining photoresist pattern and oxide film are masked. As a result, at least the conductive silicon film in the portion to become the channel portion is etched.
これによって、導電性シリコン膜のチャネル部側の端部を、ソース電極およびドレイン電極のチャネル部側の端部と略同一平面上に形成することができる。したがって、ソース電極およびドレイン電極のチャネル部側の端部における電界の集中を緩和することができるので、薄膜トランジスタがオフのときのトンネル電流の発生を防ぐことができ、オフ電流を低減することができる。 Thus, the end of the conductive silicon film on the channel part side can be formed on substantially the same plane as the end part of the source electrode and drain electrode on the channel part side. Accordingly, concentration of the electric field at the end of the source electrode and the drain electrode on the channel portion side can be reduced, so that generation of a tunnel current when the thin film transistor is off can be prevented and off current can be reduced. .
またソース電極およびドレイン電極のチャネル部側の端部は酸化皮膜で覆われているので、その後の導電性シリコン膜をエッチングする工程、およびフォトレジストパターンを除去する工程などで発生する金属膜材料の溶出を防止することができる。これによって、溶出した金属溶液によって生じるチャネル部のバックチャネル表面の金属汚染と、それに起因するバックチャネル界面を流れるオフ電流とを低減することができるので、オフ電流を大幅に低減することができる。また前述のようにオフ電流および漏れ電流が抑制された薄膜トランジスタを歩留り良く製造することができる。 In addition, since the end portions of the source and drain electrodes on the channel portion side are covered with an oxide film, the metal film material generated in the subsequent steps of etching the conductive silicon film and removing the photoresist pattern, etc. Elution can be prevented. As a result, the metal contamination on the back channel surface of the channel portion caused by the eluted metal solution and the off current flowing through the back channel interface resulting therefrom can be reduced, and the off current can be greatly reduced. Further, as described above, a thin film transistor in which off current and leakage current are suppressed can be manufactured with high yield.
また真性シリコン膜、導電性シリコン膜および金属膜の島状パターニングと、ソース電極およびドレイン電極を形成するための金属膜のエッチングとは、膜厚の異なる部分を有する1つのフォトレジストパターンを用いて行われるので、写真製版工程を1回分省略することができる。これによって、生産能力の向上とコストの低減とを実現することができる。 The island patterning of the intrinsic silicon film, the conductive silicon film and the metal film and the etching of the metal film for forming the source electrode and the drain electrode are performed using one photoresist pattern having portions having different film thicknesses. Since it is performed, the photolithography process can be omitted once. As a result, an improvement in production capacity and a reduction in cost can be realized.
また本発明の薄膜トランジスタの製造方法によれば、膜厚の異なる部分を有するフォトレジストパターンをマスクとして、真性シリコン膜、導電性シリコン膜および金属膜が島状にパターニングされた後、酸素を含むプラズマで処理されて側面が後退したフォトレジストパターンをマスクとして金属膜がエッチングされ、ソース電極およびドレイン電極となる。次いで酸素を含むプラズマで処理されて、フォトレジストパターンが除去されるとともに、ソース電極およびドレイン電極の表面全体にわたって酸化皮膜が形成される。この酸化皮膜をマスクとして、チャネル部となる部分の少なくとも導電性シリコン膜がエッチングされる。 In addition, according to the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, an intrinsic silicon film, a conductive silicon film, and a metal film are patterned in an island shape using a photoresist pattern having portions with different thicknesses as a mask, and then a plasma containing oxygen. The metal film is etched using the photoresist pattern whose side surface is receded as a mask, to form a source electrode and a drain electrode. Next, the photoresist pattern is removed by treatment with oxygen-containing plasma, and an oxide film is formed over the entire surface of the source electrode and the drain electrode. Using this oxide film as a mask, at least the conductive silicon film in the portion to become the channel portion is etched.
これによって、導電性シリコン膜のチャネル部側の端部を、ソース電極およびドレイン電極のチャネル部側の端部と略同一平面上に形成することができる。したがって、ソース電極およびドレイン電極のチャネル部側の端部における電界の集中を緩和することができるので、薄膜トランジスタがオフのときのトンネル電流の発生を防ぐことができ、オフ電流を低減することができる。 Thus, the end of the conductive silicon film on the channel part side can be formed on substantially the same plane as the end part of the source electrode and drain electrode on the channel part side. Accordingly, concentration of the electric field at the end of the source electrode and the drain electrode on the channel portion side can be reduced, so that generation of a tunnel current when the thin film transistor is off can be prevented and off current can be reduced. .
またソース電極およびドレイン電極の表面は酸化皮膜で覆われているので、その後の導電性シリコン膜をエッチングする工程、およびフォトレジストパターンを除去する工程などで発生する金属膜材料の溶出を防止することができる。これによって、溶出した金属溶液によって生じるチャネル部のバックチャネル表面の金属汚染と、それに起因するバックチャネル界面を流れるオフ電流とを低減することができるので、オフ電流を大幅に低減することができる。また前述のようにオフ電流および漏れ電流が抑制された薄膜トランジスタを歩留り良く製造することができる。 Moreover, since the surfaces of the source electrode and the drain electrode are covered with an oxide film, it is possible to prevent the elution of the metal film material generated in the subsequent step of etching the conductive silicon film and the step of removing the photoresist pattern. Can do. As a result, the metal contamination on the back channel surface of the channel portion caused by the eluted metal solution and the off current flowing through the back channel interface resulting therefrom can be reduced, and the off current can be greatly reduced. Further, as described above, a thin film transistor in which off current and leakage current are suppressed can be manufactured with high yield.
また真性シリコン膜、導電性シリコン膜および金属膜の島状パターニングと、ソース電極およびドレイン電極を形成するための金属膜のエッチングとは、膜厚の異なる部分を有する1つのフォトレジストパターンを用いて行われるので、写真製版工程を1回分省略することができる。これによって、生産能力の向上とコストの低減とを実現することができる。 The island patterning of the intrinsic silicon film, the conductive silicon film and the metal film and the etching of the metal film for forming the source electrode and the drain electrode are performed using one photoresist pattern having portions having different film thicknesses. Since it is performed, the photolithography process can be omitted once. As a result, an improvement in production capacity and a reduction in cost can be realized.
また酸化皮膜上には保護膜が形成され、この保護膜および酸化皮膜を貫通して、ソース電極およびドレイン電極の少なくとも一方に達するコンタクトホールが形成されるので、コンタクトホールを介して接続される上部電極と、ソース電極およびドレイン電極の少なくとも一方との接続不良を防止することができる。 In addition, a protective film is formed on the oxide film, and a contact hole that penetrates the protective film and the oxide film and reaches at least one of the source electrode and the drain electrode is formed. Connection failure between the electrode and at least one of the source electrode and the drain electrode can be prevented.
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態であるTFT1を備える液晶表示装置用のTFT基板100の画素主要部を示す断面図である。TFT基板100は、透明絶縁性基板10、ゲート電極11、ゲート絶縁膜12、i型シリコン(Si(i))膜13、n型シリコン(Si(n))膜14、ソース電極15、ドレイン電極16、プラズマ酸化皮膜17、保護絶縁膜19および画素電極21を備えて構成される。ゲート電極11、ゲート絶縁膜12、Si(i)薄膜13、Si(n)薄膜14、ソース電極15、ドレイン電極16、プラズマ酸化皮膜17および保護絶縁膜19は、逆スタガ型TFTであるTFT1を構成する。TFT1および画素電極21は、透明絶縁性基板10の厚み方向一方側に設けられる。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a pixel of a TFT substrate 100 for a liquid crystal display device including the TFT 1 according to the first embodiment of the present invention. The TFT substrate 100 includes a transparent insulating substrate 10, a gate electrode 11, a gate insulating film 12, an i-type silicon (Si (i)) film 13, an n-type silicon (Si (n)) film 14, a source electrode 15, and a drain electrode. 16, a plasma oxide film 17, a protective insulating film 19, and a pixel electrode 21. The gate electrode 11, the gate insulating film 12, the Si (i) thin film 13, the Si (n) thin film 14, the source electrode 15, the drain electrode 16, the plasma oxide film 17, and the protective insulating film 19 are formed of TFT 1 that is an inverted staggered TFT. Configure. The TFT 1 and the pixel electrode 21 are provided on one side in the thickness direction of the transparent insulating substrate 10.
透明絶縁性基板10は、たとえばガラス基板によって実現される。Si(i)膜13およびSi(n)膜14は、たとえば、アモルファスシリコンもしくは微結晶シリコンの単層膜、またはアモルファスシリコンと微結晶シリコンとの多層膜によって実現される。本実施の形態では、Si(i)膜13は、i型アモルファスシリコン薄膜、具体的には、i型のアモルファスシリコンの単層膜によって実現される。またSi(n)膜14は、n型アモルファスシリコン薄膜、具体的には、n型のアモルファスシリコンの単層膜によって実現される。本実施の形態では、Si(i)膜13をi型アモルファスシリコン薄膜といい、Si(n)膜14をn型アモルファスシリコン薄膜という場合がある。Si(i)膜13は、真性シリコン膜に相当し、Si(n)膜14は、導電性シリコン膜に相当する。 The transparent insulating substrate 10 is realized by a glass substrate, for example. The Si (i) film 13 and the Si (n) film 14 are realized by, for example, a single layer film of amorphous silicon or microcrystalline silicon, or a multilayer film of amorphous silicon and microcrystalline silicon. In the present embodiment, the Si (i) film 13 is realized by an i-type amorphous silicon thin film, specifically, a single-layer film of i-type amorphous silicon. The Si (n) film 14 is realized by an n-type amorphous silicon thin film, specifically, a single-layer film of n-type amorphous silicon. In the present embodiment, the Si (i) film 13 may be referred to as an i-type amorphous silicon thin film, and the Si (n) film 14 may be referred to as an n-type amorphous silicon thin film. The Si (i) film 13 corresponds to an intrinsic silicon film, and the Si (n) film 14 corresponds to a conductive silicon film.
ソース電極15およびドレイン電極16は、本実施の形態では、アルミニウム(Al)系金属膜、具体的にはAl合金の単層膜によって構成される。プラズマ酸化皮膜17は、本実施の形態ではアルミニウム酸化皮膜17であり、ソース電極15およびドレイン電極16となるAl系金属膜を酸化することによって形成される。本実施の形態では、プラズマ酸化皮膜17をアルミニウム酸化皮膜17という場合がある。TFT1のチャネル部18は、ソース電極15とドレイン電極16とに挟まれており、Si(n)膜14とSi(i)膜13の表面の一部とが掘り込まれて、凹所として形成される。Si(i)膜13は、堀り込まれなくてもよい。 In this embodiment, the source electrode 15 and the drain electrode 16 are made of an aluminum (Al) -based metal film, specifically, an Al alloy single layer film. The plasma oxide film 17 is the aluminum oxide film 17 in the present embodiment, and is formed by oxidizing the Al-based metal film that becomes the source electrode 15 and the drain electrode 16. In the present embodiment, the plasma oxide film 17 may be referred to as an aluminum oxide film 17. The channel portion 18 of the TFT 1 is sandwiched between the source electrode 15 and the drain electrode 16, and a part of the surface of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 is dug to form a recess. Is done. The Si (i) film 13 may not be dug.
Si(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部は、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部と略同一平面上に形成されている。より詳細には、チャネル部18を挟んで互いに対向するソース電極15およびドレイン電極16の側面は、その下層のSi(n)膜14およびSi(i)膜13の掘り込まれた側面と略同一平面上に形成されている。図1では、Si(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部は、ソース電極15およびドレイン電極16の側面に形成されたアルミニウム酸化皮膜17の膜厚の分だけ、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部よりもチャネル部18の内側に突出しているように見える。実際には、アルミニウム酸化皮膜17の膜厚は0.1μm以下と小さいので、Si(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部と、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部とは、略同一平面上に位置することになる。 The ends of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 on the channel portion 18 side are formed on substantially the same plane as the ends of the source electrode 15 and the drain electrode 16 on the channel portion 18 side. More specifically, the side surfaces of the source electrode 15 and the drain electrode 16 that face each other across the channel portion 18 are substantially the same as the side surfaces of the underlying Si (n) film 14 and Si (i) film 13 that are dug. It is formed on a plane. In FIG. 1, the ends of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 on the channel part 18 side are equal to the film thickness of the aluminum oxide film 17 formed on the side surfaces of the source electrode 15 and the drain electrode 16. The source electrode 15 and the drain electrode 16 appear to protrude to the inside of the channel portion 18 from the ends on the channel portion 18 side. Actually, the film thickness of the aluminum oxide film 17 is as small as 0.1 μm or less. Therefore, the ends of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 on the channel part 18 side, the source electrode 15, and the drain electrode 16. The end portion on the channel portion 18 side is located on substantially the same plane.
換言すれば、Si(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部は、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部よりもチャネル部18の内側には、ほぼ突出していない。具体的には、少なくともSi(n)膜14のチャネル部18側の端部は、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部からのチャネル部18の内側への突出量が、0.1μm以下となっている。本実施の形態では、Si(i)膜13もSi(n)膜14と同様に堀り込まれてチャネル部18が形成されているので、Si(i)膜13のチャネル部18側の端部も、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部からのチャネル部18の内側への突出量が、0.1μm以下となっている。 In other words, the ends of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 on the channel part 18 side are more inside the channel part 18 than the ends of the source electrode 15 and the drain electrode 16 on the channel part 18 side. Almost does not protrude. Specifically, at least the end portion of the Si (n) film 14 on the channel portion 18 side has an amount of protrusion to the inside of the channel portion 18 from the end portions on the channel portion 18 side of the source electrode 15 and the drain electrode 16, It is 0.1 μm or less. In the present embodiment, since the Si (i) film 13 is also dug in the same manner as the Si (n) film 14 to form the channel portion 18, the end of the Si (i) film 13 on the channel portion 18 side. In the portion, the amount of protrusion of the source electrode 15 and the drain electrode 16 from the ends on the channel portion 18 side toward the inside of the channel portion 18 is 0.1 μm or less.
保護絶縁膜19は、チャネル部18を保護して、TFT基板100の全体に形成される。保護絶縁膜19には、画素ドレインコンタクトホール20が形成される。画素ドレインコンタクトホール20は、保護絶縁膜19を貫通して、保護絶縁膜19の下層に形成されたドレイン電極16の表面まで形成される。画素電極21は、画素ドレインコンタクトホール20を介して、保護絶縁膜19の下層に形成されたドレイン電極16に電気的に接続される。画素電極21は、透明導電性膜によって構成される。 The protective insulating film 19 is formed on the entire TFT substrate 100 while protecting the channel portion 18. A pixel drain contact hole 20 is formed in the protective insulating film 19. The pixel drain contact hole 20 is formed through the protective insulating film 19 to the surface of the drain electrode 16 formed under the protective insulating film 19. The pixel electrode 21 is electrically connected to the drain electrode 16 formed below the protective insulating film 19 through the pixel drain contact hole 20. The pixel electrode 21 is composed of a transparent conductive film.
次に本実施の形態におけるTFT基板100の製造方法について説明する。本実施の形態におけるTFT基板100の製造方法では、本発明のTFTの製造方法を用いてTFT基板100を製造する。図2〜図9では、図1と同様に、TFT基板100の画素主要部に相当する部分を示す。図2〜図9は、本発明の第1の実施の形態におけるTFT基板100の製造方法の各工程を説明するための図である。 Next, a method for manufacturing the TFT substrate 100 in the present embodiment will be described. In the manufacturing method of the TFT substrate 100 in the present embodiment, the TFT substrate 100 is manufactured using the manufacturing method of the TFT of the present invention. 2 to 9, as in FIG. 1, a portion corresponding to the main pixel portion of the TFT substrate 100 is shown. 2 to 9 are diagrams for explaining each step of the manufacturing method of the TFT substrate 100 according to the first embodiment of the present invention.
図2は、ゲート電極11の形成が終了した段階の状態を示す断面図である。まず、ガラス基板などの透明絶縁性基板10を、洗浄液または純水を用いて洗浄した後、透明絶縁性基板10の厚み方向一方側の表面に、ゲート電極11となる第1の金属膜を成膜する。第1の金属膜の材料としては、たとえばクロム(Cr)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)またはこれらの金属に他の物質を微量に添加した合金を用いる。このうち、AlおよびAl合金などのAl系金属を用いることが好ましい。Al系金属は、Cr、Mo、Tiといった他の金属に比べて比抵抗値が低いので、Al系金属を用いることによって、配線抵抗を低くすることができる。したがってAl系金属は、液晶表示装置用のTFT基板100の用途として好ましい。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where the formation of the gate electrode 11 is completed. First, after the transparent insulating substrate 10 such as a glass substrate is cleaned using a cleaning liquid or pure water, a first metal film that becomes the gate electrode 11 is formed on the surface of the transparent insulating substrate 10 on one side in the thickness direction. Film. As the material of the first metal film, for example, chromium (Cr), molybdenum (Mo), titanium (Ti), aluminum (Al), or an alloy obtained by adding a small amount of other substances to these metals is used. Of these, it is preferable to use Al-based metals such as Al and Al alloys. Since the Al-based metal has a lower specific resistance value than other metals such as Cr, Mo, and Ti, the wiring resistance can be lowered by using the Al-based metal. Therefore, Al-based metal is preferable for the use of the TFT substrate 100 for liquid crystal display devices.
第1の金属膜の材料としてAl系金属を用いる場合には、パターン不良および歩留りの低下の原因となるヒロックと呼ばれる突起が配線上面、すなわち第1の金属膜の厚み方向一方側の表面に発生することを防止するために、Alに他の物質を添加したAl合金を用いることが好ましい。Alに添加される他の物質(以下「添加元素」という場合がある)としては、鉄(Fe)、コバルト(Co)およびニッケル(Ni)などの第8族遷移元素、ならびにランタン(La)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)およびガドリニウム(Gd)などの希土類元素が挙げられる。これらの添加元素の組成範囲は、原子百分率(at%)で、Al合金全体の0.2at%以上6at%以下であることが好ましい。添加元素の組成範囲が0.2at%未満では、配線上面におけるヒロックの発生を防止する効果が不充分となり、また添加元素の組成範囲が6at%を超えると、比抵抗値が増大して、Cr、Mo、Tiに対する低抵抗の優位性が低くなるからである。 When an Al-based metal is used as the material of the first metal film, a projection called hillock that causes a pattern defect and a decrease in yield occurs on the upper surface of the wiring, that is, the surface on one side in the thickness direction of the first metal film. In order to prevent this, it is preferable to use an Al alloy obtained by adding another substance to Al. Other substances added to Al (hereinafter sometimes referred to as “additive elements”) include Group 8 transition elements such as iron (Fe), cobalt (Co) and nickel (Ni), and lanthanum (La), And rare earth elements such as neodymium (Nd), samarium (Sm), and gadolinium (Gd). The composition range of these additive elements is preferably atomic percentage (at%) and not less than 0.2 at% and not more than 6 at% of the entire Al alloy. If the composition range of the additive element is less than 0.2 at%, the effect of preventing the generation of hillocks on the upper surface of the wiring is insufficient, and if the composition range of the additive element exceeds 6 at%, the specific resistance value increases and Cr increases. This is because the superiority of low resistance to Mo and Ti is reduced.
具体的には、第1の金属膜としては、たとえば3at%のNiを添加したAl−3at%Ni合金膜を、公知のアルゴン(Ar)ガスを用いたスパッタリング法によって、厚みが200nmになるように成膜する。 Specifically, as the first metal film, for example, an Al-3 at% Ni alloy film to which 3 at% Ni is added is formed to a thickness of 200 nm by sputtering using a known argon (Ar) gas. The film is formed.
このようにして第1の金属膜を成膜した後、第1回目の写真製版工程で第1の金属膜上にフォトレジストパターンを形成する。このフォトレジストパターンをマスクとして、公知のエッチング液、たとえばリン酸、硝酸および酢酸を含む溶液で第1の金属膜をウエットエッチングした後に、フォトレジストパターンを除去して、ゲート電極11を形成する。 After forming the first metal film in this way, a photoresist pattern is formed on the first metal film in the first photolithography process. Using this photoresist pattern as a mask, the first metal film is wet-etched with a known etching solution, for example, a solution containing phosphoric acid, nitric acid and acetic acid, and then the photoresist pattern is removed to form gate electrode 11.
図3は、ゲート絶縁膜19、Si(i)膜13およびSi(n)膜14の形成が終了した段階の状態を示す断面図である。前述のようにしてゲート電極11を形成した後、ゲート電極11および透明絶縁性基板10の厚み方向一方側の表面に、ゲート絶縁膜12、Si(i)膜13およびSi(n)膜14を順次成膜する。Si(i)膜13は、不純物を添加していないi型シリコンSi(i)から成る真性半導体膜であり、チャネルとなる半導体能動膜として機能する。Si(n)膜14は、不純物を添加したn型シリコンSi(n)から成るn型半導体膜であり、Si(i)膜13と、ソース電極15およびドレイン電極16とをオーミック接触させるオーミック低抵抗膜(以下「オーミックコンタクト膜」という場合がある)として機能する。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the formation of the gate insulating film 19, the Si (i) film 13, and the Si (n) film 14 has been completed. After the gate electrode 11 is formed as described above, the gate insulating film 12, the Si (i) film 13, and the Si (n) film 14 are formed on the surface of the gate electrode 11 and the transparent insulating substrate 10 on one side in the thickness direction. Films are sequentially formed. The Si (i) film 13 is an intrinsic semiconductor film made of i-type silicon Si (i) to which no impurity is added, and functions as a semiconductor active film serving as a channel. The Si (n) film 14 is an n-type semiconductor film made of n-type silicon Si (n) to which impurities are added. The Si (n) film 14 is in ohmic contact with the Si (i) film 13 and the source electrode 15 and drain electrode 16 in ohmic contact. It functions as a resistance film (hereinafter sometimes referred to as “ohmic contact film”).
具体的には、たとえば、化学気相成長(Chemical Vapor Deposition;略称:CVD)法を用いて、約300℃の基板加熱条件下で、ゲート絶縁膜12として、窒化シリコン(SiN)膜、Si(i)膜13として、微結晶のSi(i)膜、Si(n)膜14として、リン(P)を不純物として添加した微結晶のSi(n)膜を、順次成膜する。膜厚としては、たとえば、ゲート絶縁膜12の膜厚を400nmとし、Si(i)膜13の膜厚を150nmとし、Si(n)膜14の膜厚を50nmとする。 Specifically, for example, a silicon nitride (SiN) film, Si (Si) is used as the gate insulating film 12 under a substrate heating condition of about 300 ° C. using a chemical vapor deposition (abbreviation: CVD) method. i) A microcrystalline Si (i) film as a film 13 and a microcrystalline Si (n) film doped with phosphorus (P) as an impurity are sequentially formed as a film 13. Regarding the film thickness, for example, the film thickness of the gate insulating film 12 is 400 nm, the film thickness of the Si (i) film 13 is 150 nm, and the film thickness of the Si (n) film 14 is 50 nm.
このようにしてゲート絶縁膜12、Si(i)膜13およびSi(n)膜14を形成した後、第2回目の写真製版工程でSi(n)膜14の表面にフォトレジストパターンを形成する。このフォトレジストパターンをマスクとして、たとえば、公知のエッチングガス、たとえばフッ素系ガスを用いたドライエッチングによって、Si(i)膜13およびSi(n)膜14をエッチングして、島状にパターニングする。その後に、フォトレジストパターンを除去して、TFT1の半導体パターン、すなわちTFT1の半導体膜であるSi(i)膜13およびSi(n)膜14の島状パターンを形成する。 After the gate insulating film 12, the Si (i) film 13, and the Si (n) film 14 are thus formed, a photoresist pattern is formed on the surface of the Si (n) film 14 in the second photolithography process. . Using this photoresist pattern as a mask, the Si (i) film 13 and the Si (n) film 14 are etched and patterned in an island shape, for example, by dry etching using a known etching gas, for example, a fluorine-based gas. Thereafter, the photoresist pattern is removed to form island patterns of the semiconductor pattern of TFT1, that is, the Si (i) film 13 and the Si (n) film 14 which are the semiconductor films of TFT1.
図4は、ソース電極15およびドレイン電極16の形成が終了した段階の状態を示す断面図である。前述のようにしてSi(i)膜13およびSi(n)膜14をエッチングした後、ゲート絶縁膜12、Si(i)膜13およびSi(n)膜14の表面に第2の金属膜を成膜する。次いで、第3回目の写真製版工程で第2の金属膜の表面にフォトレジストパターン22を形成する。このフォトレジストパターン22をマスクとして、図1に示すTFT1のチャネル部8となる部分の第2の金属膜をエッチングして、ソース電極15のパターンとドレイン電極16のパターンとに分離する。このとき、TFT1の周辺部の第2の金属膜もエッチングされて除去される。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state at the stage where the formation of the source electrode 15 and the drain electrode 16 is completed. After the Si (i) film 13 and the Si (n) film 14 are etched as described above, a second metal film is formed on the surfaces of the gate insulating film 12, the Si (i) film 13 and the Si (n) film 14. Form a film. Next, a photoresist pattern 22 is formed on the surface of the second metal film in the third photolithography process. Using this photoresist pattern 22 as a mask, the portion of the second metal film that becomes the channel portion 8 of the TFT 1 shown in FIG. 1 is etched to separate it into a source electrode 15 pattern and a drain electrode 16 pattern. At this time, the second metal film around the TFT 1 is also etched away.
第2の金属膜の材料としては、たとえばCr、Mo、Ti、Alまたはこれらの金属に他の物質を微量に添加した合金を用いることができる。このうち、AlおよびAl合金などのAl系金属は、Cr、Mo、Tiといった他の金属に比べて比抵抗値が低いので、Al系金属を用いることによって、配線抵抗を低くすることができる。したがってAl系金属は、液晶表示装置用のTFT基板100の用途として好ましい。 As a material of the second metal film, for example, Cr, Mo, Ti, Al, or an alloy obtained by adding a small amount of other substances to these metals can be used. Of these, Al-based metals such as Al and Al alloys have a lower specific resistance value than other metals such as Cr, Mo, and Ti, and therefore the wiring resistance can be lowered by using Al-based metals. Therefore, Al-based metal is preferable for the use of the TFT substrate 100 for liquid crystal display devices.
第2の金属膜の材料としてAl系金属を用いる場合、Al単体では、下層で接触するSi(n)膜14との界面で、アルミニウム(Al)とシリコン(Si)との共晶反応が発生して、コンタクト特性が不良になるおそれがある。また、上層で接触する画素電極21を構成する透明導電性画素電極膜として、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide;略称:ITO)、インジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide;略称:IZO)などの酸化物導電膜を用いた場合、画素電極21との界面でAlの酸化反応が発生して、コンタクト特性が不良になるおそれがある。このようにコンタクト特性が不良になることを防ぐために、第2の金属膜の材料としては、Al合金を用いることが好ましく、具体的には、少なくともFe、Co、Niなどの第8族遷移元素を添加したAl合金を用いることが好ましい。これら第8族遷移元素の組成範囲は、Al合金全体の0.2at%以上6at%以下であることが好ましい。 When an Al-based metal is used as the material of the second metal film, an eutectic reaction between aluminum (Al) and silicon (Si) occurs at the interface with the Si (n) film 14 in contact with the lower layer in the case of Al alone. As a result, the contact characteristics may be deteriorated. Further, as a transparent conductive pixel electrode film constituting the pixel electrode 21 in contact with the upper layer, oxidation of indium tin oxide (abbreviation: ITO), indium zinc oxide (abbreviation: IZO) or the like is performed. When a physical conductive film is used, there is a risk that an oxidation reaction of Al occurs at the interface with the pixel electrode 21, resulting in poor contact characteristics. In order to prevent such poor contact characteristics, it is preferable to use an Al alloy as the material of the second metal film, and specifically, a Group 8 transition element such as at least Fe, Co, or Ni. It is preferable to use an Al alloy to which is added. The composition range of these Group 8 transition elements is preferably 0.2 at% or more and 6 at% or less of the entire Al alloy.
具体的には、第2の金属膜としては、たとえば、3at%のNiを添加したAl−3at%Ni合金膜を、公知のアルゴン(Ar)ガスを用いたスパッタリング法によって、厚みが200nmになるように成膜する。その後、前述のように第3回目の写真製版工程で第2の金属膜の表面にフォトレジストパターン22を形成し、このフォトレジストパターン22をマスクとして、たとえば、公知のエッチング液、たとえばリン酸、硝酸および酢酸を含む溶液で第2の金属膜をウエットエッチングして、ソース電極15およびドレイン電極16のパターンを形成する。 Specifically, as the second metal film, for example, an Al-3 at% Ni alloy film to which 3 at% Ni is added has a thickness of 200 nm by a sputtering method using a known argon (Ar) gas. The film is formed as follows. Thereafter, as described above, a photoresist pattern 22 is formed on the surface of the second metal film in the third photolithography process, and using this photoresist pattern 22 as a mask, for example, a known etching solution such as phosphoric acid, The pattern of the source electrode 15 and the drain electrode 16 is formed by wet etching the second metal film with a solution containing nitric acid and acetic acid.
エッチングプロセスでは、エッチングで完全に被エッチング膜が除去される、いわゆるジャストエッチング後も、基板に残る微小なエッチング残りを完全に除去するために、しばらくエッチングを延長するオーバーエッチングを行う。オーバーエッチングの時間は、ジャストエッチングに要した時間であるジャストエッチング時間の0.5倍から2倍ほどに設定する。たとえば、第2の金属膜がジャストエッチングされた後、ジャストエッチング時間の1倍、すなわちジャストエッチング時間と等しい時間が経過するまで、オーバーエッチングを行う。 In the etching process, even after so-called just etching in which the film to be etched is completely removed by etching, overetching is performed to extend the etching for a while in order to completely remove the minute etching residue remaining on the substrate. The overetching time is set to about 0.5 to 2 times the just etching time which is the time required for the just etching. For example, after the second metal film is just etched, overetching is performed until one time of the just etching time, that is, a time equal to the just etching time elapses.
溶液を用いたウエットエッチングの場合は、エッチング反応が等方的に進行するので、ソース電極15およびドレイン電極16を構成する第2の金属膜は、オーバーエッチングによって、図4に示すように、フォトレジストパターン22よりも端部が後退した形状にパターニングされる。用いる金属種および溶液種によっても異なるが、このソース電極15およびドレイン電極16を構成する第2の金属膜の端部の後退量(以下、「サイドエッチング量」という場合がある)sdは、たとえば0.2μm以上2μm以下となる。前述の公知のリン酸、硝酸および酢酸を含む溶液を用いたウエットエッチングの場合、サイドエッチング量sdは、たとえば約1μmとなる。 In the case of wet etching using a solution, since the etching reaction proceeds isotropically, the second metal film constituting the source electrode 15 and the drain electrode 16 is subjected to photoetching by overetching as shown in FIG. The resist pattern 22 is patterned into a shape whose end portion is recessed. Although it depends on the type of metal and the type of solution used, the receding amount (hereinafter sometimes referred to as “side etching amount”) sd of the second metal film constituting the source electrode 15 and the drain electrode 16 is, for example, It is 0.2 μm or more and 2 μm or less. In the case of wet etching using the above-described known solution containing phosphoric acid, nitric acid and acetic acid, the side etching amount sd is, for example, about 1 μm.
図5は、Al酸化皮膜17の形成が終了した段階の状態を示す断面図である。前述のようにしてソース電極15およびドレイン電極16を形成した後、基板表面、すなわち透明絶縁性基板10の厚み方向一方側で露出する各膜の表面に、透明絶縁性基板10の厚み方向一方側から酸素(O2)を含むプラズマ(以下「酸素プラズマ」という場合がある)を照射して処理する。このように酸素プラズマで処理することによって、フォトレジストパターン22をアッシングして膜厚を減じるとともに、フォトレジストパターン22の端部、少なくとも側面を後退させる。また、フォトレジストパターン22の端部の後退とともに表面が露出したソース電極15およびドレイン電極16の上面および側面部に、酸素プラズマを照射して処理する。これによって、ソース電極15およびドレイン電極16を構成する第2の金属膜を酸化し、ソース電極15およびドレイン電極16のフォトレジストパターン22で覆われていない部分に、プラズマ酸化皮膜17を形成する。本実施の形態では、第2の金属膜であるAl系金属膜が酸化されて、プラズマ酸化皮膜17として、Al酸化皮膜が形成される。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where the formation of the Al oxide film 17 has been completed. After forming the source electrode 15 and the drain electrode 16 as described above, one side in the thickness direction of the transparent insulating substrate 10 is formed on the substrate surface, that is, the surface of each film exposed on one side in the thickness direction of the transparent insulating substrate 10. Then, treatment is performed by irradiating plasma containing oxygen (O 2 ) (hereinafter sometimes referred to as “oxygen plasma”). By processing with oxygen plasma in this way, the photoresist pattern 22 is ashed to reduce the film thickness, and the end portion, at least the side surface of the photoresist pattern 22 is retracted. In addition, the upper surface and side surfaces of the source electrode 15 and the drain electrode 16 whose surfaces are exposed as the end portions of the photoresist pattern 22 recede are processed by being irradiated with oxygen plasma. As a result, the second metal film constituting the source electrode 15 and the drain electrode 16 is oxidized, and a plasma oxide film 17 is formed on portions of the source electrode 15 and the drain electrode 16 that are not covered with the photoresist pattern 22. In the present embodiment, the Al-based metal film that is the second metal film is oxidized, and an Al oxide film is formed as the plasma oxide film 17.
本工程におけるフォトレジストパターン22の後退量rd1は、ソース電極15およびドレイン電極16の表面が、フォトレジストパターン22とAl酸化皮膜17とで完全に覆われている状態となる値であればよく、任意でよい。ただし、ドレイン電極16が上層の画素電極21と接触する画素ドレインコンタクトホール20が形成される部分にAl酸化皮膜17があると、コンタクト抵抗を増大させることになる。したがってフォトレジストパターン22の後退量rd1は、Al酸化皮膜17が、画素ドレインコンタクトホール20の形成される部分のドレイン電極16の表面に形成されない範囲にすることが好ましい。具体的には、酸素プラズマの照射は、フォトレジストパターン22の後退量rd1が、たとえば約2μmになる程度まで行われる。 The receding amount rd1 of the photoresist pattern 22 in this step may be a value at which the surfaces of the source electrode 15 and the drain electrode 16 are completely covered with the photoresist pattern 22 and the Al oxide film 17, Optional. However, if the Al oxide film 17 is present in a portion where the pixel drain contact hole 20 where the drain electrode 16 is in contact with the upper pixel electrode 21 is formed, the contact resistance is increased. Therefore, the receding amount rd1 of the photoresist pattern 22 is preferably in a range where the Al oxide film 17 is not formed on the surface of the drain electrode 16 where the pixel drain contact hole 20 is formed. Specifically, the oxygen plasma irradiation is performed until the receding amount rd1 of the photoresist pattern 22 is about 2 μm, for example.
図6は、チャネル部18の形成が終了した段階の状態を示す断面図である。図7は、フォトレジストパターン22の除去が終了した段階の状態を示す断面図である。前述のようにしてAl酸化皮膜17を形成した後、残存するフォトレジストパターン22、ならびにソース電極15およびドレイン電極18の端部のAl酸化皮膜17をマスクとして、チャネル部18が形成される部分のSi(n)膜14をエッチングによって除去する、いわゆるバックチャネルエッチングを行う。このとき、本実施の形態では、Si(i)膜13の表面の一部もエッチングによって除去する。その後、フォトレジストパターン22を完全に除去して、図7に示すように、TFT1のチャネル部18を形成する。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state where the formation of the channel portion 18 is completed. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state where the removal of the photoresist pattern 22 is completed. After the Al oxide film 17 is formed as described above, the remaining photoresist pattern 22 and the Al oxide film 17 at the ends of the source electrode 15 and the drain electrode 18 are used as masks for the portion where the channel portion 18 is formed. So-called back channel etching, in which the Si (n) film 14 is removed by etching, is performed. At this time, in this embodiment, part of the surface of the Si (i) film 13 is also removed by etching. Thereafter, the photoresist pattern 22 is completely removed to form the channel portion 18 of the TFT 1 as shown in FIG.
具体的には、公知のエッチングガス、たとえば塩素を含むガスを用いたドライエッチングによって、チャネル部18が形成される部分のSi(n)膜14をエッチングして除去する。さらに、チャネル部18が形成される部分のSi(i)膜13の表面の一部を掘り込んだ後に、フォトレジストパターン22を除去して、TFT1のチャネル部18を形成する。 Specifically, the Si (n) film 14 in the portion where the channel portion 18 is formed is etched and removed by dry etching using a known etching gas, for example, a gas containing chlorine. Further, after digging a part of the surface of the Si (i) film 13 where the channel portion 18 is to be formed, the photoresist pattern 22 is removed to form the channel portion 18 of the TFT 1.
以上のように本実施の形態では、チャネル部18は、ソース電極15およびドレイン電極16のパターンを直接マスクとして、Si(n)膜14およびSi(i)膜13の一部の表面をドライエッチングによって除去することによって形成される。したがって、Si(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部は、図6に示すように、上層のマスクとなるソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部と略同一平面上に形成される。より詳細には、チャネル部18のSi(n)膜14およびSi(i)膜13の側面は、ソース電極15およびドレイン電極16の側面と略同一平面上に形成される。 As described above, in this embodiment, the channel portion 18 uses the pattern of the source electrode 15 and the drain electrode 16 as a direct mask, and performs dry etching on a part of the surface of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13. It is formed by removing by. Therefore, the end portions of the Si (n) film 14 and Si (i) film 13 on the channel portion 18 side are on the channel portion 18 side of the source electrode 15 and the drain electrode 16 serving as upper layer masks as shown in FIG. It is formed on substantially the same plane as the end. More specifically, the side surfaces of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 of the channel portion 18 are formed on substantially the same plane as the side surfaces of the source electrode 15 and the drain electrode 16.
Si(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部は、Si(n)膜14およびSi(i)膜13のオーバーエッチング時間によっては、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部よりもチャネル部18から離隔する方向に後退して、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部が形成される平面上から若干ずれる場合がある。この場合でも、そのずれ量は小さく、Si(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部を含む仮想一平面と、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部を含む仮想一平面とは、略同一の平面上に配置される。 The ends of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 on the channel part 18 side are separated from the source electrode 15 and the drain electrode 16 depending on the overetching time of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13. In some cases, the source electrode 15 and the drain electrode 16 are slightly deviated from the plane on which the end portions of the source electrode 15 and the drain electrode 16 are formed so as to recede in the direction away from the channel portion 18 from the end portion of the channel portion 18 side. Even in this case, the amount of deviation is small, and the virtual plane including the ends of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 on the channel part 18 side, and the channel part 18 side of the source electrode 15 and the drain electrode 16 side. Are arranged on substantially the same plane.
図8は、画素ドレインコンタクトホール20の形成が終了した段階の状態を示す断面図である。前述のようにしてチャネル部18を形成した後、透明絶縁性基板10の厚み方向一方側で露出する各膜の表面に保護絶縁膜19を成膜する。保護絶縁膜19としては、たとえば、CVD法を用いて約300℃の基板加熱条件下で、窒化シリコン(SiN)膜を厚みが300nmになるように成膜する。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state where the formation of the pixel drain contact hole 20 has been completed. After forming the channel portion 18 as described above, the protective insulating film 19 is formed on the surface of each film exposed on one side in the thickness direction of the transparent insulating substrate 10. As the protective insulating film 19, for example, a silicon nitride (SiN) film is formed to have a thickness of 300 nm under a substrate heating condition of about 300 ° C. by using a CVD method.
その後、第4回目の写真製版工程で、保護絶縁膜19の表面にフォトレジストパターンを形成して、公知のエッチングガス、たとえばフッ素系ガスを用いたドライエッチング法を用いて、保護絶縁膜19をエッチングした後に、フォトレジストパターンを除去して、画素ドレインコンタクトホール20を形成する。画素ドレインコンタクトホール20は、少なくともドレイン電極16の表面まで貫通するように形成される。本実施の形態では、画素ドレインコンタクトホール20は、保護絶縁膜19を貫通して、ドレイン電極16の表面に達するように形成される。画素ドレインコンタクトホール20は、これに限定されず、たとえばドレイン電極16の内部まで貫通するように形成されてもよい。 Thereafter, in the fourth photolithography process, a photoresist pattern is formed on the surface of the protective insulating film 19, and the protective insulating film 19 is formed using a dry etching method using a known etching gas, for example, a fluorine-based gas. After the etching, the photoresist pattern is removed to form the pixel drain contact hole 20. The pixel drain contact hole 20 is formed so as to penetrate at least the surface of the drain electrode 16. In the present embodiment, the pixel drain contact hole 20 is formed so as to penetrate the protective insulating film 19 and reach the surface of the drain electrode 16. The pixel drain contact hole 20 is not limited to this, and may be formed to penetrate to the inside of the drain electrode 16, for example.
図9は、画素電極21の形成が終了した段階の状態を示す断面図である。前述のようにして画素ドレインコンタクトホール20を形成した後、透明絶縁性基板10の厚み方向一方側で露出する各膜の表面に、画素電極21となる透明導電性膜を成膜する。透明導電性膜としては、たとえば、酸化インジウム(In2O3)と酸化亜鉛ZnOとから成るIZOを、公知のArガスを用いたスパッタリング法によって、厚みが100nmになるように成膜する。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the formation of the pixel electrode 21 is completed. After the pixel drain contact hole 20 is formed as described above, a transparent conductive film to be the pixel electrode 21 is formed on the surface of each film exposed on one side in the thickness direction of the transparent insulating substrate 10. As the transparent conductive film, for example, IZO made of indium oxide (In 2 O 3 ) and zinc oxide ZnO is formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method using a known Ar gas.
次いで、第5回目の写真製版工程で透明導電性膜の表面にフォトレジストパターンを形成し、このフォトレジストパターンをマスクとして、公知のエッチング液、たとえばシュウ酸系溶液で透明導電性膜をウエットエッチングした後に、フォトレジストパターンを除去することによって、液晶表示の画素電極パターンとして、透明導電性膜から成る画素電極21を形成する。これによって、図1に示す本発明の第1の実施の形態に係る液晶表示装置用のTFT基板100が得られる。 Next, a photoresist pattern is formed on the surface of the transparent conductive film in the fifth photolithography process, and the transparent conductive film is wet etched with a known etching solution, for example, an oxalic acid-based solution, using this photoresist pattern as a mask. Thereafter, by removing the photoresist pattern, a pixel electrode 21 made of a transparent conductive film is formed as a pixel electrode pattern for liquid crystal display. As a result, the TFT substrate 100 for the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is obtained.
以上のように本実施の形態によれば、図5に示すように、ソース電極15およびドレイン電極16のパターンの形成後には、基板に酸素プラズマを照射してフォトレジストパターン22を後退させるとともに、ソース電極15およびドレイン電極16の端部にAl酸化皮膜17を形成する。そして、フォトレジストパターン22およびAl酸化皮膜17をマスクとして、Si(n)膜14およびSi(i)膜13をエッチングする。これによって、図6に示すように、Si(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部を、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部と略同一平面上に形成することができる。 As described above, according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, after the pattern of the source electrode 15 and the drain electrode 16 is formed, the substrate is irradiated with oxygen plasma to retract the photoresist pattern 22, An Al oxide film 17 is formed on the end portions of the source electrode 15 and the drain electrode 16. Then, the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 are etched using the photoresist pattern 22 and the Al oxide film 17 as a mask. As a result, as shown in FIG. 6, the ends of the Si (n) film 14 and Si (i) film 13 on the channel portion 18 side are substantially the same as the ends of the source electrode 15 and the drain electrode 16 on the channel portion 18 side. They can be formed on the same plane.
前述の図4に示すように、第3回目の写真製版工程でソース電極15、ドレイン電極16およびチャネル部18を形成する場合、ソース電極15およびドレイン電極16を構成するAl合金膜のウエットエッチング後には、オーバーエッチングによって、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18が形成される側の端部は、フォトレジストパターン22の端部よりも、チャネル部18の形成される部分から離隔する方向に後退している。したがって、フォトレジストパターン22をこのままマスクにして、TFTの半導体膜であるSi(n)膜14をドライエッチングしてチャネル部18を形成する従来のプロセスの場合には、Si(n)膜14のチャネル部18側の端部が、ソース電極15およびドレイン電極16の端部よりもチャネル方向に延在して、チャネル部18の内側に突出した形状になってしまう。 As shown in FIG. 4 described above, when the source electrode 15, the drain electrode 16 and the channel portion 18 are formed in the third photolithography process, after the Al alloy film constituting the source electrode 15 and the drain electrode 16 is wet-etched. The end portion of the source electrode 15 and the drain electrode 16 on the side where the channel portion 18 is formed is separated from the portion where the channel portion 18 is formed rather than the end portion of the photoresist pattern 22 by overetching. Retreating. Therefore, in the case of the conventional process of forming the channel portion 18 by dry etching the Si (n) film 14 which is the semiconductor film of the TFT using the photoresist pattern 22 as it is, the Si (n) film 14 The end portion on the channel portion 18 side extends in the channel direction from the end portions of the source electrode 15 and the drain electrode 16, and protrudes to the inside of the channel portion 18.
このようにSi(n)膜14のチャネル部18側の端部が、ソース電極15およびドレイン電極16の端部よりもチャネル部18の内側に突出している、すなわちTFTの半導体膜が電極の外側にせり出している場合には、電極の端部に電界が集中し、n型シリコンとi型シリコンとの界面において、トンネリング電流(以下「トンネル電流」という場合がある)が発生し、オフ電流が上昇してしまう。特にTFTの半導体膜がアモルファスシリコンで形成される場合、アモルファスシリコンは、n型であっても導電率が結晶シリコンよりも2桁以上小さいので、n型アモルファスシリコンとi型アモルファスシリコンとの界面において、トンネル電流が発生しやすく、オフ電流の上昇を招きやすい。 Thus, the end of the Si (n) film 14 on the side of the channel portion 18 protrudes more inside the channel portion 18 than the ends of the source electrode 15 and the drain electrode 16, that is, the semiconductor film of the TFT is outside the electrode. When it protrudes, the electric field concentrates at the end of the electrode, and a tunneling current (hereinafter sometimes referred to as “tunnel current”) is generated at the interface between the n-type silicon and the i-type silicon. It will rise. In particular, when the semiconductor film of the TFT is formed of amorphous silicon, even if the amorphous silicon is n-type, the conductivity is two orders of magnitude smaller than that of crystalline silicon. Therefore, at the interface between the n-type amorphous silicon and the i-type amorphous silicon. Tunnel current is likely to occur, and off current is likely to increase.
これに対して、本実施の形態では、前述のように図5に示す工程において、基板に酸素プラズマを照射することによって、ソース電極15およびドレイン電極16上のフォトレジストパターン22を後退させるとともに、ソース電極15およびドレイン電極16上に、プラズマ酸化皮膜17、具体的にはアルミニウム酸化皮膜17を形成する。つまり、ソース電極15およびドレイン電極16を形成した後のフォトレジストパターン22の端部の張出しは、酸素プラズマを照射することによって除去される。 On the other hand, in the present embodiment, as described above, in the step shown in FIG. 5, the substrate is irradiated with oxygen plasma to retract the photoresist pattern 22 on the source electrode 15 and the drain electrode 16, and A plasma oxide film 17, specifically, an aluminum oxide film 17 is formed on the source electrode 15 and the drain electrode 16. That is, the protrusion of the end portion of the photoresist pattern 22 after the source electrode 15 and the drain electrode 16 are formed is removed by irradiating oxygen plasma.
そして、後退させたフォトレジストパターン22およびアルミニウム酸化皮膜17を直接マスクとして、図6に示すように、たとえば塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、チャネル部18のSi(n)膜14およびSi(i)膜13の表面の一部をエッチングして掘り込んで、チャネル部18を形成する。このとき、フォトレジストパターン22が後退して表面が露出したソース電極15およびドレイン電極16の部分は、プラズマ酸化皮膜であるアルミニウム酸化皮膜17で覆われているので、塩素系ガスによる腐食を受けることがない。 Then, using the photoresist pattern 22 and the aluminum oxide film 17 that have been receded as a direct mask, as shown in FIG. 6, for example, by dry etching using a chlorine-based gas, the Si (n) film 14 and Si ( i) A part of the surface of the film 13 is etched and dug to form the channel portion 18. At this time, the portions of the source electrode 15 and the drain electrode 16 whose surfaces are exposed due to the receding of the photoresist pattern 22 are covered with the aluminum oxide film 17 which is a plasma oxide film, and therefore are subject to corrosion by chlorine-based gas. There is no.
したがって、Si(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部は、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部と略同一平面上に形成されることになる。これによって、ソース電極15およびドレイン電極16の端部における電界の集中を緩和することができるので、TFT1がオフのときのトンネル電流の発生を防ぐことができ、オフ電流を低減することができる。 Therefore, the end portions of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 on the channel portion 18 side are formed on substantially the same plane as the end portions of the source electrode 15 and the drain electrode 16 on the channel portion 18 side. become. Accordingly, the concentration of the electric field at the end portions of the source electrode 15 and the drain electrode 16 can be relaxed, so that the generation of a tunnel current when the TFT 1 is off can be prevented, and the off current can be reduced.
この効果は、Si(i)膜13として、微結晶シリコンの単層膜、またはアモルファスシリコンと微結晶シリコンとの多層膜が用いられる場合に顕著である。微結晶シリコンは、バンドギャップが1.4eV程度であり、アモルファスシリコンのバンドギャップである1.7eVに比べて小さいので、トンネル電流が発生しやすい。本実施の形態では、前述のようにSi(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部を、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部と略同一平面上に形成することができるので、Si(i)膜13として、微結晶シリコンの単層膜、またはアモルファスシリコンと微結晶シリコンとの多層膜を用いた場合でも、ソース電極15およびドレイン電極16の端部における電界の集中を緩和することができる。このように本実施の形態によれば、Si(i)膜13として、微結晶シリコンの単層膜、またはアモルファスシリコンと微結晶シリコンとの多層膜を用いた場合に、オフ電流の抑制に大きな効果を得ることができる。 This effect is remarkable when a single-layer film of microcrystalline silicon or a multilayer film of amorphous silicon and microcrystalline silicon is used as the Si (i) film 13. Since microcrystalline silicon has a band gap of about 1.4 eV, which is smaller than 1.7 eV, which is the band gap of amorphous silicon, a tunnel current is easily generated. In the present embodiment, as described above, the ends of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 on the channel portion 18 side are substantially the same as the ends of the source electrode 15 and the drain electrode 16 on the channel portion 18 side. Even when a single-layer film of microcrystalline silicon or a multilayer film of amorphous silicon and microcrystalline silicon is used as the Si (i) film 13, the source electrode 15 and the drain electrode 15 can be formed on the same plane. The concentration of the electric field at the end of 16 can be reduced. As described above, according to the present embodiment, when a single-layer film of microcrystalline silicon or a multilayer film of amorphous silicon and microcrystalline silicon is used as the Si (i) film 13, it is greatly effective in suppressing off current. An effect can be obtained.
また本実施の形態では、Si(n)膜14のチャネル部18側の端部は、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部からのチャネル部18の内側への突出量が、0.1μm以下となっている。これによって、TFT1がオフのときのトンネル電流の発生をより確実に防ぐことができ、オフ電流をより確実に低減することができる。 In the present embodiment, the end of the Si (n) film 14 on the channel part 18 side has an amount of protrusion from the ends of the source electrode 15 and the drain electrode 16 on the channel part 18 side to the inside of the channel part 18. , 0.1 μm or less. As a result, generation of a tunnel current when the TFT 1 is off can be prevented more reliably, and the off current can be more reliably reduced.
また本実施の形態におけるTFT基板100では、ソース電極15およびドレイン電極16を構成する第2の金属膜として、Alに少なくともFe、Co、Niなどの第8族遷移元素を添加した合金膜、具体的にはAlに少なくともNiを添加したAlNi合金膜を用いている。これによって、下層のSi(n)膜14との共晶反応を防止することができるとともに、上層の酸化物透明導電性膜から成る画素電極21との良好なコンタクト特性を得ることができる。したがって、従来では不可能であった低抵抗Al系合金を単層膜で液晶表示装置用のTFT1のソース電極15およびドレイン電極16に適用することが可能となる。 Further, in the TFT substrate 100 in the present embodiment, as the second metal film constituting the source electrode 15 and the drain electrode 16, an alloy film in which at least a Group 8 transition element such as Fe, Co, Ni or the like is added to Al, specifically Specifically, an AlNi alloy film in which at least Ni is added to Al is used. As a result, eutectic reaction with the lower Si (n) film 14 can be prevented, and good contact characteristics with the pixel electrode 21 made of the upper oxide transparent conductive film can be obtained. Therefore, it is possible to apply a low resistance Al-based alloy, which has been impossible in the past, to the source electrode 15 and the drain electrode 16 of the TFT 1 for a liquid crystal display device as a single layer film.
また、AlNi合金などのAl合金は低抵抗であり、上面へのヒロック防止性に優れているが、結晶方位の配向が原因で、配線側面部へのヒロックが発生しやすいという欠点がある。本実施の形態のTFT1の製造方法では、配線側面、すなわちソース電極15およびドレイン電極16の側面を含むチャネル部18側の端部に酸化アルミニウム皮膜17を形成するので、側面部へのヒロックの発生を防止することができる。これによって、ソース電極15およびドレイン電極16と、その下層のSi(i)膜14との接触に起因する漏れ電流の発生を防止することができる。 In addition, Al alloys such as AlNi alloys have low resistance and excellent hillock prevention properties to the upper surface, but have the disadvantage that hillocks are likely to occur on the side surfaces of the wiring due to the orientation of the crystal orientation. In the manufacturing method of TFT 1 of the present embodiment, since aluminum oxide film 17 is formed on the wiring side surface, that is, the end portion on the channel portion 18 side including the side surfaces of source electrode 15 and drain electrode 16, hillocks occur on the side surface portion Can be prevented. As a result, it is possible to prevent the occurrence of leakage current due to the contact between the source electrode 15 and the drain electrode 16 and the Si (i) film 14 underneath.
またアルミニウム酸化皮膜17は、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部、少なくとも側面に形成されているので、バックチャネルエッチング工程およびフォトレジストパターン22を除去する工程などで、ソース電極15およびドレイン電極16を構成するAl系金属膜が溶出することを防ぐことができる。これによって、溶出した金属の溶液が、チャネル部18の半導体膜13,14の表面に付着することを防ぐことができるので、バックチャネルエッチング後に、チャネル部18の半導体膜13,14の表面に付着した電解質などに起因して生じる漏れ電流を低減することができる。つまり、溶出した金属溶液によって生じるチャネル部のバックチャネル表面の金属汚染と、それに起因するバックチャネル界面を流れるオフ電流とを低減することができる。したがって、オフ電流を大幅に低減することができる。また前述のようにオフ電流および漏れ電流が抑制された薄膜トランジスタを歩留り良く製造することができる。 In addition, since the aluminum oxide film 17 is formed on at least the side surfaces of the source electrode 15 and the drain electrode 16 on the channel part 18 side, the source electrode 15 is removed in the back channel etching process and the process of removing the photoresist pattern 22. 15 and the Al-based metal film constituting the drain electrode 16 can be prevented from eluting. As a result, it is possible to prevent the eluted metal solution from adhering to the surfaces of the semiconductor films 13 and 14 of the channel portion 18, and thus adhere to the surfaces of the semiconductor films 13 and 14 of the channel portion 18 after the back channel etching. Leakage current caused by the electrolyte etc. can be reduced. That is, it is possible to reduce metal contamination on the back channel surface of the channel portion caused by the eluted metal solution and off current flowing through the back channel interface due to the contamination. Accordingly, off-state current can be significantly reduced. Further, as described above, a thin film transistor in which off current and leakage current are suppressed can be manufactured with high yield.
またソース電極15およびドレイン電極16の少なくとも側面にアルミニウム酸化皮膜17を形成することによって、バックチャネルエッチングのときの塩素系ガスによるAl合金表面へのダメージを防止することができるので、抵抗の増大、断線、および反射率の低下を抑制することができる。これによって、たとえばドレイン電極16を、光を反射して画像を表示する反射画素電極に適用することも可能である。 Further, by forming the aluminum oxide film 17 on at least the side surfaces of the source electrode 15 and the drain electrode 16, damage to the Al alloy surface due to the chlorine-based gas during back channel etching can be prevented, so that the resistance increases. Disconnection and a decrease in reflectance can be suppressed. Thus, for example, the drain electrode 16 can be applied to a reflective pixel electrode that reflects light and displays an image.
またソース電極15およびドレイン電極16のうち、チャネル部18を形成するためのエッチングのときにフォトレジストパターン22に覆われていた部分には、プラズマ酸化皮膜であるアルミニウム酸化皮膜17が存在していないので、コンタクトホール20を介して、上部に存在する画素電極21などとの電気的導通を容易に確保することができる。 In addition, in the source electrode 15 and the drain electrode 16, the aluminum oxide film 17, which is a plasma oxide film, does not exist in the portion covered with the photoresist pattern 22 at the time of etching for forming the channel portion 18. Therefore, electrical continuity with the pixel electrode 21 and the like existing above can be easily ensured through the contact hole 20.
また本実施の形態では、ソース電極15とゲート絶縁膜12との間には、ソース電極15の全面にわたって、Si(i)膜13およびSi(n)膜14が介在している。これによって、ソース電極15の寄生容量を低減することができるので、液晶ディスプレイなどに用いた場合には、発生する表示不良を低減することができる。またプラズマ酸化皮膜であるAl酸化皮膜17は、ソース電極15およびドレイン電極16の端部のみに形成されているので、配線抵抗の増大、および上部電極である画素電極21とのコンタクト抵抗の増大を防止することができる。 In this embodiment, the Si (i) film 13 and the Si (n) film 14 are interposed between the source electrode 15 and the gate insulating film 12 over the entire surface of the source electrode 15. As a result, the parasitic capacitance of the source electrode 15 can be reduced, so that when it is used for a liquid crystal display or the like, display defects that occur can be reduced. Further, since the Al oxide film 17 which is a plasma oxide film is formed only at the ends of the source electrode 15 and the drain electrode 16, it increases the wiring resistance and the contact resistance with the pixel electrode 21 which is the upper electrode. Can be prevented.
以上のように本実施の形態によれば、ソース電極15およびドレイン電極16にAl合金膜を用いても、オフ電流および漏れ電流を抑制することができるので、ソース電極15およびドレイン電極16に低抵抗のAl合金膜を用いることができる。また本実施の形態によれば、このようなオフ電流および漏れ電流が抑制されたTFT1を歩留り良く製造することができる。したがって、ソース電極15およびドレイン電極16に低抵抗のAl合金膜を用いて、液晶ディスプレイ用のTFT1を低コストで、かつ高歩留りで製造することが可能である。 As described above, according to the present embodiment, even when an Al alloy film is used for the source electrode 15 and the drain electrode 16, the off current and the leakage current can be suppressed. A resistive Al alloy film can be used. Further, according to the present embodiment, it is possible to manufacture the TFT 1 in which such off current and leakage current are suppressed with high yield. Therefore, it is possible to manufacture a TFT 1 for a liquid crystal display at a low cost and with a high yield by using a low resistance Al alloy film for the source electrode 15 and the drain electrode 16.
<第1の実施の形態の変形例>
前述の本発明の第1の実施の形態では、図5に示す工程で、基板に酸素プラズマを照射することによって、フォトレジストパターン22の膜厚を減じて、端部をチャネル部18の形成される部分から離隔する方向に後退させるようにしたが、フォトレジストパターン22を完全に除去するようにしてもよい。この場合、ソース電極15およびドレイン電極16は、表面全体がAl酸化皮膜17で覆われることになる。この表面全体がAl酸化皮膜17で覆われたソース電極15およびドレイン電極16のパターンを直接マスクとして、Si(n)膜14およびSi(i)膜13をドライエッチングすることになるが、Si(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部が、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部と略同一平面上に形成されるという特徴は、第1の実施の形態と同じである。
<Modification of the first embodiment>
In the first embodiment of the present invention described above, in the step shown in FIG. 5, the substrate is irradiated with oxygen plasma, thereby reducing the film thickness of the photoresist pattern 22 and forming the end portion of the channel portion 18. However, the photoresist pattern 22 may be completely removed. In this case, the entire surface of the source electrode 15 and the drain electrode 16 is covered with the Al oxide film 17. The Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 are dry-etched using the pattern of the source electrode 15 and the drain electrode 16 whose entire surface is covered with the Al oxide film 17 as a direct mask. n) The feature that the end portions of the film 14 and the Si (i) film 13 on the channel portion 18 side are formed on substantially the same plane as the end portions of the source electrode 15 and the drain electrode 16 on the channel portion 18 side is This is the same as the first embodiment.
ただし、本変形例では、上層の画素電極21と接触するコンタクトホール20が形成される部分のドレイン電極16の表面にもAl酸化皮膜17が形成されるので、画素電極21と接触する部分のドレイン電極16の表面に形成されたAl酸化皮膜17は除去することが好ましい。 However, in this modification, since the Al oxide film 17 is also formed on the surface of the drain electrode 16 where the contact hole 20 that is in contact with the upper pixel electrode 21 is formed, the drain that is in contact with the pixel electrode 21 The Al oxide film 17 formed on the surface of the electrode 16 is preferably removed.
本変形例によれば、第2の金属膜は、画素電極21と接続されるコンタクト部分を除く残余の部分が、全体にわたってAl酸化皮膜17で保護されることになる。これによって、ソース電極15およびドレイン電極16の上面方向へのヒロックの発生を防止し、ヒロックの発生による配線切断を防ぐことができる。またソース電極15およびドレイン電極16の側面方向へのヒロックの発生を防止することができるので、側面方向に発生したヒロックとSi(i)膜13との接触に起因する漏れ電流を防止することができる。またSi(n)膜14をエッチングする工程以降のソース電極15およびドレイン電極16へのプロセスダメージおよび腐食などを大幅に抑制することができる。 According to this modification, the remaining portion of the second metal film except the contact portion connected to the pixel electrode 21 is protected by the Al oxide film 17 throughout. Accordingly, generation of hillocks in the upper surface direction of the source electrode 15 and the drain electrode 16 can be prevented, and wiring disconnection due to generation of hillocks can be prevented. Further, since generation of hillocks in the side surface direction of the source electrode 15 and the drain electrode 16 can be prevented, leakage current due to contact between the hillock generated in the side surface direction and the Si (i) film 13 can be prevented. it can. Further, process damage and corrosion to the source electrode 15 and the drain electrode 16 after the step of etching the Si (n) film 14 can be significantly suppressed.
<第2の実施の形態>
図10〜図17は、本発明の第2の実施の形態における液晶表示装置用のTFT基板100Aの製造方法の各工程を説明するための図である。図10〜図17では、図2〜図9と同様に、TFT基板100Aの画素主要部に相当する部分を示す。本実施の形態におけるTFT基板100Aの製造方法では、本発明のTFTの製造方法を用いてTFT基板100Aを製造する。本実施の形態におけるTFT基板100Aの製造方法は、前述の第1の実施の形態におけるTFT基板100の製造方法と類似しているので、異なる点について説明し、第1の実施の形態と共通する部分は説明を省略する。本実施の形態は、第1の実施の形態における第2回目および第3回目の写真製版工程を合わせて1回の写真製版工程にすることによって、全体で計4回の写真製版工程でTFT基板100Aを製造する点が第1の実施の形態と異なる。
<Second Embodiment>
10 to 17 are diagrams for explaining each step of the manufacturing method of the TFT substrate 100A for the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. 10 to 17, as in FIGS. 2 to 9, a portion corresponding to the main pixel portion of the TFT substrate 100 </ b> A is shown. In the manufacturing method of TFT substrate 100A in the present embodiment, TFT substrate 100A is manufactured using the manufacturing method of TFT of the present invention. The manufacturing method of the TFT substrate 100A in the present embodiment is similar to the manufacturing method of the TFT substrate 100 in the first embodiment described above, and therefore, different points will be described and are common to the first embodiment. Description of the portion is omitted. In this embodiment, the second and third photolithography processes in the first embodiment are combined into one photolithography process, so that the TFT substrate can be obtained in a total of four photolithography processes. The point which manufactures 100A differs from 1st Embodiment.
図10は、第2の金属膜23の形成が終了した段階の状態を示す断面図である。まず、第1の実施の形態と同様にして、ガラス基板などの透明絶縁性基板10の厚み方向一方側の表面に、ゲート電極11を形成した後に、ゲート絶縁膜12、Si(i)膜13、Si(n)膜14および第2の金属膜23を順次成膜する。ゲート電極11は、たとえばAl−3at%Ni合金膜から成る。ゲート絶縁膜12は、たとえばSiNで形成される。第2の金属膜23は、たとえばAl−3at%Niで形成される。 FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state where the formation of the second metal film 23 has been completed. First, similarly to the first embodiment, after forming the gate electrode 11 on the surface of one side in the thickness direction of the transparent insulating substrate 10 such as a glass substrate, the gate insulating film 12 and the Si (i) film 13 are formed. The Si (n) film 14 and the second metal film 23 are sequentially formed. The gate electrode 11 is made of, for example, an Al-3 at% Ni alloy film. The gate insulating film 12 is made of, for example, SiN. The second metal film 23 is made of, for example, Al-3 at% Ni.
図11は、フォトレジストパターン24の形成が終了した段階の状態を示す断面図である。前述のようにしてゲート電極11、ゲート絶縁膜12、Si(i)膜13、Si(n)膜14および第2の金属膜23を形成した後、第2回目の写真製版工程にて、第2の金属膜23の表面にフォトレジストパターン24を形成する。フォトレジストパターン24は、TFT1のチャネル部18に相当する部分の膜厚が他の部分の膜厚よりも薄くなるように形成する。この膜厚の異なる部分を有するフォトレジストパターン24をマスクとして、第2の金属膜23、Si(n)膜14およびSi(i)膜13を順次エッチングする。 FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state where the formation of the photoresist pattern 24 is completed. After forming the gate electrode 11, the gate insulating film 12, the Si (i) film 13, the Si (n) film 14 and the second metal film 23 as described above, in the second photolithography process, A photoresist pattern 24 is formed on the surface of the second metal film 23. The photoresist pattern 24 is formed so that the film thickness of the portion corresponding to the channel portion 18 of the TFT 1 is thinner than the film thickness of other portions. The second metal film 23, the Si (n) film 14, and the Si (i) film 13 are sequentially etched using the photoresist pattern 24 having portions having different thicknesses as a mask.
フォトレジストパターン24は、たとえば以下のようにして形成される。まず、フォトレジストとして、たとえばノボラック系のポジ型感光性有機樹脂膜を、公知のスピン塗布法を用いて、たとえば約1.6μmの膜厚になるように形成する。その後に、写真製版露光機によって、第1のフォトマスクを用いて第1の露光を行う。第1の露光は、フォトレジストの感光剤が完全に感光する露光量で行う。次に、第2のフォトマスクを用いて、TFT1のチャネル部18に相当する部分に対して、第1の露光における露光量の30〜60%程度の強さで露光を行う。その後、現像液を用いてフォトレジストを現像することによって、TFT1のチャネル部18に相当する部分の膜厚が、他の部分の膜厚よりも小さいフォトレジストパターン24を形成する。フォトレジストパターン24は、チャネル部18に相当する部分の膜厚が、たとえば約0.8μmとなるように形成される。 The photoresist pattern 24 is formed as follows, for example. First, as a photoresist, for example, a novolac positive photosensitive organic resin film is formed to a thickness of, for example, about 1.6 μm by using a known spin coating method. Thereafter, a first exposure is performed using a first photomask by a photoengraving exposure machine. The first exposure is performed with an exposure amount at which the photoresist photosensitive agent is completely exposed. Next, using a second photomask, the portion corresponding to the channel portion 18 of the TFT 1 is exposed with an intensity of about 30 to 60% of the exposure amount in the first exposure. Thereafter, the photoresist is developed using a developing solution to form a photoresist pattern 24 in which the film thickness of the portion corresponding to the channel portion 18 of the TFT 1 is smaller than the film thickness of the other portions. The photoresist pattern 24 is formed so that the film thickness of the portion corresponding to the channel portion 18 is, for example, about 0.8 μm.
このフォトレジストパターン24をマスクとして用いたエッチングは、たとえば以下のようにして実施される。フォトレジストパターン24をマスクとして、公知のエッチング液を用いて、第2の金属膜24をウエットエッチングする。第2の金属膜23がAl−3at%Niから成る場合、エッチング液としては、たとえば、リン酸、硝酸および酢酸を含む溶液が用いられる。さらに続けて、公知のエッチングガス、たとえばフッ素系ガスを用いたドライエッチング法によって、Si(n)膜14およびSi(i)膜13を順次エッチングして島状にパターニングする。 Etching using the photoresist pattern 24 as a mask is performed, for example, as follows. Using the photoresist pattern 24 as a mask, the second metal film 24 is wet etched using a known etching solution. When the second metal film 23 is made of Al-3 at% Ni, for example, a solution containing phosphoric acid, nitric acid and acetic acid is used as the etching solution. Subsequently, the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 are sequentially etched and patterned into islands by a dry etching method using a known etching gas, for example, a fluorine-based gas.
図12は、第2の金属膜23の表面が露出した段階の状態を示す断面図である。前述のようにしてエッチングを実施した後、基板表面に酸素プラズマを照射することによって、フォトレジストパターン24をアッシングして膜厚を減じるとともに、TFT1のチャネル部18に相当する部分の膜厚の薄いフォトレジストを除去して、下層の第2の金属膜23の表面を露出させる。 FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state where the surface of the second metal film 23 is exposed. After etching is performed as described above, the photoresist pattern 24 is ashed to reduce the film thickness by irradiating the substrate surface with oxygen plasma, and the film thickness corresponding to the channel portion 18 of the TFT 1 is thin. The photoresist is removed to expose the surface of the lower second metal film 23.
図13は、ソース電極15およびドレイン電極16のパターンの形成が終了した段階の状態を示す断面図である。前述の図12に示すアッシング後に残存するフォトレジストパターン24をマスクとして、TFT1のチャネル部18となる部分の第2の金属膜23をエッチングして、ソース電極15のパターンとドレイン電極16のパターンとに分離する。 FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state where the formation of the pattern of the source electrode 15 and the drain electrode 16 is completed. Using the photoresist pattern 24 remaining after ashing shown in FIG. 12 as a mask, the portion of the second metal film 23 that becomes the channel portion 18 of the TFT 1 is etched, and the pattern of the source electrode 15 and the pattern of the drain electrode 16 are determined. To separate.
具体的には、公知のエッチング液を用いて、第2の金属膜23をウエットエッチングして、ソース電極15およびドレイン電極16のパターンを形成する。このとき、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18が形成される側の端部は、オーバーエッチングによるサイドエッチングによって、フォトレジストパターン24の端部よりも、チャネル部18の形成される部分から離隔する方向に後退する。たとえば第2の金属膜23がAl−3at%Niから成る場合、エッチング液としては、リン酸、硝酸および酢酸を含むリン酸−硝酸−酢酸系溶液が用いられ、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18が形成される側の端部は、フォトレジストパターン24の端部よりも、チャネル部18の形成される部分から離隔する方向に約1μm後退する。 Specifically, the pattern of the source electrode 15 and the drain electrode 16 is formed by wet etching the second metal film 23 using a known etching solution. At this time, the end portion of the source electrode 15 and the drain electrode 16 on the side where the channel portion 18 is formed is closer to the portion where the channel portion 18 is formed than the end portion of the photoresist pattern 24 by side etching by overetching. Retreat in the direction of separation. For example, when the second metal film 23 is made of Al-3 at% Ni, a phosphoric acid-nitric acid-acetic acid-based solution containing phosphoric acid, nitric acid and acetic acid is used as the etching solution, and the source electrode 15 and the drain electrode 16 are formed. The end portion on the side where the channel portion 18 is formed recedes by about 1 μm from the end portion of the photoresist pattern 24 in a direction away from the portion where the channel portion 18 is formed.
図14は、Al酸化皮膜17の形成が終了した段階の状態を示す断面図である。前述のようにして第2の金属膜23をエッチングした後、基板表面に酸素プラズマを照射して処理することによって、フォトレジストパターン24を再度アッシングして膜厚を減じるとともに、フォトレジストパターン24の端部をソース電極15およびドレイン電極16の端部よりも、チャネル部18の形成される部分から離隔する方向に後退させる。また、フォトレジストパターン24の端部の後退とともに表面が露出したソース電極15およびドレイン電極16の表面および側面に酸素プラズマを照射して処理することによって、Al酸化皮膜17を形成する。 FIG. 14 is a cross-sectional view showing a state in which the formation of the Al oxide film 17 has been completed. After etching the second metal film 23 as described above, the surface of the substrate is irradiated with oxygen plasma and processed to ash the photoresist pattern 24 again to reduce the film thickness. The end portion is set back from the end portions of the source electrode 15 and the drain electrode 16 in a direction away from the portion where the channel portion 18 is formed. Further, the Al oxide film 17 is formed by irradiating the surface and side surfaces of the source electrode 15 and the drain electrode 16 whose surfaces are exposed along with the receding edge of the photoresist pattern 24 by irradiating oxygen plasma.
このときのフォトレジストパターン24の後退量rd2は、ソース電極15およびドレイン電極16の表面が、フォトレジストパターン24とAl酸化皮膜17とで完全に覆われている状態となる値であればよく、任意でよい。ただし、ドレイン電極16が上層の画素電極21と接触する画素ドレインコンタクトホール20が形成される部分にAl酸化皮膜17があると、コンタクト抵抗を増大させることになる。したがってフォトレジストパターン24の後退量rd2は、Al酸化皮膜17が、画素ドレインコンタクトホール20の形成される部分のドレイン電極16の表面に形成されない範囲にすることが好ましい。酸素プラズマの照射は、たとえば、フォトレジストパターン24の後退量rd2が約2μmになる程度まで行われる。 The receding amount rd2 of the photoresist pattern 24 at this time may be a value that allows the surfaces of the source electrode 15 and the drain electrode 16 to be completely covered with the photoresist pattern 24 and the Al oxide film 17, Optional. However, if the Al oxide film 17 is present in a portion where the pixel drain contact hole 20 where the drain electrode 16 is in contact with the upper pixel electrode 21 is formed, the contact resistance is increased. Therefore, the receding amount rd2 of the photoresist pattern 24 is preferably in a range where the Al oxide film 17 is not formed on the surface of the drain electrode 16 where the pixel drain contact hole 20 is formed. The oxygen plasma irradiation is performed, for example, until the receding amount rd2 of the photoresist pattern 24 is about 2 μm.
図15は、チャネル部18の形成が終了した段階の状態を示す断面図である。図16は、フォトレジストパターン24の除去が終了した段階の状態を示す断面図である。前述のようにしてAl酸化皮膜17を形成した後、残存するフォトレジストパターン24と、ソース電極15およびドレイン電極16の端部のAl酸化皮膜17とをマスクとして、チャネル部18が形成される部分のSi(n)膜14をエッチングによって除去する、いわゆるバックチャネルエッチングを行う。このとき、本実施の形態においても、Si(i)膜13の表面の一部もエッチングによって除去する。その後、フォトレジストパターン24を完全に除去して、図16に示すように、TFT1のチャネル部18を形成する。 FIG. 15 is a cross-sectional view showing a state in which the formation of the channel portion 18 has been completed. FIG. 16 is a cross-sectional view showing a state where the removal of the photoresist pattern 24 is completed. After the Al oxide film 17 is formed as described above, the channel portion 18 is formed using the remaining photoresist pattern 24 and the Al oxide film 17 at the ends of the source electrode 15 and the drain electrode 16 as a mask. The so-called back channel etching, in which the Si (n) film 14 is removed by etching, is performed. At this time, also in this embodiment, part of the surface of the Si (i) film 13 is also removed by etching. Thereafter, the photoresist pattern 24 is completely removed, and the channel portion 18 of the TFT 1 is formed as shown in FIG.
バックチャネルエッチングは、たとえば以下のようにして実施される。まず、公知のエッチングガス、たとえば塩素を含むガスを用いたドライエッチングによって、チャネル部18が形成される部分のSi(n)膜14をエッチングして除去する。さらに、チャネル部18が形成される部分のSi(i)膜13の表面の一部を掘り込む。その後、フォトレジストパターン24を除去して、TFT1のチャネル部18を形成する。 The back channel etching is performed as follows, for example. First, the Si (n) film 14 in the portion where the channel portion 18 is formed is removed by dry etching using a known etching gas, for example, a gas containing chlorine. Further, a part of the surface of the Si (i) film 13 where the channel portion 18 is formed is dug. Thereafter, the photoresist pattern 24 is removed, and the channel portion 18 of the TFT 1 is formed.
このバックチャネルエッチングにおいて、チャネル部18は、ソース電極15およびドレイン電極16のパターンを直接マスクとして、Si(n)膜14およびSi(i)膜13の一部の表面をドライエッチングによって除去することによって形成されることになる。したがって、Si(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部は、上層のマスクとなるソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部と略同一平面上に形成されることになる。 In this back channel etching, the channel portion 18 uses the pattern of the source electrode 15 and the drain electrode 16 as a direct mask to remove a part of the surface of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 by dry etching. Will be formed. Therefore, the end portions of the Si (n) film 14 and Si (i) film 13 on the channel portion 18 side are substantially flush with the end portions on the channel portion 18 side of the source electrode 15 and the drain electrode 16 serving as upper layer masks. Will be formed.
図17は、TFT基板100Aの製造が終了した段階の状態を示す断面図である。前述のようにしてチャネル部18を形成した後は、前述の第1の実施の形態における図7〜図9に示す製造工程と同様の工程を経て、保護絶縁膜19、画素ドレインコンタクトホール20および画素電極21を形成することによって、本発明の第2の実施の形態に係る液晶表示装置用のTFT基板100Aを得る。本実施の形態では、画素ドレインコンタクトホール20が形成される部分のドレイン電極16の下層まで、Si(i)膜13およびSi(n)膜14が形成されているので、画素電極21は、Si(i)膜13、Si(n)膜14およびドレイン電極16に積層されて形成されることになる。 FIG. 17 is a cross-sectional view showing a state where the manufacture of the TFT substrate 100A is completed. After the channel portion 18 is formed as described above, the protective insulating film 19, the pixel drain contact hole 20, and the manufacturing process shown in FIGS. 7 to 9 in the first embodiment are performed. By forming the pixel electrode 21, a TFT substrate 100A for a liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention is obtained. In the present embodiment, since the Si (i) film 13 and the Si (n) film 14 are formed up to the lower layer of the drain electrode 16 where the pixel drain contact hole 20 is formed, the pixel electrode 21 is formed of Si. (I) The film 13, the Si (n) film 14 and the drain electrode 16 are stacked.
このようにして得られた本発明の第2の実施の形態に係る液晶表示装置用のTFT基板100Aは、前述の第1の実施の形態のTFT基板100と同様の効果を得ることが可能である。 The thus obtained TFT substrate 100A for a liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention can obtain the same effect as the TFT substrate 100 of the first embodiment described above. is there.
さらに本実施の形態によれば、前述の第1の実施の形態に比べて、写真製版工程が1回少なく、4回の写真製版工程で液晶表示装置用のTFT基板100Aを製造することができる。したがって、第1の実施の形態に比べて、さらに生産能力の向上とコストの低減とを実現することができる。 Furthermore, according to the present embodiment, the photolithography process is less than that in the first embodiment, and the TFT substrate 100A for a liquid crystal display device can be manufactured by four photolithography processes. . Therefore, as compared with the first embodiment, it is possible to further improve the production capacity and reduce the cost.
本実施の形態においても、前述の第1の実施の形態の変形例と同様に、図14に示す工程で、フォトレジストパターン24の膜厚を減じて端部を後退させることに代えて、フォトレジストパターン24を完全に除去するようにしてもよい。この場合、表面全体がAl酸化皮膜17で覆われたソース電極15およびドレイン電極16のパターンを直接マスクとして、Si(n)膜14およびSi(i)膜13をドライエッチングすることになるが、Si(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部が、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部と略同一平面上に形成されるという特徴は、第2の実施の形態と同じである。 Also in this embodiment, as in the modification of the first embodiment described above, in the step shown in FIG. 14, instead of reducing the film thickness of the photoresist pattern 24 and receding the end, The resist pattern 24 may be completely removed. In this case, the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 are dry-etched using the pattern of the source electrode 15 and the drain electrode 16 whose entire surface is covered with the Al oxide film 17 as a direct mask. The feature that the end portions of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 on the channel portion 18 side are formed on substantially the same plane as the end portions of the source electrode 15 and the drain electrode 16 on the channel portion 18 side. This is the same as in the second embodiment.
この場合、前述の第1の実施の形態の変形例と同様に、画素電極21と接触するコンタクトホール20が形成される部分のドレイン電極16の表面にもAl酸化皮膜17が形成されるので、画素電極21と接触する部分のドレイン電極16の表面に形成されたAl酸化皮膜17は除去することが好ましい。 In this case, since the Al oxide film 17 is also formed on the surface of the drain electrode 16 in the portion where the contact hole 20 in contact with the pixel electrode 21 is formed, as in the modification of the first embodiment described above, It is preferable to remove the Al oxide film 17 formed on the surface of the drain electrode 16 in contact with the pixel electrode 21.
第2の実施の形態において、前述の第1の実施の形態の変形例と同様にした場合も、第2の金属膜は、画素電極21と接続されるコンタクト部分を除く残余の部分が、全体にわたってAl酸化皮膜17で保護されることになる。これによって、ソース電極15およびドレイン電極16の上面方向へのヒロックの発生を防止し、ヒロックの発生による配線切断を防ぐことができる。またソース電極15およびドレイン電極16の側面方向へのヒロックの発生を防止することができるので、側面方向に発生したヒロックとSi(i)膜13との接触に起因する漏れ電流を防止することができる。またSi(n)膜14をエッチングする工程以降のソース電極15およびドレイン電極16へのプロセスダメージおよび腐食などを大幅に抑制することができる。 In the second embodiment, when the same modification as that of the first embodiment is performed, the remaining portion of the second metal film excluding the contact portion connected to the pixel electrode 21 is entirely. It is protected by the Al oxide film 17 over the entire area. Accordingly, generation of hillocks in the upper surface direction of the source electrode 15 and the drain electrode 16 can be prevented, and wiring disconnection due to generation of hillocks can be prevented. Further, since generation of hillocks in the side surface direction of the source electrode 15 and the drain electrode 16 can be prevented, leakage current due to contact between the hillock generated in the side surface direction and the Si (i) film 13 can be prevented. it can. Further, process damage and corrosion to the source electrode 15 and the drain electrode 16 after the step of etching the Si (n) film 14 can be significantly suppressed.
以上に述べた第1および第2の実施の形態では、TFTの半導体膜として、アモルファスのSi膜であるSi(i)膜13およびSi(n)膜14を適用した場合を例示したが、これに限らず、多結晶または微結晶のSi膜を適用した場合でも、同様の効果を得ることができる。さらに、TFTの半導体膜として、有機半導体膜または酸化物半導体膜を用いる場合でも、ソース電極15およびドレイン電極16とのオーミックコンタクト膜を含み、このオーミックコンタクト膜のバックチャネルエッチングを含む工程で形成されるTFT構造であれば、同様の効果を得ることが可能である。 In the first and second embodiments described above, the case where the Si (i) film 13 and the Si (n) film 14 that are amorphous Si films are applied as the semiconductor film of the TFT is exemplified. However, the same effect can be obtained even when a polycrystalline or microcrystalline Si film is applied. Further, even when an organic semiconductor film or an oxide semiconductor film is used as the semiconductor film of the TFT, it is formed in a process including an ohmic contact film with the source electrode 15 and the drain electrode 16 and including back channel etching of the ohmic contact film. Similar effects can be obtained with a TFT structure.
また以上に述べた第1および第2の実施の形態では、本発明のTFTの製造方法を液晶表示装置用のTFT基板100,100Aの製造に適用する場合を例示したが、液晶表示装置に限らず、エレクトロルミネッセンス(Electro-Luminescence;略称:EL)素子を用いた自発光型表示装置のTFT基板、および同じ構造のTFTを備えたその他の半導体装置にも適用することが可能である。 In the first and second embodiments described above, the case where the TFT manufacturing method of the present invention is applied to the manufacture of TFT substrates 100 and 100A for a liquid crystal display device is exemplified. However, the present invention is not limited to the liquid crystal display device. In addition, the present invention can also be applied to a TFT substrate of a self-luminous display device using an electro-luminescence (Electro-Luminescence; abbreviation: EL) element and other semiconductor devices including a TFT having the same structure.
図18は、本発明の薄膜トランジスタにおけるホール電流密度の分布を示す図である。図19は、従来技術の薄膜トランジスタにおけるホール電流密度の分布を示す図である。図18および図19には、ゲート電圧が−15Vであり、ドレイン電圧が10Vである場合の薄膜トランジスタ(TFT)におけるオフ電流の原因となるホール電流を計算した結果の分布図を示している。図18は、前述の第1の実施の形態の逆スタガ型TFT1に関する分布図を示している。また図19は、従来技術のTFTとして、Si層であるSi(n)膜およびSi(i)膜のチャネル部側の一方の端部が、ドレイン電極のチャネル部側の端部よりもチャネル方向に延在して、チャネル部の内側に突出した形状の逆スタガ型TFTに関する分布図を示している。図18および図19に示す2つの図では、いずれもSi層内部のホール電流のみを示しており、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極およびゲート絶縁膜などのSi層以外の膜におけるホール電流は示していない。図18および図19において、濃度の濃い部分ほど、ホール電流密度が大きいことを示している。 FIG. 18 is a graph showing the distribution of hole current density in the thin film transistor of the present invention. FIG. 19 is a diagram showing a distribution of hole current density in a conventional thin film transistor. FIGS. 18 and 19 are distribution diagrams showing the results of calculating the hole current that causes the off current in the thin film transistor (TFT) when the gate voltage is −15 V and the drain voltage is 10 V. FIG. FIG. 18 is a distribution diagram related to the inverted staggered TFT 1 of the first embodiment described above. Further, FIG. 19 shows that, as a conventional TFT, one end portion on the channel portion side of the Si (n) film and the Si (i) film, which are Si layers, is more in the channel direction than the end portion on the channel portion side of the drain electrode. 2 shows a distribution diagram relating to an inverted staggered TFT having a shape extending inward and projecting inside the channel portion. In each of the two diagrams shown in FIGS. 18 and 19, only the hole current inside the Si layer is shown, and the hole current in the film other than the Si layer such as the source electrode, the drain electrode, the gate electrode, and the gate insulating film is shown. Not. 18 and 19, it is shown that the hole current density is higher as the concentration is higher.
図18に示す分布図を呈する第1の実施の形態のTFT1において、ゲート電極11は、第1の金属膜としてAl−3at%Ni合金膜を、Arガスを用いたスパッタリングによって厚みが200nmになるように成膜した後、リン酸、硝酸および酢酸を含む溶液でウエットエッチングすることによって形成した。ゲート絶縁膜12としては窒化シリコン(SiN)膜を、Si(i)膜13としては微結晶のSi(i)膜を、Si(n)膜14としてはリン(P)を不純物として添加した微結晶のSi(n)膜を、CVD法を用いて約300℃の基板加熱条件下で順次成膜した。ゲート絶縁膜12の膜厚は400nmとし、Si(i)膜13の膜厚は150nmとし、Si(n)膜14の膜厚は50nmとした。Si(i)膜13およびSi(n)膜14のエッチングは、フッ素系ガスを用いたドライエッチングによって行った。 In the TFT 1 of the first embodiment exhibiting the distribution chart shown in FIG. 18, the gate electrode 11 has an Al-3 at% Ni alloy film as the first metal film, and the thickness becomes 200 nm by sputtering using Ar gas. After forming the film in this way, it was formed by wet etching with a solution containing phosphoric acid, nitric acid and acetic acid. A silicon nitride (SiN) film is added as the gate insulating film 12, a microcrystalline Si (i) film is added as the Si (i) film 13, and phosphorus (P) is added as an impurity as the Si (n) film 14. Crystalline Si (n) films were sequentially formed under a substrate heating condition of about 300 ° C. using a CVD method. The thickness of the gate insulating film 12 was 400 nm, the thickness of the Si (i) film 13 was 150 nm, and the thickness of the Si (n) film 14 was 50 nm. Etching of the Si (i) film 13 and the Si (n) film 14 was performed by dry etching using a fluorine-based gas.
ソース電極15およびドレイン電極16は、第2の金属膜としてAl−3at%Ni合金膜を、Arガスを用いたスパッタリングによって厚みが200nmになるように成膜した後、リン酸、硝酸および酢酸を含む溶液でウエットエッチングして、パターンを形成した。ウエットエッチングでは、ジャストエッチング時間と等しい時間が経過するまで、オーバーエッチングを行った。このときの第2の金属膜のサイドエッチング量sdは、約1μmであった。ソース電極15およびドレイン電極16の形成後のO2プラズマの照射は、フォトレジストパターン22の後退量rd1が約2μmになる程度まで行った。チャネル部18を形成するときのSi(n)膜14およびSi(i)膜13のエッチングは、塩素を含むガスを用いたドライエッチングによって行った。 The source electrode 15 and the drain electrode 16 are formed by forming an Al-3 at% Ni alloy film as a second metal film to a thickness of 200 nm by sputtering using Ar gas, and then adding phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid. A pattern was formed by wet etching with the solution containing the solution. In the wet etching, overetching was performed until a time equal to the just etching time passed. At this time, the side etching amount sd of the second metal film was about 1 μm. The O 2 plasma irradiation after the formation of the source electrode 15 and the drain electrode 16 was performed until the receding amount rd1 of the photoresist pattern 22 was about 2 μm. Etching of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 when forming the channel portion 18 was performed by dry etching using a gas containing chlorine.
保護絶縁膜19としては、CVD法を用いて約300℃の基板加熱条件下で、窒化シリコン(SiN)膜を厚みが300nmになるように成膜した。画素ドレインコンタクトホール20を形成するときの保護絶縁膜19のエッチングには、フッ素系ガスを用いたドライエッチング法を用いた。画素電極21となる透明導電性膜としては、IZOを、Arガスを用いたスパッタリング法によって厚みが100nmになるように成膜した。透明導電性膜のエッチングは、シュウ酸系溶液を用いたウエットエッチングによって行った。図19に示す分布図を呈する従来技術のTFTにおける各膜は、Si(n)膜およびSi(i)膜のチャネル部側の一方の端部が、ドレイン電極のチャネル部側の端部よりもチャネル部の内側に突出していること以外は、第1の実施の形態のTFT1における各膜と同様の形状を呈する。 As the protective insulating film 19, a silicon nitride (SiN) film was formed to a thickness of 300 nm under the substrate heating condition of about 300 ° C. by using the CVD method. For etching the protective insulating film 19 when forming the pixel drain contact hole 20, a dry etching method using a fluorine-based gas was used. As a transparent conductive film to be the pixel electrode 21, IZO was formed to a thickness of 100 nm by a sputtering method using Ar gas. Etching of the transparent conductive film was performed by wet etching using an oxalic acid-based solution. Each of the films in the prior art TFT that exhibits the distribution diagram shown in FIG. 19 has one end on the channel part side of the Si (n) film and the Si (i) film than the end part on the channel part side of the drain electrode. Except for projecting to the inside of the channel portion, it has the same shape as each film in the TFT 1 of the first embodiment.
図18および図19に示す分布図において、凹んでいる部分は、チャネル部に相当する。図19に示す従来技術の分布図においては、オフ電流の原因となるホール電流が、紙面に向かって右側のドレイン電極端のシリコンの延在部分に集中し、この部分からのホール電流が支配的であることがわかる。 In the distribution diagrams shown in FIGS. 18 and 19, the recessed portion corresponds to a channel portion. In the distribution diagram of the prior art shown in FIG. 19, the hole current that causes the off-current is concentrated on the silicon extension portion at the drain electrode end on the right side toward the paper surface, and the hole current from this portion is dominant. It can be seen that it is.
この原因は、以下のように考えられる。逆スタガ型TFTでは、n型シリコンとi型シリコンとの界面におけるリンなどの不純物のプロファイルが急峻であるので、ドレイン電極16側、特にドレイン電極16の端部であるドレイン電極端で、電界の集中が発生する。たとえば、TFTに用いられるn型アモルファスシリコンの導電率は、1.0S/m程度と小さいので、ドレイン電極端で発生した電界の集中を十分に緩和することができず、n型シリコンとi型シリコンとの界面の電界が増大する。このドレイン電極端での電界の集中によって、価電子帯と伝導帯との間でトンネル電流が発生し、これがホール電流となる。したがって、従来技術のTFTでは、図19に示すように、ドレイン電極端のシリコン延在部分からのホール電流が支配的となる。 The cause is considered as follows. In an inverted staggered TFT, the profile of impurities such as phosphorus at the interface between n-type silicon and i-type silicon is steep, so that the electric field at the drain electrode 16 side, particularly at the drain electrode end that is the end of the drain electrode 16, Concentration occurs. For example, since the conductivity of n-type amorphous silicon used for TFT is as small as about 1.0 S / m, the concentration of the electric field generated at the end of the drain electrode cannot be sufficiently relaxed. The electric field at the interface with silicon increases. Due to the concentration of the electric field at the end of the drain electrode, a tunnel current is generated between the valence band and the conduction band, and this becomes a hole current. Accordingly, in the conventional TFT, as shown in FIG. 19, the hole current from the silicon extension portion at the drain electrode end is dominant.
他方、図18に示す第1の実施の形態のTFT1に関する分布図においては、紙面に向かって右側のドレイン電極端の近傍を除いて、ホール電流の集中が発生しておらず、ホール電流が低減していることがわかる。 On the other hand, in the distribution diagram relating to the TFT 1 of the first embodiment shown in FIG. 18, the hole current is not concentrated except for the vicinity of the right drain electrode end toward the paper surface, and the hole current is reduced. You can see that
本実施の形態では、前述のようにSi層であるSi(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部を、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部と略同一平面上に形成して、ソース電極15およびドレイン電極16の端部からチャネル部18の内側へのSi層の延在部分を無くすことができる。これによって、電界の集中が、ドレイン電極16の端部から外側の保護絶縁膜19の部分に移動するので、n型シリコンとi型シリコンとの界面の電界が低減され、ホール電流となるトンネル電流の発生が抑制される。したがって、図18に示すように、ホール電流の集中が緩和され、ホール電流が低減される。 In the present embodiment, as described above, the ends of the Si (n) film 14 and Si (i) film 13 that are Si layers on the channel part 18 side are connected to the channel part 18 side of the source electrode 15 and the drain electrode 16. It can be formed on substantially the same plane as the end portion, and the extending portion of the Si layer from the end portions of the source electrode 15 and the drain electrode 16 to the inside of the channel portion 18 can be eliminated. As a result, the concentration of the electric field moves from the end of the drain electrode 16 to the outer protective insulating film 19, so that the electric field at the interface between the n-type silicon and the i-type silicon is reduced, and the tunnel current becomes a hole current. Is suppressed. Therefore, as shown in FIG. 18, the concentration of the hole current is alleviated and the hole current is reduced.
以上のように本実施の形態によれば、Si(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部を、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部と略同一平面上に形成することができるので、薄膜トランジスタの高電界領域におけるオフ電流の低減が可能となる。特に液晶ディスプレイを駆動する薄膜トランジスタは、その駆動方式から、ソース電極とドレイン電極とに交互に高電圧が印加されるので、ソース接地およびドレイン接地のいずれの場合においても、低いオフ電流が要求される。したがって、本実施の形態のように、ソース電極15およびドレイン電極16のいずれの側においても、Si(n)膜14およびSi(i)膜13のチャネル部18側の端部が、ソース電極15およびドレイン電極16のチャネル部18側の端部よりもチャネル部18の内側に突出しない構造が必要である。 As described above, according to the present embodiment, the end portions of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 on the channel portion 18 side are the end portions of the source electrode 15 and the drain electrode 16 on the channel portion 18 side. Therefore, off current can be reduced in a high electric field region of the thin film transistor. In particular, a thin film transistor for driving a liquid crystal display is applied with a high voltage alternately between the source electrode and the drain electrode because of its driving method, so that a low off-state current is required in both cases of source grounding and drain grounding. . Therefore, as in this embodiment, on either side of the source electrode 15 and the drain electrode 16, the end of the Si (n) film 14 and the Si (i) film 13 on the channel portion 18 side is the source electrode 15. And the structure which does not protrude inside the channel part 18 rather than the edge part by the side of the channel part 18 of the drain electrode 16 is required.
1 薄膜トランジスタ(TFT)、10 透明絶縁性基板、11 ゲート電極、12 ゲート絶縁膜、13 i型アモルファスシリコン薄膜、14 n型アモルファスシリコン薄膜、15 ソース電極、16 ドレイン電極、17 アルミニウム酸化皮膜、18 チャネル部、19 保護絶縁膜、20 画素ドレインコンタクトホール、21 画素電極、22,24 フォトレジストパターン、23 第2の金属膜、100,100A 薄膜トランジスタ(TFT)基板。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thin film transistor (TFT), 10 Transparent insulating board | substrate, 11 Gate electrode, 12 Gate insulating film, 13 i-type amorphous silicon thin film, 14 n-type amorphous silicon thin film, 15 Source electrode, 16 Drain electrode, 17 Aluminum oxide film, 18 channels Part, 19 protective insulating film, 20 pixel drain contact hole, 21 pixel electrode, 22, 24 photoresist pattern, 23 second metal film, 100, 100A thin film transistor (TFT) substrate.
Claims (5)
前記絶縁性基板の前記ゲート電極が形成された表面上に、ゲート絶縁膜、真性シリコン膜および導電性シリコン膜を順次形成する工程と、
前記導電性シリコン膜上にフォトレジストパターンを形成し、形成したフォトレジストパターンをマスクとして、前記真性シリコン膜および前記導電性シリコン膜をエッチングして、島状にパターニングする工程と、
島状にパターニングされた前記導電性シリコン膜上に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜上にフォトレジストパターンを形成し、形成したフォトレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングして、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
前記フォトレジストパターン、前記ソース電極および前記ドレイン電極を、酸素を含むプラズマで処理することによって、前記フォトレジストパターンの側面を後退させるとともに、前記ソース電極および前記ドレイン電極の側面および、前記フォトレジストパターンの後退によって露出した上面に酸化皮膜を形成する工程と、
残存する前記フォトレジストパターンおよび前記酸化皮膜をマスクとして、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間のチャネル部となる部分の少なくとも前記導電性シリコン膜をエッチングする工程と、
残存する前記フォトレジストパターンを除去する工程と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。 Forming a Gate electrode on an insulating substrate,
Sequentially forming a gate insulating film, an intrinsic silicon film and a conductive silicon film on the surface of the insulating substrate on which the gate electrode is formed;
Forming a photoresist pattern on the conductive silicon film, etching the intrinsic silicon film and the conductive silicon film using the formed photoresist pattern as a mask, and patterning the island pattern;
Forming a metal film on the conductive silicon film patterned in an island shape;
Forming a photoresist pattern on the metal film, etching the metal film using the formed photoresist pattern as a mask, and forming a source electrode and a drain electrode;
The photoresist pattern, the source electrode, and the drain electrode are treated with plasma containing oxygen to recede the side surface of the photoresist pattern, and the side surface of the source electrode and the drain electrode, and the photoresist pattern. Forming an oxide film on the upper surface exposed by retreating,
Etching at least the conductive silicon film at a portion to be a channel portion between the source electrode and the drain electrode, using the remaining photoresist pattern and the oxide film as a mask;
A method of manufacturing the thin film transistor and said Rukoto and a step of removing the photoresist pattern remaining.
前記絶縁性基板の前記ゲート電極が形成された表面上に、ゲート絶縁膜、真性シリコン膜および導電性シリコン膜を順次形成する工程と、
前記導電性シリコン膜上にフォトレジストパターンを形成し、形成したフォトレジストパターンをマスクとして、前記真性シリコン膜および前記導電性シリコン膜をエッチングして、島状にパターニングする工程と、
島状にパターニングされた前記導電性シリコン膜上に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜上にフォトレジストパターンを形成し、形成したフォトレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングして、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
前記フォトレジストパターン、前記ソース電極および前記ドレイン電極を、酸素を含むプラズマで処理することによって、前記フォトレジストパターンを除去するとともに、前記ソース電極および前記ドレイン電極の表面全体にわたって酸化皮膜を形成する工程と、
前記酸化皮膜をマスクとして、ソース電極とドレイン電極との間のチャネル部となる部分の少なくとも導電性シリコン膜をエッチングする工程と、
前記酸化皮膜上に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜上に形成される上部電極とのコンタクト部となるコンタクトホールを、前記保護膜および前記酸化皮膜を貫通して、前記ソース電極および前記ドレイン電極の少なくとも一方に達するように形成する工程と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。 Forming a gate electrode on an insulating substrate;
Sequentially forming a gate insulating film, an intrinsic silicon film and a conductive silicon film on the surface of the insulating substrate on which the gate electrode is formed;
Forming a photoresist pattern on the conductive silicon film, etching the intrinsic silicon film and the conductive silicon film using the formed photoresist pattern as a mask, and patterning the island pattern;
Forming a metal film on the conductive silicon film patterned in an island shape;
Forming a photoresist pattern on the metal film, etching the metal film using the formed photoresist pattern as a mask, and forming a source electrode and a drain electrode;
The step of removing the photoresist pattern by treating the photoresist pattern, the source electrode and the drain electrode with plasma containing oxygen, and forming an oxide film over the entire surface of the source electrode and the drain electrode When,
Etching at least a conductive silicon film at a portion to be a channel portion between the source electrode and the drain electrode using the oxide film as a mask;
Forming a protective film on the oxide film;
Forming a contact hole serving as a contact portion with the upper electrode formed on the protective film so as to penetrate through the protective film and the oxide film and reach at least one of the source electrode and the drain electrode; method for manufacturing a thin film transistor you wherein Rukoto equipped with.
前記絶縁性基板の前記ゲート電極が形成された表面上に、ゲート絶縁膜、真性シリコン膜、導電性シリコン膜および金属膜を順次形成する工程と、
前記金属膜上に、膜厚の異なる部分を有するフォトレジストパターンを形成し、形成したフォトレジストパターンをマスクとして、前記真性シリコン膜、前記導電性シリコン膜および前記金属膜をエッチングして、島状にパターニングする工程と、
前記フォトレジストパターンを、酸素を含むプラズマで処理することによって、前記フォトレジストパターンの側面を後退させる工程と、
残存する前記フォトレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングして、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
残存する前記フォトレジストパターン、前記ソース電極および前記ドレイン電極を、酸素を含むプラズマで処理することによって、前記フォトレジストパターンの側面を後退させるとともに、前記ソース電極および前記ドレイン電極の側面および、前記フォトレジストパターンの後退によって露出した上面に酸化皮膜を形成する工程と、
残存する前記フォトレジストパターンおよび前記酸化皮膜をマスクとして、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間のチャネル部となる部分の少なくとも導電性シリコン膜をエッチングする工程と、
残存する前記フォトレジストパターンを除去する工程と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。 Forming a gate electrode on an insulating substrate;
Sequentially forming a gate insulating film, an intrinsic silicon film, a conductive silicon film, and a metal film on the surface of the insulating substrate on which the gate electrode is formed;
A photoresist pattern having portions with different thicknesses is formed on the metal film, and the intrinsic silicon film, the conductive silicon film, and the metal film are etched using the formed photoresist pattern as a mask to form an island shape. Patterning into
Retreating the side surface of the photoresist pattern by treating the photoresist pattern with a plasma containing oxygen; and
Etching the metal film using the remaining photoresist pattern as a mask to form a source electrode and a drain electrode;
The remaining photoresist pattern, the source electrode, and the drain electrode are treated with oxygen-containing plasma so that the side surface of the photoresist pattern is retreated, the side surface of the source electrode and the drain electrode, and the photo Forming an oxide film on the upper surface exposed by the receding resist pattern;
Etching at least a conductive silicon film at a portion to be a channel portion between the source electrode and the drain electrode using the remaining photoresist pattern and the oxide film as a mask;
The manufacturing method of a photoresist pattern and a step of removing the thin film transistor you characterized Rukoto remaining.
前記絶縁性基板の前記ゲート電極が形成された表面上に、ゲート絶縁膜、真性シリコン膜、導電性シリコン膜および金属膜を順次形成する工程と、
前記金属膜上に、膜厚の異なる部分を有するフォトレジストパターンを形成し、形成したフォトレジストパターンをマスクとして、前記真性シリコン膜、前記導電性シリコン膜および前記金属膜をエッチングして、島状にパターニングする工程と、
前記フォトレジストパターンを、酸素を含むプラズマで処理することによって、前記フォトレジストパターンの側面を後退させる工程と、
残存する前記フォトレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッチングして、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
残存する前記フォトレジストパターン、前記ソース電極および前記ドレイン電極を、酸素を含むプラズマで処理することによって、前記フォトレジストパターンを除去するとともに、前記ソース電極および前記ドレイン電極の表面全体にわたって酸化皮膜を形成する工程と、
前記酸化皮膜をマスクとして、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間のチャネル部となる部分の少なくとも導電性シリコン膜をエッチングする工程と、
前記酸化皮膜上に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜上に形成される上部電極とのコンタクト部となるコンタクトホールを、前記保護膜および前記酸化皮膜を貫通して、前記ソース電極および前記ドレイン電極の少なくとも一方に達するように形成する工程と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。 Forming a gate electrode on an insulating substrate;
Sequentially forming a gate insulating film, an intrinsic silicon film, a conductive silicon film, and a metal film on the surface of the insulating substrate on which the gate electrode is formed;
A photoresist pattern having portions with different thicknesses is formed on the metal film, and the intrinsic silicon film, the conductive silicon film, and the metal film are etched using the formed photoresist pattern as a mask to form an island shape. Patterning into
Retreating the side surface of the photoresist pattern by treating the photoresist pattern with a plasma containing oxygen; and
Etching the metal film using the remaining photoresist pattern as a mask to form a source electrode and a drain electrode;
The remaining photoresist pattern, the source electrode and the drain electrode are treated with plasma containing oxygen to remove the photoresist pattern and form an oxide film over the entire surface of the source electrode and the drain electrode. And a process of
Etching at least a conductive silicon film at a portion to be a channel portion between the source electrode and the drain electrode using the oxide film as a mask;
Forming a protective film on the oxide film;
Forming a contact hole serving as a contact portion with the upper electrode formed on the protective film so as to penetrate through the protective film and the oxide film and reach at least one of the source electrode and the drain electrode; method for manufacturing a thin film transistor you wherein Rukoto equipped with.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009234117A JP5575451B2 (en) | 2009-10-08 | 2009-10-08 | Thin film transistor manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009234117A JP5575451B2 (en) | 2009-10-08 | 2009-10-08 | Thin film transistor manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011082380A JP2011082380A (en) | 2011-04-21 |
JP5575451B2 true JP5575451B2 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=44076117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009234117A Active JP5575451B2 (en) | 2009-10-08 | 2009-10-08 | Thin film transistor manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5575451B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101301463B1 (en) * | 2009-12-25 | 2013-08-29 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
JP6376788B2 (en) * | 2013-03-26 | 2018-08-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
KR102290801B1 (en) * | 2013-06-21 | 2021-08-17 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
KR102166898B1 (en) | 2014-01-10 | 2020-10-19 | 삼성디스플레이 주식회사 | Thin film transistor array panel and method for manufacturing the same |
KR20160126991A (en) * | 2014-02-28 | 2016-11-02 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Semiconductor device and display device including the semiconductor device |
KR102333759B1 (en) | 2015-01-07 | 2021-12-01 | 삼성디스플레이 주식회사 | Thin film transistor array substrate and manufacturing method of the same |
CN106505033B (en) * | 2016-11-16 | 2019-06-25 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Array substrate and preparation method thereof, display device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07106589A (en) * | 1993-10-06 | 1995-04-21 | Toshiba Corp | Thin film field effect transistor |
JPH07193249A (en) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Sharp Corp | Thin-film transistor and its manufacture |
JP2002311454A (en) * | 2001-04-16 | 2002-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Liquid crystal image display and manufacturing method of semiconductor device for image display |
JP2004317685A (en) * | 2003-04-15 | 2004-11-11 | Quanta Display Japan Inc | Liquid crystal display and its manufacturing method |
JP2005322845A (en) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Sekisui Chem Co Ltd | Semiconductor device, and manufacturing device thereof and manufacturing method thereof |
-
2009
- 2009-10-08 JP JP2009234117A patent/JP5575451B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011082380A (en) | 2011-04-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10276593B2 (en) | Active matrix substrate and method for manufacturing same, display device using active matrix substrate | |
JP5575451B2 (en) | Thin film transistor manufacturing method | |
US7982215B2 (en) | TFT substrate and method for manufacturing TFT substrate | |
KR101499239B1 (en) | Thin film transistor array panel and method for manufacturing the same | |
TWI532186B (en) | Thin film transistor and method of forming the same | |
WO2014020892A1 (en) | Thin film transistor and method for manufacturing same | |
TW201203394A (en) | Array substrate and method of fabricating the same | |
US9418861B2 (en) | Method of manufacturing a display substrate using two etch masks | |
JP2008010440A (en) | Active matrix tft array substrate, and manufacturing method thereof | |
US10050059B2 (en) | Thin film transistor substrate and method for manufacturing the same | |
KR20080048936A (en) | Method of manufacturing of oxide thin film transistor array substrate and oxide thin film transistor array substrate | |
JP2005062802A (en) | Method for manufacturing thin film transistor array substrate | |
JP2008109102A (en) | Manufacturing method of thin-film transistor substrate | |
TWI471948B (en) | A method for forming an oxide thin film transistor | |
JP5865634B2 (en) | Manufacturing method of wiring film | |
US20100032760A1 (en) | Thin-film transistor substrate and method of fabricating the same | |
WO2017010342A1 (en) | Oxide semiconductor film etching method and semiconductor device manufacturing method | |
US9673232B2 (en) | Thin-film transistor, active matrix substrate, method of manufacturing thin-film transistor, and method of manufacturing active matrix substrate | |
KR20100070082A (en) | Thin film transistor substrate and method of fabricating thereof | |
US12100711B2 (en) | Active matrix substrate and method for manufacturing same | |
KR101813719B1 (en) | Manufacturing method of thin film transisotr array substrate | |
JP2020031107A (en) | Thin film transistor, thin film transistor substrate, and method of manufacturing the same | |
JPWO2018189943A1 (en) | Thin film transistor substrate and method of manufacturing the same | |
US20230178561A1 (en) | Active matrix substrate and method for manufacturing same | |
JP6072888B2 (en) | Wiring film, active matrix substrate using the same, and manufacturing method of wiring film |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111031 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130820 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131017 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140304 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140527 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20140603 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140701 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140702 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5575451 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |