專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，特別涉及一種具備以多晶硅為半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的顯示裝置。
背景技術(shù)：
例如，在有源矩陣型的液晶顯示裝置中，在中間間隔著液晶而相向配置的基板中的一方的基板的液晶一側(cè)的面上，具有在其x方向上延伸、在y方向上并列設(shè)置的柵極信號(hào)線和在y方向上延伸、在x方向上并列設(shè)置的漏極信號(hào)線，把被這些信號(hào)線圍起來(lái)的區(qū)域作為像素區(qū)。
并且，在像素區(qū)中至少具有由來(lái)自柵極信號(hào)線的掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)的薄膜晶體管、和通過(guò)該薄膜晶體管被提供來(lái)自漏極信號(hào)線的圖像信號(hào)的像素電極。
這里，作為上述薄膜晶體管，已知可用低溫形成其半導(dǎo)體層的使用多晶硅的薄膜晶體管，借助于此，可以進(jìn)行高速的切換。
此外，在上述一方的基板上形成用來(lái)向上述柵極信號(hào)線提供掃描信號(hào)的外圍驅(qū)動(dòng)電路或用來(lái)向漏極信號(hào)線提供圖像信號(hào)的外圍驅(qū)動(dòng)電路，作為要組裝到這些電路內(nèi)的晶體管的半導(dǎo)體層而使用多晶硅，與像素區(qū)內(nèi)的薄膜晶體管并行地形成上述晶體管，由此，可以實(shí)現(xiàn)高功能和低成本。
另一方面，隨著近些年來(lái)的液晶顯示裝置的大型化，要求柵極信號(hào)線進(jìn)一步低電阻化。
在該情況下，柵極信號(hào)線的材料使用鋁是適當(dāng)?shù)摹５?，例如，已?jīng)知道對(duì)于多晶硅半導(dǎo)體層的活性化退火的熱等不具有充分的耐熱性。
因此，作為柵極信號(hào)線，已知有這樣的技術(shù)，即，用高熔點(diǎn)金屬在下層疊層阻擋層的技術(shù)(參看專利文獻(xiàn)1)；在鋁布線的上層設(shè)置頂蓋層和在側(cè)面設(shè)置阻擋層的技術(shù)(參看專利文獻(xiàn)2)；以及用高熔點(diǎn)金屬覆蓋由鋁層構(gòu)成的柵極信號(hào)線的上下層的技術(shù)(參看專利文獻(xiàn)3) 。
進(jìn)而，在一般情況下，柵極信號(hào)線是與薄膜晶體管的柵極電極一體形成的。該薄膜晶體管，為了避免與液晶的直接接觸、防止其特性的劣化，比如由被稱之為保護(hù)膜的絕緣膜所覆蓋，這時(shí)的該絕緣膜對(duì)柵極信號(hào)線的覆蓋度(coverage)的優(yōu)劣成為重要的因素(參看專利文獻(xiàn)4)。
日本專利申請(qǐng)公開(kāi)特開(kāi)平10-247733號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]日本專利申請(qǐng)公開(kāi)特開(kāi)平11-87716號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]日本專利申請(qǐng)公開(kāi)特開(kāi)平6-148683號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]日本專利申請(qǐng)公開(kāi)特開(kāi)平11-135797號(hào)公報(bào)但是，在上述各文獻(xiàn)所述的液晶顯示裝置中，由于鋁層從柵極信號(hào)線的側(cè)面露出，所以，存在著會(huì)由該鋁層形成所謂的小丘(ヒロツク，是一種微小的突起)這樣的缺點(diǎn)(專利文獻(xiàn)4)。
此外，即便是為了防止該小丘的發(fā)生而添加合金元素，也存在著會(huì)使其電阻大幅度增加的缺點(diǎn)(專利文獻(xiàn)1)。
再有，防止在柵極信號(hào)線的包括側(cè)面在內(nèi)的周圍發(fā)生小丘的方法，存在著成為使制造工時(shí)增加的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)(專利文獻(xiàn)2)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是根據(jù)情況的事情而做出的，其優(yōu)點(diǎn)在于盡管構(gòu)造簡(jiǎn)單，卻可以提供具備防止小丘的發(fā)生，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了低電阻化的柵極信號(hào)線和薄膜晶體管的柵極電極的顯示裝置。
在要在本專利中公開(kāi)發(fā)明之內(nèi)，簡(jiǎn)單地說(shuō)來(lái)代表性的發(fā)明概要如下。
方式1
本發(fā)明的顯示裝置，例如，是在基板上具有薄膜晶體管的顯示裝置，其特征在于具有柵極布線和上述薄膜晶體管的柵極電極成為一體的柵極圖形，上述柵極圖形，至少在上述薄膜晶體管的部分或與漏極布線進(jìn)行交叉的部分的任何一者中，用最下層、至少1層的中間層、最上層這樣的至少3層構(gòu)成，上述中間層的端部比上述最上層的端部和上述最下層的端部后退。
方式2本發(fā)明的顯示裝置，例如，以方式1的結(jié)構(gòu)為前提，其特征在于上述中間層用純Al、Al合金、純Ag、Ag合金、純Cu、Cu合金中的任何一者形成，上述最上層和上述最下層用熔點(diǎn)比中間層高的高熔點(diǎn)金屬形成。
方式3本發(fā)明的顯示裝置，例如，以方式2的結(jié)構(gòu)為前提，其特征在于上述最上層和上述最下層用Mo或Mo合金形成。
方式4本發(fā)明的顯示裝置，例如，以方式2的結(jié)構(gòu)為前提，其特征在于上述最上層和上述最下層用Mo-W合金形成。
方式5本發(fā)明的顯示裝置，例如，以方式1到4中的任何一者的結(jié)構(gòu)為前提，其特征在于上述最上層的端部，比上述最下層的端部后退。
方式6本發(fā)明的顯示裝置，例如，以方式1到5中的任何一者的結(jié)構(gòu)為前提，其特征在于上述薄膜晶體管具有半導(dǎo)體層，上述柵極電極配置在比上述半導(dǎo)體層更上方。
方式7
本發(fā)明的顯示裝置，例如，以方式1到8中的任何一者的結(jié)構(gòu)為前提，其特征在于上述薄膜晶體管具有多晶硅的半導(dǎo)體層。
方式8本發(fā)明的顯示裝置，例如，是在基板上具有薄膜晶體管的顯示裝置，具有柵極布線和上述薄膜晶體管的柵極電極成為一體的柵極圖形，具有把上述柵極圖形覆蓋起來(lái)的絕緣膜，上述柵極圖形，至少在上述薄膜晶體管的部分或與漏極布線進(jìn)行交叉的部分的任何一者中，用最下層、至少1層的中間層、最上層這樣的至少3層構(gòu)成，上述柵極電極的最上層的端部比上述最下層的端部后退得更多，而且，上述柵極電極的中間層的端部，比上述最上層的端部和上述最下層的端部后退。
方式9本發(fā)明的顯示裝置，例如，以方式8的結(jié)構(gòu)為前提，其特征在于上述薄膜晶體管具有半導(dǎo)體層，上述柵極電極配置在比上述半導(dǎo)體層更上方。
方式10本發(fā)明的顯示裝置，例如，以方式9的結(jié)構(gòu)為前提，其特征在于上述中間層用純Al、Al合金、純Ag、Ag合金、純Cu、Cu合金中的任何一者形成，上述最上層和上述最下層用熔點(diǎn)比中間層高的金屬形成。
方式11本發(fā)明的顯示裝置，例如，以方式10的結(jié)構(gòu)為前提，其特征在于上述最上層和上述最下層用Mo或Mo合金形成。
方式12本發(fā)明的顯示裝置，例如，以方式10的結(jié)構(gòu)為前提，其特征在于上述最上層和上述最下層用Mo-W合金形成。
方式13本發(fā)明的顯示裝置，例如，以方式10的結(jié)構(gòu)為前提，其特征在于上述最上層和上述最下層用Mo合金形成。上述最上層的Mo合金的蝕刻速率比上述最下層的Mo合金的蝕刻速率快。
方式14本發(fā)明的顯示裝置，例如，以方式13的結(jié)構(gòu)為前提，其特征在于上述最下層用Mo-Cr合金形成，上述最上層用Mo-W合金形成。
方式15本發(fā)明的顯示裝置，例如，以方式8到14中的任何一者的結(jié)構(gòu)為前提，其特征在于半導(dǎo)體層具有LDD區(qū)域，上述柵極電極的最下層，至少一部分與上述LDD區(qū)域重疊。
方式16本發(fā)明的顯示裝置，例如，以方式8到15中的任何一者的結(jié)構(gòu)為前提，其特征在于上述薄膜晶體管具有多晶硅的半導(dǎo)體層。
另外，本發(fā)明并不限于以上的結(jié)構(gòu)，在不背離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)進(jìn)行種種的變更是可能的。


圖1是表示本發(fā)明的顯示裝置的像素的一個(gè)實(shí)施例的平面圖。
圖2是沿圖1的II-II線的剖面圖。
圖3是沿圖1的III-III線的剖面圖。
圖4A到圖4C是表示本發(fā)明的顯示裝置的制造方法的一個(gè)實(shí)施例的主要部分工序圖。
圖5是表示本發(fā)明的顯示裝置的像素的另一個(gè)實(shí)施例的剖面圖。
圖6A到圖6C是表示圖5所示的顯示裝置的制造方法的一個(gè)實(shí)施例的主要部分工序圖。
圖7是表示本發(fā)明的顯示裝置的像素的另一個(gè)實(shí)施例的剖面圖。
圖8是表示本發(fā)明的顯示裝置的像素的另一個(gè)實(shí)施例的剖面圖。
圖9A到圖9C是表示圖8所示的顯示裝置的制造方法的一個(gè)實(shí)施例的主要部分工序圖。
圖10A到圖10B是表示本發(fā)明的顯示裝置的制造方法的另一個(gè)實(shí)施例的主要部分工序圖。
圖11A到圖11C是表示本發(fā)明的顯示裝置的制造方法的另一個(gè)實(shí)施例的主要部分工序圖。
具體實(shí)施例方式
以下，用

本發(fā)明的顯示裝置的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)[像素的結(jié)構(gòu)]圖1是表示諸如液晶顯示裝置的像素的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖2是表示沿圖1的II-II線的剖面圖。圖3是表示沿圖1的III-III線的剖面圖。
另外，液晶顯示裝置的液晶顯示部分是由多個(gè)像素排列成矩陣狀而構(gòu)成的。圖1所示的像素是其中之一，省略其上下、左右的周圍的像素而表示之。
在各圖中，首先，在透明絕緣性基板的液晶一側(cè)的面上，依次形成氮化硅膜2和氧化硅膜3。這些氮化硅膜2和氧化硅膜3，是為了避免透明絕緣性基板1內(nèi)所含的離子性雜質(zhì)對(duì)后述的薄膜晶體管TFT造成影響而形成的。
然后，在上述氧化硅膜3的表面上，形成例如由多晶硅層構(gòu)成的半導(dǎo)體層4。該半導(dǎo)體層4，是借助于受激準(zhǔn)分子激光器將例如由等離子CVD裝置成膜的非晶型硅膜多晶化后的半導(dǎo)體層。
該半導(dǎo)體層4，由與后述的柵極布線層18鄰接且大致平行地形成的帶狀的部分4A、和與該部分4A鄰近且成為一體地占據(jù)像素區(qū)的一部分的大致為矩形形狀的部分4B形成。
另外，上述氮化硅膜2、氧化硅膜3和多晶化前的非晶型硅膜，例如分別用等離子CVD法連續(xù)成膜，然后，僅僅對(duì)非晶型硅膜實(shí)施由光刻法進(jìn)行的選擇蝕刻(例如，干法蝕刻)，使其形成為由上述那樣的各個(gè)部分4A和4B構(gòu)成的圖形。
帶狀的部分4A的半導(dǎo)體層被形成為后述的薄膜晶體管TFT的半導(dǎo)體層。大致為矩形形狀的部分4B的半導(dǎo)體層則被形成為后述的電容元件Cstg1的各電極中的一個(gè)電極。
然后，在如此形成了半導(dǎo)體層4的透明絕緣性基板1的表面上，例如用CVD法，還覆蓋該半導(dǎo)體層4地形成例如由SiO2構(gòu)成的第1絕緣膜5。
該第1絕緣膜5，在上述薄膜晶體管TFT的形成區(qū)域中作為柵極絕緣膜發(fā)揮作用，而且，在后述的電容元件Cstg1的形成區(qū)域中作為電介質(zhì)膜之一起作用。
然后，在第1絕緣膜5的上表面上，形成在圖中x方向上延伸、在y方向上并列設(shè)置的柵極布線層18。該柵極布線層18與后述的漏極布線層14一起劃分矩形形狀的像素區(qū)。
此外，該柵極布線層18，其一部分在像素區(qū)內(nèi)延伸，與上述帶狀的半導(dǎo)體層4A交叉地重疊。該柵極布線層18的上述延伸部分，被形成為薄膜晶體管TFT的柵極電極GT。
由此可知，柵極布線層18和柵極電極GT分別作為柵極圖形一體地形成，其材料等為相同的結(jié)構(gòu)。以下，在本說(shuō)明書中，柵極圖形是指一體形成的柵極布線層18和柵極電極GT，根據(jù)需要區(qū)別使用柵極布線層18或柵極電極GT。
在這里，該柵極圖形例如由3層構(gòu)造構(gòu)成，其最下層6由Mo-W合金膜形成，中間層7由Al-Si合金膜形成，最上層8由Mo-W合金膜形成。
柵極圖形要求低電阻化，作為其自身的材料，優(yōu)選使用Al-Si合金膜。但是，由于在后述的第2絕緣膜12形成后的工序中進(jìn)行的上述半導(dǎo)體層4活化時(shí)的高溫退火，導(dǎo)致在耐熱性方面存在著缺陷，所以，使用作為高熔點(diǎn)金屬的Mo-W合金膜來(lái)形成諸如上述的3層構(gòu)造。
并且，較之于最下層6的端部和最上層8的端部退后地形成該柵極圖形的中間層7，使得相對(duì)于上述最下層6和上述最上層8，其側(cè)面(端部)塌陷。由此所得到的效果將在下面描述。
而且，在本實(shí)施例的情況下，柵極圖形的最上層8形成為其端部較之于最下層6的端部退后。由此所得到的效果也將在下面描述。
換句話說(shuō)，柵極圖形各層的各自的延伸方向的中心軸大致一致，這些層的寬度(與延伸方向交叉的方向上的寬度)形成為按照中間層7、最上層8、最下層6的順序增大。
另外，在該柵極布線層18形成后，經(jīng)第1絕緣膜6進(jìn)行雜質(zhì)的離子注入，在上述半導(dǎo)體層4中，使得除上述柵極電極GT的正下方之外的區(qū)域?qū)щ娀?，由此，形成薄膜晶體管TFT的源極區(qū)10S和漏極區(qū)10D，而且，還形成電容元件Cstg1的各電極中的一個(gè)電極。
另一方面。為了使半導(dǎo)體層4B導(dǎo)體化，也可以僅在半導(dǎo)體層4B的區(qū)域預(yù)先摻雜高濃度的雜質(zhì)，然后形成電容信號(hào)線19。
此外，在上述半導(dǎo)體層4上，在柵極電極GT的正下方的區(qū)域(溝道區(qū))和漏極區(qū)10D以及源極區(qū)10S的每一者之間形成有摻雜了低濃度雜質(zhì)的LDD層11。目的是為了緩和在漏極區(qū)10D或源極區(qū)10S與柵極電極GT之間產(chǎn)生的電場(chǎng)集中。
此外，在像素區(qū)內(nèi)鄰近上述半導(dǎo)體層4A的區(qū)域，在第1絕緣膜5的上表面，形成沿圖中的x方向延伸的電容信號(hào)線19。該電容信號(hào)線19與線寬較粗地形成的電容電極20一體地形成。該電容信號(hào)線19和電容電極20例如與上述柵極布線層18同時(shí)形成。因此，電容信號(hào)線19和電容電極20和柵極布線層18在同一層上而且由相同的材料形成，并且，剖面構(gòu)造也相同。
在該情況下，該電容電極20上述半導(dǎo)體層4B重疊地形成，形成以該半導(dǎo)體層4B為另一方的電極(連接在薄膜晶體管TFT的源區(qū)10S上)、以第1絕緣膜5為電介質(zhì)膜的一個(gè)電容元件Cstg1。在這里，之所以做成一個(gè)電容元件Cstg1，其理由是，如后所述，具有與其重疊形成的另一電容元件Cstg2，使該各電容元件并聯(lián)連接并實(shí)現(xiàn)其電容值的增大。
然后，還覆蓋上述柵極布線層18和電容信號(hào)線19(電容電極20)，在上述第1絕緣膜5的上表面，例如由SiO2形成第2絕緣膜12。該第2絕緣膜12例如用CVD法成膜。
在該情況下，上述柵極布線層18、柵極電極GT和電容信號(hào)線19，任何一者都為3層構(gòu)造。上述各層形成為其寬度按照中間層7、最上層8、最下層6的順序增大的大致為梯形的形狀，所以，可以獲得由上述第2絕緣膜12形成的所謂覆蓋度變得優(yōu)良的效果。進(jìn)而，柵極布線層18、柵極電極GT和電容信號(hào)線19的中間層7相對(duì)于最上層8和最下層6退后形成，在該退后的部分加入第2絕緣膜12，所以，其覆蓋度也變得可靠。
然后，在該第2絕緣膜12形成后，一般在約400℃下進(jìn)行退火，進(jìn)行在上述半導(dǎo)體層4中使已摻雜進(jìn)來(lái)的雜質(zhì)活性化的工序。在該情況下，作為上述柵極布線層18、柵極電極GT和電容信號(hào)線19的中間層7使用Al-Si合金膜，在其表面、背面與Mo-W合金膜構(gòu)成的最上層8、最下層6接觸的部分上不存在什么問(wèn)題，但難免在側(cè)壁面上產(chǎn)生所謂小丘。該小丘是從Al材料生長(zhǎng)的多個(gè)針狀的導(dǎo)電材料，退火的溫度越高其形成得就越大，由此，會(huì)導(dǎo)致發(fā)生其與鄰近的其他導(dǎo)電層(例如漏極布線層14或后述的源極電極)電連接的危險(xiǎn)。
但是，在本實(shí)施例的情況下，如上所述，由于該中間層7的結(jié)構(gòu)為，在其側(cè)壁面上，其端部比最上層8、最下層6的端部適當(dāng)?shù)赝撕?。所以，即便從?cè)壁面上長(zhǎng)出了小丘，也能夠因該退后量而抑制小丘的生長(zhǎng)。換句話說(shuō)，具有可以充分地降低由該小丘產(chǎn)生的缺陷的效果。
然后，在第2絕緣層12的上表面上，形成在圖中y方向上延伸在x方向上并列設(shè)置的漏極布線層14。由該漏極布線層14和上述柵極布線層18劃分像素區(qū)。
該漏極布線層14的一部分通過(guò)在第2絕緣膜12和第1絕緣膜5上形成的接觸孔CH2連接到上述薄膜晶體管TFT的漏極區(qū)10D(在本說(shuō)明書中把與漏極布線層14連接的一側(cè)叫做漏極區(qū))上。
進(jìn)而，形成在該漏極布線層14的形成時(shí)同時(shí)形成的，在上述薄膜晶體管TFT的源極區(qū)10S的上表面上此外還從這里向像素區(qū)進(jìn)行若干延伸地形成的源極電極22，該源極電極22，也通過(guò)在上述第2絕緣膜12和第1絕緣膜5上形成的接觸孔CH3連接到上述薄膜晶體管TFT的源極區(qū)10S上。
然后，也把該漏極布線層14和源極電極22被覆起來(lái)地在第2絕緣膜12的上表面上依次形成第3絕緣膜15A和第4絕緣膜15B。第3絕緣膜15A例如由SiO2或SiN形成，而第4絕緣膜15B則由例如樹(shù)脂等的有機(jī)材料形成。
這些第3絕緣膜15A和第4絕緣膜15B，起著用來(lái)避免使薄膜晶體管TFT與液晶的直接接觸的保護(hù)膜的作用，采用把該第4絕緣膜15B做成有機(jī)材料膜而且把其膜厚形成得比較厚的辦法，就可以使液晶的取向成為良好的狀態(tài)。
在該第4絕緣膜15B的上表面上形成例如由ITO(氧化銦錫)膜構(gòu)成的透光性的材料的像素電極17，該像素電極17遍及像素區(qū)的整個(gè)區(qū)域地形成。如上所述，由于保護(hù)膜的結(jié)構(gòu)為介電常數(shù)小，故在其周邊就形成為使得與漏極布線層14和柵極布線層18進(jìn)行重疊，借助于此就可以提高像素的所謂的開(kāi)口率。
另外，作為像素電極17的材料，不言而喻地并不限定于上面所說(shuō)的ITO膜，例如也可以是ITZO(氧化銦錫鋅)、IZO(氧化銦鋅)、SnO2(氧化錫)、In2O3(氧化銦)等的透光性的材料。
該像素電極17，在與薄膜晶體管TFT鄰接的部分中，通過(guò)在上述第4絕緣膜15B和第3絕緣膜15A上形成的接觸孔CH4與上述源極電極連接起來(lái)。
另外，該像素電極17在與上述電容電極20之間形成把第4絕緣膜15B和第3絕緣膜15A當(dāng)作電介質(zhì)膜的電容元件Cstg2。而且構(gòu)成為與上面所說(shuō)的電容元件Cstg1并聯(lián)。
這樣地構(gòu)成的像素，通過(guò)向柵極布線層18提供掃描信號(hào)，使薄膜晶體管TFT成為導(dǎo)通，使得可通過(guò)上述薄膜晶體管TFT向像素電極17提供與上述掃描信號(hào)的供給的定時(shí)相一致地供給的來(lái)自漏極布線層14的圖像信號(hào)。
因此，供往該像素電極17的圖像信號(hào)，借助于電容元件Cstg(Cstg1、Cstg2)就可以比較長(zhǎng)時(shí)間地儲(chǔ)存在像素電極17上。
另外，在本實(shí)施例中，作為中間層7雖然使用的是Al-Si，但是作為別的材料，即便是純Al、Al-Cu、Al-Cu-Si等這樣的材料，由于也會(huì)產(chǎn)生同樣的缺點(diǎn)，故不言而喻也可以是這些材料。
此外，有時(shí)候離子性的物質(zhì)例如在絕緣膜12的成膜時(shí)會(huì)從柵極電極的中間層7流出來(lái)，在有的情況下，該流出還會(huì)到達(dá)絕緣膜5的表面，污染該絕緣膜而使薄膜晶體管TFT的特性劣化。
再有，在絕緣膜12的成膜過(guò)程中，也有時(shí)候離子性的物質(zhì)例如在絕緣膜12的成膜時(shí)會(huì)從柵極電極的中間層7流出來(lái)，該流出一直持續(xù)到該絕緣膜12的完成時(shí)為止，然后，在要形成的漏極電極或源極電極與柵極電極之間還經(jīng)由上述離子性的物質(zhì)產(chǎn)生漏電流。
為此，在本實(shí)施例中，由于做成使得柵極電極的中間層7比其它的最下層6或最上層8后退得更多的結(jié)構(gòu)，故結(jié)果就成為可以把上述污染的路徑形成得長(zhǎng)，因而可以抑制上述缺點(diǎn)的發(fā)生。
由此可知，作為柵極電極的中間層7并不限于易于產(chǎn)生小丘的材料，如上所述，理所當(dāng)然地也可以是易于產(chǎn)生使之產(chǎn)生漏電流的污染的材料。就是說(shuō)，作為中間層7，也可以是Al-Nd、Al-Y、Al-Hf-Y這樣的材料。此外，這種情況在以下要說(shuō)明的實(shí)施例中理所當(dāng)然地也可以適用。
《制造方法》圖4A到圖4C的主要部分工序圖表示圖1到圖3所示的像素的制造方法的一個(gè)例子。另外，基底膜(氮化硅膜2和氧化硅膜3)省略未畫。
首先，圖4A是這樣的圖使光致抗蝕劑膜9在柵極圖形的形成區(qū)域上殘存下來(lái)，以該光致抗蝕劑膜9為掩模，依次對(duì)從掩模中露出來(lái)的最上層8的Mo-W合金膜、其下邊的中間層7的Al-Si合金膜、其下邊的最下層6的Mo-W合金膜進(jìn)行蝕刻。
作為該情況下的蝕刻液，例如使用磷酸類蝕刻液，匯總地蝕刻最上層8、中間層7和最下層6中的每一者。然后，采用所謂各向同性地進(jìn)行蝕刻的辦法，對(duì)光致抗蝕劑膜9側(cè)蝕大約0.3微米到1.0微米左右。
這時(shí)，使用相對(duì)于最下層6、最上層8，中間層7的側(cè)蝕快一些地進(jìn)行那樣的膜組成，或者蝕刻液?；蛘撸部梢栽趨R總蝕刻后，再對(duì)最下層6、最上層8選擇性地側(cè)蝕中間層7。
得益于像這樣地進(jìn)行處理，就可以把柵極圖形的各層形成得使每一者的延伸方向的中心軸都大致一致，使這些的寬度(與延伸方向交叉的方向的寬度)按照中間層7、最上層8、最下層6的順序變大。
此外，為了使柵極圖形的各層的剖面構(gòu)造成為同樣，作為最上層8和最下層6，也可以使用Ti或TiN的材料，用干法蝕刻匯總地蝕刻3層。這是因?yàn)樵谠谶M(jìn)行干法蝕刻時(shí)使用含氯氣體的情況下，Al的干法蝕刻速率將變得比Ti更快的緣故。
然后，在像這樣地形成了柵極圖形后，采用以上述光致抗蝕劑膜9為掩模，離子注入磷(P)，在半導(dǎo)體層4A內(nèi)形成n+雜質(zhì)區(qū)的辦法，形成漏極區(qū)10D和源極區(qū)10S。
此外，圖4B是這樣的圖除去上述光致抗蝕劑膜9，以柵極圖形為掩模，摻入n-雜質(zhì)，在半導(dǎo)體層4A的上述漏極區(qū)10D和源極區(qū)10S與柵極圖形之間自我匹配地形成LDD(輕摻雜漏極)構(gòu)造(LDD層11)。
再有，圖4C是這樣的圖把上述柵極圖形也被覆起來(lái)地在第1絕緣膜5的上表面上形成第2絕緣膜12，在該絕緣膜12上形成接觸孔CH2、CH3，形成漏極布線層14(漏極電極)和源極電極22。
第2絕緣膜12用例如CVD法成膜，例如SiO2膜。在該第2絕緣膜12形成后，為使已注入到半導(dǎo)體層4A中的雜質(zhì)活性化，在大約400℃下進(jìn)行退火。
這時(shí)，可借助于在第2絕緣膜12的形成時(shí)和退火時(shí)的熱，從柵極圖形的中間層7進(jìn)行小丘的生長(zhǎng)。在該情況下，由于成為中間層7被最下層6和最上層8夾在中間的構(gòu)造，故結(jié)果就成為在最下層6和最上層8之間的接觸面上可以借助于這些最下層6和最上層8抑制其生長(zhǎng)。但是，由于存在著加熱時(shí)的中間層7和最下層6或最上層8之間的相互擴(kuò)散，歸因于該擴(kuò)散，有時(shí)候會(huì)跨越最下層6或最上層8地發(fā)生小丘或Al的滲出，故把最下層6和最上層8的膜厚設(shè)定在約20nm左右(退火約400℃的情況下)以上是適當(dāng)?shù)摹?br> 此外，中間層7的側(cè)壁面，雖然未被別的金屬層被覆起來(lái)，但是由于被形成為使得對(duì)于最下層6和最上層8的側(cè)壁面后退，故即便是在橫向方向上產(chǎn)生了若干小丘，也可以避免跨越最下層6和最上層8地在上下產(chǎn)生小丘。
要在第2絕緣膜12和第1絕緣膜5上形成的接觸孔CH2、CH3，要借助于用例如含緩沖劑氟酸連續(xù)進(jìn)行蝕刻的辦法形成。
漏極布線層14(漏極電極)和源極電極22，做成例如由Ti/Al-Si/Ti構(gòu)成的3層構(gòu)造，在形成了光致抗蝕劑圖形后，用使用氯氣的干法蝕刻進(jìn)行匯總蝕刻。在該情況下，作為漏極布線層14(漏極電極)和源極電極22的材料，不言而喻，也可以與柵極布線層18同樣，做成由MoW/Al-Si/MoW構(gòu)成的3層構(gòu)造，借助于濕法蝕刻進(jìn)行蝕刻。
另外，雖然在圖4A到圖4C未畫出來(lái)，但是在圖4C以后的工序中，用CVD法成膜第3絕緣膜15A，例如成膜SiN。然后，在氫氣氛中在約400℃下進(jìn)行氫退火。即便是在該情況下的退火中，倘采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，也不會(huì)產(chǎn)生歸因于柵極圖形的中間層7的小丘而產(chǎn)生的缺點(diǎn)。
然后，采用涂敷例如感光性丙烯酸樹(shù)脂，使第4絕緣膜15B暴光顯影的辦法，形成接觸孔CH4。然后，采用進(jìn)行氧灰化的辦法，除去上述感光性丙烯酸樹(shù)脂。
然后，采用形成ITO膜，進(jìn)行用光刻技術(shù)進(jìn)行的選擇蝕刻的辦法，形成像素電極17。作為該情況下的蝕刻，例如用草酸、王水、氫溴酸進(jìn)行濕法蝕刻。
實(shí)施例2圖5的剖面圖表示本發(fā)明的顯示裝置的另一實(shí)施例，與上述圖2對(duì)應(yīng)。
與圖2的情況比較起來(lái)不同的結(jié)構(gòu)是相對(duì)于圖2所示的薄膜晶體管TFT是n溝道型的MIS晶體管(金屬-絕緣體-半導(dǎo)體)，圖5示出的是p溝道型的MIS晶體管。
p溝道型的MIS晶體管，在用來(lái)向柵極布線層18提供掃描信號(hào)的掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，或用來(lái)向漏極布線層14提供圖像信號(hào)的圖像信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路中，采用與n溝道型的MIS晶體管一起，構(gòu)成互補(bǔ)型晶體管的辦法，構(gòu)成CMOS(或CMIS)型晶體管。
p溝道型的MIS晶體管，與n溝道型的MIS晶體管不同，由于在漏極端部處的電場(chǎng)引起的特性劣化比較不會(huì)成為問(wèn)題，故采用圖2所示的那樣的LDD構(gòu)造的必要性不充分，如圖5所示，僅僅在柵極電極GT的正下邊的溝道層的兩端形成將成為源極區(qū)10S和漏極區(qū)10D的p+區(qū)就是充分的。
另外，在該情況下，柵極電極GT和柵極布線層18例如也已成為3層構(gòu)造，這些各層的延伸方向的中心軸也大致一致，它們的寬度(與延伸發(fā)方向交叉的方向的寬度)，則被形成為使得按照中間層7、最上層8、最下層6的順序增大。
圖6A到圖6C的工序圖表示上面所說(shuō)的顯示裝置的制造方法的一個(gè)實(shí)施例，與上述圖4A到圖4C對(duì)應(yīng)。
與圖4A到圖4C比較不同的地方在于在形成了柵極圖形后，除去用來(lái)形成柵極圖形的光致抗蝕劑膜9，以該柵極圖形為掩模，例如離子注入由硼(B)構(gòu)成的P+型雜質(zhì)。
另外，在與n溝道型的MIS晶體管并行地形成該p溝道型的MIS晶體管來(lái)構(gòu)成CMOS的情況下，只要在形成了該n溝道型的MIS晶體管的源極區(qū)10S、漏極區(qū)10D和LDD構(gòu)造后，用掩模至少把該n溝道型的MIS晶體管被覆起來(lái)，形成在要形成p溝道型的MIS晶體管的部分上已形成了開(kāi)孔的光致抗蝕劑膜，逆摻雜p+型雜質(zhì)即可。
此外，在第2絕緣膜12的形成后，匯總地進(jìn)行用來(lái)使p溝道型的MIS晶體管和n溝道型的MIS晶體管活性化的退火。
實(shí)施例3圖7與圖2相對(duì)應(yīng)，是說(shuō)明本發(fā)明的顯示裝置的另一實(shí)施例的說(shuō)明圖。
與圖2的情況進(jìn)行比較不同的地方在于薄膜晶體管TFT的柵極電極GT的構(gòu)造。
柵極電極GT，成為從其最下層6朝向最上層8，例如由Ti、Al-Si、Ti這樣的各層構(gòu)成的3層構(gòu)造。在該情況下的最下層6和最上層8的Ti，是與圖2所示的Mo-W同樣的高熔點(diǎn)金屬，可以借助于該Ti避免要在本身為中間層7的Al-Si與該Ti之間的接觸面上生長(zhǎng)的小丘。
此外，雖然中間層7的Al-Si的側(cè)壁面被形成為比最上層8和最下層6的側(cè)壁面后退得更多，但是，最上層8和最下層6被形成為具有大致相同的寬度(對(duì)延伸方向垂直的方向的寬度)。
由于柵極電極GT的最下層6和最上層8使用的是Ti，故借助于例如進(jìn)行可進(jìn)行各向異性蝕刻的反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)，就會(huì)成為圖示的剖面形狀。這是因?yàn)榕cTi比Al的干法蝕刻速率更快的緣故。
實(shí)施例4圖8是說(shuō)明本發(fā)明的顯示裝置的另一實(shí)施例的說(shuō)明圖，與圖2相對(duì)應(yīng)。與圖2比較不同之處在于采用的是所謂的GOLD(柵極重疊LDD)構(gòu)造。
就是說(shuō)，從構(gòu)造上說(shuō)，半導(dǎo)體層4A，其中央的區(qū)域，作為溝道層來(lái)說(shuō)，雖然在該溝道層的外側(cè)形成了LDD層11，在該LDD層11的外側(cè)形成了源極區(qū)10S和漏極區(qū)域10D，但是，上述LDD層11被形成為重疊到柵極電極GT上。
此外，在本實(shí)施例的情況下，上述溝道層被形成得重疊到柵極電極GT的最上層8的材料層上，LDD層11則被形成得重疊在從柵極電極GT的最上層8的材料層伸出來(lái)形成的最下層6的材料層上。為此，源極區(qū)10S和漏極區(qū)10D，無(wú)論哪一者都在從柵極電極GT的最下層6的材料層的端部向外方延伸的方向上形成。
這樣地構(gòu)成的薄膜晶體管TFT，由于使其柵極電極GT在半導(dǎo)體層4A的LDD層11的上方延伸，故結(jié)果就成為可以減少LDD區(qū)域的串聯(lián)電阻值，因而可以增加導(dǎo)通電流。
圖9A到圖9C表示上面所說(shuō)的顯示裝置的制造方法的一個(gè)實(shí)施例，是與圖4A到圖4C對(duì)應(yīng)的圖。
與圖4A到圖4C的情況下比較不同的結(jié)構(gòu)，首先由Mo-Wa、Al-Si、Mo-W的依次疊層體構(gòu)成的柵極圖形的最下層6的膜厚比較薄，例如，被設(shè)定為約20nm左右。
此外，以形成柵極圖形時(shí)的光致抗蝕劑膜9為掩模，離子注入n+雜質(zhì)，除去該光致抗蝕劑膜9。然后，以該柵極圖形為掩模，離子注入n-雜質(zhì)。
在該情況下，n-雜質(zhì)通過(guò)柵極圖形的最下層6后被摻雜到半導(dǎo)體層4A內(nèi)，形成LDD層11。
實(shí)施例5圖10A到圖10B，是說(shuō)明本發(fā)明的顯示裝置的制造方法的另一個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明圖，分別與圖9A、圖9B對(duì)應(yīng)。
與圖9A、圖9B的情況下比較不同的地方在于由3層構(gòu)造構(gòu)成的柵極電極GT，例如作為其最下層6的材料使用的是Mo-Cr，作為中間層7的材料使用的是Al-Si，作為最上層8的材料使用的是Mo-W。
此外，最下層6的Mo-Cr，與最上層的Mo-W比較，把其合金比率設(shè)定為使得其蝕刻速率成為約慢10倍左右。例如，最下層6成為Mo-2.5wt％Cr，在其被膜時(shí)使其膜厚成為例如20nm，最上層8成為Mo-20wt％W，把其膜厚設(shè)定為例如50nm。
在用光致抗蝕劑膜9進(jìn)行例如濕法蝕刻時(shí)，要做成使得柵極圖形的最下層6的蝕刻的最厲害時(shí)，中間層7、最上層8的側(cè)蝕寬度成為約1微米。
這些中間層7和最上層8的側(cè)蝕量結(jié)果成為完全不變地與LDD層的寬度對(duì)應(yīng)。
這意味著借助于使柵極圖形的形成時(shí)的蝕刻速率比從10倍開(kāi)始在其前后變化，LDD層的寬度理所當(dāng)然地也可以控制與該LDD層的GT之間的重疊寬度。為此，將會(huì)收到可用該控制變更該薄膜晶體管TFT的導(dǎo)通電流和截止電流這兩者的效果。
另外，如上所述，采用在形成柵極圖形時(shí)使用濕法蝕刻的辦法，就可以消除損傷，因而可以得到良好的晶體管特性。
實(shí)施例6圖11A到圖11C，是說(shuō)明本發(fā)明的顯示裝置的制造方法的另一個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明圖，分別與圖4A到圖4B對(duì)應(yīng)。
與圖4A、圖4B的情況下比較不同的地方在于由3層構(gòu)造構(gòu)成的柵極電極GT，例如作為其最下層6的材料使用的是Mo-W，作為中間層7的材料使用的是Al-Si，作為最上層8的材料使用的是Mo-W。同時(shí)，在用例如磷酸類蝕刻液匯總進(jìn)行了濕法蝕刻后，用稀氟酸進(jìn)行輕蝕刻。
這樣地形成的柵極圖形，被形成為使得把最上層8的寬度形成得比最下層6的寬度更小，使得中間層7的寬度在從該最上層8向最下層6的方向上從比該最上層8的寬度更小的寬度成為比最下層6的寬度更小的寬度那樣地大致直線性地變化。換句話說(shuō)，被形成為使得中間層7，其側(cè)壁面被加工成所謂正錐狀，與最上層8接觸的面從該最上層8后退，此外，與最下層6接觸的面則從該最下層6后退。
就是說(shuō)，如圖11A所示，用光致抗蝕劑膜9例如用磷酸類蝕刻液匯總地對(duì)柵極圖形進(jìn)行濕法蝕刻的情況下，采用使最下層6和最上層8使用具有相同的蝕刻速率的材料的辦法，使最上層8這一方先進(jìn)行蝕刻，由上述最上層8、中間層7和最下層6構(gòu)成的上述柵極圖形的剖面就被加工成正錐狀。
然后，完全不變地利用上述光致抗蝕劑膜9，借助于n+雜質(zhì)的離子注入形成漏極區(qū)10D和源極區(qū)10S。
然后，如圖11B所示，在除去了上述光致抗蝕劑膜9之后，采用離子注入n-雜質(zhì)的辦法形成LDD層11。
然后，如圖11C所示，用例如1∶99的稀氟酸清洗上述柵極圖形后進(jìn)行所謂的輕蝕刻。借助于此，對(duì)最上層8和最下層6選擇地蝕刻中間層7，使該中間層7的側(cè)壁面后退。
在該情況下，可借助于上述清洗所需要的時(shí)間控制中間層7的側(cè)壁面的后退量，例如，在使用0.5％氟化氫水溶液的情況下，就可以使該后退量成為約0.2微米。
此外，得益于該清洗作業(yè)，還具有借助于本身為其前邊的工序的離子注入也同時(shí)除去已附著在基板表面上的雜質(zhì)這樣的效果。
上面所說(shuō)的各個(gè)實(shí)施例，也可以分別單獨(dú)地或組合起來(lái)地使用。因?yàn)樵诿恳粋€(gè)實(shí)施例中得到的效果可以單獨(dú)地或相乘地得到。
此外，在上面所說(shuō)的各個(gè)實(shí)施例中，作為柵極圖形的中間層7所以例示的是使用純Al或Al合金的例子。但是也可以代之以使用純Ag、Ag合金、純Cu、Cu合金。最上層8、最下層6使用熔點(diǎn)比中間層7更高的高熔點(diǎn)金屬。中間層7也可以做成2層以上。
此外，在上面所說(shuō)的各個(gè)實(shí)施例中，都做成這樣的構(gòu)造在柵極圖形的所有的側(cè)面中，中間層7比最下層6和最上層8后退得更多。但是，這樣的構(gòu)造，在柵極圖形之內(nèi)，至少在與上述薄膜晶體管的部分(柵極電極GT)或漏極布線進(jìn)行交叉的部分(柵極圖形之內(nèi)的柵極布線層18與漏極布線層14進(jìn)行交叉的部分)中的任何一者中，都可以適用。因?yàn)樵谶@些部分中，由來(lái)自中間層7的小丘或污染所產(chǎn)生的缺點(diǎn)變得更為顯著。
此外，上面所說(shuō)的實(shí)施例是對(duì)液晶顯示裝置說(shuō)明的，但是，理所當(dāng)然地也可以在具備薄膜晶體管的顯示裝置，例如，有機(jī)EL(電致發(fā)光)顯示裝置等中應(yīng)用。這是因?yàn)榧幢闶窃谟袡C(jī)EL顯示裝置中，在基板的表面的各個(gè)像素中也具有中間存在著有機(jī)發(fā)光層的像素電極和相向電極，具備用來(lái)自柵極布線層的掃描信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而且向上述像素電極提供來(lái)自漏極信號(hào)線的圖像信號(hào)的薄膜晶體管的緣故。
由以上所說(shuō)明的可知沒(méi)，倘采用本發(fā)明的顯示裝置，盡管構(gòu)造簡(jiǎn)單，但是卻可以得到具備在防止小丘的發(fā)生的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了低電阻化的柵極信號(hào)線和薄膜晶體管的柵極電極的顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種在基板上具有薄膜晶體管的顯示裝置，其特征在于具有柵極布線和上述薄膜晶體管的柵極電極成為一體的柵極圖形，上述柵極圖形，至少在上述薄膜晶體管的部分或與漏極布線進(jìn)行交叉的部分的任何一者中，用最下層、至少1層的中間層、最上層這樣的至少3層構(gòu)成，上述中間層用純Al、Al合金、純Ag、Ag合金、純Cu、Cu合金中的任何一者形成，上述最上層和上述最下層用熔點(diǎn)比中間層高的高熔點(diǎn)金屬形成。上述中間層的端部比上述最上層的端部和上述最下層的端部后退。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述最上層和上述最下層用Mo或Mo合金形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述最上層和上述最下層用Mo-W合金形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任何一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于上述最上層的端部，比上述最下層的端部后退。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任何一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于上述薄膜晶體管具有半導(dǎo)體層，上述柵極電極配置在比上述半導(dǎo)體層更上方。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任何一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于上述薄膜晶體管具有多晶硅的半導(dǎo)體層。
7.一種在基板上具有薄膜晶體管的顯示裝置，其特征在于具有柵極布線和上述薄膜晶體管的柵極電極成為一體的柵極圖形，具有把上述柵極圖形覆蓋起來(lái)的絕緣膜，上述柵極圖形，至少在上述薄膜晶體管的部分或與漏極布線進(jìn)行交叉的部分的任何一項(xiàng)中，用最下層、至少1層的中間層、最上層這樣的至少3層構(gòu)成，上述中間層用純Al、Al合金、純Ag、Ag合金、純Cu、Cu合金中的任何一者形成，上述最上層和上述最下層用熔點(diǎn)比中間層高的高熔點(diǎn)金屬形成。上述柵極電極的最上層的端部比上述最下層的端部后退，而且，上述柵極電極的中間層的端部，比上述最上層的端部和上述最下層的端部后退。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其特征在于上述薄膜晶體管具有半導(dǎo)體層，上述柵極電極配置在比上述半導(dǎo)體層更上方。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其特征在于上述最上層和上述最下層用Mo或Mo合金形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其特征在于上述最上層和上述最下層用Mo-W合金形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其特征在于上述最上層和上述最下層用Mo合金形成，上述最上層的Mo合金的蝕刻速率比上述最下層的Mo合金的蝕刻速率快。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其特征在于上述最下層用Mo-Cr合金形成，上述最上層用Mo-W合金形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求7到12中的任何一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于上述半導(dǎo)體層具有LDD區(qū)域，上述柵極電極的最下層，至少一部分與上述LDD區(qū)域重疊。
14.根據(jù)權(quán)利要求7到12中的任何一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于上述薄膜晶體管具有多晶硅的半導(dǎo)體層。
全文摘要
本發(fā)明涉及顯示裝置，提供一種盡管構(gòu)造簡(jiǎn)單，卻具有能夠防止小丘的發(fā)生，并實(shí)現(xiàn)了低電阻化的柵極信號(hào)線和薄膜晶體管的柵極電極的顯示裝置。這是一種在基板上具有薄膜晶體管的顯示裝置，具有柵極布線和上述薄膜晶體管的柵極電極成為一體的柵極圖形，上述柵極圖形，至少在上述薄膜晶體管的部分或與漏極布線進(jìn)行交叉的部分的任何一者中，用最下層、至少1層的中間層、最上層這樣的至少3層構(gòu)成，上述中間層的端部比上述最上層的端部和上述最下層的端部后退。
文檔編號(hào)H01L21/28GK1523413SQ200410004610
公開(kāi)日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2004年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月19日
發(fā)明者金子壽輝, 園田大介, 落合孝洋, 介, 洋 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器