JPH08120489A - Anodic oxidation and production of thin film transistor using the same - Google Patents

Anodic oxidation and production of thin film transistor using the same

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Publication number
JPH08120489A
JPH08120489A JP25047994A JP25047994A JPH08120489A JP H08120489 A JPH08120489 A JP H08120489A JP 25047994 A JP25047994 A JP 25047994A JP 25047994 A JP25047994 A JP 25047994A JP H08120489 A JPH08120489 A JP H08120489A
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JP
Japan
Prior art keywords
thin film
aluminum
film transistor
electrode
anodizing
Prior art date
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Pending
Application number
JP25047994A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Tsuboi
伸行 坪井
Tatsuhiko Tamura
達彦 田村
Takashi Hirose
貴司 廣瀬
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08120489A publication Critical patent/JPH08120489A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide an anodic oxidation method and a producing method of thin film transistor, capable of improving the yield of the thin film transistor by suppressing the fusion of a gate and the failure of pressure resistance. CONSTITUTION: A gate electrode 2 is formed by depositing a metal for the gate electrode, which consists essentially of Al, on a glass substrate 1. Next, a gate insulating film 3 is formed by dipping the gate electrode 2 in an electrolytic solution, prepared so as to regulate the ratio of an ammonium tartrate aq. solution to ethylene glycol to (2:8) to (4:6) and control its pH and liquid temp. respectively to 5-8 and <=40 deg.C, to execute anodic oxidation and further an SiNX film 4, an amorphous Si layer 5, an N<+> amorphous layer 6, a picture element electrode 7, a source and drain electrodes 8, 9 are formed to make the thin film transistor.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、陽極酸化方法およびそ
れを利用する薄膜トランジスタの製造方法に関する。さ
らに詳しくは軽量、薄型で視認性が優れ、オーディオビ
ジュアル、オフィスオートメーション機器等の端末ディ
スプレイとして最適である液晶表示素子に用いられる薄
膜トランジスタを製造する際に行う陽極酸化方法および
それを利用する薄膜トランジスタの製造方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anodic oxidation method and a method of manufacturing a thin film transistor using the same. More specifically, it is lightweight, thin and has excellent visibility, and an anodizing method for manufacturing a thin film transistor used for a liquid crystal display device which is optimal as a terminal display for audiovisual, office automation equipment and the like, and manufacturing of a thin film transistor using the same It is about the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、非晶質シリコン薄膜トランジスタ
(アモルファスシリコン薄膜トランジスタ、以下a−S
iTFTと略す) をスイッチング素子として用いたアク
ティブマトリックス基板とそれを用いた液晶ディスプレ
イ(LCD.Liquid Crystal Display)は、a−SiTFTが
高いスイッチング比を持つこと、ガラス基板が利用でき
る低温工程で製造できる等の特徴があり、大面積、高精
細化に対して最も有利な方法と考えられており、各社で
研究、開発が活発に行なわれ製品化されている。
2. Description of the Related Art Recently, amorphous silicon thin film transistors (amorphous silicon thin film transistors, hereinafter referred to as aS
An active matrix substrate using (iTFT) as a switching element and a liquid crystal display (LCD.Liquid Crystal Display) using the same can be manufactured in a low temperature process in which a-SiTFT has a high switching ratio and a glass substrate can be used. It is considered to be the most advantageous method for large area and high definition, and each company actively conducts research and development and commercializes it.

【0003】従来この薄膜トランジスタは図2に断面で
示す構造を有していた。すなわちガラスや石英など表面
が絶縁膜からなる基板21上にアルミニウムを主成分と
した金属膜からなるゲ−ト電極22、ゲ−ト電極上に陽
極酸化によるゲ−ト絶縁膜223、第2のゲ−ト絶縁膜
としてチッ化シリコン(SiNX )24、チャネル層
(a−Si)25、オ−ミックコンタクトを取るための
+ a−Si(半導体層)26及び画素電極27、ソ−
ス、ドレイン電極28、29、配線引出し部30により
構成されていた。
Conventionally, this thin film transistor has a structure shown in cross section in FIG. That is, a gate electrode 22 made of a metal film containing aluminum as a main component is formed on a substrate 21 having a surface made of an insulating film such as glass or quartz, a gate insulating film 223 formed by anodic oxidation on the gate electrode, and a second electrode. Silicon nitride (SiN x ) 24 as a gate insulating film, a channel layer (a-Si) 25, n + a-Si (semiconductor layer) 26 for making an ohmic contact, a pixel electrode 27, and a source electrode.
And the drain electrodes 28 and 29 and the wiring lead-out portion 30.

【0004】ここで、上記陽極酸化用電解液として酒石
酸アンモニウム水溶液とエチレングリコ−ルを1:9の
割合で混合したものを使用していた(特開平3−232
27号公報参照)。
Here, a mixture of an ammonium tartrate aqueous solution and ethylene glycol at a ratio of 1: 9 was used as the anodizing electrolyte (Japanese Patent Laid-Open No. 23232.
No. 27).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、ゲ−ト電極表面を陽極酸化することにより得られる
Al 2 3 アルミナ)をゲ−ト絶縁膜として利用してい
たが、ここで絶縁膜として用いるアルミナは中性溶液を
用いた陽極酸化時の印加電圧によって膜厚、耐圧が決め
られていた。つまり、100V印加すれば、耐圧100
V、1400オングストローム(理論値14オングスト
ローム/V)の陽極酸化膜が得られる事になり、絶縁性
を上げるためにはより高い電圧を印加する方が良いこと
が分かる。また、陽極酸化した後、SiNX 、a−S
i、SiNX と製膜した後所定のパタ−ンを得るために
弗化水素酸(HF)ならびにバッファ−ド弗化水素酸
(BHF)を用いてエッチングを行なうが、SiNX
ンホ−ルが存在した場合上記の酸によりアルミナが腐食
される場合があり(BHFでアルミナのエッチングレ−
ト約1000オングストローム/min)、ゲ−ト、ソ
−ス間ショ−ト(GSショ−ト)の原因になる。さら
に、陽極酸化時にアルミナにピンホ−ルが発生すること
があり、同様にSiNX の欠陥によりGSショ−トの原
因となるが、ピンホ−ルは酸化膜厚が厚くなるに従い減
少する(表1)。これらのことからもアルミナ膜厚を厚
くする(印加電圧を上げる)ことによるBHFダメ−ジ
の余裕度向上、ピンホ−ル低減という有利な点がある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
Obtained by anodizing the surface of the gate electrode
Al 2O3Alumina) is used as the gate insulating film
However, the alumina used as the insulating film here is a neutral solution.
The film thickness and breakdown voltage are determined by the applied voltage during the anodization used.
It was being done. That is, if a voltage of 100 V is applied, a breakdown voltage of 100
V, 1400 Å (theoretical value 14 Å
Rohm / V) anodic oxide film can be obtained, resulting in insulation
It is better to apply higher voltage to increase
I understand. Also, after anodizing, SiNX, AS
i, SiNXAnd to obtain the desired pattern after film formation
Hydrofluoric acid (HF) and buffered hydrofluoric acid
Etching is performed using (BHF), but SiNXPi
In the presence of humol, the above acid corrodes alumina.
May occur (BHF etching rate of alumina
1000 angstrom / min), gate, so
-Because of the short-to-ground short (GS short). Further
In addition, pinholes are generated on the alumina during anodization.
And similarly SiNXSource of GS short due to defects in
However, the pinhole decreases as the oxide film thickness increases.
Less (Table 1). From these facts, the alumina film thickness
BHF damage by increasing (increasing applied voltage)
It has the advantages of improved margin and reduced pinholes.

【0006】[0006]

【表1】 [Table 1]

【0007】しかしながら、印加電圧を増加させると、
陽極酸化中に引出し配線電極部分を形成するためのレジ
ストパタ−ンと金属との境界部分で金属溶断が発生する
場合があった。(図3)。製品パネルでこの溶断が発生
すると配線には駆動電圧が供給されないため線欠陥とな
り重大な不良となる。従来の酒石酸アンモニウム水溶
液:エチレングリコ−ル(EG)=1:9の電解液組成
では酸化電圧を増加させると、この溶断が顕著となるた
め、従来アルミナを1500オングストローム(すなわ
ち105V程度)までしか形成することができなかっ
た。この対策として、従来、レジストパターニング後に
行われているポストベ−ク温度を上げて溶断を防止して
いた(特開平3−232274号参照)。ただし、ポス
トベ−ク温度を上げることは、陽極酸化後のレジスト剥
離において剥離が困難になるという問題があった。この
問題に対して我々はレジストパタ−ニング時の処理によ
ってこの問題を簡単に解決できる方法を見いだし、特許
出願をした(特願平5−26218号)。すなわち、ポ
ジレジスト塗布、プリベ−ク、露光、現像、ポストベ−
クというフォトプロセスにおいてポストベ−クを行わな
い、あるいはポストベ−クの後にUVを照射することに
より溶断が抑制できるという結果を得た。しかし、この
方法は効果の再現性の問題や、工程増加に伴う新規設備
投資などのコスト増加という別の問題を有する。
However, when the applied voltage is increased,
In some cases, metal fusing occurs at the boundary between the resist pattern for forming the lead-out wiring electrode portion and the metal during anodization. (Figure 3). If this fusing occurs in the product panel, the drive voltage is not supplied to the wiring, resulting in a line defect and a serious defect. With the conventional ammonium tartrate aqueous solution: ethylene glycol (EG) = 1: 9 electrolyte composition, when the oxidation voltage is increased, this fusing becomes remarkable, so conventional alumina is formed only up to 1500 angstroms (that is, about 105 V). I couldn't. As a countermeasure against this, conventionally, the post-baking temperature, which is performed after the resist patterning, is raised to prevent the fusing (see Japanese Patent Laid-Open No. 3-232274). However, raising the post-baking temperature has a problem that peeling is difficult in resist stripping after anodization. To solve this problem, we found a method that can easily solve this problem by processing at the time of resist patterning, and filed a patent application (Japanese Patent Application No. 5-26218). That is, positive resist coating, pre-baking, exposure, development, post-baking
The result that the fusing can be suppressed by not performing post-baking in the photo process of black or by irradiating UV after the post-baking was obtained. However, this method has another problem of reproducibility of effect and increase of cost such as new capital investment due to increase of process.

【0008】本発明は、上記従来技術に見られたアルミ
ニウム(Al)のゲ−ト電極の溶断、耐圧不良などの陽
極酸化膜に見られる問題を解決し、新規設備を導入する
ことなく安定した陽極酸化膜を歩留まりよくえることが
できる陽極酸化方法およびその陽極酸化方法を用いる薄
膜トランジスタの製造方法を提供することを目的とす
る。
The present invention solves the problems found in the anodic oxide film, such as the fusing of the aluminum (Al) gate electrode and the poor withstand voltage, which have been found in the above-mentioned prior art, and is stable without introducing new equipment. An object of the present invention is to provide an anodizing method capable of obtaining an anodized film with a high yield and a method of manufacturing a thin film transistor using the anodizing method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ため本発明の陽極酸化方法は、従来用いられていた電解
液の組成を酒石酸アンモニウム水溶液に対してエチレン
グリコ−ルの割合を2:8〜4:6で混合し、pHを5
〜8、液温40℃以下で陽極酸化をすることを要旨とす
るものである。すなわち、絶縁性基板上にアルミニウム
またはアルミニウムを主成分とした陽極酸化可能な金属
薄膜で電極を形成した後、電解液中で陽極酸化する方法
において、前記電解液の組成が酒石酸アンモニウム水溶
液に対してエチレングリコ−ルを2:8〜4:6の割合
で混合し、pHを5〜8とし、電解液温を40℃以下で
陽極酸化することを特徴とする。
In order to solve the above problems, in the anodizing method of the present invention, the composition of the conventionally used electrolytic solution is such that the ratio of ethylene glycol to the ammonium tartrate aqueous solution is 2: Mix at 8-4: 6 and adjust pH to 5
-8, the gist is to carry out anodization at a liquid temperature of 40 ° C. or lower. That is, in the method of forming an electrode with an anodizable metal thin film containing aluminum or aluminum as a main component on an insulating substrate and then anodizing in an electrolytic solution, the composition of the electrolytic solution is an aqueous solution of ammonium tartrate. It is characterized in that ethylene glycol is mixed at a ratio of 2: 8 to 4: 6, the pH is adjusted to 5 to 8, and the anodic oxidation is performed at an electrolyte temperature of 40 ° C. or lower.

【0010】また前記構成においては、アルミニウムを
主成分とした陽極酸化可能な金属がアルミニウムに高融
点金属を含む金属とすることが好ましい。また前記構成
においては、前記電極を陽極酸化する際に電流を制御し
て陽極酸化を行い、次いで電圧を制御して陽極酸化を行
うことが好ましい。
Further, in the above structure, it is preferable that the anodizable metal containing aluminum as a main component is a metal containing a refractory metal in aluminum. Further, in the above structure, it is preferable that when anodizing the electrode, the current is controlled to perform the anodizing, and then the voltage is controlled to perform the anodizing.

【0011】さらに本発明の薄膜トランジスタの製造方
法は、絶縁性基板上に画素電極を設け、ゲート電極を少
なくともアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とし
た陽極酸化可能な金属薄膜で形成し、ソース電極、ドレ
イン電極、配線引出し部を設ける薄膜トランジスタの製
造方法であって、前記ゲート電極を、電解液の組成がエ
チレングリコ−ルに対して酒石酸アンモニウム水溶液を
2:8〜4:6の割合で混合し、pHを5〜8とし、電
解液温を40℃以下で陽極酸化することを特徴とする。
Further, according to the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, a pixel electrode is provided on an insulating substrate, and a gate electrode is formed of at least aluminum or an anodizable metal thin film containing aluminum as a main component, and a source electrode and a drain electrode. A method for manufacturing a thin film transistor having a wiring lead-out portion, wherein the gate electrode is mixed with an aqueous solution of ammonium tartrate at a ratio of 2: 8 to 4: 6 in the composition of the electrolyte solution to adjust the pH. It is characterized in that the electrolytic solution temperature is set to 5 to 8 and the anodic oxidation is performed at an electrolyte temperature of 40 ° C. or lower.

【0012】また前記構成においては、前記アルミニウ
ムまたはアルミニウムを主成分とした陽極酸化可能な金
属薄膜をアルミニウムに高融点金属を含む金属で形成す
ることが好ましい。
In the above structure, it is preferable that the anodizable metal thin film containing aluminum as a main component is formed of a metal containing a refractory metal in aluminum.

【0013】また前記構成においては、前記アルミニウ
ムまたはアルミニウムを主成分とした陽極酸化可能な金
属薄膜を、電流を制御して陽極酸化し、次いで電圧をが
制御して陽極酸化することが好ましい。
In the above structure, it is preferable that the anodizable metal thin film containing aluminum or aluminum as a main component is anodized by controlling the current and then the voltage is controlled.

【0014】[0014]

【作用】本発明は、絶縁性基板上にアルミニウムまたは
アルミニウムを主成分とした陽極酸化可能な金属薄膜で
電極を形成した後、酒石酸アンモニウム水溶液に対して
エチレングリコ−ルの割合を2:8〜4:6で混合し、
pHを5〜8、液温40℃以下で陽極酸化を行なう。こ
れにより、アルミニウムのゲ−ト電極の溶断、耐圧不良
などの陽極酸化膜に欠陥が生じるのを防ぎ、工程増加に
伴う新規設備投資などのコスト増加を招くことなく、安
定した陽極酸化膜を歩留まりよく形成できる。
According to the present invention, after an electrode is formed on an insulating substrate with aluminum or an anodizable metal thin film containing aluminum as a main component, the ratio of ethylene glycol to the ammonium tartrate aqueous solution is 2: 8-. Mix at 4: 6,
Anodization is performed at a pH of 5 to 8 and a liquid temperature of 40 ° C. or lower. As a result, it is possible to prevent the occurrence of defects in the anodic oxide film such as the fusing of the aluminum gate electrode and the breakdown voltage, and to obtain a stable anodic oxide film yield without increasing the cost such as new equipment investment accompanying the increase in the number of processes. Well formed.

【0015】なお、電解液の組成が酒石酸アンモニウム
水溶液に対してエチレングリコ−ルを2:8〜4:6と
したのは、酒石酸アンモニウム水溶液の比が2未満では
ゲート電極の溶断が発生するためであり、4を越える剥
離が生じやすくなるとともに陽極酸化膜の耐圧低下が顕
著になるからである。pHを5〜8したのは、5未満だ
と陽極酸化膜が溶解し、8を越えると陽極酸化膜だけで
なくレジストも溶解するからである。また電解液温を4
0℃以下としたのは、40℃を越えると陽極酸化膜の溶
解が起り、真の耐圧が得られないからである。
The composition of the electrolytic solution is such that ethylene glycol is 2: 8 to 4: 6 relative to the ammonium tartrate aqueous solution, because the gate electrode is melted if the ratio of the ammonium tartrate aqueous solution is less than 2. This is because peeling more than 4 is likely to occur and the breakdown voltage of the anodic oxide film is significantly reduced. The reason why the pH is 5 to 8 is that if it is less than 5, the anodic oxide film is dissolved, and if it is more than 8, not only the anodic oxide film but also the resist is dissolved. Also, set the electrolyte temperature to 4
The reason why the temperature is set to 0 ° C. or lower is that if the temperature exceeds 40 ° C., the anodic oxide film is melted and a true breakdown voltage cannot be obtained.

【0016】また前記アルミニウムを主成分とした陽極
酸化可能な金属がアルミニウムに高融点金属を含む金属
としたことにより低抵抗、かつ熱によるヒロックを抑
え、信頼性の高い陽極酸化膜を得ることができる。
Since the anodizable metal containing aluminum as the main component is a metal containing a refractory metal in aluminum, hillocks with low resistance can be suppressed and a highly reliable anodized film can be obtained. it can.

【0017】また前記陽極酸化方法として電流を制御し
て陽極酸化を行い、次いで電圧制御で陽極酸化を行うの
で、新規設備を導入することなく、ゲ−ト電極の溶断の
ない、緻密な耐圧性にすぐれた陽極酸化膜を形成でき
る。
As the anodic oxidation method, the anodic oxidation is carried out by controlling the current, and then the anodic oxidation is carried out by controlling the voltage, so that the gate electrode is not fused and the pressure resistance is fine without introducing new equipment. Excellent anodic oxide film can be formed.

【0018】さらに本発明の薄膜トランジスタの製造方
法は、絶縁性基板上に画素電極を設け、ゲート電極を少
なくともアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とし
た陽極酸化可能な金属薄膜で形成し、ソース電極、ドレ
イン電極、配線引出し部を設ける薄膜トランジスタの製
造方法であって、前記ゲート電極を、電解液の組成がエ
チレングリコ−ルに対して酒石酸アンモニウム水溶液を
2:8〜4:6の割合で混合し、pHを5〜8とし、電
解液温を40℃以下で陽極酸化する。これにより、工程
増加に伴う新規設備投資などのコスト増加を招くことな
く、ゲ−ト電極の溶断のない、耐圧性にすぐれた陽極酸
化膜を持つ、信頼性の高い薄膜トランジスタを歩留りよ
くえることができる。
Further, in the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, a pixel electrode is provided on an insulating substrate, and a gate electrode is formed of at least aluminum or an anodizable metal thin film containing aluminum as a main component, and a source electrode and a drain electrode. A method for manufacturing a thin film transistor having a wiring lead-out portion, wherein the gate electrode is mixed with an aqueous solution of ammonium tartrate at a ratio of 2: 8 to 4: 6 in the composition of the electrolyte solution to adjust the pH. 5 to 8, and anodize at an electrolyte temperature of 40 ° C. or lower. As a result, a highly reliable thin film transistor having an anodic oxide film with excellent withstand pressure without fusing the gate electrode can be obtained without incurring a cost increase such as a new capital investment accompanying an increase in the number of processes. it can.

【0019】また前記アルミニウムまたはアルミニウム
を主成分とした陽極酸化可能な金属薄膜をアルミニウム
に高融点金属を含む金属で形成することが、熱によるヒ
ロックを抑え、ゲ−ト電極の溶断のない、歩留りの高い
陽極酸化膜を持つ薄膜トランジスタをえるうえで好まし
い。
Forming the aluminum or the anodizable metal thin film containing aluminum as a main component from a metal containing a refractory metal in aluminum suppresses hillocks due to heat, does not melt the gate electrode, and improves yield. It is preferable for obtaining a thin film transistor having a high anodic oxide film.

【0020】前記アルミニウムまたはアルミニウムを主
成分とした陽極酸化可能な金属薄膜が、電流が制御され
て陽極酸化が行われ、次いで電圧制御で陽極酸化が行わ
れてなることが、 陽極酸化膜を緻密な膜とし、ゲ−ト
電極の溶断のない、安定した陽極酸化による絶縁膜を有
する薄膜トランジスタを歩留まりよく作製できる。
The anodized metal thin film containing aluminum or aluminum as a main component is anodized under current control and then under voltage control. It is possible to manufacture a thin film transistor having a stable insulating film by stable anodic oxidation, which is a thin film without fusing the gate electrode.

【0021】[0021]

【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。図1(a)〜(dは本発明一実施例の薄
膜トランジスタの製造工程を示す断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A to 1D are cross-sectional views showing a manufacturing process of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.

【0022】以下、製造工程にしたがって説明する。ま
ず、スパッタリングによりガラス基板等からなる透光性
絶縁物基板1上にアルミニウム薄膜を堆積させ、次にゲ
−トパタ−ンを得るためのレジストを塗布し、露光し、
レジストパタ−ン11を形成しフォトリソ、エッチング
によりゲ−ト電極2を形成した(図1(a))。配線電
極を得るためのレジストパタ−ン11aを作り陽極酸化
を行う(図1(b))。
The manufacturing process will be described below. First, an aluminum thin film is deposited on a transparent insulating substrate 1 made of a glass substrate or the like by sputtering, and then a resist for obtaining a gate pattern is applied and exposed,
A resist pattern 11 was formed, and a gate electrode 2 was formed by photolithography and etching (FIG. 1 (a)). A resist pattern 11a for obtaining wiring electrodes is formed and anodization is performed (FIG. 1 (b)).

【0023】次ぎに、pH5〜8とし、陽極酸化方法と
して直流安定化電源を用い、陽極酸化開始からまず一定
の電流密度、例えば5mA/cm2 で所定の電圧、例え
ば140Vになるまで電流を流し所定の電圧になったと
同時に一定の直流電圧、例えば140Vに切り替え、電
流が所定、例えば0.05mA/cm2 の値になるまで
陽極酸化を行い、陽極酸化電流密度と溶断の関係を調
べ、その結果を表3に示した。
Next, the pH is adjusted to 5 to 8 and a direct current stabilizing power source is used as the anodic oxidation method, and a current is first supplied from the start of the anodic oxidation to a predetermined voltage, for example, 140 V at a constant current density, for example, 5 mA / cm 2. At the same time when the voltage reaches a predetermined voltage, it is switched to a constant DC voltage, for example, 140 V, anodization is performed until the current reaches a predetermined value, for example, 0.05 mA / cm 2 , and the relationship between the anodic oxidation current density and the fusing is investigated. The results are shown in Table 3.

【0024】ここで、従来技術の課題を解決するために
陽極酸化電解液の組成、pH(5〜8の範囲),陽極酸
化電流密度と溶断の関係について条件を変えて検討し
た。その結果、溶断に対して組成、電流密度の依存性が
認められ、溶断の発生しない領域が見いだされた(表
2)。
Here, in order to solve the problems of the prior art, the composition, pH (range of 5 to 8) of the anodizing electrolyte, the relationship between the anodizing current density and the fusing were examined under different conditions. As a result, the composition and the current density depended on the fusing, and a region where the fusing did not occur was found (Table 2).

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】また、電解液のpHであるが、pH8以上
ではポジ型レジストが溶解し、pH5以下では酸化膜が
溶解する問題があるため上記の範囲としている。 一
方、酸化膜の特性の一つである耐圧を測定する方法とし
て陽極酸化したゲ−ト電極と交差するよう対向電極を作
製し、ゲ−ト電極−陽極酸化膜−対向電極という構造を
作り、電圧を0Vから1Vステップで印加し、両電極間
に1×10-4Aの電流が流れた電圧を耐圧としている。
この電流は、陽極酸化終了時の電流値のおよそ1000
倍であり測定後のサンプルを観察すると絶縁膜が破壊さ
れている。耐圧となる電圧は理論的に陽極酸化電圧と等
しくなることから耐圧を測定することにより、プロセス
の条件の影響について簡単に評価することができる。こ
の耐圧評価の方法を用いて陽極酸化したサンプルを評価
すると、耐圧は電解液組成、温度に依存性が認められた
(表3)。
Regarding the pH of the electrolytic solution, the above range is set because there is a problem that the positive resist is dissolved at a pH of 8 or more and the oxide film is dissolved at a pH of 5 or less. On the other hand, as a method of measuring the breakdown voltage, which is one of the characteristics of the oxide film, a counter electrode is formed so as to intersect the anodized gate electrode, and a structure of gate electrode-anodized film-counter electrode is formed. The voltage is applied in steps of 0 V to 1 V, and the voltage at which a current of 1 × 10 −4 A flows between both electrodes is defined as the withstand voltage.
This current is approximately 1000 of the current value at the end of anodization.
When observing the sample after measurement, the insulating film is broken. Since the voltage that becomes the breakdown voltage is theoretically equal to the anodic oxidation voltage, the influence of the process conditions can be easily evaluated by measuring the breakdown voltage. When the anodized sample was evaluated using this withstand voltage evaluation method, the withstand voltage was found to depend on the electrolyte composition and temperature (Table 3).

【0027】[0027]

【表3】 [Table 3]

【0028】これらの結果から、本発明の電解液組成、
液温は例えば、エチレングリコ−ル7に対し1%酒石酸
アンモニウム水溶液を3の割合で混合し、液温30℃、
電流密度5mA/cm2 、電圧140Vで、ゲ−ト絶縁膜3を
2000オングストロームの厚さに形成した(図1
(c))。
From these results, the electrolytic solution composition of the present invention,
The liquid temperature is, for example, 1% ammonium tartrate aqueous solution is mixed with ethylene glycol 7 at a ratio of 3, and the liquid temperature is 30 ° C.
The gate insulating film 3 was formed to a thickness of 2000 angstroms at a current density of 5 mA / cm 2 and a voltage of 140 V (see FIG. 1).
(C)).

【0029】次にP−CVD(プラズマ化学気相成長)
により、更に第2のゲ−ト絶縁膜を構成するためのSi
X 膜4、アモルファスSi膜5を、ゲ−ト・ソ−ス電
極をエッチングする時のストッパ−となるSiNX 膜4
を堆積し、フォトプロセス、エッチング後にストッパ−
層を加工した。その後同じくP−CVDによりnアモ
ルファスSi層を形成し、フォトリソ、エッチングを行
ないオ−ミックコンタクトを取るためのna−Si層
6を形成した。その後、ITOをスパッタリング法によ
り堆積し、フォトリソ、エッチングにより画素電極7と
した。さらに、ソ−ス、ドレイン金属として、スパッタ
リング法によりTi(チタン)、Alの積層に堆積さ
せ、フォトリソ、エッチングによりソ−ス、ドレイン電
極8、9、配線引出し部10とし、薄膜トランジスタを
完成した(図1(d))。
Next, P-CVD (plasma chemical vapor deposition)
To further form Si for forming the second gate insulating film.
N X film 4, an amorphous Si film 5, a gate - DOO-source - stop when the source electrode is etched - become SiN X film 4
Deposition, photo process, stopper after etching
The layers were processed. Thereafter, similarly, an n + amorphous Si layer was formed by P-CVD, and photolithography and etching were performed to form an n + a-Si layer 6 for making an ohmic contact. After that, ITO was deposited by a sputtering method, and the pixel electrode 7 was formed by photolithography and etching. Further, as a source and a drain metal, a Ti (titanium) and Al layer was deposited by a sputtering method, and the source, the drain electrodes 8 and 9 and the wiring lead-out portion 10 were formed by photolithography and etching to complete a thin film transistor ( FIG. 1 (d)).

【0030】ここで、上記方法で作製したサンプルの耐
圧、GSショ−トを評価した結果を表3に示した。耐圧
は希望電圧(印加電圧)が安定して得られ、GSショ−
トの発生は見られず、本発明の効果を確認した。
Table 3 shows the results of evaluation of withstand voltage and GS short of the sample manufactured by the above method. The desired voltage (applied voltage) can be obtained with a stable withstand voltage.
No occurrence of rust was observed, and the effect of the present invention was confirmed.

【0031】また、ゲ−ト用金属として上記実施例では
アルミニウムを用いたが、アルミニウムに微量の高融点
金属を添加した合金、即ちAl−Ta(1.0%〜2.
0%)、Al−Zr(0.5%〜3%)、Al−W
(1.0%〜2.0%)、Al−Sc(0.5〜2.5
%)、Al−Ti(0.5%〜1.5%)、Al−Mo
(0.5%〜1.5%)などを用いることも可能であ
る。これらの金属はAlと同様に陽極酸化が可能であ
り、同時に熱によるヒロックを抑える効果がある。さら
に、上層に合金、下層にAlという積層構造にすること
によってより低抵抗化、ヒロックの抑制にも効果があ
る。
Although aluminum is used as the metal for the gate in the above-mentioned embodiment, an alloy containing a small amount of refractory metal added to aluminum, that is, Al-Ta (1.0% to 2.%).
0%), Al-Zr (0.5% to 3%), Al-W
(1.0% to 2.0%), Al-Sc (0.5 to 2.5)
%), Al-Ti (0.5% to 1.5%), Al-Mo
It is also possible to use (0.5% -1.5%) etc. Similar to Al, these metals can be anodized and at the same time have the effect of suppressing hillocks due to heat. Further, by forming a laminated structure of an alloy in the upper layer and Al in the lower layer, it is effective in further lowering the resistance and suppressing hillocks.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、陽極酸化
用電解液として酒石酸アンモニウム:エチレングリコ−
ルを2:8〜4:6、pH5〜8、液温40℃以下で陽
極酸化することにより、ゲ−ト溶断、耐圧不良の防止が
でき、ゲ−ト絶縁膜の欠陥が原因となっていたゲ−ト・
ソ−ス間ショ−トが減少した陽極酸化膜を得ることがで
きた。またこの方法を用いた薄膜トランジスタの製造方
法によれば、歩留まりが向上するとともに、得られた薄
膜トランジスタは耐圧がよく、ゲ−ト溶断、ゲ−ト・ソ
−ス間ショ−トが少なく信頼性が向上した。
As described above, according to the present invention, ammonium tartrate: ethylene glycol
By anodic oxidation at a pH of 2: 8 to 4: 6, a pH of 5 to 8, and a liquid temperature of 40 ° C. or less, fusing of the gate and prevention of breakdown voltage can be prevented, which is caused by defects in the gate insulating film. Gate
It was possible to obtain an anodic oxide film with a reduced inter-source short. Further, according to the method of manufacturing a thin film transistor using this method, the yield is improved, the obtained thin film transistor has a high withstand voltage, gate fusing, and the gate-source shortage is small and the reliability is low. Improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の1実施例の薄膜トランジスタの製造工
程を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.

【図2】薄膜トランジスタを示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a thin film transistor.

【図3】アルミニウムゲート電極の溶断を説明する図で
ある。
FIG. 3 is a diagram for explaining fusing of an aluminum gate electrode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス基板 2 ゲ−ト電極 3 ゲ−ト絶縁膜 4 SiNX 5 a−Si層 6 半導体層 7 画素電極 8 ソ−ス電極 9 ドレイン電極 10配線引出し部 11レジストパタ−ンDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Gate electrode 3 Gate insulating film 4 SiN X 5 a-Si layer 6 Semiconductor layer 7 Pixel electrode 8 Source electrode 9 Drain electrode 10 Wiring lead-out part 11 Resist pattern

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/336 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location H01L 21/336

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性基板上にアルミニウムまたはアル
ミニウムを主成分とした陽極酸化可能な金属薄膜で電極
を形成した後、電解液中で陽極酸化する方法において、
前記電解液の組成が酒石酸アンモニウム水溶液に対して
エチレングリコ−ルを2:8〜4:6の割合で混合し、
pHを5〜8とし、電解液温を40℃以下で陽極酸化す
ることを特徴とする陽極酸化方法。
1. A method of anodizing in an electrolytic solution after forming an electrode of an anodizable metal thin film containing aluminum or aluminum as a main component on an insulating substrate,
The composition of the electrolytic solution is a mixture of ammonium glycol tartrate and ethylene glycol at a ratio of 2: 8 to 4: 6,
An anodizing method, characterized in that the pH is set to 5 to 8 and the electrolytic solution temperature is 40 ° C. or lower.
【請求項2】 前記アルミニウムを主成分とした陽極酸
化可能な金属がアルミニウムに高融点金属を含む金属と
した請求項1記載の陽極酸化方法。
2. The anodic oxidation method according to claim 1, wherein the anodizable metal containing aluminum as a main component is a metal containing a refractory metal in aluminum.
【請求項3】 前記電極を陽陽極酸化する際に電流を制
御して陽極酸化を行い、次いで電圧を制御して陽極酸化
を行う請求項1記載の陽極酸化方法。
3. The anodizing method according to claim 1, wherein when anodizing the electrode, the current is controlled to perform the anodizing, and then the voltage is controlled to perform the anodizing.
【請求項4】 絶縁性基板上に画素電極を設け、ゲート
電極を少なくともアルミニウムまたはアルミニウムを主
成分とした陽極酸化可能な金属薄膜で形成し、ソース電
極、ドレイン電極、配線引出し部を設ける薄膜トランジ
スタの製造方法であって、前記ゲート電極を、電解液の
組成がエチレングリコ−ルに対して酒石酸アンモニウム
水溶液を2:8〜4:6の割合で混合し、pHを5〜8
とし、電解液温を40℃以下で陽極酸化することを特徴
とする薄膜トランジスタの製造方法。
4. A thin film transistor comprising a pixel electrode provided on an insulating substrate, a gate electrode formed of at least aluminum or an anodizable metal thin film containing aluminum as a main component, and a source electrode, a drain electrode, and a wiring lead portion. In the manufacturing method, the pH of the gate electrode is adjusted to 5 to 8 by mixing an aqueous solution of ammonium tartrate with ethylene glycol in a ratio of 2: 8 to 4: 6.
And a method of manufacturing a thin film transistor, characterized in that the anodic oxidation is performed at an electrolyte temperature of 40 ° C. or less.
【請求項5】 前記アルミニウムまたはアルミニウムを
主成分とした陽極酸化可能な金属薄膜をアルミニウムに
高融点金属を含む金属で形成する請求項4記載の薄膜ト
ランジスタの製造方法。
5. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 4, wherein the aluminum or anodizable metal thin film containing aluminum as a main component is formed of a metal containing a refractory metal in aluminum.
【請求項6】 前記アルミニウムまたはアルミニウムを
主成分とした陽極酸化可能な金属薄膜を、電流を制御し
て陽極酸化し、次いで電圧を制御して陽極酸化する請求
項4記載の薄膜トランジスタの製造方法。
6. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 4, wherein the aluminum or the anodizable metal thin film containing aluminum as a main component is anodized by controlling a current and then by controlling a voltage.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5915172A (en) * 1996-12-26 1999-06-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method for manufacturing LCD and TFT
JPH11258633A (en) * 1998-03-13 1999-09-24 Toshiba Corp Production of array substrate for display device
JPH11258632A (en) * 1998-03-13 1999-09-24 Toshiba Corp Array substrate for display device

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