JPH1187721A - Thin film transistor, liquid crystal display device having the same, and method of manufacturing TFT array substrate - Google Patents
Thin film transistor, liquid crystal display device having the same, and method of manufacturing TFT array substrateInfo
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- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 オン特性に優れた薄膜トランジスタおよびこ
の薄膜トランジスタを用いた大画面で高精細な液晶表示
装置を得る。
【解決手段】 ガラス基板1上にゲート電極線2を形成
後、ゲート絶縁膜3を介してチャネルとなるi−a−S
i層4を膜厚80〜120nm、ソース/ドレインコン
タクトを形成するn−a−Si層5を膜厚30nmで形
成する。i−a−Si層4およびn−a−Si層5をア
イランド状にパターニングし、画素電極8を形成する。
次に、ソース電極線6およびドレイン電極7を形成し、
これらをマスクとしてチャネル上の不要なn−a−Si
層5をドライエッチング等で除去する。以上のように、
ソース/ドレインコンタクト部分におけるi−a−Si
層を薄膜化することにより、これに起因する寄生抵抗
(シリーズ抵抗)を低減でき、オン特性に優れた薄膜ト
ランジスタが得られる。
(57) [Problem] To provide a thin film transistor having excellent on-characteristics and a large screen and high definition liquid crystal display device using the thin film transistor. SOLUTION: After a gate electrode line 2 is formed on a glass substrate 1, iaS which becomes a channel via a gate insulating film 3 is provided.
The i-layer 4 is formed to a thickness of 80 to 120 nm, and the na-Si layer 5 for forming source / drain contacts is formed to a thickness of 30 nm. The ia-Si layer 4 and the na-Si layer 5 are patterned into an island shape to form a pixel electrode 8.
Next, a source electrode line 6 and a drain electrode 7 are formed,
Using these as masks, unnecessary na-Si on the channel
The layer 5 is removed by dry etching or the like. As mentioned above,
Ia-Si at source / drain contact part
By reducing the thickness of the layer, a parasitic resistance (series resistance) due to this can be reduced, and a thin film transistor having excellent on-state characteristics can be obtained.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に用
いる薄膜トランジスタおよびTFTアレイ基板の製造方
法に関するものである。The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor and a TFT array substrate used in a liquid crystal display device.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示装置は、通常、薄膜トランジス
タ(TFT)を含むスイッチング素子およびこのスイッ
チング素子を経てそれぞれ制御される表示素子を有する
TFTアレイ基板と、カラーフィルタ、ブラックマトリ
クスおよび対向電極等を有し、TFTアレイ基板との間
に液晶を挟持する対向電極基板およびスイッチング素子
の駆動回路を備えており、液晶に選択的に電圧が印加さ
れるように構成されている。図5は、従来の逆スタガー
型TFTアレイ基板の画素部の構造を示す断面図であ
る。図において、1は透明絶縁性基板であり、例えばガ
ラス基板、2はゲート電極線、3はゲート絶縁膜、4は
チャネルとなるi−a−Si(ノンドープアモルファス
シリコン)層、5はi−a−Si層4上のソース/ドレ
インコンタクト部に設けられたn−a−Si(リンドー
プアモルファスシリコン)層、6はソース電極線、7は
ドレイン電極、8は透明導電膜からなる画素電極、9は
保護膜をそれぞれ示す。2. Description of the Related Art A liquid crystal display device generally has a TFT array substrate having switching elements including thin film transistors (TFTs) and display elements controlled through the switching elements, a color filter, a black matrix, a counter electrode, and the like. In addition, a driving circuit for a switching element and a counter electrode substrate which sandwiches liquid crystal between the TFT array substrate and the TFT array substrate are provided, and a voltage is selectively applied to the liquid crystal. FIG. 5 is a sectional view showing a structure of a pixel portion of a conventional inverted stagger type TFT array substrate. In the figure, 1 is a transparent insulating substrate, for example, a glass substrate, 2 is a gate electrode line, 3 is a gate insulating film, 4 is an ia-Si (non-doped amorphous silicon) layer serving as a channel, and 5 is ia An n-a-Si (phosphorus-doped amorphous silicon) layer provided at a source / drain contact portion on the -Si layer 4, 6 a source electrode line, 7 a drain electrode, 8 a pixel electrode made of a transparent conductive film, 9 Indicates a protective film.
【0003】以上のように構成された逆スタガー型TF
Tアレイ基板においては、プロセスが簡易なことから、
バックチャネルエッチ型TFTが使用されることが多
い。従来のバックチャネルエッチ型TFTの製造方法を
図について説明する。まず、ガラス基板1上にゲート電
極線2をCr等で形成した後、ゲート絶縁膜3、200
nm以上のi−a−Si層4および50nm以上のn−
a−Si層5を形成する。その後、i−a−Si層4お
よびn−a−Si層5をアイランド状にパターニング
し、透明導電膜からなる画素電極8を形成する。さら
に、ソース電極線6およびドレイン電極7を形成し、こ
れらをマスクとしてチャネル上の不要なn−a−Si層
5をドライエッチング等で除去(BCE:バックチャネ
ルエッチング)した後、保護膜9を形成して、TFTア
レイを作製する。[0003] The inverted stagger type TF configured as described above.
For the T-array substrate, the process is simple,
A back channel etch type TFT is often used. A method of manufacturing a conventional back channel etch type TFT will be described with reference to the drawings. First, a gate electrode line 2 is formed on a glass substrate 1 with Cr or the like, and then the gate insulating films 3 and 200 are formed.
i-a-Si layer 4 having a thickness of 50 nm or more and n-
An a-Si layer 5 is formed. Thereafter, the ia-Si layer 4 and the na-Si layer 5 are patterned into an island shape to form a pixel electrode 8 made of a transparent conductive film. Further, a source electrode line 6 and a drain electrode 7 are formed, and unnecessary na-Si layer 5 on the channel is removed by dry etching or the like using these as a mask (BCE: back channel etching). To form a TFT array.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、バック
チャネルエッチ型TFTでは、n−a−Si層5をエッ
チング等で除去してチャネル領域を形成するが、このと
きオーバーエッチングによりi−a−Si層4までエッ
チングが行われる。そこで、従来は、チャネル部のi−
a−Si層を、プロセスのばらつきに係わらず常に十分
な膜厚に確保するために、i−a−Si層4を200n
m以上の膜厚で形成していた。このため、ソース/ドレ
インコンタクト部分におけるi−a−Si層4に起因す
る寄生抵抗(以下シリーズ抵抗と称す)が大きくなり、
TFTの特性、特にオン特性を低下させ、大面積、高精
細の液晶表示装置の駆動において、書き込み特性が不足
し、表示特性が低下するという問題があった。また、シ
リーズ抵抗を低減するために、ソース電極およびドレイ
ン電極とゲート電極の重なり部分(コンタクト部分)の
面積を大きくする必要があり、そのためTFTの寄生容
量が増大し、表示特性が低下する問題があった。As described above, in the back channel etch type TFT, the channel region is formed by removing the na-Si layer 5 by etching or the like. Etching is performed up to the -Si layer 4. Therefore, conventionally, i-
In order to always secure a sufficient film thickness of the a-Si layer irrespective of process variations, the ia-Si layer 4 has a thickness of 200 nm.
m or more. For this reason, the parasitic resistance (hereinafter referred to as series resistance) caused by the ia-Si layer 4 in the source / drain contact portion increases,
There is a problem in that the characteristics of the TFT, particularly the on-characteristics, are degraded, and in driving a large-area, high-definition liquid crystal display device, the writing characteristics are insufficient and the display characteristics are degraded. In addition, in order to reduce the series resistance, it is necessary to increase the area of the overlapping portion (contact portion) of the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode, thereby increasing the parasitic capacitance of the TFT and deteriorating the display characteristics. there were.
【0005】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、オン特性に優れた薄膜トランジ
スタおよびこの薄膜トランジスタを用いた大画面で高精
細な液晶表示装置を得ることを目的とし、さらに上記薄
膜トランジスタを備えたTFTアレイ基板の製造方法を
提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a thin film transistor having excellent ON characteristics and a large-screen, high-definition liquid crystal display using the thin film transistor. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a TFT array substrate having the above-mentioned thin film transistor.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明に係わる薄膜ト
ランジスタは、透明絶縁性基板上に形成されたゲート電
極と、ゲート電極上にゲート絶縁膜を介して設けられた
チャネル部となるi−a−Si層と、このi−a−Si
層上のソース/ドレインコンタクト部に設けられたn−
a−Si層よりなる半導体層と、半導体層と共に半導体
素子を形成するソースおよびドレイン電極を備え、ソー
ス/ドレインコンタクト部のi−a−Si層の膜厚を8
0nm以上120nm以下としたものである。また、n
−a−Si層の膜厚を20nm以上50nm以下とした
ものである。また、チャネル部のi−a−Si層の膜厚
を30nm以上80nm以下としたものである。さら
に、ゲート電極とソース電極およびドレイン電極の重な
り長さ、2μm以上5μm以下としたものである。ま
た、この発明に係わる液晶表示装置は、上記のいずれか
の薄膜トランジスタを含むスイッチング素子およびこの
スイッチング素子を経てそれぞれ制御される表示素子を
有するTFTアレイ基板と、このTFTアレイ基板との
間に液晶を挟持する対向電極基板と、スイッチング素子
の駆動回路を備えたものである。According to the present invention, there is provided a thin film transistor comprising: a gate electrode formed on a transparent insulating substrate; and an ia-channel serving as a channel portion provided on the gate electrode via a gate insulating film. Si layer and this ia-Si
N- provided on the source / drain contact portion on the layer.
a semiconductor layer comprising an a-Si layer; source and drain electrodes forming a semiconductor element together with the semiconductor layer;
The thickness is set to 0 nm or more and 120 nm or less. Also, n
-The thickness of the a-Si layer is 20 nm or more and 50 nm or less. In addition, the thickness of the ia-Si layer in the channel portion is 30 nm or more and 80 nm or less. Further, the overlap length of the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode is set to 2 μm or more and 5 μm or less. Further, a liquid crystal display device according to the present invention comprises a TFT array substrate having a switching element including any one of the above-described thin film transistors and a display element controlled via the switching element, and a liquid crystal interposed between the TFT array substrate. It comprises a counter electrode substrate to be sandwiched and a drive circuit for a switching element.
【0007】また、この発明に係わるTFTアレイ基板
の製造方法は、透明絶縁基板上にCr等の金属薄膜を成
膜し、パターン形成によりゲート電極線を形成する工程
と、このゲート電極線上にゲート絶縁膜を介してチャネ
ルとなる膜厚80nm以上120nm以下のi−a−S
i層およびソース/ドレインコンタクト層となる膜厚2
0nm以上50nm以下のn−a−Si層を連続して成
膜し、アイランド状にパターニングする工程と、透明導
電膜をスパッタリング等の方法で成膜し、パターン形成
により画素電極を形成する工程と、Al、Cr等の金属
薄膜をスパッタリング法等で成膜し、パターン形成によ
りソース電極線およびドレイン電極を形成する工程と、
チャネル部の上記i−a−Si層の残膜量が30nm以
上80nm以下となるように上記n−a−Si層のオー
バーエッチング量を制御しながら、チャネル上の不要な
上記n−a−Si層をドライエッチング等で除去する工
程、保護膜を形成する工程を含んで製造するようにした
ものである。Further, a method of manufacturing a TFT array substrate according to the present invention comprises the steps of forming a metal thin film such as Cr on a transparent insulating substrate, forming a gate electrode line by pattern formation, and forming a gate electrode line on the gate electrode line. I-a-S with a thickness of 80 nm or more and 120 nm or less serving as a channel via an insulating film
Thickness 2 for i-layer and source / drain contact layers
A step of continuously forming a na-Si layer having a thickness of 0 nm or more and 50 nm or less and patterning it in an island shape, and a step of forming a transparent conductive film by a method such as sputtering and forming a pixel electrode by pattern formation. Forming a metal thin film of Al, Cr, or the like by a sputtering method, and forming a source electrode line and a drain electrode by pattern formation;
While controlling the over-etching amount of the na-Si layer so that the remaining film amount of the ia-Si layer in the channel portion is 30 nm or more and 80 nm or less, the unnecessary na-Si layer on the channel is controlled. The manufacturing method includes a step of removing a layer by dry etching or the like and a step of forming a protective film.
【0008】[0008]
実施の形態1.以下に、本発明の実施の形態1である薄
膜トランジスタ(TFT)およびこれを備えたTFTア
レイ基板の製造方法を図について説明する。図1は、本
発明の実施の形態1であるTFTアレイ基板の画素部分
の構造を示す断面図である。図において、1は透明絶縁
性基板で、例えばガラス基板、2はゲート電極線、3は
ゲート絶縁膜、4はチャネルとなるi−a−Si(ノン
ドープアモルファスシリコン)層、5はi−a−Si層
4上のソース/ドレインコンタクト部に設けられたn−
a−Si(リンドープアモルファスシリコン)層、6は
ソース電極線、7はドレイン電極、8は透明導電膜から
なる画素電極、9は保護膜、Lはゲート電極2とソース
電極6およびドレイン電極7との重なり長さをそれぞれ
示す。Embodiment 1 FIG. Hereinafter, a method for manufacturing a thin film transistor (TFT) according to the first embodiment of the present invention and a TFT array substrate including the same will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a pixel portion of a TFT array substrate according to the first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a transparent insulating substrate, for example, a glass substrate, 2 is a gate electrode line, 3 is a gate insulating film, 4 is an ia-Si (non-doped amorphous silicon) layer serving as a channel, and 5 is ia- N- provided on the source / drain contact portion on the Si layer 4
a-Si (phosphorus-doped amorphous silicon) layer, 6 is a source electrode line, 7 is a drain electrode, 8 is a pixel electrode made of a transparent conductive film, 9 is a protective film, L is gate electrode 2 and source electrode 6 and drain electrode 7 And the length of the overlap.
【0009】本実施の形態における薄膜トランジスタ
は、チャネル部となるi−a−Si層4およびソース/
ドレインコンタクト部に設けられたn−a−Si層5よ
りなる半導体層と、ソース電極6およびドレイン電極7
により半導体素子が形成されている。さらに、この薄膜
トランジスタを含むスイッチング素子およびこのスイッ
チング素子を経てそれぞれ制御される表示素子、ここで
は画素電極8を有するTFTアレイ基板と、カラーフィ
ルタ、ブラックマトリクスおよび対向電極等を有し、T
FTアレイ基板との間に液晶を挟持する対向電極基板
と、スイッチング素子の駆動回路等により液晶表示装置
が構成される。The thin film transistor according to the present embodiment has an ia-Si layer 4 serving as a channel portion and a source / source layer.
A semiconductor layer composed of an n-a-Si layer 5 provided in a drain contact portion, and a source electrode 6 and a drain electrode 7
To form a semiconductor element. Further, a switching element including the thin film transistor and a display element controlled through the switching element, here, a TFT array substrate having a pixel electrode 8, a color filter, a black matrix, a counter electrode, and the like are provided.
A liquid crystal display device is composed of a counter electrode substrate that sandwiches liquid crystal between the FT array substrate and a driving circuit of a switching element.
【0010】以下に、本実施の形態による薄膜トランジ
スタを備えた逆スタガー型TFTアレイ基板の製造方法
を説明する。まず、ガラス基板1上にCr等の単層構造
あるいはCr/Al等の多層構造の金属薄膜を成膜し、
パターン形成によりゲート電極線2を形成する。次に、
ゲート絶縁膜3を形成した後、チャネルとなるi−a−
Si層4を80〜120nmの厚さで形成する。さらに
連続して、ソース/ドレインコンタクトを形成するn−
a−Si層5を30nmの膜厚で形成する。なお、本実
施の形態ではn−a−Si層5の膜厚を30nmとした
が、20nm以上50nm以下の範囲であればよい。こ
れらの半導体層(a−Si)の膜厚は、チャネル部のi
−a−Si層を、プロセスのばらつきに係わらず常に十
分な膜厚に確保し、しかもソース/ドレインコンタクト
部におけるi−a−Si層4に起因する寄生抵抗(以下
シリーズ抵抗と称す)を低減することが可能となるよう
に最適化されたものである。Hereinafter, a method of manufacturing an inverted staggered TFT array substrate having a thin film transistor according to the present embodiment will be described. First, a metal thin film having a single-layer structure such as Cr or a multilayer structure such as Cr / Al is formed on a glass substrate 1.
The gate electrode line 2 is formed by pattern formation. next,
After the gate insulating film 3 is formed, the ia-
The Si layer 4 is formed with a thickness of 80 to 120 nm. Further continuously, n- to form source / drain contacts
The a-Si layer 5 is formed with a thickness of 30 nm. In the present embodiment, the thickness of the na-Si layer 5 is set to 30 nm, but may be in the range of 20 nm to 50 nm. The thickness of these semiconductor layers (a-Si) is i
-Ensure that the a-Si layer always has a sufficient thickness irrespective of process variations, and reduce the parasitic resistance (hereinafter referred to as series resistance) caused by the ia-Si layer 4 in the source / drain contact portions. It has been optimized to be able to
【0011】その後、i−a−Si層4およびn−a−
Si層5をアイランド状にパターニングし、透明導電膜
をスパッタリング等の方法で成膜し、パターン形成によ
り画素電極8を形成する。さらに、Cr、Al/Crま
たはCr/Al/Cr等の金属薄膜をスパッタリング法
等で成膜し、パターン形成によりソース電極線6および
ドレイン電極7を形成する。このとき、ゲート電極2と
ソース電極6およびドレイン電極7との重なり長さL
を、2μm以上5μm以下に設計することにより、シリ
ーズ抵抗の増加による特性の劣化なしに、TFTの寄生
容量が低減できる。さらに、ソース電極6およびドレイ
ン電極7をマスクとしてチャネル上の不要なn−a−S
i層5をドライエッチング等で除去(BCE:バックチ
ャネルエッチング)する。このとき、i−a−Si層4
の残膜量が、30nm以上80nm以下になるようにn
−a−Si層5のオーバーエッチング量を制御しながら
エッチングを行う。最後に、保護膜9をSiN等で形成
して、TFTアレイ基板を作製する。Thereafter, the ia-Si layer 4 and the na-
The Si layer 5 is patterned into an island shape, a transparent conductive film is formed by a method such as sputtering, and the pixel electrode 8 is formed by pattern formation. Further, a metal thin film such as Cr, Al / Cr or Cr / Al / Cr is formed by a sputtering method or the like, and the source electrode line 6 and the drain electrode 7 are formed by pattern formation. At this time, the overlap length L of the gate electrode 2 and the source electrode 6 and the drain electrode 7
Is designed to be 2 μm or more and 5 μm or less, the parasitic capacitance of the TFT can be reduced without deteriorating characteristics due to an increase in series resistance. Further, using the source electrode 6 and the drain electrode 7 as masks, unnecessary naS
The i-layer 5 is removed by dry etching or the like (BCE: back channel etching). At this time, the ia-Si layer 4
N so that the remaining film amount of
-Etching is performed while controlling the over-etching amount of the a-Si layer 5. Finally, the protection film 9 is formed of SiN or the like, and a TFT array substrate is manufactured.
【0012】図2は、i−a−Si膜厚とシリーズ抵抗
の関係を示す図、図3はi−a−Si膜厚と移動度およ
びしきい値電圧の関係を示す図である。図において、横
軸はi−a−Si膜厚(nm)であり、縦軸のRseries
(Mオーム )はシリーズ抵抗、μfe(cm2 /VS)は移
動度、Vth(V)はしきい値電圧をそれぞれ示す。これ
らの実験結果より、i−a−Si膜厚が大きくなるとシ
リーズ抵抗は増大し、TFT特性が劣化することが明ら
かであり、本発明によるi−a−Si膜厚の薄膜化の効
果を示している。また、本発明によるTFTアレイ基板
によれば、線形領域(低Vd領域)において、従来のバ
ックチャネルエッチング型TFTより30%以上大きい
移動度が得られるので、書き込み時間が短縮され、書き
込み不足に起因する表示不良やばらつきが低減できる。
また、図4は線形領域(Vd =1V)における移動度と
しきい値電圧のn−a−Si膜厚依存性を示す実験結果
であり、本発明におけるn−a−Si層5の薄膜化の可
能性を示唆している。n−a−Si層5を薄膜化するこ
とにより、しきい値電圧が小さくなる利点があるが、移
動度も小さくなることから、その両方を考慮して膜厚を
設定する必要がある。本実施の形態では、n−a−Si
層5をエッチングする際に、オーバーエッチングによっ
てi−a−Si層4を損なうことによるTFT特性の低
下を低減するために、n−a−Si層5を従来の50n
mから30nmにまで薄膜化し、オーバーエッチング量
を低減するようにしたものである。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the ia-Si film thickness and the series resistance, and FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the ia-Si film thickness, the mobility and the threshold voltage. In the figure, the horizontal axis is the ia-Si film thickness (nm), and the vertical axis is Rseries.
(M ohms) indicates series resistance, μfe (cm 2 / VS) indicates mobility, and Vth (V) indicates threshold voltage. From these experimental results, it is clear that as the ia-Si film thickness increases, the series resistance increases and the TFT characteristics deteriorate, and the effect of thinning the ia-Si film according to the present invention is shown. ing. In addition, according to the TFT array substrate of the present invention, the mobility can be reduced by 30% or more in the linear region (low Vd region) compared with the conventional back channel etching type TFT, so that the writing time is shortened and the writing is insufficient. Display defects and variations can be reduced.
FIG. 4 is an experimental result showing the dependence of the mobility and the threshold voltage on the na-Si film thickness in the linear region (Vd = 1 V). Suggests the possibility. By making the na-Si layer 5 thinner, there is an advantage that the threshold voltage is reduced. However, since the mobility is also reduced, it is necessary to set the film thickness in consideration of both. In the present embodiment, na-Si
When the layer 5 is etched, the na-Si layer 5 is replaced with a conventional 50n in order to reduce the deterioration of the TFT characteristics due to the damage of the ia-Si layer 4 by over-etching.
The thickness is reduced from m to 30 nm to reduce the amount of over-etching.
【0013】以上のように、本実施の形態では、ソース
/ドレインコンタクト部におけるi−a−Si層4の膜
厚を従来の200nmから、80nm以上120nm以
下に薄膜化し、さらにn−a−Si層5を従来の50n
mから30nmにまで薄膜化したので、シリーズ抵抗が
小さく、線形領域での移動度が高く、寄生容量が小さい
薄膜トランジスタが得られた。また、i−a−Si層4
による抵抗の低減により、薄膜トランジスタの小型化が
可能になるため、画素の高開口率化が可能となる。さら
に、この薄膜トランジスタを備えることにより、大面積
で高精細な液晶表示装置の実現が可能となる。As described above, in the present embodiment, the thickness of the ia-Si layer 4 at the source / drain contact portion is reduced from the conventional 200 nm to 80 nm or more and 120 nm or less. Layer 5 is made of conventional 50n
Since the film thickness was reduced from m to 30 nm, a thin film transistor having small series resistance, high mobility in a linear region, and small parasitic capacitance was obtained. Also, the ia-Si layer 4
As a result, the size of the thin film transistor can be reduced, so that the aperture ratio of the pixel can be increased. Further, by providing the thin film transistor, a large-area and high-definition liquid crystal display device can be realized.
【0014】[0014]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、i−a
−Si層の膜厚を80nm以上120nm以下に薄膜化
したので、ソース/ドレインコンタクト部分におけるi
−a−Si層に起因する寄生抵抗を低減することがで
き、オン特性に優れた薄膜トランジスタが得られ、さら
にこの薄膜トランジスタを備えることにより大面積で高
精細な液晶表示装置の実現が可能となる。As described above, according to the present invention, ia
-Si that the thickness of the Si layer was reduced to 80 nm or more and 120 nm or less, i
Parasitic resistance due to the -a-Si layer can be reduced, and a thin film transistor with excellent on characteristics can be obtained. Further, by providing the thin film transistor, a large-area and high-definition liquid crystal display device can be realized.
【図1】 本発明の実施の形態1であるTFTアレイ基
板の画素部分を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a pixel portion of a TFT array substrate according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 i−a−Si膜厚とシリーズ抵抗の関係を示
す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an ia-Si film thickness and a series resistance.
【図3】 i−a−Si膜厚と移動度およびしきい値電
圧の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between ia-Si film thickness, mobility, and threshold voltage.
【図4】 線形領域における移動度としきい値電圧のn
−a−Si膜厚依存性を示す図である。FIG. 4 shows mobility and threshold voltage n in a linear region.
It is a figure which shows the -a-Si film thickness dependence.
【図5】 従来のTFTアレイ基板の画素部分を示す断
面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a pixel portion of a conventional TFT array substrate.
1 ガラス基板、2 ゲート電極線、3 ゲート絶縁
膜、4 i−a−Si(ノンドープアモルファスシリコ
ン)層、5 n−a−Si(リンドープアモルファスシ
リコン)層、6 ソース電極線、7 ドレイン電極、8
画素電極、9 保護膜。REFERENCE SIGNS LIST 1 glass substrate, 2 gate electrode line, 3 gate insulating film, 4 ia-Si (non-doped amorphous silicon) layer, 5 na-Si (phosphorus-doped amorphous silicon) layer, 6 source electrode line, 7 drain electrode, 8
Pixel electrode, 9 protective film.
Claims (6)
極、 上記ゲート電極上にゲート絶縁膜を介して設けられたチ
ャネル部となるi−a−Si層と、このi−a−Si層
上のソース/ドレインコンタクト部に設けられたn−a
−Si層よりなる半導体層、 上記半導体層と共に半導体素子を形成するソースおよび
ドレイン電極を備え、ソース/ドレインコンタクト部の
上記i−a−Si層の膜厚を80nm以上120nm以
下としたことを特徴とする薄膜トランジスタ。A gate electrode formed on a transparent insulating substrate; an ia-Si layer serving as a channel provided on the gate electrode via a gate insulating film; and the ia-Si layer Na provided in the upper source / drain contact portion
A semiconductor layer composed of a Si layer, a source and a drain electrode forming a semiconductor element together with the semiconductor layer, and a thickness of the ia-Si layer in a source / drain contact portion is set to be 80 nm or more and 120 nm or less. Thin film transistor.
0nm以下としたことを特徴とする請求項1記載の薄膜
トランジスタ。2. The method according to claim 1, wherein the thickness of the na-Si layer is 20 nm or more.
2. The thin film transistor according to claim 1, wherein the thickness is 0 nm or less.
0nm以上80nm以下としたことを特徴とする請求項
1または請求項2に記載の薄膜トランジスタ。3. The thickness of the ia-Si layer in the channel portion is 3
The thin film transistor according to claim 1, wherein the thickness is 0 nm or more and 80 nm or less.
電極の重なり長さを、2μm以上5μm以下としたこと
を特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載
の薄膜トランジスタ。4. The thin film transistor according to claim 1, wherein an overlap length of the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode is 2 μm or more and 5 μm or less.
載の薄膜トランジスタを含むスイッチング素子およびこ
のスイッチング素子を経てそれぞれ制御される表示素子
を有するTFTアレイ基板と、上記TFTアレイ基板と
の間に液晶を挟持する対向電極基板と、上記スイッチン
グ素子の駆動回路を備えたことを特徴とする液晶表示装
置。5. A TFT array substrate having a switching element including the thin film transistor according to claim 1 and a display element controlled via the switching element, and a TFT array substrate. A liquid crystal display device comprising: a counter electrode substrate having liquid crystal interposed therebetween; and a drive circuit for the switching element.
膜し、パターン形成によりゲート電極線を形成する工
程、 上記ゲート電極線上にゲート絶縁膜を介してチャネルと
なる膜厚80nm以上120nm以下のi−a−Si層
およびソース/ドレインコンタクト層となる膜厚20n
m以上50nm以下のn−a−Si層を連続して成膜
し、アイランド状にパターニングする工程、 透明導電膜をスパッタリング等の方法で成膜し、パター
ン形成により画素電極を形成する工程、 Al、Cr等の金属薄膜をスパッタリング法等で成膜
し、パターン形成によりソース電極線およびドレイン電
極を形成する工程、 チャネル部の上記i−a−Si層の残膜量が30nm以
上80nm以下となるように上記n−a−Si層のオー
バーエッチング量を制御しながら、チャネル上の不要な
上記n−a−Si層をドライエッチング等で除去する工
程、 保護膜を形成する工程を含むことを特徴とするTFTア
レイ基板の製造方法。6. A step of forming a metal thin film of Cr or the like on a transparent insulating substrate and forming a gate electrode line by pattern formation, and forming a channel on the gate electrode line via a gate insulating film to a thickness of 80 nm or more and 120 nm or more. The following ia-Si layer and film thickness of 20 n to be source / drain contact layers
a step of continuously forming a na-Si layer having a thickness of not less than m and not more than 50 nm and patterning it into an island shape; a step of forming a transparent conductive film by a method such as sputtering and forming a pixel electrode by pattern formation; Forming a source electrode line and a drain electrode by pattern formation by forming a thin metal film such as Cr, Cr or the like by a sputtering method, etc., and the remaining film amount of the ia-Si layer in the channel portion becomes 30 nm to 80 nm. As described above, while controlling the over-etching amount of the na-Si layer, a step of removing the unnecessary na-Si layer on the channel by dry etching or the like, and a step of forming a protective film are provided. Manufacturing method of a TFT array substrate.
Priority Applications (3)
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| JP9243180A JPH1187721A (en) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | Thin film transistor, liquid crystal display device having the same, and method of manufacturing TFT array substrate |
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- 1997-09-08 JP JP9243180A patent/JPH1187721A/en active Pending
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1998
- 1998-09-02 KR KR1019980036039A patent/KR100345361B1/en not_active Expired - Fee Related
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