JPH05313187A - 薄膜トランジスタマトリックスの製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタマトリックスの製造方法

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JPH05313187A
JPH05313187A JP11387192A JP11387192A JPH05313187A JP H05313187 A JPH05313187 A JP H05313187A JP 11387192 A JP11387192 A JP 11387192A JP 11387192 A JP11387192 A JP 11387192A JP H05313187 A JPH05313187 A JP H05313187A
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JP
Japan
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bus lines
gate
thin film
film
film transistor
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Withdrawn
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JP11387192A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Nasu
安宏 那須
Tatsuyuki Sanada
達行 真田
Kiyotake Sato
精威 佐藤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜トランジスタマトリックスの製造方法に
関し,製造途中の静電気蓄積により特性が不安定になっ
た薄膜トランジスタの特性を回復して安定化する方法の
提供を目的とする。 【構成】 絶縁基板1上にマトリックス状に配列された
ゲートバスライン2a〜2n及びドレインバスライン7a〜7n
と, ゲートバスライン2a〜2n及びドレインバスライン7a
〜7nの各交点近傍に配列された絶縁ゲート薄膜トランジ
スタを形成した後,すべてのゲートバスライン2a〜2n及
びドレインバスライン7a〜7nを短絡させた状態で,加熱
と全面への光照射を同時に行うように構成する。また,
前記薄膜トランジスタの半導体活性層4は非晶質シリコ
ン膜であり,ゲート絶縁膜3は少なくとも非晶質シリコ
ン膜に接する部分が窒化シリコン膜であるように構成す
る。また,前記加熱は 150℃以上, 230℃以下で行うよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタマトリ
ックスの製造方法に関する。近年,ラップトップパーソ
ナルコンピュータや壁掛けテレビに使用する薄膜トラン
ジスタ(TFT)マトリックス型カラー液晶パネルの開
発が進められている。TFTマトリックス型カラー液晶
パネルはその表示品質がCRTと代替できる性能を確保
できることが認知されつつあるが,TFTマトリックス
の断線や短絡,さらにTFTの特性分布の拡がり等が製
造歩留りを下げ,産業上の大きな問題となっている。
【0002】製造工程中発生する静電気は短絡やTFT
の特性分布等に大きな影響を及ぼし,特にTFTが素子
形態をなした後の後工程で静電気の影響をなくすような
工程選択が必要である。
【0003】
【従来の技術】図2はTFTマトリックスの上面略図で
あり,1はガラス基板,2a〜2nはゲートバスライン, 7a
〜7nはドレインバスラインを表す。ゲートバスライン2a
〜2nとドレインバスライン7a〜7nの各交点近傍にはTF
Tが形成されている。
【0004】図3はTFTの断面図で,下ゲートスタガ
ー型TFTの例を示し,1はガラス基板,2はゲート電
極,3はゲート絶縁膜,4は半導体活性層,5はチャネ
ル保護層,6aはソース電極, 6bはドレイン電極,7はド
レインバスライン,8は画素電極を表す。
【0005】TFTマトリックスを形成する前工程で発
生した静電気はTFTの特性に影響し,ゲート絶縁膜の
絶縁破壊までには到らなくても,TFTのしきい値シフ
トが生じ,TFTの特性分布が広がるといった現象が見
られる。
【0006】従来,TFTマトリックスの形成後,半導
体活性層4にダメージを与えない温度でアニールし,ゲ
ート絶縁膜中の電荷を開放して特性を回復することが行
われる。例えば,半導体活性層4が非晶質シリコン膜の
時, 230℃以下の温度でアニールする。しかし,この処
置は必ずしも万全ではなく,特性が回復しない場合もあ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み,TFTマトリックスを形成する工程で発生した静
電気の影響により劣化したTFTの特性を回復する信頼
性のよい方法を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】図1(a), (b)は実施例を
説明する上面略図と断面図である。上記課題は,絶縁基
板1上にマトリックス状に配列されたゲートバスライン
2a〜2n及びドレインバスライン7a〜7nと, 該ゲートバス
ライン2a〜2n及び該ドレインバスライン7a〜7nの各交点
近傍に配列された絶縁ゲート薄膜トランジスタを形成し
た後,すべてのゲートバスライン2a〜2n及びドレインバ
スライン7a〜7nを短絡させた状態で,加熱と全面への光
照射を同時に行う薄膜トランジスタマトリックスの製造
方法によって解決される。
【0009】また,前記薄膜トランジスタの半導体活性
層4は非晶質シリコン膜であり,ゲート絶縁膜3は少な
くとも該非晶質シリコン膜に接する部分が窒化シリコン
膜である前記の薄膜トランジスタマトリックスの製造方
法によって解決される。
【0010】また,前記加熱は 150℃以上, 230℃以下
で行う前記の薄膜トランジスタマトリックスの製造方法
によって解決される。
【0011】
【作用】本発明では,すべてのゲートバスライン2a〜2n
及びドレインバスライン7a〜7nを短絡させた状態で,加
熱と全面への光照射を同時に行っている。このようにす
ればTFTマトリックスを形成する工程で発生した静電
気の影響によるTFTの特性の劣化(例えばしきい値シ
フト)を信頼性よく回復できることを本発明者達は実験
で見出した。
【0012】加熱と光照射を同時に行う作用は次のよう
に推定される。しきい値シフトはゲート絶縁膜3を挟む
上下電極(ゲートバスライン2a〜2nとドレインバスライ
ン7a〜7n)間に静電気等による電気的ストレスがかか
り,ゲート絶縁膜3中に電荷がトラップされて発生す
る。トラップの浅い場合は,アニールだけで回復する。
しかし,深いトラップの場合はアニールだけでは回復し
ないものがあり,さらに強い励起により電荷を開放して
やる必要がある。
【0013】そこで,この励起に光と熱を併用し,かつ
熱平衡状態に戻り易いように上下電極を短絡させること
により,深いトラップの電荷を開放する。加熱と光照射
を同時に行うことによる特性の回復は,半導体活性層4
が非晶質シリコン膜,ゲート絶縁膜3が少なくとも非晶
質シリコン膜に接する部分が窒化シリコン膜であるTF
Tマトリックスにおいて顕著にみられる。この時,加熱
温度が 150℃より低いと効果が小さく, 230℃より高い
と非晶質シリコン膜にダメージを与えるから望ましくな
い。
【0014】
【実施例】図1(a), (b)は実施例を説明する上面略図と
部分断面図である。図1(a) はゲートバスライン2a〜2n
とドレインバスライン7a〜7nがマトリックス状に配列さ
れた状態を示し,ゲートバスライン2a〜2nとドレインバ
スライン7a〜7nの各交点近傍にはTFT(図示せず)が
形成されている。図1(b) は各交点近傍に形成されたT
FTの断面図である。以下,これらの図を参照しなが
ら,実施例について説明する。
【0015】ガラス基板1に導電膜として例えばAl膜
を堆積し,それをパターニングしてゲートバスライン2a
〜2nを形成する。次いで,Ti膜を堆積し,それをパタ
ーニングしてゲートバスライン2a〜2nのAlを覆い,か
つそれらに接続するゲート電極2を形成する。
【0016】例えばプラズマCVD法により,全面にゲ
ート絶縁膜として例えば厚さ4000Åの窒化シリコン膜
3,動作半導体層として厚さ 150Åの非晶質シリコン膜
4,チャネル保護層として厚さ1200Åの窒化シリコン膜
を順次堆積し,ゲート電極2をマスクにして背面露光に
より非晶質シリコン膜4上の窒化シリコン膜をパターニ
ングし,チャネル保護層5を形成する。
【0017】非晶質シリコン膜の上にn+ 型非晶質シリ
コン膜とTi膜の複合膜を形成した後,その複合膜と非
晶質シリコン膜をパターニングして,動作半導体層4と
その上に複合膜のソース電極6a及びドレイン電極6bを形
成する。
【0018】全面に例えばAlとMoの複合膜を堆積し
た後,それをパターニングしてドレイン電極6bに接続す
るドレインバスライン7(7a 〜7n) を形成する。次い
で,全面にITO膜を堆積した後,それをパターニング
してソース電極6aに接続する画素電極8を形成する。
【0019】このようにして,ゲートバスライン2a〜2n
とドレインバスライン7a〜7nの各交点近傍にTFTを有
するTFTマトリックスが完成する。次に,ゲートバス
ライン2a〜2nの周辺部を露出させ,すべてのゲートバス
ライン2a〜2n及びドレインバスライン7a〜7nを接続する
短絡線9を形成する。短絡線9は例えばマスクを用いて
Alを蒸着することにより,TFTマトリックスの周辺
部に形成する。短絡線9によりゲート電極2とドレイン
電極7は短絡され,ゲート絶縁膜3を挟んで同電位とな
る。
【0020】短絡線9の形成は,ゲートバスライン2a〜
2nの周辺部を露出させた後に短絡線9のパターンを含む
ドレインバスライン用複合膜を膜付けし,それをパター
ニングしてドレインバスライン7a〜7nの形成と同時に形
成するようにしてもよい。
【0021】この状態で,TFTマトリックスを保護す
る保護膜として窒化シリコン膜10をプラズマCVD法に
より形成する。ガラス基板1を 180℃に加熱して,NH
3 ,SiH4 , N2 の混合ガスのプラズマを発生させ,
30分の処理により,TFTマトリックスを覆う厚さ30
00Åの窒化シリコン膜10を形成した。プラズマ発光の波
長は 414nmを含み, 輝度は約5mW/cm2 であった。
【0022】この後,液晶封入その他のパネル化工程を
行う。パネル化工程の間,短絡線9は静電気対策として
そのままにしておいた。パネル化の後,ゲートバスライ
ン2a〜2nとドレインバスライン7a〜7nの周辺部を短絡線
9と共に除去し,周辺回路を接続する等のモジュール化
工程を行い,液晶パネルを完成した。
【0023】最終検査によれば,この液晶パネルは,T
FTマトリックス形成後アニールによる回復処理を行っ
た従来法の液晶パネルに比べて,しきい値シフトの回復
が顕著で,また,絶縁耐圧不良となるTFTの数が少な
かった。
【0024】なお,TFTマトリックスにおける各TF
Tの特性の回復は,上記の実施例ではTFTマトリック
スを覆う保護膜の形成時になされているが,一般的には
基板を加熱し同時に表面に光照射を行うことにより達成
される。半導体活性層が非晶質シリコン膜の場合,加熱
温度が 150℃より低い場合は効果が小さく, 230℃より
高い場合は非晶質シリコン膜が変質するので望ましくな
い。
【0025】実施例は下ゲートスタガー型TFTマトリ
ックスについて説明したが,本発明の方法はそれに限ら
ず,上ゲートスタガー型TFTマトリックス,コプレー
ナ型TFTマトリックスなどの絶縁ゲート型TFTマト
リックスにすべて適用できるものである。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
TFT特性のしきい値シフトや絶縁耐圧劣化の問題が生
じないプロセスマージンの大きいTFTマトリックスの
製造方法を提供することができる。
【0027】半導体活性層が非晶質シリコン膜であるT
FTに適用する時,大きな効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a), (b)は実施例を説明する上面略図と部分断
面図である。
【図2】TFTマトリックスの上面略図である。
【図3】TFTの断面図である。
【符号の説明】
1は絶縁基板であってガラス基板 2はゲート電極 2a〜2nはゲートバスライン 3はゲート絶縁膜であって窒化シリコン膜 4は半導体活性層であって非晶質シリコン膜 5はチャネル保護層であって窒化シリコン膜 6aはソース電極 6bはドレイン電極 7,7a〜7nはドレインバスライン 8は画素電極 9は短絡線 10は保護膜であって窒化シリコン膜
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/336

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基板(1) 上にマトリックス状に配列
    されたゲートバスライン(2a 〜2n) 及びドレインバスラ
    イン(7a 〜7n) と, 該ゲートバスライン(2a〜2n) 及び
    該ドレインバスライン(7a 〜7n) の各交点近傍に配列さ
    れた絶縁ゲート薄膜トランジスタを形成した後,すべて
    のゲートバスライン(2a 〜2n) 及びドレインバスライン
    (7a 〜7n) を短絡させた状態で,加熱と全面への光照射
    を同時に行うことを特徴とする薄膜トランジスタマトリ
    ックスの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記薄膜トランジスタの半導体活性層
    (4) は非晶質シリコン膜であり,ゲート絶縁膜(3) は少
    なくとも該非晶質シリコン膜に接する部分が窒化シリコ
    ン膜であることを特徴とする請求項1記載の薄膜トラン
    ジスタマトリックスの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記加熱は 150℃以上, 230℃以下で行
    うことを特徴とする請求項2記載の薄膜トランジスタマ
    トリックスの製造方法。
JP11387192A 1992-05-07 1992-05-07 薄膜トランジスタマトリックスの製造方法 Withdrawn JPH05313187A (ja)

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