JPH06324349A - Method and apparatus for producing semiconductor device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To avert the corrosion of oxide semiconductor electrodes in production stages by executing opening of insulating layers plural times before and after a stage for forming metallic electrodes to be connected to these oxide semiconductor electrodes. CONSTITUTION:Pixel electrodes and TAB packaging electrodes consisting of ITO layers are formed as the oxide semiconductor electrodes and source-drain electrodes consisting of two layers of Ti and Al are formed as the metallic electrodes. The ITO layer 2 is first deposited by evaporation on a glass substrate 1 and is subjected to wet etching, by which patterns are formed and the pixel electrodes and the TAB packaging electrodes are formed. An SiOx layer 7 and a Cr layer 9 are thereafter formed and are patterned to form gate electrodes. An SiNx layer 9/a-Si layer 10/SiNx layer 11 are then formed and after these layers re patterned, an n<+>a-Si layer 12 is deposited thereon. Contact holes 13 with the pixel electrodes are bored by dry etching and a Ti layer 14 and Al layer 3 are successively deposited and patterned to form source and drain electrodes. A photoresist 4 is thereafter applied thereon and holes 15 for TAB packaging are opened by dry etching; in succession, the resist 15 is peeled.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイなど
の半導体装置の製造方法に関するものであり、特にその
製造工程において、フォトリソグラフ工程等の、半導体
がイオン導電性を有する液体中に浸漬される工程および
その工程に用いられる半導体装置の製造装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device such as a liquid crystal display, and in particular, in the manufacturing process, a semiconductor is immersed in a liquid having ion conductivity such as a photolithography process. The present invention relates to a process and a semiconductor device manufacturing apparatus used in the process.

【０００２】[0002]

【従来の技術】半導体装置において、酸化物半導体電極
は透明電極として液晶ディスプレーや太陽電池などに広
く用いられている。透明電極材料としては、高い光透過
性と高い電気伝導性を示すことから、ＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃
＋ＳｎＯ₂），Ｉｎ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂などが使用されてい
る。とりわけ液晶ディスプレイでは、画素電極やＴＡＢ
(Tape Automated Bonding)等の実装電極としての二重の
用途がある。2. Description of the Related Art In semiconductor devices, oxide semiconductor electrodes are widely used as transparent electrodes in liquid crystal displays and solar cells. As a transparent electrode material, ITO (In ₂ O ₃
+ SnO ₂ ), In ₂ O ₃ , SnO _{2 and the} like are used. Especially for liquid crystal displays, pixel electrodes and TAB
It has a dual use as a mounting electrode such as (Tape Automated Bonding).

【０００３】半導体装置は、ＣＶＤ法やスパッタ法によ
る薄膜の堆積と、ウェットエッチングあるいはドライエ
ッチング、フォトリソグラフィー等の薄膜の加工を繰り
返すことにより構成される。ここで簡単のために、半導
体装置として非晶質シリコン薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）を内蔵した液晶ディスプレイ装置を例に採り、その
製造方法について説明する。ガラス基板上にＩＴＯ層を
スパッタ法により蒸着し、ウェットエッチングにより画
素電極およびＴＡＢ実装電極を形成する。その後ＩＴＯ
保護層としてＳｉＯx層をＣＶＤ法により形成する。そ
の後Ｃｒ層をスパッタ法により形成し、パターン加工し
ゲート電極とする。その後ＳｉＮx／ａ−Ｓｉ／ＳｉＮx
層をＣＶＤ法により形成し、パターン形成後、ｎ⁺ａ−
Ｓｉ層を堆積する。ドライエッチングにより画素電極と
のコンタクト穴、さらにはＴＡＢ実装用の穴をあけ、Ｔ
ｉ層、Ａｌ層を順次スパッタ法により堆積する。最後に
フォトリソグラフィーによりＴｉ／Ａｌ二層のソース、
ドレイン電極を形成し、半導体装置の構成が終了する。A semiconductor device is constituted by repeating deposition of a thin film by a CVD method or a sputtering method and processing of the thin film such as wet etching or dry etching and photolithography. Here, for simplification, an amorphous silicon thin film transistor (TF) is used as a semiconductor device.
A manufacturing method of a liquid crystal display device incorporating T) will be described as an example. An ITO layer is deposited on a glass substrate by a sputtering method, and a pixel electrode and a TAB mounting electrode are formed by wet etching. Then ITO
A SiOx layer is formed as a protective layer by the CVD method. After that, a Cr layer is formed by a sputtering method and patterned to form a gate electrode. Then SiNx / a-Si / SiNx
A layer is formed by the CVD method, and after patterning, n ^{+ a} −
Deposit Si layer. A hole for contacting the pixel electrode by dry etching, and a hole for mounting TAB are formed, and T
The i layer and the Al layer are sequentially deposited by the sputtering method. Finally by photolithography the source of the Ti / Al bilayer,
The drain electrode is formed, and the configuration of the semiconductor device is completed.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、半導体
装置の製造工程にはＣＶＤ法やスパッタ法による薄膜の
堆積、ウェットエッチングあるいはドライエッチング、
フォトリソグラフィー等の薄膜の加工が含まれる。一
方、金属電極層としては、低抵抗であるアルミニウムが
主として用いられており、透明電極としてはＩＴＯ等の
金属酸化物が用いられることが多い。液晶ディスプレイ
において、透明電極としてのＩＴＯは画素電極として、
さらにＴＡＢ等の実装電極として用いられる。As described above, in the manufacturing process of a semiconductor device, thin film deposition by the CVD method or the sputtering method, wet etching or dry etching,
This includes thin film processing such as photolithography. On the other hand, aluminum having low resistance is mainly used for the metal electrode layer, and metal oxide such as ITO is often used for the transparent electrode. In a liquid crystal display, ITO as a transparent electrode is used as a pixel electrode,
Further, it is used as a mounting electrode for TAB or the like.

【０００５】液晶ディスプレイの製造工程でソース・ド
レインのＡｌ層をフォトリソグラフィーにより形成する
工程を例にとり、腐食発生の原理について（図３）を用
いて説明する。Ａｌ膜３の表面には局所的な活性部が多
数存在し、アルカリ現像液６に浸されるとこの活性部よ
りＡｌの溶解反応が進行する。この結果微少なピンホー
ル５が多数発生し、Ａｌ／現像液（電解液）／ＩＴＯ系
の局部電池が形成される。局部電池の化学反応式は以下
のように考えられている。The principle of corrosion occurrence will be described with reference to FIG. 3 by taking as an example the step of forming Al layers of source / drain by photolithography in the manufacturing process of a liquid crystal display. A large number of local active parts are present on the surface of the Al film 3, and when immersed in the alkaline developer 6, a dissolution reaction of Al proceeds from the active parts. As a result, many minute pinholes 5 are generated, and an Al / developer (electrolyte) / ITO-based local battery is formed. The chemical reaction formula of the local battery is considered as follows.

【０００６】アノード側 （１） Ａｌ＋４ＯＨ^-→
Ｈ₂ＡｌＯ₃ ^-＋Ｈ₂Ｏ＋３ｅ^- Ｅ⁰Al＝−２.３（Ｖ） カソード側 （２） In₂O₃＋３Ｈ₂Ｏ＋６ｅ^-→２Ｉ
ｎ＋６ＯＨ^- Ｅ⁰ITO＝−１.０（Ｖ） （３） ２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→２ＯＨ^-＋Ｈ₂↑ Ｅ⁰H₂＝−０.８３（Ｖ） Ｅ⁰は各部の平衡電位である。このようにＡｌ膜は溶解
すると（１）、同時に還元反応として（３）の水素発生
反応が併発する。ピンホール５を通じてＩＴＯ層２まで
電解液が染み込むと（２）のIn₂O₃の還元が起こり、結
果としてＩＴＯ層２が腐食される。Anode side (1) Al + 4OH ⁻ →
H ₂ AlO ₃ ⁻ + H ₂ O + 3e ⁻ E ⁰ Al = −2.3 (V) Cathode side (2) In ₂ O ₃ + 3H ₂ O + 6e ⁻ → 2I
n + 6OH ⁻ E ⁰ ITO = −1.0 (V) (3) 2H ₂ O + 2e ⁻ → 2OH ⁻ + H ₂ ↑ E ⁰ H ₂ = −0.83 (V) E ⁰ is the equilibrium potential of each part. As described above, when the Al film is dissolved (1), at the same time, the hydrogen generation reaction of (3) simultaneously occurs as a reduction reaction. When the electrolyte solution permeates the ITO layer 2 through the pinhole 5, (2) In ₂ O ₃ reduction occurs, and as a result, the ITO layer 2 is corroded.

【０００７】なおソース・ドレインにＴｉ、Ａｌの二層
を用いた場合も、Ａｌピンホールを通じてＴｉ層まで染
み込んだ電解液は、さらにＴｉ層に存在するピンホー
ル、結晶粒界を通じてＩＴＯ層まで達し、Ａｌ／現像液
（電解液）／ＩＴＯ系の局部電池を形成することにな
り、ＩＴＯの腐食が起こる。Even when two layers of Ti and Al are used for the source and drain, the electrolyte that has penetrated to the Ti layer through the Al pinhole reaches the ITO layer through the pinholes and crystal grain boundaries existing in the Ti layer. , Al / developer (electrolyte) / ITO-based local battery is formed, and corrosion of ITO occurs.

【０００８】従来の液晶ディスプレイのソース・ドレイ
ン電極形成工程（図２）では、画素電極のコンタクト穴
上ではレジストで被覆されているためにＡｌの溶解が発
生せず、したがってＩＴＯの腐食は起こらない。しかし
ながら、ＴＡＢ実装部においてはレジストの被覆がない
ため、上記メカニズムによるＩＴＯの腐食が進行し、実
装抵抗の変動やばらつきを生じるという問題があった。In the source / drain electrode forming step (FIG. 2) of the conventional liquid crystal display, Al is not dissolved in the contact hole of the pixel electrode because it is covered with the resist, and therefore, corrosion of ITO does not occur. . However, since there is no resist coating in the TAB mounting portion, there is a problem that the corrosion of ITO progresses due to the above mechanism, resulting in fluctuations and variations in mounting resistance.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】酸化物半導体電極上に絶
縁層を設けた構造において、少なくとも１つの工程がイ
オン導電性を有する液中で行われる、前記酸化物半導体
電極と接続する金属電極の形成工程前後で、前記絶縁層
の開口を複数回行う。In a structure in which an insulating layer is provided on an oxide semiconductor electrode, at least one step is performed in a liquid having ionic conductivity, and a metal electrode connected to the oxide semiconductor electrode is formed. Before and after the forming step, the insulating layer is opened a plurality of times.

【００１０】[0010]

【作用】イオン導電性を有する液体中に浸漬される工程
において、酸化物半導体電極との接触膜である金属電極
の形成部分は、レジストで被覆されているために金属の
溶解は発生せず、酸化物半導体の電気化学的腐食は起こ
らない。酸化物半導体電極の直接取り出しは、その後再
度絶縁層を開口して行い、開口部以外はレジストで被覆
されているために酸化物半導体の腐食は回避される。In the step of immersing in the liquid having ionic conductivity, the metal electrode forming portion, which is the contact film with the oxide semiconductor electrode, is covered with the resist, so that no metal dissolution occurs, Electrochemical corrosion of the oxide semiconductor does not occur. Direct extraction of the oxide semiconductor electrode is performed by opening the insulating layer again, and corrosion of the oxide semiconductor is avoided because the portions other than the opening are covered with the resist.

【００１１】イオン導電性を有する液がアルカリ性を示
す場合、その液中ではＡｌ等の金属の電気化学的な酸化
や酸化物半導体の電気化学的な還元反応が起こり易いた
め、本発明を用いた場合の効果は大きい。When a liquid having ionic conductivity is alkaline, electrochemical oxidation of a metal such as Al or electrochemical reduction reaction of an oxide semiconductor is likely to occur in the liquid, so that the present invention was used. The effect is great.

【００１２】また、フォトリソグラフ工程でレジストの
現像に用いる現像液は、アルカリ性を示す上に、その工
程では半導体装置に酸化物半導体と金属の積層構造が生
じていることが多く、その際に電気化学的な還元反応に
よる酸化物半導体の腐食が起こり易いため、本発明を用
いた場合の効果は大きい。Further, the developing solution used for developing the resist in the photolithography step shows alkalinity, and in that step, a laminated structure of an oxide semiconductor and a metal is often formed in the semiconductor device, and at that time, an electric charge is generated. Since the oxide semiconductor is likely to be corroded by the chemical reduction reaction, the effect of using the present invention is great.

【００１３】[0013]

【実施例】以下、本発明について実施例を用いて詳細に
説明する。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples.

【００１４】（実施例１）本実施例では、半導体装置と
して液晶ディスプレイ装置を構成する工程において酸化
物半導体電極としてＩＴＯ層からなる画素電極、及びＴ
ＡＢ実装電極を、金属電極としてＴｉ，Ａｌの２層から
なるソース・ドレイン電極を形成する際に、本発明によ
る製造方法を用いた例について説明する。EXAMPLE 1 In this example, a pixel electrode made of an ITO layer was used as an oxide semiconductor electrode in a process of forming a liquid crystal display device as a semiconductor device, and T
An example in which the manufacturing method according to the present invention is used when forming the source / drain electrodes composed of two layers of Ti and Al as the metal electrodes for the AB mounting electrodes will be described.

【００１５】（図１）に、本実施例による液晶ディスプ
レイ装置の製造途中の断面図を示す。先ずガラス基板１
上にＩＴＯ層２をスパッタ法により蒸着し、ウェットエ
ッチングによりパターンを形成し画素電極及びＴＡＢ実
装電極とした。その後ＳｉＯx層７をＣＶＤ法により形
成した。その後Ｃｒ層８をスパッタ法により形成し、パ
ターン加工しゲート電極とした。その後ＳｉＮ_x層９／
ａ−Ｓｉ層１０／ＳｉＮ_x層１１をＣＶＤ法により形成
し、パターン形成後、ｎ⁺ａ−Ｓｉ層１２を堆積した。
ドライエッチングにより画素電極とのコンタクト穴１３
をあけ、Ｔｉ層１４、Ａｌ層３を順次スパッタ法により
堆積し、パターン加工しソース、ドレイン電極とした。
この後、フォトレジスト４を塗布しＴＡＢ実装用の穴１
５をドライエッチングにより開口した（図１）。続いて
レジスト１５を剥離し、液晶ディスプレイ装置を構成し
た。FIG. 1 is a sectional view of the liquid crystal display device according to this embodiment in the process of being manufactured. First glass substrate 1
The ITO layer 2 was vapor-deposited by the sputtering method, and a pattern was formed by wet etching to form a pixel electrode and a TAB mounting electrode. After that, the SiOx layer 7 was formed by the CVD method. After that, the Cr layer 8 was formed by the sputtering method and patterned to form a gate electrode. Then SiN _x layer 9 /
The a-Si layer 10 / SiN _x layer 11 was formed by the CVD method, and after the pattern formation, the n ⁺ a-Si layer 12 was deposited.
Contact hole 13 with the pixel electrode by dry etching
After that, a Ti layer 14 and an Al layer 3 were sequentially deposited by a sputtering method and patterned to form source and drain electrodes.
After this, a photoresist 4 is applied to form a hole 1 for mounting the TAB.
5 was opened by dry etching (FIG. 1). Subsequently, the resist 15 was peeled off to form a liquid crystal display device.

【００１６】比較のために、ＴＡＢ実装用の穴をソース
・ドレイン電極形成前のドライエッチングにより開口し
たこと以外は上記と同様の方法で作成した液晶ディスプ
レイ装置を用意した。For comparison, a liquid crystal display device prepared by the same method as described above was prepared except that holes for TAB mounting were opened by dry etching before forming the source / drain electrodes.

【００１７】このようにして得た液晶ディスプレイ装置
に駆動用のＩＣを実装した後その特性を評価したとこ
ろ、本発明により実装用の穴をソース・ドレイン電極形
成後に開口したものは正常に動作したのに対し、ソース
・ドレイン電極形成前に開口したものには動作不良がみ
られた。その不良解析を行ったところ、ＩＣの実装電極
であるＩＴＯに腐食がみられた。After the driving IC was mounted on the liquid crystal display device thus obtained and its characteristics were evaluated, the one having the mounting holes formed after forming the source / drain electrodes according to the present invention worked properly. On the other hand, operation failure was observed in the openings opened before the formation of the source / drain electrodes. When the defect analysis was conducted, corrosion was observed on the ITO, which is the mounting electrode of the IC.

【００１８】以上のことから、本発明によると、半導体
装置の製造工程での酸化物半導体電極の腐食を回避でき
ることが判った。From the above, it has been found that according to the present invention, corrosion of the oxide semiconductor electrode can be avoided in the manufacturing process of the semiconductor device.

【００１９】また本発明の実施例においては、酸化物半
導体電極としてＩＴＯを用いたものについて説明を行っ
たが、酸化インジウム（Ｉn₂Ｏ₃）、酸化錫（ＳｎＯ₂）
等の他の酸化物半導体についても同様の効果が得られる
ことはいうまでもなく、本発明は酸化物半導体電極とし
てＩＴＯに限定されるものではない。In the embodiments of the present invention, the case where ITO is used as the oxide semiconductor electrode has been described, but indium oxide (In ₂ O ₃ ) and tin oxide (SnO ₂ ) are used.
Needless to say, similar effects can be obtained with other oxide semiconductors such as the above, and the present invention is not limited to ITO as the oxide semiconductor electrode.

【００２０】さらに本発明の実施例においては、半導体
装置として液晶ディスプレイ装置について説明を行った
が、他の半導体装置についても同様の効果が得られるこ
とはいうまでもなく、本発明は半導体装置として液晶デ
ィスプレイ装置に限定されるものではない。Furthermore, in the embodiments of the present invention, the liquid crystal display device has been described as a semiconductor device, but it goes without saying that the same effect can be obtained with other semiconductor devices, and the present invention is a semiconductor device. It is not limited to the liquid crystal display device.

【００２１】[0021]

【発明の効果】以上のように本発明によると、半導体装
置の製造工程での酸化物半導体電極の腐食を回避でき
る。As described above, according to the present invention, it is possible to avoid corrosion of the oxide semiconductor electrode in the manufacturing process of the semiconductor device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施例による液晶ディスプレイ装置
の製造途中の断面図FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention during manufacture.

【図２】従来の液晶ディスプレイ装置の製造途中の断面
図FIG. 2 is a sectional view of a conventional liquid crystal display device during manufacturing.

【図３】腐食発生の原理図[Figure 3] Principle diagram of corrosion occurrence

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ガラス基板 ２ ＩＴＯ層 ３ Ａｌ層 ４ フォトレジスト ５ ピンホール ６ 現像液 ７ ＳｉＯｘ層 ８ Ｃｒ層 ９ ＳｉＮｘ層 １０ ａ−Ｓｉ層 １１ ＳｉＮｘ層 １２ ｎ+ ａ−Ｓｉ層 １３ 画素電極とのコンタクト穴 １４ Ｔｉ層 １５ ＴＡＢ実装用の穴 1 Glass Substrate 2 ITO Layer 3 Al Layer 4 Photoresist 5 Pinhole 6 Developer 7 SiOx Layer 8 Cr Layer 9 SiNx Layer 10 a-Si Layer 11 SiNx Layer 12 n + a-Si Layer 13 Contact Hole with Pixel Electrode 14 Ti layer 15 TAB mounting hole

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】酸化物半導体電極上に絶縁層を設けた構造
において、少なくとも１つの工程がイオン導電性を有す
る液中で行われる、前記酸化物半導体電極と接続する金
属電極の形成工程の前後で、前記絶縁層の開口を複数回
行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。1. In a structure in which an insulating layer is provided on an oxide semiconductor electrode, at least one step is performed in a liquid having ionic conductivity before and after a step of forming a metal electrode connected to the oxide semiconductor electrode. In the method for manufacturing a semiconductor device, the opening of the insulating layer is performed a plurality of times. 【請求項２】酸化物半導体電極が酸化インジウムあるい
は酸化錫あるいはその両方を主体とする層を含むことを
特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the oxide semiconductor electrode includes a layer mainly containing indium oxide, tin oxide, or both. 【請求項３】金属電極が、アルミニウムを主体とする層
を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製
造方法。3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the metal electrode includes a layer mainly containing aluminum. 【請求項４】イオン導電性を有する液が、ｐＨ≧１０の
アルカリ性を示すことを特徴とする請求項１，２または
３記載の半導体装置の製造方法。4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the liquid having ionic conductivity exhibits an alkalinity of pH ≧ 10. 【請求項５】イオン導電性を有する液が、ｐＨ≧１０の
アルカリ性を示すフォトレジストの現像液であることを
特徴とする請求項１，２，３または４記載の半導体装置
の製造方法。5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the liquid having ionic conductivity is a developing solution of a photoresist having an alkalinity of pH ≧ 10. 【請求項６】請求項１記載の製造方法により製造される
半導体装置を有することを特徴とする液晶ディスプレイ
装置。6. A liquid crystal display device comprising a semiconductor device manufactured by the manufacturing method according to claim 1. 【請求項７】液晶ディスプレイ装置が薄膜トランジスタ
を有することを特徴とする請求項６記載の液晶表示素
子。7. The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the liquid crystal display device has a thin film transistor.