(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に第１導電層を積層する工程と、
前記第１導電層をパターン食刻して、幅方向にゲート領域と非ゲート領域が定義され且つ前記絶縁基板を露出させるコンタクトホールがあり、長手方向が直線状の走査線を形成する工程と、
前記走査線と前記絶縁基板の露出された表面に第１絶縁膜を積層する工程と、
前記第１絶縁膜上に非晶質シリコン層を積層する工程と、
前記非晶質シリコン層をパターン食刻して前記走査線のゲート領域と前記コンタクトホールの一部に重畳する半導体活性層を形成する工程と、
前記半導体活性層上と前記第１絶縁膜の露出された表面に窒化膜を積層する工程と、
前記窒化膜を背面露光工程を用いてパターン食刻して前記走査線の形状通りに形成され、前記活性層の一部を露出させるエッチストッパを形成する工程と、
前記エッチストッパ上と前記半導体活性層の露出された表面にドープされた非晶質シリコン層と第２導電層を順次積層する工程と、
前記第２導電層と前記ドープされた非晶質層をパターン食刻して、前記半導体活性層に一部が接するソース電極と、前記ソース電極に連結される信号線と、前記ソース電極に対応するドレイン電極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液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記背面露光工程を用いる前記エッチストッパの形成工程は、
前記窒化膜上に陽性形のフォトレジスト層を連続蒸着する工程と、
前記基板の背面で前記走査線をマスクとして前記フォトレジスト層を選択露光する工程と、
前記選択露光されたフォトレジスト層を現像してフォトレジストパターンを形成する工程と、
前記フォトレジストパターンをマスクとして前記窒化膜を食刻してエッチストッパを形成する工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記基板の全面に第２絶縁層を積層する工程と、
前記第２絶縁膜をパターン食刻して前記ドレイン電極の一部を露出させるコンタクトホールを形成する工程と、
前記ドレイン電極の一部を露出させるコンタクトホールを通して前記ドレイン電極に連結される画素電極を形成する工程とをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ-ＬＣＤ：Thin Film Transister-Liquid Crystal Display）及びその製造方法に係り、特にフォトマスクを追加に使用しなくても容易にエッチストッパを形成することのできる薄膜トランジスタ液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクティブマトリックス液晶表示装置のマトリックスアレイは薄膜トランジスタのようなスイッチング素子と、これに電気的に連結されており光を透過したり反射する画素電極を基本単位とする画素子が縦横に配列された構造を有する。この際、画素の特性を向上させるために補助容量キャパシタを追加して形成する場合もある。また、この画素を互いに連結する複数本のゲ−トバスラインと複数本のデ−タバスライン及び各ゲ−トバスラインと各デ−タバスラインの終端に形成された複数のパッドなどが含まれた構造である。
【０００３】
図１は従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の第１例を説明するための図面であり、背面露光によってエッチストッパを形成した構造を示す。図１Ａは平面図を、図１Ｂはその断面図を示す。
【０００４】
図１に示したように、従来の一般のアクティブマトリックス液晶表示装置は、絶縁基板１０上に走査線１と信号線２がマトリックス状に交差して画素部を形成している。ゲート電極１１は走査線１から突出しており、ゲート絶縁膜１３を介して、チャネルの生成されるドープされていない非晶質シリコン層からなる半導体活性層１４がゲート電極１１の上部に形成されている。半導体活性層１４上にはゲート電極１１の形状通りに形成されたエッチストッパ１５が位置しているが、この時のエッチストッパ１５は半導体活性層１４上に窒化膜を形成した後、絶縁基板の下部で予め形成された走査線１をマスクとして背面露光(back exposure)することにより、走査線１の形状通りに得ることができる。
【０００５】
エッチストッパ１５の上端両側部分と半導体活性層１４上にはドープされた非晶質シリコン層からなるオーム接触層６が形成されており、その上に下部のゲート電極１１と一部重畳するようにソース電極１６と、ソース電極１６に対応し、ゲート電極１１と一部重畳したドレイン電極１７が形成されている。そして、ソース／ドレイン電極１６，１７とエッチストッパ１５の上端にはドレイン電極１７を外部と通じさせるコンタクトホールのある保護膜(passivation)１８が形成されており、このコンタクトホールを介してドレイン電極１７に連結された画素電極１９が形成されている。
【０００６】
未説明の図面符号１２はゲート電極の表面に形成された陽極酸化膜を示す。
【０００７】
しかし、前記従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置はフォトレジストを使用せずに背面露光によってエッチストッパを形成するという容易な利点があるが、工程がらゲート電極の突出した走査線の形状によって開口率を向上させようとする目的の下では不適な構造をもっている。
【０００８】
図２は従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の第２例を説明するための図面であり、フォトレジストによる選択露光によってエッチストッパを形成した構造を示す。図２Ａは平面図を、図２Ｂはその断面図を示す。
【０００９】
図２に示したように、従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置は絶縁基板２０上に走査線２２と信号線２１がマトリックス状に交差して画素部を形成している。走査線２２はゲート電極のための突出部を形成していない直線形状である。信号線２１は走査線２２の下部で査線２２の長手方向にソース電極２３を突出させる。前記ソース電極２３に対応する位置には信号線２１と同一の配線材であるドレイン電極２４が形成されている。この際、ドレイン電極２４が走査線２２の一部と重畳するように形成されることにより、ソース２３とドレイン２４が位置した走査線２２部分はゲートの役割を果たしている。（以下、上部にソース電極とドレイン電極の位置した走査線の部位をゲート領域という。）
ゲート領域２２の上部にはゲート絶縁膜２６−１を介して、チャネルの生成されるドープされていない非晶質シリコン層からなる半導体活性層２７が形成されている。半導体活性層２７上には所定の形状を有するエッチストッパ２８が位置しているが、この時のエッチストッパ２８は半導体活性層２７上に窒化膜を形成した後、フォトレジストを用いて所定の形状通りにフォトエッチングすることにより得られる。
【００１０】
エッチストッパ２８の上端両側部分と半導体活性層２７上にはドープされた非晶質シリコン層からなるオーム接触層２５が形成されており、その上に下部のゲート領域２２と一部重畳するようにソース電極２３と、ソース電極２３に対応し、ゲート領域２２と一部重畳するドレイン電極２４が形成されている。ソース／ドレイン電極２３，２４とエッチストッパ２８の上端にはドレイン電極２４を外部と通じさせるコンタクトホールのある保護膜２６-２が形成されており、このコンタクトホールを介してドレイン電極２４に連結された画素電極２９が形成されている。
【００１１】
未説明の図面符号２５はゲート領域の表面に形成された陽極酸化膜を示す。
【００１２】
前記従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置は、走査線の一部をゲート領域として使用することにより、走査線からの突出部を形成しないために開口率を高めることができる。しかし、エッチストッパの形成時、配線露光を行えないために、その代案としてフォトレジストを形成し、フォトマスクを追加に使用してパターン通りに選択露光し現像しなければならない煩わしさがあった。これは背面露光によって走査線の形状通りにエッチストッパを形成すると、ソース電極と活性層との接触が不如意であって本来の薄膜トランジスタの機能であるスイッチング素子としての機能を果たせないためである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる問題点を解決するためのもので、その目的は走査線に所定の形状に形成されたホールを用いて別途のマスクを用意せずに背面露光によってエッチストッパを形成することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
発明の実施の形態１
上記目的を達成するために、本発明の薄膜トランジスタ液晶表示装置は、絶縁基板と、前記絶縁基板上にコンタクトホールをもって直線状に形成され、ゲート領域と非ゲート領域が定義される走査線と、前記走査線を覆う第１絶縁膜と、前記走査線の前記コンタクトホールの一部と前記走査線の前記ゲート領域に重畳する半導体活性層と、前記半導体活性層上に前記半導体活性層の一部を露出させるように形成されるエッチストッパと、前記走査線に交差し、前記走査線の方向に突出部を有し、前記突出部が前記露出された半導体活性層に接するように形成される信号線と、前記信号線の前記突出部と前記信号線の内側の一部を含む部分に定義されるソース電極と、前記ソース電極に対応するように形成されるドレイン電極とを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造方法は、絶縁基板上に第１導電層を積層する工程と、前記第１導電層をパターン食刻して、ゲート領域と非ゲート領域が定義され且つコンタクトホールのある走査線を形成する工程と、前記走査線と前記絶縁基板の露出された表面に第１絶縁膜を積層する工程と、前記第１絶縁膜上に非晶質シリコン層を積層する工程と、前記非晶質シリコン層をパターン食刻して前記走査線のゲート領域と前記コンタクトホールの一部に重畳する半導体活性層を形成する工程と、前記半導体活性層上と前記第１絶縁膜の露出された表面に窒化膜を積層する工程と、前記窒化膜を背面露光工程を用いてパターン食刻して前記走査線の形状通りに形成され、前記活性層の一部を露出させるエッチストッパを形成する工程と、前記エッチストッパ上と前記半導体活性層の露出された表面にドープされた非晶質シリコン層と第２導電層を順次積層する工程と、前記第２導電層と前記ドープされた非晶質層をパターン食刻して、前記半導体活性層に一部が接するソース電極と、前記ソース電極に連結される信号線と、前記ソース電極に対応するドレイン電極を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき本発明の望ましい実施の形態を詳述する。
【００１７】
図３は本発明による薄膜トランジスタ液晶表示装置を説明するための図面であり、図３Ａは平面図を、図３Ｂはその断面図を示す。
【００１８】
図３Ａを参照すると、絶縁基板３０上に直線状であり、所定の位置にコンタクトホールＴが形成されたゲートライン３２が形成されている。コンタクトホールＴのあるゲートライン３２部分はコンタクトホールＴによりゲート領域と非ゲート領域とに区分される。そして、ゲートライン３２に交差してデータライン３１が形成されている。データライン３１はゲートライン３２と重畳する領域でゲートライン８２の長手方向に位置し、ゲートライン３２に形成されたコンタクトホールＴの一部を覆う突起部、即ちソース電極３３に当たる部分を有している。本実施形態において、ソース電極３３はエッチストッパのコンタクトホールを介して非晶質シリコン３６に接触する。そして、画素電極３９がソース電極３３と同一導電物質で形成されたドレイン電極３４に連結され形成されている。
【００１９】
図３Ｂを参照すると、ソース電極３３とドレイン電極３４の下部には半導体活性層３６が形成されており、その下部にゲートライン３２のゲート領域３２-１が位置している。従って、ソース電極３３、ドレイン電極３４、及び非晶質シリコン３６が形成された部位の下部に位置したゲートライン３２の部分のゲート領域３２-１はスイッチング素子の機能を果たす薄膜トランジスタをなす。一方、図示したように、ソース電極３３とドレイン電極３４の下部に位置した非晶質シリコン層３６には非直線的なチャネル領域が形成されている。ドレイン電極３４は保護膜３５-２に形成されたコンタクトホールを通して上部の画素電極３９に連結される。そして、エッチストッパ３７が走査線のゲート領域３２-１と同形状に半導体活性層３６上にオーム接触層４０と接して形成されている。
【００２０】
未説明の３２-２はコンタクトホールを挟んで両側に位置したゲートラインのうち非ゲート領域を、３５-１はゲート絶縁膜を、３８は走査線の表面上に形成される陽極酸化膜を示す。
【００２１】
図４Ａないし図６Ｆは本発明による液晶表示装置の製造工程図である。
【００２２】
まず、図４Ａに示したように、絶縁基板３０上にスパッタ装備を用いて第１導電物質層を形成する。以後、導電層をパターン食刻して所定部分にコンタクトホールＴが形成されたゲートライン３２を形成する。コンタクトホールのあつゲートライン部分は２つの領域３２-１、３２-２に分けられるが、このうち一つの領域３２-１はゲート領域となり、もう一つの領域は非ゲート領域３２-２となる。第１導電物質としてはアルミニウム、アルミニウム合金、モリブデン、モリブデン合金、及び陽極酸化可能な金属うちいずれか一つを用いる。以後、ゲートライン３２の表面上に陽極酸化膜を形成する。
【００２３】
次いで、図４Ｂに示したように、陽極酸化膜上に第１絶縁膜３５-１を形成する。この際、第１絶縁膜としてシリコン酸化膜或いはシリコン窒化膜が使われる。以後、第１絶縁膜３５-１上に非晶質シリコン層を積層した後、非晶質シリコン層をゲートラインのゲート領域３２-１に当たる部分に重畳するようにパターン食刻して半導体活性層３６を形成する。
【００２４】
その後、図５Ｃに示したように、半導体活性層３６とゲート絶縁膜３５-１の露出された表面上にエッチストッパ用絶縁膜３７ａを積層し、引き続き陽性感光性をもつフォトレジスト層を積層した後、基板の背面から光を照射する背面露光を施す。従って、光は走査線を除いた部分を通過してフォトレジスト層に達する。以後、現像工程を施すと、フォトレジストの非露光部分、即ち走査線のような形状のフォトレジストパターン５０が形成される。この際、エッチストッパ用絶縁膜としては窒化膜を形成して用いることができる。
【００２５】
次に、図５Ｄに示したように、フォトレジストパターン５０をマスクとして下部にあるエッチストッパ用絶縁膜を食刻して、走査線のような形状のエッチストッパ３７を形成する。以後、次の工程のためにフォトレジストパターンを除去する。
【００２６】
次いで、図６Ｅに示したように、エッチストッパ３７、露出された非晶質シリコン層及び露出された第１絶縁膜上にドープされた非晶質シリコン層と第２導電層を連続的に形成する。以後、所定の形状通りに第２導電層をパターン食刻して突出部を有するデータラインとドレイン電極８４を形成する。以後、データラインとドレイン電極３４をマスクとして下部のドープされた非晶質シリコン層を食刻してオーム接触層４０を形成する。
【００２７】
この際、データラインの突出部と突出部の近傍のデータラインの内側の一部がソース電極３３に限定される。従って、平面図に示したように非直線形、即ちＬ形のチャネルが得られる。
【００２８】
図６Ｆに示したように、露出された基板の表面にスパッタ装置を用いてシリコン酸化膜或いはシリコン窒化膜からなる保護膜３５-２を形成する。以後、保護膜３５-２をパターン食刻してドレイン電極３４の一部を露出させるコンタクトホールを形成する。
【００２９】
その後、保護膜８５−２とドレイン電極３４の露出された表面に透明導電層を蒸着した後、パターン食刻してドレイン電極３４に連結される画素電極３９を形成する。
【００３０】
発明の実施の形態２
上述した製造方法によって完成されるエッチストッパは言及したように、走査線のような形状に形成される。ところが、エッチストッパはオーム接触層を食刻する過程で生じる半導体活性層の食刻を防止するために形成するものであって、半導体活性層上にのみ形成することもできる。
【００３１】
まず、図４Ａで説明したように、絶縁基板上にコンタクトホ−ル、ゲ−ト領域３２−１及び非ゲ−ト領域３２−２を有するゲ−トラインと陽極酸化膜３８を形成する。
【００３２】
その後、図７Ａに示したように、第１絶縁膜３５−１、非晶質シリコン層３６ａ、エッチストッパ用絶縁膜を蒸着し続ける。図５Ｃに基づき説明したように、一般の背面露光方法を用いてエッチストッパ用絶縁膜を形成する。従って、ゲ−トラインのような形状を有するエッチストッパ３７が得られる。
【００３３】
その後、図７Ｂに示したように、走査線のような形状を有するエッチストッパ３７をパタ−ン食刻して所定部分のみ残し全部取り除く。すなわち、走査線のゲ−ト領域３２−１に当たる部分にのみエッチストッパ３７を残すが、これは予め作られたマスクパタ−ンを用いて得られる。以後、全面に蒸着された非晶質シリコン層３６ａをパタ−ン食刻してエッチストッパ３７の外側に所定部分が露出される非晶質シリコン層３６を形成する。
【００３４】
次いで、図６Ｅないし図６Ｆを参照して説明した通り、後続工程を進行してオーム接触層、信号線、ソ−ス電極、ドレイン電極、保護膜、及び画素電極を形成する。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のアクティブマトリックス液晶表示装置のマトリックスアレイは、ゲ−トライン上にコンタクトホ−ルを形成する場合には開口率を減少せずに背面露光によりエッチストッパを容易に形成しうる。すなわち、マスクを別に備えなくても予め形成されたゲ−トラインをマスクとしてエッチストッパを形成することができて、工程上有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の第１例を説明するための図面。
【図２】従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の第２例を説明するための図面。
【図３】本発明による薄膜トランジスタ液晶表示装置の平面図。
【図４】本発明による薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造工程図。
【図５】本発明による薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造工程図。
【図６】本発明による薄膜トランジスタ液晶表示装置の製造工程図。
【図７】本発明による薄膜トランジスタ液晶表示装置の他の製造工程図。
【符号の説明】
３０  絶縁基板
３１  信号線
３２  走査線
３２−１  ゲート領域
３３  ソース電極
３４  ドレイン電極
３５−１  ゲート絶縁膜
３５−２  保護膜
３６  半導体活性層
３７  エッチストッパ
３８  陽極酸化膜
３９  画素電極
４０  オーム接触層
【図１】
0004111282.tif 000002
【図２】
0004111282.tif 000003
【図３】
0004111282.tif 000004
【図４】
0004111282.tif 000005
【図５】
0004111282.tif 000006
【図６】
0004111282.tif 000007
【図７】
0004111282.tif 000008