JP5558222B2 - Method for manufacturing thin film transistor substrate - Google Patents
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Description
本発明は、薄膜トランジスタ基板の製造方法に関し、特に、酸化物半導体の半導体層を用いた薄膜トランジスタ基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor substrate, and more particularly to a method for manufacturing a thin film transistor substrate using a semiconductor layer of an oxide semiconductor.
アクティブマトリクス基板では、画像の最小単位である各画素毎に、スイッチング素子として、例えば、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、「TFT」とも称する)が設けられている。 In the active matrix substrate, for example, a thin film transistor (hereinafter also referred to as “TFT”) is provided as a switching element for each pixel which is the minimum unit of an image.
一般的なボトムゲート型のTFTは、例えば、絶縁基板上に設けられたゲート電極と、ゲート電極を覆うように設けられたゲート絶縁層と、ゲート絶縁層上にゲート電極に重なるように島状に設けられた半導体層と、半導体層上に互いに対峙するように設けられたソース電極及びドレイン電極とを備えている。 A typical bottom-gate TFT includes, for example, a gate electrode provided on an insulating substrate, a gate insulating layer provided so as to cover the gate electrode, and an island shape so as to overlap the gate electrode on the gate insulating layer. And a source electrode and a drain electrode provided to face each other on the semiconductor layer.
また、一般的な周辺回路一体型の表示装置においては、例えば、画素のスイッチング素子に用いられるリーク電流の低い薄膜トランジスタと、周辺回路に用いられる閾値電圧が低く、高速駆動が可能な薄膜トランジスタが要求される。 Further, in a general peripheral circuit integrated display device, for example, a thin film transistor with a low leakage current used for a switching element of a pixel and a thin film transistor that has a low threshold voltage and can be driven at a high speed are used. The
また、複数の薄膜トランジスタを使用して周辺回路を作製する場合、高速駆動の観点から、n型チャネルとp型チャネルとの両方が必要なCMOSインバータや、インバータを構成する2つの薄膜トランジスタの閾値電圧の差が大きいエンハンスメント−ディプリーション(E/D)インバータが広く使用されている。 Further, when a peripheral circuit is manufactured using a plurality of thin film transistors, the threshold voltage of the CMOS inverter that requires both the n-type channel and the p-type channel or the two thin film transistors that constitute the inverter from the viewpoint of high-speed driving. Enhancement-depletion (E / D) inverters with large differences are widely used.
また、近年、アクティブマトリクス基板では、画像の最小単位である各画素のスイッチング素子として、アモルファスシリコンの半導体層を用いた従来の薄膜トランジスタに代わって、高速移動が可能なIGZO(In-Ga-Zn-O)系の酸化物半導体膜により形成された酸化物半導体の半導体層(以下、「酸化物半導体層」とも称する)を用いたTFTが提案されている。 In recent years, in an active matrix substrate, an IGZO (In—Ga—Zn—) that can move at high speed is used instead of a conventional thin film transistor using an amorphous silicon semiconductor layer as a switching element of each pixel that is the minimum unit of an image. A TFT using an oxide semiconductor layer (hereinafter also referred to as “oxide semiconductor layer”) formed of an O) -based oxide semiconductor film has been proposed.
ここで、アモルファスIGZO等の高速移動酸化物半導体は、その多くがn型(電子)伝導であり、ドーピングによってもp型(ホール)伝導化しないため、CMOS回路構成が使用できない。従って、高速移動酸化物半導体を使用した回路においては、CMOSインバータ回路を利用することができないという課題があり、各薄膜トランジスタの閾値電圧を独立に制御し、かつ高速動作が可能なE/Dインバータ回路の作製が必要とされている。 Here, most of high-speed moving oxide semiconductors such as amorphous IGZO have n-type (electron) conduction, and do not become p-type (hole) conduction even by doping, so that a CMOS circuit configuration cannot be used. Accordingly, there is a problem that a CMOS inverter circuit cannot be used in a circuit using a high-speed moving oxide semiconductor, and an E / D inverter circuit capable of independently controlling the threshold voltage of each thin film transistor and capable of high-speed operation. The production of is needed.
そこで、酸化物半導体をチャネル層とする薄膜トランジスタからなるE/Dインバータが開示されている。より具体的には、チャネル層の膜厚が互いに異なる第1薄膜トランジスタと第2薄膜トランジスタとを備え、第1及び第2薄膜トランジスタのチャネル層のうち、少なくとも1つが熱処理されているE/Dインバータが開示されている。 Therefore, an E / D inverter composed of a thin film transistor using an oxide semiconductor as a channel layer is disclosed. More specifically, an E / D inverter is disclosed that includes a first thin film transistor and a second thin film transistor having different channel layer thicknesses, and at least one of the channel layers of the first and second thin film transistors is heat-treated. Has been.
そして、このような構成により、E/Dインバータを構成する第1及び第2薄膜トランジスタのチャネル層の膜厚の差によって、または、チャネル層の加熱処理条件の差によって、閾値電圧に差が生じるため、E/Dインバータを構成する2つの薄膜トランジスタの閾値電圧の差を十分に大きくすることができると記載されている(例えば、特許文献1参照)。 With such a configuration, a difference occurs in the threshold voltage due to a difference in film thickness of the channel layers of the first and second thin film transistors constituting the E / D inverter or due to a difference in heat treatment conditions of the channel layers. It is described that the difference between the threshold voltages of the two thin film transistors constituting the E / D inverter can be sufficiently increased (see, for example, Patent Document 1).
しかし、上記特許文献1に記載のE/Dインバータにおいては、チャネル層となるアモルファスIGZO膜を基板上に成膜した後、アモルファスIGZO膜に対してエッチング(ドライエッチングまたはウェットエッチング)を行うことにより、チャネル層の膜厚が互いに異なる第1及び第2薄膜トランジスタを形成するため、基板のサイズが大きくなると、チャネル層の膜厚の制御が困難になり、膜厚の均一性が低下するという問題があった。
However, in the E / D inverter described in
より具体的には、上記特許文献1に記載のE/Dインバータにおいては、第1及び第2薄膜トランジスタの各チャネル層に相当する部分において60nmの膜厚でアモルファスIGZO膜を成膜した後、ドライエッチングにより、第2薄膜トランジスタのチャネル層となるアモルファスIGZO膜の膜厚を成膜時の半分の厚み(即ち、30nm)になるようにエッチングを行うが、基板サイズが大きくなると、基板全体に渡って、均一に、成膜時の半分の厚みにエッチングすることは、相当高度な技術の確立と高価な装置の導入の両方が要求される。そのため、薄膜トランジスタの製造が困難になり、結果として、歩留まりが低下するという問題があった。
More specifically, in the E / D inverter described in
また、上記特許文献1に記載のE/Dインバータにおいては、チャネル層となるアモルファスIGZO膜を基板上に成膜した後、例えば、チャネル層に対して接触加熱や電磁波の照射による加熱(高周波照射や紫外光照射)を行うことにより、第1及び第2薄膜トランジスタの閾値電圧を変化させるが、このような局所領域での選択的な加熱処理は、工程が複雑化するとともに、高精細かつ微細な薄膜トランジスタへの適用は困難であると言える。その結果、歩留まりが低下するという問題があった。
In the E / D inverter described in
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、簡単な方法で、閾値電圧の異なる複数の薄膜トランジスタを形成することができ、歩留まりの低下を抑制することができる薄膜トランジスタ基板の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and can manufacture a plurality of thin film transistors having different threshold voltages by a simple method, and manufacture of a thin film transistor substrate capable of suppressing a decrease in yield. It aims to provide a method.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、絶縁基板と、絶縁基板上に設けられた第1ゲート電極と第1ゲート電極上に設けられ、第1チャネル領域を有する第1酸化物半導体層とを有する第1薄膜トランジスタと、絶縁基板上に設けられた第2ゲート電極と第2ゲート電極上に設けられ、第2チャネル領域を有する第2酸化物半導体層とを有する第2薄膜トランジスタとを備えた薄膜トランジスタ基板の製造方法であって、絶縁基板上に第1金属膜を形成し、第1金属膜上に第2金属膜を形成する金属膜形成工程と、第1金属膜と第2金属膜をエッチングによりパターニングして、第1金属膜からなる第1導電層と第2金属膜からなる第2導電層とにより構成される第2ゲート電極と、第1金属膜上に第2金属膜が積層された積層膜を形成する第2ゲート電極形成工程と、エッチングにより、積層膜における第2金属膜を除去して、第1金属膜により構成され、第2ゲート電極の厚みよりも小さい厚みを有する第1ゲート電極を形成する第1ゲート電極形成工程と、絶縁基板上に、第1ゲート電極及び第2ゲート電極を覆うように絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、絶縁層上に液状の酸化物半導体材料を塗布し、酸化物半導体材料を焼結させることにより、酸化物半導体層を形成する酸化物半導体層形成工程と、酸化物半導体層をエッチングによりパターニングして、第1酸化物半導体層と、第1チャネル領域の厚みより小さい厚みを有する第2チャネル領域を有する第2酸化物半導体層を形成する第1及び第2酸化物半導体層形成工程とを少なくとも備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an invention according to
同構成によれば、厚みの異なる第1ゲート電極と第2ゲート電極とを形成した後、液状の酸化物半導体材料を使用して第1酸化物半導体層と第2酸化物半導体層とを形成することにより、第1チャネル領域と第2チャネル領域との厚みが異なる第1薄膜トランジスタと第2薄膜トランジスタとを形成することができる。従って、第1薄膜トランジスタと第2薄膜トランジスタの閾値電圧を異ならせることが可能になり、第1薄膜トランジスタと第2薄膜トランジスタの閾値電圧の差を十分に大きくすることが可能になる。その結果、簡単な方法で、閾値電圧の異なる第1薄膜トランジスタと第2薄膜トランジスタからなる薄膜トランジスタ(即ち、E/Dインバータ)を作製することができ、歩留まりの低下を抑制することが可能になる。 According to the configuration, after the first gate electrode and the second gate electrode having different thicknesses are formed, the first oxide semiconductor layer and the second oxide semiconductor layer are formed using the liquid oxide semiconductor material. Thus, the first thin film transistor and the second thin film transistor in which the first channel region and the second channel region have different thicknesses can be formed. Therefore, the threshold voltages of the first thin film transistor and the second thin film transistor can be made different, and the difference between the threshold voltages of the first thin film transistor and the second thin film transistor can be made sufficiently large. As a result, a thin film transistor (that is, an E / D inverter) including a first thin film transistor and a second thin film transistor having different threshold voltages can be manufactured by a simple method, and a reduction in yield can be suppressed.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法であって、第1金属膜のエッチングレートをE1、第2金属膜のエッチングレートをE2とした場合に、E1<E2なる関係が成立することを特徴とする。
According to a second aspect of the invention, a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to
同構成によれば、積層膜をエッチングレートの異なる第1金属膜と第2金属膜膜とにより構成することができるため、厚みの異なる第1ゲート電極と第2ゲート電極とを容易に形成することが可能になる。 According to this configuration, since the laminated film can be configured by the first metal film and the second metal film having different etching rates, the first gate electrode and the second gate electrode having different thicknesses can be easily formed. It becomes possible.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法であって、酸化物半導体材料が、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)及び亜鉛(Zn)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む金属酸化物材料からなることを特徴とする。
Invention of Claim 3 is a manufacturing method of the thin-film transistor substrate of
同構成によれば、これらの材料からなる酸化物半導体層は、アモルファスであっても移動度が高いため、スイッチング素子のオン抵抗を大きくすることができる。 According to the structure, the oxide semiconductor layer made of any of these materials has high mobility even if it is amorphous, so that the on-resistance of the switching element can be increased.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法であって、酸化物半導体材料が、In-Ga-Zn-O系の金属酸化物材料からなることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the method of manufacturing a thin film transistor substrate according to the third aspect, wherein the oxide semiconductor material is made of an In—Ga—Zn—O-based metal oxide material. .
同構成によれば、第1及び第2薄膜トランジスタにおいて、高移動度、低オフ電流という良好な特性を得ることができる。 According to this configuration, good characteristics such as high mobility and low off-state current can be obtained in the first and second thin film transistors.
また、請求項5に記載の発明のように、第1及び第2酸化物半導体層形成工程の後、第1チャネル領域及び第2チャネル領域に、第1チャネル領域及び第2チャネル領域を保護するチャネル保護層を形成するチャネル保護層形成工程を更に備える構成としてもよい。 In addition, as in the fifth aspect of the present invention, the first channel region and the second channel region are protected by the first channel region and the second channel region after the first and second oxide semiconductor layer forming steps. It is good also as a structure further provided with the channel protective layer formation process which forms a channel protective layer.
請求項6に記載の発明は、絶縁基板と、絶縁基板上に設けられた第1ゲート電極と第1ゲート電極上に設けられ、第1チャネル領域を有する第1酸化物半導体層とを有する第1薄膜トランジスタと、絶縁基板上に設けられた第2ゲート電極と第2ゲート電極上に設けられ、第2チャネル領域を有する第2酸化物半導体層とを有する第2薄膜トランジスタとを備えた薄膜トランジスタ基板の製造方法であって、絶縁基板上に第1金属膜を形成する第1金属膜形成工程と、第1金属膜をエッチングによりパターニングして、第1金属膜からなる第1ゲート電極と、第2ゲート電極を構成する第1導電層を形成する第1ゲート電極形成工程と、絶縁基板上に、第1ゲート電極及び第1導電層を覆うように、第2金属膜膜を形成する第2金属膜形成工程と、第2金属膜をエッチングによりパターニングして、第2ゲート電極を構成する第2導電層を形成し、第1導電層と第2導電層とにより構成され、第1ゲート電極の厚みよりも大きい厚みを有する第2ゲート電極を形成する第2ゲート電極形成工程と、絶縁基板上に、第1ゲート電極及び第2ゲート電極を覆うように絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、絶縁層上に液状の酸化物半導体材料を塗布し、酸化物半導体材料を焼結させることにより、酸化物半導体層を形成する酸化物半導体層形成工程と、酸化物半導体層をエッチングによりパターニングして、第1酸化物半導体層と、第1チャネル領域の厚みより小さい厚みを有する第2チャネル領域を有する第2酸化物半導体層を形成する第1及び第2酸化物半導体層形成工程とを少なくとも備えることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the invention, there is provided an insulating substrate, a first gate electrode provided on the insulating substrate, and a first oxide semiconductor layer provided on the first gate electrode and having a first channel region. A thin film transistor substrate comprising: a thin film transistor; a second gate electrode provided on an insulating substrate; and a second thin film transistor provided on the second gate electrode and having a second oxide semiconductor layer having a second channel region. In the manufacturing method, the first metal film forming step of forming the first metal film on the insulating substrate, the first metal film is patterned by etching, the first gate electrode made of the first metal film, and the second A first gate electrode forming step for forming a first conductive layer constituting the gate electrode; and a second metal for forming a second metal film on the insulating substrate so as to cover the first gate electrode and the first conductive layer. Film formation And patterning the second metal film by etching to form a second conductive layer constituting the second gate electrode, which is constituted by the first conductive layer and the second conductive layer, the thickness of the first gate electrode being A second gate electrode forming step of forming a second gate electrode having a large thickness, an insulating layer forming step of forming an insulating layer on the insulating substrate so as to cover the first gate electrode and the second gate electrode, and an insulating layer A liquid oxide semiconductor material is applied onto the oxide semiconductor material, and the oxide semiconductor material is sintered. Thus, an oxide semiconductor layer forming step for forming an oxide semiconductor layer is formed, and the oxide semiconductor layer is patterned by etching. The first and second oxide semiconductor layer forming steps for forming the first oxide semiconductor layer and the second oxide semiconductor layer having the second channel region having a thickness smaller than the thickness of the first channel region are reduced. Characterized in that it comprises also.
同構成によれば、厚みの異なる第1ゲート電極と第2ゲート電極とを形成した後、液状の酸化物半導体材料を使用して第1酸化物半導体層と第2酸化物半導体層とを形成することにより、第1チャネル領域と第2チャネル領域との厚みが異なる第1薄膜トランジスタと第2薄膜トランジスタとを形成することができる。従って、第1薄膜トランジスタと第2薄膜トランジスタの閾値電圧を異ならせることが可能になり、第1薄膜トランジスタと第2薄膜トランジスタの閾値電圧の差を十分に大きくすることが可能になる。その結果、簡単な方法で、閾値電圧の異なる第1薄膜トランジスタと第2薄膜トランジスタからなる薄膜トランジスタ(即ち、E/Dインバータ)を作製することができ、歩留まりの低下を抑制することが可能になる。 According to the configuration, after the first gate electrode and the second gate electrode having different thicknesses are formed, the first oxide semiconductor layer and the second oxide semiconductor layer are formed using the liquid oxide semiconductor material. Thus, the first thin film transistor and the second thin film transistor in which the first channel region and the second channel region have different thicknesses can be formed. Therefore, the threshold voltages of the first thin film transistor and the second thin film transistor can be made different, and the difference between the threshold voltages of the first thin film transistor and the second thin film transistor can be made sufficiently large. As a result, a thin film transistor (that is, an E / D inverter) including a first thin film transistor and a second thin film transistor having different threshold voltages can be manufactured by a simple method, and a reduction in yield can be suppressed.
また、第1金属膜と第2金属膜のエッチングによるパターニングにより、第1ゲート電極を形成した後、第2ゲート電極を形成して、厚みの異なる第1ゲート電極と第2ゲート電極とを形成することが可能になる。 In addition, after the first gate electrode is formed by patterning by etching the first metal film and the second metal film, the second gate electrode is formed, and the first gate electrode and the second gate electrode having different thicknesses are formed. It becomes possible to do.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法であって、酸化物半導体材料が、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)及び亜鉛(Zn)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む金属酸化物材料からなることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the method of manufacturing a thin film transistor substrate according to claim 6, wherein the oxide semiconductor material is indium (In), gallium (Ga), aluminum (Al), copper (Cu) and It is characterized by comprising a metal oxide material containing at least one selected from the group consisting of zinc (Zn).
同構成によれば、これらの材料からなる酸化物半導体層は、アモルファスであっても移動度が高いため、スイッチング素子のオン抵抗を大きくすることができる。 According to the structure, the oxide semiconductor layer made of any of these materials has high mobility even if it is amorphous, so that the on-resistance of the switching element can be increased.
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法であって、酸化物半導体材料が、In-Ga-Zn-O系の金属酸化物材料からなることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the method for manufacturing the thin film transistor substrate according to claim 7, wherein the oxide semiconductor material is made of an In—Ga—Zn—O-based metal oxide material. .
同構成によれば、第1及び第2薄膜トランジスタにおいて、高移動度、低オフ電流という良好な特性を得ることができる。 According to this configuration, good characteristics such as high mobility and low off-state current can be obtained in the first and second thin film transistors.
また、請求項9に記載の発明のように、第2酸化物半導体層形成工程の後、第1チャネル領域及び第2チャネル領域に、第1チャネル領域及び第2チャネル領域を保護するチャネル保護層を形成するチャネル保護層形成工程を更に備える構成としてもよい。 The channel protection layer for protecting the first channel region and the second channel region in the first channel region and the second channel region after the second oxide semiconductor layer forming step as in the invention according to claim 9. It is good also as a structure further provided with the channel protective layer formation process of forming.
本発明によれば、簡単な方法で、閾値電圧の異なる複数の薄膜トランジスタを形成することができ、薄膜トランジスタ基板の歩留まりの低下を抑制することができる。 According to the present invention, a plurality of thin film transistors having different threshold voltages can be formed by a simple method, and a reduction in yield of the thin film transistor substrate can be suppressed.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiment.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る薄膜トランジスタの断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a thin film transistor according to a first embodiment of the present invention.
図1に示すように、薄膜トランジスタ基板1は、薄膜トランジスタ5を備えており、この薄膜トランジスタ5は、絶縁基板20上に形成された第1薄膜トランジスタ5a及び第2薄膜トランジスタ5bとにより構成されている。
As shown in FIG. 1, the thin
この薄膜トランジスタ5は、例えば、液晶表示装置に設けられたゲートドライバやソースドライバ等の駆動回路の能動素子として機能するものである。
The
また、薄膜トランジスタ基板1は、図1に示すように、第1薄膜トランジスタ5a、及び第2の薄膜トランジスタ5bを覆うように設けられ、チャネル保護層として機能する層間絶縁層17と、層間絶縁層17を覆うように設けられた平坦化膜18とを備えている。
As shown in FIG. 1, the thin
第1薄膜トランジスタ5aは、ボトムゲート構造を有しており、図1に示すように、絶縁基板20上に設けられた第1ゲート電極11と、第1ゲート電極11を覆うように設けられたゲート絶縁層12と、ゲート絶縁層12上で第1ゲート電極11に重なるように島状に設けられた第1チャネル領域Caを有する第1酸化物半導体層13aと、第1酸化物半導体層13a上において、第1ゲート電極11に重なるとともに第1チャネル領域Caを挟んで互いに対峙するように設けられたソース電極15及びドレイン電極16とを備えている。
The first
また、同様に、第2薄膜トランジスタ5bは、ボトムゲート構造を有しており、図1に示すように、絶縁基板20上に設けられた第2ゲート電極10と、第2ゲート電極10を覆うように設けられたゲート絶縁層12と、ゲート絶縁層12上で第2ゲート電極10に重なるように島状に設けられた第2チャネル領域Cbを有する第2酸化物半導体層13bと、第2酸化物半導体層13b上に第2ゲート電極10に重なるとともに第2チャネル領域Cbを挟んで互いに対峙するように設けられたソース電極15及びドレイン電極16とを備えている。
Similarly, the second
第1及び第2の酸化物半導体層13a,13bは、例えば、IGZO(In-Ga-Zn-O)系の酸化物半導体膜により形成されている。
The first and second
また、図1に示すように、第2ゲート電極10は、第1導電層10a及び第2導電層10bの積層膜により構成されている。
As shown in FIG. 1, the
次に、本実施形態の薄膜トランジスタ基板1の製造方法の一例について図を用いて説明する。図2〜図12は、本発明の第1の実施形態に係る薄膜トランジスタ基板の製造工程を断面で示す説明図である。
Next, an example of a method for manufacturing the thin
<金属膜形成工程>
まず、図2に示すように、ガラス基板、シリコン基板、耐熱性を有するプラスチック基板などの絶縁基板20の基板全体に、スパッタリング法により、例えば、厚さ300nmの第1金属膜であるアルミニウム膜21を形成し、次いで、アルミニウム膜21上に、厚さ100nmの第2金属膜であるチタン膜22を順に成膜して積層する。
<Metal film formation process>
First, as shown in FIG. 2, for example, an
<感光性樹脂形成工程>
次いで、図2に示すように、絶縁基板20上に、アルミニウム膜21及びチタン膜22を覆うように、スピンコート法により、例えば、ポジ型(露光された部分が現像処理により溶解して除去される型)の感光性樹脂(例えば、アクリル系の感光性樹脂)23を厚さ1.5μm程度に塗布して設ける。
<Photosensitive resin formation process>
Next, as shown in FIG. 2, for example, a positive type (exposed portion is dissolved and removed by development processing by spin coating so as to cover the
<露光・レジスト形成工程>
次いで、フォトマスク(不図示)を用いて感光性樹脂23に対して露光処理を行い、露光処理が行われた感光性樹脂23に対して現像処理を行うことにより、図3に示すように、レジスト24を形成する。
<Exposure / resist formation process>
Next, an exposure process is performed on the
<第2ゲート電極形成工程>
次に、レジスト24をマスクとして、所定のエッチングガス(例えば、BCl3ガスにCL2を添加した混合ガス)を使用したドライエッチングを行うことにより、アルミニウム膜21及びチタン膜22をパターニングして、図4に示すように、アルミニウム膜21からなる第1導電層10aとチタン膜22からなる第2導電層10bとにより構成される第2ゲート電極10と、第1金属膜であるアルミニウム膜21上に第2金属膜であるチタン膜22が積層された積層膜25を形成する。
<Second gate electrode formation step>
Next, the
<感光性樹脂形成工程>
次いで、レジスト24を剥離液等で除去した後、図5に示すように、絶縁基板20上に、第2ゲート電極10及び積層膜25を覆うように、スピンコート法により、例えば、ポジ型の感光性樹脂(例えば、アクリル系の感光性樹脂)26を厚さ1.5μm程度に塗布して設ける。
<Photosensitive resin formation process>
Next, after removing the resist 24 with a stripping solution or the like, as shown in FIG. 5, for example, a positive type is formed by spin coating so as to cover the
<露光・レジスト形成工程>
次いで、フォトマスク(不図示)を用いて感光性樹脂26に対して露光処理を行い、露光処理が行われた感光性樹脂26に対して現像処理を行うことにより、図6に示すように、レジスト27を形成する。この際、レジスト27は、絶縁基板20上に、第2ゲート電極10を覆うように形成される。
<Exposure / resist formation process>
Next, an exposure process is performed on the
<第1ゲート電極形成工程>
次いで、レジスト27をマスクとして、所定のエッチングガス(例えば、CF4ガス)を使用したドライエッチングを行うことにより、積層膜25におけるチタン膜22を除去して、図7に示すように、アルミニウム膜21により構成され、第2ゲート電極10の厚みよりも小さい厚みを有する第1ゲート電極11を形成する。
<First gate electrode formation step>
Next, by performing dry etching using a predetermined etching gas (for example, CF 4 gas) using the resist 27 as a mask, the
ここで、エッチングガスとして、CF4ガスを使用すると、CF4ガスにおけるフッ素とアルミニウムが反応して、アルミニウム膜21の表面にフッ化アルミニウム(AlF3)が形成されるため、積層膜25において、アルミニウム膜21はエッチングされず、チタン膜25のみがエッチングされることになる。
Here, when CF 4 gas is used as the etching gas, fluorine in the CF 4 gas reacts with aluminum to form aluminum fluoride (AlF 3 ) on the surface of the
即ち、アルミニウム膜21のエッチングレートをE1、チタン膜のエッチングレートをE2とした場合に、E1<E2なる関係が成立する構成としている。
That is, when the etching rate of the
このように、本実施形態においては、積層膜25をエッチングレートの異なるアルミニウム膜21とチタン膜22とにより構成することにより、厚みの異なる(即ち、図7に示すように、第1ゲート電極11の厚みをT1、第2ゲート電極10の厚みをT2とした場合に、T2>T1の関係が成立する)第1ゲート電極11と第2ゲート電極10とを作製することが可能になる。
Thus, in the present embodiment, the
なお、第1ゲート電極11の厚みT1と第2ゲート電極10の厚みT2との差を十分に形成するとの観点から、アルミニウム膜21に対するチタン膜22のエッチング選択比(チタン膜22のエッチングレートE2/アルミニウム膜21のエッチングレートE1)が、50以上であることが好ましい。
In view of the difference between the thickness T 2 of the thickness T 1 and the
<ゲート絶縁層形成工程>
次いで、第2レジスト27を剥離液等で除去した後、第1ゲート電極11及び第2ゲート電極10が形成された基板全体に、CVD法により、例えば、窒化シリコン膜(厚さ200nm〜500nm程度)を成膜して、図8に示すように、絶縁基板20上に、第1ゲート電極11及び第2ゲート電極10を覆うようにゲート絶縁層12を形成する。
<Gate insulation layer formation process>
Next, after removing the second resist 27 with a stripping solution or the like, for example, a silicon nitride film (thickness of about 200 nm to 500 nm) is formed on the entire substrate on which the
なお、ゲート絶縁層12を2層の積層構造で形成する構成としても良い。この場合、上述の窒化シリコン膜(SiNx)以外に、例えば、酸化シリコン膜(SiOx)、酸化窒化シリコン膜(SiOxNy、x>y)、窒化酸化シリコン膜(SiNxOy、x>y)等を使用することができる。
Note that the
また、絶縁基板20からの不純物等の拡散防止の観点から、下層側のゲート絶縁層として、窒化シリコン膜、または窒化酸化シリコン膜を使用するとともに、上層側のゲート絶縁層として、酸化シリコン膜、または酸化窒化シリコン膜を使用する構成とすることが好ましい。
Further, from the viewpoint of preventing diffusion of impurities and the like from the insulating
例えば、下層側のゲート絶縁層として、SiH4とNH3とを反応ガスとして膜厚100nmから200nmの窒化シリコン膜を形成するとともに、上層側のゲート絶縁層として、N2O、SiH4を反応ガスとして膜厚50nmから100nmの酸化シリコン膜を形成することができる。 For example, a silicon nitride film having a thickness of 100 to 200 nm is formed as a lower gate insulating layer using SiH 4 and NH 3 as reaction gases, and N 2 O and SiH 4 are reacted as an upper gate insulating layer. A silicon oxide film with a thickness of 50 nm to 100 nm can be formed as a gas.
また、低い成膜温度により、ゲートリーク電流の少ない緻密なゲート絶縁層12を形成するとの観点から、アルゴンガス等の希ガスを反応ガス中に含有させて絶縁層中に混入させることが好ましい。
Further, from the viewpoint of forming a dense
<酸化物半導体層形成工程>
次いで、液状の酸化物半導体材料28を、例えば、スピンコート法やスリットコート法により、ゲート絶縁層12上に、例えば、2μmの厚みで塗布する。
<Oxide semiconductor layer formation process>
Next, the liquid
ここで、液状の酸化物半導体材料28としては、例えば、有機金属化合物(例えば、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ガリウム)と有機溶媒(例えば、2−メトキシエタノール)とにより構成された液状のIn-Ga-Zn-O系の金属酸化物材料を使用することができる。
Here, as the liquid
また、酸化物半導体材料28は液状であるため、図9に示すように、酸化物半導体材料28の表面28aは平坦になり、第1ゲート電極11上における酸化物半導体材料28の厚みをT3、第2ゲート電極10上における酸化物半導体材料28の厚みをT4とした場合に、T3>T4の関係が成立することになる。また、酸化物半導体材料28の厚みの差(T3−T4)は、第1ゲート電極11と第2ゲート電極との厚みの差(T2−T1)と略同一となる。
Further, since the
次いで、酸化物半導体材料28に対して、所定の条件(例えば、350℃で40分)で焼成処理を行い、液状の酸化物半導体材料28を焼結させることにより、酸化物半導体材料28の厚み(即ち、厚みT3,T4)を縮小させ、図10に示すように、酸化物半導体層29を形成する。
Next, the
なお、第1ゲート電極11上における酸化物半導体層29の厚みをT5、第2ゲート電極10上における酸化物半導体層29の厚みをT6とした場合に、T5>T6の関係が成立する(例えば、厚みT5が80nm、厚みT6が50nm)。
The thickness of T 5 of the
<第1及び第2酸化物半導体層形成工程>
次いで、酸化物半導体層29が形成された基板全体に、スパッタリング法により、例えば、チタン膜(厚さ30nm〜150nm)及びアルミニウム膜(厚さ50nm〜400nm程度)などを順に成膜した後に、そのアルミニウム膜に対してフォトリソグラフィ及びウエットエッチングを行うとともに、そのチタン膜に対してドライエッチング(例えば、プラズマエッチング)、並びにレジストの剥離洗浄を行うことにより、図11に示すように、ソース電極15、及びドレイン電極16を形成する。
<First and second oxide semiconductor layer forming step>
Next, after, for example, a titanium film (thickness: 30 nm to 150 nm) and an aluminum film (thickness: about 50 nm to 400 nm) are sequentially formed on the entire substrate on which the
この際、図11に示すように、図10に示す酸化物半導体層29に対してもエッチング処理が施され、酸化物半導体層29がエッチングによりパターニングされて、第1ゲート電極11上に第1酸化物半導体層13aが形成されるとともに、第2ゲート電極10上に第2酸化物半導体層13bが形成される。
At this time, as shown in FIG. 11, the
また、図11に示すように、上述のエッチングにより、第1酸化物半導体層13aの第1チャネル領域Caが露出し、第1薄膜トランジスタ5aにおいて、ソース電極15及びドレイン電極16は、第1チャネル領域Caを挟んで互いに対峙するように設けられる。
As shown in FIG. 11, the first channel region Ca of the first
また、同様に、図11に示すように、上述のエッチングにより、第2酸化物半導体層13bの第2チャネル領域Cbが露出し、第2薄膜トランジスタ5bにおいて、ソース電極15及びドレイン電極16は、第1チャネル領域Cbを挟んで互いに対峙するように設けられる。
Similarly, as shown in FIG. 11, the above-described etching exposes the second channel region Cb of the second
以上のようにして、厚みT5の第1チャネル領域Caを有する第1酸化物半導体層13aと、第1チャネル領域Caの厚みT5より小さい厚みT6を有する第2チャネル領域Cbを有する第2酸化物半導体層13bが形成され、第1酸化物半導体層13aを備える第1薄膜トランジスタ5aと、第2酸化物半導体層13bを備える第2薄膜トランジスタ5bが作製される。
As described above, the first having a first
このように、本実施形態においては、厚みの異なる第1ゲート電極11と第2ゲート電極10とを形成した後、液状の酸化物半導体材料28を使用して第1酸化物半導体層13aと第2酸化物半導体層13bとを形成することにより、第1チャネル領域Caと第2チャネル領域Cbの厚みが異なる第1薄膜トランジスタ5aと第2薄膜トランジスタとを作製する構成としている。
Thus, in this embodiment, after forming the
なお、上記従来技術においては、例えば、ドライエッチングとして、プラズマによりガスをイオン化・ラジカル化してエッチングするプラズマエッチングを行った場合、プラズマのダメージによりアモルファスIGZO膜の抵抗が低下してしまい、結果として、チャネル層が導体化して、歩留まりが低下するという問題があった。 In the prior art, for example, when dry etching is performed by plasma etching in which gas is ionized and radicalized by plasma, the resistance of the amorphous IGZO film is reduced due to plasma damage. There is a problem that the channel layer becomes a conductor and the yield decreases.
一方、本実施形態においては、図10に示す酸化物半導体層29に対してエッチング処理を施すことにより、酸化物半導体層29をエッチングによりパターニングする際に、酸化物半導体層29上を一般的なレジストで覆った状態で、プラズマエッチングを行うことにより、上記従来技術と異なり、第1酸化物半導体層13a及び第2酸化物半導体層13bを構成する酸化物半導体層29に対するプラズマのダメージを防止することができる。
On the other hand, in this embodiment, when the
また、本実施形態では、ソース電極15及びドレイン電極16を構成する金属膜として、積層構造のチタン膜及びアルミニウム膜を例示したが、例えば、銅膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜等の金属膜、または、これらの合金膜や金属窒化物による膜によりソース電極15及びドレイン電極16を形成する構成としても良い。
In the present embodiment, as the metal film constituting the
また、エッチング加工としては、上述のドライエッチングまたはウェットエッチングのどちらを使用しても良いが、大面積基板を処理する場合は、ドライエッチングを使用する方が好ましい。 As the etching process, either dry etching or wet etching described above may be used. However, when processing a large area substrate, it is preferable to use dry etching.
エッチングガスとしては、CF4、NF3、SF6、CHF3等のフッ素系ガス、Cl2、BCl3、SiCl4、CCl4等の塩素系ガス、酸素ガス等を使用することができ、ヘリウムやアルゴン等の不活性ガスを添加する構成としても良い。 As an etching gas, a fluorine-based gas such as CF 4 , NF 3 , SF 6 , or CHF 3 , a chlorine-based gas such as Cl 2 , BCl 3 , SiCl 4 , or CCl 4 , an oxygen gas, or the like can be used. Alternatively, an inert gas such as argon may be added.
<チャネル保護層形成工程>
次いで、ソース電極15及びドレイン電極16が形成された(即ち、第1薄膜トランジスタ5a、及び第2薄膜トランジスタ5bが形成された)基板の全体に、プラズマCVD法により、例えば、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などを成膜し、図12に示すように、第1薄膜トランジスタ5a、及び第2薄膜トランジスタ5bを覆う層間絶縁層17を厚さ200〜300nm程度に形成する。
<Channel protective layer formation process>
Next, for example, a silicon nitride film or a silicon oxide film is formed on the entire substrate on which the
この際、第1チャネル領域Ca及び第2チャネル領域Cbに、第1チャネル領域Ca及び第2チャネル領域Cbを保護するように層間絶縁層17が形成される。
At this time, the
なお、本実施形態においては、層間絶縁層17として、例えば、TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)を原料ガスとして使用して、例えば、プラズマCVD法により、膜厚200nm〜300nmの酸化シリコン膜を形成することができる。
In the present embodiment, as the
<平坦化膜形成工程>
次いで、層間絶縁層17が形成された基板の全体に、スピンコート法又はスリットコート法により、感光性のアクリル樹脂等からなる有機絶縁膜を厚さ1.0μm〜3.0μm程度に塗布することにより、層間絶縁層17の表面上に平坦化膜18を形成し、図1に示す薄膜トランジスタ基板1が製造される。
<Planarization film formation process>
Next, an organic insulating film made of a photosensitive acrylic resin or the like is applied to a thickness of about 1.0 μm to 3.0 μm by spin coating or slit coating on the entire substrate on which the
以上に説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。 According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1)本実施形態においては、厚みの異なる第1ゲート電極11と第2ゲート電極10とを形成した後、液状の酸化物半導体材料28を使用して第1酸化物半導体層13aと第2酸化物半導体層13bとを形成することにより、第1チャネル領域Caと第2チャネル領域Cbとの厚みが異なる第1薄膜トランジスタ5aと第2薄膜トランジスタとを作製する構成としている。従って、第1薄膜トランジスタ5aと第2薄膜トランジスタ5bの閾値電圧を異ならせることが可能になり、第1及び第2薄膜トランジスタ5a,5bの閾値電圧の差を十分に大きくすることが可能になる。その結果、簡単な方法で、閾値電圧の異なる第1薄膜トランジスタ5aと第2薄膜トランジスタ5bからなる薄膜トランジスタ(即ち、E/Dインバータ)を作製することができ、歩留まりの低下を抑制することが可能になる。
(1) In the present embodiment, after the
(2)本実施形態においては、アルミニウム膜21のエッチングレートE1と、チタン膜22のエッチングレートE2の間に、E1<E2なる関係が成立する構成としている。従って、積層膜25をエッチングレートの異なるアルミニウム膜21とチタン膜22とにより構成することができるため、厚みの異なる第1ゲート電極11と第2ゲート電極10とを容易に形成することが可能になる。
(2) In this embodiment, the etching rate E 1 of the
(3)本実施形態においては、酸化物半導体材料として、In-Ga-Zn-O系の金属酸化物材料を使用する構成としている。従って、第1及び第2薄膜トランジスタ5a,5bにおいて、高移動度、低オフ電流という良好な特性を得ることができる。
(3) In this embodiment, an In—Ga—Zn—O-based metal oxide material is used as the oxide semiconductor material. Therefore, good characteristics such as high mobility and low off-state current can be obtained in the first and second
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、本実施形態においては、上記第1の実施形態と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。また、薄膜トランジスタ基板の全体構成については、上述の第1の実施形態において説明したものと同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The overall configuration of the thin film transistor substrate is the same as that described in the first embodiment, and a detailed description thereof is omitted here.
本実施形態においては、第1ゲート電極11及び第2ゲート電極10の製造工程に特徴がある。以下、本実施形態の薄膜トランジスタ基板の製造方法の一例について図を用いて説明する。図13〜図19は、本発明の第2の実施形態に係る薄膜トランジスタ基板の製造工程を断面で示す説明図である。
This embodiment is characterized in the manufacturing process of the
<第1金属膜形成工程>
まず、図13に示すように、ガラス基板、シリコン基板、耐熱性を有するプラスチック基板などの絶縁基板20の基板上に、スパッタリング法により、例えば、厚さ300nmの第1金属膜であるアルミニウム膜21を形成する。
<First metal film forming step>
First, as shown in FIG. 13, an
<感光性樹脂形成工程>
次いで、図13に示すように、絶縁基板20上に、アルミニウム膜21を覆うように、スピンコート法により、例えば、ポジ型の感光性樹脂(例えば、アクリル系の感光性樹脂)30を厚さ1.5μm程度に塗布して設ける。
<Photosensitive resin formation process>
Next, as shown in FIG. 13, for example, a positive photosensitive resin (for example, an acrylic photosensitive resin) 30 is formed on the insulating
<露光・レジスト形成工程>
次いで、フォトマスク(不図示)を用いて感光性樹脂30に対して露光処理を行い、露光処理が行われた感光性樹脂30に対して現像処理を行うことにより、図14に示すように、レジスト31を形成する。
<Exposure / resist formation process>
Next, an exposure process is performed on the
<第1ゲート電極形成工程>
次に、レジスト31をマスクとして、所定のエッチングガス(例えば、Cl2)を使用したドライエッチングを行うことにより、アルミニウム膜21をパターニングして、図15に示すように、アルミニウム膜からなる第1ゲート電極11を形成するとともに、第2ゲート電極を構成する第1導電層10aを形成する。
<First gate electrode formation step>
Next, the
<第2金属膜形成工程>
次に、レジスト31を剥離液等で除去した後、図16に示すように、絶縁基板20上に、第1ゲート電極11及び第1導電層10aを覆うように、スパッタリング法により、例えば、厚さ100nmのチタン膜22を形成する。
<Second metal film forming step>
Next, after removing the resist 31 with a stripping solution or the like, as shown in FIG. 16, for example, by a sputtering method so as to cover the
<感光性樹脂形成工程>
次いで、図17に示すように、絶縁基板20上に、チタン膜22を覆うように、スピンコート法により、例えば、ポジ型の感光性樹脂(例えば、アクリル系の感光性樹脂)32を厚さ1.5μm程度に塗布して設ける。
<Photosensitive resin formation process>
Next, as shown in FIG. 17, for example, a positive photosensitive resin (for example, acrylic photosensitive resin) 32 is formed on the insulating
<露光・レジスト形成工程>
次いで、フォトマスク(不図示)を用いて感光性樹脂32に対して露光処理を行い、露光処理が行われた感光性樹脂32に対して現像処理を行うことにより、図18に示すように、レジスト33を形成する。この際、レジスト33は、チタン膜22上において、第1導電層10aを覆うように形成される。
<Exposure / resist formation process>
Next, an exposure process is performed on the
<第2ゲート電極形成工程>
次いで、レジスト33をマスクとして、所定のエッチングガス(例えば、CF4)を使用したドライエッチングを行うことにより、チタン膜22をパターニングして、図19に示すように、第2ゲート電極10を構成する第2導電層10bを形成し、第1導電層10aと第2導電層10bとにより構成され、第1ゲート電極11の厚みT1よりも大きい厚みT2を有する第2ゲート電極10を形成する。
<Second gate electrode formation step>
Next, the
このように、本実施形態においては、上述の第1の実施形態と異なり、アルミニウム膜21とチタン膜22のエッチングによるパターニングにより、第1ゲート電極11を形成した後、第2ゲート電極10を形成して、上述の第1の実施形態の場合と同様に、厚みの異なる第1ゲート電極11と第2ゲート電極10とを形成する構成としている。
Thus, in the present embodiment, unlike the first embodiment described above, the
そして、第2ゲート電極10を形成した後は、上述の第1の実施形態の図8〜図12において説明した工程を行うことにより、薄膜トランジスタ基板1が製造されることになる。
After the
即ち、絶縁基板20上に、第1ゲート電極11及び第2ゲート電極10を覆うようにゲート絶縁層12を形成し、ゲート絶縁層12上に液状の酸化物半導体材料28を塗布し、酸化物半導体材料28を焼結させることにより、酸化物半導体層29を形成する。次いで、酸化物半導体層29をエッチングによりパターニングして、第1酸化物半導体層13aと、第1チャネル領域Caの厚みT5より小さい厚みT6を有する第2チャネル領域Cbを有する第2酸化物半導体層13bを形成する。
That is, a
以上に説明した本実施形態においては、上述の(1)、(3)の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。 In the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) and (3) described above.
(4)本実施形態においては、アルミニウム膜21とチタン膜22のエッチングによるパターニングにより、第1ゲート電極11を形成した後、第2ゲート電極10を形成して、厚みの異なる第1ゲート電極11と第2ゲート電極10とを形成することができる。
(4) In the present embodiment, after the
なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。 In addition, you may change the said embodiment as follows.
上記実施形態においては、酸化物半導体層としてIn-Ga-Zn-O系の金属酸化物からなる酸化物半導体層を使用したが、酸化物半導体層はこれに限定されない。例えば、酸化物半導体材料として、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、カドミウム(Cd)のうち少なくとも1種を含む金属酸化物材料を使用しても良い。 In the above embodiment, an oxide semiconductor layer made of an In—Ga—Zn—O-based metal oxide is used as the oxide semiconductor layer; however, the oxide semiconductor layer is not limited to this. For example, a metal containing at least one of indium (In), gallium (Ga), aluminum (Al), copper (Cu), zinc (Zn), magnesium (Mg), and cadmium (Cd) as an oxide semiconductor material An oxide material may be used.
これらの酸化物半導体材料からなる第1及び第2酸化物半導体層13a,13bは、アモルファスであっても移動度が高いため、スイッチング素子のオン抵抗を大きくすることができる。従って、データ読み出し時の出力電圧の差が大きくなり、S/N比を向上させることができる。
Since the first and second
例えば、IGZO(In-Ga-Zn-O)の他に、InGaO3(ZnO)5、MgxZn1−xO、CdxZn1−xO、CdO等の酸化物半導体膜を挙げることができる。 For example, in addition to IGZO (In—Ga—Zn—O), oxide semiconductor films such as InGaO 3 (ZnO) 5 , Mg x Zn 1-x O, Cd x Zn 1-x O, and CdO can be given. it can.
また、上記実施形態においては、半導体層として酸化物半導体層を使用したが、半導体層はこれに限定されず、酸化物半導体層の代わりに、例えば、アモルファスシリコンやポリシリコンからなるシリコン系半導体層を薄膜トランジスタの半導体層として使用する構成としても良い。 In the above embodiment, an oxide semiconductor layer is used as the semiconductor layer. However, the semiconductor layer is not limited to this, and instead of the oxide semiconductor layer, for example, a silicon-based semiconductor layer made of amorphous silicon or polysilicon. May be used as a semiconductor layer of a thin film transistor.
本発明の活用例としては、酸化物半導体の半導体層を用いた薄膜トランジスタ基板の製造方法が挙げられる。 As an application example of the present invention, there is a method for manufacturing a thin film transistor substrate using a semiconductor layer of an oxide semiconductor.
1 薄膜トランジスタ基板
5 薄膜トランジスタ
5a 第1薄膜トランジスタ
5b 第2薄膜トランジスタ
10 第2ゲート電極
10a 第1導電層
10b 第2導電層
11 第1ゲート電極
12 ゲート絶縁層(絶縁層)
13a 第1酸化物半導体層
13b 第2酸化物半導体層
15 ソース電極
16 ドレイン電極
17 層間絶縁層(チャネル保護層)
18 平坦化膜
20 絶縁基板
21 アルミニウム膜(第1金属膜)
22 チタン膜(第2金属膜)
25 積層膜
28 液状の酸化物半導体材料
29 酸化物半導体層
Ca 第1チャネル領域
Cb 第2チャネル領域
T1 第1ゲート電極の厚み
T2 第2ゲート電極の厚み
T3 第1ゲート電極上における酸化物半導体材料の厚み
T4 第2ゲート電極上における酸化物半導体材料の厚み
T5 第1ゲート電極上における酸化物半導体層の厚み(第1チャネル領域の厚み)
T6 第2ゲート電極上における酸化物半導体層の厚み(第2チャネル領域の厚み)
DESCRIPTION OF
13a First
18
22 Titanium film (second metal film)
25
T 6 the thickness of the oxide semiconductor layer on the second gate electrode (thickness of the second channel region)
Claims (9)
前記絶縁基板上に第1金属膜を形成し、該第1金属膜上に第2金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記第1金属膜と前記第2金属膜をエッチングによりパターニングして、前記第1金属膜からなる第1導電層と前記第2金属膜からなる第2導電層とにより構成される前記第2ゲート電極と、第1金属膜上に第2金属膜が積層された積層膜を形成する第2ゲート電極形成工程と、
エッチングにより、前記積層膜における第2金属膜を除去して、前記第1金属膜により構成され、前記第2ゲート電極の厚みよりも小さい厚みを有する前記第1ゲート電極を形成する第1ゲート電極形成工程と、
前記絶縁基板上に、前記第1ゲート電極及び前記第2ゲート電極を覆うように絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層上に液状の酸化物半導体材料を塗布し、該酸化物半導体材料を焼結させることにより、酸化物半導体層を形成する酸化物半導体層形成工程と、
前記酸化物半導体層をエッチングによりパターニングして、前記第1酸化物半導体層と、前記第1チャネル領域の厚みより小さい厚みを有する前記第2チャネル領域を有する前記第2酸化物半導体層を形成する第1及び第2酸化物半導体層形成工程と
を少なくとも備えることを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。 A first thin film transistor including an insulating substrate, a first gate electrode provided on the insulating substrate, and a first oxide semiconductor layer provided on the first gate electrode and having a first channel region; and the insulating substrate. A method of manufacturing a thin film transistor substrate, comprising: a second gate electrode provided on the second gate electrode; and a second thin film transistor provided on the second gate electrode and having a second oxide semiconductor layer having a second channel region. ,
Forming a first metal film on the insulating substrate and forming a second metal film on the first metal film; and
The second gate configured by patterning the first metal film and the second metal film by etching to include a first conductive layer made of the first metal film and a second conductive layer made of the second metal film. A second gate electrode forming step of forming an electrode and a laminated film in which a second metal film is laminated on the first metal film;
A first gate electrode is formed by removing the second metal film in the stacked film by etching to form the first gate electrode that is formed of the first metal film and has a thickness smaller than the thickness of the second gate electrode. Forming process;
Forming an insulating layer on the insulating substrate so as to cover the first gate electrode and the second gate electrode;
An oxide semiconductor layer forming step of forming an oxide semiconductor layer by applying a liquid oxide semiconductor material on the insulating layer and sintering the oxide semiconductor material;
The oxide semiconductor layer is patterned by etching to form the second oxide semiconductor layer having the first oxide semiconductor layer and the second channel region having a thickness smaller than that of the first channel region. A method for producing a thin film transistor substrate, comprising at least a first oxide semiconductor layer formation step and a second oxide semiconductor layer formation step.
前記絶縁基板上に第1金属膜を形成する第1金属膜形成工程と、
前記第1金属膜をエッチングによりパターニングして、前記第1金属膜からなる前記第1ゲート電極と、前記第2ゲート電極を構成する第1導電層を形成する第1ゲート電極形成工程と、
前記絶縁基板上に、前記第1ゲート電極及び前記第1導電層を覆うように、第2金属膜膜を形成する第2金属膜形成工程と、
前記第2金属膜をエッチングによりパターニングして、前記第2ゲート電極を構成する第2導電層を形成し、前記第1導電層と前記第2導電層とにより構成され、前記第1ゲート電極の厚みよりも大きい厚みを有する前記第2ゲート電極を形成する第2ゲート電極形成工程と、
前記絶縁基板上に、前記第1ゲート電極及び前記第2ゲート電極を覆うように絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層上に液状の酸化物半導体材料を塗布し、該酸化物半導体材料を焼結させることにより、酸化物半導体層を形成する酸化物半導体層形成工程と、
前記酸化物半導体層をエッチングによりパターニングして、前記第1酸化物半導体層と、前記第1チャネル領域の厚みより小さい厚みを有する前記第2チャネル領域を有する前記第2酸化物半導体層を形成する第1及び第2酸化物半導体層形成工程と
を少なくとも備えることを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。 A first thin film transistor including an insulating substrate, a first gate electrode provided on the insulating substrate, and a first oxide semiconductor layer provided on the first gate electrode and having a first channel region; and the insulating substrate. A method of manufacturing a thin film transistor substrate, comprising: a second gate electrode provided on the second gate electrode; and a second thin film transistor provided on the second gate electrode and having a second oxide semiconductor layer having a second channel region. ,
A first metal film forming step of forming a first metal film on the insulating substrate;
Patterning the first metal film by etching to form a first gate electrode formed of the first metal film and a first gate electrode forming step of forming a first conductive layer constituting the second gate electrode;
A second metal film forming step of forming a second metal film on the insulating substrate so as to cover the first gate electrode and the first conductive layer;
The second metal film is patterned by etching to form a second conductive layer that constitutes the second gate electrode, the first conductive layer and the second conductive layer, and the first metal layer. A second gate electrode forming step of forming the second gate electrode having a thickness larger than a thickness;
Forming an insulating layer on the insulating substrate so as to cover the first gate electrode and the second gate electrode;
An oxide semiconductor layer forming step of forming an oxide semiconductor layer by applying a liquid oxide semiconductor material on the insulating layer and sintering the oxide semiconductor material;
The oxide semiconductor layer is patterned by etching to form the second oxide semiconductor layer having the first oxide semiconductor layer and the second channel region having a thickness smaller than that of the first channel region. A method for producing a thin film transistor substrate, comprising at least a first oxide semiconductor layer formation step and a second oxide semiconductor layer formation step.
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