JPH01297825A - 電極形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、基板面に形成した絶縁膜の電極形成部と対応
する部分を除去して前記電極形成部にリフトオフ法によ
り電極を形成する電極形成方法に関するものである。

〔従来の技術〕

例えばアクティブマトリックス型液晶表示素子の基板面
にその各画素電極とそれぞれ対応させて配設される画素
電極駆動用薄膜トランジスタは、一般に逆スタガー型の
ものとされている。この逆スタガー型の薄膜トランジス
タは、基板面にゲート電極を形成し、その上に基板はぼ
全面にわたってゲート絶縁膜を形成するとともに、この
ゲート絶縁膜の上に前記ゲート電極と対向させてｉ　−
８ｉからなる半導体層を設け、その上に、ドレイン電極
およびソース電極とをそれぞれｎ”　−８ｉからなるコ
ンタクト層を介して形成したもので、前記ゲート電極と
ドレイン電極はそれぞれゲートラインとドレインライン
につながっており、ソースミ極は前記ゲート絶縁膜（透
明膜）の上に形成された画素電極に接続されている。

ところで、上記薄膜トランジスタにおいては、ゲート電
極およびゲートラインが基板面から突出していると、そ
の上に形成されるゲート絶縁膜も、ゲート電極およびゲ
ートラインと対応する部分が突出した段差のある膜とな
ってしまうために、このゲート絶縁膜上に前記ゲートラ
インと直交させて配線されるドレインラインが、ゲート
絶縁膜の段差部において断線してしまうことがある。こ
れは、半導体層の上からゲート絶縁膜上にわたってドレ
イン電極およびソース電極となる導電膜を被着させると
きに、ゲート絶縁膜の段差部には導電膜が十分な厚さに
被着しないためであり、そのために、この導電膜をパタ
ーニングして形成されたドレイン電極およびドレインラ
インとソース電極のうち、ゲートラインと直交させて前
記段差部を横切るように形成されるドレインラインが、
前記段差部の膜厚の薄い部分において断線してしまうこ
とになる。

このため、従来から、基板面にゲート電極の形成部を除
いてゲート電極とほぼ同じ膜厚の絶縁膜を形成し、この
絶縁膜と基板面の電極形成部に形成したゲート電極の上
にゲート絶縁膜を形成することが行なわれており、この
ようにすれば、ゲート絶縁膜を段差のない平坦膜とする
ことができるから、上述したようなドレインラインの断
線を防ぐことができる。

このように、基板面にゲート電極の形成部を除いてゲー
ト電極とほぼ同じ膜厚の絶縁膜を形成する場合、この基
板面の電極形成部に形成されるゲート電極は、例えば、
リフトオフと呼ばれる方法で形成されている。

第３図は、基板面に形成した絶縁膜の電極形成部と対応
する部分を除去して電極形成部にリフトオフ法により電
極を形成する電極形成方法として従来採用されている方
法を工程順に示したもので、上記絶縁膜およびゲート電
極は次のようにして形成されている。

まず第３図（ａ）に示すように、基板（ガラス基板）１
面にＳｉＮ等の絶縁膜２を基板面に形成されるゲート電
極とほぼ同じ厚さに形成した後、その上にフォトレジス
トを塗布してこれを露光。

現像処理することにより、電極形成部（ゲートライン形
成部を含む）以外の部分を覆うレジストマスク３を形成
し、この後エツチング処理により絶縁膜２の電極形成部
と対応する部分を第３図（ｂ）に示すように除去する。

次に、第３図（ｃ）に示すように、上記レジストマスク
３を残したまま基板面全体にゲート電極となる金属導電
膜４をスパッタリング法または真空蒸着法により被着さ
せ、この後レジストマスク３を剥離してこのレジストマ
スク３上の導電膜４を除去することにより、第３図（ｄ
）に示すように基板１面の電極形成部だけに導電膜４を
残して、この導電膜をゲート電極Ｇおよびゲートライン
とする。

すなわち、この電極形成方法は、レジストマスク３の剥
離によりその上の不要な導電膜４を除去して電極Ｇを形
成するものであり、この方法によれば、導電膜をエツチ
ングして電極を形成する場合に比べて、単純な工程で電
極を形成することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の電極形成方法では、電極Ｇと
なる導電膜４を被着させる際に、この導電膜４が第３図
（Ｃ）に示したように基板１面の電極形成部からレジス
トマスク３上にわたって連続した膜となって被着するた
めに、レジストマスク３の剥離によりその上の導電膜４
をリフトオフして形成された電極Ｇの外周縁に第３図（
ｄ）に示すような“パリ”ａができてしまい、そのため
に、次工程で形成されるゲート絶縁膜に亀裂ができてゲ
ート電極Ｇとゲート絶縁膜上の半導体層やドレインとの
短絡を生じたり、ゲート絶縁膜が上記“パリ”ａの部分
で突出して前述したドレインラインの断線を生じるとい
う問題があった。

本発明は上記のような実情にかんがみてなされたもので
あって、そ−の目的とするところは、基板面に形成した
絶縁膜の電極形成部と対応する部分を除去して前記電極
形成部にリフトオフ法により−６＝ 電極を形成するものでありながら、“パリ“のない良好
な形状の電極を形成することができる電極形成方法を提
供することにある。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明は上記目的を達成するために、基板面に絶縁膜を
形成し、その上に上記絶縁膜とは異なる絶縁材からなる
上層膜を形成した後、この上層膜の上にレジストマスク
を形成して上記絶縁膜にサイドエツチングを生じさせる
エツチングを行なうことにより、前記上層膜と上記絶縁
膜の電極形成部と対応する部分を同時にかつ上記絶縁膜
を前記上層膜よりも大きく除去し、この後、電極となる
導電膜を上記絶縁膜の膜厚を越えない厚さに被着させて
、前記上層膜を除去することにより、この上層膜上の導
電膜をリフトオフするようにしたものである。

〔作用〕

この電極形成方法によれば、上記絶縁膜を前記上層膜よ
りも大きく除去しているために、この後に被着される導
電膜の基板面に被着する部分は、上記絶縁膜のサイドエ
ツチングされた領域に入り込みながら堆積することにな
り、したがって導電膜の被着厚さを上記絶縁膜の膜厚を
越えない厚さとすれば、基板面の電極形成部に被着した
導電膜と前記上層膜の除去によってリフトオフされる導
電膜とがつながることはないから、前記上層膜上の導電
膜をリフトオフしても、基板面の電極形成部に残される
導電膜つまり形成された電極の周囲に“バリ“ができる
ことはない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例をアクティブマトリックス型液
晶表示素子の基板面に、逆スタガー型薄膜トランジスタ
のゲート電極を形成する場合について説明する。

第１図はこのゲート電極の形成方法を工程順に示したも
ので、絶縁膜およびゲート電極は次のようにして形成さ
れる。

まず第１図（ａ）に示すように、基板（ガラス基板）１
１面にその全面にわたってＳｉＮからなる絶縁膜１２を
形成し、その上に、上記絶縁膜１２とは異なる絶縁材と
して有機ケイ素化合物例えばシラノール化合物を溶剤に
溶かしたものを塗布し、これを１５０℃〜２００℃で焼
成して、絶縁膜１２の上面全体に５ｉ０２からなる上層
膜１３を形成する。次に、前記上層膜１３の上にフォト
レジストを塗布してこれを露光、現像処理することによ
り、ゲートライン形成部を含む電極形成部以外の部分を
覆うレジストマスク１４を形成し、この後、ＣＦ４＋０
２を使用するプラズマエツチングを行なって、第１図（
ｂ）に示すように前記上層膜１３とその下の絶縁膜１２
の電極形成部と対応する部分を同時に除去する。この上
層膜１３と絶縁膜１２のエツチングを、ＣＦ４＋０２を
使用するプラズマエツチングによっ・て行なうと、この
プラズマエツチングに対しては、ＳｉＮからなる絶縁膜
１２が５ｉ０２からなる上層膜１３よりもエツチングさ
れやすいために、上層膜１３はレジストマスク１４で覆
われていない部分だけを除去されるが、絶縁膜１２はサ
イドエツチングにより上層膜１３よりも大きく除去され
る。次に、レジストマスク１４を剥離してから、第１図
（Ｃ）に示すように、基板１１面の電極形成部から上層
膜１３の上面全体にわたってゲート電極となる金属導電
膜１５をスパッタリング法または真空蒸着法により上記
絶縁膜１２の膜厚を越えない厚さ（この実施例では絶縁
膜１２と同一厚さ）に被着させる。この場合、被着され
る導電膜１５の基板１１面に被着する部分は、上記絶縁
膜１２のサイドエツチングされた領域内に図示のように
入り込みながら堆積するから、この導電膜１５の被着厚
さを上記絶縁膜１２の膜厚を越えない厚さとすれば、基
板１１面の電極形成部に被着する導電膜１５と前記上層
膜１３上に被着する導電膜１５とがつながって１つの連
続した膜となることはない。この後は、フッ酸溶液をエ
ツチング液とするウェットエツチングを行なって５ｉ０
２からなる上層膜１３を除去し、この上層膜１３上の導
電膜１５をリフトオフして、第１図（ｄ）に示すように
基板１面の電極形成部だけに導電膜１５を残し、この導
電膜１５をゲート電極Ｇおよびゲートラインとする。な
お、前記上層膜１３は、有機ケイ素化合物を１５０℃〜
２００°Ｃの比較的低温で焼成したものであるために、
濃度１％程度のフッ酸溶液で容易に、かつその下の絶縁
膜（Ｓｔ　Ｎ膜）にはダメージを与えることなく剥離す
ることができる。

しかして、上記電極形成方法では、基板１１面に絶縁膜
１２を形成し、その上に上記絶縁膜１２とは異なる絶縁
材からなる上層膜１３を形成した後、上記絶縁膜１２に
サイドエツチングを生じさせるエツチングを行なうこと
により、前記上層膜１３と絶縁膜１２の電極形成部と対
応する部分を同時にかつ絶縁膜１２を上層膜１３よりも
大きく除去しているために、この後に被着される導電膜
１５の基板１１面に被着する部分は、上記のように絶縁
膜１２のサイドエツチングされた領域に入り込みながら
堆積することになり、したがって導電膜１５の被着厚さ
を上記絶縁膜１２の膜厚を越えない厚さとすれば、基板
１１面の電極形成部に被着した導電膜１５と上層膜１３
の除去によってリフトオフされる導電膜１５とがつなが
ることはないから、上層膜１３上の導電膜１５をリフト
オフしても基板１１面の電極形成部に残される導電膜１
５つまり形成された電極Ｇの周囲に“パリ”ができるこ
とはない。したがって、この電極形成方法によれば、基
板１１面に形成した絶縁膜１２の電極形成部と対応する
部分を除去して前記電極形成部にリフトオフ法により電
極Ｇを形成するものでありながら、“パリ“のない良好
な形状の電極を形成することができ、そのために、次工
程で形成されるゲート絶縁膜に亀裂ができて、ゲート電
極Ｇとゲート絶縁膜上の半導体層やドレインとの短絡を
生じたり、ゲート絶縁膜が局部的に突出してドレインラ
インの断線を生じたりすることはない。

第２図は上記方法でゲート電極Ｇを形成した基板１１面
に形成された逆スタガー型の薄膜トランジスタを示した
もので、この薄膜トランジスタは、基板１１面に電極形
成部を除いて形成された絶縁膜１２と基板１１面の電極
形成部に形成されたゲート電極Ｇとの上にその全面にわ
たってＳｉＮ等−１２＝ からなる透明なゲート絶縁膜１６を形成するとともに、
このゲート絶縁膜１６の上にゲート電極Ｇと対向させて
１−８ｔからなる半導体層１７を設け、その上に、ドレ
イン電極りおよびソース電極Ｓとをそれぞれｎ＋−８ｉ
からなるコンタクト層１８．１８を介して形成した構成
となっており、ドレイン電極りはゲート絶縁膜１６上に
ドレイン電極りと一体に形成されたドレインラインにつ
ながっており、ソース電極Ｓは、ゲート絶縁膜１６の上
に形成された画素電極１９に接続されている。

なお、上記実施例では、レジストマスク１４を剥離して
から導電膜１５を被着させているが、この導電膜１５は
、レジストマスク１４を残したままその上に被着させて
もよく、この場合も、上層膜１３の除去によりレジスト
マスクとその上の導電膜を一緒にリフトオフすることが
できる。また、上記実施例では、基板１１面に電極形成
部を除いて形成する絶縁膜１２をＳｉＮ膜とし、その上
に形成する上層膜１３を５ｊ０２膜としているが、この
絶縁膜１２と上層膜１３は、選択エツチングできる異な
る絶縁材であればよいし、また、絶縁膜１２と上層膜１
３のエツチング方法および上層膜１３の除去方法も上記
実施例に限られるものではない。さらに、上記実施例で
は、逆スタガー型の薄膜トランジスタのゲート電極Ｇを
形成する場合について説明したが、本発明の電極形成方
法は、基板面にスタガー型の薄膜トランジスタのドレイ
ン電極およびソース電極をリフトオフ法により形成する
場合にも利用できるし、また、薄膜トランジスタ以外の
電極を基板面にリフトオフ法で形成するのにも利用でき
る。

〔発明の効果〕

本発明の電極形成方法は、基板面に絶縁膜を形成し、そ
の上に上記絶縁膜とは異なる絶縁材からなる上層膜を形
成した後、この上層膜の上にレジストマスクを形成して
上記絶縁膜にサイドエツチングを生じさせるエツチング
を行なうことにより、前記上層膜と上記絶縁膜の電極形
成部と対応する部分を同時にかつ上記絶縁膜を前記上層
膜よりも大きく除去し、この後、電極となる導電膜を上
記絶縁膜の膜厚を越えない厚さに被着させて、前記上層
膜を除去することにより、この上層膜上の導電膜をリフ
トオフするようにしたものであるから、基板面に形成し
た絶縁膜の電極形成部と対応する部分を除去して前記電
極形成部にリフトオフ法により電極を形成するものであ
りながら、“パリ”のない良好な形状の電極を形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電極形成工程図、第２
図は基板面に形成した電極をゲート電極とする逆スタガ
ー型の薄膜トランジスタの断面図、第３図は従来の電極
形成工程図である。 １１・・・基板、１２・・・絶縁膜（ＳｉＮ膜）、１３
・・・上層膜（Ｓｉ　０２膜）、１４・・・レジストマ
スク、１５・・・導電膜、Ｇ・・・ゲート電極。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 ＝　　１５　　＝ ＾　　　　　　　　　　　　　　　　　　　への　　　
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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基板面に形成した絶縁膜の電極形成部と対応する部分
   を除去して前記電極形成部にリフトオフ法により電極を
   形成する方法において、前記基板面に絶縁膜を形成し、
   その上に上記絶縁膜とは異なる絶縁材からなる上層膜を
   形成した後、この上層膜の上にレジストマスクを形成し
   て上記絶縁膜にサイドエッチングを生じさせるエッチン
   グを行なうことにより、前記上層膜と上記絶縁膜の電極
   形成部と対応する部分を同時にかつ上記絶縁膜を前記上
   層膜よりも大きく除去し、この後、電極となる導電膜を
   上記絶縁膜の膜厚を越えない厚さに被着させて、前記上
   層膜を除去することにより、この上層膜上の導電膜をリ
   フトオフすることを特徴とする電極形成方法。