JPH0982976A - Thin-film transistor, manufacture thereof and liquid-crystal display - Google Patents

Thin-film transistor, manufacture thereof and liquid-crystal display

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JPH0982976A
JPH0982976A JP23747495A JP23747495A JPH0982976A JP H0982976 A JPH0982976 A JP H0982976A JP 23747495 A JP23747495 A JP 23747495A JP 23747495 A JP23747495 A JP 23747495A JP H0982976 A JPH0982976 A JP H0982976A
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JP
Japan
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layer
light
gate electrode
film transistor
gate
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Withdrawn
Application number
JP23747495A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Onozuka
豊 小野塚
Tomomasa Ueda
知正 上田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin-film transistor having excellent characteristics and high yield and manufacture thereof, and to provide a liquid-crystal display, which has superior and uniform characteristics even on a large-sized picture plane and in which a flicker and burning are reduced. SOLUTION: This transistor has a process, in which a light-shielding high resistance layer 103 is formed onto a transparent insulating substrate 101 and patterned, a process, in which a conductor layer is formed on the upper side of the light-shielding high resistance layer and patterned to a gate electrode 104, a process, in which a gate insulating layer 105 and a conductor layer 106 are shaped successively on the upper side of the gate electrode and these each layer is patterned, a process, in which a contact layer 107 and the conductor layer are formed in succession from the upper side of the semiconductor layer and a process, in which the contact layer and the conductor layer on the side upper than the semiconductor layer are removed and a source electrode 108 and a drain electrode 109 are formed.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は薄膜トランジスタ及
びその製造方法に関し、また薄膜トランジスタを備えた
液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor and a method of manufacturing the same, and more particularly to a liquid crystal display device having the thin film transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜トランジスタは産業上幅広い分野で
大量に用いられている電子デバイスであり、その主要な
分野の1つに液晶表示装置がある。
2. Description of the Related Art A thin film transistor is an electronic device used in a large amount in a wide range of industrial fields, and a liquid crystal display device is one of its main fields.

【0003】従来の薄膜トランジスタは、まずガラス基
板のような透明な絶縁性基板の上にSiOxがアンダー
コート層として形成されている。その上に例えばCrや
Mo−Ta合金のような高融点金属層がパターニングさ
れてゲート電極、補助容量電極、及びゲート取り出し電
極が形成されている。このゲート電極はSiNxやSi
Ox、またはこれらの積層構造のゲート絶縁膜で覆わ
れ、この絶縁膜上のゲート電極上に対応する領域に活性
層としてa−Si層が形成され、さらに活性層の保護層
としてSiNx層が積層され、所定の形状にパターニン
グされている。さらに活性層とのオーミックコンタクト
層としてn+ a−Si層が積層され、パターニングされ
ている。
In a conventional thin film transistor, SiOx is first formed as an undercoat layer on a transparent insulating substrate such as a glass substrate. A refractory metal layer such as Cr or Mo-Ta alloy is patterned thereon to form a gate electrode, an auxiliary capacitance electrode, and a gate extraction electrode. This gate electrode is SiNx or Si
It is covered with Ox or a gate insulating film having a laminated structure of these, an a-Si layer is formed as an active layer in a region corresponding to the gate electrode on the insulating film, and a SiNx layer is further laminated as a protective layer of the active layer. And is patterned into a predetermined shape. Further, an n + a-Si layer is laminated and patterned as an ohmic contact layer with the active layer.

【0004】ついで、画素電極となるITO等の透明導
電膜層が所定の形状にパターニングされる。さらにゲー
ト電極取り出し電極上等のゲート絶縁膜がエッチング除
去される。この上に所定のパターンでソース電極、及び
ドレイン電極が形成されΤFΤが完成する。さらにSi
Nx等の保護層を積層しパターニングされる。さらにポ
リイミド膜を堆積し、ラビング工程を経てアレイ基板が
完成する。これと、ITO等の透明導電膜及びカラーフ
ィルター等からなる対向基板の間に液晶層を注入し、液
晶表示装置が完成する。
Then, the transparent conductive film layer such as ITO which becomes the pixel electrode is patterned into a predetermined shape. Further, the gate insulating film on the gate electrode extraction electrode and the like is removed by etching. A source electrode and a drain electrode are formed on this in a predetermined pattern to complete ΤFΤ. Furthermore, Si
A protective layer such as Nx is laminated and patterned. Further, a polyimide film is deposited and the array substrate is completed through a rubbing process. A liquid crystal layer is injected between this and a counter substrate made of a transparent conductive film such as ITO and a color filter to complete a liquid crystal display device.

【0005】しかし、以上のような薄膜トランジスタを
用いた液晶表示装置では、チャネル保護層上までソース
電極及びドレイン電極を形成する必要がある。そのた
め、ゲート・ソース間の寄生容量が大きくなり、フリッ
カや焼き付きが生じるという問題があつた。
However, in the liquid crystal display device using the thin film transistor as described above, it is necessary to form the source electrode and the drain electrode even on the channel protective layer. Therefore, there is a problem that the parasitic capacitance between the gate and the source becomes large and flicker or burn-in occurs.

【0006】これに対し以下のような薄膜トランジスタ
が提案されている(特公昭62−239579)。
On the other hand, the following thin film transistor has been proposed (Japanese Patent Publication No. 62-239579).

【0007】図12はこのような薄膜トランジスタの1
例を示す図である。すなわち、絶縁基板上に形成したア
ンダーコート膜上1201にゲート電極1202を断面
凸型に堆積し、パターニングした後、ゲート絶縁層12
03、半導体層1204、高ドーピング半導体層120
5を堆積する。その後バイアススパッタリング法により
導電膜をその上面が平坦になるように堆積し、等方性エ
ッチングを行ってゲート電極の凸部上部の半導体層を露
出させ、ソース・ドレイン電極1206をパターニング
しすることにより形成した薄膜トランジスタである。
FIG. 12 shows one of such thin film transistors.
It is a figure showing an example. That is, the gate electrode 1202 is deposited on the undercoat film 1201 formed on the insulating substrate in a convex cross-section and patterned, and then the gate insulating layer 12 is formed.
03, semiconductor layer 1204, highly doped semiconductor layer 120
5 is deposited. After that, a conductive film is deposited by a bias sputtering method so that its upper surface becomes flat, and isotropic etching is performed to expose the semiconductor layer above the convex portion of the gate electrode, and the source / drain electrode 1206 is patterned. It is a formed thin film transistor.

【0008】この薄膜トランジスタではレジストを用い
ず自己整合化が可能なため歩留まりが高いという特徴が
ある。しかしこの薄膜トランジスタでは凸型のゲー卜電
極を用いているため、ゲート電極が厚くなりゲート・ソ
ース間の容量を小さくするのには不利な構造であった。
これは、例えばゲート電極を凸状に形成するため、ゲー
ト電極を2層の金属層構造にして下側の金属層の面積を
広くし、その上にそれより面積の小さい金属層を重ねて
いるため、特に下側の金属層はソース電極と大きく重な
るためである。
This thin film transistor is characterized by high yield because it can be self-aligned without using a resist. However, in this thin film transistor, since the convex type gate electrode is used, the gate electrode becomes thick, which is a disadvantageous structure for reducing the capacitance between the gate and the source.
This is because, for example, since the gate electrode is formed in a convex shape, the gate electrode is made into a two-layer metal layer structure to widen the area of the lower metal layer, and a metal layer having a smaller area is stacked on it. Therefore, the metal layer on the lower side in particular overlaps the source electrode largely.

【0009】また、等方性エッチングのようなエッチバ
ック法では、エッチングレートのばらつきが大きく、特
に大型の液晶表示装置に適用する場合、薄膜トランジス
タの特性を均一に形成するのが困難であるという問題が
あった。
Further, in an etch back method such as isotropic etching, there is a large variation in the etching rate, and it is difficult to form the characteristics of the thin film transistor uniformly, especially when applied to a large liquid crystal display device. was there.

【0010】このように、従来の薄膜トランジスタを用
いた液晶表示装置では、ソースドレイン電極とゲート電
極との自己整合化が不完全であるため、フリッカや焼き
付きが生じ易いという問題があった。またリフトオフを
用いた方法では自己整合化が可能だが歩留まりが低いと
いう問題があった。さらにゲート電極を凸状の金属二層
構造にした薄膜トランジスタでは、ゲート・ソース間容
量が大きく、フリッカや焼き付きが生じやすいという問
題があった。
As described above, the liquid crystal display device using the conventional thin film transistor has a problem that flicker and burn-in are likely to occur because the self-alignment between the source / drain electrode and the gate electrode is incomplete. In addition, the method using lift-off has a problem that the self-alignment is possible, but the yield is low. Further, in a thin film transistor having a gate electrode having a convex metal double-layer structure, there is a problem in that the gate-source capacitance is large and flicker or burn-in is likely to occur.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題を解決するためになされたものである、すなわち、歩
留まりの高い、特性の優れた薄膜トランジスタを提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a thin film transistor having a high yield and excellent characteristics.

【0012】本発明はソース・ゲート間の寄生容量が小
さい特性の優れた薄膜トランジスタを提供することを目
的とする。
It is an object of the present invention to provide a thin film transistor having excellent characteristics that the parasitic capacitance between the source and the gate is small.

【0013】また歩留まりが高く、特性が均一な薄膜ト
ランジスタの製造方法を提供することを目的とする。
It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a thin film transistor having a high yield and uniform characteristics.

【0014】さらに、大型画面でも特性が優れかつ均一
な、フリッカや焼き付きの少ない薄膜トランジスタを備
えた液晶表示装置を提供することを目的とする。
It is another object of the present invention to provide a liquid crystal display device having a thin film transistor which has excellent characteristics and is uniform even on a large screen, and which has less flicker and burn-in.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜トランジス
タは、透明絶縁性基板上に形成された所定形状の遮光性
高抵抗層と、この遮光性高抵抗膜上に形成されたゲート
電極と、このゲート電極の上側から形成されたゲート絶
縁層と、このゲート絶縁層上に形成された半導体層と、
この半導体層上の所定領域に形成された複数のコンタク
ト層と、このコンタクト層上に形成されたソース電極お
よびドレイン電極とを具備したことを特徴とする。
A thin film transistor of the present invention comprises a light-shielding high resistance layer of a predetermined shape formed on a transparent insulating substrate, a gate electrode formed on the light-shielding high resistance film, A gate insulating layer formed from above the gate electrode, and a semiconductor layer formed on the gate insulating layer,
It is characterized by comprising a plurality of contact layers formed in a predetermined region on the semiconductor layer and a source electrode and a drain electrode formed on the contact layer.

【0016】これら半導体層、コンタクト層、ソース・
ドレイン電極は互いに自己整合的に形成するようにして
もよい。
These semiconductor layers, contact layers, sources,
The drain electrodes may be formed in self-alignment with each other.

【0017】また、本発明の薄膜トランジスタが具備す
る遮光性高抵抗層はSiGeを用いるようにしてもよ
い。また、この遮光性高抵抗層は透明絶縁性基板の上に
基板保護膜を形成し、この上に形成するようにしてもよ
い。さらに遮光性高抵抗層、ゲート電極の端面はテーパ
ー形状に形成するようにしてもよい。
Further, the light-shielding high resistance layer provided in the thin film transistor of the present invention may be made of SiGe. Further, the light shielding high resistance layer may be formed by forming a substrate protection film on a transparent insulating substrate and then forming the substrate protection film thereon. Further, the light-shielding high resistance layer and the end surface of the gate electrode may be formed in a tapered shape.

【0018】ゲート絶縁層は例えばSiOx、SiNx
またはこれらの積層構造により形成するようにしてもよ
い。
The gate insulating layer is, for example, SiOx or SiNx.
Alternatively, it may be formed by a laminated structure of these.

【0019】本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、
透明絶縁性基板上に遮光性高抵抗層を成膜し所定形状に
パターニングする工程と、この遮光性高抵抗層の上側に
導体層を成膜し所定形状のゲート電極にパターニングす
る工程と、このゲート電極の上側にゲート絶縁層、半導
体層を順次成膜しこれら各層を所定形状にパターニング
する工程と、形成した半導体層の上側からコンタクト
層、導体層を順次形成する工程と、半導体層より上側に
形成されたコンタクト層及びソース・ドレイン電極を除
去する工程とを具備したことを特徴とする。
The method of manufacturing the thin film transistor of the present invention is
Forming a light-shielding high-resistance layer on a transparent insulating substrate and patterning it into a predetermined shape; forming a conductor layer on the upper side of this light-shielding high-resistance layer and patterning it into a gate electrode of a predetermined shape; A step of sequentially forming a gate insulating layer and a semiconductor layer on the upper side of the gate electrode and patterning each of these layers into a predetermined shape; a step of sequentially forming a contact layer and a conductor layer from the upper side of the formed semiconductor layer; And a step of removing the contact layer and the source / drain electrodes formed in Step 1.

【0020】また半導体層の上にチャネル保護層を成膜
し、この上にコンタクト層、導体層を順次形成し、チャ
ネル保護層より上側に形成されたコンタクト層及びソー
ス・ドレイン電極を除去するようにしてもよい。
Further, a channel protective layer is formed on the semiconductor layer, a contact layer and a conductor layer are sequentially formed thereon, and the contact layer and the source / drain electrodes formed above the channel protective layer are removed. You may

【0021】また、半導体層より上側に形成されたコン
タクト層及び導体層を除去する工程はケミカルメカニカ
ルポリッシング法を用いるようにしてもよい。
Further, the step of removing the contact layer and the conductor layer formed above the semiconductor layer may use a chemical mechanical polishing method.

【0022】本発明の液晶表示装置は透明絶縁性基板上
に形成された所定形状の遮光性高抵抗層と、この遮光性
高抵抗膜上に形成されたゲート電極と、このゲート電極
の上側から形成されたゲート絶縁層と、ゲート絶縁層上
に形成された半導体層と、半導体層上の所定領域に形成
された複数のコンタクト層と、コンタクト層上に形成さ
れたソース電極およびドレイン電極と備えた薄膜トラン
ジスタを具備したことを特徴とする。
The liquid crystal display device of the present invention comprises a high-resistance light-shielding layer of a predetermined shape formed on a transparent insulating substrate, a gate electrode formed on the light-shielding high-resistance film, and an upper side of the gate electrode. A gate insulating layer formed, a semiconductor layer formed on the gate insulating layer, a plurality of contact layers formed in predetermined regions on the semiconductor layer, and a source electrode and a drain electrode formed on the contact layer. And a thin film transistor.

【0023】これら半導体層、コンタクト層、ソース・
ドレイン電極は互いに自己整合的に形成するようにして
もよい。
These semiconductor layers, contact layers, sources,
The drain electrodes may be formed in self-alignment with each other.

【0024】すなわち本発明の薄膜トランジスタはゲー
ト電極を支持するゲート電極支持層として、遮光性高抵
抗層を採用したことを特徴としている。
That is, the thin film transistor of the present invention is characterized in that a light-shielding high resistance layer is adopted as a gate electrode supporting layer for supporting the gate electrode.

【0025】このことによりソース・ゲート電極間の寄
生容量が低減される。特に、基板または基板保護層と、
ゲート電極との段差を用いて、半導体層、コンタクト層
及びソース・ドレイン電極をそれぞれ自己整合的に形成
した薄膜トランジスタにおいては、寄生容量を増やすこ
となく自己整合的に形成する際のマージンが大きくな
る。
As a result, the parasitic capacitance between the source and gate electrodes is reduced. In particular, a substrate or a substrate protective layer,
In a thin film transistor in which a semiconductor layer, a contact layer, and a source / drain electrode are formed in a self-aligned manner by using a step with respect to a gate electrode, a margin for forming in a self-aligned manner is increased without increasing parasitic capacitance.

【0026】同時にゲート電極支持層として遮光性膜を
採用することによりチャネル領域への光照射を遮蔽し、
リーク電流が低減される。
At the same time, by adopting a light-shielding film as the gate electrode support layer, light irradiation to the channel region is blocked,
Leakage current is reduced.

【0027】また本発明の薄膜トランジスタの製造方法
においては、前述のゲート電極支持層である遮光性高抵
抗層を形成する工程を具備したことを特徴とし、また、
基板または基板保護層と、ゲート電極との段差を用い
て、半導体層、コンタクト層及びソース・ドレイン電極
をそれぞれ自己整合的に形成する際にケミカルメカニカ
ルポリッシング法を用いたことを特徴とする。
The method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention is characterized by including the step of forming the light-shielding high resistance layer which is the above-mentioned gate electrode supporting layer, and
It is characterized in that a chemical mechanical polishing method is used when the semiconductor layer, the contact layer, and the source / drain electrodes are formed in a self-aligned manner by using the step between the substrate or the substrate protection layer and the gate electrode.

【0028】つまり、本発明では、まず、ゲート電極部
を遮光性高抵抗層と導体層の二層構造にし、透明絶縁性
基板またはその上に形成された基板保護層と遮光性高抵
抗層及び導体層との段差を利用するものである。ゲート
電極上に形成されたゲート絶縁層及びゲート絶縁層上に
形成された半導体層及びその半導体層の上に形成された
コンタクト層及びその上に形成された導体層において、
スパッタエッチングやケミカルメカニカルポリッシング
法等を用いて先の導体層、コンタクト領層、半導体層を
順次平坦化することにより、ゲート電極のパターンに整
合的に先の導体層及びコンタクト層を分離し、自己整合
型の薄膜トランジスタが形成される。特に遮光性高抵抗
層とゲート電極の二層構造において下層に不透明な高抵
抗層を用いているため、ゲート電極を凸型にしても、光
リーク電流を増加させることなくゲート・ソース間の寄
生容量を小さくすることができる。さらに、遮光性高抵
抗膜でゲート電極を支持することにより、自己整合的に
形成する際のマージンが大きくなる。
That is, in the present invention, first, the gate electrode portion is made to have a two-layer structure of a light-shielding high resistance layer and a conductor layer, and a transparent insulating substrate or a substrate protection layer formed thereon and a light-shielding high resistance layer, and It utilizes the step difference from the conductor layer. A gate insulating layer formed on the gate electrode, a semiconductor layer formed on the gate insulating layer, a contact layer formed on the semiconductor layer, and a conductor layer formed on the contact layer;
By sequentially flattening the previous conductor layer, contact region layer, and semiconductor layer using sputter etching, chemical mechanical polishing, etc., the previous conductor layer and contact layer are separated in conformity with the gate electrode pattern, A matched thin film transistor is formed. In particular, since the opaque high-resistance layer is used as the lower layer in the two-layer structure of the light-shielding high-resistance layer and the gate electrode, even if the gate electrode is a convex type, the parasitic capacitance between the gate and the source does not increase without increasing the light leakage current. The capacity can be reduced. Further, by supporting the gate electrode with the light-shielding high-resistance film, the margin for self-aligned formation becomes large.

【0029】またケミカルメカニカルポリッシング法を
用いることによりエッチングレートを均一にすることが
できる。したがって、TFTアレイ上の多数の薄膜トラ
ンジスタの特性が均一になるとともに歩留まりが向上す
る。とくに大型の液晶表示装置に適用すれば、表示品
質、生産性ともに向上する。
Further, the etching rate can be made uniform by using the chemical mechanical polishing method. Therefore, the characteristics of a large number of thin film transistors on the TFT array are made uniform and the yield is improved. Especially when applied to a large-sized liquid crystal display device, both display quality and productivity are improved.

【0030】遮光性高抵抗層は、例えばSiGeを堆積
した場合、パターニングはレジストを形成の上例えばC
4 ガスによりプラズマエッチング法で行うようにして
もよい。この際CF4ガスにO2ガスを加えて導入すれ
ば、端面にテーパーを付けるのが容易になる。
In the case of depositing SiGe, for example, the light-shielding high-resistance layer is patterned by forming a resist and then forming, for example, C.
The plasma etching method may be performed using F 4 gas. At this time, if O2 gas is added to CF4 gas and introduced, it becomes easy to taper the end face.

【0031】さらに、フッ酸、過酸化水素、酢酸により
ケミカルリーチングで加工するようにしてもよい。
Further, it may be processed by chemical leaching with hydrofluoric acid, hydrogen peroxide or acetic acid.

【0032】半導体層、コンタクト層及びソース・ドレ
イン電極をそれぞれ自己整合的に形成する際のケミカル
メカニカルポリッシング法としては、例えばKOHと、
研磨材としてコロイド状Siを用いウレタンで溶解研磨
するようにしてもよい。
As a chemical mechanical polishing method for forming the semiconductor layer, the contact layer, and the source / drain electrodes in a self-aligned manner, for example, KOH,
It is also possible to use colloidal Si as an abrasive and melt-polish with urethane.

【0033】また、本発明の液晶表示装置においては、
上述のような特性の優れた薄膜トランジスタを備えるこ
とにより、フリッカや焼き付きが少なく、画面全体にわ
たって表示特性が均一になる。また歩留まりも向上す
る。
In the liquid crystal display device of the present invention,
By providing the thin film transistor having excellent characteristics as described above, flicker and image sticking are reduced, and display characteristics are uniform over the entire screen. Also, the yield is improved.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0035】図1は本発明の薄膜トランジスタの1例を
概略的に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an example of the thin film transistor of the present invention.

【0036】透明絶縁性基板101上に基板保護層10
2が形成され、この基板保護層102上にゲート電極支
持層である遮光性高抵抗膜103が形成され、この遮光
性高抵抗膜の上にゲート電極104が形成されている。
遮光性高抵抗膜103は例えばSiGeを堆積して所定
形状に形成するようにしてもよい。ゲート電極104も
例えばMo−Ta合金のような低抵抗で高融点の金属層
を堆積し所定形状に形成するようにしてもよい。
A substrate protection layer 10 is formed on the transparent insulating substrate 101.
2 is formed, a light shielding high resistance film 103 which is a gate electrode supporting layer is formed on the substrate protection layer 102, and a gate electrode 104 is formed on the light shielding high resistance film.
The light-shielding high resistance film 103 may be formed in a predetermined shape by depositing SiGe, for example. The gate electrode 104 may also be formed in a predetermined shape by depositing a metal layer having a low resistance and a high melting point, such as a Mo—Ta alloy.

【0037】ゲート電極104の上側からはゲート絶縁
層105が形成され、このゲート絶縁層105上には半
導体層106が形成されている。半導体層106上には
オーミック接合のための所定形状のコンタクト層107
が形成され、このコンタクト層107上にソース電極1
08及びドレイン電極109が形成されている。
A gate insulating layer 105 is formed from above the gate electrode 104, and a semiconductor layer 106 is formed on the gate insulating layer 105. A contact layer 107 having a predetermined shape for ohmic contact is formed on the semiconductor layer 106.
Is formed, and the source electrode 1 is formed on the contact layer 107.
08 and the drain electrode 109 are formed.

【0038】ゲート絶縁層は例えばSiOx、SiNx
の単層構造に成膜するようにしてもよいし、SiOx層
と、SiNx層との積層構造に形成するようにしてもよ
い。半導体層106は非晶質シリコン膜(a−Si膜)
を用いるようにしてもよいし、また必要に応じて非単結
晶の結晶シリコン膜(p−Si膜)などを用いるように
してもよい。
The gate insulating layer is, for example, SiOx or SiNx.
The film may be formed to have a single-layer structure, or may be formed to have a laminated structure of a SiOx layer and a SiNx layer. The semiconductor layer 106 is an amorphous silicon film (a-Si film)
May be used, or a non-single crystal silicon film (p-Si film) or the like may be used as necessary.

【0039】コンタクト層107は例えばn+ a−Si
を成膜するようにしてもよく、ソース電極108電極、
ドレイン電極109はゲート電極104同様に例えばM
oやAlなどの金属をスパッタ法で形成するようにして
もよい。
The contact layer 107 is, for example, n + a-Si.
May be formed into a film, and the source electrode 108 electrode,
The drain electrode 109 is, for example, M as in the gate electrode 104.
Alternatively, a metal such as o or Al may be formed by a sputtering method.

【0040】図2は本発明の薄膜トランジスタを液晶表
示装置の画素スイッチング素子とした1例を概略的に示
す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing an example in which the thin film transistor of the present invention is used as a pixel switching element of a liquid crystal display device.

【0041】図2に例示した薄膜トランジスタにおいて
は、補助容量部120も図1に例示した薄膜トランジス
タと全く同様に形成したものである。121は画素電極
である。
In the thin film transistor illustrated in FIG. 2, the auxiliary capacitance section 120 is also formed in exactly the same manner as the thin film transistor illustrated in FIG. 121 is a pixel electrode.

【0042】本発明の薄膜トランジスタはこのようなこ
のような構成によりソース・ゲート電極間の寄生容量が
低減することができる。特に、基板または基板保護層
と、ゲート電極との段差を用いて、半導体層、コンタク
ト層及びソース・ドレイン電極をそれぞれ自己整合的に
形成した薄膜トランジスタにおいては、寄生容量を増や
すことなく自己整合的に形成する際のマージンが大きく
とることができ、薄膜トランジスタのより均一な特性を
実現し、同時に生産性も向上する。
The thin film transistor of the present invention can reduce the parasitic capacitance between the source and gate electrodes by such a structure. In particular, in a thin film transistor in which a semiconductor layer, a contact layer, and a source / drain electrode are formed in a self-aligned manner by using a step between a substrate or a substrate protective layer and a gate electrode, the self-alignment can be performed without increasing the parasitic capacitance. A large margin can be secured when forming, a more uniform characteristic of the thin film transistor is realized, and at the same time, productivity is improved.

【0043】さらに、ゲート電極支持層として遮光性膜
を採用することによりチャネル領域への光照射を遮蔽
し、リーク電流を抑制することができる。
Further, by adopting a light-shielding film as the gate electrode supporting layer, it is possible to block the light irradiation to the channel region and suppress the leak current.

【0044】図3は本発明の薄膜トランジスタの製造工
程の1例を概略的に示した断面図である。図4は本実施
例の薄膜トランジスタの平面図である。
FIG. 3 is a sectional view schematically showing an example of the manufacturing process of the thin film transistor of the present invention. FIG. 4 is a plan view of the thin film transistor of this embodiment.

【0045】まず、例えばガラス基板などの透明絶縁性
基板201上にスパッタ法やCVD法等でSiOx基板
保護層202を堆積する。
First, a SiOx substrate protective layer 202 is deposited on a transparent insulating substrate 201 such as a glass substrate by sputtering or CVD.

【0046】次にこの基板保護層上に遮光性高抵抗膜2
03を形成する。遮光性高抵抗膜203はSiGeを例
えばプラズマCVD法で堆積し、レジストを形成して、
例えばCF4 ガスによりプラズマエッチング法で所定形
状にパターニングするようにしてもよい。また、CF4
ガスにO2 ガスを加えて導入すれば、端面にテーパーを
付けるのが容易になる。さらに、フッ酸、過酸化水素、
酢酸によりケミカルリーチング法で加工するようにして
もよい。
Next, the light-shielding high-resistance film 2 is formed on the substrate protective layer.
Form 03. The light-shielding high resistance film 203 is formed by depositing SiGe by, for example, a plasma CVD method to form a resist,
For example, it may be patterned into a predetermined shape by a plasma etching method using CF 4 gas. Also, CF 4
If O 2 gas is added to the gas and introduced, it becomes easy to taper the end face. In addition, hydrofluoric acid, hydrogen peroxide,
You may make it process by a chemical leaching method with acetic acid.

【0047】パターニングした遮光性高抵抗膜203上
にゲート電極204を形成する。ゲート電極は例えばM
o−Ta合金のような低抵抗で高融点の金属層を堆積
し、その上にレジストを堆積しパターニングして、その
レジストをマスクにしてエッチングするようにしてもよ
い。
A gate electrode 204 is formed on the patterned light-shielding high resistance film 203. The gate electrode is, for example, M
A metal layer having a low resistance and a high melting point, such as an o-Ta alloy, may be deposited, a resist may be deposited on the metal layer and patterned, and the resist may be used as a mask for etching.

【0048】また、遮光性高抵抗膜203とゲート電極
204のパターニングは1回のフォトリソグラフィ工程
で形成するようにしてもよい。すなわち、遮光性高抵抗
膜203、ゲート電極204となる金属層を順次堆積し
て、連続的にエッチングしてパターニングするようにし
てもよい。
Further, the patterning of the light-shielding high resistance film 203 and the gate electrode 204 may be formed by one photolithography process. That is, the light-blocking high-resistance film 203 and the metal layer to be the gate electrode 204 may be sequentially deposited, and may be successively etched and patterned.

【0049】このようにして、遮光性高抵抗膜203、
ゲート電極204、補助容量電極205、ゲート取り出
し電極206を形成し、レジストを剥離する(図3
(a)参照)。
In this way, the light-shielding high-resistance film 203,
The gate electrode 204, the auxiliary capacitance electrode 205, and the gate extraction electrode 206 are formed, and the resist is peeled off (FIG.
(A)).

【0050】次にCVD法等により連続的に300nm
のゲート絶縁層207、300nmのa−Si半導体層
208、50nmのn+ a−Siコンタクト層209を
形成する。各層の膜厚は必要に応じて設計するようにす
ればよい。またゲート絶縁層はSiOx、SiNxまた
はこれらの積層構造に形成するようにしてもよい。
Next, it is continuously 300 nm by the CVD method or the like.
A gate insulating layer 207, an a-Si semiconductor layer 208 having a thickness of 300 nm, and an n + a-Si contact layer 209 having a thickness of 50 nm are formed. The film thickness of each layer may be designed as necessary. The gate insulating layer may be formed of SiOx, SiNx, or a laminated structure of these.

【0051】ゲート絶縁層207、半導体層208、コ
ンタクト層209を順次堆積したなら、希ΗF処理後、
スパッタ法によりMo、Al等の金属層210を400
nm堆積する。
If the gate insulating layer 207, the semiconductor layer 208, and the contact layer 209 are sequentially deposited, after the dilute F treatment,
The metal layer 210 such as Mo and Al is sputtered to 400
nm.

【0052】さらにレジストを形成し、パターニングし
て、そのレジストをマスクに金属層210、n+ a−S
iコンタクト層209、a−Si半導体層208、Si
Nxゲート絶縁層207b、SiOxゲート絶縁層20
7aを順次エッチングして島状のパターン及び信号線パ
ターンを形成し、レジストを剥離する(図3(b)参
照)。
Further, a resist is formed and patterned, and the resist is used as a mask to form the metal layer 210, n + a-S.
i contact layer 209, a-Si semiconductor layer 208, Si
Nx gate insulating layer 207b, SiOx gate insulating layer 20
7a is sequentially etched to form an island pattern and a signal line pattern, and the resist is peeled off (see FIG. 3B).

【0053】形成した島状のパターン及び信号線パター
ンの上に絶縁層211を堆積する。この絶縁層211と
しては例えばSOG(スピンオングラス)を用いるよう
にしてもよい(図3(c)参照)。
An insulating layer 211 is deposited on the formed island-shaped pattern and signal line pattern. As the insulating layer 211, SOG (spin on glass) may be used, for example (see FIG. 3C).

【0054】さらにこの絶縁層211をケミカルメカニ
カルポリッシング法やスパッタエッチング等により基板
全体に渡り上部から平坦化する。このケミカルメカニカ
ルポリッシング工程には、例えばKOHに研磨材として
コロイド状のSiを用い、ウレタンで研磨するようにし
てもよい(図3(d)参照)。
Further, the insulating layer 211 is flattened from the upper portion over the entire substrate by a chemical mechanical polishing method, sputter etching or the like. In this chemical mechanical polishing step, colloidal Si may be used as an abrasive in KOH, and may be polished with urethane (see FIG. 3D).

【0055】このエッチングにより薄膜トランジスタ部
においては遮光性高抵抗膜203、ゲート電極204に
よる段差により信号線金属層及びn+ a−Siコンタク
ト層209が突出しているので信号線金属層、n+ a−
Siコンタクト層209、そしてa−Si半導体層20
8が順次エッチングされる。この平坦化工程により信号
線金属層、n+ a−Siコンタクト層209をa−Si
半導体層208が露出するまで除去する。これらの工程
によって、半導体層208、コンタクト層209、ソー
ス・ドレイン電極210はそれぞれ自己整合的に形成さ
れる。
By this etching, in the thin film transistor portion, the signal line metal layer and the n + a-Si contact layer 209 are projected due to the step due to the light-shielding high resistance film 203 and the gate electrode 204, so that the signal line metal layer, n + a-
Si contact layer 209 and a-Si semiconductor layer 20
8 are sequentially etched. By this flattening process, the signal line metal layer and the n + a-Si contact layer 209 are formed on the a-Si.
The semiconductor layer 208 is removed until it is exposed. Through these steps, the semiconductor layer 208, the contact layer 209, and the source / drain electrodes 210 are formed in a self-aligned manner.

【0056】次に、スパッタ法等によりΙTO層からな
る画素電極212を100nm堆積し、その上にレジス
トを堆積、パターニングして、そのレジストをマスクに
ΙTO層212をパターニングし画素電極及び信号線パ
ターンを形成し、さらにパターニングされたΙTO層2
12及びn+ a−Siコンタクト層209及びa−Si
半導体層208及び金属層210をマスクに絶縁層21
1、をエッチングして画素電極をパターニングすると同
時にゲート電極取り出し部あるいは補助容量電極取り出
し部を露出させる(図3(e)参照)。
Next, a pixel electrode 212 consisting of an ITO layer is deposited to a thickness of 100 nm by a sputtering method or the like, and a resist is deposited and patterned thereon, and the ITO layer 212 is patterned using the resist as a mask to form a pixel electrode and signal line pattern. And further patterned ΙTO layer 2
12 and n + a-Si contact layer 209 and a-Si
The insulating layer 21 is formed using the semiconductor layer 208 and the metal layer 210 as a mask.
1 is etched to pattern the pixel electrode, and at the same time, the gate electrode lead-out portion or the auxiliary capacitance electrode lead-out portion is exposed (see FIG. 3E).

【0057】特にITO層は信号線金属層と2層構造を
形成することが重要となる。この信号線を2層構造にし
ないと、このアレイではゲート線は金属層210及び絶
縁層211の合計の段差が存在するため、信号線金属層
はゲート線と信号線のクロス部213ではつながってお
らず、2層目のITO層212によりつながれることに
なる。なお、ITO層を成膜する前に絶縁層211を剥
離するようにしてもよい。この場合ITO層212のパ
ターニングと同時にゲート電極取り出し部214あるい
は補助容量電極取り出し部が露出される。
In particular, it is important for the ITO layer to form a two-layer structure with the signal line metal layer. If this signal line does not have a two-layer structure, the gate line has a total step difference of the metal layer 210 and the insulating layer 211 in this array, so that the signal line metal layer is connected at the cross portion 213 of the gate line and the signal line. Instead, they are connected by the second ITO layer 212. The insulating layer 211 may be peeled off before forming the ITO layer. In this case, the gate electrode lead-out portion 214 or the auxiliary capacitance electrode lead-out portion is exposed simultaneously with the patterning of the ITO layer 212.

【0058】この後、ポリイミド膜を堆積し、配向処理
を施して、アレイ基板が完成する。なお、この構造では
3回あるいは4回のフォトリソグラフィ工程でアレイ基
板の形成が可能である。
After that, a polyimide film is deposited and an orientation process is performed to complete the array substrate. In this structure, the array substrate can be formed by performing the photolithography process three times or four times.

【0059】さらにこれと対向基板を組み合わせ、液晶
を注入、封止して液晶表示装置が完成する。
Further, this is combined with a counter substrate, and liquid crystal is injected and sealed to complete a liquid crystal display device.

【0060】図5は本発明の薄膜トランジスタの製造方
法を概略的に示した断面図であり、図6は図5の分図で
ある。また図7は本実施例で製造した薄膜トランジスタ
を概略的に示す平面図である。
FIG. 5 is a sectional view schematically showing a method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention, and FIG. 6 is a partial diagram of FIG. FIG. 7 is a plan view schematically showing the thin film transistor manufactured in this example.

【0061】まず、例えばガラス基板などの透明絶縁性
基板301上にスパッタ法やCVD法等でSiOx基板
保護層302を堆積する。
First, a SiOx substrate protective layer 302 is deposited on a transparent insulating substrate 301 such as a glass substrate by sputtering or CVD.

【0062】次にこの基板保護層302上に遮光性高抵
抗膜303を形成する(図5(a)参照)。遮光性高抵
抗膜303はSiGeを例えばプラズマCVD法で堆積
し、レジストを形成して、例えばCF4 ガスによりプラ
ズマエッチング法で所定形状にパターニングして形成す
るようにしてもよい。また、CF4 ガスにO2 ガスを加
えて導入すれば、端面にテーパーを付けるのが容易にな
る。さらに、フッ酸、過酸化水素、酢酸によりケミカル
リーチング法で加工するようにしてもよい。
Next, a light-shielding high resistance film 303 is formed on the substrate protection layer 302 (see FIG. 5A). The light-shielding high resistance film 303 may be formed by depositing SiGe by, for example, a plasma CVD method, forming a resist, and patterning the resist into a predetermined shape by, for example, CF 4 gas by a plasma etching method. Further, if O 2 gas is added to CF 4 gas and introduced, it becomes easy to taper the end face. Further, it may be processed by a chemical leaching method with hydrofluoric acid, hydrogen peroxide or acetic acid.

【0063】パターニングした遮光性高抵抗膜303上
にゲート電極304を形成し、同時に補助容量部、信号
線・ゲート線クロス部、ゲート線取り出し部に電極を形
成する(図5(b)参照)。
A gate electrode 304 is formed on the patterned light-shielding high-resistance film 303, and at the same time, electrodes are formed on the auxiliary capacitance section, the signal line / gate line cross section, and the gate line extraction section (see FIG. 5B). .

【0064】電極は例えばMo−Ta合金のような低抵
抗で高融点の金属層を堆積し、その上にレジストを堆積
しパターニングして、そのレジストをマスクにしてエッ
チングするようにしてもよい。
The electrodes may be formed by depositing a metal layer having a low resistance and a high melting point, such as a Mo-Ta alloy, depositing a resist on the metal layer, patterning the metal layer, and etching using the resist as a mask.

【0065】このようにして、遮光性高抵抗膜303、
ゲート電極304、補助容量電極305、ゲート取り出
し電極306を形成し、レジストを剥離する。
In this way, the light-shielding high-resistance film 303,
The gate electrode 304, the auxiliary capacitance electrode 305, and the gate extraction electrode 306 are formed, and the resist is peeled off.

【0066】以上の工程により薄膜トランジスタ部では
段差が生じ後述するようにその段差を有効に利用でき、
それ以外の領域ではゲート線の段差が小さくなるため信
号線とのクロス部での信号線の断線を防ぐ事ができる。
遮光性高抵抗膜304をゲート電極支持層として用いた
ことにより、ゲート電極と以後形成するソース・ドレイ
ン電極とのリーク電流を減らすことができ、さらにソー
ス・ドレイン電極とゲート電極の間の寄生容量も小さく
することができる。
By the above steps, a step is generated in the thin film transistor portion, and the step can be effectively used as described later,
In other regions, the step difference of the gate line becomes smaller, so that the disconnection of the signal line at the cross portion with the signal line can be prevented.
By using the light-shielding high-resistance film 304 as the gate electrode support layer, the leak current between the gate electrode and the source / drain electrodes to be formed later can be reduced, and the parasitic capacitance between the source / drain electrodes and the gate electrode can be reduced. Can also be smaller.

【0067】次に、例えばCVD法等でSiNxゲート
絶縁層307を100nmから200nm程度堆積し、
さらにスパッタ法等により例えばMoなどの金属層30
8を50nm堆積し、さらにCVD法等によりn+ a−
Siコンタクト層309を50nmし、希ΗF処理をし
た後、レジストを堆積しパターニングして、そのレジス
トをマスクにn+ a−Siコンタクト層309及び金属
層308をパターニングする。そしてレジストを剥離す
る。
Next, a SiNx gate insulating layer 307 is deposited to a thickness of about 100 nm to 200 nm by, for example, the CVD method,
Further, a metal layer 30 such as Mo is formed by a sputtering method or the like.
No. 8 is deposited to a thickness of 50 nm, and n + a
After the Si contact layer 309 is made to have a thickness of 50 nm and subjected to a dilute F treatment, a resist is deposited and patterned, and the n + a-Si contact layer 309 and the metal layer 308 are patterned using the resist as a mask. Then, the resist is peeled off.

【0068】次にITO層310をスパッタ法等により
100nm堆積し、さらにレジストを堆積しパターニン
グして、そのレジストをマスクにITO層310をパタ
ーニングして画素電極及び補助容量上部電極を形成す
る。
Next, an ITO layer 310 is deposited to a thickness of 100 nm by a sputtering method or the like, a resist is further deposited and patterned, and the ITO layer 310 is patterned using the resist as a mask to form a pixel electrode and an auxiliary capacitor upper electrode.

【0069】次にレジストを堆積し、パターニングして
ゲート電極取り出し部311上部をエッチング除去し、
ゲート取り出し電極306を露出する。そしてレジスト
を剥離する(図5(c)参照)。
Next, a resist is deposited and patterned to remove the upper portion of the gate electrode extraction portion 311 by etching,
The gate extraction electrode 306 is exposed. Then, the resist is peeled off (see FIG. 5C).

【0070】次にSOG等の絶縁層312基板全体にわ
たり堆積する(図5(d)参照)。そしてその上からケ
ミカルメカニカルポリッシング法やスパッタエッチング
等により基板全体を平坦にエッチングしていく。このと
き薄膜トランジスタ部ではゲート電極304の下部に遮
光性高抵抗膜303を形成しているため、ゲート電極3
04の上部のみ絶縁層307、金属層308、n+ a−
Si層309は凸型に突出しており、これらの部分は選
択的にエッチングされる。n+ a−Siは一般に硬度が
大きくポリッシングされにくいが、n+ a−Si層30
9の下には硬度の小さい金属層308があるためポリッ
シングが容易になっている。そこで絶縁層312、n+
a−Si層309、金属層308を、SiNx絶縁層3
07が露出するまで除去する(図6(e)参照)。この
工程後SOG絶縁層312を剥離する。
Next, an insulating layer 312 such as SOG is deposited on the entire substrate (see FIG. 5D). Then, the entire substrate is flatly etched from above by a chemical mechanical polishing method or sputter etching. At this time, in the thin film transistor portion, since the light-shielding high resistance film 303 is formed below the gate electrode 304, the gate electrode 3
04 only on the insulating layer 307, the metal layer 308, n + a-
The Si layer 309 projects in a convex shape, and these portions are selectively etched. n + a-Si generally has high hardness and is hard to be polished, but the n + a-Si layer 30
A metal layer 308 having a low hardness is provided under 9 to facilitate polishing. Therefore, the insulating layer 312, n +
The a-Si layer 309, the metal layer 308, the SiNx insulating layer 3
It is removed until 07 is exposed (see FIG. 6E). After this step, the SOG insulating layer 312 is peeled off.

【0071】次に、スパッタ法等によりMo、Al等の
金属層を400nm堆積し、さらにレジストを堆積し、
パターニングしてそのレジストをマスクとして堆積した
金属層をパターニングして、レジストを剥離し、信号線
313を形成する。
Next, a metal layer of Mo, Al, etc. is deposited to a thickness of 400 nm by a sputtering method or the like, and a resist is further deposited.
The patterned metal layer is patterned by using the resist as a mask, and the resist is peeled off to form the signal line 313.

【0072】次に希ΗF処理をした後、CVD法等によ
りa−Si半導体層314を300nm、SiΝx絶縁
層315を50nm堆積し、さらに遮光層となるCr等
の金属層316を堆積する(図6(f)参照)。
Next, after a dilute F treatment, an a-Si semiconductor layer 314 of 300 nm and a SiX insulating layer 315 of 50 nm are deposited by the CVD method or the like, and a metal layer 316 of Cr or the like serving as a light shielding layer is further deposited (FIG. 6 (f)).

【0073】ついでこれらの堆積膜をレジストを堆積し
てパターニングし、そのレジストをマスクに金属層31
6をパターニングし遮光層を形成し、さらにa−Si半
導体層314をパターニングしてa−Siの島状パター
ンを形成する(図6(g)参照)。
Then, a resist is deposited on these deposited films and patterned, and the metal layer 31 is formed using the resist as a mask.
6 is patterned to form a light shielding layer, and the a-Si semiconductor layer 314 is further patterned to form an a-Si island pattern (see FIG. 6G).

【0074】次にCVD法等でSiNx等の絶縁層31
7を200nm堆積する。そしてレジストを堆積し、パ
ターニングして、そのレジストをマスクに絶縁層317
をパターニングする。これによりゲート電極取り出し部
及び信号線電極取り出し部が露出する。そしてレジスト
を剥離する(図6(e)参照)。
Next, the insulating layer 31 such as SiNx is formed by the CVD method or the like.
7 is deposited to 200 nm. Then, a resist is deposited and patterned, and the insulating layer 317 is used with the resist as a mask.
Pattern. As a result, the gate electrode lead-out portion and the signal line electrode lead-out portion are exposed. Then, the resist is peeled off (see FIG. 6E).

【0075】この後、ポリイミド膜を堆積し、配向処理
を施して、アレイ基板319が完成する。
After that, a polyimide film is deposited and an orientation process is performed to complete the array substrate 319.

【0076】さらにこのアレイ基板319と対向電極が
形成された対向基板320を組み合わせ、液晶321を
注入、封止して液晶表示装置が完成する。
Further, the array substrate 319 and the counter substrate 320 on which the counter electrode is formed are combined and the liquid crystal 321 is injected and sealed to complete the liquid crystal display device.

【0077】図8はこのようにして製造した液晶表示装
置の1例である。
FIG. 8 shows an example of the liquid crystal display device manufactured as described above.

【0078】図9は本発明の薄膜トランジスタの製造方
法を概略的に示した断面図であり、図10は図9の分図
である。また図11は本実施例で製造した本発明の薄膜
トランジスタを概略的に示す平面図である。
FIG. 9 is a sectional view schematically showing a method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention, and FIG. 10 is a partial diagram of FIG. 11 is a plan view schematically showing the thin film transistor of the present invention manufactured in this example.

【0079】まず、例えばガラス基板などの透明絶縁性
基板401上にスパッタ法やCVD法等でSiOx基板
保護層402を堆積する。
First, a SiOx substrate protective layer 402 is deposited on a transparent insulating substrate 401 such as a glass substrate by sputtering or CVD.

【0080】次にこの基板保護層402上に遮光性高抵
抗膜403を形成する(図9(a)参照)。遮光性高抵
抗膜403はSiGeを例えばプラズマCVD法で堆積
し、レジストを形成して、例えばCF4 ガスによりプラ
ズマエッチング法で所定形状にパターニングするように
してもよい。また、CF4 ガスにO2 ガスを加えて導入
すれば、端面にテーパーを付けるのが容易になる。さら
に、フッ酸、過酸化水素、酢酸によりケミカルリーチン
グ法で加工するようにしてもよい。
Next, a light-shielding high resistance film 403 is formed on the substrate protection layer 402 (see FIG. 9A). The light-shielding high resistance film 403 may be formed by depositing SiGe by, for example, a plasma CVD method, forming a resist, and patterning it into a predetermined shape by, for example, a CF 4 gas by a plasma etching method. Further, if O 2 gas is added to CF 4 gas and introduced, it becomes easy to taper the end face. Further, it may be processed by a chemical leaching method with hydrofluoric acid, hydrogen peroxide or acetic acid.

【0081】パターニングした遮光性高抵抗膜403上
にゲート電極404を形成し、同時に補助容量部、信号
線・ゲート線クロス部、ゲート線取り出し部に電極を形
成する(図9(b)参照)。
A gate electrode 404 is formed on the patterned light-shielding high-resistance film 403, and at the same time, electrodes are formed on the auxiliary capacitance section, the signal line / gate line cross section, and the gate line extraction section (see FIG. 9B). .

【0082】電極は例えばMo−Ta合金のような低抵
抗で高融点の金属層を堆積し、その上にレジストを堆積
しパターニングして、そのレジストをマスクにしてエッ
チングするようにしてもよい。
The electrodes may be formed by depositing a metal layer having a low resistance and a high melting point, such as a Mo-Ta alloy, depositing a resist on the metal layer, patterning the metal layer, and etching using the resist as a mask.

【0083】このようにして、遮光性高抵抗膜403、
ゲート電極404、補助容量電極405、ゲート取り出
し電極406を形成し、レジストを剥離する。
In this way, the light-shielding high-resistance film 403,
The gate electrode 404, the auxiliary capacitance electrode 405, and the gate extraction electrode 406 are formed, and the resist is peeled off.

【0084】以上の工程により薄膜トランジスタ部では
段差が生じ後述するようにその段差を有効に利用でき、
それ以外の領域ではゲート線の段差が小さくなるため信
号線とのクロス部での信号線の断線を防ぐ事ができる。
遮光性高抵抗膜404をゲート電極支持層として用いた
ことにより、ゲート電極と以後形成するソース・ドレイ
ン電極とのリーク電流を減らすことができ、さらにソー
ス・ドレイン電極とゲート電極の間の寄生容量も小さく
することができる。
The steps described above cause a step in the thin film transistor portion, and the step can be effectively utilized as described later.
In other regions, the step difference of the gate line becomes smaller, so that the disconnection of the signal line at the cross portion with the signal line can be prevented.
By using the light-shielding high-resistance film 404 as the gate electrode support layer, the leak current between the gate electrode and the source / drain electrodes to be formed later can be reduced, and the parasitic capacitance between the source / drain electrodes and the gate electrode can be reduced. Can also be smaller.

【0085】次に例えばCVD法等により真空を破るこ
となく連続的に300nmのゲート絶縁層405、30
0nmのa−Si半導体層407、50nmのn+ a−
Siコンタクト層408を形成する。さらに希ΗF処理
後、例えばスパッタ法により50nmのΜo層409を
形成してアニーリングを施しシリサイドを形成する。ゲ
ート絶縁膜はSiOx層、SiNx層を形成してもよい
し、またこれらの積層構造を形成するようにしてもよ
い。
Next, the gate insulating layers 405 and 30 having a thickness of 300 nm are continuously formed, for example, by the CVD method without breaking the vacuum.
0 nm a-Si semiconductor layer 407, 50 nm n + a-
The Si contact layer 408 is formed. Further, after the dilute F treatment, a 50 nm Io layer 409 is formed by, for example, a sputtering method and annealed to form a silicide. As the gate insulating film, a SiOx layer or a SiNx layer may be formed, or a laminated structure of these may be formed.

【0086】さらにレジストを堆積し、パターニングし
て、そのレジストをマスクにMo層409、n+ a−S
i層408、a−Si層407、SiNxゲート絶縁層
406を順次エッチングして島状のパターンを形成し、
レジストを剥離する(図9(c)参照)。
Further, a resist is deposited and patterned, and using the resist as a mask, the Mo layer 409, n + a-S
The i layer 408, the a-Si layer 407, and the SiNx gate insulating layer 406 are sequentially etched to form an island pattern.
The resist is peeled off (see FIG. 9C).

【0087】次にスパッタ法等によりΙΤO層410を
100nm堆積し、その上にレジストを堆積、パターニ
ングして、そのレジストをマスクにITO層410をパ
ターニングし、レジストを剥離して、画素及び補助容量
の上部電極を形成する。
Next, an I / O layer 410 is deposited to a thickness of 100 nm by a sputtering method or the like, a resist is deposited and patterned thereon, and the ITO layer 410 is patterned using the resist as a mask. Forming the upper electrode of.

【0088】次にレジストを堆積し、マスク露光でパタ
ーニングして、そのレジストをマスクにゲート電極取り
出し部上部のSiOx層405をエッチングして、レジ
ストを剥離して、ゲート電極取り出し部411を露出す
る(図9(d)参照)。
Next, a resist is deposited and patterned by mask exposure, the SiOx layer 405 above the gate electrode extraction portion is etched using the resist as a mask, and the resist is peeled off to expose the gate electrode extraction portion 411. (See FIG. 9D).

【0089】次に、まず、Mo層409を剥離した後、
スパッタ法等により例えばMo、Al等の金属層412
を400nm堆積する。そしてその上にレジストを堆
積、パターニングして、そのレジストをマスクに金属層
412をパターニングし、レジストを剥離して、信号線
電極及びゲート電極取り出し用電極を形成する。
Next, after peeling off the Mo layer 409,
A metal layer 412 of, for example, Mo or Al is formed by a sputtering method or the like.
Is deposited to 400 nm. Then, a resist is deposited and patterned thereon, the metal layer 412 is patterned using the resist as a mask, and the resist is peeled off to form a signal line electrode and a gate electrode extracting electrode.

【0090】さらにこの上に絶縁層413を堆積する。
この絶縁層413としてはSOG層をもちいるようにし
てもよい(図9(f)参照)。
Further, an insulating layer 413 is deposited on this.
An SOG layer may be used as the insulating layer 413 (see FIG. 9F).

【0091】さらにこの絶縁層413をケミカルメカニ
カルポリッシング法やスパッタエッチング等により基板
全体に渡り上部からエッチングする。このエッチングに
より薄膜トランジスタ部においては遮光性高抵抗膜40
3とゲート電極404による段差により信号線金属層4
12及びn+ a−Si層408が突出しているので信号
線金属層412、n+ a−Si層408、そしてa−S
i層407が順次エッチングされる。そこでこのエッチ
ングにより信号線金属層412、n+ a−Si層をa−
Si層407が露出するまで除去する。この際遮光性高
抵抗膜403とゲート電極404による段差によりエッ
チングのマージンが大きくなり、生産性が向上する(図
9(g)参照)。
Further, the insulating layer 413 is etched from above on the entire substrate by a chemical mechanical polishing method, sputter etching or the like. By this etching, the light-shielding high resistance film 40 is formed in the thin film transistor portion.
3 and the step formed by the gate electrode 404, the signal line metal layer 4
12 and the n + a-Si layer 408 are projected, the signal line metal layer 412, the n + a-Si layer 408, and the a-S
The i layer 407 is sequentially etched. Therefore, by this etching, the signal line metal layer 412 and the n + a-Si layer are a-
The Si layer 407 is removed until it is exposed. At this time, the step difference between the light-shielding high-resistance film 403 and the gate electrode 404 increases the etching margin, improving the productivity (see FIG. 9G).

【0092】次に絶縁層414を堆積し、さらにレジス
トを堆積してパターニングし、そのレジストをマスクに
絶縁層414及び絶縁層413をエッチングし、レジス
トを剥離して、信号線取りだし部415を露出する。さ
らにこの絶縁層414としてポリイミドを用いた場合、
この絶縁層にラビングを施すことにより配向膜を形成す
るようにしてもよい。絶縁層414がポリイミドではな
い場合は、この絶縁層14の上にポリイミドを堆積しラ
ビングを施して配向膜を形成するようにしてもよい。
(図9(h)参照)なお、この絶縁層414は平坦化さ
れた絶縁層413の上にあるため基板全体において平坦
化されている。そのため配向膜は画面全体で平坦なので
液晶を配向する際にディスクリネーションの発生を防ぐ
ことができる。
Next, an insulating layer 414 is deposited, a resist is further deposited and patterned, the insulating layer 414 and the insulating layer 413 are etched using the resist as a mask, the resist is peeled off, and the signal line lead-out portion 415 is exposed. To do. Further, when polyimide is used as the insulating layer 414,
The alignment film may be formed by rubbing the insulating layer. When the insulating layer 414 is not polyimide, polyimide may be deposited on the insulating layer 14 and rubbed to form the alignment film.
(See FIG. 9H) Since the insulating layer 414 is on the planarized insulating layer 413, the entire substrate is planarized. Therefore, since the alignment film is flat on the entire screen, disclination can be prevented when the liquid crystal is aligned.

【0093】この基板にカラーフィルタ層及びITO層
からなる対向基板を組み合わせ、その間に液晶を注入、
封止すれば液晶表示装置が完成する。
A counter substrate composed of a color filter layer and an ITO layer was combined with this substrate, and liquid crystal was injected between them.
The liquid crystal display device is completed by sealing.

【0094】[0094]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄膜トラ
ンジスタは遮光性高抵抗膜とゲート電極の積層構造を備
えることにより、リーク電流を増加させることなくソー
ス・ゲート間の寄生容量を小さくすることができる。
As described above, the thin film transistor of the present invention has the laminated structure of the light-shielding high resistance film and the gate electrode to reduce the parasitic capacitance between the source and the gate without increasing the leak current. You can

【0095】また、本発明の薄膜トランジスタは、遮光
性高抵抗膜とゲート電極の積層構造を備えることによ
り、半導体層、チャネル領域、ソース・ドレイン電極を
自己整合的形成する際のマージンを大きくとることがで
き、生産性を向上することができる。
Further, the thin film transistor of the present invention is provided with a laminated structure of a light-shielding high resistance film and a gate electrode, so that a large margin can be taken when the semiconductor layer, the channel region, and the source / drain electrodes are formed in a self-aligned manner. It is possible to improve productivity.

【0096】本発明の薄膜トランジスタの製造方法によ
れば、基板全体にわたり均一な特性を有する薄膜トラン
ジスタを形成することができ、薄膜トランジスタの特
性、生産性ともに向上することができる。
According to the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, a thin film transistor having uniform characteristics can be formed over the entire substrate, and the characteristics and productivity of the thin film transistor can be improved.

【0097】さらに本発明の液晶表示装置は、アレイ基
板全体が均一に形成されており、大面積においても特性
の優れた表示品質を得ることができる。また、フリッカ
や焼き付きも低減することができ、同時に生産性を向上
することができる。
Further, in the liquid crystal display device of the present invention, the entire array substrate is formed uniformly, and display characteristics with excellent characteristics can be obtained even in a large area. Further, flicker and image sticking can be reduced, and at the same time, productivity can be improved.

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

【図1】本発明の薄膜トランジスタを概略的に示した断
面図。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a thin film transistor of the present invention.

【図2】本発明の薄膜トランジスタを概略的に示した断
面図。
FIG. 2 is a sectional view schematically showing a thin film transistor of the present invention.

【図3】本発明の薄膜トランジスタの製造方法を概略的
に示した断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing the thin film transistor of the invention.

【図4】本発明の薄膜トランジスタを概略的に示した平
面図。
FIG. 4 is a plan view schematically showing a thin film transistor of the present invention.

【図5】本発明の薄膜トランジスタの製造方法を概略的
に示した断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing a thin film transistor of the present invention.

【図6】図5の分図。FIG. 6 is a division diagram of FIG.

【図7】本発明の薄膜トランジスタを概略的に示した平
面図。
FIG. 7 is a plan view schematically showing a thin film transistor of the present invention.

【図8】本発明の液晶表示装置の1例を概略的に示した
断面図。
FIG. 8 is a sectional view schematically showing an example of a liquid crystal display device of the present invention.

【図9】本発明の薄膜トランジスタの製造方法を概略的
に示した断面図。
FIG. 9 is a sectional view schematically showing a method of manufacturing a thin film transistor of the present invention.

【図10】図9の分図。FIG. 10 is a division diagram of FIG. 9.

【図11】本発明の薄膜トランジスタを概略的に示した
平面図。
FIG. 11 is a plan view schematically showing a thin film transistor of the present invention.

【図12】従来の薄膜トランジスタの1例を概略的に示
した断面図。
FIG. 12 is a sectional view schematically showing an example of a conventional thin film transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101……透明絶縁性基板、102……基板保護層 103……遮光性高抵抗膜、104……ゲート電極、1
05……ゲート絶縁層 106……半導体層、107……コンタクト層、108
……ソース電極 109……ドレイン電極、120……補助容量部、12
1……画素電極 201……透明絶縁性基板、202……基板保護層、2
03……遮光性高抵抗膜 204……ゲート電極、205……補助容量電極 206……ゲート取り出し電極、207……ゲート絶縁
層、208……半導体層 209……コンタクト層、210……ソース・ドレイン
電極、211……絶縁層 212……画素電極 301……透明絶縁性基板、302……基板保護層、3
03……遮光性高抵抗膜 304……ゲート電極、305……補助容量電極 306……ゲート取り出し電極、307……ゲート絶縁
層、308……金属層 309……コンタクト層、310……ITO層 311……ゲート電極取り出し部、312……絶縁層
(SOG) 313……信号線、314……半導体層、315……絶
縁層、316……金属層 317……絶縁層、320……対向基板、321……液
晶 401……透明絶縁性基板、402……基板保護層、4
03……遮光性高抵抗膜 404……ゲート電極、405……補助容量電極 406……ゲート取り出し電極、407……半導体層、
408……コンタクト層 409……Mo層、410……ITO層、411……ゲ
ート電極取り出し部 412……金属層、413……絶縁層(SOG)、41
4……絶縁層 415……信号線取り出し部 1101……基板保護層、1102……ゲート電極、1
103……ゲート絶縁層 1104……半導体層、1105……コンタクト層 1106……ソース・ドレイン電極
101 ... Transparent insulating substrate, 102 ... Substrate protective layer 103 ... Light-shielding high resistance film, 104 ... Gate electrode, 1
05 ... Gate insulating layer 106 ... Semiconductor layer, 107 ... Contact layer, 108
...... Source electrode 109 ...... Drain electrode 120 ...... Auxiliary capacitance part 12
1 ... Pixel electrode 201 ... Transparent insulating substrate, 202 ... Substrate protective layer, 2
03 ... Light-shielding high-resistance film 204 ... Gate electrode, 205 ... Auxiliary capacitance electrode 206 ... Gate extraction electrode, 207 ... Gate insulating layer, 208 ... Semiconductor layer 209 ... Contact layer, 210 ... Source Drain electrode, 211 ... Insulating layer 212 ... Pixel electrode 301 ... Transparent insulating substrate, 302 ... Substrate protective layer, 3
03 ... Light-shielding high resistance film 304 ... Gate electrode, 305 ... Auxiliary capacitance electrode 306 ... Gate extraction electrode, 307 ... Gate insulating layer, 308 ... Metal layer 309 ... Contact layer, 310 ... ITO layer 311 ... Gate electrode extraction part, 312 ... Insulating layer (SOG) 313 ... Signal line, 314 ... Semiconductor layer, 315 ... Insulating layer, 316 ... Metal layer 317 ... Insulating layer, 320 ... Counter substrate , 321 ... liquid crystal 401 ... transparent insulating substrate, 402 ... substrate protective layer, 4
03 ... Light-shielding high-resistance film 404 ... Gate electrode, 405 ... Auxiliary capacitance electrode 406 ... Gate extraction electrode, 407 ... Semiconductor layer,
408 ... Contact layer 409 ... Mo layer, 410 ... ITO layer, 411 ... Gate electrode extraction part 412 ... Metal layer, 413 ... Insulating layer (SOG), 41
4 ... Insulating layer 415 ... Signal line extraction part 1101 ... Substrate protective layer 1102 ... Gate electrode, 1
103 ... Gate insulating layer 1104 ... Semiconductor layer, 1105 ... Contact layer 1106 ... Source / drain electrodes

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明絶縁性基板上に形成された遮光性高
抵抗層と、 前記遮光性高抵抗膜上に形成されたゲート電極と、 前記ゲート電極の上側から形成されたゲート絶縁層と、 前記ゲート絶縁層上に形成された半導体層と、 前記半導体層上の所定領域に形成された複数のコンタク
ト層と、 前記コンタクト層上に形成されたソース電極およびドレ
イン電極とを具備したことを特徴とする薄膜トランジス
タ。
1. A light-shielding high resistance layer formed on a transparent insulating substrate, a gate electrode formed on the light-shielding high resistance film, and a gate insulating layer formed from above the gate electrode, A semiconductor layer formed on the gate insulating layer, a plurality of contact layers formed in a predetermined region on the semiconductor layer, and a source electrode and a drain electrode formed on the contact layer. And a thin film transistor.
【請求項2】 前記遮光性高抵抗層はSiGe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。
2. The thin film transistor according to claim 1, wherein the light-shielding high-resistance layer is SiGe.
【請求項3】 透明絶縁性基板上に遮光性高抵抗層を成
膜しパターニングする工程と、 前記遮光性高抵抗層の上側に導体層を成膜しゲート電極
にパターニングする工程と、 前記ゲート電極の上側にゲート絶縁層、半導体層を順次
成膜しこれら各層をパターニングする工程と、 前記半導体層の上側からコンタクト層、導体層を順次形
成する工程と、 前記半導体層より上側に形成されたコンタクト層及びソ
ース・ドレイン電極を除去する工程とを具備したことを
特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
3. A step of forming a light-shielding high-resistance layer on a transparent insulating substrate and patterning it; a step of forming a conductor layer on the upper side of the light-shielding high-resistance layer and patterning it on a gate electrode; A step of sequentially forming a gate insulating layer and a semiconductor layer on the electrode and patterning each of these layers; a step of sequentially forming a contact layer and a conductor layer from the upper side of the semiconductor layer; and a step of being formed above the semiconductor layer. And a step of removing the contact layer and the source / drain electrodes.
【請求項4】 前記半導体層より上側に形成されたコン
タクト層及び導体層を除去する工程はケミカルメカニカ
ルポリッシング法を用いたことを特徴とする請求項3記
載の薄膜トランジスタの製造方法。
4. The method of manufacturing a thin film transistor according to claim 3, wherein the step of removing the contact layer and the conductor layer formed above the semiconductor layer uses a chemical mechanical polishing method.
【請求項5】 透明絶縁性基板上に所定の形状に形成さ
れた遮光性高抵抗層と、 前記遮光性高抵抗膜上に形成されたゲート電極と、 前記ゲート電極の上側から形成されたゲート絶縁層と、 前記ゲート絶縁層上に形成された半導体層と、 前記半導体層上に形成された複数のコンタクト層と、 前記コンタクト層上に形成されたソース電極およびドレ
イン電極と備えた薄膜トランジスタを具備したことを特
徴とする液晶表示装置。
5. A light-shielding high resistance layer formed in a predetermined shape on a transparent insulating substrate, a gate electrode formed on the light-shielding high resistance film, and a gate formed from above the gate electrode. An insulating layer, a semiconductor layer formed on the gate insulating layer, a plurality of contact layers formed on the semiconductor layer, and a thin film transistor including a source electrode and a drain electrode formed on the contact layer. A liquid crystal display device characterized by the above.
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