JPH0267757A - 薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタの製造方法

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JPH0267757A
JPH0267757A JP63219974A JP21997488A JPH0267757A JP H0267757 A JPH0267757 A JP H0267757A JP 63219974 A JP63219974 A JP 63219974A JP 21997488 A JP21997488 A JP 21997488A JP H0267757 A JPH0267757 A JP H0267757A
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Kenichi Yanai
梁井 健一
Kenichi Oki
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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】 〔概 要〕 液晶デイスプレィなどの画素を駆動する薄膜トランジス
タの製造方法に関し、 自己整合的に形成して製造工程を簡単にすることを目的
とし、 絶縁性透明基板上にソース電極とドレイン電極を並べて
形成し、該ソース電極とドレイン電極の上に動作半導体
膜、ゲート絶縁膜、眉間絶縁膜を順次に被着し、上面に
イメージリバーサルレジストを被覆する工程、 次いで、ソース電極とドレイン電極の間のチャネル領域
の中央部を含む領域を遮蔽して基板上面から露光し、更
に熱処理して露光部を硬化させた後、基板裏面から全面
露光し、現像して前記チャネル領域の中央部のみイメー
ジリバーサルレジストを除去する工程、 次いで、該イメージリバーサルレジストをマスクとして
前記チャネル領域の中央部の眉間絶縁膜を除去してゲー
ト絶縁膜を露出させた後、該イメージリバーサルレジス
トを除去し、ゲート電極膜を被着して、前記チャネル領
域の中央部でゲート絶縁膜と接触するゲート電極を形成
する工程が含まれてなることを特徴とする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は薄膜トランジスタの製造方法に係り、特に液晶
デイスプレィなどの駆動に用いる薄膜トランジスタの製
造方法に関する。
薄膜トランジスタマトリックス駆動液晶デイスプレィは
大容量で見易い階調、動画表示がおこなえるために、一
部はポケットテレビとして既に実用化され、更にOA端
末などの大画面表示用として開発努力が続けられている
そのような駆動用の薄膜トランジスタを各画素毎に付加
したアクティブマトリックス方式は、単純マ) IJソ
ックス式に比べて製造工程が複雑になってコストが高く
なる傾向がある。そのため、製造工程を簡略にし、しか
も、製造歩留を良くして低コスト化を図る必要がある。
〔従来の技術〕
第2図(a) 〜(C)は薄膜トランジスタ(TFTi
Thin Film Transistor)の構造を
示す図で、同図(alはボトムゲート構造TFTの断面
図、同図(b)はトップゲート構造TPTの断面図、同
図fclはそれらの平面図である。図中の1はガラス基
板(透明絶縁性基板)、Gはゲート電極、2はゲート絶
縁膜3は動作半導体膜、Sはソース電極、Dはドレイン
電極、4はゲートハスラインを示している。
従来、ボトムゲート構造TFTが主体であったが、最近
、製造工程を簡単化するためにTPTのソース・ドレイ
ン電極をガラス基板側に設け、動作半導体膜、ゲート絶
縁膜、ゲート電極を順次に積層する、所謂、トップゲー
ト構造TPT (スタガード構造TPT)の開発がおこ
なわれている。
この製造工程の簡単化とは上記のTPTの形成方法に限
ぎるのではなく、その後に形成してTPTに接続する液
晶画素の製造方法をも含むもので、ボトムゲート構造T
FTでは、例えば、画素のITo (Indium T
h1n 0xide  ; ’Is明電極電極を被着す
る前に動作半導体膜を除去する工程が必要になる等、製
造工程が増加する問題があるが、トップゲート構造TP
Tではその動作半導体膜の除去をゲート電極のパターン
ユング時に同時におこなえるため、液晶画素の形成方法
が比較的に簡単になる利点を含むものである。
従って、トップゲート構造TPTの製造方法が検討され
ており、第3図(a)〜(g)に従来からのTPTの形
成方法の工程順図を示している。なお、同図(a)〜f
dlは工程順断面図で、同図(e)〜(g)はその断面
図の参考にする平面図である。
第3図(al参照;ガラス基板1上にITO膜/Ti(
チタン)膜/n+型a−5t(アモルファスシリコン)
膜からなる三層膜を被着した後、フォトプロセスによっ
てパターンニングして三層膜からなるソース電極S、ド
レイン電極りを形成する。なお、第3図(e)は平面図
を示し、同図のAA断面が第3図(alである。
第3図(b)参照;次いで、a −Si膜からなる動作
半導体膜3および5i3N4(窒化シリコン)膜からな
るゲート絶縁膜2を積層する。
第3図(C1参照;次いで、ポジ型レジスト膜5を塗布
し、第3図(flの平面図に示すゲート電極用マスク6
を基板裏面に位置合わせして基板裏面から露光し、更に
現像した後、上面からAI (アルミニウム)膜7を被
着する。なお、第3図(f)に示すゲート電極用マスク
6はゲート電極およびゲートパスライン部分を窓開けし
たマスクで、ソース電極S。
ドレイン電極りとの位置関係を第3図(flに示してい
る。即ち、ポジ型レジストは露光部分が現像で除去され
るレジスト膜であり、ソース電極S、ドレイン電極りに
よっても遮蔽されて、ポジ型レジスト膜5のパターンは
チャネル領域とゲートパスラインとを露出したパターン
である。
第3図(dl参照:次いで、ポジ型レジスト膜5をリフ
トオフして除去すると、図示のようなAI膜からなるゲ
ート電極Gが形成される。第3図(g)は平面図を示し
、同図のBB凹断面第3図(dlで、第3図(g)中の
4はゲートパスラインである。
かくして、正常に動作するTPTが作成される。
〔発明が解決しようとする課題〕
古ころが、上記のような形成方法によれば、ゲート電極
Gとソース電極S、ドレイン電極りとの対向部分が長く
なって、それだけ画電極の重ね合わせ部分も増加し、そ
の重ね合わせ部分(第3図(f)の太線部分)の増加の
ために寄生容量が増大して、且つ、短絡(ショート)シ
易い危険性が増す。
本発明はそのような問題点を軽減させ、自己整合(セル
ファライン)的に形成して製造工程を簡単にすることを
目的とした製造方法を提案するものである。
〔課題を解決するための手段〕
その課題は、絶縁性透明基板上のソース電極・ドレイン
電極の上に動作半導体膜、ゲート絶縁膜。
層間絶縁膜を順次に被着し、上面にイメージリバーサル
レジストを被覆する工程、 次いで、イメージリバーサルレジストを露光、熱処理、
露光、現像の順処理によってパターンニンクシ、チャネ
ル領域の中央部のみイメージリバーサルレジストを除去
したパターンを形成する工程、次いで、該イメージリバ
ーサルレジストをマスクとしてチャネル領域の中央部の
眉間絶縁膜を除去してゲート絶縁膜を露出させた後、イ
メージリバーサルレジストを除去し、ゲート電極膜を被
着して、チャネル領域の中央部でゲート絶縁膜と接触す
るゲート電極を形成する工程が含まれてなることを特徴
とする薄膜トランジスタの製造方法によって解決される
〔作 用〕
即ち、本発明はイメージリバーサルプロセスを利用して
、ソース電極・ドレイン電極間のチャネル領域の中央部
のみゲート絶縁膜を露出させて、この部分でのみゲート
絶縁膜に接触し、他部分は層間絶縁膜を介在させたゲー
ト電極を形成する。
そうすれば、TPTの形成方法も簡単になり、ゲート電
極とソース電極・ドレイン電極との対向部分、即ち、重
ね合わせ部分が少なくなって、寄生容量が残少する。且
つ、短絡なども少なくなって、製造歩留が向上する。
〔実施例〕
以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第1図fa)〜(1)は本発明にかかるTPTの形成方
法の工程順図を示している。同図[a)〜(f)は工程
順断面図で、同図(ffl〜(1)は参考用の平面図で
ある。
順を追って説明すると、 第1図(a)参照;ガラス基板1上にITO膜(膜厚3
0nm) /Ti膜(膜厚20nm) /n+型a−5
i膜(膜厚30nm)からなる三層膜を被着した後、フ
ォトプロセスによってパターンニングして三層膜からな
るソース電極S、ドレイン電&Dを形成する。更・に、
a−5i膜(膜厚70nm)からなる動作半導体膜3と
Si3N4膜(膜厚300nm)からなるゲート絶縁膜
2をプラズマ気相成長法によって積層し、次に、ポリイ
ミド(膜厚1μm)からなる層間絶縁膜12をスピンコ
ードする。
第1図(b)参照;次いで、その上にイメージリバーサ
ルレジスト15をスピンコードした後、遮蔽マスク16
(チャネル領域の中央部を含むソース電極・ドレイン電
極の一部を遮蔽したマスク)を上面に位置合わせし、そ
の上から露光し、次に120℃30分の熱処理をおこな
う。更に、ガラス基板1の裏面から全面露光して現像す
る。この露光、熱処理、露光、現像の順処理がイメージ
リハーサルプロセスで、そうすれば、最初の露光部分は
熱処理によって不溶部分になり、未露光部分はポジ型レ
ジストの性質を残している。従って、未露光部分のうち
、二回目の露光部分は現像して除去できて、それは遮蔽
マスク16で遮蔽されたチャネル領域の中央部になる。
それは遮蔽マスク16で遮蔽された未露光部分のうち、
ソース電極・ドレイン電極の部分は未露光のまま残るか
らで、第1図(g)に遮蔽マスク16の平面図を示し、
そのマスク16とソース電極S、ドレイン電極りとの位
置関係を図示している。
第1図fc)参照;そうすると、図のようなイメージリ
バーサルレジスト15のマスクが得られ、また、第1図
(hlは同図(C1に対応した平面図で、20が窓あけ
したチャネル領域の中央部である。
第1図+d)参照;次いで、そのイメージリバーサルレ
ジスト15をマスクにして酸素プラズマエツチングする
と、チャネル領域の中央部20の層間絶縁膜12のみ選
択的に除去されてゲート絶縁膜2が露出し、次に、イメ
ージリバーサルレジストエ5を除去しておく。
第1図tel参照;次いで、上面から電子ビーム蒸着法
によってAl膜(膜厚1μm)を被着し、フォトプロセ
スによってパターン形成グしてゲート電極Gおよびゲー
トパスライン4を形成する。第1図(11は同図tel
に対応した平面図で、第1図fitのXX断面が第1図
(e)、第1図[flは第1図(1)のYY断面を示し
ている。即ち、本発明にかかる形成方法によればチャネ
ル領域の中央部20のみでゲート電極とソース電極・ド
レイン電極との対向部分(第1図(llに太線で示す)
が形成される。
従って、ゲート電極とソース電極・ドレイン電極との重
ね合わせ部分が少なくなって、寄生容量が減少し、且つ
、短絡なども少なくなるから歩留が向上する。
なお、第1図(e)、第1図(flにはAl膜からなる
ゲート電極Gおよびゲートパスライン4のパターン形成
のみ図示しているが、このゲート電極形成用マスクを用
いてこれらの図におけるソース電極・ドレイン電極最下
層のITO膜のみ残存させ、他のすべての膜を除去する
処理をおこなうものである。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる形成方
法はイメージリハーサルプロセスを利用した形成方法で
、ゲート電極とソース電極・ドレイン電極との対向部分
が少なくなって、寄生容量が減少し、且つ、短絡なども
減少するために製造歩留が向上する。更に、画素の形成
工程も含んだ製造方法が簡単化されて、その相乗効果に
よってアクティブマトリックス方式液晶デイスプレィの
コストダウンに大きく寄与するものである。
15はイメージリバーサルレジスト、 16は遮蔽マスク、 20はチャネル領域の中央部 を示している。
【図面の簡単な説明】
第1図(al〜(1)は本発明にかかる形成方法の工程
順図、 第2図(a)〜fc)はTPTの構造を示す図、第3図
(a)〜(glは従来の形成方法の工程順図である。 図において、 Gはゲート電極、 Sはソース電極、    Dはドレイン電極、■はガラ
ス基板、    2はゲート絶縁膜、3は動作半導体膜
、  4はゲートパスライン、5はポジ型レジスト膜、
6はゲート電極用マスク、7はへl膜、      1
2は層間絶縁膜、序シ訃用f/へγbエネ■撹シm 第1図 5ソース肇フ坦 Dトー[イン電接 TrT肖蹟$、9末7J 第 2図 (Q) イ疋1ミのn、q れk I)Iネ子11シルク第31
!1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  絶縁性透明基板1上にソース電極Sとドレイン電極D
    を並べて形成し、該ソース電極とドレイン電極の上に動
    作半導体膜3、ゲート絶縁膜2、層間絶縁膜12を順次
    に被着し、上面にイメージリバーサルレジスト15を被
    覆する工程、 次いで、ソース電極とドレイン電極の間のチャネル領域
    の中央部を含む領域を遮蔽して基板上面から露光し、更
    に熱処理して露光部を硬化させた後、基板裏面から全面
    露光し、現像して前記チャネル領域の中央部のみイメー
    ジリバーサルレジスト15を除去する工程、 次いで、該イメージリバーサルレジスト15をマスクと
    して前記チャネル領域の中央部の層間絶縁膜12を除去
    し、ゲート絶縁膜2を露出させた後、該イメージリバー
    サルレジストを除去し、ゲート電極膜を被着して、前記
    チャネル領域の中央部でゲート絶縁膜と接触するゲート
    電極Gを形成する工程が含まれてなることを特徴とする
    薄膜トランジスタの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007110671A3 (en) * 2006-03-29 2007-12-21 Plastic Logic Ltd Techniques for device fabrication with self-aligned electrodes
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