JP6478819B2 - Thin film transistor substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)をスイッチングデバイスとして用いたTFTアクティブマトリックス基板(以下、「TFT基板(薄膜トランジスタ基板)」と呼称)とその製造方法に関する。   The present invention relates to a TFT active matrix substrate (hereinafter referred to as “TFT substrate (thin film transistor substrate)”) using a thin film transistor (TFT) as a switching device and a method for manufacturing the same.

一般的に、液晶表示装置(LCD)の表示モードを大別すると、TN(Twisted Nematic)方式と、IPS(In-Plane Switching)方式(「IPS」は登録商標)およびFFS方式(Fringe Field Switching:フリンジ電界駆動)に代表される横電界方式とに分けられる。横電界方式の液晶表示装置は、広視野角および高コントラストが得られるという特徴がある。IPS方式は、対向する基板間に挟持された液晶に横電界を印加して表示を行う表示方式であるが、横電界を印加する画素電極と共通電極とが同一層に設けられているため、画素電極の真上に位置する液晶分子を十分に駆動することができず、透過率は低くなる。   Generally, the display modes of a liquid crystal display (LCD) are roughly classified into a TN (Twisted Nematic) method, an IPS (In-Plane Switching) method (“IPS” is a registered trademark), and an FFS method (Fringe Field Switching: It is divided into a horizontal electric field system represented by fringe electric field driving. A horizontal electric field type liquid crystal display device has a feature that a wide viewing angle and a high contrast can be obtained. The IPS method is a display method in which display is performed by applying a horizontal electric field to liquid crystal sandwiched between opposing substrates, but since the pixel electrode and the common electrode for applying the horizontal electric field are provided in the same layer, The liquid crystal molecules located immediately above the pixel electrode cannot be driven sufficiently, and the transmittance is lowered.

この問題を改善するために、例えば特許文献1に開示されているようなFFS方式のLCDが提案されている。   In order to improve this problem, for example, an FFS type LCD as disclosed in Patent Document 1 has been proposed.

FFS方式では、共通電極と画素電極とが間に層間絶縁膜を挟んで対向配置されるため、斜め電界(フリンジ電界)が発生し、画素電極の上側に位置する液晶分子に対しても横方向の電界を印加することができ、その液晶分子を十分に駆動することができる。その結果、広視野角、かつIPS方式よりも高い透過率を得ることができる。   In the FFS method, since the common electrode and the pixel electrode are arranged to face each other with an interlayer insulating film interposed therebetween, an oblique electric field (fringe electric field) is generated, and the liquid crystal molecules located above the pixel electrode are also laterally aligned. Thus, the liquid crystal molecules can be sufficiently driven. As a result, it is possible to obtain a wider viewing angle and higher transmittance than the IPS system.

これまで液晶表示装置用のTFT基板のスイッチングデバイスには、活性層(チャネル層)となる半導体膜にアモルファスシリコンが用いられてきた。しかしながら近年では、狭額縁化、低コスト化、高性能化、高精細化などの要求が高まっており、それらの要求に応えるために、高移動度の半導体材料を用いてTFTを微細化することが必要となり、またソース駆動回路およびゲート駆動回路を同一基板上に形成することで、駆動回路の削減および画像表示領域の外縁領域(額縁領域)での実装面積の削減が必要となっている。   Until now, amorphous silicon has been used for a semiconductor film serving as an active layer (channel layer) in a switching device of a TFT substrate for a liquid crystal display device. However, in recent years, demands for narrower frames, lower costs, higher performance, higher definition, etc. are increasing. To meet these demands, TFTs are miniaturized using high-mobility semiconductor materials. In addition, by forming the source drive circuit and the gate drive circuit on the same substrate, it is necessary to reduce the drive circuit and the mounting area in the outer edge region (frame region) of the image display region.

近年では高移動度のTFTとして、酸化物半導体を用いたTFTが盛んに開発されている。酸化物半導体としては、酸化亜鉛(ZnO)系材料、酸化亜鉛に酸化ガリウム(Ga)および酸化インジウム(In)を添加した非晶質のInGaZnO系材料が主に用いられ、この技術は例えば特許文献2および3に開示されている。広視野角で透過率が高く、高性能(高移動度)の液晶表示装置を実現するには、酸化物半導体を用いたTFTをスイッチングデバイスとするFFS方式のLCDパネルを使用することが望ましい。 In recent years, TFTs using an oxide semiconductor have been actively developed as high mobility TFTs. As an oxide semiconductor, a zinc oxide (ZnO) -based material, an amorphous InGaZnO-based material obtained by adding gallium oxide (Ga 2 O 3 ) and indium oxide (In 2 O 3 ) to zinc oxide is mainly used. This technique is disclosed in Patent Documents 2 and 3, for example. In order to realize a high-performance (high mobility) liquid crystal display device with a wide viewing angle and high transmittance, it is desirable to use an FFS-type LCD panel using a TFT using an oxide semiconductor as a switching device.

一般的に液晶表示装置のTFT基板の画素電極には、非晶質ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウム(In)+酸化スズ(SnO))が用いられる。この非晶質ITOはシュウ酸、カルボン酸などの弱酸性溶液でエッチングが可能である。しかしながら非晶質ITOは、150℃以上の熱が加わると結晶化してしまう。結晶化したITO膜は、上記弱酸性溶液ではエッチングが困難となるが、写真製版プロセスのレジストパターニング後のポストベーク処理は、通常90℃〜130℃であるため、非晶質ITO膜が部分的に結晶化してしまう場合がある。 Generally, amorphous ITO (Indium Tin Oxide: indium oxide (In 2 O 3 ) + tin oxide (SnO 2 )) is used for the pixel electrode of the TFT substrate of the liquid crystal display device. This amorphous ITO can be etched with a weakly acidic solution such as oxalic acid or carboxylic acid. However, amorphous ITO crystallizes when heat of 150 ° C. or higher is applied. Although the crystallized ITO film is difficult to etch with the above weak acid solution, the post-baking treatment after resist patterning in the photolithography process is usually 90 ° C. to 130 ° C., so the amorphous ITO film is partially May crystallize.

そうするとITO膜のエッチング残渣が発生し、その残渣に起因する隣接画素間での電流リークに起因する表示異常が発生する可能性がある。残渣を抑制するためには画素間の距離を大きくする等の方法があるが、画素電極面積が小さくなり、開口率が大幅に下がってしまう。またエッチング時間を長くして残渣を除去する方法もあるが、製造時間が長くなるのでコストが高くなる。しかもエッチング時間を長くするとサイドエッチング量が増えるため、例えばソース、ドレイン電極等の段差部で画素電極の断線が発生する可能性もある。   Then, an etching residue of the ITO film is generated, and there is a possibility that a display abnormality due to current leakage between adjacent pixels due to the residue occurs. In order to suppress the residue, there is a method of increasing the distance between the pixels. However, the pixel electrode area is reduced, and the aperture ratio is greatly reduced. There is also a method of removing the residue by lengthening the etching time, but the manufacturing time becomes long, so the cost becomes high. Moreover, since the side etching amount increases when the etching time is lengthened, there is a possibility that the pixel electrode is disconnected at a stepped portion such as the source and drain electrodes.

これらの課題に対して、例えば特許文献4ではITOにZnO(酸化亜鉛)を添加し、結晶化温度を上昇させることで残渣を低減する方法が提案されている。しかしながらITO膜の残渣発生は、下地の絶縁膜の種類および表面状態に依存するので最適化が難しい。特に高精細化に伴い、隣接画素間距離が狭くなると、対策はさらに困難となる。またZnOを添加すると透過率の低下、導電率の低下を起こしやすく、液晶パネルの輝度低下を招く可能性がある。   For example, Patent Document 4 proposes a method for reducing residues by adding ZnO (zinc oxide) to ITO and raising the crystallization temperature. However, the generation of ITO film residue is difficult to optimize because it depends on the type and surface state of the underlying insulating film. In particular, when the distance between adjacent pixels becomes narrower with higher definition, the countermeasure becomes more difficult. Further, when ZnO is added, the transmittance and the conductivity are likely to be lowered, and the luminance of the liquid crystal panel may be lowered.

また、特許文献5では非晶質のInGaZnOを用いて半導体チャネル層と画素電極を同一層で形成する方法を提案している。非晶質InGaZnOはシュウ酸、カルボン酸などの弱酸性溶液で容易にエッチングされ、残渣も発生しない。また半導体チャネル層と画素電極の両方で使用するために、用途別に導電率を制御する必要があり、特許文献5では画素電極部分にプラズマ処理を行って導電率を上げる方法を提案している。しかしながら非晶質InGaZnOをプラズマ処理した場合、導電率を上昇させることは可能であるが、その制御が難しい。またプラズマ処理を行ったとしても、非晶質ITOよりも導電率は2桁〜3桁程低く、透明導電膜としての性能は劣ってしまう。   Patent Document 5 proposes a method for forming a semiconductor channel layer and a pixel electrode in the same layer using amorphous InGaZnO. Amorphous InGaZnO is easily etched with a weakly acidic solution such as oxalic acid or carboxylic acid, and no residue is generated. In addition, in order to use both in the semiconductor channel layer and the pixel electrode, it is necessary to control the conductivity for each application, and Patent Document 5 proposes a method of increasing the conductivity by performing plasma treatment on the pixel electrode portion. However, when amorphous InGaZnO is plasma-treated, it is possible to increase the conductivity, but it is difficult to control it. Even if plasma treatment is performed, the conductivity is lower by 2 to 3 digits than that of amorphous ITO, and the performance as a transparent conductive film is inferior.

特開2001−56474号公報JP 2001-56474 A 特開2005−77822号公報JP-A-2005-77822 特開2007−281409号公報JP 2007-281409 A 特開2008−010342号公報JP 2008-010342 A 国際公開第2011/010415号International Publication No. 2011/010415

画素電極となる非晶質ITOと非晶質の酸化物半導体膜は、シュウ酸およびカルボン酸に溶けるため、FFS方式のTFT基板のスイッチングデバイスのチャネル層に酸化物半導体を用いる場合、マスク枚数を増やす必要がある。例えば特許文献1の図3に開示されているFFS方式のTFT基板は、(1)ゲート電極の形成工程、(2)ゲート絶縁膜および半導体膜の形成工程、(3)ソース・ドレイン電極の形成工程、(4)画素電極の形成工程、(5)保護絶縁膜へのコンタクトホール形成工程、(6)共通電極の形成工程、という6回の写真製版工程を経て形成される。この製造フローでは画素電極をパターニングする際にチャネル層(酸化物半導体)がエッチング液に曝され、チャネル層が消失する可能性が高い。消失を防止するにはチャネル保護膜(エッチングストッパ膜)を形成する必要があり、結果として写真製版工程が1回分増加し、製造コストが増加してしまう。   Amorphous ITO and amorphous oxide semiconductor film to be pixel electrodes are soluble in oxalic acid and carboxylic acid. Therefore, when using an oxide semiconductor for the channel layer of the switching device of the FFS TFT substrate, the number of masks must be Need to increase. For example, an FFS TFT substrate disclosed in FIG. 3 of Patent Document 1 includes (1) a gate electrode formation process, (2) a gate insulating film and semiconductor film formation process, and (3) source / drain electrode formation. It is formed through six photoengraving steps: (4) pixel electrode formation step, (5) contact hole formation step to the protective insulating film, and (6) common electrode formation step. In this manufacturing flow, there is a high possibility that the channel layer (oxide semiconductor) is exposed to the etching solution when the pixel electrode is patterned, and the channel layer disappears. In order to prevent disappearance, it is necessary to form a channel protective film (etching stopper film). As a result, the photolithography process is increased by one time, and the manufacturing cost is increased.

本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、FFS方式のTFT基板のスイッチングデバイスのチャネル層に酸化物半導体を用いる場合であっても、画素電極のエッチング残渣を防止した構成を提供すると共に、写真製版工程を減らして、製造コストを低減した製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and even when an oxide semiconductor is used for the channel layer of the switching device of the FFS type TFT substrate, the etching residue of the pixel electrode is prevented. An object of the present invention is to provide a manufacturing method that reduces the manufacturing cost by providing a configuration and reducing the photolithography process.

本発明に係る薄膜トランジスタ基板の態様は、画素が複数マトリックス状に配列された薄膜トランジスタ基板であって、前記画素のそれぞれは、基板上に選択的に配設されたゲート電極および共通電極配線と、前記ゲート電極および前記共通電極配線を覆う第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に選択的に配設された酸化物半導体膜と、前記第1の絶縁膜上および前記酸化物半導体膜上に配設された第2の絶縁膜と、前記第2絶縁膜の上に配設されたソース電極、ドレイン電極およびソース配線と、前記ドレイン電極の端部上にその一部が接することで、前記ドレイン電極に電気的に接続された画素電極と、前記ソース電極、前記ドレイン電極、前記ソース配線および前記画素電極上に配設された第3の絶縁膜と、前記画素電極と対向するように前記第3の絶縁膜上に配設された対向電極と、を備え、前記対向電極は、前記第3の絶縁膜および第1の絶縁膜を貫通する共通電極コンタクトホールを介して、前記共通電極配線と電気的に接続され、前記酸化物半導体膜は、少なくとも前記ゲート電極の上方および前記画素電極の下部に設けられ、前記画素電極は、前記酸化物半導体膜に直接接する部分を有し、前記ソース電極および前記ドレイン電極は、それぞれ前記第2の絶縁膜を貫通するソース電極コンタクトホールおよびドレイン電極コンタクトホールを介して前記酸化物半導体膜と電気的に接続される。   An aspect of a thin film transistor substrate according to the present invention is a thin film transistor substrate in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and each of the pixels includes a gate electrode and a common electrode wiring selectively disposed on the substrate, A first insulating film covering a gate electrode and the common electrode wiring; an oxide semiconductor film selectively disposed on the first insulating film; and the first insulating film and the oxide semiconductor film A portion of the second insulating film disposed on the drain electrode, a source electrode, a drain electrode and a source wiring disposed on the second insulating film, and a portion of the second insulating film being in contact with an end of the drain electrode; A pixel electrode electrically connected to the drain electrode; a source electrode; the drain electrode; the source wiring; a third insulating film disposed on the pixel electrode; and the pixel electrode facing the pixel electrode. And a counter electrode disposed on the third insulating film, wherein the counter electrode is connected to the common electrode via a common electrode contact hole that penetrates the third insulating film and the first insulating film. Electrically connected to the electrode wiring, the oxide semiconductor film is provided at least above the gate electrode and below the pixel electrode, the pixel electrode has a portion in direct contact with the oxide semiconductor film; The source electrode and the drain electrode are electrically connected to the oxide semiconductor film through a source electrode contact hole and a drain electrode contact hole that penetrate the second insulating film, respectively.

本発明に係る薄膜トランジスタ基板によれば、画素電極の下部に酸化物半導体膜が存在するので、画素電極のパターニングに際してエッチング残渣が発生しない。すなわち、製造工程中の熱処理で画素電極が一部結晶化しても、酸化物半導体層ではエッチングが進むため、結晶化した画素電極はリフトオフされて除去される。このため、残渣に起因する隣接画素間での電流リークによる表示異常が防止される。また、酸化物半導体膜から画素電極に酸素が供給されるので、画素電極の透過率が向上する。また、ドレイン電極の端部では、酸化物半導体膜と画素電極とで挟まれた構造となるので、ドレイン電極と画素電極との密着力が向上し、機械強度も向上するので、ドレイン電極と画素電極との断線が抑制される。   According to the thin film transistor substrate of the present invention, since the oxide semiconductor film is present below the pixel electrode, no etching residue is generated during patterning of the pixel electrode. In other words, even when the pixel electrode is partially crystallized by heat treatment during the manufacturing process, the oxide semiconductor layer is etched, so that the crystallized pixel electrode is lifted off and removed. For this reason, display anomalies due to current leakage between adjacent pixels due to residue are prevented. In addition, since oxygen is supplied from the oxide semiconductor film to the pixel electrode, the transmittance of the pixel electrode is improved. In addition, since the end portion of the drain electrode is sandwiched between the oxide semiconductor film and the pixel electrode, the adhesion between the drain electrode and the pixel electrode is improved and the mechanical strength is also improved. Disconnection from the electrode is suppressed.

本発明に係る実施の形態1のTFT基板の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the TFT substrate of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1のTFT基板の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the TFT substrate of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1のTFT基板の製造方法を示す平面図である。It is a top view which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1のTFT基板の製造方法を示す平面図である。It is a top view which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1のTFT基板の製造方法を示す平面図である。It is a top view which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1の変形例のTFT基板の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the TFT substrate of the modification of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1の変形例のTFT基板の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the TFT substrate of the modification of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態2のTFT基板の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the TFT substrate of Embodiment 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態2のTFT基板の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the TFT substrate of Embodiment 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態2のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態2のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態2のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態2のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態2のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態2のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態3のTFT基板の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the TFT substrate of Embodiment 3 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態3のTFT基板の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the TFT substrate of Embodiment 3 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態2のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態2のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態2のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態3のTFT基板の製造方法を示す平面図である。It is a top view which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 3 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態3のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 3 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態3のTFT基板の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the TFT substrate of Embodiment 3 which concerns on this invention.

<実施の形態1>
<TFT基板の画素の構成>
まず、図1および図2を参照して、実施の形態1に係るTFT基板100の構成について説明する。なお、本発明はTFT基板に関するものであるが、特に画素の構成に特徴を有するので、以下においては画素の構成について説明する。図1は、実施の形態1に係るTFT基板100の画素の平面構成を示す平面図であり、図2は、図1におけるX−X線での断面構成、Y−Y線での断面構成およびZ−Z線での断面構成を示す断面図である。
<Embodiment 1>
<TFT substrate pixel configuration>
First, the configuration of the TFT substrate 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 1 and FIG. Although the present invention relates to a TFT substrate, since it is particularly characterized by the configuration of the pixel, the configuration of the pixel will be described below. FIG. 1 is a plan view showing a planar configuration of a pixel of the TFT substrate 100 according to the first embodiment, and FIG. 2 is a sectional configuration taken along line XX, a sectional configuration taken along line YY in FIG. It is sectional drawing which shows the cross-sectional structure in a ZZ line.

なお、X−X線での断面構成には、TFTの形成領域である「TFT部」と、画素電極13および対向電極18の形成領域である「透過画素部」と、対向電極18と共通電極4とが接続される「電極接続部」とを含んでいる。また、Y−Y線での断面構成は、ゲート配線22にゲート信号を供給するためのゲート端子3およびゲート端子パッド19の形成領域である「ゲート端子部」の断面構成に対応し、Z−Z線での断面構成は、ソース配線21に表示信号を印加するためのソース端子12およびソース端子パッド20の形成領域である「ソース端子部」の断面構成に対応する。   Note that the cross-sectional configuration along the line XX includes a “TFT portion” that is a TFT formation region, a “transmission pixel portion” that is a formation region of the pixel electrode 13 and the counter electrode 18, a counter electrode 18, and a common electrode. 4 and an “electrode connecting portion” to which the terminal 4 is connected. The cross-sectional configuration along the Y-Y line corresponds to the cross-sectional configuration of the “gate terminal portion”, which is the formation region of the gate terminal 3 and the gate terminal pad 19 for supplying a gate signal to the gate wiring 22, and Z− The cross-sectional configuration along the Z line corresponds to the cross-sectional configuration of the “source terminal portion”, which is the formation region of the source terminal 12 and the source terminal pad 20 for applying a display signal to the source wiring 21.

なお、以下においてはTFT基板100は光透過型のFFS方式の液晶表示装置に用いるものとして説明する。   In the following description, it is assumed that the TFT substrate 100 is used for a light transmission type FFS liquid crystal display device.

図1に示すように、TFT基板100は、複数のゲート配線22(走査信号線)と複数のソース配線21(表示信号線)とが直交して交差するように配設され、両配線の交点近傍にTFTが配設されており、ゲート配線22の一部がTFTのゲート電極2となり、TFTのソース電極11がソース配線21に接続され、TFTのドレイン電極10は光透過型の画素電極13に接続されている。また、ゲート配線22と平行な方向に延在するように共通電極4が配設されている。   As shown in FIG. 1, the TFT substrate 100 is arranged such that a plurality of gate wirings 22 (scanning signal lines) and a plurality of source wirings 21 (display signal lines) intersect at right angles, and the intersections of both wirings. A TFT is disposed in the vicinity, a part of the gate wiring 22 becomes the TFT gate electrode 2, the TFT source electrode 11 is connected to the source wiring 21, and the TFT drain electrode 10 is a light-transmissive pixel electrode 13. It is connected to the. Further, the common electrode 4 is disposed so as to extend in a direction parallel to the gate wiring 22.

すなわち、ゲート端子3から横方向(X方向)に一定の線幅で延在するように配設されたゲート配線22は、TFTの形成領域(TFT部)において線幅が幅広く形成されてゲート電極2となっているが、隣り合う画素のゲート電極2との間は一定の線幅となって、ゲート電極間を接続している。また、ソース端子12から縦方向(Y方向)に一定の線幅で延在するように配設されたソース配線21からは、ソース電極11が分岐し、TFT部のゲート電極2の上部に設けられた酸化物半導体膜6の上方を覆っている。そして、ソース電極コンタクトホール9を通して酸化物半導体膜6に接続されている。また、平面視的にソース電極11に対向して設けられたドレイン電極10は、その一方端が、ドレイン電極コンタクトホール8を通して酸化物半導体膜6に接続され、他方端が画素電極13に接続されている。   That is, the gate wiring 22 arranged so as to extend from the gate terminal 3 in the horizontal direction (X direction) with a constant line width is formed with a wide line width in the TFT formation region (TFT portion). However, the line width between the gate electrodes 2 of adjacent pixels is constant, and the gate electrodes are connected to each other. Further, the source electrode 11 branches from the source wiring 21 arranged so as to extend from the source terminal 12 in the vertical direction (Y direction) with a certain line width, and is provided above the gate electrode 2 in the TFT portion. The upper part of the formed oxide semiconductor film 6 is covered. Then, it is connected to the oxide semiconductor film 6 through the source electrode contact hole 9. In addition, the drain electrode 10 provided to face the source electrode 11 in plan view has one end connected to the oxide semiconductor film 6 through the drain electrode contact hole 8 and the other end connected to the pixel electrode 13. ing.

なお、隣接するソース配線21とゲート配線22および共通電極4で囲まれた領域が画素領域となるので、TFT基板100では、画素領域がマトリックス状に配列された構成となる。   Since the region surrounded by the adjacent source wiring 21, gate wiring 22, and common electrode 4 is a pixel region, the TFT substrate 100 has a configuration in which the pixel regions are arranged in a matrix.

ゲート端子3の上には、ゲート端子コンタクトホール15を通してゲート端子3に接続されるゲート端子パッド19が形成されている。また、ソース端子12の上には、ソース端子コンタクトホール16を通してソース端子12に接続するソース端子パッド20が形成されている。   A gate terminal pad 19 connected to the gate terminal 3 through the gate terminal contact hole 15 is formed on the gate terminal 3. A source terminal pad 20 connected to the source terminal 12 through the source terminal contact hole 16 is formed on the source terminal 12.

図2に示すように、TFT基板100は、例えば、ガラス等の透明絶縁性基板1上に形成され、透明絶縁性基板1上にゲート端子3、ゲート配線22(図1)、ゲート電極2および共通電極配線4が形成されている。そして、これらを覆うように、絶縁膜5(第1の絶縁膜)が形成されている。   As shown in FIG. 2, the TFT substrate 100 is formed on a transparent insulating substrate 1 such as glass, for example. On the transparent insulating substrate 1, a gate terminal 3, a gate wiring 22 (FIG. 1), a gate electrode 2, and A common electrode wiring 4 is formed. An insulating film 5 (first insulating film) is formed so as to cover them.

絶縁膜5の上には酸化物半導体膜6、23および24が形成され、それらの上に絶縁膜7(第2の絶縁膜)が形成されている。酸化物半導体膜6、23および24は同一層で形成され、酸化物半導体膜6はTFT部においてゲート電極2の上方に設けられ、チャネル層として機能し、ゲート電極2の上に形成された絶縁膜5がゲート絶縁膜として機能する。また、酸化物半導体膜23はソース配線21およびソース端子12の下方に設けられ、酸化物半導体膜24は画素電極13の下に設けられる。   Oxide semiconductor films 6, 23 and 24 are formed on the insulating film 5, and an insulating film 7 (second insulating film) is formed thereon. The oxide semiconductor films 6, 23 and 24 are formed in the same layer, and the oxide semiconductor film 6 is provided above the gate electrode 2 in the TFT portion, functions as a channel layer, and is formed on the gate electrode 2. The film 5 functions as a gate insulating film. The oxide semiconductor film 23 is provided below the source wiring 21 and the source terminal 12, and the oxide semiconductor film 24 is provided below the pixel electrode 13.

なお、酸化物半導体膜6の平面パターンは、ゲート電極2の平面パターンよりも小さく形成され、酸化物半導体膜6はゲート電極2の形成領域内に収まっている。   Note that the planar pattern of the oxide semiconductor film 6 is formed smaller than the planar pattern of the gate electrode 2, and the oxide semiconductor film 6 is accommodated in the formation region of the gate electrode 2.

絶縁膜7はTFT部の酸化物半導体膜6を覆うが、絶縁膜7を貫通するようにドレイン電極コンタクトホール8およびソース電極コンタクトホール9が設けられ、それぞれには絶縁膜7上に形成されたドレイン電極10およびソース電極11が埋め込まれて酸化物半導体膜6と電気的に接続されている。また、絶縁膜7は酸化物半導体膜24上においては大部分が除去されており、酸化物半導体膜24上には画素電極13が設けられている。また、絶縁膜7の上にはソース配線21(図1)およびソース端子12も形成されている。   The insulating film 7 covers the oxide semiconductor film 6 in the TFT portion, but a drain electrode contact hole 8 and a source electrode contact hole 9 are provided so as to penetrate the insulating film 7, and each is formed on the insulating film 7. The drain electrode 10 and the source electrode 11 are embedded and electrically connected to the oxide semiconductor film 6. Further, most of the insulating film 7 is removed over the oxide semiconductor film 24, and the pixel electrode 13 is provided over the oxide semiconductor film 24. A source wiring 21 (FIG. 1) and a source terminal 12 are also formed on the insulating film 7.

画素電極13は、ドレイン電極10と酸化物半導体膜24に電気的に接続される。なお、図1に示されるように画素電極13と酸化物半導体膜24とは平面視的には矩形をなし、画素電極13は酸化物半導体膜24よりもやや小さく形成され、画素電極13の外縁部は酸化物半導体膜24の外縁部より内側にある。   The pixel electrode 13 is electrically connected to the drain electrode 10 and the oxide semiconductor film 24. As shown in FIG. 1, the pixel electrode 13 and the oxide semiconductor film 24 are rectangular in plan view, and the pixel electrode 13 is formed slightly smaller than the oxide semiconductor film 24, and the outer edge of the pixel electrode 13. The portion is inside the outer edge portion of the oxide semiconductor film 24.

そして、画素電極13、ドレイン電極10、ソース電極11、絶縁膜7、ソース配線21(図1)、ソース端子12および絶縁膜5を覆うように絶縁膜14(第3の絶縁膜)が設けられ、絶縁膜14を貫通するように、ゲート端子コンタクトホール15、ソース端子コンタクトホール16および共通電極コンタクトホール17が形成されている。   An insulating film 14 (third insulating film) is provided so as to cover the pixel electrode 13, drain electrode 10, source electrode 11, insulating film 7, source wiring 21 (FIG. 1), source terminal 12 and insulating film 5. A gate terminal contact hole 15, a source terminal contact hole 16 and a common electrode contact hole 17 are formed so as to penetrate the insulating film 14.

絶縁膜14上には、複数のスリット開口部SLを有する櫛歯状の対向電極18、ゲート端子パッド19およびソース端子パッド20が同じ導電膜を用いて形成され、ゲート端子コンタクトホール15にはゲート端子パッド19が埋め込まれてゲート端子3と電気的に接続され、ソース端子コンタクトホール16にはソース端子パッド20が埋め込まれてソース端子12と電気的に接続され、共通電極コンタクトホール17には対向電極18が埋め込まれて共通電極4と電気的に接続されている。なお、ゲート端子コンタクトホール15および共通電極コンタクトホール17は、絶縁膜14だけでなく絶縁膜5も貫通するように設けられている。   A comb-like counter electrode 18 having a plurality of slit openings SL, a gate terminal pad 19 and a source terminal pad 20 are formed on the insulating film 14 using the same conductive film. A terminal pad 19 is embedded and electrically connected to the gate terminal 3, a source terminal contact hole 16 is embedded and electrically connected to the source terminal 12, and the common electrode contact hole 17 is opposed to the common terminal contact hole 17. The electrode 18 is embedded and is electrically connected to the common electrode 4. The gate terminal contact hole 15 and the common electrode contact hole 17 are provided so as to penetrate not only the insulating film 14 but also the insulating film 5.

また、図1に示すように対向電極18は、下部電極となる画素電極13上だけでなく、TFT基板100の大部分を覆うように連続したパターンとなるように設けられているが、複数のスリット開口部SLは、画素電極13と対向する部分にのみ設けられている。   Further, as shown in FIG. 1, the counter electrode 18 is provided in a continuous pattern so as to cover most of the TFT substrate 100 as well as on the pixel electrode 13 as a lower electrode. The slit opening SL is provided only in a portion facing the pixel electrode 13.

なお、本実施の形態1では、酸化物半導体膜6として酸化物半導体が用いられる。例えば、ZnO)系の酸化物半導体、酸化亜鉛(ZnO)に酸化インジウム(In)、および酸化スズ(SnO)を添加したInZnSnO系の酸化物半導体、あるいは、酸化亜鉛(ZnO)系の酸化物半導体、酸化亜鉛(ZnO)に酸化ガリウム(Ga)と酸化インジウム(In)を添加したInGaZnO系の酸化物半導体などを用いることができる。 Note that in this embodiment 1, an oxide semiconductor is used as the oxide semiconductor film 6. For example, a ZnO-based oxide semiconductor, an InZnSnO-based oxide semiconductor obtained by adding indium oxide (In 2 O 3 ) and tin oxide (SnO 2 ) to zinc oxide (ZnO), or a zinc oxide (ZnO) -based semiconductor Alternatively, an oxide semiconductor of InGaZnO in which gallium oxide (Ga 2 O 3 ) and indium oxide (In 2 O 3 ) are added to zinc oxide (ZnO) can be used.

<製造方法>
以下、図3〜図14を用いて実施の形態1のTFT基板100の製造方法について説明する。なお、最終工程を示す平面図および断面図は、それぞれ図1および図2に相当する。
<Manufacturing method>
Hereinafter, a method for manufacturing the TFT substrate 100 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. A plan view and a cross-sectional view showing the final process correspond to FIGS. 1 and 2, respectively.

まず、図3に示す工程において、ガラス等の透明絶縁性基板1の上面全面に導電膜27(第1の導電膜)を形成する。ここでは、導電膜27としてアルミニウム(Al)合金膜、例えばAl-Ni-Nd膜をDCマグネトロンスパッタリング法により200〜300nmの厚さに形成する。   First, in the step shown in FIG. 3, a conductive film 27 (first conductive film) is formed on the entire upper surface of the transparent insulating substrate 1 such as glass. Here, an aluminum (Al) alloy film, such as an Al—Ni—Nd film, is formed as the conductive film 27 to a thickness of 200 to 300 nm by a DC magnetron sputtering method.

次に、導電膜27上にレジスト材を塗布し、1回目の写真製版工程でフォトレジストパターンを形成し、当該フォトレジストパターンをマスクとして導電膜27をエッチングによりパターニングする。これにより、透明絶縁性基板1の上にゲート端子3、ゲート配線22(図1)、ゲート電極2および共通電極配線4が形成される。   Next, a resist material is applied onto the conductive film 27, a photoresist pattern is formed in the first photolithography process, and the conductive film 27 is patterned by etching using the photoresist pattern as a mask. Thereby, the gate terminal 3, the gate wiring 22 (FIG. 1), the gate electrode 2 and the common electrode wiring 4 are formed on the transparent insulating substrate 1.

ここでは導電膜27にAl-Ni-Nd合金を用いているが、配線抵抗がAl-Ni-Nd合金と同程度かさらに低くできるのであれば、他の材料を用いても良い。Al-Ni-Nd合金は、主成分がAlであるので、導電率が高く、添加されているNiによってITO等の透明導電膜との電気的接合も可能な材料である。導電膜27のエッチングには、一般的に公知であるPAN溶液(リン酸(Phosphoric acid)、酢酸(Acetic acid)、硝酸(Nitric acid)を含む混酸)をエッチャントとしたウエットエッチングを用いることができる。   Here, an Al—Ni—Nd alloy is used for the conductive film 27, but other materials may be used as long as the wiring resistance can be equal to or lower than that of the Al—Ni—Nd alloy. An Al—Ni—Nd alloy is a material whose main component is Al, and thus has high conductivity, and can be electrically joined to a transparent conductive film such as ITO by the added Ni. For the etching of the conductive film 27, wet etching using a generally known PAN solution (mixed acid including phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid) as an etchant can be used. .

次に、図4に示す工程において、透明絶縁性基板1の上面全面に絶縁膜5を形成する。本実施の形態1では、化学的気相成長(CVD)法を用いて、厚さ400nmの窒化シリコン(SiN)膜と、厚さ50nmの酸化シリコン(SiO)膜をこの順に形成して絶縁膜5とした。   Next, in the step shown in FIG. 4, the insulating film 5 is formed on the entire upper surface of the transparent insulating substrate 1. In the first embodiment, a silicon nitride (SiN) film having a thickness of 400 nm and a silicon oxide (SiO) film having a thickness of 50 nm are formed in this order by using a chemical vapor deposition (CVD) method. It was set to 5.

なお、酸化シリコン膜は、水分(HO)、水素(H)、ナトリウム(Na)およびカリウム(K)などのTFT特性に影響を及ぼす不純物元素に対するバリア性が弱いので、絶縁膜5は、SiO膜の下層にバリア性に優れるSiN膜を設けた積層構造とした。その後、図4に示すように絶縁膜5の上面全面に酸化物半導体膜28を形成する。 Since the silicon oxide film has a weak barrier property against impurity elements that affect TFT characteristics such as moisture (H 2 O), hydrogen (H 2 ), sodium (Na), and potassium (K), the insulating film 5 A laminated structure in which a SiN film having excellent barrier properties is provided under the SiO film. After that, as illustrated in FIG. 4, an oxide semiconductor film 28 is formed on the entire upper surface of the insulating film 5.

より具体的には、まず、In:Ga:Zn:Oの原子組成比が1:1:1:4であるInGaZnOターゲット[In・(Ga)・(ZnO)]を用いたスパッタリング法でInGaZnO膜を形成する。このとき、公知のアルゴン(Ar)ガスやクリプトン(Kr)ガスを用いたスパッタリング法を用いた場合、通常は、酸素の原子組成比が化学量論組成よりも少なく、酸素イオン欠乏状態(上記の例ではOの組成比が4未満)の酸化膜となってしまう。従って、Arガスに酸素(O)ガスを混合させてスパッタリングすることが望ましい。ここでは、Arガスに対して分圧比で10%のOガスを添加した混合ガスを用いて、スパッタリングを行い、50nmの厚さでInGaZnO膜を形成した。このInGaZnO膜は、非晶質構造である。また、非晶質構造のInGaZnO膜は、一般的に結晶化温度が500℃以上であり、常温では膜中の大部分が非晶質構造のままで安定する。 More specifically, first, an InGaZnO target [In 2 O 3. (Ga 2 O 3 ). (ZnO) 2 ] in which the atomic composition ratio of In: Ga: Zn: O is 1: 1: 1: 4 is set. An InGaZnO film is formed by the sputtering method used. At this time, when a sputtering method using a known argon (Ar) gas or krypton (Kr) gas is used, the oxygen atomic composition ratio is usually smaller than the stoichiometric composition, and the oxygen ion deficient state (the above-mentioned In the example, the oxide film has an O composition ratio of less than 4). Therefore, it is desirable to mix Ar gas with oxygen (O 2 ) gas and perform sputtering. Here, sputtering was performed using a mixed gas obtained by adding 10% O 2 gas at a partial pressure ratio to Ar gas, and an InGaZnO film was formed with a thickness of 50 nm. This InGaZnO film has an amorphous structure. In addition, an InGaZnO film having an amorphous structure generally has a crystallization temperature of 500 ° C. or higher, and most of the film is stable with an amorphous structure at room temperature.

次に、酸化物半導体膜28上にレジスト材を塗布し、2回目の写真製版工程でフォトレジストパターンを形成し、当該フォトレジストパターンをマスクとして酸化物半導体膜28をエッチングによりパターニングする。   Next, a resist material is applied onto the oxide semiconductor film 28, a photoresist pattern is formed in the second photolithography process, and the oxide semiconductor film 28 is patterned by etching using the photoresist pattern as a mask.

酸化物半導体膜28のエッチングには、シュウ酸を含む溶液によるウエットエッチングを用いることができる。シュウ酸を含む溶液としては、シュウ酸を1〜10wt%の範囲で含むものが好ましい。本実施の形態1では、シュウ酸を5wt%で含む水溶液を用いた。   For the etching of the oxide semiconductor film 28, wet etching using a solution containing oxalic acid can be used. As the solution containing oxalic acid, a solution containing oxalic acid in the range of 1 to 10 wt% is preferable. In the first embodiment, an aqueous solution containing 5 wt% oxalic acid is used.

その後、フォトレジストパターンを除去し、基板全体を350℃で60分間、大気雰囲気中でアニールする。酸素を含んだ状態でのアニールにより、酸化物半導体膜にさらに酸素を供給することができ、酸素イオン欠乏状態の解消がより確実なものとなる。また同時に構造緩和も起こるため、構造欠陥が減少して良質な半導体膜となる。   Thereafter, the photoresist pattern is removed, and the entire substrate is annealed at 350 ° C. for 60 minutes in the air atmosphere. By annealing in a state containing oxygen, oxygen can be further supplied to the oxide semiconductor film, so that the oxygen ion deficiency state is more surely eliminated. At the same time, structural relaxation also occurs, so that structural defects are reduced and a high-quality semiconductor film is obtained.

以上の工程を経て、図5に示されるように、絶縁膜5上に、酸化物半導体膜6、23および24が形成される。また、この状態の平面図を図6に示す。図6に示すように、酸化物半導体膜6はゲート電極2の上方に配設され、酸化物半導体膜23は、後に形成されるソース配線21およびソース端子12の下方となる領域に配設され、酸化物半導体膜24は、後に形成される画素電極13の下方となる領域に配設される。   Through the above steps, oxide semiconductor films 6, 23 and 24 are formed on the insulating film 5 as shown in FIG. A plan view of this state is shown in FIG. As shown in FIG. 6, the oxide semiconductor film 6 is disposed above the gate electrode 2, and the oxide semiconductor film 23 is disposed in a region below the source wiring 21 and the source terminal 12 to be formed later. The oxide semiconductor film 24 is disposed in a region below the pixel electrode 13 to be formed later.

なお、上記では大気雰囲気中でアニールする例を示したが、水蒸気雰囲気中でアニールしても良い。また、酸素ガスと窒素ガスを一定の割合で混合した雰囲気中でアニールしても良い。また、基板表面にUV(紫外)光を照射することで酸化力の高いオゾンを発生させながらアニールしても良い。   In addition, although the example which anneals in air | atmosphere above was shown above, you may anneal in water vapor | steam atmosphere. Further, annealing may be performed in an atmosphere in which oxygen gas and nitrogen gas are mixed at a certain ratio. Further, the substrate surface may be annealed while generating ozone having high oxidizing power by irradiating the substrate surface with UV (ultraviolet) light.

次に、透明絶縁性基板1の上面全面に絶縁膜7を形成することで、酸化物半導体膜6、23および24を絶縁膜7で覆う。本実施の形態1では、CVD法を用いて、厚さ100nmのSiO膜を形成して絶縁膜7とした。   Next, the insulating film 7 is formed on the entire upper surface of the transparent insulating substrate 1, thereby covering the oxide semiconductor films 6, 23, and 24 with the insulating film 7. In the first embodiment, the insulating film 7 is formed by forming a 100 nm-thickness SiO film using the CVD method.

次に、絶縁膜7上にレジスト材を塗布し、3回目の写真製版工程でフォトレジストパターンを形成し、当該フォトレジストパターンをマスクとして絶縁膜7をエッチングによりパターニングする。   Next, a resist material is applied on the insulating film 7, a photoresist pattern is formed in the third photolithography process, and the insulating film 7 is patterned by etching using the photoresist pattern as a mask.

絶縁膜7のエッチングには、六フッ化硫黄(SF)に酸素(O)を加えたガスを用いたドライエッチングを使用した。エッチングガスにOを添加することで、エッチング時の下層の酸化物半導体膜6の還元反応によるキャリア濃度変動を抑制することが可能となる。 For the etching of the insulating film 7, dry etching using a gas obtained by adding oxygen (O 2 ) to sulfur hexafluoride (SF 6 ) was used. By adding O 2 to the etching gas, it is possible to suppress carrier concentration fluctuations due to the reduction reaction of the lower oxide semiconductor film 6 during etching.

その後、フォトレジストパターンを除去することで、図7に示すように、絶縁膜7が酸化物半導体膜6と酸化物半導体膜23を完全に覆うと共に、酸化物半導体膜24を部分的に覆うように形成される。なお、酸化物半導体膜6の上の絶縁膜7には、ドレイン電極コンタクトホール8およびソース電極コンタクトホール9が設けられており、これらの部分は絶縁膜7で覆われていない。   After that, by removing the photoresist pattern, the insulating film 7 completely covers the oxide semiconductor film 6 and the oxide semiconductor film 23 and partially covers the oxide semiconductor film 24 as shown in FIG. Formed. Note that a drain electrode contact hole 8 and a source electrode contact hole 9 are provided in the insulating film 7 on the oxide semiconductor film 6, and these portions are not covered with the insulating film 7.

次に、図8に示す工程において、透明絶縁性基板1の上面全面に導電膜29(第2の導電膜)を形成する。ここでは、導電膜29としてモリブデン(Mo)合金膜、クロム(Cr)合金膜、Al合金膜(例えばAl-Ni-Nd膜)等を、DCマグネトロンスパッタリング法により形成する。本実施の形態1では、それぞれ厚さ100nmのMoNb合金膜とAl-Ni-Nd合金膜をこの順に形成して導電膜29とした。   Next, in a step shown in FIG. 8, a conductive film 29 (second conductive film) is formed on the entire upper surface of the transparent insulating substrate 1. Here, a molybdenum (Mo) alloy film, a chromium (Cr) alloy film, an Al alloy film (for example, an Al—Ni—Nd film) or the like is formed as the conductive film 29 by a DC magnetron sputtering method. In the first embodiment, a MoNb alloy film and an Al—Ni—Nd alloy film each having a thickness of 100 nm are formed in this order to form the conductive film 29.

次に、導電膜29上にレジスト材を塗布し、4回目の写真製版工程でフォトレジストパターンを形成し、当該フォトレジストパターンをマスクとして導電膜29をエッチングによりパターニングする。   Next, a resist material is applied on the conductive film 29, a photoresist pattern is formed in the fourth photolithography process, and the conductive film 29 is patterned by etching using the photoresist pattern as a mask.

導電膜29のエッチングには、PAN溶液(リン酸、酢酸および硝酸を含む混酸)をエッチャントとしたウエットエッチング法を用いることができる。ここでは、リン酸70wt%、酢酸7wt%、硝酸5wt%を含む水溶液を用いた。   For etching the conductive film 29, a wet etching method using a PAN solution (mixed acid containing phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid) as an etchant can be used. Here, an aqueous solution containing 70 wt% phosphoric acid, 7 wt% acetic acid, and 5 wt% nitric acid was used.

一般に酸化物半導体膜はシュウ酸のみならず、TFTのソース電極およびドレイン電極に用いられる一般的な金属膜(Cr、Ti、Mo、Ta、Al、Cuおよびこれらの合金)のエッチング加工に用いられる酸系溶液に対してもエッチングダメージを受け、特性を劣化させてしまうことがある。本実施の形態1では、この段階において、チャネル層となる酸化物半導体膜6は、絶縁膜7で保護されているのでエッチング液によるダメージを受けることがない。   In general, an oxide semiconductor film is used for etching processing of not only oxalic acid but also general metal films (Cr, Ti, Mo, Ta, Al, Cu, and alloys thereof) used for a source electrode and a drain electrode of a TFT. The acid-based solution may be damaged by etching to deteriorate the characteristics. In Embodiment 1, at this stage, the oxide semiconductor film 6 serving as a channel layer is protected by the insulating film 7 and thus is not damaged by the etching solution.

その後、フォトレジストパターンを除去することで、図9に示されるように、ドレイン電極10、ソース電極11、ソース端子12およびソース配線21(不図示)が形成される。なお、ドレイン電極10はドレイン電極コンタクトホール8を介して酸化物半導体膜6に電気的に接続され、酸化物半導体膜24とも電気的に接続される。ソース電極11はソース電極コンタクトホール9を介して酸化物半導体膜6と電気的に接続される。なお、ドレイン電極コンタクトホール8とソース電極コンタクトホール9の間の酸化物半導体膜がチャネル領域となる。   Thereafter, by removing the photoresist pattern, the drain electrode 10, the source electrode 11, the source terminal 12, and the source wiring 21 (not shown) are formed as shown in FIG. Note that the drain electrode 10 is electrically connected to the oxide semiconductor film 6 through the drain electrode contact hole 8 and is also electrically connected to the oxide semiconductor film 24. The source electrode 11 is electrically connected to the oxide semiconductor film 6 through the source electrode contact hole 9. Note that the oxide semiconductor film between the drain electrode contact hole 8 and the source electrode contact hole 9 serves as a channel region.

また、この状態の平面図を図10に示す。図10に示すように、酸化物半導体膜6上にはドレイン電極10およびソース電極11が配設され、酸化物半導体膜23上にはソース配線21およびソース端子12が配設されている。また、絶縁膜7が、酸化物半導体膜6を完全に覆うと共に、ソース配線21およびソース端子12の下方の酸化物半導体膜23を完全に覆っている。なお、絶縁膜7は酸化物半導体膜24の一部上部も覆っている。   A plan view of this state is shown in FIG. As shown in FIG. 10, the drain electrode 10 and the source electrode 11 are disposed on the oxide semiconductor film 6, and the source wiring 21 and the source terminal 12 are disposed on the oxide semiconductor film 23. The insulating film 7 completely covers the oxide semiconductor film 6 and completely covers the oxide semiconductor film 23 below the source wiring 21 and the source terminal 12. Note that the insulating film 7 also covers part of the oxide semiconductor film 24.

次に、図11に示す工程において、透明絶縁性基板1の上面全面に透明酸化物導電膜30(第1の透明酸化物導電膜)を形成する。   Next, in the step shown in FIG. 11, a transparent oxide conductive film 30 (first transparent oxide conductive film) is formed on the entire upper surface of the transparent insulating substrate 1.

ここでは、透明酸化物導電膜30として、酸化インジウム(In)と酸化スズ(SnO)との混合比が、例えば90:10(重量%)のITO膜を用いた。 Here, as the transparent oxide conductive film 30, an ITO film having a mixing ratio of indium oxide (In 2 O 3 ) and tin oxide (SnO 2 ) of, for example, 90:10 (% by weight) was used.

ITO膜は一般的に、常温中では結晶質(多結晶)構造が安定であるが、ここでは、水素(H)を含むガス、例えば、水素(H)ガスまたは水蒸気(HO)などをアルゴン(Ar)に混合したガス雰囲気中でのスパッタリング法により、厚さ80nmのITO膜を非晶質状態で形成する。 In general, an ITO film has a stable crystalline (polycrystalline) structure at room temperature. Here, a gas containing hydrogen (H), for example, hydrogen (H 2 ) gas or water vapor (H 2 O) is used. An ITO film having a thickness of 80 nm is formed in an amorphous state by sputtering in a gas atmosphere in which is mixed with argon (Ar).

次に、透明酸化物導電膜30上にレジスト材を塗布し、5回目の写真製版工程でフォトレジストパターンを形成し、当該フォトレジストパターンをマスクとして透明酸化物導電膜30をエッチングによりパターニングする。ここでは、平面視的に画素電極13の外縁部が酸化物半導体膜24の外縁部より内側に配置されるようにフォトレジストパターンを形成する。   Next, a resist material is applied onto the transparent oxide conductive film 30, a photoresist pattern is formed in the fifth photolithography process, and the transparent oxide conductive film 30 is patterned by etching using the photoresist pattern as a mask. Here, the photoresist pattern is formed so that the outer edge portion of the pixel electrode 13 is disposed inside the outer edge portion of the oxide semiconductor film 24 in plan view.

透明酸化物導電膜30のエッチングには、シュウ酸を5wt%で含む水溶液によるウエットエッチング法を用いることができる。   For etching the transparent oxide conductive film 30, a wet etching method using an aqueous solution containing oxalic acid at 5 wt% can be used.

本実施の形態1では、透明酸化物導電膜30が写真製版工程の熱で一部が、例えばアイランド状に結晶化した場合でも、画素領域では透明酸化物導電膜30の下層には酸化物半導体膜24が存在するので、酸化物半導体膜24でエッチングが進行することで、結晶化した透明酸化物導電膜30(ITO膜)はリフトオフされて除去される。このため、隣接する画素との間にITO膜の残渣が発生することがなくなり、残渣に起因する隣接画素間での電流リークによる表示異常が防止される。なお、画素領域以外での結晶化した透明酸化物導電膜30は、エッチング時間を長めに設定しておくことで、残渣なく除去することができる。   In the first embodiment, even when the transparent oxide conductive film 30 is partially crystallized, for example, in an island shape by the heat of the photoengraving process, the oxide semiconductor is formed below the transparent oxide conductive film 30 in the pixel region. Since the film 24 exists, the crystallized transparent oxide conductive film 30 (ITO film) is lifted off and removed as etching progresses in the oxide semiconductor film 24. For this reason, the ITO film residue is not generated between adjacent pixels, and display abnormality due to current leakage between adjacent pixels due to the residue is prevented. Note that the crystallized transparent oxide conductive film 30 in a region other than the pixel region can be removed without residue by setting a longer etching time.

その後、フォトレジストパターンを除去することで、図12に示すように、ドレイン電極10と酸化物半導体膜24に電気的に接続した画素電極13が形成される。   After that, by removing the photoresist pattern, the pixel electrode 13 electrically connected to the drain electrode 10 and the oxide semiconductor film 24 is formed as shown in FIG.

また、この状態の平面図を図13に示す。図13に示すように、酸化物半導体膜24の方が画素電極13よりも平面紙的に大きく形成されている。これは、透明酸化物導電膜30上のフォトレジストパターンをそのように形成したことと、一般的に酸化物半導体膜の方が非晶質のITO膜よりもシュウ酸によるエッチングレートが小さいので、酸化物半導体膜24の端縁部がフォトレジストパターンで覆われていなくても、除去されずに残るためである。   A plan view of this state is shown in FIG. As shown in FIG. 13, the oxide semiconductor film 24 is formed larger in plan paper than the pixel electrode 13. This is because the photoresist pattern on the transparent oxide conductive film 30 was formed as such, and the oxide semiconductor film generally has a lower etching rate with oxalic acid than the amorphous ITO film. This is because the edge portion of the oxide semiconductor film 24 remains without being removed even if it is not covered with the photoresist pattern.

次に、透明絶縁性基板1の上面全面に絶縁膜14(第3の絶縁膜)を形成する。本実施の形態1では、CVD法を用いて、厚さ200nmの酸化シリコン(SiO)膜と、厚さ150nmの窒化シリコン(SiN)膜をこの順に形成して絶縁膜14とした。   Next, an insulating film 14 (third insulating film) is formed on the entire upper surface of the transparent insulating substrate 1. In the first embodiment, a silicon oxide (SiO) film having a thickness of 200 nm and a silicon nitride (SiN) film having a thickness of 150 nm are formed in this order using the CVD method to form the insulating film 14.

次に、絶縁膜14上にレジスト材を塗布し、6回目の写真製版工程でフォトレジストパターンを形成し、当該フォトレジストパターンをマスクとして絶縁膜14および絶縁膜5をエッチングする。絶縁膜14および絶縁膜5のエッチングには、六フッ化硫黄(SF)に酸素(O)を加えたガスを用いたドライエッチングを使用した。 Next, a resist material is applied on the insulating film 14, a photoresist pattern is formed in the sixth photolithography process, and the insulating film 14 and the insulating film 5 are etched using the photoresist pattern as a mask. For etching the insulating film 14 and the insulating film 5, dry etching using a gas obtained by adding oxygen (O 2 ) to sulfur hexafluoride (SF 6 ) was used.

その後、フォトレジストパターンを除去することで、ゲート端子3に達するゲート端子コンタクトホール15、ソース端子12に達するソース端子コンタクトホール16および共通電極4に達する共通電極コンタクトホール17が同時に得られる。   Thereafter, by removing the photoresist pattern, a gate terminal contact hole 15 reaching the gate terminal 3, a source terminal contact hole 16 reaching the source terminal 12, and a common electrode contact hole 17 reaching the common electrode 4 are obtained at the same time.

その後、図14に示すように、絶縁膜14上に透明酸化物導電膜31(第2の透明酸化物導電膜)を形成する。なお、本実施の形態1では、透明酸化物導電膜30と同じ方法で、同じ組成の非晶質のITO膜を形成して透明酸化物導電膜31とした。なお、透明酸化物導電膜31は、ゲート端子コンタクトホール15、ソース端子コンタクトホール16および共通電極コンタクトホール17内に埋め込まれる。   Thereafter, as shown in FIG. 14, a transparent oxide conductive film 31 (second transparent oxide conductive film) is formed on the insulating film 14. In the first embodiment, the transparent oxide conductive film 31 is formed by forming an amorphous ITO film having the same composition by the same method as the transparent oxide conductive film 30. The transparent oxide conductive film 31 is embedded in the gate terminal contact hole 15, the source terminal contact hole 16 and the common electrode contact hole 17.

次に、透明酸化物導電膜31上にレジスト材を塗布し、7回目の写真製版工程でフォトレジストパターンを形成し、当該フォトレジストパターンをマスクとして透明酸化物導電膜31をエッチングする。   Next, a resist material is applied on the transparent oxide conductive film 31, a photoresist pattern is formed in the seventh photolithography process, and the transparent oxide conductive film 31 is etched using the photoresist pattern as a mask.

透明酸化物導電膜31のエッチングには、シュウ酸を5wt%で含む水溶液によるウエットエッチング法を用いることができる。   For the etching of the transparent oxide conductive film 31, a wet etching method using an aqueous solution containing oxalic acid at 5 wt% can be used.

その後、フォトレジストパターンを除去することで、図1および図2に示されるように、ゲート端子コンタクトホール15を通してゲート端子3と電気的に接続されたゲート端子パッド19、ソース端子コンタクトホール16を通してソース端子12と電気的に接続されたソース端子パッド20、共通電極コンタクトホール17を通して共通電極4と電気的に接続された対向電極18が得られる。なお、対向電極18には同時に複数のスリット開口部SLも形成されて櫛歯状となる。   Thereafter, by removing the photoresist pattern, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the gate terminal pad 19 electrically connected to the gate terminal 3 through the gate terminal contact hole 15 and the source terminal contact hole 16 through the source terminal contact hole 16 are used. A source terminal pad 20 electrically connected to the terminal 12 and a counter electrode 18 electrically connected to the common electrode 4 through the common electrode contact hole 17 are obtained. The counter electrode 18 is also formed with a plurality of slit openings SL at the same time and has a comb shape.

その後、製造過程で基板に発生したプラズマダメージ等を解消するため、大気雰囲気中で230℃の温度で60分間の熱処理(アニール)を行う。これにより、非晶質ITOは完全に結晶化する。また、結晶化と共に、熱処理中には酸化物半導体膜24から画素電極13に向かって酸素が供給され、画素電極13の透過率は高くなる。このアニールにより、FFS方式のTFT基板100が完成する。   Thereafter, heat treatment (annealing) is performed for 60 minutes at a temperature of 230 ° C. in an air atmosphere in order to eliminate plasma damage and the like generated on the substrate during the manufacturing process. Thereby, the amorphous ITO is completely crystallized. Further, along with crystallization, oxygen is supplied from the oxide semiconductor film 24 toward the pixel electrode 13 during the heat treatment, and the transmittance of the pixel electrode 13 is increased. By this annealing, the FFS TFT substrate 100 is completed.

完成したTFT基板100の表面に配向膜およびスペーサを形成する。配向膜は、液晶を配列させるための膜でありポリイミドなどで構成されている。また、カラーフィルタおよび配向膜を備えた対向基板を準備し、TFT基板100と対向基板とを貼り合わせる。   An alignment film and a spacer are formed on the surface of the completed TFT substrate 100. The alignment film is a film for aligning liquid crystals and is made of polyimide or the like. In addition, a counter substrate including a color filter and an alignment film is prepared, and the TFT substrate 100 and the counter substrate are bonded to each other.

TFT基板100と対向基板とは、上記スペーサによって一定の間隙を保って貼り合わされ、この間隙に液晶が注入され封止される。すなわち、TFT基板100と対向基板との間に液晶層が挟持される。さらに、TFT基板100および対向基板の外側の面には、偏光板、位相差板およびバックライトユニット等が設けられてFFS方式の液晶表示装置を得ることができる。   The TFT substrate 100 and the counter substrate are bonded together with a certain gap by the spacer, and liquid crystal is injected into this gap and sealed. That is, the liquid crystal layer is sandwiched between the TFT substrate 100 and the counter substrate. Furthermore, a polarizing plate, a retardation plate, a backlight unit, and the like are provided on the outer surfaces of the TFT substrate 100 and the counter substrate, whereby an FFS liquid crystal display device can be obtained.

以上のように、本実施の形態1では、TFTのチャネル層に酸化物半導体膜6を用いることで高移動度のTFTを得ると共に、画素電極13の下に酸化物半導体膜24を配置することで、シュウ酸によるエッチングで画素電極13をパターニングする際に、隣接する画素との間にITO膜の残渣が発生することがなくなり、残渣に起因する隣接画素間での電流リークによる表示異常が防止される。   As described above, in the first embodiment, a high mobility TFT is obtained by using the oxide semiconductor film 6 in the TFT channel layer, and the oxide semiconductor film 24 is disposed under the pixel electrode 13. Thus, when the pixel electrode 13 is patterned by etching with oxalic acid, no ITO film residue is generated between adjacent pixels, and display abnormality due to current leakage between adjacent pixels due to the residue is prevented. Is done.

さらに酸素を多く含んだ酸化物半導体膜24からの酸素供給で、画素電極13の透過率が改善し、液晶パネルの輝度を上げることも可能となる。また、ドレイン電極10を金属酸化物である酸化物半導体膜24と非晶質のITO膜である画素電極13とで挟んだ構造としているので、ドレイン電極10と画素電極13との密着力が向上し、また機械強度も向上するので、ドレイン電極10の段差部分における画素電極13の断線が抑制される。   Further, by supplying oxygen from the oxide semiconductor film 24 containing a large amount of oxygen, the transmittance of the pixel electrode 13 is improved, and the luminance of the liquid crystal panel can be increased. Further, since the drain electrode 10 is sandwiched between the oxide semiconductor film 24 that is a metal oxide and the pixel electrode 13 that is an amorphous ITO film, the adhesion between the drain electrode 10 and the pixel electrode 13 is improved. In addition, since the mechanical strength is improved, disconnection of the pixel electrode 13 at the step portion of the drain electrode 10 is suppressed.

また、本実施の形態1では、ソース配線21の下に酸化物半導体膜23と絶縁膜7との積層膜を形成している。このため、ソース配線21とゲート配線22および共通電極配線4との間の電気的ショート(短絡)による不良の発生防止効果も期待できる。   In Embodiment 1, a stacked film of the oxide semiconductor film 23 and the insulating film 7 is formed under the source wiring 21. For this reason, an effect of preventing the occurrence of a defect due to an electrical short between the source wiring 21, the gate wiring 22 and the common electrode wiring 4 can be expected.

<変形例>
次に、図15および図16を用いて、実施の形態1の変形例に係るTFT基板の構成を説明する。図15は実施の形態1の変形例に係るFFS方式のTFT基板100Aにおける画素の平面構成を示す平面図であり、図16は、図15におけるX−X線での断面構成、Y−Y線での断面構成およびZ−Z線での断面構成を示す断面図である。なお、図1および図2を用いて説明したTFT基板100と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<Modification>
Next, the configuration of a TFT substrate according to a modification of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16. 15 is a plan view showing a planar configuration of a pixel in an FFS TFT substrate 100A according to a modification of the first embodiment. FIG. 16 is a sectional configuration taken along line XX in FIG. It is sectional drawing which shows the cross-sectional structure in BB, and the cross-sectional structure in a ZZ line. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure same as the TFT substrate 100 demonstrated using FIG. 1 and FIG. 2, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図15および図16に示すように、TFT基板100Aにおいてはドレイン電極の代わりに、酸化物半導体膜6の上方にまで延在するように設けられた画素電極13Aの画素電極延在部131が、ドレイン電極コンタクトホール8を介して酸化物半導体膜6Aと直接に電気的に接続された構成となっている。酸化物半導体膜6の上方にドレイン電極を形成しないようにするには、図8を用いて説明した工程で、透明絶縁性基板1の上面全面に導電膜29を形成した後、4回目の写真製版工程で形成されるフォトレジストパターンを、酸化物半導体膜6の上方にドレイン電極を形成しないパターンに変更し、PAN溶液によるエッチングを行うことで実現可能である。   As shown in FIGS. 15 and 16, in the TFT substrate 100A, instead of the drain electrode, the pixel electrode extending portion 131 of the pixel electrode 13A provided to extend above the oxide semiconductor film 6 includes: The oxide semiconductor film 6A is directly electrically connected through the drain electrode contact hole 8. In order to prevent the drain electrode from being formed above the oxide semiconductor film 6, the conductive film 29 is formed on the entire upper surface of the transparent insulating substrate 1 in the process described with reference to FIG. This can be realized by changing the photoresist pattern formed in the plate making process to a pattern that does not form a drain electrode above the oxide semiconductor film 6 and performing etching using a PAN solution.

ドレイン電極は一般的に金属で形成されるので光を透過しないが、上記構成によれば、ドレイン電極を設けず、透明酸化物導電膜で構成される画素電極13Aが酸化物半導体膜6と直接に電気的に接続されることになるので光の透過領域が増える。この結果、画素面積を広くなって、開口率が向上し、輝度の高いFFSモードの液晶表示パネルを実現することができる。   The drain electrode is generally formed of metal and does not transmit light. However, according to the above configuration, the drain electrode is not provided, and the pixel electrode 13A formed of a transparent oxide conductive film is directly connected to the oxide semiconductor film 6. Therefore, the light transmission area increases. As a result, the pixel area is widened, the aperture ratio is improved, and an FFS mode liquid crystal display panel with high luminance can be realized.

<実施の形態2>
以上説明した実施の形態1では7回の写真製版工程を経てTFT基板100を形成しているが、以下に説明する実施の形態2では、写真製版工程の回数を削減した製造方法を説明する。
<Embodiment 2>
In the first embodiment described above, the TFT substrate 100 is formed through seven photolithography processes. In the second embodiment described below, a manufacturing method in which the number of photolithography processes is reduced will be described.

図17は、実施の形態2に係るFFS方式のTFT基板200における画素の平面構成を示す平面図であり、図18は、図17におけるX−X線での断面構成、Y−Y線での断面構成およびZ−Z線での断面構成を示す断面図である。なお、図1および図2を用いて説明したTFT基板100と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   FIG. 17 is a plan view showing a planar configuration of a pixel in the FFS TFT substrate 200 according to the second embodiment. FIG. 18 is a sectional configuration taken along line XX in FIG. It is sectional drawing which shows a cross-sectional structure and a cross-sectional structure in a ZZ line. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure same as the TFT substrate 100 demonstrated using FIG. 1 and FIG. 2, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図18に示すように、TFT基板200においては、絶縁膜5の上にはTFT部から透過画素部(画素部)にかけて延在するように酸化物半導体膜6Aが形成されており、また、ソース配線21(図17)およびソース端子12の下方の絶縁膜5の上には酸化物半導体膜23が形成され、それらの上に絶縁膜7A(第2の絶縁膜)が形成されている。酸化物半導体膜6Aおよび23は同一層で形成され、酸化物半導体膜6AのうちTFT部のゲート電極2の上方に設けられた部分はチャネル層として機能し、ゲート電極2の上に形成された絶縁膜5がゲート絶縁膜として機能する。また、酸化物半導体膜6Aのうち画素部に設けられた部分は画素電極13に対向するように設けられる。   As shown in FIG. 18, in the TFT substrate 200, an oxide semiconductor film 6A is formed on the insulating film 5 so as to extend from the TFT portion to the transmissive pixel portion (pixel portion). An oxide semiconductor film 23 is formed on the insulating film 5 below the wiring 21 (FIG. 17) and the source terminal 12, and an insulating film 7A (second insulating film) is formed thereon. The oxide semiconductor films 6A and 23 are formed of the same layer, and a portion of the oxide semiconductor film 6A provided above the gate electrode 2 of the TFT portion functions as a channel layer and is formed on the gate electrode 2. The insulating film 5 functions as a gate insulating film. Further, a portion of the oxide semiconductor film 6 </ b> A provided in the pixel portion is provided so as to face the pixel electrode 13.

また、酸化物半導体膜6AのうちTFT部に設けられた部分の平面パターンは、ゲート電極2の平面パターンよりも大きく形成され、全体が絶縁膜7Aで覆われている。   In addition, the planar pattern of the portion provided in the TFT portion of the oxide semiconductor film 6A is formed larger than the planar pattern of the gate electrode 2, and the whole is covered with the insulating film 7A.

絶縁膜7Aは、酸化物半導体膜6AのうちTFT部に設けられた部分の全体を覆うが、絶縁膜7Aを貫通するようにドレイン電極コンタクトホール8およびソース電極コンタクトホール9が設けられ、それぞれには絶縁膜7A上に形成されたドレイン電極10およびソース電極11が埋め込まれて酸化物半導体膜6Aと電気的に接続されている。また、絶縁膜7Aは、画素部に設けられた酸化物半導体膜6A上においては大部分が除去されており、酸化物半導体膜6A上には画素電極13が設けられている。また、絶縁膜7Aは酸化物半導体膜23の側面は覆わず、酸化物半導体膜23上のみを覆っており、図17においては酸化物半導体膜23は絶縁膜7Aに隠されて不図示となっている。また、絶縁膜7Aの上にはソース配線21(図1)およびソース端子12も形成されている。   The insulating film 7A covers the entire portion of the oxide semiconductor film 6A provided in the TFT portion, but the drain electrode contact hole 8 and the source electrode contact hole 9 are provided so as to penetrate the insulating film 7A. The drain electrode 10 and the source electrode 11 formed on the insulating film 7A are buried and electrically connected to the oxide semiconductor film 6A. Further, most of the insulating film 7A is removed on the oxide semiconductor film 6A provided in the pixel portion, and the pixel electrode 13 is provided on the oxide semiconductor film 6A. The insulating film 7A does not cover the side surface of the oxide semiconductor film 23 and covers only the oxide semiconductor film 23. In FIG. 17, the oxide semiconductor film 23 is hidden by the insulating film 7A and is not illustrated. ing. A source wiring 21 (FIG. 1) and a source terminal 12 are also formed on the insulating film 7A.

画素電極13は、ドレイン電極10と酸化物半導体膜6Aに電気的接続される。なお、図17に示されるように画素電極13と画素部の酸化物半導体膜6Aとは平面視的には矩形をなし、画素電極13は画素部の酸化物半導体膜6Aよりもやや小さく形成され、画素電極13の外縁部は画素部の酸化物半導体膜6Aの外縁部より内側にある。   The pixel electrode 13 is electrically connected to the drain electrode 10 and the oxide semiconductor film 6A. As shown in FIG. 17, the pixel electrode 13 and the oxide semiconductor film 6A in the pixel portion are rectangular in plan view, and the pixel electrode 13 is formed slightly smaller than the oxide semiconductor film 6A in the pixel portion. The outer edge portion of the pixel electrode 13 is inside the outer edge portion of the oxide semiconductor film 6A in the pixel portion.

<製造方法>
以下、図19〜図24を用いて実施の形態2のTFT基板200の製造方法について説明する。また、適宜、実施の形態1の工程図も参照して説明する。なお、最終工程を示す平面図および断面図は、それぞれ図17および図18に相当する。
<Manufacturing method>
Hereinafter, a method for manufacturing the TFT substrate 200 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. Further, description will be made with reference to the process diagram of Embodiment 1 as appropriate. A plan view and a cross-sectional view showing the final process correspond to FIGS. 17 and 18, respectively.

まず、図3に示す工程において、ガラス等の透明絶縁性基板1の上面全面に導電膜27(第1の導電膜)を形成する。ここでは、導電膜27としてアルミニウム(Al)合金膜、例えばAl-Ni-Nd膜をDCマグネトロンスパッタリング法により200〜300nmの厚さに形成する。   First, in the step shown in FIG. 3, a conductive film 27 (first conductive film) is formed on the entire upper surface of the transparent insulating substrate 1 such as glass. Here, an aluminum (Al) alloy film, such as an Al—Ni—Nd film, is formed as the conductive film 27 to a thickness of 200 to 300 nm by a DC magnetron sputtering method.

次に、導電膜27上にレジスト材を塗布し、1回目の写真製版工程でフォトレジストパターンを形成し、当該フォトレジストパターンをマスクとして導電膜27をエッチングによりパターニングする。これにより、図19に示されるように、透明絶縁性基板1の上にゲート端子3、ゲート配線22(図17)、ゲート電極2および共通電極配線4が形成される。   Next, a resist material is applied onto the conductive film 27, a photoresist pattern is formed in the first photolithography process, and the conductive film 27 is patterned by etching using the photoresist pattern as a mask. Thereby, as shown in FIG. 19, the gate terminal 3, the gate wiring 22 (FIG. 17), the gate electrode 2, and the common electrode wiring 4 are formed on the transparent insulating substrate 1.

導電膜27のエッチングには、一般的に公知であるPAN溶液をエッチャントとしたウエットエッチングを用いることができる。   For the etching of the conductive film 27, wet etching using a generally known PAN solution as an etchant can be used.

次に、図4に示す工程において、透明絶縁性基板1の上面全面に絶縁膜5を形成する。本実施の形態2では、CVD法を用いて、厚さ400nmのSiN膜と、厚さ50nmのSiO膜をこの順に形成して絶縁膜5とした。   Next, in the step shown in FIG. 4, the insulating film 5 is formed on the entire upper surface of the transparent insulating substrate 1. In the second embodiment, a SiN film having a thickness of 400 nm and a SiO film having a thickness of 50 nm are formed in this order by using the CVD method to form the insulating film 5.

なお、酸化シリコン膜は、水分(HO)、水素(H)、ナトリウム(Na)およびカリウム(K)などのTFT特性に影響を及ぼす不純物元素に対するバリア性が弱いので、絶縁膜5は、SiO膜の下層にバリア性に優れるSiN膜を設けた積層構造とした。その後、図4に示すように絶縁膜5の上面全面に酸化物半導体膜28を形成する。 Since the silicon oxide film has a weak barrier property against impurity elements that affect TFT characteristics such as moisture (H 2 O), hydrogen (H 2 ), sodium (Na), and potassium (K), the insulating film 5 A laminated structure in which a SiN film having excellent barrier properties is provided under the SiO film. After that, as illustrated in FIG. 4, an oxide semiconductor film 28 is formed on the entire upper surface of the insulating film 5.

ここでは、スパッタリング法により酸化亜鉛(ZnO)に酸化インジウム(In)および酸化スズ(SnO)を添加したInZnSnO系の酸化物半導体膜を50nmの厚さで形成した。InZnSnO系の酸化物半導体膜は、シュウ酸などのカルボン酸を含むエッチング液に可溶である一方で、Al、Mo、AgおよびCu系の電極材料として一般的に用いられる金属膜のエッチング液として公知であるPAN溶液に対しては、広い組成範囲で不溶性または難溶性を有し、エッチング加工できない酸化物半導体膜である。 Here, an InZnSnO-based oxide semiconductor film in which indium oxide (In 2 O 3 ) and tin oxide (SnO 2 ) were added to zinc oxide (ZnO) by a sputtering method was formed to a thickness of 50 nm. While an InZnSnO-based oxide semiconductor film is soluble in an etching solution containing a carboxylic acid such as oxalic acid, the InZnSnO-based oxide semiconductor film is used as an etching solution for a metal film generally used as an electrode material of Al, Mo, Ag, and Cu. It is an oxide semiconductor film that is insoluble or hardly soluble in a wide composition range and cannot be etched by a known PAN solution.

次に、基板全体を350℃で60分間、大気雰囲気中でアニールする。酸素を含んだ状態でのアニールにより、酸化物半導体膜の構造緩和を誘起しながら、さらに酸素を供給して膜中の構造欠陥を減少させる。   Next, the entire substrate is annealed at 350 ° C. for 60 minutes in an air atmosphere. Annealing in a state containing oxygen induces structural relaxation of the oxide semiconductor film, and further supplies oxygen to reduce structural defects in the film.

次に、酸化物半導体膜28上全体を覆うように絶縁膜7Aを成膜する。本実施の形態2では、CVD法を用いて厚さ100nmのSiO膜を形成して絶縁膜7Aとした。   Next, the insulating film 7A is formed so as to cover the entire surface of the oxide semiconductor film 28. In the second embodiment, an insulating film 7A is formed by forming a SiO film having a thickness of 100 nm using a CVD method.

次に、絶縁膜7A上にレジスト材を塗布し、2回目の写真製版工程でフォトレジストパターンを形成し、当該フォトレジストパターンをマスクとして絶縁膜7Aをエッチングによりパターニングする。   Next, a resist material is applied on the insulating film 7A, a photoresist pattern is formed in the second photolithography process, and the insulating film 7A is patterned by etching using the photoresist pattern as a mask.

絶縁膜7Aのエッチングには、六フッ化硫黄(SF)に酸素(O)を加えたガスを用いたドライエッチングを使用した。エッチングガスにOを添加することで、エッチング時の下層の酸化物半導体膜28の還元反応によるキャリア濃度変動を抑制することが可能となる。 For the etching of the insulating film 7A, dry etching using a gas obtained by adding oxygen (O 2 ) to sulfur hexafluoride (SF 6 ) was used. By adding O 2 to the etching gas, it is possible to suppress carrier concentration fluctuations due to the reduction reaction of the lower oxide semiconductor film 28 during etching.

その後、フォトレジストパターンを除去することで、図20に示すように、絶縁膜7Aが酸化物半導体膜28のうちTFT部に設けられた部分の全体を覆うと共に、ソース端子部に設けられた酸化物半導体膜28を部分的に覆うように形成される。また、図示はされていないが、酸化物半導体膜28は、後に形成されるソース配線21の下方となる領域にも配設され、絶縁膜7Aは、その上も部分的に覆うように形成される。   Thereafter, by removing the photoresist pattern, as shown in FIG. 20, the insulating film 7A covers the entire portion of the oxide semiconductor film 28 provided in the TFT portion and is oxidized in the source terminal portion. The physical semiconductor film 28 is formed so as to partially cover it. Although not shown, the oxide semiconductor film 28 is also provided in a region below the source wiring 21 to be formed later, and the insulating film 7A is formed so as to partially cover it. The

なお、TFT部に設けられた酸化物半導体膜28上の絶縁膜7Aには、ドレイン電極コンタクトホール8およびソース電極コンタクトホール9が設けられており、これらの部分は絶縁膜7Aで覆われていない。   Note that the drain electrode contact hole 8 and the source electrode contact hole 9 are provided in the insulating film 7A on the oxide semiconductor film 28 provided in the TFT portion, and these portions are not covered with the insulating film 7A. .

次に、透明絶縁性基板1の上面全面に第2の導電膜として、DCマグネトロンスパッタリング法により、それぞれ厚さ100nmのMoNb合金膜とAl-Ni-Nd合金膜をこの順に形成する。   Next, a MoNb alloy film and an Al—Ni—Nd alloy film each having a thickness of 100 nm are formed in this order as a second conductive film on the entire upper surface of the transparent insulating substrate 1 by DC magnetron sputtering.

次に、第2の導電膜上にレジスト材を塗布し、3回目の写真製版工程でフォトレジストパターンを形成し、当該フォトレジストパターンをマスクとして第2の導電膜をエッチングによりパターニングする。   Next, a resist material is applied onto the second conductive film, a photoresist pattern is formed in the third photolithography process, and the second conductive film is patterned by etching using the photoresist pattern as a mask.

第2の導電膜のエッチングには、PAN溶液(リン酸、酢酸および硝酸を含む混酸)をエッチャントとしたウエットエッチング法を用いることができる。ここでは、リン酸70wt%、酢酸7wt%、硝酸5wt%を含む水溶液を用いた。酸化物半導体膜28は、PAN溶液に対して不溶性または難溶性を有するので、第2の導電膜のエッチングに際して酸化物半導体膜28が除去されることはない。   For etching the second conductive film, a wet etching method using a PAN solution (mixed acid containing phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid) as an etchant can be used. Here, an aqueous solution containing 70 wt% phosphoric acid, 7 wt% acetic acid, and 5 wt% nitric acid was used. Since the oxide semiconductor film 28 is insoluble or hardly soluble in the PAN solution, the oxide semiconductor film 28 is not removed when the second conductive film is etched.

その後、フォトレジストパターンを除去することで、図21に示されるように、ドレイン電極10、ソース電極11、ソース端子12およびソース配線21(不図示)が形成される。なお、ドレイン電極10はドレイン電極コンタクトホール8を介してTFT部の酸化物半導体膜28に電気的に接続され、画素部の酸化物半導体膜28とも電気的に接続される。ソース電極11はソース電極コンタクトホール9を介してTFT部の酸化物半導体膜28と電気的に接続される。なお、ドレイン電極コンタクトホール8とソース電極コンタクトホール9の間の酸化物半導体膜がチャネル領域となる。   Thereafter, by removing the photoresist pattern, the drain electrode 10, the source electrode 11, the source terminal 12, and the source wiring 21 (not shown) are formed as shown in FIG. Note that the drain electrode 10 is electrically connected to the oxide semiconductor film 28 in the TFT portion through the drain electrode contact hole 8 and is also electrically connected to the oxide semiconductor film 28 in the pixel portion. The source electrode 11 is electrically connected to the oxide semiconductor film 28 in the TFT portion through the source electrode contact hole 9. Note that the oxide semiconductor film between the drain electrode contact hole 8 and the source electrode contact hole 9 serves as a channel region.

次に、図22に示す工程において、透明絶縁性基板1の上面全面に透明酸化物導電膜30(第1の透明酸化物導電膜)を形成する。ここでは、透明酸化物導電膜30として、酸化インジウム(In)と酸化スズ(SnO)との混合比が、例えば90:10(重量%)のITO膜を用いた。 Next, in a step shown in FIG. 22, a transparent oxide conductive film 30 (first transparent oxide conductive film) is formed on the entire upper surface of the transparent insulating substrate 1. Here, as the transparent oxide conductive film 30, an ITO film having a mixing ratio of indium oxide (In 2 O 3 ) and tin oxide (SnO 2 ) of, for example, 90:10 (% by weight) was used.

ITO膜は一般的に、常温中では結晶質(多結晶)構造が安定であるが、ここでは、水素(H)を含むガス、例えば、水素(H)ガスまたは水蒸気(HO)などをアルゴン(Ar)に混合したガス雰囲気中でのスパッタリング法により、厚さ80nmのITO膜を非晶質状態で形成する。 In general, an ITO film has a stable crystalline (polycrystalline) structure at room temperature. Here, a gas containing hydrogen (H), for example, hydrogen (H 2 ) gas or water vapor (H 2 O) is used. An ITO film having a thickness of 80 nm is formed in an amorphous state by sputtering in a gas atmosphere in which is mixed with argon (Ar).

次に、透明酸化物導電膜30上にレジスト材を塗布し、4回目の写真製版工程でフォトレジストパターン40を形成し、フォトレジストパターン40をマスクとして透明酸化物導電膜30および酸化物半導体膜28を一括でエッチングする。透明酸化物導電膜30および酸化物半導体膜28のエッチングには、シュウ酸を5wt%で含む水溶液によるウエットエッチング法を用いることができる。   Next, a resist material is applied onto the transparent oxide conductive film 30, a photoresist pattern 40 is formed in the fourth photolithography process, and the transparent oxide conductive film 30 and the oxide semiconductor film are formed using the photoresist pattern 40 as a mask. 28 is etched at once. For the etching of the transparent oxide conductive film 30 and the oxide semiconductor film 28, a wet etching method using an aqueous solution containing oxalic acid at 5 wt% can be used.

このエッチングの結果、図23に示されるように、画素電極13が形成されると共に酸化物半導体膜28の不要部分が除去され、TFT部から画素部にかけて延在する酸化物半導体膜6Aが形成される。なお、画素電極13よりもその下の酸化物半導体膜6Aの方が平面視的に僅かに大きくなる。これは一般的に酸化物半導体膜の方が非晶質ITO膜よりもシュウ酸によるエッチングレートが小さいためである。   As a result of this etching, as shown in FIG. 23, the pixel electrode 13 is formed and unnecessary portions of the oxide semiconductor film 28 are removed, and an oxide semiconductor film 6A extending from the TFT portion to the pixel portion is formed. The Note that the oxide semiconductor film 6A below the pixel electrode 13 is slightly larger in plan view. This is because an oxide semiconductor film generally has a lower etching rate with oxalic acid than an amorphous ITO film.

その後、フォトレジストパターン40を除去することで、ドレイン電極10とTFT部の酸化物半導体膜6Aに電気的に接続した画素電極13が形成される。   Thereafter, by removing the photoresist pattern 40, the pixel electrode 13 electrically connected to the drain electrode 10 and the oxide semiconductor film 6A of the TFT portion is formed.

次に、透明絶縁性基板1の上面全面に絶縁膜14(第3の絶縁膜)を形成する。本実施の形態2では、CVD法を用いて、厚さ200nmの酸化シリコン(SiO)膜と、厚さ150nmの窒化シリコン(SiN)膜をこの順に形成して絶縁膜14とした。   Next, an insulating film 14 (third insulating film) is formed on the entire upper surface of the transparent insulating substrate 1. In the second embodiment, a silicon oxide (SiO) film having a thickness of 200 nm and a silicon nitride (SiN) film having a thickness of 150 nm are formed in this order using the CVD method to form the insulating film 14.

次に、絶縁膜14上にレジスト材を塗布し、5回目の写真製版工程でフォトレジストパターンを形成し、当該フォトレジストパターンをマスクとして絶縁膜14および絶縁膜5をエッチングする。絶縁膜14および絶縁膜5のエッチングには、六フッ化硫黄(SF)に酸素(O)を加えたガスを用いたドライエッチングを使用した。 Next, a resist material is applied on the insulating film 14, a photoresist pattern is formed in the fifth photolithography process, and the insulating film 14 and the insulating film 5 are etched using the photoresist pattern as a mask. For etching the insulating film 14 and the insulating film 5, dry etching using a gas obtained by adding oxygen (O 2 ) to sulfur hexafluoride (SF 6 ) was used.

その後、フォトレジストパターンを除去することで、図24に示すように、ゲート端子3に達するゲート端子コンタクトホール15、ソース端子12に達するソース端子コンタクトホール16および共通電極4に達する共通電極コンタクトホール17が同時に得られる。   Thereafter, by removing the photoresist pattern, as shown in FIG. 24, the gate terminal contact hole 15 reaching the gate terminal 3, the source terminal contact hole 16 reaching the source terminal 12, and the common electrode contact hole 17 reaching the common electrode 4. Are obtained at the same time.

その後、絶縁膜14上に第2の透明酸化物導電膜を形成する。なお、本実施の形態2では、透明酸化物導電膜30と同じ方法で、同じ組成の非晶質のITO膜を形成して第2の透明酸化物導電膜とした。   Thereafter, a second transparent oxide conductive film is formed on the insulating film 14. In the second embodiment, the second transparent oxide conductive film is formed by forming an amorphous ITO film having the same composition by the same method as the transparent oxide conductive film 30.

次に、第2の透明酸化物導電膜上にレジスト材を塗布し、6回目の写真製版工程でフォトレジストパターンを形成し、当該フォトレジストパターンをマスクとして第2の透明酸化物導電膜をエッチングする。   Next, a resist material is applied onto the second transparent oxide conductive film, a photoresist pattern is formed in the sixth photolithography process, and the second transparent oxide conductive film is etched using the photoresist pattern as a mask. To do.

第2の透明酸化物導電膜のエッチングには、シュウ酸を5wt%で含む水溶液によるウエットエッチング法を用いることができる。   For the etching of the second transparent oxide conductive film, a wet etching method using an aqueous solution containing oxalic acid at 5 wt% can be used.

その後、フォトレジストパターンを除去することで、図17および図18に示されるように、ゲート端子コンタクトホール15を通してゲート端子3と電気的に接続されたゲート端子パッド19、ソース端子コンタクトホール16を通してソース端子12と電気的に接続されたソース端子パッド20、共通電極コンタクトホール17を通して共通電極4と電気的に接続された対向電極18が得られる。なお、対向電極18には同時に複数のスリット開口部SLも形成されて櫛歯状となる。   Thereafter, by removing the photoresist pattern, as shown in FIG. 17 and FIG. 18, the source through the gate terminal pad 19 and the source terminal contact hole 16 which are electrically connected to the gate terminal 3 through the gate terminal contact hole 15. A source terminal pad 20 electrically connected to the terminal 12 and a counter electrode 18 electrically connected to the common electrode 4 through the common electrode contact hole 17 are obtained. The counter electrode 18 is also formed with a plurality of slit openings SL at the same time and has a comb shape.

その後、製造過程で基板に発生したプラズマダメージ等を解消するため、大気雰囲気中で230℃の温度で60分間の熱処理(アニール)を行う。これにより、非晶質ITOは完全に結晶化する。また、結晶化と共に、熱処理中には酸化物半導体6Aから画素電極13に向かって酸素が供給され、画素電極13の透過率は高くなる。このアニールにより、FFS方式のTFT基板200が完成する。   Thereafter, heat treatment (annealing) is performed for 60 minutes at a temperature of 230 ° C. in an air atmosphere in order to eliminate plasma damage and the like generated on the substrate during the manufacturing process. Thereby, the amorphous ITO is completely crystallized. Further, along with crystallization, oxygen is supplied from the oxide semiconductor 6A toward the pixel electrode 13 during the heat treatment, and the transmittance of the pixel electrode 13 is increased. By this annealing, the FFS type TFT substrate 200 is completed.

以上のように、本実施の形態2では、TFTのチャネル層に酸化物半導体膜6Aを用いることで高移動度のTFTを有したTFT基板を6回の写真製版工程で製造することが可能となる。   As described above, in the second embodiment, it is possible to manufacture a TFT substrate having a high mobility TFT in six photolithography processes by using the oxide semiconductor film 6A for the TFT channel layer. Become.

また、本実施の形態2の製造方法では、実施の形態1で得られる効果に加えて、画素電極13をさらに大きくすることができる。すなわち、実施の形態1の製造方法では、2回目の写真製版工程と5回目の写真製版工程で画素電極を形成しているため、写真製版の重ね合わせマージンが必要となり、マージンの分だけ画素電極13が小さくなる。しかし実施の形態2の製造方法では、画素電極のサイズと形状は、4回目の写真製版工程で決まるので、重ね合わせマージンを設ける必要がなく、画素電極の面積が大きくなって開口率が向上することとなる。   Further, in the manufacturing method of the second embodiment, in addition to the effects obtained in the first embodiment, the pixel electrode 13 can be further enlarged. That is, in the manufacturing method of the first embodiment, since the pixel electrode is formed in the second photolithography process and the fifth photolithography process, an overlap margin of photolithography is necessary, and the pixel electrode is equivalent to the margin. 13 becomes smaller. However, in the manufacturing method of the second embodiment, since the size and shape of the pixel electrode are determined in the fourth photolithography process, it is not necessary to provide an overlay margin, and the area of the pixel electrode is increased and the aperture ratio is improved. It will be.

<実施の形態3>
以上説明した実施の形態2では6回の写真製版工程を経てTFT基板200を形成しているが、以下に説明する実施の形態3では、写真製版工程の回数をさらに削減した製造方法を説明する。
<Embodiment 3>
In the second embodiment described above, the TFT substrate 200 is formed through six photolithography processes. In the third embodiment described below, a manufacturing method in which the number of photolithography processes is further reduced will be described. .

図25は、実施の形態3に係るFFS方式のTFT基板300における画素の平面構成を示す平面図であり、図26は、図25におけるX−X線での断面構成、Y−Y線での断面構成およびZ−Z線での断面構成を示す断面図である。なお、図17および図18を用いて説明したTFT基板200と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   FIG. 25 is a plan view showing a planar configuration of a pixel in the FFS TFT substrate 300 according to the third embodiment. FIG. 26 is a sectional configuration taken along line XX in FIG. It is sectional drawing which shows a cross-sectional structure and a cross-sectional structure in a ZZ line. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure same as the TFT substrate 200 demonstrated using FIG. 17 and FIG. 18, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図26に示すように、TFT基板300においては、絶縁膜5の上にはTFT部から画素部にかけて延在するように酸化物半導体膜6Aが形成されており、また、ソース配線21(図17)およびソース端子12の下方の絶縁膜5の上には酸化物半導体膜23が形成され、それらの上に絶縁膜7A(第2の絶縁膜)が形成されている。酸化物半導体膜6Aおよび23は同一層で形成され、酸化物半導体膜6AのうちTFT部のゲート電極2の上方に設けられた部分はチャネル層として機能し、ゲート電極2の上に形成された絶縁膜5がゲート絶縁膜として機能する。また、酸化物半導体膜6Aのうち画素部に設けられた部分は画素電極13Aに対向するように設けられる。   As shown in FIG. 26, in the TFT substrate 300, an oxide semiconductor film 6A is formed on the insulating film 5 so as to extend from the TFT portion to the pixel portion, and the source wiring 21 (FIG. 17). The oxide semiconductor film 23 is formed on the insulating film 5 below the source terminal 12, and the insulating film 7A (second insulating film) is formed thereon. The oxide semiconductor films 6A and 23 are formed of the same layer, and a portion of the oxide semiconductor film 6A provided above the gate electrode 2 of the TFT portion functions as a channel layer and is formed on the gate electrode 2. The insulating film 5 functions as a gate insulating film. Further, a portion of the oxide semiconductor film 6A provided in the pixel portion is provided so as to face the pixel electrode 13A.

また、酸化物半導体膜6AのうちTFT部に設けられた部分の平面パターンは、ゲート電極2の平面パターンよりも大きく形成され、全体が絶縁膜7Aで覆われている。   In addition, the planar pattern of the portion provided in the TFT portion of the oxide semiconductor film 6A is formed larger than the planar pattern of the gate electrode 2, and the whole is covered with the insulating film 7A.

絶縁膜7Aは、酸化物半導体膜6AのうちTFT部に設けられた部分の全体を覆うが、絶縁膜7Aを貫通するようにドレイン電極コンタクトホール8およびソース電極コンタクトホール9が設けられている。   The insulating film 7A covers the entire portion of the oxide semiconductor film 6A provided in the TFT portion, but the drain electrode contact hole 8 and the source electrode contact hole 9 are provided so as to penetrate the insulating film 7A.

また、絶縁膜7Aは、画素部に設けられた酸化物半導体膜6A上においては大部分が除去されており、酸化物半導体膜6A上には画素電極13Aが設けられている。また、絶縁膜7Aは酸化物半導体膜23の側面は覆わず、酸化物半導体膜23上のみを覆っており、図25においては酸化物半導体膜23は絶縁膜7Aに隠されて不図示となっている。   The insulating film 7A is mostly removed on the oxide semiconductor film 6A provided in the pixel portion, and the pixel electrode 13A is provided on the oxide semiconductor film 6A. The insulating film 7A does not cover the side surface of the oxide semiconductor film 23 and covers only the oxide semiconductor film 23. In FIG. 25, the oxide semiconductor film 23 is hidden by the insulating film 7A and is not illustrated. ing.

また、絶縁膜7Aの上には画素電極13Aと同一層に同一の材料で形成された冗長ソース配線133が形成され、冗長ソース配線133の上にソース配線21(図1)およびソース端子12が形成されている。   A redundant source wiring 133 formed of the same material and in the same layer as the pixel electrode 13A is formed on the insulating film 7A, and the source wiring 21 (FIG. 1) and the source terminal 12 are formed on the redundant source wiring 133. Is formed.

TFT基板300においては、酸化物半導体膜6Aの上方にまで延在するように設けられた画素電極13Aの画素電極延在部131が、ドレイン電極コンタクトホール8を介して酸化物半導体膜6Aと直接に電気的に接続された構成となっており、画素電極延在部131上にドレイン電極10が設けられている。   In the TFT substrate 300, the pixel electrode extension 131 of the pixel electrode 13A provided so as to extend above the oxide semiconductor film 6A is directly connected to the oxide semiconductor film 6A via the drain electrode contact hole 8. The drain electrode 10 is provided on the pixel electrode extension 131.

また、ソース電極コンタクトホール9には、画素電極13Aと同一層に同一の材料で形成された冗長ソース電極132が埋め込まれて酸化物半導体膜6Aと電気的に接続された構成となっており、冗長ソース電極132上にソース電極11が設けられている。   The source electrode contact hole 9 has a redundant source electrode 132 formed of the same material in the same layer as the pixel electrode 13A and is electrically connected to the oxide semiconductor film 6A. The source electrode 11 is provided on the redundant source electrode 132.

なお、図25に示されるように画素電極13Aと画素部の酸化物半導体膜6Aとは平面視的には矩形をなし、画素電極13Aは画素部の酸化物半導体膜6Aよりもやや小さく形成され、画素電極13Aの外縁部は画素部の酸化物半導体膜6Aの外縁部より内側にある。   As shown in FIG. 25, the pixel electrode 13A and the oxide semiconductor film 6A in the pixel portion are rectangular in plan view, and the pixel electrode 13A is formed to be slightly smaller than the oxide semiconductor film 6A in the pixel portion. The outer edge portion of the pixel electrode 13A is inside the outer edge portion of the oxide semiconductor film 6A in the pixel portion.

このように、TFT基板300においては、酸化物半導体膜6Aの上方にまで延在するように設けられた画素電極13Aの画素電極延在部131が、酸化物半導体膜6Aと電気的に接続され、画素電極延在部131上にはドレイン電極10が設けられている。また、冗長ソース電極132が酸化物半導体膜6Aと電気的に接続され、冗長ソース電極132上にはソース電極11が形成され、冗長ソース配線133の上にソース配線21およびソース端子12が形成されている。このため、ドレイン電極10、ソース電極11およびソース配線21が、冗長構造となって断線を大幅に低減できる。   Thus, in the TFT substrate 300, the pixel electrode extension 131 of the pixel electrode 13A provided so as to extend above the oxide semiconductor film 6A is electrically connected to the oxide semiconductor film 6A. The drain electrode 10 is provided on the pixel electrode extension 131. Further, the redundant source electrode 132 is electrically connected to the oxide semiconductor film 6A, the source electrode 11 is formed on the redundant source electrode 132, and the source wiring 21 and the source terminal 12 are formed on the redundant source wiring 133. ing. For this reason, the drain electrode 10, the source electrode 11, and the source wiring 21 become a redundant structure, and disconnection can be reduced significantly.

また、本実施の形態3では、冗長ソース配線133の下に酸化物半導体膜23と絶縁膜7Aとの積層膜を形成している。このため、ソース配線21とゲート配線22および共通電極配線4との間の電気的ショート(短絡)による不良の発生防止効果も期待できる。   In the third embodiment, a stacked film of the oxide semiconductor film 23 and the insulating film 7A is formed under the redundant source wiring 133. For this reason, an effect of preventing the occurrence of a defect due to an electrical short between the source wiring 21, the gate wiring 22 and the common electrode wiring 4 can be expected.

<製造方法>
以下、図27〜図32を用いて実施の形態3のTFT基板300の製造方法について説明する。なお、最終工程を示す平面図および断面図は、それぞれ図25および図26に相当する。
<Manufacturing method>
Hereinafter, a manufacturing method of the TFT substrate 300 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. A plan view and a cross-sectional view showing the final process correspond to FIGS. 25 and 26, respectively.

なお、実施の形態2において図20を用いて説明した絶縁膜7Aのパターニングまでの工程は、本実施の形態3においても同じであるので説明は省略し、絶縁膜7Aのパターニング以降の工程について説明する。   Note that the process up to the patterning of the insulating film 7A described with reference to FIG. 20 in the second embodiment is the same in the third embodiment, and thus the description thereof is omitted. The processes after the patterning of the insulating film 7A are described. To do.

2回の写真製版工程を経て絶縁膜7Aがパターニングされた透明絶縁性基板1の上面全面に、図27に示すように、透明酸化物導電膜30(第1の透明酸化物導電膜)と導電膜29(第2の導電膜)をこの順に形成する。ここでは、透明酸化物導電膜30として、非晶質のITO膜を80nmの厚さで形成し、導電膜29として、それぞれ厚さ100nmのMoNb合金膜とAl-Ni-Nd合金膜をこの順に形成した。なお、透明酸化物導電膜30および導電膜29の形成方法および組成などは実施の形態1および2と同じである。   As shown in FIG. 27, a transparent oxide conductive film 30 (first transparent oxide conductive film) and a conductive material are formed on the entire upper surface of the transparent insulating substrate 1 on which the insulating film 7A has been patterned through two photolithography processes. A film 29 (second conductive film) is formed in this order. Here, an amorphous ITO film having a thickness of 80 nm is formed as the transparent oxide conductive film 30, and a MoNb alloy film and an Al—Ni—Nd alloy film each having a thickness of 100 nm are formed in this order as the conductive film 29. Formed. The formation method and composition of the transparent oxide conductive film 30 and the conductive film 29 are the same as those in the first and second embodiments.

次に、導電膜29上にレジスト材を塗布し、図28に示すように、ハーフトーンマスク26を用いて3回目の写真製版工程でフォトレジストパターン41を形成する。   Next, a resist material is applied onto the conductive film 29, and as shown in FIG. 28, a photoresist pattern 41 is formed in the third photolithography process using the halftone mask 26.

すなわち、導電膜29上に、ノボラック系のポジ型の感光性樹脂で構成されるレジスト材を、塗布法を用いて塗布し、厚さ約1.5μmのフォトレジストを形成する。そして、予め準備したハーフトーンマスク26を用いてフォトレジストの露光を行う。ハーフトーンマスク26には、ドレイン電極10および画素電極延在部131を形成するための遮光膜パターン26b、ソース電極11および冗長ソース電極132を形成するための遮光膜パターン26c、ソース配線21、ソース端子12および冗長ソース配線133を形成するための遮光膜パターン26dが設けられている。これらの遮光膜パターンにより露光光が遮られる領域が遮光領域となる。また、ハーフトーンマスク26には、画素電極13Aを形成するためのパターンとなる部分では露光の光強度を低減させる半透過性の半透過パターン26aが設けられており、この半透過パターン26aにより露光光が減衰した領域が半透過領域となる。   That is, a resist material composed of a novolac positive photosensitive resin is applied onto the conductive film 29 by a coating method to form a photoresist having a thickness of about 1.5 μm. Then, the photoresist is exposed using a halftone mask 26 prepared in advance. The halftone mask 26 includes a light shielding film pattern 26b for forming the drain electrode 10 and the pixel electrode extension 131, a light shielding film pattern 26c for forming the source electrode 11 and the redundant source electrode 132, the source wiring 21, and the source. A light shielding film pattern 26 d for forming the terminal 12 and the redundant source wiring 133 is provided. A region where exposure light is blocked by these light shielding film patterns becomes a light shielding region. Further, the halftone mask 26 is provided with a semi-transmissive semi-transmissive pattern 26a for reducing the light intensity of exposure at a portion to be a pattern for forming the pixel electrode 13A, and the semi-transmissive pattern 26a is used for exposure. A region where light is attenuated becomes a semi-transmissive region.

ハーフトーンマスク26を用いてフォトレジストの露光を行った後に、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)を含む有機アルカリ系の現像液を用いて現像を行うことで図28に示すフォトレジストパターン41が得られる。フォトレジストパターン41は、遮光膜パターン26b、26cおよび26dの下に対応する未露光領域では当初の厚さを保って第1の膜厚部分として残るが、半透過パターン26aの下の半露光領域では、第1の膜厚部分よりも薄い厚さで第2の膜厚部分として残存し、露光領域では完全に除去される。なお、本実施の形態3では最小膜厚が約0.2μmとなるように構成されている。また、フォトレジストパターン41は、チャネル領域上の絶縁膜7Aの上方が開口部OPとなっている。   After exposing the photoresist using the halftone mask 26, development is performed using an organic alkaline developer containing tetramethylammonium hydroxide (TMAH) to obtain a photoresist pattern 41 shown in FIG. It is done. The photoresist pattern 41 remains as the first film thickness portion while maintaining the initial thickness in the unexposed areas corresponding to the light shielding film patterns 26b, 26c, and 26d, but the semi-exposed area under the semi-transmissive pattern 26a. Then, it remains as a second film thickness portion having a thickness smaller than that of the first film thickness portion, and is completely removed in the exposure region. In the third embodiment, the minimum film thickness is set to about 0.2 μm. The photoresist pattern 41 has an opening OP above the insulating film 7A on the channel region.

次に、フォトレジストパターン41をマスクとして、導電膜29および透明酸化物導電膜30をエッチングする。MoNb合金膜とAl-Ni-Nd合金膜との積層膜である導電膜29のエッチングには、PAN溶液をエッチャントとしたウエットエッチング法を用いることができ、また、非晶質のITO膜である透明酸化物導電膜30もPAN溶液に対して可溶性を有するため、導電膜29および透明酸化物導電膜30を一括してエッチングすることが可能である。   Next, the conductive film 29 and the transparent oxide conductive film 30 are etched using the photoresist pattern 41 as a mask. For etching the conductive film 29 which is a laminated film of the MoNb alloy film and the Al—Ni—Nd alloy film, a wet etching method using a PAN solution as an etchant can be used, and it is an amorphous ITO film. Since the transparent oxide conductive film 30 is also soluble in the PAN solution, the conductive film 29 and the transparent oxide conductive film 30 can be etched together.

導電膜29および透明酸化物導電膜30を一括してエッチングした場合、非晶質のITO膜である透明酸化物導電膜30の方がエッチングレートが小さいので、図29に示すように透明酸化物導電膜30がエッチングされて得られる画素電極13Aの方が、その上の導電膜29よりも平面視面積的に少し大きくなる。なお、フォトレジストパターン41の開口部OPを通してPAN溶液によるエッチングが進行するので、チャネル領域の上方の導電膜29および透明酸化物導電膜30も除去され、チャネル領域の上方では絶縁膜7Aが露出する。   When the conductive film 29 and the transparent oxide conductive film 30 are etched together, the transparent oxide conductive film 30 that is an amorphous ITO film has a lower etching rate. The pixel electrode 13A obtained by etching the conductive film 30 is slightly larger in area in plan view than the conductive film 29 on the pixel electrode 13A. Since the etching with the PAN solution proceeds through the opening OP of the photoresist pattern 41, the conductive film 29 and the transparent oxide conductive film 30 above the channel region are also removed, and the insulating film 7A is exposed above the channel region. .

続けてフォトレジストパターン41をマスクとして、酸化物半導体膜28をエッチングする。非晶質のInZnSnO膜である酸化物半導体膜28のエッチングには、シュウ酸を含む溶液によるウエットエッチングを用いるが、シュウ酸によるエッチングで非晶質のITO膜も再度エッチングされるため、透明酸化物導電膜30もエッチングされ、図30に示されるように、画素電極13Aの面積は図29に比べて小さくなる。また、酸化物半導体膜28であるInZnSnO膜の方が非晶質のITO膜よりもシュウ酸によるエッチングレートが小さいので、酸化物半導体膜28は画素電極13Aよりも平面視面積的に少し大きくなり酸化物半導体膜6Aとなる。   Subsequently, the oxide semiconductor film 28 is etched using the photoresist pattern 41 as a mask. For the etching of the oxide semiconductor film 28 which is an amorphous InZnSnO film, wet etching using a solution containing oxalic acid is used. However, since the amorphous ITO film is also etched again by etching with oxalic acid, a transparent oxidation is performed. The physical conductive film 30 is also etched, and as shown in FIG. 30, the area of the pixel electrode 13A becomes smaller than that of FIG. In addition, since the InZnSnO film, which is the oxide semiconductor film 28, has a lower etching rate with oxalic acid than the amorphous ITO film, the oxide semiconductor film 28 is slightly larger in area in plan view than the pixel electrode 13A. The oxide semiconductor film 6A is formed.

次に図31に示す工程において、Oアッシングを用いてフォトレジストパターン41の膜厚を全体的に減少させ、最小膜厚となっている画素部のフォトレジストパターン41を完全に除去する。これによって、膜厚が薄くなったフォトレジストパターン411、412および413が得られる。その後、非晶質のITO膜を結晶化させるため、150℃で30分間、大気雰囲気中でのアニールを実施した。このとき、結晶化温度を150℃よりも高くすると、フォトレジストが硬化して除去が困難となるので、ここでは150℃程度が望ましい。 Next, in the step shown in FIG. 31, the film thickness of the photoresist pattern 41 is entirely reduced by using O 2 ashing, and the photoresist pattern 41 in the pixel portion having the minimum film thickness is completely removed. As a result, photoresist patterns 411, 412 and 413 with reduced film thickness are obtained. Thereafter, annealing was performed in an air atmosphere at 150 ° C. for 30 minutes in order to crystallize the amorphous ITO film. At this time, if the crystallization temperature is higher than 150 ° C., the photoresist is hardened and difficult to remove.

次に、フォトレジストパターン411、412および413をマスクとして、PAN溶液により画素部の導電膜29をエッチングし、フォトレジストパターン411、412および413を除去することで、図32に示されるように、画素電極13A、ドレイン電極10、ソース電極11、ソース配線21(不図示)、ソース端子12、画素電極延在部131、冗長ソース電極132および冗長ソース配線133が形成される。   Next, using the photoresist patterns 411, 412 and 413 as a mask, the conductive film 29 in the pixel portion is etched with a PAN solution, and the photoresist patterns 411, 412 and 413 are removed, as shown in FIG. The pixel electrode 13A, the drain electrode 10, the source electrode 11, the source wiring 21 (not shown), the source terminal 12, the pixel electrode extension 131, the redundant source electrode 132, and the redundant source wiring 133 are formed.

次に、透明絶縁性基板1の上面全面に第3の絶縁膜を形成する。本実施の形態3では、CVD法を用いて、厚さ200nmの酸化シリコン(SiO)膜と、厚さ150nmの窒化シリコン(SiN)膜をこの順に形成して第3の絶縁膜とした。   Next, a third insulating film is formed on the entire upper surface of the transparent insulating substrate 1. In Embodiment Mode 3, a silicon oxide (SiO) film having a thickness of 200 nm and a silicon nitride (SiN) film having a thickness of 150 nm are formed in this order by using a CVD method to form a third insulating film.

次に、第3の絶縁膜上にレジスト材を塗布し、4回目の写真製版工程でフォトレジストパターンを形成し、当該フォトレジストパターンをマスクとして第3の絶縁膜および絶縁膜5をエッチングする。第3の絶縁膜および絶縁膜5のエッチングには、六フッ化硫黄(SF)に酸素(O)を加えたガスを用いたドライエッチングを使用した。 Next, a resist material is applied on the third insulating film, a photoresist pattern is formed in the fourth photolithography process, and the third insulating film and the insulating film 5 are etched using the photoresist pattern as a mask. For etching the third insulating film and the insulating film 5, dry etching using a gas in which oxygen (O 2 ) is added to sulfur hexafluoride (SF 6 ) was used.

その後、フォトレジストパターンを除去することで、図26に示されるように、ゲート端子3に達するゲート端子コンタクトホール15、ソース端子12に達するソース端子コンタクトホール16および共通電極4に達する共通電極コンタクトホール17が同時に得られる。   Thereafter, by removing the photoresist pattern, as shown in FIG. 26, the gate terminal contact hole 15 reaching the gate terminal 3, the source terminal contact hole 16 reaching the source terminal 12, and the common electrode contact hole reaching the common electrode 4. 17 is obtained simultaneously.

その後、絶縁膜14上に第2の透明酸化物導電膜を形成する。なお、本実施の形態3では、透明酸化物導電膜30と同じ方法で、同じ組成の非晶質のITO膜を形成して第2の透明酸化物導電膜とした。   Thereafter, a second transparent oxide conductive film is formed on the insulating film 14. In the third embodiment, an amorphous ITO film having the same composition is formed as the second transparent oxide conductive film by the same method as that of the transparent oxide conductive film 30.

次に、第2の透明酸化物導電膜上にレジスト材を塗布し、5回目の写真製版工程でフォトレジストパターンを形成し、当該フォトレジストパターンをマスクとして第2の透明酸化物導電膜をエッチングする。   Next, a resist material is applied onto the second transparent oxide conductive film, a photoresist pattern is formed in the fifth photolithography process, and the second transparent oxide conductive film is etched using the photoresist pattern as a mask. To do.

第2の透明酸化物導電膜のエッチングには、シュウ酸を5wt%で含む水溶液によるウエットエッチング法を用いることができる。   For the etching of the second transparent oxide conductive film, a wet etching method using an aqueous solution containing oxalic acid at 5 wt% can be used.

その後、フォトレジストパターンを除去することで、図25および図26に示されるように、ゲート端子コンタクトホール15を通してゲート端子3と電気的に接続されたゲート端子パッド19、ソース端子コンタクトホール16を通してソース端子12と電気的に接続されたソース端子パッド20、共通電極コンタクトホール17を通して共通電極4と電気的に接続された対向電極18が得られる。なお、対向電極18には同時に複数のスリット開口部SLも形成されて櫛歯状となる。   Thereafter, by removing the photoresist pattern, as shown in FIG. 25 and FIG. 26, the source through the gate terminal pad 19 and the source terminal contact hole 16 electrically connected to the gate terminal 3 through the gate terminal contact hole 15. A source terminal pad 20 electrically connected to the terminal 12 and a counter electrode 18 electrically connected to the common electrode 4 through the common electrode contact hole 17 are obtained. The counter electrode 18 is also formed with a plurality of slit openings SL at the same time and has a comb shape.

その後、製造過程で基板に発生したプラズマダメージ等を解消するため、大気雰囲気中で230℃の温度で60分間の熱処理(アニール)を行う。これにより、非晶質ITOは完全に結晶化する。また、結晶化と共に、熱処理中には酸化物半導体6Aから画素電極13Aに向かって酸素が供給され、画素電極13Aの透過率は高くなる。このアニールにより、FFS方式のTFT基板300が完成する。   Thereafter, heat treatment (annealing) is performed for 60 minutes at a temperature of 230 ° C. in an air atmosphere in order to eliminate plasma damage and the like generated on the substrate during the manufacturing process. Thereby, the amorphous ITO is completely crystallized. Further, along with crystallization, oxygen is supplied from the oxide semiconductor 6A toward the pixel electrode 13A during the heat treatment, and the transmittance of the pixel electrode 13A increases. By this annealing, the FFS type TFT substrate 300 is completed.

以上のように、本実施の形態3では、TFTのチャネル層に酸化物半導体膜6Aを用いることで高移動度のTFTを有したTFT基板を5回の写真製版工程で製造することが可能となる。   As described above, in the third embodiment, by using the oxide semiconductor film 6A for the TFT channel layer, a TFT substrate having a high mobility TFT can be manufactured in five photolithography processes. Become.

なお、本発明はこれらの他にも、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   In addition to these, the present invention can be freely combined with each other within the scope of the present invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

1 透明絶縁性基板、2 ゲート電極、3 ゲート端子、4 共通電極配線、5,7 絶縁膜、6,6A,23,24 酸化物半導体膜、8 ドレインコンタクトホール、9 ソースコンタクトホール、10 ドレイン電極、11 ソース電極、12 ソース端子、13,13A 画素電極、18 対向電極、21 ソース配線、22 ゲート配線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent insulating substrate, 2 Gate electrode, 3 Gate terminal, 4 Common electrode wiring, 5, 7 Insulating film, 6, 6A, 23, 24 Oxide semiconductor film, 8 Drain contact hole, 9 Source contact hole, 10 Drain electrode , 11 source electrode, 12 source terminal, 13, 13A pixel electrode, 18 counter electrode, 21 source wiring, 22 gate wiring.

Claims (9)

画素が複数マトリックス状に配列された薄膜トランジスタ基板であって、
前記画素のそれぞれは、
基板上に選択的に配設されたゲート電極および共通電極配線と、
前記ゲート電極および前記共通電極配線を覆う第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜上に選択的に配設された酸化物半導体膜と、
前記第1の絶縁膜上および前記酸化物半導体膜上に配設された第2の絶縁膜と、
前記第2絶縁膜の上に配設されたソース電極、ドレイン電極およびソース配線と、
前記ドレイン電極の端部上にその一部が接することで、前記ドレイン電極に電気的に接続された画素電極と、
前記ソース電極、前記ドレイン電極、前記ソース配線および前記画素電極上に配設された第3の絶縁膜と、
前記画素電極と対向するように前記第3の絶縁膜上に配設された対向電極と、を備え、
前記対向電極は、
前記第3の絶縁膜および前記第1の絶縁膜を貫通する共通電極コンタクトホールを介して、前記共通電極配線と電気的に接続され、
前記酸化物半導体膜は、少なくとも前記ゲート電極の上方および前記画素電極の下部に設けられ、
前記画素電極は、前記酸化物半導体膜に直接接する部分を有し、
前記ソース電極および前記ドレイン電極は、それぞれ前記第2の絶縁膜を貫通するソース電極コンタクトホールおよびドレイン電極コンタクトホールを介して前記酸化物半導体膜と電気的に接続される、薄膜トランジスタ基板。
A thin film transistor substrate in which a plurality of pixels are arranged in a matrix,
Each of the pixels
A gate electrode and a common electrode wiring selectively disposed on the substrate;
A first insulating film covering the gate electrode and the common electrode wiring;
An oxide semiconductor film selectively disposed on the first insulating film;
A second insulating film disposed on the first insulating film and the oxide semiconductor film;
A source electrode, a drain electrode and a source wiring disposed on the second insulating film;
A pixel electrode electrically connected to the drain electrode by contacting a part of the drain electrode on an end of the drain electrode;
A third insulating film disposed on the source electrode, the drain electrode, the source wiring, and the pixel electrode;
A counter electrode disposed on the third insulating film so as to face the pixel electrode,
The counter electrode is
Electrically connected to the common electrode wiring through a common electrode contact hole penetrating the third insulating film and the first insulating film;
The oxide semiconductor film is provided at least above the gate electrode and below the pixel electrode,
The pixel electrode has a portion in direct contact with the oxide semiconductor film,
The thin film transistor substrate, wherein the source electrode and the drain electrode are electrically connected to the oxide semiconductor film through a source electrode contact hole and a drain electrode contact hole penetrating the second insulating film, respectively.
前記ドレイン電極の代わりに、前記画素電極から前記酸化物半導体膜の上方にまで延在するように設けられた画素電極延在部を備え、
前記画素電極延在部は、
前記ドレイン電極コンタクトホールを介して前記酸化物半導体膜と電気的に接続される、請求項1記載の薄膜トランジスタ基板。
Instead of the drain electrode, a pixel electrode extending portion provided so as to extend from the pixel electrode to above the oxide semiconductor film,
The pixel electrode extending portion is
The thin film transistor substrate according to claim 1, wherein the thin film transistor substrate is electrically connected to the oxide semiconductor film through the drain electrode contact hole.
前記酸化物半導体膜および前記第2の絶縁膜は、前記ソース配線の下部に積層膜として配設される、請求項1記載の薄膜トランジスタ基板。   The thin film transistor substrate according to claim 1, wherein the oxide semiconductor film and the second insulating film are disposed as a laminated film below the source wiring. 画素が複数マトリックス状に配列された薄膜トランジスタ基板であって、
前記画素のそれぞれは、
基板上に選択的に配設されたゲート電極および共通電極配線と、
前記ゲート電極および前記共通電極配線を覆う第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜上に選択的に配設された酸化物半導体膜と、
前記第1の絶縁膜上および前記酸化物半導体膜上に配設された第2の絶縁膜と、
前記第2の絶縁膜を間に介して前記酸化物半導体膜の上方にまで延在するように設けられた画素電極延在部を有する画素電極と、
前記第2の絶縁膜上に前記画素電極と同一層として設けられた、冗長ソース電極および冗長ソース配線と、
前記冗長ソース電極および前記画素電極延在部および前記冗長ソース配線の上部にそれぞれ設けられたソース電極、ドレイン電極およびソース配線と、
前記ソース電極、前記ドレイン電極、前記ソース配線および前記画素電極上に配設された第3の絶縁膜と、
前記画素電極と対向するように前記第3の絶縁膜上に配設された対向電極と、を備え、
前記対向電極は、
前記第3の絶縁膜および前記第1の絶縁膜を貫通する共通電極コンタクトホールを介して、前記共通電極配線と電気的に接続され、
前記酸化物半導体膜は、少なくとも前記ゲート電極の上方および前記画素電極の下部に設けられ、
前記画素電極は、前記酸化物半導体膜に直接接する部分を有し、
前記冗長ソース電極および前記画素電極延在部は、それぞれ前記第2の絶縁膜を貫通するソース電極コンタクトホールおよびドレイン電極コンタクトホールを介して前記酸化物半導体膜と電気的に接続される、薄膜トランジスタ基板。
A thin film transistor substrate in which a plurality of pixels are arranged in a matrix,
Each of the pixels
A gate electrode and a common electrode wiring selectively disposed on the substrate;
A first insulating film covering the gate electrode and the common electrode wiring;
An oxide semiconductor film selectively disposed on the first insulating film;
A second insulating film disposed on the first insulating film and the oxide semiconductor film;
A pixel electrode having a pixel electrode extending portion provided so as to extend above the oxide semiconductor film with the second insulating film interposed therebetween;
A redundant source electrode and a redundant source wiring provided as the same layer as the pixel electrode on the second insulating film;
A source electrode, a drain electrode, and a source wiring provided on the redundant source electrode, the pixel electrode extension portion, and the redundant source wiring, respectively;
A third insulating film disposed on the source electrode, the drain electrode, the source wiring, and the pixel electrode;
A counter electrode disposed on the third insulating film so as to face the pixel electrode,
The counter electrode is
Electrically connected to the common electrode wiring through a common electrode contact hole penetrating the third insulating film and the first insulating film;
The oxide semiconductor film is provided at least above the gate electrode and below the pixel electrode,
The pixel electrode has a portion in direct contact with the oxide semiconductor film,
The thin film transistor substrate, wherein the redundant source electrode and the pixel electrode extending portion are electrically connected to the oxide semiconductor film through a source electrode contact hole and a drain electrode contact hole that penetrate the second insulating film, respectively. .
前記酸化物半導体膜、前記第2の絶縁膜および前記冗長ソース配線は、前記ソース配線の下部に積層膜として配設される、請求項4記載の薄膜トランジスタ基板。   5. The thin film transistor substrate according to claim 4, wherein the oxide semiconductor film, the second insulating film, and the redundant source wiring are disposed as a laminated film below the source wiring. 6. 画素が複数マトリックス状に配列された薄膜トランジスタ基板の製造方法であって、
(a)基板の上面全面に、第1の導電膜を形成する工程と、
(b)第1回目の写真製版工程とエッチング工程により、前記第1の導電膜をパターニングして、ゲート電極および共通電極配線を形成する工程と、
(c)前記工程(b)の後、前記基板の上面全面に第1の絶縁膜を形成する工程と、
(d)前記第1の絶縁膜の上面全面に酸化物半導体膜を形成する工程と、
(e)前記酸化物半導体膜の上面全面に第2の絶縁膜を形成する工程と、
(f)第2回目の写真製版工程とエッチング工程により、前記第2の絶縁膜をパターニングして、前記ゲート電極の上方部分の前記酸化物半導体膜を覆うように前記第2の絶縁膜を残すと共に、前記ゲート電極の上方の前記第2の絶縁膜を貫通するソース電極コンタクトホールおよびドレイン電極コンタクトホールを形成する工程と、
(g)前記(f)の後、前記基板の上面全面に第2の導電膜を形成する工程と、
(h)第3回目の写真製版工程とエッチング工程により、前記第2の導電膜をパターニングして、ソース電極、ドレイン電極およびソース配線を形成する工程と、
(i)前記(h)の後、前記基板の上面全面に第1の透明酸化物導電膜を形成する工程と、
(j)第4回目の写真製版工程とエッチング工程により、前記第1の透明酸化物導電膜と前記酸化物半導体膜を同時にパターニングして、画素電極を形成する工程と、
(k)前記(j)の後、前記基板の上面全面に第3の絶縁膜を形成する工程と、
(l)第5回目の写真製版工程とエッチング工程により、前記第3の絶縁膜および前記第1の絶縁膜を貫通する共通電極コンタクトホールを形成する工程と、
(m)前記(l)の後、前記基板の上面全面に第2の透明酸化物導電膜を形成する工程と、
(n)第6回目の写真製版工程とエッチング工程により、前記第2の透明酸化物導電膜をパターニングして、前記画素電極と対向する対向電極を形成する工程と、を備える、薄膜トランジスタ基板の製造方法。
A method of manufacturing a thin film transistor substrate in which a plurality of pixels are arranged in a matrix,
(A) forming a first conductive film on the entire upper surface of the substrate;
(B) patterning the first conductive film by a first photolithography process and an etching process to form a gate electrode and a common electrode wiring;
(C) after the step (b), forming a first insulating film on the entire upper surface of the substrate;
(D) forming an oxide semiconductor film over the entire upper surface of the first insulating film;
(E) forming a second insulating film on the entire upper surface of the oxide semiconductor film;
(F) The second insulating film is patterned by the second photolithography process and the etching process, and the second insulating film is left so as to cover the oxide semiconductor film in the upper part of the gate electrode. And forming a source electrode contact hole and a drain electrode contact hole penetrating the second insulating film above the gate electrode;
(G) after (f), forming a second conductive film on the entire upper surface of the substrate;
(H) patterning the second conductive film by a third photolithography process and etching process to form a source electrode, a drain electrode and a source wiring;
(I) After the step (h), forming a first transparent oxide conductive film on the entire upper surface of the substrate;
(J) forming a pixel electrode by simultaneously patterning the first transparent oxide conductive film and the oxide semiconductor film by a fourth photolithography process and an etching process;
(K) After the step (j), forming a third insulating film on the entire upper surface of the substrate;
(L) forming a common electrode contact hole penetrating the third insulating film and the first insulating film by a fifth photolithography process and an etching process;
(M) after (l), forming a second transparent oxide conductive film on the entire upper surface of the substrate;
And (n) patterning the second transparent oxide conductive film by a sixth photolithography process and an etching process to form a counter electrode facing the pixel electrode. Method.
画素が複数マトリックス状に配列された薄膜トランジスタ基板の製造方法であって、
(a)基板の上面全面に、第1の導電膜を形成する工程と、
(b)第1回目の写真製版工程とエッチング工程により、前記第1の導電膜をパターニングして、ゲート電極および共通電極配線を形成する工程と、
(c)前記工程(b)の後、前記基板の上面全面に第1の絶縁膜を形成する工程と、
(d)前記第1の絶縁膜の上面全面に酸化物半導体膜を形成する工程と、
(e)前記酸化物半導体膜の上面全面に第2の絶縁膜を形成する工程と、
(f)第2回目の写真製版工程とエッチング工程により、前記第2の絶縁膜をパターニングして、前記ゲート電極の上方部分の前記酸化物半導体膜を覆うように前記第2の絶縁膜を残すと共に、前記ゲート電極の上方の前記第2の絶縁膜を貫通するソース電極コンタクトホールおよびドレイン電極コンタクトホールを形成する工程と、
(g)前記(f)の後、前記基板の上面全面に第1の透明酸化物導電膜を形成する工程と、
(h)第1の透明酸化物導電膜の上面全面に第2の導電膜を形成する工程と、
(i)第3回目の写真製版工程により、前記第2の導電膜上に、第1の膜厚部分と、前記第1の膜厚部分よりも薄い第2の膜厚部分とを有するレジストパターンを形成する工程と、
(j)前記レジストパターンを用いて、エッチング工程により、前記第2の導電膜および前記第1の透明酸化物導電膜をパターニングして、ソース電極とその下部の冗長ソース電極、ソース配線とその下部の冗長ソース配線、ドレイン電極とその下部に画素電極延在部を有する画素電極とを形成する工程と、
(k)前記工程(j)の後、
前記レジストパターンの前記第2の膜厚部分が消滅するように前記レジストパターンの膜厚を減じる工程と、
(l)前記工程(k)の後、膜厚を減じた前記レジストパターンを用いて、エッチング工程により、前記レジストパターンで覆われない前記第2の導電膜を除去する工程と、
(m)前記(j)の後、前記基板の上面全面に第3の絶縁膜を形成する工程と、
(n)第4回目の写真製版工程とエッチング工程により、前記第3の絶縁膜および前記第1の絶縁膜を貫通する共通電極コンタクトホールを形成する工程と、
(o)前記(n)の後、前記基板の上面全面に第2の透明酸化物導電膜を形成する工程と、
(p)第5回目の写真製版工程とエッチング工程により、前記第2の透明酸化物導電膜をパターニングして、前記画素電極と対向する対向電極を形成する工程と、を備える、薄膜トランジスタ基板の製造方法。
A method of manufacturing a thin film transistor substrate in which a plurality of pixels are arranged in a matrix,
(A) forming a first conductive film on the entire upper surface of the substrate;
(B) patterning the first conductive film by a first photolithography process and an etching process to form a gate electrode and a common electrode wiring;
(C) after the step (b), forming a first insulating film on the entire upper surface of the substrate;
(D) forming an oxide semiconductor film over the entire upper surface of the first insulating film;
(E) forming a second insulating film on the entire upper surface of the oxide semiconductor film;
(F) The second insulating film is patterned by the second photolithography process and the etching process, and the second insulating film is left so as to cover the oxide semiconductor film in the upper part of the gate electrode. And forming a source electrode contact hole and a drain electrode contact hole penetrating the second insulating film above the gate electrode;
(G) after (f), forming a first transparent oxide conductive film on the entire upper surface of the substrate;
(H) forming a second conductive film on the entire upper surface of the first transparent oxide conductive film;
(I) A resist pattern having a first film thickness portion and a second film thickness portion thinner than the first film thickness portion on the second conductive film by the third photolithography process. Forming a step;
(J) Using the resist pattern, the second conductive film and the first transparent oxide conductive film are patterned by an etching process to form a source electrode, a redundant source electrode thereunder, a source wiring, and a lower part thereof Forming a redundant source wiring, a drain electrode, and a pixel electrode having a pixel electrode extension under the redundant source wiring,
(K) After the step (j),
Reducing the thickness of the resist pattern so that the second thickness portion of the resist pattern disappears;
(L) After the step (k), using the resist pattern having a reduced film thickness, removing the second conductive film not covered with the resist pattern by an etching step;
(M) after (j), forming a third insulating film over the entire upper surface of the substrate;
(N) forming a common electrode contact hole penetrating the third insulating film and the first insulating film by a fourth photolithography process and an etching process;
(O) After (n), forming a second transparent oxide conductive film on the entire upper surface of the substrate;
(P) patterning the second transparent oxide conductive film by a fifth photolithography process and etching process to form a counter electrode facing the pixel electrode, and manufacturing a thin film transistor substrate Method.
前記工程(d)は、
前記第2の導電膜のエッチングに対して不溶性または難溶性を有する材質で前記酸化物半導体膜を形成する工程を含む、請求項6または請求項7に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
The step (d)
The method for manufacturing a thin film transistor substrate according to claim 6, further comprising a step of forming the oxide semiconductor film with a material that is insoluble or hardly soluble in etching the second conductive film.
前記工程(g)は、
前記第2の導電膜のエッチングに対して可溶性を有する材質で第1の透明酸化物導電膜を形成する工程を含む、請求項7に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
The step (g)
The method of manufacturing a thin film transistor substrate according to claim 7, comprising a step of forming the first transparent oxide conductive film with a material that is soluble in etching of the second conductive film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018150620A1 (en) * 2017-02-16 2018-08-23 三菱電機株式会社 Thin film transistor, thin film transistor substrate, liquid crystal display device, and method for manufacturing thin film transistor substrate
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JP6990219B2 (en) * 2019-08-14 2022-01-12 株式会社東芝 Manufacturing method of semiconductor device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101219038B1 (en) * 2004-10-26 2013-01-07 삼성디스플레이 주식회사 Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof
JP2011145530A (en) * 2010-01-15 2011-07-28 Hitachi Displays Ltd Display device and method of manufacturing the same
KR20120060664A (en) * 2010-12-02 2012-06-12 삼성전자주식회사 Display apparatus and fabrication method of the same
KR20130111874A (en) * 2012-04-02 2013-10-11 삼성디스플레이 주식회사 Thin film transistor, thin film transistor array panel and display device including the same, and manufacturing method of thin film transistor
US20150123117A1 (en) * 2012-05-14 2015-05-07 Sharp Kabushshiki Kaisha Semiconductor device and method for manufacturing same
JP6076626B2 (en) * 2012-06-14 2017-02-08 株式会社ジャパンディスプレイ Display device and manufacturing method thereof
CN102790012A (en) * 2012-07-20 2012-11-21 京东方科技集团股份有限公司 Array substrate and manufacturing method thereof as well as display equipment
CN103187423B (en) * 2013-02-04 2016-03-23 合肥京东方光电科技有限公司 A kind of oxide film transistor array substrate and preparation method thereof, display floater
JP6124668B2 (en) * 2013-04-26 2017-05-10 三菱電機株式会社 Thin film transistor substrate and manufacturing method thereof
CN103456742B (en) * 2013-08-27 2017-02-15 京东方科技集团股份有限公司 Array substrate, manufacturing method of array substrate and display device

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