JPH0287667A - 薄膜トランジスタマトリクスの製造方法 - Google Patents

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〕 薄膜トランジスタマトリクスの製造方法、特にドレイン
バスラインと画素電極との短絡防止方法に関し、 製造工程を複雑化することなく、薄膜トランジスタマト
リクスにおける点欠陥を減少させることことを目的とし
、 透明絶縁性基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、動作
半導体層を順に積み重ねで形成した後、次のチャネル保
護膜を形成する工程において、チャネル保護膜の材料層
を成膜した後、その上にイメージリバーザルフォトレジ
スト膜を形成し、このレジスト膜に対して、画素電極の
形成領域とドレインバスラインの形成領域との間にマス
ク露光を施し、次いでリバーサルベークを施して、該マ
スク露光における被露光部を現像液に非溶解性とした後
、前記ゲート電極をマスクとする背面露光を施して、前
記イメージリバーサルフォトレジスト膜のゲート電極直
上部以外の領域を露光し、現像処理を施して前記マスク
露光における被露光部をレジスト膜、ゲート電極直上部
をレジスト膜として残留せしめ、該レジスト膜をマスク
としてエツチングを施して、レジスト膜の直下に前記チ
ャネル保護膜およびレジスト膜の直下に短絡防止用の保
護膜を形成し、次いで電極層を成膜した後、前記レジス
ト膜を除去して、その上に付着し電極層の不要部をリフ
トオフする工程を施した後、素子分離工程１画素電極形
成工程を施す構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、薄膜トランジスタマトリクスの製造方法に係
り、特にドレインバスラインと画素電極との短絡防止方
法に関する。

近年、薄膜トランジスタマトリクスは、情報処理端末機
器用として多く使用される趨性にある。

情報処理端末機器として使う場合には、たとえ１個の点
欠陥があっても、誤情報として読み取られる危険性があ
る。そのため、点欠陥を発生しない薄膜トランジスタマ
トリクスの製造方法の出現を強く要望されている。

〔従来の技術〕

従来の薄膜トランジスタマトリクスの製造方法で、ドレ
インバスラインと画素電極との短絡が発生する理由を第
３図および第４図（ａ）〜（１）により説明する。第３
図（ａ）〜げ）、（濁〜（１）は第２図のＡ−Ａ矢視部
、Ｂ−Ｂ矢視部所面を示す図である。

まずガラス基板１上にデー１−電極Ｇを形成し、プラズ
マ化学気相成長（ＣＶＤ）法により、ゲート絶縁膜２．
動作半導体層３．チャネル保護膜４を成膜する。　　　
　　　　〔同図（ａ）、（（イ）参照〕次いで、背面露
光を施して、ゲート電極Ｇに自己整合したレジスト膜５
を形成し、これをマスクとしてチャネル保護膜４のエツ
チングを行う。

〔同図（ｂ）、（ｈ）参照〕

コンタクト層と導電膜とを積層して電極層６を形成した
後、リフトオフを行い、電極層６の不要部を除去する。

　　　　　　〔同図（ｃ）、　（ｉ）参照〕残った電極
層６の上に素子分離のためのレジスト膜７を形成する。

本工程において、上記レジスト膜７に異物が付着或いは
混入した場合に、前述した点欠陥の原因となる参照符号
８に示すようなパターンの異常部が生じる。〔同図（ｄ
）、　（ｊ）参照〕次いでこのレジスト膜７をマスクと
して上記電極層６のバターニングを行い、ソース電極Ｓ
およびドレイン電極りを形成するとともに、ドレインバ
スライン９を形成する。ここでレジスト膜７に異物によ
るパターンの異常部８が存在しているものとすると、電
極層６のパターンも異常となる。

〔同図（ｅ）、　（ｋ）参照〕

第３図および第４図吹）は、このパターン異常によって
ドレインバスライン９に突出部１０が生じた例を示す。

なお本工程のパターンを、説明を簡単にするため以後ド
レインパターンと称する。

次いで透明導電膜を形成し、これをパターニングしてソ
ース電極Ｓと接続された画素電極Ｅを形成するのである
が、隣接するドレインハスライン９と画素電極Ｅとの間
隔は非常に狭いので、上述のような突出部１０が存在す
ると、図示したように画素電極Ｅとドレインバスライン
９から張り出した突出部１０とがつながってしまい、両
者が短絡する。　　　　　　　　　　　〔同図（ｆ）、
　（１）参照〕この短絡によって該当する画素電極Ｅと
ドレインハスライン９とが短絡するため、その画素電極
により構成される画素は表示不良となり、全体のマトリ
クス表示部（表示画面）から見て点欠陥を生じる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した如〈従来の形成法だと、ドレインパターン形成
時のレジスト膜７に異物が混入すると、画素電極Ｅとド
レイン電極りとが簡単に短絡し、表示画面上に点欠陥を
発生する。

本発明は、製造工程を複雑化することなく、薄膜トラン
ジスタマトリクスにおける点欠陥を減少させることを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図で、同図は１画素の構成を
示す平面図である。

本発明では、透明絶縁性基板１上にゲート電極Ｇを形成
し、これを被覆するゲート絶縁膜２．動作半導体層３お
よびチャネル保護膜の材料層（以下保護膜材料層と記す
）４を積層する。この後、保護膜材料Ｎ４を次のように
してパターニングする。

このパターニングには、イメージリバーサルフォトレジ
スト膜を使用し、該レジスト膜に対して１、まず、ドレ
インバスライン９と画素電極Ｅを形成すべき領域の間の
所定領域Ｃ図の符号４パで示す領域）を露光し、リバー
サルベークを施して上記被露光部を現像液に不溶性とし
た後、上記ゲート電極Ｇをマスクとして背面露光を施し
、次いで現像を行い、ゲート電極Ｇに位置整合したレジ
スト膜２１と共に、画素電極Ｅおよびドレインバスライ
ン９形成領域の間にレジスト膜２２を形成する。

これらのレジスト膜５をマスクとして保護膜材料Ｎ４の
露出部を除去する。これによりゲート電極Ｇの直上部に
チャネル保護膜４′が、また画素電極Ｅを形成すべき領
域とドレインバスライン９を形成すべき領域の中間に、
双方の短絡防止用の保護膜４″が形成される。

この後は通常の製造工程に従って、ドレイン電極膜の形
成、リフトオフ、素子分離１画素電極形成を行う。

なお、同図に示す層間絶縁膜３１については後述する。

〔作　用〕

素子分離の際のレジスト膜に、前述したような異物の混
入等によるパターンの異常が生じ、これに起因してドレ
インバスライン９に突出部１０が形成されても、この突
出部１０は前工程で形成された短絡防止用の保護膜４°
°により分離きれているため、この保護膜４′を挾んだ
突出部１０の右側と左側の間には、電気的な導通はない
。そのため、画素電極Ｅが突出部１０の一部に重なって
も、隣接するドレインバスライン９との間は短絡せず、
従って表示画面上の点欠陥を生じることはない。

〔実　施　例〕

以下本発明の一実施例を図面により説明する。

第２図（ａ）〜（１）は上記一実施例をその製造工程の
順に示す要部断面図で、（ａ）〜（ｆ）は第１図のＡ−
Ａ矢視部所面、（８）〜（１）はＢ−Ｂ矢視部所面を示
す。

〔第２図（ａ）、　（ｇ）参照〕 透明絶縁性基板１例えばガラス基板１上に、約８０ｎｍ
の厚さのＴｉ膜からなるゲート電極Ｇを形成し、次いで
プラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法により、ゲート絶縁
膜２としてＳｉＮ膜を厚さ約３００ｎｉ＋、動作半導体
Ｎ３としてａ−３ｉ膜を厚さ約１１００ｎ、更にチャネ
ル保護膜の材料の５ｉｎ２膜（以下、保護膜材料層と記
す）４を約１１００ｎの厚さに成膜する。

〔第２図（ｂ）、（ｈ）参照） 次いでイメージリバーサルフォトレジスト膜を用いて、
上記ゲート電極Ｇをマスクとする自己整合法、即ち、背
面露光を行なって上記保護膜材料層４をゲート電極Ｇに
自己整合する如（パターニングを行うが、本実施例では
これに先立って、画素電極Ｅの形成領域とドレインバス
ライン９の形成領域との間に、レジスト膜２２を形成す
る。

そして上記イメージリバーサルフォトレジスト膜に対し
て、まず画素電極Ｅ及びドレインバスライン９を形成す
べき各領域の中間に、マスク露光を施し、次いでリバー
サルベークを行う。これにより上記マスク露光における
被露光部は、現像液に非溶解性となり、この性質は以後
の露光処理により変化することはない。

次いで、背面露光を施して、イメージリバーサルフォト
レジスト膜のゲート電極Ｇ直上部以外の部分を露光した
後、現像処理を行い、ゲート電極Ｇ直上部にレジスト膜
２１１画素電極形成領域とドレインバスライン形成領域
の中間にレジスト膜２２を形成する。

この２つのレジスト膜２１．２２をマスクとして、上記
保護膜材料層４の露出部を除去する。これよって、ゲー
ト電極Ｇの直上部に従来例同様なチャネル保護膜４”が
、また画素電極形成領域とドレインバスライン９形成領
域の中間部に、本発明の短絡防止用の保護膜４“が形成
される。

〔第２図（ｃ）、　（ｉ）参照〕 上記レジスト膜２１、２２を残したまま、オーミックコ
ンタクト層として厚さ約３０ｎｍのｎ″ａＳｉ膜、導電
膜として厚さ約１１００ｎのＴｉ膜の積層膜（以後これ
を電極層６と呼ぶ）を形成し、リフトオフを行う。

ここに形成された電極層６は、上記チャネル保護膜４″
および短絡防止用保護膜４′″により分離形成される。

〔第２図（ｄ）、　（ｊ）参照］ 次いで素子分離のためのレジスト膜７を形成する。この
工程時にレジスト膜７に異物が混入した場合には、図示
のごとくパターンの異常部８が形成される。

〔第２図（ｅ）、　（ｋ）参照〕 上記レジスト膜７をマスクとして電極層６のエツチング
を行い、素子間の分離を行い、ソース電極Ｓ、ドレイン
電極り、およびドレインバスライン９を形成する。

この工程において、上記パターンの異常部８直下には、
ドレインバスライン９から張り出した突出部１０が形成
される。

この突出部１０が形成されても、本実施例では、突出部
１０の端部とドレインバスライン９との間は短絡防止用
保護膜４′′により分離されており、電気的導通はない
。

〔第２図げ）、　（］）参照〕 次いで画素電極ＥとなるＩＴＯ膜を約２００ｎｍの厚さ
に形成し、これをパターニングする。

ここに形成された画素電極Ｅの一部が、突出部１０の端
部に重なりあっても、前述した如く突出部１０の端部と
ドレインバスライン９との間には導通がないので、画素
電極Ｅと°ドレインバスライン９間は導通しない。

以上延べた如く本実施例により薄膜トランジスタを作成
すると、素子分離工程のマスクであるレジスト膜にたと
え異物の混入等が発生し、その結果ドレインバスライン
９にパターン突出部１０が形成されても、画素電極Ｅと
ドレインバスライン９間が短絡することはない。

なお、本発明者らは先に特願昭６２−２３００８２号に
て、ゲートパスライン３０とドレインバスライン９との
間に介在させる層間絶縁膜３１としてチャネル保護膜の
一部を残留させることを要旨とする薄膜トランジスタマ
トリクスの製造方法を提案した。

この製造方法においては、チャネル保護膜材料層４上に
イメージリバーサルフォトレジスト膜を形成し、これに
まずマスク露光により、層間絶縁膜３０形成領域に露光
を行い、リバーサルベークを施して上記マスク露光にお
ける被露光部を現像液に非溶解性とした後に、背面露光
を行う。

本発明の要部であるチャネル保護膜材料層４のパターニ
ング工程において、画素電極形成領域とドレインバスラ
イン形成領域との間を露光して、レジスト膜２２を形成
する工程は、上記層間絶縁膜３１形成領域を露光する工
程で使用するフォトマスクのパターンを一部変更するの
みで、両者の露光を同時に行うことができる。従ってこ
の場合には、製造工程および作業は何ら変更する必要は
ない。

〔発明の効果〕

以上説明した如く本発明によれば、自己整合法によるパ
ターン形成時に、画素電極とドレインバスラインの間に
チャネル保護膜の材料層の一部を短絡防止用保護膜とし
て残すことにより、画素電極とドレインバスライン間の
短絡発生を防止でき、アクティブマトリクス型液晶表示
装置などの品質および製造歩留が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図（ａ）〜（１）は本発明一実施例説明図、第３図
は従来の薄膜トランジスタマトリクスの構成を示す図、 第４図（ａ）〜（１）は従来の薄膜トランジスタの製造
方法説明図である。 図において、１は透明絶縁性基板（ガラス基板）、２は
ゲート絶縁膜（ＳｉＮ膜）、３は動作半導体層（ａ−３
ｉ膜、４はチャネル保護膜材料層、４°はチャネル保護
膜、４′′は短絡防止用保護膜、６はドレイン電極層、
７はレジスト膜、８はパターンの異常部、９はドレイン
バスライン、１０は突座黛Ｕガー究施例仮萌図 第２図 、￥発朗厚硅談０Ｈ面 第１図 徊（Ｌめ趣Ｆ４更Ｉ−ラ〉シ′°７７ハ氏べ゛寛プ明１
１第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 透明絶縁性基板（１）上に、ゲート電極（Ｇ）、ゲート
   絶縁膜（２）、動作半導体層（３）を順に積み重ねて形
   成した後、 次のチャネル保護膜（４″）を形成する工程において、
   チャネル保護膜の材料層（４）を成膜した後、その上に
   イメージリバーサルフォトレジスト膜を形成し、このレ
   ジスト膜に対して、画素電極（Ｅ）の形成領域とドレイ
   ンバスライン（９）の形成領域との間にマスク露光を施
   し、次いでリバーサルベークを施して、該マスク露光に
   おける被露光部を現像液に非溶解性とした後、 前記ゲート電極（Ｇ）をマスクとする背面露光を施して
   、前記イメージリバーサルフォトレジスト膜のゲート電
   極（Ｇ）直上部以外の領域を露光し、現像処理を施して
   前記マスク露光における被露光部をレジスト膜（２２）
   、ゲート電極直上部をレジスト膜（２１）として残留せ
   しめ、 該レジスト膜（２１、２２）をマスクとしてエッチング
   を施して、レジスト膜（２１）の直下に前記チャネル保
   護膜（４′）およびレジスト膜（２２）の直下に短絡防
   止用の保護膜（４″、４′）を形成し、 次いで電極層（６）を成膜した後、前記レジスト膜（２
   １、２２）を除去して、その上に付着し電極層（６）の
   不要部をリフトオフする工程を施した後、素子分離工程
   、画素電極（Ｅ）形成工程を施すことを特徴とする薄膜
   トランジスタマトリクスの製造方法。