(57)【要約】【課題】  液晶表示装置の薄膜トランジスタパネルにおいて、Ａｌ系金属からなるゲート電極等がレジスト現像液およびレジスト剥離液によるダメージを受けにくいようにする。【解決手段】  Ａｌ系金属からなるゲート電極２およびゲート配線３の上面にＡｌ酸化膜２ａ、３ａを形成すると、ゲート電極２およびゲート配線３の上面がレジスト膜４３ａ、４３ｂ、４３ｃ用の現像液および剥離液にさらされることがなく、ゲート電極２およびゲート配線３がレジスト膜４３ａ、４３ｂ、４３ｃ用の現像液および剥離液によるダメージを受けにくいようにすることができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのゲート電極に接続されたゲート配線と、前記薄膜トランジスタのドレイン電極に接続されたドレイン配線とを備えた薄膜トランジスタパネルの製造方法において、前記ゲート電極および前記ゲート配線と前記ソース電極、前記ドレイン電極および前記ドレイン配線とのうちの少なくとも一方の組をＡｌ系金属によって形成し、前記一方の組の上面にＡｌ酸化膜を形成することを特徴とする薄膜トランジスタパネルの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、前記Ａｌ酸化膜はオゾン水で表面処理することにより形成することを特徴とする薄膜トランジスタパネルの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の発明において、前記Ａｌ酸化膜はドライエッチング装置で酸素プラズマによって表面処理することにより形成することを特徴とする薄膜トランジスタパネルの製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の発明において、前記Ａｌ酸化膜は常圧プラズマ装置で表面処理することにより形成することを特徴とする薄膜トランジスタパネルの製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の発明において、前記一方の組をフォトリソグラフィ法により形成するとき、レジスト現像液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を用い、レジスト剥離液としてアミン系水溶液を用いることを特徴とする薄膜トランジスタパネルの製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の発明において、
基板上にＡｌ系金属膜を成膜する工程と、
前記Ａｌ系金属膜の上面にＡｌ酸化膜を形成する工程と、
前記Ａｌ酸化膜および前記Ａｌ系金属膜をパターニングして、上面に前記Ａｌ酸化膜を有する前記ゲート電極および上面に前記Ａｌ酸化膜を有する前記ゲート配線を形成する工程と、
前記ゲート電極、前記ゲート配線および前記基板上にゲート絶縁膜および半導体薄膜を成膜する工程と、
前記半導体薄膜上にオーミックコンタクト層および金属膜を成膜する工程と、
前記金属膜、前記オーミックコンタクト層および前記半導体薄膜をパターニングして、前記ゲート電極上における前記ゲート絶縁膜上に半導体薄膜を形成し、該半導体薄膜の上面に２つのオーミックコンタクト層を形成するとともに、前記各オーミックコンタクト層上に前記金属膜からなる前記ソース電極および前記ドレイン電極を形成し、該ドレイン電極に接続される前記ドレイン配線を形成する工程と、
それらの上にオーバーコート膜を成膜する工程と、
前記オーバーコート膜上に画素電極を前記ソース電極に接続させて形成する工程と、
を有することを特徴とする薄膜トランジスタパネルの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の発明において、前記金属膜はＣｒによって形成することを特徴とする薄膜トランジスタパネルの製造方法。
【請求項８】
請求項６に記載の発明において、前記半導体薄膜上にオーミックコンタクト層および金属膜を成膜する工程は、前記金属膜をＡｌ系金属によって成膜する工程と、前記金属膜の上面にＡｌ酸化膜を形成する工程とを含むことを特徴とする薄膜トランジスタパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は薄膜トランジスタパネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶表示装置の薄膜トランジスタパネルには、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有する薄膜トランジスタを備え、ゲート電極および該ゲート電極に接続されたゲート配線をＡｌ合金によって形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９５０８６号公報
【０００４】
上記のような薄膜トランジスタパネルにおいて、スパッタ法により成膜されたＡｌ合金膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングしてゲート電極およびゲート配線を形成するとき、レジスト現像液としてＴＨＡＭ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶液を用い、レジスト剥離液としてアミン系水溶液を用いることがある（例えば、特許文献１の第６６段落および第６７段落参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、Ａｌ合金膜がＴＨＡＭ水溶液およびアミン系水溶液からなるアルカリ性水溶液にさらされると、Ａｌ合金膜がダメージを受け、Ａｌ合金膜にピンホールが発生したり、Ａｌ合金膜の上面が腐食したりすることがあるという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明は、Ａｌやその合金からなるＡｌ系金属膜がレジスト現像液およびレジスト剥離液によるダメージを受けにくいようにすることができる薄膜トランジスタパネルの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのゲート電極に接続されたゲート配線と、前記薄膜トランジスタのドレイン電極に接続されたドレイン配線とを備えた薄膜トランジスタパネルの製造方法において、前記ゲート電極および前記ゲート配線と前記ソース電極、前記ドレイン電極および前記ドレイン配線とのうちの少なくとも一方の組をＡｌ系金属によって形成し、前記一方の組の上面にＡｌ酸化膜を形成することを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記Ａｌ酸化膜はオゾン水で表面処理することにより形成することを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記Ａｌ酸化膜はドライエッチング装置で酸素プラズマによって表面処理することにより形成することを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記Ａｌ酸化膜は常圧プラズマ装置で表面処理することにより形成することを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記一方の組をフォトリソグラフィ法により形成するとき、レジスト現像液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を用い、レジスト剥離液としてアミン系水溶液を用いることを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、基板上にＡｌ系金属膜を成膜する工程と、前記Ａｌ系金属膜の上面にＡｌ酸化膜を形成する工程と、前記Ａｌ酸化膜および前記Ａｌ系金属膜をパターニングして、上面に前記Ａｌ酸化膜を有する前記ゲート電極および上面に前記Ａｌ酸化膜を有する前記ゲート配線を形成する工程と、前記ゲート電極、前記ゲート配線および前記基板上にゲート絶縁膜および半導体薄膜を成膜する工程と、前記半導体薄膜上にオーミックコンタクト層および金属膜を成膜する工程と、前記金属膜、前記オーミックコンタクト層および前記半導体薄膜をパターニングして、前記ゲート電極上における前記ゲート絶縁膜上に半導体薄膜を形成し、該半導体薄膜の上面に２つのオーミックコンタクト層を形成するとともに、前記各オーミックコンタクト層上に前記金属膜からなる前記ソース電極および前記ドレイン電極を形成し、該ドレイン電極に接続される前記ドレイン配線を形成する工程と、それらの上にオーバーコート膜を成膜する工程と、前記オーバーコート膜上に画素電極を前記ソース電極に接続させて形成する工程と、を有することを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記金属膜はＣｒによって形成することを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記半導体薄膜上にオーミックコンタクト層および金属膜を成膜する工程は、前記金属膜をＡｌ系金属によって成膜する工程と、前記金属膜の上面にＡｌ酸化膜を形成する工程とを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ゲート電極およびゲート配線とソース電極、ドレイン電極およびドレイン配線とのうちの少なくとも一方の組をＡｌ系金属によって形成し、この一方の組の上面にＡｌ酸化膜を形成しているので、一方の組を形成するためのＡｌ系金属膜がレジスト現像液およびレジスト剥離液によるダメージを受けにくいようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の製造方法により製造された薄膜トランジスタパネルの一例の要部の断面図。
【図２】図１に示す薄膜トランジスタパネルの製造に際し、当初の工程の断面図。
【図３】図２に続く工程の断面図。
【図４】図３に続く工程の断面図。
【図５】図４に続く工程の断面図。
【図６】図５に続く工程の断面図。
【図７】図６に続く工程の断面図。
【図８】図７に続く工程の断面図。
【図９】図８に続く工程の断面図。
【図１０】図９に続く工程の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１はこの発明の製造方法により製造された薄膜トランジスタパネルの一例の要部の断面図を示す。この場合、図１の左側から右側に向かって、画素電極１５を含む薄膜トランジスタ１１の部分の断面図、ゲート配線用外部接続端子２１の部分の断面図、ドレイン配線用外部接続端子３１の部分の断面図を示す。
【００１１】
まず、画素電極１５を含む薄膜トランジスタ１１の部分について説明する。ガラス基板１の上面の所定の箇所にはゲート電極２および該ゲート電極２に接続されたゲート配線３が設けられている。この場合、ゲート電極２およびゲート配線３はＡｌやその合金からなるＡｌ系金属によって形成されている。ゲート電極２およびゲート配線３の上面にはＡｌ酸化膜２ａ、３ａが設けられている。
【００１２】
ゲート電極２およびゲート配線３の上面に設けられたＡｌ酸化膜２ａ、３ａを含むガラス基板１の上面には窒化シリコンからなるゲート絶縁膜４が設けられている。ゲート電極２上におけるゲート絶縁膜４の上面の所定の箇所には真性アモルファスシリコンからなる半導体薄膜５が設けられている。
【００１３】
半導体薄膜５の上面ほぼ中央部には窒化シリコンからなるチャネル保護膜６が設けられている。チャネル保護膜６の上面両側およびその両側における半導体薄膜５の上面にはｎ型アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層７、８が設けられている。オーミックコンタクト層７、８の各上面にはＣｒ等のＡｌ系金属以外の金属からなるソース電極９およびドレイン電極１０が設けられている。
【００１４】
ここで、ゲート電極２、Ａｌ酸化膜２ａ、ゲート絶縁膜４、半導体薄膜５、チャネル保護膜６、オーミックコンタクト層７、８、ソース電極９およびドレイン電極１０により、ボトムゲート型の薄膜トランジスタ１１が構成されている。
【００１５】
ゲート絶縁膜４の上面の所定の箇所にはドレイン配線１２が設けられている。ドレイン配線１２は、下から順に、真性アモルファスシリコン膜１２ａ、ｎ型アモルファスシリコン膜１２ｂおよびＣｒ等のＡｌ系金属以外の金属からなる金属膜１２ｃの３層構造となっている。そして、ドレイン配線１２の真性アモルファスシリコン膜１２ａ、ｎ型アモルファスシリコン膜１２ｂおよび金属膜１２ｃの一端部は、ドレイン電極１０形成領域における半導体薄膜５、オーミックコンタクト層８およびドレイン電極１０に接続されている。
【００１６】
薄膜トランジスタ１１およびドレイン配線１２を含むゲート絶縁膜４の上面には窒化シリコンからなるオーバーコート膜１３が設けられている。ソース電極９の所定の箇所に対応する部分におけるオーバーコート膜１３にはコンタクトホール１４が設けられている。オーバーコート膜１３の上面の所定の箇所にはＩＴＯからなる画素電極１５がコンタクトホール１４を介してソース電極９に接続されて設けられている。
【００１７】
次に、ゲート配線用外部接続端子２１の部分について説明する。ゲート配線用外部接続端子２１は、下から順に、Ａｌ系金属膜２１ａ、Ａｌ酸化膜２１ｂおよびＩＴＯ膜２１ｃの３層構造となっている。
【００１８】
このうち、Ａｌ系金属膜２１ａは、ゲート配線３と同一の金属からなり、ガラス基板１の上面に設けられている。Ａｌ酸化膜２１ｂはＡｌ系金属膜２１ａの上面に設けられている。そして、Ａｌ系金属膜２１ａおよびＡｌ酸化膜２１ｂはゲート配線３およびＡｌ酸化膜３ａの一端部に接続されている。
【００１９】
ＩＴＯ膜２１ｃは、画素電極１５と同一の金属からなり、オーバーコート膜１３の上面に設けられている。そして、ＩＴＯ膜２１ｃは、オーバーコート膜１３およびゲート絶縁膜４に連続して設けられたコンタクトホール２２を介してＡｌ酸化膜２１ｂに接続されている。
【００２０】
次に、ドレイン配線用外部接続端子３１の部分について説明する。ドレイン配線用外部接続端子３１は、下から順に、真性アモルファスシリコン膜３１ａ、ｎ型アモルファスシリコン膜３１ｂ、Ｃｒ等のＡｌ系金属以外の金属からなる金属膜３１ｃおよびＩＴＯ膜３１ｄの４層構造となっている。
【００２１】
このうち、真性アモルファスシリコン膜３１ａ、ｎ型アモルファスシリコン膜３１ｂおよび金属膜３１ｃは、３層構造のドレイン配線１２と同一の構造であり、ゲート絶縁膜４の上面に設けられている。そして、真性アモルファスシリコン膜３１ａ、ｎ型アモルファスシリコン膜３１ｂおよび金属膜３１ｃはドレイン配線１２の他端部に接続されている。
【００２２】
ＩＴＯ膜３１ｄは、画素電極１５と同一の金属からなり、オーバーコート膜１３の上面に設けられている。そして、ＩＴＯ膜３１ｄは、オーバーコート膜１３に設けられたコンタクトホール３２を介して金属膜３１ｃに接続されている。
【００２３】
次に、この薄膜トランジスタバネルの製造方法の一例について説明する。まず、図２に示すように、ガラス基板１の上面に、スパッタ法により、Ａｌやその合金からなるＡｌ系金属膜４１を成膜する。次に、図３に示すように、Ａｌ系金属膜４１の上面に０．２〜２０ｐｐｍのオゾン水を噴霧して表面処理することにより、Ａｌ系金属膜４１の上面にＡｌ酸化膜４２を形成する。
【００２４】
次に、図４に示すように、Ａｌ酸化膜４２の上面にレジスト膜４３ａ、４３ｂ、４３ｃをパターン形成する。この場合、レジスト膜４３ａは、Ａｌ酸化膜２ａを含むゲート電極２を形成するためのものである。レジスト膜４３ｂは、Ａｌ酸化膜３ａを含むゲート配線３を形成するためのものである。レジスト膜４３ｃは、Ａｌ酸化膜２１ｂを含むＡｌ系金属膜２１ａを形成するためのものである。
【００２５】
ここで、レジスト膜４３ａ、４３ｂ、４３ｃをパターン形成（現像）する場合、レジスト現像液としてＴＭＡＨ水溶液を用いても、Ａｌ系金属膜４１の上面はＡｌ酸化膜４２によって覆われているので、Ａｌ系金属膜４１の上面がＴＭＡＨ水溶液にさらされることがなく、したがってＡｌ系金属膜４１がダメージを受けにくく、Ａｌ系金属膜４１にピンホールが発生したり、Ａｌ系金属膜４１の上面が腐食したりしないようにすることができる。
【００２６】
次に、レジスト膜４３ａ、４３ｂ、４３ｃをマスクとしてＡｌ酸化膜４２およびＡｌ系金属膜４１を連続してエッチングすると、図５に示すように、レジスト膜４３ａ下にＡｌ酸化膜２ａを含むゲート電極２が形成され、レジスト膜４３ｂ下にＡｌ酸化膜３ａを含むゲート配線３が形成され、レジスト膜４３ｃ下にＡｌ酸化膜２１ｂを含むＡｌ系金属膜２１ａが形成される。
【００２７】
次に、レジスト膜４３ａ、４３ｂ、４３ｃをレジスト剥離液を用いて剥離する。この場合、レジスト剥離液としてアミン系水溶液を用いても、ゲート電極２、ゲート配線３およびＡｌ系金属膜２１ａの上面はＡｌ酸化膜２ａ、３ａ、２１ｂによって覆われているので、ゲート電極２、ゲート配線３およびＡｌ系金属膜２１ａの上面がアミン系水溶液にさらされることがなく、したがってゲート電極２、ゲート配線３およびＡｌ系金属膜２１ａがダメージを受けにくく、ゲート電極２、ゲート配線３およびＡｌ系金属膜２１ａにピンホールが発生したり、ゲート電極２、ゲート配線３およびＡｌ系金属膜２１ａの上面が腐食したりしないようにすることができる。
【００２８】
次に、図６に示すように、ゲート電極２、ゲート配線３およびＡｌ系金属膜２１ａの上面に形成されたＡｌ酸化膜２ａ、３ａ、２１ｂを含むガラス基板１の上面に、プラズマＣＶＤ法により、窒化シリコンからなるゲート絶縁膜４、真性アモルファスシリコン膜４４および窒化シリコンからなるチャネル保護膜形成用膜４５を連続して成膜する。次に、チャネル保護膜形成用膜４５をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、チャネル保護膜６を形成する。
【００２９】
次に、図７に示すように、チャネル保護膜６を含む真性アモルファスシリコン膜４４の上面に、プラズマＣＶＤ法により、ｎ型アモルファスシリコン膜４６を成膜する。次に、ｎ型アモルファスシリコン膜４６の上面に、スパッタ法により、Ｃｒ等のＡｌ系金属以外の金属からなる金属膜４７を成膜する。
【００３０】
次に、金属膜４７、ｎ型アモルファスシリコン膜４６および真性アモルファスシリコン膜４４をフォトリソグラフィ法により連続してパターニングすると、図８に示すようになる。すなわち、薄膜トランジスタ１１形成領域においては、ゲート絶縁膜４の上面に半導体薄膜５が形成され、チャネル保護膜６の上面両側およびその両側における半導体薄膜５の上面にオーミックコンタクト層７、８が形成され、各オーミックコンタクト層７、８の上面にソース電極９およびドレイン電極１０が形成される。
【００３１】
また、ドレイン配線１２形成領域においては、ゲート絶縁膜４の上面に、下から順に、真性アモルファスシリコン膜１２ａ、ｎ型アモルファスシリコン膜１２ｂおよび金属膜１２ｃからなる３層構造のドレイン配線１２が形成される。この状態では、ドレイン配線１２の真性アモルファスシリコン膜１２ａ、ｎ型アモルファスシリコン膜１２ｂおよび金属膜１２ｃの一端部は、ドレイン電極１０形成領域における半導体薄膜５、オーミックコンタクト層８およびドレイン電極１０に接続されている。
【００３２】
さらに、ドレイン配線用外部接続端子３１形成領域においては、ゲート絶縁膜４の上面に、下から順に、真性アモルファスシリコン膜３１ａ、ｎ型アモルファスシリコン膜３１ｂおよび金属膜３１ｃが形成される。この状態では、真性アモルファスシリコン膜３１ａ、ｎ型アモルファスシリコン膜３１ｂおよび金属膜３１ｃはドレイン配線１２の他端部に接続されている。
【００３３】
次に、図９に示すように、チャネル保護膜６、ソース電極９、ドレイン電極１０、ドレイン配線１２および金属膜３１ｃを含むゲート絶縁膜４の上面に、プラズマＣＶＤ法により、窒化シリコンからなるオーバーコート膜１３を成膜する。
【００３４】
次に、図１０に示すように、フォトリソグラフィ法により、ソース電極９上におけるオーバーコート膜１３にコンタクトホール１４を形成し、またＡｌ酸化膜２１ｂ上におけるオーバーコート膜１３およびゲート絶縁膜４にコンタクトホール２２を連続して形成し、さらに金属膜３１ｃ上におけるオーバーコート膜１３にコンタクトホール３２を形成する。
【００３５】
次に、図１に示すように、オーバーコート膜１３の上面の各所定の箇所に、スパッタ法により成膜されたＩＴＯ膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、画素電極１５をコンタクトホール１４を介してソース電極９に接続させて形成し、またＩＴＯ膜２１ｃをコンタクトホール２２を介してＡｌ酸化膜２１ｂに接続させて形成し、さらにＩＴＯ膜３１ｄをコンタクトホール３２を介して金属膜３１ｃに接続させて形成する。かくして、図１に示す薄膜トランジスタパネルが得られる。
【００３６】
ところで、図８に示すように、ソース電極９等を形成したり、図１０に示すように、コンタクトホール１４、２２、３２を形成したりするときに、ゲート絶縁膜４およびオーミックコンタクト層１３にピンホールが形成され、このピンホールを介して薬液が浸透しても、ゲート電極２、ゲート配線３およびＡｌ系金属膜２１ａの上面がＡｌ酸化膜２ａ、３ａ、２１ｂによって覆われているので、薬液によるダメージを大幅に低減することができる。
【００３７】
なお、上記製造方法では、図３に示すように、オゾン水で表面処理することによりＡｌ酸化膜４２を形成する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ドライエッチング装置を用いて、酸素プラズマによって表面処理することによりＡｌ酸化膜４２を形成するようにしてもよい。また、常圧プラズマ装置を用いて、表面処理することによりＡｌ酸化膜４２を形成するようにしてもよい。
【００３８】
また、上記製造方法では、図７に示す金属膜４７をＣｒ等のＡｌ系金属以外の金属によって形成する場合について説明したが、これに限らず、Ａｌ系金属によって形成し、且つ、オゾン水を用いる等の表面処理を行うことにより、その上面にＡｌ酸化膜を形成するようにしてもよい。さらに、この発明は、液晶表示装置に限らず、有機ＥＬにも適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  ガラス基板
２  ゲート電極
２ａ  Ａｌ酸化膜
３  ゲート配線
３ａ  Ａｌ酸化膜
４  ゲート絶縁膜
５  半導体薄膜
６  チャネル保護膜
７、８  オーミックコンタクト層
９  ソース電極
１０  ドレイン電極
１１  薄膜トランジスタ
１２  ドレイン配線
１３  オーバーコート膜
１４  コンタクトホール
１５  画素電極
２１  ゲート配線用外部接続端子
３１  ドレイン配線用外部接続端子
４１  Ａｌ系金属膜
４２  Ａｌ酸化膜
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ  レジスト膜
４４  真性アモルファスシリコン膜
４５  チャネル保護膜形成用膜
４６  ｎ型アモルファスシリコン膜
４７  金属膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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