(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の製造方法であって、
基板上に第１金属層を被着する工程と、
ゲート電極を形成するために前記第１金属層をパターニングする工程と、
前記基板及び前記ゲート電極上にゲート絶縁層を被着する工程と、
前記ゲート絶縁層上に第１半導体層を被着する工程と、
前記第１半導体層上にエッチング防止層を被着する工程と、
前記エッチング防止層をパターニングしてエッチストッパを形成する工程と、
前記第１半導体層および前記エッチストッパ上に第２半導体層を被着する工程と、
前記第２半導体層上に第２金属層を被着する工程と、
前記第２金属層、前記第２半導体層及び前記第１半導体層を単一の工程でパターニングする工程と、
前記パターニングされた前記第２金属層及び前記ゲート絶縁層上に保護絶縁層を被着する工程と、
前記保護絶縁層をパターニングして、前記エッチストッパの上方に第１の開口を、パターニングされた前記第２金属層の一部分の上に第２の開口を形成する工程と、
前記保護絶縁層上に透明導電層を被着して、前記第２の開口を通じて前記透明導電層と前記第２金属層とを電気的に接触させるようにして、前記透明導電層をパターニングする工程と、
前記パターニングされた前記保護絶縁層をマスクとして用いて、前記第１の開口を通じて、前記第２金属層と第２半導体層との一部分をエッチングする工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２半導体層は不純物がドープされていることを特徴とする、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記透明導電層をパターニングして透明電極を形成することを特徴とする、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記透明電極は透明導電物質で構成されていることを特徴とする、請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記透明電極は画素電極であることを特徴とする、請求項４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体装置の製造方法であって、
基板の表面上にゲート電極を形成する工程と、
前記基板及び前記ゲート電極上にゲート絶縁層を被着する工程と、
前記ゲート絶縁層上に第１半導体層を被着する工程と、
前記第１半導体層上にエッチング防止層を被着する工程と、
前記エッチング防止層をパターニングしてエッチストッパを形成する工程と、
前記第１半導体層および前記エッチストッパ上に第２半導体層を形成する工程と、
前記第２半導体層上に金属層を形成する工程と、
前記金属層上に保護絶縁層を形成する工程と、
前記保護絶縁層をパターニングして、前記エッチストッパの上方に第１の開口を、前記金属層の一部分の上に第２の開口を形成し、前記第１と第２の開口を通じて、前記金属層の第１と第２の部分が露出されるようにする工程と、
前記保護絶縁層上に、前記第２の開口を通じて前記金属層と接触するように透明導電層を形成する工程と、
前記パターニングされた保護絶縁層をマスクとして用いて、前記金属層の第１の部分と、前記金属層の前記第１の部分の下にある前記第２半導体層の一部分とをエッチングする工程と、
を含むことを特徴とする、半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記エッチングする工程が前記半導体装置のソース及びドレイン領域を形成することを特徴とする、請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記透明導電層は透明電極を含むことを特徴とする、請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記半導体装置は薄膜トランジスタであることを特徴とする、請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
基板上に第１金属層を被着する工程と、
前記第１金属層がゲート電極を形成するようにパターニングする工程と、
前記基板及び前記ゲート電極上にゲート絶縁層を被着する工程と、
前記ゲート絶縁層上に第１半導体層を被着する工程と、
前記第１半導体層上にエッチング防止層を被着する工程と、
前記エッチング防止層がエッチストッパを形成するようにパターニングする工程と、
前記エッチストッパ及び前記第１半導体層上に不純物を含む第２半導体層を被着する工程と、
前記不純物を含む第２半導体層上に第２金属層を被着する工程と、
前記第２金属層、前記不純物を含む第２半導体層及び前記第１半導体層を単一の工程でパターニングする工程と、
前記パターニングされた第２金属層及び前記ゲート絶縁層上に保護絶縁層を被着する工程と、
前記保護絶縁層を、前記エッチストッパ上に第１の開口と前記パターニングされた第２金属層の一部分上にコンタクトホールを形成するように第２の開口とを、パターニングする工程と、
前記パターニングされた保護絶縁層及び前記第１と第２の開口に透明導電層を被着する工程と、
前記透明導電層を第２金属層の一部分と第２の開口を通じて電気的に接触する画素電極を形成するようにパターニングする工程と、
前記パターニングされた保護絶縁層をマスクとして用いて、ソース及びドレイン電極を形成するように、前記第２金属層と前記不純物を含んでいる第２半導体層を前記第１の開口を通じてエッチングする工程から成る半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアクティブマトリクス方式の液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般のアクティブマトリクス液晶表示装置（以下には、「AMLCD」と称する）には、各々画素の駆動及び制御のため、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（以下には、「TFT」と称する）のような能動素子が用いられている。
図１のようにTFTアレイを具備した一般の液晶表示装置は、透明ガラス基板上に大略長方形の画素電極４７が行、列で近接して配列されている。ゲートバス配線（アトレスライン）13は画素電極47の各行配列に沿って近接して形成されており、ソースバス配線（データライン）14は画素電極４７の各列配列に沿って近接して形成されている。
【０００３】
図２は図１の液晶表示素子の一部の拡大平面図であり、透明ガラス基板（図示せず）上にゲート電極の形成部33（図３）を有するゲートバス配線13が形成されている。絶縁層35（図４参照）が前記ゲートバス配線13及びゲート電極33を覆い、該絶縁層上にゲートバス配線13と交差する多数の平行なソースバス配線14が形成されている。又、前記ゲートバス配線13とソースバス電極14の交差部の近傍に、半導体層37（図４参照）が該ゲートバス配線及びゲート電極を覆っている絶縁層上に形成されている。該半導体層上にソース電極43a及びゲート電極43bが対向するように互いに離間して形成されて、能動素子としてのTFTが構成される。
【０００４】
従来のAMLCDの製造方法について、図２の２ー２線に沿って切断した切断面である図３〜図７を参照して説明する。
【０００５】
透明ガラス基板31上に第１金属層を被着した後、パータニングを行ってゲートバス配線13の拡張部であるゲート電極33を形成する（図３）。
基板の全面にSiNxから成る第１絶縁層（ゲート絶縁層）35と，ａ−Ｓｉから成る半導体層37及びSiNxから成る第２絶縁層とを順次被着する。
図４に示すように、前記第２絶縁層のパターニングを行ってエッチストッパ40を形成し、n+型a-Siから成る不純物がドープされた半導体39層を基板の全面に被着した後、該不純物半導体層39と半導体層37とを同時にパターニングする（図５）。
【０００６】
第２金属層43が次に前記基板の全面に被着され、その後、第２金属層をパターニングして、ソースバス配線及びソースバス配線から分岐するソース電極43aと、ドレイン電極43bとを形成する。次に、図６に示すように、前記ソース、ドレイン電極をマスクとして用いて不純物半導体層39の露出されている部分をエッチングする。
【０００７】
第１絶縁層と前記ソース電極43a及びドレイン電極43bが形成されている基板全面に窒化シリコン層を被着して保護絶縁層45を形成する。次に保護絶縁層をエッチングしてコンタクトホ−ルを形成する。続いて、前記基板の全面の絶縁保護層上にスパッタリング法でＩＴＯ層を被着して、前記ＩＴＯ層をパターニングして画素電極47を形成する。画素電極はコンタクトホ−ルを通じてドレイン電極43bと電気的に接触する（図７）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のTFTの製造方法は、非常に複雑である。また、AMLCDの各々パターン形成の工程においては、マスクパターンの形成、正確なパターニングを行うための高度のマスクの位置合わせ、フォトレジストの塗布及び現象等の工程で時間がたくさん必要であり、又、不良の発生で歩留まりの低減等の問題点がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明はAMLCDの製造工程で第２金属層と半導体層との同時パターニングを行い、パターン形成のためのマスク工程の数を減らすことを目的とする。又、保護絶縁層をマスクとして用いて第２金属層と不純物を含む第２半導体層とを同時にエッチングしてソース電極及びドレイン電極を形成する。
【００１０】
特に、前述した目的を達成するために本発明は、次の方法で製造する。透明ガラス基板上に第１金属層を被着した後、パターニングしてゲートバス配線及びゲート電極を形成する。前記ゲートバス配線及びゲート電極が形成された前記透明ガラス基板上にゲート絶縁層、第１半導体層及びエッチング防止（絶縁）層を順次被着する。前記エッチング防止絶縁層をパターニングしてエッチストッパを形成し、前記エッチストッパ及び前記第１半導体層上に不純物ドープの第２半導体層を被着する。前記不純物ドープの第２半導体層上に第２金属層を被着し、前記第２金属層、不純物ドープの第２半導体層及び第１半導体層をパターニングする。
【００１１】
パターニングされた第２金属層とゲート絶縁層上に保護絶縁層を被着する。前記保護絶縁層のパターニングを行ってコンタクトホールを形成し、前記エッチストッパ上の第２金属層の一部を露出させる。前記露出された第２金属層及び保護絶縁層上に透明導電膜を形成する。前記コンタクトホールを通じて第２金属層と電気的に接続するように前記透明導電膜をパターニングして画素電極を形成する。そして、前記保護絶縁層をマスクとして用いて、前記第２金属層の一部と、不純物ドープの第２半導体層の一部とをエッチングして、ソース電極とドレイン電極とを形成する。
【００１２】
従って、本発明によるAMLCDは、透明ガラス基板と、該透明ガラス基板上に形成されたゲートバス配線及びゲート電極と、該ゲートバス配線とゲート電極が形成されている基板上に形成されたゲート絶縁層と、該ゲート絶縁層上に形成された第１半導体層と、前記第１半導体層の一部分上に形成されたエッチストッパと、前記エッチストッパ上に二領域に分離された不純物ドープの第２半導体層と、分離されて形成された前記不純物ドープの第２半導体層上の各部分に形成されたソース電極及びドレイン電極と、前記ソース電極及びドレイン電極上に形成され、コンタクトホールを有する保護絶縁層と、前記コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極に電気的に接続され、前記保護絶縁層上に形成された画素電極とから成る構造を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のAMLCDの製造方法の実施の形態を図面を参照して説明する。
まず、透明ガラス基板131の一面にAl、又は、Al系合金のAl-Pd、Al-Si、Al-Si-Ti、Al-Si-Cu等から成る第１金属層をスパッタリング法で被着する。写真食刻法で第１金属層を選択的にエッチングしてゲート電極133を形成する（図８）。
もし必要であれば、耐化学性、耐熱性、特に、続いて形成するゲート絶縁層との接着性等の向上のため、ゲート電極133を陽極酸化させ、陽極酸化層を形成するようにしてもよい。該陽極酸化層は続いて形成されるゲート絶縁層の窒化シリコンと共に絶縁層として機能してゲート電極133と近接の信号線間の電気的絶縁性を
向上させる役割を果たす。
【００１４】
ゲート電極が形成された前記透明ガラス基板131上に第１絶縁層（ゲート絶縁層）135、不純物がドープされていないa-Si半導体層137及び窒化シリコンから成る第２絶縁層140を順次被着する（図９）。
【００１５】
図１０から分かるように、第２絶縁層をエッチングしてエッチストッパ140を形成し、エッチストッパ140及び半導体層137上にプラスマCVD装置で水素ガス及びホスフィンガスを使って、Ｎ+半導体層139を被着する（図１１）。
【００１６】
続いて、図１２に示すように、Pd、Al-Si、Al-Si-Ti及びAl-Si-Cuのいずれかの一つの金属から成る第２金属層143をスパッタリング法で被着し、次に第２金属層143上に感光膜（図示せず）を塗布する。そして感光膜の選択された部分を露光し、現象して、第２金属層143の選択された部分を露出する。次に、前記現象されたパターンで、第２金属層143、Ｎ+半導体層139及び半導体層137を除去する。図１３ように、第２金属層143、Ｎ+半導体層139及び半導体層137は所望の形態にパターニングされる。
【００１７】
ゲート絶縁層135及びパターニングされた第２金属層143の上にプラスマCVD装置でアンモニアガス、シランガス、水素ガスを使って、窒化珪素層から成る保護絶縁層145を被着する。
そして、エッチストッパ140上の開口と、第２金属層143の一部分が露出するコンタクトホールを形成するように保護絶縁層145をパターニングする（図１４）。
【００１８】
図１５に示すように、画素電極147を形成する。そして、パターニングによりコンタクトホールを通じて第２金属層143とが電気的に接続するようにコンタクトホールの中と保護絶縁層145上にＩＴＯ層を被着する。
そして、図１６に示されるように、保護絶縁層145をマスクとして用いて、露出された第２金属層の部分143とＮ+半導体層139とをエッチングして、ソース電極143aとドレイン電極143bを形成する。
前記第２金属層143とＮ+半導体層139のエッチングの前に、保護絶縁層145にコンタクトホールを形成して、その後に前記画素電極147を形成する理由は、前記画素電極147は、コンタクトホールを介して露出された第２金属層143をエッチングされることを防ぐ役割をするためである。従って、製造工程の順序が重要である。それで、第２金属層143及びＮ+半導体層139は単一の工程でエッチングされる。これに対して、前記の従来の工程によると、エッチングストッパ140上に形成される各層は各々別々の工程でエッチングされる。
【００１９】
上述した方法で製造されたAMCLDは、以下に述べる構造を有している。透明ガラス基板131上に形成されたゲートバス配線及びゲート電極133と、該ゲートバス配線及びゲート電極133が形成されている基板上に形成されたゲート絶縁層135と、該ゲート絶縁層135上に形成された半導体層137と、半導体層137上のゲート電極133の位置に合わせて形成されたエッチストッパ140と、エッチストッパ140及び半導体層137の各々を覆う二領域に離間した不純物Ｎ+半導体層139と、前記不純物Ｎ＋半導体層139の一領域上に形成されたソース電極143aと、他の一領域上に形成されたドレイン電極143bと、前記ゲート絶縁層、ソース電極143a及びドレイン電極143bを覆っている保護絶縁層と、前記保護絶縁層上のコンタクトホールを通じてドレイン電極143bと電気的に接続されている画素電極147と、から成る構造である。
【００２０】
もし、ここで第２絶縁層140が形成されてない場合には、半導体層139は、開口を通じて露出されて、コンタクト物質から保護されない。それで、半導体層139との粘着性が良い酸化シリコンあるいは窒化シリコンで第２絶縁層140を形成するため、前記第２絶縁膜は、エッチストッパ及び半導体層139の保護膜の役割をする。
【００２１】
【発明の効果】
従って、本発明は第２金属層143、不純物半導体層139及び半導体層137を一つの工程で同時にパターニングするので、製造コストが低減され、製造の時間が短縮される。又、ソース電極及びドレイン電極を付加的なマスク工程を必要とすることなく、単一の工程で形成することができる。それ故、歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶表示装置の回路図。
【図２】液晶表示装置の一部を示す拡大平面図。
【図３】従来の液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図４】従来の液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図５】従来の液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図６】従来の液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図７】従来の液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図８】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図９】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図１０】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図１１】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図１２】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図１３】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図１４】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図１５】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図１６】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【符号の説明】
13    ゲートバス配線
14    ソース配線
31、131    透明ガラス基板
33、133    ゲート電極
35、135    第１絶縁層
37、137    半導体層
39、139    不純物半導体層
40、140    エッチストッパ
43、143    第２金属層
43a、143a   ソース電極
43b、143b   ドレイン電極
45、145    保護絶縁層
47、147    画素電極
【図１】
0004034376.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004034376.tif 000004
【図４】
0004034376.tif 000005
【図５】
0004034376.tif 000006
【図６】
0004034376.tif 000007
【図７】
0004034376.tif 000008
【図８】
0004034376.tif 000009
【図９】
0004034376.tif 000010
【図１０】
0004034376.tif 000011
【図１１】
0004034376.tif 000012
【図１２】
0004034376.tif 000013
【図１３】
0004034376.tif 000014
【図１４】
0004034376.tif 000015
【図１５】
0004034376.tif 000016
【図１６】
0004034376.tif 000017