JPH04116982A - 薄膜トランジスタアレイの製造方法 - 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） この発明は、薄膜トランジスタアレイ（以下、ＴＦＴア
レイと略称することもある。）に間するもので、特にＴ
ＦＴアレイに備わるゲート絶縁膜を形成する工程に特徴
を有するＴＦＴアレイの製造方法に闇するものである。

（従来の技術） １枚の基板上に薄膜トランジスタを多数アレイ状に具え
るＴＦ、Ｔアレイは、例えばアクティブマトリクス方式
の液晶デイスプレィパネル等のスイッチング手段に使用
され良く知られている。

このようなＴＰＴにおいでは、その信頼性の向上を図る
ために、各薄膜トランジスタのゲート絶縁膜を、第１の
ゲート結縁膜とこの上に積層した第２のゲート絶縁膜と
で構成する場合がある。その主な理由は、第１及び第２
のゲート絶縁震央々にピンホールが存在しでも両膜のピ
ンホールが重なる確率は非常１こ少いので、ゲート絶縁
膜のどンホールに起因するＴＦエアレイの特性悪化を防
止出来るからである。

このような積層型のゲート絶縁膜の第１のゲート絶縁膜
を形成する従来方法としては、ゲート電極を陽極化成（
陽極酸化）処理して該ゲート電極表面に絶縁膜を形成す
る方法が良く用いられでいた。その主な理由は、陽極化
成法を用いるとゲート電極表面に均一に絶縁膜が得られ
ステップカバレージを良好に行えるからである。

陽極化成法を用い菓１のゲート絶縁膜を形成する工程を
含む、ＴＰＴアレイの従来の最も一般的な製造方法は、
以下に説明するようなものであった。なお、この説明を
第３図（Ａ）〜（Ｋ）を参照して行う、ここで、これら
図は、従来の製造方法中のまな工程にあする丁ＦＴアレ
イの様子を、これの１個のＴＰＴ部分と、陽極化成非処
理領域部分とに着目し断面図によって示した工程図であ
る。ここでは非処理領域を、ゲート電極の末端部分の、
外部装置（例えばドライバＩＣ）との接続に供する部分
としている。勿論、非処理領域はこの例に限られない、
また、各図では、図面か複雑化することを回避するため
、一部の構成成分については断面を示すハツチングを省
略しである。

先ず、基板としての例えばガラス基板］１上に、スパッ
タ法等の好適な方法により、ゲート電極形成材としての
例えばタンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｎまたはク
ンゲステン（Ｗ）等から成る金属１１１３が所定の膜厚
に形成される（第３図（Ａ））。

次に、公知のフオリソグラフイ技術により金属膜１３上
にゲート電極形成用のレジストバター）（図示せず）が
形成され、その債、この金属膜１３のレジストから露出
する部分がドライエツチング技術によりエツチングされ
ゲート電極１３ａが形成される（篤３図（Ｂ））、この
ゲート電極１３ａの外部装置との接続部分１３ｂが非処
理領域になる。

次に、基板１１上にゲート電極１３ａ表面は露出するマ
スクであって該ゲート電極１３ａに対し陽極化成処理を
行う際に非処理領域１３ｂを保護するためのマスクとし
てフォトレジスト膜１５が公知のフォトリングラフィ技
術により形成される（菓３図（Ｃ））。

次に、公知の陽極化成処理、例えばリン酸水溶液中に試
料を浸漬しての陽極化成処理がなされ、ゲート電極１３
ａ表面に第１のゲート絶１１ｍ１１７が形成される。そ
の後、この試料が好適な溶剤（例えばレジスト剥離液）
中に浸漬されフォトレジスト１１１５が除去される（篤
３図（Ｄ））。

次に、フォトレジスト膜１５除去済みの基板１１上に、
スパッタ法等の好適な方法により、透明導電１１１９（
例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｚ○３＋５ｎＯｚ））が形成され
（第３図（Ｅ））　、次いで、この透明導電膜１９が公
知のフォトリングラフィ技術及びウェットエツチング技
術によりバターニングされ画素電極１９ａが形成される
（篤３図（Ｆ））。

次に、画素電極７９ａ形成済みの基板１１上に、第２の
ゲート絶縁膜形成材としてアモルファス（ａ）−８ｉＮ
膜２１、活性層形成材としてａ−３ｉ膜２３、オーミッ
ク層形成材としてｎ”ａ−Ｓｉ膜２５がプラズマＣＶＤ
法により順次に形成される（第３図（Ｇ））。

次に、フォトリングラフィ技術によりｎ”ａ−５ｉｌｉ
２５上に所定のレジストパターンが形成され（図示せず
）、次いで、上記冬服２５．２３゜２１のレジストパタ
ーンで覆われでいない部分が例えばプラズマエツチング
技術によりそれぞれ除去され、よって、篤２のゲート絶
縁膜２１ａ、活性層２３ａ及びオーミック層２５ａが得
られる（第３図（Ｈ））。

次に、ソース・トレイン電極を形成するために、画素電
極１９ａ、オーミック層２５ａ％形成済み基板１１上に
スパッタ法等の好適な方法により例えばクロム（Ｃｒ）
またはニクロム（ＮｉＣｒ）等より成る第１の金属膜２
７が、さらにこの第１の金属膜２７上に例えばアルミニ
ウムより成る第２の金属１！２９が形成される（藁３図
（Ｉ））。

次に、これら第２及び第１の金属膜２９．２７か公知の
フォトリングラフィ技術及びエツチング技術によりバタ
ーニングされソース電極３１ａ及びトレイン電極３１ｂ
が形成される（菓３図（Ｊ））。

次に、ソース電極３１ａ、トレイン電極３１ｂかマスク
とされ、オーミ・ンク層２５ａの一部がプラズマエツチ
ング技術により除去されてチャネル３３か形成される（
第３図（Ｋ））。

その後、この試料全面上に、図示せずも、シリコン酸化
膜（ＳｉＯ□膜）或いはシリコン菫化膜（ＳＩＮＸ膜）
等より成る保護膜が形成され、目的とするＴＦＴアレイ
が得られる。

（発明が解決しようとする課題） しかしなから、上述の従来の製造方法では、陽極化成処
理時のマスクをフォトレジストで構成していたため、マ
スク形成のためにはフォトリソグラフィ技術が必要であ
りよって製造工程数が増加するという問題点があった。

また、マスクとしで用いられるフォトレジストは、一般
に、基板との密着性が良好であるため、陽極化成処理後
のレジスト剥離は試料をレジスト剥離液中に浸漬させな
ければ行えない。しかし、これによっても試料には残渣
が生しる場合があり、ざらに、レジスト剥離液中で剥離
したレジストか試料に再付着したつ、レジスト剥離液に
よる試料の汚染が生しる等の新たな問題点も生しる。

ざらに、レジスト残渣が生じた場合にはこれを除去する
ために、強酸を用いての洗浄処理或いは酸素ガスを用い
たプラズマアッシング処理か必要であり、これに伴う工
程数の増加、試料に加わるダメージ、このダメージを回
復するための対策が必要等の問題も生しる。

この発明はこのような点に鑑みなされたものであり、従
ってこの発明の目的は、陽極化成によりゲート絶縁膜を
形成する際のマスク作製をフォトリングラフィ技術を用
いることなく然も簡易かつ歩留り良く行える方法を含む
ＴＦＴアレイの製造方法ｙ＝ｖ供することにある。

（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明によれば、ゲート
電極が形成された基板にゲート電極表面は露出するマス
クであって該ゲート電極に対し陽極化成処理を行う際に
非処理領域を保護するためのマスクを形成する工程と、
該ゲート電極に対し陽極化成処理を行って該ゲート電極
表面にゲート絶縁膜を形成する工程とを含む薄膜トラジ
スタアレイの製造方法にあいで、 前述のマスクを、陽極化成処理後に物理的な弓き剥しに
より剥離可能な材料で構成し、該マスクをスクリーン印
刷法により形成することを特徴とする。

・この発明の実施に当たり、前述の物理的な引き剥しを
、前記マスクに引張り部材を真空吸着させ行うのが好適
である。

（作用） この発明の構成によれば、マスクはスクリーン印刷によ
り形成出来るので、フォトリソグラフィ技術によりフォ
トレジストから成るマスクを作製する従来方法に比べ、
マスク形成工程は簡易になる。さらに、陽極化成処理後
に不要になったマスクの除去は物理的な引き剥しにより
行えるので、レジスト剥離液に浸漬しその後洗浄及び乾
燥を行う必要がある従来のマスク除去方法に比べ、マス
クの除去工程も簡易になる。

また、マスクは物理的な引き剥しにより剥離出来るので
、もし試料にマスク残渣かありこの試料を洗浄液に浸漬
し洗浄する必要が生した場合でも、マスク材の殆どが除
去された状態で洗浄液に試料を浸漬出来る。従って、フ
ォトレジスト全部か付着した状態でレジスト剥離液に浸
漬する従来方法に比べ、マスク材の再付着もほとんど生
しない。

（実施例） 以下、この発明のＴＦＴアレイの製造方法の実施例につ
いて説明する。なお、以下の実施例では、陽極化成時に
使用するマスクの形成工程及びその除去工程以外の工程
に第３図ヲ参照しで説明した従来技術を用いる。しかし
、陽極化成時に使用するマスクの形成工程及びその除去
工程以外の工程で用い得る技術は、第３図を用いて説明
した技術に限られず、他の好適な技術でも勿論良い。

また、実施例にあける陽極化成時に使用するマスクの形
成工程及びその除去工程での使用材料、使用装！及び膜
厚、温度、時間等の数値的条件は、この発明の範囲内の
好適例にすぎず、従って、この発明がこれら材料、装置
、数値的条件のみに限定されるものでないことは理解さ
れたい。

先ず、第３図（Ａ）及び（Ｂ）！用いで説明した手順と
同様な手順で、ガラス基板１１上にゲート電極形成材１
３を形成し、これをバターニングしてゲート電極１３ａ
を形成する。なお、ゲート電極１３ａの末端部分の外部
装置との接続に供する部分１３ｂが、陽極化成処理の際
の非処理領域となる。

ここで、ガラス基板１１としては、この実施例の場合、
コーニングジャパン社製硼珪酸ガラス７０５９フユージ
ヨンを用いる。また、ゲート電極形成材１３は、この場
合、膜厚約２０００大のタンタル膜で構成しでいる。こ
のゲート電極材１３の加工は、例えば、四フッ化ガス（
Ｃ：Ｆｄ）と酸素ガスとの混合ガスを用いたドライエツ
チング法により行えば良い。

次に、ゲート電極１３形成済みの基板１１上に、ゲート
電極１１表面は露出するマスクであフて該ゲート電極１
１に対し陽極化成処理を行う際に非処理領＄１３ｂを保
護するためのマスクで然も陽極化成処理後に物理的な引
き剥しにより剥離可能な材料で構成したマスクをスクリ
ーン印刷法を用い以下に説明するように形成する。。

先ず、当該マスクの形成材（以下、マスク形成材と略称
する。）として、この実施例では、アサヒ化学研究所製
の５ＴＲＩＰ　　ＭＡＳＫ　（＃２２８−■）を用いる
。このマスク形成材は、良好な絶縁性を有すると共に陽
極化成処理時に印加される電圧に対しても充分な耐圧が
ある。また、このマスク形成材は、専用の稀釈剤（井３
０００）’ｉ用いることにより粘度調整が可能なもので
あり、これによりスクリーン印刷に好適なペースト物に
なる。そして、このペースト物の粘度（ポアズ）と、こ
のペースト物をスクリーン印刷し得られる膜の厚み（ｕ
ｍ）との関係は、菓２図のような特性を示すことから、
ペースト物の粘度やスクリーン印刷条件を変えることに
より、所望の膜厚のマスクが容易に得られる。

このマスク材をスクリーン印刷法により基板１１の非化
成処理領域１３ｂを覆うようにこの実施例の場合的２０
μｍの膜厚に印刷する。

次に、印刷したマスク材を乾燥するために、試料をｉ素
雰囲気中で８０〜１１０℃の温度で１０〜２０分ベーク
する。なお、この条件は、５ＴＲＩＰ　　ＭＡＳＫの使
用説明書に記載の条件である。

ここまでの処理が終了した試料は、第３図（Ｇ）の状態
になる。但し、第３図（Ｃ）ではマスクはフォトレジス
ト膜で構成されていたがこの実施例ではマスクは５ＴＲ
ＩＰ　　ＭＡＳＫで構成される点で相違している。

次に、従来同様に陽極化成処理を行いゲート電極表面に
第１のゲート絶ｍｓを形成する。この藁１のゲート絶縁
膜の膜厚は設計に応じ決定すれば良い。

次に、５ＴＲＩＰ　　ＭＡＳＫを剥離する。この剥離作
業は、この実施例の場合、剥離装Ｍを用いて行う。

Ｎ１図は、この剥離装置の説明に供する図であり、剥離
装置４１と、基板１１上に形成した５ＴＲＩＰ　　ＭＡ
ＳＫ５１とを併せて示した図である。

この剥離装置１４１は、この出願に係る発明者が考案し
たものであり、支持部材４３と、この支持部材４３に取
っ付ゆられた複数個の吸着口４５と、吸着口４５及び図
示しない真空ポンプ間を接続するための配管４７とを具
えて成っている。支持部材４３は５ＴＲＩＰ　　ＭＡＳ
Ｋ引き刺しの際の引張り部材として機能する。なお、剥
離装置４１の各構成成分の構成材料は、任意好適なもの
と出来る。

この剥離装置１４１の吸着口４５を、篤１図に示す如く
、５ＴＲＩＰ　　ＭＡＳＫ５１の所定位置例えば一方の
端部に当接させ剥離装Ｍ４１を真空吸看により３ＴＲＩ
Ｐ　　ＭＡＳＫ５１に固定する。

そして、第１図中Ｐで示す引き剥し方向に剥離装置１４
１の支持部材４３（引張り部材）ｖ！移動させる。支持
部材４３の移動に伴い、５ＴＲＩＰ　　ＭＡＳに５１は
、基板１１から剥離する。

なお、剥離装置１４１の構成は上述の例に限られるもの
ではないが、このような剥離袋Ｍを用いることによりマ
スクの剥離工程の自動化が図れ好適である。また、５Ｔ
ＲＩＰ　　ＭＡＳＫの剥離方法は、この方法に限られず
、他の好適な方法でも勿論良い、実験的に行うのであれ
ば、この５ＴＲＩＰ　　ＭＡＳＫは、その一端をビンセ
ットでつまんで他端方向に引っ張ることによっても容易
に基板から剥離させることが出来る。

３ＴＲＩＰ　　ＭＡＳＫの剥離が済んだ後は、第３図（
Ｅ）〜（Ｋ）を用いて説明した手順と同様な手順で、画
素電極１９ａ、第２のゲート絶５ａＷ２１ａ、活性層２
３ａ、オーミック層２５ａ、ソース電極３１ａ、トレイ
ン電極３１ｂ、チャネル３３、ざらに図示せずも保！Ｉ
１１を順次に形成し、よってＴＦＴアレイを得る。なお
、この際の各構成成分の膜厚等は設計に応し決定すれば
良い。

上述においては、この発明のＴＦＴアレイの製造方法の
実施例について説明したが、この発明は上述の実施例に
限られるものではなく以下に説明するような種々の変更
を加えることか出来る。

例えば、上述の実施例では、ゲート絶縁膜が第１及び第
２のゲート絶縁膜で構成されているＴＦＴアレイの製造
にこの発明を適用していた。しかし、この発明は、ゲー
ト絶縁膜を陽極化成処理により形成するＴＦＴアレイで
あれば他の構造のＴＦＴアレイ（例えば第２のゲート絶
縁膜が無いもの、ソース・トレイン電極の材料構成が異
なるもの、オーミ・ンク層が無い構造のもの等）の製造
にも広く適用出来る。

また、上述の実施例では、マスク形成材をアサヒ化学研
究所製の５ＴＲＩＰ　　ＭＡＳＫとしていた。しかし、
マスク形成材はこれに限られず、陽極化成処理時に物理
的な引き剥しにより剥離可能な材料であれば他のもので
も良い。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明のＴＦＴ
アレイの製造方法によれば、ゲート電極を陽極化成処理
する際に非処理領域を保護するマスクをスクリーン印刷
法により形成出来、ざらに、このマスクの除去は物理的
な引き剥しにより行える。

従って、マスク形成に当たってフォトリングラフィ工程
は不要になり、マスク除去に当たって溶剤による剥離工
程が不要になる。これがため、陽極化成によりゲート絶
縁膜を形成する際のマスク作製をフォトリソグラフィ技
術を用いることなく然も簡易かつ歩留り良く行える。

また、レジストを用いないで済むために残漬物が生じに
くくなり、よって残渣に起因する問題が生じず、その分
子ＰＴのコスト低減、安定供給が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例のマスク剥離工程の説明に供する図、 菓２図は、実施例で用いたマスク形成材の説明に供する
図、 第３図（Ａ）〜（Ｋ）は、従来及びこの発明の説明に供
する工程図である。 ］１・・・基板、　　　　　　１３・・・ゲート電極形
成材１３　ａ−・・ゲート電極 １３ｂ・・・非処理領域（例えばゲート電極の外部袋Ｍ
接続部） １５−・・陽極化成処理時に非処理領域を保護するマス
ク ７・・・第１のゲート絶縁膜 ９・・・画素電極形成材、１９ａ・・・画素電極１・・
・藁２のゲート絶縁膜形成材 ３・・・活性層形成材 ５・・・オーミック層形成材 １ａ−・菓２のゲート絶縁膜 ３　ａ　−−−−−−活性層、　　２５　ａ−・・オー
ミック層７・・・篤］の金属膜、　２９・・・第２の金
属膜３１ａ・・・トレイン電極、３１ｂ・・・ソース電
極３３・・・チャネル、　　　４１・・・剥離装置４３
・・・支持部材（引張り部材） ４５・・・吸着口 ４７・・・真空ポンプに接続されている配管５１・・・
物理的な引き剥しにより剥離可能な材料で構成したマス
ク（ＳＴ日ＩＰ　　ＭＡＳＫ）。 特許出曽人　　　沖電気工業株式会社 ＋０３１０’ 粘度（ポアズ） 実施例で用いたマスク形成材の説明に供する口笛２図 実施例のマスク剥離工程の説明に供する口笛１ 従来及びこの発明の説明に供する工程図第３図 第１のゲ ト絶縁順 １９：画素電極形成材 従来及びこの発明の説明に供する工程図従来及びこの発
明の説明に供する工程口笛３ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゲート電極が形成された基板にゲート電極表面は
   露出するマスクであって該ゲート電極に対し陽極化成処
   理を行う際に非処理領域を保護するためのマスクを形成
   する工程と、該ゲート電極に対し陽極化成処理を行って
   該ゲート電極表面にゲート絶縁膜を形成する工程とを含
   む薄膜トラジスタアレイの製造方法において、 前記マスクを、陽極化成処理後に物理的な引き剥しによ
   り剥離可能な材料で構成し、 該マスクをスクリーン印刷法により形成すること を特徴とする薄膜トラジスタアレイの製造方法。
2. （２）請求項１に記載の薄膜トランジスタアレイの製造
   方法において、 前記物理的な引き剥しを、前記マスクに引張り部材を真
   空吸着させ行うこと を特徴とする薄膜トラジスタアレイの製造方法。