JPH05257170A - アクティブマトリクス液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

アクティブマトリクス液晶表示装置の製造方法

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JPH05257170A
JPH05257170A JP5764292A JP5764292A JPH05257170A JP H05257170 A JPH05257170 A JP H05257170A JP 5764292 A JP5764292 A JP 5764292A JP 5764292 A JP5764292 A JP 5764292A JP H05257170 A JPH05257170 A JP H05257170A
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JP
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liquid crystal
crystal display
film
metal film
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JP5764292A
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Yasuhiro Nasu
安宏 那須
Kazuto Sugano
和人 菅野
Takumi Matsumoto
巧 松本
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】特に微細配線パターンを有するアクティブマト
リクス液晶表示装置の製造方法に関し、微小粉塵による
断線などの欠陥を未然に防止することを目的とする。 【構成】透明絶縁基板上に非単結晶シリコンを半導体活
性層とする逆スタガー型薄膜トランジスタ(TFT)を
各画素に対応して配設し、ドレイン電極とゲート電極を
それぞれ信号バスラインと走査バスラインに接続し、ソ
ース電極を画素電極に接続してなるアクティブマトリク
ス液晶表示装置を製造する際に、ソース・ドレイン電極
として、不純物ドーピングをした非単結晶シリコンと金
属膜を連続成膜した後、アルカリ洗浄を行なって微小粉
塵を除去してから、レジストパターンによるパターニン
グを行なう工程を含む構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】アクティブマトリクス液晶表示装
置は、10インチクラスの中精細表示装置が実用段階に来
ている。最近は、さらに高画質を要求されるHDTVやワー
クステーションに対応して、高精細の液晶表示装置の要
求が高くなっている。HDTV用高精細表示装置は、中精細
のものと比較して、画素数が約3倍、1画素の大きさは
1/2倍となっており、コントラスト100以上で無欠陥
かつ鮮明な液晶表示装置が必要とされる。
【0002】また、これに伴って、ゲートバスラインお
よびドレインバスラインなどの配線パターンも微細化し
てきており、成膜装置中の微細塵埃でも後工程で欠陥が
拡大すること等により断線を来す恐れがある。本発明
は、このように微細配線パターンを有するアクティブマ
トリクス液晶表示装置の製造方法に関する。
【0003】
【従来の技術】アクティブマトリクス液晶表示装置は、
図3に示すように、ゲートバスラインGLとドレインバス
ラインDLとを交差させ、この交点近傍にa-Siを用いたT
FT素子Trを形成して、画素電極1を駆動するようにな
っている。TFT素子の形成方法には、ゲート層を一番
下に形成する逆スタガー型と、ゲート層を一番上に形成
するスタガー型がある。
【0004】図4は従来の逆スタガー型のアクティブマ
トリクス液晶表示装置の製造方法を工程順に示す図であ
り、図3におけるIII-III 位置の断面図である。すなわ
ち、図4におけるDL側は図3におけるドレインバスライ
ンDL部の断面図、Tr側は図3における薄膜トランジスタ
Tr部の断面図である。
【0005】まず、工程(1) において、透明ガラス基板
2上に、TiやCrをスパッタして全面に堆積させ、ゲート
電極Gをパターニングする。そして、その上からSiO2
SiNxにより、ゲート絶縁膜3を形成すると共に、a-Si
(アモルファスシリコン)による半導体層4をプラズマ
CVD(PCVD)法により連続して堆積させる。
【0006】さらに、SiNxによる絶縁膜5を成膜してパ
ターニングし、(2) 工程に示すように、ゲート電極Gの
上側にチャネル保護膜5を形成した後、n+ 型a-Si膜6
を成膜し、さらに (3)工程に示すように、Tiによりソー
ス電極S(ソースバスライン)並びにドレイン電極D
(ドレインバスライン)を形成するメタル層mをPCV
D法とスパッタで連続して堆積する。
【0007】次いで、 (4)工程において、電極パターン
と同じ形状のレジストパターン7を形成し、その上から
エッチングすると、 (5)工程のようなTFTが得られ
る。次にITO(インジウム錫酸化物)をスパッタ法に
より堆積して、画素電極1をパターニングすると共に、
ドレインバスラインDL上のみ低抵抗化のためにアルミニ
ウム8を積層すると、画素電極側の基板が完成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図4のように非単結晶
シリコン4を半導体活性層として用いた逆スタッガ型T
FTにおいては、ソース・ドレイン電極S、Dの半導体
接合部には、不純物、主にPをドーピングした非単結晶
シリコンを用いることが、良好なTFTの電気的接合特
性を得るために不可欠である。
【0009】従来、このドーピングされた非単結晶シリ
コン6と電極メタルmを連続して成膜し、電極兼信号バ
スラインあるいは冗長構成のバスラインの一部として一
括してパターニングする技術が、工程を簡略化する方法
として用いられていた。
【0010】ところが、 (2)工程において、前記不純物
ドーピングされたn+ 型a-Si膜6をPCVD法で成膜す
る際は、比較的低温で成膜しなければならないため、チ
ャンバー内低温部などに微小粉塵が発生しやすく、n+
型a-Si膜6中に取り込まれる微小粉塵9を皆無にするこ
とは困難である。
【0011】しかも、工程(2) で不純物ドーピングした
+ 型a-Siの膜6上のTi膜mやフォトレジスト7が積層
されているとはいえ、微小粉塵9の部分では、膜厚が極
めて薄くなったり、時として全く被覆されていないこと
もある。また、現像液は露光部のみを選択エッチングす
るものではあるが、非露光部も全くエッチングされない
訳ではない。
【0012】そのため、工程(4) に示す一括パターニン
グのためのレジストパターン7を現像する際に、フォト
レジスト7で完全にカバーされない大きさの微小粉塵9
が存在するときは、その周囲から現像液が染み込んで来
る。
【0013】n+ 型a-Siの膜6やその微小粉塵9、a-Si
膜4などは、ポジレジストの現像液であるアルカリに侵
され易いため、染み込んだ現像液で微小粉塵9がエッチ
ングされて大きな隙間12が発生し、フォトレジスト7の
下のn+ 型a-Si層6やa-Si膜4も次第にエッチングされ
る。
【0014】特に、 (4)工程の後に、レジストパターン
7の上から、n+ 型a-Si膜6およびTi膜mをエッチング
して一括パターニングを行なう際に、エッチング液が微
小粉塵9の外周の隙間12から染み込んで、フォトレジス
ト7の下のメタル層mやn+型a-Si層6、さらにその下
のa-Si膜4がエッチングされ、その結果フォトレジスト
パターン7が半径数μmないし数十μmも欠落するとい
う問題点があった。
【0015】また、微小粉塵9が完全にエッチングされ
てレジストパターン7に空洞が発生すると、BCl3+Cl2
などのガスでドライエッチングする場合でも、下のメタ
ル層mやn+ 型a-Si膜6、a-Si膜4などがエッチングさ
れる。
【0016】レジストパターンが欠落した個所は、 (5)
工程に13で示すように、メタルパターンが皆無となり、
信号バスラインDLなどのような微細パターンの部分で
は、断線などの欠陥が発生する。また、低抵抗化のため
にアルミニウム膜8を成膜する場合も、下側のパターン
が欠落したり、微小粉塵が存在したりしていると、設計
通りのパターンを形成できないことがある。
【0017】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、アクティブマトリクス液晶表示装置を製造する
際に、微小粉塵による断線などの欠陥を未然に防止する
ことにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】図1は本発明によるアク
ティブマトリクス液晶表示装置の製造方法の基本原理を
説明するフローチャートである。TFTが逆スタガー型
のアクティブマトリクス液晶表示装置は、透明絶縁基板
上に非単結晶シリコンを半導体活性層とする逆スタガー
型TFTを各画素に対応して配設し、ドレイン電極とゲ
ート電極をそれぞれ信号バスラインと走査バスラインに
接続し、ソース電極を画素電極に接続した構造になって
いる。
【0019】このようなTFTおよびドレインバスライ
ンを製造する際に、請求項1の発明は、ソース・ドレイ
ン電極として、不純物ドーピングをした非単結晶シリコ
ンと金属膜を連続成膜した後、アルカリ洗浄を行なって
微小粉塵を除去してから、レジストパターンを形成して
パターニングを行なうものである。
【0020】請求項2の発明は、前記の方法を実施する
際に、金属膜を単一膜または多層膜構成とし、少なくと
も最表面をアルカリ耐性のある金属膜としたものであ
る。
【0021】請求項3の発明は、前記の金属膜の最下層
( 不純物ドーピングをした非単結晶シリコンと接する層
)を4価の金属膜としたものである。
【0022】請求項4の発明は、前記の金属膜がTi、M
o、Cr、W、Ni、Al、Taのいずれかを含むものである。
【0023】
【作用】請求項1のように、逆スタガー型のTFTを搭
載したアクティブマトリクス液晶表示装置を製造する際
に、ソース・ドレイン電極として、不純物ドーピングを
した非単結晶シリコンと金属膜を連続成膜した後、フォ
トレジストを塗布する前ににアルカリ洗浄を施し、問題
となるドーピングされた非単結晶シリコン膜成膜時の微
小粉塵を除去するので、従来のように、微小粉塵が原因
となって金属膜がエッチングされたり、レジストパター
ンが剥離して、断線などのパターニング不良を来す問題
を未然に防止できる。
【0024】請求項2のように、金属膜を単一膜または
多層膜構成とし、少なくとも最表面をアルカリ耐性のあ
る金属膜とすることにより、微小粉塵をアルカリ洗浄す
る際に、アルカリ洗浄液と接する金属膜がアルカリ洗浄
液に侵されにくいため、金属膜で完全に被覆できなかっ
た非単結晶シリコン膜の微小粉塵のみを効率的に洗浄除
去できる。
【0025】また、請求項3のように、金属膜の最下層
を、Tiなどのような4価の金属膜とすることによっ
て、良好なトランジスタ特性を得ることができる。例え
ば3価のAlをn+ a-Si膜と連続的に形成し、アニールを
すると、n+ a-Si中へのAlの拡散があり、ホールアキュ
ムレーションによる電流が流れる。
【0026】請求項4のように、配線部を構成する前記
の金属膜としては、Ti、Mo、Cr、W、Ni、Al、Taなどを
用いることにより、低抵抗の配線パターンを実現でき
る。
【0027】
【実施例】次に本発明によるアクティブマトリクス液晶
表示装置の製造方法が実際上どのように具体化されるか
を実施例で説明する。図2は本発明方法の実施例を工程
順に示す断面図であり、ドレインバスライン側のみを示
している。
【0028】工程1. 図4(1) に示すように、透明ガラ
ス基板2上に、TiやCrをスパッタして全面に堆積させ、
ゲート電極Gをパターニングした後、図2(1) に示すよ
うに、SiO2やSiNxにより、約3000Å厚程度にゲート絶縁
膜3を形成すると共に、a-Siによる半導体活性層4を約
150 Å厚程度にPCVD法により連続して堆積させる。
【0029】さらに、SiNxによるチャネル保護膜5を連
続成膜すると、図2(1) の状態となるが、図4(2) のよ
うにゲート電極Gの上のみ絶縁膜5が残るようにパター
ニングするため、配線パターン( ドレインバスライン )
上の絶縁膜5は除去される。
【0030】工程2. このようにして、ゲート電極Gの
上のみにチャネル保護膜5が残った状態で、a-Si膜4の
表面をスライトエッチングして表面酸化膜を除去した
後、図2(2) のように、不純物ドーピングされた非単結
晶シリコン(n+ 型a-Si約500Å) と金属膜(Ti 約1000
Å )mを連続成膜する。
【0031】このときに、図4(2) でも示したように、
PCVDで避け得ないn+ 型a-Si型の微小粉塵9が付着
するが、その上からソース電極S(ソースバスライン)
並びにドレイン電極D(ドレインバスライン)を形成す
るメタル層mを連続して堆積するため、図2(2) のよう
に、微小粉塵9の上には金属膜mが薄く、あるいは不完
全に被さった状態となる。
【0032】工程3. n+ 型a-Siの微小粉塵9はアルカ
リ液で溶解しやすいため、金属膜mの上からアルカリ洗
浄処理を行なって、n+ a-Siで構成される微小粉塵9を
洗浄除去すると、図2(3) のように微小粉塵9が脱落し
た後に微小粉塵9と同じ大きさの窪み10ができる。な
お、アルカリ洗浄の際に超音波を加えると、より有効で
ある。
【0033】工程4. こうして、微小粉塵9を除去した
状態で、図2(4) のように、フォトレジストを塗布し、
露光・現像して、電極パターンと同じ形状のレジストパ
ターン7を形成する。
【0034】工程5. このレジストパターン7をマスク
にして選択的にエッチングを行なうと、図2(5) のよう
にレジストパターン7の下側のみパターンが残る。最後
に、レジストパターン7を剥離液で除去すると、パター
ニングが完了する。
【0035】このように本発明によれば、微小粉塵9を
アルカリ洗浄して除去するため、図2(5) のようにパタ
ーニングが完了した後に、点状パターン抜け11ができる
が、配線パターン中に、微小粉塵9と同じ大きさの点状
に金属パターンが抜けるだけであって、局部的な欠陥な
ため、断線に到ることはない。しかも、通常は低抵抗化
のために上からアルミニウム8などをパターニングする
ため、点状のパターン抜け部11はアルミニウムで埋めら
れるので、全く支障は生じない。
【0036】以上の実施例では、金属膜mとしてTiから
なる単一膜となっているが、2層以上で構成してもよ
い。この場合、最表面がアルカリ洗浄液で侵されるのを
防止するために、請求項2のように、少なくとも最表面
がアルカリ耐性のある金属膜であることが必要てある。
【0037】また、前記の金属膜mの最下層、すなわち
不純物ドーピングをした非単結晶シリコン膜6と接する
層を4価の金属膜とすることにより、TFTとしての特
性が損なわれるのを防止できる。さらに、前記の金属膜
としては、Ti、Mo、Cr、W、Ni、Al、Taなどを適用する
ことで、配線パターンを容易に低抵抗化できる。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ソース・
ドレイン電極として不純物ドーピングをした非単結晶シ
リコンと金属膜を連続成膜した後、アルカリ洗浄を行な
って微小粉塵9を除去してから、レジストパターンの上
からパターニングするため、断線の原因として避け得な
い微小粉塵9の影響を排除でき、断線欠陥を大幅に減少
させることができる。
【0039】また、請求項2のように、前記の金属膜m
を単一膜または多層膜で構成し、少なくとも最表面をア
ルカリ耐性のある金属膜とすることにより、表面の金属
膜を侵すことなしに、微小粉塵9のみを除去できる。
【0040】請求項3のように、前記の金属膜の最下層
が4価の金属膜であるため、TFTとしての特性に支障
を来すこともない。請求項4のように、前記の金属膜m
としては、Ti、Mo、Cr、W、Ni、Al、Taなどの各種金属
を用いることで、低抵抗の配線パターンを作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるアクティブマトリクス液晶表示装
置の製造方法の基本原理を説明するフローチャートであ
る。
【図2】本発明方法の実施例を工程順に示す断面図であ
る。
【図3】アクティブマトリクス液晶表示装置における1
セル部を示す平面図である。
【図4】従来のアクティブマトリクス液晶表示装置の製
造方法を工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
Tr TFT G ゲート D ドレイン S ソース GL ゲートバスライン DL ドレインバスライン 1 画素電極 2 透明ガラス基板 3 ゲート絶縁膜 4 a-Si半導体層 5 チャンネル保護膜 6 不純物ドーピングされた非単結晶シリコン膜( n+
型a-Si ) 7 レジストパターン 8 アルミニウムパターン 9 n+ 型a-Siの微小粉塵 10 窪み 11 金属膜上のパターン抜け 12 微小粉塵がエッチングされてできた隙間 13 金属パターンの欠落部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/784 // H01L 29/40 A 7738−4M

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明絶縁基板上に非単結晶シリコンを半
    導体活性層とする逆スタガー型薄膜トランジスタ(TF
    T)を各画素に対応して配設し、ドレイン電極とゲート
    電極をそれぞれ信号バスラインと走査バスラインに接続
    し、ソース電極を画素電極に接続してなるアクティブマ
    トリクス基板を用いた液晶表示装置を製造する際に、 ソース・ドレイン電極として、不純物ドーピングをした
    非単結晶シリコンと金属膜を連続成膜した後、アルカリ
    洗浄を行なって微小粉塵を除去してから、レジストパタ
    ーンによるパターニングを行なう工程を含むことを特徴
    とするアクティブマトリクス液晶表示装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記の金属膜は単一膜または多層膜であ
    り、少なくとも最表面がアルカリ耐性のある金属膜であ
    ることを特徴とする請求項1記載のアクティブマトリク
    ス液晶表示装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記の金属膜の最下層( 不純物ドーピン
    グをした非単結晶シリコンと接する層 )が4価の金属膜
    であることを特徴とする請求項2記載のアクティブマト
    リクス液晶表示装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記の金属膜にTi、Mo、Cr、W、Ni、Al
    またはTaを含むことを特徴とする請求項2または請求項
    3記載のアクティブマトリクス液晶表示装置の製造方
    法。
JP5764292A 1992-03-16 1992-03-16 アクティブマトリクス液晶表示装置の製造方法 Withdrawn JPH05257170A (ja)

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