JPH07191347A - Method of manufacturing thin film transistor array - Google Patents
Method of manufacturing thin film transistor arrayInfo
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- JPH07191347A JPH07191347A JP33207093A JP33207093A JPH07191347A JP H07191347 A JPH07191347 A JP H07191347A JP 33207093 A JP33207093 A JP 33207093A JP 33207093 A JP33207093 A JP 33207093A JP H07191347 A JPH07191347 A JP H07191347A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フロン規制ガスを使用ぜすに、ソース・ドレ
イン電極の加工後の下地膜であるゲート絶縁用シリコン
窒化膜の表面を平滑にエッチングすることにより、歩留
まりの良い薄膜トランジスタアレイの製造方法を提供す
る。
【構成】 絶縁性透明基板21上にゲート電極22を形
成した後、該ゲート電極22のゲート絶縁用シリコン窒
化膜23を形成し、該ゲート絶縁用シリコン窒化膜23
上にn- アモルファスシリコン膜24を介してブロッキ
ング層25を形成する工程と、n+ アモルファスシリコ
ン膜26とCr膜27を成膜する工程と、該Cr膜27
を塩素とヘリウムの混合ガスを用いたドライエッチング
で加工し、上層ソース・ドレイン電極27a,27bを
形成する工程と、前記n+ アモルファスシリコン膜26
及びn- アモルファスシリコン膜24を塩素とヘリウム
の混合ガスを用いたドライエッチングで加工し、ソース
・ドレインコンタクト層を形成する工程とを順次施すよ
うにしたものである。
(57) [Abstract] [Purpose] A thin film transistor with a good yield by etching the surface of the silicon nitride film for gate insulation, which is the underlying film after the processing of the source / drain electrodes, smoothly, while using a fluorocarbon control gas. An array manufacturing method is provided. A gate electrode 22 is formed on an insulating transparent substrate 21, a gate insulating silicon nitride film 23 of the gate electrode 22 is formed, and the gate insulating silicon nitride film 23 is formed.
A step of forming the blocking layer 25 on the n − amorphous silicon film 24, a step of forming the n + amorphous silicon film 26 and the Cr film 27, and the Cr film 27.
Is processed by dry etching using a mixed gas of chlorine and helium to form the upper source / drain electrodes 27a and 27b, and the n + amorphous silicon film 26.
And the n - amorphous silicon film 24 are processed by dry etching using a mixed gas of chlorine and helium, and a step of forming a source / drain contact layer is sequentially performed.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置(AML
DC)用薄膜トランジスタの製造方法に係り、特に、加
工後の下地膜の凹凸を小さくすることができるアクティ
ブマトリックス型液晶表示装置用の薄膜トランジスタア
レイの製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid crystal display device (AML).
More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor array for an active matrix type liquid crystal display device capable of reducing irregularities of a base film after processing.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、以下に示すようなものがあった。図6及び図7
は従来のアクティブマトリックス型液晶表示装置の薄膜
トランジスタアレイの製造工程断面図である。2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique in such a field,
For example, there were the following. 6 and 7
FIG. 4A is a sectional view of a manufacturing process of a thin film transistor array of a conventional active matrix type liquid crystal display device.
【0003】まず、図6(A)に示すように、ガラス基
板などの絶縁性透明基板11上に、AlやCrなどの電
極膜を用いてゲート電極12を形成した後、プラズマC
VD法により、ゲート絶縁用シリコン窒化膜13、不純
物のノンドープのアモルファスシリコン膜(n- a−S
i膜)14及びブロッキング用シリコン窒化膜15を連
続成膜する。First, as shown in FIG. 6A, a gate electrode 12 is formed on an insulating transparent substrate 11 such as a glass substrate by using an electrode film such as Al or Cr, and then plasma C is formed.
By the VD method, the gate insulating silicon nitride film 13 and the non-doped amorphous silicon film (n - a-S)
i film) 14 and blocking silicon nitride film 15 are continuously formed.
【0004】次に、ブロッキング用シリコン窒化膜(S
iN膜)15を加工し、図6(B)に示すように、チャ
ネル部にブロッキング用シリコン窒化膜15aを形成す
る。その後、図6(C)に示すように、オーミック電極
としてn+ a−Si膜16及びCr膜17を連続的に成
膜する。その後、Cr膜17を加工し、図7(A)に示
すように、Cr膜からなるソース電極17aとドレイン
電極17bを形成する。Next, a blocking silicon nitride film (S
The iN film) 15 is processed to form a blocking silicon nitride film 15a in the channel portion as shown in FIG. 6B. After that, as shown in FIG. 6C, the n + a-Si film 16 and the Cr film 17 are continuously formed as ohmic electrodes. After that, the Cr film 17 is processed to form a source electrode 17a and a drain electrode 17b made of a Cr film, as shown in FIG. 7 (A).
【0005】更に、n+ a−Si膜16及びn- a−S
i膜14を加工し、図7(B)に示すように、n+ a−
Si膜16からなるコンタクト層16a,16bを形成
する。つまり、ソース電極17aとドレイン電極17b
の下層のみにコンタクト層16a,16bを残し、それ
以外の部分はエッチング除去することにより、ソース電
極17aとドレイン電極17bとを電気的に分離する。Further, the n + a-Si film 16 and the n - a-S film are formed.
The i film 14 is processed, and as shown in FIG. 7B, n + a −
Contact layers 16a and 16b made of the Si film 16 are formed. That is, the source electrode 17a and the drain electrode 17b
The source electrodes 17a and the drain electrodes 17b are electrically separated by leaving the contact layers 16a and 16b only in the lower layer and etching away the other portions.
【0006】その後、図7(C)に示すように、画素電
極18、ソース電極メタル19a、ドレイン電極配線1
9bを形成し、表面保護膜を形成して、液晶表示装置用
薄膜トランジスタを得る。上述した従来の製造工程にお
いて、ソース、ドレイン電極形成工程は、Crのエッチ
ングにCCl4 等のフロンガスと酸素との混合ガスを用
いており、その後のシリコン膜のエッチングは、CCl
4 とHeの混合ガスを用いたRIE(反応性イオンエッ
チング)モードにより行っていた。After that, as shown in FIG. 7C, the pixel electrode 18, the source electrode metal 19a, and the drain electrode wiring 1 are formed.
9b is formed and a surface protective film is formed to obtain a thin film transistor for a liquid crystal display device. In the conventional manufacturing process described above, in the source and drain electrode forming process, a mixed gas of CFC 4 or another CFC gas and oxygen is used for etching Cr, and the subsequent etching of the silicon film is performed by CCl 4.
It was performed in the RIE (reactive ion etching) mode using a mixed gas of 4 and He.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、昨今の
全地球的な環境保護活動の一貫として、従来使用してい
たCCl4 ガスは、1995年末以降使用することがで
きなくなり、いわゆるフロンレスエッチングガスを使用
したプロセス(フロンレスプロセス)に切り換える必要
がでてきた。However, as a part of the recent global environmental protection activities, the CCl 4 gas that has been conventionally used cannot be used after the end of 1995, and so-called CFC-less etching gas is used. It became necessary to switch to the process used (CFC-less process).
【0008】そこで、CCl4 に代わる新たなガス系と
して、例えば、六フッ化イオウと塩酸との混合ガスが検
討され始めている。また、Cr膜のエッチングをウェッ
トエッチングにより行うなどの対策もとられている。し
かし、上記したようなフロンレスガス系を用いて、図6
に示した工程を実施すると、ソース・ドレイン電極エッ
チング後のゲート絶縁用シリコン窒化膜の表面が凹凸に
なるという現象がみられ、その後、形成されるITO透
明電極のシート抵抗値が高くなり、また、ウェットエッ
チングによる方法では、ウェットエッチング後に残渣が
残るなど、いずれも、液晶表示装置用の薄膜トランジス
タアレイの製造歩留まりを下げる結果となる。Then, as a new gas system replacing CCl 4 , for example, a mixed gas of sulfur hexafluoride and hydrochloric acid has been studied. In addition, measures such as wet etching of the Cr film are taken. However, using the CFC-less gas system as described above, as shown in FIG.
When the process shown in Fig. 3 is performed, the phenomenon that the surface of the silicon nitride film for gate insulation after the source / drain electrodes are etched becomes uneven, and the sheet resistance value of the ITO transparent electrode that is formed thereafter becomes high. The wet etching method results in a reduction in manufacturing yield of the thin film transistor array for a liquid crystal display device, such as a residue remaining after the wet etching.
【0009】本発明は、上記のような問題点を除去し、
フロン規制ガスを使用ぜすに、ソース・ドレイン電極の
加工後の下地膜であるゲート絶縁用シリコン窒化膜の表
面を平滑にエッチングし、歩留まりの良い薄膜トランジ
スタアレイを製造する方法を提供することにある。The present invention eliminates the above problems,
To provide a method for manufacturing a thin film transistor array with a good yield by smoothly etching the surface of a silicon nitride film for gate insulation, which is a base film after processing a source / drain electrode, using a CFC regulating gas. .
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、互いに交差させて配置した複数のアドレ
ス配線と複数のデータ配線の各交差部に、薄膜トランジ
スタと該薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極
との何れか一方に接続された表示電極とがマトリックス
状に複数配列され、前記薄膜トランジスタのゲート電極
に前記アドレス配線が、ソース電極とドレイン電極の他
方にデータ配線が夫々接続された薄膜トランジスタアレ
イの製造方法において、絶縁性透明基板上にゲート電極
を形成した後、該ゲート電極のゲート絶縁用シリコン窒
化膜を形成し、該ゲート絶縁用シリコン窒化膜上に不純
物を含まないn- アモルファスシリコン膜からなる半導
体膜を形成し、この半導体膜を介してブロッキング層を
形成する工程と、この基板上にn+ アモルファスシリコ
ン膜とCr膜を成膜する工程と、該Cr膜をフッ素が含
有されない非フロン系のガスを用いたドライエッチング
によりパターニングし、上層ソース・ドレイン電極を形
成する工程と、前記n+ アモルファスシリコン膜及びn
- アモルファスシリコン膜をフッ素を含有しない非フロ
ン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、半導体素子領域を形成すると共に、前記ソース・ド
レイン電極を電気的に分離する工程とを備えたことを特
徴とするものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a thin film transistor and a source electrode of the thin film transistor at each intersection of a plurality of address wirings and a plurality of data wirings which are arranged to intersect with each other. A thin film transistor array in which a plurality of display electrodes connected to one of the drain electrodes are arranged in a matrix, and the address wiring is connected to the gate electrode of the thin film transistor and the data wiring is connected to the other of the source electrode and the drain electrode. In the method for manufacturing the same, after forming a gate electrode on an insulating transparent substrate, a gate insulating silicon nitride film of the gate electrode is formed, and an n - amorphous silicon film containing no impurities is formed on the gate insulating silicon nitride film. And a step of forming a blocking layer via the semiconductor film, A step of forming an n + amorphous silicon film and the Cr film on a substrate, the step of the Cr film fluorine is patterned by dry etching using a non-chlorofluorocarbon-based gas that is not contained, to form the upper layer source and drain electrodes And the n + amorphous silicon film and n
- and wherein the patterned by dry etching using a non-chlorofluorocarbon-based gas without an amorphous silicon film containing fluorine, to form a semiconductor element region, and a step of electrically separating the source and drain electrodes To do.
【0011】また、前記Cr膜は少なくとも塩素ガスを
含むエッチングガスでエッチングする。例えば、塩素と
酸素または塩素と酸素とヘリウムガスの混合ガスを用い
る。更に、前記n+ アモルファスシリコン膜及び半導体
膜は塩素ガスを含むエッチングガスでエッチングする。
例えば、塩素のみまたは塩素とヘリウムガスの混合ガス
を用いる。The Cr film is etched with an etching gas containing at least chlorine gas. For example, a mixed gas of chlorine and oxygen or chlorine, oxygen and helium gas is used. Further, the n + amorphous silicon film and the semiconductor film are etched with an etching gas containing chlorine gas.
For example, chlorine alone or a mixed gas of chlorine and helium gas is used.
【0012】また、前記n+ アモルファスシリコン膜及
び半導体膜のエッチングはRIEモードで行うようにし
たものである。Further, the etching of the n + amorphous silicon film and the semiconductor film is performed in the RIE mode.
【0013】[0013]
【作用】本発明によれば、Cr膜及びシリコン膜のエッ
チングを、フッ素を含有しない非フロン系のエッチング
ガスを用いているので、フロンレスガスによりソース・
ドレイン電極の加工後の下地膜であるゲート絶縁用シリ
コン窒化膜の表面を平滑にエッチングすることができ
る。したがって、シート抵抗の低いITO膜の形成を行
うことができ、歩留まり良く薄膜トランジスタアレイを
製造することができる。According to the present invention, since the non-fluorocarbon-based etching gas containing no fluorine is used for the etching of the Cr film and the silicon film, the fluorocarbon-free source gas is used.
The surface of the gate insulating silicon nitride film, which is the base film after the processing of the drain electrode, can be etched smoothly. Therefore, an ITO film having a low sheet resistance can be formed, and a thin film transistor array can be manufactured with a high yield.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示す薄
膜トランジスタアレイの製造工程断面図(その1)、図
2はその薄膜トランジスタアレイの製造工程断面図(そ
の2)、図3はその薄膜トランジスタアレイの平面図、
図4はその薄膜トランジスタアレイの断面図である。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. 1 is a sectional view of a thin film transistor array manufacturing process showing an embodiment of the present invention (No. 1), FIG. 2 is a sectional view of a manufacturing process of the thin film transistor array (No. 2), FIG. 3 is a plan view of the thin film transistor array,
FIG. 4 is a sectional view of the thin film transistor array.
【0015】ここで、TFTアレイは、図3に示すよう
に、ガラスなどの絶縁性透明基板上に、行方向と列方向
に夫々複数のアドレス配線22aとデータ配線29cと
が互いに直角に交差するように配列され、これらのアド
レス配線22aとデータ配線29cとの各交差部にゲー
ト電極22がアドレス配線22aと、ドレイン電極配線
29bがデータ配線29cにそれぞれ接続された薄膜ト
ランジスタが複数配列され、またこの薄膜トランジスタ
のソース電極配線29aに接続されたITO膜からなる
画素電極28がマトリックス状に複数配列されている。Here, in the TFT array, as shown in FIG. 3, a plurality of address wirings 22a and data wirings 29c intersect each other at right angles on the insulating transparent substrate such as glass in the row direction and the column direction. A plurality of thin film transistors in which the gate electrode 22 is connected to the address wiring 22a and the drain electrode wiring 29b is connected to the data wiring 29c are arranged at each intersection of the address wiring 22a and the data wiring 29c. A plurality of pixel electrodes 28 made of an ITO film connected to the source electrode wiring 29a of the thin film transistor are arranged in a matrix.
【0016】以下、本発明の実施例を示す薄膜トランジ
スタアレイの製造方法を図1及び図2を参照しながら説
明する。 (1)まず、従来のプロセスと同様に、図1(A)に示
すように、ガラス基板などの絶縁性透明基板21上にA
l、Al系合金、Ta、Ta合金、Crなどからなるゲ
ート電極22をスパッタ及び所定の加工法で形成する。Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor array showing an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. (1) First, as in the conventional process, as shown in FIG. 1 (A), A is formed on an insulating transparent substrate 21 such as a glass substrate.
The gate electrode 22 made of Al, Al-based alloy, Ta, Ta alloy, Cr or the like is formed by sputtering and a predetermined processing method.
【0017】次に、ゲート絶縁用シリコン窒化膜(Si
N膜)23を形成し、その上に半導体層となる不純物が
ノンドープのn- a−Si(水素化アモルファスシリコ
ン)膜24、シリコン窒化膜25をプラズマCVDによ
り連続成膜する。 (2)次に、図1(B)に示すように、シリコン窒化膜
25を所定形状に加工し、チャネル部にブロッキング用
シリコン窒化膜25aを形成する。Next, a silicon nitride film for gate insulation (Si
An N film) 23 is formed, and an undoped impurity n - a-Si (hydrogenated amorphous silicon) film 24 and a silicon nitride film 25, which will be semiconductor layers, are continuously formed thereon by plasma CVD. (2) Next, as shown in FIG. 1B, the silicon nitride film 25 is processed into a predetermined shape to form a blocking silicon nitride film 25a in the channel portion.
【0018】(3)次に、図1(C)に示すように、オ
ーミック電極として、n型不純物がドープされたn+ a
−Si膜26及びCr膜27を連続的に成膜する。 (4)次に、Cr膜27を、フッ素を含まない塩素系の
非フロン系ガスであるCl2 とO2 との混合ガスを用い
たドライエッチングで加工し、図2(A)に示すよう
に、Cr膜からなるソース電極27aとドレイン電極2
7bを形成する。(3) Next, as shown in FIG. 1C, n + a doped with an n-type impurity is used as an ohmic electrode.
-Si film 26 and Cr film 27 are continuously formed. (4) Next, the Cr film 27 is processed by dry etching using a mixed gas of Cl 2 and O 2 , which is a chlorine-based non-fluorocarbon gas that does not contain fluorine, as shown in FIG. A source electrode 27a and a drain electrode 2 made of a Cr film.
7b is formed.
【0019】(5)更に、n+ a−Si膜26及びn-
a−Si膜24を、フッ素を含まない塩素系の非フロン
系のガスであるCl2 とHeとの混合ガスを用いたドラ
イエッチングで加工し、図2(B)に示すように、n+
a−Si膜からなるソースコンタクト層26aとドレイ
ンコンタクト層26bを形成する。すなわち、ソースコ
ンタクト層26a,ソース電極27aとドレインコンタ
クト層26b,ドレイン電極27bのみ残し、それ以外
の部分はエッチング除去することによりソース電極27
aとドレイン電極27bとを電気的に分離する。そし
て、続けて、ゲート絶縁膜上に画素電極28を形成す
る。[0019] (5) In addition, n + a-Si film 26 and the n -
The a-Si film 24 is processed by dry etching using a mixed gas of Cl 2 and He is a non-chlorofluorocarbon-based gas chlorine system containing no fluorine, as shown in FIG. 2 (B), n +
A source contact layer 26a and a drain contact layer 26b made of an a-Si film are formed. That is, only the source contact layer 26a, the source electrode 27a and the drain contact layer 26b, the drain electrode 27b are left, and the other portions are removed by etching to remove the source electrode 27.
a and the drain electrode 27b are electrically separated. Then, subsequently, the pixel electrode 28 is formed on the gate insulating film.
【0020】(6)その後、図2(C)に示すように、
画素電極28、ソース電極メタル29a、ドレイン電極
配線29bを形成し、表面保護膜30(図4参照)を形
成して、薄膜トランジスタアレイを得る。上記Crのエ
ッチング及びn+ −a−Si膜のエッチングは図5に示
すようなドライエッチング装置を用いてエッチング処理
が行われる。(6) After that, as shown in FIG.
The pixel electrode 28, the source electrode metal 29a, the drain electrode wiring 29b are formed, and the surface protection film 30 (see FIG. 4) is formed to obtain a thin film transistor array. The etching of Cr and the etching of the n + -a-Si film are performed by using a dry etching apparatus as shown in FIG.
【0021】図5は本発明の実施例を示す平行平板形ド
ライエッチング装置の構成図であり、図5(A)はその
RIE(反応性イオンエッチング)のための平行平板形
ドライエッチング装置の構成図、図5(B)はそのPE
(等方性イオンエッチング)のための平行平板形ドライ
エッチング装置の構成図である。図5(A)及び図5
(B)に示すように、本発明の薄膜トランジスタアレイ
が形成される基板40は、下部電極42上に載置され、
上部電極41との間に30kHz〜13.56MHzの
RF電力を印加する。エッチングガス圧力は、モードに
より変え、アノードカップリングモード及びカソードカ
ップリングモードで、それぞれ0.2Torr及び0.
1Torrに固定した。また、エッチングガスのトータ
ル流量は150SCCMから400SCCMの範囲に設
定し、RFパワーは1.3〜2.0KWの範囲で行っ
た。FIG. 5 is a configuration diagram of a parallel plate type dry etching apparatus showing an embodiment of the present invention, and FIG. 5A is a configuration of a parallel plate type dry etching apparatus for the RIE (reactive ion etching). Figure, Figure 5 (B) shows the PE
It is a block diagram of the parallel plate type dry etching apparatus for (isotropic ion etching). 5A and FIG.
As shown in (B), the substrate 40 on which the thin film transistor array of the present invention is formed is placed on the lower electrode 42,
RF power of 30 kHz to 13.56 MHz is applied between the upper electrode 41 and the upper electrode 41. The etching gas pressure is changed depending on the mode, and is 0.2 Torr and 0.
It was fixed at 1 Torr. The total flow rate of the etching gas was set in the range of 150 SCCM to 400 SCCM, and the RF power was set in the range of 1.3 to 2.0 KW.
【0022】(1)まず、Cr膜のエッチングにおい
て、エッチングガスとしてCl2 とO 2 との混合ガスを
用い、ガス圧力を0.3Torr、ガス流量をそれぞれ
480/120(SCCM/SCCM)、RFパワーを
1.8KWとし、PE(等方性イオンエッチング)モー
ドで、上部電極と下部電極間のギャップを100mmに
設定してエッチングを行った。(1) First, in the etching of the Cr film
Cl as an etching gas2And O 2Mixed gas with
Gas pressure of 0.3 Torr and gas flow rate of
480/120 (SCCM / SCCM), RF power
1.8 kW, PE (isotropic ion etching) mode
The gap between the upper and lower electrodes to 100 mm
It was set and etched.
【0023】このように、Cr膜のエッチングは、塩素
と酸素の混合ガスを用いて、全ての試料でオーバーエッ
チング量を同じにすることができた。 (2)また、Cr膜のエッチングにおいて、エッチング
ガスとしてCl2 /O 2 /Heとの混合ガスを用い、ガ
ス圧力を0.1Torr、ガス流量をそれぞれ100/
100/200(SCCM/SCCM/SCCM)、R
Fパワーを1.8KWとし、RIE(反応性イオンエッ
チング)あるいはPE(等方イオンエッチング)モード
で、上部電極と下部電極間のギャップを100mmに設
定してエッチングを行った。上記いずれのエッチングに
おいても、基板全面にわたって均一にエッチングができ
た。As described above, the etching of the Cr film is performed using chlorine.
A mixture of oxygen and oxygen for all samples.
The amount of ching was the same. (2) Also, in the Cr film etching, etching
Cl as gas2/ O 2/ He mixed gas
Pressure of 0.1 Torr and gas flow rate of 100 /
100/200 (SCCM / SCCM / SCCM), R
F power is set to 1.8 kW and RIE (reactive ion etch
(Etching) or PE (isotropic ion etching) mode
The gap between the upper and lower electrodes to 100 mm.
And etching was performed. For any of the above etching
Even if the entire surface of the substrate is etched,
It was
【0024】(3)次に、シリコン膜(n+ a−Si膜
及びn- a−Si膜)のエッチングにおいて、エッチン
グガスとしてCl2 /BCl3 /He(塩素+三塩化ホ
ウ素+ヘリウム)の混合ガスを用い、ガス圧力を0.1
Torr、ガス流量をそれぞれ10/50/240(S
CCM/SCCM/SCCM)、RFパワーは1.3K
Wとし、RIEモードで、上部電極と下部電極間のギャ
ップを100mmに設定してエッチングを行った。その
結果、下地のシリコン窒化膜の凹凸は10〜20Åの範
囲であり、ITOの抵抗値を増大させることがない程度
に平滑な表面が得られた。(3) Next, in etching the silicon film (n + a-Si film and n - a-Si film), Cl 2 / BCl 3 / He (chlorine + boron trichloride + helium) was used as an etching gas. Mixed gas is used and the gas pressure is 0.1
Torr and gas flow rate are 10/50/240 (S
CCM / SCCM / SCCM), RF power 1.3K
Etching was performed in the RIE mode with W set to 100 mm for the gap between the upper electrode and the lower electrode. As a result, the unevenness of the underlying silicon nitride film was in the range of 10 to 20Å, and a smooth surface was obtained to the extent that the resistance value of ITO was not increased.
【0025】(4)また、シリコン膜(n+ a−Si膜
及びn- a−Si膜)のエッチングにおいて、エッチン
グガスとしてCl2 ガスを用い、ガス圧力を0.1To
rr、ガス流量を300(SCCM)、RFパワーを
1.8KWとし、RIEモードで上部電極と下部電極間
のギャップを100mmの条件に設定してエッチングを
行った結果、下地のシリコン窒化膜の凹凸は10〜20
Åであった。(4) In etching the silicon film (n + a-Si film and n − a-Si film), Cl 2 gas is used as an etching gas and the gas pressure is 0.1 To.
rr, the gas flow rate was 300 (SCCM), the RF power was 1.8 KW, and the gap between the upper electrode and the lower electrode was set to 100 mm in the RIE mode. As a result, the unevenness of the underlying silicon nitride film was found. Is 10 to 20
It was Å.
【0026】(5)さらに、シリコン膜(n+ a−Si
膜及びn- a−Si膜)のエッチングにおいて、エッチ
ングガスとしてCl2 /Heの混合ガスを用い、ガス圧
力を0.1Torr、ガス流量をそれぞれ60/240
(SCCM/SCCM)、RFパワーを1.5KWと
し、RIEモードで、上部電極と下部電極間のギャップ
を100mmの条件に設定してエッチングを行った結
果、下地のシリコン窒化膜の凹凸は10〜20Åであっ
た。(5) Further, a silicon film (n + a-Si)
In the etching of the film and the n - a-Si film), a mixed gas of Cl 2 / He is used as an etching gas, the gas pressure is 0.1 Torr, and the gas flow rate is 60/240, respectively.
(SCCM / SCCM), RF power was 1.5 kW, and etching was performed in the RIE mode with the gap between the upper electrode and the lower electrode set to 100 mm. As a result, the unevenness of the underlying silicon nitride film was 10 to 10. It was 20Å.
【0027】さらにまた、エッチングガスとして、塩素
+四塩化ケイ素+ヘリウム(Cl2/SiCl4 /H
e)からなる混合ガスを用いてエッチングを行った場合
も下地のシリコン窒化膜の平滑性は良好であった。上述
したように、エッチングガスとして、フッ素を含まない
塩素系の非フロン系ガスを用いているため、下地のシリ
コン窒化膜の平滑性を損なうことなくn+−a−Si膜
及びn- −a−Si膜をエッチングすることができる。
また、これらのエッチングガスが外気に漏れたとしても
環境破壊を招くことはない。上述したエッチングガスの
うち、下地のシリコン膜の平滑性を考慮すると、塩素ガ
ス、又は塩素ヘリウムの混合ガスを用いるのが好まし
い。Furthermore, chlorine + silicon tetrachloride + helium (Cl 2 / SiCl 4 / H) is used as an etching gas.
The smoothness of the underlying silicon nitride film was also good when etching was performed using the mixed gas consisting of e). As described above, since the chlorine-based non-freon-based gas containing no fluorine is used as the etching gas, the n + -a-Si film and the n -- a film are not impaired without impairing the smoothness of the underlying silicon nitride film. -Si film can be etched.
Further, even if these etching gases leak to the outside air, environmental damage is not caused. Considering the smoothness of the underlying silicon film, it is preferable to use chlorine gas or a mixed gas of chlorine helium among the above etching gases.
【0028】上記各ドライエッチングにおけるRFパワ
ー等は、エッチングレートに応じて設定すれば良く、R
Fパワーを変更しても上記ドライエッチングと同様の下
地膜表面を得ることができる。 (6)上記実施例に対して、エッチングガスとしてSF
6 /HClの混合ガスを用い、ガス圧力を0.1Tor
r、ガス流量をそれぞれ100/30(SCCM/SC
CM)、RFパワーを1.3KWとし、RIE(反応性
イオンエッチング)モードで、上部電極と下部電極のギ
ャップを100mmの条件に設定してエッチングを行っ
た。その結果、下地シリコン窒化膜の表面は凹凸が10
00Å以上の粗面になり、平滑な表面が得られなかっ
た。The RF power and the like in each of the dry etchings described above may be set according to the etching rate.
Even if the F power is changed, the same underlying film surface as in the above dry etching can be obtained. (6) In contrast to the above embodiment, SF is used as an etching gas.
Using 6 / HCl mixed gas, the gas pressure is 0.1 Tor.
r and gas flow rate 100/30 (SCCM / SC
CM), RF power was 1.3 kW, and etching was performed in RIE (reactive ion etching) mode with the gap between the upper electrode and the lower electrode set to 100 mm. As a result, the surface of the underlying silicon nitride film has 10 irregularities.
A rough surface of 00 Å or more was not obtained, and a smooth surface was not obtained.
【0029】なお、下地シリコン窒化膜の表面凹凸の評
価は、シリコンエッチング表面にITO透明電極膜を約
500Å形成し、そのシート抵抗値を測定することで行
った。つまり、下地シリコン窒化膜の表面の凹凸が大き
い程、シート抵抗値は大きくなる。また、Cr膜のエッ
チングをウェットエッチング法で行い、その後シリコン
膜を塩素系のフロンレスガスでドライエッチングを行う
場合には、基板全面に渡り、均一にシリコン膜をエッチ
ングすることは困難であり、局所的にシリコン膜が残っ
た。特に、L/S(ライン&スペース)の小さな場合
は、それが発生しやすく、Cr膜のエッチングをウェッ
トエッチングにすることは困難であった。The surface roughness of the underlying silicon nitride film was evaluated by forming an ITO transparent electrode film of about 500 liters on the silicon etching surface and measuring the sheet resistance value thereof. That is, the larger the unevenness of the surface of the underlying silicon nitride film, the larger the sheet resistance value. In addition, when the Cr film is etched by the wet etching method and then the silicon film is dry-etched with a chlorine-based CFC, it is difficult to uniformly etch the silicon film over the entire surface of the substrate. The silicon film remained locally. In particular, when L / S (line & space) is small, it easily occurs, and it has been difficult to perform wet etching for the Cr film.
【0030】なお、上記実施例におけるソース電極はド
レイン電極に、ドレイン電極はソース電極に代えること
ができることは言うまでもない。また、本発明は上記実
施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき
種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排
除するものではない。It is needless to say that the source electrode and the drain electrode in the above embodiments can be replaced with the drain electrode and the source electrode, respectively. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、Cr膜及びシリコン膜のエッチングを、非フロ
ン系のエッチングガスを用いて、下地膜の平滑性を良好
に保ったままドライエッチングを行うことができ、この
下地膜が平滑であるため、シート抵抗の低いITO膜の
形成を行うことができ、歩留まり良く薄膜トランジスタ
アレイを得ることができる。As described above in detail, according to the present invention, the Cr film and the silicon film are etched by using a non-CFC-based etching gas while keeping the smoothness of the base film good. Since dry etching can be performed and the base film is smooth, an ITO film having a low sheet resistance can be formed and a thin film transistor array can be obtained with a high yield.
【0032】そして、本発明で用いるエッチングガスは
非フロン系ガスであるため、このガスが漏れても環境を
破壊することがない。Since the etching gas used in the present invention is a non-CFC type gas, the environment will not be destroyed even if this gas leaks.
【図1】本発明の実施例を示す薄膜トランジスタアレイ
の製造工程断面図(その1)である。FIG. 1 is a sectional view (No. 1) of a manufacturing process of a thin film transistor array showing an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例を示す薄膜トランジスタアレイ
の製造工程断面図(その2)である。FIG. 2 is a sectional view (No. 2) of a manufacturing process of the thin film transistor array showing the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例を示す薄膜トランジスタアレイ
の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a thin film transistor array showing an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例を示す薄膜トランジスタアレイ
の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a thin film transistor array showing an embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施例を示す平行平板形ドライエッチ
ング装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a parallel plate type dry etching apparatus showing an embodiment of the present invention.
【図6】従来のアクティブマトリックス型液晶表示装置
の薄膜トランジスタアレイの製造工程断面図(その1)
である。FIG. 6 is a sectional view of a manufacturing process of a thin film transistor array of a conventional active matrix type liquid crystal display device (Part 1).
Is.
【図7】従来のアクティブマトリックス型液晶表示装置
の薄膜トランジスタアレイの製造工程断面図(その2)
である。FIG. 7 is a manufacturing process sectional view of a thin film transistor array of a conventional active matrix type liquid crystal display device (Part 2).
Is.
21 絶縁性透明基板 22 ゲート電極 22a アドレス配線 23 ゲート絶縁用シリコン窒化膜(SiN膜) 24 n- a−Si(アモルファスシリコン)膜 25 シリコン窒化膜 25a ブロッキング用シリコン窒化膜 26 n+ a−Si膜 26a ソースコンタクト層 26b ドレインコンタクト層 27 Cr膜 27a ソース電極 27b ドレイン電極 28 画素電極(ITO膜) 29a ソース電極メタル 29b ドレイン電極配線 29c データ配線 30 表面保護膜 40 基板 41 上部電極 42 下部電極21 Insulating Transparent Substrate 22 Gate Electrode 22a Address Wiring 23 Gate Insulating Silicon Nitride Film (SiN Film) 24 n - a-Si (Amorphous Silicon) Film 25 Silicon Nitride Film 25a Blocking Silicon Nitride Film 26 n + a-Si Film 26a Source Contact Layer 26b Drain Contact Layer 27 Cr Film 27a Source Electrode 27b Drain Electrode 28 Pixel Electrode (ITO Film) 29a Source Electrode Metal 29b Drain Electrode Wiring 29c Data Wiring 30 Surface Protection Film 40 Substrate 41 Upper Electrode 42 Lower Electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 裕満 東京都八王子市石川町2951−5 カシオ計 算機株式会社八王子研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiromitsu Ishii 2951-5 Ishikawa-cho, Hachioji-shi, Tokyo Casio Computer Co., Ltd. Hachioji Research Center
Claims (6)
ス配線と複数のデータ配線の各交差部に、薄膜トランジ
スタと該薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極
との何れか一方に接続された表示電極とがマトリックス
状に複数配列され、前記薄膜トランジスタのゲート電極
に前記アドレス配線が、ソース電極とドレイン電極の他
方にデータ配線が夫々接続された薄膜トランジスタアレ
イの製造方法において、(a)絶縁性透明基板上にゲー
ト電極を形成した後、該ゲート電極のゲート絶縁用シリ
コン窒化膜を形成し、該ゲート絶縁用シリコン窒化膜上
に不純物を含まないn- アモルファスシリコン膜からな
る半導体膜を形成し、この半導体膜を介してブロッキン
グ層を形成する工程と、(b)この基板上にn+ アモル
ファスシリコン膜とCr膜を成膜する工程と、(c)該
Cr膜をフッ素が含有されない非フロン系のガスを用い
たドライエッチングによりパターニングし、ソース・ド
レイン電極を形成する工程と、(d)前記n+ アモルフ
ァスシリコン膜及びn- アモルファスシリコン膜をフッ
素が含有されない非フロン系のガスを用いたドライエッ
チングによりパターニングし、半導体の素子領域を形成
すると共に、前記ソース・ドレイン電極を電気的に分離
する工程とを備えたことを特徴とする薄膜トランジスタ
アレイの製造方法。1. A matrix of a thin film transistor and a display electrode connected to any one of a source electrode and a drain electrode of the thin film transistor at each intersection of a plurality of address lines and a plurality of data lines arranged to intersect each other. In a method of manufacturing a thin film transistor array in which a plurality of gate electrodes of the thin film transistor are connected to the address wiring, and the other of the source electrode and the drain electrode is connected to the data wiring, a gate electrode is formed on an insulating transparent substrate. Is formed, a gate insulating silicon nitride film of the gate electrode is formed, and a semiconductor film made of an n - amorphous silicon film containing no impurities is formed on the gate insulating silicon nitride film. forming a blocking layer Te, and (b) n + amorphous silicon film on the substrate a step of forming a r film, a step of patterning by dry etching to form the source and drain electrodes using a non-chlorofluorocarbon-based gas not containing fluorine and (c) the Cr film, (d) the n + A step of patterning the amorphous silicon film and the n - amorphous silicon film by dry etching using a non-fluorocarbon gas containing no fluorine to form a semiconductor element region and electrically separating the source / drain electrodes; A method of manufacturing a thin film transistor array, comprising:
エッチングガスでエッチングすることを特徴とする請求
項1記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法。2. The method of manufacturing a thin film transistor array according to claim 1, wherein the Cr film is etched with an etching gas containing at least chlorine gas.
は塩素と酸素とヘリウムガスの混合ガスである請求項2
記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法。3. The etching gas is a mixed gas of chlorine and oxygen or chlorine, oxygen and helium gas.
A method of manufacturing the thin film transistor array described.
導体膜を塩素ガスを含むエッチングガスでエッチングす
ることを特徴とする請求項1記載の薄膜トランジスタア
レイの製造方法。4. The method of manufacturing a thin film transistor array according to claim 1, wherein the n + amorphous silicon film and the semiconductor film are etched with an etching gas containing chlorine gas.
とヘリウムガスの混合ガスであることを特徴とする請求
項4記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法。5. The method of manufacturing a thin film transistor array according to claim 4, wherein the etching gas is chlorine or a mixed gas of chlorine and helium gas.
導体膜をRIEモードでエッチングすることを特徴とす
る請求項4記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法。6. The method of manufacturing a thin film transistor array according to claim 4, wherein the n + amorphous silicon film and the semiconductor film are etched in a RIE mode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33207093A JPH07191347A (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Method of manufacturing thin film transistor array |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33207093A JPH07191347A (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Method of manufacturing thin film transistor array |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07191347A true JPH07191347A (en) | 1995-07-28 |
Family
ID=18250814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33207093A Pending JPH07191347A (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Method of manufacturing thin film transistor array |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07191347A (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1993-12-27 JP JP33207093A patent/JPH07191347A/en active Pending
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