JPH06230421A - 薄膜トランジスタマトリクスの製造方法 - Google Patents

薄膜トランジスタマトリクスの製造方法

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JPH06230421A
JPH06230421A JP1502093A JP1502093A JPH06230421A JP H06230421 A JPH06230421 A JP H06230421A JP 1502093 A JP1502093 A JP 1502093A JP 1502093 A JP1502093 A JP 1502093A JP H06230421 A JPH06230421 A JP H06230421A
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JP
Japan
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film
electrode
substrate
patterning
forming
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JP1502093A
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English (en)
Inventor
Makoto Igarashi
誠 五十嵐
Junichi Watabe
純一 渡部
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜トランジスタ(TFT) マトリクスの製法に
関し，工程数の増加を抑制してTFT マトリクスの透過率
を高くし, 液晶パネルの高輝度化, 高性能化を図ること
を目的とする。 【構成】 透明絶縁性の基板 1上に, 原子層デポジショ
ン(ALD) 法を用い, 補助容量の電極となるZnO:Al膜から
なる透明導電膜11とAl2O3 からなる補助容量の誘電体膜
12を成膜し，基板上にゲート電極 2を形成し，その上に
ゲート絶縁膜 4,動作半導体層 5 ,チャネル保護膜 6を
順次成膜し，ゲート電極直上のチャネル保護膜を残すよ
うにパターニングし，基板上に高濃度半導体からなるコ
ンタクト層7と金属膜 8を順に成膜し，パターニングし
て, ドレイン電極とソース電極を形成し，基板上に透明
電極膜を成膜して, ソース電極に接続するようにパター
ニングして画素電極10を形成し，前記透明導電膜との間
で補助容量を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアクティブマトリクス駆
動方式による液晶パネル等に構成される薄膜トランジス
タ(TFT) マトリクスの製造方法に関する。
【０００２】ラップトップパーソナルコンピュータや壁
掛けテレビに使用するTFT マトリクス型液晶パネルの開
発が進められている。近年，TFT マトリクス型液晶パネ
ルは高輝度, 高画質なものが求められ, その製造技術の
開発が進められている。
【０００３】
【従来の技術】アクティブマトリクス駆動方式による液
晶パネルはドット表示を行う個々の画素に対応してマト
リクス状にTFT を配置し，各画素にメモリ機能を持たせ
コントラスト良く多ラインの表示を可能としている。
【０００４】図４(A) 〜(C) はTFT マトリクスの説明図
である。図４(A) は平面図, 図４(B) はA-A 断面図でTF
T 部, 図４(C) はB-B 断面図で補助容量(CS)部である。
【０００５】TFT マトリクス型液晶パネルは, Ｘ，Ｙ方
向に交差してマトリクス状に配置された多数のゲートバ
スライン 2とドレインバスライン 9に駆動電圧を印加し
て，両バスライン交差部に接続されたTFT を選択駆動す
ることにより, 対応する所望の画素をドット表示するよ
うに構成されている。このようなTFT マトリクスの構造
は, 例えば, 透明絶縁性のガラス基板上に多数のゲート
バスラインとドレインバスラインとが窒化シリコン(Si
N) 等からなる層間絶縁膜を介してＸ，Ｙ方向に交差し
た形に配置され, 両バスラインの交差部にTFT が接続さ
れている。また，TFT の動作半導体層にアモルファスシ
リコン(a-Si)層を用いる場合には，ゲート絶縁膜にプラ
ズマ気相成長(P-CVD) 法による窒化シリコン膜(SiN) あ
るいは窒化シリコンオキシナイトライド(SiNO)膜が用い
られていた。
【０００６】なお，図中, 6はチャネル保護膜でSiN
膜, 8はTFT のドレイン電極（左側）およびソース電極
（右側）を示す。図５(A) 〜(E) は従来のTFT 素子の製
造工程を説明する断面図である。
【０００７】図の左側はTFT 部，右側は対応する補助容
量部である。図５(A) において，透明絶縁性基板として
ガラス基板 1上にスパッタリングにより, 例えばチタン
(Ti)膜を連続して成膜し，フォトリソグラフィによりレ
ジスト膜をパターニングした後, レジスト膜をマスクに
してエッチングしてゲート電極 2と補助容量下部電極 3
を形成する。
【０００８】図５(B) において，レジスト膜を剥離し，
P-CVD 法により, ゲート絶縁膜および補助容量誘電体膜
としてSiN 膜 4, 動作半導体層としてa-Si膜 5, チャネ
ル保護膜としてSiN 膜 6を連続成長する。ここで, 第１
層目絶縁膜は, CVD SiN 膜 4と原子層デポジション(AL
D) 法によるアルミナ(Al2O3) 膜との積層膜を用いても
よい。
【０００９】次いで，ゲート電極 2の直上のチャネル保
護膜 6を残すようにパターニングする。図５(C) におい
て，基板上にコンタクト層として n+ 型a-Si層 7とソー
スドレイン電極用金属膜として例えばTi膜 8を連続成膜
する。
【００１０】次いで，コンタクト層 7とソースドレイン
電極用金属膜 8をパターニングして, ドレイン電極（左
側）とソース電極（右側）を形成する。図５(D) におい
て，基板上に金属膜, 例えばAl膜 9を成膜し，パターニ
ングしてドレインバスラインを形成する。
【００１１】図５(E) において，基板上に透明電極膜と
して酸化インジウムと酸化錫の固溶体からなるITO 膜10
を成膜して, 蓄積容量部上とソース電極を残してパター
ニングし, 画素電極を形成する。以上でTFT マトリクス
の主要部の工程を終わる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来のTFT マトリクス
においては，補助容量の電極が金属で構成されているた
め，TFT の開口率が低下し，その結果液晶パネルの透過
率が低下するという問題があった。
【００１３】本発明は工程数の増加を抑制してTFT マト
リクスの透過率を高くし, 液晶パネルの高輝度化, 高性
能化を図ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は，透明
絶縁性の基板 1上に, 原子層デポジション(ALD) 法を用
い, 補助容量の電極となるZnO:Al膜からなる透明導電膜
11とAl2O3 からなる補助容量の誘電体膜12を連続して成
膜する工程と, 次いで, 該基板 1上にゲート電極 2を形
成し，その上にゲート絶縁膜 4, 動作半導体層 5 ,チャ
ネル保護膜 6を順次成膜する工程と，次いで, 該ゲート
電極直上の該チャネル保護膜を残すように, 該チャネル
保護膜をパターニングする工程と, 次いで，該基板上に
高濃度半導体からなるコンタクト層 7と金属膜 8を順に
成膜する工程と, 次いで, 該コンタクト層と該金属膜を
パターニングして, ドレイン電極と, ソース電極を形成
する工程と, 次いで，該基板上に透明電極膜を成膜し
て, 該透明電極膜を該ソース電極に接続するようにパタ
ーニングして画素電極10を形成し，該画素電極と前記透
明導電膜との間で補助容量を構成する工程とを有する薄
膜トランジスタマトリクスの製造方法により達成され
る。
【００１５】
【作用】本発明では, 補助容量の電極膜を透明導電膜
（ZnO:Al）で形成し，且つ工程の増加を防ぐため補助電
極膜および誘電体膜（Al2O3 ）をALD 法により連続成長
している。
【００１６】従って, 補助容量の電極膜を透明導電膜で
あるため，TFT マトリクスの開口率が低下することな
く，また，補助容量の電極膜をパターニングする必要は
なく工程数は全体として増えることはない。さらに, Zn
O:AlとAl2O3 をALD 装置内で連続成膜する際, 使用する
原料ガスは３種類のみでよいという利点がある。
【００１７】
【実施例】
実施例(1) ：図１は本発明の実施例(1) の説明図であ
る。
【００１８】図において，ゲート電極 2を形成する前
に, ALD 法を用い, 透明の絶縁性基板1上に補助容量の
透明導電膜としてZnO:Al膜11と誘電体膜としてAl2O3 膜
12を連続して成膜する。
【００１９】次に, ZnO:Al/Al2O3の成長条件の一例を示
す。 ここで，DEZ はジエチル亜鉛, TMA はトリメチルアルミ
ニウムである。
【００２０】この後の工程は, 従来例の工程から補助容
量電極部の形成を取り除いたものと同様である。図２
(A) 〜(C),図３(D) 〜(F) は本発明の実施例(2) の説明
図である。
【００２１】図の左側は断面図，右側は対応する平面図
である。図２(A) において，ALD 法を用い, 透明絶縁性
基板としてのガラス基板 1上に透明の絶縁性基板 1上に
補助容量の透明導電膜としてZnO:Al膜11と, 誘電体膜と
してAl2O3 膜12を連続して成膜する。
【００２２】次にスパッタリングにより厚さ1500ÅのTi
膜を成膜し，フォトリソグラフィによりレジスト膜をパ
ターニングした後, レジスト膜をマスクにしてエッチン
グしてゲート電極 2を形成する。
【００２３】図２(B) において，レジスト膜を剥離し，
P-CVD 法により, ゲート絶縁膜として厚さ4000ÅのSiN
膜 4, 動作半導体層として厚さ 150Åのa-Si膜 5, チャ
ネル保護膜として厚さ1200Åの SiN 膜 6を連続成長す
る。ここで, ゲート絶縁膜は, CVD SiN 膜 4と原子層デ
ポジション法によるアルミナ(Al2O3) 膜との積層膜を用
いてもよい。
【００２４】図２(C) において，ゲート電極 2の直上の
チャネル保護膜 6を残すようにパターニングする。図３
(D) において，基板上にコンタクト層として厚さ 600Å
の n+ 型a-Si層 7と厚さ1500ÅのTi膜からなるソースド
レイン電極用金属膜 8を連続成膜する。
【００２５】次いで，SiN 膜 4とa-Si層 5と n+ 型a-Si
層 7とTi膜をパターニングして, ドレイン電極とソース
電極を形成する。この工程で実施例(1) および従来工程
と相違する点は, TFT 部以外のSiN 膜 4が除去されるこ
とである。
【００２６】従って, 実施例(2) では，補助容量の誘電
体膜はAl2O3 膜12のみとなり，容量が大きくなる利点が
ある。図３(E) において，基板上に金属膜, 例えばAl膜
9を成膜し，パターニングしてドレインバスラインを形
成する。
【００２７】図３(F) において，基板上に透明電極膜と
してITO 膜10を成膜して, 蓄積容量部上とソース電極8S
を残してパターニングし, 画素電極を形成する。以上で
TFTマトリクスの主要部の工程を終わる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば，TFT 素子の製造におい
て工程数の増加を抑制してTFT マトリクスの透過率を高
くし, 液晶パネルの高輝度化, 高性能化に寄与すること
ができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１の説明図
【図２】 本発明の実施例２の説明図(1)
【図３】 本発明の実施例２の説明図(2)
【図４】 TFT マトリクスの説明図
【図５】 従来のTFT 素子の製造工程を説明する断面図
【符号の説明】
1 透明絶縁性基板でガラス基板 2 ゲート電極でTi膜 3 蓄積容量下部電極 4 ゲート絶縁膜でSiN 膜 5 動作半導体層でa-Si膜 6 チャネル保護膜でSiN 膜 7 コンタクト層で n+ 型a-Si層 8 ソースドレイン電極用金属膜でTi膜 9 ドレインバスラインでAl膜 10 画素電極でITO 膜 11 補助容量の電極膜となる透明導電膜でZnO:Al膜 12 補助容量の誘電体膜でAl2O3 膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明絶縁性の基板(1) 上に, 原子層デポ
    ジション(ALD) 法を用い, 補助容量の電極となるZnO:Al
    膜からなる透明導電膜(11)とAl2O3 からなる補助容量の
    誘電体膜(12)を連続して成膜する工程と,次いで, 該基
    板(1) 上にゲート電極(2) を形成し，その上にゲート絶
    縁膜(4）, 動作半導体層(5) , チャネル保護膜(6) を順
    次成膜する工程と，次いで, 該ゲート電極直上の該チャ
    ネル保護膜を残すように, 該チャネル保護膜をパターニ
    ングする工程と,次いで，該基板上に高濃度半導体から
    なるコンタクト層(7) と金属膜(8) を順に成膜する工程
    と,次いで, 該コンタクト層と該金属膜をパターニング
    して, ドレイン電極と, ソース電極を形成する工程と,
    次いで，該基板上に透明電極膜を成膜して, 該透明電極
    膜を該ソース電極に接続するようにパターニングして画
    素電極(10)を形成し，該画素電極と前記透明導電膜との
    間で補助容量を構成する工程とを有することを特徴とす
    る薄膜トランジスタマトリクスの製造方法。
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