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JP2000022162A - 液晶表示装置の製法 - Google Patents

液晶表示装置の製法

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Publication number
JP2000022162A
JP2000022162A JP10190121A JP19012198A JP2000022162A JP 2000022162 A JP2000022162 A JP 2000022162A JP 10190121 A JP10190121 A JP 10190121A JP 19012198 A JP19012198 A JP 19012198A JP 2000022162 A JP2000022162 A JP 2000022162A
Authority
JP
Japan
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hydrofluoric acid
insulating film
gate insulating
liquid crystal
thin film
Prior art date
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Pending
Application number
JP10190121A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaki Nakahori
正樹 中堀
Masakuni Fujiwara
正邦 藤原
Harumi Yasuda
晴美 安田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advanced Display Inc
Original Assignee
Advanced Display Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Advanced Display Inc filed Critical Advanced Display Inc
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Priority to TW088111275A priority patent/TW417151B/zh
Priority to US09/346,725 priority patent/US6190951B1/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置の液晶駆動に用いる薄膜トラン
ジスタを作成する工程において、ソース電極およびドレ
イン電極を形成するための導電性薄膜を形成したとき
に、発生するガラス基板とゲート絶縁膜の密着力不足に
起因する、ゲート絶縁膜の膜浮きを防止することであ
る。 【解決手段】 薄膜トランジスタを製造する過程におい
て、ゲート電極2形成後、ゲート絶縁膜3を形成、ある
いはゲート絶縁膜3、半導体層4、オーミックコンタク
ト層5を連続形成する前に、バッファード弗酸あるいは
希弗酸等の弗化水素酸液による処理を施すことによりガ
ラス基板1上に残った残留生成物を除去し、かつガラス
基板1を少し荒らして、ガラス基板1とゲート絶縁膜3
との密着力を高めて、膜浮きによる欠陥の発生がない薄
膜トランジスタアレイ基板を高歩留りで製造することを
特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜トランジスタ
(以下、「TFT」という)をスイッチング素子に用い
たアクティブマトリクス型液晶表示装置(以下、「TF
T−LCD」という)の製法に関する。さらに詳しく
は、点欠陥および線欠陥の少ないTFTアレイ基板を製
造する方法を提供するものであり、本発明はTFT−L
CDの表示特性および生産性を向上するものである。
【0002】
【従来の技術】ガラス基板上に、TFTをマトリクス状
に配置したアクティブマトリクス基板と、対向電極を兼
ね備えたカラーフィルター基板と液晶を組み合わせたT
FT−LCDは、画像表示装置の平面化への期待と共
に、フラットディスプレイとして商品化も進められノー
トパソコンはもちろんOAモニター用としても大きな市
場を開拓すると有望視されている。
【0003】TFTは、比較的低温で大面積に堆積が可
能な非晶質シリコンを半導体層として用いる場合が多
い。
【0004】一例として、図4に従来の製法によって得
られたTFTアレイ基板の要部断面図を示す。
【0005】ガラス基板51上に第一の導電性薄膜を形
成する。つぎに第一のフォトリソ工程で第一の導電性薄
膜をパターニングしてゲート電極52および補助容量電
極を形成する。つぎにゲート絶縁膜53、a−Si:H
(水素原子が添加されたアモルファスシリコン)半導体
層54、n+a−Si:Hオーミックコンタクト層55
をプラズマCVD法で積層する。
【0006】つぎに第二のフォトリソ工程で半導体層と
オーミックコンタクト層をチャネルを形成する部分を残
すようにパターニングする。つぎに第二の導電性薄膜を
形成する。つぎに第三のフォトリソ工程で第二の導電性
薄膜をパターニングして画素電極56を形成する。つぎ
に第四のフォトリソ工程で端子部を形成するためのコン
タクトホールをパターニングする。つぎにAl−Si合
金などの第三の導電性薄膜を形成する。つぎに第五のフ
ォトリソ工程で第三の導電性薄膜をパターニングしてソ
ース電極57、ドレイン電極58を形成し、形成された
ソース電極57、ドレイン電極58をマスクにして、さ
らにオーミックコンタクト層55をパターニングして薄
膜トランジスタを作成する。
【0007】つぎにプラズマCVD等の方法でパッシベ
ーション膜59を形成し、第六のフォトリソ工程でTC
Pを接続するためのコンタクトホールをパターニングし
て、薄膜トランジスタアレイ基板の作成が完了する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】TFTを作成する過程
において、ゲート電極52および補助容量電極を形成す
る際、ゲート電極52材料には耐薬品性が強く、高融点
であるCr等がよく用いられている。Crをパターニン
グするためには、硝酸セリウムアンモニウムを含むエッ
チャントによりウェットエッチングされる。
【0009】ゲート電極52パターニング後、ゲート絶
縁膜53を形成、あるいはゲート絶縁膜53、a−S
i:H(水素原子が添加されたアモルファスシリコン)
半導体層54、n+a−Si:Hオーミックコンタクト
層55をプラズマCVD法により連続形成し、半導体層
54、オーミックコンタクト層55を島化した後、画素
電極56を形成し、端子部を形成するためのコンタクト
ホールを形成した後、ソース電極57、ドレイン電極5
8を形成するために、Al−Si合金などの導電性薄膜
を形成する。このとき、下地のガラス基板51とゲート
絶縁膜53の密着力が弱い為に、膜浮きが発生し、後工
程でソース配線の断線等を引き起こし表示不良の原因と
なっていた。
【0010】一方特開平5−203982号公報によれ
ば、信頼性の高い薄膜トランジスタを形成するために、
ガラス基板を弗化水素酸系酸液で洗浄後、絶縁膜を形成
する方法が開示されているが、密着力不足による膜浮き
を解決するために、同様にゲート電極形成前に弗化水素
酸系酸液でガラス基板を洗浄後、ゲート電極を形成し、
ゲート電極形成後に弗化水素酸系酸液による洗浄を行な
わずにゲート絶縁膜を形成した場合、上記課題を解決す
ることはできない。
【0011】また、特開平1−217919号公報によ
れば、ゲート電極を弗素系ガスを用いたドライエッチン
グによりパターニングしてゲート電極を形成した後にゲ
ート絶縁膜を形成する場合に、ガラス基板とゲート絶縁
膜の密着力を上げる方法が開示されているが、弗酸の濃
度が濃い場合、あるいは処理時間が長い場合は、ガラス
基板の表面が荒れすぎて、密着力が逆に低下するという
問題がある。
【0012】本発明の目的は、叙上の従来の問題点を解
消し、液晶ディスプレイの駆動素子として使用した場合
において、その液晶ディスプレイの欠陥が少なく、液晶
ディスプレイを高歩留りで得ることができるTFTの製
造方法を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】叙上の従来の課題を解決
するために、本発明に係わる薄膜トランジスタの製造方
法は、ガラス基板(1)上にゲート電極(2)、ゲート
絶縁膜(3)、非晶質シリコンからなる活性層、ソース
電極およびドレイン電極を順次形成した薄膜トランジス
タを液晶駆動に用いる液晶表示装置の製法であって、前
記ガラス基板(1)上に被覆したゲート金属層を硝酸セ
リウムアンモニウムを含むエッチャントを用いたウェッ
トエッチングによりパターニングしてゲート電極(2)
を形成する工程と、弗化水素酸系酸液で洗浄処理して前
記基板(1)上に付着したエッチング反応生成物を除去
する工程と、ゲート絶縁膜(3)を成膜する工程とを具
備してなることを特徴としている。
【0014】換言すれば、本発明のTFTの製法は、ゲ
ート電極(2)のパターニング後、ゲート絶縁膜(3)
の形成前にバッファード弗酸あるいは希弗酸処理のうち
の少なくとも1つの処理を施すことにより、ガラス基板
(1)上およびゲート電極(2)上に残った残留生成物
を除去し、かつガラス基板1を少し荒らして、ガラス基
板1とゲート絶縁膜(3)との密着力を高めて、膜浮き
による欠陥の発生がない薄膜トランジスタアレイ基板を
高歩留りで製造することを特徴とするものである。
【0015】
【発明の実施の形態】実施の形態1 以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。図1は本発明の製法によって得られたTFT
アレイ基板の要部断面図であり、図2は薄膜トランジス
タを作成する過程において、ゲート電極2および補助容
量電極を形成した後の断面構造図である。この後、ゲー
ト絶縁膜3を形成する前に、弗酸の濃度が0.5〜1%
の薄い濃度のバッファード弗酸あるいは弗酸の濃度が
0.1〜0.3%の薄い濃度の希弗酸で30秒処理す
る。図3は弗化水素酸系酸液による洗浄時間と膜浮き発
生数との関係を示す。これにより、処理時間を最適化す
ることにより膜浮きを抑えることができることがわか
る。弗化水素酸系酸液による洗浄後、成膜前洗浄を実施
し、ゲート絶縁膜3を形成、あるいはゲート絶縁膜3、
a−Si:H(水素原子が添加されたアモルファスシリ
コン)半導体層4、n+a−Si:Hオーミックコンタ
クト層5を連続形成する。
【0016】絶縁膜3は1層構造であっても多層構造で
あっても構わないが、トランジスタ特性および配線容量
を考慮して、全膜厚が300nm〜500nm程度にな
るように形成する。半導体層4、オーミックコンタクト
層5は、それぞれ100nm〜300nm、20nm〜
50nm程度に形成する。
【0017】つぎに、半導体層4、オーミックコンタク
ト層5を島化し、画素電極6を形成し、端子部を形成す
るためのコンタクトホールを形成した後に、ソース電極
7、ドレイン電極8を形成するために、Al−Si合金
などの導電性薄膜を形成する。このとき、ガラス基板1
とゲート絶縁膜3の密着力が強い為に、膜浮き等の問題
が発生しない。
【0018】以下、従来例と同様な方法で薄膜トランジ
スタアレイ基板を作成する。
【0019】実施の形態2 以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。図2は薄膜トランジスタを作成する過程にお
いて、ゲート電極2および補助容量電極を形成した後の
断面構造図である。この後、ゲート絶縁膜3を形成する
前に、弗酸の濃度が0.5〜1%の薄い濃度のバッファ
ード弗酸あるいは弗酸の濃度が0.1〜0.3%の薄い
濃度の希弗酸で30秒処理する工程を含む成膜前洗浄を
実施後、ゲート絶縁膜3を形成、あるいはゲート絶縁膜
3、a−Si:H(水素原子が添加されたアモルファス
シリコン)半導体層4、n+a−Si:Hオーミックコ
ンタクト層5を連続形成する。
【0020】絶縁膜3は1層構造であっても多層構造で
あっても構わないが、トランジスタ特性および配線容量
を考慮して、全膜厚が300nm〜500nm程度にな
るように形成する。半導体層4、オーミックコンタクト
層5は、それぞれ100nm〜300nm、20nm〜
50nm程度に形成する。
【0021】つぎに、半導体層4、オーミックコンタク
ト層5を島化し、画素電極6を形成し、端子部を形成す
るためのコンタクトホールを形成した後に、ソース電極
7、ドレイン電極8を形成するために、Al−Si合金
などの導電性薄膜を形成する。このとき、ガラス基板1
とゲート絶縁膜3の密着力が強い為に、膜浮き等の問題
が発生しない。
【0022】以下、従来例と同様な方法で薄膜トランジ
スタアレイ基板を作成する。
【0023】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項1、
2および3に記載の発明によれば、ガラス基板1とゲー
ト絶縁膜3との密着力を強め、ゲート絶縁膜を膜浮きに
よるソース線の断線等の不良を防ぎ、欠陥の発生がない
液晶表示装置を高歩留りで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製法によって得られたTFTアレイ基
板の要部断面図である。
【図2】本発明の弗化水素酸系酸液処理前の断面図であ
る。
【図3】密着力不足による膜浮き発生数と弗化水素酸系
酸液処理時間の関係を示す図である。
【図4】従来の製法によって得られたTFTアレイ基板
の要部断面図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 ゲート電極、補助容量電極 3 ゲート絶縁膜 4 半導体層 5 オーミックコンタクト層 6 画素電極 7 ソース電極 8 ドレイン電極 9 パッシベーション膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/78 617S (72)発明者 安田 晴美 熊本県菊池郡西合志町御代志997番地 株 式会社アドバンスト・ディスプレイ内 Fターム(参考) 2H090 HA03 HC01 HD05 HD08 LA04 2H092 HA14 JA34 JA37 JA47 KA05 KA11 MA18 NA15 NA18 NA29 5G435 CC09 EE33 KK05 LL06 LL08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基板上にゲート電極、ゲート絶縁
    膜、非晶質シリコンからなる活性層、ソース電極および
    ドレイン電極を順次形成した薄膜トランジスタを液晶駆
    動に用いる液晶表示装置の製法であって、前記ガラス基
    板上に被覆したゲート金属層を硝酸セリウムアンモニウ
    ムを含むエッチャントを用いたウェットエッチングによ
    りパターニングしてゲート電極を形成する工程と、弗化
    水素酸系酸液で洗浄処理して前記基板上に付着したエッ
    チング反応生成物を除去する工程と、ゲート絶縁膜を成
    膜する工程とを具備してなることを特徴とする液晶表示
    装置の製法。
  2. 【請求項2】 前記弗化水素酸系酸液が、弗酸の濃度が
    0.5〜1%の濃度のバッファード弗酸または弗酸の濃
    度が0.1〜0.3%の濃度の希弗酸であることを特徴
    とする請求項1記載の液晶表示装置の製法。
  3. 【請求項3】 前記バッファード弗酸あるいは希弗酸の
    処理時間が20〜30秒であることを特徴とする請求項
    1記載の液晶表示装置の製法。
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