JP5105776B2 - 液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法 - Google Patents
液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5105776B2 JP5105776B2 JP2006161999A JP2006161999A JP5105776B2 JP 5105776 B2 JP5105776 B2 JP 5105776B2 JP 2006161999 A JP2006161999 A JP 2006161999A JP 2006161999 A JP2006161999 A JP 2006161999A JP 5105776 B2 JP5105776 B2 JP 5105776B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- crystal display
- film transistor
- glass composition
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims description 60
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 55
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 42
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 86
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 60
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 53
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 12
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 30
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 12
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 10
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 8
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 5
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 4
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 3
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
- H10D30/6729—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes
- H10D30/6737—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes characterised by the electrode materials
- H10D30/6739—Conductor-insulator-semiconductor electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/01—Manufacture or treatment
- H10D30/021—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
- H10D30/031—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of thin-film transistors [TFT]
- H10D30/0312—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of thin-film transistors [TFT] characterised by the gate electrodes
- H10D30/0316—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of thin-film transistors [TFT] characterised by the gate electrodes of lateral bottom-gate TFTs comprising only a single gate
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/01—Manufacture or treatment
- H10D30/021—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
- H10D30/031—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of thin-film transistors [TFT]
- H10D30/0321—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of thin-film transistors [TFT] comprising silicon, e.g. amorphous silicon or polysilicon
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Description
本発明は液晶表示装置（ＬＣＤ）用薄膜トランジスター（ＴＦＴ）素子及びその製造方法に関し、より詳細には、ガラス組成物を利用してゲート絶縁膜または無機保護膜を形成することで、製造収率を向上させることができる液晶表示装置用薄膜トランジスター素子及びその製造方法に関する。
今日のような情報化社会において電子表示装置の役割は非常に重要になっており、各種の電子表示装置が多様な産業分野に幅広く使用されている。このような電子表示装置分野は発展を続けており、多様化する情報化社会の要求に相応する新しい機能を持つ電子表示装置が継続的に開発されている。
一般的に、電子表示装置とは、多様な情報を視覚を通じて人間に伝達する装置を言う。すなわち、電子表示装置とは、各種の電子機器から出力される電子的情報信号を人間の視覚で認識することができる光情報信号に変換する電子装置をいい、人間と電子機器を連結する架橋的な役目を担当する装置と言える。
このような電子表示装置において、光情報信号が発光現象によって表示される場合には発光型表示装置と称され、反射、散乱、干渉現象などによる光変調によって表示される場合には受光型表示装置と称される。能動型表示装置とも呼ばれる発光型表示装置としては、陰極線管表示装置（ＣＲＴ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、有機ＥＬ表示装置（ＯＥＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）などをあげることができる。そして受動型表示装置とも呼ばれる受光型表示装置としては、液晶表示装置（ＬＣＤ）、電子泳動表示装置（ＥｌｅｃｔｒｏＰｈｏｒｅｔｉｃ Ｉｍａｇｅ Ｄｉｓｐｌａｙ； ＥＰＩＤ）などをあげることができる。
テレビやコンピューターモニターなどに使用され、最も長い歴史を持つ表示装置である陰極線管表示装置は、従来、経済性などの面で最も大きなマーケットーシェアを占めてきたが、重量が重く、体積が大きく、また、消費電力が高いなど、短所が多い。
近年、半導体技術の急速な進歩によって各種電子装置の低電圧化及び低電力化とともに電子器機の小型化、 薄形化及び軽量化が進む傾向にあり、新しい環境に相応しい電子表示装置として平板パネル型表示装置に対する要求が急激に増大している。これに伴い、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、有機ＥＬ表示装置（ＯＥＬＤ）などのような平板パネル型表示装置が開発されている。そして、このような平板パネル型表示装置の内でも、小型化、軽量化及び薄形化が容易であり、低い消費電力及び低い駆動電圧を持つ液晶表示装置が特に注目されている。
液晶表示装置は、共通電極、カラーフィルター、ブラックマトリックスなどが形成されている上部透明絶縁基板とスイッチング素子、画素電極などが形成されている下部透明絶縁基板の間に異方性誘電率を持つ液晶物質を注入し、画素電極と共通電極に互いに異なる電位を印加することで、液晶物質に形成される電界の強さを調整して液晶物質の分子配列を変化させて、これを通じて透明絶縁基板に透過される光の量を調節することで、所望の画像を表示する表示装置である。このような液晶表示装置としては、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）素子をスイッチング素子として使用する薄膜トランジスター液晶表示装置（ＴＦＴ ＬＣＤ）が主に使われている。
一般的に、液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、透明絶縁基板上に形成されたゲート電極と、ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成された半導体層と、お互いに離隔されるように位置して形成されたソース電極及びドレイン電極と、ソース電極及びドレイン電極上に形成された無機保護膜とを備える。
ところが、従来の液晶表示装置用薄膜トランジスター素子のゲート絶縁膜はゲート電極を覆う領域において、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）などの無機絶縁物質を用いて形成されており、無機保護膜はソース電極及びドレイン電極上に窒化シリコン（ＳｉＮｘ）などの無機絶縁物質を用いて形成されている。前記無機絶縁物質は化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ； ＣＶＤ）装置などの真空装置を使って形成される。 このような化学気相蒸着装置などの真空装置を用いて無機絶縁物質を形成する場合には、無機絶縁物質の蒸着工程は高価な真空装置を用いて別に制御されなければならないので、当該工程にかかる費用が高く、当該工程に必要な時間が増大するという問題があった。
したがって本発明の目的は、ガラス組成物を利用してゲート絶縁膜または無機保護膜を形成することにより、製造収率を向上させることができる液晶表示装置（ＬＣＤ）用薄膜トランジスター（ＴＦＴ）素子を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上述のような液晶表示装置(ＬＣＤ)用薄膜トランジスター（ＴＦＴ）素子の製造方法を提供することにある。
本発明が解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されないし、言及されなかったまた他の技術的課題は以下の記載から当業者により明確に理解されるであろう。
前記技術的課題を解決するための本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、透明絶縁基板上に形成されたゲート電極、前記ゲート電極を覆う領域においてガラス組成物により形成されたゲート絶縁膜、前記ゲート絶縁膜上に形成された半導体層、及び前記ゲート電極と対応される領域において前記半導体層を露出させて、前記半導体層上に互いに離隔されるように位置して形成されたソース電極及びドレイン電極を含む。
本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、前記ガラス組成物がＳｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含むのが望ましい。
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、前記ガラス組成物がＡｌ２Ｏ３をさらに含むのが望ましい。
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、前記ガラス組成物がセラミック・フィラーをさらに含むのが望ましい。
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、前記ソース電極、 前記ドレイン電極及び前記半導体層上に前記ガラス組成物で形成された無機保護膜をさらに含むのが望ましい。
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、前記ガラス組成物がＳｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含むのが望ましい。
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、前記ガラス組成物が Ａｌ２Ｏ３をさらに含むのが望ましい。
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、前記ガラス組成物がセラミック・フィラーをさらに含むのが望ましい。
前記他の技術的課題を解決するための本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、透明絶縁基板上にゲート電極を形成する段階、 前記ゲート電極を覆う領域にガラス組成物からなるゲート絶縁膜を形成する段階、前記ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する段階、及び前記ゲート電極と対応される領域において前記半導体層を露出させて、前記半導体層上に互いに離隔されるように位置するソース電極及びドレイン電極を形成する段階を含む。
本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、前記ガラス組成物がＳｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含むのが望ましい。
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、前記ガラス組成物がＡｌ２Ｏ３をさらに含むのが望ましい。
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、前記ガラス組成物がセラミック・フィラーをさらに含むのが望ましい。
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記半導体層上に前記ガラス組成物で形成された無機保護膜をさらに含むのが望ましい。
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、前記ガラス組成物がＳｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含むのが望ましい。
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、前記ガラス組成物がＡｌ２Ｏ３をさらに含むのが望ましい。
また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法は、前記ガラス組成物がセラミック・フィラーをさらに含むのが望ましい。
その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。
前記のように成る本発明は、ゲート絶縁膜をガラス組成物で形成することにより、従来の液晶表示装置用薄膜トランジスターのゲート絶縁膜とは異なり、化学気相蒸着（ＣＶＤ）装置などの真空装置を使用する必要なしに、プリンティング（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）工程と焼結工程を利用して形成することができるので、製造工程にかかる費用と時間を減らし、製造収率を効果的に向上させることができる。また、ガラス組成物により形成されるガラスの比誘電率は3未満なので、薄膜トランジスター素子の電気的な特性を向上させることができ、透明絶縁基板との接着性を向上させることができる。さらに、ガラス組成物で形成されるガラスの透過度は従来の薄膜トランジスターのゲート絶縁膜に比べて増加されるので、液晶表示装置の透過度を向上させることができる。
また、ガラス組成物で形成されたゲート絶縁膜は、乾式エッチング、湿式エッチングまたはレーザー工程を利用して容易にパターンを形成することができる。
以下では本発明による具体的な実施形態を添付された図面を参照して説明する。
本発明の利点及び特徴、そしてそれを実現する方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるであろう。 明細書全体において、同一参照符号は同一構成要素を示している。
図１を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子について説明する。図１は本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の断面図である。
図１に示すように、本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、ゲート電極１１０、ゲート絶縁膜１２０、半導体層１３０、ソース電極１４１及びドレイン電極１４２、無機保護膜１５０を含む。
ゲート電極１１０は透明絶縁基板１００上にアルミニウム（Ａｌ）または銅（Ｃｕ）などを含む金属物質によって形成され、ゲート絶縁膜１２０はゲート電極１１０を覆う領域においてガラス組成物でプリンティング工程と焼結工程を利用して形成されている。
具体的には、前記ガラス組成物はＳｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含む。ここで、Ｓｂ２Ｏ３は形成されるガラスの転移点や軟化点を低減するのに必要な物質である。しかし、Ｓｂ２Ｏ３の含量が５０ｍｏｌ％を超過すると、ガラス化されにくくなるという問題が生じる。そこで、Ｓｂ２Ｏ３にＢ２Ｏ３とＳｉＯ２を添加することで、形成されるガラスを安定化させて、熱膨脹係数を小さくすることができる。ここで、Ｂ２Ｏ３の含量が５０ｍｏｌ％を超過すると、形成されるガラス材料の気密性が低下するという問題が生じる。そして、ＳｉＯ２の含量が１０ｍｏｌ％を超過すると、形成されるガラスの転移点が上昇して焼成（ｂａｋｉｎｇ）時に流動性が悪くなるという問題が生じる。
このようなガラス組成物においては、Ａｌ２Ｏ３をさらに含むのが望ましい。これにより、形成されるガラスの化学的耐久性を向上することができる。ただし、 Ａｌ２Ｏ３の含量が１０ｍｏｌ％を超過すると、焼成時に完全に融解されないという問題が生じる。
また、ガラス組成物にはセラミック・フィラーをさらに含むのが望ましい。これにより、形成されるガラスの熱膨脹係数を低減することができる。ただし、 セラミック・フィラーの含量が３０ｍｏｌ％を超過すると、焼成時に流動性が悪くなるという問題が生じる。
本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子は、ゲート絶縁膜１２０が前述のようなガラス組成物で形成されることにより、従来の液晶表示装置用薄膜トランジスターのゲート絶縁膜とは異なり、化学気相蒸着（ＣＶＤ）装置などの真空装置を使用する必要なしに、プリンティング工程と焼結工程を利用して形成することができるので、製造工程にかかる費用と時間を減らし、製造収率を効果的に向上させることができる。また前記ガラス組成物により形成されるガラスの比誘電率は３未満であるので、薄膜トランジスター素子の電気的な特性を向上させることができ、透明絶縁基板との接着性を向上させることができる。さらに、前記ガラス組成物で形成されるガラスの透過度は従来の薄膜トランジスターのゲート絶縁膜に比べて増加するので、液晶表示装置の透過度を向上させることができる。
半導体層１３０は、ゲート絶縁膜１２０上のゲート電極１１０を覆う位置において、ドーピングされない非晶質シリコン物質とｎ型またはｐ型の不純物でドーピングされた非晶質シリコン物質とを用いて形成される。ソース電極１４１及びドレイン電極１４２は、クロム（Ｃｒ）またはモリブデン（Ｍｏ）などを含む金属物質を用いて、ゲート電極１１０と対応する領域において半導体層１３０を露出させて、半導体層１３０上に互いに離隔されるように位置して形成されていて、無機保護膜１５０はソース電極１４１、ドレイン電極１４２及び半導体層１３０上に前記ガラス組成物でプリンティング工程と焼結工程を利用して形成されている。
具体的には、前記ガラス組成物は、上述のように、Ｓｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含む。ここで、Ｓｂ２Ｏ３は、形成されるガラスの転移点や軟化点を低減するのに必要な物質である。しかし、Ｓｂ２Ｏ３の含量が５０ｍｏｌ％を超過するとガラス化されにくくなるという問題がある。 Ｓｂ２Ｏ３に Ｂ２Ｏ３とＳｉＯ２を添加することで、形成されるガラスを安定化させて、熱膨脹係数を低減することができる。ここで、Ｂ２Ｏ３の含量が５０ｍｏｌ％を超過すると、形成されるガラス材料の気密性が低下するという問題が生じる。そして、ＳｉＯ２の含量が１０ｍｏｌ％を超過すると、形成されるガラスの転移点が上昇して焼成時に流動性が悪くなるという問題が生じる。
このようなガラス組成物においては、Ａｌ２Ｏ３をさらに含むのが望ましい。これにより、形成されるガラスの化学的耐久性が向上する。ただし、Ａｌ２Ｏ３の含量が１０ｍｏｌ％を超過すると、焼成時に完全に融解されないという問題が生じる。
また、ガラス組成物にはセラミック・フィラーをさらに含むのが望ましい。これにより、形成されるガラスの熱膨脹係数を低減できる。ただし、セラミック・フィラーの含量が３０ｍｏｌ％を超過すると、焼成時に流動性が悪くなるという問題が生じる。
そして、ドレイン電極１４２に接続され、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物、ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物、ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ)などの透明導電物質からなる画素電極（図示せず）を無機保護膜１５０上に形成したり、ドレイン電極１４２と無機保護膜１５０の間に形成したりすることができる。
本発明の一実施形態による薄膜トランジスター素子は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード液晶表示装置に利用することができるだけでなく、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード液晶表示装置やＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード液晶表示装置にも利用することができる。
以下、本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法に対しても、図２Ａ乃至図２Ｉを参照して詳しく説明する。図２Ａ乃至図２Ｉは本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造工程段階別のそれぞれの断面図である。
先ず、透明絶縁基板１００ 上にアルミニウム（Ａｌ）または銅（Ｃｕ）などを含む金属物質をスパッタリング工程などによって蒸着して、リソグラフィー工程とエッチング工程によってパターニングすることで、図２Ａに示すように、ゲート電極１１０を形成する。
次に、ゲート電極１１０を覆う領域にガラス組成物でゲート絶縁膜１２０を形成する。
図２Ｂに示すように、プリンティング装置２００を利用してゲート電極１１０を覆う領域にペースト状のガラス組成物１２１を塗布した後に、プリンティング装置２００を利用して塗布されたペースト状のガラス組成物１２１上に粉末状のガラス組成物１２２を、図２Ｃに示すように塗布する。その後に焼結工程を行って、図２Ｄに示すように、ゲート絶縁膜１２０を形成する。ゲート絶縁膜１２０を透明絶縁基板１００全面に形成しないで、ゲート電極１１０を覆う領域に限定して形成する場合には、ペースト状のガラス組成物１２１上に粉末状のガラス組成物１２２を塗布して、ゲート絶縁膜１２０が形成されない領域の粉末状のガラス組成物１２２をブロー（ｂｌｏｗ）してとり除いた後、焼結工程を行って、図２Ｅに示すように、ゲート絶縁膜１２０を形成する。ここで、焼結工程は２５０℃〜３５０℃で行うことができる。
ガラス組成物でゲート絶縁膜１２０を形成する他の方法においては、図２Ｆに示すように、プリンティング装置２００を利用して透明絶縁基板１００全面に粉末状態のガラス組成物を塗布して、焼結工程を実行してゲート絶縁膜１２０を形成する。ゲート絶縁膜１２０を透明絶縁基板１００全面に形成しないで、ゲート電極１１０を覆う領域に限定して形成する場合には、図２Ｇに示すように、プリンティング装置２００を利用してゲート電極１１０を覆う領域に粉末状態のガラス組成物を塗布して、焼結工程を実行してゲート絶縁膜１２０を形成する。ここで、焼結工程は２５０℃〜３５０℃で実行することができる。
具体的に、前記ガラス組成物は上述したように、Ｓｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２を含む。ここで、Ｓｂ２Ｏ３は形成されるガラスの転移点や軟化点を低減するのに必要な物質である。しかし、Ｓｂ２Ｏ３の含量が５０ｍｏｌ％を超過すると、ガラス化されにくくなるという問題が生じる。Ｓｂ２Ｏ３にＢ２Ｏ３とＳｉＯ２を添加することで、形成されるガラスを安定化させて、熱膨脹係数を低減することができる。ここで、Ｂ２Ｏ３の含量が５０ｍｏｌ％を超過すると、形成されるガラス材料の気密性が低下するという問題が生じる。そして、ＳｉＯ２の含量が１０ｍｏｌ％を超過すると、形成されるガラスの転移点が上昇して焼成時に流動性が悪くなるという問題が生じる。
このようなガラス組成物においては、Ａｌ２Ｏ３をさらに含むのが望ましい。これにより、形成されるガラスの化学的耐久性が向上する。ただし、 Ａｌ２Ｏ３の含量が１０ｍｏｌ％を超過すると、焼成時に完全に融解されないという問題が生じる。
また、ガラス組成物は、セラミック・フィラーをさらに含むのが望ましい。これにより、形成されるガラスの熱膨脹係数を低減することができる。ただし、 セラミック・フィラーの含量が３０ｍｏｌ％を超過すると、焼成時に流動性が悪くなるという問題が生じる。
本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法はゲート絶縁膜１２０を前述のようなガラス組成物により形成することにより、従来の液晶表示装置用薄膜トランジスターのゲート絶縁膜とは異なり、化学気相蒸着（ＣＶＤ）装置などの真空装置を使用する必要なしに、プリンティング工程と焼結工程を利用して形成することができるので、製造工程にかかる費用と時間を減らして製造収率を効果的に向上させることができる。またガラス組成物で形成されるガラスの比誘電率は３未満なので、薄膜トランジスター素子の電気的な特性を向上させることができ、透明絶縁基板１００との接着性を向上させることができる。それに前記ガラス組成物で形成されるガラスの透過度は従来の薄膜トランジスターのゲート絶縁膜に比べて増加されるので、液晶表示装置の透過度を向上させることができる。また、ガラス組成物で形成されたゲート絶縁膜１２０は乾式エッチング、湿式エッチングまたはレーザー工程を利用して容易にパターンを形成することができる。
次に、ゲート絶縁膜１２０上のゲート電極１１０を覆う位置に、ドーピングされない非晶質シリコン物質とｎ型またはｐ型の不純物をドーピングされた非晶質シリコン物質とを化学気相蒸着工程などによって蒸着して、リソグラフィー工程とエッチング工程でパターニングすることで、図２Ｈに示すように、半導体層１３０を形成する。
次に、図２Ｈに示すように、半導体層１３０上にクロム（Ｃｒ）またはモリブデン（Ｍｏ）などを含む金属物質をスパッタリング工程などによって蒸着して、リソグラフィー工程とエッチング工程でパターニングすることで、ゲート電極１１０と対応する領域で半導体層１３０を露出させて、半導体層１３０上に互いに離隔されるように位置するソース電極１４１及びドレイン電極１４２を形成する。半導体層１３０、ソース電極１４１及びドレイン電極１４２はハーフトーン（ｈａｌｆ ｔｏｎｅ）マスクを利用する場合には同時に形成することができる。
次に、図２Ｉに示すように、半導体層１３０、ソース電極１４１及びドレイン電極１４２上にガラス組成物を用いて無機保護膜１５０を形成する。ガラス組成物を用いて無機保護膜１５０を形成する工程は、ガラス組成物でゲート絶縁膜１２０を形成する工程と同様である。
そして、ドレイン電極１４２に接続されて、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明導電物質からなる画素電極（図示せず）を無機保護膜１５０上に形成したり、ドレイン電極１４２と無機保護膜１５０の間に形成したりすることができる。
以上添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、当業者であれば、本発明の技術的思想や必須な特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施できるということを理解できるであろう。
したがって、以上で記述した実施形態は、当業者が本発明の技術的思想を容易に実施できるように詳細に説明し、 当業者に対し本発明の範疇を完全に知らせるために提供されたものであり、すべての面で例示的なものに過ぎず、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
前記のように成る本発明は、ゲート絶縁膜をガラス組成物で形成することにより、従来の液晶表示装置用薄膜トランジスターのゲート絶縁膜とは異なり、化学気相蒸着（ＣＶＤ）装置などの真空装置を使用することなく、プリンティング工程と焼結工程を利用して形成することができるので、製造工程にかかる費用と時間を減らし、製造収率を効果的に向上させることができる。またガラス組成物で形成されるガラスの比誘電率は3未満であり、薄膜トランジスター素子の電気的な特性を向上させることができ、透明絶縁基板との接着性を向上させることができる。
また、前記ガラス組成物で形成されるガラスの透過度は従来の薄膜トランジスターのゲート絶縁膜に比べて大きいため、液晶表示装置の透過度を向上させることができる。 さらに、ガラス組成物で形成されたゲート絶縁膜は乾式エッチング、湿式エッチングまたはレーザー工程を利用して容易にパターンを形成することができる。
Claims (1)
- 透明絶縁基板上にゲート電極を形成する段階と、
前記ゲート電極を覆う領域にガラス組成物でゲート絶縁膜を形成する段階と、
前記ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する段階と、
前記ゲート電極と対応する領域で前記半導体層を露出させて、前記半導体層上に互いに離隔されるように位置するソース電極及びドレイン電極を形成する段階と、
前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記半導体層上に、前記ガラス組成物で無機保護膜を形成する段階とを含み、
前記ガラス組成物はＳｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３を含み、前記Ｓｂ２Ｏ３の含量は５０ｍｏｌ％以下であり、前記Ｂ２Ｏ３の含量は５０ｍｏｌ％以下であり、前記ＳｉＯ２の含量は１０ｍｏｌ％以下であることを特徴とする液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2005-0057445 | 2005-06-30 | ||
| KR1020050057445A KR101169049B1 (ko) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 소자 및 그의 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007013137A JP2007013137A (ja) | 2007-01-18 |
| JP5105776B2 true JP5105776B2 (ja) | 2012-12-26 |
Family
ID=37588431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006161999A Active JP5105776B2 (ja) | 2005-06-30 | 2006-06-12 | 液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20070001242A1 (ja) |
| JP (1) | JP5105776B2 (ja) |
| KR (1) | KR101169049B1 (ja) |
| CN (1) | CN100412668C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7538584B2 (ja) | 2020-03-31 | 2024-08-22 | 東洋アルミエコープロダクツ株式会社 | 容器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9062853B2 (en) * | 2010-07-12 | 2015-06-23 | National University Corporation Nagoya University | Broadband infrared light emitting device |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6060944A (ja) * | 1983-09-08 | 1985-04-08 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 半導体被覆用ガラス |
| TW223178B (en) * | 1992-03-27 | 1994-05-01 | Semiconductor Energy Res Co Ltd | Semiconductor device and its production method |
| US5252521A (en) * | 1992-10-19 | 1993-10-12 | Ferro Corporation | Bismuth-containing lead-free glass enamels and glazes of low silica content |
| US5706064A (en) * | 1995-03-31 | 1998-01-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | LCD having an organic-inorganic hybrid glass functional layer |
| JPH0936371A (ja) * | 1995-07-19 | 1997-02-07 | Toshiba Electron Eng Corp | 薄膜トランジスタの製造方法 |
| JP3240271B2 (ja) * | 1996-02-29 | 2001-12-17 | ティーディーケイ株式会社 | セラミック基板 |
| CN100392867C (zh) * | 1996-06-06 | 2008-06-04 | 精工爱普生株式会社 | 薄膜晶体管的制造方法、使用该方法的液晶显示装置和电子设备 |
| JP3993301B2 (ja) * | 1997-12-16 | 2007-10-17 | 株式会社住田光学ガラス | 長残光および輝尽発光を呈する酸化物ガラス |
| EP1310975A3 (en) * | 1998-05-12 | 2003-05-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Manufacturing method of plasma display panel and plasma display panel |
| KR20010095198A (ko) * | 2000-03-31 | 2001-11-03 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 디스플레이 패널 및 그 제조방법 |
| JP2003267753A (ja) * | 2000-10-11 | 2003-09-25 | Paramount Glass Kogyo Kk | 無機質繊維製造用硝子組成物及びその成型物 |
| KR100776509B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2007-11-16 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치 및 그 제조방법 |
| JP2003347567A (ja) * | 2002-05-23 | 2003-12-05 | Sharp Corp | 半導体デバイスおよびその製造方法 |
| TW200503977A (en) * | 2003-07-18 | 2005-02-01 | Asahi Glass Co Ltd | Lead-free glass, glass powder of electrode coating, and plasma display |
-
2005
- 2005-06-30 KR KR1020050057445A patent/KR101169049B1/ko active IP Right Grant
-
2006
- 2006-06-12 CN CNB2006100915608A patent/CN100412668C/zh active Active
- 2006-06-12 JP JP2006161999A patent/JP5105776B2/ja active Active
- 2006-06-14 US US11/452,357 patent/US20070001242A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7538584B2 (ja) | 2020-03-31 | 2024-08-22 | 東洋アルミエコープロダクツ株式会社 | 容器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20070002121A (ko) | 2007-01-05 |
| US20070001242A1 (en) | 2007-01-04 |
| JP2007013137A (ja) | 2007-01-18 |
| CN100412668C (zh) | 2008-08-20 |
| CN1892383A (zh) | 2007-01-10 |
| KR101169049B1 (ko) | 2012-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2782153B1 (en) | Display device, thin film transistor, array substrate and manufacturing method thereof | |
| US20120313093A1 (en) | Oxide Thin Film Transistor and Method of Fabricating the Same | |
| CN101645489B (zh) | 发光显示器件及其制造方法 | |
| KR20040097032A (ko) | 표시 장치 및 그 제조 방법 | |
| JP2008003598A (ja) | 電気泳動表示装置及びその製造方法 | |
| CN107706210A (zh) | Oled显示面板、oled显示面板的制造方法及显示装置 | |
| US20160190182A1 (en) | Display Panel and Display Device | |
| US10504731B2 (en) | TFT substrate and manufacturing method thereof | |
| CN102799014A (zh) | 液晶显示面板的制作方法 | |
| US8748892B2 (en) | Thin film transistor and method for fabricating the same | |
| KR20100094220A (ko) | 박막 트랜지스터 표시판 | |
| KR20080054922A (ko) | 전기 영동 표시 장치 및 그 제조 방법 | |
| JP5105776B2 (ja) | 液晶表示装置用薄膜トランジスター素子の製造方法 | |
| US7466026B2 (en) | Passivation layer assembly on a substrate and display substrate having the same | |
| KR101616368B1 (ko) | 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법 | |
| CN104865761B (zh) | 显示面板及显示装置 | |
| KR101087242B1 (ko) | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 소자 및 그의 제조 방법 | |
| KR101446300B1 (ko) | 전기 영동 표시 장치 및 이의 제조 방법 | |
| KR20070088871A (ko) | 표시 장치 | |
| CN112447763A (zh) | 一种显示面板及显示器 | |
| US20060146235A1 (en) | Color filter substrate for liquid crystal display and method of fabricating the same | |
| KR102067967B1 (ko) | 횡전계방식 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법 | |
| KR20090060082A (ko) | 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법 | |
| KR101848497B1 (ko) | 액정표시장치 및 그 제조방법 | |
| KR20080000463A (ko) | 액정 표시장치용 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091026 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100614 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100914 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110105 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110405 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110606 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111006 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20111121 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20120113 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120626 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120629 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121002 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5105776 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151012 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |