JPS62288883A - 薄膜トランジスタの製造方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 「技術分野」 本発明は、例えばアクティブマトリクスアドレス方式を
用いた液晶表示装置のスイッチング素子などに使用され
る薄膜トランジスタの製造方法に関する。

「従来技術」 薄膜トランジスク（ＴＦＴ）は、電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ）の一種で、絶縁性基板上に薄膜を形成するだ
けで製造できるので、薄膜形成技術を用いて大面積のパ
ネル面に多数の素子を一度に形成できる利点がある。特
に、半導体層として水素化アモルファスシリコン等のＳ
ｉ糸材料が採用されるようになってからは、従来から欠
点とされていた再現性、制御性、均一性が改碧できる可
能性がでてきたため、積極的に研究が始められている。

薄膜トランジスクの注目されている用途の一つとしで、
液晶テレビなどにおけるスイッチング素子が挙げられる
。すなわち、液晶テレどの画素電極の一つ一つに対応し
て薄膜トランジスタを形成し、これらの薄膜トランジス
タを介して各画素電極に電圧を印加する、いわゆるアク
ティブマトリクスアドレス方式を採用することにより、
従来の単純マトリクスアドレス方式に比べてコントラス
トや解像度を大幅に改善できるからである。

上記のような液晶表示装百に適用された薄膜トランジス
タの一例として、逆スタガー構造のものを挙げれば、第
３図に示すように、絶縁性基板１１上にゲート電極１２
および画素電極１３がそれぞれ形成され、ゲート電極１
２上にはゲート絶縁膜１４、半導体層１５が順次積層さ
れ、この半導体層１５上にソース電極＋６；！３よびト
レイン電極１７がチャンネル部Ｃを間にしてそれぞれ形
成されている。この場合、トレイン電極１７は画素電極
１３をも覆うようになっている。そして、これらの層上
に絶縁膜１８が形成され、ざらに絶縁膜１８上のチャン
ネル部Ｃの部分には遮光膜１９が形成されている。

ここで、ゲート電極１２はＭｏ、　Ｃｒ、　ＡＩなどの
金属膜からなり、画素電極１３はＩＴＯなとの透明導電
膜からなり、ゲート絶縁膜１４はＳｉＮｘ、　５ｉ０２
膜などからなり、半導体層１５は水素化アモルファスシ
リコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）等のＳｉ系材料などからなり、
ソース電極１６およびトレイン電極１７はＡＩ、　Ｎｉ
Ｃｒ、　ＡＩ／Ｃｒ、ＡＩ／Ｔｉなとの金５［膜からな
り、絶縁膜１８はＳｉＮｘ、ＳｉＯ□膜などからなり、
遮光膜１９はＭＯ２Ｃｒなとの金属膜からなっている。

なお、半導体層１５とソース電極１６およびトレイン電
極１７との間に高ドーピング層が形成されることもある
。

この薄膜トランジスタにおいでは、ゲート電極１２に電
圧を印加することにより、半導体層１５のゲート電極１
２に近接した部分（チャンネル部Ｃ）にキャリヤが形成
され、この状態でソース電極１６に信号電圧を印加する
と、上記キャリヤ形成部を通って電流が流れ、ドレイン
電極１７、および画素電極１８に電圧が印加されるよう
になっている。

ところで、水素化アモルファスシリコンなどからなる半
導体層１５は一般に光導電性を有し、光が当ると抵抗が
下がってスイッチング機能に支障が生じることになる。

このため、図の上方からの光は遮光膜１９で遮り、図の
下方からの光はゲート電極１２で遮って半導体層１５に
外部の光が当らないようにしている。

従来、この薄膜トランジスタは、第２図に示す工程に従
って製造されている。すなわち、絶縁性基板１１上に透
明導電膜１３°を蒸着、スパッタリングなどで形成しく
工程（ａ））、透明導電膜１３°をエツチングして画素
電極１３ヲ形成する（工程（ｂ））、次に、Ｍｏ、　Ｃ
ｒ、　ＡＩなどの金属Ｈ１２′を蒸着、スパッタリング
などで全面形成しく工程（Ｃ））、金属膜１２°をエツ
チングしてゲート電極１２を形成する（工程（ｄ））、
さらに、ＳｉＮｘ、　Ｓｉｎ□膜などのｗ！締模膜１４
を蒸着、スパッタリングなどで全面形成しく工程（ｅ）
）、絶縁膜１４′をエツチングしてゲート絶縁膜１４を
形成する（工程（ｆ））、次に、水素化アモルファスシ
リコン（ａ−３ｉ　：Ｈ）などの半導体材料１５°を全
面形成しく工程（９））、この半導体材料１５°をドラ
イエツチングして半導体層１５ヲ形成する（工程（ｈ）
）、以下、常法に従って、ソース電極１６およびドレイ
ン電極１７、絶縁膜１８、連光膜１９ヲ蒸着、スパッタ
リングなどにより順次形成する。なお、ソース電極１６
およびトレイン電極１７、遮光膜１９は、全面に膜を形
成した後、エツチングしで形成する。

「発明が解決しようとする問題点」 上記従来の製造方法では、ゲート電極１２を形成する工
程（ａ）　、（ｂ）において、全面に金属膜１２゜を形
成した債に、透明導電膜からなる画素電極１３を残して
金属膜１２°のみを除去する、いわゆる選択エツチング
が必要となる。しかし、選択エツチングの条件は厳しく
、エツチングが過度になると、画素電極１３までエツチ
ングされ、画素電極１３の抵抗値が高くなってしまう０
例えば、膜厚を５００八に設定していても、４００八程
度になってしまうことがある。また、エツチングが足り
ないと、画素電極１３上に金属膜１２°が残存し、画素
電極１３の光透過率にムラが王じでしまう、そして、こ
のことが液晶表示装置の信頼性や歩留りを低下させる一
因となっていた。

したがって、本発明の目的は、遮光性を有するゲート電
極を選択エツチングを行なうことなく形成できるように
した薄膜トランジスタの製造方法を提供することにある
。

ｒ問題点を解決するための手段」 本発明による薄膜トランジスタの製造方法は、絶縁性基
板上に透明導電Ｈを形成する工程と、この透明導電膜の
ゲート電極相当部およびその他のパターン部分を残して
エツチングする工程と、前記その他のパターン部分にレ
ジストを形成する工程と、その状態で前記ゲート電極相
当部の透明導電膜上に金属を無電解メッキする工程上を
有し、前記ゲート電極を前記透明導電膜および金属膜の
二層で構成することを特徴とする。

「作用」 上記のように、先す透明導電膜を形成してゲート電極相
当部およびその他のパターン部分を残してエツチングし
、その他のパターン部分にレジストを形成して、ゲート
電極相当部の透明導電膜上に金属を無電解メッキするよ
うにしたので、選択エツチングを行なうことなく、透明
導電膜および金属膜からなるゲート電極と、透明導電膜
からなるその他のパターンとを形成することができる。

したがって、選択エツチングに伴なう条件のコント０−
ルを必要とせず、工程が簡略化できると共に、透明導電
膜のパターンの不良をなくすことができる。また、ゲー
ト電極は、透明導電膜と金属膜とからなるので充分な導
電性が得られ、断線が生じにくくなる。さらに、ゲート
電極の形成に際して、金属膜を全面に形成することなく
、バクーシ化された透明導電膜上に無電解メッキするだ
けなので、金属の材料消費が少なくてすみ、コストダウ
ンを図ることができる。

「発明の実施例」 第１図には、本発明による薄膜トランジスタの製造方法
の実施例が示されている。以下、その工程に従って説明
する。

先ず、ガラス等の絶縁性基板１１上に、ＩＴＯ膜などか
らなる透明導電１３°を形成する（工程（ａ））、透明
導電膜１３°の厚ざは、５００Ａ程度が適当である。

次に、この透明導電膜１３°のゲート電極相当部および
画素電極パターンを残して工・ンチシグする（工程（ｂ
））、エツチングにより、ゲート電極の下地部分１２ａ
と画素電極１３とが形成される。

そして、画素電極１３の部分をレジスト２１で覆う（工
程（Ｃ））、この場合、ゲート電極の下地部分１２ａは
露出した状態とする。

この状態で、Ｎｉ等の金属を無電解メッキし、ゲート電
極の下地部分１２ａ上に金属膜＋２ｂを形成する（工程
（ｄ））、こうして、透明導電膜の下地部分１２ａと金
属膜＋２ｂとからなるゲート電極１２が形成される。無
電解メッキからなる金属膜＋２ｂの厚さは２０００〜３
０００Ａ程度が適当である。

その凌、レジスト２１を除去することにより、絶縁性基
板１１上にゲート電極１２と画素電極１３とが形成され
た状態となる（工程（ｅ））。

以下の工程は、上記従来の製造方法と同様である。すな
わち、第２図および第３図に示したように、ゲート絶縁
膜１４を形成し、ざらに水素化アモルファスシリコン等
の半導体層１５、ソー２．電極１６およびドレイン電極
１７、絶縁膜１８、遮光膜１９を順次形成すればよい。

上記のように、本発明では、ゲート電極１２）画素電極
１３の形成に際して、選択エツチングを必要としないの
で、エツチング条件を厳しくコントロールする必要はな
い、したがって、製造工程が簡略化されると共に、画素
電極１３の膜厚が一定となつ、画素電極１３上に金属膜
が残存するなどの不良等も生しない、また、ゲート電極
１２は、透明導電膜の下地１２ａと金ａ膜＋２ｂとから
なるので、金属膜１２ａによって半導体層に対する逼光
憔が得られると共に、断線等が生じにくくなるという利
点も得られる。さらに、ゲート電極１２の形成に際しで
、金ａ膜＋２ｂを全面に形成することなく、透明導電膜
の下地１２ａ上に無電解メッキするだけなので、金属の
材料消費か少なくてすみ、コストダウンを図ることがで
きる。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、絶縁性基板上に
透明導電膜を形成した復、ゲート電柵相当部およびその
他のパターン部分を残してエツチングし、その他のパタ
ーン部分をレジストで覆った状態で、ゲート電極相当部
の透明導電膜上に金属を無電解メツ′Ｆするようにした
ので、選択エツチングを必要とすることなく、ゲート電
極とその他のパターン部分とを形成することができる。

したがって、エツチング条件を厳しくコントロールする
必要がないため、工程の簡略化を図ることができる。ま
た、ゲート電極は、透明導電膜と金属膜とからなるので
、半導体層に対する遮光柱が得られると共に、断線等も
生じにくくなる。さらに、金属膜を無電解メッキにより
形成するので、金属の材料消費が少なくてすみ、コスト
ダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、（ｄ）　、
（ｅ）は本発明の薄膜トランジスタの製造方法の実施例
を工程に従って示す部分断面図、第２図（ａ）　、（ｂ
）、（ｃ）　、（ｄ）　、（ｅ）　、（ｆ）　、（９）
　、（ｈ）は従来の薄膜トランジスタの製造方法の一例
を工程に従って示す部分断面図、第３図は従来の薄膜ト
ランジスタの構造の一例を示す部分断面図である。 図中、１１は絶縁性基板、１２ａは透明導電膜からなる
下地、＋２ｂは金属膜、１２はゲート電極、１３゜は透
明導電膜、１３は画素電極である。 第１図 １３′ 第２図 １゛１１セ　１１１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性基板上に透明導電膜を形成する工程と、こ
   の透明導電膜のゲート電極相当部およびその他のパター
   ン部分を残してエッチングする工程と、前記その他のパ
   ターン部分にレジストを形成する工程と、その状態で前
   記ゲート電極相当部の透明導電膜上に金属を無電解メッ
   キする工程とを有し、前記ゲート電極を前記透明導電膜
   および金属膜の二層で構成することを特徴とする薄膜ト
   ランジスタの製造方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記その他のパ
   ターン部分は、液晶表示装置の画素電極である薄膜トラ
   ンジスタの製造方法。