JPS5954270A - 電界効果型トランジスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 近時液晶マトリクス表示パネルの画素ごとに設けるスイ
ッチング素子としてアモルファスシリコンを用いた電界
効果型トランジスタ（Ｐ″民Ｔを使用する研究がなされ
ている。この種液晶マトリクスパネルは、一方の基板に
全面電極を有し７、他方の基板に行列電極を形成して各
交差点（こＦ　Ｉ（Ｔを設し」、さらにこのＦ　”Ａ２
　Ｔに接続して画素となる表示電極を形成した構造を有
し７、これらの２枚の基板間隙に液晶を充填したもので
ある。本発明は、この種スイッチング素子として使Ｊｌ
’ｌされるＦ’１１；　Ｔに関する。

従来技術 アモルファスシリコンを用いたＦ　Ｅ　’ｌ”によるマ
ｌ−ＩＪクス状素子で液晶テレビを作製し７た場合アモ
ルファスシリコンが）Ｙ−照射を受ｌ」で光電流を生じ
るという欠点がある。液晶テｌ／ビで画像表示を行なう
場合−、ＦＥＴのスイッチング電ｙｆは、オン６ Ｆ１ｍカ約１　ＯＡ、オフ′市流が約１０　　Ａ必要で
ある。然し一光の入射によりＦ　円Ｔオフ時であっても
、オフ電流は約１０　　Ａ程度にしかならず画像表示を
不＝Ｊ能にしてしまう。

発明の１」的 本発明の１」的は−アモルファスシリコンｌ”　ｌ’３
′１゛のアモルファスシリコン層ヂ計ンネルｆｊ、Ｙｊ
　、ＩＨδ、への外部光の侵入を阻ｊトすることで、１
−、ろ。

発明の析成及び作用 前述の［］的を達成するために、木発明番こあっては、
チャンネルｆｊＵ或をや’ｌ　Ｉｒｉ　Ｌ、てネガ型７
オトレジスト スト膜上に遮光１１労が設けられる。ζ−の１ｊＱ：　
）？−ＩＪＱ　ノ介在により、丁ｐ　、Ｆｌ　ｌｉｔス
・（　ｙチング特性に苅４゛ろ）１ｒ、の、ｙ　＊ｊ．
シは除去され、約１［ＪＡＡｌ１工のオフ１：１流がｉ
ｊ、１（られる。

実　　　Ｉｉｆｌｉ　　　　例 第１図及Ｑ第２（ス１においＣ、（１）はガラス板り．
６の，秀明県板、（（＋ｌｉ，ｉこの，秀明基板ｍ￥：
面のｉ’　Ｉ’：ｉ’　ｉニ成領１！Ａ；に選択的に被
ｊ′Ｔされたゲ　］・ｉｌｌ極で、行１１１極（Ｘｉに
接続されている。このデー１−脣を極（（］）騒０行電
極（力は、金Ａ　＋−１及びクロムＣｒの２層金Ｍｆ（
ルｌｌｊにて形成される。クロム層はガラス透明基板（
１１　（ｌｆｉ　＋こ設（プられ、これヒの接省を強化
するもの（”Ｊ′）す、その厚さは約１００〜３００人
であり、金層の厚さは約１０００〜２０００人である。

かかる（１１造のゲート電極（Ｇｌ及び行電栖臣）は、
前述したｊワさに形成することによって不送明体とされ
、後述するチャンネル領域へ外光が入射するのを阻止す
る遮光１じ＼としても作用する。本例では、透明基板（
１）を使用しているから、ゲート電極（Ｃ）にも遮光１
蔑能を必要とするが、シリコン基板等不透明基板を使用
すれば、この範囲内に設定される。これは次のような理
由による。即ち、このＳ　ｉ　０２亀Ｘ（２）を、例え
ば約５０００人度と薄くするとＦＥＴの４′ｊ−性が不
安定となり、またオフ時の暗電流が１０　　〜１（］　
　Ａ　　（但し、ゲート電圧３ＤＶ、ドレイン電極圧Ｏ
　Ｖの場合）と大きく、得られる電流のバラツキも１０
　　〜１０　　Ａと大きく不安定である。ｌ）′３性を
安定させる上からは、１０００人　程度の膜厚とするの
が望ましい。一方膜厚が厚いほどリーク電流は小さくな
るが、厚くなるほど駆動電圧、同値重圧は高くなり、電
流も流れにくくなるので膜厚の上限としては、　約５０
００人　がゾ氾ましい。

（ＡＳ）は、Ｓ　ｉ　０４　［Ｑ（２１　上〕Ｆ　ｌ”
ｉ　’．［’形成領域を１１って帯状にして被着された
アモルファスシリコン層で、Ｓ　ｉ　０２　１漠ｆ２）
全面ζこプラズマＣＶＤ法によりアモルファスシリコン
を被着した後、エツチングにより所定パターンに形成さ
れる。このアモルファスシリコンＴ’ｒ　（　Ａ　Ｓ　
）は、ゲート電極（Ｇｌを完全に）′？Ｉい、かつゲー
ト電極（Ｇ）より左右（第２図）に延在した形状を有す
る。（Ｓ＋（４）ｌは、アモルファスシリコン層（ＡＳ
）上において、ゲート電極（０１直上部に設けられた所
定凹陥をＥＡでて配設されたソース・ドレイン１１１極
で、Ａ／のスパッタ等にヨリ形成される。ドレイン１：
■トゴｉ（１）ｌは、列ｆｉ，ｉ　ｔ！ｉｉｉ（Ｙｌの
一部が兼用される。（３）はＩＴＯ膜よりなる表示電極
で、ソース電極（Ｓ＋に接触している。

（４）は、アモルファスシリコン層（　Ａ　Ｓ　）のチ
ャンネル領域を被覆して形成されたネガ型７第１・レジ
スト膜で、材料として例えば日木合成ゴム株式会社製ネ
ガ型フォトレジスト、’丁Ｓ．Ｒ　ＣＩＲ　７　０　１
　（　品番）を使用することができる。（５）は、この
ネガ型フォトレジスト膜（４）上１こおいてチャンネル
領域に相対する部分に被１１されたアルミ膜で、遮光ル
ｉとしてはたらく。次（ここのネガ型７オトレジスト＋
＋；Ｓ（４）及びアルミ膜（５）の製造過程を第６図を
用いて説明する。まず、アモルファスシリコンＹ’ｌ　
（　Ａ　Ｓ　）」二のチャンネル領域をＣ７Ｊうべく前
述のネガ型フメトレジスト膜（５）を約１〜２　／／の
ｊ−（さに形成する。

この形成は、レジストをスピンナ一番ごて膜付けした後
、ホトマスクで露光犯像してパターン化することにより
行なうことができる。その後このネガ型フォトレジスト
膜（５）を約１５０ｔ”で１時間ポストベーク処理を施
す。これによりレジストｊ１（＼（４）は十分に同化し
、かつアモルファスシリコンＰＭ　（　ＡＳ）、ソース
電極（Ｓ）及びドレイン電極（ＤＪへの接着が強化され
る。その後、このネガ型フォトレジスト１］Ｚｆ４１−
ヒにおいて、アモルファスシリコンｉｔ　（　ＡＳ）チ
ャンネル領域に対ルする部分を残して、ポジ型フォトレ
ジスト膜（６）を形成する像）。次にこのフォトレジス
ト月・：’？　（６）　３二、　、ｉ“１ってアルシミ
月”ｊｉ５１を約５０００人の厚みに形成ずろ（［））
。４、′、１いて、このチャンネル領域＋ｒｌ当部分Ｉ
こポジｉｐＪフメｔ・レジスト８パ、￥（７）を形成し
く（：）、その周囲のアルミル゛％、（５）をエツチン
グ除去する旧。さらにチャンネル領Ｑ上方に残されたア
ルミｎ）“巳（５）を１′！うレジス＋−＋＋；＼（７
）及び、アルミ創号（５）周１月１のレジストｎｌ“１
（ｏ）を除去すれば、ｉ２図に示すネガヲ（リフメトレ
ジスト１：・′￥（４）及びアルミ月（、＼（５）の形
成が完了する。アルミｎ：”、（５’Ｉは、約１２０ｔ
ｌ’程度で蒸着により形成され、そのＩ［ｆみは不透明
となる厚み、即ち約７０００人　以」二に設定されるが
、前述の如く約５０００人　程度が適当である。このア
ルミｎ！’Ａ５）は遮光ｎ’、”ｓとして作用し、アモ
ルファスシリコンＮ（ＡＳ）のチャンネルｆＪ″ｉ　％
に外部光が入射するのを阻止する。

遮〕°耐１＼の１石としては一前述のアルミのほか、金
が使用できるが、軟質金属であればよい。軟′ｒｒ金局
でなければならないという理由は、仮に硬い金５例えば
−クロムを使用した１３合、蒸着後クロム膜にクラック
が入り、光の入射を阻止できないからである。

尚、透明基板（１）」二、Ｆ　Ｔｉ；　Ｔを形成した側
に液晶が充Ｊ」゛（され、例えばライス１４フテイノク
型液晶配列が形成される。

ネガ型フォトレジストＩｌ′、ｌｉ：（４）としては、
前述のＪＳＲＣｌＲ７０１（品番）が使用でき、　これ
は、環化ポリイソブチレンゴム系のネガ型フォトレジス
ト応化株式会社製ＯＭＲ８　３　（品番）、イーストマ
ンコグツク社製ＦぐＴＦＲ（品番）、フントケミカル社
ＩＢ，’）ウェイコート（品名）を使用することができ
、これらは、ゴムプラスビスアジド系のネガ型フォトレ
ジストである。また光硬化型ポリイミド、例えば東し株
式会社製フＡトニースＵＲ−．’，１（ＩＱ（品番）を
使用することも可能である。ネガ？（リフォトレジス）
　ＰＩ；％に代えて、ポジ型フォトレジスト膜を使用し
たとすると、この表面にアルミを蒸着した後、エツチン
グによりパターン化するト（衣、アルミ周囲のフォトレ
ジスト除去と同時にこのフォトレジストＩＩλも＃Ｉ　
ｌ’ｉＩ　してしまう惧れがある。これに対１〜、前述
したネガ型フォトレジスト那＼（４）は、一度硬化する
とｔ；！５　、７？づ（′ｉｔ（ｒが高くｈ′’Ｉ　ｌ
’ｉ！Ｉ等の問題は生じず、かつＲ１汀：！ｆ　ｉｌ）
ｑ　ｊこ対しても化学的に安定である。

ネガ５　７　、ｔ　Ｉ・ｌ／レジスト　１ｉ”ｌ−１）
ハ、加；、’：，１温（−Ｃｙを５００〜５５（ｌｔ”
にすると架イ．雪が十分番こ行なわれ、安定しプこレジ
スト１・“（が得られるが、かがる高ン晶１ではアモル
ファスシリコン層（　Ａ　：ｖ　）の特性が劣化すると
いう問題かイ１：．しる。そのため、この加：：’Ａ　
２ＡＭ度は低く抑制しなければならず、本例では、約４
　５０　ｔ″に設定している。１　５０’ｔ；では、一
部架悟されない部分が夕Ｑるか、）′色緑性は充分であ
り、また液晶に接岸Ｉしても表示ＣＩ　ｆｆｔ？に悪影
τ′：）を及ぼずことはない。

本発明者は、フォトレジスト１１′，９中に黒色絶縁粉
イイＣをＲ４ぜ、露）１−現像して、１ヒ（光１１′）
を形成せんと試みたが、ｉ（父７ｚの厚ろで十分に光を
遮ｔ１７ｆテキ、かつ絶縁性の良いＩｉ−、′ｉ．を作
成することは困’Ｉ’ｌ（ｆ．であり、最終的に、まず
ネガ型フォトレジスト膜で絶縁膜を形成し、ポジ型フォ
トレジストを使用し．てチャンネル領域を被覆し７てア
ルミ等軟質金屈で遮光１１ｉを形成するｈ　’ｙＥ−が
最も作成Ｌ　−！７＞　＜　、かつショートを生じない
方法であることがｉｉＬ：４１された。

本例において、砦にポジ型フォトレジスト膜（Ｇｌで表
示電極（３）をｒ７って、アルミ■°“≧（５）と表示
電極（３）を接触させないことは重要で、もしポジ型フ
ォトレジスト膜（６）を付けずに、表示′ＩＴ７極（３
）上にも゛ＴアルミＩう＼（５）を蒸５Ｔさぜ、その徒
、チャンネル領域に対応する部分のみ残すべく、エツチ
ング除去すると、表示電極（３）をｌ；１′１成するＴ
ＴＯが侵されて、その一部、最悪のＪＰ１合全部が溶解
して消失してしまうという問題が生ずる。また同時にソ
ース電４！ｊ　（Ｓ）、ドレイン電極（Ｄ）のリード部
分の丁ルミ膜も侵食される。

それ故、ポジ型フォトレジスト１関（６１の存在は必須
である。

なお、付は加えると、ボジバ１１フォトレジストＩｉ４
１。

（６）の代りに、ネガ型フォトレジスト＋１４’＜を（
：、Ｉｉ川することはできない。なぜならエツチング処
理後に工ＴＯ上のネガ型フォトレジス１−を剥ｐ；ｉＤ
する必要があり、この剥１）；［処理の際アルミＩｉ館
５）下のネガ型フォトレジストｎ：’何４）が侵食され
るからである。

り７＋　　　　　果 ヂャンネル領域に光が入用り、　１．Ｃい−ｙ′壬ルフ
ァスシリコンｌ”　Ｅ　Ｔアレイをｆ’ｌＥ　Ｉ戊する
ことがてきるから１．Ｆ’　ｒ’；　Ｔのオフ電流を約
１（）−°Ａｆ“月゛「に抑制することがＩＩＪ能とな
り、透明１λ大型基板ｔこｉ３　Ｊ）（１均’ｆｆ　ｆ
、ＣＩｌ”　Ｅ　Ｔ、を形成［７た液晶テレビの実現か
可能２二なる。

第１＋　［＋は、本発明にかかる遮光ＩＩ・１−をｔハ
Ｊたｆ（’　＋（：１゛（イ）と、これを設りないＦ）
ｊシＴ（［Ｊｌにお番Ｊるソース、ドレイン間電流−［
ｄの弯化を示ずＩＩ′？性図１下図１（軸に」ニベ［１
３年流］ｄを、横軸Ｉこゲート７１月［：、　Ｖ　ａを
２−っている。尚−１”ｉ７Ｊ示の例は、ドレイン７、
ｉＹ　極、ソース正極間電圧を５Ｖにしたときのソース
−ドレイン間電流（ｄを示Ｌ７ている。図示のｙｔｎ　
＜−木つ１）明にあっては、オフ電流け１３　　へ程度
にまで減少するの（こ対１７、光が入用する従来例では
、約５×１０　　Δ稈ｐ↓にまでオフ電流が増加するこ
とかわかる。本発明に係るＦ　ＩＴ：　Ｔアレイを、荀
光月１・ＩＱｎ＋＋の位ｆＩＴ＋こ「イいたときも、イ
１１光灯を消灯したときと略同−の特性が？１１られた
。

４、　１］’＜１　面０）　筒中１ｃ　ｔ！＋’、　明
？Ｔｓ　１［’旧；ｌ、木イ１明″ｊ′、、ｌｊに（１
）１氾而１゛４１、：’ｉｉ；　：、！　ｌ・１（−１
、？）１゜１図へ−へ争’ｉ　１ｆｉｉ　Ｉ：：＜ｌ、
！’ｒ、　、’ｌ　ｌ？１　（Ａ）　〜１．！ｌ　１．
１、ア／Ｌべｌ’、’１の形１ｉＶ、　４稈をホｔ　ｌ
’ｌｉ　面ＩＩＩ、；Ｆ　４１：＜ｌ　Ｉｌ、　−Ｆ　
ｌ／　イア　７ス聞７″ｌｒ浦、ゲ−１・ｉｉ’ｊｌミ
竹個斗モ〔、仁）７）。

（旧・・司明基４１・２、（（（）・・・’？　−１冑
；］１゛・ｉ、（、Ｘ＋・−・百′旨１勺罵、（７，１
、−：Ｓ　ｉ　Ｏ、ｌＩ？’＋ニー　（へ１弓）・・・
アモルファスシリコン層、（８１・・・ソース電イ重−
（１））・・・ド１／・ｆン１；１１・＋５ｆ３１・・
・表示電極、（４）・・ネブＪハリフ、ｔ　ｔ・レジス
ト■凸、（５）・・・アルミ１１メ゛１、ｆｆ’ｉｌ　
［７１−ポジ型）十１・ｌ／シストＩＩ”１．。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、絶縁基板、この絶縁基板表面に並列に多数形成され
   た行電極、この行電極に接続して１１界効果型トランジ
   スタが形成される領域に形成されたゲート電極、上記行
   電極及びゲート電極を覆って形成された絶縁層、この絶
   縁層上において少なくとも電界効果型トランジスタが形
   成される領域に形成されたアモルファスシリコン層、こ
   のアモルファスシリコン層上に形成されたソースγ１１
   極及びドレイン電極、このドレイン電極を兼用型る列電
   極、上記ソース電極に接続する表示１１１極、」−ル１
   ．ソスト膜上にチャンネル領域を被覆ナベく形成された
   遮光膜を備えてなる電界効果型ｌ・ランジスク。