JPS62299885A - 薄膜トランジスタマトリツクスの形成方法 - 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 〔概要〕 この発明は、液晶を駆動する薄膜トランジスタマトリッ
クスを形成するに際し、製造コストの引き下げと製造歩
留りを向上させるために、ゲート電極と表示電極を透明
電極材と非透光性金属膜で予め積層形成した後に、エツ
チングを行い表示電極及びソース・ドレイン接続部の取
り出しを行うことを特徴とするものであり、フォトリソ
グラフィック工程の工程数の減少を可能とする。

〔産業上の利用分野〕

この発明は、液晶ディスプレイの点滅を制御する液晶駆
動用の薄膜トランジスタマトリックスの形成方法に関す
るものである。

液晶ディスプレイは、カラー化が容易なことおよび、低
消費電力でありしかもこれを駆動する電圧が低電圧であ
るという利点からフラットディスプレイの中でも優位な
位置を占めており、広く用いられている。一方、この液
晶ディスプレイの表示容量を大きくし、しかも高品質を
維持するためには、この液晶ディスプレイの各画素の点
滅を制御するスイッチ素子を数多く形成する必要がある
。

このスイッチ素子を形成するために薄膜トランジスタマ
トリックスの開発が盛んに行われている。

この薄膜トランジスタマトリックスを歩留りよく低コス
トで製作できる薄膜トランジスタマトリックスの形成方
法が要求されている。

〔従来の技術〕

従来、薄膜トランジスタマトリックスは、第３図（ａ）
〜ｔｅｌに示す工程順に製作され、この各工程に使用さ
れるマスクは第４図に示すものを用いる。

なお第３図（ａ）〜（ｉｉｌは第４図（ａｌ〜ｔｅｌの
平面図をそれぞれＡＡ線によって切断した断面図に対応
している。

但し、マスクは省略している。

すなわち、第４図ｔａ＋に示ず第１のマスク５１を用い
て、第３図ｆａｔに示すガラス基板１の表面に、ゲート
３１を作製する。この後にゲート絶縁膜３２とアモルフ
ァスシリコン膜（以後ａ−５ｉ膜と記す）３３並びに酸
化シリコン膜（以後５ｉ０２膜と記す）３４をプラズマ
気相成長法（以後プラズマｃｖｎ法と記す）によって連
続して積層して成膜した後に、全面にポジレジストを塗
布し、ガラス基板１の裏面から露光し、ゲート３１上の
みレジスト３５を残す。この状態で５ｉ０２Ｎ！Ｊ３４
をエツチングして第３図（ａｌの工程を終える。

次ぎに、ｎ”　ａ−５ｉ／Ｔｉ（チタン）／＾１（アル
ミニュウーム）３６を成膜し、レジスト３５と共にリフ
トオフしてソース電極、ドレイン電極となる部分を残し
第３図山）を得る。

第４図（Ｃ１に示す第２のマスク５２を用いて、ｎ＋ａ
−５ｉ／Ｔｉ／＾Ｉ　３６がゲート３１を介して平面的
にドレイン電極３６−１とソース電極３６−２に分離さ
れるように少なくともａ−３ｔ膜３３までエツチングし
て第３図（Ｃ１を得る。

次ぎに、高抵抗被膜材のポリイミド３７を全面に塗布し
、第４図（ｄｌに示す第３のマスク５３を用いて、ドレ
インパターン上とソース電極３６−２の一部を含む表示
部をエツチング除去する。次ぎに第４図（ｄｌに示す第
４のマスク５４を用いて、表示部に透明電極（表示電極
）３８を形成し第３図（ｄｌを得る。

更に、全面にＣｒ（クローム）とＡ１を成膜した後に第
４図（ａ）に示す第５のマスク５５を用いて、ソース電
極と表示電極とを接続する接続メタル３９と、ゲート３
１を遮光する遮光膜４０とドレインバス４１とをパター
ン形成して第３図（ａｌを得る。

上記したように、従来の薄膜トランジスタマトリックス
を作製する工程には、マスクを５枚必要としている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記したように従来は、各構成要素に対応して各々マス
クを対応させていたためにマスク数が多くなって工程数
を増やし製造コストの増大並びに歩留りを悪くすると云
う問題を生じていた。

この発明は、以上のような従来の状況から、工数が少な
く更に歩留りの向上の図れる薄膜トランジスタマトリッ
クスの形成方法の提供を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、第１図に示すように、ガラス基板１に透明
電極材２と非透光性金属３とを積層膜として形成後、マ
スク２１を用いてエツチングによってゲート電極２１−
Ａ及び表示電極２１−Ｂを形成する工程と、 ゲート絶縁膜４と水素化アモルファスシリコン５を堆積
し、前記各電極をマスクとして燐ドープ水素化アモルフ
ァスシリコン５と金属材６をソース電極材、ドレイン電
極材としてリフトオフを行う工程と、 分離用マスク２２によってレジストをパターニングした
後に絶縁性有機材料７を等方性エツチングし、異方性エ
ツチングによってソース電極材、ドレイン電極材６と水
素化アモルファスシリコンゲート膜５をエツチングする
工程と、 金属を堆積した後、ドレインバスライン、ソース電極と
表示電極との接続電極、遮光膜を作成するマスク２３を
用いてエツチングする工程と、マスク２３を用いて表面
電極部の非透光性金属をエツチングにより除去し、透明
表示電極の顔出しを行うものである。

〔作用〕

上記したように、薄膜トランジスタマトリックスの製作
は、２つの構成要素を同一マスクを用いて形成している
ので、工数の削減とマスク合わせの回数減によって高品
質且つ高歩留りとなる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す工程図、第２図は本発
明に使用するマスクを説明するための平面図である。な
お第１図ｆａｌ〜ｆｄ＋は第２図（ａｌ〜（ｄｌの平面
図をそれぞれ静線に沿って切断した断面図に対応してい
る。但しマスクは省略している。

第１図ｆａｌに示すように、ガラス基板１上に透明電極
材２として錫をドープした酸化インジューム（ＩＴＯ）
と、これに積層する非透光性金属３、例えばチタンＴｉ
（或いはモリブデンＭｏ、　タンタルＴａ。

タングステン−等）をスパッタリングにより形成する。

次に第２図ｔａ＋のマスク２１を用いて、レジストパタ
ーンを作成後、Ｔｉ（或いはＭｏ、Ｔａ、−等）膜３、
ＩＴＯ膜２の順にエツチングを行いゲート電極２１−Ａ
と表示電極２１−Ｂを形成する。

次ぎに、第１図（ｂｌに示すように、プラズマＣＶＤ法
によってゲート絶縁１１１ｉ（窒化シリコン膜）４と動
作半導体層として水素化アモルファスシリコン５を積層
して形成する。これにポジ型レジスト（Ａｚ−１４００
−２７）をスピンコートした後、ガラス基板１側からゲ
ート電極２１−Ａと表示電極２１−Ｂをマスクとして露
光を行い、レジストパターンを形成した後にソース電極
６−Ａおよびドレイン電極６−８として燐ドープ水素化
アモルファスシリコンをプラズマＣＶＤ法によって作成
し、更にその上に金属材６　（Ｔｉ及びアルミニューム
ＡＩ）をスパッタリングにより堆積した後にリフトオフ
を行う。

次に第１図ｔｅｌに示すように、絶縁性有機材料（例え
ばポリイミド）７をスピンコートする。第２図ｆｃｌに
示す分離用マスク２２を用いて、レジストパターンを形
成し、ポリイミド７をヒドラジンを含むエツチング液を
用いてウェットエッチして、第２図（Ｃ）の点線で示す
ようにサイドエッチする。

サイドエッチ完了後に同一の分離用マスク２２のマスク
パターンで、エツチングガス４塩化炭素ＣＣ１４（静圧
４　Ｐａ）によって金属材（＾Ｉ、Ｔｉ）　　６をドラ
イエッチするとともに、エツチングガスとして４弗化炭
素ＣＦ４と酸素０２の混合ガス（静圧１０Ｐａ）で燐ド
ープ水素化アモルファスシリコン５を異方性エツチング
し、ソース電極６−Ａとドレイン電極６−Ｂの取り出し
く顔出し）とソース電極６−八、ドレイン電極６−８及
び窒化シリコン膜４の分離を行い、第１図ｔｅｌを得る
。

次ぎに、Ｃｒおよび＾１を堆積した後に、第２図＋ｄｉ
に示すマスク２３を用いてドレインバスライン２４と、
ソース電極６−八と表示電極２１−Ｂとの接触電極２５
と、遮光膜２６のレジストパターンとを形成し、エツチ
ングを行い第１図（ｄｌに示す金属（例えば、Ｃｒ及び
ＡＩ）　　８．　９．１０を作成する。更に、マスク２
３で作成した同一レジストパターンで表面電極部分のＴ
ｉ（或いはＭｏ、Ｔａ、Ｗ）をエツチングガスとしてＣ
Ｆ４　と０２の混合ガスを用いてドライエッチを行い表
示電極２１−Ｂを得る。

〔効果〕

以上の説明から明らかなように、この発明によれば、ゲ
ート電極および表示電極を予め形成し、眉間絶縁膜（水
素化アモルファスシリコン）のサイドエッチによりソー
ス電極とドレイン電極の取り出しと両電極の分離を同一
マスクによって行え、薄膜トランジスタマトリックスの
製造工数の削減及び品質を向上する上できわめて有効な
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す工程図、第２図は本発
明に使用するマスクを説明するための平面図、 第３図は従来の薄膜トランジスタマトリックスの形成方
法を示す工程図、 第４図は従来形成工程に用いられたマスクを説明するた
めの平面図である。 図において、１はガラス基板、２は透明電極材、３は非
透光金属、４はゲート絶縁膜、５は水素化アモルファス
シリコン、６はソース電極・ドレイン電極の金属材、６
−Ａはソース電極、６−Ｆｌはドレイン電極、７は絶縁
性有機材料、８と９と１０は金属、２１−Ａはゲート電
極、２１−８は表示電極を示す。 々Ｌ表エネＴＩ；ＦＰＩＶ−１７Ｎ；７ヌ２第４１ 襲設萌カフ＝−一平面図 唖

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ガラス基板（１）上に透明電極材（２）と非透光性金属
   （３）を順次堆積後、所定形状のマスク（２１）を用い
   てレジストパターンを形成し、そのパターンで、ゲート
   電極（２１−Ａ）と表示電極（２１−Ｂ）とをエッチン
   グによって形成する工程と、 これら電極上に、ゲート絶縁膜（４）と水素化アモルフ
   ァスシリコン（５）を順次堆積してからポジレジストを
   スピンコートし、前記ガラス基板（１）側から前記ゲー
   ト電極（２１−Ａ）と表示電極（２１−Ｂ）をマスクと
   してパターニングした後、燐ドープ水素化アモルファス
   シリコン及び金属（６）をソース電極（６−Ａ）及びド
   レイン電極（６−Ｂ）としてリフトオフを行う工程と、 前記ソース電極（６−Ａ）およびドレイン電極（６−Ｂ
   ）上に絶縁性有機材料（７）を塗布後、所定形状の分離
   用マスク（２２）によりレジストをパターニングし、そ
   のパターンで絶縁性有機材料（７）を等方性エッチング
   によりサイドエッチし、さらに同じパターンおよび異方
   性エッチングにより前記ソース電極（６−Ａ）及びドレ
   イン電極（６−Ｂ）と水素化アモルファスシリコン（５
   ）とゲート絶縁膜（４）を分離する工程と、金属を堆積
   した後、所定形状のマスク（２３）を用いてレジストパ
   ターンを形成し、そのパターンでドレインバスライン（
   ２４）と、ソース電極と表示電極との接続電極（２５）
   、遮光膜（２６）をエッチングにより形成し、さらに同
   じパターンで表示電極部の前記非透光性金属（３）をエ
   ッチングにより除去し表示電極（２１−Ｂ）を取り出す
   工程とからなることを特徴とする薄膜トランジスタマト
   リックスの形成方法。