JPH01165127A - 表面平坦化法 - Google Patents

表面平坦化法

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JPH01165127A
JPH01165127A JP62322983A JP32298387A JPH01165127A JP H01165127 A JPH01165127 A JP H01165127A JP 62322983 A JP62322983 A JP 62322983A JP 32298387 A JP32298387 A JP 32298387A JP H01165127 A JPH01165127 A JP H01165127A
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photosensitive resin
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gate electrode
substrate
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JP62322983A
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Kinya Kato
加藤 謹矢
Nobuhiko Tsunoda
信彦 角田
Tsutomu Wada
力 和田
Noboru Naito
昇 内藤
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NTT Inc
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラス等の透明な基板上に形成されたパタン
の間隙を埋め込み表面を平坦にする表面平坦化法に関す
るものである。
〔従来の技術〕
基板上にパタンを形成し、そのパタン上にさらに膜を積
層することは、多くのデバイス製作上不可欠の技術であ
る。例えば、液晶を表示媒体とする平面ディスグレイ(
XLlquid Crystal Dlgplay :
 LCD)の駆動用アクティブ素子として用いられるア
そルファスシリコン(a−81)薄膜トランジスタ(T
PT)では、ソースおよびドレイン配線とゲート電極配
線とがa −81膜を挾んだ対向位置にあるスタガード
構造をとる。ゲート電極配線が基板側にある場合をボト
ムゲー)TPT、ソースおよびドレイン配線が基板側に
ある場合をトップゲー)  TPTと呼ぶ。このTPT
構造では、ソースおよびドレイン配線かゲート電極配線
のいずれかが* −S l 膜の下に置かれることにな
る。
一般に、基板上に形成されたパタン上に膜を堆積すると
、パタンの段差の丸め、平坦部と段差側面部とで膜質が
異なつ九シ、膜厚減少による段差切れを起ζすことか知
られている。前述したa −si の場合では、通常用
いられるプラズマ気相成長(PCVD)法でa −S 
iを堆積すると、段差側面部の膜質が脆弱となシ平坦部
と特性が大きく異なるため、段差を越えて堆積し九a 
−81膜によるTPTは特性が著しく劣化することが知
られている。
この問題を解決するには段差を除去すればよく、その方
法として特開昭61−201468号や特開昭62−1
41777号に見られるように、基板上のパタンの間隙
を埋め込み表面を平坦化する方法が知られている。これ
らの方法では、基板上のパタンとしてTPTのゲート電
極配線パタン(前者)、またはゲート電極とゲート絶縁
膜の二層パタン(後者)を形成し、パタン形成に用いた
感光性樹脂を残したままポリイミド、二酸化シリコン。
窒化シリコン等の絶縁膜を塗布または堆積し、感光性樹
脂とともにパタン上の絶縁膜を除去する、いわゆるす7
トオフする技術が用いられている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、このような従来の技術においては、リフトオフ
が確実に実行できるためKは感光性樹脂の側面が絶縁膜
で覆われていないことが必要である。しかし、一般に感
光性樹脂の側面を覆うことなく膜を堆積することは極め
て困難であシ、す7トオフを困難にしたシ、感光性樹脂
側面に堆積した絶縁膜が突起状に残ったりする問題を生
じる欠点があった。特に、上記の方法にあるポリイミド
はポリイミドフェスをスピンコーティング法により塗布
するが、粘性流動により感光性樹脂の側面は完全に覆わ
れ、リフトオフを極めて困難にする欠点があった。
本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解決するた
めになされたもので、ガラス等のネガ形感光性樹脂の感
光波長に対し透過率の高い基板上に形成された透過率の
低いパタンの間隙を埋め込み表面を平坦にする方法を提
供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、ガラス等の基板が可視光に加え感光性樹脂の
感光波長、通常紫外光に対しても透過率が高く、背面か
ら感光性樹脂を露光することが可能なことに基づいてな
されたもので、基板上のパタンか感光性樹脂の感光波長
に対して透過率が低くければ、基板上のパタンを露光阻
止領域として感光性樹脂を基板背面から露光できること
を利用するものである。
〔作用〕
本発明においては、透明な基板上のパタンを露光阻止領
域として感光性樹脂を基板背面から露光することにより
、パターン上以外の領域を自己整合的に感光性樹脂で埋
め込むことができる。
〔実施例〕 。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。
第1図は本発明による表面平坦化法をポトムゲー)TP
Tの製作に適用したときの一実施例を示す工程断面図で
ある。第1図において、透明な基板10としてバリウム
硼珪酸ガラス(コーニング7059)基板を用い、この
基板10上に膜厚1000A OMo膜を堆積し、ゲー
ト電極配線11を形成した(第1図(a) ) o次に
、この上にネガ形感光性樹脂12をボストベーキング後
の膜厚がゲート電極配線11と大略等しくなるよう塗布
した(第1図(b))。このとき、ネガ形感光性樹脂1
2には、例えばインプレンゴム系である日本合成ゴム社
製CBR−M901を用いた。次いで、上記基板10の
背面から、上記ネガ形感光性樹脂13の感光波長の光と
して紫外光13で露光した(第1図(c))、t、かる
後、現像処理を行なうと、ゲート電極配線11のMo膜
が紫外光13に対する露光阻止膜として動き、ゲート電
極配線11上以外の領域に感光された感光性樹脂のパタ
ン12息が残った(第1図(d) ) oこの後、20
0℃で30分ボストベーキングを行った。この段階で、
断面を走査顕微鏡観察すると、感光性樹脂12mは完全
にゲート電極配線11の間隙を埋め込み、ゲート電極配
線11上へ若干オーバラッグして形成されていた。
しかし、ゲート電極配線11上にオーバラップした部分
は極めて薄く、オーバラップ量も1μm以下と微少であ
った。このオーバラップはゲート電極配線11端から回
折によ多回シ込んだ光によるものである。
この後、ゲート絶縁膜として膜厚2000AのSiNx
膜14と活性層になる膜厚1000Aのアモルファスシ
リコン(a−81)膜15を連続して堆積し、次いで、
TPT部分だけが残るようにa −S i膜15を加工
し、最後にソースおよびドレイン配線16を形成してボ
トムゲート形a−8iTFTを製作した(第1図(e)
 ) 。
とのようにして製作したボトムゲート形a−81TFT
の特性を測定したところ、ゲート電極配線11を絶縁膜
、つまシネガ形感光性樹脂で埋め込まない場合に比べ、
電界効果移動度が大きく、素子特性のばらつきが極めて
少ないことが分かった。
これは、活性層であるa−81膜15が急峻な段差を越
えることなく、おおむね平坦な表面上に形成されている
ためである。
第2図は本発明をトップゲー) TPTの製作に適用し
たときの別の実施例を示す工程断面図である。
第2図において、透明な基板20としてバリウム硼珪酸
ガラス(コーニング7059)基板を用い、この基板2
0上に膜厚1000A のMO膜211とTFTのソー
ス・ドレイン接合を形成する丸めの膜厚500Aのn形
アモルファスシリコン(na−81)膜212の2層膜
を連続して堆積した後、フォト工程により通常の感光性
樹脂(図示せず)で所望のソースおよびドレイン配線に
対応するパタンを形成するとともに、これらHa−81
膜旧2とM。
膜211を順次エツチングして、 ソースおよびドレイ
ン配線パタン21を形成した(第2図(−) ) 。
次に、上記感光性樹脂を除去したのち、ネガ形の感光性
樹脂22をキュア後の膜厚がソースおよびドレイン配線
21の膜厚と大略等しくなるように塗布した(第2図(
b) ) oこのとき、ネガ形感光性樹脂22には、例
えばポリイミドである東し社製フォトニースUR−36
00を用いた。この後、上記基板20の背面からネガ形
感光性樹脂22の感光波長の光として紫外光23で露光
した(第2図(e) ) O次いで、現像処理を行なう
と、ソースおよびドレイン配線21のMO膜211が紫
外光23に対する露光阻止膜として働き、現像後、ソー
スおよびドレイン配線21以外の領域上に感光された感
光性樹脂のパタン22mが残った(第2図(d) ) 
Oしかる後、最終温度400℃でキュアした。この段階
で走査顕微鏡観察を行なった結果、ソースおよびドレイ
ン配線21のna−8i膜212をCC62F2 ガス
を用いたドライエツチングで加工したのち、そのM、膜
211をH2Q2水溶液でエツチングしたため、サイド
エッチによりMo膜211はna−81膜212より若
干小さく加工されていたが、感光性樹脂22mはこのサ
ンドエツチング部分も十分埋め込みソースおよびドレイ
ン配線210間隙を埋め込んでいた。
この後、活性層になる膜厚1000Aのa −S 1膜
24を堆積し、TPT 部分だけが残るよりに轟−St
 膜24を加工し、次いで、ゲート絶縁膜として膜厚2
000A 08iNXa25 を堆積シ、llk後にゲ
ート電極配線26を形成してトップゲート形a−8iT
FTを製作した(第2図(−3) 。
このようにして製作したトップゲー、ト形a  5iT
FTの特性を測定したとζろ、上記第1図の実施例と同
様、ゲート電極配線を絶縁膜で埋め込まない場合に比べ
、電界効果移動度が大きく、素子特性のばらつきが極め
て少ないことが分かった0以上のように1本発明の要点
は、ガラス等のネガ形感光性樹脂の感光波長に対して透
明な基板上に形成されたネガ形感光性樹脂の感光波長に
対し透過率の低い膜からなるパタン上にネガ形感光性樹
脂を塗布し、その基板の背面から露光することにより、
パタン上以外の領域に感光性樹脂が自己整合的に形成さ
れることKある。したがって、透過率の低いパタンは、
第2図の実施例で示したように感光性樹脂の感光波長に
対し透過率の低い膜が少なくとも1贋金まれている多層
膜であってもよい。
また、パタンは1回の工程で作られるものに限らず、複
数の工程で作られたパタンの集合であってもよい。この
場合、感光性樹脂は合成されたパタンに対して自己整合
的に形成される。
なお、本発明では、パタン上にパタン端から回折によI
)DD込んだ光による感光性樹脂がオーバラップして残
るが、一般のフォトマスクを用いた露光の場合と異なシ
アオドマスクと感光性樹脂とが完全に密着しているため
、オーバ2ツブ蓋は極めて小さいと同時に、形状もなだ
らかであるので、全く問題にならない0 また、本発明ではパタン以外の領域上にネガ形。
感光性樹脂が感光されて残ればよく、基板や絶縁膜の透
過率の絶対値自体は問題とならず、露光量を調整するこ
とで対処できる。
さらに、ネガ形感光性樹脂に対する特別な制約はなく、
市販のネガ形感光性樹脂、ゴム系、イソプレンゴム系、
感光性ポリイミド等、耐熱温度や膜特性を考慮して選択
できることは明かである。
また、上記実施例ではMO膜を透過率の低い膜として用
いたが、他の膜が用い得ることは自明であるO さらに、本実施例に挙げたTPTは応用の一例であって
、パタン間を埋め込んで表面を平坦化して用いる用途に
本発明の主旨に反しない範囲において適用し得ることは
明らかである。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の表面平坦化法によれば、
透明な基板上に形成されたパタンの間隙を自己整合的に
感光性樹脂で埋め込むことにより、段差が生じないので
、段差の高さを考慮する必要がなく、任意にパタンの厚
さを選択できる利点がある。また、パタンの側面は基板
接触部分が小さいオーバハング状であっても、感光性樹
脂の粘性流動により埋め込まれる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す工程断面図、第2図は
本発明の別の実施例を示す工程断面図でおる。 10.20@−・・透明な基板、11,26・・・・ゲ
ート電極配線、12,22・@Φ・ネガ形感光性樹脂、
12m、22a・・・・ネガ形感光性樹脂のパタン、1
3 、23・・・・紫外光、14,25・・・・ゲート
絶縁L 15,24・争・嘲アモルファスシリコン(a
  St)膜(活性層)、16・・・・ソースおよびド
レイン配線、21・・・・ソースおよびドレイン配線、
211−・・・Mo膜、212・・・−n形アモルファ
スシリコン(n轟−5t)島 特許出願人  日本電信電話株式会社 代理人 山川政樹(tυ11名) 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  ネガ形感光性樹脂の感光波長に対し透過率の高い基板
    上に、該感光波長に対し透過率の低い膜を少なくとも1
    層含むパタンを形成した後、前記ネガ形感光性樹脂を塗
    布し、次いで前記基板の背面より前記ネガ形感光性樹脂
    を露光して、その現像処理により前記パターンの間隙を
    自己整合的に前記感光性樹脂で埋め込むことを特徴とす
    る表面平坦化法。
JP62322983A 1987-07-31 1987-12-22 表面平坦化法 Pending JPH01165127A (ja)

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JP62322983A JPH01165127A (ja) 1987-12-22 1987-12-22 表面平坦化法
US07/222,844 US4918504A (en) 1987-07-31 1988-07-22 Active matrix cell
DE88112172T DE3884891T2 (de) 1987-07-31 1988-07-27 Aktive Matrixzelle und deren Herstellungsverfahren.
EP88112172A EP0304657B1 (en) 1987-07-31 1988-07-27 Active matrix cell and method of manufacturing the same
US07/728,851 US5198377A (en) 1987-07-31 1991-07-09 Method of manufacturing an active matrix cell

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