專利名稱：薄膜晶體管襯底、薄膜晶體管的制造方法以及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管襯底、薄膜晶體管的制造方法以及使用它 們的顯示裝置。
背景技術(shù)：
以往，在液晶顯示裝置中，廣泛地利用采用了薄膜晶體管(Thin Filmed Transistor:下面稱為TFT)襯底的有源矩陣(active matrix) 型顯示裝置(專利文獻(xiàn)1~3).采用圖3說明現(xiàn)有的TFT襯底.圖3 是示出現(xiàn)有的頂柵(topgate)型TFT襯底的剖面結(jié)構(gòu)的剖面圖。在圖 3中示出的TFT襯底101具有在玻璃(glass)襯底11上形成的作為防 擴(kuò)散層的SiN (氮化硅(silicon))膜12.在SiN膜12上以烏狀形成 具有溝道(channel)區(qū)域131、源極(source)區(qū)域132和漏極(drain) 區(qū)域133的半導(dǎo)體層13、或由與半導(dǎo)體層13相同的材料形成的下部電 容電極13a,下部電容電極13a構(gòu)成TFT22的輔助電容區(qū)域.接下來，以覆蓋半導(dǎo)體層13和下部電容電極13a上的方式形成 Si()2(氧化硅)膜14，作為柵極(gate)絕緣層.并且，隔著^02膜14 在溝道區(qū)域131上呈島狀地形成柵電極15,即，在柵(gate)電極15 和溝道區(qū)域131之間配置SiCh膜14，柵電極15夾持Si02膜14地配置 在半導(dǎo)體層13的溝道區(qū)域131的對(duì)面.即，半導(dǎo)體層13的溝道區(qū)域 131和柵電極15夾持Si02膜14地對(duì)置配置。并且，隔著SK)2膜14在 下部電容電極13a上呈部烏狀地形成上部電容電極15a.上部電容電極 15a和柵電極15由相同的材料形成.接下來，在柵電極15上形成Si02膜16作為層間絕緣膜，之后， 通過形成在SK)2膜14和SK)2膜16上的接觸孔(contacthole) 20，使 源極區(qū)域132、漏極區(qū)域133以及下部電容電極13a與布線電極17連 接。布線電極17與源極區(qū)域132連接，并將顯示電壓提供給TFT22。 并且，布線電極17與漏極區(qū)域133連接，并將顯示電壓施加給像素電 極，從而形成預(yù)定的電路.接下來，在布線電極17上形成上部絕緣層18，通過形成在上部絕
緣層18上的接觸孔21連接像素電極19和布線電極17.布線電極17 與源極區(qū)域132以及漏極區(qū)域133電連接，傳遞外部以及襯底上的電 路內(nèi)的圖像信號(hào)或控制信號(hào).如上所述，對(duì)于現(xiàn)有的頂柵型TFT襯底 來說，用于連接TFT或電容等多個(gè)元件間的布線電極17形成在TFT 襯底101的上層.專利文獻(xiàn)1 特開2001 - 217423號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 特開2002 - 26330號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 特開平10- 178177號(hào)公報(bào)但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中存在以下的技術(shù)問題.為了使源 極區(qū)域132、漏極區(qū)域133以及下部電容電極13a與布線電極17連接， 并且向像素電極19提供顯示電壓，需要形成接觸孔20、 21,即，形成 接觸孔需要兩個(gè)步驟，具體地說，在源極區(qū)域132、漏極區(qū)域133以及 下部電容電極13a與布線電極17之間形成接觸孔20，之后，在布線電 極17和像素電極19之間形成接觸孔21,其結(jié)果是，形成接觸孔用的 掩膜(mask)枚數(shù)或步驟數(shù)需要兩次，這不利于制造成本的削減.

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種通過使接觸孔的形 成步緣統(tǒng)一來削減掩膜枚數(shù)以及步驟數(shù)的薄膜晶體管襯底、薄膜晶體 管制造方法以及顯示裝置，本發(fā)明的第一方式是薄膜晶體管襯底，具有襯底；包括形成在 上述襯底上的布線電極的第一導(dǎo)電層；以覆蓋上述第一導(dǎo)電層的方式 形成的防擴(kuò)散層；半導(dǎo)體層，在上述防擴(kuò)散層上以島狀形成，具有溝 道區(qū)域、源極區(qū)域以及漏極區(qū)域；以覆蓋上述半導(dǎo)體層的方式形成的 柵極絕緣層；第二導(dǎo)電層，包括隔著上述柵極絕緣層形成在上述溝道 區(qū)域上的柵電極；以覆蓋上述第二導(dǎo)電層的方式形成的層間絕緣層； 笫三導(dǎo)電層，形成在笫一接觸孔內(nèi)、第二接觸孔內(nèi)、以及所述層間絕 緣層上，該第一接觸孔以貫通所述層間絕緣層以及所述柵極絕緣層并 達(dá)到所述半導(dǎo)體層的方式形成，該笫二接觸孔以貫通所述層間絕緣 層、所述柵極絕緣層以及所述防擴(kuò)散層并到達(dá)第一導(dǎo)電層的方式形 成，其中，上述笫三導(dǎo)電層包括以島狀形成在上述層間絕緣層上的像 素電極.
本發(fā)明的第二方式是薄膜晶體管襯底的制造方法，具有如下步驟在襯底上形成包括布線電極的笫一導(dǎo)電層；以覆蓋上述笫一導(dǎo)電 層的方式形成防擴(kuò)散層；在上述防擴(kuò)散層上以烏狀形成具有溝道區(qū) 域、源極區(qū)域以及漏極區(qū)域的半導(dǎo)體層；以復(fù)蓋上述半導(dǎo)體層的方式 形成柵極絕緣層；以烏狀形成第二導(dǎo)電層，該第二導(dǎo)電層包括隔著上 述柵極絕緣層形成在上述溝道區(qū)域上的柵電極；以覆蓋上述笫二導(dǎo)電 層的方式形成層間絕緣層；形成貫通上述層間絕緣層以及上述柵極絕 緣層到達(dá)上述半導(dǎo)體層的笫一接觸孔、以及貫通上述層間絕緣層、上 述柵極絕緣層和上述防擴(kuò)散層到達(dá)上述第一導(dǎo)電層的第二接觸孔；在 形成上述第一接觸孔和上述笫二接觸孔之后，在上述層間絕緣層上形 成包括像素電極的第三導(dǎo)電層.如上所述，可提供一種通過使接觸孔的形成步驟統(tǒng)一而削減掩膜 枚數(shù)和步驟數(shù)的薄膜晶體管襯底、薄膜晶體管制造方法以及顯示裝 置，


圖l是示出本發(fā)明的TFT襯底的剖面圖.圖2是示出顯示裝置的平面圖.圖3是示出現(xiàn)有技術(shù)的TFT襯底的剖面圖.具體實(shí)施方式
以下，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明.為了使說明明確，以 下的描述和附圖進(jìn)行了適當(dāng)?shù)厥÷院屯不?并且，為了使說明明確， 根據(jù)需要省略了重復(fù)的說明.實(shí)施方式1首先，采用圖l對(duì)使用本發(fā)明的TFT襯底的顯示裝置進(jìn)行說明， 圖l是示出顯示裝置中所使用的TFT襯底的結(jié)構(gòu)的正面圖.對(duì)于本發(fā) 明的顯示裝置來說，以液晶顯示裝置為例進(jìn)行說明，但是，這僅是示 例，也可以采用有機(jī)EL顯示裝置等平面型顯示裝置(Flat Panel Display:平板顯示器)等.本發(fā)明的顯示裝置具有TFT襯底110. TFT襯底110是陣列 (array)狀地設(shè)置有TFT的襯底，也稱為TFT陣列襯底.在TFT襯
底110上設(shè)置有顯示區(qū)域111和以包圍顯示區(qū)域111的方式設(shè)置的框架 區(qū)域112。在該顯示區(qū)域111上形成有多個(gè)柵極布線(掃描信號(hào)線)113 和多個(gè)源極布線(顯示信號(hào)線)114.多個(gè)柵極布線113平行地設(shè)置. 同樣地，多個(gè)源極布線114平行地設(shè)置。柵極布線113和源極布線114 以彼此交叉的方式形成.柵極布線113和源極布線114正交.并且， 由鄰接的柵極布線113和源極布線114包閨的區(qū)域成為像素117.因 此，在TFT襯底110上，矩陣狀地配置像素117。并且，在TFT襯底110的框架區(qū)域112中設(shè)置掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路 115和顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路116.柵極布線113從顯示區(qū)域111延伸設(shè)置 到框架區(qū)域112.柵極布線113在TFT襯底110的端部與掃描信號(hào)驅(qū) 動(dòng)電路115連接.源極布線114也同樣地從顯示區(qū)域111延伸設(shè)置到框 架區(qū)域112.源極布線114在TFT襯底110的端部與顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)電 路116連接，在掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路115附近連接外部布線118.并且， 在顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路116附近連接外部布線119.外部布線118、 119 例如是FPC (Flexible Printed Circuit:軟性印刷電路)等布線襯底.通過外部布線118、 119將來自外部的各種信號(hào)提供給掃描信號(hào)驅(qū) 動(dòng)電路115和顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路116。掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路115根據(jù)來自 外部的控制信號(hào)將柵極信號(hào)(掃描信號(hào))提供給柵極布線113.根據(jù)該 柵極信號(hào)依次選擇柵極布線113。顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路116基于來自外部 的控制信號(hào)或顯示數(shù)據(jù)將顯示信號(hào)提供給源極布線114.由此，可以將 與顯示數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的顯示電壓提供給各像素117.在像素117內(nèi)至少形成一個(gè)TFT120,TFT120配置在源極布線114 和柵極布線113的交叉點(diǎn)附近.例如，該TFT120將顯示電壓提供給像 素電極.即，根據(jù)來自柵極布線113的柵極信號(hào)，作為開關(guān)(switching) 元件的TFT120導(dǎo)通(on).由此，從源極布線114向與TFT120的漏 電極連接的像素電極施加顯示電壓.并且，在像素電極和對(duì)置電極之 間產(chǎn)生與顯示電壓相對(duì)應(yīng)的電場.此外，在TFT襯底110的表面形成 取向膜(未圖示).此外，在液晶顯示裝置的情況下，在TFT襯底110上對(duì)置地配置 對(duì)置襯底，對(duì)置襯底例如是濾色片(colorfilter)襯底，配置在可視側(cè)。 在對(duì)置襯底上形成濾色片、黑矩陣(blackmatrix) (BM)、對(duì)置電極 和取向膜等。并且，也存在對(duì)置電極配置在TFT襯底IIO側(cè)的情況.另外，在TFT襯底llO和對(duì)置襯底之間夾持液晶層.即，在TFT襯底 IIO和對(duì)置襯底之間注入液晶.此外，在TFT襯底110和對(duì)置襯底的 外側(cè)的面設(shè)置偏光板和位相差板等.并且，在液晶顯示面板(panel) 的可視側(cè)的相反側(cè)配置背光單元(backlightunit)等.
利用像素電極和對(duì)置電極之間的電場驅(qū)動(dòng)液晶.即，襯底間的液 晶的取向方向變化，由此，通過液晶層的光的偏振狀態(tài)變化.即，對(duì) 于通過偏光板成為直線偏振光的光來說，偏振狀態(tài)因液晶層而改變. 具體地說，來自背光單元的光因陣列襯底側(cè)的偏光板而成為直線偏振 光.并且，該直線偏振光通過液晶層，由此，偏振狀態(tài)改變.
因此，根據(jù)偏光狀態(tài)，通過對(duì)置襯底側(cè)的偏光板的光量變化.即， 在從背光單元透過液晶顯示面板的透過光中的通過可視側(cè)偏光板的光 的光量變化.液晶的取向方向根據(jù)所施加的顯示電壓而變化.因此， 對(duì)顯示電壓進(jìn)行控制，由此，可使通過可視側(cè)偏光板的光量變化.即， 按照每個(gè)像素改變顯示電壓，由此，可顯示期望的圖像.
本實(shí)施方式示例性地對(duì)制造上述液晶顯示裝置等顯示裝置中所應(yīng) 用的頂柵型結(jié)構(gòu)TFT襯底的情況進(jìn)行說明。采用TFT襯底的顯示裝置 不限于液晶顯示裝置，也可以是有機(jī)EL顯示器等.
采用圖2說明本實(shí)施方式的頂柵型TFT襯底的一例.困2是示出 本實(shí)施方式的頂柵型TFT襯底的剖面結(jié)構(gòu)的剖面圖.圖2所示的TFT 襯底110具有玻璃襯底1、 SiN膜2、半導(dǎo)體層3、 SiC)2膜4、柵電極5a、 上部電容電極5b、 Si02膜6、布線電極7a、下部電容電極7b、像素電 極9a、連接圖形9b、以及接觸孔10a、 10b。 TFT襯底110與困1所示 的TFT襯底相同。并且，半導(dǎo)體層3由溝道區(qū)域31、源極區(qū)域32和 漏極區(qū)域33構(gòu)成.此外，由半導(dǎo)體層3、 Si02膜4和柵電極5a形成 TFT8.
在TFT襯底110中，在玻璃襯底1上以島狀形成布線電極7a和下 部電容電極7b。布線電極7a和下部電容電極7b由相同的材料形成， 作為第一導(dǎo)電層7.下部電容電極7b成為TFT8的輔助電容區(qū)域.之 后，以覆蓋布線電極7a和下部電容電極7b上的方式形成SiN膜2。 SiN 膜2是防止雜質(zhì)向半導(dǎo)體層3擴(kuò)散的防擴(kuò)散層。之后，在SiN膜2上 以烏狀形成半導(dǎo)體層3。半導(dǎo)體層3具有溝道區(qū)域31、源極區(qū)域32和 漏極區(qū)域33。半導(dǎo)體層3形成在包括布線電極7a和下部電容電極7b
的第一導(dǎo)電層7的上部區(qū)域以外的區(qū)域.之后，以覆蓋半導(dǎo)體層3上的方式形成Si02膜4，作為柵極絕緣 層.隔著Si02膜4在褒蓋溝道區(qū)域31的部分上以烏狀形成柵電極5a. 即，在柵電極5a和溝道區(qū)域31之間配置Si02膜4，并且，柵電極5a 夾持Si02膜4配置在半導(dǎo)體層3的溝道區(qū)域31的對(duì)面.即，半導(dǎo)體層 3的溝道區(qū)域31和柵電極5a夾持Si02膜4而對(duì)置配置.并且，隔著 SiN膜2和Si02膜4在下部電容電極7b的上部以烏狀形成上部電容電 極5b。上部電容電極5b和柵電極5a由相同的材料形成，作為笫二導(dǎo) 電層5.并且，柵電極5a與圖1所示的柵極布線113連接。此外，以覆蓋柵電極5a和上部電容電極5b上的方式形成Si02膜 6，作為層間絕緣層.之后，在SK)2膜6上形成包括像素電極9a的第 三導(dǎo)電層9.笫三導(dǎo)電層9也包括連接圖形(pattern) 9b。并且，通過 形成在半導(dǎo)體層3上的接觸孔10a,連接第三導(dǎo)電層9和半導(dǎo)體層3, 并且，在布線電極7a和下部電容電極7b上形成接觸孔10b,通過接觸 孔10b，連接笫三導(dǎo)電層9和布線電極7a.由此，通過連接圖形9b連 接布線電極7a和源極區(qū)域32.并且，通過接觸孔10b連接第三導(dǎo)電層 9和下部電容電極7b.由此，通過像素電極9a連接下部電容電極7b 和漏極區(qū)域33,在接觸孔10a、 10b的內(nèi)部埋入作為第三導(dǎo)電層9的材 料的導(dǎo)電膜.因此，笫三導(dǎo)電層9和半導(dǎo)體層3通過接觸孔10a而貫 通，笫三導(dǎo)電層9和第一導(dǎo)電層7通過接觸孔10b而貫通，并且，不 僅物理地連接，且電連接。此外，布線電極7a與圖1所示的源極布線 114連接。在此，在半導(dǎo)體層3和笫三導(dǎo)電層9之間形成Si()2膜4和Si02膜 6.即，接觸孔10a從第三導(dǎo)電層9貫通SiO2膜6和SiO2膜4，到達(dá)半 導(dǎo)體層3。并且，在包括布線電極7a以及下部電容電極7b的第一導(dǎo)電 層7和第三導(dǎo)電層9之間，形成SiN膜2、 SK)2膜4以及Si02膜6。即， 接觸孔10b從第三導(dǎo)電層9貫通SiO2膜6、 SK)2膜4和SiN膜2，到達(dá) 第一導(dǎo)電層7.在本實(shí)施方式中，在半導(dǎo)體層3上，在形成接觸孔10a的區(qū)域， 不需配置包括柵電極5a以及上部電容電極5b的第二導(dǎo)電層5.并且， 在包括布線電極7a以及下部電容電極7b的第一導(dǎo)電層7上，在形成 接觸孔10b的區(qū)域，不需配置半導(dǎo)體層3以及第二導(dǎo)電層5.即，半導(dǎo)
體層3以及笫一導(dǎo)電層7的接觸孔連接部以從第二導(dǎo)電層5的形成區(qū) 域下部露出的方式形成.并且，在露出的部分形成接觸孔10a、 10b.如上所述，本實(shí)施方式的頂柵型TFT襯底110的特征在于，包括 連接TFT和電容等多個(gè)元件間用的布線電極7a的第一導(dǎo)電層7形成在 TFT8的下層，更具體地說，包括布線電極7a的第一導(dǎo)電層7形成在 TFT8的下層區(qū)域之外，并且，笫一導(dǎo)電層7的元件間連接區(qū)域形成在 包括柵電極5a以及上部電容電極5b的第二導(dǎo)電層5的下層區(qū)域以外.接下來，采用圖2說明本實(shí)施方式的TFT襯底110的制造方法的 一例.首先，例如，使用純水或酸清洗由透光性玻璃形成的玻璃襯底1. TFT襯底110所使用的襯底不限于玻璃襯底1，也可使用聚碳酸酯 (Polycarbonate)或丙稀(acril)等塑料(plastic),并且，可在SUS (不銹鋼Stainless Used Steel)等金屬襯底上形成絕緣保護(hù)層而用作 襯底材料.接下來，在玻璃襯底l上形成包括布線電極7a以及下部電容電極 7b的第一導(dǎo)電層7。在TFT襯底110的下層部分形成第一導(dǎo)電層7， 這是本實(shí)施方式的核心特征.由相同的步驟形成包括布線電極7a以及 下部電容電極7b的第一導(dǎo)電層7,例如是厚度為300nm的Al (鋁 (Aluminum))膜。并且，笫一導(dǎo)電層7不限于A1，優(yōu)選地使用電阻 較低的材料.此外，優(yōu)選是在可用于TFT襯底110的全部的導(dǎo)電性電 極膜中電阻率最低的材料.第一導(dǎo)電層7例如可使用Ag (銀)、Cu (銅)、AlCu (鋁銅)、 AlSiCu (鋁硅銅)、Mo (鉬(Molybdenum ) ) 、 Ti (鈦(Titanium )) 和W (鴒(Tungsten))等單層膜.并且，也可使用Mo/Al這樣的層 疊多個(gè)上述單層膜的材料。在包括布線電極7a以及下部電容電極7b的笫一導(dǎo)電層7的形成 中，由賊射(sputtering)法等方法形成上述材料。之后，使用光致抗 蝕劑(photoresist)步驟，以烏狀形成布線電極7a以及下部電容電極 7b等.具體地說，對(duì)涂敷在笫一導(dǎo)電層7上的光致抗蝕刑進(jìn)行烘焙 (bake)，將光致抗蝕刑作成(masking)預(yù)定的圖形形狀，進(jìn)行隊(duì)光 處理.接下來，例如，用有機(jī)堿類顯影液對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行顯影，并 且進(jìn)行構(gòu)圖(patterning),此夕卜，例如使用褲酸(phosphoric acid) 以及硝酸的混合溶液對(duì)第一導(dǎo)電層7進(jìn)行濕法刻蝕(wetetching)，由 此，將布線電極7a以及下部電容電極7b形成為所希望的圖形形狀. 也可以同時(shí)形成源極布線114.并且，從玻璃襯底1上除去光致抗蝕劑， 并清洗除去光致抗蝕劑后的玻璃襯底1.此外，包括布線電極7a和下部電容電極7b的第一導(dǎo)電層7的端 部的剖面形狀優(yōu)選是正錐形(taper)形狀。由此，可獲得第一導(dǎo)電層7 上的疊層結(jié)構(gòu)的覆蓋度(coverage)良好的效果.并且，包括布線電 極7a以及下部電容電極7b的第一導(dǎo)電層7端部的錐角度優(yōu)選是10。 ~ 60° .并且，在本實(shí)施方式中，第一導(dǎo)電層7形成在TFT8的下層是重要 的，不限定其形成方法或膜厚。因此，上述示出的布線電極7a以及下 部電容電極7b的形成方法是示例性地示出的例子，也可以采用TFT 制造領(lǐng)域的技術(shù)人員可考慮到的其他方法.這不限于布線電極7a以及 下部電容電極7b的形成，構(gòu)成以下所示的TFT襯底110的其他要素的 形成也是相同的.接下來，在形成有第一導(dǎo)電層7的玻璃襯底1上，形成SiN層2， 作為防擴(kuò)散層。對(duì)于SiN層2來說，例如由化學(xué)氣相沉積(CVD)法 形成200nm的SiN.SiN層2防止玻璃襯底1與其上部的元件間的絕緣、 以及來自玻璃襯底1的雜質(zhì)的擴(kuò)散.此外，抑制與形成在SiN層2的 上部的半導(dǎo)體層3的界面能級(jí)密度，使TFT8的性能穩(wěn)定。并且，作為 防擴(kuò)散層，不限于SiN，也可以采用SK)2等.接下來，以烏狀形成具有溝道區(qū)域31、源極區(qū)域32以及漏極區(qū)域 33的半導(dǎo)體層3.首先，在玻璃襯底l上例如以50nm形成半導(dǎo)體層3 的材料，作為半導(dǎo)體層3的材料，可使用非晶硅(amorphous silicon) 膜或微晶硅(micro crystal silicon )，但是，為了提高性能，優(yōu)選使用 更高質(zhì)量的多晶硅(polysilicon)膜。為了直接在襯底上由CVD法形 成多晶硅膜，需要600iC以上的熱處理，所以，難以在通常的低價(jià)的玻 璃襯底上形成。因此，優(yōu)選采用通過等離子體(plasma) CVD法等低 溫CVD法，首先在玻璃襯底1上形成非晶硅膜，然后通過激光退火 (laser annealing)進(jìn)行多晶硅化的步驟.之后，采用光致抗蝕劑步驟 或干法刻蝕(dry etching)等將半導(dǎo)體層3形成為所期望的形狀.接下
并且，考慮到作為玻璃襯底1的材料的玻璃的熱應(yīng)變，則優(yōu)選由低溫CVD法成膜，此外，當(dāng)然也可由氧化硅膜以外的材料形成SK)2膜4， 以及由低溫CVD法以外的TFT制造方法形成SK)2膜4.接下來，在SK)2膜4上以島狀形成包括柵電極5a以及上部電容電 極5b的第二導(dǎo)電層5.包括柵電極5a以及上部電容電極5b的笫二導(dǎo) 電層5由相同的步驟形成.也可同時(shí)形成柵極布線113.例如，由濺射 法形成厚度200nm的Mo膜等，成為第二導(dǎo)電層5。接下來，由光致抗 性劑步驟或刻蝕步驟將作為第二導(dǎo)電層5的Mo膜加工成預(yù)定的形 狀.對(duì)于Mo膜的刻蝕來說，優(yōu)選使用例如砩酸和硝酸的混合溶液進(jìn)行 濕法刻蝕.形成柵電極5a以及上部電容電極5b之后，使用柵電極5a作為掩 膜，在半導(dǎo)體層3的源極區(qū)域32以及漏極區(qū)域33中引入例如磷(P) 或硼(boron) (B)等雜質(zhì)，由此，在半導(dǎo)體層3中形成高濃度雜質(zhì) 區(qū)域.作為引入法，可使用離子注入法或離子摻雜(ion doping)法， 經(jīng)過以上步驟，完成TFT8。接下來，在包括柵電極5a以及上部電容電極5b的笫二導(dǎo)電層5 上，例如以500nm形成SiO2膜6，作為層間絕緣層.Si02膜6是確保 TFT8或電容與像素電極9a的絕緣的層間絕緣層。并且，考慮到作為 玻璃襯底1的材料的玻璃的熱應(yīng)變時(shí)，優(yōu)選由低溫CVD法成膜。此外， 當(dāng)然也可由氧化硅膜以外的材料形成Si02膜4，以及由低溫CVD法以 外的TFT制造方法形成SK)2膜4.拉下來，說明接觸孔10a、 10b的形成步驟。本實(shí)施方式的特征在 于，接觸孔10a和接觸孔10b由相同的步驟形成，為了物理且電連接包括像素電極9a的第三導(dǎo)電層9、源極區(qū)域32 以及漏極區(qū)域33 (半導(dǎo)體層3)，形成接觸孔10a。在此，接觸孔10a 貫通Si02膜4和Si02膜6，由此，可直接地連接第三導(dǎo)電層9和半導(dǎo) 體層3,另一方面，為了物理且電連接包括像素電極9a的第三導(dǎo)電層9 和包括布線電極7a以及下部電容電極7b的第一導(dǎo)電層7，形成接觸孔 10b.在此，接觸孔10b貫通SiN膜2、 SK)2膜4以及SK)2膜6，由此， 可直接地連接第三導(dǎo)電層9和第一導(dǎo)電層7.不需在接觸孔10a和接觸孔10b的形成區(qū)域形成包括柵電極5a以 及上部電容電極Sb的第二導(dǎo)電層5.即，包括布線電極7a以及下部電
容電極7b的第一導(dǎo)電層7形成在TFT8的下層區(qū)域以外，并且，在笫 二導(dǎo)電層5的下層區(qū)域以外形成第一導(dǎo)電層7的接觸孔形成區(qū)域.對(duì)于接觸孔10a、 10b的形成部分來說，由光致抗蝕劑步驟除去抗 蝕劑，并且，利用干法刻蝕對(duì)Si02膜6和Si02膜4進(jìn)行刻蝕，此外， 利用對(duì)在光致抗蝕劑步驟中使用的抗蝕劑以及刻蝕Si02膜6和Si02膜 4進(jìn)行刻蝕后的開口部，對(duì)SiN膜2進(jìn)行干法刻蝕.并且，在該刻蝕中， 由于在接觸孔10a的底部露出半導(dǎo)體層3，所以，可以設(shè)定在SiN膜2 和半導(dǎo)體層3中具有選擇性的刻蝕條件.通過上述方法，可以在相同的步騍中實(shí)施用于連接笫三導(dǎo)電層9 和半導(dǎo)體層3、以及連接第三導(dǎo)電層9與笫一導(dǎo)電層7的接觸孔的形 成.在形成接觸孔10a、 10b之后，形成笫三導(dǎo)電層9。第三導(dǎo)電層9 由例如厚lOOnm的1TO (IndiumTin Oxide:銦錫氣化物)膜形成.此 時(shí)，在接觸孔10a、 10b內(nèi)也埋入作為導(dǎo)電材料的TIO膜.因此，將形 成第三導(dǎo)電層9的ITO膜與源電極32、漏電極33以及第一導(dǎo)電層7 物理且電連接，最后，通過光致抗蝕劑步驟以及干法刻蝕步驟或濕法 刻蝕步驟，將像素電極9a形成所希望的形狀.并且，作為像素電極9a， 不限于ITO膜，也可以是IZO膜或ITXO膜這樣其他的具有透明導(dǎo)電 性的膜.并且，在應(yīng)用于利用外部光的反射型顯示裝置的情況下，可 以是鋁或銀等光反射性優(yōu)良的材料，在用于有機(jī)EL顯示裝置的情況 下，可以在像素電極9a上層疊自發(fā)光材料或?qū)χ秒姌O。如上所述，在本實(shí)施方式中，包括連接TFT或電容等多個(gè)元件間 用的布線電極7a的第一導(dǎo)電層7形成在TFT8的下層.因此，不象現(xiàn) 有技術(shù)那樣通過布線電極17連接像素電極19、半導(dǎo)體層13和下部電 容電極13a (參考圖3).即，可以從像素電極9a直接與半導(dǎo)體層3 和下部電容電極7b連接。因此，可由相同步驟形成連接第三導(dǎo)電層9 和半導(dǎo)體層3 (源極區(qū)域32、漏極區(qū)域33)的接觸孔10a、以及連接 笫三導(dǎo)電層9和笫一導(dǎo)電層7的接觸孔10b,即，形成接觸孔10a、 10b 所需的光致抗蝕劑步驟、干法刻蝕步驟分別為一個(gè)步猓.因此，將以 往的需要兩次的接觸孔形成步驟變成一次，由此，得到減少掩膜枚數(shù) 和步驟數(shù)、降低制造成本的效杲，并且，根據(jù)本實(shí)施方式，不象以往那樣需要使布線電極17和像素 電極19絕緣的上部絕緣層18 (參考困3)。其結(jié)果是，可以削減形成 上部絕緣層18的制造成本.并且，由于由電阻率較低的材料形成包括布線電極7a以及下部電 容電極7b的第一導(dǎo)電層7，所以，膜厚盡可能地薄.因此，得到遊免 由于基底臺(tái)階差導(dǎo)致的褒蓋度不良或刻蝕殘?jiān)裙に囷L(fēng)險(xiǎn)(process risk)的效果.并且，由于第一導(dǎo)電層7的端部成為10。 ~60。的正錐 形形狀，所以，SiN膜2以后的層疊膜的覆蓋度變好.并且，本發(fā)明不限于上述各實(shí)施方式.在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可在 本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的內(nèi)容中對(duì)上述實(shí)施方式的各要素進(jìn)行變 更、增加、變換，
權(quán)利要求
1. 一種薄膜晶體管襯底，其特征在于，具有襯底；包括形成在上述襯底上的布線電極的第一導(dǎo)電層； 以覆蓋上述笫一導(dǎo)電層的方式形成的防擴(kuò)散層；半導(dǎo)體層，在上述防 擴(kuò)散層上以烏狀形成，具有溝道區(qū)域、源極區(qū)域以及漏極區(qū)域；以覆 蓋上述半導(dǎo)體層的方式形成的柵極絕緣層；第二導(dǎo)電層，包括隔著上 述柵極絕緣層形成在上述溝道區(qū)域上的柵電極；以覆蓋上述第二導(dǎo)電 層的方式形成的層間絕緣層；第三導(dǎo)電層，形成在第一接觸孔內(nèi)、第 二接觸孔內(nèi)、以及所述層間絕緣層上，該第一接觸孔以貫通所述層間 絕緣層以及所述柵極絕緣層并達(dá)到所述半導(dǎo)體層的方式形成，該第二 接觸孔以貫通所述層間絕緣層、所述柵極絕緣層以及所述防擴(kuò)散層并 到達(dá)笫一導(dǎo)電層的方式形成，上述第三導(dǎo)電層包括以烏狀形成在上述層間絕緣層上的像素電極，
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的薄膜晶體管襯底，其特征在于， 上述第一接觸孔和上述笫二接觸孔由一次刻蝕步驟形成.
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的薄膜晶體管襯底，其特征在于， 上述第一導(dǎo)電層是電阻率比上述半導(dǎo)體層、上述第二導(dǎo)電層以及上述第三導(dǎo)電層低的材料.
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的薄膜晶體管襯底，其特征在于， 上述第一導(dǎo)電層是由Ag、 Cu、 AlCu、 AlSiCu、 Mo、 Ti或W構(gòu)成的單層膜、或者層疊多個(gè)上述單層膜的層疊膜.
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的薄膜晶體管襯底，其特征在于， 上述第一導(dǎo)電層的端部形狀是正錐形形狀，
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的薄膜晶體管襯底，其特征在于， 上述笫一導(dǎo)電層的端部的錐角度是IO度至60度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l的薄膜晶體管襯底，其特征在于， 與上述柵電極連接的柵極布線和與上述布線電極連接的源極布線以彼此交叉的方式形成.
8. —種顯示裝置，其特征在于， 使用權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)的薄膜晶體管襯底.
9. 一種薄膜晶體管襯底的制造方法，具有如下步驟 在襯底上形成包括布線電極的笫一導(dǎo)電層；以覆蓋上述第一導(dǎo)電層的方式形成防擴(kuò)散層；在上述防擴(kuò)散層上以烏狀形成具有溝道區(qū)域、源極區(qū)域以及漏極 區(qū)域的半導(dǎo)體層；以覆蓋上述半導(dǎo)體層的方式形成柵極絕緣層；以烏狀形成第二導(dǎo)電層，該笫二導(dǎo)電層包括隔著上述柵極絕緣層 形成在上述溝道區(qū)域上的柵電極；以覆蓋上述第二導(dǎo)電層的方式形成層間絕緣層；形成貫通上述層間絕緣層以及上述柵極絕緣層到達(dá)上述半導(dǎo)體層 的笫一接觸孔、以及貫通上述層間絕緣層、上述柵極絕緣層和上述防 擴(kuò)散層到達(dá)上述笫一導(dǎo)電層的第二接觸孔；在形成上述第一接觸孔和上述第二接觸孔之后，在上述層間絕緣 層上形成包括像素電極的笫三導(dǎo)電層，
全文摘要
本發(fā)明提供減少掩膜數(shù)和步驟數(shù)的薄膜晶體管襯底，包括形成在襯底(1)上的第一導(dǎo)電層(7)；形成在第一導(dǎo)電層(7)上的防擴(kuò)散層(2)；形成在防擴(kuò)散層(2)上的半導(dǎo)體層(3)；形成在半導(dǎo)體層(3)上的柵極絕緣層(4)；形成在柵極絕緣層(4)上的第二導(dǎo)電層(5)；形成在第二導(dǎo)電層(5)上的層間絕緣層(6)；第三導(dǎo)電層(9)，形成在以貫通層間絕緣層(6)與柵極絕緣層(4)達(dá)到半導(dǎo)體層(3)的方式形成的第一接觸孔內(nèi)、以貫通層間絕緣層(6)、柵極絕緣層(4)和防擴(kuò)散層(2)到達(dá)第一導(dǎo)電層(7)的方式形成的第二接觸孔內(nèi)和層間絕緣層(6)上，第三導(dǎo)電層(9)包括以島狀形成在層間絕緣層(6)上的像素電極(9a)。
文檔編號(hào)G02F1/1362GK101123259SQ200710138489
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2007年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月8日
發(fā)明者今村卓司, 西浦篤德 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社