JPH11284195A - 薄膜トランジスタおよび該薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置 - Google Patents
薄膜トランジスタおよび該薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置Info
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Abstract
の低下および生産性の向上を計ることができる高性能な
TFTとその製造方法および液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 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第1電極であるゲート、ソースお
よびドレインと、該第1電極および前記透明絶縁性基板
を覆って形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成され
た第2電極とを少なくとも含み、前記第1電極が純Al
およびAl合金のうちのいずれかからなる下層の第1層
と、純AlおよびAl合金のうちのいずれかにN、O、
SiおよびCのうちの少なくとも1つからなる不純物を
添加されてなる第2層とからなり、前記第2電極が透明
膜電極からなり、前記第2電極と前記第1電極の第2層
とが電気的に接続されてなる。
Description
(以下、TFTと称す)とその製造方法およびTFTを
用いた液晶表示装置に関する。
導体薄膜(以下、半導体膜と称す)などからなるTFT
などが設けられたTFTアレイ基板と対向基板との2枚
の基板の間に液晶などの表示材料が挾持され、この表示
材料に対して、画素ごとに選択的に電圧が印加されるよ
うにして構成されている。対向基板上には、対向電極、
カラーフィルタおよびブラックマトリックスなどが設け
られている。このようなTFTアレイ基板を用いた液晶
表示装置(Liquid Crystal Display、以下LCDと略記
する)を以下TFT−LCDと称する。
絶縁性基板上に各素子ごとにアレイ状にゲート電極、ソ
ース電極、ドレイン電極および半導体膜からなるTFT
ならびに画素電極が少なくとも設けられ、その他、配向
膜や必要に応じて蓄積容量などが設けられるとともに、
各画素どうしのあいだにはゲート配線やソース配線など
の信号線がそれぞれ互いにかつ並行に複数本ずつ設けら
れて表示領域が構成されている。さらに表示領域の外側
に、各信号線に対応してそれぞれ入力端子や、TFTを
駆動する駆動回路などが設けられている。
装置を作製するにはガラス基板上にTFT、ゲート(ゲ
ート電極とゲート配線とをあわせて単にゲートとい
う)、ソース/ドレイン(ソース電極とソース配線をあ
わせて単にソースといい、また、ドレイン電極を単にド
レインともいう。さらに、ソースおよびドレインをソー
ス/ドレインと表わす)およびその他の共通配線をアレ
イ状に作製して、表示領域とするとともに、入力端子、
予備配線および駆動回路などを表示領域の周辺に配置す
る。このときそれぞれの機能を発現させるために導電性
薄膜(以下、導電膜と称す)や絶縁性薄膜(以下、絶縁
膜と称す)を必要に応じて配設する。また、対向基板上
には対向電極を設けるとともにカラーフィルタ、ブラッ
クマトリックスを設ける。
後、2枚の基板のあいだに液晶材料が注入されうるよう
に所望の隙間を有する状態にして両基板をその周囲で貼
り合わせた後、2枚の基板の隙間に液晶材料を注入して
LCDを作製する。
向基板には、薄膜技術を利用して種々の半導体装置など
が設けられている。これらの半導体装置には、半導体膜
や絶縁膜、導電膜が形成されており、層間の電気的接続
をとるために層間絶縁膜や半導体膜を貫通するコンタク
トホールがさらに形成されている。
は高精細化に伴い、ゲート配線やソース/ドレイン配線
には信号の遅延を防止するために、純AlあるいはAl
を主成分とする電気的に低抵抗な合金材料を用いること
が特性上およびプロセス上からは望ましいが、透明性の
画素電極となるITOなどからなる第2電極と、これら
純AlあるいはAl合金からなる第1電極とコンタクト
させると、そのコンタクト抵抗は1E10〜1E12Ω
と非常に高く、良好なコンタクト特性をうることはでき
なかった。
ホールを介して純AlまたはAl合金からなる第1電極
と画素電極となるITOなどの透明性導電膜からなる第
2電極とを直接コンタクト(接続)するようなTFTア
レイ基板を実現することは不可能であった。
良好なコンタクトをうるために第1電極は、たとえば特
開平4−253342、4−305627および8−1
8058号公報に見られるように、純AlまたはAl合
金上にCr、Ti、Mo、Cu、Niなどを成膜する2
層構造としていた。
方法においては、ITOなどからなる第2電極と純Al
またはAl合金からなる第1電極とのコンタクト抵抗が
1×10E10〜1×10E12Ωと非常に高く、良好
なコンタクト抵抗がえられなかった。また、良好なコン
タクトをうるために第1電極を材料の異なる2層構造と
したばあいは、同薬液および同時エッチングは不可能で
あり、2種類の薬液による2度のエッチング工程を必要
とするため工程の複雑化を招いていた。本発明は、第2
電極と第1電極とのコンタクト部において、良好なコン
タクト抵抗をうるとともに、第1電極を同薬液による同
時エッチング可能な2層構造とすることで、低抵抗なA
l配線材料を用いて、かつ生産コストの低下および生産
性の向上を計ることができる高性能なTFTとその製造
方法および液晶表示装置を提供するものである。
わる薄膜トランジスタの製法は、(1)透明絶縁性基板
上に、純AlおよびAl合金のいずれかを用いて、ゲー
ト、ソースおよびドレインのうちの少なくとも1つであ
る第1電極を形成する工程と、(2)N、O、Siおよ
びCのうちの少なくとも1つからなる不純物を前記第1
電極の上層に添加し前記不純物を添加した第2層と前記
不純物を添加しない第1層を形成する工程と、(3)前
記第1電極および前記基板を覆って絶縁膜を成膜する工
程と、(4)該絶縁膜にパターニングを施しコンタクト
ホールを形成する工程と、(5)前記絶縁膜上に透明膜
電極からなる第2電極を形成して該第2電極と第1電極
とを前記コンタクトホールを介して電気的に接続する工
程とを少なくとも含むものである。
スタは、透明絶縁性基板上に形成された第1電極である
ゲート、ソースおよびドレインと、該第1電極および前
記透明絶縁性基板を覆って形成された絶縁膜と、該絶縁
膜上に形成された第2電極とを少なくとも含み、前記第
1電極が純AlおよびAl合金のうちのいずれかからな
る下層の第1層と、純AlおよびAl合金のうちのいず
れかにN、O、SiおよびCのうちの少なくとも1つか
らなる不純物が添加されてなる第2層とからなり、前記
第2電極が透明膜電極からなり、前記第2電極と前記第
1電極の第2層とが電気的に接続されてなるものであ
る。
スタは、前記不純物が前記第1層と前記第2層との界面
で連続分布してなるものである。
スタは、前記第1層と前記第2層とが同時エッチング可
能な層であるものである。
スタは、前記透明膜電極が酸化インジウム、酸化すず、
酸化インジウムすずおよび酸化亜鉛のいずれかからなる
ものである。
は、透明絶縁性基板上に形成された第1電極であるゲー
ト、ソースおよびドレインと、該第1電極および前記透
明絶縁性基板を覆って形成された絶縁膜と、該絶縁膜上
に形成された第2電極とを少なくとも含み、前記第1電
極が純AlおよびAl合金のうちのいずれかからなる下
層の第1層と、純AlおよびAl合金のうちのいずれか
にN、O、SiおよびCのうちの少なくとも1つからな
る不純物を添加されてなる第2層とからなり、前記第2
電極が透明膜電極からなり、前記第2電極と前記第1電
極の第2層とが電気的に接続されてなる薄膜トランジス
タが少なくとも含まれるTFTアレイ基板を少なくとも
有するものである。
ッタにより形成されてなるものである。
r+N2+CF4のうちのいずれかの混合ガススパッタに
より形成されてなるものである。
l合金のいずれかからなる第1層成膜後、N2のイオン
を注入することにより形成されてなるものである。
のイオンを注入することによりコンタクト部表面のみに
形成されてなるものである。
囲気中でのアニールにより形成されてなるものである。
ガス雰囲気中でのアニールによりコンタクト部表面のみ
に形成されてなるものである。
マにより形成されてなるものである。
プラズマによりコンタクト部表面のみに形成されてなる
ものである。
Nの代わりにOを含むガス、Siを含むガスおよびCを
含むガスのうちのいずれかが用いられてなるものであ
る。
パッタにより形成されてなるものである。
形成した透明絶縁性基板をNH4OHに浸漬させ、その
のちアニール処理を施すことにより形成されてなるもの
である。
程において、該絶縁膜を窒化シリコンとし、拡散により
純AlおよびAl合金のうちのいずれかからなる第1電
極表面にSiおよびNを不純物として有する第2層を形
成する。
H2、NH3およびN2の混合ガスを用いた化学的気相成
長法を用いて成長することにより第1層の表面にSiお
よびNを拡散させて第2層を形成する。
層構造とし、とくに初段の窒化シリコン膜をSiH4、
H2、NH3およびN2+CF4からなる混合ガスを用いた
化学的気相成長法にて形成する。
程において、該絶縁膜をSiO2とし、拡散により純A
lおよびAl合金のうちのいずれかからなる第1電極表
面にSiおよびOを不純物として有する第2層を形成す
る。
らなる第2電極形成工程において、該第2電極を、少な
くともArガスのみによるスパッタリング法にて形成し
た第1層と、Ar+O2の混合ガスによるスパッタリン
グ法にて形成した第2層とから形成し、かつ該第2電極
の第1層と前記第1電極の第2層とで電気的に接続す
る。
発明の実施の形態について詳細に説明する。
板のTFT部および端子部を製造工程順に示す工程断面
説明図である。図1、図2および図3において、21は
TFT部であり、22は端子部であり、1は透明性絶縁
基板であり、2は第1電極(TFT部の第1電極はゲー
ト電極)の第1層であり、3は第1電極の第2層であ
り、4はゲート絶縁膜であり、5は半導体層a−Si膜
であり、6は半導体層n+a−Si膜であり、7は第1
電極(TFT部の第1電極はソース/ドレイン電極)の
第1層であり、8は第1電極の第2層であり、9は層間
絶縁膜であり、10はコンタクトホールであり、11は
第2電極(画素電極)である。TFT部21は、TFT
アレイ基板上の互いに直交するゲート配線とソース配線
(共に図示せず)の交差部近傍に設けられ、液晶を駆動
するスイッチング素子を構成する部分であり、端子部2
2はゲート配線を延在して表示パネルの外側に配置さ
れ、ゲート電極に外部から信号を入力するための部分で
ある。
する。透明性絶縁基板1上にスパッタリング法などを用
いて純AlまたはAl合金(第1電極材料)を成膜し、
フォトリソグラフィ法にてレジストパターニングを行っ
た後で燐酸、硝酸および酢酸系のエッチング液を用いて
エッチングし、ゲート配線(図示せず)およびゲート電
極(第1電極)ならびに端子部を形成する(図1の
(a)参照)。下層膜である第1電極(ゲート電極)の
第1層2と、上層膜である第1電極(ゲート電極)の第
2層3とについては、本発明の特徴であり形成方法の詳
細は後述する。つぎに化学的気相成長法(以下、CV
D)などを用いて窒化シリコン(SiNx)または酸化
シリコン(SiO2)からなるゲート絶縁膜4を厚さ約
4000Å、半導体層を成膜し、半導体層をパターニン
グして半導体層a−Si膜5(厚さ約1500Å)、低
抵抗の半導体層n+a−Si膜6(厚さ約300Å)を
順次形成する(図1の(b)参照)。
び第1電極材料である純AlまたはAl合金を約300
0Å成膜し、パターニングを行ってトランジスタのチャ
ネル部ならびにソース/ドレイン電極部を形成する。こ
こで下層膜である第1電極(ソース/ドレイン電極)の
第1層7と上層膜である第1電極(ソース/ドレイン電
極)の第2層8の2層構成については本発明の特徴であ
り、形成方法は後述する(図2の(a)参照)。
ターニングを行いコンタクトホール10を形成する。コ
ンタクトホールはゲート端子部およびTFTのドレイン
電極部に形成する。ここで、層間絶縁膜9はたとえばC
VD法による窒化シリコン膜、またはアクリル系の透明
性樹脂などのいずれか一方、あるいは両方の組み合わせ
で形成することができる(図2の(b)参照)。
を用いITO膜(酸化インジウムすず)を厚さ約100
0Å成膜し、パターニングして画素電極(第2電極)1
1を形成してTFTアレイ基板をうる。画素電極11は
層間絶縁膜のコンタクトホール10を介して第1電極材
料からなるゲート電極、ソース/ドレイン電極のそれぞ
れの上層膜すなわち、第1電極(ゲート電極)の第2層
3、第1電極(ソース/ドレイン電極)の第2層8と電
気的に接続されている。
法を用いて第1電極材料の純AlまたはAl合金を用い
てゲート電極および端子部を形成する際に、まず純Ar
ガスを用いて第1電極の第1層2を約2000Åの厚さ
で成膜し、つぎに連続してAr+N2混合ガスを用いて
第1電極の第2層3を約250Å成膜した。この第2層
目のAl膜は、N2ガスによる反応性スパッタリングの
ため、窒素(N)元素が添加された膜が形成されてい
る。ソース/ドレイン電極のばあいも同様の方法で、純
AlまたはAl合金の下層膜である第2電極の第1層7
(約2000Å)と、これに窒素(N)元素が添加され
た上層膜である第2電極の第2層8(約250Å)が形
成される。
示す。このようにして作製されたTFTアレイ基板のコ
ンタクトホール10における純AlまたはAl合金から
なる第1電極と、ITOなどの透明導電膜からなる第2
電極とのコンタクト表面部の電気抵抗値(コンタクト抵
抗値)は、最小値で約50μm□で約350Ωと低く良
好な値を示した。
分の熱処理を行った後の同コンタクト抵抗値は約750
Ω、さらに300℃×60分の熱処理を行った後も同コ
ンタクト抵抗値は約800Ωと、従来技術のばあいの1
E10〜1E12Ωに比べると極めて低く、優れた耐熱
性を有していた。
値は、装置によってそれぞれ固有に最適化されるもので
あって、この値に限定されるものではない。ただし、パ
ラメータ値に対するコンタクト抵抗値の傾向として、第
2層の成膜圧力が高いほどコンタクト抵抗値は小さくな
る傾向が見られた。
1電極の第2層の膜厚は本実施の形態では250Åとし
たが、これに限定されず50〜1000Åであればよ
い。これは50Å以下ではITOとAl界面のOの拡散
を抑制するのが難しいこと、また1000Å以上では電
極全体の抵抗値が高くなり、Alを用いることによる配
線の低抵抗化のメリットを享受できないためである。さ
らに100〜500Åがより好ましい。
法を用いて第1電極材料の純AlまたはAl合金を用い
てゲート電極および端子部ならびにソース/ドレイン電
極を形成する際に、まずArガスを用いて第1層目を成
膜し、続けてAr+N2混合ガスを用いて第2層目を成
膜する2段階スパッタとしたが、初期のガスを純Arと
し、徐々にN2ガスの添加量を増加させていく連続スパ
ッタリングで形成してもよい。このばあいはAl膜の上
層部(第2電極とのコンタクト表面部)に向かうほど窒
素(N)元素添加量が多くなる連続した組成プロファイ
ルを有する膜となる。
ては、純Alのほか、Alを主成分としてAl合金を用
いることができる。Al合金に添加する元素は、ヒロッ
ク抑制や耐食性の向上といった点からCuやSi、ある
いは希土類元素が望ましいが、Alの電気的低抵抗とい
うメリットを活かすために、その添加量は比抵抗が10
μΩ・cmを超えない程度に抑えるのが好ましい。
2混合ガススパッタリングによって膜の上層部が部分的
に窒化アルミニウム(AlNx)が形成された膜でキャ
ッピングされた2層構造膜のばあいには、同時エッチン
グが可能であり純Alを用いたばあいでもヒロックの発
生が防止でき、さらに耐食性も向上する効果を有する。
このためとくに耐ヒロック性に優れるAl合金を用いな
くても極めて信頼性の高いTFTアレイを実現すること
が可能であることも本実施の形態の大きな特長である。
1において、第1電極材料のAl膜と第2電極材料のI
TO膜との低コンタクト抵抗をうるための、第1電極A
lの第2層を形成する方法以外のプロセスならびにその
発明の効果はいずれも実施の形態1と同様である。した
がって、第1電極Alの第2層目の形成方法の記述のみ
にとどめる。
いて、第1電極は、純AlまたはAl合金をスパッタリ
ング法を用いて純Arガス中で成膜後、イオンドーピン
グ法またはイオン注入法を用いて窒素(N)イオンを注
入してNを添加した第2層目すなわち、第1電極の第2
層3、および第2電極の第2層8を形成してからパター
ニングを施して電極を形成する。なおドーズ量は5E1
6〜1E17個/cm3とした。
たばあいでも、Nイオンのばあいほど顕著ではないが同
様のコンタクト低減効果がえられる。
構造を示す断面説明図である。図4において、12はゲ
ート電極におけるコンタクト部の第2層であり、13は
ソース/ドレイン電極におけるコンタクト部の第2層で
あり、42および47は第1電極であり、その他の符号
は図1と共通である。図1のTFTアレイ製造プロセス
において、純AlまたはAl合金からなる第1電極を純
Arガスを用いたスパッタリング法により成膜後、パタ
ーニングにより形成する。層間絶縁膜9を形成し、コン
タクトホール10を開口した図1(a)の後に、イオン
ドーピング法を用いてNイオンを注入し、それぞれの第
1電極のコンタクト表面にNイオンを添加した第2層目
を形成する。したがって本実施の形態では図2に示すよ
うに第1電極の第2層目すなわち、ゲート電極における
コンタクト部の第2層12および、ソース/ドレイン電
極におけるコンタクト部の第2層13は第2電極ITO
膜からなる画素電極11と接続されるコンタクト部分の
みに形成された構造となる。
において、純AlまたはAl合金からなる第1電極の第
2層目をイオンドーピングではなく、窒化ガス雰囲気中
で熱処理(アニール)することにより形成した。
〜90分の条件で行い、窒化ガスとして、N2ガスまた
はNH3ガスを用いた。これ以外にもメチルヒドラジ
ン、ヒドラジンおよびエチルアニリンなどのガスを用い
ることができ、このばあいは低温度かつ短時間の熱処理
で効率よくAlNxが形成された第2層目を形成するこ
とが可能である。
において、純AlまたはAl合金からなる第1電極の第
2層目をイオンドーピングではなく、N2プラズマ処理
によって形成した。プラズマ処理条件は、PEあるいは
RIEモードでPower500W、N2ガス圧7〜5
00Pa、処理時間は15〜60秒とした。なお、本成
膜条件のパラメータ値も、処理する装置によってそれぞ
れ固有に最適化されるものであって、この値に限定され
るものではない。
において、純AlまたはAl合金からなる第1電極の第
2層目を、TFTアレイ基板をアンモニア水NH4OH
に浸漬させて第1電極をNH4OHに浸すことにより形
成する。また、NH4OHに浸漬後、実施の形態4のご
とく窒化ガス雰囲気中で熱処理を行ってもよい。
lまたはAl合金からなる第1電極の形成において、ま
ず純Arガスを用いたスパッタリング法を用いて第1層
目を成膜し、つぎにAr+NH3混合ガスを用いた反応
性スパッタリングにより第2層を成膜した後で、パター
ニングを行い、電極を形成した。
混合ガスとして、Ar+O2、Ar+N2+CO2、Ar
+N2CF4を用いたばあいまたはこれらのガスにさらに
SiH4を添加したばあいにも低コンタクト抵抗効果が
えられた。したがって、第2層目のAlにN、Oまたは
N+C+O+Siが不純物として添加されたばあいでも
本発明の効果を充分にうることができる。
rガスを用いたスパッタリング法により純AlまたはA
l合金からなる第1電極(ゲート電極、ソース/ドレイ
ン電極)において、それぞれ第1電極上に形成するゲー
ト絶縁膜および層間絶縁膜として、プラズマCVD法で
SiH4+H2+NH3+N2混合ガスを用いて窒化シリコ
ン膜を成膜し、界面拡散を利用してSiおよびN元素を
添加することにより第1電極の第2層目を形成した。
び端子部の断面説明図であり、14はゲート絶縁膜の第
1層であり、15はゲート絶縁膜の第2層であり、16
は層間絶縁膜の第1層であり、17は層間絶縁膜の第2
層であり、その他の符号は図1〜図4と共通である。
合金からなる第1電極上に形成する窒化シリコン膜を少
なくとも図5に示すごとく2層以上とし、とくに初期の
成膜を、プラズマCVD法でSiH4+H2+NH3+N2
混合ガスにさらにCF4を加えた混合ガスで行う。CF4
ガスを混ぜることによって、N元素リッチで化学的に不
安定な窒化シリコン膜としてゲート絶縁膜の第1層14
およびゲート絶縁膜の第2層16を形成することができ
るので、SiおよびN元素が拡散し易く、効率よくSi
およびN元素を添加した第1電極の第2層目を形成する
ことが可能である。
ート絶縁膜および層間絶縁膜を酸化シリコンSiO2と
し、界面拡散によってSiおよびO元素を添加して第1
電極の第2層目を形成しても同様のコンタクト抵抗低減
効果をうることができる。
よび端子部の断面説明図であり、18はITOからなる
画素電極の第1層であり、19はITOからなる画素電
極の第2層であり、その他の符号は図1〜5と共通であ
る。図1に示す実施の形態1のTFTアレイ製造プロセ
スにおいて、図1(c)のITO膜のような透明性導電
酸化膜からなる第2電極である画素電極11を2層構造
とし、画素電極の第1層18を純Arガスのみを用いた
スパッタリング法で約500Å成膜し、その後、Ar+
O2ガスを用いた従来の方法を用いて画素電極の第2層
19を厚さ約500Å成膜した。
第1電極に接する初期のITO膜のO元素量を少なくし
てやることによって、O元素拡散による第1電極界面で
のAlxOy形成を抑制することができ、数100〜数
キロΩの低コンタクト抵抗値を実現することができる。
層の膜厚は100〜500Å程度が好ましい。これは、
100Å未満であるとコンタクト低減効果は充分でな
く、またO元素が少ないITO膜は比抵抗が高くかつ透
過率も低いためあまり厚くするとTFTアレイにおける
光の透過率が下がり、特性を劣化させてしまうからであ
る。
1電極材料として純AlまたはAl合金、そして第2電
極材料としてITO膜を用いたばあいについて説明して
きたが、本発明にかかる効果はこれらの電極材料に限ら
れることはなく、たとえば第1の電極材料としてTa、
そして第2の電極材料としてIn2O3、SnO2、Zn
O2などのうちのいずれかをベースとした他の透明性酸
化導電膜を用いたばあいでも同様の効果を奏する。
形成したTFTアレイ基板を用い、これと対向電極やカ
ラーフィルタなどを有する対向基板を貼り合わせ、さら
に液晶材料を注入挾持してTFTアクティブマトリック
ス型の液晶表示装置(TFT−LCD装置)をえた。す
なわち本実施の形態によれば、TFTアレイ基板の配線
や電極に低抵抗配線であるAlが用いられ、またAl以
外を主成分とする別金属層を設けることなくITO透明
膜からなる画素電極がAlと直接コンタクトした構造を
有しているので、高開口率で高性能を有し、かつ従来装
置よりも生産性よく低コストで実施することができる優
れた液晶表示装置をうることができた。
ジスタの製法は、(1)透明絶縁性基板上に、純Alお
よびAl合金のいずれかを用いて、ゲート、ソースおよ
びドレインのうちの少なくとも1つである第1電極を形
成する工程と、(2)N、O、SiおよびCのうちの少
なくとも1つからなる不純物を前記第1電極の上層に添
加し前記不純物を添加した第2層と前記不純物を添加し
ない第1層を形成する工程と、(3)前記第1電極およ
び前記基板を覆って絶縁膜を成膜する工程と、(4)該
絶縁膜にパターニングを施しコンタクトホールを形成す
る工程と、(5)前記絶縁膜上に透明膜電極からなる第
2電極を形成して該第2電極と第1電極とを前記コンタ
クトホールを介して電気的に接続する工程とを少なくと
も含むものであるので、ITOなどと直接的に低コンタ
クト抵抗が実現できる薄膜トランジスタを容易にうると
いう効果を奏する。
スタは、透明絶縁性基板上に形成された第1電極である
ゲート、ソースおよびドレインと、該第1電極および前
記透明絶縁性基板を覆って形成された絶縁膜と、該絶縁
膜上に形成された第2電極とを少なくとも含み、前記第
1電極が純AlおよびAl合金のうちのいずれかからな
る下層の第1層と、純AlおよびAl合金のうちのいず
れかにN、O、SiおよびCのうちの少なくとも1つか
らなる不純物が添加されてなる第2層とからなり、前記
第2電極が透明膜電極からなり、前記第2電極と前記第
1電極の第2層とが電気的に接続されてなるものである
ので、ITOなどと直接的に低コンタクト抵抗が実現で
きる薄膜トランジスタをうるという効果を奏する。
スタは、前記不純物が前記第1層と前記第2層との界面
で連続分布してなるものであるので、ITOなどと直接
的に低コンタクト抵抗が実現できる薄膜トランジスタを
うるという効果を奏する。
スタは、前記第1層と前記第2層とが同時エッチング可
能な層であるものであるので、ITOなどと直接的に低
コンタクト抵抗が実現できる薄膜トランジスタをうると
いう効果を奏する。Alのみを用いることができパター
ニング時のエッチングが1回で済むために、成膜(配線
材料種類の低減)ならびにエッチング工程の簡略化(→
生産性向上/コスト低減)という効果を奏する。
スタは、前記透明膜電極が酸化インジウム、酸化すず、
酸化インジウムすずおよび酸化亜鉛のいずれかからなる
ものであるので、ITOなどと直接的に低コンタクト抵
抗が実現できる薄膜トランジスタを容易にうるという効
果を奏する。
は、透明絶縁性基板上に形成された第1電極であるゲー
ト、ソースおよびドレインと、該第1電極および前記透
明絶縁性基板を覆って形成された絶縁膜と、該絶縁膜上
に形成された第2電極とを少なくとも含み、前記第1電
極が純AlおよびAl合金のうちのいずれかからなる下
層の第1層と、純AlおよびAl合金のうちのいずれか
にN、O、SiおよびCのうちの少なくとも1つからな
る不純物を添加されてなる第2層とからなり、前記第2
電極が透明膜電極からなり、前記第2電極と前記第1電
極の第2層とが電気的に接続されてなる薄膜トランジス
タが少なくとも含まれるTFTアレイ基板を少なくとも
有するものであるので、ITOなどと直接的に低コンタ
クト抵抗が実現できる薄膜トランジスタを用いて高開口
率で高性能な表示特性を有し、かつ従来装置よりも生産
性よく低コストで実現することができる優れた液晶表示
装置をうるという効果を奏する。
ッタにより形成されてなるものであるので、ITO/A
lの低コンタクトを実現できる薄膜トランジスタをうる
効果を奏する。また、さらに、同一スパッタ装置を用い
て同一プロセス中にガス種を変化させるだけで本発明の
2層構造電極を形成することができるので、工程が簡略
化され、生産性が向上するという効果を奏する。
r+N2+CF4のうちのいずれかの混合ガススパッタに
より形成されてなるものであるので、ITO/Alの低
コンタクトを実現できる薄膜トランジスタをうる効果を
奏する。また、さらに、同一スパッタ装置を用いて同一
プロセス中にガス種を変化させるだけで本発明の2層構
造電極を形成することができるので、工程が簡略化さ
れ、生産性が向上するという効果を奏する。
l合金のいずれかからなる第1層成膜後、N2のイオン
を注入することにより形成されてなるものであるので、
ITO/Alの低コンタクトを実現できる薄膜トランジ
スタをうる効果を奏する。
のイオンを注入することによりコンタクト部表面のみに
形成されてなるものであるので、ITO/Alの低コン
タクトを実現できる薄膜トランジスタをうる効果を奏す
る。
囲気中でのアニールにより形成されてなるものであるの
で、ITO/Alの低コンタクトを実現できる薄膜トラ
ンジスタをうる効果を奏する。
ガス雰囲気中でのアニールによりコンタクト部表面のみ
に形成されてなるものであるので、ITO/Alの低コ
ンタクトを実現できる薄膜トランジスタをうる効果を奏
する。
マにより形成されてなるものであるので、ITO/Al
の低コンタクトを実現できる薄膜トランジスタをうる効
果を奏する。
プラズマによりコンタクト部表面のみに形成されてなる
ものであるので、ITO/Alの低コンタクトを実現で
きる薄膜トランジスタをうる効果を奏する。
Nの代わりにOを含むガス、Siを含むガスおよびCを
含むガスのうちのいずれかが用いられてなるものである
ので、ITO/Alの低コンタクトを実現できる薄膜ト
ランジスタをうる効果を奏する。
パッタにより形成されてなるものであるので、ITO/
Alの低コンタクトを実現できる薄膜トランジスタをう
る効果を奏する。また、さらに、同一スパッタ装置を用
いて同一プロセス中にガス種を変化させるだけで本発明
の2層構造電極を形成することができるので、工程が簡
略化され、生産性が向上するという効果を奏する。
形成した透明絶縁性基板をNH4OHに浸漬させ、その
のちアニール処理を施すことにより形成されてなるもの
であるので、ITO/Alの低コンタクトを実現できる
薄膜トランジスタをうる効果を奏する。また、さらに、
同一スパッタ装置を用いて同一プロセス中にガス種を変
化させるだけで本発明の2層構造電極を形成することが
できるので、工程が簡略化され、生産性が向上するとい
う効果を奏する。
程において、該絶縁膜を窒化シリコンとし、拡散により
純AlおよびAl合金のうちのいずれかからなる第1電
極表面にSiおよびNを不純物として有する第2層を形
成するので、ITO/Alの低コンタクトを実現できる
薄膜トランジスタをうる効果を奏する。
H2、NH3およびN2の混合ガスを用いた化学的気相成
長法を用いて成長することにより第1層の表面にSiお
よびNを拡散させて第2層を形成するので、ITO/A
lの低コンタクトを実現できる薄膜トランジスタをうる
効果を奏する。
層構造とし、とくに初段の窒化シリコン膜をSiH4、
H2、NH3およびN2+CF4からなる混合ガスを用いた
化学的気相成長法にて形成するので、ITO/Alの低
コンタクトを実現できる薄膜トランジスタをうる効果を
奏する。
程において、該絶縁膜をSiO2とし、拡散により純A
lおよびAl合金のうちのいずれかからなる第1電極表
面にSiおよびOを不純物として有する第2層を形成す
るので、ITO/Alの低コンタクトを実現できる薄膜
トランジスタをうる効果を奏する。
らなる第2電極形成工程において、該第2電極を、少な
くともArガスのみによるスパッタリング法にて形成し
た第1層と、Ar+O2の混合ガスによるスパッタリン
グ法にて形成した第2層とから形成し、かつ該第2電極
の第1層と前記第1電極の第2層とで電気的に接続する
ので、ITO/Alの低コンタクトを実現できる薄膜ト
ランジスタをうる効果を奏する。
よび端子部の構造を示す断面説明図である。
よび端子部の構造を示す断面説明図である。
よび端子部の構造を示す断面説明図である。
よび端子部の構造を示す端面説明図である。
造を示す断面説明図である。
構造を示す断面説明図である。
8 第1電極の第2層、4 ゲート絶縁膜、5 半導体
層a−si膜、6 半導体層n+a−Si膜、9 層間
絶縁膜、10 コンタクトホール、11 画素電極、1
2 ゲート電極におけるコンタクト部の第2層、13
ソース/ドレイン電極におけるコンタクト部の第2層、
14 ゲート絶縁膜の第1層、15 ゲート絶縁膜の第
2層、16 層間絶縁膜の第1層、17 層間絶縁膜の
第2層、18 画素電極の第1層、19 画素電極の第
2層、42 第1電極。
Claims (6)
- 【請求項1】 (1)透明絶縁性基板上に、純Alおよ
びAl合金のいずれかを用いて、ゲート、ソースおよび
ドレインのうちの少なくとも1つである第1電極を形成
する工程と、(2)N、O、SiおよびCのうちの少な
くとも1つからなる不純物を前記第1電極の上層に添加
し前記不純物を添加した第2層と前記不純物を添加しな
い第1層を形成する工程と、(3)前記第1電極および
前記基板を覆って絶縁膜を成膜する工程と、(4)該絶
縁膜にパターニングを施しコンタクトホールを形成する
工程と、(5)前記絶縁膜上に透明膜電極からなる第2
電極を形成して該第2電極と第1電極とを前記コンタク
トホールを介して電気的に接続する工程とを少なくとも
含む薄膜トランジスタの製法。 - 【請求項2】 透明絶縁性基板上に形成された第1電極
であるゲート、ソースおよびドレインと、該第1電極お
よび前記透明絶縁性基板を覆って形成された絶縁膜と、
該絶縁膜上に形成された第2電極とを少なくとも含み、
前記第1電極が純AlおよびAl合金のうちのいずれか
からなる下層の第1層と、純AlおよびAl合金のうち
のいずれかにN、O、SiおよびCのうちの少なくとも
1つからなる不純物が添加されてなる第2層とからな
り、前記第2電極が透明膜電極からなり、前記第2電極
と前記第1電極の第2層とが電気的に接続されてなる薄
膜トランジスタ。 - 【請求項3】 前記不純物が前記第1層と前記第2層と
の界面で連続分布してなる請求項2記載の薄膜トランジ
スタ。 - 【請求項4】 前記第1層と前記第2層とが同時エッチ
ング可能な層である請求項2記載の薄膜トランジスタ。 - 【請求項5】 前記透明膜電極が酸化インジウム、酸化
すず、酸化インジウムすずおよび酸化亜鉛のいずれかか
らなる請求項2記載の薄膜トランジスタ。 - 【請求項6】 透明絶縁性基板上に形成された第1電極
であるゲート、ソースおよびドレインと、該第1電極お
よび前記透明絶縁性基板を覆って形成された絶縁膜と、
該絶縁膜上に形成された第2電極とを少なくとも含み、
前記第1電極が純AlおよびAl合金のうちのいずれか
からなる下層の第1層と、純AlおよびAl合金のうち
のいずれかにN、O、SiおよびCのうちの少なくとも
1つからなる不純物を添加されてなる第2層とからな
り、前記第2電極が透明膜電極からなり、前記第2電極
と前記第1電極の第2層とが電気的に接続されてなる薄
膜トランジスタが少なくとも含まれるTFTアレイ基板
を少なくとも有する液晶表示装置。
Priority Applications (4)
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