(57)【要約】【課題】 薄膜トランジスターのゲート電極と、半導体層のソース領域またはドレイン領域との間の寄生容量が低減され、その特性が向上する薄膜トランジスター、寄生容量によるキックバック電圧が下げられて信号遅延および歪みが低減される薄膜トランジスター表示板およびその製造方法の提供。【解決手段】ゲート電極と、前記ゲート電極の上または下に位置するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を挟んで前記ゲート電極と重なり合うチャネル領域と、前記チャネル領域と同じ層に位置し、前記チャネル領域と接続されており、前記チャネル領域を中心として相対向するソース領域およびドレイン領域と、を備え、前記チャネル領域と、前記ソース領域および前記ドレイン領域は酸化物半導体を含み、前記ソース領域および前記ドレイン領域のキャリア濃度が前記チャネル領域のキャリア濃度よりも大きいことを特徴とする薄膜トランジスター。【選択図】図５
2013251526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極と、
前記ゲート電極の上または下に位置するゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜を挟んで前記ゲート電極と重なり合うチャネル領域と、
前記チャネル領域と同じ層に位置し、前記チャネル領域と接続されており、前記チャネル領域を中心として相対向するソース領域およびドレイン領域と、
を備え、
前記チャネル領域と、前記ソース領域および前記ドレイン領域は酸化物半導体を含み、前記ソース領域および前記ドレイン領域のキャリア濃度が前記チャネル領域のキャリア濃度よりも大きいことを特徴とする薄膜トランジスター。
【請求項２】
前記ソース領域および前記ドレイン領域は、還元された前記酸化物半導体を含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスター。
【請求項３】
前記ソース領域および前記ドレイン領域は、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の薄膜トランジスター。
【請求項４】
前記ソース領域および前記ドレイン領域が含むフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度は、１０１５個／ｃｍ３以上であることを特徴とする請求項３に記載の薄膜トランジスター。
【請求項５】
前記チャネル領域のキャリア濃度が１０１８個／ｃｍ３未満であり、前記ソース領域および前記ドレイン領域のキャリア濃度は１０１８個／ｃｍ３以上であることを特徴とする請求項４に記載の薄膜トランジスター。
【請求項６】
前記ソース領域と接続されたソース電極および前記ドレイン領域と接続されたドレイン電極をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の薄膜トランジスター。
【請求項７】
前記チャネル領域を覆うエッチストッパーをさらに備え、
前記エッチストッパーは、前記ソース領域および前記ドレイン領域と実質的に重なり合わないことを特徴とする請求項６に記載の薄膜トランジスター。
【請求項８】
前記エッチストッパーの縁部の境界および前記ゲート電極の縁部の境界は、実質的に互いに位置合わせされていることを特徴とする請求項７に記載の薄膜トランジスター。
【請求項９】
前記チャネル領域と、前記ソース領域および前記ドレイン領域の上に位置する保護膜と、
前記保護膜の上に位置し、前記チャネル領域と重なり合う上部ゲート電極と、
をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の薄膜トランジスター。
【請求項１０】
前記ゲート絶縁膜および前記ゲート電極は、前記チャネル領域の上に位置し、
前記ゲート電極の縁部の境界と、前記ゲート絶縁膜の縁部の境界および前記チャネル領域の縁部の境界は実質的に互いに位置合わせされていることを特徴とする請求項５に記載の薄膜トランジスター。
【請求項１１】
絶縁基板の上にゲート電極を形成するステップと、
前記ゲート電極の上にゲート絶縁膜を積層するステップと、
前記ゲート絶縁膜の上に半導体パターンを形成するステップと、
前記半導体パターンの上に前記半導体パターンを横切って重なり合うエッチストッパーを形成するステップと、
前記エッチストッパーによって覆われておらずに露出された前記半導体パターンを処理して、前記エッチストッパーによって覆われたチャネル領域および前記チャネル領域を中心として相対向するソース領域およびドレイン領域を形成するステップと、
を含み、
前記ソース領域および前記ドレイン領域のキャリア濃度が、前記チャネル領域のキャリア濃度よりも大きいことを特徴とする薄膜トランジスター表示板の製造方法。
【請求項１２】
前記半導体パターンを処理するステップは、前記半導体パターンを還元処理するステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜トランジスター表示板の製造方法。
【請求項１３】
前記半導体パターンを処理するステップは、四フッ化炭素（ＣＦ４）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、メタン（ＣＨ４）のうちの少なくとも一種を含むガスを用いて、前記半導体パターンをフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）、硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種でドーピングするステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載の薄膜トランジスター表示板の製造方法。
【請求項１４】
絶縁基板の上に酸化物半導体を含む半導体パターンを形成するステップと、
前記半導体パターンの上に絶縁物質を積層して絶縁物質層を形成するステップと、
前記絶縁物質層の上にゲート電極を形成するステップと、
前記ゲート電極をエッチングマスクとして前記絶縁物質層をパターニングしてゲート絶縁層を形成し、前記半導体パターンの一部を露出させるステップと、
前記露出された半導体パターンを処理して前記ゲート電極によって覆われたチャネル領域および前記チャネル領域を中心として相対向するソース領域およびドレイン領域を形成するステップと、
を含み、
前記ソース領域および前記ドレイン領域のキャリア濃度が、前記チャネル領域のキャリア濃度よりも大きいことを特徴とする薄膜トランジスター表示板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスター、これを備える薄膜トランジスター表示板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスター（thin film−transistor;ＴＦＴ）は、フラットパネル表示装置など種々の電子装置に用いられている。例えば、薄膜トランジスターは、液晶表示装置（liquid crystal display;ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレー（organic light emitting diode display;ＯＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電気泳動ディスプレー（electrophoretic  display）などのフラット表示装置でスイッチング素子または駆動素子として用いられている。
【０００３】
薄膜トランジスターは、走査信号を送信するゲート線と接続されているゲート電極と、画素電極に印加されるべき信号を送信するデータ線と接続されているソース電極と、ソース電極と相対向するドレイン電極と、ソース電極およびドレイン電極と電気的に接続されている半導体と、を備える。
【０００４】
中でも、半導体は、薄膜トランジスターの特性を決定する重要な要素である。このような半導体としては、ケイ素（Ｓｉ）が最も多用されている。ケイ素は、結晶形態に応じて非晶質シリコンおよび多結晶シリコンに大別できるが、非晶質シリコンは、製造工程が単純であるのに対し、電荷移動度が低くて高性能薄膜トランジスターを製造することに限界がある。一方、多結晶シリコンは、電荷移動度が高いのに対し、ケイ素を結晶化させる工程が求められるため、製造コストおよび工程が複雑である。
【０００５】
これらの非晶質シリコンおよび多結晶シリコンの欠点を補完するために、非晶質シリコンよりも電子移動度が高く、ＯＮ／ＯＦＦ比（ＴＦＴがＯＮした時のドレイン電流とＴＦＴがＯＦＦした時のドレイン電流（リーク電流）との比）が高い他、多結晶シリコンよりも低コストであり、しかも、高い均一度を有する酸化物半導体（oxide semiconductor）を用いる薄膜トランジスターへの取り組みが盛んになされている。
【０００６】
一方、薄膜トランジスターのゲート電極がソース電極またはドレイン電極と寄生容量を形成するとき、このような寄生容量に起因して薄膜トランジスターのスイッチング素子としての特性が低下する虞がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、酸化物半導体を含む薄膜トランジスターの特性を向上させることである。また、本発明の他の目的は、薄膜トランジスターを備える薄膜トランジスター表示板における寄生容量によるキックバック電圧を下げて信号遅延を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターは、ゲート電極と、前記ゲート電極の上または下に位置するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を挟んで前記ゲート電極と重なり合うチャネル領域と、前記チャネル領域と同じ層に位置し、前記チャネル領域と接続されており、前記チャネル領域を中心として相対向するソース領域およびドレイン領域と、を備え、前記チャネル領域と、前記ソース領域および前記ドレイン領域は酸化物半導体を含み、前記ソース領域および前記ドレイン領域のキャリア濃度が前記チャネル領域のキャリア濃度よりも大きいことを特徴とする 。
【０００９】
好ましくは、前記ソース領域および前記ドレイン領域は、還元された前記酸化物半導体を含む。
【００１０】
また、好ましくは、前記ソース領域および前記ドレイン領域は、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種をさらに含む。
【００１１】
さらに、好ましくは、前記ソース領域および前記ドレイン領域が含むフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度は、１０１５個/ｃｍ３以上である。
【００１２】
さらに、好ましくは、前記チャネル領域のキャリア濃度が１０１８個/ｃｍ３未満であり、前記ソース領域および前記ドレイン領域のキャリア濃度は１０１８個/ｃｍ３以上である。
【００１３】
さらに、好ましくは、前記薄膜トランジスターは、前記ソース領域と接続されたソース電極および前記ドレイン領域と接続されたドレイン電極をさらに備える。
【００１４】
さらに、好ましくは、前記薄膜トランジスターは、前記チャネル領域を覆うエッチストッパーをさらに備え、前記エッチストッパーは、前記ソース領域および前記ドレイン領域と実質的に重なり合わない。
【００１５】
さらに、好ましくは、前記エッチストッパーの縁部の境界および前記ゲート電極の縁部の境界は、実質的に互いに位置合わせされている。
【００１６】
さらに、好ましくは、前記薄膜トランジスターは、前記チャネル領域と、前記ソース領域および前記ドレイン領域の上に位置する保護膜と、前記保護膜の上に位置し、前記チャネル領域と重なり合う上部ゲート電極と、をさらに備える。
【００１７】
さらに、好ましくは、前記ゲート絶縁膜および前記ゲート電極は、前記チャネル領域の上に位置し、前記ゲート電極の縁部の境界と、前記ゲート絶縁膜の縁部の境界および前記チャネル領域の縁部の境界は実質的に互いに位置合わせされている。
【００１８】
本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の製造方法は、絶縁基板の上にゲート電極を形成するステップと、前記ゲート電極の上にゲート絶縁膜を積層するステップと、前記ゲート絶縁膜の上に半導体パターンを形成するステップと、前記半導体パターンの上に前記半導体パターンを横切って重なり合うエッチストッパーを形成するステップと、前記エッチストッパーによって覆われておらずに露出された前記半導体パターンを処理して、前記エッチストッパーによって覆われたチャネル領域および前記チャネル領域を中心として相対向するソース領域およびドレイン領域を形成するステップと、を含み、前記ソース領域および前記ドレイン領域のキャリア濃度が、前記チャネル領域のキャリア濃度よりも大きいことを特徴とする 。
【００１９】
また、 本発明の他の実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の製造方法は、絶縁基板の上に酸化物半導体を含む半導体パターンを形成するステップと、前記半導体パターンの上に絶縁物質を積層して絶縁物質層を形成するステップと、前記絶縁物質層の上にゲート電極を形成するステップと、前記ゲート電極をエッチングマスクとして前記絶縁物質層をパターニングしてゲート絶縁層を形成し、前記半導体パターンの一部を露出させるステップと、前記露出された半導体パターンを処理して前記ゲート電極によって覆われたチャネル領域および前記チャネル領域を中心として相対向するソース領域およびドレイン領域を形成するステップと、を含み、前記ソース領域および前記ドレイン領域のキャリア濃度が、前記チャネル領域のキャリア濃度よりも大きいことを特徴とする。
【００２０】
好ましくは、前記半導体パターンを処理するステップは、前記半導体パターンを還元処理するステップを含む。
【００２１】
また、好ましくは、前記半導体パターンを処理するステップは、四フッ化炭素（ＣＦ４）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、メタン（ＣＨ４）のうちの少なくとも一種を含むガスを用いて、前記半導体パターンをフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）、硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種でドーピングするステップを含む。 
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、薄膜トランジスターのゲート電極と半導体層のソース領域またはドレイン領域との間の寄生容量を低減することができ、薄膜トランジスターの特性を向上させることができる。また、薄膜トランジスターを備える薄膜トランジスター表示板における寄生容量によるキックバック電圧を下げて信号遅延および歪みを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図７】図６に示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図１０】図９に示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【図１１】図９および図１０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図１３】(ａ)は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【図１４】図１３に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図１５】図１３に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図１６】図１３に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図１７】図１３に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図１８】図１３に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図１９】図１３に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図２１】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２２】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２３】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２４】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２５】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２６】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２７】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２８】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２９】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板を製造する方法を示すフローチャートである。
【図３０】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板を製造する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態につき、本発明が属する技術分野において通常の知識を持った者が容易に実施できる程度に詳しく説明する。しかしながら、本発明は種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されない。
【００２５】
図中、複数の層および領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示す。明細書全般に亘って類似する部分に対しては同じ図面符号を付する。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとしたとき、これは、他の部分の「直上に」ある場合だけではなく、これらの間に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「真上に」あるとしたときには、これらの間に他の部分がないことを意味する。
【００２６】
まず、図１に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【００２８】
プラスチック、ガラスなどの絶縁性物質を含む絶縁基板１１０の上にゲート電極１２４を含むゲート線１２１が位置する。ゲート線１２１は、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）およびゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）を含むゲート信号を送信してもよい。
【００２９】
ゲート線１２１は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金など銀系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金など銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）およびチタン（Ｔｉ）などから作製されてもよい。しかしながら、ゲート電極１２４は、物理的な性質が異なる少なくとも二つの導電膜を備える多重膜構造を有していてもよい。
【００３０】
ゲート線１２１の上には、ゲート絶縁膜１４０が位置する。ゲート絶縁膜１４０は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、または酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの絶縁物質を含んでいてもよい。ゲート絶縁膜１４０は、スパッタリング方法などを用いて形成してもよい。
【００３１】
ゲート絶縁膜１４０の上には、チャネル領域１５４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５を有する半導体層が位置する。
【００３２】
チャネル領域１５４は、ゲート電極１２４と重なり合う。チャネル領域１５４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の境界は、ゲート電極１２４の縁部の境界と実質的に一致していてもよく、ゲート電極１２４の縁部の境界の外側または内側に位置していてもよい。中でも、チャネル領域１５４の縁部の境界は、ゲート電極１２４の縁部の境界と実質的に位置合わせされていた方が、薄膜トランジスターの特性の向上および薄膜トランジスター表示板における信号遅延の防止を図る上で好適である。チャネル領域１５４の縁部の境界とゲート電極１２４の縁部とを実質的に位置合わせすることで、ゲート電極１２４とソース領域１５３又はドレイン領域１５５との間の寄生容量を減らすことができるため、信号遅延を防止できるからである。
【００３３】
チャネル領域１５４は、酸化物半導体を含んでいてもよい。酸化物半導体は金属酸化物半導体であり、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、錫（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）などの金属の酸化物または亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、錫（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）などの金属とこれらの酸化物との組み合わせから形成されてもよい。例えば、酸化物半導体は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、亜鉛−錫酸化物（ＺＴＯ）、亜鉛−インジウム酸化物（ＺＩＯ）、インジウム酸化物（ＩｎＯ）、チタン酸化物（ＴｉＯ）、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）、インジウム−亜鉛−錫酸化物（ＩＺＴＯ）のうちの少なくとも一種を含んでいてもよい。
【００３４】
ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４を中心として両側にそれぞれ位置し、互いに離れている。ソース領域１５３およびドレイン領域１５５はゲート電極１２４と重なり合っていてもよく、実質的に重なり合っていなくてもよい。
【００３５】
ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と物理的に且つ電気的に接続されている。
【００３６】
具体的に、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４をなす酸化物半導体を含むか、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５のキャリア濃度は、チャネル領域１５４のキャリア濃度とは異なる。具体的に、チャネル領域１５４のキャリア濃度が１０１８個／ｃｍ３未満であるとき、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５のキャリア濃度は、１０１８個／ｃｍ３以上であってもよい。ソース領域１５３またはドレイン領域１５５とチャネル領域１５４との間の境界にキャリア濃度の勾配が存在する。このキャリア濃度の勾配によりトランジスタの駆動能力を向上することができる。
【００３７】
本発明の一実施形態によれば、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４をなす酸化物半導体および還元された酸化物半導体を含んでいてもよい。例えば、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、酸化物半導体とフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種をさらに含んでいてもよい。このとき、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５が含むフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度は、１０１５個／ｃｍ３以上であってもよい。ソース領域１５３またはドレイン領域１５５とチャネル領域１５４との間の境界に、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度の勾配が存在してもよい。
【００３８】
このようなソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４をなす酸化物半導体をプラズマ処理などの方法により還元させて形成してもよい。例えば、酸化物半導体を、チャンバー内において、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種を含むガスを用いて、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種でドーピングすることにより、本発明の一実施形態に係るソース領域１５３およびドレイン領域１５５を形成してもよい。
【００３９】
酸化物半導体はｎ型半導体であるため、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）、硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種のガスでドーピングされたソース領域１５３およびドレイン領域１５５はｎ+層となる。この場合、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、電極と半導体層との間においてオーミックコンタクトの機能を行ってもよい。
【００４０】
他の実施形態によれば、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、導電性を有するソース電極、ドレイン電極の機能を行ってもよい。
【００４１】
チャネル領域１５４の上には、エッチストッパー（エッチング防止膜とも呼ばれる）１６４が位置する。エッチストッパー１６４の左右の縁部の境界およびチャネル領域１５４の左右の縁部の境界は、実質的に位置合わせされている。このため、エッチストッパー１６４は、ソース領域１５３またはドレイン領域１５５と実質的に重なり合っていなくてもよい。
【００４２】
エッチストッパー１６４は、チャネル領域１５４を覆って後続工程において薄膜トランジスターのチャネルとなるチャネル領域１５４がエッチング液などによって損傷されることを防ぐことができる。また、エッチストッパー１６４は、チャネル領域１５４の上部に位置する保護膜１８０などの絶縁層または外部からチャネル領域１５４へと水素（Ｈ）などの不純物が拡散することを遮断して、チャネル領域１５４の性質が変わることを防ぐことができる。
【００４３】
エッチストッパー１６４の厚さは、３０００Å以下であってもよい。また、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＣｘまたはＳｉＯＮｘのうちの少なくとも一種の物質を含む無機膜であってもよく、有機物または高分子有機物を含む有機膜であってもよい。
【００４４】
ソース領域１５３およびドレイン領域１５５がソース電極、ドレイン電極機能を行う場合、ゲート電極１２４と、半導体層のソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と共に薄膜トランジスター（ＴＦＴ）をなし、薄膜トランジスターのチャネルは、チャネル領域１５４に形成される。
【００４５】
薄膜トランジスターのチャネル長Ｌは、ソース領域１５３とドレイン領域１５５との間の距離、すなわち、チャネル領域１５４の横方向の幅として定義される。また、薄膜トランジスターのチャネル幅（図示せず）は、ソース領域１５３またはドレイン領域１５５とチャネル領域１５４との間の境界の長さとして定義される。本発明の一実施形態によれば、薄膜トランジスターのチャネル長Ｌはエッチストッパー１６４の横方向の幅に依存し、エッチストッパー１６４をフォトエッチング工程により形成する場合、露光器の露光限界までチャネル長Ｌを減らすことができる。例えば、露光器の露光限界が３μｍである場合、薄膜トランジスターのチャネル長Ｌを３μｍまで減らすことができるので、薄膜トランジスターの移動度を高めることができて、薄膜トランジスターの特性を向上させることができる。
【００４６】
また、本発明の一実施形態によれば、薄膜トランジスターのチャネル長Ｌは、エッチストッパー１６４の横方向の幅とほぼ同様であるため、エッチストッパー１６４の横方向の幅を調節して薄膜トランジスターのチャネル長Ｌを調節することができる。このため、チャネル領域１５４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の境界のゲート電極１２４の縁部の境界に対する位置を自由に設定することができる。チャネル領域１５４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の境界をゲート電極１２４の縁部の境界と実質的に位置合わせさせたり、僅かに外側にずらすと、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５がゲート電極１２４と実質的に重なり合わないため、ゲート電極１２４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の寄生容量を格段と低減することができる。このため、薄膜トランジスター表示板におけるゲート電極１２４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の寄生容量によるキックバック電圧を下げて信号遅延または歪みを低減することができる。これにより、消費電力を減らすことができる。そのため、データ線などの信号伝送配線（図示せず）の太さをさらに減らすことができ、配線材料の選択における自由度が大きくなる。つまり、信号遅延等の低減のために信号伝送配線を太くする必要がない。
【００４７】
ソース領域１５３およびドレイン領域１５５、並びにエッチストッパー１６４の上には保護膜（パッシベーション層）１８０が位置する。保護膜１８０は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）と、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）と、窒酸化ケイ素（ＳｉＯＮ）およびフッ酸化ケイ素（ＳｉＯＦ）などの絶縁物質から形成されてもよい。
【００４８】
以下、図２Ａおよび図２Ｂ、図３Ａおよび図３Ｂに基づき、本発明の実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。
【００４９】
図２Ａは、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図であり、図２Ｂは、図２Ａに示す薄膜トランジスター表示板の平面図であり、図３Ａは、本発明の他の実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【００５０】
図２Ａおよび図２Ｂに示す実施形態は、上述した図１に示す実施形態とほとんど同様であるが、ソース領域１５３と接続されているデータ線１７１およびドレイン領域１５５と接続されている画素電極１９１をさらに備えていてもよい。
【００５１】
データ線１７１は、データ信号を送信し、ゲート線１２１と交差しながら延びていてもよい。データ線１７１は、ソース領域１５３と電気的に接続されている。
【００５２】
図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、データ線１７１は、ソース領域１５３と直接的に接触して電気的に接続されていてもよい。
【００５３】
このとき、データ線１７１は、保護膜１８０の下に位置していてもよい。また、データ線１７１は、ソース領域１５３に向かって突き出た突出部（図示せず）を備え、この突出部がソース領域１５３と接触してもよい。
【００５４】
図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、データ線１７１は、接続ブリッジ８８を介してソース領域１５３と電気的に接続されてもよい。このとき、データ線１７１は、保護膜１８０の下に位置していてもよく、保護膜１８０は、データ線１７１を露出させるコンタクト孔１８７およびソース領域１５３を露出させるコンタクト孔１８８を備えていてもよい。接続ブリッジ８８は、コンタクト孔１８７、１８８を介してデータ線１７１とソース領域１５３を電気的に接続してもよい。データ線１７１は、ゲート絶縁膜１４０と保護膜１８０との間に位置していてもよく、保護膜１８０の上に位置していてもよい。データ線１７１が保護膜１８０の下に位置する場合に、接続ブリッジ８８は画素電極１９１と同じ層に同じ物質から形成されていてもよい。
【００５５】
画素電極１９１は、保護膜１８０の上に位置し、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電物質から形成されてもよい。画素電極１９１は、保護膜１８０のコンタクト孔１８５を介してドレイン領域１５５と電気的に接続されてもよい。画素電極１９１は、ドレイン領域１５５からデータ電圧を受け取って映像表示を制御する。
【００５６】
本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板が液晶表示装置に備えられる場合、画素電極１９１は、対向電極（図示せず）と共に液晶層（図示せず）に電場を形成して、液晶分子の配列方向を制御することにより映像を表示する。薄膜トランジスター表示板が有機発光表示装置に備えられる場合に、画素電極１９１と対向電極（図示せず）との間に発光層（図示せず）が位置して発光ダイオードを形成する。
【００５７】
本発明の一実施形態において、データ線１７１または画素電極１９１が薄膜トランジスターのチャネル領域１５４と直接的に接触する必要がない。このため、データ線１７１および画素電極１９１とチャネル領域１５４とをある程度隔てることができるので、特に、データ線１７１が銅（Ｃｕ）などの金属を含むとき、チャネル領域１５４に金属成分が拡散されることを防ぐことができる。これにより、薄膜トランジスターの特性が劣化することを防ぐことができる。
【００５８】
以下、図４Ａおよび図４Ｂに基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。
【００５９】
図４Ａは、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【００６０】
図４Ａおよび図４Ｂに示す実施形態は、上述した図１に示す実施形態とほとんど同じであるが、ソース領域１５３の上に位置するソース電極１７３と、ドレイン領域１５５の上に位置するドレイン電極１７５と、ドレイン電極１７５と電気的に接続されている画素電極１９１と、をさらに備えていてもよい。ここで、ソース電極１７３は、ソース領域１５３と直接的に接触して電気的に接続されてもく、ドレイン電極１７５は、ドレイン領域１５５と直接的に接触して電気的に接続されてもよく。
【００６１】
酸化物半導体領域をプラズマ処理などの方法により還元させてソース領域１５３およびドレイン領域１５５を形成すれば、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）、硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種のガスでドーピングされたソース領域１５３およびドレイン領域１５５はｎ+層となって、ソース電極１７３とドレイン電極１７５とチャネル層１５４との間においてオーミックコンタクト機能を行うことができる。
【００６２】
図４Ａには、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５がソース領域１５３およびドレイン領域１５５よりもさらに厚く示してあるが、これは一つの実施形態に過ぎず、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５は、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５の厚さと同様であってもよく、それよりも薄くてもよい。
【００６３】
ソース電極１７３はデータ信号を送信し、ゲート線１２１と交差しながら延びるデータ線１７１と接続されている。例えば、ソース電極１７３は、図４Ｂに示すように、データ線１７１の長く延びる部分から突き出た部分であってもよい。他の例として、ソース電極１７３はデータ線１７１とは別設されてデータ線１７１と接続されてもよい。
【００６４】
画素電極１９１は、保護膜１８０の上に位置し、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電物質から形成されてもよい。画素電極１９１は、保護膜１８０のコンタクト孔１８５を介してドレイン電極１７５と電気的に接続されてもよい。画素電極１９１は、ドレイン電極１７５からデータ電圧を受け取って映像表示を制御する。
【００６５】
ソース電極１７３およびドレイン電極１７５は、アルミニウムやアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀や銀合金など銀系金属、銅や銅マンガンなどの銅合金など銅系金属、モリブデンやモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム、タンタルおよびチタンなどから形成されてもよい。例えば、モリブデン合金として、Ｍｏ−Ｎｂ、Ｍｏ−Ｔｉがある。または、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯなどの透明性導電物質から形成されてもよい。ソース電極１７３およびドレイン電極１７５は、２以上の導電膜（図示せず）を備える多重膜構造を有していてもよい。例えば、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５は、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ、Ｍｏ／Ａｌ、Ｍｏ／Ｃｕ、ＣｕＭｎ／Ｃｕ、Ｔｉ／Ｃｕなどの多重膜構造を有していてもよい。
【００６６】
本実施形態においても、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５がチャネル領域１５４と接触する必要がない。このため、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５とチャネル領域１５４とをある程度隔てることができるので、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５が銅（Ｃｕ）などの金属を含むとき、チャネル領域１５４に金属成分が拡散することを防ぐことができる。これにより、薄膜トランジスターの特性が劣化することを防ぐことができる。
【００６７】
以下、図５に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の製造方法について説明する。
【００６８】
図５は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【００６９】
本実施形態においては、上述した図４Ａおよび図４Ｂに示す薄膜トランジスター表示板を例にとって説明するが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、本発明の一実施形態に係る製造方法は他の種々の実施形態にも同様に適用可能である。
【００７０】
まず、図５（ａ）を参照すると、ガラス製またはプラスチック製の絶縁基板１１０の上に金属などの導電性物質を積層し且つパターニングしてゲート電極１２４を形成する。
【００７１】
次いで、ゲート電極１２４の上に酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、または酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの絶縁物質を含むゲート絶縁膜１４０を積層する。
【００７２】
次いで、ゲート絶縁膜１４０の上に酸化亜鉛（ＺｎＯ）、亜鉛−錫酸化物（ＺＴＯ）、亜鉛−インジウム酸化物（ＺＩＯ）、インジウム酸化物（ＩｎＯ）、チタン酸化物（ＴｉＯ）、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）、インジウム−亜鉛−錫酸化物（ＩＺＴＯ）などの酸化物半導体物質を含む半導体物質層（図示せず）を塗布し、その上にフォトレジストなどの感光膜を塗布し且つ露光して感光膜パターン５１を形成する。
【００７３】
次いで、感光膜パターン５１をマスクとして半導体物質層をエッチングして半導体パターン１５０を形成する。
【００７４】
次いで、図５（ｂ）を参照すると、感光膜パターン５１を除去し、半導体パターン１５０の上にエッチストッパー１６４を形成する。エッチストッパー１６４はゲート電極１２４と重なり合い、半導体パターン１５０の中央部を横切りながら重なり合い、エッチストッパー１６４に覆われていない半導体パターン１５０の両部分がエッチストッパー１６４を挟んで離れて位置する。エッチストッパー１６４は、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＣｘまたはＳｉＯＮｘのうちの少なくとも一種の物質を含む無機膜、有機物または高分子有機物を含む有機膜を化学気相蒸着法（ＣＶＤ）やスパッタリング方法などによって蒸着した後に写真工程により形成してもよい。このとき、ドライエッチング法を用いてもよく、半導体パターン１５０がエッチングされないように十分なエッチング比を有するエッチングガスを用いてもよい。
【００７５】
次いで、図５（ｃ）を参照すると、エッチストッパー１６４の両側において露出された半導体パターン１５０の両部分を処理してソース領域１５３およびドレイン領域１５５を形成する。また、エッチストッパー１６４に覆われている半導体パターン１５０はチャネル領域１５４となる。これにより、ゲート電極１２４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と共に薄膜トランジスターをなす。
【００７６】
露出された半導体パターン１５０を処理する方法として、チャンバー内の還元雰囲気下で熱処理する方法、水素（Ｈ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、ホスフィン（ＰＨ３）、アンモニア（ＮＨ３）、シラン（ＳｉＨ４）、メタン（ＣＨ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、二酸化炭素（ＣＯ２）、ゲルマン（ＧｅＨ４）、セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）、酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、フルオロホルム（ＣＨＦ２）などガスプラズマを用いたプラズマ処理方法などがある。
【００７７】
特に、本発明の一実施形態によれば、四フッ化炭素（ＣＦ４）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、メタン（ＣＨ４）のうちの少なくとも一種を含むガスを用いて、露出された半導体パターン１５０をフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）、硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種でドーピングしたり還元処理したりする方法を用いてもよい。これによれば、上述したように、チャネル領域１５４の酸化物半導体と共にフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）、硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種を含むソース領域１５３およびドレイン領域１５５を形成することができる。このとき、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５にドーピングされたフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度は、１０１５個／ｃｍ３以上であってもよい。
【００７８】
次いで、図５（ｄ）を参照すると、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５の上にソース電極１７３およびドレイン電極１７５をさらに形成してもよい。
【００７９】
次いで、図５（ｅ）を参照すると、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５、エッチストッパー１６４の上に絶縁物質を塗布して保護膜１８０を形成する。次いで、保護膜１８０をパターニングしてドレイン電極１７５を露出させるコンタクト孔１８５を形成してもよい。
【００８０】
次いで、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、保護膜１８０の上にドレイン電極１７５またはドレイン領域１５５と電気的に接続された画素電極１９１を形成してもよい。
【００８１】
このような本発明の一実施形態に係る製造方法により製造された薄膜トランジスターにおいて、エッチストッパー１６４の幅を露光限界内で調節して半導体層のソース領域１５３およびドレイン領域１５５がゲート電極１２４と実質的に重なり合わないようにできるので、ゲート電極１２４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の寄生容量を低減することができ、薄膜トランジスターのスイッチング素子としてのオン／オフ特性が向上する。なお、薄膜トランジスターの消費電力および信号伝送配線の太さを減らすことができ、配線材料選択の自由度が大きくなる。
【００８２】
また、薄膜トランジスターのチャネル長Ｌを露光器の露光限界まで減らすことができるので、移動度を高めて薄膜トランジスターの特性を向上させることができる。
【００８３】
次いで、図６および図７に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。上述した実施形態と同じ構成要素に対しては同じ図面符号を付して同じ説明は省略し、相違点を中心に説明する。これは、後述する説明にも同様に適用される。
【００８４】
図６は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図であり、図７は、図６に示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【００８５】
本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板は、上述した図２Ａから図４Ｂに示す実施形態に係る薄膜トランジスター表示板とほとんど同様であるが、島状のエッチストッパー１６４と接続されており、ゲート線１２１に沿ってゲート線１２１と並ぶように延びる線状のエッチストッパー１６１をさらに備える。
【００８６】
エッチストッパー１６４を備える線状のエッチストッパー１６１の縁部の境界は、ゲート電極１２４を備えるゲート線１２１の縁部の境界と実質的に位置合わせされていてもよく、ゲート線１２１の縁部の境界の僅かに内側または外側に位置していてもよい。すなわち、エッチストッパー１６４を備える線状のエッチストッパー１６１の平面形状と、ゲート電極１２４を備えるゲート線１２１の平面形状とはほぼ一致していてもよく、相似形であってもよい。
【００８７】
一方、チャネル領域１５４はエッチストッパー１６４によって覆われており、チャネル領域１５４の縁部の境界、さらに正確には、チャネル領域１５４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の境界は、エッチストッパー１６４の縁部の境界と実質的に一致していてもよく、エッチストッパー１６４の縁部の境界の僅かに内側に位置していてもよい。
【００８８】
本実施形態によれば、ゲート電極１２４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５とが重なり合う面積を最小化させることができるので、ゲート電極１２４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の寄生容量を格段と低減することができる。
【００８９】
以下、図８に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の製造方法について説明する。
【００９０】
図８は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【００９１】
まず、図８（ａ）を参照すると、ガラス製またはプラスチック製の絶縁基板１１０の上に金属などの導電性物質を積層し且つパターニングしてゲート電極１２４を形成する。
【００９２】
次いで、ゲート電極１２４の上に酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、または酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの絶縁物質を含むゲート絶縁膜１４０を積層する。
【００９３】
次いで、ゲート絶縁膜１４０の上に酸化物半導体物質を含む半導体パターン１５０を形成し、その上にＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＣｘまたはＳｉＯＮｘのうちの少なくとも一種の物質を含む無機膜、有機物または高分子有機物を含む有機膜を化学気相蒸着法（ＣＶＤ）やスパッタリング方法などにより蒸着してエッチストッパー層１６０を積層する。
【００９４】
次いで、エッチストッパー層１６０の上にフォトレジストなどの感光膜５０を塗布し、絶縁基板１１０の裏面側から光を照射する。このとき、感光膜５０は、露光された部分が除去される量の感光性を有することが好ましい。すると、不透明なゲート電極１２４によって遮られない感光膜５０が露光されて除去される。
【００９５】
次いで、図８（ｂ）を参照すると、露光された感光膜５０を除去して、ゲート電極１２４と対応する感光膜パターン５２を形成する。このとき、感光膜パターン５２の縁部の境界は、ゲート電極１２４の縁部の境界と一致していてもよく、ゲート電極１２４の縁部の境界の僅かに内側または外側に位置していてもよい。これは、露光器に用いられた光の波長や光が透過する物質の種類などの種々の設計要素によって決定される。
【００９６】
次いで、図８（ｃ）を参照すると、感光膜パターン５２をマスクとしてエッチストッパー層１６０をエッチングして、半導体パターン１５０を横切りながら覆うエッチストッパー１６４を形成する。
【００９７】
次いで、図８（ｄ）を参照すると、エッチストッパー１６４によって遮られずに露出された半導体パターン１５０の露出された両部分にイオンをドーピングして導電性を有するソース領域１５３およびドレイン領域１５５を形成する。エッチストッパー１６４に覆われている半導体パターン１５０はチャネル領域１５４となる。これにより、ゲート電極１２４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と共に薄膜トランジスターをなす。
【００９８】
露出された半導体パターン１５０を処理する方法は、上述した実施形態と同様であるため、ここではその詳細な説明は省略する。
【００９９】
次いで、図８（ｅ）を参照すると、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５の上にソース電極１７３およびドレイン電極１７５をさらに形成してもよい。
【０１００】
次いで、図８（ｆ）を参照すると、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５、エッチストッパー１６４の上に絶縁物質を塗布して保護膜１８０を形成する。次いで、保護膜１８０をパターニングしてドレイン電極１７５を露出させるコンタクト孔１８５を形成する。次いで、図６および図７に示すように、保護膜１８０の上にドレイン電極１７５またはドレイン領域１５５と電気的に接続された画素電極１９１を形成してもよい。
【０１０１】
次いで、図９および図１０に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。
【０１０２】
図９は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図であり、図１０は、図９に示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【０１０３】
本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板は、上述した図２Ａから図４Ｂに示す実施形態に係る薄膜トランジスター表示板とほとんど同様であるが、保護膜１８０の上にゲート電極１２４と相対向する上部ゲート電極１９４をさらに備える。上部ゲート電極１９４は、画素電極１９１と同じ物質を含んでいてもよく、画素電極１９１と同時に形成されてもよい。
【０１０４】
図１０を参照すると、上部ゲート電極１９４は、ゲート線１２１と接触して電気的に接続されてもよく、ゲート線１２１からゲート信号が送信されてもよい。このとき、保護膜１８０およびゲート絶縁膜１４０は、ゲート線１２１を露出させるコンタクト孔１８４を備え、コンタクト孔１８４を介して上部ゲート電極１９４がゲート線１２１と接続されてもよい。上部ゲート電極１９４の横方向の幅は、チャネル領域１５４の横方向の幅とほぼ同様であってもよく、それよりも狭くてもよい。なお、エッチストッパー１６１がゲート線１２１に沿ってゲート線１２１と並ぶように形成されている場合には、コンタクト孔１８４は保護膜１８０、エッチストッパー１６１及びゲート絶縁膜１４０を貫通するように形成されている。エッチストッパー１６４がゲート電極１２４上にのみ形成されている場合には、コンタクト孔１８４は保護膜１８０及びゲート絶縁膜１４０を貫通するように形成されている。
【０１０５】
以下、図１１に基づき、図９および図１０に示す薄膜トランジスター表示板の本発明の一実施形態に係る製造方法について説明する。
【０１０６】
図１１は、図９および図１０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【０１０７】
本実施形態に係る薄膜トランジスターの製造方法は、上述した図８に示す実施形態に係る薄膜トランジスターの製造方法とほとんど同様であるため、その詳細な説明は省略する。但し、図１１（ｆ）を参照すると、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電物質から画素電極１９１を形成するとき、チャネル領域１５４の上に位置する上部ゲート電極１９４も一緒に形成してもよい。
【０１０８】
次いで、図１２に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。
【０１０９】
図１２は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【０１１０】
図１２を参照すると、本実施形態は、上述した図４Ａおよび図４Ｂに示す実施形態に係る薄膜トランジスター表示板とほとんど同様であるが、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５のうちの一部は直接的にソース領域１５３およびドレイン領域１５５と接触することなく、保護膜１８０の上に位置していてもよい。このとき、保護膜１８０は、ソース領域１５３を露出させるコンタクト孔１８３と、ドレイン領域１５５を露出させるコンタクト孔１８５とを有し、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５は、保護膜１８０のコンタクト孔１８３、１８５を介してそれぞれソース領域１５３およびドレイン領域１５５と電気的に接続される。
【０１１１】
次いで、図１３に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。
【０１１２】
図１３（ａ）は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図であり、図１３（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【０１１３】
図１３（ａ）を参照すると、絶縁基板１１０の上に遮光膜７０が位置していてもよい。遮光膜７０は、後続して積層される酸化物半導体に光が達することを防いで、酸化物半導体が半導体としての性質を失うことを防ぐことができる。このため、遮光膜７０は、酸化物半導体に達しないように遮断すべき波長帯の光を透過させない材料から形成されることが好ましい。遮光膜７０は、有機絶縁物質、無機絶縁物質、金属などの導電性物質などから形成されてもよく、単一膜または多重膜にしてもよい。しかしながら、遮光膜７０は、場合によって省略されてもよい。具体的に、絶縁基板１１０の下側から光が照射されない場合、例えば、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターが有機発光表示装置などに用いられる場合、遮光膜７０は省略されてもよい。
【０１１４】
遮光膜７０の上には、バッファー層１２０が位置していてもよい。バッファー層１２０は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などの絶縁性酸化物を含んでいてもよい。バッファー層１２０は、後続して積層される半導体に絶縁基板１１０からの不純物が流入することを防いで半導体を保護し、且つ、半導体の界面特性を向上させる。
【０１１５】
バッファー層１２０の上には、チャネル領域１５４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５を有する半導体層が位置する。遮光膜７０が存在する場合、チャネル領域１５４は遮光膜７０に遮られてもよい。チャネル領域１５４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５についての説明は、上述した実施形態と同様であるため、ここでは、その詳細な説明は省略する。
【０１１６】
特に、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４をなす酸化物半導体と同じ物質を含むが、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５のキャリア濃度は、チャネル領域１５４のキャリア濃度とは異なる。具体的に、チャネル領域１５４のキャリア濃度が１０１８個／ｃｍ３未満であるとき、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５のキャリア濃度は１０１８個／ｃｍ３以上であってもよい。ソース領域１５３またはドレイン領域１５５とチャネル領域１５４との間の境界にキャリア濃度の勾配が存在する。
【０１１７】
本発明の一実施形態によれば、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、酸化物半導体を含んでいてもよく、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種でドーピングされていてもよい。このとき、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５が含むフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度は、１０１５個／ｃｍ３以上であってもよい。ソース領域１５３またはドレイン領域１５５とチャネル領域１５４との間の境界に、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度の勾配が存在してもよい。
【０１１８】
チャネル領域１５４の上には、ゲート絶縁層１４２が位置する。ゲート絶縁層１４２は、チャネル領域１５４を覆っていてもよい。また、ゲート絶縁層１４２は、ソース領域１５３またはドレイン領域１５５と実質的に重なり合っていなくてもよい。
【０１１９】
ゲート絶縁層１４２は、単一膜であってもよく、二重膜以上の多重膜であってもよい。ゲート絶縁層１４２が単一膜である場合、ゲート絶縁層１４２は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などの絶縁性酸化物を含んでいてもよい。ゲート絶縁層１４２は、チャネル領域１５４の界面特性を向上させ、チャネル領域１５４に不純物が浸透することを防ぐ。
【０１２０】
ゲート絶縁層１４２が多重膜である場合、ゲート絶縁層１４２は、図１３（ａ）に示すように、下部膜１４２ａおよび上部膜１４２ｂを備えていてもよい。下部膜１４２ａは、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などの絶縁性酸化物を含んでおり、チャネル領域１５４の界面特性を向上させ、チャネル領域１５４に不純物が浸透することを防ぐ。上部膜１４２ｂは、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）などの種々の絶縁物質から形成されてもよい。
【０１２１】
ゲート絶縁層１４２の上には、ゲート電極１２４が位置する。ゲート電極１２４の縁部の境界とゲート絶縁層１４２の縁部の境界は、実質的に位置合わせされていてもよい。
【０１２２】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）を参照すると、ゲート電極１２４は、チャネル領域１５４と重なり合う部分を備え、チャネル領域１５４は、ゲート電極１２４によって覆われている。ゲート電極１２４を中心としてチャネル領域１５４の両側には、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５が位置し、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、ゲート電極１２４と実質的に重なり合っていなくてもよい。このため、ゲート電極１２４とソース領域１５３との間の寄生容量またはゲート電極１２４とドレイン領域１５５との間の寄生容量が減る。
【０１２３】
本発明の実施形態によれば、チャネル領域１５４とソース領域１５３との間の境界またはチャネル領域１５４とドレイン領域１５５との間の境界は、ゲート電極１２４およびゲート絶縁層１４２の縁部の境界と実質的に位置合わせされていてもよい。しかしながら、チャネル領域１５４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の境界がゲート電極１２４およびゲート絶縁層１４２の縁部の境界よりも僅かに内側に位置していてもよい。
【０１２４】
ゲート電極１２４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と共に薄膜トランジスターをなし、薄膜トランジスターのチャネルは、チャネル領域１５４に形成される。
【０１２５】
ゲート電極１２４と、ソース領域１５３と、ドレイン領域１５５およびバッファー層１２０の上には、保護膜１８０が位置する。保護膜１８０は、ソース領域１５３を露出させるコンタクト孔１８３およびドレイン領域１５５を露出させるコンタクト孔１８５を備えていてもよい。
【０１２６】
保護膜１８０の上には、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５が位置していてもよい。ソース電極１７３は、保護膜１８０のコンタクト孔１８３を介して薄膜トランジスターのソース領域１５３と電気的に接続されてもよく、ドレイン電極１７５は、保護膜１８０のコンタクト孔１８５を介して薄膜トランジスターのドレイン領域１５５と電気的に接続されてもよい。
【０１２７】
これとは異なり、保護膜１８０の上にカラーフィルター（図示せず）または有機物質からなる有機膜（図示せず）がさらに位置し、その上にソース電極１７３およびドレイン電極１７５が位置していてもよい。
【０１２８】
以下、図１３に示す薄膜トランジスター表示板の本発明の一実施形態に係る製造方法について、上述した図１３と結び付けて、図１４から図１９に基づいて説明する。
【０１２９】
図１４から図１９は、図１３に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【０１３０】
まず、図１４を参照すると、ガラス製またはプラスチック製の絶縁基板１１０の上に有機絶縁物質、無機絶縁物質、金属などの導電性物質などからなる遮光膜７０を形成する。遮光膜７０の形成工程は、場合によって省略してもよい。
【０１３１】
次いで、遮光膜７０の上に化学気相蒸着法などの方法により酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などの酸化物を含む絶縁物質からなるバッファー層１２０を形成する。バッファー層１２０の厚さは、５００Å以上１μｍ以下であってもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１３２】
次いで、バッファー層１２０の上に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、亜鉛−錫酸化物（ＺＴＯ）、亜鉛−インジウム酸化物（ＺＩＯ）、インジウム酸化物（ＩｎＯ）、チタン酸化物（ＴｉＯ）、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）、インジウム−亜鉛−錫酸化物（ＩＺＴＯ）などの酸化物半導体物質からなる半導体物質層を塗布し、その上にフォトレジストなどの感光膜を塗布する。次いで、感光膜を露光して感光膜パターン５３を形成する。感光膜パターン５３は、遮光膜７０の少なくとも一部と重なり合っていてもよい。
【０１３３】
次いで、感光膜パターン５３をマスクとして半導体物質層をエッチングして半導体パターン１５０を形成する。
【０１３４】
次いで、図１５を参照すると、半導体パターン１５０およびバッファー層１２０の上にゲート絶縁膜１４０を積層する。ゲート絶縁膜１４０は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）などの絶縁性酸化物を含む単一層にしてもよく、図１５に示すように、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）などの絶縁性酸化物を含む下部膜１４０ａと、絶縁物質を含む上部膜１４０ｂとを有する多重膜にしてもよい。本実施形態において、ゲート絶縁膜１４０の厚さは、１、０００以上５、０００以下であってもよいが、本発明はこれに何ら限定されるものではない。
【０１３５】
次いで、図１６を参照すると、ゲート絶縁膜１４０の上に金属などの導電性物質を積層し且つパターニングしてゲート電極１２４を形成する。ゲート電極１２４は、半導体パターン１５０の中央部を横切りながら通過するように形成して、ゲート電極１２４と半導体パターン１５０とが重なり合う部分の両側に位置する半導体パターン１５０の両部分がゲート電極１２４によって覆われないようにする。
【０１３６】
次いで、図１７を参照すると、ゲート電極１２４をエッチングマスクとしてゲート絶縁膜１４０をパターニングしてゲート絶縁層１４２を形成する。ゲート絶縁層１４２は、単一膜であってもよく、絶縁性酸化物を含む下部膜１４２ａと、絶縁物質を含む上部膜１４２ｂとを有する多重膜であってもよい。
【０１３７】
これにより、ゲート電極１２４およびゲート絶縁層１４２は、実質的に同じ平面形状を有していてもよい。なお、半導体パターン１５０のうちゲート電極１２４に覆われていない両側の両部分が露出される。
【０１３８】
次いで、図１８を参照すると、露出された半導体パターン１５０の露出された両部分を処理して導電性を有するソース領域１５３およびドレイン領域１５５を形成する。露出された半導体パターン１５０の処理方法は、上述した実施形態と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１３９】
特に、本発明の一実施形態によれば、四フッ化炭素（ＣＦ４）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、メタン（ＣＨ４）のうちの少なくとも一種を含むガスを用いて、露出された半導体パターン１５０をドーピングまたは還元処理する方法を用いてもよい。ソース領域１５３およびドレイン領域１５５にドーピングされたフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度は、１０１５個／ｃｍ３以上であってもよく、ソース領域１５３またはドレイン領域１５５とチャネル領域１５４との間の境界にフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度の勾配が存在してもよい。
【０１４０】
ゲート絶縁層１４２に覆われて還元されていない半導体パターン１５０は、薄膜トランジスターのチャネルであるチャネル領域１５４となる。これにより、ゲート電極１２４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と共に薄膜トランジスターをなす。
【０１４１】
次いで、図１９を参照すると、ゲート電極１２４と、ソース領域１５３と、ドレイン領域１５５およびバッファー層１２０の上に絶縁物質を塗布して保護膜１８０を形成する。次いで、保護膜１８０をパターニングしてソース領域１５３を露出させるコンタクト孔１８３およびドレイン領域１５５を露出させるコンタクト孔１８５を形成する。
【０１４２】
最後に、図１３に示すように、保護膜１８０の上にソース電極１７３およびドレイン電極１７５を形成してもよい。
【０１４３】
本発明の実施形態に係る薄膜トランジスターにおいて、ゲート電極１２４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５が実質的に重なり合わないため、ゲート電極１２４とソース領域１５３との間の寄生容量またはゲート電極１２４とドレイン領域１５５との間の寄生容量が格段と減少される。これにより、薄膜トランジスターのスイッチング素子としてのオン／オフ特性が向上する。
【０１４４】
次いで、図２０に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。
【０１４５】
図２０は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【０１４６】
図２０を参照すると、絶縁基板１１０の上に遮光膜７０およびデータ信号を送信するデータ線１１５が位置していてもよい。データ線１１５は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）などの金属またはこれらの合金などの導電性物質から形成されてもよい。
【０１４７】
遮光膜７０およびデータ線１１５の上にはバッファー層１２０が位置し、その上にはチャネル領域１５４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５が位置する。
【０１４８】
チャネル領域１５４は、酸化物半導体物質を含んでいてもよい。遮光膜７０が存在する場合、チャネル領域１５４は遮光膜７０に遮られていてもよい。
【０１４９】
ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４を中心として両側にそれぞれ相対向し、互いに離れている。また、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と接続されている。加えて、上述した実施形態のチャネル領域１５４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５についての説明が本実施形態にも同様に適用可能である。
【０１５０】
チャネル領域１５４の上には、ゲート絶縁層１４２が位置する。ゲート絶縁層１４２は、チャネル領域１５４を覆っていてもよい。なお、ゲート絶縁層１４２は、ソース領域１５３またはドレイン領域１５５とほとんど重なり合っていなくてもよい。
【０１５１】
ゲート絶縁層１４２の上には、ゲート電極１２４が位置する。ゲート電極１２４の縁部の境界とゲート絶縁層１４２の縁部の境界は、実質的に位置合わせされていてもよい。
【０１５２】
ゲート電極１２４は、チャネル領域１５４と重なり合う部分を備え、チャネル領域１５４は、ゲート電極１２４によって覆われている。ゲート電極１２４を中心としてチャネル領域１５４の両側にはソース領域１５３およびドレイン領域１５５が位置し、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５はゲート電極１２４と実質的に重なり合っていなくてもよい。これにより、ゲート電極１２４とソース領域１５３との間の寄生容量またはゲート電極１２４とドレイン領域１５５との間の寄生容量が格段と減る。
【０１５３】
ゲート電極１２４と、ソース領域１５３と、ドレイン領域１５５およびバッファー層１２０の上には保護膜１８０ａが位置し、その上に有機膜１８０ｂがさらに位置していてもよい。
【０１５４】
有機膜１８０ｂは、有機絶縁物質またはカラーフィルター物質を含んでいてもよい。有機膜１８０ｂの表面は、平坦面であってもよい。
【０１５５】
保護膜１８０ａおよび有機膜１８０ｂは、ソース領域１５３を露出させるコンタクト孔１８３およびドレイン領域１５５を露出させるコンタクト孔１８５を備えていてもよい。なお、バッファー層１２０と、保護膜１８０ａおよび有機膜１８０ｂは、データ線１１５を露出させるコンタクト孔１８１を備えていてもよい。
【０１５６】
有機膜１８０ｂの上には、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５が位置していてもよい。ソース電極１７３は、コンタクト孔１８３を介してソース領域１５３と電気的に接続されてもよく、ドレイン電極１７５は、コンタクト孔１８５を介してドレイン領域１５５と電気的に接続されてもよい。また、ソース電極１７３は、コンタクト孔１８１を介してデータ線１１５と接続されてもよい。これにより、ソース領域１５３は、データ線１１５からデータ信号を受信することができる。一方、ドレイン電極１７５は、それ自体が画素電極をなして映像表示を制御してもよく、別途の画素電極（図示せず）と接続されていてもよい。
【０１５７】
以下、図２０に示す薄膜トランジスター表示板の本発明の一実施形態に係る製造方法について、上述した図２０と結び付けて図２１から図２８に基づいて説明する。
【０１５８】
図２１から図２８は、図１８に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【０１５９】
まず、図２１を参照すると、絶縁基板１１０の上に有機絶縁物質、無機絶縁物質、金属などの導電性物質などからなる遮光膜７０を形成する。遮光膜７０の形成工程は、場合によって省略してもよい。
【０１６０】
次いで、絶縁基板１１０の上に金属などを積層し且つパターニングしてデータ線１１５を形成する。遮光膜７０およびデータ線１１５の形成順序は変わってもよい。
【０１６１】
次いで、図２２を参照すると、遮光膜７０およびデータ線１１５の上にバッファー層１２０と、半導体物質層１５９と、絶縁物質層１４９およびゲート層１２９をこの順に積層する。
【０１６２】
半導体物質層１５９は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、亜鉛−錫酸化物（ＺＴＯ）、亜鉛−インジウム酸化物（ＺＩＯ）、インジウム酸化物（ＩｎＯ）、チタン酸化物（ＴｉＯ）、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）、インジウム−亜鉛−錫酸化物（ＩＺＴＯ）などの酸化物半導体物質を積層して形成してもよい。
【０１６３】
絶縁物質層１４９は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）などの絶縁性酸化物を含む絶縁物質から形成してもよい。
【０１６４】
ゲート層１２９は、アルミニウム（Ａｌ）などの導電性物質を積層して形成してもよい。
【０１６５】
次いで、ゲート層１２９の上にフォトレジストなどの感光膜を塗布し且つ露光して感光膜パターン５４を形成する。感光膜パターン５４は、図２２に示すように、所定の厚さを有する第１の部分５４ａと、第１の部分５４ａよりも薄い厚さを有する第２の部分５４ｂと、を有する。感光膜パターン５４の第１の部分５４ａは、遮光膜７０と重なり合う個所に位置していてもよい。なお、感光膜パターン５４の第１の部分５４ａの両側には、第１の部分５４ａを中心として離れて相対向している一対の第２の部分５４ｂが接続されている。
【０１６６】
このような感光膜パターン５４は、半透過領域を含む光マスク（図示せず）を用いて露光して形成してもよい。具体的に、感光膜パターン５４の形成のための光マスクは、光が透過する透過領域と、光が透過しない遮光領域と、一部の光のみが透過する半透過領域と、を含んでいてもよい。半透過領域は、スリット、半透明膜などを用いて形成してもよい。
【０１６７】
このような半透過領域を含む光マスクを用いて露光を行うと、陰性の感光膜を用いる場合、光マスクの透過領域に対応する部分には光が照射されて感光膜が残留して厚い第１の部分５４ａが形成され、光マスクの遮光領域に対応する部分には光が照射されないため感光膜が除去され、光マスクの半透過領域に対応する部分には一部の光が照射されて薄い第２の部分５４ｂが形成される。陽性の感光膜を用いる場合には、上述の場合とは逆になるが、光マスクの半透過領域に対応する部分には依然として一部の光が照射されて感光膜パターン５４の第２の部分５４ｂが形成される。
【０１６８】
次いで、図２３を参照すると、感光膜パターン５４をエッチングマスクとしてゲート層１２９と絶縁物質層１４９をこの順にエッチングする。このとき、ゲート層１２９は、ウェットエッチング法を用いてエッチングしてもよく、絶縁物質層１４９は、ドライエッチング法を用いてエッチングしてもよい。これにより、感光膜パターン５４の下部に同じ平面形状を有するゲートパターン１２２および絶縁パターン１４１が形成される。感光膜パターン５４によって覆われていない半導体物質層１５９は露出される。
【０１６９】
次いで、図２４を参照すると、ゲートパターン１２２および絶縁パターン１４１をエッチングマスクとして露出された半導体物質層１５９を除去して半導体パターン１５０を形成する。半導体パターン１５０は、ゲートパターン１２２および絶縁パターン１４１と同じ平面形状を有していてもよい。
【０１７０】
次いで、図２５を参照すると、感光膜パターン５４を、酸素プラズマを用いたアッシング方法などにより全面的にエッチングして薄肉化させることにより、第２の部分５４ｂを除去する。これにより、薄くなった第１の部分５４ａを残して感光膜パターン５５を形成することができる。
【０１７１】
次いで、図２６を参照すると、感光膜パターン５５をエッチングマスクとしてゲートパターン１２２および絶縁パターン１４１をこの順にエッチングする。これにより、感光膜パターン５５に遮られていない半導体パターン１５０が露出され、ゲート電極１２４およびゲート絶縁層１４２が形成される。露出された半導体パターン１５０は、感光膜パターン５５に覆われた半導体パターン１５０を中心として両側に位置し、互いに離れている。
【０１７２】
次いで、図２７を参照すると、露出された半導体パターン１５０を還元処理して導電性を有するソース領域１５３およびドレイン領域１５５を形成する。還元処理方法は、上述した実施形態と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１７３】
ゲート絶縁層１４２に覆われて還元されていない半導体パターン１５０は、チャネル領域１５４となる。ゲート電極１２４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と共に薄膜トランジスターをなす。
【０１７４】
次いで、図２８を参照すると、感光膜パターン５５を除去した後、ゲート電極１２４と、ソース領域１５３と、ドレイン領域１５５およびバッファー層１２０の上に絶縁物質を塗布して保護膜１８０ａを形成する。次いで、保護膜１８０ａの上に有機絶縁物質を塗布して有機膜１８０ｂをさらに形成してもよい。
【０１７５】
次いで、図２０に示すように、保護膜１８０ａおよび有機膜１８０ｂにコンタクト孔１８３、１８５、１８１を形成し、有機膜１８０ｂの上にソース電極１７３およびドレイン電極１７５を形成してもよい。
【０１７６】
このように、本発明の実施形態によれば、薄膜トランジスターのゲート電極１２４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５とがほとんど重なり合わないか、あるいは、重なり合う部分が非常に狭いので、ゲート電極１２４とソース領域１５３との間の寄生容量またはゲート電極１２４とドレイン領域１５５との間の寄生容量が格段と減る。これにより、薄膜トランジスターのオン電流および移動度が高くなり、薄膜トランジスターのスイッチング素子としてのオン／オフ特性が向上する。要するに、このような薄膜トランジスター付き表示装置におけるＲＣ遅延を低減することができる。したがって、信号伝送配線を太さを減らせるマージンができて製造コストを削減することができる。なお、薄膜トランジスター自体の特性が良くなるので、薄膜トランジスターのコンパクトが図れるとともに、微細チャネルを形成可能なマージンをさらに確保することができる。
【０１７７】
図２９および図３０は、それぞれ本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板を製造する方法を示すフローチャートである。
【０１７８】
まず、図２９に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の製造方法について説明する。先ず、ゲート電極が絶縁基板の上に形成され（２０１）、ゲート絶縁膜がゲート電極の上に積層され（２０３）、半導体パターンがゲート絶縁膜の上に形成され（２０５）、エッチストッパーが半導体パターンの上に形成され（２０７）、エッチストッパーによって露出された半導体パターンの部分を処理してソース領域およびドレイン領域を形成することにより、チャネルが形成される（２０９）。ソース領域およびドレイン領域のキャリア濃度は、チャネル領域のキャリア濃度よりも大きい。
【０１７９】
次いで、図３０に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の製造方法について説明する。先ず、酸化半導体を含む半導体パターンが絶縁基板の上に形成され（３０１）、絶縁物質を半導体パターンの上に積層して絶縁物質層を形成し（３０３）、ゲート電極が絶縁物質層の上に形成され（３０５）、ゲート電極をエッチングマスクとして絶縁物質層をパターニングしてゲート絶縁膜を形成し、同時に半導体パターンの一部を露出させ（３０７）、露出された半導体パターンが処理されてゲート電極に覆われたチャネル領域を形成し、同時にチャネル領域を中心として相対向するソース領域およびドレイン領域を形成する（３０９）。ソース領域およびドレイン領域のキャリア濃度は、チャネル領域のキャリア濃度よりも大きい。
【０１８０】
このような製造方法により表示装置の薄膜トランジスターの移動度を高めてスイッチング素子の性能を向上させることができる。なお、薄膜トランジスター表示板のＲＣ遅延を低減することができる。
【０１８１】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに何ら限定されるものではなく、下記の請求範囲において定義している本発明の基本概念を用いた当業者の種々の変形および改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものである。
【符号の説明】
【０１８２】
５１、５１、５３、５４、５５:感光膜パターン
７０:遮光膜
１１０:絶縁基板
１２０:バッファー層
１２２:ゲートパターン
１２４:ゲート電極
１４０:ゲート絶縁膜
１５９:半導体物質層
１５０:半導体パターン
１５３:ソース領域
１５４:チャネル領域
１５５:ドレイン領域
１４９:絶縁物質層
１４１:絶縁パターン
１４２:絶縁層
１５０:ゲート層
１６４:エッチストッパー
１８１、１８３、１８５:コンタクト孔
１７３:ソース電極
１７５:ドレイン電極
１８０、１８０ａ:保護膜
１８０ｂ:有機膜
１９１:画素電極 
【図１】
2013251526.tif 000003
【図２Ａ】
2013251526.tif 000004
【図２Ｂ】
2013251526.tif 000005
【図３Ａ】
2013251526.tif 000006
【図３Ｂ】
2013251526.tif 000007
【図４Ａ】
2013251526.tif 000008
【図４Ｂ】
2013251526.tif 000009
【図５】
2013251526.tif 000010
【図６】
2013251526.tif 000011
【図７】
2013251526.tif 000012
【図８】
2013251526.tif 000013
【図９】
2013251526.tif 000014
【図１０】
2013251526.tif 000015
【図１１】
2013251526.tif 000016
【図１２】
2013251526.tif 000017
【図１３】
2013251526.tif 000018
【図１４】
2013251526.tif 000019
【図１５】
2013251526.tif 000020
【図１６】
2013251526.tif 000021
【図１７】
2013251526.tif 000022
【図１８】
2013251526.tif 000023
【図１９】
2013251526.tif 000024
【図２０】
2013251526.tif 000025
【図２１】
2013251526.tif 000026
【図２２】
2013251526.tif 000027
【図２３】
2013251526.tif 000028
【図２４】
2013251526.tif 000029
【図２５】
2013251526.tif 000030
【図２６】
2013251526.tif 000031
【図２７】
2013251526.tif 000032
【図２８】
2013251526.tif 000033
【図２９】
2013251526.tif 000034
【図３０】
2013251526.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月18日(2013.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスター、これを備える薄膜トランジスター表示板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスター（thin film−transistor;ＴＦＴ）は、フラットパネル表示装置など種々の電子装置に用いられている。例えば、薄膜トランジスターは、液晶表示装置（liquid crystal display;ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレー（organic light emitting diode display;ＯＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電気泳動ディスプレー（electrophoretic  display）などのフラット表示装置でスイッチング素子または駆動素子として用いられている。
【０００３】
薄膜トランジスターは、走査信号を送信するゲート線と接続されているゲート電極と、画素電極に印加されるべき信号を送信するデータ線と接続されているソース電極と、ソース電極と相対向するドレイン電極と、ソース電極およびドレイン電極と電気的に接続されている半導体と、を備える。
【０００４】
中でも、半導体は、薄膜トランジスターの特性を決定する重要な要素である。このような半導体としては、ケイ素（Ｓｉ）が最も多用されている。ケイ素は、結晶形態に応じて非晶質シリコンおよび多結晶シリコンに大別できるが、非晶質シリコンは、製造工程が単純であるのに対し、電荷移動度が低くて高性能薄膜トランジスターを製造することに限界がある。一方、多結晶シリコンは、電荷移動度が高いのに対し、ケイ素を結晶化させる工程が求められるため、製造コストおよび工程が複雑である。
【０００５】
これらの非晶質シリコンおよび多結晶シリコンの欠点を補完するために、非晶質シリコンよりも電子移動度が高く、ＯＮ／ＯＦＦ比（ＴＦＴがＯＮした時のドレイン電流とＴＦＴがＯＦＦした時のドレイン電流（リーク電流）との比）が高い他、多結晶シリコンよりも低コストであり、しかも、高い均一度を有する酸化物半導体（oxide semiconductor）を用いる薄膜トランジスターへの取り組みが盛んになされている。
【０００６】
一方、薄膜トランジスターのゲート電極がソース電極またはドレイン電極と寄生容量を形成するとき、このような寄生容量に起因して薄膜トランジスターのスイッチング素子としての特性が低下する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７−０２８７２３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、酸化物半導体を含む薄膜トランジスターの特性を向上させることである。また、本発明の他の目的は、薄膜トランジスターを備える薄膜トランジスター表示板における寄生容量によるキックバック電圧を下げて信号遅延を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターは、ゲート電極と、前記ゲート電極の上または下に位置するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を挟んで前記ゲート電極と重なり合うチャネル領域と、前記チャネル領域と同じ層に位置し、前記チャネル領域と接続されており、前記チャネル領域を中心として相対向するソース領域およびドレイン領域と、を備え、前記チャネル領域と、前記ソース領域および前記ドレイン領域は酸化物半導体を含み、前記ソース領域および前記ドレイン領域のキャリア濃度が前記チャネル領域のキャリア濃度よりも大きいことを特徴とする 。
【００１０】
好ましくは、前記ソース領域および前記ドレイン領域は、還元された前記酸化物半導体を含む。
【００１１】
また、好ましくは、前記ソース領域および前記ドレイン領域は、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種をさらに含む。
【００１２】
さらに、好ましくは、前記ソース領域および前記ドレイン領域が含むフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度は、１０１５個/ｃｍ３以上である。
【００１３】
さらに、好ましくは、前記チャネル領域のキャリア濃度が１０１８個/ｃｍ３未満であり、前記ソース領域および前記ドレイン領域のキャリア濃度は１０１８個/ｃｍ３以上である。
【００１４】
さらに、好ましくは、前記薄膜トランジスターは、前記ソース領域と接続されたソース電極および前記ドレイン領域と接続されたドレイン電極をさらに備える。
【００１５】
さらに、好ましくは、前記薄膜トランジスターは、前記チャネル領域を覆うエッチストッパーをさらに備え、前記エッチストッパーは、前記ソース領域および前記ドレイン領域と実質的に重なり合わない。
【００１６】
さらに、好ましくは、前記エッチストッパーの縁部の境界および前記ゲート電極の縁部の境界は、実質的に互いに位置合わせされている。
【００１７】
さらに、好ましくは、前記薄膜トランジスターは、前記チャネル領域と、前記ソース領域および前記ドレイン領域の上に位置する保護膜と、前記保護膜の上に位置し、前記チャネル領域と重なり合う上部ゲート電極と、をさらに備える。
【００１８】
さらに、好ましくは、前記ゲート絶縁膜および前記ゲート電極は、前記チャネル領域の上に位置し、前記ゲート電極の縁部の境界と、前記ゲート絶縁膜の縁部の境界および前記チャネル領域の縁部の境界は実質的に互いに位置合わせされている。
【００１９】
本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の製造方法は、絶縁基板の上にゲート電極を形成するステップと、前記ゲート電極の上にゲート絶縁膜を積層するステップと、前記ゲート絶縁膜の上に半導体パターンを形成するステップと、前記半導体パターンの上に前記半導体パターンを横切って重なり合うエッチストッパーを形成するステップと、前記エッチストッパーによって覆われておらずに露出された前記半導体パターンを処理して、前記エッチストッパーによって覆われたチャネル領域および前記チャネル領域を中心として相対向するソース領域およびドレイン領域を形成するステップと、を含み、前記ソース領域および前記ドレイン領域のキャリア濃度が、前記チャネル領域のキャリア濃度よりも大きいことを特徴とする 。
【００２０】
また、 本発明の他の実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の製造方法は、絶縁基板の上に酸化物半導体を含む半導体パターンを形成するステップと、前記半導体パターンの上に絶縁物質を積層して絶縁物質層を形成するステップと、前記絶縁物質層の上にゲート電極を形成するステップと、前記ゲート電極をエッチングマスクとして前記絶縁物質層をパターニングしてゲート絶縁層を形成し、前記半導体パターンの一部を露出させるステップと、前記露出された半導体パターンを処理して前記ゲート電極によって覆われたチャネル領域および前記チャネル領域を中心として相対向するソース領域およびドレイン領域を形成するステップと、を含み、前記ソース領域および前記ドレイン領域のキャリア濃度が、前記チャネル領域のキャリア濃度よりも大きいことを特徴とする。
【００２１】
好ましくは、前記半導体パターンを処理するステップは、前記半導体パターンを還元処理するステップを含む。
【００２２】
また、好ましくは、前記半導体パターンを処理するステップは、四フッ化炭素（ＣＦ４）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、メタン（ＣＨ４）のうちの少なくとも一種を含むガスを用いて、前記半導体パターンをフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）、硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種でドーピングするステップを含む。 
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、薄膜トランジスターのゲート電極と半導体層のソース領域またはドレイン領域との間の寄生容量を低減することができ、薄膜トランジスターの特性を向上させることができる。また、薄膜トランジスターを備える薄膜トランジスター表示板における寄生容量によるキックバック電圧を下げて信号遅延および歪みを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図７】図６に示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図１０】図９に示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【図１１】図９および図１０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図１３】(ａ)は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【図１４】図１３に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図１５】図１３に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図１６】図１３に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図１７】図１３に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図１８】図１３に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図１９】図１３に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【図２１】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２２】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２３】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２４】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２５】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２６】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２７】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２８】図２０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【図２９】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板を製造する方法を示すフローチャートである。
【図３０】本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板を製造する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態につき、本発明が属する技術分野において通常の知識を持った者が容易に実施できる程度に詳しく説明する。しかしながら、本発明は種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されない。
【００２６】
図中、複数の層および領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示す。明細書全般に亘って類似する部分に対しては同じ図面符号を付する。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとしたとき、これは、他の部分の「直上に」ある場合だけではなく、これらの間に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「真上に」あるとしたときには、これらの間に他の部分がないことを意味する。
【００２７】
まず、図１に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【００２９】
プラスチック、ガラスなどの絶縁性物質を含む絶縁基板１１０の上にゲート電極１２４を含むゲート線１２１が位置する。ゲート線１２１は、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）およびゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）を含むゲート信号を送信してもよい。
【００３０】
ゲート線１２１は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金など銀系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金など銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）およびチタン（Ｔｉ）などから作製されてもよい。しかしながら、ゲート電極１２４は、物理的な性質が異なる少なくとも二つの導電膜を備える多重膜構造を有していてもよい。
【００３１】
ゲート線１２１の上には、ゲート絶縁膜１４０が位置する。ゲート絶縁膜１４０は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、または酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの絶縁物質を含んでいてもよい。ゲート絶縁膜１４０は、スパッタリング方法などを用いて形成してもよい。
【００３２】
ゲート絶縁膜１４０の上には、チャネル領域１５４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５を有する半導体層が位置する。
【００３３】
チャネル領域１５４は、ゲート電極１２４と重なり合う。チャネル領域１５４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の境界は、ゲート電極１２４の縁部の境界と実質的に一致していてもよく、ゲート電極１２４の縁部の境界の外側または内側に位置していてもよい。中でも、チャネル領域１５４の縁部の境界は、ゲート電極１２４の縁部の境界と実質的に位置合わせされていた方が、薄膜トランジスターの特性の向上および薄膜トランジスター表示板における信号遅延の防止を図る上で好適である。チャネル領域１５４の縁部の境界とゲート電極１２４の縁部とを実質的に位置合わせすることで、ゲート電極１２４とソース領域１５３又はドレイン領域１５５との間の寄生容量を減らすことができるため、信号遅延を防止できるからである。
【００３４】
チャネル領域１５４は、酸化物半導体を含んでいてもよい。酸化物半導体は金属酸化物半導体であり、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、錫（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）などの金属の酸化物または亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、錫（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）などの金属とこれらの酸化物との組み合わせから形成されてもよい。例えば、酸化物半導体は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、亜鉛−錫酸化物（ＺＴＯ）、亜鉛−インジウム酸化物（ＺＩＯ）、インジウム酸化物（ＩｎＯ）、チタン酸化物（ＴｉＯ）、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）、インジウム−亜鉛−錫酸化物（ＩＺＴＯ）のうちの少なくとも一種を含んでいてもよい。
【００３５】
ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４を中心として両側にそれぞれ位置し、互いに離れている。ソース領域１５３およびドレイン領域１５５はゲート電極１２４と重なり合っていてもよく、実質的に重なり合っていなくてもよい。
【００３６】
ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と物理的に且つ電気的に接続されている。
【００３７】
具体的に、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４をなす酸化物半導体を含むか、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５のキャリア濃度は、チャネル領域１５４のキャリア濃度とは異なる。具体的に、チャネル領域１５４のキャリア濃度が１０１８個／ｃｍ３未満であるとき、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５のキャリア濃度は、１０１８個／ｃｍ３以上であってもよい。ソース領域１５３またはドレイン領域１５５とチャネル領域１５４との間の境界にキャリア濃度の勾配が存在する。このキャリア濃度の勾配によりトランジスタの駆動能力を向上することができる。
【００３８】
本発明の一実施形態によれば、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４をなす酸化物半導体および還元された酸化物半導体を含んでいてもよい。例えば、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、酸化物半導体とフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種をさらに含んでいてもよい。このとき、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５が含むフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度は、１０１５個／ｃｍ３以上であってもよい。ソース領域１５３またはドレイン領域１５５とチャネル領域１５４との間の境界に、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度の勾配が存在してもよい。
【００３９】
このようなソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４をなす酸化物半導体をプラズマ処理などの方法により還元させて形成してもよい。例えば、酸化物半導体を、チャンバー内において、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種を含むガスを用いて、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種でドーピングすることにより、本発明の一実施形態に係るソース領域１５３およびドレイン領域１５５を形成してもよい。
【００４０】
酸化物半導体はｎ型半導体であるため、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）、硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種のガスでドーピングされたソース領域１５３およびドレイン領域１５５はｎ+層となる。この場合、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、電極と半導体層との間においてオーミックコンタクトの機能を行ってもよい。
【００４１】
他の実施形態によれば、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、導電性を有するソース電極、ドレイン電極の機能を行ってもよい。
【００４２】
チャネル領域１５４の上には、エッチストッパー（エッチング防止膜とも呼ばれる）１６４が位置する。エッチストッパー１６４の左右の縁部の境界およびチャネル領域１５４の左右の縁部の境界は、実質的に位置合わせされている。このため、エッチストッパー１６４は、ソース領域１５３またはドレイン領域１５５と実質的に重なり合っていなくてもよい。
【００４３】
エッチストッパー１６４は、チャネル領域１５４を覆って後続工程において薄膜トランジスターのチャネルとなるチャネル領域１５４がエッチング液などによって損傷されることを防ぐことができる。また、エッチストッパー１６４は、チャネル領域１５４の上部に位置する保護膜１８０などの絶縁層または外部からチャネル領域１５４へと水素（Ｈ）などの不純物が拡散することを遮断して、チャネル領域１５４の性質が変わることを防ぐことができる。
【００４４】
エッチストッパー１６４の厚さは、３０００Å以下であってもよい。また、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＣｘまたはＳｉＯＮｘのうちの少なくとも一種の物質を含む無機膜であってもよく、有機物または高分子有機物を含む有機膜であってもよい。
【００４５】
ソース領域１５３およびドレイン領域１５５がソース電極、ドレイン電極機能を行う場合、ゲート電極１２４と、半導体層のソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と共に薄膜トランジスター（ＴＦＴ）をなし、薄膜トランジスターのチャネルは、チャネル領域１５４に形成される。
【００４６】
薄膜トランジスターのチャネル長Ｌは、ソース領域１５３とドレイン領域１５５との間の距離、すなわち、チャネル領域１５４の横方向の幅として定義される。また、薄膜トランジスターのチャネル幅（図示せず）は、ソース領域１５３またはドレイン領域１５５とチャネル領域１５４との間の境界の長さとして定義される。本発明の一実施形態によれば、薄膜トランジスターのチャネル長Ｌはエッチストッパー１６４の横方向の幅に依存し、エッチストッパー１６４をフォトエッチング工程により形成する場合、露光器の露光限界までチャネル長Ｌを減らすことができる。例えば、露光器の露光限界が３μｍである場合、薄膜トランジスターのチャネル長Ｌを３μｍまで減らすことができるので、薄膜トランジスターの移動度を高めることができて、薄膜トランジスターの特性を向上させることができる。
【００４７】
また、本発明の一実施形態によれば、薄膜トランジスターのチャネル長Ｌは、エッチストッパー１６４の横方向の幅とほぼ同様であるため、エッチストッパー１６４の横方向の幅を調節して薄膜トランジスターのチャネル長Ｌを調節することができる。このため、チャネル領域１５４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の境界のゲート電極１２４の縁部の境界に対する位置を自由に設定することができる。チャネル領域１５４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の境界をゲート電極１２４の縁部の境界と実質的に位置合わせさせたり、僅かに外側にずらすと、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５がゲート電極１２４と実質的に重なり合わないため、ゲート電極１２４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の寄生容量を格段と低減することができる。このため、薄膜トランジスター表示板におけるゲート電極１２４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の寄生容量によるキックバック電圧を下げて信号遅延または歪みを低減することができる。これにより、消費電力を減らすことができる。そのため、データ線などの信号伝送配線（図示せず）の太さをさらに減らすことができ、配線材料の選択における自由度が大きくなる。つまり、信号遅延等の低減のために信号伝送配線を太くする必要がない。
【００４８】
ソース領域１５３およびドレイン領域１５５、並びにエッチストッパー１６４の上には保護膜（パッシベーション層）１８０が位置する。保護膜１８０は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）と、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）と、窒酸化ケイ素（ＳｉＯＮ）およびフッ酸化ケイ素（ＳｉＯＦ）などの絶縁物質から形成されてもよい。
【００４９】
以下、図２Ａおよび図２Ｂ、図３Ａおよび図３Ｂに基づき、本発明の実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。
【００５０】
図２Ａは、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図であり、図２Ｂは、図２Ａに示す薄膜トランジスター表示板の平面図であり、図３Ａは、本発明の他の実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【００５１】
図２Ａおよび図２Ｂに示す実施形態は、上述した図１に示す実施形態とほとんど同様であるが、ソース領域１５３と接続されているデータ線１７１およびドレイン領域１５５と接続されている画素電極１９１をさらに備えていてもよい。
【００５２】
データ線１７１は、データ信号を送信し、ゲート線１２１と交差しながら延びていてもよい。データ線１７１は、ソース領域１５３と電気的に接続されている。
【００５３】
図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、データ線１７１は、ソース領域１５３と直接的に接触して電気的に接続されていてもよい。
【００５４】
このとき、データ線１７１は、保護膜１８０の下に位置していてもよい。また、データ線１７１は、ソース領域１５３に向かって突き出た突出部（図示せず）を備え、この突出部がソース領域１５３と接触してもよい。
【００５５】
図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、データ線１７１は、接続ブリッジ８８を介してソース領域１５３と電気的に接続されてもよい。このとき、データ線１７１は、保護膜１８０の下に位置していてもよく、保護膜１８０は、データ線１７１を露出させるコンタクト孔１８７およびソース領域１５３を露出させるコンタクト孔１８８を備えていてもよい。接続ブリッジ８８は、コンタクト孔１８７、１８８を介してデータ線１７１とソース領域１５３を電気的に接続してもよい。データ線１７１は、ゲート絶縁膜１４０と保護膜１８０との間に位置していてもよく、保護膜１８０の上に位置していてもよい。データ線１７１が保護膜１８０の下に位置する場合に、接続ブリッジ８８は画素電極１９１と同じ層に同じ物質から形成されていてもよい。
【００５６】
画素電極１９１は、保護膜１８０の上に位置し、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電物質から形成されてもよい。画素電極１９１は、保護膜１８０のコンタクト孔１８５を介してドレイン領域１５５と電気的に接続されてもよい。画素電極１９１は、ドレイン領域１５５からデータ電圧を受け取って映像表示を制御する。
【００５７】
本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板が液晶表示装置に備えられる場合、画素電極１９１は、対向電極（図示せず）と共に液晶層（図示せず）に電場を形成して、液晶分子の配列方向を制御することにより映像を表示する。薄膜トランジスター表示板が有機発光表示装置に備えられる場合に、画素電極１９１と対向電極（図示せず）との間に発光層（図示せず）が位置して発光ダイオードを形成する。
【００５８】
本発明の一実施形態において、データ線１７１または画素電極１９１が薄膜トランジスターのチャネル領域１５４と直接的に接触する必要がない。このため、データ線１７１および画素電極１９１とチャネル領域１５４とをある程度隔てることができるので、特に、データ線１７１が銅（Ｃｕ）などの金属を含むとき、チャネル領域１５４に金属成分が拡散されることを防ぐことができる。これにより、薄膜トランジスターの特性が劣化することを防ぐことができる。
【００５９】
以下、図４Ａおよび図４Ｂに基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。
【００６０】
図４Ａは、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【００６１】
図４Ａおよび図４Ｂに示す実施形態は、上述した図１に示す実施形態とほとんど同じであるが、ソース領域１５３の上に位置するソース電極１７３と、ドレイン領域１５５の上に位置するドレイン電極１７５と、ドレイン電極１７５と電気的に接続されている画素電極１９１と、をさらに備えていてもよい。ここで、ソース電極１７３は、ソース領域１５３と直接的に接触して電気的に接続されてもく、ドレイン電極１７５は、ドレイン領域１５５と直接的に接触して電気的に接続されてもよく。
【００６２】
酸化物半導体領域をプラズマ処理などの方法により還元させてソース領域１５３およびドレイン領域１５５を形成すれば、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）、硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種のガスでドーピングされたソース領域１５３およびドレイン領域１５５はｎ+層となって、ソース電極１７３とドレイン電極１７５とチャネル層１５４との間においてオーミックコンタクト機能を行うことができる。
【００６３】
図４Ａには、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５がソース領域１５３およびドレイン領域１５５よりもさらに厚く示してあるが、これは一つの実施形態に過ぎず、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５は、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５の厚さと同様であってもよく、それよりも薄くてもよい。
【００６４】
ソース電極１７３はデータ信号を送信し、ゲート線１２１と交差しながら延びるデータ線１７１と接続されている。例えば、ソース電極１７３は、図４Ｂに示すように、データ線１７１の長く延びる部分から突き出た部分であってもよい。他の例として、ソース電極１７３はデータ線１７１とは別設されてデータ線１７１と接続されてもよい。
【００６５】
画素電極１９１は、保護膜１８０の上に位置し、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電物質から形成されてもよい。画素電極１９１は、保護膜１８０のコンタクト孔１８５を介してドレイン電極１７５と電気的に接続されてもよい。画素電極１９１は、ドレイン電極１７５からデータ電圧を受け取って映像表示を制御する。
【００６６】
ソース電極１７３およびドレイン電極１７５は、アルミニウムやアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀や銀合金など銀系金属、銅や銅マンガンなどの銅合金など銅系金属、モリブデンやモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム、タンタルおよびチタンなどから形成されてもよい。例えば、モリブデン合金として、Ｍｏ−Ｎｂ、Ｍｏ−Ｔｉがある。または、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯなどの透明性導電物質から形成されてもよい。ソース電極１７３およびドレイン電極１７５は、２以上の導電膜（図示せず）を備える多重膜構造を有していてもよい。例えば、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５は、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ、Ｍｏ／Ａｌ、Ｍｏ／Ｃｕ、ＣｕＭｎ／Ｃｕ、Ｔｉ／Ｃｕなどの多重膜構造を有していてもよい。
【００６７】
本実施形態においても、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５がチャネル領域１５４と接触する必要がない。このため、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５とチャネル領域１５４とをある程度隔てることができるので、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５が銅（Ｃｕ）などの金属を含むとき、チャネル領域１５４に金属成分が拡散することを防ぐことができる。これにより、薄膜トランジスターの特性が劣化することを防ぐことができる。
【００６８】
以下、図５に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の製造方法について説明する。
【００６９】
図５は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【００７０】
本実施形態においては、上述した図４Ａおよび図４Ｂに示す薄膜トランジスター表示板を例にとって説明するが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、本発明の一実施形態に係る製造方法は他の種々の実施形態にも同様に適用可能である。
【００７１】
まず、図５（ａ）を参照すると、ガラス製またはプラスチック製の絶縁基板１１０の上に金属などの導電性物質を積層し且つパターニングしてゲート電極１２４を形成する。
【００７２】
次いで、ゲート電極１２４の上に酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、または酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの絶縁物質を含むゲート絶縁膜１４０を積層する。
【００７３】
次いで、ゲート絶縁膜１４０の上に酸化亜鉛（ＺｎＯ）、亜鉛−錫酸化物（ＺＴＯ）、亜鉛−インジウム酸化物（ＺＩＯ）、インジウム酸化物（ＩｎＯ）、チタン酸化物（ＴｉＯ）、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）、インジウム−亜鉛−錫酸化物（ＩＺＴＯ）などの酸化物半導体物質を含む半導体物質層（図示せず）を塗布し、その上にフォトレジストなどの感光膜を塗布し且つ露光して感光膜パターン５１を形成する。
【００７４】
次いで、感光膜パターン５１をマスクとして半導体物質層をエッチングして半導体パターン１５０を形成する。
【００７５】
次いで、図５（ｂ）を参照すると、感光膜パターン５１を除去し、半導体パターン１５０の上にエッチストッパー１６４を形成する。エッチストッパー１６４はゲート電極１２４と重なり合い、半導体パターン１５０の中央部を横切りながら重なり合い、エッチストッパー１６４に覆われていない半導体パターン１５０の両部分がエッチストッパー１６４を挟んで離れて位置する。エッチストッパー１６４は、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＣｘまたはＳｉＯＮｘのうちの少なくとも一種の物質を含む無機膜、有機物または高分子有機物を含む有機膜を化学気相蒸着法（ＣＶＤ）やスパッタリング方法などによって蒸着した後に写真工程により形成してもよい。このとき、ドライエッチング法を用いてもよく、半導体パターン１５０がエッチングされないように十分なエッチング比を有するエッチングガスを用いてもよい。
【００７６】
次いで、図５（ｃ）を参照すると、エッチストッパー１６４の両側において露出された半導体パターン１５０の両部分を処理してソース領域１５３およびドレイン領域１５５を形成する。また、エッチストッパー１６４に覆われている半導体パターン１５０はチャネル領域１５４となる。これにより、ゲート電極１２４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と共に薄膜トランジスターをなす。
【００７７】
露出された半導体パターン１５０を処理する方法として、チャンバー内の還元雰囲気下で熱処理する方法、水素（Ｈ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、ホスフィン（ＰＨ３）、アンモニア（ＮＨ３）、シラン（ＳｉＨ４）、メタン（ＣＨ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、二酸化炭素（ＣＯ２）、ゲルマン（ＧｅＨ４）、セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）、酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、フルオロホルム（ＣＨＦ２）などガスプラズマを用いたプラズマ処理方法などがある。
【００７８】
特に、本発明の一実施形態によれば、四フッ化炭素（ＣＦ４）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、メタン（ＣＨ４）のうちの少なくとも一種を含むガスを用いて、露出された半導体パターン１５０をフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）、硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種でドーピングしたり還元処理したりする方法を用いてもよい。これによれば、上述したように、チャネル領域１５４の酸化物半導体と共にフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）、硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種を含むソース領域１５３およびドレイン領域１５５を形成することができる。このとき、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５にドーピングされたフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度は、１０１５個／ｃｍ３以上であってもよい。
【００７９】
次いで、図５（ｄ）を参照すると、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５の上にソース電極１７３およびドレイン電極１７５をさらに形成してもよい。
【００８０】
次いで、図５（ｅ）を参照すると、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５、エッチストッパー１６４の上に絶縁物質を塗布して保護膜１８０を形成する。次いで、保護膜１８０をパターニングしてドレイン電極１７５を露出させるコンタクト孔１８５を形成してもよい。
【００８１】
次いで、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、保護膜１８０の上にドレイン電極１７５またはドレイン領域１５５と電気的に接続された画素電極１９１を形成してもよい。
【００８２】
このような本発明の一実施形態に係る製造方法により製造された薄膜トランジスターにおいて、エッチストッパー１６４の幅を露光限界内で調節して半導体層のソース領域１５３およびドレイン領域１５５がゲート電極１２４と実質的に重なり合わないようにできるので、ゲート電極１２４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の寄生容量を低減することができ、薄膜トランジスターのスイッチング素子としてのオン／オフ特性が向上する。なお、薄膜トランジスターの消費電力および信号伝送配線の太さを減らすことができ、配線材料選択の自由度が大きくなる。
【００８３】
また、薄膜トランジスターのチャネル長Ｌを露光器の露光限界まで減らすことができるので、移動度を高めて薄膜トランジスターの特性を向上させることができる。
【００８４】
次いで、図６および図７に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。上述した実施形態と同じ構成要素に対しては同じ図面符号を付して同じ説明は省略し、相違点を中心に説明する。これは、後述する説明にも同様に適用される。
【００８５】
図６は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図であり、図７は、図６に示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【００８６】
本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板は、上述した図２Ａから図４Ｂに示す実施形態に係る薄膜トランジスター表示板とほとんど同様であるが、島状のエッチストッパー１６４と接続されており、ゲート線１２１に沿ってゲート線１２１と並ぶように延びる線状のエッチストッパー１６１をさらに備える。
【００８７】
エッチストッパー１６４を備える線状のエッチストッパー１６１の縁部の境界は、ゲート電極１２４を備えるゲート線１２１の縁部の境界と実質的に位置合わせされていてもよく、ゲート線１２１の縁部の境界の僅かに内側または外側に位置していてもよい。すなわち、エッチストッパー１６４を備える線状のエッチストッパー１６１の平面形状と、ゲート電極１２４を備えるゲート線１２１の平面形状とはほぼ一致していてもよく、相似形であってもよい。
【００８８】
一方、チャネル領域１５４はエッチストッパー１６４によって覆われており、チャネル領域１５４の縁部の境界、さらに正確には、チャネル領域１５４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の境界は、エッチストッパー１６４の縁部の境界と実質的に一致していてもよく、エッチストッパー１６４の縁部の境界の僅かに内側に位置していてもよい。
【００８９】
本実施形態によれば、ゲート電極１２４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５とが重なり合う面積を最小化させることができるので、ゲート電極１２４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の寄生容量を格段と低減することができる。
【００９０】
以下、図８に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の製造方法について説明する。
【００９１】
図８は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【００９２】
まず、図８（ａ）を参照すると、ガラス製またはプラスチック製の絶縁基板１１０の上に金属などの導電性物質を積層し且つパターニングしてゲート電極１２４を形成する。
【００９３】
次いで、ゲート電極１２４の上に酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、または酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの絶縁物質を含むゲート絶縁膜１４０を積層する。
【００９４】
次いで、ゲート絶縁膜１４０の上に酸化物半導体物質を含む半導体パターン１５０を形成し、その上にＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＣｘまたはＳｉＯＮｘのうちの少なくとも一種の物質を含む無機膜、有機物または高分子有機物を含む有機膜を化学気相蒸着法（ＣＶＤ）やスパッタリング方法などにより蒸着してエッチストッパー層１６０を積層する。
【００９５】
次いで、エッチストッパー層１６０の上にフォトレジストなどの感光膜５０を塗布し、絶縁基板１１０の裏面側から光を照射する。このとき、感光膜５０は、露光された部分が除去される量の感光性を有することが好ましい。すると、不透明なゲート電極１２４によって遮られない感光膜５０が露光されて除去される。
【００９６】
次いで、図８（ｂ）を参照すると、露光された感光膜５０を除去して、ゲート電極１２４と対応する感光膜パターン５２を形成する。このとき、感光膜パターン５２の縁部の境界は、ゲート電極１２４の縁部の境界と一致していてもよく、ゲート電極１２４の縁部の境界の僅かに内側または外側に位置していてもよい。これは、露光器に用いられた光の波長や光が透過する物質の種類などの種々の設計要素によって決定される。
【００９７】
次いで、図８（ｃ）を参照すると、感光膜パターン５２をマスクとしてエッチストッパー層１６０をエッチングして、半導体パターン１５０を横切りながら覆うエッチストッパー１６４を形成する。
【００９８】
次いで、図８（ｄ）を参照すると、エッチストッパー１６４によって遮られずに露出された半導体パターン１５０の露出された両部分にイオンをドーピングして導電性を有するソース領域１５３およびドレイン領域１５５を形成する。エッチストッパー１６４に覆われている半導体パターン１５０はチャネル領域１５４となる。これにより、ゲート電極１２４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と共に薄膜トランジスターをなす。
【００９９】
露出された半導体パターン１５０を処理する方法は、上述した実施形態と同様であるため、ここではその詳細な説明は省略する。
【０１００】
次いで、図８（ｅ）を参照すると、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５の上にソース電極１７３およびドレイン電極１７５をさらに形成してもよい。
【０１０１】
次いで、図８（ｆ）を参照すると、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５、エッチストッパー１６４の上に絶縁物質を塗布して保護膜１８０を形成する。次いで、保護膜１８０をパターニングしてドレイン電極１７５を露出させるコンタクト孔１８５を形成する。次いで、図６および図７に示すように、保護膜１８０の上にドレイン電極１７５またはドレイン領域１５５と電気的に接続された画素電極１９１を形成してもよい。
【０１０２】
次いで、図９および図１０に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。
【０１０３】
図９は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図であり、図１０は、図９に示す薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【０１０４】
本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板は、上述した図２Ａから図４Ｂに示す実施形態に係る薄膜トランジスター表示板とほとんど同様であるが、保護膜１８０の上にゲート電極１２４と相対向する上部ゲート電極１９４をさらに備える。上部ゲート電極１９４は、画素電極１９１と同じ物質を含んでいてもよく、画素電極１９１と同時に形成されてもよい。
【０１０５】
図１０を参照すると、上部ゲート電極１９４は、ゲート線１２１と接触して電気的に接続されてもよく、ゲート線１２１からゲート信号が送信されてもよい。このとき、保護膜１８０およびゲート絶縁膜１４０は、ゲート線１２１を露出させるコンタクト孔１８４を備え、コンタクト孔１８４を介して上部ゲート電極１９４がゲート線１２１と接続されてもよい。上部ゲート電極１９４の横方向の幅は、チャネル領域１５４の横方向の幅とほぼ同様であってもよく、それよりも狭くてもよい。なお、エッチストッパー１６１がゲート線１２１に沿ってゲート線１２１と並ぶように形成されている場合には、コンタクト孔１８４は保護膜１８０、エッチストッパー１６１及びゲート絶縁膜１４０を貫通するように形成されている。エッチストッパー１６４がゲート電極１２４上にのみ形成されている場合には、コンタクト孔１８４は保護膜１８０及びゲート絶縁膜１４０を貫通するように形成されている。
【０１０６】
以下、図１１に基づき、図９および図１０に示す薄膜トランジスター表示板の本発明の一実施形態に係る製造方法について説明する。
【０１０７】
図１１は、図９および図１０に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【０１０８】
本実施形態に係る薄膜トランジスターの製造方法は、上述した図８に示す実施形態に係る薄膜トランジスターの製造方法とほとんど同様であるため、その詳細な説明は省略する。但し、図１１（ｆ）を参照すると、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電物質から画素電極１９１を形成するとき、チャネル領域１５４の上に位置する上部ゲート電極１９４も一緒に形成してもよい。
【０１０９】
次いで、図１２に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。
【０１１０】
図１２は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【０１１１】
図１２を参照すると、本実施形態は、上述した図４Ａおよび図４Ｂに示す実施形態に係る薄膜トランジスター表示板とほとんど同様であるが、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５のうちの一部は直接的にソース領域１５３およびドレイン領域１５５と接触することなく、保護膜１８０の上に位置していてもよい。このとき、保護膜１８０は、ソース領域１５３を露出させるコンタクト孔１８３と、ドレイン領域１５５を露出させるコンタクト孔１８５とを有し、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５は、保護膜１８０のコンタクト孔１８３、１８５を介してそれぞれソース領域１５３およびドレイン領域１５５と電気的に接続される。
【０１１２】
次いで、図１３に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。
【０１１３】
図１３（ａ）は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図であり、図１３（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の平面図である。
【０１１４】
図１３（ａ）を参照すると、絶縁基板１１０の上に遮光膜７０が位置していてもよい。遮光膜７０は、後続して積層される酸化物半導体に光が達することを防いで、酸化物半導体が半導体としての性質を失うことを防ぐことができる。このため、遮光膜７０は、酸化物半導体に達しないように遮断すべき波長帯の光を透過させない材料から形成されることが好ましい。遮光膜７０は、有機絶縁物質、無機絶縁物質、金属などの導電性物質などから形成されてもよく、単一膜または多重膜にしてもよい。しかしながら、遮光膜７０は、場合によって省略されてもよい。具体的に、絶縁基板１１０の下側から光が照射されない場合、例えば、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターが有機発光表示装置などに用いられる場合、遮光膜７０は省略されてもよい。
【０１１５】
遮光膜７０の上には、バッファー層１２０が位置していてもよい。バッファー層１２０は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などの絶縁性酸化物を含んでいてもよい。バッファー層１２０は、後続して積層される半導体に絶縁基板１１０からの不純物が流入することを防いで半導体を保護し、且つ、半導体の界面特性を向上させる。
【０１１６】
バッファー層１２０の上には、チャネル領域１５４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５を有する半導体層が位置する。遮光膜７０が存在する場合、チャネル領域１５４は遮光膜７０に遮られてもよい。チャネル領域１５４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５についての説明は、上述した実施形態と同様であるため、ここでは、その詳細な説明は省略する。
【０１１７】
特に、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４をなす酸化物半導体と同じ物質を含むが、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５のキャリア濃度は、チャネル領域１５４のキャリア濃度とは異なる。具体的に、チャネル領域１５４のキャリア濃度が１０１８個／ｃｍ３未満であるとき、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５のキャリア濃度は１０１８個／ｃｍ３以上であってもよい。ソース領域１５３またはドレイン領域１５５とチャネル領域１５４との間の境界にキャリア濃度の勾配が存在する。
【０１１８】
本発明の一実施形態によれば、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、酸化物半導体を含んでいてもよく、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種でドーピングされていてもよい。このとき、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５が含むフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度は、１０１５個／ｃｍ３以上であってもよい。ソース領域１５３またはドレイン領域１５５とチャネル領域１５４との間の境界に、フッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度の勾配が存在してもよい。
【０１１９】
チャネル領域１５４の上には、ゲート絶縁層１４２が位置する。ゲート絶縁層１４２は、チャネル領域１５４を覆っていてもよい。また、ゲート絶縁層１４２は、ソース領域１５３またはドレイン領域１５５と実質的に重なり合っていなくてもよい。
【０１２０】
ゲート絶縁層１４２は、単一膜であってもよく、二重膜以上の多重膜であってもよい。ゲート絶縁層１４２が単一膜である場合、ゲート絶縁層１４２は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などの絶縁性酸化物を含んでいてもよい。ゲート絶縁層１４２は、チャネル領域１５４の界面特性を向上させ、チャネル領域１５４に不純物が浸透することを防ぐ。
【０１２１】
ゲート絶縁層１４２が多重膜である場合、ゲート絶縁層１４２は、図１３（ａ）に示すように、下部膜１４２ａおよび上部膜１４２ｂを備えていてもよい。下部膜１４２ａは、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などの絶縁性酸化物を含んでおり、チャネル領域１５４の界面特性を向上させ、チャネル領域１５４に不純物が浸透することを防ぐ。上部膜１４２ｂは、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）などの種々の絶縁物質から形成されてもよい。
【０１２２】
ゲート絶縁層１４２の上には、ゲート電極１２４が位置する。ゲート電極１２４の縁部の境界とゲート絶縁層１４２の縁部の境界は、実質的に位置合わせされていてもよい。
【０１２３】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）を参照すると、ゲート電極１２４は、チャネル領域１５４と重なり合う部分を備え、チャネル領域１５４は、ゲート電極１２４によって覆われている。ゲート電極１２４を中心としてチャネル領域１５４の両側には、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５が位置し、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、ゲート電極１２４と実質的に重なり合っていなくてもよい。このため、ゲート電極１２４とソース領域１５３との間の寄生容量またはゲート電極１２４とドレイン領域１５５との間の寄生容量が減る。
【０１２４】
本発明の実施形態によれば、チャネル領域１５４とソース領域１５３との間の境界またはチャネル領域１５４とドレイン領域１５５との間の境界は、ゲート電極１２４およびゲート絶縁層１４２の縁部の境界と実質的に位置合わせされていてもよい。しかしながら、チャネル領域１５４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５との間の境界がゲート電極１２４およびゲート絶縁層１４２の縁部の境界よりも僅かに内側に位置していてもよい。
【０１２５】
ゲート電極１２４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と共に薄膜トランジスターをなし、薄膜トランジスターのチャネルは、チャネル領域１５４に形成される。
【０１２６】
ゲート電極１２４と、ソース領域１５３と、ドレイン領域１５５およびバッファー層１２０の上には、保護膜１８０が位置する。保護膜１８０は、ソース領域１５３を露出させるコンタクト孔１８３およびドレイン領域１５５を露出させるコンタクト孔１８５を備えていてもよい。
【０１２７】
保護膜１８０の上には、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５が位置していてもよい。ソース電極１７３は、保護膜１８０のコンタクト孔１８３を介して薄膜トランジスターのソース領域１５３と電気的に接続されてもよく、ドレイン電極１７５は、保護膜１８０のコンタクト孔１８５を介して薄膜トランジスターのドレイン領域１５５と電気的に接続されてもよい。
【０１２８】
これとは異なり、保護膜１８０の上にカラーフィルター（図示せず）または有機物質からなる有機膜（図示せず）がさらに位置し、その上にソース電極１７３およびドレイン電極１７５が位置していてもよい。
【０１２９】
以下、図１３に示す薄膜トランジスター表示板の本発明の一実施形態に係る製造方法について、上述した図１３と結び付けて、図１４から図１９に基づいて説明する。
【０１３０】
図１４から図１９は、図１３に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【０１３１】
まず、図１４を参照すると、ガラス製またはプラスチック製の絶縁基板１１０の上に有機絶縁物質、無機絶縁物質、金属などの導電性物質などからなる遮光膜７０を形成する。遮光膜７０の形成工程は、場合によって省略してもよい。
【０１３２】
次いで、遮光膜７０の上に化学気相蒸着法などの方法により酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などの酸化物を含む絶縁物質からなるバッファー層１２０を形成する。バッファー層１２０の厚さは、５００Å以上１μｍ以下であってもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１３３】
次いで、バッファー層１２０の上に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、亜鉛−錫酸化物（ＺＴＯ）、亜鉛−インジウム酸化物（ＺＩＯ）、インジウム酸化物（ＩｎＯ）、チタン酸化物（ＴｉＯ）、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）、インジウム−亜鉛−錫酸化物（ＩＺＴＯ）などの酸化物半導体物質からなる半導体物質層を塗布し、その上にフォトレジストなどの感光膜を塗布する。次いで、感光膜を露光して感光膜パターン５３を形成する。感光膜パターン５３は、遮光膜７０の少なくとも一部と重なり合っていてもよい。
【０１３４】
次いで、感光膜パターン５３をマスクとして半導体物質層をエッチングして半導体パターン１５０を形成する。
【０１３５】
次いで、図１５を参照すると、半導体パターン１５０およびバッファー層１２０の上にゲート絶縁膜１４０を積層する。ゲート絶縁膜１４０は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）などの絶縁性酸化物を含む単一層にしてもよく、図１５に示すように、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）などの絶縁性酸化物を含む下部膜１４０ａと、絶縁物質を含む上部膜１４０ｂとを有する多重膜にしてもよい。本実施形態において、ゲート絶縁膜１４０の厚さは、１、０００以上５、０００以下であってもよいが、本発明はこれに何ら限定されるものではない。
【０１３６】
次いで、図１６を参照すると、ゲート絶縁膜１４０の上に金属などの導電性物質を積層し且つパターニングしてゲート電極１２４を形成する。ゲート電極１２４は、半導体パターン１５０の中央部を横切りながら通過するように形成して、ゲート電極１２４と半導体パターン１５０とが重なり合う部分の両側に位置する半導体パターン１５０の両部分がゲート電極１２４によって覆われないようにする。
【０１３７】
次いで、図１７を参照すると、ゲート電極１２４をエッチングマスクとしてゲート絶縁膜１４０をパターニングしてゲート絶縁層１４２を形成する。ゲート絶縁層１４２は、単一膜であってもよく、絶縁性酸化物を含む下部膜１４２ａと、絶縁物質を含む上部膜１４２ｂとを有する多重膜であってもよい。
【０１３８】
これにより、ゲート電極１２４およびゲート絶縁層１４２は、実質的に同じ平面形状を有していてもよい。なお、半導体パターン１５０のうちゲート電極１２４に覆われていない両側の両部分が露出される。
【０１３９】
次いで、図１８を参照すると、露出された半導体パターン１５０の露出された両部分を処理して導電性を有するソース領域１５３およびドレイン領域１５５を形成する。露出された半導体パターン１５０の処理方法は、上述した実施形態と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１４０】
特に、本発明の一実施形態によれば、四フッ化炭素（ＣＦ４）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、メタン（ＣＨ４）のうちの少なくとも一種を含むガスを用いて、露出された半導体パターン１５０をドーピングまたは還元処理する方法を用いてもよい。ソース領域１５３およびドレイン領域１５５にドーピングされたフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度は、１０１５個／ｃｍ３以上であってもよく、ソース領域１５３またはドレイン領域１５５とチャネル領域１５４との間の境界にフッ素（Ｆ）、水素（Ｈ）および硫黄（Ｓ）のうちの少なくとも一種の濃度の勾配が存在してもよい。
【０１４１】
ゲート絶縁層１４２に覆われて還元されていない半導体パターン１５０は、薄膜トランジスターのチャネルであるチャネル領域１５４となる。これにより、ゲート電極１２４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と共に薄膜トランジスターをなす。
【０１４２】
次いで、図１９を参照すると、ゲート電極１２４と、ソース領域１５３と、ドレイン領域１５５およびバッファー層１２０の上に絶縁物質を塗布して保護膜１８０を形成する。次いで、保護膜１８０をパターニングしてソース領域１５３を露出させるコンタクト孔１８３およびドレイン領域１５５を露出させるコンタクト孔１８５を形成する。
【０１４３】
最後に、図１３に示すように、保護膜１８０の上にソース電極１７３およびドレイン電極１７５を形成してもよい。
【０１４４】
本発明の実施形態に係る薄膜トランジスターにおいて、ゲート電極１２４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５が実質的に重なり合わないため、ゲート電極１２４とソース領域１５３との間の寄生容量またはゲート電極１２４とドレイン領域１５５との間の寄生容量が格段と減少される。これにより、薄膜トランジスターのスイッチング素子としてのオン／オフ特性が向上する。
【０１４５】
次いで、図２０に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスターおよび薄膜トランジスター表示板について説明する。
【０１４６】
図２０は、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の断面図である。
【０１４７】
図２０を参照すると、絶縁基板１１０の上に遮光膜７０およびデータ信号を送信するデータ線１１５が位置していてもよい。データ線１１５は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）などの金属またはこれらの合金などの導電性物質から形成されてもよい。
【０１４８】
遮光膜７０およびデータ線１１５の上にはバッファー層１２０が位置し、その上にはチャネル領域１５４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５が位置する。
【０１４９】
チャネル領域１５４は、酸化物半導体物質を含んでいてもよい。遮光膜７０が存在する場合、チャネル領域１５４は遮光膜７０に遮られていてもよい。
【０１５０】
ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４を中心として両側にそれぞれ相対向し、互いに離れている。また、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と接続されている。加えて、上述した実施形態のチャネル領域１５４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５についての説明が本実施形態にも同様に適用可能である。
【０１５１】
チャネル領域１５４の上には、ゲート絶縁層１４２が位置する。ゲート絶縁層１４２は、チャネル領域１５４を覆っていてもよい。なお、ゲート絶縁層１４２は、ソース領域１５３またはドレイン領域１５５とほとんど重なり合っていなくてもよい。
【０１５２】
ゲート絶縁層１４２の上には、ゲート電極１２４が位置する。ゲート電極１２４の縁部の境界とゲート絶縁層１４２の縁部の境界は、実質的に位置合わせされていてもよい。
【０１５３】
ゲート電極１２４は、チャネル領域１５４と重なり合う部分を備え、チャネル領域１５４は、ゲート電極１２４によって覆われている。ゲート電極１２４を中心としてチャネル領域１５４の両側にはソース領域１５３およびドレイン領域１５５が位置し、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５はゲート電極１２４と実質的に重なり合っていなくてもよい。これにより、ゲート電極１２４とソース領域１５３との間の寄生容量またはゲート電極１２４とドレイン領域１５５との間の寄生容量が格段と減る。
【０１５４】
ゲート電極１２４と、ソース領域１５３と、ドレイン領域１５５およびバッファー層１２０の上には保護膜１８０ａが位置し、その上に有機膜１８０ｂがさらに位置していてもよい。
【０１５５】
有機膜１８０ｂは、有機絶縁物質またはカラーフィルター物質を含んでいてもよい。有機膜１８０ｂの表面は、平坦面であってもよい。
【０１５６】
保護膜１８０ａおよび有機膜１８０ｂは、ソース領域１５３を露出させるコンタクト孔１８３およびドレイン領域１５５を露出させるコンタクト孔１８５を備えていてもよい。なお、バッファー層１２０と、保護膜１８０ａおよび有機膜１８０ｂは、データ線１１５を露出させるコンタクト孔１８１を備えていてもよい。
【０１５７】
有機膜１８０ｂの上には、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５が位置していてもよい。ソース電極１７３は、コンタクト孔１８３を介してソース領域１５３と電気的に接続されてもよく、ドレイン電極１７５は、コンタクト孔１８５を介してドレイン領域１５５と電気的に接続されてもよい。また、ソース電極１７３は、コンタクト孔１８１を介してデータ線１１５と接続されてもよい。これにより、ソース領域１５３は、データ線１１５からデータ信号を受信することができる。一方、ドレイン電極１７５は、それ自体が画素電極をなして映像表示を制御してもよく、別途の画素電極（図示せず）と接続されていてもよい。
【０１５８】
以下、図２０に示す薄膜トランジスター表示板の本発明の一実施形態に係る製造方法について、上述した図２０と結び付けて図２１から図２８に基づいて説明する。
【０１５９】
図２１から図２８は、図１８に示す薄膜トランジスター表示板を本発明の一実施形態により製造する方法を順に示す断面図である。
【０１６０】
まず、図２１を参照すると、絶縁基板１１０の上に有機絶縁物質、無機絶縁物質、金属などの導電性物質などからなる遮光膜７０を形成する。遮光膜７０の形成工程は、場合によって省略してもよい。
【０１６１】
次いで、絶縁基板１１０の上に金属などを積層し且つパターニングしてデータ線１１５を形成する。遮光膜７０およびデータ線１１５の形成順序は変わってもよい。
【０１６２】
次いで、図２２を参照すると、遮光膜７０およびデータ線１１５の上にバッファー層１２０と、半導体物質層１５９と、絶縁物質層１４９およびゲート層１２９をこの順に積層する。
【０１６３】
半導体物質層１５９は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、亜鉛−錫酸化物（ＺＴＯ）、亜鉛−インジウム酸化物（ＺＩＯ）、インジウム酸化物（ＩｎＯ）、チタン酸化物（ＴｉＯ）、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）、インジウム−亜鉛−錫酸化物（ＩＺＴＯ）などの酸化物半導体物質を積層して形成してもよい。
【０１６４】
絶縁物質層１４９は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）などの絶縁性酸化物を含む絶縁物質から形成してもよい。
【０１６５】
ゲート層１２９は、アルミニウム（Ａｌ）などの導電性物質を積層して形成してもよい。
【０１６６】
次いで、ゲート層１２９の上にフォトレジストなどの感光膜を塗布し且つ露光して感光膜パターン５４を形成する。感光膜パターン５４は、図２２に示すように、所定の厚さを有する第１の部分５４ａと、第１の部分５４ａよりも薄い厚さを有する第２の部分５４ｂと、を有する。感光膜パターン５４の第１の部分５４ａは、遮光膜７０と重なり合う個所に位置していてもよい。なお、感光膜パターン５４の第１の部分５４ａの両側には、第１の部分５４ａを中心として離れて相対向している一対の第２の部分５４ｂが接続されている。
【０１６７】
このような感光膜パターン５４は、半透過領域を含む光マスク（図示せず）を用いて露光して形成してもよい。具体的に、感光膜パターン５４の形成のための光マスクは、光が透過する透過領域と、光が透過しない遮光領域と、一部の光のみが透過する半透過領域と、を含んでいてもよい。半透過領域は、スリット、半透明膜などを用いて形成してもよい。
【０１６８】
このような半透過領域を含む光マスクを用いて露光を行うと、陰性の感光膜を用いる場合、光マスクの透過領域に対応する部分には光が照射されて感光膜が残留して厚い第１の部分５４ａが形成され、光マスクの遮光領域に対応する部分には光が照射されないため感光膜が除去され、光マスクの半透過領域に対応する部分には一部の光が照射されて薄い第２の部分５４ｂが形成される。陽性の感光膜を用いる場合には、上述の場合とは逆になるが、光マスクの半透過領域に対応する部分には依然として一部の光が照射されて感光膜パターン５４の第２の部分５４ｂが形成される。
【０１６９】
次いで、図２３を参照すると、感光膜パターン５４をエッチングマスクとしてゲート層１２９と絶縁物質層１４９をこの順にエッチングする。このとき、ゲート層１２９は、ウェットエッチング法を用いてエッチングしてもよく、絶縁物質層１４９は、ドライエッチング法を用いてエッチングしてもよい。これにより、感光膜パターン５４の下部に同じ平面形状を有するゲートパターン１２２および絶縁パターン１４１が形成される。感光膜パターン５４によって覆われていない半導体物質層１５９は露出される。
【０１７０】
次いで、図２４を参照すると、ゲートパターン１２２および絶縁パターン１４１をエッチングマスクとして露出された半導体物質層１５９を除去して半導体パターン１５０を形成する。半導体パターン１５０は、ゲートパターン１２２および絶縁パターン１４１と同じ平面形状を有していてもよい。
【０１７１】
次いで、図２５を参照すると、感光膜パターン５４を、酸素プラズマを用いたアッシング方法などにより全面的にエッチングして薄肉化させることにより、第２の部分５４ｂを除去する。これにより、薄くなった第１の部分５４ａを残して感光膜パターン５５を形成することができる。
【０１７２】
次いで、図２６を参照すると、感光膜パターン５５をエッチングマスクとしてゲートパターン１２２および絶縁パターン１４１をこの順にエッチングする。これにより、感光膜パターン５５に遮られていない半導体パターン１５０が露出され、ゲート電極１２４およびゲート絶縁層１４２が形成される。露出された半導体パターン１５０は、感光膜パターン５５に覆われた半導体パターン１５０を中心として両側に位置し、互いに離れている。
【０１７３】
次いで、図２７を参照すると、露出された半導体パターン１５０を還元処理して導電性を有するソース領域１５３およびドレイン領域１５５を形成する。還元処理方法は、上述した実施形態と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１７４】
ゲート絶縁層１４２に覆われて還元されていない半導体パターン１５０は、チャネル領域１５４となる。ゲート電極１２４と、ソース領域１５３およびドレイン領域１５５は、チャネル領域１５４と共に薄膜トランジスターをなす。
【０１７５】
次いで、図２８を参照すると、感光膜パターン５５を除去した後、ゲート電極１２４と、ソース領域１５３と、ドレイン領域１５５およびバッファー層１２０の上に絶縁物質を塗布して保護膜１８０ａを形成する。次いで、保護膜１８０ａの上に有機絶縁物質を塗布して有機膜１８０ｂをさらに形成してもよい。
【０１７６】
次いで、図２０に示すように、保護膜１８０ａおよび有機膜１８０ｂにコンタクト孔１８３、１８５、１８１を形成し、有機膜１８０ｂの上にソース電極１７３およびドレイン電極１７５を形成してもよい。
【０１７７】
このように、本発明の実施形態によれば、薄膜トランジスターのゲート電極１２４とソース領域１５３またはドレイン領域１５５とがほとんど重なり合わないか、あるいは、重なり合う部分が非常に狭いので、ゲート電極１２４とソース領域１５３との間の寄生容量またはゲート電極１２４とドレイン領域１５５との間の寄生容量が格段と減る。これにより、薄膜トランジスターのオン電流および移動度が高くなり、薄膜トランジスターのスイッチング素子としてのオン／オフ特性が向上する。要するに、このような薄膜トランジスター付き表示装置におけるＲＣ遅延を低減することができる。したがって、信号伝送配線を太さを減らせるマージンができて製造コストを削減することができる。なお、薄膜トランジスター自体の特性が良くなるので、薄膜トランジスターのコンパクトが図れるとともに、微細チャネルを形成可能なマージンをさらに確保することができる。
【０１７８】
図２９および図３０は、それぞれ本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板を製造する方法を示すフローチャートである。
【０１７９】
まず、図２９に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の製造方法について説明する。先ず、ゲート電極が絶縁基板の上に形成され（２０１）、ゲート絶縁膜がゲート電極の上に積層され（２０３）、半導体パターンがゲート絶縁膜の上に形成され（２０５）、エッチストッパーが半導体パターンの上に形成され（２０７）、エッチストッパーによって露出された半導体パターンの部分を処理してソース領域およびドレイン領域を形成することにより、チャネルが形成される（２０９）。ソース領域およびドレイン領域のキャリア濃度は、チャネル領域のキャリア濃度よりも大きい。
【０１８０】
次いで、図３０に基づき、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスター表示板の製造方法について説明する。先ず、酸化半導体を含む半導体パターンが絶縁基板の上に形成され（３０１）、絶縁物質を半導体パターンの上に積層して絶縁物質層を形成し（３０３）、ゲート電極が絶縁物質層の上に形成され（３０５）、ゲート電極をエッチングマスクとして絶縁物質層をパターニングしてゲート絶縁膜を形成し、同時に半導体パターンの一部を露出させ（３０７）、露出された半導体パターンが処理されてゲート電極に覆われたチャネル領域を形成し、同時にチャネル領域を中心として相対向するソース領域およびドレイン領域を形成する（３０９）。ソース領域およびドレイン領域のキャリア濃度は、チャネル領域のキャリア濃度よりも大きい。
【０１８１】
このような製造方法により表示装置の薄膜トランジスターの移動度を高めてスイッチング素子の性能を向上させることができる。なお、薄膜トランジスター表示板のＲＣ遅延を低減することができる。
【０１８２】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに何ら限定されるものではなく、下記の請求範囲において定義している本発明の基本概念を用いた当業者の種々の変形および改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものである。
【符号の説明】
【０１８３】
５１、５１、５３、５４、５５:感光膜パターン
７０:遮光膜
１１０:絶縁基板
１２０:バッファー層
１２２:ゲートパターン
１２４:ゲート電極
１４０:ゲート絶縁膜
１５９:半導体物質層
１５０:半導体パターン
１５３:ソース領域
１５４:チャネル領域
１５５:ドレイン領域
１４９:絶縁物質層
１４１:絶縁パターン
１４２:絶縁層
１５０:ゲート層
１６４:エッチストッパー
１８１、１８３、１８５:コンタクト孔
１７３:ソース電極
１７５:ドレイン電極
１８０、１８０ａ:保護膜
１８０ｂ:有機膜
１９１:画素電極