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JP2017005039A - Thin film transistor, thin film transistor substrate, liquid crystal display and method for manufacturing thin film transistor - Google Patents

Thin film transistor, thin film transistor substrate, liquid crystal display and method for manufacturing thin film transistor Download PDF

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JP2017005039A JP2015115441A JP2015115441A JP2017005039A JP 2017005039 A JP2017005039 A JP 2017005039A JP 2015115441 A JP2015115441 A JP 2015115441A JP 2015115441 A JP2015115441 A JP 2015115441A JP 2017005039 A JP2017005039 A JP 2017005039A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a thin film transistor in which at least reduction of contact resistance between a source electrode and a drain electrode and a channel area is contrived.SOLUTION: On a gate insulator 3 of a pixel TFT30, oxide semiconductor layers 4a and 4b are selectively formed at a part of an area overlapping a gate electrode 2 in plan view, and a source electrode 16 and a drain electrode 17 are provided on the oxide semiconductor layers 4a and 4b. Consequently, since a gate field is applied from the gate electrode 2 to the oxide semiconductor layers 4a and 4b in a lower layer of the source electrode 16 and the drain electrode 17, a current path I5 is formed in an area where the source electrode 16 and the drain electrode 17 overlap the oxide semiconductor layers 4a and 4b in plan view. Namely, the pixel TFT 30 has a channel area consisting of: an area forming the current path I5 of the oxide semiconductor layers 4a and 4b; and a channel main area RC5 of an oxide semiconductor layer 5.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

この発明は、液晶表示装置を構成する薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタ基板及び薄膜トランジスタの製造方法に関する。   The present invention relates to a thin film transistor, a thin film transistor substrate, and a method of manufacturing the thin film transistor that constitute a liquid crystal display device.

従来の一般的な薄型パネルの一つである液晶表示装置(Liquid Crystal Display:LCD)は、低消費電力や小型軽量といったメリットを生かして、パーソナルコンピュータや携帯情報端末機器のモニタなどに広く用いられている。近年では、TV用途としても広く用いられている。   Liquid crystal display (LCD), one of the conventional thin panels, is widely used for monitors of personal computers and personal digital assistants, taking advantage of low power consumption and small size and light weight. ing. In recent years, it has been widely used as a TV application.

一般的に、LCDの表示モードを大別すると、Twisted Nematic (TN)方式、In-Plane Switching方式及びFringe Field Switching(FFS)方式に代表される横電界方式が存在する。横電界方式の液晶表示装置は、広視野角及び高コントラストが得られるという特徴がある。   Generally, when the LCD display modes are roughly classified, there are horizontal electric field methods represented by the Twisted Nematic (TN) method, the In-Plane Switching method, and the Fringe Field Switching (FFS) method. A horizontal electric field type liquid crystal display device is characterized in that a wide viewing angle and a high contrast can be obtained.

In-Plane Switching方式の液晶表示装置は、対向する基板間に挟持された液晶に横電界を印加して表示を行う表示方式であるが、横電界を印加する画素電極と共通電極とが同一層に設けられているため、画素電極の真上に位置する液晶分子を十分に駆動することができず、透過率は低くなる。   In-Plane Switching type liquid crystal display device is a display type that performs display by applying a horizontal electric field to liquid crystal sandwiched between opposing substrates, but the pixel electrode that applies the horizontal electric field and the common electrode are the same layer. Therefore, the liquid crystal molecules located directly above the pixel electrode cannot be driven sufficiently, and the transmittance is low.

一方、FFS方式では、共通電極と画素電極とが、層間絶縁膜を挟んで配設されるため、斜め電界(フリンジ電界)が発生し、画素電極の真上の液晶分子に対しても横方向の電界を印加することができ、十分に駆動することができる。よって、広視野角で、In-Plane Switching方式よりも高い透過率を得ることができる。さらに、FFS方式の液晶表示装置は、上層に設けられた液晶制御用スリット電極と、層間絶縁膜を介して液晶制御用スリット電極の下層に配設される画素電極との間に発生するフリンジ電界で液晶を駆動する。この構成においては、画素電極及び液晶制御用スリット電極を、酸化インジウム及び酸化スズを含むITO(Indium Tin Oxide)、酸化インジウムと酸化亜鉛を含むInZnOなどの酸化物系の透明導電膜で形成することで、画素開口率を低下させないようにすることができる。また、画素電極と液晶制御用スリット電極とで保持容量を形成するため、TNモードの液晶表示装置と異なり、必ずしも画素内に保持容量のパターンを別途形成する必要がない。このため、画素開口率を高い状態で実現することができる。   On the other hand, in the FFS method, since the common electrode and the pixel electrode are disposed with the interlayer insulating film interposed therebetween, an oblique electric field (fringe electric field) is generated, and the liquid crystal molecules directly above the pixel electrode are also in the lateral direction. This electric field can be applied, and sufficient driving can be achieved. Therefore, it is possible to obtain a higher transmittance than the In-Plane Switching method with a wide viewing angle. Further, the FFS mode liquid crystal display device has a fringe electric field generated between a liquid crystal control slit electrode provided in an upper layer and a pixel electrode provided in a lower layer of the liquid crystal control slit electrode via an interlayer insulating film. To drive the liquid crystal. In this configuration, the pixel electrode and the liquid crystal control slit electrode are formed of an oxide-based transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide) containing indium oxide and tin oxide and InZnO containing indium oxide and zinc oxide. Thus, the pixel aperture ratio can be prevented from being lowered. In addition, since the storage capacitor is formed by the pixel electrode and the liquid crystal control slit electrode, unlike the TN mode liquid crystal display device, it is not always necessary to separately form the storage capacitor pattern in the pixel. For this reason, it is possible to realize a high pixel aperture ratio.

従来、LCD用のTFT基板(薄膜トランジスタ基板)のスイッチングデバイスにおいては、一般的にアモルファスシリコン(a−Si)が半導体のチャネル層として用いられてきた。その主な理由として、アモルファスであるがゆえに、大面積基板上でも特性の均一性のよい膜が形成できること、また、比較的低温で成膜できることから耐熱性に劣る安価なガラス基板上でも製造できるために一般的なTV用の液晶表示装置用ディスプレイとの整合性がよいことがあげられる。   Conventionally, amorphous silicon (a-Si) has been used as a semiconductor channel layer in a switching device of a TFT TFT substrate (thin film transistor substrate) for LCD. The main reason is that it is amorphous, so that a film with good uniformity of characteristics can be formed even on a large-area substrate, and it can also be manufactured on an inexpensive glass substrate with poor heat resistance because it can be formed at a relatively low temperature. Therefore, the compatibility with a general display for a liquid crystal display device for TV is good.

ところが近年になって、酸化物半導体を構成材料としたチャネル層に用いたTFT(薄膜トランジスタ)の開発が盛んに行われている。酸化物半導体は、組成を適正化することによって均一性のよいアモルファス状態の膜が安定的に得られ、かつ従来のa−Siよりも高い移動度を有するため、小型で高性能なTFTを実現できるという利点がある。したがって、このような酸化物半導体膜を画素のTFTに適用することで、画素開口率の高いTFT基板を実現できるという利点がある。   However, in recent years, TFTs (thin film transistors) used for channel layers using oxide semiconductors as constituent materials have been actively developed. Oxide semiconductors can be stably obtained as amorphous films with good uniformity by optimizing the composition, and have higher mobility than conventional a-Si, realizing compact and high-performance TFTs. There is an advantage that you can. Therefore, by applying such an oxide semiconductor film to a pixel TFT, there is an advantage that a TFT substrate having a high pixel aperture ratio can be realized.

さらに、a−Siでは移動度が低いため画素TFTに駆動電圧を印加する駆動回路は比較的大きな回路面積を必要とするため、TFT基板に取り付ける必要があった。しかし、移動度の高い酸化物半導体TFTを駆動回路に用いれば、比較的小さな回路面積で実現できるため画素TFTと同一基板上に駆動回路を作製することが可能となる。これにより駆動回路を取り付ける必要がなくなるため、低コストで液晶表示装置を作製できると共に、駆動回路に必要とされたLCDの額縁領域を狭くすることができる。   Further, since the mobility of a-Si is low, a drive circuit for applying a drive voltage to the pixel TFT requires a relatively large circuit area, and thus it has to be attached to the TFT substrate. However, if an oxide semiconductor TFT with high mobility is used for a driver circuit, it can be realized with a relatively small circuit area, and thus a driver circuit can be manufactured over the same substrate as the pixel TFT. Accordingly, it is not necessary to attach a driving circuit, so that a liquid crystal display device can be manufactured at a low cost and the frame area of the LCD required for the driving circuit can be narrowed.

a−Siでは半導体層のチャネル領域がソース電極、ドレイン電極の形成時にウエットエッチングに晒されるバックチャネルエッチング(BCE)構造が主流である。しかし、このBCE構造のTFTに酸化物半導体を適用すると、ソース電極、ドレイン電極のウエットエッチングの際に酸化物半導体もエッチングされてしまい、信頼性の高いチャネル領域を形成できない。   In a-Si, a back channel etching (BCE) structure in which a channel region of a semiconductor layer is exposed to wet etching when forming a source electrode and a drain electrode is mainstream. However, when an oxide semiconductor is applied to the TFT having the BCE structure, the oxide semiconductor is also etched during wet etching of the source electrode and the drain electrode, and a highly reliable channel region cannot be formed.

この問題を解決するために、例えば特許文献1では技術では、ソース電極、ドレイン電極のウエットエッチングに耐性のある酸化物半導体を構成材料としたチャネル用半導体層を用いている。このようなチャネル用半導体層を用いることにより、ソース電極、ドレイン電極の形成時にチャネル用半導体層も併せてエッチングされることなく、チャネル領域を形成することができる。   In order to solve this problem, for example, in Patent Document 1, the technology uses a channel semiconductor layer made of an oxide semiconductor that is resistant to wet etching of the source electrode and the drain electrode. By using such a channel semiconductor layer, the channel region can be formed without etching the channel semiconductor layer when forming the source electrode and the drain electrode.

また、特許文献2で開示された技術では、ソース電極、ドレイン電極形成後に酸化物半導体層を形成することによりコプレーナ構造のTFTを実現することによって、酸化物半導体層から構成されるチャネル用半導体層がソース電極、ドレイン電極形成時のウエットエッチングに晒されることなくチャネルを形成することができる。   In the technique disclosed in Patent Document 2, a channel semiconductor layer composed of an oxide semiconductor layer is realized by forming a TFT having a coplanar structure by forming an oxide semiconductor layer after forming a source electrode and a drain electrode. Therefore, the channel can be formed without being exposed to the wet etching when forming the source electrode and the drain electrode.

また、特許文献3で開示された技術では、酸化物半導体で構成されるチャネル用半導体層のチャネル領域上に保護用半導体層を形成したエッチストッパ構造(ES構造)を用いている。この構造では保護膜用半導体層の形成後におけるソース電極、ドレイン電極のウエットエッチング処理の実行時にチャネル用半導体層が晒されないため、酸化物半導体を構成材料としたチャネル領域を形成することができる。したがって、酸化物半導体をチャネルに用いたTFTを作製できる。   Further, the technique disclosed in Patent Document 3 uses an etch stopper structure (ES structure) in which a protective semiconductor layer is formed on a channel region of a channel semiconductor layer made of an oxide semiconductor. In this structure, since the channel semiconductor layer is not exposed during the wet etching process of the source electrode and the drain electrode after the formation of the protective film semiconductor layer, a channel region using an oxide semiconductor as a constituent material can be formed. Therefore, a TFT using an oxide semiconductor for a channel can be manufactured.

特開2010−118407号公報JP 2010-118407 A 特開2010−93238号公報JP 2010-93238 A 特開2010−212672号公報JP 2010-212672 A

特許文献1で開示された技術(BCE構造の採用)では、ソース電極、ドレイン電極のウエットエッチング処理時に耐性のある酸化物半導体を構成材料としたチャネル用半導体層を用いることによってBCE構造を形成しているが、チャネル用半導体層の構成材料となる酸化物半導体がソース電極、ドレイン電極の成膜時にウエットエッチング処理に晒される。この時、チャネル用半導体層の酸化物半導体にダメージが導入され特性劣化の要因となる問題点があった。   In the technique disclosed in Patent Document 1 (adopting a BCE structure), a BCE structure is formed by using a channel semiconductor layer made of an oxide semiconductor that is resistant during wet etching of a source electrode and a drain electrode. However, an oxide semiconductor serving as a constituent material of the channel semiconductor layer is exposed to a wet etching process when the source electrode and the drain electrode are formed. At this time, there is a problem that damage is introduced into the oxide semiconductor of the channel semiconductor layer and causes deterioration of characteristics.

特許文献2の技術で用いたコプレーナ構造では酸化物半導体を構成材料としたチャネル用半導体層がソース電極、ドレイン電極の成膜時にウエットエッチングに晒されないが、ゲート電界がソース電極、ドレイン電極に遮蔽され、ソース電極、ドレイン電極上に形成されるチャネル用半導体層に印加されない。したがって、ソース電極及びドレイン電極とチャネル用半導体層との接触抵抗が高いという問題点があった。   In the coplanar structure used in the technique of Patent Document 2, the channel semiconductor layer made of an oxide semiconductor is not exposed to wet etching when forming the source electrode and the drain electrode, but the gate electric field is shielded by the source electrode and the drain electrode. However, it is not applied to the channel semiconductor layer formed on the source and drain electrodes. Therefore, there is a problem that the contact resistance between the source and drain electrodes and the channel semiconductor layer is high.

また、特許文献2の技術で用いたコプレーナ構造において、ソース電極、ドレイン電極にアルミニウム(Al)とモリブデン(Mo)の2層構造を用いる場合はエッチングレートの高いAlを上層、エッチングレートの低いMoを下層とすることが望ましい。この場合、チャネル用半導体層とソース電極及びドレイン電極とが接触する領域は接触抵抗の高いAlが支配的となり、接触抵抗が高くなるという問題点があった。   In the coplanar structure used in the technique of Patent Document 2, when a two-layer structure of aluminum (Al) and molybdenum (Mo) is used for the source electrode and the drain electrode, an upper layer of Al having a high etching rate is formed, and Mo having a low etching rate is formed. Is preferably the lower layer. In this case, the region where the channel semiconductor layer is in contact with the source electrode and the drain electrode is dominated by Al having a high contact resistance, and the contact resistance is increased.

特許文献3で開示された技術(ES構造)では、保護用半導体層とソース電極及びドレイン電極とのオーバーラップ領域が必要となる。このオーバーラップ領域の分、チャネル長が長くなりTFTのサイズが大きくなるという問題点があった。さらに、オーバーラップ領域におけるソース電極、ドレイン電極とゲート電極との間の寄生容量が発生し、表示ムラの原因となる問題点もあった。   In the technique (ES structure) disclosed in Patent Document 3, an overlap region between the protective semiconductor layer and the source and drain electrodes is required. There is a problem that the channel length is increased and the TFT size is increased by the overlap region. Further, parasitic capacitance between the source electrode, the drain electrode and the gate electrode in the overlap region is generated, which causes a problem of display unevenness.

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、ソース電極及びドレイン電極とチャネル領域との接触抵抗の低減化を少なくとも図った薄膜トランジスタを得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a thin film transistor in which the contact resistance between the source and drain electrodes and the channel region is reduced.

この発明に係る請求項1記載の薄膜トランジスタは、基板上に形成されるゲート電極と、前記ゲート電極を覆って形成されるゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極に対向する領域に形成される第1の半導体層と、前記ゲート絶縁膜上に選択的に形成されるソース電極及びドレイン電極とを備え、前記ソース電極及び前記ドレイン電極間の前記ゲート絶縁膜上の領域が前記ゲート電極に対向する領域となり、前記ソース電極及び前記ドレイン電極のうち少なくとも一方の電極は前記第1の半導体層上にさらに形成され、前記ゲート絶縁膜上の前記ソース電極及びドレイン電極間の領域に少なくとも形成される第2の半導体層をさらに備え、前記第2の半導体層は、前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記第1の半導体層それぞれと接触し、前記第2の半導体層のうち前記ゲート絶縁膜上の前記ソース電極及びドレイン電極間の領域に形成されるチャネル主要領域と、前記少なくとも一つの電極下の前記第1の半導体層の一部とによりチャネル領域が規定される。   According to a first aspect of the present invention, a thin film transistor includes a gate electrode formed on a substrate, a gate insulating film formed to cover the gate electrode, and a region facing the gate electrode through the gate insulating film A first semiconductor layer formed on the gate insulating film, and a source electrode and a drain electrode selectively formed on the gate insulating film, and a region on the gate insulating film between the source electrode and the drain electrode is formed on the gate insulating film. A region facing the gate electrode, at least one of the source electrode and the drain electrode is further formed on the first semiconductor layer, and is formed in a region between the source electrode and the drain electrode on the gate insulating film. The semiconductor device further includes at least a second semiconductor layer formed, and the second semiconductor layer includes the source electrode, the drain electrode, and the first semiconductor. A main channel region formed in a region between the source electrode and the drain electrode on the gate insulating film in the second semiconductor layer in contact with each, and the first semiconductor layer under the at least one electrode Defines a channel region.

請求項1記載の本願発明の薄膜トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極のうち少なくとも一方の電極下の第1の半導体層にゲート電極からゲート電界が印加されるため、少なくとも一方の電極と第1の半導体層とが平面視して重なった領域にもチャネル領域を流れる電流パスを形成することができるため、少なくとも一方の電極とチャネル領域との接触抵抗の低減化を図ることができる。   In the thin film transistor according to the first aspect of the present invention, since a gate electric field is applied from the gate electrode to the first semiconductor layer below at least one of the source electrode and the drain electrode, at least one electrode and the first semiconductor Since a current path flowing through the channel region can be formed also in a region where the layers overlap with each other in plan view, contact resistance between at least one of the electrodes and the channel region can be reduced.

TFT基板の全体構成を模式的に説明する平面図である。It is a top view which illustrates typically the whole structure of a TFT substrate. 実施の形態1の画素TFTの平面構造を示す平面図である。2 is a plan view showing a planar structure of a pixel TFT according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の画素TFTの断面構造を示す断面図である。2 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional structure of a pixel TFT according to Embodiment 1. FIG. 図1で示したTFT基板を備えた液晶表示装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the liquid crystal display device provided with the TFT substrate shown in FIG. 実施の形態1の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the pixel TFT of the first embodiment. 実施の形態1の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the pixel TFT of the first embodiment. 実施の形態1の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the pixel TFT of the first embodiment. 実施の形態1の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the pixel TFT of the first embodiment. 実施の形態1の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the pixel TFT of the first embodiment. 実施の形態1の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the pixel TFT of the first embodiment. 実施の形態1の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the pixel TFT of the first embodiment. 実施の形態1の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the pixel TFT of the first embodiment. 実施の形態1の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the pixel TFT of the first embodiment. 実施の形態1の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the pixel TFT of the first embodiment. 実施の形態1の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the pixel TFT of the first embodiment. 実施の形態1の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the pixel TFT of the first embodiment. 実施の形態1の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the pixel TFT of the first embodiment. 実施の形態1の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the pixel TFT of the first embodiment. 実施の形態1の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the pixel TFT of the first embodiment. 実施の形態1の画素TFTの変形例の断面構造を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional structure of a modification of the pixel TFT according to the first embodiment. 実施の形態2の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the second embodiment. 実施の形態2の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the second embodiment. 実施の形態2の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the second embodiment. 実施の形態2の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the second embodiment. 実施の形態2の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the second embodiment. 実施の形態2の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the second embodiment. 実施の形態2の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the second embodiment. 実施の形態2の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the second embodiment. 実施の形態2の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the second embodiment. 実施の形態2の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the second embodiment. 実施の形態3の画素TFTの断面構造を示す断面図である。6 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional structure of a pixel TFT according to Embodiment 3. FIG. 実施の形態3の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the third embodiment. 実施の形態3の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the third embodiment. 実施の形態3の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the third embodiment. 実施の形態3の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the third embodiment. 実施の形態4の画素TFTの平面構造を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a planar structure of a pixel TFT according to a fourth embodiment. 実施の形態4の画素TFTの断面構造を示す平面図である。6 is a plan view showing a cross-sectional structure of a pixel TFT according to Embodiment 4. FIG. 実施の形態4の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the fourth embodiment. 実施の形態4の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the fourth embodiment. 実施の形態4の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the fourth embodiment. 実施の形態4の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the fourth embodiment. 実施の形態4の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the fourth embodiment. 実施の形態4の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the fourth embodiment. 実施の形態4の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the pixel TFT of the fourth embodiment. Mo上に酸化物半導体層を成膜したとき反射率分光特性を示すグラフである。It is a graph which shows a reflectance spectral characteristic when an oxide semiconductor layer is formed into a film on Mo. 実施の形態5の画素TFTの平面構造を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a planar structure of a pixel TFT according to a fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの断面構造を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a cross-sectional structure of a pixel TFT according to a fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pixel TFT according to the fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pixel TFT according to the fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pixel TFT according to the fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pixel TFT according to the fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pixel TFT according to the fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pixel TFT according to the fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pixel TFT according to the fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pixel TFT according to the fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pixel TFT according to the fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pixel TFT according to the fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pixel TFT according to the fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pixel TFT according to the fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pixel TFT according to the fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pixel TFT according to the fifth embodiment. 実施の形態5の画素TFTの製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the pixel TFT according to the fifth embodiment.

以下に説明する実施の形態1〜実施の形態5による半導体装置内に設けられる薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)は、スイッチングデバイスとして用いられる。なお、TFTは液晶表示装置(LCD)等の平面型表示装置(フラットパネルディスプレイ)に用いられ、画素用、駆動回路用に適用することができる。   A thin film transistor (TFT) provided in a semiconductor device according to the first to fifth embodiments described below is used as a switching device. The TFT is used in a flat display device (flat panel display) such as a liquid crystal display device (LCD), and can be applied to a pixel and a drive circuit.

<実施の形態1>
図1はTFT基板100の全体構成を模式的に説明する平面図である。同図に示すように、TFT基板100は、画素TFT30を含む画素(領域)がマトリクス状に配列されてなる表示領域24と、表示領域24を囲むように表示領域24の周辺に設けられた額縁領域23とに大きく分けられる。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a plan view schematically illustrating the entire configuration of the TFT substrate 100. As shown in the figure, a TFT substrate 100 includes a display area 24 in which pixels (areas) including pixel TFTs 30 are arranged in a matrix, and a frame provided around the display area 24 so as to surround the display area 24. The area 23 is roughly divided.

表示領域24には、複数のゲート配線13と複数のソース配線12が互いに直交するように交差して配置され、ソース配線12とゲート配線13との各交差部に対応して画素TFT30及び画素電極を含む画素領域が設けられる。   In the display region 24, a plurality of gate lines 13 and a plurality of source lines 12 are arranged so as to cross each other at right angles, and the pixel TFT 30 and the pixel electrode corresponding to each intersection of the source lines 12 and the gate lines 13. Is provided.

ゲート配線13に駆動電圧を与える走査信号駆動回路25及びソース配線12に駆動電圧を与える表示信号駆動回路26が額縁領域23に配置されている。走査信号駆動回路25により選択的に1本のゲート配線13に電流が流れ、表示信号駆動回路26により選択的に1本のソース配線12に電流が流れた時に、それらの配線の交点に存在する画素の画素TFT30がオン状態となり、この画素TFT30に接続された画素電極に電荷が蓄積される。   A scanning signal driving circuit 25 for applying a driving voltage to the gate wiring 13 and a display signal driving circuit 26 for supplying a driving voltage to the source wiring 12 are arranged in the frame region 23. When a current selectively flows through one gate line 13 by the scanning signal driving circuit 25 and a current selectively flows through one source line 12 by the display signal driving circuit 26, the current exists at the intersection of these lines. The pixel TFT 30 of the pixel is turned on, and charges are accumulated in the pixel electrode connected to the pixel TFT 30.

酸化物半導体を構成材料としたチャネル層を有する画素TFT30を用いる場合、酸化物半導体は移動度が高く小型化できるので、当該画素TFT30と同じ酸化物半導体を構成材料としたチャネル層に用いた駆動用TFT20を用いて走査信号駆動回路25及び表示信号駆動回路26を作製することにより、走査信号駆動回路25及び表示信号駆動回路26の小型化が図れる。その結果、TFT基板100において額縁領域23に走査信号駆動回路25及び表示信号駆動回路26を収めることが可能となるため、上述した駆動回路25,26を低コスト化できると共に額縁領域23を狭くすることができる。   When the pixel TFT 30 having a channel layer made of an oxide semiconductor is used, the oxide semiconductor has high mobility and can be downsized. Therefore, the driving used for the channel layer made of the same oxide semiconductor as the pixel TFT 30 is used. By making the scanning signal driving circuit 25 and the display signal driving circuit 26 using the TFT 20 for use, the scanning signal driving circuit 25 and the display signal driving circuit 26 can be downsized. As a result, the scanning signal drive circuit 25 and the display signal drive circuit 26 can be housed in the frame region 23 of the TFT substrate 100, so that the drive circuits 25 and 26 described above can be reduced in cost and the frame region 23 can be narrowed. be able to.

走査信号駆動回路25は、図1の注目領域A25に示すように、駆動用TFT20(T1,T2,T3)を有した駆動電圧発生回路SCを複数個備えている。表示信号駆動回路26も同様に複数の駆動電圧発生回路SCを有して構成される。ここで、駆動用TFT20に流れる電流はドレイン電極からソース電極に流れるものとする。なお、NMOSトランジスタT1〜T3はそれぞれTFT構成で形成される。   The scanning signal drive circuit 25 includes a plurality of drive voltage generation circuits SC having drive TFTs 20 (T1, T2, T3) as shown in a region of interest A25 in FIG. Similarly, the display signal drive circuit 26 includes a plurality of drive voltage generation circuits SC. Here, it is assumed that the current flowing through the driving TFT 20 flows from the drain electrode to the source electrode. The NMOS transistors T1 to T3 are each formed in a TFT configuration.

駆動電圧発生回路SCは、クロック信号CLKがドレインに与えられるNMOSトランジスタT1と、接地電位VSSがソースに与えられ、ドレインがNMOSトランジスタT1のソースに接続されたNMOSトランジスタT2と、電源電位VDDがドレインに与えられ、ソースがNMOSトランジスタT1のゲートに接続されたNMOSトランジスタT3とを備えている。なお、NMOSトランジスタT3のソースは、NMOSトランジスタT1,T2間の接続ノードN1にキャパシタC1を介して接続され、NMOSトランジスタT1、T2間の接続ノードN1が駆動電圧発生回路SCの出力ノードとなって、対応するゲート配線13及びソース配線12に駆動電圧を与える構成となっている。   The drive voltage generation circuit SC includes an NMOS transistor T1 to which the clock signal CLK is applied to the drain, an NMOS transistor T2 to which the ground potential VSS is applied to the source, a drain connected to the source of the NMOS transistor T1, and a power supply potential VDD to the drain. And an NMOS transistor T3 having a source connected to the gate of the NMOS transistor T1. The source of the NMOS transistor T3 is connected to the connection node N1 between the NMOS transistors T1 and T2 via the capacitor C1, and the connection node N1 between the NMOS transistors T1 and T2 serves as an output node of the drive voltage generation circuit SC. The driving voltage is applied to the corresponding gate wiring 13 and source wiring 12.

NMOSトランジスタT3のゲートに与えられる信号によってNMOSトランジスタT3がオンすることにより、NMOSトランジスタT1がオン状態となってクロック信号CLKが接続ノードN1から出力され、NMOSトランジスタT2のゲートに与えられる信号によってNMOSトランジスタT2がオンすることで、接続ノードN1の電位が接地電位VSSに固定される。   When the NMOS transistor T3 is turned on by a signal applied to the gate of the NMOS transistor T3, the NMOS transistor T1 is turned on and the clock signal CLK is output from the connection node N1, and the NMOS transistor T1 is output by the signal applied to the gate of the NMOS transistor T2. When the transistor T2 is turned on, the potential of the connection node N1 is fixed to the ground potential VSS.

本発明は実施の形態1〜実施の形態5におけるTFTを画素用及び駆動回路用のTFTのうち、少なくとも一方に用いる。以下では画素に用いた場合の画素TFT30を代表して説明する。   In the present invention, the TFTs in Embodiment Modes 1 to 5 are used for at least one of TFTs for pixels and driving circuits. Hereinafter, the pixel TFT 30 when used for a pixel will be described as a representative.

図2はこの発明の実施の形態1である画素TFT30の平面構造を示す平面図であり、図3は図2のA−A断面構造を示す断面図である。なお、図2及び図3にはそれぞれXYZ直交座標系を併せて示している。以下、画素TFT30に関し、図2及び図3を参照して説明する。   2 is a plan view showing the planar structure of the pixel TFT 30 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view showing the AA sectional structure of FIG. 2 and 3 also show the XYZ orthogonal coordinate system. Hereinafter, the pixel TFT 30 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図3に示すように、画素TFT30は、例えば、ガラス等の透明性絶縁性基板1(基板)上に形成され、透明性絶縁性基板1上に、金属で構成されるゲート電極2が選択的に形成されている。なお、透明性絶縁性基板1上にはゲート配線13(図1参照)も形成され、ゲート電極2はゲート配線13(図1参照)と電気的に接続されている。   As shown in FIG. 3, the pixel TFT 30 is formed on a transparent insulating substrate 1 (substrate) such as glass, and the gate electrode 2 made of metal is selectively formed on the transparent insulating substrate 1. Is formed. A gate wiring 13 (see FIG. 1) is also formed on the transparent insulating substrate 1, and the gate electrode 2 is electrically connected to the gate wiring 13 (see FIG. 1).

そして、ゲート電極2を被覆するように透明性絶縁性基板1上全面にゲート絶縁膜3が形成されている。このゲート絶縁膜3上において、平面視して(上方から見て)ゲート電極2と重なる領域の一部に酸化物半導体層4(第1の半導体層)が選択的に形成される。ここで、酸化物半導体層4は平面視してゲート電極2からはみ出した領域があっても良い。図3示す構造では、酸化物半導体層4は互いに距離を隔てて分離形成された2つの酸化物半導体層4a及び4b(一方及び他方部分半導体層)で構成される。すなわち、平面視してゲート電極2に対向する態様で、ゲート電極2の中心を基準として左側(−X方向側)に酸化物半導体層4aが設けられ、右側(+X方向側)に酸化物半導体層4bが設けられる。   A gate insulating film 3 is formed on the entire surface of the transparent insulating substrate 1 so as to cover the gate electrode 2. On the gate insulating film 3, an oxide semiconductor layer 4 (first semiconductor layer) is selectively formed in a part of a region overlapping with the gate electrode 2 in plan view (viewed from above). Here, the oxide semiconductor layer 4 may have a region protruding from the gate electrode 2 in plan view. In the structure shown in FIG. 3, the oxide semiconductor layer 4 is composed of two oxide semiconductor layers 4a and 4b (one and the other partial semiconductor layers) that are separated from each other. In other words, the oxide semiconductor layer 4a is provided on the left side (−X direction side) with the center of the gate electrode 2 as a reference and the oxide semiconductor layer on the right side (+ X direction side) in a mode facing the gate electrode 2 in plan view. Layer 4b is provided.

そして、ゲート絶縁膜3の一部領域を覆うようにソース電極16及びドレイン電極17が選択的に形成される。ソース電極16はソース配線12(図1参照)と電気的に接続され、ドレイン電極17は画素電極15(図1参照)と電気的に接続される。なお、ソース電極16及びドレイン電極17はそれぞれモリブデン層21及びアルミニウム層22による積層構造で形成される。ソース電極16及びドレイン電極17間のゲート絶縁膜3上の領域がゲート電極2に対向する領域となる。   A source electrode 16 and a drain electrode 17 are selectively formed so as to cover a partial region of the gate insulating film 3. The source electrode 16 is electrically connected to the source wiring 12 (see FIG. 1), and the drain electrode 17 is electrically connected to the pixel electrode 15 (see FIG. 1). Note that the source electrode 16 and the drain electrode 17 are formed in a laminated structure of a molybdenum layer 21 and an aluminum layer 22, respectively. A region on the gate insulating film 3 between the source electrode 16 and the drain electrode 17 is a region facing the gate electrode 2.

ここで、ソース電極16は酸化物半導体層4a上にも形成され、ドレイン電極17は酸化物半導体層4b上にも形成される。酸化物半導体層4a及び4bは、ソース電極16及びドレイン電極17と平面視して同一の形状をしていても良く、ソース電極16及びドレイン電極17からはみ出した領域があっても良い。   Here, the source electrode 16 is also formed on the oxide semiconductor layer 4a, and the drain electrode 17 is also formed on the oxide semiconductor layer 4b. The oxide semiconductor layers 4 a and 4 b may have the same shape as the source electrode 16 and the drain electrode 17 in a plan view, or may have a region protruding from the source electrode 16 and the drain electrode 17.

そして、ソース電極16,ドレイン電極17間のゲート絶縁膜3上から、ソース電極16及びドレイン電極17それぞれ上に延びて酸化物半導体層5(第2の半導体層)が形成され、ソース電極16及びドレイン電極17はそれぞれ酸化物半導体層5を介して接続される。   Then, the oxide semiconductor layer 5 (second semiconductor layer) is formed to extend from the gate insulating film 3 between the source electrode 16 and the drain electrode 17 to the source electrode 16 and the drain electrode 17, respectively. The drain electrodes 17 are connected to each other through the oxide semiconductor layer 5.

酸化物半導体層4がソース電極16及びドレイン電極17から平面視してはみ出した領域がある場合は、はみ出した領域上にも酸化物半導体層5が形成される。ここで、酸化物半導体層5はソース電極16及びドレイン電極17の側面及び上面と接触するとともに、酸化物半導体層4a及び酸化物半導体層4bそれぞれと隣接して接触する態様で、酸化物半導体層4と接続される。   When there is a region where the oxide semiconductor layer 4 protrudes from the source electrode 16 and the drain electrode 17 in plan view, the oxide semiconductor layer 5 is also formed on the protruded region. Here, the oxide semiconductor layer 5 is in contact with the side surfaces and the top surface of the source electrode 16 and the drain electrode 17 and is adjacent to and in contact with the oxide semiconductor layer 4a and the oxide semiconductor layer 4b. 4 is connected.

すなわち、ソース電極16下の酸化物半導体層4aとドレイン電極17下の酸化物半導体層4bは酸化物半導体層4a及び4b間のゲート絶縁膜3上に形成される酸化物半導体層5を介して接続される。   That is, the oxide semiconductor layer 4a under the source electrode 16 and the oxide semiconductor layer 4b under the drain electrode 17 are interposed via the oxide semiconductor layer 5 formed on the gate insulating film 3 between the oxide semiconductor layers 4a and 4b. Connected.

そして、酸化物半導体層5のうち、ゲート絶縁膜3上においてソース電極16及びドレイン電極17に挟まれた領域(ゲート電極2に対向する領域)がチャネル主要領域RC5となる。   In the oxide semiconductor layer 5, a region sandwiched between the source electrode 16 and the drain electrode 17 (a region facing the gate electrode 2) on the gate insulating film 3 is a channel main region RC <b> 5.

さらに、酸化物半導体層5、ソース電極16、ドレイン電極17、ゲート絶縁膜3上に保護絶縁膜18が形成される。なお、保護絶縁膜18がゲート絶縁膜3上に形成される箇所は図3では示されていない。   Further, a protective insulating film 18 is formed on the oxide semiconductor layer 5, the source electrode 16, the drain electrode 17, and the gate insulating film 3. The location where the protective insulating film 18 is formed on the gate insulating film 3 is not shown in FIG.

図4は図1で示したTFT基板100を備えた液晶表示装置200の概略構成を示す説明図である。TFT基板100は図2及び図3で示した画素TFT30を有している。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a liquid crystal display device 200 including the TFT substrate 100 shown in FIG. The TFT substrate 100 has the pixel TFT 30 shown in FIGS.

図4に示すように、液晶表示装置200は、バックライト104上に、偏光板101、TFT基板100、カラーフィルター102及び偏光板101が、この順で配置された構成を採り、2つの偏光板101の偏光方向は、互いに直交するように配置されている。   As shown in FIG. 4, the liquid crystal display device 200 employs a configuration in which a polarizing plate 101, a TFT substrate 100, a color filter 102, and a polarizing plate 101 are arranged in this order on a backlight 104. The polarization directions of 101 are arranged so as to be orthogonal to each other.

画素TFT30を用いたTFT基板100の表面に配向膜及びスペーサを形成する。配向膜は、液晶を配列させるための膜でありポリイミドなどで構成されている。   An alignment film and a spacer are formed on the surface of the TFT substrate 100 using the pixel TFT 30. The alignment film is a film for aligning liquid crystals and is made of polyimide or the like.

一方、カラーフィルター102は、実際にはTFT基板100に対向配置される対向基板に設けられる。TFT基板100と対向基板とは、上記スペーサによって一定の間隙を保って貼り合わされ、この間隙に液晶が注入され封止される。   On the other hand, the color filter 102 is actually provided on a counter substrate disposed to face the TFT substrate 100. The TFT substrate 100 and the counter substrate are bonded together with a certain gap by the spacer, and liquid crystal is injected into this gap and sealed.

すなわち、TFT基板100と対向基板との間に、図4で図示しない液晶層が挟持される。このようにして貼り合わされたTFT基板100及び対向基板(カラーフィルター102)の外側の面に、図4に示した2つの偏光板101及びバックライト104が配置されることにより液晶表示装置200を得ることができる。   That is, a liquid crystal layer (not shown in FIG. 4) is sandwiched between the TFT substrate 100 and the counter substrate. The liquid crystal display device 200 is obtained by disposing the two polarizing plates 101 and the backlight 104 shown in FIG. 4 on the outer surfaces of the TFT substrate 100 and the counter substrate (color filter 102) bonded in this manner. be able to.

(製造方法)
図5〜図19は実施の形態1の画素TFT30の製造工程の処理手順を示す断面図である。以下、図5〜図19を参照して、実施の形態1の画素TFT30の製造方法の処理内容を説明する。なお、最終工程を示す断面図は、図3に相当する。
(Production method)
5 to 19 are cross-sectional views showing the processing procedure of the manufacturing process of the pixel TFT 30 of the first embodiment. Hereinafter, the processing content of the manufacturing method of the pixel TFT 30 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. A cross-sectional view showing the final process corresponds to FIG.

まず、図5に示すように、ガラス等の透明性絶縁性基板1を準備する。そして、図6に示すように、透明性絶縁性基板1上全面に、例えば、アルミニウム(Al)系合金膜、より具体的にはAlに3mol%のNiを添加した合金膜(Al−3mol%Ni膜)で金属膜19(第1の金属膜)を形成する。なお、「Al−3mol%Ni膜」とは、Alに対し、Niを3%のモル分率で合金した膜を意味する。   First, as shown in FIG. 5, a transparent insulating substrate 1 such as glass is prepared. As shown in FIG. 6, for example, an aluminum (Al) alloy film, more specifically, an alloy film in which 3 mol% of Ni is added to Al (Al-3 mol%) is formed on the entire surface of the transparent insulating substrate 1. A metal film 19 (first metal film) is formed using a Ni film. The “Al-3 mol% Ni film” means a film in which Ni is alloyed with Al at a mole fraction of 3%.

Al−3mol%Ni膜は、Al−3mol%Ni合金ターゲットを用いたスパッタリング法により成膜できる。ここでは、厚さ100nmのAl−3mol%Ni膜を成膜して金属膜19を形成した。なお、スパッタリングガスとしてはArガス、Krガスなどを用いることができる。   The Al-3 mol% Ni film can be formed by a sputtering method using an Al-3 mol% Ni alloy target. Here, a metal film 19 was formed by forming an Al-3 mol% Ni film having a thickness of 100 nm. Note that Ar gas, Kr gas, or the like can be used as the sputtering gas.

次に、図7に示すように、金属膜19上に塗布形成したフォトレジストを、フォトリソグラフィー(写真製版)工程によりパターニングしてレジストパターンRM1を形成する。フォトレジストは、例えばノボラック系のポジ型の感光性樹脂で構成されるフォトレジスト材を、塗布法を用いて金属膜19上に塗布し、厚さ約1.5μmとする。   Next, as shown in FIG. 7, the photoresist applied and formed on the metal film 19 is patterned by a photolithography (photoengraving) process to form a resist pattern RM1. As the photoresist, for example, a photoresist material composed of a novolac positive photosensitive resin is applied on the metal film 19 by a coating method to have a thickness of about 1.5 μm.

そして、図8に示すように、レジストパターンRM1をエッチングマスクとして、リン酸(Phosphoric acid)、酢酸(Acetic acid)、硝酸(Nitric acid)を含むPAN系の溶液を用いたウエットエッチング法により金属膜19に対するパターニング処理(第1のパターニング処理)を実行することにより、透明性絶縁性基板1上にゲート電極2を形成する。   Then, as shown in FIG. 8, using the resist pattern RM1 as an etching mask, the metal film is formed by a wet etching method using a PAN-based solution containing phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid. The gate electrode 2 is formed on the transparent insulating substrate 1 by performing a patterning process (first patterning process) on the substrate 19.

次に、アミン系のレジスト剥離液を用いてレジストパターンRM1を剥離除去した後、図9に示すように、ゲート電極2を覆うように、透明性絶縁性基板1上に、ゲート絶縁膜3を形成する。ゲート絶縁膜3は、例えば、シラン(SiH)ガスと一酸化二窒素(NO)ガスとを用いたプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法で、例えば約50〜500nmの厚さに形成される。 Next, after stripping and removing the resist pattern RM1 using an amine-based resist stripping solution, the gate insulating film 3 is formed on the transparent insulating substrate 1 so as to cover the gate electrode 2 as shown in FIG. Form. The gate insulating film 3 is formed to a thickness of, for example, about 50 to 500 nm by, for example, a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method using silane (SiH 4 ) gas and dinitrogen monoxide (N 2 O) gas. The

次に、図10にように、ゲート絶縁膜3上に、製造用酸化物半導体層41(第1の製造用半導体層)を形成する。本実施の形態では、製造用酸化物半導体層41の構成材料として、酸化インジウム(In)に酸化ガリウム(Ga)及び酸化亜鉛(ZnO)を添加したInGaZnO系の酸化物半導体を用いる。 Next, as shown in FIG. 10, a manufacturing oxide semiconductor layer 41 (first manufacturing semiconductor layer) is formed on the gate insulating film 3. In this embodiment, an InGaZnO-based oxide semiconductor in which gallium oxide (Ga 2 O 3 ) and zinc oxide (ZnO) are added to indium oxide (In 2 O 3 ) is used as a constituent material of the manufacturing oxide semiconductor layer 41. Is used.

ここでは、例えばIn:Ga:Zn:Oの原子組成比が1:1:1:4であるInGaZnOターゲット[In・(Ga)・(ZnO)]を用いたDCスパッタリング法により製造用酸化物半導体層41を形成する。このとき、スパッタリングガスとしては、公知のアルゴン(Ar)ガス、クリプトン(Kr)ガスなどを用いることができる。このようなスパッタリング法を用いて形成されたInGaZnO膜は、通常は、酸素の原子組成比が化学量論組成よりも少なくなっており、酸素イオン欠損状態(上記の例ではOの組成比が4未満)の酸化膜となる。したがって、Arガスに酸素(O)ガスを混合させてスパッタリングすることが望ましい。ここでは、Arガスに対して分圧比で10%のOガスを添加した混合ガスを用いて、スパッタリングを行い、例えば40nmの厚さでInGaZnO系の製造用酸化物半導体層41を形成する。なお、InGaZnO膜は非晶質構造であっても良い。 Here, for example, DC sputtering using an InGaZnO target [In 2 O 3. (Ga 2 O 3 ). (ZnO) 2 ] in which the atomic composition ratio of In: Ga: Zn: O is 1: 1: 1: 4. The manufacturing oxide semiconductor layer 41 is formed by the method. At this time, a known argon (Ar) gas, krypton (Kr) gas, or the like can be used as the sputtering gas. In an InGaZnO film formed using such a sputtering method, the atomic composition ratio of oxygen is usually smaller than the stoichiometric composition, and an oxygen ion deficient state (in the above example, the O composition ratio is 4). Less than) oxide film. Therefore, it is desirable to mix Ar gas with oxygen (O 2 ) gas and perform sputtering. Here, sputtering is performed using a mixed gas obtained by adding 10% O 2 gas in a partial pressure ratio to Ar gas, and the InGaZnO-based manufacturing oxide semiconductor layer 41 is formed with a thickness of, for example, 40 nm. Note that the InGaZnO film may have an amorphous structure.

次に、図11に示すように、製造用酸化物半導体層41上に塗布形成したフォトレジストを、フォトリソグラフィー工程によりパターニングしてレジストパターンRM2を形成する。フォトレジストは、例えばノボラック系のポジ型の感光性樹脂で構成されるフォトレジスト材を、塗布法を用いて製造用酸化物半導体層41上に塗布し、厚さ約1.5μmとする。   Next, as shown in FIG. 11, the photoresist applied and formed on the manufacturing oxide semiconductor layer 41 is patterned by a photolithography process to form a resist pattern RM2. As the photoresist, for example, a photoresist material composed of a novolac-based positive photosensitive resin is applied onto the manufacturing oxide semiconductor layer 41 by a coating method to have a thickness of about 1.5 μm.

そして、図12に示すように、レジストパターンRM2をエッチングマスクとして、硝酸を含む溶液を用いたウエットエッチングにより製造用酸化物半導体層41に対するパターニング処理(第2のパターニング処理)を実行することにより平面視してゲート電極2と重なる領域にパターニング済半導体層41P(パターニング済第1の製造用半導体層)を形成する。ここで、パターニング済半導体層41Pは平面視してゲート電極2はみ出した領域があっても良い。その後、アミン系のレジスト剥離液を用いてレジストパターンRM2を剥離除去する。なお、図3で示す完成された酸化物半導体層4(4a及び4b)の形状を、ソース電極16及びドレイン電極17と平面して同形状とする場合は、上述した図11、図12に示したす工程を省略することができる。   Then, as shown in FIG. 12, a patterning process (second patterning process) is performed on the manufacturing oxide semiconductor layer 41 by wet etching using a solution containing nitric acid using the resist pattern RM2 as an etching mask. A patterned semiconductor layer 41P (patterned first manufacturing semiconductor layer) is formed in a region overlapping the gate electrode 2 as viewed. Here, the patterned semiconductor layer 41P may have a region where the gate electrode 2 protrudes in plan view. Thereafter, the resist pattern RM2 is stripped and removed using an amine-based resist stripping solution. Note that in the case where the shape of the completed oxide semiconductor layer 4 (4a and 4b) illustrated in FIG. 3 is the same as that of the source electrode 16 and the drain electrode 17 as illustrated in FIGS. The adding step can be omitted.

次に、後にソース電極16、ドレイン電極17となる金属膜を成膜する。本実施の形態ではソース電極16、ドレイン電極17の金属膜として例えばモリブデン(Mo)とアルミニウム(Al)の2層構造とする。   Next, a metal film that will later become the source electrode 16 and the drain electrode 17 is formed. In this embodiment, the metal film of the source electrode 16 and the drain electrode 17 has a two-layer structure of, for example, molybdenum (Mo) and aluminum (Al).

まず、図13に示すように、パターニング済半導体層41P、ゲート絶縁膜3を覆うように、全面にモリブデン(Mo)層21を成膜する。モリブデン層21の成膜には例えば、Moターゲットを用いたDCスパッタリング法により形成する。   First, as shown in FIG. 13, a molybdenum (Mo) layer 21 is formed on the entire surface so as to cover the patterned semiconductor layer 41 </ b> P and the gate insulating film 3. For example, the molybdenum layer 21 is formed by DC sputtering using a Mo target.

次に、図14に示すように、モリブデン層21上にアルミニウム(Al)層22を成膜する。アルミニウム層22の成膜には例えばAl−3mol%Ni合金ターゲットを用いたスパッタリング法によってAl−3mol%Ni膜を成膜する。モリブデン層21とアルミニウム層22の膜厚はそれぞれ例えば10〜100nmとする。これらMO及びAlによる積層金属層21及び22がソース電極16及びドレイン電極17形成用の第2の金属膜となる。   Next, as shown in FIG. 14, an aluminum (Al) layer 22 is formed on the molybdenum layer 21. For forming the aluminum layer 22, an Al-3 mol% Ni film is formed by sputtering using an Al-3 mol% Ni alloy target, for example. The film thicknesses of the molybdenum layer 21 and the aluminum layer 22 are each 10 to 100 nm, for example. The laminated metal layers 21 and 22 made of MO and Al serve as a second metal film for forming the source electrode 16 and the drain electrode 17.

次に、図15に示すように、アルミニウム層22上に塗布形成したフォトレジストを、フォトリソグラフィー工程によりパターニングして、ソース電極16及びドレイン電極17を形成するためのレジストパターンRM3を形成する。フォトレジストは、例えばノボラック系のポジ型の感光性樹脂で構成されるフォトレジスト材を、塗布法を用いてアルミニウム層22上に塗布し、厚さ約1.5μmとする。   Next, as shown in FIG. 15, the photoresist applied and formed on the aluminum layer 22 is patterned by a photolithography process to form a resist pattern RM3 for forming the source electrode 16 and the drain electrode 17. As the photoresist, for example, a photoresist material made of a novolac-based positive photosensitive resin is applied onto the aluminum layer 22 by a coating method to have a thickness of about 1.5 μm.

そして、図16に示すように、レジストパターンRM3をエッチングマスクとして、PAN系の溶液を用いたウエットエッチング法によりモリブデン層21及びアルミニウム層22に対するパターニング処理(第3のパターニング処理)を実行することにより、ソース電極16及びドレイン電極17を得る。   Then, as shown in FIG. 16, by performing a patterning process (third patterning process) on the molybdenum layer 21 and the aluminum layer 22 by a wet etching method using a PAN-based solution using the resist pattern RM3 as an etching mask. The source electrode 16 and the drain electrode 17 are obtained.

この第3のパターニング処理により、パターニング済半導体層41Pも併せてパターニングされる。すなわち、上記第3のパターニング処理の対象は、モリブデン層21、アルミニウム層22及びパターニング済半導体層41Pとなる。その結果、ソース電極16及びドレイン電極17下に酸化物半導体層4a及び4bが得られる。すなわち、酸化物半導体層4(第1の半導体層)として、ソース電極16側の酸化物半導体層4a(一方部分半導体層)と、ドレイン電極17側の酸化物半導体層4b(他方部分半導体層)とが分離して得られる。   By this third patterning process, the patterned semiconductor layer 41P is also patterned. That is, the target of the third patterning process is the molybdenum layer 21, the aluminum layer 22, and the patterned semiconductor layer 41P. As a result, oxide semiconductor layers 4 a and 4 b are obtained under the source electrode 16 and the drain electrode 17. That is, as the oxide semiconductor layer 4 (first semiconductor layer), the oxide semiconductor layer 4a (one partial semiconductor layer) on the source electrode 16 side and the oxide semiconductor layer 4b (other partial semiconductor layer) on the drain electrode 17 side. And are obtained separately.

このように、上記第3のパターニング処理により、ソース電極16及びドレイン電極17と共に酸化物半導体層4(第1の半導体層)を同時に形成することができる。   In this manner, the oxide semiconductor layer 4 (first semiconductor layer) can be formed simultaneously with the source electrode 16 and the drain electrode 17 by the third patterning process.

上記第3のパターニング処理後にソース電極16とドレイン電極17との間にゲート絶縁膜3の表面が露出した開口部28が形成される。開口部28は平面視してゲート電極2と完全重複する。すなわち、上記第3のパターニング処理後において、ソース電極16及びドレイン電極17間のゲート絶縁膜3上の領域がゲート電極2と対向する領域となる。   After the third patterning process, an opening 28 where the surface of the gate insulating film 3 is exposed is formed between the source electrode 16 and the drain electrode 17. The opening 28 completely overlaps with the gate electrode 2 in plan view. That is, after the third patterning process, the region on the gate insulating film 3 between the source electrode 16 and the drain electrode 17 becomes a region facing the gate electrode 2.

次に、図17に示すように、ソース電極16、ドレイン電極17、及び酸化物半導体層4上、並びに及び開口部28内におけるゲート絶縁膜3上に製造用酸化物半導体層51(第2の製造用半導体層)を成膜する。製造用酸化物半導体層51として、例えばInGaZnO系の酸化物半導体を用いる。ここでは、例えばIn:Ga:Zn:Oの原子組成比が1:1:1:4であるInGaZnOターゲット[In・(Ga)・(ZnO)]を用いたDCスパッタリング法により製造用酸化物半導体層51を成膜する。例えばArガスに対して分圧比で10%のOガスを添加した混合ガスを用いて、スパッタリングを行い、40nmの厚さでInGaZnO系の酸化物半導体層を成膜する。なお、InGaZnO膜は非晶質構造であっても良い。 Next, as illustrated in FIG. 17, the manufacturing oxide semiconductor layer 51 (second electrode) is formed on the source electrode 16, the drain electrode 17, and the oxide semiconductor layer 4 and on the gate insulating film 3 in the opening 28. A semiconductor layer for manufacturing) is formed. For example, an InGaZnO-based oxide semiconductor is used as the manufacturing oxide semiconductor layer 51. Here, for example, DC sputtering using an InGaZnO target [In 2 O 3. (Ga 2 O 3 ). (ZnO) 2 ] in which the atomic composition ratio of In: Ga: Zn: O is 1: 1: 1: 4. A manufacturing oxide semiconductor layer 51 is formed by a method. For example, sputtering is performed using a mixed gas obtained by adding 10% O 2 gas at a partial pressure ratio to Ar gas, and an InGaZnO-based oxide semiconductor layer is formed to a thickness of 40 nm. Note that the InGaZnO film may have an amorphous structure.

次に、図18に示すように、開口部28を埋めつつ、製造用酸化物半導体層51上に塗布形成したフォトレジストを、フォトリソグラフィー工程によりパターニングしてレジストパターンRM4を形成する。フォトレジストは、例えばノボラック系のポジ型の感光性樹脂で構成されるフォトレジスト材を、塗布法を用いて製造用酸化物半導体層51上に塗布し、厚さ約1.5μmとする。   Next, as shown in FIG. 18, the photoresist applied and formed on the manufacturing oxide semiconductor layer 51 is patterned by a photolithography process while filling the opening 28, thereby forming a resist pattern RM4. As the photoresist, for example, a photoresist material made of a novolac-based positive photosensitive resin is applied onto the manufacturing oxide semiconductor layer 51 by a coating method to have a thickness of about 1.5 μm.

そして、図19に示すように、レジストパターンRM4をエッチングマスクとして、硝酸を含む溶液を用いたウエットエッチングにより製造用酸化物半導体層51に対するパターニング処理(第4のパターニング処理)を実行することにより、酸化物半導体層5(第2の半導体層)を得る。   Then, as shown in FIG. 19, by performing a patterning process (fourth patterning process) on the manufacturing oxide semiconductor layer 51 by wet etching using a solution containing nitric acid using the resist pattern RM4 as an etching mask. An oxide semiconductor layer 5 (second semiconductor layer) is obtained.

ここで、酸化物半導体層5は平面視してゲート電極2からはみ出した領域があっても良い。また、酸化物半導体層5よりも酸化物半導体層4のキャリア密度が高くても良い。その後、アミン系のレジスト剥離液を用いてレジストパターンRM4を剥離除去する。   Here, the oxide semiconductor layer 5 may have a region protruding from the gate electrode 2 in plan view. In addition, the carrier density of the oxide semiconductor layer 4 may be higher than that of the oxide semiconductor layer 5. Thereafter, the resist pattern RM4 is stripped and removed using an amine-based resist stripping solution.

酸化物半導体層5は、ゲート絶縁膜3上のソース電極16及びドレイン電極17間において、ゲート電極2と対向する領域に形成されるチャネル主要領域RC5を有し、ソース電極16及びドレイン電極17それぞれと側面及び上面の一部で接触し、チャネル主要領域RC5が酸化物半導体層4a及び4b間に挟まれることにより、酸化物半導体層4a及び4bに接触する。   The oxide semiconductor layer 5 has a channel main region RC5 formed in a region facing the gate electrode 2 between the source electrode 16 and the drain electrode 17 on the gate insulating film 3, and the source electrode 16 and the drain electrode 17 respectively. And the main channel region RC5 is sandwiched between the oxide semiconductor layers 4a and 4b, thereby contacting the oxide semiconductor layers 4a and 4b.

次に、酸化物半導体層5、ソース電極16、ドレイン電極17、ゲート絶縁膜3上に保護絶縁膜18を成膜する。保護絶縁膜18は、例えば、シラン(SiH)ガスと一酸化二窒素(NO)ガスとを用いたプラズマCVD法で、例えば約50〜500nmの厚さに形成される。そして、図3に示した画素TFT30を完成する。 Next, a protective insulating film 18 is formed over the oxide semiconductor layer 5, the source electrode 16, the drain electrode 17, and the gate insulating film 3. The protective insulating film 18 is formed to a thickness of about 50 to 500 nm, for example, by plasma CVD using silane (SiH 4 ) gas and dinitrogen monoxide (N 2 O) gas. Then, the pixel TFT 30 shown in FIG. 3 is completed.

すなわち、ソース電極16及びドレイン電極17下の酸化物半導体層4a及び4bの一部、酸化物半導体層5のチャネル主要領域RC5をチャネル領域として、ソース電極16、ドレイン電極17、ゲート電極2及びゲート絶縁膜3からなるトランジスタ構造を有する画素TFT30が完成する。   That is, a part of the oxide semiconductor layers 4a and 4b under the source electrode 16 and the drain electrode 17 and the channel main region RC5 of the oxide semiconductor layer 5 as a channel region, the source electrode 16, the drain electrode 17, the gate electrode 2 and the gate. A pixel TFT 30 having a transistor structure made of the insulating film 3 is completed.

このように、実施の形態1の画素TFT30を4回の第1〜第4のパターニング処理により製造することができる。   Thus, the pixel TFT 30 of the first embodiment can be manufactured by four times of the first to fourth patterning processes.

(効果)
実施の形態1の画素TFT30は、酸化物半導体層4及び5の構成材料を酸化物半導体としているため、移動度の高いチャネルパスを有するトランジスタ構造を得ることができる。その結果、画素TFT30を有するTFT基板100及び液晶表示装置200の省エネルギー化を図ることができる。
(effect)
In the pixel TFT 30 of Embodiment 1, since the constituent materials of the oxide semiconductor layers 4 and 5 are oxide semiconductors, a transistor structure having a channel path with high mobility can be obtained. As a result, energy saving of the TFT substrate 100 having the pixel TFT 30 and the liquid crystal display device 200 can be achieved.

さらに、酸化物半導体層4及び5に移動度の高い酸化物半導体を用いることにより、画素TFT30のオン電流が高くすることができ、製造工程における特性にばらつきが発生しても、良好な特性を示す一定以上のオン電流を有する画素TFT30の割合を通常のコプレーナ型構造のTFTよりも多く製造することが期待できるため、歩留り向上を図ることができる。   Further, by using an oxide semiconductor with high mobility for the oxide semiconductor layers 4 and 5, the on-current of the pixel TFT 30 can be increased, and even if variations in characteristics in the manufacturing process occur, good characteristics can be obtained. Since it can be expected that the proportion of the pixel TFTs 30 having an on-current higher than a certain level will be manufactured more than a TFT having a normal coplanar structure, the yield can be improved.

なお、上述した効果は、酸化物半導体層4及び5のうち一方のみの構成材料を酸化物半導体にすることによっても、程度は下がるものの達成することができる。   Note that the above-described effects can be achieved although the degree is reduced by using only one constituent material of the oxide semiconductor layers 4 and 5 as an oxide semiconductor.

実施の形態1の画素TFT30によれば、ソース電極16及びドレイン電極17の下層の酸化物半導体層4a及び4bにゲート電極2からゲート電界が印加されるため、ソース電極16及びドレイン電極17と酸化物半導体層4a及び4bとが平面視して重なった領域に電流パスが形成される。すなわち、図3に示すように、ソース電極16,ドレイン電極17間において電流パスI5が形成される。   According to the pixel TFT 30 of the first embodiment, the gate electric field is applied from the gate electrode 2 to the oxide semiconductor layers 4a and 4b below the source electrode 16 and the drain electrode 17, so A current path is formed in a region where the physical semiconductor layers 4a and 4b overlap in plan view. That is, as shown in FIG. 3, a current path I5 is formed between the source electrode 16 and the drain electrode 17.

したがって、酸化物半導体層5のチャネル主要領域RC5に加え、電流パスI5が流れる酸化物半導体層4a及び4bの一部が、画素TFT30のチャネル領域として機能する。   Therefore, in addition to the main channel region RC5 of the oxide semiconductor layer 5, part of the oxide semiconductor layers 4a and 4b through which the current path I5 flows functions as a channel region of the pixel TFT 30.

このように、実施の形態1の画素TFT30は、図3で示す電流パスI5を流すチャネル領域(酸化物半導体層4a及び4bのうち電流パスI5を形成する領域と酸化物半導体層5のチャネル主要領域RC5)を有することにより、ソース電極16及びドレイン電極17とチャネル領域との接触抵抗を低減したコプレーナ構造の画素TFT30を実現できる。   As described above, the pixel TFT 30 according to the first embodiment includes a channel region in which the current path I5 illustrated in FIG. 3 flows (the region where the current path I5 is formed in the oxide semiconductor layers 4a and 4b and the main channel of the oxide semiconductor layer 5). By having the region RC5), it is possible to realize the pixel TFT 30 having a coplanar structure in which the contact resistance between the source electrode 16 and the drain electrode 17 and the channel region is reduced.

また、酸化物半導体層4a及び4b(一方及び他方部分半導体層)は、積層金属層21及び22(第2の金属膜)に対する第3のパターニング処理時に、ソース電極16及びドレイン電極17と共に同時に形成することができる。   The oxide semiconductor layers 4a and 4b (one and the other partial semiconductor layers) are formed simultaneously with the source electrode 16 and the drain electrode 17 during the third patterning process for the stacked metal layers 21 and 22 (second metal film). can do.

さらに、画素TFT30は、ES構造と比べて、保護膜用半導体層とソース電極、ドレイン電極とのオーバーラップ領域が生じない構造であるため、TFTのサイズ及び寄生容量をそれぞれ小さくできる効果を奏する。   Further, since the pixel TFT 30 has a structure in which an overlap region between the protective film semiconductor layer and the source electrode and the drain electrode does not occur as compared with the ES structure, the TFT size and the parasitic capacitance can be reduced.

加えて、ソース電極16及びドレイン電極17の形成後にチャネル主要領域RC5を有する酸化物半導体層5を形成するため、信頼性の高いチャネル領域を有する画素TFT30を得ることができる。   In addition, since the oxide semiconductor layer 5 having the channel main region RC5 is formed after the source electrode 16 and the drain electrode 17 are formed, the pixel TFT 30 having a highly reliable channel region can be obtained.

すなわち、バックチャネルエッチング構造と比べて、酸化物半導体層5のチャネル主要領域RC5がソース電極16及びドレイン電極17形成時の第3のパターニング処理として実施されるウエットエッチングに晒されないためチャネル領域表面の欠陥密度を抑制することができる。その結果、欠陥に起因した劣化を抑制し、長寿命な画素TFT30を得ることができる。   That is, compared with the back channel etching structure, the channel main region RC5 of the oxide semiconductor layer 5 is not exposed to the wet etching performed as the third patterning process when the source electrode 16 and the drain electrode 17 are formed. Defect density can be suppressed. As a result, it is possible to obtain the pixel TFT 30 having a long lifetime while suppressing deterioration due to defects.

また、実施の形態1の画素TFT30のソース電極16及びドレイン電極17にAlとMoの2層構造を用いた場合について考える。約40℃のPAN系の溶液でAl及びMoに対するエッチングを実行した場合のエッチングレートはそれぞれ324nm/min及び277nm/minであった。   Consider a case where a two-layer structure of Al and Mo is used for the source electrode 16 and the drain electrode 17 of the pixel TFT 30 of the first embodiment. When etching was performed on Al and Mo with a PAN-based solution at about 40 ° C., the etching rates were 324 nm / min and 277 nm / min, respectively.

ここで、Moを上層にした場合、エッチングレートの低い上層のMoよりも下層のAlが速くエッチングされ、ソース電極16及びドレイン電極17それぞれの断面形状がひさし形状となってしまう。このように、ソース電極16及びドレイン電極17の断面形状がひさし形状になるとTFT特性が劣化する。   Here, when Mo is used as the upper layer, the lower layer Al is etched faster than the upper Mo layer having a low etching rate, and the cross-sectional shapes of the source electrode 16 and the drain electrode 17 become eaves. As described above, when the cross-sectional shape of the source electrode 16 and the drain electrode 17 becomes an elongate shape, the TFT characteristics deteriorate.

そこで、実施の形態1の画素TFT30のように、モリブデン層21上にアルミニウム層22を形成して、エッチングレートの高いAlを上層にすることが望ましい。また、ソース電極16及びドレイン電極17にAlを用いて酸化物半導体をチャネル領域に用いるTFTである酸化物TFTを作製した場合の接触抵抗は101kΩであった。   Therefore, it is desirable to form the aluminum layer 22 on the molybdenum layer 21 and form Al with a high etching rate as the upper layer as in the pixel TFT 30 of the first embodiment. In addition, when an oxide TFT, which is a TFT using an oxide semiconductor for a channel region using Al for the source electrode 16 and the drain electrode 17, was manufactured, the contact resistance was 101 kΩ.

一方、ソース電極16及びドレイン電極17にMoを用いて酸化物半導体TFTを作製した場合の接触抵抗は15kΩであった。ここからMoの方がAlよりも酸化物半導体を構成材料とする領域との接触抵抗が小さいことが分かる。したがって、酸化物半導体を構成材料とした酸化物半導体層4a及び4bがソース電極16及びドレイン電極17の下層となるモリブデン層21と接触する本実施の形態の画素TFT30によって酸化物半導体層4a及び4bとの接触抵抗を低減することができる。   On the other hand, the contact resistance when an oxide semiconductor TFT was manufactured using Mo for the source electrode 16 and the drain electrode 17 was 15 kΩ. From this, it can be seen that Mo has a smaller contact resistance with a region having an oxide semiconductor as a constituent material than Al. Therefore, the oxide semiconductor layers 4a and 4b are formed by the pixel TFT 30 of this embodiment in which the oxide semiconductor layers 4a and 4b made of an oxide semiconductor are in contact with the molybdenum layer 21 which is the lower layer of the source electrode 16 and the drain electrode 17. The contact resistance with can be reduced.

さらに、酸化物半導体層5(第2の半導体層)よりも酸化物半導体層4(第1の半導体層)のキャリア密度を高くすることによって、ソース電極16及びドレイン電極17と酸化物半導体層4a及び4bとの接触抵抗を小さくできる。さらに、コプレーナ構造においてキャリア密度の高い領域(酸化物半導体層4)からキャリア密度の低いチャネル領域(酸化物半導体層5のチャネル主要領域RC5)にキャリアが拡散することによって正バイアス印加時の閾値電圧のシフトが抑制される効果が期待できる。   Further, the carrier density of the oxide semiconductor layer 4 (first semiconductor layer) is made higher than that of the oxide semiconductor layer 5 (second semiconductor layer), whereby the source electrode 16 and the drain electrode 17 and the oxide semiconductor layer 4a. And the contact resistance with 4b can be made small. Further, in the coplanar structure, carriers diffuse from a region having a high carrier density (oxide semiconductor layer 4) into a channel region having a low carrier density (channel main region RC5 of the oxide semiconductor layer 5), whereby a threshold voltage when a positive bias is applied. The effect of suppressing the shift of can be expected.

上記効果については、例えば、文献[S. H. Ha, D. H. Kang, I. Kang, J. U. Han, M. Mativenga, and J. Jang, “Channel Length Dependent Bias-Stability of Self-Aligned Coplanar a-IGZO TFTs,” IEEE/OSA J. Disp. Technol., vol. 9, no. 12, pp. 985-988, 2013.]に示唆されている。つまり、酸化物半導体層5に酸化物半導体層4(4a,4b)からキャリアが拡散することによって画素TFT30の信頼性を向上することができる。   For example, the literature [SH Ha, DH Kang, I. Kang, JU Han, M. Mativenga, and J. Jang, “Channel Length Dependent Bias-Stability of Self-Aligned Coplanar a-IGZO TFTs,” IEEE / OSA J. Disp. Technol., Vol. 9, no. 12, pp. 985-988, 2013.]. That is, the carrier TFT diffuses into the oxide semiconductor layer 5 from the oxide semiconductor layer 4 (4a, 4b), whereby the reliability of the pixel TFT 30 can be improved.

このように、酸化物半導体層5より酸化物半導体層4のキャリア密度を高くすることによって、酸化物半導体層4a及び4bとソース電極16及びドレイン電極17との接触抵抗を小さくすることができる。   Thus, by making the carrier density of the oxide semiconductor layer 4 higher than that of the oxide semiconductor layer 5, the contact resistance between the oxide semiconductor layers 4a and 4b and the source electrode 16 and the drain electrode 17 can be reduced.

さらに、コプレーナ構造となる画素TFT30のトランジスタ構造においてキャリア密度の高い領域(酸化物半導体層4)からキャリア密度の低いチャネル領域(酸化物半導体層5)にキャリアが拡散することによって正バイアス印加時の閾値電圧のシフトを抑制することができる。その結果、酸化物半導体層5に酸化物半導体層4からキャリアが拡散することによってトランジスタ構造の信頼性を向上することができる。   Further, in the transistor structure of the pixel TFT 30 having a coplanar structure, carriers are diffused from a region having a high carrier density (oxide semiconductor layer 4) to a channel region having a low carrier density (oxide semiconductor layer 5). Shift of the threshold voltage can be suppressed. As a result, the diffusion of carriers from the oxide semiconductor layer 4 into the oxide semiconductor layer 5 can improve the reliability of the transistor structure.

また、画素TFT30の縮小化によって画素電極の領域を大きくすることができ、ソース電極16及びドレイン電極17,チャネル領域間の接触抵抗の低減化によって、ソース配線12及びゲート配線13の配線密度を高めることができる。   Further, the area of the pixel electrode can be increased by reducing the pixel TFT 30, and the wiring density of the source wiring 12 and the gate wiring 13 is increased by reducing the contact resistance between the source electrode 16, the drain electrode 17, and the channel region. be able to.

したがって、実施の形態1の画素TFT30を有するTFT基板100を用いて構成され、TFT基板100、対向基板(カラーフィルター102を有する)及びTFT基板100と対向基板内に挟持される液晶層を含んで構成される液晶表示装置200(図4参照)は、開口率が高く、高精細(高解像度)、高フレームレート、かつ、長寿命で、信頼性が高いという効果を奏する。   Accordingly, the TFT substrate 100 having the pixel TFT 30 of Embodiment 1 is used, and includes the TFT substrate 100, the counter substrate (having the color filter 102), and the liquid crystal layer sandwiched between the TFT substrate 100 and the counter substrate. The constructed liquid crystal display device 200 (see FIG. 4) has the effects of high aperture ratio, high definition (high resolution), high frame rate, long life, and high reliability.

(変形例)
図20は画素TFTの変形例である画素TFT30Bの断面構造を示す断面図である。同図に示すように、ドレイン電極17の下方にのみ酸化物半導体層4(4b)が形成されている。
(Modification)
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a pixel TFT 30B which is a modification of the pixel TFT. As shown in the figure, the oxide semiconductor layer 4 (4b) is formed only below the drain electrode 17.

このようなコプレーナ型の画素TFT30Bにおいても、ドレイン電極17と酸化物半導体層4とが平面視重複しているため、ドレイン電極17とチャネル領域との接触抵抗の低減化を図ることができる効果を奏する。   Also in such a coplanar pixel TFT 30B, since the drain electrode 17 and the oxide semiconductor layer 4 overlap in plan view, the contact resistance between the drain electrode 17 and the channel region can be reduced. Play.

すなわち、ソース電極16及びドレイン電極17のうち少なくとも一方の電極(図3で示す構造ではソース電極16及びドレイン電極17、図20で示す変形例の構造ではドレイン電極17)が酸化物半導体層4上に形成されることにより、ソース電極16及びドレイン電極17の少なくとも一方の電極下の酸化物半導体層4にゲート電極2からゲート電界が印加される。   That is, at least one of the source electrode 16 and the drain electrode 17 (the source electrode 16 and the drain electrode 17 in the structure shown in FIG. 3 and the drain electrode 17 in the structure of the modification shown in FIG. 20) is on the oxide semiconductor layer 4. Thus, a gate electric field is applied from the gate electrode 2 to the oxide semiconductor layer 4 below at least one of the source electrode 16 and the drain electrode 17.

その結果、少なくとも一方の電極と酸化物半導体層4とが平面視して重なった領域にも電流パスを形成することができるため、少なくとも一方の電極とチャネル領域の接触抵抗を抑制することができる効果を奏する。   As a result, a current path can be formed even in a region where at least one electrode and the oxide semiconductor layer 4 overlap each other in plan view, so that the contact resistance between at least one electrode and the channel region can be suppressed. There is an effect.

<実施の形態2>
本実施の形態は実施の形態1と同様、TFTを画素、駆動回路の少なくとも一方に用いる。実施の形態1の画素TFT30と同じ構造を有し、製造用酸化物半導体層41に代えて製造用酸化物半導体層42を用い、製造用酸化物半導体層42の構成材料としてソース電極16及びドレイン電極17に対する第3のパターニング処理時に実行されるウエットエッチングに耐性のある酸化物半導体を用いる点が異なる。
<Embodiment 2>
In this embodiment, as in Embodiment 1, TFTs are used for at least one of a pixel and a driver circuit. The pixel TFT 30 has the same structure as that of the pixel TFT 30 of Embodiment 1, and a manufacturing oxide semiconductor layer 42 is used in place of the manufacturing oxide semiconductor layer 41, and the source electrode 16 and the drain are used as constituent materials of the manufacturing oxide semiconductor layer 42. The difference is that an oxide semiconductor that is resistant to wet etching performed during the third patterning process for the electrode 17 is used.

(製造方法)
図21〜図30は、実施の形態2の画素TFT30の製造工程の処理手順を示す断面図である。以下、図21〜図30を参照して、実施の形態2の画素TFT30の製造方法について説明する。なお、最終工程を示す断面図は図3に示す、実施の形態1の画素TFT30と同一構造となる。
(Production method)
FIG. 21 to FIG. 30 are cross-sectional views showing the processing procedure of the manufacturing process of the pixel TFT 30 of the second embodiment. Hereinafter, a method of manufacturing the pixel TFT 30 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. A cross-sectional view showing the final process has the same structure as the pixel TFT 30 of the first embodiment shown in FIG.

実施の形態1の製造方法と同様、図5〜図9で示した工程を経た後、図21に示すように、ゲート絶縁膜3上に、製造用酸化物半導体層42(第1の製造用酸化物半導体層)を形成する。本実施の形態では、製造用酸化物半導体層42として、ソース電極16及びドレイン電極17に対する第3のパターニング処理として実施されるウエットエッチング処理に関しウエットエッチング耐性のある酸化物半導体を構成材料としている。PAN耐性を示す酸化物半導体として、例えば特開2010−118407号公報で示されているIn、Ga,Zn、と錫元素(Sn)を含む酸化物半導体を用いる。   Similar to the manufacturing method of the first embodiment, after the steps shown in FIGS. 5 to 9, as shown in FIG. 21, the manufacturing oxide semiconductor layer 42 (for the first manufacturing) is formed on the gate insulating film 3. Oxide semiconductor layer). In this embodiment, the manufacturing oxide semiconductor layer 42 is made of an oxide semiconductor having wet etching resistance with respect to the wet etching process performed as the third patterning process for the source electrode 16 and the drain electrode 17. As an oxide semiconductor exhibiting PAN resistance, for example, an oxide semiconductor containing In, Ga, Zn, and tin element (Sn) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-118407 is used.

ここでは、例えばIn、Ga,Zn、Snが含まれるターゲットを用いたDCスパッタリング法により製造用酸化物半導体層42を例えば膜厚40nm成膜する。なお、製造用酸化物半導体層42は非晶質構造であっても良い。   Here, for example, the manufacturing oxide semiconductor layer 42 is formed to a thickness of, for example, 40 nm by a DC sputtering method using a target containing In, Ga, Zn, and Sn. Note that the manufacturing oxide semiconductor layer 42 may have an amorphous structure.

次に、図22に示すように、製造用酸化物半導体層42上に塗布形成したフォトレジストを、フォトリソグラフィー工程によりパターニングしてレジストパターンRM12を形成する。フォトレジストは、例えばノボラック系のポジ型の感光性樹脂で構成されるフォトレジスト材を、塗布法を用いて製造用酸化物半導体層42上に塗布し、厚さ約1.5μmとする。   Next, as shown in FIG. 22, a photoresist applied and formed on the manufacturing oxide semiconductor layer 42 is patterned by a photolithography process to form a resist pattern RM12. For the photoresist, for example, a photoresist material made of a novolac-based positive photosensitive resin is applied onto the manufacturing oxide semiconductor layer 42 by a coating method to have a thickness of about 1.5 μm.

そして、図23に示すように、レジストパターンRM12をエッチングマスクとして、硝酸を含む溶液を用いたウエットエッチングにより製造用酸化物半導体層42に対するパターニング処理(第2のパターニング処理)を実行することによって、平面視してゲート電極2と重なるように酸化物半導体層4(4a及び4b)を形成する。ここで、酸化物半導体層4は平面視してゲート電極2からはみ出した領域があっても良い。   Then, as shown in FIG. 23, by performing a patterning process (second patterning process) on the manufacturing oxide semiconductor layer 42 by wet etching using a solution containing nitric acid using the resist pattern RM12 as an etching mask. An oxide semiconductor layer 4 (4a and 4b) is formed so as to overlap with the gate electrode 2 in plan view. Here, the oxide semiconductor layer 4 may have a region protruding from the gate electrode 2 in plan view.

このように、上記第2のパターニング処理時に酸化物半導体層4(第1の半導体層)として、後に製造するソース電極16側の酸化物半導体層4a(一方部分半導体層)と、後に製造するドレイン電極17側の酸化物半導体層4b(他方部分半導体層)とが分離して得られる。すなわち、実施の形態2においては、実施の形態1のパターニング済半導体層41Pに対応する構造として、上記第2のパターニング処理後おいて完成された酸化物半導体層4を得ている。その後、アミン系のレジスト剥離液を用いてレジストパターンRM12を剥離除去する。   Thus, as the oxide semiconductor layer 4 (first semiconductor layer) during the second patterning process, the source electrode 16 side oxide semiconductor layer 4a (one partial semiconductor layer) to be manufactured later, and the drain to be manufactured later The oxide semiconductor layer 4b (the other partial semiconductor layer) on the electrode 17 side is obtained separately. That is, in the second embodiment, the oxide semiconductor layer 4 completed after the second patterning process is obtained as a structure corresponding to the patterned semiconductor layer 41P of the first embodiment. Thereafter, the resist pattern RM12 is stripped and removed using an amine resist stripping solution.

次に、後にソース電極16及びドレイン電極17形成用の金属膜を成膜する。本実施の形態ではソース電極16及びドレイン電極17の金属膜(第2の金属膜)として例えばMoとAlの2層構造とする。   Next, a metal film for forming the source electrode 16 and the drain electrode 17 is formed later. In this embodiment, the metal film (second metal film) of the source electrode 16 and the drain electrode 17 has, for example, a two-layer structure of Mo and Al.

まず、図24に示すように、酸化物半導体層4及びゲート絶縁膜3を覆うように、モリブデン層21を成膜する。モリブデン層21の成膜には例えば、Moターゲットを用いたDCスパッタリング法により形成する。   First, as illustrated in FIG. 24, a molybdenum layer 21 is formed so as to cover the oxide semiconductor layer 4 and the gate insulating film 3. For example, the molybdenum layer 21 is formed by DC sputtering using a Mo target.

次に、図25に示すように、モリブデン層21上にアルミニウム層22を成膜する。Alの成膜には例えばAl−3mol%Ni合金ターゲットを用いたスパッタリング法によってAl−3mol%Ni膜を成膜する。モリブデン層21とアルミニウム層22の膜厚はそれぞれ例えば10〜100nmとする。   Next, as shown in FIG. 25, an aluminum layer 22 is formed on the molybdenum layer 21. For the film formation of Al, for example, an Al-3 mol% Ni film is formed by sputtering using an Al-3 mol% Ni alloy target. The film thicknesses of the molybdenum layer 21 and the aluminum layer 22 are each 10 to 100 nm, for example.

次に、図26に示すように、アルミニウム層22上に塗布形成したフォトレジストを、フォトリソグラフィー工程によりパターニングして、ソース電極16及びドレイン電極17を形成するためのレジストパターンRM13を得る。フォトレジストは、例えばノボラック系のポジ型の感光性樹脂で構成されるフォトレジスト材を、塗布法を用いてアルミニウム層22上に塗布し、厚さ約1.5μmとする。   Next, as shown in FIG. 26, the photoresist applied and formed on the aluminum layer 22 is patterned by a photolithography process to obtain a resist pattern RM13 for forming the source electrode 16 and the drain electrode 17. As the photoresist, for example, a photoresist material made of a novolac-based positive photosensitive resin is applied onto the aluminum layer 22 by a coating method to have a thickness of about 1.5 μm.

そして、図27に示すように、レジストパターンRM13をエッチングマスクとして、PAN系の溶液を用いたウエットエッチング法によりモリブデン層21及びアルミニウム層22に対するパターニング処理(第3のパターニング処理)を実行することにより、ソース電極16及びドレイン電極17を得る。この際、ソース電極16とドレイン電極17との間にゲート絶縁膜3の表面が露出した開口部28が形成される。   Then, as shown in FIG. 27, by performing a patterning process (third patterning process) on the molybdenum layer 21 and the aluminum layer 22 by a wet etching method using a PAN-based solution using the resist pattern RM13 as an etching mask. The source electrode 16 and the drain electrode 17 are obtained. At this time, an opening 28 where the surface of the gate insulating film 3 is exposed is formed between the source electrode 16 and the drain electrode 17.

ここで、レジストパターンRM13の下方に存在する酸化物半導体層4はパターニングされることはない。すなわち、上記第3のパターニング処理の対象は、モリブデン層21及びアルミニウム層22となり、上記第2のパターニング処理後のパターニング済半導体層に相当する酸化物半導体層4は含まれない。   Here, the oxide semiconductor layer 4 existing below the resist pattern RM13 is not patterned. That is, the objects of the third patterning process are the molybdenum layer 21 and the aluminum layer 22, and the oxide semiconductor layer 4 corresponding to the patterned semiconductor layer after the second patterning process is not included.

次に、図28に示すように、ソース電極16、ドレイン電極17、及び酸化物半導体層4上、並びに開口部28内におけるゲート絶縁膜3上に製造用酸化物半導体層51(第2の製造用酸化物半導体層)を成膜する。製造用酸化物半導体層51として、上記第3のパターニング処理におけるウエットエッチングに耐性のある酸化物半導体を用いなくてもよい。ここでは、実施の形態1と同様、例えばInGaZnO系の酸化物半導体を用いる。   Next, as shown in FIG. 28, a manufacturing oxide semiconductor layer 51 (second manufacturing) is formed on the source electrode 16, the drain electrode 17, and the oxide semiconductor layer 4 and on the gate insulating film 3 in the opening 28. An oxide semiconductor layer) is formed. As the manufacturing oxide semiconductor layer 51, an oxide semiconductor resistant to wet etching in the third patterning process may not be used. Here, as in Embodiment 1, for example, an InGaZnO-based oxide semiconductor is used.

次に、図29に示すように、開口部28を埋めつつ、製造用酸化物半導体層51上に塗布形成したフォトレジストを、フォトリソグラフィー工程によりパターニングしてレジストパターンRM14を得る。フォトレジストは、例えばノボラック系のポジ型の感光性樹脂で構成されるフォトレジスト材を、塗布法を用いて製造用酸化物半導体層51上に塗布し、厚さ約1.5μmとする。   Next, as shown in FIG. 29, a photoresist applied and formed on the manufacturing oxide semiconductor layer 51 is patterned by a photolithography process while filling the opening 28 to obtain a resist pattern RM14. As the photoresist, for example, a photoresist material made of a novolac-based positive photosensitive resin is applied onto the manufacturing oxide semiconductor layer 51 by a coating method to have a thickness of about 1.5 μm.

そして、図30に示すように、レジストパターンRM14をエッチングマスクとして、硝酸を含む溶液を用いたウエットエッチングにより製造用酸化物半導体層51に対するパターニング処理(第4のパターニング処理)を実行することにより酸化物半導体層5を得る。ここで、酸化物半導体層5は平面視してゲート電極2からはみ出した領域があっても良い。また、酸化物半導体層5よりも酸化物半導体層4のキャリア密度が高くても良い。その後、アミン系のレジスト剥離液を用いてレジストパターンRM14を剥離除去する。   Then, as shown in FIG. 30, the resist pattern RM14 is used as an etching mask, and oxidation is performed by performing a patterning process (fourth patterning process) on the manufacturing oxide semiconductor layer 51 by wet etching using a solution containing nitric acid. The physical semiconductor layer 5 is obtained. Here, the oxide semiconductor layer 5 may have a region protruding from the gate electrode 2 in plan view. In addition, the carrier density of the oxide semiconductor layer 4 may be higher than that of the oxide semiconductor layer 5. Thereafter, the resist pattern RM14 is stripped and removed using an amine-based resist stripping solution.

次に、酸化物半導体層5、ソース電極16、ドレイン電極17、ゲート絶縁膜3上に実施の形態1と同様に保護絶縁膜18を成膜する。そして、図3に示した画素TFT30と同一構造の実施の形態2の画素TFTとして得る。   Next, a protective insulating film 18 is formed over the oxide semiconductor layer 5, the source electrode 16, the drain electrode 17, and the gate insulating film 3 in the same manner as in Embodiment 1. Then, the pixel TFT of the second embodiment having the same structure as the pixel TFT 30 shown in FIG. 3 is obtained.

(効果)
酸化物半導体層4を製造するための製造用酸化物半導体層42の構成材料としてソース電極16及びドレイン電極17に対する第3のパターニング処理として実行されるウエットエッチングに耐性のある酸化物半導体を用いることによって、上記第3のパターニング処理に先がけて実行される上記第2のパターニング処理時に酸化物半導体層4を精度良く形成できる。
(effect)
As a constituent material of the manufacturing oxide semiconductor layer 42 for manufacturing the oxide semiconductor layer 4, an oxide semiconductor resistant to wet etching performed as the third patterning process for the source electrode 16 and the drain electrode 17 is used. Thus, the oxide semiconductor layer 4 can be formed with high accuracy during the second patterning process that is performed prior to the third patterning process.

このように、実施の形態2の画素TFT30の製造方法は、製造用酸化物半導体層42(第1の製造用半導体層)の構成材料として、積層金属層21及び22(第2の金属膜)に対する第3のパターニング処理の実行時にパターニングされない構成材料を用いることにより、図23に示す工程における第2のパターニング処理時に酸化物半導体層4(4a及び4b)を精度良く形成することができる。   As described above, in the manufacturing method of the pixel TFT 30 of the second embodiment, the laminated metal layers 21 and 22 (second metal film) are used as the constituent materials of the manufacturing oxide semiconductor layer 42 (first manufacturing semiconductor layer). By using a constituent material that is not patterned when the third patterning process is performed on the oxide semiconductor layer 4, the oxide semiconductor layer 4 (4a and 4b) can be formed with high accuracy during the second patterning process in the step shown in FIG.

さらに、酸化物半導体層4を図23に示す工程における上記第2のパターニング処理の実行により得た後、ソース電極16及びドレイン電極17を、図27に示す工程の第3のパターニング処理の実行により得ることができるため、平面視して酸化物半導体層4a及び4bをソース電極16及びドレイン電極17からはみ出した構造を容易に形成することできる。その結果、酸化物半導体層4と酸化物半導体層5とが隣接して接触する構造を比較的簡単に得ることができる効果を奏する。   Further, after the oxide semiconductor layer 4 is obtained by executing the second patterning process in the step shown in FIG. 23, the source electrode 16 and the drain electrode 17 are obtained by executing the third patterning process in the step shown in FIG. Therefore, a structure in which the oxide semiconductor layers 4a and 4b protrude from the source electrode 16 and the drain electrode 17 in a plan view can be easily formed. As a result, there is an effect that a structure in which the oxide semiconductor layer 4 and the oxide semiconductor layer 5 are in contact with each other can be obtained relatively easily.

<実施の形態3>
本実施の形態は実施の形態1及び実施の形態2と同様、TFTを画素、駆動回路の少なくとも一方に用いる。以下では画素に用いた場合として説明する。
<Embodiment 3>
In this embodiment mode, a TFT is used for at least one of a pixel and a driver circuit as in Embodiment Modes 1 and 2. Below, it demonstrates as a case where it uses for a pixel.

図31は実施の形態3の画素TFT30Cの断面構造を示す断面図である。なお、図31で示す画素TFT30Cは図2のA−A断面に相当する。以下、図31を参照して実施の形態3の画素TFT30Cについて説明する。   FIG. 31 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the pixel TFT 30C of the third embodiment. A pixel TFT 30C shown in FIG. 31 corresponds to the AA cross section of FIG. Hereinafter, the pixel TFT 30C of the third embodiment will be described with reference to FIG.

同図に示すように、実施の形態3の画素TFT30Cは、酸化物半導体層5上にチャネル保護層6がさらに形成されている点が、図2及び図3で示した実施の形態1の画素TFT30と異なる。したがって、画素TFT30Cにおける透明性絶縁性基板1、ゲート電極2、ゲート絶縁膜3、酸化物半導体層4(4a,4b)、酸化物半導体層5、ソース電極16(21,22)及びドレイン電極17(21,22)からなる構造は、画素TFT30と同様である。   As shown in the figure, the pixel TFT 30C according to the third embodiment has the channel protective layer 6 formed on the oxide semiconductor layer 5 in that the pixel according to the first embodiment shown in FIGS. Different from TFT30. Therefore, the transparent insulating substrate 1, the gate electrode 2, the gate insulating film 3, the oxide semiconductor layers 4 (4a, 4b), the oxide semiconductor layer 5, the source electrodes 16 (21, 22) and the drain electrode 17 in the pixel TFT 30C. The structure composed of (21, 22) is the same as that of the pixel TFT 30.

なお、酸化物半導体層5上に形成されるチャネル保護層6は、平面視して酸化物半導体層5がチャネル保護層6からはみ出した領域があっても良い。   Note that the channel protective layer 6 formed over the oxide semiconductor layer 5 may have a region where the oxide semiconductor layer 5 protrudes from the channel protective layer 6 in plan view.

そして、チャネル保護層6、酸化物半導体層5、ソース電極16、ドレイン電極17、ゲート絶縁膜3上に保護絶縁膜18が形成される。   Then, a protective insulating film 18 is formed on the channel protective layer 6, the oxide semiconductor layer 5, the source electrode 16, the drain electrode 17, and the gate insulating film 3.

(製造方法)
図32〜図35は、実施の形態3の画素TFT30Cの製造工程の処理手順を示す断面図である。以下、図32〜図35を参照して、実施の形態3の画素TFT30Cの製造方法について説明する。なお、最終工程を示す断面図は図31に示す構造となる。
(Production method)
32 to 35 are cross-sectional views showing the processing procedure of the manufacturing process of the pixel TFT 30C of the third embodiment. Hereinafter, a method for manufacturing the pixel TFT 30C of the third embodiment will be described with reference to FIGS. A sectional view showing the final process has a structure shown in FIG.

まず、図5〜図17で示した実施の形態1の製造方法、あるいは図21〜図28で示した実施の形態2の製造方法を経て製造用酸化物半導体層51(第2の製造用酸化物半導体層)を成膜後、図32に示すように、全面に保護用絶縁膜61(保護膜用中間層)を成膜する。保護用絶縁膜61は、例えば、シラン(SiH)ガスと一酸化二窒素(NO)ガスとを用いたプラズマCVD法で、例えば約50〜500nmの厚さに形成される。 First, the manufacturing oxide semiconductor layer 51 (second manufacturing oxidation) is performed through the manufacturing method of the first embodiment shown in FIGS. 5 to 17 or the manufacturing method of the second embodiment shown in FIGS. After the physical semiconductor layer is formed, a protective insulating film 61 (protective film intermediate layer) is formed on the entire surface as shown in FIG. The protective insulating film 61 is formed to a thickness of, for example, about 50 to 500 nm by a plasma CVD method using, for example, silane (SiH 4 ) gas and dinitrogen monoxide (N 2 O) gas.

次に、図33に示すように、保護用絶縁膜61上に塗布形成したフォトレジストを、フォトリソグラフィー工程によりパターニングして、チャネル保護層6を形成するためのレジストパターンRM24を形成する。フォトレジストは、例えばノボラック系のポジ型の感光性樹脂で構成されるフォトレジスト材を、塗布法を用いて保護用絶縁膜61上に塗布し、厚さ約1.5μmとする。   Next, as shown in FIG. 33, the photoresist applied and formed on the protective insulating film 61 is patterned by a photolithography process to form a resist pattern RM24 for forming the channel protective layer 6. As the photoresist, for example, a photoresist material made of a novolac-based positive photosensitive resin is applied on the protective insulating film 61 by a coating method to have a thickness of about 1.5 μm.

次に、図34に示すように、レジストパターンRM24をマスクとしてCHF、CF、SFなどのフッ素を含むガスと酸素(O)ガスとを用いたドライエッチング法により保護用絶縁膜61に対するパターニング処理(第5のパターニング処理)を実行することによりチャネル保護層6を形成する。 Next, as shown in FIG. 34, the protective insulating film 61 is formed by dry etching using a fluorine-containing gas such as CHF 3 , CF 4 , SF 6 and oxygen (O 2 ) gas using the resist pattern RM 24 as a mask. The channel protective layer 6 is formed by performing a patterning process (fifth patterning process) on the above.

次に、図35に示すように、チャネル保護層6をエッチングマスクとして、硝酸を含む溶液を用いたウエットエッチングにより製造用酸化物半導体層51に対するパターニング処理(第4のパターニング処理)を実行することにより酸化物半導体層5を得る。ここで、酸化物半導体層5は平面視してゲート電極2からはみ出した領域があっても良い。また、酸化物半導体層5よりも酸化物半導体層4のキャリア密度が高くても良い。   Next, as shown in FIG. 35, patterning processing (fourth patterning processing) is performed on the manufacturing oxide semiconductor layer 51 by wet etching using a solution containing nitric acid with the channel protective layer 6 as an etching mask. Thus, the oxide semiconductor layer 5 is obtained. Here, the oxide semiconductor layer 5 may have a region protruding from the gate electrode 2 in plan view. In addition, the carrier density of the oxide semiconductor layer 4 may be higher than that of the oxide semiconductor layer 5.

その後、アミン系のレジスト剥離液を用いてレジストパターンRM24を剥離除去する。この際、酸化物半導体層5上にはチャネル保護層6が形成されているため、レジストパターンRM24の剥離除去によって酸化物半導体層5がダメージを受けることはない。   Thereafter, the resist pattern RM24 is stripped and removed using an amine-based resist stripper. At this time, since the channel protective layer 6 is formed on the oxide semiconductor layer 5, the oxide semiconductor layer 5 is not damaged by the removal of the resist pattern RM24.

次に、実施の形態1及び実施の形態2と同様、チャネル保護層6、酸化物半導体層5、ソース電極16、ドレイン電極17、ゲート絶縁膜3上に保護絶縁膜18を成膜することにより、図31で示す画素TFT30Cを得る。   Next, as in Embodiments 1 and 2, a protective insulating film 18 is formed over the channel protective layer 6, the oxide semiconductor layer 5, the source electrode 16, the drain electrode 17, and the gate insulating film 3. A pixel TFT 30C shown in FIG. 31 is obtained.

上述した製造工程を経て、チャネル保護層6を有する実施の形態3の画素TFT30Cを製造することができる。   Through the manufacturing steps described above, the pixel TFT 30C of the third embodiment having the channel protective layer 6 can be manufactured.

(効果)
製造用酸化物半導体層51に対する第4のパターニング処理(ウエットエッチング)後のレジストパターンRM24の剥離除去の際、酸化物半導体層5上にチャネル保護層6が形成されているため、酸化物半導体層5へのダメージ導入を抑制することができる。したがって、酸化物半導体層5内に欠陥の少ないチャネル主要領域RC5を形成することができ、実施の形態3の画素TFT30Cは良好なTFT特性を得て歩留り向上を図ることができる。
(effect)
Since the channel protective layer 6 is formed on the oxide semiconductor layer 5 when the resist pattern RM24 is peeled and removed after the fourth patterning process (wet etching) on the manufacturing oxide semiconductor layer 51, the oxide semiconductor layer The damage introduction to 5 can be suppressed. Therefore, the channel main region RC5 with few defects can be formed in the oxide semiconductor layer 5, and the pixel TFT 30C of Embodiment 3 can obtain good TFT characteristics and improve the yield.

このように、実施の形態3の画素TFT30Cは、酸化物半導体層5(第2の半導体層)上にチャネル保護層6を設けることにより、上記第4のパターニング処理によって酸化物半導体層5を形成した後もチャネル保護層6を残存させることができるため、上記第4パターニング処理後においても、酸化物半導体層5が受けるダメージを受けることを防ぐことができる。その結果、上記第4のパターニング処理後における酸化物半導体層5へのへのダメージを抑制し、画素TFT30Cの特性劣化を防ぐことができる。   Thus, in the pixel TFT 30C of Embodiment 3, the oxide semiconductor layer 5 is formed by the fourth patterning process by providing the channel protective layer 6 on the oxide semiconductor layer 5 (second semiconductor layer). Since the channel protective layer 6 can remain even after the etching, the oxide semiconductor layer 5 can be prevented from being damaged even after the fourth patterning process. As a result, damage to the oxide semiconductor layer 5 after the fourth patterning process can be suppressed, and deterioration of the characteristics of the pixel TFT 30C can be prevented.

なお、上記ダメージとして、例えば、実施の形態1の画素TFT30の場合、図18,図19で示すレジストパターンRM14の剥離処理時に酸化物半導体層5が受けるダメージが該当するが、実施の形態3の画素TFT30Cは酸化物半導体層5上にチャネル保護層6が設けられているため、実施の形態1の上記ダメージを受けることはない。   Note that, as the damage, for example, in the case of the pixel TFT 30 of the first embodiment, the damage that the oxide semiconductor layer 5 receives during the peeling process of the resist pattern RM14 shown in FIGS. 18 and 19 corresponds to the damage of the third embodiment. In the pixel TFT 30C, since the channel protective layer 6 is provided on the oxide semiconductor layer 5, the damage of the first embodiment is not caused.

<実施の形態4>
本実施の形態は実施の形態1〜実施の形態3と同様、TFTを画素、駆動回路の少なくとも一方に用いる。以下では画素に用いた場合として説明する。
<Embodiment 4>
In this embodiment, as in Embodiments 1 to 3, TFTs are used for at least one of a pixel and a driver circuit. Below, it demonstrates as a case where it uses for a pixel.

図36は実施の形態4の画素TFT30Dの平面構造を示す平面図であり、図37は図36のB−B断面構造を示す断面図である。なお、図36及び図37にはそれぞれXYZ直交座標系を併せて示している。以下、画素TFT30Dに関し、図36及び図37を参照して説明する。   36 is a plan view showing a planar structure of the pixel TFT 30D of the fourth embodiment, and FIG. 37 is a sectional view showing a BB sectional structure of FIG. 36 and 37 also show the XYZ orthogonal coordinate system. Hereinafter, the pixel TFT 30 </ b> D will be described with reference to FIGS. 36 and 37.

図37に示すように、実施の形態4の画素TFT30Dは、図2及び図3で示した実施の形態1の画素TFT30と同様の構造の透明性絶縁性基板1、ゲート電極2及びゲート絶縁膜3を有している。なお、実施の形態4の画素TFT30Dは、後に詳述する酸化物半導体層8(8a及び8b)が形成されている点を除き、図2及び図3で示した実施の形態1の画素TFT30と同様な構造を呈している。   As shown in FIG. 37, the pixel TFT 30D of the fourth embodiment includes a transparent insulating substrate 1, a gate electrode 2 and a gate insulating film having the same structure as the pixel TFT 30 of the first embodiment shown in FIGS. 3. The pixel TFT 30D of the fourth embodiment is different from the pixel TFT 30 of the first embodiment shown in FIGS. 2 and 3 except that an oxide semiconductor layer 8 (8a and 8b), which will be described in detail later, is formed. It has a similar structure.

このゲート絶縁膜3上に酸化物半導体層4及び酸化物半導体層8が形成される。ここで、同一構成材料で形成される4つの酸化物半導体層4a及び4b並びに酸化物半導体層8a及び8bが互いに距離を隔てて形成される。酸化物半導体層4a及び4bは酸化物半導体層4を構成し、実施の形態1〜実施の形態3と同様、ソース電極16及びドレイン電極17下に形成され、酸化物半導体層5のチャネル主要領域RC5と隣接して接触する態様で、酸化物半導体層5と接続される。   An oxide semiconductor layer 4 and an oxide semiconductor layer 8 are formed on the gate insulating film 3. Here, four oxide semiconductor layers 4a and 4b and oxide semiconductor layers 8a and 8b formed of the same constituent material are formed at a distance from each other. The oxide semiconductor layers 4a and 4b constitute the oxide semiconductor layer 4 and are formed under the source electrode 16 and the drain electrode 17 in the same manner as in the first to third embodiments. The oxide semiconductor layer 5 is connected in such a manner as to be adjacent to and in contact with the RC 5.

実施の形態4の画素TFT30Dは、さらに酸化物半導体層8a及び8bから構成され、酸化物半導体層4と同一構成材料で形成される酸化物半導体層8(第3の半導体層)を有している点を特徴としている。酸化物半導体層8aは、ソース電極16下において、酸化物半導体層4aより左側(−X方向側)のゲート絶縁膜3,ソース電極16間に設けられ、酸化物半導体層8bは、ドレイン電極17下において、酸化物半導体層4bより右側(+X方向側)のゲート絶縁膜3,ソース電極16間に設けられる。   The pixel TFT 30D of the fourth embodiment further includes the oxide semiconductor layers 8a and 8b, and includes the oxide semiconductor layer 8 (third semiconductor layer) formed of the same constituent material as the oxide semiconductor layer 4. It is characterized by that. The oxide semiconductor layer 8 a is provided between the gate insulating film 3 and the source electrode 16 on the left side (−X direction side) of the oxide semiconductor layer 4 a below the source electrode 16, and the oxide semiconductor layer 8 b Below, it is provided between the gate insulating film 3 and the source electrode 16 on the right side (+ X direction side) of the oxide semiconductor layer 4b.

酸化物半導体層8a及び8bは、ソース電極16及びドレイン電極17下に形成され、さらに、それぞれの一部が平面視してゲート電極2と重なる領域があることが望ましい。   The oxide semiconductor layers 8a and 8b are preferably formed below the source electrode 16 and the drain electrode 17, and further, there is a region where each part overlaps the gate electrode 2 in plan view.

そして、酸化物半導体層4、酸化物半導体層8、ゲート絶縁膜3の一部領域を覆うようにソース電極16及びドレイン電極17が形成される。前述したように、ソース電極16は酸化物半導体層4a及び酸化物半導体層8a上に形成され、ドレイン電極17は酸化物半導体層4b及び酸化物半導体層8b上に形成される。ここで、酸化物半導体層4a及び4b並びに酸化物半導体層8a及び8bは平面視してソース電極16及びドレイン電極17からはみ出した領域があっても良い。   Then, the source electrode 16 and the drain electrode 17 are formed so as to cover partial regions of the oxide semiconductor layer 4, the oxide semiconductor layer 8, and the gate insulating film 3. As described above, the source electrode 16 is formed on the oxide semiconductor layer 4a and the oxide semiconductor layer 8a, and the drain electrode 17 is formed on the oxide semiconductor layer 4b and the oxide semiconductor layer 8b. Here, the oxide semiconductor layers 4a and 4b and the oxide semiconductor layers 8a and 8b may have regions protruding from the source electrode 16 and the drain electrode 17 in plan view.

そして、ソース電極16及びドレイン電極17上、並びにソース電極16,ドレイン電極17間のゲート絶縁膜3上に酸化物半導体層5(第2の半導体層)が形成され、ソース電極16及びドレイン電極17はそれぞれ酸化物半導体層5を介して接続される。   Then, the oxide semiconductor layer 5 (second semiconductor layer) is formed on the source electrode 16 and the drain electrode 17 and on the gate insulating film 3 between the source electrode 16 and the drain electrode 17. Are connected to each other through the oxide semiconductor layer 5.

酸化物半導体層4a及び4bがソース電極16及びドレイン電極17から平面視してはみ出した領域がある場合は、はみ出した領域上にも酸化物半導体層5が形成される。ここで、酸化物半導体層5は酸化物半導体層4a及び酸化物半導体層4bと接触する態様で設けられる。一方、酸化物半導体層5は酸化物半導体層8a及び8bとは接続されない。   When there is a region where the oxide semiconductor layers 4 a and 4 b protrude from the source electrode 16 and the drain electrode 17 in plan view, the oxide semiconductor layer 5 is also formed on the protruding region. Here, the oxide semiconductor layer 5 is provided in contact with the oxide semiconductor layer 4a and the oxide semiconductor layer 4b. On the other hand, the oxide semiconductor layer 5 is not connected to the oxide semiconductor layers 8a and 8b.

すなわち、ソース電極16下の酸化物半導体層4aとドレイン電極17下の酸化物半導体層4bは酸化物半導体層4a及び4b間のゲート絶縁膜3上に形成される酸化物半導体層5を介して接続される。一方、酸化物半導体層8a及び8bは、酸化物半導体層4と同一構成材料で形成され、ゲート絶縁膜3上に酸化物半導体層4と独立して設けられ、かつ酸化物半導体層5とは接触しない。   That is, the oxide semiconductor layer 4a under the source electrode 16 and the oxide semiconductor layer 4b under the drain electrode 17 are interposed via the oxide semiconductor layer 5 formed on the gate insulating film 3 between the oxide semiconductor layers 4a and 4b. Connected. On the other hand, the oxide semiconductor layers 8 a and 8 b are formed of the same material as that of the oxide semiconductor layer 4, provided independently of the oxide semiconductor layer 4 on the gate insulating film 3, and the oxide semiconductor layer 5 Do not touch.

そして、酸化物半導体層5のうち、ゲート絶縁膜3上においてソース電極16及びドレイン電極17に挟まれた領域がチャネル主要領域RC5となる。   In the oxide semiconductor layer 5, a region sandwiched between the source electrode 16 and the drain electrode 17 on the gate insulating film 3 becomes the channel main region RC5.

さらに、酸化物半導体層5、ソース電極16、ドレイン電極17、ゲート絶縁膜3上に保護絶縁膜18が形成される。   Further, a protective insulating film 18 is formed on the oxide semiconductor layer 5, the source electrode 16, the drain electrode 17, and the gate insulating film 3.

(製造方法)
図38〜図44は、実施の形態4の画素TFT30Dの製造工程の処理手順を示す断面図である。以下、図38〜図44を参照して、実施の形態4の画素TFT30Dの製造方法について説明する。なお、最終工程を示す断面図は図37に示す構造となる。
(Production method)
38 to 44 are cross-sectional views showing the processing procedure of the manufacturing process of the pixel TFT 30D of the fourth embodiment. Hereinafter, a method for manufacturing the pixel TFT 30D of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. A sectional view showing the final process has a structure shown in FIG.

まず、図5〜図9で示した実施の形態1の製造工程を経て、図38に示すように、ゲート絶縁膜3上に製造用酸化物半導体層44を形成する。   First, the manufacturing oxide semiconductor layer 44 is formed on the gate insulating film 3 as shown in FIG. 38 through the manufacturing process of the first embodiment shown in FIGS.

ここで、製造用酸化物半導体層44の構成材料として、実施の形態1の製造用酸化物半導体層41と同様に、ソース電極16及びドレイン電極17に対する第3のパターニング処理として実行されるウエットエッチングに耐性のない酸化物半導体を用いても、実施の形態2の製造用酸化物半導体層42と同様に、上記ウエットエッチングに耐性のある酸化物半導体を用いても良い。   Here, as the constituent material of the manufacturing oxide semiconductor layer 44, as in the manufacturing oxide semiconductor layer 41 of the first embodiment, the wet etching performed as the third patterning process for the source electrode 16 and the drain electrode 17 is performed. An oxide semiconductor that is resistant to wet etching may be used in the same manner as the oxide semiconductor layer 42 for manufacturing in Embodiment 2, even if an oxide semiconductor that is not resistant to wet etching is used.

本実施の形態では、製造用酸化物半導体層44として、実施の形態1の製造用酸化物半導体層41と同様に、酸化インジウム(In)に酸化ガリウム(Ga)及び酸化亜鉛(ZnO)を添加したInGaZnO系の酸化物半導体を用いる。 In this embodiment, as the manufacturing oxide semiconductor layer 44, in the same manner as the manufacturing oxide semiconductor layer 41 of Embodiment 1, gallium oxide (Ga 2 O 3 ) and oxide are added to indium oxide (In 2 O 3 ). An InGaZnO-based oxide semiconductor to which zinc (ZnO) is added is used.

次に、図39に示すように、製造用酸化物半導体層44上に塗布形成したフォトレジストを、フォトリソグラフィー工程によりパターニングしてレジストパターンRM32を形成する。フォトレジストは、例えばノボラック系のポジ型の感光性樹脂で構成されるフォトレジスト材を、塗布法を用いて製造用酸化物半導体層44上に塗布し、厚さ約1.5μmとする。   Next, as shown in FIG. 39, a photoresist applied and formed on the manufacturing oxide semiconductor layer 44 is patterned by a photolithography process to form a resist pattern RM32. As the photoresist, for example, a photoresist material composed of a novolac-based positive photosensitive resin is applied on the manufacturing oxide semiconductor layer 44 by a coating method to have a thickness of about 1.5 μm.

そして、図40に示すように、レジストパターンRM32をエッチングマスクとして、硝酸を含む溶液を用いたウエットエッチングにより製造用酸化物半導体層44に対するパターニング処理(第2のパターニング処理)を実行することにより、平面視してゲート電極2と重なるように中央残存酸化物半導体層44xを形成するともに、平面視してゲート電極2を挟むように酸化物半導体層8a及び8bを形成する。   Then, as shown in FIG. 40, by performing a patterning process (second patterning process) on the manufacturing oxide semiconductor layer 44 by wet etching using a solution containing nitric acid using the resist pattern RM32 as an etching mask, The central residual oxide semiconductor layer 44x is formed so as to overlap the gate electrode 2 in plan view, and the oxide semiconductor layers 8a and 8b are formed so as to sandwich the gate electrode 2 in plan view.

このように、中央残存酸化物半導体層44x、酸化物半導体層8a及び8bが上記第2のパターニング処理によって得られるパターニング済第1の製造用半導体層となり、パターニング済第1の製造用半導体層に酸化物半導体層8a及び8bが含まれる。   As described above, the central residual oxide semiconductor layer 44x and the oxide semiconductor layers 8a and 8b become the patterned first manufacturing semiconductor layer obtained by the second patterning process, and the patterned first manufacturing semiconductor layer becomes the first manufacturing semiconductor layer. Oxide semiconductor layers 8a and 8b are included.

中央残存酸化物半導体層44x、酸化物半導体層8a及び8bは、互いに離散して形成され、中央残存酸化物半導体層44xは後に製造される酸化物半導体層5との接続対象となる。一方、酸化物半導体層8a及び8bは酸化物半導体層5との接続対象とされない。   The central residual oxide semiconductor layer 44x and the oxide semiconductor layers 8a and 8b are formed separately from each other, and the central residual oxide semiconductor layer 44x is a connection target with the oxide semiconductor layer 5 to be manufactured later. On the other hand, the oxide semiconductor layers 8 a and 8 b are not connected to the oxide semiconductor layer 5.

中央残存酸化物半導体層44xは平面視してゲート電極2からはみ出した領域があっても良い。その後、アミン系のレジスト剥離液を用いてレジストパターンRM32を剥離除去する。   The central residual oxide semiconductor layer 44x may have a region protruding from the gate electrode 2 in plan view. Thereafter, the resist pattern RM32 is stripped and removed using an amine-based resist stripping solution.

次に、図41に示すように、中央残存酸化物半導体層44x、酸化物半導体層8a及び8b、ゲート絶縁膜3を覆うように、全面にモリブデン層21を成膜する。モリブデン層21の成膜には例えば、Moターゲットを用いたDCスパッタリング法により形成する。   Next, as shown in FIG. 41, a molybdenum layer 21 is formed on the entire surface so as to cover the central residual oxide semiconductor layer 44x, the oxide semiconductor layers 8a and 8b, and the gate insulating film 3. For example, the molybdenum layer 21 is formed by DC sputtering using a Mo target.

次に、図42に示すように、実施の形態1と同様、モリブデン層21上にアルミニウム層22を成膜する。これら積層金属層21及び22がソース電極16及びドレイン電極17形成用の第2の金属膜となる。   Next, as shown in FIG. 42, an aluminum layer 22 is formed on the molybdenum layer 21 as in the first embodiment. These laminated metal layers 21 and 22 become the second metal film for forming the source electrode 16 and the drain electrode 17.

次に、図43に示すように、アルミニウム層22上に塗布形成したフォトレジストを、フォトリソグラフィー工程によりパターニングして、ソース電極16及びドレイン電極17を形成するためのレジストパターンRM33を形成する。フォトレジストは、例えばノボラック系のポジ型の感光性樹脂で構成されるフォトレジスト材を、塗布法を用いてアルミニウム層22上に塗布し、厚さ約1.5μmとする。   Next, as shown in FIG. 43, the photoresist applied and formed on the aluminum layer 22 is patterned by a photolithography process to form a resist pattern RM33 for forming the source electrode 16 and the drain electrode 17. As the photoresist, for example, a photoresist material made of a novolac-based positive photosensitive resin is applied onto the aluminum layer 22 by a coating method to have a thickness of about 1.5 μm.

そして、図44に示すように、レジストパターンRM33をエッチングマスクとして、PAN系の溶液を用いたウエットエッチング法によりモリブデン層21及びアルミニウム層22に対するパターニング処理(第3のパターニング処理)を実行することにより、ソース電極16及びドレイン電極17を得る。   Then, as shown in FIG. 44, by performing a patterning process (third patterning process) on the molybdenum layer 21 and the aluminum layer 22 by a wet etching method using a PAN-based solution using the resist pattern RM33 as an etching mask. The source electrode 16 and the drain electrode 17 are obtained.

上記第3のパターニング処理により、中央残存酸化物半導体層44xも併せてパターニングされる。すなわち、上記第3のパターニング処理の対象は、モリブデン層21、アルミニウム層22及び中央残存酸化物半導体層44x(パターニング済第1の製造用半導体層の一部)となる。その結果、ソース電極16及びドレイン電極17下に酸化物半導体層4a及び4bが得られる。   Through the third patterning process, the central residual oxide semiconductor layer 44x is also patterned. That is, the target of the third patterning process is the molybdenum layer 21, the aluminum layer 22, and the central residual oxide semiconductor layer 44x (a part of the patterned first manufacturing semiconductor layer). As a result, oxide semiconductor layers 4 a and 4 b are obtained under the source electrode 16 and the drain electrode 17.

さらに、上記第2のパターニング処理時に既に形成された酸化物半導体層8a及び8bは、ソース電極16及びドレイン電極17下に酸化物半導体層4a及び4bとは分離する態様で設けられる。   Furthermore, the oxide semiconductor layers 8a and 8b already formed in the second patterning process are provided under the source electrode 16 and the drain electrode 17 in a manner to be separated from the oxide semiconductor layers 4a and 4b.

すなわち、ソース電極16側の酸化物半導体層4a(一方部分半導体層)と、ドレイン電極17側の酸化物半導体層4b(他方部分半導体層)とが分離して得られた結果、互いに分離形成された酸化物半導体層4a及び4b並びに酸化物半導体層8a及び8bが得られる。   That is, the oxide semiconductor layer 4a (one partial semiconductor layer) on the source electrode 16 side and the oxide semiconductor layer 4b (other partial semiconductor layer) on the drain electrode 17 side are separated and formed as a result. Thus, oxide semiconductor layers 4a and 4b and oxide semiconductor layers 8a and 8b are obtained.

その後、実施の形態1と同様の工程(図17〜図20参照)を実行することにより、図37及び図38で示す画素TFT30Dを完成することができる。   Thereafter, by performing the same steps as in the first embodiment (see FIGS. 17 to 20), the pixel TFT 30D shown in FIGS. 37 and 38 can be completed.

したがって、第4のパターニング処理による酸化物半導体層5の形成後において、酸化物半導体層8a及び8bは、酸化物半導体層5と接触しない態様で設けられることになる。   Therefore, after the formation of the oxide semiconductor layer 5 by the fourth patterning process, the oxide semiconductor layers 8 a and 8 b are provided in a manner that does not contact the oxide semiconductor layer 5.

また、実施の形態4においても、実施の形態3と同様に酸化物半導体層5上にチャネル保護層6を設ける工程を追加して、酸化物半導体層5上にチャネル保護層6を有する構造を実現しても好い。   In Embodiment 4, a process of providing the channel protective layer 6 over the oxide semiconductor layer 5 is added as in Embodiment 3, so that the channel protective layer 6 is provided over the oxide semiconductor layer 5. It is good to realize.

上述した製造工程を経て、酸化物半導体層8a及び8bを有する実施の形態4の画素TFT30Dを製造することができる。   Through the manufacturing steps described above, the pixel TFT 30D of Embodiment 4 having the oxide semiconductor layers 8a and 8b can be manufactured.

(効果)
酸化物半導体TFTでは光が酸化物半導体層4及び5に入射することによって閾値電圧がシフトし、信頼性が劣化する。しかし、ソース電極16及びドレイン電極17の下に、酸化物半導体層5と接続されない酸化物半導体層8a及び8bを有することによって、バックライトの光がソース電極16、ドレイン電極17に反射され、酸化物半導体層4、酸化物半導体層5に入射されることを抑制することができる。
(effect)
In the oxide semiconductor TFT, when light enters the oxide semiconductor layers 4 and 5, the threshold voltage shifts and the reliability deteriorates. However, by having the oxide semiconductor layers 8a and 8b that are not connected to the oxide semiconductor layer 5 under the source electrode 16 and the drain electrode 17, the light of the backlight is reflected by the source electrode 16 and the drain electrode 17 and is oxidized. It can suppress entering into the physical semiconductor layer 4 and the oxide semiconductor layer 5. FIG.

図45はMo上に酸化物半導体層を成膜したとき反射率分光特性を示すグラフである。同図において、膜厚依存曲線L1〜L6は、酸化物半導体層の膜厚が0nm、23nm、48nm、72nm、96nm及び148nmの場合の波長(nm)に対する反射率(%)を示している。   FIG. 45 is a graph showing reflectance spectral characteristics when an oxide semiconductor layer is formed on Mo. In the figure, the film thickness dependence curves L1 to L6 indicate the reflectance (%) with respect to the wavelength (nm) when the film thickness of the oxide semiconductor layer is 0 nm, 23 nm, 48 nm, 72 nm, 96 nm, and 148 nm.

図45から、酸化物半導体層8(8a及び8b)の膜厚を変化させることにより、モリブデン層21と酸化物半導体層8との界面において、所望の波長の反射率を抑制できることが分かる。例えば、酸化物半導体層8の膜厚を48nmにすることで波長200−1000nmの光の反射率を比較的低く抑えることができる。   45 that the reflectance of a desired wavelength can be suppressed at the interface between the molybdenum layer 21 and the oxide semiconductor layer 8 by changing the thickness of the oxide semiconductor layer 8 (8a and 8b). For example, by setting the thickness of the oxide semiconductor layer 8 to 48 nm, the reflectance of light having a wavelength of 200 to 1000 nm can be kept relatively low.

上述したように、画素TFT30Dを構成する酸化物半導体層4及び5のうち一方に光が入射することによって閾値電圧がシフトし、画素TFT30Dの信頼性が悪くなる恐れがある。   As described above, when light enters one of the oxide semiconductor layers 4 and 5 constituting the pixel TFT 30D, the threshold voltage may shift, and the reliability of the pixel TFT 30D may deteriorate.

実施の形態4の画素TFT30Dは、酸化物半導体層8(第3の半導体層)の膜厚を変化させることにより、酸化物半導体層8a及び8bとソース電極16及びドレイン電極17(のモリブデン層21)との界面において、入射する光に所望の波長の反射率を抑制できることができる。   In the pixel TFT 30D of Embodiment 4, the oxide semiconductor layers 8a and 8b, the source electrode 16 and the drain electrode 17 (the molybdenum layer 21 thereof) are formed by changing the film thickness of the oxide semiconductor layer 8 (third semiconductor layer). ), The reflectance of a desired wavelength can be suppressed for incident light.

したがって、ソース電極16及びドレイン電極17下方に酸化物半導体層8a及び8bを有することによって、バックライトの光がソース電極16及びドレイン電極17に反射され、酸化物半導体層4あるいは酸化物半導体層5に入射されることを効果的に抑制する抑制することができる。その結果、実施の形態4の画素TFT30Dの信頼性を向上させることができる。   Therefore, by having the oxide semiconductor layers 8 a and 8 b below the source electrode 16 and the drain electrode 17, the backlight light is reflected by the source electrode 16 and the drain electrode 17, and the oxide semiconductor layer 4 or the oxide semiconductor layer 5. Can be effectively suppressed and suppressed. As a result, the reliability of the pixel TFT 30D of the fourth embodiment can be improved.

なお、上述した信頼性向上効果は、酸化物半導体層8a及び8bのうち一方のみ形成しても達成することができる。すなわち、酸化物半導体層8は酸化物半導体層5に接続されず、ソース電極16及びドレイン電極17のうち少なくとも一つの電極下に設けられることにより、上述した信頼性向上効果を達成することができる。   Note that the above-described reliability improvement effect can be achieved even when only one of the oxide semiconductor layers 8a and 8b is formed. In other words, the oxide semiconductor layer 8 is not connected to the oxide semiconductor layer 5 and is provided under at least one of the source electrode 16 and the drain electrode 17, whereby the above-described reliability improvement effect can be achieved. .

<実施の形態5>
図46は、実施の形態5に係る画素TFT30Eを有するTFT基板100の画素部分の構成を示す平面図であり、図47は、図46におけるC−C線での断面構成(ソース配線部、TFT部及び透過画素部の断面構成)を示す断面図である。
<Embodiment 5>
46 is a plan view showing the configuration of the pixel portion of the TFT substrate 100 having the pixel TFT 30E according to the fifth embodiment, and FIG. 47 is a cross-sectional configuration taken along the line CC in FIG. 46 (source wiring portion, TFT). FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional configuration of a portion and a transmissive pixel portion.

なお、以下においてTFT基板100は、TN方式の液晶表示装置に用いるものとして説明するが、In-Plane Switching方式及びFFS方式の液晶表示装置に用いても良い。   In the following description, the TFT substrate 100 is described as being used in a TN liquid crystal display device, but may be used in an In-Plane Switching method and an FFS liquid crystal display device.

同図に示すように、図示しない画素用基板上にマトリクス状に複数のソース配線12及び複数のゲート配線13(図46では2本のソース配線12及び2本のゲート配線13のみ示す)が設けられる。   As shown in the figure, a plurality of source lines 12 and a plurality of gate lines 13 (only two source lines 12 and two gate lines 13 are shown in FIG. 46) are provided in a matrix on a pixel substrate (not shown). It is done.

そして、複数のゲート配線13及び複数のソース配線12の交差部に対応して複数の画素TFT30Eが設けられ、複数の画素TFT30Eに対応して複数の画素電極15が設けられる。すなわち、2本のゲート配線13と2本のソース配線12との間に設けられる各画素形成領域に一単位の画素TFT30E及び画素電極15が形成される。   A plurality of pixel TFTs 30E are provided corresponding to the intersections of the plurality of gate lines 13 and the plurality of source lines 12, and a plurality of pixel electrodes 15 are provided corresponding to the plurality of pixel TFTs 30E. That is, one unit of the pixel TFT 30 </ b> E and the pixel electrode 15 are formed in each pixel formation region provided between the two gate lines 13 and the two source lines 12.

そして、対応するゲート配線13と画素TFT30Eのゲート電極2とが電気的に接続され、対応するソース配線12と画素TFT30Eのソース電極16とが電気的に接続され、各画素TFT30Eのドレイン電極17と対応する画素電極15とが電気的に接続される。   The corresponding gate wiring 13 and the gate electrode 2 of the pixel TFT 30E are electrically connected, the corresponding source wiring 12 and the source electrode 16 of the pixel TFT 30E are electrically connected, and the drain electrode 17 of each pixel TFT 30E The corresponding pixel electrode 15 is electrically connected.

なお、実施の形態5の画素TFT30Eは、酸化物半導体層8a及び8bが酸化物半導体層9x及び9yに置き換わった点を除き、実施の形態4の画素TFT30Dと実質同様な構造を呈している。したがって、以下では、実施の形態5の画素TFT30Eの特徴部分を中心に説明する。   Note that the pixel TFT 30E of the fifth embodiment has substantially the same structure as the pixel TFT 30D of the fourth embodiment, except that the oxide semiconductor layers 8a and 8b are replaced with the oxide semiconductor layers 9x and 9y. Therefore, the following description will focus on the characteristic part of the pixel TFT 30E of the fifth embodiment.

図47に示すように、画素TFT30Eは、例えばガラス等で形成され、上記画素用基板として機能する透明性絶縁性基板1上に形成され、透明性絶縁性基板1上に、金属膜19からゲート電極2が形成されている。   As shown in FIG. 47, the pixel TFT 30E is formed of, for example, glass or the like, is formed on the transparent insulating substrate 1 that functions as the pixel substrate, and the gate from the metal film 19 is formed on the transparent insulating substrate 1. An electrode 2 is formed.

そして、ゲート電極2を被覆するように透明性絶縁性基板1上全面にゲート絶縁膜3が形成されている。このゲート絶縁膜3上に、同一構成材料とした酸化物半導体層4(第1の半導体層)及び酸化物半導体層9(第3の半導体層)が形成されている。   A gate insulating film 3 is formed on the entire surface of the transparent insulating substrate 1 so as to cover the gate electrode 2. On the gate insulating film 3, an oxide semiconductor layer 4 (first semiconductor layer) and an oxide semiconductor layer 9 (third semiconductor layer) made of the same constituent material are formed.

酸化物半導体層4は酸化物半導体層4a及び4bで構成され、酸化物半導体層9は各々が導電性を有する酸化物半導体層9x及び9yで構成され、酸化物半導体層4a及び4b並びに酸化物半導体層9x及び9yは、互いに距離を隔てて分離形成される。   The oxide semiconductor layer 4 is composed of oxide semiconductor layers 4a and 4b, and the oxide semiconductor layer 9 is composed of conductive oxide semiconductor layers 9x and 9y, and the oxide semiconductor layers 4a and 4b and oxide The semiconductor layers 9x and 9y are formed to be separated from each other.

酸化物半導体層4a及び4bは実施の形態1の画素TFT30と同様に酸化物半導体層5と接続され、酸化物半導体層9x及び9y(ドレイン電極下半導体層及びソース電極下半導体層)は、実施の形態4の酸化物半導体層8a及び8bと同様に酸化物半導体層5とは接続されずに、それぞれドレイン電極17及びソース電極16下に形成される。   The oxide semiconductor layers 4a and 4b are connected to the oxide semiconductor layer 5 similarly to the pixel TFT 30 of the first embodiment, and the oxide semiconductor layers 9x and 9y (the semiconductor layer under the drain electrode and the semiconductor layer under the source electrode) are implemented. Similarly to the oxide semiconductor layers 8a and 8b of the fourth embodiment, the oxide semiconductor layers 5 are not connected but formed under the drain electrode 17 and the source electrode 16, respectively.

なお、ソース電極16はソース配線12と機能するソース配線領域R12まで延在して形成しており、酸化物半導体層9yはソース配線領域R12下に延びて形成されている。   Note that the source electrode 16 is formed to extend to the source wiring region R12 that functions as the source wiring 12, and the oxide semiconductor layer 9y is formed to extend below the source wiring region R12.

そして、酸化物半導体層9xの一部の画素電極領域R15は画素電極15として機能する。すなわち、実施の形態5の画素TFT30Eの画素電極15(画素電極領域R15)は酸化物半導体層4及び9と同一構成材料により、酸化物半導体層9x(ドレイン電極下半導体層)と一体的に形成されることを特徴としている。   A part of the pixel electrode region R15 of the oxide semiconductor layer 9x functions as the pixel electrode 15. That is, the pixel electrode 15 (pixel electrode region R15) of the pixel TFT 30E of Embodiment 5 is formed integrally with the oxide semiconductor layer 9x (semiconductor layer under the drain electrode) by using the same material as that of the oxide semiconductor layers 4 and 9. It is characterized by being.

言い換えれば、酸化物半導体層9xは画素電極15として機能する画素電極領域R15を有することを特徴としている。   In other words, the oxide semiconductor layer 9x has a pixel electrode region R15 that functions as the pixel electrode 15.

ここで、In-Plane Switching方式の液晶表示装置に画素TFT30Eを有するTFT基板100を用いる場合、画素電極15はくし歯状の形状が望ましい。酸化物半導体層9x及び9yは平面視してゲート電極2と重なる領域があることが望ましい。   Here, when the TFT substrate 100 having the pixel TFT 30E is used in an In-Plane Switching type liquid crystal display device, the pixel electrode 15 preferably has a comb-like shape. The oxide semiconductor layers 9x and 9y desirably have a region overlapping with the gate electrode 2 in plan view.

そして、酸化物半導体層4、酸化物半導体層9(酸化物半導体層9xの画素電極領域R15を除く)、ゲート絶縁膜3の上にソース電極16及びドレイン電極17が形成さる。   Then, the source electrode 16 and the drain electrode 17 are formed on the oxide semiconductor layer 4, the oxide semiconductor layer 9 (excluding the pixel electrode region R 15 of the oxide semiconductor layer 9 x), and the gate insulating film 3.

ソース電極16は酸化物半導体層4a及び酸化物半導体層9y上に形成され、ドレイン電極17は酸化物半導体層4b及び酸化物半導体層9x上に形成される。ここで、酸化物半導体層4及び酸化物半導体層9(画素電極領域R15を除く)は平面視してソース電極16及びドレイン電極17からはみでる領域があっても良い。なお、酸化物半導体層9xの画素電極領域R15は画素電極15として機能する必要があるため、ドレイン電極17から平面視してはみ出している。   The source electrode 16 is formed on the oxide semiconductor layer 4a and the oxide semiconductor layer 9y, and the drain electrode 17 is formed on the oxide semiconductor layer 4b and the oxide semiconductor layer 9x. Here, the oxide semiconductor layer 4 and the oxide semiconductor layer 9 (excluding the pixel electrode region R15) may have a region protruding from the source electrode 16 and the drain electrode 17 in plan view. Note that the pixel electrode region R15 of the oxide semiconductor layer 9x needs to function as the pixel electrode 15, and thus protrudes from the drain electrode 17 in plan view.

酸化物半導体層9xの一部である画素電極15(画素電極領域R15)はドレイン電極17を介して酸化物半導体層5及び酸化物半導体層4と電気的に接続される。   The pixel electrode 15 (pixel electrode region R15) which is a part of the oxide semiconductor layer 9x is electrically connected to the oxide semiconductor layer 5 and the oxide semiconductor layer 4 through the drain electrode 17.

そして、ソース電極16及びドレイン電極17上、並びにソース電極16,ドレイン電極17間のゲート絶縁膜3上に酸化物半導体層5(第2の半導体層)が形成され、ソース電極16及びドレイン電極17はそれぞれ酸化物半導体層5を介して接続される。   Then, the oxide semiconductor layer 5 (second semiconductor layer) is formed on the source electrode 16 and the drain electrode 17 and on the gate insulating film 3 between the source electrode 16 and the drain electrode 17. Are connected to each other through the oxide semiconductor layer 5.

酸化物半導体層4がソース電極16及びドレイン電極17から平面視してはみ出した領域がある場合は、はみ出した領域上にも酸化物半導体層5が形成される。ここで、酸化物半導体層5はチャネル主要領域RC5が酸化物半導体層4a及び酸化物半導体層4bに挟まれて隣接形成されることにより、酸化物半導体層4と接触する態様で設けられる。   When there is a region where the oxide semiconductor layer 4 protrudes from the source electrode 16 and the drain electrode 17 in plan view, the oxide semiconductor layer 5 is also formed on the protruded region. Here, the oxide semiconductor layer 5 is provided in a manner in contact with the oxide semiconductor layer 4 by forming the channel main region RC5 between the oxide semiconductor layer 4a and the oxide semiconductor layer 4b so as to be adjacent to each other.

すなわち、ソース電極16下の酸化物半導体層4aとドレイン電極17下の酸化物半導体層4bは酸化物半導体層4a及び4b間のゲート絶縁膜3上に形成される酸化物半導体層5を介して接続される。そして、酸化物半導体層5のうち、ゲート絶縁膜3上においてソース電極16及びドレイン電極17に挟まれた領域がチャネル主要領域RC5となる。   That is, the oxide semiconductor layer 4a under the source electrode 16 and the oxide semiconductor layer 4b under the drain electrode 17 are interposed via the oxide semiconductor layer 5 formed on the gate insulating film 3 between the oxide semiconductor layers 4a and 4b. Connected. In the oxide semiconductor layer 5, a region sandwiched between the source electrode 16 and the drain electrode 17 on the gate insulating film 3 becomes the channel main region RC5.

さらに、酸化物半導体層5、ソース電極16、ドレイン電極17、ゲート絶縁膜3及び酸化物半導体層9xの画素電極領域R15上に保護絶縁膜18が形成される。   Further, the protective insulating film 18 is formed over the pixel electrode region R15 of the oxide semiconductor layer 5, the source electrode 16, the drain electrode 17, the gate insulating film 3, and the oxide semiconductor layer 9x.

(製造方法)
図48〜図62は実施の形態5の画素TFT30Eの製造工程の処理手順を示す断面図である。以下、図48〜図62を参照して、実施の形態5の画素TFT30Eの製造方法の処理内容を説明する。なお、最終工程を示す断面図は、図47に相当する。
(Production method)
48 to 62 are cross-sectional views showing the processing procedure of the manufacturing process of the pixel TFT 30E of the fifth embodiment. Hereinafter, with reference to FIGS. 48 to 62, the processing content of the manufacturing method of the pixel TFT 30E of the fifth embodiment will be described. A cross-sectional view showing the final process corresponds to FIG.

まず、図48に示すように、ガラス等の透明性絶縁性基板1(画素用基板)を準備する。そして、図49に示すように、実施の形態1と同様に、透明性絶縁性基板1上全面に、金属膜19(第1の金属膜)を形成する。   First, as shown in FIG. 48, a transparent insulating substrate 1 (pixel substrate) such as glass is prepared. Then, as shown in FIG. 49, a metal film 19 (first metal film) is formed on the entire surface of the transparent insulating substrate 1 as in the first embodiment.

次に、図50に示すように、金属膜19上に塗布形成したフォトレジストを、フォトリソグラフィー工程によりパターニングして実施の形態1のレジストパターンRM1と同様にレジストパターンRM41を形成する。   Next, as shown in FIG. 50, the photoresist applied and formed on the metal film 19 is patterned by a photolithography process to form a resist pattern RM41 in the same manner as the resist pattern RM1 of the first embodiment.

そして、図51に示すように、レジストパターンRM1をエッチングマスクとして、リン酸、酢酸、硝酸を含むPAN系の溶液を用いたウエットエッチング法により金属膜19に対するパターニング処理(第1のパターニング処理)を実行することにより、透明性絶縁性基板1上にゲート電極2を形成する。   Then, as shown in FIG. 51, a patterning process (first patterning process) is performed on the metal film 19 by a wet etching method using a PAN-based solution containing phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid using the resist pattern RM1 as an etching mask. By performing this, the gate electrode 2 is formed on the transparent insulating substrate 1.

次に、アミン系のレジスト剥離液を用いてレジストパターンRM1を剥離除去した後、図52に示すように、実施の形態1と同様、ゲート電極2を覆うように、透明性絶縁性基板1上全面に、ゲート絶縁膜3を形成する。   Next, after stripping and removing the resist pattern RM1 using an amine-based resist stripping solution, as shown in FIG. 52, the transparent insulating substrate 1 is covered so as to cover the gate electrode 2 as in the first embodiment. A gate insulating film 3 is formed on the entire surface.

その後、図53に示すように、ゲート絶縁膜3上に、製造用酸化物半導体層45(第1の製造用酸化物半導体層)を形成する。本実施の形態では、製造用酸化物半導体層45として、実施の形態2の製造用酸化物半導体層42と同様、ソース電極16及びドレイン電極17形成時の第3のパターニング処理時のウエットエッチング耐性のある酸化物半導体を構成材料として用いる。   Thereafter, as shown in FIG. 53, a manufacturing oxide semiconductor layer 45 (first manufacturing oxide semiconductor layer) is formed on the gate insulating film 3. In the present embodiment, as the manufacturing oxide semiconductor layer 45, the wet etching resistance during the third patterning process when forming the source electrode 16 and the drain electrode 17 is the same as the manufacturing oxide semiconductor layer 42 of the second embodiment. A certain oxide semiconductor is used as a constituent material.

さらに、製造用酸化物半導体層45は、キャリア密度を意図的に高くすることによって導体化させる。酸化物半導体層4及び5を導体化させる方法として例えば、DCスパッタリング中の酸素分圧を低くする方法、成膜後に紫外線を照射する方法などがある。   Further, the manufacturing oxide semiconductor layer 45 is made conductive by intentionally increasing the carrier density. As a method for making the oxide semiconductor layers 4 and 5 into conductors, for example, there are a method of reducing the oxygen partial pressure during DC sputtering, a method of irradiating ultraviolet rays after film formation, and the like.

次に、図54に示すように、製造用酸化物半導体層45上に塗布形成したフォトレジストを、フォトリソグラフィー工程によりパターニングしてレジストパターンRM42を形成する。フォトレジストは、例えばノボラック系のポジ型の感光性樹脂で構成されるフォトレジスト材を、塗布法を用いて製造用酸化物半導体層45上に塗布し、厚さ約1.5μmとする。   Next, as shown in FIG. 54, a photoresist applied and formed on the manufacturing oxide semiconductor layer 45 is patterned by a photolithography process to form a resist pattern RM42. As the photoresist, for example, a photoresist material composed of a novolac-based positive photosensitive resin is applied onto the manufacturing oxide semiconductor layer 45 by a coating method to have a thickness of about 1.5 μm.

そして、図55に示すように、レジストパターンRM42をエッチングマスクとして、硝酸を含む溶液を用いたウエットエッチングにより、製造用酸化物半導体層45に対するパターニング処理(第2のパターニング処理)を実行することにより、平面視してゲート電極2と重なるように酸化物半導体層4a及び4bを形成するとともに、平面視してゲート電極2を挟むように酸化物半導体層9x及び9yを形成する。   Then, as shown in FIG. 55, by performing a patterning process (second patterning process) on the manufacturing oxide semiconductor layer 45 by wet etching using a solution containing nitric acid using the resist pattern RM42 as an etching mask. The oxide semiconductor layers 4a and 4b are formed so as to overlap the gate electrode 2 in plan view, and the oxide semiconductor layers 9x and 9y are formed so as to sandwich the gate electrode 2 in plan view.

ここで、酸化物半導体層4(4a,4b)は平面視してゲート電極2からはみ出した領域があっても良い。このように、上記第2のパターニング処理時に酸化物半導体層4(第1の半導体層)として、後に製造するソース電極16側の酸化物半導体層4a(一方部分半導体層)と、後に製造するドレイン電極17側の酸化物半導体層4b(他方部分半導体層)とが分離して得られる。すなわち、実施の形態5においては、実施の形態1のパターニング済半導体層41Pに対応する構造(パターニング済第1の製造用半導体層)として、上記第2のパターニング処理後おいて完成された酸化物半導体層4及び酸化物半導体層9を得ている。   Here, the oxide semiconductor layer 4 (4a, 4b) may have a region protruding from the gate electrode 2 in plan view. Thus, as the oxide semiconductor layer 4 (first semiconductor layer) during the second patterning process, the source electrode 16 side oxide semiconductor layer 4a (one partial semiconductor layer) to be manufactured later, and the drain to be manufactured later The oxide semiconductor layer 4b (the other partial semiconductor layer) on the electrode 17 side is obtained separately. That is, in the fifth embodiment, an oxide that has been completed after the second patterning process is formed as a structure corresponding to the patterned semiconductor layer 41P of the first embodiment (patterned first manufacturing semiconductor layer). The semiconductor layer 4 and the oxide semiconductor layer 9 are obtained.

酸化物半導体層4a及び4b並びに酸化物半導体層9x及び9yは、互いに離散して形成され、酸化物半導体層4a及び4bは後に製造される酸化物半導体層5との接続対象となる。一方、酸化物半導体層9x及び9yは酸化物半導体層5との接続対象とされない。また、酸化物半導体層9xは一部が画素電極15として機能するように、画素電極領域R15(図46,図47参照)に延在して形成され、酸化物半導体層9yはソース配線領域R12(図47参照)下に位置するように延在して形成される。   The oxide semiconductor layers 4a and 4b and the oxide semiconductor layers 9x and 9y are formed separately from each other, and the oxide semiconductor layers 4a and 4b are to be connected to the oxide semiconductor layer 5 to be manufactured later. On the other hand, the oxide semiconductor layers 9x and 9y are not connected to the oxide semiconductor layer 5. The oxide semiconductor layer 9x is formed to extend to the pixel electrode region R15 (see FIGS. 46 and 47) so that part of the oxide semiconductor layer 9x functions as the pixel electrode 15, and the oxide semiconductor layer 9y is formed in the source wiring region R12. (Refer to FIG. 47) It is formed so as to extend below.

その後、アミン系のレジスト剥離液を用いてレジストパターンRM42を剥離除去する。   Thereafter, the resist pattern RM42 is stripped and removed using an amine-based resist stripping solution.

次に、ソース電極16及びドレイン電極17形成用の金属膜を成膜する。本実施の形態ではソース電極16及びドレイン電極17形成用の金属膜として例えばモリブデン(Mo)とアルミニウム(Al)の2層構造とする。   Next, a metal film for forming the source electrode 16 and the drain electrode 17 is formed. In this embodiment, the metal film for forming the source electrode 16 and the drain electrode 17 has a two-layer structure of, for example, molybdenum (Mo) and aluminum (Al).

まず、図56に示すように、酸化物半導体層4、酸化物半導体層9、及びゲート絶縁膜3を覆うように、モリブデン層21を成膜する。モリブデン層21の成膜には例えば、Moターゲットを用いたDCスパッタリング法により形成する。   First, as illustrated in FIG. 56, the molybdenum layer 21 is formed so as to cover the oxide semiconductor layer 4, the oxide semiconductor layer 9, and the gate insulating film 3. For example, the molybdenum layer 21 is formed by DC sputtering using a Mo target.

次に、図57に示すように、モリブデン層21上にアルミニウム層22を成膜する。Alの成膜には例えばAl−3mol%Ni合金ターゲットを用いたスパッタリング法によってAl−3mol%Ni膜を成膜する。モリブデン層21とアルミニウム層22の膜厚はそれぞれ例えば10〜100nmとする。これら積層金属層21及び22がソース電極16及びドレイン電極17形成用の第2の金属膜となる。   Next, as shown in FIG. 57, an aluminum layer 22 is formed on the molybdenum layer 21. For the film formation of Al, for example, an Al-3 mol% Ni film is formed by sputtering using an Al-3 mol% Ni alloy target. The film thicknesses of the molybdenum layer 21 and the aluminum layer 22 are each 10 to 100 nm, for example. These laminated metal layers 21 and 22 become the second metal film for forming the source electrode 16 and the drain electrode 17.

次に、図58に示すように、アルミニウム層22上に塗布形成したフォトレジストを、フォトリソグラフィー工程によりパターニングして、ソース電極16及びドレイン電極17を形成するためのレジストパターンRM43を得る。フォトレジストは、例えばノボラック系のポジ型の感光性樹脂で構成されるフォトレジスト材を、塗布法を用いてアルミニウム層22上に塗布し、厚さ約1.5μmとする。   Next, as shown in FIG. 58, the photoresist applied and formed on the aluminum layer 22 is patterned by a photolithography process to obtain a resist pattern RM43 for forming the source electrode 16 and the drain electrode 17. As the photoresist, for example, a photoresist material made of a novolac-based positive photosensitive resin is applied onto the aluminum layer 22 by a coating method to have a thickness of about 1.5 μm.

そして、図59に示すように、レジストパターンRM43をエッチングマスクとして、PAN系の溶液を用いたウエットエッチング法によりモリブデン層21及びアルミニウム層22に対するパターニング処理(第3のパターニング処理)を実行することにより、ソース電極16及びドレイン電極17を得る。この際、ソース電極16とドレイン電極17との間にゲート絶縁膜3の表面が露出した開口部28が形成される。なお、ソース電極16の一部領域となるソース配線領域R12はソース配線12として機能する領域である。   Then, as shown in FIG. 59, by performing a patterning process (third patterning process) on the molybdenum layer 21 and the aluminum layer 22 by a wet etching method using a PAN-based solution using the resist pattern RM43 as an etching mask. The source electrode 16 and the drain electrode 17 are obtained. At this time, an opening 28 where the surface of the gate insulating film 3 is exposed is formed between the source electrode 16 and the drain electrode 17. Note that the source wiring region R12 that is a partial region of the source electrode 16 is a region that functions as the source wiring 12.

ここで、酸化物半導体層4及び酸化物半導体層9はパターニングされない。すなわち、上記第3のパターニング処理の対象は、モリブデン層21及びアルミニウム層22となり、パターニング済第1の製造用半導体層に相当する酸化物半導体層4や酸化物半導体層9は上記第3のパターニング処理の対象とならない。   Here, the oxide semiconductor layer 4 and the oxide semiconductor layer 9 are not patterned. That is, the objects of the third patterning process are the molybdenum layer 21 and the aluminum layer 22, and the oxide semiconductor layer 4 and the oxide semiconductor layer 9 corresponding to the patterned first semiconductor layer for manufacturing are the third patterning process. Not subject to processing.

次に、図60に示すように、ソース電極16、ドレイン電極17、酸化物半導体層4、酸化物半導体層9、及び開口部28内におけるゲート絶縁膜3上に製造用酸化物半導体層51(第2の製造用酸化物半導体層)を成膜する。なお、製造用酸化物半導体層51の構成材料は実施の形態1と同様である。   Next, as shown in FIG. 60, the source oxide 16, the drain electrode 17, the oxide semiconductor layer 4, the oxide semiconductor layer 9, and the manufacturing oxide semiconductor layer 51 (on the gate insulating film 3 in the opening 28). A second manufacturing oxide semiconductor layer) is formed. Note that the constituent material of the manufacturing oxide semiconductor layer 51 is the same as that in Embodiment 1.

次に、図61に示すように、開口部28を埋めつつ、製造用酸化物半導体層51上に塗布形成したフォトレジストを、フォトリソグラフィー工程によりパターニングしてレジストパターンRM44を得る。フォトレジストは、例えばノボラック系のポジ型の感光性樹脂で構成されるフォトレジスト材を、塗布法を用いて製造用酸化物半導体層51上に塗布し、厚さ約1.5μmとする。   Next, as shown in FIG. 61, a photoresist applied and formed on the manufacturing oxide semiconductor layer 51 is patterned by a photolithography process while filling the opening 28 to obtain a resist pattern RM44. As the photoresist, for example, a photoresist material made of a novolac-based positive photosensitive resin is applied onto the manufacturing oxide semiconductor layer 51 by a coating method to have a thickness of about 1.5 μm.

そして、図62に示すように、レジストパターンRM44をエッチングマスクとして、硝酸を含む溶液を用いたウエットエッチングにより製造用酸化物半導体層51に対するパターニング処理(第4のパターニング処理)を実行することにより酸化物半導体層5を得る。ここで、酸化物半導体層5は平面視してゲート電極2からはみ出した領域があっても良い。また、酸化物半導体層5よりも酸化物半導体層4のキャリア密度が高くても良い。その後、アミン系のレジスト剥離液を用いてレジストパターンRM44を剥離除去する。   Then, as shown in FIG. 62, a patterning process (fourth patterning process) is performed on the manufacturing oxide semiconductor layer 51 by wet etching using a solution containing nitric acid using the resist pattern RM44 as an etching mask. The physical semiconductor layer 5 is obtained. Here, the oxide semiconductor layer 5 may have a region protruding from the gate electrode 2 in plan view. In addition, the carrier density of the oxide semiconductor layer 4 may be higher than that of the oxide semiconductor layer 5. Thereafter, the resist pattern RM44 is stripped and removed using an amine resist stripper.

次に、酸化物半導体層5、酸化物半導体層9(画素電極領域R15)、ソース電極16、ドレイン電極17、ゲート絶縁膜3上に実施の形態1と同様に保護絶縁膜18を成膜する。そして、図47に示した実施の形態5の画素TFT30Eを得る。   Next, a protective insulating film 18 is formed over the oxide semiconductor layer 5, the oxide semiconductor layer 9 (pixel electrode region R 15), the source electrode 16, the drain electrode 17, and the gate insulating film 3 in the same manner as in Embodiment 1. . Then, the pixel TFT 30E of the fifth embodiment shown in FIG. 47 is obtained.

なお、実施の形態5においても、実施の形態3と同様に酸化物半導体層5上にチャネル保護層6を設ける工程を追加して、酸化物半導体層5上にチャネル保護層6を有する構造を実現しても好い。   Note that in Embodiment 5, a process of providing the channel protective layer 6 over the oxide semiconductor layer 5 is added as in Embodiment 3, so that the channel protective layer 6 is provided over the oxide semiconductor layer 5. It is good to realize.

上述した製造工程を経て、導電性を有する酸化物半導体層9x及び9yを具備する実施の形態5の画素TFT30Eを製造することができる。   Through the manufacturing steps described above, the pixel TFT 30E of Embodiment 5 including the conductive oxide semiconductor layers 9x and 9y can be manufactured.

(効果)
このように、酸化物半導体層4(4a及び4b)及び酸化物半導体層9(9x及び9y)を形成する工程で同時に、酸化物半導体層9xの一部である画素電極領域R15に画素電極15を形成することにより、実施の形態5の画素TFT30Eを有するTFT基板100のフォトリソグラフィー工程の回数を低減できる。
(effect)
As described above, in the step of forming the oxide semiconductor layer 4 (4a and 4b) and the oxide semiconductor layer 9 (9x and 9y), the pixel electrode 15 is formed in the pixel electrode region R15 which is a part of the oxide semiconductor layer 9x. By forming, the number of photolithography steps for the TFT substrate 100 having the pixel TFT 30E of Embodiment 5 can be reduced.

すなわち、画素TFT30Eを有するTFT基板100において、画素電極15は酸化物半導体層4及び酸化物半導体層9と同一構成材料により、酸化物半導体層9に含まれる酸化物半導体層9x(ドレイン電極下半導体層)の一部として一体的に形成されるため、酸化物半導体層9(第3の半導体層)の形成時に画素電極15を併せて形成することができる。その結果、画素TFT30Eを有するTFT基板100の製造工程の簡略化を図って、TFT基板100の製造コストを削減することができる。   That is, in the TFT substrate 100 having the pixel TFT 30E, the pixel electrode 15 is made of the same material as that of the oxide semiconductor layer 4 and the oxide semiconductor layer 9, and the oxide semiconductor layer 9x (semiconductor under drain electrode) included in the oxide semiconductor layer 9 is used. Since the oxide semiconductor layer 9 (third semiconductor layer) is formed, the pixel electrode 15 can be formed together. As a result, the manufacturing process of the TFT substrate 100 having the pixel TFT 30E can be simplified, and the manufacturing cost of the TFT substrate 100 can be reduced.

また、導体化した酸化物半導体層9yをソース配線領域R12(ソース配線12)下にも形成することによって、ソース配線12の配線抵抗を低減できると共に、ソース配線12の断線を抑制できる。   In addition, by forming the conductive oxide semiconductor layer 9y also under the source wiring region R12 (source wiring 12), the wiring resistance of the source wiring 12 can be reduced, and disconnection of the source wiring 12 can be suppressed.

すなわち、実施の形態5の画素TFT30Eにおける酸化物半導体層9(第3の半導体層)として、ソース電極16及びソース配線領域R12(ソース配線12の一部)下に形成され、導電化された酸化物半導体層9y(ソース電極下半導体層)を有することにより、ソース配線12の配線抵抗を低減できると共に、ソース配線12の断線を抑制できる効果を奏する。   That is, the oxide semiconductor layer 9 (third semiconductor layer) in the pixel TFT 30E of Embodiment 5 is formed under the source electrode 16 and the source wiring region R12 (a part of the source wiring 12) and is made conductive. By having the physical semiconductor layer 9y (the semiconductor layer under the source electrode), the wiring resistance of the source wiring 12 can be reduced and the disconnection of the source wiring 12 can be suppressed.

なお、ソース配線12はソース電極16の形成時(第3のパターニング処理時)に併せて形成され、ゲート配線13はゲート電極2の形成時(第1のパターニング処理時)に併せて形成されるのが一般的であるため、ソース配線領域R12を含みソース配線12の全領域下に酸化物半導体層9yを形成することもできる。   The source wiring 12 is formed at the time of forming the source electrode 16 (at the time of the third patterning process), and the gate wiring 13 is formed at the time of forming the gate electrode 2 (at the time of the first patterning process). Therefore, the oxide semiconductor layer 9y can be formed under the entire region of the source wiring 12 including the source wiring region R12.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。   It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

2 ゲート電極、3 ゲート絶縁膜、4,4a,4b,5,8,8a,8b,9,9x,9y 酸化物半導体層、6 チャネル保護層、12 ソース配線、13 ゲート配線、16 ソース電極、17 ドレイン電極、18 保護絶縁膜、21 モリブデン層、30,30B〜30E 画素TFT、41,42,44,45 製造用酸化物半導体層、61 保護用絶縁膜、100 TFT基板、102 カラーフィルター、200 液晶表示装置、T1〜T3 NMOSトランジスタ。   2 gate electrode, 3 gate insulating film, 4, 4a, 4b, 5, 8, 8a, 8b, 9, 9x, 9y oxide semiconductor layer, 6 channel protective layer, 12 source wiring, 13 gate wiring, 16 source electrode, 17 Drain electrode, 18 Protective insulating film, 21 Molybdenum layer, 30, 30B-30E Pixel TFT, 41, 42, 44, 45 Manufacturing oxide semiconductor layer, 61 Protective insulating film, 100 TFT substrate, 102 Color filter, 200 Liquid crystal display, T1-T3 NMOS transistors.

Claims (15)

基板上に形成されるゲート電極と、
前記ゲート電極を覆って形成されるゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極に対向する領域に形成される第1の半導体層と、
前記ゲート絶縁膜上に選択的に形成されるソース電極及びドレイン電極とを備え、前記ソース電極及び前記ドレイン電極間の前記ゲート絶縁膜上の領域が前記ゲート電極に対向する領域となり、前記ソース電極及び前記ドレイン電極のうち少なくとも一方の電極は前記第1の半導体層上にさらに形成され、
前記ゲート絶縁膜上の前記ソース電極及びドレイン電極間の領域に少なくとも形成される第2の半導体層をさらに備え、前記第2の半導体層は、前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記第1の半導体層それぞれと接触し、
前記第2の半導体層のうち前記ゲート絶縁膜上の前記ソース電極及びドレイン電極間の領域に形成されるチャネル主要領域と、前記少なくとも一つの電極下の前記第1の半導体層の一部とによりチャネル領域が規定される、
薄膜トランジスタ。
A gate electrode formed on the substrate;
A gate insulating film formed to cover the gate electrode;
A first semiconductor layer formed in a region facing the gate electrode through the gate insulating film;
A source electrode and a drain electrode selectively formed on the gate insulating film, and a region on the gate insulating film between the source electrode and the drain electrode is a region facing the gate electrode; And at least one of the drain electrodes is further formed on the first semiconductor layer,
The semiconductor device further includes a second semiconductor layer formed at least in a region between the source electrode and the drain electrode on the gate insulating film, wherein the second semiconductor layer includes the source electrode, the drain electrode, and the first semiconductor. In contact with each layer,
A main channel region formed in a region between the source electrode and the drain electrode on the gate insulating film in the second semiconductor layer, and a part of the first semiconductor layer under the at least one electrode. A channel region is defined,
Thin film transistor.
請求項1記載の薄膜トランジスタであって、
前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層のうち少なくとも一方は酸化物半導体で構成される、
薄膜トランジスタ。
The thin film transistor according to claim 1,
At least one of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer is formed of an oxide semiconductor;
Thin film transistor.
請求項1または請求項2に記載の薄膜トランジスタであって、
前記第1の半導体層は前記第2の半導体層を挟んで互いに分離形成される一方部分半導体層及び他方部分半導体層を含み、
前記少なくとも一方の電極は前記ソース電極及び前記ドレイン電極を含み、
前記ソース電極は前記一方部分半導体層上に形成され、前記ドレイン電極は前記他方部分半導体層上に形成される、
薄膜トランジスタ。
The thin film transistor according to claim 1 or 2,
The first semiconductor layer includes one partial semiconductor layer and the other partial semiconductor layer that are separated from each other with the second semiconductor layer interposed therebetween,
The at least one electrode includes the source electrode and the drain electrode;
The source electrode is formed on the one partial semiconductor layer, and the drain electrode is formed on the other partial semiconductor layer;
Thin film transistor.
請求項1から請求項3のうち、いずれか1項に記載の薄膜トランジスタであって、
前記第2の半導体層上に形成されるチャネル保護層と、
前記チャネル保護層上に形成される保護絶縁膜とをさらに備える、
薄膜トランジスタ。
The thin film transistor according to any one of claims 1 to 3,
A channel protective layer formed on the second semiconductor layer;
A protective insulating film formed on the channel protective layer;
Thin film transistor.
請求項1から請求項4のうち、いずれか1項に記載の薄膜トランジスタであって、
前記第1の半導体層は前記第2の半導体層よりもキャリア密度が高いことを特徴とする、
薄膜トランジスタ。
The thin film transistor according to any one of claims 1 to 4,
The first semiconductor layer has a higher carrier density than the second semiconductor layer,
Thin film transistor.
請求項1から請求項5のうち、いずれか1項に記載の薄膜トランジスタであって、
前記第1の半導体層と同一構成材料で形成され、前記ゲート絶縁膜上に前記第1の半導体層と独立して設けられた第3の半導体層をさらに備え、
前記第3の半導体層は前記第2の半導体層と接触することなく、前記ソース電極及びドレイン電極のうち少なくとも一つの電極下に設けられる、
薄膜トランジスタ。
The thin film transistor according to any one of claims 1 to 5,
A third semiconductor layer formed of the same material as that of the first semiconductor layer, and provided on the gate insulating film independently of the first semiconductor layer;
The third semiconductor layer is provided under at least one of the source electrode and the drain electrode without being in contact with the second semiconductor layer.
Thin film transistor.
画素用基板上に互いに交差して配置される複数のソース配線及び複数のゲート配線と、
前記ゲート配線及び前記ソース配線の交差部に配置される複数の薄膜トランジスタと、
前記複数の薄膜トランジスタに対応する複数の画素電極とを備え、
前記複数の薄膜トランジスタはそれぞれ対応する画素電極と前記ドレイン電極を介して電気的に接続され、
前記複数の薄膜トランジスタはそれぞれ請求項6記載の薄膜トランジスタを含み、前記ソース電極及び前記ゲート電極は前記ソース配線及び前記ゲート配線に電気的に接続され、前記画素用基板は前記基板を含み、
前記第3の半導体層は前記ドレイン電極下に形成されるドレイン電極下半導体層を含み、
前記画素電極は前記第1及び第3の半導体層と同一構成材料により、前記ドレイン電極下半導体層と一体的に形成されることを特徴とする、
薄膜トランジスタ基板。
A plurality of source wirings and a plurality of gate wirings arranged to cross each other on the pixel substrate;
A plurality of thin film transistors disposed at intersections of the gate wiring and the source wiring;
A plurality of pixel electrodes corresponding to the plurality of thin film transistors,
The plurality of thin film transistors are electrically connected to the corresponding pixel electrode and the drain electrode,
The plurality of thin film transistors each include the thin film transistor according to claim 6, wherein the source electrode and the gate electrode are electrically connected to the source wiring and the gate wiring, and the pixel substrate includes the substrate,
The third semiconductor layer includes a semiconductor layer under a drain electrode formed under the drain electrode,
The pixel electrode is integrally formed with the semiconductor layer under the drain electrode, using the same constituent material as the first and third semiconductor layers.
Thin film transistor substrate.
請求項7記載の薄膜トランジスタ基板であって、
前記第3の半導体層は導電性を有し、
前記第3の半導体層は前記ソース電極及び前記ソース配線の少なくとも一部下に形成されるソース電極下半導体層をさらに含む、
薄膜トランジスタ基板。
The thin film transistor substrate according to claim 7,
The third semiconductor layer has conductivity,
The third semiconductor layer further includes a semiconductor layer under the source electrode formed under at least a part of the source electrode and the source wiring.
Thin film transistor substrate.
請求項1から請求項6のうち、いずれか1項に記載の薄膜トランジスタを有する薄膜トランジスタ基板と、
前記薄膜トランジスタ基板と対向して配置される対向基板とを備え、前記薄膜トランジスタ基板と前記対向基板との間に液晶層が挟持される、
液晶表示装置。
A thin film transistor substrate comprising the thin film transistor according to any one of claims 1 to 6,
A counter substrate disposed opposite to the thin film transistor substrate, and a liquid crystal layer is sandwiched between the thin film transistor substrate and the counter substrate.
Liquid crystal display device.
(a)基板上に第1の金属膜を形成した後、前記第1の金属膜に対する第1のパターニング処理によりゲート電極を得るステップと、
(b)前記ゲート電極を覆って前記基板上にゲート絶縁膜を形成するステップと、
(c)前記ゲート絶縁膜上に第1の製造用半導体層を形成した後、前記第1の製造用半導体層に対する第2のパターニング処理により、前記ゲート電極に対向する領域にパターニング済第1の製造用半導体層を得るステップと、
(d)前記ステップ(c)の後に実行され、前記パターニング済第1の製造用半導体層を覆って、前記ゲート絶縁膜上に第2の金属膜を形成した後、前記第2の金属膜に対する第3のパターニング処理により、互いに独立したソース電極及びドレイン電極を得るステップとを備え、前記ステップ(d)後において、前記ソース電極及び前記ドレイン電極間の前記ゲート絶縁膜上の領域が前記ゲート電極に対向する領域となり、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方の電極下に形成される前記パターニング済第1の製造用半導体層が第1の半導体層となり、
(e)前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆いつつ、前記ゲート絶縁膜上に第2の製造用半導体層を形成した後、前記第2の製造用半導体層に対する第4のパターニング処理により第2の半導体層を得るステップをさらに備え、前記第2の半導体層は、前記ゲート絶縁膜上の前記ソース電極及びドレイン電極間において、前記ゲート電極と対向する領域に形成されるチャネル主要領域を有し、前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記第1の半導体層それぞれと接触し、
前記ステップ(e)の実行後において、前記チャネル主要領域と、前記少なくとも一つの電極下の前記第1の半導体層の一部とによりチャネル領域が規定される
薄膜トランジスタの製造方法。
(a) after forming a first metal film on the substrate, obtaining a gate electrode by a first patterning process on the first metal film;
(b) forming a gate insulating film on the substrate covering the gate electrode;
(c) After forming the first manufacturing semiconductor layer on the gate insulating film, the second patterning process is performed on the first manufacturing semiconductor layer to form a patterned first region in a region facing the gate electrode. Obtaining a manufacturing semiconductor layer;
(d) After the step (c), the second metal film is formed on the gate insulating film so as to cover the patterned first manufacturing semiconductor layer, and then the second metal film is formed. Obtaining a source electrode and a drain electrode independent from each other by a third patterning process, and after the step (d), a region on the gate insulating film between the source electrode and the drain electrode is the gate electrode. The patterned first manufacturing semiconductor layer formed under at least one of the source electrode and the drain electrode becomes a first semiconductor layer,
(e) A second manufacturing semiconductor layer is formed on the gate insulating film while covering the source electrode and the drain electrode, and then a second patterning process is performed on the second manufacturing semiconductor layer. A step of obtaining a semiconductor layer, wherein the second semiconductor layer has a channel main region formed in a region facing the gate electrode between the source electrode and the drain electrode on the gate insulating film; Contacting each of the source electrode, the drain electrode and the first semiconductor layer;
A method of manufacturing a thin film transistor, wherein a channel region is defined by the channel main region and a part of the first semiconductor layer under the at least one electrode after the execution of the step (e).
請求項10記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記ステップ(d)で実行される前記第3のパターニング処理は、前記第2の金属膜及びパターニング済第1の製造用半導体層に対するパターニング処理を含む、
薄膜トランジスタの製造方法。
A method of manufacturing a thin film transistor according to claim 10,
The third patterning process executed in step (d) includes a patterning process for the second metal film and the patterned first manufacturing semiconductor layer.
A method for manufacturing a thin film transistor.
請求項10記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記ステップ(d)における前記第4のパターニング処理によって前記パターニング済第1の製造用半導体層はパターニングされず、
前記ステップ(c)の実行後の前記パターニング済第1の製造用半導体層は前記第1の半導体層を含む、
薄膜トランジスタの製造方法。
A method of manufacturing a thin film transistor according to claim 10,
The patterned first manufacturing semiconductor layer is not patterned by the fourth patterning process in the step (d),
The patterned first manufacturing semiconductor layer after execution of step (c) includes the first semiconductor layer,
A method for manufacturing a thin film transistor.
請求項10から請求項12のうち、いずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記ステップ(e)は、
(e-1)前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆うように、前記ゲート絶縁膜上に第2の製造用半導体層を形成した後、前記第2の製造用半導体層上にさらに保護膜用中間層を形成するステップと、
(e-2)前記保護膜用中間層に対する第5のパターニング処理によりチャネル保護層を得るステップと、
(e-3)前記チャネル保護層をマスクとした前記第2の製造用半導体層に対する前記第4のパターニング処理により前記第2の半導体層を得るステップを含む、
薄膜トランジスタの製造方法。
A method of manufacturing a thin film transistor according to any one of claims 10 to 12,
The step (e)
(e-1) After forming a second manufacturing semiconductor layer on the gate insulating film so as to cover the source electrode and the drain electrode, a protective film intermediate layer is further formed on the second manufacturing semiconductor layer. Forming a layer;
(e-2) obtaining a channel protective layer by a fifth patterning process on the protective film intermediate layer;
(e-3) including obtaining the second semiconductor layer by the fourth patterning process on the second manufacturing semiconductor layer using the channel protective layer as a mask,
A method for manufacturing a thin film transistor.
請求項10から請求項13のうち、いずれか1項に記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記ステップ(c)の実行後に得られる前記パターニング済第1の製造用半導体層はその一部に第3の半導体層を含み、
前記ステップ(d)の実行後において、前記第3の半導体層は、前記少なくとも一つの電極下に前記第1の半導体層とは分離する態様で設けられ、
前記ステップ(e)の実行後において、前記第3の半導体層は、前記第2の半導体層を接触しない態様で設けられる、
薄膜トランジスタの製造方法。
A method of manufacturing a thin film transistor according to any one of claims 10 to 13,
The patterned first manufacturing semiconductor layer obtained after the execution of step (c) includes a third semiconductor layer in a part thereof,
After the execution of the step (d), the third semiconductor layer is provided in a manner to be separated from the first semiconductor layer under the at least one electrode,
After the execution of the step (e), the third semiconductor layer is provided in a mode that does not contact the second semiconductor layer.
A method for manufacturing a thin film transistor.
請求項14記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記第3の半導体層は前記ドレイン電極下に形成されるドレイン電極下半導体層を含み、
前記ドレイン電極下半導体層は画素電極として機能する画素電極領域を有することを特徴とする、
薄膜トランジスタの製造方法。
A method of manufacturing a thin film transistor according to claim 14,
The third semiconductor layer includes a semiconductor layer under a drain electrode formed under the drain electrode,
The semiconductor layer under the drain electrode has a pixel electrode region that functions as a pixel electrode,
A method for manufacturing a thin film transistor.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017158967A1 (en) * 2016-03-18 2017-09-21 三菱電機株式会社 Thin-film transistor, thin-film transistor substrate, liquid crystal display device, and method for manufacturing thin-film transistor
WO2018150620A1 (en) * 2017-02-16 2018-08-23 三菱電機株式会社 Thin film transistor, thin film transistor substrate, liquid crystal display device, and method for manufacturing thin film transistor substrate

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010170110A (en) * 2008-12-25 2010-08-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Display device and method of manufacturing the same
JP2011009719A (en) * 2009-05-29 2011-01-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same
WO2011122205A1 (en) * 2010-03-30 2011-10-06 凸版印刷株式会社 Method for producing thin film transistor, and thin film transistor and image display device
JP2013183156A (en) * 2012-03-03 2013-09-12 Chunghwa Picture Tubes Ltd Manufacturing method of pixel structure and pixel structure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010170110A (en) * 2008-12-25 2010-08-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Display device and method of manufacturing the same
JP2011009719A (en) * 2009-05-29 2011-01-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same
WO2011122205A1 (en) * 2010-03-30 2011-10-06 凸版印刷株式会社 Method for producing thin film transistor, and thin film transistor and image display device
JP2013183156A (en) * 2012-03-03 2013-09-12 Chunghwa Picture Tubes Ltd Manufacturing method of pixel structure and pixel structure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017158967A1 (en) * 2016-03-18 2017-09-21 三菱電機株式会社 Thin-film transistor, thin-film transistor substrate, liquid crystal display device, and method for manufacturing thin-film transistor
US10747081B2 (en) 2016-03-18 2020-08-18 Mitsubishi Electric Corporation Thin-film transistor, thin-film transistor substrate, and liquid crystal display device
WO2018150620A1 (en) * 2017-02-16 2018-08-23 三菱電機株式会社 Thin film transistor, thin film transistor substrate, liquid crystal display device, and method for manufacturing thin film transistor substrate

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