RU2069417C1 - Способ изготовления тонкопленочных транзисторов матриц жидкокристаллических экранов - Google Patents

Способ изготовления тонкопленочных транзисторов матриц жидкокристаллических экранов Download PDF

Info

Publication number
RU2069417C1
RU2069417C1 RU9494021791A RU94021791A RU2069417C1 RU 2069417 C1 RU2069417 C1 RU 2069417C1 RU 9494021791 A RU9494021791 A RU 9494021791A RU 94021791 A RU94021791 A RU 94021791A RU 2069417 C1 RU2069417 C1 RU 2069417C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
mask
silicon
contact layer
doped silicon
Prior art date
Application number
RU9494021791A
Other languages
English (en)
Other versions
RU94021791A (ru
Inventor
Б.И. Казуров
А.Д. Сулимин
В.А. Шишко
Е.Л. Приходько
Original Assignee
Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский институт молекулярной электроники и завод "Микрон"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский институт молекулярной электроники и завод "Микрон" filed Critical Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский институт молекулярной электроники и завод "Микрон"
Priority to RU9494021791A priority Critical patent/RU2069417C1/ru
Publication of RU94021791A publication Critical patent/RU94021791A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2069417C1 publication Critical patent/RU2069417C1/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

Использование: изобретение относится к оптоэлектронике. Сущность: на прозрачной подложке формируют затворные электроды, затворный диэлектрик и слой аморфного гидрогенизированного кремния. По рисунку структуры наносят контактный слой легированного кремния. По маске в виде островков фоторезиста формируют области контактов к слою аморфного гидрогенизированного кремния и электроды истока и стока. Затем проводят травление контактного слоя до удаления незащищенных маской поверхностей с контролем травления по оптическим характеристикам подложки с нанесенными на нее слоями. После удаления маски проводят вскрытие окон с затворным электродом, формирование электродов истока и стока и разводки. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Областью применения изобретения является изготовление оптоэлектронных устройств отображения информации, в частности, изготовление матриц тонкопленочных транзисторов жидкокристаллических экранов. Возможно применение изобретения для изготовления электронных устройств обработки информации и управления.
Известен способ изготовления тонкопленочных транзисторов на аморфном кремнии (Патент Великобритании N 2212661, кл. H 01 L 29/78 от 21.12.88), включающий формирование на изолирующей подложке электрода затвора, нанесение изолирующего слоя, формирование слоя из аморфного кремния, нанесение защитного изолирующего слоя, формирование маски в соответствии с рисунком электрода затвора, травление защитного изолирующего слоя до слоя из аморфного кремния, удаление маски, нанесение слоя легированного кремния, содержащего донорные или акцепторные примеси, формирование маски и локальное травление слоя легированного кремния и слоя из аморфного кремния, удаление маски, нанесение материала электродов, формирование рисунка электродов и локальное стравливание слоя легированного кремния с поверхности слоя из аморфного кремния под защитой электродов.
Недостатком данного способа является снижение выхода годных вследствие невоспроизводимости процесса травления слоя легированного кремния в области между электродами из-за экранирующего воздействия электродов. Данный эффект особенно сильно выражен, в частности, при использовании в качестве электродов широко применяемой в технологии пленки алюминия и жидкостном химическом травлении слоя легированного кремния. Другим недостатком данного способа является снижение выхода годных изделий и их надежности вследствие возможности подтрава затворного диэлектрика через дефекты в слое аморфного кремния при травлении защитного изолирующего слоя.
Недостатком данного способа является также ухудшение параметров транзистора из-за деградирующего влияния процесса осаждения защитного изолирующего слоя на пленку аморфного кремния.
Известен способ изготовления тонкопленочного транзистора (Заявка Японии 63-224259 от 19.09.88, кл. H 01 L 29/78, H 01 L 27/12), включающий формирование на изолирующей подложке затворного электрода, нанесение изолирующей пленки, нанесение слоя аморфного гидрогенизированного кремния, нанесение проводящего контактного слоя, формирование маски и локальное травление контактного слоя и слоя аморфного гидрогенизированного кремния, удаление маски, формирование истокового и стокового электродов, локальное стравливание контактного слоя над слоем аморфного гидрогенизированного кремния в области между электродами с использованием их в качестве маски.
Данный способ является наиболее близким к предлагаемому изобретению.
Недостатком данного способа является снижение выхода годных и надежности изделий вследствие невоспроизводимости процесса локального травления контактного слоя из-за экранирующего воздействия электродов, особенно при применении в качестве материала электродов алюминия и жидкостного химического травления контактного слоя. Данные недостатки имеют место также вследствие отсутствия возможности контроля окончания процесса травления контактного слоя, особенно при широко применяемом в настоящее время групповом жидкостном химическом травлении, так как травление проводится на незначительной площади размером до 100oC150 мкм не различимой при визуальном контроле и недостаточной для автоматизированного контроля, например оптическими методами. Недотрав контактного слоя приводит к закорачиванию электродов истока и стока. Кроме того, при использовании в качестве контактного слоя легированного кремния, нашедшего широкое распространение в производстве матриц тонкопленочных транзисторов для жидкокристаллических экранов, возможно частичное или полное стравливание слоя аморфного кремния, что приведет к ухудшению электрофизических характеристик прибора или полной неработоспособности. Кроме того, данный способ требует высокой селективности травления контактного слоя по отношению к слою аморфного кремния.
Поставленной технической задачей данного изобретения является повышение выхода годных и надежности изделий, а также снижение разброса электрофизических характеристик транзисторов, в частности, по величине тока во включенном и выключенном состояниях.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что в способе изготовления тонкопленочных транзисторов жидкокристаллических экранов, включающем формирование на прозрачной изолирующей подложке затворных электродов, нанесение изолирующей пленки, нанесения слоя аморфного гидрогенизированного кремния, нанесение контактного слоя легированного кремния, формирование рисунка по слою аморфного гидрогенизированного кремния и контактному слою легированного кремния, вскрытие окон в изолирующей пленке, создание электродов истока, стока и разводки, а также операции формирования прозрачных электродов, после нанесения слоя аморфного гидрогенизированного кремния формируют маску, локально травят слой аморфного гидрогенизированного кремния, удаляют маску, наносят контактный слой легированного кремния, формируют маску в виде островков в местах контактирования электродов со слоем аморфного гидрогенизированного кремния, локально травят контактный слой легированного кремния с контролем травления по оптическим характеристикам подложки с нанесенными на нее слоями, удаляют маску, вскрывают окна, формируют электроды истока, стока и разводку.
Контактный слой легированного кремния наносят толщиной 0,02 мкм, контроль травления осуществляют визуально, травление контактного слоя легированного кремния, имеющего поглощение света в видимой области спектра, завершают после удаления с прозрачной части подложки и 20% перетрава по времени.
Указанное выполнение способа изготовления тонкопленочных транзисторов в жидкокристаллических экранах позволяет снизить разброс электрофизических характеристик транзисторов, в частности, по величине тока во включенном и выключенном состояниях, что ведет к повышению выхода годных и надежности изделий.
В изобретении впервые используется данная совокупность операций и их последовательность, включая формирование после нанесения слоя аморфного гидрогенизированного кремния маски, локальное травление слоя аморфного гидрогенезированного кремния, удаление маски, нанесение контактного слоя легированного кремния, формирование маски в виде островков в областях расположения контактов слоя аморфного гидрогенизированного кремния и электродов, локальное травление контактного слоя легированного кремния до удаления с незащищенных маской поверхностей с контролем травления по оптическим характеристикам подложки с нанесенными на нее слоями и удаление маски, что позволяет получить новый технический результат.
Необходимость перетрава пленки легированного кремния обусловлена, в частности, наличием неравномерности толщины пленки, а также возможностью наличия недотравленных участков сразу после удаления непрозрачной пленки невидимых невооруженным глазом. Двадцатипроцентная по времени травления величина перетрава пленки обусловлена тем, что разброс толщины пленки, как правило, не превышает двадцати процентов.
Поставленная техническая задача достигается, в частности, тем, что указанная совокупность и последовательность операций делает возможным контроль процесса стравливания контактной пленки легированного кремния и включает такой контроль. Возможность контроля обусловлена тем, что пленки кремния, как известно, имеют поглощение света в видимой и ИК-областях спектра, а также тем, что контактный слой легированного кремния располагается своей частью на прозрачных областях подложки. Контроль травления позволяет исключить как недотрав контактного слоя легированного кремния и закорачивание электродов истока и стока, так и перетрав, при котором происходит утонение активного слоя аморфного гидрогенизированного кремния, что приводит к неконтролируемому изменению параметров тонкопленочного транзистора, вплоть до обрыва канала. Контроль может осуществляться как аппаратными средствами, так и визуально невооруженным глазом, (в видимой области спектра). Визуальный контроль отличается тем, что часть контактного слоя легированного кремния расположенная на прозрачных областях подложки составляет более 80oC90% от всей площади подложки, так как большую часть подложки занимают области расположения световых ключей, что принципиально важно для жидкокристаллических экранов.
Контроль аппаратными средствами целесообразно сочетать с индивидуальной обработкой подложек на автоматизированном оборудовании.
Исключение неконтролируемого перетрава слоя аморфного гидрогенизированного кремния при травлении контактного слоя легированного кремния снижает требования к селективности травления зависящей, в частности, от срока хранения травителя и количества обработанных пластин. Снижаются также требования к воспроизводимости толщины легированного кремния и воспроизводимости скорости его травления.
Снятие этих проблем обеспечивает, в свою очередь, повышение выхода годных изделий и их надежность, уменьшение разброса характеристик транзисторов, повышает технико-экономические характеристики изделия.
Предлагаемое изобретение включает в себя известные операции, однако в предлагаемой новой совокупности и последовательности достигается новый эффект, обеспечивающий решение поставленной задачи.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 7 представлены основные этапы изготовления тонкопленочного транзистора по предлагаемому способу в виде схематического изображения части разреза изготавливаемых структур.
На фиг. 1 представлен разрез структуры после формирования на прозрачной изолирующей подложке 1 затворного электрода 2.
На фиг. 2 представлен разрез структуры после нанесения изолирующей пленки 3 и слоя аморфного гидогенизированного кремния 4.
На фиг. 3 представлен разрез структуры после формирования маски 5.
На фиг. 4 представлен разрез структуры после травления слоя аморфного гидрогенизированного кремния и удаления маски.
На фиг. 5 представлен разрез структуры после нанесения контактного слоя легированного кремния 6.
На фиг. 6 представлен разрез структуры после формирования маски в виде островков в областях расположения контактов слоя аморфного гидрогенизированного кремния и электродов, локального травления контактного слоя легированного кремния и удаления маски с образованием островков из легированного кремния 7.
На фиг. 7 представлен разрез структуры после формирования электродов 8.
Пример изготовления тонкопленочных транзисторов в составе матрицы для жидкокристаллических экранов, включая прозрачные проводящие электроды.
На подложку из стекла по ТУ6-43-0205133, прошедшую операции резки и обработки поверхности наносили пленку SiO2 толщиной 0,15 мкм методом осаждения в плазме ВЧ-разряда из смеси на основе моносилана и закиси азота при температуре 280oC. ВЧ магнетронным распылением мишени из In2O3 наносили пленку In2O3 с поверхностным сопротивлением 30 Ом/□,, формировали маску фоторезиста ФП 051Т под травление электрода дополнительной емкости, травили пленку In2O3 в травителе HCl:H2O, удаляли маску в диметилформамиде. Проводили гидродинамическую обработку подложек в воде на установке кистьевой мойки, отмывали подложки в диметилформамиде, наносили пленку SiO2 толщиной 0,5 мкм методом осаждения в ВЧ плазме из смеси на основе моносилана и закиси азота. С использованием техники фотолитографического маскирования вскрывали окна в пленке SiO2 до In2O3 электрода. Травление осуществляли в травителе HF:H2O:CH3COOH: NH4F= 20: 300: 300: 200 объемных частей, снимали маску и проводили отмывку пластин в диметилформамиде.
При формировании тонкопленочных транзисторов наносили пленку хрома толщиной 0,15 мкм методом магнетронного распыления мишени в аргоне при температуре 250oC, формировали маску ФП 051Т с рисунком затворных шин и разводки к ним, травили хром в травителе на основе CeSO4 и H2SO4, удаляли маску и проводили химобработку в диметилформамиде.
Далее цикл формирования тонкопленочных транзисторов прерывали и формировали прозрачные проводящие электроды ЖК-ячейки, для чего на подложку наносили пленку In2O3 c поверхностным сопротивлением 30 Ом/□ и, используя технику фотолитографического маскирования, формировали рисунок элементов изображения, травление In2O3 осуществляли в смеси HCl:H2O.
Далее продолжали цикл формирования транзисторов. Наносили пленку SiO2 затворного диэлектрика толщиной 0,2 мкм в плазме ВЧ-разряда из смеси на основе моносилана и закиси азота, а затем в том же реакторе наносили пленку аморфного гидрогенизированного кремния толщиной 0,15 мкм из смеси на основе моносилана. Формировали маску фоторезиста ФП 051Т, травили пленку аморфного гидрогенизированного кремния до SiO2 во фторсодержащей плазме на установке с диодной системой, удалили фоторезист в кислородсодержащей плазме, проводили гидромеханическую отмывку пластин и обработку в диметилформамиде. Проводили обработку подложки в травителе HF: H2O=1:50 объемных частей в течение 20 секунд с целью удаления естественного окисла с поверхности аморфного гидрогенизированного кремния. Наносили контактный слой кремния легированного фосфором толщиной 200 А на установке с диодной системой возбуждения ВЧ-плазмы из смеси на основе моносилана и фосфина, формировали маску резиста в виде островков в местах последующего контактирования аморфного гидрогенизированного кремния и Al-электродов, травили слой легированного кремния в травителе HF: HNO3:CH3COOH:H2O=1:40:10:50 объемных частей с визуальным контролем стравливания контактного слоя легированного кремния, имеющего светло-желтый цвет. Травление осуществляли в течение 30 секунд до удаления светло-желтой пленки легированного кремния после чего осуществляли перетрав в течение 6 секунд, промывали пластины в деионизованной воде, снимали маску в диметилформамиде, проводили гидромеханическую отмывку пластин и обработку в диметилформамиде. Формировали маску ФП 051Т под вскрытие окон к хромовым проводникам, травили SiO2 до хрома, удаляли маску в диметилформамиде, проводили химобработку в диметилформамиде, обработку пластин в травителе HF:H2O=1:50 объемных частей в течение 30 сек после чего резистивным испарением напыляют пленку Al толщиной 1 мкм. Формировали фоторезистивную маску под травлением электродов истока и стока и разводки, травили пленку в травителе H3PO4: CH3COOH: H2O, удаляли маску, отмывали пластины в диметилформамиде, проводили контроль параметров структур.

Claims (2)

1. Способ изготовления тонкопленочных транзисторов матриц жидкокристаллических экранов, включающий формирование на прозрачной изолирующей подложке затворных электродов, нанесение изолирующей пленки, нанесение слоя аморфного гидрогенизированного кремния, нанесение контактного слоя легированного кремния, формирование рисунка по слою аморфного гидрогенизированного кремния и контактному слою легированного кремния, вскрытие окон в изолирующей пленке, формирование электродов истока, стока и разводки, а также операции формирования прозрачных электродов, отличающийся тем, что после нанесения слоя аморфного гидрогенизированного кремния формируют маску, локально травят слой аморфного гидрогенизированного кремния, удаляют маску, наносят контактный слой легированного кремния, формируют маску в виде островков в местах контактирования электродов истока и стока со слоем аморфного гидрогенизированного кремния, локально травят контактный слой легированного кремния с контролем травления по оптическим характеристикам подложки с нанесенными на нее слоями, удаляют маску в виде островков, после чего вскрывают окна, формируют электроды истока, стока и разводку.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контактный слой легированного кремния наносят толщиной 0,02 мкм, контроль травления осуществляют визуально, травление контактного слоя легированного кремния завершают после удаления с части прозрачной подложки и 20% перетрава по времени.
RU9494021791A 1994-06-08 1994-06-08 Способ изготовления тонкопленочных транзисторов матриц жидкокристаллических экранов RU2069417C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9494021791A RU2069417C1 (ru) 1994-06-08 1994-06-08 Способ изготовления тонкопленочных транзисторов матриц жидкокристаллических экранов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9494021791A RU2069417C1 (ru) 1994-06-08 1994-06-08 Способ изготовления тонкопленочных транзисторов матриц жидкокристаллических экранов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94021791A RU94021791A (ru) 1996-01-27
RU2069417C1 true RU2069417C1 (ru) 1996-11-20

Family

ID=20157050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9494021791A RU2069417C1 (ru) 1994-06-08 1994-06-08 Способ изготовления тонкопленочных транзисторов матриц жидкокристаллических экранов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2069417C1 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8003981B2 (en) 2006-03-17 2011-08-23 Canon Kabushiki Kaisha Field effect transistor using oxide film for channel and method of manufacturing the same
US8264630B2 (en) 2008-04-11 2012-09-11 Sharp Kabushiki Kaisha Active matrix substrate and liquid crystal display device
RU2466476C1 (ru) * 2011-05-03 2012-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова Способ изготовления полупроводникового прибора
RU2515334C1 (ru) * 2012-11-19 2014-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (КБГУ) Способ изготовления тонкопленочного транзистора
RU2522930C2 (ru) * 2012-11-19 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (КБГУ) Способ изготовления тонкопленочного транзистора
RU2749493C1 (ru) * 2020-10-01 2021-06-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" Способ изготовления тонкопленочного транзистора

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент Великобритании N 2212661, кл. H 01 L 29/78, 1988. 2. Патент Японии N 63-224259, кл. H 01 L 29/78, 1988. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8003981B2 (en) 2006-03-17 2011-08-23 Canon Kabushiki Kaisha Field effect transistor using oxide film for channel and method of manufacturing the same
US8264630B2 (en) 2008-04-11 2012-09-11 Sharp Kabushiki Kaisha Active matrix substrate and liquid crystal display device
RU2466476C1 (ru) * 2011-05-03 2012-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова Способ изготовления полупроводникового прибора
RU2515334C1 (ru) * 2012-11-19 2014-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (КБГУ) Способ изготовления тонкопленочного транзистора
RU2522930C2 (ru) * 2012-11-19 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (КБГУ) Способ изготовления тонкопленочного транзистора
RU2749493C1 (ru) * 2020-10-01 2021-06-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" Способ изготовления тонкопленочного транзистора

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100338011B1 (ko) 액정 표시 장치용 기판의 제조 방법
KR100320661B1 (ko) 액정표시장치, 매트릭스 어레이기판 및 그 제조방법
KR100375435B1 (ko) 박막트랜지스터의제조방법및이것을이용한액정표시장치
JP3238020B2 (ja) アクティブマトリクス表示装置の製造方法
KR100614456B1 (ko) 디스플레이 기판 전극의 도전율을 향상시키는 방법
JP3541856B2 (ja) 薄膜トランジスタからなるマトリクスを製造するための方法
US5777702A (en) Liquid crystal display device and method of fabricating the same by patterning semiconductor, insulator, and gatelines with single mask
KR100314201B1 (ko) 박막트랜지스터형액정표시장치및그제조방법
KR100443804B1 (ko) 액티브 매트릭스 기판 및 표시 장치
RU2069417C1 (ru) Способ изготовления тонкопленочных транзисторов матриц жидкокристаллических экранов
KR970006733B1 (ko) 박막트랜지스터 제조방법
US5455182A (en) Semiconductor process for forming channel layer with passivated covering
US5956109A (en) Method of fabricating color filters used in a liquid crystal display
KR100685920B1 (ko) 액정표시장치의 제조방법
JPH1082997A (ja) アクティブマトリクス液晶表示装置の製造方法及びアクティブマトリクス液晶表示装置
EP0570928B1 (en) Method of manufacturing thin film transistor panel
KR100603839B1 (ko) 액정표시장치용 어레이기판 제조방법
KR100358699B1 (ko) 액정표시장치의 제조방법
KR100672623B1 (ko) 액정표시장치 제조방법
JP3947515B2 (ja) アクティブマトリクス基板のコンタクトホール形成方法
JP3259119B2 (ja) 配線パターン基板及び薄膜トランジスタマトリクス基板とその製造方法
RU94021791A (ru) Способ изготовления тонкопленочных транзисторных матриц жидкокристаллических экранов
KR100580397B1 (ko) 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법
KR100603844B1 (ko) 액정표시소자의 화소전극의 제조방법.
KR960012270B1 (ko) 투명 도전성기관 제조방법