(57)【要約】【課題】  薄膜トランジスタアレイの製造方法の提供。【解決手段】  化学めっき法の酸化還元特性を利用してめっきする金属イオンと強還元能力材料で製作しためっきしたいパターンにイオン置換を行なわせ、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイの金属導線レイアウトを完成し、これにより一部金属導線のエッチングが行ないにくい問題を克服すると共に自動アライメントの目的を達成する。このイオン置換方式は酸化還元反応の能力を運用することで置換を完成し、伝統的な技術中の、リソグラフィーエッチング工程による金属導線レイアウト完成の制限を解決する。【選択図】        図１２
2005093967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜トランジスタアレイの製造方法において、
アモルファスシリコン種子置換方式で、第１導電金属を基板の上に堆積させて、薄膜トランジスタアレイのゲートを画定する、ゲート形成ステップと、
誘電層、アモルファスシリコン層及びシリコンドープ層を順に堆積させ、該誘電層にゲート上方を被覆させ、該アモルファスシリコン層を該誘電層と該シリコンドープ層の間あに介在させる、誘電層、アモルファスシリコン層及びシリコンドープ層形成ステップと、  第２マスクにより複数のコンタクトウインドウを画定する、コンタクトウインドウ画定ステップと、
透明導電材料を複数のコンタクトウインドウの上に設置する、透明導電層堆積ステップと、
第３マスクにより該薄膜トランジスタアレイのソースとドレインを画定する、ドレインとソース画定ステップと、
第４マスクで被覆し、素子コンタクトウインドウ中において導線チャネルをエッチングして形成する、チャネルエッチングステップと、
保護層を堆積させ、該保護層の上に第４マスクを設置して該保護層をエッチングして薄膜トランジスタアレイの製作を完成する、保護層設置ステップと、
を具えたことを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、置換方式が化学めっき法とされ、シリコンに対して強還元能力材料を有する低抵抗金属を利用し、化学めっき法で酸化還元反応を行なわせてアモルファスシリコン種子の画定する領域を置換して第１金属導電層となすことを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、ゲートを画定するステップで、堆積方式によるゲートの画定に、ＰＶＤ、ＬＰＣＶＤ、ＰＥＣＶＤを使用することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、ゲートを画定するステップで、堆積方式でゲートを画定する方式によりゲート線に堆積させる金属に、銅、アルミニウム、或いは銀を採用することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、誘電層形成ステップで、連続堆積の方式で形成する誘電層に、酸化物の材料を採用することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法。
【請求項６】
請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、誘電層形成ステップを、ＬＰＣＶＤ或いはＰＥＣＶＤで完成することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法。
【請求項７】
請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、透明導電層堆積ステップで、堆積方式で形成する該透明導電層をＩＴＯ、ＩＺＯで形成することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法。
【請求項８】
請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、ソースとドレイン画定ステップで、第２導電金属のシリコンより強い酸化能力を具備する特性を利用し、一部のシリコンドープ層をシリコンドープ種子層となして酸化還元反応を行なわせ、そのうちシリコンドープ種子層の置換された部分をソースとドレインとして画定することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、第２導電金属として銅、アルミニウム或いは銀を採用することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法。
【請求項１０】
請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、第４マスク工程でポジ型ホトレジストを利用して遮蔽することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種の薄膜トランジスタアレイの製造方法に係り、酸化還元の原理を利用し、金属導線の製作を行ない、該薄膜トランジスタの金属導線レイアウトを完成する、薄膜トランジスタアレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術水準の不断の向上により、人々の生活品質に対する要求も不断に高まり、画像部分にあっては、モノトーン表示スクリーンでは現在の要求を満たすことはできなくなり、カラーのディスプレイスクリーンがＣＲＴに代わりフラットテレビジョン或いは液晶ディスプレイスクリーンが採用されるようになり、さらには高価なプラズマテレビジョンが出現している。
【０００３】
そのうち、液晶ディスプレイは、製品の競争力を高めるために、新たなディスプレイ技術が開発され、それには、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイが含まれ、伝統的な周知の薄膜トランジスタ液晶ディスプレイは、製造工程において、大面積の応用のため、ＲＣ遅延が画像表示の結果に影響を与える。
【０００４】
このほか、伝統的な金属導線の周知の工程技術は高価なＰＶＤにより製作される薄膜トランジスタ液晶ディスプレイパネルは、コスト上高価であるだけでなく、高拡散性の低抵抗金属（例えば銅）に対する後続薄膜処理工程（例えばエッチング、高温アニール等）が比較的面倒であり、且つ製品素子の欠陥を形成しやすい。このため、本発明の技術の提出により、周知の技術に発生する欠点を解決する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の薄膜トランジスタアレイの製造方法は、酸化還元の原理を利用し、金属導線を製作し、該薄膜トランジスタ液晶ディスプレイの金属導線レイアウトを完成し、高拡散性金属導線がマスク工程で露出される回数を減らし、金属導線に多次のマスク工程により製品に発生する欠陥を減らす。
【０００６】
本発明の技術はアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を種子層（ｓｅｅｄ  ｌａｙｅｒ）となし、さらにシリコンに対して、強酸化能力を具備する低抵抗金属で、化学めっき法を使用して金属導線レイアウトを完成する。これにより従来の、リソグラフィーエッチングで金属導線レイアウトを行なう制限を無くし、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ製造工程の選択性を高め、ＲＣ遅延を減らす。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、薄膜トランジスタアレイの製造方法において、
アモルファスシリコン種子置換方式で、第１導電金属を基板の上に堆積させて、薄膜トランジスタアレイのゲートを画定する、ゲート形成ステップと、
誘電層、アモルファスシリコン層及びシリコンドープ層を順に堆積させ、該誘電層にゲート上方を被覆させ、該アモルファスシリコン層を該誘電層と該シリコンドープ層の間あに介在させる、誘電層、アモルファスシリコン層及びシリコンドープ層形成ステップと、  第２マスクにより複数のコンタクトウインドウを画定する、コンタクトウインドウ画定ステップと、
透明導電材料を複数のコンタクトウインドウの上に設置する、透明導電層堆積ステップと、
第３マスクにより該薄膜トランジスタアレイのソースとドレインを画定する、ドレインとソース画定ステップと、
第４マスクで被覆し、素子コンタクトウインドウ中において導線チャネルをエッチングして形成する、チャネルエッチングステップと、
保護層を堆積させ、該保護層の上に第４マスクを設置して該保護層をエッチングして薄膜トランジスタアレイの製作を完成する、保護層設置ステップと、
を具えたことを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、置換方式が化学めっき法とされ、シリコンに対して強還元能力材料を有する低抵抗金属を利用し、化学めっき法で酸化還元反応を行なわせてアモルファスシリコン種子の画定する領域を置換して第１金属導電層となすことを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、ゲートを画定するステップで、堆積方式によるゲートの画定に、ＰＶＤ、ＬＰＣＶＤ、ＰＥＣＶＤを使用することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、ゲートを画定するステップで、堆積方式でゲートを画定する方式によりゲート線に堆積させる金属に、銅、アルミニウム、或いは銀を採用することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、誘電層形成ステップで、連続堆積の方式で形成する誘電層に、酸化物の材料を採用することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、誘電層形成ステップを、ＬＰＣＶＤ或いはＰＥＣＶＤで完成することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法としている。
請求項７の発明は、請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、透明導電層堆積ステップで、堆積方式で形成する該透明導電層をＩＴＯ、ＩＺＯで形成することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法としている。
請求項８の発明は、請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、ソースとドレイン画定ステップで、第２導電金属のシリコンより強い酸化能力を具備する特性を利用し、一部のシリコンドープ層をシリコンドープ種子層となして酸化還元反応を行なわせ、そのうちシリコンドープ種子層の置換された部分をソースとドレインとして画定することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法としている。
請求項９の発明は、請求項８記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、第２導電金属として銅、アルミニウム或いは銀を採用することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法としている。
請求項１０の発明は、請求項１記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法において、第４マスク工程でポジ型ホトレジストを利用して遮蔽することを特徴とする、薄膜トランジスタアレイの製造方法としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の薄膜トランジスタアレイの製造方法は、ゲート形成開始及び第３マスク工程中に、化学めっき法の酸化還元特性を利用し、金属導線製作を行ない、該薄膜トランジスタ液晶ディスプレイの金属導線レイアウトを完成し、金属導線がマスク工程中に何度も露出させられることによる素子欠陥の発生を防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の実施例のステップ１であり、まず、マスクを利用し、基板１００上にゲート金属導線位置を画定する。続いて、その位置の上にアモルファスシリコン種子層１１５を形成し、その後、化学めっき法の酸化還元特性を利用し、めっきする金属イオンと強還元能力材料で形成しためっき領域パターンにイオン置換を行なわせ、ゲート１１を形成する。そのうち、めっきする金属イオンは、銅、アルミニウム、銀、ニッケル、チタン、タングステン、モリブデン等の金属イオンとされ、強還元能力材料で製作しためっき領域パターンはアモルファスシリコン種子層１１５とされる。その後、誘電層２０５、アモルファスシリコン層２１５、シリコンドープ層２２５を堆積させ、これは本発明の実施例のステップ２であり、図２に示されるとおりである。そのうち、アモルファスシリコン層２１５（ａ−Ｓｉ  ｌａｙｅｒ）は導電チャネルとされ、該シリコンドープ層２２５（Ｎ＋Ｓｉ  ｌａｙｅｒ）はオームコンタクト層とされる。上述の堆積形成される誘電層２０５アモルファスシリコン層２１５、シリコンドープ層２２５の堆積方法は、ＰＶＤ、ＬＰＣＶＤ、ＰＥＣＶＤとされうる。
【００１０】
上述のステップでシリコンドープ層２２５の堆積を完成した後、図３に示される本発明の実施例のステップ３を実行し、即ち、コンタクトウインドウ１２を画定し、複数のホトレジスト３０５で遮蔽された部分のシリコンドープ層２２５に対して、マスク工程を実行し、リソグラフィーエッチングによりホトレジスト３０５で遮蔽されていない部分を除去してコンタクトウインドウ１２を形成する。続いて、図４の本発明の製造ステップ４を実行し、ホトレジスト３０５を剥離し、コンタクトウインドウを完成する。続いて、図５に示されるように、ステップ５において、透明導電層４０５を堆積させる。この透明導電層４０５は上述と同様の堆積方法で堆積させる。該透明導電層４０５の材料はＩＴＯ或いはＩＺＯとされ、該透明導電層４０５の上方に第２金属導線層を画定できる。
【００１１】
以上のステップに続き、図６に示されるステップ６を実行し、先ずホトレジスト５０５を形成し、第２金属導線位置を画定し、並びにソースとドレインを画定し、その後、マスク工程を実行し、リソグラフィーエッチングを実行し、一部の透明導電層を除去し、一部のシリコンドープ層を露出させてシリコンドープ種子層４０７となし、該シリコンドープ種子層４０７の有する導線金属材料との相反する能力により置換を完成する。そのうち、該導線金属と該シリコンドープ種子層４０７の置換反応は同性質間金属置換反応或いは付加反応とされる。図７は本発明の実施例のステップ７を示し、ステップ７では二つの物質間の化学電位差を利用し反応を行なわせ、シリコンドープ種子層４０７の露出した部分に第２金属導線４０８を成長させ、残った透明導電層４０６部分には第２金属導線４０８を成長させず、セルフアライメントを行なう。そのうち、該化学反応は電気メッキ或いは無電解めっきの方式で行ない、その後、図８に示されるステップ８のように、第２金属導線４０８レイアウトを完成する。
【００１２】
続いて、図９に示されるステップ９において、導線チャネルを画定し、ホトレジスト６０５で非導線チャネル位置を遮蔽する。そのうち、ホトレジスタはポジ型ホトレジストとされ、マスク工程に進入後に、リソグラフィーエッチングを行ない、導線チャネル２２７を形成する。図１０は本発明のステップ１０を示し、導線チャネル２２７を完成した後、最後に保護層を形成する。図１１は本発明のステップ１１を示し、上述の堆積法を利用して保護層７００を堆積させた後に、第４ホトレジスト７１０で保護層７００の一部を被覆して除去し、素子保護層７０６を形成し、並びに第４ホトレジスト７１０を除去する。図１２は本発明のステップ１２を示し、薄膜トランジスタアレイ素子の製作を完成する。
【００１３】
図１３は本発明の技術を利用して製作した回路図である。まず第１マスクで金属導線１１を形成し並びにゲート位置を画定し、そのうちゲートの導線金属は置換方法で形成し、続いて第２マスクで信号線領域及びコンタクトウインドウを形成後に透明導電層１４を画定し、その後、第３マスク工程を行ない、ソースとドレイン１３を画定する。そのうち、該導線金属に一部シリコンドープ層を種子としてセルフアライメント置換反応を行なわせ、さらに第４マスク工程で、導線チャネル１７を形成し、最後に第５マスク工程で保護層１５を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例の製造ステップ中の各工程構造表示図である。
【図２】本発明の実施例の製造ステップ中の各工程構造表示図である。
【図３】本発明の実施例の製造ステップ中の各工程構造表示図である。
【図４】本発明の実施例の製造ステップ中の各工程構造表示図である。
【図５】本発明の実施例の製造ステップ中の各工程構造表示図である。
【図６】本発明の実施例の製造ステップ中の各工程構造表示図である。
【図７】本発明の実施例の製造ステップ中の各工程構造表示図である。
【図８】本発明の実施例の製造ステップ中の各工程構造表示図である。
【図９】本発明の実施例の製造ステップ中の各工程構造表示図である。
【図１０】本発明の実施例の製造ステップ中の各工程構造表示図である。
【図１１】本発明の実施例の製造ステップ中の各工程構造表示図である。
【図１２】本発明の実施例の製造ステップ中の各工程構造表示図である。
【図１３】本発明の技術を利用して製造した電気回路図である。
【符号の説明】
【００１５】
１１  ゲート
１２  コンタクトウインドウ
１３  ソースとドレイン
１４  透明導電層
１７  保護層
１００  基板
１１５  アモルファスシリコン種子層
１２５  置換金属
１１６  ゲート導線
２０  保存コンデンサ
２０５、２０６  誘電層
２１５、２１６  アモルファスシリコン層
２２５、２２６  シリコンドープ層
２２７  導線チャネル
３０  金属導線コンタクトウインドウ層
３０５、５０５、６０５、７１０  ホトレジスト
４０５、４０６  透明導電層
４０７  シリコンドープ種子層
４０８  第２金属導線
７０１、７０６  素子保護層
【図１】
2005093967.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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