TW495630B - Thin film transistor, a method for producing the thin film transistor, and a liquid crystal display using a array substrate - Google Patents
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Description
495630 五、發明說明(1) [發明之領域] 本發明係關於一種使用薄膜電晶體(Th i n F i 1 m Trans i stor,以下稱為TFT)及其製造方法及薄膜電晶體陣 列基板的液晶顯示裝置。 [發明之背景] 矩陣型液晶顯示裝置(matrix type liquid crystal display)上,裝設有TFT(通常自半導體薄膜(以下稱為半 導體膜)等變成)的TFT陣列基板及相對基板及液晶等顯示 材料係挟持在2片基板之間,面對該顯示材料,將電壓選 擇地施加在晝素等上而構成液晶顯示裝置。在相對基板上 裝設有相對電極、彩色濾光片(c 0 1 0 r f i 11 e r)及黑矩陣 (black matrix),此種用TFT陣列基板的液晶顯示裝置 (Liquid Crystal Display,以下略記為 LCD)以下稱為 TFT -LCD。 TFT陣列基板係最少裝設有絕緣性基板(由玻璃轉變成) 上連同各素子以陣列狀排列的閘電極(g a t e e 1 e c t r 〇 d e )、 源電極(source electrode)、没電極(drain electrode) 及晝素電極(在TFT列自半導體膜轉變成的晝素電極)。此 外’既於配向膜或必要對應的蓄積容量等被裝設,又在各 晝素彼此之間,閘極配線(g a t e w i r i n g)或源極配線( source wiri ng)等的信號線每個互相地且並行地裝設有各 數條’而構成顯示領域。另外,顯示領域的外侧處,對應 在各信號線而裝設有每個輸入端子或驅動TFT的驅動電路 等。
495630 五、發明說明(2) 此種使用T F T陣列基板的液晶裝置在製 板上製造陣列狀的TFT、閘極(閘極電極% 所謂單閘極)、源極/汲極(源極電極與源 謂單源極,此外所謂汲極電極的單汲極, 極及汲極的源極/汲極)及其他的共通配麟 示領域’在顯示領域的周邊處配置輸入綠 驅動電路等。此時,為了發現各別的機能 配設導電性薄膜(以下,稱為導電膜)或絕 下’稱為絕緣膜)。另外,在相對基板上 電極’又要裝設濾光片(c〇l〇r 、 matrix) ° 在製造TFT陣列基板及相對基板之後,) 間注入液晶材料,使其存有所欲求的間隙 周邊處將兩基板的貼合之後,將液晶材料 間隙,而製成LCD。 在LCD上被使用的TFT陣列基板或相對基 技術,且要裝設種種半導體裝置。在此半 成設置半導體膜或絕緣膜、導電膜,而為 氣連接,形成接觸孔(c〇ntact h〇le) 緣膜或半導體膜。 至於TFT-LCD,隨著大型化或高精細化后 止在閘極配線或源極/汲極配線上的信號5 製程的角度上希望主成分為純鋁或鋁合金 合金材料被使用。然而,產自ΙΤ0等(轉變 造時,在玻璃基 务閘極配線配合, 極配線配合,戶斤 其他,所表示源、 L ’ 一起當成為顯 丨子、預備配線及 必要地對應及 •緣性薄膜(以 ,既要裝設相對 黑底件(b 1 a c k 备在兩片基板之 的狀態,再在其 >主入兩片基板的 板上要利用薄膜 導體裝置上,形 了達致層間的電 觸孔貫穿層間絕 Θ演變’為了防 έ遲’自特性及 的電氣低阻抗的 成透明性的畫素 495630 五、發明說明(3) ------- 第2電極與產自那種純紹或铭合金的第1電極係被 田成接』(contact),因為該接點電阻值變成1()><1〇1 1 · 0 X 1 Ο!2歐姆非常高,故不能獲得良好的接點特性。 因此,經由在絕緣膜上形成開口的接觸孔^⑽“。 h 1 e ),將第1電極(自純鋁或者自鋁合金製成)與第2電極 (產自ιτο等的透明性導電膜,該IT〇變成晝素電極)直接連 接,而不可能實現製成TFT陣列基板。 解決此問題的方法為,過去為了獲得良好的接點,第i 電極是2層構造,係在純鋁或鋁合金上形成鉻、鈦、鉬、 銅、鎳等膜,例如,請參閱特開平第4_253342 及8- 1 8 0 58號公報。 此種以前的製造方法中,第2電極(產自IT〇等)與第i電 極(產^純鋁或鋁合金)的接觸電極(c〇ntact resistance) 非常咼,有1X1 至1 X1 012歐姆,不能獲得良好的接觸電 阻。另外,為了獲得良好的接點,2層構造中材料上與第工 電極不同的情況下,不可能使用相同藥水及同時蝕刻、 (etching),因有2種的藥水,必要進行2次的蝕刻步驟, 使得製程複雜化。本發明中,第2電極與第丨電極的接點部 ^contact portion)既能獲得良好的接觸電阻,又因用與 第1電極相同藥水,故能同時蝕刻出可能的2層構造,使用 低電阻值的鋁配線材料,產生成本降低,生產性提高,提 供高性能的TFT及其製造方法及液晶顯示裝置。 [發明之概述] 本發明的第1請求項係關於薄膜電晶體的製造方法,直
第7頁 11 495630 五、發明說明(4) 至少包含下列步驟: (1)在透明絕緣性基板上,使用純鋁及鋁合金之一 形1在閉極、源極及汲極中至少丨個的第丨電極的工程; 在产上、1電極的上層處添加不純物,該不純物衍生 二的Λ、工r及二,中至少一種,添加上述不純物的ΐ 第Γ二力^ 程; 上述基板,形成絕緣膜的成膜工 (4 )在該絕緣膜上形成圖 · 的工程; 成Ώ,形成接觸孔 赶緣膜上形成—種產自透明膜電極的第2電 :程經由該第2電極與約電極及上述接觸孔,;^接 ft ^ 1的*第2凊求項係關於薄膜電晶體,係至少包人· 成為第1電極的閘極、源才 3 · 上形成第1電極; '、及及極,在透明絕緣性基板 而ί ί膜丨覆盡在該第1電極及上述透明絕緣性基板上 層Γ第轉Ϊ:成=絕#緣膜上,上述第1電極是自第i 成的:層;該二層 T何生自鼠、氧、矽及碳的不純物 二口至> 生U明膜電㉟,上述第2電極與第^=2電極係衍 本發明的第3請求項係關薄膜電晶體’電乳連接。 ^ T 上述不純 495630 五、發明說明(5) 物的組成分佈圖是在上述盥 分佈。 〃、上迷弟2層的界面上連續 本發明的第4請求項係關於薄膜電晶 逑第2層係為可能同時進行㈣的層。體’上述第1層與上 本發明的第5請求項係關於薄膜 ;是衍生自氧化銦、氧化錫、氧化銦锡體及’二
本發明的第6請求項係關於液晶顯 陣列基板,該TFT陣列基板至少包含愈,至少有TFT ==明%緣性基板上形成-成為㈣極的閘; 成絕緣膜,其覆蓋該第i電極及上述透明絕緣性基板而形 在該絕緣膜上形成的第2電極。上述第丨電極是自 及第2層轉變成,第丨層係自純鋁或鋁合金之中—者曰 的:層;該第2〃層係於純鋁及鋁合金中之一者添加至少'、一 種衍生自氮、氧、矽及碳的不純物。上述第2電極係衍生 自透明膜電極,上述第2電極與第1電極是電氣連接。 上述第2層是氬加上氮的混合氣體被喷濺(sputtering) 而形成。 上述第2層是Ar +N2 +C02 & Ar +N2 +CF4中混合氣體的一 者被喷濺而形成。 上述第2層是至少衍生自純鋁及鋁合金之一者中的第1層 成膜後,佈植氮離子(N2 ion)而形成。
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ΐ;ί2Λ是在上述⑷的工程後’佈植氣離子,形成在 上述第2層是在第1層形成後,在氮化物氣體氣氛中 退火(anneal ing)而形成。 订 上述第2層是在上述(4 )工程後,在氮化物氣體氣氛 火’形成在接點部表面上而製成。 上述第2層是在第1層形成後,依據氮電漿而形成。 對於上述第2層的不純物添加方法,係使用一含有氮 替氧的氣體,-含有石夕的氣體及一含有碳的氣體而衍變 形成而衍變 上述第2層是依據Ar + NH3的混合氣體喷濺 成0 上述第2層是在第丨層形成後,已形成該第丨層的透明 緣性基板浸潰在NHJH中,此後,實施退火處理而形成: 第1請求項中記載工程(3)的絕緣膜形成工程中,該絕 膜是氮化矽形成,依據擴散法第丨電極表面(係衍生自x ^鋁 及鋁合金中一者)上形成不純物矽及氮,而形成第2層、、。、 '使用上述絕緣膜的氮化矽膜,使用SiH4、&、 混合氣體’使用化學氣相成長法來成長,在第i層的表2面 上擴散矽及氮而形成第2層。 成為至少2層構造的上述絕緣膜的氮化矽,只要有利, 使用初段的氮化矽膜,使用ΜΙΙΑ及h+Ch衍生的 >昆合氣體’進行化學氣相成長法而形成。 第1請求項的工程(3)的絕緣膜形成工程中,該絕緣膜是
第10頁 495630 五、發明說明(7) 氧化石夕’依據擴散法,在第1電極表面(自純鋁及鋁合贪么 一者轉變成)上加上矽及氧不純物,而形成第2層。 第1請求項所記載的工程(5 )為自透明膜電極轉變成的第 2電極形成工程。該第2電極係依據至少含氬氣體使用噴滅 ,形成第1層,再依據Ar + 〇2的混合氣體使用喷濺法形成 第2層而形成,且該第2電極的第1層是電氣連接至上述第1 電極的第2層。 [圖式之簡單說明] 圖1顯示本發明第1形態實例的TFT部及端子部的構造的 剖面圖。 圖2顯不本發明第1形態實例的TFT部及端子部的.構造的 剖面圖。 圖3顯不本發明第1形態實例的TFT部及端子部的構造的 剖圖。 圖4顯示本發明第3形態實例的TFT部及端子部的構造的 剖面圖。 圖5顯不本發明第9形態實例的TFT及端子部的構造的剖 面圖。 圖6顯不本發明第1丨形態實例的TF τ及端子部的構造的剖 面圖。 [發明之詳細說明] 以下參照附圖詳細說明本發明的實施形態。 實施形態1 圖1、圖2及圖3係關於本發明的TF τ陣列基板的TF T部及
495630 五、發明說明(8) 端子部的製造工程的依序工程斷面說明圖。在圖丨、圖2及 圖3中,元件編號21是TFT部,22是端子部,1是透明性絕 緣基板’ 2是第1電極(TF T部的第1電極為閘極電極)的第j 層’ 3疋第1電極的第2層’ 4是閘極絕緣膜,5是半導體層 非晶石夕膜,6是半導體層n+非晶矽膜,7是第1電極(TFT部S 的第1電極是源極/汲極電極)的第丨層。8是第丨電極的第2 層,9是層間絕緣膜,10是接觸孔、u是第2電極(晝素電 極)。TFT部21是設置在TFT陣列基板上相互垂直相交的閘 極配線及源極配線(圖中一起顯示)的交差部附近,構成一 驅動液晶的切換元件(switching element)部份。端子 2 2 :伸在閘極配線’配置在顯示板的外側 極外部輸入信號。 】目W往电 用的製造順序。在透明性絕緣基板1上使 中=及閘極雷刻,液(,chant)進⑽ 1(0)。關:成為形成端子部(請參照圖 法(以下稱CVD)等,*Λ 述。其次使用化學氣相成長 自氮化石夕(Si Νχ)咬1 /度約4 0 00埃的閘極絕緣膜4,其 案化,依次形成rsl〇2)轉變成,將半導體層圖 阻的半導體層n+ f非曰曰石夕膜5(厚度約1500埃)、低電 非日日矽膜6(厚度約30 0埃)’請參照圖1 ^630
其他,使用喷潑、、土 銘合金(第】電極材料)膜再,—進次形円成/度約3_埃的純1呂或 部(channei p〇rd:圖案化,在電晶體的通道 ^ , , . _ ^ n)排處形成源極/汲極電極部。在此 處’成為下層膜的第1雷士 成為上層膜的第1電極(、// 汲極電極)的第1層7,與 m H , ^ . .電極(源極/汲極電極)的第2層8的2層結 稱疋本發明的特徼,彬士 +、丄>、 ^成方法祝明於下文(請參照圖2 () 孔“二接:f f :絕緣膜9之後,進行圖案化,形成接觸 . 閘極端子部及TFT的汲極電極部處形 而膝了曰間絕緣膜9能依據(例如)CVD法將氮化矽膜戋 透明性樹脂等之一者或兩者組合而形成(請夕 mi〇( ^ (第2電極)",獲得m陣列基板丁。圖晝案素化電極开^ ::彖膜的接觸孔10,與閘極電極、源極/汲極電疋極; ,成)的各個上層膜(即是第1電極(閘極電㈤ 接弟層3、弟1電極(源極/汲極電極)的第2層8)電氣連 施,,使用噴濺法,使用W電極材料的純叙或 成閘極電極及端子部之時,首先使用純氬氣 ―形成厚度約2 0 0 0埃的第1電極的第2層2,其次連浐 之’使用Ar+h混合氣體,形成厚度約25〇埃的第丄電^的 495630 五、發明說明(ίο) 第2層3 ’此第2層的鋁膜,為了進行氮氣的反岸 =-膜’該膜添加有氮元素。源極/汲極電極 況 也用同樣的方法’成為純鋁或鋁合金 第1層7(約20 00埃),盘成為上㈣V層膜的第2電極的 2電極的第2層8(約50埃)被形成。 鼠疋素)的第 陳ίΐΓ形態所•適用的成膜條件顯示於表1,依此,在TFT 車板(依此氩造的)的接觸孔1〇上, Ϊ = 電極(自1T〇等的透明導膜轉變成)的 =表面部的電氣電阻值(接觸電阻值)在接觸表面部約5〇 被未/面積約為3 5 0歐姆,為低的良好值。 此^,在川陣列基板上進行25〇。〇 χ6〇分鐘的熱處理 二:同接觸電阻值約7 50歐姆…卜,進行3〇(rcx6〇分 的熱處理後,相同接觸電阻值約80(3歐姆。與以前技術 21^10〜1E12歐姆比較下,電阻值極低,具有優良的耐 熱性。 ;、彳對於表1的成膜條件的參數值(parameter)係依據 f置而本身各自最適化,不應限定此值。但是,對比於參 ^ $的接觸電阻值的傾向為,第2層的成膜壓力愈高,可 觀察到接觸電阻值傾向於變小。 此外’為了獲得良好的接觸電阻,在本實施形態中,第 1電極的第2層的膜厚為2 5 0埃,較好是限定在50至1 〇〇〇 埃。埃以下的範圍,要抑制氧原子在I TO與鋁的界面之 間擴散是很困難的,此外,1〇〇〇埃以上的範圍時,電極全 體的電阻值提高,若使用鋁的情況,不能享受配線具有低
第14頁 495630 五、發明說明(11) 電阻值的優點 埃。 (merit) 表1 此 外,比較好的厚度是100至500 喷濺成膜條件 -------- 成膜壓力(Pa) 第1層 〇727 _—____ 〇· 2 〜〇· 68 流量(s c c m ) 40 Ν 2 · 1 0 〜4 0 成膜功率(KW) 10 —~---— 1〜10 成膜溫度(°c) 175 175 — 成膜膜厚(A) 2000 〜3000 一———. 100 〜500 λ丄 > 上 八川不丄电徑材料 = :,在閘極電極及端子部排之位置形成源極/ 極電極之時,自使用氬氣體,形成第1層的膜,繼诗借 用Ar+l混合氣體,形成第2層的膜的2階段喷濺工程# 氬氣體當做初期的氣體,漸漸增加氮氣的添加量,=吏用、、^ 疋很好的方法。此情況下,愈朝向鋁 層部(與第2電極的接觸表面部),氮元素的添加量命大、 變成有連續組成分佈的膜。 被大 此外,鋁轉變成第1電極材料的主體,可使用純鋁,以 續圖案法形成 鋁當做主成份”,金。鋁合金中添加的元素能抑制:鎖 電阻不超過10// Qcm的程度後要抑止才好 (,Μ1 ^ 但是,本實 施形態,依據Ar + &混合氣體喷濺法,膜的
第15頁 495630 五、發明說明(12) 上層部處,部份地氮化鋁(A 1 Νχ )所形成的膜位置,加蓋( capped )2層構造膜的情況下,可能同時進行蝕刻,使用純 紹的情況下能防止山鎖(hi 1 1 1 〇 c k )發生,此外,耐食性 提南而有顯著效果。為此,特別使用具有耐山鎖性優良的 銘a金’能貫現製出信賴性很高τ ρ τ陣列,是本實施形態 很大優點。 下文中,實施形態2- 1 〇是使用實施形態i,為了使第1電 極材料的紹膜與第2電極材料的丨τ〇膜具有低的接觸電阻, 除了形成第1電極鋁的第2層以外,亦都能達成實施形態i 相同的效果。因此,第i電極鋁的第2層的形成方法只 至此。 實施形態2 圖1、圖2及圖3的TFF陣列製造方法中,第j電極使用純 鋁或鋁合金使用喷濺法在純氬氣體中成膜後,使用離子摻 法或離子佈植法,將氮離子佈植,添加氮 的苐2層(即第1電極的第2層3及第2 f極的第2層被形 t,形成電極。而佈植劑量(d〇se)仍為MB〜 11 ί / cmd 〇 沒有比氮 此外,離子種類為硼離子、磷離子之情況下 離子更顯著且具有同樣的接觸降低效果。 實施形態3 係關:士實施形態的TFT部及端子部的構造 明圖。在圖4中,ί 2是右ω+ 4叫的構U的剖面言 1 ]曰右關於、有關於閘極電極上接觸部的第2層< 有 源極/汲極電極上接觸部的第2層,42及47是負
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1電極,其他的符號與圖i相通用。 中,使用第1電極(用純鋁或鋁合金轉、 列—製^造方法 據噴濺法成膜後,形成圖案,再形 < 、、,氬氣體依 ι“)之形成開口的接觸孔10之;”吏=;=9,在圖 ,第2層在各個第i電極的接觸 =2層。因此,在本實施形態中,圖2所顯示= 子而 =的第2層(即,有關於閘極電極上接觸部的第2声12 關於源極/汲極電極上接觸部的第2層13)的構造丄 1 =部份的本體,該本體係連接至自{ τ〇膜轉變的晝素電極 實施形態4 在實施形態2及實施形態3的^丁製造方法中,第i電極 L自純鋁或鋁合金轉變成)的第2層不進行離子摻雜,而於 氮化氣體的氣氛中進行熱處理就形成。 、 熱處理在溫度3 0 〇至4 5 0 °C時間3 0至9 0分鐘的條件下進 行’在氮化氣體中,使用氮氣或氨氣,除此之外,亦能使 用甲基肼(methyl hydrazine)、肼(hydrazine)及乙基苯 胺(ethyl ani line)等氣體,在此情況下,利用低溫短時間 的熱處理有效率形成AINx的第2層亦可能形成。 實施形態5 在實施形態2及實施形態3的TF T製造方法中,第1電極 (自純紹或鋁合金轉變成)的第2層不進行離子摻雜,係依 據氮電漿處理(I plasma)而形成。電漿處理條件為在pe 模式或RIE模式下,功率(pOwer)500W、氮氣壓7-500Pa、
第17頁 五、發明說明(14) 處理時間1 5〜6 0秒。本成膜條件之參數值仍依據處理裝置 而具有本來最適化之值,而不應限定至上述數值。 复施形態6 在貫施形態2及實施形態3的TF T製造方法中,形成第1電 極(自純銘或銘合金製成)的第2層,將TFT陣列基板浸入氨 水gammon i a)中’以將第1電極浸入氨水而形成。此後,浸 入ll水中後’實施形態4的爐氮化氣體氣氛中進行熱處理 較好。 實施形態7 在實施形態1所顯示的TFT製造方法中,對於第1電極(自 純1呂或1呂合金轉變成)的形成係先使用純氬氣體,使用喷 濺法形成第1層的膜,其次,依據反應性喷濺法(使用Ar + NH3混合氣體,形成第2層的膜之後,進行圖案化,形成電 才系〇 其次,除此之外,在形成第2層的膜之時,要形成混合 氣體,在使用Ar +02,Ar +n2 +c〇2,Ar +n2 +CF4之情況口下 又再此種氣體中添加S i L的情形下,也可獲得低接觸電阻 效果。因此,在第2層的鋁中,將不純物氮、氧或氮+碳 +氧+矽添加進入情況下,能充分獲得本發明的效果。 實方^羞農^ 實施形態1所顯示的TFT製造方法中,依據使用純氬氣體 的喷濺法’在第1電極(自純鋁或鋁合金轉變成,閘極電 極、源極/汲極電極)上,當做閘極絕緣膜及層間絕緣膜是 形成在各種第1電極上,利用電漿CVD法使用siH4 +H2 +NH3
495630 五、發明說明(15) +〜奶合亂體’形成氮化矽膜,利用界面擴散、去 氮元素,而形成第極的第2層。,面擴放法添加石夕及 實施形態9 日 圖5疋關於本發明實施形態9的tft部及端子 明圖。1 4是閘極絕緣膜 ϋ 、』面祝 声,1 6是戶門绍从2 弟曰1 5疋閘極絕緣膜的第2 層1 6疋層間、、、邑緣膜的第 其”號與圖i至圖4共通用。 門、、邑緣膜的第2層, ,ί二中,在第1電極(自純銘或铭合金轉變成)上 ”…曰IT 於如圖5巾,成為2層以上,特別 Γ另:「膜,利用電簡法在SiH4+H肩+N“昆 ^二刹 _σ ^CF4的混合氣體中進行。攙入eh氣體之此 鼠兀”豆备成為化學上不安定的氮化石夕膜,因為 能形成閘極絕緣膜的第1層14及閘極絕緣膜的第2層16,矽 及氮元素的擴散更容易,效率更好,已添加矽及氮元素的 第1電極的第2層就能被形成。 實施形態1 0 實施形態8的FFT陣列製造方法中,氧化矽Si 02成為閘極 絕緣膜及層間絕緣膜,依據界面擴散法添加矽及氧元素, 形成第1電極的第2層,能獲得同樣的接觸電阻減低效果。 實施形態11 圖6係關於本發明實施形態11的TF T部及端子部的剖面說 明圖。18是自IT0轉變的晝素電極的第1層,19是自I TO轉 變的晝素電極的第2層。其他的符號是與圖1至圖5共同通 用。圖1中所顯示實施形態1的TFT陣列製造方法中,圖
第19頁 495630 五、發明說明(16) 1(c)的ΙΤ0膜的自透明性導電酸化膜轉變的第2電極(晝素 電極11)成為2層構造,使用畫素電極的第1層18使用純氬 氣體的喷濺法形成約50 0埃的膜,此後,使用Ar + 〇2氣體 的以前方法被使用,形成厚度約5 0 0埃的畫素電極的第2層 19 〇 這樣’接近第1電極(自純無或紹合金轉變成),按照稀 少進行的初期的ΙΤ0膜的氧元素量,依據氧元素擴散的第1 電極界面處的A1 x0y的形成能被抑制住,能實現獲得數百至 數千歐姆的低接觸電阻值。 第2電極(自ΙΤ0等轉變)的第1層的膜厚在至埃的 範圍是理想的。此為未滿100埃時,接觸減低效果不充 t &此外,氧元素少的1 το膜的比電阻很高,且為了使得
ItH數^ranSmiSSi〇n fact〇r)也低,要很厚的話,對 復。陣列’光的透射係數降低,特性也惡化地不能恢 的場人的:i11 ’第1電極材料使用純鋁或鋁合金 發明有關的效果不限於此說明如下’與本 ,可用•,而第2的電例如ς,第1的電極 之—者為主,使用1扯沾、泰口1n2〇3、Sn02、ΖηΟ等中 ,樣的效果明性氧化導電膜的場合亦能達 # =上說明之實例形態1至1 1中之一者# 被使用時’有對向.電極或彩 者所形成TFT陣列基板 …九片4的相對基板貼合至 495630 五、發明說明(17) —一· 其’另外,將液晶材料注入挾持,獲得TFT主動式矩陣型( active matrix)液晶顯示裝置,即,若本實施形態者較好 的話,TFT陣列基板的配線或電極的低電阻配線採“用艇' 主成分鋁以外的金屬的別金屬層仍不被裝設,晝素電極 (自IT0透明膜轉變成)與鋁直接連接的構造存有之故,因 鬲開口率,具有高性能,且比起以前裝置,生產性更佳, 成本低,能獲得優良的液晶顯示裝置。 ’ 本發明的第1請求項係關於薄膜電晶體的製造方法,兑 至少包含下列步驟: /、 /(1)在透明絕緣性基板上,使用純鋁及鋁合金之一者, t成在閘極、源極及没極中至少1個的第1電極的工程; (^2)在^上述第1電極的上層處添加不純物,該不純物衍生 i虱、/氧、矽及碳之中至少一種,添加上述不純物的第2 θ的形成+工程,不添加上述不純物的第1層的形成工程; (3) 覆蓋上述第i電極及上述基板,形成絕緣膜的成膜工 程; ' (4) 在該絕緣膜上形成圖案,形成接觸孔的工程; (5) 在上述絕緣膜上形成一種產自透明膜電極的第2電 】尹經ί Ξ第2電極與第1電極及上述接觸孔,以完成連接 , 此只現與ιτο荨直接地低接觸電阻的薄膜電晶體, 也容易獲得,效果達到。 本發明的第2請求項係關於薄膜電晶體,係至少包含: 成為第1電極的閘極、源極及汲極,在透明絕 上形成第1電極; 土攸
第21頁 495630 五、發明說明(18) 絕緣膜,其覆蓋在該第1電極及上述透明絕緣性基板 而形成; 第2電極,其形成在該絕緣膜上。上述第1電極是自第工 層及第2層轉變成,第丨層係自純鋁或鋁合金之中一者轉織 成的下層;該第2層係於純鋁及鋁合金中之一者添加至少欠 一種衍生自氮、氧、矽及不純物。上述第2電極係衍生自 ,明膜電極,上述第2電極與第1電極是電氣連接。所獲 薄膜電晶體具有與IT0等直接連接的低接觸電阻,達成上、 述效果。 本發明的第3請求項係關於薄膜電晶體,其中,上述 ^物的組成分佈圖是在上述第丨層與上述第2層的界面上 佈,所獲得的薄膜電晶體具有與ΙΤ0等直接連接的低 接觸電阻,達成上述效果。 - ϋ·、if®'的第4請求項係關於薄膜電晶體,上述第1層盥上 =2層係為可能同時進行钕刻的層 電、曰 能使用^的*、包妾連接的低接觸電阻,達成上述效果。 (δύ ^ 且圖案化時的蝕刻問題1次就解決。成膜 =::=。減少)排處侧工程簡略化(-生= 極=!!=項係關於薄膜電晶體,上述透明膜電 者,所獲得的薄i電=錫、氧化銦錫及氧化亞雜中之一 電阻,容易读體具有與1τ〇等直接連接的低接觸 刃逐成上述效果。 冬發明的第6靖、卡s
明水項係關於液晶顯示裝置,其至少有TFT
第22頁 ^5630 五、發明說明(19) 一 ----- 2列基板,該TFT陣列基板至少包含有薄膜電晶體,其至 ^包έ有在透明絕緣性基板上形成一成為第1電極的閘 極、源極及汲極;絕緣膜,其覆蓋該第丨電極及上述透明 絕緣性基板而形成;在該絕緣膜上形成的第2電極。上述 第1電極是自第1層及第2層轉變成,第丨層係自純鋁或鋁合 金之中一者轉變成的下層;該第2層係於純鋁及鋁合金中 之一者添加至少一種衍生自氮、氧、矽及碳的不純物。上 ,第2^電極係衍生自透明膜電極,上述第2電極與第1電極 是電氣連接,所獲得的薄膜電晶體具有與丨τ〇等直接連接 的=接觸電阻、因高開口率具有高性能的顯示特性,且比 以別裝置生產性好,成本低,優良的液晶顯示裝置能達 效果。 上述第2層是依據灶+ &的混合氣體喷濺形成,故ΙΤ〇/ 鋁的低接觸電阻能獲得薄膜電晶體,能達成效果,另外, 使用同一噴濺裝置,只變化同一方法中氣體種類,形成本 發明的2層構造電極,簡略化製法步驟,生產性提高,獲 得效果。 上述第2層是Ar +N2 +C02 AAr +N2 +CF4中混合氣體的一 者被=濺而形成,故IT〇/鋁的低接觸電阻能獲得薄膜電晶 體’能,成效果,另外,使用同一喷濺裝置,只變化同一 方法中氣體種類,形成本發明的2層構造電極,簡略化製 法步驟,生產性提高,獲得效果。 上述第2層是至少衍生自純鋁及鋁合金之一者中的第1層 成膜後’佈植氮離子而形成,故ΙΤ0/鋁的低接觸電阻能獲
第23頁 495630
得薄膜電晶體,能達成效果。 上述第2層是在上述(4)的工程後,佈植氮離子,形成在 接點部表面上,故I T0/鋁的低接觸電阻能獲得薄膜電晶 上述第2層是在第1層形成後,在氮化物氣體氣氛中進行 退火(annealing)而形成,故ιτο /鋁的低接觸電阻能辑得 薄膜電晶體,能達成效果。 * 上述第2層是在上述(4)工程後,在氮化物氣體氣氛中退 火,形成在接點部表面上而製成,故IT〇/鋁的低接觸電阻 能獲得薄膜電晶體,能達成效果。 上述第2層是在第1層形成後,依據氮電漿法而形成,故 IΤ0/紹的低接觸電阻能獲得薄膜電晶體,能達成效果。 上述第2層是在上述(4)的工程後,依據氮電漿法而形成 在接點部表面上而製成,故I τ 0 /鋁的低接觸電阻能獲得薄 膜電晶體,能達成效果。 對於上述第2層的不純物添加方法,係使用一含有氮代 替氧的氣體,一含有矽的氣體及一含有碳的氣體而衍變 成,故ΙΤ0/鋁的低接觸電阻能獲得薄膜電晶體,能達成效 果。 上述第2層是依據Ar + NH3的混合氣體喷濺、形成而衍變 成’故IT 0 /紹的低接觸電阻能獲得薄膜電晶體,能達成效 果。另外,使用同一喷濺裝置,只變化同一方法中氣體的 種類’形成本發明的2層構造電極,簡略化製法步驟, 生產性提高,獲得效果。
第24頁 五、發明說明(21) 上述第2層疋在第1層形成後,已形 緣性基板浸潰在ΝΗ4〇ϋ中,此德,與#成该第1層的透明絕 二1:〇/銘的低接觸電阻能獲得薄J電:火處,而:成, 另外,使用同一喷濺裝置,只變化同—^丄:達成效果。 類,形成本發明的2層構造電極,簡制法中:體的種 性提高,獲得效果。 衣法V驟,生產 *第1請求項中記載工程(3)的絕緣膜形 膜是氮化矽形成,依據擴散法二味Τ絕緣 及叙合金中-者)上形成不純物石夕及氮表:(开;7^純链 I 丁〇/鋁的低接觸雷P日处從/曰— 而开/成弟2層,故 =接觸電阻錢得溥膜電晶體,能 混:緣膜的氮化石夕膜,使用叫4,叫及〜的 上擴i矽f用化學乳相成長法來成長,在第1層的表面 〜二虱而形成第2層。故IT0/鋁的低接觸電阻能獲 付溥膜電晶體,能達成效果。 成為至2層構造的上述絕緣膜的氮化石夕,只要有利, 二1 =段的氮化石夕膜,使用SiH4,Η2,ΝΗ3及\ +CF4衍生的 一疯1體進行化學氣相成長法而形成,故IT 0 /紹的低接 觸,阻t能獲得薄膜電晶體,能達成效果。 ^第1明求項的工程(3)的絕緣膜形成工程中,該絕緣膜是 氧化石夕/據擴散法,在第1電極表面(自純鋁及鋁合金之 一者轉變成)上加上矽及氧不純物,而形成第2層,故ΙΤ0/ #呂的低&接觸電阻能獲得薄膜電晶體,能達成效果。 第1請求項所記載的工程(5 )為自透明膜電極轉變成的第 2電極形成工程。該第2電極係依據至少含氬氣體使用喷濺 第25頁 17 495630 A_ 曰
案號 87119723 五、發明說明(22) 法形成第1層,再依據Ar+02的混合氣體濺法形成 第2層而形成,且該第2電極的第1層是電氣連接至上述第1 電極的第2層,故I T0/鋁的低接觸電阻能獲得薄膜電晶 體,能達成效果。 [元件編號之說明] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 透明性絕緣基板 第1電極的第1層 第1電極的第2層 閘極絕緣膜 半導體層非晶矽膜 半導體層n+非晶矽膜 第1電極的第1層 第1電極的第1層 層間絕緣膜 接觸孔 第2電極(晝素電極) 閘極電極上接觸部的第2層 源極/汲極電極上接觸部的第2層 閘極絕緣膜的第1層 閘極絕緣膜的第2層 層間絕緣膜的第1層 層間絕緣膜的第2層 自I TO轉變的畫素電極的第1層 自I TO轉變的晝素電極的第2層
87119723.ptc 第26頁 495630
87119723.ptc 第27頁 17495630 案號871197^_年月 日 修正
\\326\2d-\91-05\87119723.ptc 第28頁
Claims (1)
- 495630案號 87119723 圍 年月曰^ m. i 本·# j 1 · 一種薄膜電晶體的製造方法,係包含下列步驟: (1)在透明絕緣性基板上,使用純鋁及叙合金之一者 形成在閘極、源極及汲極中至少1個的第1電極的工程; (2) 在上述第1電極的上層處添加不純物,該不純物衍生 自氮、氧、矽及碳中之至少一種,並且,在上述之上層 處’形成該添加上述不純物的第2層的形成工程,以及, 該形成不添加上述不純物的第1層的形成工程; (3) 覆蓋上述第1電極及上述基板,形成絕緣膜的成膜工 程; (4) 在該絕緣膜上形成圖案,形成接觸孔的工程; (5 )在上述絕緣膜上形成一種產自透明膜電極的第2電 極’經由该第2電極與第1電極及上述接觸孔,以完成連接 之連接工程。 2. 一種薄膜電晶體,係包含: 成為第1電極的閘極、源極及汲極,係在透明絕緣性基 板上形成有第丨電極; 絕緣膜,係覆蓋在該第1電極及上述透明絕緣性基板上 而形成; ^ 2電極’係形成在該絕緣膜上;此外,上述第1電極是 自第\層及第2層轉變成,第1層係自純鋁或鋁合金之中一 者轉變成的下層;該第2層係於純鋁及鋁合金中之一者添 加至y 種柯生自氮、氧、石夕及碳的不純物,上述第2電 極係衍生自透明膜電極,上述第2電極與第1電極是電氣連 接087119723.ptc 第29頁 495630 修正 θ i 號 871197乃 六、申請專利範圍 3.如申請專利範圍第2項之薄膜 純物的組成分佈圓是在上述第 日日 /、中,上述 連續分佈。 …述第1層與上述第2層的界面攻上不呈 4·如申請專利範圍第2項之薄膜電晶體,, 層與上述第2層係為可同時進行蝕刻的層。 ,上述第j 5. 如申言:專利範圍第2項之薄膜電晶; 明膜電極是衍生自氧化銦、氧化 ’上$ 中之一者。 A化錫、乳化銦錫及氣化〜、 6. —種液晶顯示裝置,係為具備有該 之TFT陣列基板之液晶_ ; #里 缚膜電 少包含有 而該薄膜電晶體,係至 在透明絕緣性基板上形成一成為 及汲極; 柯極、源極 絕緣膜,係覆蓋住該第!電極及上述透明絕 形成; $性基板而 在該絕緣膜上形成的第2電極,上述第丨電極 及第2層轉變成,第〗層係自純鋁或鋁合金之中一^ = 1層 的:層?第2層係於純銘及铭合金中之一者添加至轉少變—成 種何生自氮、氡、矽及碳的不純物,上述第2電極 自透明膜電極’上述第2電極與第丨電極是電氣連接、。’ 87119723.ptc 第30頁
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