专利名称：显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示装置，特别涉及一种具备以多晶硅为半导体层的薄膜晶体管的显示装置。
背景技术：
例如，在有源矩阵型的液晶显示装置中，在中间间隔着液晶而相向配置的基板中的一方的基板的液晶一侧的面上，具有在其x方向上延伸、在y方向上并列设置的栅极信号线和在y方向上延伸、在x方向上并列设置的漏极信号线，把被这些信号线围起来的区域作为像素区。
并且，在像素区中至少具有由来自栅极信号线的扫描信号驱动的薄膜晶体管、和通过该薄膜晶体管被提供来自漏极信号线的图像信号的像素电极。
这里，作为上述薄膜晶体管，已知可用低温形成其半导体层的使用多晶硅的薄膜晶体管，借助于此，可以进行高速的切换。
此外，在上述一方的基板上形成用来向上述栅极信号线提供扫描信号的外围驱动电路或用来向漏极信号线提供图像信号的外围驱动电路，作为要组装到这些电路内的晶体管的半导体层而使用多晶硅，与像素区内的薄膜晶体管并行地形成上述晶体管，由此，可以实现高功能和低成本。
另一方面，随着近些年来的液晶显示装置的大型化，要求栅极信号线进一步低电阻化。
在该情况下，栅极信号线的材料使用铝是适当的。但是，例如，已经知道对于多晶硅半导体层的活性化退火的热等不具有充分的耐热性。
因此，作为栅极信号线，已知有这样的技术，即，用高熔点金属在下层叠层阻挡层的技术(参看专利文献1)；在铝布线的上层设置顶盖层和在侧面设置阻挡层的技术(参看专利文献2)；以及用高熔点金属覆盖由铝层构成的栅极信号线的上下层的技术(参看专利文献3) 。
进而，在一般情况下，栅极信号线是与薄膜晶体管的栅极电极一体形成的。该薄膜晶体管，为了避免与液晶的直接接触、防止其特性的劣化，比如由被称之为保护膜的绝缘膜所覆盖，这时的该绝缘膜对栅极信号线的覆盖度(coverage)的优劣成为重要的因素(参看专利文献4)。
日本专利申请公开特开平10-247733号公报[专利文献2]日本专利申请公开特开平11-87716号公报[专利文献3]日本专利申请公开特开平6-148683号公报[专利文献4]日本专利申请公开特开平11-135797号公报但是，在上述各文献所述的液晶显示装置中，由于铝层从栅极信号线的侧面露出，所以，存在着会由该铝层形成所谓的小丘(ヒロツク，是一种微小的突起)这样的缺点(专利文献4)。
此外，即便是为了防止该小丘的发生而添加合金元素，也存在着会使其电阻大幅度增加的缺点(专利文献1)。
再有，防止在栅极信号线的包括侧面在内的周围发生小丘的方法，存在着成为使制造工时增加的复杂的结构的缺点(专利文献2)。
发明内容
本发明就是根据情况的事情而做出的，其优点在于尽管构造简单，却可以提供具备防止小丘的发生，同时实现了低电阻化的栅极信号线和薄膜晶体管的栅极电极的显示装置。
在要在本专利中公开发明之内，简单地说来代表性的发明概要如下。
方式1
本发明的显示装置，例如，是在基板上具有薄膜晶体管的显示装置，其特征在于具有栅极布线和上述薄膜晶体管的栅极电极成为一体的栅极图形，上述栅极图形，至少在上述薄膜晶体管的部分或与漏极布线进行交叉的部分的任何一者中，用最下层、至少1层的中间层、最上层这样的至少3层构成，上述中间层的端部比上述最上层的端部和上述最下层的端部后退。
方式2本发明的显示装置，例如，以方式1的结构为前提，其特征在于上述中间层用纯Al、Al合金、纯Ag、Ag合金、纯Cu、Cu合金中的任何一者形成，上述最上层和上述最下层用熔点比中间层高的高熔点金属形成。
方式3本发明的显示装置，例如，以方式2的结构为前提，其特征在于上述最上层和上述最下层用Mo或Mo合金形成。
方式4本发明的显示装置，例如，以方式2的结构为前提，其特征在于上述最上层和上述最下层用Mo-W合金形成。
方式5本发明的显示装置，例如，以方式1到4中的任何一者的结构为前提，其特征在于上述最上层的端部，比上述最下层的端部后退。
方式6本发明的显示装置，例如，以方式1到5中的任何一者的结构为前提，其特征在于上述薄膜晶体管具有半导体层，上述栅极电极配置在比上述半导体层更上方。
方式7
本发明的显示装置，例如，以方式1到8中的任何一者的结构为前提，其特征在于上述薄膜晶体管具有多晶硅的半导体层。
方式8本发明的显示装置，例如，是在基板上具有薄膜晶体管的显示装置，具有栅极布线和上述薄膜晶体管的栅极电极成为一体的栅极图形，具有把上述栅极图形覆盖起来的绝缘膜，上述栅极图形，至少在上述薄膜晶体管的部分或与漏极布线进行交叉的部分的任何一者中，用最下层、至少1层的中间层、最上层这样的至少3层构成，上述栅极电极的最上层的端部比上述最下层的端部后退得更多，而且，上述栅极电极的中间层的端部，比上述最上层的端部和上述最下层的端部后退。
方式9本发明的显示装置，例如，以方式8的结构为前提，其特征在于上述薄膜晶体管具有半导体层，上述栅极电极配置在比上述半导体层更上方。
方式10本发明的显示装置，例如，以方式9的结构为前提，其特征在于上述中间层用纯Al、Al合金、纯Ag、Ag合金、纯Cu、Cu合金中的任何一者形成，上述最上层和上述最下层用熔点比中间层高的金属形成。
方式11本发明的显示装置，例如，以方式10的结构为前提，其特征在于上述最上层和上述最下层用Mo或Mo合金形成。
方式12本发明的显示装置，例如，以方式10的结构为前提，其特征在于上述最上层和上述最下层用Mo-W合金形成。
方式13本发明的显示装置，例如，以方式10的结构为前提，其特征在于上述最上层和上述最下层用Mo合金形成。上述最上层的Mo合金的蚀刻速率比上述最下层的Mo合金的蚀刻速率快。
方式14本发明的显示装置，例如，以方式13的结构为前提，其特征在于上述最下层用Mo-Cr合金形成，上述最上层用Mo-W合金形成。
方式15本发明的显示装置，例如，以方式8到14中的任何一者的结构为前提，其特征在于半导体层具有LDD区域，上述栅极电极的最下层，至少一部分与上述LDD区域重叠。
方式16本发明的显示装置，例如，以方式8到15中的任何一者的结构为前提，其特征在于上述薄膜晶体管具有多晶硅的半导体层。
另外，本发明并不限于以上的结构，在不背离本发明的技术思想的范围内进行种种的变更是可能的。
图1是表示本发明的显示装置的像素的一个实施例的平面图。
图2是沿图1的II-II线的剖面图。
图3是沿图1的III-III线的剖面图。
图4A到图4C是表示本发明的显示装置的制造方法的一个实施例的主要部分工序图。
图5是表示本发明的显示装置的像素的另一个实施例的剖面图。
图6A到图6C是表示图5所示的显示装置的制造方法的一个实施例的主要部分工序图。
图7是表示本发明的显示装置的像素的另一个实施例的剖面图。
图8是表示本发明的显示装置的像素的另一个实施例的剖面图。
图9A到图9C是表示图8所示的显示装置的制造方法的一个实施例的主要部分工序图。
图10A到图10B是表示本发明的显示装置的制造方法的另一个实施例的主要部分工序图。
图11A到图11C是表示本发明的显示装置的制造方法的另一个实施例的主要部分工序图。
具体实施例方式
以下，用
本发明的显示装置的实施例。
(实施例1)[像素的结构]图1是表示诸如液晶显示装置的像素的结构的平面图。图2是表示沿图1的II-II线的剖面图。图3是表示沿图1的III-III线的剖面图。
另外，液晶显示装置的液晶显示部分是由多个像素排列成矩阵状而构成的。图1所示的像素是其中之一，省略其上下、左右的周围的像素而表示之。
在各图中，首先，在透明绝缘性基板的液晶一侧的面上，依次形成氮化硅膜2和氧化硅膜3。这些氮化硅膜2和氧化硅膜3，是为了避免透明绝缘性基板1内所含的离子性杂质对后述的薄膜晶体管TFT造成影响而形成的。
然后，在上述氧化硅膜3的表面上，形成例如由多晶硅层构成的半导体层4。该半导体层4，是借助于受激准分子激光器将例如由等离子CVD装置成膜的非晶型硅膜多晶化后的半导体层。
该半导体层4，由与后述的栅极布线层18邻接且大致平行地形成的带状的部分4A、和与该部分4A邻近且成为一体地占据像素区的一部分的大致为矩形形状的部分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，例如分别用等离子CVD法连续成膜，然后，仅仅对非晶型硅膜实施由光刻法进行的选择蚀刻(例如，干法蚀刻)，使其形成为由上述那样的各个部分4A和4B构成的图形。
带状的部分4A的半导体层被形成为后述的薄膜晶体管TFT的半导体层。大致为矩形形状的部分4B的半导体层则被形成为后述的电容元件Cstg1的各电极中的一个电极。
然后，在如此形成了半导体层4的透明绝缘性基板1的表面上，例如用CVD法，还覆盖该半导体层4地形成例如由SiO2构成的第1绝缘膜5。
该第1绝缘膜5，在上述薄膜晶体管TFT的形成区域中作为栅极绝缘膜发挥作用，而且，在后述的电容元件Cstg1的形成区域中作为电介质膜之一起作用。
然后，在第1绝缘膜5的上表面上，形成在图中x方向上延伸、在y方向上并列设置的栅极布线层18。该栅极布线层18与后述的漏极布线层14一起划分矩形形状的像素区。
此外，该栅极布线层18，其一部分在像素区内延伸，与上述带状的半导体层4A交叉地重叠。该栅极布线层18的上述延伸部分，被形成为薄膜晶体管TFT的栅极电极GT。
由此可知，栅极布线层18和栅极电极GT分别作为栅极图形一体地形成，其材料等为相同的结构。以下，在本说明书中，栅极图形是指一体形成的栅极布线层18和栅极电极GT，根据需要区别使用栅极布线层18或栅极电极GT。
在这里，该栅极图形例如由3层构造构成，其最下层6由Mo-W合金膜形成，中间层7由Al-Si合金膜形成，最上层8由Mo-W合金膜形成。
栅极图形要求低电阻化，作为其自身的材料，优选使用Al-Si合金膜。但是，由于在后述的第2绝缘膜12形成后的工序中进行的上述半导体层4活化时的高温退火，导致在耐热性方面存在着缺陷，所以，使用作为高熔点金属的Mo-W合金膜来形成诸如上述的3层构造。
并且，较之于最下层6的端部和最上层8的端部退后地形成该栅极图形的中间层7，使得相对于上述最下层6和上述最上层8，其侧面(端部)塌陷。由此所得到的效果将在下面描述。
而且，在本实施例的情况下，栅极图形的最上层8形成为其端部较之于最下层6的端部退后。由此所得到的效果也将在下面描述。
换句话说，栅极图形各层的各自的延伸方向的中心轴大致一致，这些层的宽度(与延伸方向交叉的方向上的宽度)形成为按照中间层7、最上层8、最下层6的顺序增大。
另外，在该栅极布线层18形成后，经第1绝缘膜6进行杂质的离子注入，在上述半导体层4中，使得除上述栅极电极GT的正下方之外的区域导电化，由此，形成薄膜晶体管TFT的源极区10S和漏极区10D，而且，还形成电容元件Cstg1的各电极中的一个电极。
另一方面。为了使半导体层4B导体化，也可以仅在半导体层4B的区域预先掺杂高浓度的杂质，然后形成电容信号线19。
此外，在上述半导体层4上，在栅极电极GT的正下方的区域(沟道区)和漏极区10D以及源极区10S的每一者之间形成有掺杂了低浓度杂质的LDD层11。目的是为了缓和在漏极区10D或源极区10S与栅极电极GT之间产生的电场集中。
此外，在像素区内邻近上述半导体层4A的区域，在第1绝缘膜5的上表面，形成沿图中的x方向延伸的电容信号线19。该电容信号线19与线宽较粗地形成的电容电极20一体地形成。该电容信号线19和电容电极20例如与上述栅极布线层18同时形成。因此，电容信号线19和电容电极20和栅极布线层18在同一层上而且由相同的材料形成，并且，剖面构造也相同。
在该情况下，该电容电极20上述半导体层4B重叠地形成，形成以该半导体层4B为另一方的电极(连接在薄膜晶体管TFT的源区10S上)、以第1绝缘膜5为电介质膜的一个电容元件Cstg1。在这里，之所以做成一个电容元件Cstg1，其理由是，如后所述，具有与其重叠形成的另一电容元件Cstg2，使该各电容元件并联连接并实现其电容值的增大。
然后，还覆盖上述栅极布线层18和电容信号线19(电容电极20)，在上述第1绝缘膜5的上表面，例如由SiO2形成第2绝缘膜12。该第2绝缘膜12例如用CVD法成膜。
在该情况下，上述栅极布线层18、栅极电极GT和电容信号线19，任何一者都为3层构造。上述各层形成为其宽度按照中间层7、最上层8、最下层6的顺序增大的大致为梯形的形状，所以，可以获得由上述第2绝缘膜12形成的所谓覆盖度变得优良的效果。进而，栅极布线层18、栅极电极GT和电容信号线19的中间层7相对于最上层8和最下层6退后形成，在该退后的部分加入第2绝缘膜12，所以，其覆盖度也变得可靠。
然后，在该第2绝缘膜12形成后，一般在约400℃下进行退火，进行在上述半导体层4中使已掺杂进来的杂质活性化的工序。在该情况下，作为上述栅极布线层18、栅极电极GT和电容信号线19的中间层7使用Al-Si合金膜，在其表面、背面与Mo-W合金膜构成的最上层8、最下层6接触的部分上不存在什么问题，但难免在侧壁面上产生所谓小丘。该小丘是从Al材料生长的多个针状的导电材料，退火的温度越高其形成得就越大，由此，会导致发生其与邻近的其他导电层(例如漏极布线层14或后述的源极电极)电连接的危险。
但是，在本实施例的情况下，如上所述，由于该中间层7的结构为，在其侧壁面上，其端部比最上层8、最下层6的端部适当地退后。所以，即便从侧壁面上长出了小丘，也能够因该退后量而抑制小丘的生长。换句话说，具有可以充分地降低由该小丘产生的缺陷的效果。
然后，在第2绝缘层12的上表面上，形成在图中y方向上延伸在x方向上并列设置的漏极布线层14。由该漏极布线层14和上述栅极布线层18划分像素区。
该漏极布线层14的一部分通过在第2绝缘膜12和第1绝缘膜5上形成的接触孔CH2连接到上述薄膜晶体管TFT的漏极区10D(在本说明书中把与漏极布线层14连接的一侧叫做漏极区)上。
进而，形成在该漏极布线层14的形成时同时形成的，在上述薄膜晶体管TFT的源极区10S的上表面上此外还从这里向像素区进行若干延伸地形成的源极电极22，该源极电极22，也通过在上述第2绝缘膜12和第1绝缘膜5上形成的接触孔CH3连接到上述薄膜晶体管TFT的源极区10S上。
然后，也把该漏极布线层14和源极电极22被覆起来地在第2绝缘膜12的上表面上依次形成第3绝缘膜15A和第4绝缘膜15B。第3绝缘膜15A例如由SiO2或SiN形成，而第4绝缘膜15B则由例如树脂等的有机材料形成。
这些第3绝缘膜15A和第4绝缘膜15B，起着用来避免使薄膜晶体管TFT与液晶的直接接触的保护膜的作用，采用把该第4绝缘膜15B做成有机材料膜而且把其膜厚形成得比较厚的办法，就可以使液晶的取向成为良好的状态。
在该第4绝缘膜15B的上表面上形成例如由ITO(氧化铟锡)膜构成的透光性的材料的像素电极17，该像素电极17遍及像素区的整个区域地形成。如上所述，由于保护膜的结构为介电常数小，故在其周边就形成为使得与漏极布线层14和栅极布线层18进行重叠，借助于此就可以提高像素的所谓的开口率。
另外，作为像素电极17的材料，不言而喻地并不限定于上面所说的ITO膜，例如也可以是ITZO(氧化铟锡锌)、IZO(氧化铟锌)、SnO2(氧化锡)、In2O3(氧化铟)等的透光性的材料。
该像素电极17，在与薄膜晶体管TFT邻接的部分中，通过在上述第4绝缘膜15B和第3绝缘膜15A上形成的接触孔CH4与上述源极电极连接起来。
另外，该像素电极17在与上述电容电极20之间形成把第4绝缘膜15B和第3绝缘膜15A当作电介质膜的电容元件Cstg2。而且构成为与上面所说的电容元件Cstg1并联。
这样地构成的像素，通过向栅极布线层18提供扫描信号，使薄膜晶体管TFT成为导通，使得可通过上述薄膜晶体管TFT向像素电极17提供与上述扫描信号的供给的定时相一致地供给的来自漏极布线层14的图像信号。
因此，供往该像素电极17的图像信号，借助于电容元件Cstg(Cstg1、Cstg2)就可以比较长时间地储存在像素电极17上。
另外，在本实施例中，作为中间层7虽然使用的是Al-Si，但是作为别的材料，即便是纯Al、Al-Cu、Al-Cu-Si等这样的材料，由于也会产生同样的缺点，故不言而喻也可以是这些材料。
此外，有时候离子性的物质例如在绝缘膜12的成膜时会从栅极电极的中间层7流出来，在有的情况下，该流出还会到达绝缘膜5的表面，污染该绝缘膜而使薄膜晶体管TFT的特性劣化。
再有，在绝缘膜12的成膜过程中，也有时候离子性的物质例如在绝缘膜12的成膜时会从栅极电极的中间层7流出来，该流出一直持续到该绝缘膜12的完成时为止，然后，在要形成的漏极电极或源极电极与栅极电极之间还经由上述离子性的物质产生漏电流。
为此，在本实施例中，由于做成使得栅极电极的中间层7比其它的最下层6或最上层8后退得更多的结构，故结果就成为可以把上述污染的路径形成得长，因而可以抑制上述缺点的发生。
由此可知，作为栅极电极的中间层7并不限于易于产生小丘的材料，如上所述，理所当然地也可以是易于产生使之产生漏电流的污染的材料。就是说，作为中间层7，也可以是Al-Nd、Al-Y、Al-Hf-Y这样的材料。此外，这种情况在以下要说明的实施例中理所当然地也可以适用。
《制造方法》图4A到图4C的主要部分工序图表示图1到图3所示的像素的制造方法的一个例子。另外，基底膜(氮化硅膜2和氧化硅膜3)省略未画。
首先，图4A是这样的图使光致抗蚀剂膜9在栅极图形的形成区域上残存下来，以该光致抗蚀剂膜9为掩模，依次对从掩模中露出来的最上层8的Mo-W合金膜、其下边的中间层7的Al-Si合金膜、其下边的最下层6的Mo-W合金膜进行蚀刻。
作为该情况下的蚀刻液，例如使用磷酸类蚀刻液，汇总地蚀刻最上层8、中间层7和最下层6中的每一者。然后，采用所谓各向同性地进行蚀刻的办法，对光致抗蚀剂膜9侧蚀大约0.3微米到1.0微米左右。
这时，使用相对于最下层6、最上层8，中间层7的侧蚀快一些地进行那样的膜组成，或者蚀刻液。或者，也可以在汇总蚀刻后，再对最下层6、最上层8选择性地侧蚀中间层7。
得益于像这样地进行处理，就可以把栅极图形的各层形成得使每一者的延伸方向的中心轴都大致一致，使这些的宽度(与延伸方向交叉的方向的宽度)按照中间层7、最上层8、最下层6的顺序变大。
此外，为了使栅极图形的各层的剖面构造成为同样，作为最上层8和最下层6，也可以使用Ti或TiN的材料，用干法蚀刻汇总地蚀刻3层。这是因为在在进行干法蚀刻时使用含氯气体的情况下，Al的干法蚀刻速率将变得比Ti更快的缘故。
然后，在像这样地形成了栅极图形后，采用以上述光致抗蚀剂膜9为掩模，离子注入磷(P)，在半导体层4A内形成n+杂质区的办法，形成漏极区10D和源极区10S。
此外，图4B是这样的图除去上述光致抗蚀剂膜9，以栅极图形为掩模，掺入n-杂质，在半导体层4A的上述漏极区10D和源极区10S与栅极图形之间自我匹配地形成LDD(轻掺杂漏极)构造(LDD层11)。
再有，图4C是这样的图把上述栅极图形也被覆起来地在第1绝缘膜5的上表面上形成第2绝缘膜12，在该绝缘膜12上形成接触孔CH2、CH3，形成漏极布线层14(漏极电极)和源极电极22。
第2绝缘膜12用例如CVD法成膜，例如SiO2膜。在该第2绝缘膜12形成后，为使已注入到半导体层4A中的杂质活性化，在大约400℃下进行退火。
这时，可借助于在第2绝缘膜12的形成时和退火时的热，从栅极图形的中间层7进行小丘的生长。在该情况下，由于成为中间层7被最下层6和最上层8夹在中间的构造，故结果就成为在最下层6和最上层8之间的接触面上可以借助于这些最下层6和最上层8抑制其生长。但是，由于存在着加热时的中间层7和最下层6或最上层8之间的相互扩散，归因于该扩散，有时候会跨越最下层6或最上层8地发生小丘或Al的渗出，故把最下层6和最上层8的膜厚设定在约20nm左右(退火约400℃的情况下)以上是适当的。
此外，中间层7的侧壁面，虽然未被别的金属层被覆起来，但是由于被形成为使得对于最下层6和最上层8的侧壁面后退，故即便是在横向方向上产生了若干小丘，也可以避免跨越最下层6和最上层8地在上下产生小丘。
要在第2绝缘膜12和第1绝缘膜5上形成的接触孔CH2、CH3，要借助于用例如含缓冲剂氟酸连续进行蚀刻的办法形成。
漏极布线层14(漏极电极)和源极电极22，做成例如由Ti/Al-Si/Ti构成的3层构造，在形成了光致抗蚀剂图形后，用使用氯气的干法蚀刻进行汇总蚀刻。在该情况下，作为漏极布线层14(漏极电极)和源极电极22的材料，不言而喻，也可以与栅极布线层18同样，做成由MoW/Al-Si/MoW构成的3层构造，借助于湿法蚀刻进行蚀刻。
另外，虽然在图4A到图4C未画出来，但是在图4C以后的工序中，用CVD法成膜第3绝缘膜15A，例如成膜SiN。然后，在氢气氛中在约400℃下进行氢退火。即便是在该情况下的退火中，倘采用本发明的结构，也不会产生归因于栅极图形的中间层7的小丘而产生的缺点。
然后，采用涂敷例如感光性丙烯酸树脂，使第4绝缘膜15B暴光显影的办法，形成接触孔CH4。然后，采用进行氧灰化的办法，除去上述感光性丙烯酸树脂。
然后，采用形成ITO膜，进行用光刻技术进行的选择蚀刻的办法，形成像素电极17。作为该情况下的蚀刻，例如用草酸、王水、氢溴酸进行湿法蚀刻。
实施例2图5的剖面图表示本发明的显示装置的另一实施例，与上述图2对应。
与图2的情况比较起来不同的结构是相对于图2所示的薄膜晶体管TFT是n沟道型的MIS晶体管(金属-绝缘体-半导体)，图5示出的是p沟道型的MIS晶体管。
p沟道型的MIS晶体管，在用来向栅极布线层18提供扫描信号的扫描信号驱动电路，或用来向漏极布线层14提供图像信号的图像信号驱动电路中，采用与n沟道型的MIS晶体管一起，构成互补型晶体管的办法，构成CMOS(或CMIS)型晶体管。
p沟道型的MIS晶体管，与n沟道型的MIS晶体管不同，由于在漏极端部处的电场引起的特性劣化比较不会成为问题，故采用图2所示的那样的LDD构造的必要性不充分，如图5所示，仅仅在栅极电极GT的正下边的沟道层的两端形成将成为源极区10S和漏极区10D的p+区就是充分的。
另外，在该情况下，栅极电极GT和栅极布线层18例如也已成为3层构造，这些各层的延伸方向的中心轴也大致一致，它们的宽度(与延伸发方向交叉的方向的宽度)，则被形成为使得按照中间层7、最上层8、最下层6的顺序增大。
图6A到图6C的工序图表示上面所说的显示装置的制造方法的一个实施例，与上述图4A到图4C对应。
与图4A到图4C比较不同的地方在于在形成了栅极图形后，除去用来形成栅极图形的光致抗蚀剂膜9，以该栅极图形为掩模，例如离子注入由硼(B)构成的P+型杂质。
另外，在与n沟道型的MIS晶体管并行地形成该p沟道型的MIS晶体管来构成CMOS的情况下，只要在形成了该n沟道型的MIS晶体管的源极区10S、漏极区10D和LDD构造后，用掩模至少把该n沟道型的MIS晶体管被覆起来，形成在要形成p沟道型的MIS晶体管的部分上已形成了开孔的光致抗蚀剂膜，逆掺杂p+型杂质即可。
此外，在第2绝缘膜12的形成后，汇总地进行用来使p沟道型的MIS晶体管和n沟道型的MIS晶体管活性化的退火。
实施例3图7与图2相对应，是说明本发明的显示装置的另一实施例的说明图。
与图2的情况进行比较不同的地方在于薄膜晶体管TFT的栅极电极GT的构造。
栅极电极GT，成为从其最下层6朝向最上层8，例如由Ti、Al-Si、Ti这样的各层构成的3层构造。在该情况下的最下层6和最上层8的Ti，是与图2所示的Mo-W同样的高熔点金属，可以借助于该Ti避免要在本身为中间层7的Al-Si与该Ti之间的接触面上生长的小丘。
此外，虽然中间层7的Al-Si的侧壁面被形成为比最上层8和最下层6的侧壁面后退得更多，但是，最上层8和最下层6被形成为具有大致相同的宽度(对延伸方向垂直的方向的宽度)。
由于栅极电极GT的最下层6和最上层8使用的是Ti，故借助于例如进行可进行各向异性蚀刻的反应性离子蚀刻(RIE)，就会成为图示的剖面形状。这是因为与Ti比Al的干法蚀刻速率更快的缘故。
实施例4图8是说明本发明的显示装置的另一实施例的说明图，与图2相对应。与图2比较不同之处在于采用的是所谓的GOLD(栅极重叠LDD)构造。
就是说，从构造上说，半导体层4A，其中央的区域，作为沟道层来说，虽然在该沟道层的外侧形成了LDD层11，在该LDD层11的外侧形成了源极区10S和漏极区域10D，但是，上述LDD层11被形成为重叠到栅极电极GT上。
此外，在本实施例的情况下，上述沟道层被形成得重叠到栅极电极GT的最上层8的材料层上，LDD层11则被形成得重叠在从栅极电极GT的最上层8的材料层伸出来形成的最下层6的材料层上。为此，源极区10S和漏极区10D，无论哪一者都在从栅极电极GT的最下层6的材料层的端部向外方延伸的方向上形成。
这样地构成的薄膜晶体管TFT，由于使其栅极电极GT在半导体层4A的LDD层11的上方延伸，故结果就成为可以减少LDD区域的串联电阻值，因而可以增加导通电流。
图9A到图9C表示上面所说的显示装置的制造方法的一个实施例，是与图4A到图4C对应的图。
与图4A到图4C的情况下比较不同的结构，首先由Mo-Wa、Al-Si、Mo-W的依次叠层体构成的栅极图形的最下层6的膜厚比较薄，例如，被设定为约20nm左右。
此外，以形成栅极图形时的光致抗蚀剂膜9为掩模，离子注入n+杂质，除去该光致抗蚀剂膜9。然后，以该栅极图形为掩模，离子注入n-杂质。
在该情况下，n-杂质通过栅极图形的最下层6后被掺杂到半导体层4A内，形成LDD层11。
实施例5图10A到图10B，是说明本发明的显示装置的制造方法的另一个实施例的说明图，分别与图9A、图9B对应。
与图9A、图9B的情况下比较不同的地方在于由3层构造构成的栅极电极GT，例如作为其最下层6的材料使用的是Mo-Cr，作为中间层7的材料使用的是Al-Si，作为最上层8的材料使用的是Mo-W。
此外，最下层6的Mo-Cr，与最上层的Mo-W比较，把其合金比率设定为使得其蚀刻速率成为约慢10倍左右。例如，最下层6成为Mo-2.5wt％Cr，在其被膜时使其膜厚成为例如20nm，最上层8成为Mo-20wt％W，把其膜厚设定为例如50nm。
在用光致抗蚀剂膜9进行例如湿法蚀刻时，要做成使得栅极图形的最下层6的蚀刻的最厉害时，中间层7、最上层8的侧蚀宽度成为约1微米。
这些中间层7和最上层8的侧蚀量结果成为完全不变地与LDD层的宽度对应。
这意味着借助于使栅极图形的形成时的蚀刻速率比从10倍开始在其前后变化，LDD层的宽度理所当然地也可以控制与该LDD层的GT之间的重叠宽度。为此，将会收到可用该控制变更该薄膜晶体管TFT的导通电流和截止电流这两者的效果。
另外，如上所述，采用在形成栅极图形时使用湿法蚀刻的办法，就可以消除损伤，因而可以得到良好的晶体管特性。
实施例6图11A到图11C，是说明本发明的显示装置的制造方法的另一个实施例的说明图，分别与图4A到图4B对应。
与图4A、图4B的情况下比较不同的地方在于由3层构造构成的栅极电极GT，例如作为其最下层6的材料使用的是Mo-W，作为中间层7的材料使用的是Al-Si，作为最上层8的材料使用的是Mo-W。同时，在用例如磷酸类蚀刻液汇总进行了湿法蚀刻后，用稀氟酸进行轻蚀刻。
这样地形成的栅极图形，被形成为使得把最上层8的宽度形成得比最下层6的宽度更小，使得中间层7的宽度在从该最上层8向最下层6的方向上从比该最上层8的宽度更小的宽度成为比最下层6的宽度更小的宽度那样地大致直线性地变化。换句话说，被形成为使得中间层7，其侧壁面被加工成所谓正锥状，与最上层8接触的面从该最上层8后退，此外，与最下层6接触的面则从该最下层6后退。
就是说，如图11A所示，用光致抗蚀剂膜9例如用磷酸类蚀刻液汇总地对栅极图形进行湿法蚀刻的情况下，采用使最下层6和最上层8使用具有相同的蚀刻速率的材料的办法，使最上层8这一方先进行蚀刻，由上述最上层8、中间层7和最下层6构成的上述栅极图形的剖面就被加工成正锥状。
然后，完全不变地利用上述光致抗蚀剂膜9，借助于n+杂质的离子注入形成漏极区10D和源极区10S。
然后，如图11B所示，在除去了上述光致抗蚀剂膜9之后，采用离子注入n-杂质的办法形成LDD层11。
然后，如图11C所示，用例如1∶99的稀氟酸清洗上述栅极图形后进行所谓的轻蚀刻。借助于此，对最上层8和最下层6选择地蚀刻中间层7，使该中间层7的侧壁面后退。
在该情况下，可借助于上述清洗所需要的时间控制中间层7的侧壁面的后退量，例如，在使用0.5％氟化氢水溶液的情况下，就可以使该后退量成为约0.2微米。
此外，得益于该清洗作业，还具有借助于本身为其前边的工序的离子注入也同时除去已附着在基板表面上的杂质这样的效果。
上面所说的各个实施例，也可以分别单独地或组合起来地使用。因为在每一个实施例中得到的效果可以单独地或相乘地得到。
此外，在上面所说的各个实施例中，作为栅极图形的中间层7所以例示的是使用纯Al或Al合金的例子。但是也可以代之以使用纯Ag、Ag合金、纯Cu、Cu合金。最上层8、最下层6使用熔点比中间层7更高的高熔点金属。中间层7也可以做成2层以上。
此外，在上面所说的各个实施例中，都做成这样的构造在栅极图形的所有的侧面中，中间层7比最下层6和最上层8后退得更多。但是，这样的构造，在栅极图形之内，至少在与上述薄膜晶体管的部分(栅极电极GT)或漏极布线进行交叉的部分(栅极图形之内的栅极布线层18与漏极布线层14进行交叉的部分)中的任何一者中，都可以适用。因为在这些部分中，由来自中间层7的小丘或污染所产生的缺点变得更为显著。
此外，上面所说的实施例是对液晶显示装置说明的，但是，理所当然地也可以在具备薄膜晶体管的显示装置，例如，有机EL(电致发光)显示装置等中应用。这是因为即便是在有机EL显示装置中，在基板的表面的各个像素中也具有中间存在着有机发光层的像素电极和相向电极，具备用来自栅极布线层的扫描信号进行驱动，而且向上述像素电极提供来自漏极信号线的图像信号的薄膜晶体管的缘故。
由以上所说明的可知没，倘采用本发明的显示装置，尽管构造简单，但是却可以得到具备在防止小丘的发生的同时实现了低电阻化的栅极信号线和薄膜晶体管的栅极电极的显示装置。
权利要求
1.一种在基板上具有薄膜晶体管的显示装置，其特征在于具有栅极布线和上述薄膜晶体管的栅极电极成为一体的栅极图形，上述栅极图形，至少在上述薄膜晶体管的部分或与漏极布线进行交叉的部分的任何一者中，用最下层、至少1层的中间层、最上层这样的至少3层构成，上述中间层用纯Al、Al合金、纯Ag、Ag合金、纯Cu、Cu合金中的任何一者形成，上述最上层和上述最下层用熔点比中间层高的高熔点金属形成。上述中间层的端部比上述最上层的端部和上述最下层的端部后退。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于上述最上层和上述最下层用Mo或Mo合金形成。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于上述最上层和上述最下层用Mo-W合金形成。
4.根据权利要求1到3中的任何一项所述的显示装置，其特征在于上述最上层的端部，比上述最下层的端部后退。
5.根据权利要求1到3中的任何一项所述的显示装置，其特征在于上述薄膜晶体管具有半导体层，上述栅极电极配置在比上述半导体层更上方。
6.根据权利要求1到3中的任何一项所述的显示装置，其特征在于上述薄膜晶体管具有多晶硅的半导体层。
7.一种在基板上具有薄膜晶体管的显示装置，其特征在于具有栅极布线和上述薄膜晶体管的栅极电极成为一体的栅极图形，具有把上述栅极图形覆盖起来的绝缘膜，上述栅极图形，至少在上述薄膜晶体管的部分或与漏极布线进行交叉的部分的任何一项中，用最下层、至少1层的中间层、最上层这样的至少3层构成，上述中间层用纯Al、Al合金、纯Ag、Ag合金、纯Cu、Cu合金中的任何一者形成，上述最上层和上述最下层用熔点比中间层高的高熔点金属形成。上述栅极电极的最上层的端部比上述最下层的端部后退，而且，上述栅极电极的中间层的端部，比上述最上层的端部和上述最下层的端部后退。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于上述薄膜晶体管具有半导体层，上述栅极电极配置在比上述半导体层更上方。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于上述最上层和上述最下层用Mo或Mo合金形成。
10.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于上述最上层和上述最下层用Mo-W合金形成。
11.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于上述最上层和上述最下层用Mo合金形成，上述最上层的Mo合金的蚀刻速率比上述最下层的Mo合金的蚀刻速率快。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于上述最下层用Mo-Cr合金形成，上述最上层用Mo-W合金形成。
13.根据权利要求7到12中的任何一项所述的显示装置，其特征在于上述半导体层具有LDD区域，上述栅极电极的最下层，至少一部分与上述LDD区域重叠。
14.根据权利要求7到12中的任何一项所述的显示装置，其特征在于上述薄膜晶体管具有多晶硅的半导体层。
全文摘要
本发明涉及显示装置，提供一种尽管构造简单，却具有能够防止小丘的发生，并实现了低电阻化的栅极信号线和薄膜晶体管的栅极电极的显示装置。这是一种在基板上具有薄膜晶体管的显示装置，具有栅极布线和上述薄膜晶体管的栅极电极成为一体的栅极图形，上述栅极图形，至少在上述薄膜晶体管的部分或与漏极布线进行交叉的部分的任何一者中，用最下层、至少1层的中间层、最上层这样的至少3层构成，上述中间层的端部比上述最上层的端部和上述最下层的端部后退。
文档编号H01L21/28GK1523413SQ200410004610
公开日2004年8月25日 申请日期2004年2月18日 优先权日2003年2月19日
发明者金子寿辉, 园田大介, 落合孝洋, 介, 洋 申请人:株式会社日立显示器