Tft衬底及其制造方法、以及具有该tft衬底的显示装置的制作方法

专利名称：Tft衬底及其制造方法、以及具有该tft衬底的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及形成有薄膜晶体管以及存储电容元件的有源矩阵型 TFT衬底和使用该衬底的显示装置的结构与制造方法。
背景技术：
通常，在显示装置的显示区域上形成像素，对所选择的像素施加 信号电压，从而进行显示。利用与各像素连接的薄膜晶体管(以后称 作TFT: Thin Film Transistor)进4亍该选才奪，在选4奪期间，为了使 信号电压保持固定，附加辅助电容。若更详细的说明，在显示装置的 各像素中，需要在下一个扫描定时之前充分保持在某个定时所施加的 信号电压，在具有所希望的电容的存储电容元件中储存电荷，由此， 实现像素中的信号电压的保持。在TFT衬底的制造中，可以分别形成TFT和存储电容元件，但是， 在生产效率这一点上同时形成是有利的。即，TFT由形成在绝缘性衬 底上的由硅膜等构成的半导体层、栅电极、源极漏极布线、透明导电 膜等导电膜、绝缘膜形成，使用在TFT中所使用的半导体层、导电膜、 绝缘膜相同的材料，由此，也同时形成存储电容元件。例如，公知如 下技术使用分别与TFT的半导体层、栅极绝缘膜、栅电极相同的材 料形成存储电容元件的下部电极、电介质绝缘层、上部电极(参照专 利文献1、 2)。并且，7>知如下技术分别使用与TFT的栅电极、覆 盖栅电极的层间绝缘膜、源电极相同的材料形成存储电容元件的下部 电极、电介质绝缘膜、上部电极(参照专利文献3)。另一方面，公知如下技术(参照专利文献4):作为构成存储电容 元件的电介质绝缘层或者上部电极的层，另外追加与主要构成TFT的 导电层或者绝缘层不同的层。专利文献1特开2001 - 296550号公报(图5 )专利文献2特开平6 - 235939号7>报(图1 )专利文献3特开平2004 - 241750号公报(图1 )专利文献4特开平2001 - 305581号/>报(固4 )
近年来，对于显示装置来说，高精细化不断发展，努力使各像素的遮光区域(不能显示的区域)变窄，使开口率变大。因此，在TFT 衬底中，存储电容元件的电极面积也占有很多遮光区域，其降低成为 重要的课题。另一方面，如前所述要求存储电容元件具有所希望的电 容，但是，以兼用与TFT相同的层为前提，减少电极面积存在限制。 以下，对此进4亍i兌明。若使电容电极面积减小，则需要使用相对介电常数较高的电介质 层或者尽量作薄以保持所希望的电容。作为相对介电常数较高的材 料，可举出氮化硅膜(SiNx),但是，因为膜应力增大，所以，存在 衬底弯曲的问题。此外，通过将存储电容元件的电介质层的膜厚变薄， 由此，能够使电容值增大，但是，例如，在兼用作TFT或布线间的其 他部位的层间绝缘膜的情况下，因为其膜厚变薄，所以，导致耐压降 低或者浮置电容增大。这些现象会引起使短路不良增加或者使电特性 降低的问题。即，作为存储电容元件的电介质层，以使用与TFT的层间绝缘膜 相同膜厚的相同材料为前提即使在生产效率上有利，使存储电容元件 面积减小也是困难的，因此，开口率的提高也存在限制。此外，在存 储电容元件中另外追加具有优选材料或膜厚的层，这当然会引起生产 效率的降低。这些问题的根本原因如前所述，在形成TFT和存储电容 元件时兼用相同的材料，由此，生产效率提高的设计的自由度变窄。 因此，需要不使生产效率降低而消除这些弊端的方法。发明内容在本发明的具有TFT和存储电容元件的TFT衬底中，得到包括与 TFT中所使用的导电膜或者绝缘膜不同的导电膜或绝缘膜的存储电容 元件。在本发明中，能够得到不限制生产效率或者设计的自由度并形成 有具有优选材料或者膜厚的存储电容元件的TFT衬底。


图1是表示实施方式1的TFT衬底的结构的平面图。图2是表示实施方式1的TFT衬底的一个像素的结构的平面图与
剖面图。图3是表示在实施方式1的TFT衬底的一个像素中进行第一次照 相制版后的结构的平面图与剖面图。图4是表示在实施方式1的TFT衬底的一个像素中进行第二次照 相制版后的结构的平面图与剖面图。图5是表示在实施方式1的TFT衬底的一个像素中三层刻蚀后的 结构的平面图和剖面图。图6是表示在实施方式1的TFT衬底的一个像素中使抗蚀剂掩模 同样地变薄时的结构的平面图和剖面图。图7是表示在实施方式1的TFT衬底的一个像素中形成栅电极时 的结构的平面图和剖面图。图8是表示在实施方式1的TFT衬底的一个像素中进行第三次照 相制版后进行刻蚀时的结构的平面图与剖面图。图9是表示在实施方式1的TFT衬底的一个像素中进行第四次照 相制版后进行接触开口时的结构的平面图与剖面图。图10是表示在实施方式1的TFT衬底的一个像素中进行第五次 照相制版后对透明导电膜刻蚀时的结构的平面图与剖面图。图11是表示其他实施方式的TFT衬底的一个像素的结构的平面 图和剖面图。
具体实施方式
实施方式1首先，使用图1对应用本发明的TFT衬底的有源矩阵型的显示装 置进行说明。图1是表示显示装置中所使用的TFT衬底的结构的正面 图。本发明的显示装置以液晶显示装置为例进行说明，但是，这只是 示例性的，也可使用有机EL显示装置等平面型显示装置(平板显示 器)等。本发明的显示装置具有TFT衬底110。 TFT衬底110例如是TFT 阵列衬底。在TFT衬底110上设置显示区域111和包围显示区域111 的框架区域112。在该显示区域111形成多个栅极布线(扫描信号线) 和多个源极布线(显示信号线)122。多个栅极布线121平行地设置。 同样地，多个源极布线122平行地设置。栅极布线121与源极布线122
以彼此交叉的方式来形成。栅极布线121与源极布线122正交。并且， 由邻接的栅极布线121与源极布线122包围的区域成为像素117。因 此，在TFT衬底110中，像素117排列为矩阵状。并且，与栅极布线 121平行地形成横跨像素117的存储电容元件123。
并且，在TFT衬底110的框架区域112上设置扫描信号驱动电路 115与显示信号驱动电路116。栅极布线121从显示区域111延伸设 置到边缘框架112。在TFT衬底110的端部，4册极布线121与扫描信 号驱动电路115连接。源极布线122也相同，从显示区域lll延伸设 置到边缘框架112。源极布线122在TFT衬底110的端部与显示信号 驱动电路116连接。在扫描信号驱动电路115的附近连接外部布线 118。在显示信号驱动电路116的附近连4妻外部布线119。外部布线18、 19例如是FPC (flexible printed circuit:柔性印刷电路)等布线 ^M。
通过外部布线18、 19将来自外部的各种信号提供给扫描信号驱 动电路115以及显示信号驱动电路116。扫描信号驱动电路115基于 来自外部的控制信号将栅极信号(扫描信号)提供给栅极布线121。 利用该栅极信号依次选择栅极布线121。显示信号驱动电路116基于 来自外部的控制信号或者显示数据，将显示信号提供给源极布线122。 由此，将对应于显示数据的显示电压提供给各像素117。
在4象素117内形成至少一个TFT120和与TFT120连接的存储电容 元件130。 TFT120配置在源极布线122和4册极布线121的交叉点附近。 例如，该TFT120向像素电极提供显示电压。即，根据来自栅极布线121 的栅极信号，作为开关元件的TFT120导通。由此，从源极布线122 向与TFT的漏电极连接的l象素电极施加显示电压。并且，在l象素电极 与对置电极之间产生对应于显示电压的电场。另一方面，存储电容元 件130不仅与TFT120连接，还通过存储电容布线123与对置电4及电 连接。因此，存储电容元件130与像素电极和对置电极之间的电容并 联连接。此外，在TFT衬底110的表面上形成取向膜(未图示)。
并且，在TFT衬底110上对置地配置对置衬底。对置衬底例如是 滤色片衬底，配置在可视侧。在对置衬底上形成滤色片、黑矩阵(BM)、 对置电极、以及取向膜等。并且，也存在对置电极配置在TFT衬底110 侧的情况。并且，在TFT衬底110和对置衬底之间夹持液晶层。即，在TFT衬底110和对置衬底之间注入液晶。并且，在TFT衬底110和 对置衬底的外侧的面上设置偏光板、以及相位差板。此外，在液晶显 示面板的可视侧的相反侧配置背光单元等。
利用像素电极与对置电极之间的电场，对液晶进行驱动。即，衬 底间的液晶的取向方向改变。由此，通过液晶层的光的偏振状态改变。 即，通过偏光板并成为直线偏振光的光因液晶层而改变偏振状态。具 体地说，来自背光单元的光因阵列衬底侧偏光板而成为直线偏振光。 并且，该直线偏振光通过液晶层，由此，偏振状态改变。
因此，通过对置衬底侧的偏光板的光量根据偏振状态而改变。即， 从背光单元透过液晶显示面板的透过光中的通过可视侧的偏光板的光 的光量改变。液晶的取向方向因所施加的显示电压而改变。因此，对 显示电压进行控制，由此，可改变通过可视侧的偏光板的光量。即， 按照每个像素改变显示电压，由此，能够显示所希望的图像。并且， 在这些一系列的动作中，在存储电容元件130中，与像素电极和对置 电极之间的电场并联地形成电场，由此，有助于保持显示电压。
然后，使用图2( a )和图2( b)对设置在TFT衬底110上的TFT120 与存储电容元件130的结构、以及制造步骤进行说明。图2 (a)是观 察显示装置的显示区域的一个像素的平面图，还记载有TFT120和存 储电容元件130。图2 (b)是在图2 (a)中A-A所示之处即TFT120 和存储电容元件130的剖面图。以下，使用图2 (a)和图2 (b)对 本发明的实施方式进行说明。在村底1上形成由多晶硅等构成的半导 体层2，以覆盖它们的方式形成栅极绝缘膜3。在其上层形成栅电极4b 和存储电容元件130的第一电容电极4a。栅电极4b与第一电容电极 4a由同一层的导电膜构成。栅电极4b形成在与半导体层2在膜厚方 向对置的区域上，栅极绝缘膜3以被半导体层2和栅电极4b夹持的 方式配置并扩展。存储电容元件130由形成在第一电容电极4a上层 的电介质层5a和进一步形成在上层的第二电容电极6a形成，将电介 质层5a和第二电容电极6a加工成相同的图形，以具有大致相同的形 状。即，第二电容电极6a具有隔着电介质层5a与第一电容元件4a 对置的区域。
覆盖栅电极4b和电容元件130,形成层间绝缘膜7。并且，在层 间绝缘膜7上形成源极漏极布线8，以覆盖它们的方式形成绝缘膜9， 开出接触孔10。在绝缘膜9、层间绝缘膜7、栅极绝缘膜3上，以达 到半导体层2的表面的方式形成第一接触孔10a。此外，在绝缘膜9、 层间绝缘膜7上，以达到存储电容元件130的第二电容电极6a的方 式形成第二接触孔10b,并且，在绝缘膜9上，以达到源极漏极布线 8的方式形成第三4妄触孔10c。
在绝缘膜9上形成通过第一接触孔10a和第三接触孔10c连接半 导体层2和源极漏极布线8的作为连接电极的透明导电膜llb。并且， 在绝缘膜9上形成通过第一接触孔10a和第二接触孔10b连接半导体 层2和第二电容电极6a的作为像素电极的透明导电膜lla。
在本实施方式中，以与源极漏极布线8或像素电极lla不同的层 形成第二电容电极6a。此外，存储电容元件130的电介质层5a也由 与构成TFT120的层间绝缘膜7等绝缘膜不同的其他的层形成。并且， 因为存储电容元件130的第二电容电极6a与电介质层5a是相同的图 形，所以，没有形成在TFT120中。即，关于第二电容电极6a或者电 介质层5a,在决定设计上所需的材质、厚度等时，可与在TFT中所要 求的导电膜或者绝缘膜的条件独立地自由地进行设定。并且，根据本 实施方式，在形成这样的结构时，也不需要增加照相制版步骤数，因 此，不会降低生产效率。关于这一点，在以下的制造方法的说明中详 细地/>开。
使用图3到图IO对本实施方式的具有TFT与存储电容元件的TFT 衬底进行说明。图3 (a)是在一个像素部分形成栅极绝缘膜3时的上 面图，图3 (b)示出A-A所示处的剖面图。首先，在图3 (b)中， 在由玻璃、石英、塑料等构成的衬底1上利用CVD等形成非晶硅膜作 为半导体膜。并且，对硅膜照射准分子激光，使其结晶为半导体层2。 此处，在第一次照相制版后进行刻蚀，由此，如图3(a)所示，对半 导体层2进行构图。在构图时，使由照相制版形成的感光性抗蚀剂剖 面形状的锥角(taper angle)充分低，由此，半导体层2的锥角可成为 30°左右。(未图示)
此外，在本实施方式中，在衬底1上直接形成半导体膜，但是， 也可以在形成Si(^或者SiN等无机绝缘膜之后形成半导体膜。即，可 在衬底1上连续地形成无机绝缘膜和半导体膜之后，如前所述，可以 只对半导体膜进行构图。此时，因为存在无机绝缘膜，所以，具有能
够防止污染物质从衬底向半导体膜浸入的效果。
然后，如图3 (b)所示，以与半导体膜2接触的方式形成栅极绝 缘膜3。作为栅极绝缘膜3,多使用Si(^或者SiN,利用CVD法形成。 栅极绝缘膜3对薄膜晶体管的电特性有很大影响，所以，特别地对膜 厚进行非常精密地管理，通常情况下，是70 100nm左右。
然后，利用公知的方法形成第一金属层4、绝缘层5、第二金属 层6之后，利用第二次照相制版形成抗蚀剂掩模12。分别在图4(a)、 图4 (b)中示出此时刻的一个像素部分的上面图和剖面图。
此处，第一金属层4是用于形成栅电极4b、第一电容电极4a、 未图示的栅极布线等的导电层，由利用蒸镀法或者溅射法形成的将 Mo、 Cr、 W、 Al作为基底材料(base material)的单层或者层叠结构 构成。为形成第一电容电极4a,若第一金属层4是导电层，则不需特 别限制。但是，第一金属层4使用于在薄膜晶体管120中在半导体层 2上以后形成的栅电极4b或者栅极布线等，限制为考虑到刻蚀加工性 或者导电性等的材料。
绝缘层5是成为存储电容元件130的电介质层5a的绝缘层，由 利用CVD法等形成的Si02或者SiN构成。决定绝缘层5的材质或者膜 厚，以对考虑像素开口率等之后的所需电容电极面积(A)、电介质层 5a的相对介电常数(￡ )、其所需膜厚(d)进行最优化，到达所希望 的电容Cs。具体地说，由下式算出。 (式1)
Cs = ￡ x A/d
以上所述的Si02的相对介电常数是3.9、 SiN的相对介电常数是 6.7,但是，绝缘层5的材质并不限于此。例如，若是在刻蚀加工性 上没有问题的材料，利用阳极氧化法在第 一 金属层4的表面上形成10 ~ 50mn左右的极薄的氧化绝缘膜作为绝缘层5，然后，可层叠第二金属 层6。作为氧化绝缘膜，也可以是氧化铝。
第二金属层6是用于形成存储电容元件130的第二电容电极6a 的导电层，是利用溅射法或者蒸镀法形成的金属膜。作为金属膜的材 料，优选是容易进行刻蚀加工的Mo或Cr。此外，关于其厚度，从后 述的栅极绝缘膜3的选择性这点来看，优选尽量薄，但是，因为需要 起到离子注入的掩模的作用的膜厚，所以适当确定。在本实施方式中，
以lOOnm的膜厚对Mo进行成膜。
然后，对图4 (b)所示的抗蚀剂掩模12a、 12b进行说明。由示 出TFT120和存储电容元件130的图2 (b)可知，最终需要至少形成 栅电极4b、第一电容电极4a、电介质层5a、第二电容电极6a,所以， 在形成第二电容电极6a的区域形成抗蚀剂掩模12a，在从第一电容电 极4a延伸的区域或形成栅电极4b的区域上形成抗蚀剂揭y漠12b。并 且，如图4(b)所示，以相当于第二电容电极6a的区域的抗蚀剂掩 模12a比相当于栅电极4b的区域的抗蚀剂掩模12b厚的方式形成。
这样，为了按每处改变抗蚀剂的膜厚，可使用称为灰色调(gray-tone) 或者半色调(half-tone)的/>知的制造方法。即，在正型的 抗蚀剂的情况下，具有照相制版的照射光量越低所残存的抗蚀剂的膜 厚越厚的倾向，所以，若使相当于第二电容电极6a的区域的照射光 量比相当于栅电极4b的区域照射光量的低，则能够形成图4 (b)所 示的抗蚀剂掩模12a、 12b。并且，特别地，关于形成第二电容电极6a 的区域的抗蚀剂掩模12a，因为要求经后述的灰化步骤或者多个刻蚀 步骤也能够起到掩模作用的膜厚，所以需要注意。此外，对于未图示 的栅极布线或者端子部照射与抗蚀剂掩模12b相同的光量。
然后，对于未被抗蚀剂掩模12a、 12b覆盖的区域，以第二金属 层6、绝缘层5、第一金属层4的顺序按每个单层连续地进行刻蚀。 也可以一起对所述三层进行刻蚀。图5 (a)、图5(b)分别示出此时 的一个像素部分的上面图和剖面图。并且，此时，因为抗蚀剂掩模的 图形未改变，所以，对第一金属层4、绝缘层5、第二金属层6中的 未被抗蚀剂掩模覆盖的部分进行刻蚀，由此，将所述三层形成为相同 图形。
然后，虽未图示，但是，进行使用硼等导电性杂质的离子注入。 硼通过栅极绝缘膜3到达半导体层2，在半导体层2形成源极漏极区 域，但是，在栅电极4b存在的区域的下层，栅电极4b起到掩模的作 用，所以，未被注入硼。这样，在栅电极4b的下方的半导体层2中 形成沟道区域。并且，如上所述，若注入硼，则形成P-M0S的TFT， 但是，若注入磷，则形成N-M0S的TFT。
然后，通过使用氧气的灰化使抗蚀剂掩模12a、 12b同样变薄， 栅电极4b上的抗蚀剂掩模12b消失时停止灰化。关于灰化，因装置
而不同，但是，为了尽量均匀并且容易控制灰化量，优选灰化速度不
那样快。我们以氧流量150sccm、 600nm/分这样的灰化速度来进行。 并且，在本实施方式中，作为灰化气体，只使用氧，但是，也可添加 氮或氟类气体。
图6 (a)、图6 (b)示出进行所述灰化处理后的状况。栅电极4b 上的抗蚀剂掩模12b被除去，第二金属层6露出，与此相对，只在第 二电容电极6a上残留抗蚀剂掩模12a。
然后，刻蚀除去在第二电容电极6a以外露出的第二金属层6即 残留在栅电极4b上的第二金属层6。并且，也刻蚀除去绝缘层5。图 7 (a)、图7(b)示出此时的状况。在进行该刻蚀时，栅极绝缘膜3 也露出，所以，优选进行选择性较高的刻蚀，以使尽量不对栅极绝缘 膜3进行刻蚀。并且，利用该刻蚀，栅电极4b露出，另一方面，第 二电容电极6a—直被抗蚀剂掩模12a保护，所以，存储电容元件130 也一直保持其结构不变。然后，利用灰化等除去第二电容电极6a上 的抗蚀剂掩模21a。
然后，形成层间绝缘膜7。作为层间绝缘膜7,优选是利用CVD 法所形成的SiOJ莫或者SiN膜。此外，之后可进行使先前注入到半导 体层2中的硼等导电性杂质活性化的退火步骤。
并且，在其上层利用溅射等方法形成第三金属层之后，利用第三 次照相制版形成抗蚀剂掩模12后，刻蚀除去第三金属层，形成源极 漏极布线8。分别在图8 (a)、图8 (b)中示出此时的结构平面图和 剖面图。并且，作为第三金属层，若使用具有铝膜或者铝合金膜的层 叠结构，则具有降低布线电阻的效果。并且，利用灰化等公知的方法 除去抗蚀剂掩模12c。
然后，以覆盖源极漏极布线8和层间绝缘膜7的方式形成绝缘膜 9之后，在利用第四次照相制版形成抗蚀剂掩模12后，形成接触孔 10a、 10b、 10c。分别在图9 (a)、图9 (b)中示出此时的一个像素 部分的上面图和剖面图。
作为绝缘膜9,使用以CVD法所形成的SiN膜。此外，在形成如 图9 (b)所示的具有开口部的抗蚀掩模12d之后，利用使用了 CF,等 氟类气体的干法刻蚀进行接触孔10的开口。刻蚀速度是70nm/min。 作为接触孔10,图9 (b)中示出作为到达半导体层2的接触孔的第
一接触孔10a、作为到达第二电容电极6a的接触孔的第二接触孔10b、 作为到达源极漏极布线8的接触孔的第三接触孔10c。通过对绝缘膜 9、层间绝缘膜7、栅极绝缘膜3进行刻蚀而形成第一接触孔10a。同 样地，通过对绝缘膜9和层间绝缘膜7进行刻蚀而形成第二接触孔 10b,通过对绝缘膜9进行刻蚀而形成第三接触孔10c。并且，除此以 外，根据需要适当形成用于得到与栅电极4b、栅极布线或布线端子部、 第一电容电极4a的导通的接触孔(未图示)。并且，在对接触孔10a、 10b、 10c进行开口后利用公知的方法除去抗蚀剂掩模12d。然后，在形成透明导电膜11之后，利用第五次照相制版形成抗 蚀剂掩模12,进行透明导电膜ll的刻蚀。分别在图10(a)、图10(b) 示出此时的一个像素部分的平面图和剖面图。作为透明导电膜11，利 用'践射法或者蒸镀法形成非晶ITO膜，但是，也可以是IZO膜、ITZO 膜。抗蚀剂掩模12e具有形成像素电极的区域和覆盖接触孔的区域连 接的形状、和接触孔;f皮此连接的区域。因此，通过刻蚀除去ITO膜而 形成的透明导电"莫lla如图2 (b)所示，作为以通过4矣触孔10a、 10b 与第二电容电极6a或半导体层2连接的方式延伸的像素电极。此外， 作为通过接触孔10a、 10c连接半导体层2和源极漏极布线8的连接 电极，还形成透明导电膜llb。抗蚀剂掩模12e利用公知的方法被除 去。利用以上的工艺，可形成具有本实施方式的TFT120和存储电容 元件130的TFT衬底。在本实施方式中，在第二次照相制版中，进行以抗蚀剂掩模12a、 12b的刻蚀和利用灰化使抗蚀剂掩模同样变薄而只残留抗蚀剂掩模12a 的状态下的刻蚀这两次加工。利用该方法，不追加照相制版步骤就可 在存储电容元件130上形成与TFT120的绝缘膜不同的绝缘膜。即， 不牺牲生产效率或者设计的自由度就可对存储电容元件130形成具有 优选材料或者膜厚的电解质层5a。并且，因为存储电容元件130的第 二电容电极6a也与TFT120中所使用的电极布线不同，所以，存储电 容元件13Q可选定优选的材料或者膜厚。并且，本实施方式中所公开的方式并不限于所记载的，可在起到 效果的范围内适当改变。在本实施方式中，如图7 (b)所示，对不仅 刻蚀除去栅电极4b上的第二金属层6而且也刻蚀除去绝缘层5的制 造方法进行了说明，但是，可在对第二金属层6进行刻蚀后的时刻停止刻蚀，在栅电极4b上只残留绝缘层5。未被第二电容电极6a覆盖 的第一金属层4的上层也可以一样。此时，在进行第二金属层6的刻 蚀时栅极绝缘膜3被刻蚀的可能性或者抗蚀剂掩模12a消失的可能性 更低，所以，具有刻蚀条件的选定范围变宽的效果。分别在图ll(a)、 图11 (b)中示出这样形成的TFT衬底的一个像素部分的平面图和剖 面图。在图2 (a)、图2 (b)中，将绝缘层5加工成具有与第二电容电 极6a大致相同的形状的电解质层5a，与此相对，以具有与具有与第 一电容电极4a大致相同的形状的电介质层5a或4册电极4b相同的形 状的方式对图11 (a)、图11 (b)的绝缘层5进行加工这点不同。但 是，具有第二电容电极6a隔着电介质层5a与第一电容电极4a对置 的区域这点相同。在这样的方式中，与为用于存储电容元件130而最 优化后的绝缘层5形成在TFT120整体上的情况相比，影响大幅减小 这一点是相同的。并且，本实施方式所公开的方式不限于所记载的，在起到效果的 范围那可以适当追加。例如，在图6(b)中，在除去第二金属层6之 后，适当调整刻蚀时间或者各向异性等条件，由此，从侧面对栅电极 4b和绝缘层5进行刻蚀，使其后退之后，向半导体层2注入低浓度的 导电性杂质。利用该注入，在半导体层2中，形成低浓度的注入区域 介于先前进行高浓度注入的源极漏极区域和未进4亍注入的沟道区域之 间的LDD结构，所以，起到提高TFT的可靠性的效果。当然，形成该 LDD结构不需追加照相制版步骤。并且，通过追加一个照相制版步骤，也可形成具有CMOS结构的 TFT120。即，在本实施方式的第二次照相制版步骤中，最初形成PM0S， 然后，在以抗蚀剂覆盖PM0S整体的状态下，形成丽0S,由此，可形 成CMOS结构。
权利要求
1.一种TFT衬底，具有薄膜晶体管和存储电容元件，其特征在于，所述薄膜晶体管具有半导体层；与所述半导体层在膜厚方向对置的栅电极；被所述半导体层和所述栅电极夹持地配置的栅极绝缘膜；与所述半导体层电连接的源极漏极布线和像素电极，所述存储电容元件具有由与所述栅电极相同层的导电膜构成的第一电容电极；位于第一电容电极上的电介质层；第二电容电极，位于所述电介质层上，具有与所述电介质层相同的形状，隔着所述电介质层与所述第一电容电极对置，所述第二电容电极由与所述源极漏极布线、所述像素电极不同的层形成。
2. —种TFT衬底，具有薄膜晶体管和存储电容元件，其特征在于，所述薄膜晶体管具有半导体层；具有与所述半导体层在膜厚方 向对置的区域的栅电极；被所述半导体层和所述栅电极夹持地配置的 栅极绝缘膜；绝缘层，位于所述栅电极上，具有与所述栅电极相同的 形状；与所述半导体层电连接的源极漏极布线和像素电极，所述存储电容元件具有由与所述栅电极相同层的导电膜构成的 第一电容电极；电介质层，位于第一电容电极上，具有与所述第一电 容电极相同的形状；第二电容电极，位于所述电介质层上，隔着所述 电介质层与所述第一电容电极对置，所述第二电容电极由与所述源极漏极布线、所述像素电极不同的层形成。
3. 如权利要求1或2的TFT衬底，其特征在于， 还具有位于所述栅电极的上层且所述源极漏极布线的下层的层间绝缘膜，所述电介质层由与所述层间绝缘膜不同的层形成。
4. 如权利要求3的TFT衬底，其特征在于，还具有以覆盖所述源极漏极布线和所述层间绝缘膜的方式形成 的绝缘膜；形成在所述绝缘膜上的所述像素电极和连接电极；在所述 绝缘膜、所述层间绝缘膜和所述栅极绝缘膜上开口并到达所述半导体 层的多个第 一接触孔；在所述绝缘膜和所述层间绝缘膜上开口并到达所述第二电容电极的第二接触孔；在所述层间绝缘膜上开口并到达所述源极漏极布线的第三接触孔，通过一个所述第一接触孔以及所述第三接触孔利用所述连接电极 电连接所述源极漏极布线和所述半导体层，通过另 一 个所述第 一接触孔以及所述第二接触孔利用所述像素电 极电连接所述第二电容电极和所述半导体层。
5. —种具有TFT衬底的显示装置，该TFT衬底具有薄膜晶体管 和存储电容元件，其特征在于，所述薄膜晶体管具有半导体层；与所述半导体层在膜厚方向对 置的栅电极；被所述半导体层和所述4册电极夹持地配置的栅极绝缘 膜；与所述半导体层电连接的源极漏极布线和像素电极，所述存储电容元件具有由与所述栅电极相同层的导电膜构成的 第一电容电极；位于第一电容电极上的电介质层；第二电容电极，位 于所述电介质层上，具有与所述电介质层相同的形状，隔着所述电介 质层与所述第一电容电极对置，所述第二电容电极由与所述源极漏极布线、所述像素电极不同的 层形成。
6. 如权利要求5的显示装置，其特征在于，所述TFT衬底还具有位于所述栅电极的上层且所述源极漏极布线 的下层的层间绝缘膜，所述电介质层由与所述层间绝缘膜不同的层形成。
7. 如权利要求6的显示装置，其特征在于，还具有以覆盖所述源极漏极布线和所述层间绝缘膜的方式形成 的绝缘膜；形成在所述绝缘膜上的所述像素电极和连接电极；在所述 绝缘膜、所述层间绝缘膜和所述栅极绝缘膜上开口并到达所述半导体 层的多个第一接触孔；在所述绝缘膜和所述层间绝缘膜上开口并到达 所述第二电容电极的第二接触孔；在所述层间绝缘膜上开口并到达所 述源极漏极布线的第三接触孔，通过一个所述第一接触孔以及所述第三接触孔利用所述连接电极 电连接所述源极漏极布线和所述半导体层，通过另一个所述第一接触孔以及所述第二接触孔利用所述像素电极电连接所述第二电容电极和所述半导体层。
8. —种TFT衬底的制造方法，其特征在于，具有如下步骤形成由硅构成的半导体层；以与所述半导体层接 触的方式形成栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上层叠第一金属层、绝 缘层、第二金属层，形成为多层膜；在对所述多层膜进行构图后，刻 蚀除去在第二电容电极以外露出的第二金属层，由此，形成第一电容 电极、电介质层、第二电容电极、栅电极；形成与所述半导体层电连 接的源极漏极布线和像素电极，所述第二电容电极由与所述源极漏极布线、所述像素电极不同的 层形成。
9. 如权利要求8的TFT衬底的制造方法，其特征在于， 包括如下步骤以覆盖所述栅电极、所述栅极绝缘膜、所述第二电容电极的方式形成层间绝缘膜；在所述层间绝缘膜上形成第三金属 层后进行构图，形成所述源极漏极布线；以覆盖所述源极漏极布线和 所述层间绝缘膜的方式形成绝缘膜；在所述绝缘膜、所述层间绝缘膜 和所述栅极绝缘膜上开出到达所述半导体层的第一接触孔；在所述绝 缘膜和所述层间绝缘膜上开出到达所述第二电容电极的第二接触孔； 在所述绝缘膜上开出到达所述源极漏极布线的第三接触孔；在所述绝 缘膜上形成透明导电膜；对所述透明导电膜进行构图，以覆盖所述第 一接触孔的一个和所述第三接触孔的方式形成连接电极，在形成所述连接电极的同时，以覆盖所述第二接触孔和另 一 个所 述第一接触孔的方式形成所述像素电极。
10. 如权利要求9的TFT衬底的制造方法，其特征在于，包括如 下步骤对所述多层膜进行构图后，刻蚀除去在所述第二电容电极以外露 出的所述第二金属层，由此，形成第一电容电极、电介质层、第二电 容电极、栅电极；以在与所述栅电极和所述第一电容电极对应的区域上残留抗蚀剂 掩模、且相当于所述第二电容电极的区域的所述抗蚀剂掩模的厚度比 其他区域的所述抗蚀剂掩模的厚度厚的方式对所述抗蚀剂掩模进行加 工；在对所述抗蚀剂掩模进行加工后，刻蚀除去未被所述抗蚀剂掩模覆盖的区域的所述多层膜；使所述抗蚀剂掩模同样变薄，使只有成为所述第二电容电极的区域残留所述抗蚀剂掩模；然后刻蚀除去露出的所述第二金属层。
全文摘要
在形成TFT和存储电容元件的情况下，彼此兼用构成TFT和存储电容元件的导电膜或绝缘膜有助于提高生产效率，但是，与TFT独立地得到最优化的存储电容元件是苦难的。在本发明的具有TFT和存储电容元件的TFT衬底中，能够得到包括与TFT中所使用的电极或者绝缘膜不同的导电膜或者绝缘膜的存储电容元件。并且，提供一种不需为了得到这样的结构而追加照相制版步骤就能提高设计的自由度和生产效率这二者的TFT衬底的制造方法。
文档编号H01L27/12GK101165908SQ200710181199
公开日2008年4月23日 申请日期2007年10月18日 优先权日2006年10月18日
发明者山吉一司 申请人:三菱电机株式会社