JPH03186820A - Manufacturing method of matrix type liquid crystal display substrate - Google Patents
Manufacturing method of matrix type liquid crystal display substrateInfo
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- JPH03186820A JPH03186820A JP1326455A JP32645589A JPH03186820A JP H03186820 A JPH03186820 A JP H03186820A JP 1326455 A JP1326455 A JP 1326455A JP 32645589 A JP32645589 A JP 32645589A JP H03186820 A JPH03186820 A JP H03186820A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はマ) +7クス型液晶表示基板の製造方法、特
に、薄膜トランジスタをアドレス素子としてマトリクス
表示を行うためのマトリクス型液晶表示基板の製造方法
に関する。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing a +7x type liquid crystal display substrate, particularly a method for manufacturing a matrix type liquid crystal display substrate for performing matrix display using thin film transistors as address elements. Regarding.
(従来の技術)
従来のマ) IJクス型液晶表示基板の平面図を第6図
に示す。このマトリクス型液晶表示基板は、絶縁性基板
上に保護絶縁膜等を介してマトリクス状に配置された薄
膜トランジスタと絵素電極11、及ヒ、ケートハスバー
(走査fi)23とソースバスバー(信号線)29とを
備えている。ゲートバスバー23とソースバスバー29
とは、互いに交差することによって、格子状のパターン
を形成している。ケートバスバー23とソースバスバー
29に囲まれた領域内の基板保護膜上には、絵素電極1
1が形成されている。絵素電極11は、アドレス素子と
して機能する薄膜トランジスタのドレイン電極10と接
続されている。また、薄膜トランジスタのゲート電極3
はゲートバスバー23に、−2=
ソース電極9はソースバスバー29に、各々、接続され
いる。ゲート電極3の上方に於て、ソース電極9とドレ
イン電極10との間には、ソース電極9とドレイン電極
10とを分離する幅3μm程度のギャップ20が設けら
れている。(Prior Art) A plan view of a conventional IJ type liquid crystal display substrate is shown in FIG. This matrix type liquid crystal display substrate includes thin film transistors and pixel electrodes 11 arranged in a matrix on an insulating substrate via a protective insulating film, etc., a gate bus bar (scanning fi) 23, and a source bus bar (signal line) 29. It is equipped with Gate bus bar 23 and source bus bar 29
By intersecting each other, they form a lattice pattern. The pixel electrode 1 is formed on the substrate protective film in the area surrounded by the gate bus bar 23 and the source bus bar 29.
1 is formed. The picture element electrode 11 is connected to a drain electrode 10 of a thin film transistor functioning as an address element. In addition, the gate electrode 3 of the thin film transistor
is connected to the gate bus bar 23, and -2=source electrode 9 is connected to the source bus bar 29, respectively. Above the gate electrode 3, a gap 20 having a width of about 3 μm is provided between the source electrode 9 and the drain electrode 10, separating the source electrode 9 and the drain electrode 10.
ケートバスバー23には走査信号力、ソースハスバー2
9には画像信号が各々入力され、走査信号により薄膜ト
ランジスタがオン状態になったときに、ソースハスバー
29から絵素電極11に画像信号電流が入力される。The gate busbar 23 has a scanning signal power, and the source busbar 2
Image signals are respectively input to 9, and when the thin film transistor is turned on by a scanning signal, an image signal current is input from the source hash bar 29 to the picture element electrode 11.
第7図は上記マトリクス型液晶表示基板上に形成されて
いる薄膜トランジスタの構造を説明するための、第6図
のB−B線断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along the line BB in FIG. 6 for explaining the structure of the thin film transistor formed on the matrix type liquid crystal display substrate.
絶縁性基板1の上に基板保護膜2が形成されており、そ
の上には、ゲート電極3、第一のゲート絶縁膜4、第二
のゲート絶縁膜5、チャネル部I型アモルファスシリコ
ン膜6、チャネル部保護絶縁膜7、コンタクト層8as
8bs ソース電極9とドレイン電極10、保護絶縁膜
12が絶縁性基板1側から、この順番で形成されている
。また、3−
絵素電極11が基板保護膜5上に形成されており、ドレ
イン電極10に接続されている。A substrate protection film 2 is formed on an insulating substrate 1, and a gate electrode 3, a first gate insulating film 4, a second gate insulating film 5, and a channel part I-type amorphous silicon film 6 are formed on the substrate protection film 2. , channel portion protective insulating film 7, contact layer 8as
8bs A source electrode 9, a drain electrode 10, and a protective insulating film 12 are formed in this order from the insulating substrate 1 side. Further, a 3-pixel electrode 11 is formed on the substrate protective film 5 and connected to the drain electrode 10.
従来のマトリクス型液晶表示基板の製造方法に於ては、
ゲート電極3上に第一のゲート絶縁膜4、第二のゲート
絶縁膜5及びチャネル部i型アモルファスシリコン膜6
を形成し、チャネル部保護絶縁膜7となる保護絶縁膜を
堆積した後、チャネル部保護絶縁膜7のパターンを形成
するため、以下の工程を行っていた。In the conventional manufacturing method of matrix type liquid crystal display substrate,
A first gate insulating film 4, a second gate insulating film 5, and a channel i-type amorphous silicon film 6 are formed on the gate electrode 3.
After forming a protective insulating film to become the channel protective insulating film 7, the following steps were performed to form a pattern for the channel protective insulating film 7.
(1)まず、該保護絶縁膜上にレジストを形成する工程
。(1) First, a step of forming a resist on the protective insulating film.
(2)次に、該レジストに対して、絶縁性基板lの表面
(薄膜トランジスタ等が形成される面)側からチャネル
部保護絶縁膜7のパターンを有するフォトマスクを透過
した光を照射し、該レジストを露光することによって、
該保護絶縁膜上の所定位置に所定形状のパターンを有す
るレジストマスクを形成する工程。(2) Next, the resist is irradiated with light that has passed through a photomask having a pattern of the channel protection insulating film 7 from the surface side of the insulating substrate l (the surface on which thin film transistors etc. are formed). By exposing the resist,
A step of forming a resist mask having a pattern of a predetermined shape at a predetermined position on the protective insulating film.
(3)この後、該レジストマスクを用いて該保護絶縁膜
をエツチングすることにより、チャネル4−
部I型アモルファスシリコン膜6上に所定形状のチャネ
ル部保護絶縁膜7を形成する工程。(3) Thereafter, a step of forming a channel portion protective insulating film 7 of a predetermined shape on the channel 4-portion I type amorphous silicon film 6 by etching the protective insulating film using the resist mask.
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上述の従来技術においては、以下に述べ
る問題点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-mentioned conventional technology has the following problems.
従来の製造方法に於て、チャネル部保護絶縁膜7となる
保護絶縁膜上に形成されたレジストに対して、絶縁性基
板1の表面側からチャネル部保護絶縁膜7のパターンを
有するフォトマスクを透過した光を照射し、該レジスト
を露光する際に、該フォトマスクを透過する光のパター
ンと絶縁性基板lの表面のパターンとの間に精度の高い
位置合わせが必要である。なぜなら、チャネル部保護絶
縁膜7の位置と形状は、薄膜トランジスタのオン−オフ
特性にとって重要な要素であるチャネルサイズを決める
ものだからである。もし、チャネル部保護絶縁膜7の位
置が薄膜トランジスタのゲート電極幅方向(チャネル長
方向)にずれると、ソース電極9とコンタクト層8aの
接触面積又はドレイン電極10とコンタクト層8bとの
接触面積−5=
が小さくなるため、接触面積の小さくなった側のコンタ
クト抵抗が著しく増大してしまう。このように、チャネ
ル部保護絶縁膜7がチャネル長方向へ僅かにでもずれる
と、薄膜トランジスタのオン−オフ特性が劣化してしま
う。In the conventional manufacturing method, a photomask having a pattern of the channel portion protective insulating film 7 is applied from the surface side of the insulating substrate 1 to a resist formed on the protective insulating film that will become the channel portion protective insulating film 7. When exposing the resist by irradiating the transmitted light, highly accurate positioning is required between the pattern of the light transmitted through the photomask and the pattern on the surface of the insulating substrate l. This is because the position and shape of the channel protection insulating film 7 determine the channel size, which is an important factor for the on-off characteristics of the thin film transistor. If the position of the channel protection insulating film 7 shifts in the gate electrode width direction (channel length direction) of the thin film transistor, the contact area between the source electrode 9 and the contact layer 8a or the contact area between the drain electrode 10 and the contact layer 8b -5 = becomes smaller, so the contact resistance on the side where the contact area is smaller increases significantly. As described above, if the channel portion protective insulating film 7 is even slightly shifted in the channel length direction, the on-off characteristics of the thin film transistor will deteriorate.
このような位置ずれが生じても薄膜トランジスタの特性
が劣化しないようにするためには、薄膜トランジスタを
構成する各層の寸法を大きくすることによって、パター
ン間の位置合わせ余裕(マージン)を大きくすることが
必要となる。このことは、薄膜トランジスタの小型化を
困難にし、更には、液晶表示装置の開口率の低下及び浮
遊容量の増加による画質の低下を招いている。In order to prevent the characteristics of thin film transistors from deteriorating even when such misalignment occurs, it is necessary to increase the alignment margin between patterns by increasing the dimensions of each layer that makes up the thin film transistor. becomes. This makes it difficult to miniaturize thin film transistors, and further causes deterioration in image quality due to a decrease in the aperture ratio and an increase in stray capacitance of the liquid crystal display device.
上記従来技術の問題点を解決する方法として、本発明者
は、保護絶縁膜上に形成したポジ型レジストを基板裏面
側から露光することにより、ゲート電極の形状に対して
自己整合的にパターニングされたチャネル部保護絶縁膜
を形成する方法を開発した(特願平1−243868号
)。この方法によれば、チャネル部保護絶縁膜7の位置
ずれに6−
よるトランジスタ特性の劣化がない小型化された薄膜ト
ランジスタを得ることができる。As a method for solving the problems of the prior art described above, the present inventors exposed a positive resist formed on a protective insulating film to light from the back side of the substrate, thereby patterning the resist in a self-aligned manner with respect to the shape of the gate electrode. We have developed a method for forming a channel protective insulating film (Japanese Patent Application No. 1-243868). According to this method, a miniaturized thin film transistor can be obtained in which the transistor characteristics are not deteriorated due to misalignment of the channel protection insulating film 7.
しかし、上記の裏面露光による方法では、ゲート電極3
上の、ソース部分とドレイン部分とが分離されていない
状態の薄膜上に形成されたレジストに、ソース部分とド
レイン部分とが分離するギャップzOのパターンを形成
することはできない。However, in the method using the backside exposure described above, the gate electrode 3
It is not possible to form a pattern of a gap zO that separates the source portion and drain portion in the resist formed on the thin film in which the source portion and the drain portion are not separated.
従って、上記薄膜にギャップ20を形成するためには、
従来の基板表面側から露光する方法によらなければなら
ない。このため、下地パターンの寸法が小さいと、ギャ
ップ20のパターンを下地パターンに高い精度で位置あ
わせすることができず、ギャップ20のパターンずれが
生じやすくなる。Therefore, in order to form the gap 20 in the thin film,
The conventional method of exposing from the front side of the substrate must be used. For this reason, if the size of the base pattern is small, the pattern of the gap 20 cannot be aligned with the base pattern with high accuracy, and the pattern of the gap 20 is likely to be misaligned.
また、このパターンずれが生じると、ギャップ20を形
成するためのエツチングを行う際に、下地のチャネル部
1型アモルファスシリコン膜6にエツチングによる強い
損傷を与えてしまうことになる。この結果、形成された
薄膜トランジスタは正常に動作しなくなってしまう。こ
のことを防ぐためには、どうしても下地各層の寸法を大
きくしておかなければならず、薄膜トランジスタの寸法
を縮小することが困難になる。Further, if this pattern shift occurs, when performing etching to form the gap 20, the underlying channel portion type 1 amorphous silicon film 6 will be seriously damaged by etching. As a result, the formed thin film transistor no longer operates normally. In order to prevent this, it is necessary to increase the dimensions of each underlying layer, which makes it difficult to reduce the dimensions of the thin film transistor.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり
、その目的とするところは、薄膜トランジスタのソース
部分とドレイン部分を分離するギャップのパターンを下
地パターンと高い精度で整合させ、かつ、薄膜トランジ
スタを小型化することができるマトリクス型液晶表示基
板の製造方法を提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to align the pattern of the gap that separates the source and drain parts of a thin film transistor with the underlying pattern with high precision, and to form a thin film transistor. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a matrix type liquid crystal display substrate that can be downsized.
(課題を解決するための手段)
本発明のマトリクス型液晶表示基板の製造方法は、光透
過性を有する基板上に薄膜トランジスタを備えたマトリ
クス型液晶表示基板の製造方法に於て、該ゲート電極上
方に薄膜を形成する工程と、該薄膜上にネガ型レジスト
を形成する工程と、該薄膜トランジスタのゲート電極を
遮光マスクとして、該基板の裏面側から該ネガ型レジス
トに光を照射し、該ネガ型レジストを過剰露光すること
により、該ゲート電極のエツジから内側にシフトしたパ
ターンを有するレジストマスクを該薄膜上に8−
形成する工程と、該レジストマスクを用いて、該薄膜を
エツチングし、該薄膜にギャップを形成する工程と、を
包含し、そのことにより上記目的が達成される。(Means for Solving the Problems) A method for manufacturing a matrix type liquid crystal display substrate of the present invention is a method for manufacturing a matrix type liquid crystal display substrate having thin film transistors on a substrate having light transmittance. forming a thin film on the thin film; forming a negative resist on the thin film; irradiating the negative resist with light from the back side of the substrate using the gate electrode of the thin film transistor as a light shielding mask; 8- Forming a resist mask on the thin film having a pattern shifted inward from the edge of the gate electrode by over-exposing the resist; etching the thin film using the resist mask; forming a gap, thereby achieving the above object.
(作用)
第4図(a)に、絶縁性基板上1に形成されたゲート電
極3を一種のフォトマスクとして、絶縁性基板1の下方
、裏面側から光を照射し、ゲート電極3上方に形成され
た薄膜30上のポジ型レジスト13を露光した場合のレ
ジストシフトを説明するための断面図を示す。ここでは
、絶縁性基板1上に基板保護膜2を介してパターニング
されたゲート電極3が形成されている。ゲート電極3上
には第一のゲート絶縁膜4及び第二のゲート絶縁膜5を
介して薄膜30が形成されている。薄膜30上にはレジ
スト13が形成されている。レジスト13の露光した部
分13t)は、破線によって示されている。一方、レジ
スト13の露光されていない部分13aは実線で示され
ている。(Function) In FIG. 4(a), using the gate electrode 3 formed on the insulating substrate 1 as a kind of photomask, light is irradiated from the bottom and back side of the insulating substrate 1, and the gate electrode 3 is exposed above the gate electrode 3. A cross-sectional view for explaining resist shift when the positive resist 13 on the formed thin film 30 is exposed to light is shown. Here, a patterned gate electrode 3 is formed on an insulating substrate 1 with a substrate protective film 2 interposed therebetween. A thin film 30 is formed on the gate electrode 3 with a first gate insulating film 4 and a second gate insulating film 5 interposed therebetween. A resist 13 is formed on the thin film 30. The exposed portion 13t) of the resist 13 is indicated by a dashed line. On the other hand, an unexposed portion 13a of the resist 13 is shown by a solid line.
通常、絶縁性基板、基板保護膜、ゲート絶縁膜、9−
チャネル部半導体膜、チャネル部保護絶縁膜及びコンタ
クト層等は光透過性を有する材料で形成されている。こ
こでも、絶縁性基板1、基板保護膜2、第一のゲート絶
縁膜4、第二のゲート絶縁膜5及び薄膜30は、光透過
性を有する材料で形成されている。従って、ゲート電極
3として光を透過しない材料を用いて、透明の絶縁性基
板1の裏面側から薄膜30上に形成したレジスト13に
光を照射すると、その照射光は、ゲート電極3によって
遮光されない領域に形成されているレジスト13を露光
する。露光量を多くすると、ゲート電極3によって遮光
される領域の中で、前記遮光されない領域に近い部分か
らレジス)13の過剰露光が始まる。従って、ゲート電
極3の上方にあって、レジス)13の露光される部分は
、露光量の増加とともに、ゲート電極13の端(エツジ
)上方の部分から一様に内側に延びてゆく。こうして、
ゲート電極13のパターンを一種のフォトマスクとして
利用し、絶縁性基板lの下方、裏面側からレジスト13
に所定量の光を照射することにより、0
ゲート電極の工・ノジ上方から所定長さだけシフトした
パターンを形成することができる。レジストとしてポジ
型レジストを用いた場合、現像後、第4図(a)に示す
ように、露光されていない部分13aが薄膜30上に残
る。Usually, an insulating substrate, a substrate protection film, a gate insulating film, a 9-channel semiconductor film, a channel protection insulating film, a contact layer, and the like are formed of a material that transmits light. Here too, the insulating substrate 1, the substrate protection film 2, the first gate insulating film 4, the second gate insulating film 5, and the thin film 30 are formed of a material having light transmittance. Therefore, when the resist 13 formed on the thin film 30 is irradiated with light from the back side of the transparent insulating substrate 1 using a material that does not transmit light as the gate electrode 3, the irradiated light is not blocked by the gate electrode 3. The resist 13 formed in the area is exposed. When the exposure amount is increased, overexposure of the resist 13 starts from a portion of the region shielded from light by the gate electrode 3 that is close to the region not shielded from light. Therefore, the exposed portion of the resist 13 above the gate electrode 3 uniformly extends inward from the portion above the edge of the gate electrode 13 as the exposure amount increases. thus,
Using the pattern of the gate electrode 13 as a kind of photomask, resist 13 is applied from below and from the back side of the insulating substrate l.
By irradiating with a predetermined amount of light, it is possible to form a pattern shifted by a predetermined length from above the groove of the gate electrode. When a positive resist is used as the resist, an unexposed portion 13a remains on the thin film 30 after development, as shown in FIG. 4(a).
一方、レジストとしてネガ型レジスト26を用いた場合
、現像後、第4図(b)に示すように、露光されていな
い部分26a(破線で示す)は除去されてしまい、露光
された部分26bが薄膜30上に残る。こうして、ゲー
ト電極3の上方にギャップを有するレジストパターンを
、ゲート電極3のパターンに対して自己整合的に形成す
ることができる。On the other hand, when a negative resist 26 is used as the resist, after development, as shown in FIG. It remains on the thin film 30. In this way, a resist pattern having a gap above the gate electrode 3 can be formed in self-alignment with the pattern of the gate electrode 3.
第5図に、ポジ型レジストのシフト量と露光量との関係
を示す。レジストシフト量は、ゲート電極3の上方にお
いて、レジスト13の露光した部分13aの幅をゲート
電極3の幅方向に沿って、ゲート電極3の端(エツジ)
から計った値である(第4図参照)。第5図かられかる
ように、露光量とレジストシフト量とは比例的な関係に
ある。FIG. 5 shows the relationship between the shift amount and the exposure amount of the positive resist. The resist shift amount is calculated by shifting the width of the exposed portion 13a of the resist 13 above the gate electrode 3 along the width direction of the gate electrode 3 to the edge of the gate electrode 3.
This is the value measured from (see Figure 4). As can be seen from FIG. 5, there is a proportional relationship between the exposure amount and the resist shift amount.
11−
ネガ型レジストのシフト量と露光量との関係についても
、第5図に示す関係と類似したものが得られる。これら
の関係に基づいて露光量を調節することによって、レジ
ストシフト量を所望の大きさに高精度で制御することが
できる。11- Regarding the relationship between the shift amount and the exposure amount of the negative resist, a relationship similar to that shown in FIG. 5 can be obtained. By adjusting the exposure amount based on these relationships, the resist shift amount can be controlled to a desired magnitude with high precision.
なお、このレジストシフト量は、露光量の他にゲート電
極3の側面傾斜角度(テーパ角度)によっても調節する
ことができる。Note that this resist shift amount can be adjusted not only by the exposure amount but also by the side surface inclination angle (taper angle) of the gate electrode 3.
このように、基板上に形成したネガ型レジストに対する
裏面側からの露光量を変化させることによって、ゲート
電極上に形成された薄膜に、ゲート電極幅方向について
幅及び位置が高精度で制御されたギャップを自己整合的
に形成することができる。In this way, by changing the amount of exposure from the back side of the negative resist formed on the substrate, the width and position of the thin film formed on the gate electrode can be controlled with high precision in the width direction of the gate electrode. A gap can be formed in a self-aligned manner.
(実施例) 以下に本発明を実施例について説明する。(Example) The present invention will be described below with reference to Examples.
第2図に、本実施例の方法により形成されたマトリクス
型液晶表示基板の部分平面図を示す。このマトリクス型
液晶表示基板は、光透過性の絶縁性基板上に形成された
保護絶縁膜等を介してマド12−
リクス状に配置された逆スタガ型構造の薄膜トランジス
タ、絵素電極11、ゲートバスバー(走査線)23、及
びソースバスバー(信号線)29を有シている。ケート
バスバー23とソースバスバー29は、互いに交差する
ことによって、格子状のパターンを形成している。ゲー
トバスバー23とソースバスバー29に囲まれた領域内
の該保護絶縁膜上には、透明電極からなる絵素電極11
が形成されている。絵素電極11は、アドレス素子とし
て機能する薄膜トランジスタのドレイン電極10と一体
として形成されいる。薄膜トランジスタのゲート電極3
はゲートバスバー23に接続されている。また、ソース
電極9はソースバスバー29に電気的に接続されている
。ゲート電極3の上方に於て、ソース電極9とドレイン
電極10との間には、ソース電極9とドレイン電極lO
とを分離する幅3μmのギャップ20が設けられている
。FIG. 2 shows a partial plan view of a matrix type liquid crystal display substrate formed by the method of this example. This matrix type liquid crystal display substrate consists of thin film transistors of an inverted staggered structure, pixel electrodes 11, and gate bus bars arranged in a matrix shape through a protective insulating film formed on a light-transmissive insulating substrate. (scanning line) 23 and a source bus bar (signal line) 29. The gate bus bar 23 and the source bus bar 29 form a grid pattern by crossing each other. On the protective insulating film in the area surrounded by the gate bus bar 23 and the source bus bar 29, a picture element electrode 11 made of a transparent electrode is provided.
is formed. The picture element electrode 11 is formed integrally with a drain electrode 10 of a thin film transistor functioning as an address element. Gate electrode 3 of thin film transistor
is connected to the gate bus bar 23. Further, the source electrode 9 is electrically connected to a source bus bar 29. Above the gate electrode 3, between the source electrode 9 and the drain electrode 10, the source electrode 9 and the drain electrode lO
A gap 20 with a width of 3 μm is provided to separate the two.
次に、第2図に示す薄膜トランジスタの断面構成を、第
2図のA−A線断面図である第3図を用いて説明する。Next, the cross-sectional structure of the thin film transistor shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. 3, which is a cross-sectional view taken along the line A--A in FIG. 2.
13−
ゲート電極3上に、第−及び第二のゲート絶縁膜4.5
及ヒチャネル部i型アモルファスシリコン膜6を介して
、チャネル部保護絶縁膜7が形成されている。チャネル
部保護絶縁膜7は、ゲート電極3の端からその内側へ、
2μmずつシフトしたパターンt[している。チャネル
部j型アモルファスシリコン膜6上には、ギャップ20
によって分離されたコンタクト層8a、8bが形成され
ている。ソース側コントクト層8a上にはソース電極9
が、ドレイン側コンタクト層8b上にはドレイン電極I
Oが各々設けられている。これらソース電極9及びドレ
イン電極10は何れも透明電極からなる。ソース電極9
上にはソースバスバー29の一部が接触しており、ドレ
イン電極10上には、補助用ドレイン電極14が設けら
れている。13- On the gate electrode 3, the - and second gate insulating films 4.5
A channel portion protective insulating film 7 is formed with the channel portion i-type amorphous silicon film 6 interposed therebetween. The channel protection insulating film 7 extends from the edge of the gate electrode 3 to the inside thereof.
The pattern t is shifted by 2 μm. A gap 20 is formed on the channel part J-type amorphous silicon film 6.
Contact layers 8a and 8b are formed separated by. A source electrode 9 is provided on the source side contact layer 8a.
However, there is a drain electrode I on the drain side contact layer 8b.
O is provided respectively. Both the source electrode 9 and the drain electrode 10 are made of transparent electrodes. Source electrode 9
A part of the source bus bar 29 is in contact with the top, and an auxiliary drain electrode 14 is provided on the drain electrode 10 .
上記の薄膜トランジスタに於いては、後述するように基
板裏面側から過剰露光する自己整合的パターニング方法
により、ゲート電極3上にチャネル部保護絶縁膜7が形
成されており、また、チャネル部保護膜7上方にギャッ
プ20が形成されて14−
いる。このため、これらのパターン間の位置ずれを考慮
した設計上の寸法余裕が不要となっている。In the above thin film transistor, the channel protective insulating film 7 is formed on the gate electrode 3 by a self-aligned patterning method in which overexposure is performed from the back side of the substrate, as will be described later. A gap 20 is formed above. Therefore, there is no need for a dimensional margin in the design that takes into account the positional deviation between these patterns.
従って、位置ずれによる薄膜トランジスタの特性不良が
生じず、しかも、薄膜トランジスタは小型化され、マト
リックス型液晶表示基板の開口率が向上している。Therefore, characteristic defects of the thin film transistor due to positional deviation do not occur, and moreover, the thin film transistor is miniaturized, and the aperture ratio of the matrix type liquid crystal display substrate is improved.
次に、上記のマトリクス型液晶表示基板の製造方法を第
1図を参照して説明する。Next, a method for manufacturing the above matrix type liquid crystal display substrate will be explained with reference to FIG.
まず、ガラス製の透明絶縁性基板1上にスパッタリング
法により五酸化タンタルからなる基板保護膜(膜厚50
00大)2を堆積した。基板保護膜2上にスパッタリン
グ法によってタンタル(膜厚4000A)を堆積した。First, a substrate protective film made of tantalum pentoxide (thickness: 50 mm
00 large) 2 was deposited. Tantalum (4000 Å thick) was deposited on the substrate protective film 2 by sputtering.
このタンタルは光を透過しない材料である。堆積後、フ
ォトエツチングによってゲート電極3を形成した。本実
施例では、このとき、同時にゲートバスバー23(第2
図参照)もタンタルを用いて形成された。Tantalum is a material that does not transmit light. After the deposition, a gate electrode 3 was formed by photoetching. In this embodiment, at this time, the gate bus bar 23 (second
(see figure) was also formed using tantalum.
次に、陽極酸化によってゲート電極3の表面を酸化し、
五酸化タンタル(膜厚3000 A)の第一のゲート絶
縁膜4を形成した。この上にブラズ15−
マCVD法によって窒化膜(SiNx膜、膜厚4000
A)を形成し、第二のゲート絶縁膜5とした。Next, the surface of the gate electrode 3 is oxidized by anodic oxidation,
A first gate insulating film 4 of tantalum pentoxide (thickness: 3000 A) was formed. On top of this, a nitride film (SiNx film, 4000 mm thick) was formed using the Blaz 15-ma CVD method.
A) was formed to serve as the second gate insulating film 5.
i二のケート絶縁膜5上に、チャネル部1型アモルファ
スシリコン膜6となるアモルファスシリコン膜(膜厚3
00大)16を形成した後、チャネル部保護絶縁膜7と
なる保護絶縁膜17として、窒化膜(SiNx膜、膜厚
2000大)を堆積した(第1図(a))。An amorphous silicon film (with a thickness of 3
After forming the nitride film (SiNx film, 2000 mm thick) as the protective insulating film 17 which will become the channel protective insulating film 7 (FIG. 1(a)).
このようにして形成した、基板保護膜2、第二のゲート
絶縁膜5、アモルファスシリコン膜16及び保護絶縁膜
17は、何れも、光透過性を有する材料で構成されてい
る。The substrate protective film 2, second gate insulating film 5, amorphous silicon film 16, and protective insulating film 17 formed in this manner are all made of a material having light transmittance.
次に、保護絶RMlV上にポジ型レジスト13を塗布し
、絶縁性基板1の裏面側から露光量750mJ/cm2
の過剰露光を行った(第1図(b))。Next, a positive resist 13 is applied on the protective insulation RMlV, and the exposure amount is 750 mJ/cm2 from the back side of the insulating substrate 1.
An overexposure was performed (FIG. 1(b)).
こうして、ゲート電極3のパターンに対して自己整合的
にレジスト13のバターニングを行った。In this way, the resist 13 was patterned in a self-aligned manner with respect to the pattern of the gate electrode 3.
しかし、この裏面露光によって形成されたレジストパタ
ーンは、ゲート電極3のパターンに対応し16−
たものであるため、第2図に示すアイランド状のパター
ンとするためには、更に、ゲート電極3により遮光され
る領域に於ける露光すべき部分に対して、通常の基板表
面側からの露光を行わなければならない。この表面側か
らの露光によって、ゲート電極幅方向に垂直な方向(チ
ャネル幅方向)に関してチャネル部保護絶縁膜7の位置
及びパターン幅を決定する。そこで、先の裏面露光によ
り露光されなかった部分の内、除去すべき部分を基板表
面側から露光し、レジスト13aのパターンを所望のア
イランド状パターンとした。However, since the resist pattern formed by this backside exposure corresponds to the pattern of the gate electrode 3, in order to obtain the island-like pattern shown in FIG. The portion to be exposed in the light-shielded area must be exposed from the normal substrate surface side. By this exposure from the front side, the position and pattern width of the channel protection insulating film 7 are determined in the direction perpendicular to the gate electrode width direction (channel width direction). Therefore, among the portions that were not exposed in the previous backside exposure, the portions to be removed were exposed from the front side of the substrate, so that the pattern of the resist 13a was formed into a desired island-like pattern.
チャネル部保護絶縁膜7の形状にパターニングされたレ
ジスト13aをマスクとして保護絶縁膜17をエツチン
グすることによって、第1図(C)に示すように、ゲー
ト電極3の端から2μmずつ内側にシフトしたアイラン
ド状パターンを有するチャネル部保護絶縁膜7を形成し
た。こうして、チャネル長方向に関しては、裏面露光に
よりゲート電極3対して自己整合的にバターニングされ
、チャネル幅方向に関しては、通常の表面側からの露1
7
光によりパターニングされたチャネル部保護絶縁膜7を
得た。By etching the protective insulating film 17 using the resist 13a patterned in the shape of the channel protective insulating film 7 as a mask, the etching pattern was shifted inward by 2 μm from the edge of the gate electrode 3, as shown in FIG. 1(C). A channel protection insulating film 7 having an island pattern was formed. In this way, in the channel length direction, patterning is performed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 3 by backside exposure, and in the channel width direction, patterning is performed by normal exposure from the front side.
7 A channel portion protective insulating film 7 patterned by light was obtained.
レジスト13aを除去した後、プラズマCVD広によっ
て、コンタクト層8a、8bとなるn4型微結晶ンリコ
ン膜(膜厚400A)を堆積し、n+m 微結晶シリコ
ン膜とi型アモルファスシリコン膜16を続けて通常の
方法でフォトエツチングすることによって、まず薄膜ト
ランジスタのチャネ/l[f型アモルファスシリコン膜
6、及ヒンース部分とドレイン部分とが分離されていな
い状態のコンタクト層18を形成した((第1図(d)
)。After removing the resist 13a, an n4 type microcrystalline silicon film (film thickness 400A), which will become the contact layers 8a and 8b, is deposited by plasma CVD, and an n+m microcrystalline silicon film and an i type amorphous silicon film 16 are successively deposited. By photo-etching using the method described above, first, a channel/l[f-type amorphous silicon film 6 of a thin film transistor and a contact layer 18 in which the gate portion and the drain portion are not separated were formed ((Fig. 1(d)). )
).
この後、スパッタリング法によって酸化インジウムを主
成分とする透明導電膜(膜厚1000A)を堆積し、こ
れを通常の方法でフォトエツチングし、絵素電極11、
及びソース部分とドレイン部分とが分離されていない状
態の電極21を形成した((第1図(e))。Thereafter, a transparent conductive film (thickness: 1000 Å) containing indium oxide as the main component was deposited by sputtering, and this was photoetched by a conventional method to form the picture element electrodes 11,
Then, an electrode 21 was formed in which the source portion and the drain portion were not separated ((FIG. 1(e)).
次に、ネガ型フォトレジスト26を塗布し、絶縁性基板
lの裏面側から、露光量1500〜2゜00mJ/cm
2の過剰露光を行った。これによって、18−
現像後、ゲート電極3上方に、ゲート電極のエツジから
のレジストシフト量3μm1幅3μmの露光されていな
い部分26aをギャップパターンとして有するレジスト
パターンを形成した((第1図(f))。Next, a negative photoresist 26 is applied, and the exposure amount is 1500 to 2°00 mJ/cm from the back side of the insulating substrate l.
Two overexposures were performed. As a result, after 18- development, a resist pattern was formed above the gate electrode 3 having an unexposed portion 26a as a gap pattern with a resist shift amount of 3 μm from the edge of the gate electrode and a width of 3 μm ((FIG. 1(f) )).
次に、レジストの露光された部分26bをマスクとして
、ソース部分とドレイン部分とが分離されていない状態
の電極21及びコンタクト層18を続けてエツチングす
ることによって、ギャップ20を形成し、電極21及び
コンタクト層18のソース部分とドレイン部分とを分離
した。こうして、ソース電極9、ソース側コンタクト層
8a、ドレイン電極10、及びドレイン側コンタクト層
8bを形成した。Next, using the exposed portion 26b of the resist as a mask, the electrode 21 and the contact layer 18, in which the source portion and the drain portion are not separated, are successively etched to form a gap 20, and the electrode 21 and the contact layer 18 are etched. The source and drain portions of contact layer 18 were separated. In this way, source electrode 9, source side contact layer 8a, drain electrode 10, and drain side contact layer 8b were formed.
この後、スパッタリング法によってTi、Mo。After that, Ti and Mo are removed by sputtering.
W等の金属膜を堆積し、金属膜を通常の方法でフォトエ
ツチングすることにより、ソースパスライン29、補助
用ドレイン電極14を形成した。A source pass line 29 and an auxiliary drain electrode 14 were formed by depositing a metal film such as W and photoetching the metal film using a conventional method.
保護絶縁膜12として窒化膜(SiNx膜、膜厚300
0Å)を全面に堆積し、本実施例のマド19−
リクス型液晶表示基板を作製した。A nitride film (SiNx film, film thickness 300 mm) is used as the protective insulating film 12.
0 Å) was deposited on the entire surface to produce a 19-layer liquid crystal display substrate of this example.
このように本実施例では、ゲート電極3のパターンに対
して自己整合的にパターニングされたチャネル部保護絶
縁膜7とギャップ20とを形成した。このため、チャネ
ル部保護絶縁膜7及びギャップ20の位置ずれによるト
ランジスタ特性の劣化が生じなかった。As described above, in this example, the channel protective insulating film 7 and the gap 20 were formed in a self-aligned pattern with respect to the pattern of the gate electrode 3. Therefore, deterioration of transistor characteristics due to misalignment of the channel protection insulating film 7 and the gap 20 did not occur.
なお、上記実施例では、透光性を有する電極21上に形
成した。ネガ型レジスト26に対して裏面露光を行った
。このため、レジスト26bをマスクとして、ソース部
分とドレイン部分とが分離されていない状態の電極21
及びコンタクト層18を続けてエツチングすることがで
きた。しかし、本発明の方法は上記実施例に限られるも
のではない。例えば、ソース電極9及びドレイン電極l
Oとなる電極薄膜を形成する前に、ソース部分とドレイ
ン部分とが分離されていない状態のコンタクト層18上
にネガ型レジストを形成し、このレジストに対して本発
明の裏面露光を行っても良い。In the above example, the electrode 21 was formed on the light-transmitting electrode 21. Backside exposure was performed on the negative resist 26. For this reason, using the resist 26b as a mask, the electrode 21 has a source portion and a drain portion that are not separated.
And the contact layer 18 could be etched successively. However, the method of the present invention is not limited to the above embodiments. For example, source electrode 9 and drain electrode l
Even if a negative resist is formed on the contact layer 18 in which the source part and the drain part are not separated before forming the electrode thin film that becomes O, and the backside exposure of the present invention is performed on this resist. good.
この場合、フンタクト層18のソース部分とドレ20−
イン部分とを分離し、レジストを除去した後、ソース電
極9及びドレイン電極1oとなる電極薄膜を形成し、該
膜上にソース電極9とドレイン電極lOとを分離するた
めのレジストパターンヲ形成することになる。従って、
上記実施例に比較して工程数が増加するが、電極薄膜材
料として透光性を有しないものを用いることが可能とな
る。但し、電極薄膜材料として透光性を有しないものを
用いる場合、ソース電極とドレイン電極とを分離するギ
ャップのパターンは、従来の表面側から行う露光により
形成される。In this case, after separating the source part and drain 20-in part of the direct layer 18 and removing the resist, an electrode thin film that becomes the source electrode 9 and the drain electrode 1o is formed, and the source electrode 9 and the drain electrode 1o are formed on the film. A resist pattern will be formed to separate the electrode IO. Therefore,
Although the number of steps is increased compared to the above embodiment, it becomes possible to use a material that does not have light transmittance as the electrode thin film material. However, when using a non-transparent electrode thin film material, the gap pattern separating the source electrode and drain electrode is formed by conventional exposure from the front side.
また、本実施例ではコンタクト抵抗低減のためにコンタ
クト層8assbとしてn+型微結晶シリコン膜を用い
たが、他に、n+型アモルファスシリコン膜等を用いて
もよい。Further, in this embodiment, an n+ type microcrystalline silicon film is used as the contact layer 8assb in order to reduce the contact resistance, but other materials such as an n+ type amorphous silicon film may be used.
(発明の効果〉
このように、本発明の方法によれば、基板裏面側からの
露光量を調節することにより、ゲニト電極の形状に対し
て自己整合的にパターニングされたギャップをゲート電
極上方の薄膜に形成するこ21−
とができる。このため、該ギャップの位置及び幅が高精
度に制御され、該ギャップの位置ずれによるトランジス
タ特性の劣化がない薄膜トランジスタを得ることができ
る。また、従来必要であったギャップパターンの位置合
わせのための下地パターンの寸法余裕が不要になった分
、薄膜トランジスタを小型化することができ、マトリク
ス型液晶表示基板を高密度化、高画質化することができ
る。(Effects of the Invention) As described above, according to the method of the present invention, by adjusting the exposure amount from the back side of the substrate, a gap patterned in a self-aligned manner with respect to the shape of the genit electrode is formed above the gate electrode. Therefore, the position and width of the gap can be controlled with high precision, and it is possible to obtain a thin film transistor in which the transistor characteristics do not deteriorate due to misalignment of the gap. Since the dimensional margin of the base pattern for alignment of the gap pattern is no longer required, the thin film transistor can be made smaller, and the matrix type liquid crystal display substrate can be made to have higher density and higher image quality.
4、 の な含日
第1図(a)〜(f)は本発明の実施例を示す断面図、
第2図は第1図に示す実施例の方法により作製されたマ
トリクス型液晶表示基板の部分平面図、第3図は第2図
のA−A線断面図、第4図(a)、 (b)はレジスト
シフト量を説明するための断面図、第5図は露光量とレ
ジストシフト量の関係を示すグラフ、第6図は従来の方
法により作製されたマトリクス型液晶表示基板の部分平
面図、第7図は第6図のB−B線断面図である。4. Figures 1 (a) to (f) are cross-sectional views showing embodiments of the present invention;
FIG. 2 is a partial plan view of a matrix type liquid crystal display substrate manufactured by the method of the embodiment shown in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along line A-A in FIG. b) is a cross-sectional view for explaining the amount of resist shift, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the exposure amount and the amount of resist shift, and FIG. 6 is a partial plan view of a matrix type liquid crystal display substrate manufactured by a conventional method. , FIG. 7 is a sectional view taken along the line B--B in FIG. 6.
l・・・絶縁性基板、2・・・基板保護膜、3・・・ゲ
ート電極、4・・・第一のゲート絶縁膜、5・・・第二
のゲー22
ト絶縁膜、6・・・チャネル部I型アモルファスシリコ
ン膜、7・・・チャネル部保護絶縁膜、8a、8b・・
・コンタクト層、9・・・ソース電極、i o−・・ド
レイン電極、11・・・絵素電極、12・・・保護絶縁
膜、13・・・ポジ型レジスト、13a・・・ポジ型レ
ジストの露光されていない部分、13b・・・ポジ型レ
ジストの露光された部分、20・・・ギヤツブ、26・
・・ネガ型レジスト、26a・・・ネガ型レジストの露
光されていない部分、26b・・・ネガ型レジストの露
光された部分、23・・・ゲートバスバー(走査線)、
29・・・ソースバスバー(信号線)、30・・・薄膜
。l... Insulating substrate, 2... Substrate protective film, 3... Gate electrode, 4... First gate insulating film, 5... Second gate insulating film, 6... -Channel part I-type amorphous silicon film, 7...Channel part protective insulating film, 8a, 8b...
- Contact layer, 9... Source electrode, i o-... Drain electrode, 11... Picture element electrode, 12... Protective insulating film, 13... Positive type resist, 13a... Positive type resist unexposed portion of 13b... exposed portion of positive resist, 20... gear knob, 26.
... Negative resist, 26a... Unexposed portion of negative resist, 26b... Exposed portion of negative resist, 23... Gate bus bar (scanning line),
29... Source bus bar (signal line), 30... Thin film.
以上that's all
Claims (1)
たマトリクス型液晶表示基板の製造方法に於て、 該薄膜トランジスタのゲート電極上方に薄膜を形成する
工程と、 該薄膜上にネガ型レジストを形成する工程と、該ゲート
電極を遮光マスクとして、該基板の裏面側から該ネガ型
レジストに光を照射し、該ネガ型レジストを過剰露光す
ることにより、該ゲート電極のエッジから内側にシフト
したパターンを有するレジストマスクを該薄膜上に形成
する工程と、該レジストマスクを用いて該薄膜をエッチ
ングし、該薄膜にギャップを形成する工程と、 を包含するマトリクス型液晶表示基板の製造方法。[Claims] 1. A method for manufacturing a matrix type liquid crystal display substrate having thin film transistors on a light-transmitting substrate, comprising: forming a thin film above a gate electrode of the thin film transistor; and forming a thin film on the thin film. A step of forming a negative resist, and using the gate electrode as a light-shielding mask, irradiates the negative resist with light from the back side of the substrate and overexposes the negative resist, thereby removing light from the edge of the gate electrode. A matrix type liquid crystal display substrate comprising: forming a resist mask having an inwardly shifted pattern on the thin film; and etching the thin film using the resist mask to form a gap in the thin film. Production method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1326455A JPH03186820A (en) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | Manufacturing method of matrix type liquid crystal display substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1326455A JPH03186820A (en) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | Manufacturing method of matrix type liquid crystal display substrate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03186820A true JPH03186820A (en) | 1991-08-14 |
Family
ID=18188005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1326455A Pending JPH03186820A (en) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | Manufacturing method of matrix type liquid crystal display substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03186820A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009122681A (en) * | 2001-05-23 | 2009-06-04 | Plastic Logic Ltd | Device patterning |
| JP2011023740A (en) * | 1995-12-22 | 2011-02-03 | Thomson Licensing | Method for forming amorphous silicon thin film transistor on surface of substrate |
| JP2011023741A (en) * | 1995-12-22 | 2011-02-03 | Thomson Licensing | Array |
| JP2012525000A (en) * | 2009-04-21 | 2012-10-18 | シーブライト・インコーポレイテッド | Double self-aligned metal oxide thin film transistor |
-
1989
- 1989-12-15 JP JP1326455A patent/JPH03186820A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011023740A (en) * | 1995-12-22 | 2011-02-03 | Thomson Licensing | Method for forming amorphous silicon thin film transistor on surface of substrate |
| JP2011023741A (en) * | 1995-12-22 | 2011-02-03 | Thomson Licensing | Array |
| JP2009122681A (en) * | 2001-05-23 | 2009-06-04 | Plastic Logic Ltd | Device patterning |
| JP2012525000A (en) * | 2009-04-21 | 2012-10-18 | シーブライト・インコーポレイテッド | Double self-aligned metal oxide thin film transistor |
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