(57)【要約】【課題】製造工程にかかるコスト及び時間の低減が可能であり、製造収率の高い液晶表示装置用薄膜トランジスター素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、透明絶縁基板上に形成されたゲート電極、ガラス組成物で形成されたゲート絶縁膜、半導体層及びソース電極とドレーン電極を含む。本発明の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、透明絶縁基板上にゲート電極を形成する段階、ガラス組成物でゲート絶縁膜を形成する段階、半導体層を形成する段階及びソース電極とドレーン電極を形成する段階を含む。【選択図】図１
2007013137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明絶縁基板上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極を覆う領域にガラス組成物で形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成された半導体層と、
前記ゲート電極と対応する領域で前記半導体層を露出させて、前記半導体層上に互いに離隔されるように位置して形成されたソース電極及びドレーン電極とを含むことを特徴とする液晶表示装置用薄膜トランジスター素子。
【請求項２】
前記ガラス組成物はＳｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含むことを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子。
【請求項３】
前記ガラス組成物はＡｌ２Ｏ３をさらに含むことを特徴とする、請求項２記載の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子。
【請求項４】
前記ガラス組成物はセラミック・フィラーをさらに含むことを特徴とする、請求項３記載の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子。
【請求項５】
前記ソース電極、前記ドレーン電極及び前記半導体層上に、前記ガラス組成物で形成された無機保護膜をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子。
【請求項６】
前記ガラス組成物はＳｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含むことを特徴とする、請求項５記載の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子。
【請求項７】
前記ガラス組成物はＡｌ２Ｏ３をさらに含むことを特徴とする、請求項６記載の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子。
【請求項８】
前記ガラス組成物はセラミック・フィラーをさらに含むことを特徴とする、請求項７記載の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子。
【請求項９】
透明絶縁基板上にゲート電極を形成する段階と、
前記ゲート電極を覆う領域にガラス組成物でゲート絶縁膜を形成する段階と、
前記ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する段階と、
前記ゲート電極と対応される領域で前記半導体層を露出させて、前記半導体層上に互いに離隔されるように位置するソース電極及びドレーン電極を形成する段階とを含むことを特徴とする液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法。
【請求項１０】
前記ガラス組成物はＳｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含むことを特徴とする、請求項９記載の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法。
【請求項１１】
前記ガラス組成物は Ａｌ２Ｏ３をさらに含むことを特徴とする、請求項１０記載の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法。
【請求項１２】
前記ガラス組成物はセラミック・フィラーをさらに含むことを特徴とする、請求項１１記載の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法。
【請求項１３】
前記ソース電極、 前記ドレーン電極及び前記半導体層上に、前記ガラス組成物で無機保護膜を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項９記載の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法。
【請求項１４】
前記ガラス組成物はＳｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含むことを特徴とする、請求項１３記載の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法。
【請求項１５】
前記ガラス組成物はＡｌ２Ｏ３をさらに含むことを特徴とする、請求項１４記載の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法。
【請求項１６】
前記ガラス組成物はセラミック・フィラーをさらに含むことを特徴とする、請求項１５記載の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置（ＬＣＤ）用薄膜トランジスター（ＴＦＴ）素子及びその製造方法に関し、より詳細には、ガラス組成物を利用してゲート絶縁膜または無機保護膜を形成することで、製造収率を向上させることができる液晶表示装置用薄膜トランジスター素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日のような情報化社会において電子表示装置の役割は非常に重要になっており、各種の電子表示装置が多様な産業分野に幅広く使用されている。このような電子表示装置分野は発展を続けており、多様化する情報化社会の要求に相応する新しい機能を持つ電子表示装置が継続的に開発されている。
【０００３】
一般的に、電子表示装置とは、多様な情報を視覚を通じて人間に伝達する装置を言う。すなわち、電子表示装置とは、各種の電子機器から出力される電子的情報信号を人間の視覚で認識することができる光情報信号に変換する電子装置をいい、人間と電子機器を連結する架橋的な役目を担当する装置と言える。
【０００４】
このような電子表示装置において、光情報信号が発光現象によって表示される場合には発光型表示装置と称され、反射、散乱、干渉現象などによる光変調によって表示される場合には受光型表示装置と称される。能動型表示装置とも呼ばれる発光型表示装置としては、陰極線管表示装置（ＣＲＴ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、有機ＥＬ表示装置（ＯＥＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）などをあげることができる。そして受動型表示装置とも呼ばれる受光型表示装置としては、液晶表示装置（ＬＣＤ）、電子泳動表示装置（ＥｌｅｃｔｒｏＰｈｏｒｅｔｉｃ Ｉｍａｇｅ Ｄｉｓｐｌａｙ； ＥＰＩＤ）などをあげることができる。
【０００５】
テレビやコンピューターモニターなどに使用され、最も長い歴史を持つ表示装置である陰極線管表示装置は、従来、経済性などの面で最も大きなマーケットーシェアを占めてきたが、重量が重く、体積が大きく、また、消費電力が高いなど、短所が多い。
【０００６】
近年、半導体技術の急速な進歩によって各種電子装置の低電圧化及び低電力化とともに電子器機の小型化、 薄形化及び軽量化が進む傾向にあり、新しい環境に相応しい電子表示装置として平板パネル型表示装置に対する要求が急激に増大している。これに伴い、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、有機ＥＬ表示装置（ＯＥＬＤ）などのような平板パネル型表示装置が開発されている。そして、このような平板パネル型表示装置の内でも、小型化、軽量化及び薄形化が容易であり、低い消費電力及び低い駆動電圧を持つ液晶表示装置が特に注目されている。
【０００７】
液晶表示装置は、共通電極、カラーフィルター、ブラックマトリックスなどが形成されている上部透明絶縁基板とスイッチング素子、画素電極などが形成されている下部透明絶縁基板の間に異方性誘電率を持つ液晶物質を注入し、画素電極と共通電極に互いに異なる電位を印加することで、液晶物質に形成される電界の強さを調整して液晶物質の分子配列を変化させて、これを通じて透明絶縁基板に透過される光の量を調節することで、所望の画像を表示する表示装置である。このような液晶表示装置としては、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）素子をスイッチング素子として使用する薄膜トランジスター液晶表示装置（ＴＦＴ ＬＣＤ）が主に使われている。
【０００８】
一般的に、液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、透明絶縁基板上に形成されたゲート電極と、ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成された半導体層と、お互いに離隔されるように位置して形成されたソース電極及びドレーン電極と、ソース電極及びドレーン電極上に形成された無機保護膜とを備える。
【０００９】
ところが、従来の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子のゲート絶縁膜はゲート電極を覆う領域において、シリコーン質化膜（ＳｉＮｘ）、シリコーン酸化膜（ＳｉＯｘ）などの無機絶縁物質を用いて形成されており、無機保護膜はソース電極及びドレーン電極上に窒化シリコーン（ＳｉＮｘ）などの無機絶縁物質を用いて形成されている。前記無機絶縁物質は化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ； ＣＶＤ）装置などの真空装置を使って形成される。 このような化学気相蒸着装置などの真空装置を用いて無機絶縁物質を形成する場合には、無機絶縁物質の蒸着工程は高価な真空装置を用いて別に制御されなければならないので、当該工程にかかる費用が高く、当該工程に必要な時間が増大するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって本発明の目的は、ガラス組成物を利用してゲート絶縁膜または無機保護膜を形成することにより、製造収率を向上させることができる液晶表示装置（ＬＣＤ）用薄膜トランジスター（ＴＦＴ）素子を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、上述のような液晶表示装置(ＬＣＤ)用薄膜トランジスター（ＴＦＴ）素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明が解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されないし、言及されなかったまた他の技術的課題は以下の記載から当業者により明確に理解されるであろう。
【００１３】
前記技術的課題を解決するための本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、透明絶縁基板上に形成されたゲート電極、前記ゲート電極を覆う領域においてガラス組成物により形成されたゲート絶縁膜、前記ゲート絶縁膜上に形成された半導体層、及び前記ゲート電極と対応される領域において前記半導体層を露出させて、前記半導体層上に互いに離隔されるように位置して形成されたソース電極及びドレーン電極を含む。
【００１４】
本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、前記ガラス組成物がＳｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含むのが望ましい。
【００１５】
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、前記ガラス組成物がＡｌ２Ｏ３をさらに含むのが望ましい。
【００１６】
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、前記ガラス組成物がセラミック・フィラーをさらに含むのが望ましい。
【００１７】
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、前記ソース電極、 前記ドレーン電極及び前記半導体層上に前記ガラス組成物で形成された無機保護膜をさらに含むのが望ましい。
【００１８】
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、前記ガラス組成物がＳｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含むのが望ましい。
【００１９】
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、前記ガラス組成物が Ａｌ２Ｏ３をさらに含むのが望ましい。
【００２０】
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、前記ガラス組成物がセラミック・フィラーをさらに含むのが望ましい。
【００２１】
前記他の技術的課題を解決するための本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、透明絶縁基板上にゲート電極を形成する段階、 前記ゲート電極を覆う領域にガラス組成物からなるゲート絶縁膜を形成する段階、前記ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する段階、及び前記ゲート電極と対応される領域において前記半導体層を露出させて、前記半導体層上に互いに離隔されるように位置するソース電極及びドレーン電極を形成する段階を含む。
【００２２】
本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、前記ガラス組成物がＳｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含むのが望ましい。
【００２３】
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、前記ガラス組成物がＡｌ２Ｏ３をさらに含むのが望ましい。
【００２４】
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、前記ガラス組成物がセラミック・フィラーをさらに含むのが望ましい。
【００２５】
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、前記ソース電極、前記ドレーン電極及び前記半導体層上に前記ガラス組成物で形成された無機保護膜をさらに含むのが望ましい。
【００２６】
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、前記ガラス組成物がＳｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含むのが望ましい。
【００２７】
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、前記ガラス組成物がＡｌ２Ｏ３をさらに含むのが望ましい。
【００２８】
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、前記ガラス組成物がセラミック・フィラーをさらに含むのが望ましい。
【００２９】
その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。
【発明の効果】
【００３０】
前記のように成る本発明は、ゲート絶縁膜をガラス組成物で形成することにより、従来の液晶表示装置用薄膜トランジスターのゲート絶縁膜とは異なり、化学気相蒸着（ＣＶＤ）装置などの真空装置を使用する必要なしに、プリンティング（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）工程と焼結工程を利用して形成することができるので、製造工程にかかる費用と時間を減らし、製造収率を効果的に向上させることができる。また、ガラス組成物により形成されるガラスの比誘電率は3未満なので、薄膜トランジスター素子の電気的な特性を向上させることができ、透明絶縁基板との接着性を向上させることができる。さらに、ガラス組成物で形成されるガラスの透過度は従来の薄膜トランジスターのゲート絶縁膜に比べて増加されるので、液晶表示装置の透過度を向上させることができる。   
【００３１】
また、ガラス組成物で形成されたゲート絶縁膜は、乾式エッチング、湿式エッチングまたはレーザー工程を利用して容易にパターンを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下では本発明による具体的な実施形態を添付された図面を参照して説明する。
【００３３】
本発明の利点及び特徴、そしてそれを実現する方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるであろう。 明細書全体において、同一参照符号は同一構成要素を示している。
【００３４】
図１を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子について説明する。図１は本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の断面図である。
【００３５】
図１に示すように、本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、ゲート電極１１０、ゲート絶縁膜１２０、半導体層１３０、ソース電極１４１及びドレーン電極１４２、無機保護膜１５０を含む。
【００３６】
ゲート電極１１０は透明絶縁基板１００上にアルミニウム（Ａｌ）または銅（Ｃｕ）などを含む金属物質によって形成され、ゲート絶縁膜１２０はゲート電極１１０を覆う領域においてガラス組成物でプリンティング工程と焼結工程を利用して形成されている。
【００３７】
具体的には、前記ガラス組成物はＳｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含む。ここで、Ｓｂ２Ｏ３は形成されるガラスの転移点や軟化点を低減するのに必要な物質である。しかし、Ｓｂ２Ｏ３の含量が５０ｍｏｌ％を超過すると、ガラス化されにくくなるという問題が生じる。そこで、Ｓｂ２Ｏ３にＢ２Ｏ３とＳｉＯ２を添加することで、形成されるガラスを安定化させて、熱膨脹係数を小さくすることができる。ここで、Ｂ２Ｏ３の含量が５０ｍｏｌ％を超過すると、形成されるガラス材料の気密性が低下するという問題が生じる。そして、ＳｉＯ２の含量が１０ｍｏｌ％を超過すると、形成されるガラスの転移点が上昇して焼成（ｂａｋｉｎｇ）時に流動性が悪くなるという問題が生じる。
【００３８】
このようなガラス組成物においては、Ａｌ２Ｏ３をさらに含むのが望ましい。これにより、形成されるガラスの化学的耐久性を向上することができる。ただし、 Ａｌ２Ｏ３の含量が１０ｍｏｌ％を超過すると、焼成時に完全に融解されないという問題が生じる。
【００３９】
また、ガラス組成物にはセラミック・フィラーをさらに含むのが望ましい。これにより、形成されるガラスの熱膨脹係数を低減することができる。ただし、 セラミック・フィラーの含量が３０ｍｏｌ％を超過すると、焼成時に流動性が悪くなるという問題が生じる。
【００４０】
本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、ゲート絶縁膜１２０が前述のようなガラス組成物で形成されることにより、従来の液晶表示装置用薄膜トランジスターのゲート絶縁膜とは異なり、化学気相蒸着（ＣＶＤ）装置などの真空装置を使用する必要なしに、プリンティング工程と焼結工程を利用して形成することができるので、製造工程にかかる費用と時間を減らし、製造収率を効果的に向上させることができる。また前記ガラス組成物により形成されるガラスの比誘電率は３未満であるので、薄膜トランジスター素子の電気的な特性を向上させることができ、透明絶縁基板との接着性を向上させることができる。さらに、前記ガラス組成物で形成されるガラスの透過度は従来の薄膜トランジスターのゲート絶縁膜に比べて増加するので、液晶表示装置の透過度を向上させることができる。
【００４１】
半導体層１３０は、ゲート絶縁膜１２０上のゲート電極１１０を覆う位置において、ドーピングされない非晶質シリコーン物質とｎ型またはｐ型の不純物でドーピングされた非晶質シリコーン物質とを用いて形成される。ソース電極１４１及びドレーン電極１４２は、クロム（Ｃｒ）またはモリブデン（Ｍｏ）などを含む金属物質を用いて、ゲート電極１１０と対応する領域において半導体層１３０を露出させて、半導体層１３０上に互いに離隔されるように位置して形成されていて、無機保護膜１５０はソース電極１４１、ドレーン電極１４２及び半導体層１３０上に前記ガラス組成物でプリンティング工程と焼結工程を利用して形成されている。
【００４２】
具体的には、前記ガラス組成物は、上述のように、Ｓｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含む。ここで、Ｓｂ２Ｏ３は、形成されるガラスの転移点や軟化点を低減するのに必要な物質である。しかし、Ｓｂ２Ｏ３の含量が５０ｍｏｌ％を超過するとガラス化されにくくなるという問題がある。 Ｓｂ２Ｏ３に Ｂ２Ｏ３とＳｉＯ２を添加することで、形成されるガラスを安定化させて、熱膨脹係数を低減することができる。ここで、Ｂ２Ｏ３の含量が５０ｍｏｌ％を超過すると、形成されるガラス材料の気密性が低下するという問題が生じる。そして、ＳｉＯ２の含量が１０ｍｏｌ％を超過すると、形成されるガラスの転移点が上昇して焼成時に流動性が悪くなるという問題が生じる。
【００４３】
このようなガラス組成物においては、Ａｌ２Ｏ３をさらに含むのが望ましい。これにより、形成されるガラスの化学的耐久性が向上する。ただし、Ａｌ２Ｏ３の含量が１０ｍｏｌ％を超過すると、焼成時に完全に融解されないという問題が生じる。
【００４４】
また、ガラス組成物にはセラミック・フィラーをさらに含むのが望ましい。これにより、形成されるガラスの熱膨脹係数を低減できる。ただし、セラミック・フィラーの含量が３０ｍｏｌ％を超過すると、焼成時に流動性が悪くなるという問題が生じる。
【００４５】
そして、ドレーン電極１４２に接続され、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物、ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物、ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ)などの透明導電物質からなる画素電極（図示せず）を無機保護膜１５０上に形成したり、ドレーン電極１４２と無機保護膜１５０の間に形成したりすることができる。
【００４６】
本発明の一実施形態による薄膜トランジスター素子は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード液晶表示装置に利用することができるだけでなく、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード液晶表示装置やＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード液晶表示装置にも利用することができる。
【００４７】
以下、本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法に対しても、図２Ａ乃至図２Ｉを参照して詳しく説明する。図２Ａ乃至図２Ｉは本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造工程段階別のそれぞれの断面図である。
【００４８】
先ず、透明絶縁基板１００ 上にアルミニウム（Ａｌ）または銅（Ｃｕ）などを含む金属物質をスパッタリング工程などによって蒸着して、リソグラフィー工程とエッチング工程によってパターニングすることで、図２Ａに示すように、ゲート電極１１０を形成する。
【００４９】
次に、ゲート電極１１０を覆う領域にガラス組成物でゲート絶縁膜１２０を形成する。
【００５０】
図２Ｂに示すように、プリンティング装置２００を利用してゲート電極１１０を覆う領域にペースト状のガラス組成物１２１を塗布した後に、プリンティング装置２００を利用して塗布されたペースト状のガラス組成物１２１上に粉末状のガラス組成物１２２を、図２Ｃに示すように塗布する。その後に焼結工程を行って、図２Ｄに示すように、ゲート絶縁膜１２０を形成する。ゲート絶縁膜１２０を透明絶縁基板１００全面に形成しないで、ゲート電極１１０を覆う領域に限定して形成する場合には、ペースト状のガラス組成物１２１上に粉末状のガラス組成物１２２を塗布して、ゲート絶縁膜１２０が形成されない領域の粉末状のガラス組成物１２２をブロー（ｂｌｏｗ）してとり除いた後、焼結工程を行って、図２Ｅに示すように、ゲート絶縁膜１２０を形成する。ここで、焼結工程は２５０℃〜３５０℃で行うことができる。
【００５１】
ガラス組成物でゲート絶縁膜１２０を形成する他の方法においては、図２Ｆに示すように、プリンティング装置２００を利用して透明絶縁基板１００全面に粉末状態のガラス組成物を塗布して、焼結工程を実行してゲート絶縁膜１２０を形成する。ゲート絶縁膜１２０を透明絶縁基板１００全面に形成しないで、ゲート電極１１０を覆う領域に限定して形成する場合には、図２Ｇに示すように、プリンティング装置２００を利用してゲート電極１１０を覆う領域に粉末状態のガラス組成物を塗布して、焼結工程を実行してゲート絶縁膜１２０を形成する。ここで、焼結工程は２５０℃〜３５０℃で実行することができる。
【００５２】
具体的に、前記ガラス組成物は上述したように、Ｓｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含む。ここで、Ｓｂ２Ｏ３は形成されるガラスの転移点や軟化点を低減するのに必要な物質である。しかし、Ｓｂ２Ｏ３の含量が５０ｍｏｌ％を超過すると、ガラス化されにくくなるという問題が生じる。Ｓｂ２Ｏ３にＢ２Ｏ３とＳｉＯ２を添加することで、形成されるガラスを安定化させて、熱膨脹係数を低減することができる。ここで、Ｂ２Ｏ３の含量が５０ｍｏｌ％を超過すると、形成されるガラス材料の気密性が低下するという問題が生じる。そして、ＳｉＯ２の含量が１０ｍｏｌ％を超過すると、形成されるガラスの転移点が上昇して焼成時に流動性が悪くなるという問題が生じる。
【００５３】
このようなガラス組成物においては、Ａｌ２Ｏ３をさらに含むのが望ましい。これにより、形成されるガラスの化学的耐久性が向上する。ただし、 Ａｌ２Ｏ３の含量が１０ｍｏｌ％を超過すると、焼成時に完全に融解されないという問題が生じる。
【００５４】
また、ガラス組成物は、セラミック・フィラーをさらに含むのが望ましい。これにより、形成されるガラスの熱膨脹係数を低減することができる。ただし、 セラミック・フィラーの含量が３０ｍｏｌ％を超過すると、焼成時に流動性が悪くなるという問題が生じる。
【００５５】
本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法はゲート絶縁膜１２０を前述のようなガラス組成物により形成することにより、従来の液晶表示装置用薄膜トランジスターのゲート絶縁膜とは異なり、化学気相蒸着（ＣＶＤ）装置などの真空装置を使用する必要なしに、プリンティング工程と焼結工程を利用して形成することができるので、製造工程にかかる費用と時間を減らして製造収率を効果的に向上させることができる。またガラス組成物で形成されるガラスの比誘電率は３未満なので、薄膜トランジスター素子の電気的な特性を向上させることができ、透明絶縁基板１００との接着性を向上させることができる。それに前記ガラス組成物で形成されるガラスの透過度は従来の薄膜トランジスターのゲート絶縁膜に比べて増加されるので、液晶表示装置の透過度を向上させることができる。また、ガラス組成物で形成されたゲート絶縁膜１２０は乾式エッチング、湿式エッチングまたはレーザー工程を利用して容易にパターンを形成することができる。
【００５６】
次に、ゲート絶縁膜１２０上のゲート電極１１０を覆う位置に、ドーピングされない非晶質シリコーン物質とｎ型またはｐ型の不純物をドーピングされた非晶質シリコーン物質とを化学気相蒸着工程などによって蒸着して、リソグラフィー工程とエッチング工程でパターニングすることで、図２Ｈに示すように、半導体層１３０を形成する。
【００５７】
次に、図２Ｈに示すように、半導体層１３０上にクロム（Ｃｒ）またはモリブデン（Ｍｏ）などを含む金属物質をスパッタリング工程などによって蒸着して、リソグラフィー工程とエッチング工程でパターニングすることで、ゲート電極１１０と対応する領域で半導体層１３０を露出させて、半導体層１３０上に互いに離隔されるように位置するソース電極１４１及びドレーン電極１４２を形成する。半導体層１３０、ソース電極１４１及びドレーン電極１４２はハーフトーン（ｈａｌｆ ｔｏｎｅ）マスクを利用する場合には同時に形成することができる。
【００５８】
次に、図２Ｉに示すように、半導体層１３０、ソース電極１４１及びドレーン電極１４２上にガラス組成物を用いて無機保護膜１５０を形成する。ガラス組成物を用いて無機保護膜１５０を形成する工程は、ガラス組成物でゲート絶縁膜１２０を形成する工程と同様である。
【００５９】
そして、ドレーン電極１４２に接続されて、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明導電物質からなる画素電極（図示せず）を無機保護膜１５０上に形成したり、ドレーン電極１４２と無機保護膜１５０の間に形成したりすることができる。
【００６０】
以上添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、当業者であれば、本発明の技術的思想や必須な特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施できるということを理解できるであろう。
【００６１】
したがって、以上で記述した実施形態は、当業者が本発明の技術的思想を容易に実施できるように詳細に説明し、 当業者に対し本発明の範疇を完全に知らせるために提供されたものであり、すべての面で例示的なものに過ぎず、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【００６２】
前記のように成る本発明は、ゲート絶縁膜をガラス組成物で形成することにより、従来の液晶表示装置用薄膜トランジスターのゲート絶縁膜とは異なり、化学気相蒸着（ＣＶＤ）装置などの真空装置を使用することなく、プリンティング工程と焼結工程を利用して形成することができるので、製造工程にかかる費用と時間を減らし、製造収率を効果的に向上させることができる。またガラス組成物で形成されるガラスの比誘電率は3未満であり、薄膜トランジスター素子の電気的な特性を向上させることができ、透明絶縁基板との接着性を向上させることができる。
【００６３】
また、前記ガラス組成物で形成されるガラスの透過度は従来の薄膜トランジスターのゲート絶縁膜に比べて大きいため、液晶表示装置の透過度を向上させることができる。 さらに、ガラス組成物で形成されたゲート絶縁膜は乾式エッチング、湿式エッチングまたはレーザー工程を利用して容易にパターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の断面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造工程の各段階における断面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造工程の各段階における断面図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造工程の各段階における断面図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造工程の各段階における断面図である。
【図２Ｅ】本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造工程の各段階における断面図である。
【図２Ｆ】本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造工程の各段階における断面図である。
【図２Ｇ】本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造工程の各段階における断面図である。
【図２Ｈ】本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造工程の各段階における断面図である。
【図２Ｉ】本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造工程の各段階における断面図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図２Ｉ】
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