Tft陣列基板及其製造方法

2023-05-18 08:39:41

Tft陣列基板及其製造方法
【專利摘要】針對在平坦化絕緣膜上方配置有共通電極及像素電極這種構造的液晶顯示裝置，防止接觸孔中的連接不良和電阻增大。TFT陣列基板具有使用感光性有機樹脂材料形成的有機絕緣膜（10）。在有機絕緣膜上方形成共通電極（12）及引出配線（11），在共通電極的上方隔著層間絕緣膜（15）而形成有像素電極（16）。像素電極經由形成在層間絕緣膜中的接觸孔（35）而與引出配線連接。引出配線（11）及共通電極（12）分別通過形成在有機絕緣膜中的接觸孔（31、32）而與漏極電極（8）及共通配線（3）連接。在形成在有機絕緣膜中的接觸孔（31、32）內，在共通電極（12）及引出配線（11）的上方設置有金屬覆蓋膜（13、14）。
【專利說明】TFT陣列基板及其製造方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種薄膜電晶體（Thin Film Transistor :TFT)陣列基板及使用該基 板的液晶顯示裝置，特別是涉及一種在平坦化絕緣膜上隔著絕緣膜將像素電極與共通電極 相對配置的邊緣場切換（FFS :Fringe Field Switching)方式的薄膜電晶體陣列基板及液 晶顯示裝置的結構。

【背景技術】
[0002] 通常，如果大致對液晶顯示裝置的顯示模式進行區分，則存在TN (Twisted Nematic)方式、以 IPS (In-Plane Switching)方式和 FFS 方式（Fringe Field Switching) 為代表的橫電場方式。橫電場式液晶顯示裝置能夠獲得廣視角及高對比度。
[0003] IPS方式的液晶顯示裝置是對夾持在相對的基板間的液晶施加橫電場而進行顯示 的顯示方式，由於施加橫電場的像素電極與共通電極設置在同一層，因此，無法充分地驅動 位於像素電極正上方的液晶分子，透過率降低。
[0004] 另一方面，在FFS方式中，由於共通電極與像素電極夾著層間絕緣膜而配置，因 此，產生斜電場(邊緣電場)，針對像素電極正上方的液晶分子也能夠施加橫向的電場，能夠 充分地進行驅動。由此，能夠實現廣視角，且獲得比IPS方式高的透過率。
[0005] 近年來，存在進一步低功耗化、高開口率化的要求，提出了使用厚的平坦化絕緣膜 的FFS式薄膜電晶體（TFT)陣列基板構造(例如專利文獻1?2)。通過在共通配線和源極 配線、TFT元件上形成厚的平坦化絕緣膜，從而能夠降低各信號線的寄生電容，抑制功耗。另 夕卜，由於能夠填埋各配線的臺階，使TFT陣列基板的上表面平坦化，因此，能夠消除一直以 來由於臺階部分而產生的液晶取向混亂，通過減少無助於顯示的區域，從而提高開口率。並 且，通過使像素電極遠離信號線，從而能夠消除由信號線產生的電場的影響，能夠使像素電 極與信號線重疊地形成。其結果，能夠增大像素電極。
[0006] 專利文獻1 :日本特開2009 - 133954號公報
[0007] 專利文獻2 :日本特開2007 - 226175號公報
[0008] 專利文獻3 :日本特開2008 - 165134號公報
[0009] 專利文獻4 :日本特開2009 - 036947號公報
[0010] FFS方式的液晶裝置以在設置於上層並具有狹縫的像素電極(或相對電極)和隔著 絕緣膜而配置在像素電極的下層的相對電極(或像素電極）之間產生的邊緣電場，對液晶進 行驅動。像素電極及相對電極由ΙΤ0或ΙΖ0等透明導電膜形成，不會降低像素開口率。另 夕卜，由於由像素電極和相對電極形成存儲電容，因此，與TN模式的液晶裝置不同，無需在像 素內另外形成存儲電容。並且，如果使像素電極與相對電極之間的層間絕緣膜變薄，則電 場強度提高，能夠以更低的電壓驅動液晶。例如優選將層間絕緣膜的厚度設為薄至200? 400nm〇
[0011] 但是，在使用上述厚的平坦化絕緣膜的TFT陣列基板中，由於接觸孔變深，因此產 生新的課題。如專利文獻1或專利文獻2的圖7所示，像素電極和共通電極必須經由接觸孔 而與TFT的漏極電極、共通配線電氣導通。如果形成由感光性樹脂等構成的平坦化絕緣膜， 則由於接觸孔的寬高比較大，很難在接觸孔內部均勻地形成層間絕緣膜。並且，如果將層間 絕緣膜的膜厚設得很薄，則容易在接觸孔的底部和傾斜部分處產生針孔等包覆缺陷。如果 在層間絕緣膜上產生針孔，則在加工上層的透明導電膜時，蝕刻液穿過針孔而滲入，使下層 的透明導電膜溶解，因此引起連接不良和電阻增大。
[0012] 針對上述課題，例如在專利文獻3中，提出了一種使用實施了電氣隔離的上層電 極的一部分，對接觸孔內部進行覆蓋的構造。但是，考慮與玻璃基板大型化相伴的照相製版 的重合精度的問題和會在隔離部中產生蝕刻殘渣的情況，上述構造並不完善。
[0013] 另外，例如在專利文獻4中，提出了在接觸孔內形成由液體材料構成的絕緣膜並 掩埋該接觸孔的方案。但是，為了完全地掩埋接觸孔，需要在基板表面上塗敷一定量的液體 材料，其結果，在像素電極與相對電極之間也殘留該絕緣膜，因此，僅使像素電極與相對電 極之間的絕緣膜的厚度變薄是極其困難的。另外，液體材料介電常數低，邊緣電場弱，因此 不優選。而且液體材料價格高。
[0014] 另外，使用平坦化絕緣膜的FFS構造在製造上還存在掩模數量多，製造成本高的 問題。例如，具有頂柵（top gate)構造 TFT元件的TFT陣列基板的形成需要9次照相製版 (光刻）工序：（1)遮光電極的圖案化，（2)半導體層的圖案化，（3)源極/漏極電極的圖案 化，（4)柵極電極的圖案化，（5)在保護絕緣膜上形成接觸孔，（6)在平坦化絕緣膜上形成接 觸孔，（7)下層電極的圖案化，（8)在層間絕緣膜上形成接觸孔，（9)上層電極的圖案化。即 使通過將形成有接觸孔的平坦化絕緣膜作為掩模使用，而使上述（5 )和（6 ) -起執行，也還 是需要8次照相製版工序。


【發明內容】

[0015] 本發明就是為了解決上述課題而提出的，其第1目的在於提供一種TFT陣列基板， 其在將共通電極及像素電極配置在平坦化絕緣膜的上方這種構造的液晶顯示裝置中，能夠 防止接觸孔處的連接不良和電阻增大。另外，其第2目的在於提供一種TFT陣列基板的制 造方法，其能夠減少TFT陣列基板的製造所需的掩模數量。
[0016] 本發明所涉及的TFT陣列基板，具有：TFT元件；共通配線，其被供給共通電位；有 機絕緣膜，其使用感光性的有機樹脂材料形成，覆蓋所述TFT元件的漏極電極及共通配線； 第1接觸孔，其形成在所述有機絕緣膜內，到達至所述漏極電極；第2接觸孔，其形成在所述 有機絕緣膜內，到達至所述共通配線；第1電極及引出配線，它們在所述有機絕緣膜的上方 延伸；以及第2電極，其在所述第1電極的上方隔著層間絕緣膜延伸，通過在所述層間絕緣 膜上形成的第3接觸孔而與所述引出配線連接，所述第1電極及所述引出配線的一方通過 所述第1接觸孔而與所述漏極電極連接，所述第1電極及所述引出配線的另一方通過所述 第2接觸孔而與所述共通配線連接，在所述第1接觸孔及所述第2接觸孔內，在所述第1電 極及所述引出配線的上方形成有金屬覆蓋膜。
[0017] 本發明所涉及的TFT陣列基板的製造方法的第1方式，具有下述工序：（a)在基板 上方形成遮光膜及共通配線的工序；（b)形成對所述遮光膜及共通配線進行覆蓋的絕緣膜 的工序；（c)在所述遮光膜的上方形成TFT元件的半導體層，並在所述半導體層的上方形 成所述TFT元件的源極電極及漏極電極的工序；（d)在所述工序（c)之後，在所述基板的整 個上表面形成柵極絕緣膜的工序；（e)在所述工序（d)之後，在所述基板的整個上表面塗敷 感光性的有機樹脂材料，通過使用半色調法進行曝光並顯影，從而將所述漏極電極上方及 所述共通配線上方的所述有機樹脂材料去除，並且，在所述TFT元件的形成區域上方形成 薄有機樹脂材料的工序；（f)以所述有機樹脂材料為掩模，將所述漏極電極上方及共通配 線上方的所述絕緣膜及所述柵極絕緣膜去除而形成接觸孔的工序；（g)通過灰化而使所述 有機樹脂材料變薄，從而將所述薄有機樹脂材料去除後，在所述有機樹脂材料上方依次形 成透明導電膜及金屬膜的工序；（h)在所述金屬膜上方塗敷光致抗蝕劑，通過使用半色調 法進行曝光並顯影，從而形成具有所述TFT元件的柵極電極、引出配線及共通電極的圖案 的抗蝕層，並且，在除了所述接觸孔內以外的所述共通電極的區域內形成薄抗蝕層的工序； (i)以所述抗蝕層為掩模，通過對所述金屬膜及所述透明導電膜進行蝕刻，從而同時形成所 述柵極電極、所述引出配線、所述共通電極的工序；以及（j)在通過灰化而使所述抗蝕層變 薄，將所述薄抗蝕層去除後，通過對所述金屬膜進行蝕刻，從而將除了所述接觸孔內以外的 所述共通電極上方的所述金屬膜去除的工序。
[0018] 本發明所涉及的TFT陣列基板的製造方法的第2方式，具有下述工序：（a)在基板 上方依次形成氧化物半導體及第1金屬膜的工序；（b)在所述第1金屬膜上方塗敷光致抗 蝕劑，通過使用半色調法進行曝光並顯影，從而形成TFT元件的源極電極及漏極電極、共通 配線的圖案的抗蝕層，與此同時，在與TFT元件的溝道區域相對應的區域上方形成薄抗蝕 層的工序；（c)以所述抗蝕層為掩模，通過對所述第1金屬膜及氧化物半導體進行蝕刻，從 而同時形成所述源極電極、所述漏極電極及所述共通配線的工序；以及（d)在通過灰化而 使所述抗蝕層變薄，將所述薄抗蝕層去除後，以所述抗蝕層為掩模而對所述第1金屬膜進 行蝕刻，從而將所述TFT元件的溝道區域上方的第1金屬膜去除的工序。
[0019] 發明的效果
[0020] 根據本發明所涉及的TFT陣列基板，在第1及第2接觸孔內，在第1電極及引出配 線的上方設置有金屬覆蓋膜。因此，能夠防止第2電極圖案化時的蝕刻液從層間絕緣膜的 針孔滲入而到達至第1電極及引出配線。由此，能夠防止第1電極及引出配線的腐蝕，防止 接觸電阻增大和接觸不良。另外，在將第1電極設得較薄而提高透過率的情況下，還具有能 夠利用金屬覆蓋膜而確保機械強度的優點。另外，通過形成引出配線11，從而還能夠防止第 1或第2接觸孔與第3接觸孔的對位不良。
[0021] 另外，根據本發明所涉及的TFT陣列基板的製造方法，能夠通過使用半色調法而 使構成本發明所涉及的TFT陣列基板的電極和配線一起形成，能夠減少照相製版工序。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是表示實施方式1所涉及的TFT陣列基板的結構的俯視圖。
[0023] 圖2是表示實施方式1所涉及的TFT陣列基板的結構的剖面圖。
[0024] 圖3是用於說明實施方式1的效果的圖。
[0025] 圖4是表示實施方式1所涉及的TFT陣列基板的變形例的圖。
[0026] 圖5是表示實施方式1所涉及的TFT陣列基板的變形例的圖。
[0027] 圖6是表示實施方式2所涉及的TFT陣列基板的結構的俯視圖。
[0028] 圖7是表示實施方式2所涉及的TFT陣列基板的結構的剖面圖。
[0029] 圖8是實施方式2所涉及的TFT陣列基板的製造工序圖。
[0030] 圖9是實施方式2所涉及的TFT陣列基板的製造工序圖。
[0031] 圖10是實施方式2所涉及的TFT陣列基板的製造工序圖。
[0032] 圖11是實施方式2所涉及的TFT陣列基板的製造工序圖。
[0033] 圖12是實施方式2所涉及的TFT陣列基板的製造工序圖。
[0034] 圖13是實施方式2所涉及的TFT陣列基板的製造工序圖。
[0035] 圖14是實施方式2所涉及的TFT陣列基板的製造工序圖。
[0036] 圖15是實施方式2所涉及的TFT陣列基板的製造工序圖。
[0037] 圖16是表示實施方式3所涉及的TFT陣列基板的結構的俯視圖。
[0038] 圖17是表示實施方式3所涉及的TFT陣列基板的結構的剖面圖。
[0039] 圖18是實施方式3所涉及的TFT陣列基板的製造工序圖。
[0040] 圖19是實施方式3所涉及的TFT陣列基板的製造工序圖。
[0041] 圖20是實施方式3所涉及的TFT陣列基板的製造工序圖。
[0042] 圖21是表示實施方式2及3所涉及的TFT陣列基板的變形例的俯視圖。
[0043] 圖22是表示實施方式2及3所涉及的TFT陣列基板的變形例的剖面圖。

【具體實施方式】
[0044]
[0045] 本發明涉及一種在TFT陣列基板與相對基板之間保持有液晶的FFS方式的液晶顯 示裝置，其特徵在於TFT陣列基板的構造。在本實施方式中示出了將本發明應用於具有反 交錯型TFT的TFT陣列基板的例子。
[0046] 圖1是表示實施方式1所涉及的TFT陣列基板的結構的俯視圖。另外，圖2是該 TFT陣列基板的剖面圖，與圖1中示出的XI - X2線、Y1 - Y2線及Z1 - Z2線處的剖面相 對應。
[0047] 此外，在圖2的XI - X2線剖面中，"TFT部"表示後述的TFT元件50的形成區域， "漏極電極接觸部"表示後述的漏極電極接觸孔31的形成區域，"透過像素部"表示後述的 像素電極16及共通電極12的形成區域，"共通配線接觸部"表示後述的共通配線接觸孔32 的形成區域。另外，與Y1 - Y2線剖面相對應的"柵極端子部"表示後述的柵極端子電極18 及柵極端子焊盤20的形成區域，與Z1 - Z2線剖面相對應的"源極端子部"表示後述的源 極端子電極19及源極端子焊盤21的形成區域。
[0048] 如圖1所示，在TFT陣列基板上，多根柵極配線51與多根源極配線52以相交叉的 方式配置，在它們的交點附近配置TFT元件50。在柵極配線51的一個端部形成有柵極端子 電極18,在柵極端子電極18的上方形成有柵極端子焊盤20,該柵極端子焊盤20經由接觸 孔33 (以下稱為"柵極端子接觸孔"）而與柵極端子電極18連接。另外，在源極配線52的 一個端部形成有源極端子電極19，在源極端子電極19的上方形成有源極端子焊盤21，該源 極端子焊盤21經由接觸孔34 (以下稱為"源極端子接觸孔"）而與源極端子電極19連接。
[0049] TFT元件50的柵極電極2與柵極配線51連接。即，從柵極配線51分支而向TFT 元件50的形成區域（TFT部）延伸的部分，成為TFT元件50的柵極電極2。此外，被供給共 通電位的共通配線3也是使用與柵極電極2同一層形成的。
[0050] 另外，TFT元件50的源極電極7與源極配線52連接。即，從源極配線52分支而 向TFT元件50的形成區域延伸的部分，成為TFT元件50的源極電極7。此外，TFT元件50 的漏極電極8也是使用與源極配線52同一層形成的。
[0051] 如圖2所示，TFT元件50的柵極電極2形成在玻璃等透明絕緣性基板1上。另外， 在柵極電極2的上方，隔著柵極絕緣膜4而形成有半導體層5。源極電極7及漏極電極8隔 著歐姆接觸層6而形成在半導體層5的上方。源極電極7和漏極電極8彼此分離而相對配 置，在它們之間露出的半導體層5的部分成為TFT元件50的溝道區域。
[0052] TFT元件50、柵極配線51及源極配線52由保護絕緣膜9覆蓋，並且，保護絕緣膜 9的上方由具有平坦性的有機絕緣膜10 (平坦化絕緣膜)覆蓋。在有機絕緣膜10的上方形 成有平板狀的共通電極12,在共通電極12的上方隔著層間絕緣膜15,形成有具有狹縫的梳 齒狀的像素電極16。如圖1所示，共通電極12及像素電極16以對由2根柵極配線51和2 根源極配線52包圍的像素區域的大致整體進行覆蓋的方式配置。
[0053] 在保護絕緣膜9及有機絕緣膜10上，除了上述的柵極端子接觸孔33及源極端子 接觸孔34以外，還形成到達至漏極電極8的接觸孔31(以下稱為"漏極電極接觸孔")、到達 至共通配線3的接觸孔32 (以下稱為"共通配線接觸孔")。
[0054] 在包含漏極電極接觸孔31內部在內的有機絕緣膜10的上方，使用與共通電極12 同一層，形成有用於使像素電極16與漏極電極8連接的引出配線11。另外，如圖2所示，在 引出配線11的上方設置有金屬覆蓋膜13。金屬覆蓋膜13形成在漏極電極接觸孔31內，並 且，也形成在漏極電極接觸孔31外側的引出配線11的上方。即，金屬覆蓋膜13具有俯視 觀察時與漏極電極接觸孔31重疊的區域，同時也在有機絕緣膜10的上方延伸。
[0055] 引出配線11及金屬覆蓋膜13的上方由層間絕緣膜15覆蓋，在層間絕緣膜15上 形成有到達至位於引出配線11上方的金屬覆蓋膜13處的接觸孔35 (以下稱為"引出配線 接觸孔")，像素電極16通過引出配線接觸孔35而與金屬覆蓋膜13連接。其結果，引出配 線11與漏極電極8電連接。
[0056] 共通電極12通過共通配線接觸孔32而與共通配線3連接。如圖2所示，至少在 共通配線接觸孔32內的共通電極12的上方，設置有金屬覆蓋膜14。即，金屬覆蓋膜14具 有俯視觀察時與共通配線接觸孔32重疊的區域。
[0057] 此外，通過柵極端子接觸孔33而與柵極端子電極18連接的柵極端子焊盤20、以及 通過源極端子接觸孔34而與源極端子電極19連接的源極端子焊盤21，是使用與像素電極 16同一層形成的。
[0058] 在此，對圖1及圖2中示出的TFT陣列基板的製造方法進行說明。
[0059] 首先，在由玻璃構成的透明絕緣性基板1的上方，通過DC磁控濺射法，將A1合金 (例如A1 - Ni - Nd)膜成膜為200?300nm。並且，通過使用光致抗蝕劑的照相製版和溼蝕 亥IJ，對A1合金膜進行圖案化，形成柵極配線51、柵極電極2、共通配線3、柵極端子電極18。 在對A1合金的蝕刻中使用PAN類蝕刻液(磷酸、硝酸、乙酸的混合物)。
[0060] 在此，作為柵極配線51、柵極電極2等的材料，使用了 A1合金，但如果配線電阻足 夠低，則也可以使用其他材料。A1 - Ni - Nd合金由於主成分為A1，因此導電率高，通過所 添加的Ni，其還能夠與ΙΤ0等透明導電膜進行電氣接合。
[0061] 然後，使用等離子CVD (Chemical Vapor Deposition)法，以覆蓋透明絕緣性基板 1的整個上表面的方式形成作為柵極絕緣膜4的氮化矽膜。在柵極絕緣膜4的上方，使用等 離子CVD法對作為半導體層5的本徵非晶娃膜（intrinsic amorphous silicon film)、和 作為歐姆接觸層6的磷摻雜的n型非晶矽膜進行連續成膜。並且，通過使用光致抗蝕劑的 照相製版和幹蝕刻，對上述非晶矽膜進行圖案化，在TFT元件50的形成區域中，形成上述半 導體層5及歐姆接觸層6的島圖案。
[0062] 接下來，通過DC磁控溉射法而形成由Mo合金或鉻、A1合金(例如A1 - Ni - Nd) 等構成的金屬膜。在此，形成使各為l〇〇nm的MoNb合金和A1 - Ni - Nd合金重疊的層疊 構造。
[0063] 並且，通過使用光致抗蝕劑的照相製版及溼蝕刻而對該金屬膜進行圖案化，從而 形成源極配線52、源極電極7及漏極電極8。此時，通過使用與溼蝕刻相同的光致抗蝕劑圖 案的幹蝕刻，將源極電極7和漏極電極8之間的η型非晶矽膜(歐姆接觸層6)去除，使半導 體層5的表面(溝道區域）露出。
[0064] 然後，以覆蓋透明絕緣性基板1的整個上表面的方式，形成保護絕緣膜9。在此，作 為保護絕緣膜9形成使用等離子CVD法形成的厚度200?300nm的氮化矽膜。保護絕緣膜 9的設置目的是阻擋來自外部的雜質、水分，以保護半導體層5的溝道區域和源極電極7及 漏極電極8。因此，在透明絕緣性基板1上層的有機絕緣膜10充分地具有上述保護功能的 情況下，也可以省略保護絕緣膜9。
[0065] 在保護絕緣膜9的上方，將具有感光性的丙烯酸類的有機樹脂材料作為有機絕緣 膜10的材料，使用旋轉塗敷法以2. 0?3. 0 μ m的厚度進行塗敷。由此，能夠對通過上述制 造工序而製成的透明絕緣性基板1的上表面的凹凸進行覆蓋而使其平坦化。作為有機絕緣 膜10的材料，除了丙烯酸類的有機樹脂材料以外，也能夠使用烯烴類材料或酚醛樹脂類材 料、聚醯亞胺類材料、矽氧烷類材料。上述塗敷型的有機絕緣材料的介電常數低，能夠將配 線電容抑制得較低。由此，通過使用上述材料，而能夠以低電壓驅動TFT陣列基板，能夠有 助於低功耗化。
[0066] 另外，通過在柵極配線51、源極配線52的上方設置厚的有機絕緣膜10,從而使得 被夾持在TFT陣列基板與相對基板之間的液晶分子難以受到柵極配線51及源極配線52產 生的電場的影響。因此，能夠將形成在有機絕緣膜10上方的像素電極16按照與源極配線 52-部分重疊的方式進行配置，還具有增大像素麵積的優點。
[0067] 然後，通過照相製版和顯影而對有機絕緣膜10進行圖案化，形成漏極電極接觸孔 31、共通配線接觸孔32、柵極端子接觸孔33及源極端子接觸孔34。在圖2中，為了使圖示 簡單，垂直地示出各接觸孔的側壁，但實際上各接觸孔的側壁與透明絕緣性基板1的表面 之間的角度為50°?70°左右，各接觸孔為錐狀。
[0068] 然後，在大氣中實施60分鐘左右的200°C?300°C的烘乾處理，使有機絕緣膜10 硬化。通過烘乾而使作為絕緣膜的耐壓性和強度增大。由此，能夠在後面的工序中實施以 有機絕緣膜10為掩模的幹蝕刻。
[0069] 然後，通過以平坦化有機絕緣膜10為掩模的幹蝕刻，從而對保護絕緣膜9和柵極 絕緣膜4進行蝕刻。通過該幹蝕刻，漏極電極接觸孔31到達至漏極電極8,共通配線接觸孔 32到達至共通配線3,源極端子接觸孔34到達至源極端子電極19,柵極端子接觸孔33到達 至柵極端子電極18。
[0070] 接下來，在有機絕緣膜10的上方，通過DC磁控濺射法將作為透明導電膜的ΙΤ0膜 成膜為50?80nm。作為溉鍍氣體（sputtering gas)使用Ar與水蒸氣的混合氣體。通過 使用光致抗蝕劑的照相製版及溼蝕刻對該ΙΤ0膜進行圖案化，形成引出配線11及共通電極 12。作為ΙΤ0膜的溼蝕刻液，使用草酸。
[0071] 然後，將A1 - Ni - Nd膜成膜為100nm，通過使用光致抗蝕劑的照相製版及溼蝕 刻進行圖案化，形成引出配線11上方的金屬覆蓋膜13以及共通電極12上方的金屬覆蓋膜 14。金屬覆蓋膜13的端部可以如圖2所示與引出配線11的端部相比位於內側，也可以與 引出配線11相比位於外側並使得引出配線11的端部由金屬覆蓋膜13覆蓋。此外，在使來 自背光燈的光透過的區域(透過像素部）中，將A1 - Ni - Nd (金屬覆蓋膜13及金屬覆蓋 月旲14)去除。
[0072] 然後，在透明絕緣性基板1的整個上表面形成層間絕緣膜15。在此，使用等離子 CVD法，將相對介電常數為6?7的氮化矽膜成膜為200?300nm。構成有機絕緣膜10的 有機樹脂材料的耐熱性較低，為220°C?250°C，因此，此時的成膜溫度設為220°C。如果層 間絕緣膜15的介電常數較高，則特別是在FFS方式的液晶顯示裝置中，邊緣電場較強，能夠 以低電壓驅動液晶。
[0073] 在形成層間絕緣膜15後，通過使用光致抗蝕劑的照相製版和幹蝕刻，在層間絕緣 膜15上形成引出配線接觸孔35。此時，將在柵極端子接觸孔33及源極端子接觸孔34內形 成的層間絕緣膜15也去除，使柵極端子電極18及源極端子電極19分別在柵極端子接觸孔 33及源極端子接觸孔34中露出。
[0074] 接下來，通過DC磁控法將作為透明導電膜的ΙΤ0膜成膜為50?80nm。通過使用 光致抗蝕劑的照相製版和溼蝕刻對該ΙΤ0膜進行圖案化，從而形成像素電極16、柵極端子 焊盤20及源極端子焊盤21。像素電極16通過引出配線接觸孔35而與引出配線11上方 的金屬覆蓋膜13連接。柵極端子焊盤20通過柵極端子接觸孔33而與柵極端子電極18連 接。源極端子焊盤21通過源極端子接觸孔34而與源極端子電極19連接。
[0075] 通過以上工序，製成圖1及圖2中示出的實施方式1所涉及的TFT陣列基板。
[0076] 然後，在TFT陣列基板上方形成取向膜，將該取向膜隔著墊片而與單獨形成的具 有相對電極和濾色片的相對基板粘貼在一起，並在其間隙中注入液晶，從而形成液晶面板。 通過將該液晶面板與背光燈單元和周邊電路一起收容在框體內，從而製造出液晶顯示裝 置。
[0077] 下面，對實施方式1所涉及的TFT陣列基板具有的效果進行說明。
[0078] 在具有厚度較大的有機絕緣膜10的TFT陣列基板中，漏極電極接觸孔31及共通 配線接觸孔32的寬高比較大，因此難以在它們內部均一地形成層間絕緣膜15,由於局部的 薄膜化而易於產生針孔。在不具有金屬覆蓋膜13及金屬覆蓋膜14的現有的TFT陣列基板 中，在進行像素電極16的圖案化時，蝕刻液穿過層間絕緣膜15的針孔而到達至漏極電極接 觸孔31內的引出配線11、共通配線接觸孔32內的共通電極12,上述引出配線11或共通電 極12被溶解(腐蝕)，成為引起連接不良和電阻增大的原因。
[0079] 與此相對，在本實施方式中，漏極電極接觸孔31內的引出配線11由金屬覆蓋膜13 覆蓋，共通配線接觸孔32內的共通電極12由金屬覆蓋膜14覆蓋。由此，即使產生層間絕 緣膜15的針孔，也能夠防止在像素電極16的圖案化中使用的蝕刻液到達至引出配線11及 共通電極12,能夠防止上述問題的發生。另外，通過使該問題得到解決，從而能夠將層間絕 緣膜15設得更薄而增強邊緣電場，還能夠以低電壓對液晶進行驅動。並且，在為了提高透 過率而將共通電極12設得較薄的情況下，還能夠通過金屬覆蓋膜14而確保機械強度，具有 能夠防止共通配線接觸孔32內的共通電極12斷線的優點。
[0080] 另外，在本實施方式中，像素電極16通過引出配線接觸孔35與引出配線11上方 的金屬覆蓋膜13連接，並不是與引出配線11連接。
[0081] 與其相對，在不具有金屬覆蓋膜13的現有構造中，在引出配線接觸孔35的底部， 作為透明導電膜(例如ΙΤ0)的引出配線11露出。在該情況下，在通過幹蝕刻而形成引出 配線接觸孔35時，會在引出配線接觸孔35底部的緣部處形成圖3所示的被稱為"缺口 (notch)"的異常部。圖3中示出缺口形狀的概略圖。在圖3中示出了直接在引出配線11 (ΙΤ0膜）的上方形成有層間絕緣膜15 (SiN膜)，在層間絕緣膜15上形成引出配線接觸孔 35時形成有缺口的情況。
[0082] 通常，SiN膜是以SiH4 (矽烷)、NH3 (氨氣)、N2 (氮氣）為成分氣體並通過等離子 CVD法而形成的。此時，利用由於SiH4或NH3的分解而產生的氫自由基，對作為透明氧化物 導電膜的ΙΤ0進行還原，從ΙΤ0向等離子體中供給0(氧)。其結果，在成膜的初期階段形成 的SiN膜的一部分(與ΙΤ0接觸的部分）成為含有氧的膜，成為與其他部分相比幹蝕刻較快 的膜質。
[0083] 因此，形成引出配線接觸孔35的這部分層間絕緣膜15 (SiN)如果形成在引出配 線11 (ΙΤ0)的正上方，則由於形成引出配線接觸孔35時的過蝕刻（overetching)而在引出 配線接觸孔35底部的緣部處形成缺口。在本實施方式中，由於在引出配線接觸孔35底部 露出的是金屬覆蓋膜13 (A1合金)，因此不會發生上述問題，能夠獲得良好的接觸孔形狀， 能夠防止在引出配線接觸孔35內的像素電極16斷線等。
[0084] 在本實施方式中示出了像素電極16 (ΙΤ0)通過引出配線接觸孔35而與金屬覆蓋 膜13 (A1合金）連接的例子，但也可以如圖4所示，將引出配線接觸孔35內的金屬覆蓋膜 13的一部分去除，使引出配線11 (ΙΤ0)露出。ΙΤ0之間的界面電阻由於比ΙΤ0與金屬間的 界面電阻低，因此能夠減小像素電極16與引出配線11的連接電阻。
[0085] 例如，在對金屬覆蓋膜13進行圖案化時，預先在形成引出配線接觸孔35的位置 處，在金屬覆蓋膜13上形成比引出配線接觸孔35底部的內徑小的開口即可。通過使設置 在金屬覆蓋膜13上的開口比引出配線接觸孔35底部的內徑小，也能夠取得防止在引出配 線接觸孔35內產生缺口的效果。
[0086] 在本實施方式中，通過形成引出配線11，從而能夠防止漏極電極接觸孔31與引出 配線接觸孔35的重合不良。另外，該效果還關係到抑制漏極電極接觸孔31的巨大化。例 如，在不使用引出配線11而使TFT元件50的漏極電極8與像素電極16直接連接的情況下， 必須將引出配線接觸孔35和漏極電極接觸孔31形成在相同位置。在該情況下，考慮到漏 極電極接觸孔31與引出配線接觸孔35的對位偏差，需要將漏極電極接觸孔31設為必要尺 寸以上，但在本實施方式中不必如此。
[0087] 在本實施方式中，在各個照相製版工序中對引出配線11及共通電極12、和金屬覆 蓋膜13及金屬覆蓋膜14進行了圖案化，但也可以對它們進行連續成膜，使用半色調法(包 含灰度色調法）而在一次照相製版工序中形成。由此，能夠利用與不具有金屬覆蓋膜13及 金屬覆蓋膜14的現有構造的形成方法相同數量的掩模，製造實施方式1所涉及的TFT陣列 基板。
[0088] 此外，在圖1及圖2中示出了在平板狀的共通電極12的上方，配置有具有狹縫的 像素電極16的例子，但也可以與此相反，在平板狀的像素電極16的上方配置具有狹縫的共 通電極12。在該情況下，如圖5所示，像素電極16形成在有機絕緣膜10的上方(層間絕緣 膜15的下方)，通過漏極電極接觸孔31而與TFT元件50的漏極電極8連接。金屬覆蓋膜 13形成在漏極電極接觸孔31內的像素電極16的上方。另外，引出配線11以通過共通配線 接觸孔32而與共通配線3連接的方式形成，其上形成金屬覆蓋膜14。共通電極12形成在 層間絕緣膜15的上方，通過引出配線接觸孔35而與引出配線11上方的金屬覆蓋膜14連 接。
[0089]
[0090] 在形成使用作為平坦化絕緣膜的有機絕緣膜的FFS式TFT陣列基板時，需要多道 照相製版工序（即掩模的片數)，製造工期長，在此基礎上，製造成本高。因此，在實施方式2 中提出了減少所需掩模的片數、簡化製造工序的製造方法。
[0091] 實施方式2的TFT陣列基板具有頂柵構造的順交錯型TFT元件。在此，半導體層 使用了非晶矽，但也可以使用多晶矽或微晶矽。
[0092] 圖6是表示實施方式2所涉及的TFT陣列基板的結構的俯視圖。另外，圖7是該 TFT陣列基板的剖面圖，與圖6所示的XI - X2線、Y1 - Y2線及Z1 - Z2線處的剖面相對 應。在上述圖中，對具有與圖1及圖2所示的部件相同的功能的要素標註相同符號。
[0093] TFT元件50為頂柵構造，因此柵極配線51及柵極電極2,與源極配線52、源極電極 7及漏極電極8相比形成於上層。另外，在順交錯型的TFT元件中，在半導體層5 (溝道層） 的下方形成用於防止產生光電流的遮光膜24。
[0094] 另外，柵極電極2形成為下層2a和上層2b的雙層構造，該下層2a與引出配線11 及共通電極12在同一層形成，該上層2b與金屬覆蓋膜13及金屬覆蓋膜14在同一層形成。 同樣地，柵極端子電極18也形成為下層18a和上層18b的雙層構造，該下層18a與引出配 線11及共通電極12在同一層形成，該上層18b與金屬覆蓋膜13及金屬覆蓋膜14在同一 層形成。
[0095] 下面，對實施方式2所涉及的TFT陣列基板的製造方法進行說明。
[0096] 首先，在由玻璃構成的透明絕緣性基板1的上方，通過DC磁控濺射法而將A1合金 (例如A1 - Ni - Nd)膜成膜為200nm。並且，通過使用光致抗蝕劑的照相製版和溼蝕刻，對 A1合金膜進行圖案化，形成遮光膜24及共通配線3。厚度200nm的A1 - Ni - Nd膜能夠 充分地對光進行遮擋，作為配線也能夠獲得足夠的導電率。
[0097] 並且，使用等離子CVD法，以覆蓋透明絕緣性基板1的整個上表面的方式形成作為 保護絕緣膜9的氮化矽膜。
[0098] 然後，使用等離子CVD法，對TFT元件50的半導體層5的材料即本徵非晶矽膜、及 歐姆接觸層6的材料即磷摻雜的η型非晶矽膜進行連續成膜。並且，通過使用光致抗蝕劑 的照相製版及幹蝕刻對上述非晶矽膜進行圖案化，在TFT元件50的形成區域中，形成上述 半導體層5及歐姆接觸層6的島圖案。
[0099] 接下來，通過DC磁控濺射法，對由源極配線52、源極電極7、漏極電極8、源極端子 電極19等的材料即Mo合金或鉻、A1合金(例如A1 - Ni - Nd)等構成的金屬膜進行成膜。 在此，形成使各為l〇〇nm的MoNb合金和A1 - Ni - Nd合金重疊而成的層疊構造。並且，通 過使用光致抗蝕劑的照相製版及溼蝕刻對該金屬膜進行圖案化，從而形成源極配線52、源 極電極7及漏極電極8及源極端子電極19。
[0100] 此時，通過使用與溼蝕刻相同的光致抗蝕劑圖案的幹蝕刻，將源極電極7和漏極 電極8之間的η型非晶矽膜(歐姆接觸層6)去除，使半導體層5的表面(溝道區域）露出。 並且，以覆蓋透明絕緣性基板1的整個上表面的方式，使用等離子CVD法形成作為柵極絕緣 膜4的氮化矽膜。
[0101] 然後，以覆蓋透明絕緣性基板1整個上表面的方式，塗敷由丙烯酸類的正型感光 性樹脂構成的平坦化材料，形成厚度約2. 5 μ m的有機絕緣膜10。然後，使用預先準備的光 掩模27進行有機絕緣膜10的曝光。在光掩模27上形成有用於形成漏極電極接觸孔31、共 通配線接觸孔32、柵極端子接觸孔33、源極端子接觸孔34的開口部。在該開口部以外形成 有遮光膜圖案，利用遮光膜圖案遮擋曝光光的區域成為有機絕緣膜10的殘留區域。另外， 在光掩模27的與TFT元件50的形成區域相對應的部分上，設置有使曝光光的光強度降低 的半透過性的圖案(半色調掩膜27a)，該區域的有機絕緣膜10通過利用半色調掩膜27a衰 減後的光進行曝光（圖8)。
[0102] 在使用光掩模27進行有機絕緣膜10的曝光後，使用將用水稀釋成四甲基氫氧化 銨（TMAH)為0. 4wt%的有機鹼類的顯影液進行顯影。由此，如圖9所示，形成漏極電極接觸 孔31、共通配線接觸孔32、柵極端子接觸孔33、源極端子接觸孔34。此時，在通過半色調掩 膜27a而曝光後的TFT元件50的形成區域中，殘留比未曝光區域薄的有機絕緣膜10。在 本實施方式中，在TFT元件50的形成區域中，殘存有膜厚大約0. 5 μ m的很薄的有機絕緣膜 10。
[0103] 然後，如圖10所示，通過以有機絕緣膜10為掩模的蝕刻，而將漏極電極接觸孔31、 共通配線接觸孔32、柵極端子接觸孔33、源極端子接觸孔34底部的保護絕緣膜9及柵極絕 緣膜4去除。由此，在漏極電極接觸孔31中露出漏極電極8,在共通配線接觸孔32中露出 共通配線3,在柵極端子接觸孔33中露出透明絕緣性基板1，在源極端子接觸孔34中露出 源極端子電極19。在該蝕刻工序中採用的是使用氟類氣體的幹蝕刻法。對幹蝕刻條件進行 調整，以使得雖然有機絕緣膜10的厚度由於該幹蝕刻而減少，但TFT元件50的形成區域的 薄的部分不會完全被去除。其原因在於，如果在該幹蝕刻工序中途，TFT元件50的形成區 域的有機絕緣膜10消失，則柵極絕緣膜4的厚度減少，導致TFT元件50的特性惡化。
[0104] 然後，通過02灰化（ashing)而使整個有機絕緣膜10的厚度減少，從而去除TFT元 件50的形成區域上的薄的有機絕緣膜10 (圖11)。如果不將TFT元件50的形成區域上的 有機絕緣膜10去除，則在柵極絕緣膜4上殘存介電常數低的有機絕緣膜10,導致柵極電容 下降，TFT元件50的導通電流減小。因此，優選通過灰化而將TFT元件50的形成區域的有 機絕緣膜10完全去除。
[0105] 下面，對由ΙΤ0構成的透明導電膜和由A1合金構成的金屬膜進行連續成膜。然 後，塗敷由酚醛樹脂類的正型感光性樹脂構成的光致抗蝕劑材料，形成厚度大約1. 5 μ m的 光致抗蝕劑28。並且，使用預先準備的光掩模29進行光致抗蝕劑28的曝光。在光掩模29 上形成有用於形成柵極電極2、引出配線11、共通電極12、柵極端子電極18的圖案的遮光膜 圖案。另外，在光掩模29的與共通電極12的形成區域相對應的部分設置有半透過性的圖 案(半色調掩膜29a)，在該區域由通過半色調掩膜29a而衰減後的光進行曝光（圖12)。
[0106] 在使用光掩模29進行光致抗蝕劑28的曝光後，使用含有四甲基氫氧化銨（TMAH) 的有機鹼類的顯影液進行顯影。由此，如圖12所示，與柵極電極2、引出配線11、共通電極 12、柵極端子電極18相對應的部分以外的光致抗蝕劑28被去除。此時，在利用半色調掩膜 29a曝光後的共通電極12的形成區域中，殘留比未曝光區域更薄的光致抗蝕劑28。在本實 施方式中，在共通電極12的形成區域中，殘存有膜厚大約0. 2μπι的薄的光致抗蝕劑28。
[0107] 接下來如圖13所示，通過以光致抗蝕劑28為掩模，進行ΙΤ0膜和Α1合金的溼蝕 亥IJ。使用磷酸、硝酸、乙酸的混合液對Α1合金膜進行蝕刻，然後，ΙΤ0膜使用草酸進行蝕刻， 圖案化為期望的形狀。由此，形成柵極電極2、引出配線11、共通電極12、柵極端子電極18。 其中，在共通電極12的整個上殘存有Α1合金。
[0108] 然後，使用〇2灰化而使整個光致抗蝕劑28的膜厚減少，將共通電極12的形成區 域上的薄的光致抗蝕劑28去除（圖14)。此時，下層的有機絕緣膜10略微減少。然後再次 使用磷酸、硝酸、乙酸的混合液，對共通電極12上的Α1合金膜進行蝕刻而將其去除。此時， 由於通過灰化使光致抗蝕劑28減退而露出的Α1合金也被蝕刻。然後，將光致抗蝕劑28去 除（圖15)。
[0109] 其結果，柵極電極2、引出配線11、共通電極12、柵極端子電極18 -起形成。引出 配線11上的Α1合金成為金屬覆蓋膜13,在漏極電極接觸孔31內覆蓋在引出配線11的上 方。另外，殘存在共通電極12上的Α1合金成為金屬覆蓋膜14,在共通配線接觸孔32內覆 蓋在共通電極12的上方。金屬覆蓋膜13及金屬覆蓋膜14與實施方式1相同地，能夠防止 像素電極16圖案化時的蝕刻液對引出配線11及共通電極12進行腐蝕。
[0110] 然後，通過使用等離子CVD法形成SiN膜而形成層間絕緣膜15,在該層間絕緣膜 15上開設出引出配線接觸孔35。並且，通過使用DC磁控法將作為透明導電膜的ΙΤ0膜成膜 為50?80nm，進行圖案化，從而形成像素電極16、柵極端子焊盤20、源極端子焊盤21。像 素電極16經由引出配線接觸孔35而與引出配線11的A1合金電連接。
[0111] 如上所述，根據本實施方式，能夠通過7次的照相製版工序，製造出通常經過9次 照相製版工序製造的、具有順交錯型TFT元件的TFT陣列基板。
[0112]
[0113] 在實施方式3中提出能夠進一步減少掩模片數的FFS方式的TFT陣列基板製造方 法。
[0114] 如實施方式2所示，在作為半導體層5而使用低溫多晶矽或非晶矽、微晶矽等的情 況下，由於這些材料的帶隙狹窄，因此，會由於背光燈光對載流子進行光激發。其結果，產生 關態洩漏電流（off leak current),在圖像顯示時產生串擾或顯示不均勻的問題。在實施 方式2中，為了避免該問題，在半導體層5的下方設置有遮光膜24。
[0115] 但是，在半導體層5中使用帶隙較寬的氧化物半導體的情況下，由於不存在上述 問題，因此不需要遮光膜24,能夠減少製造工序所需的掩模片數。並且，氧化物半導體由於 具有高遷移率，因此可獲得一種低功耗、高性能的TFT陣列基板。
[0116] 圖16是表示實施方式3所涉及的TFT陣列基板的結構的俯視圖。另外，圖17是 該TFT陣列基板的剖面圖，與圖16所示的XI - X2線、Y1 - Y2線及Z1 - Z2線處的剖面 相對應。在上述圖中，對具有與圖1及圖2所示的部件相同的功能的要素標註相同符號。
[0117] 在實施方式3中TFT元件50也為頂柵構造，因此柵極配線51及柵極電極2,與源 極配線52、源極電極7及漏極電極8相比形成於上層。在本實施方式中，TFT元件50的半 導體層5使用氧化物半導體，在其下方不設置遮光膜。共通配線3是使用與源極配線52同 一層形成的，並與源極配線52平行延伸。
[0118] 柵極電極2形成為下層2a和上層2b的雙層構造，該下層2a與引出配線11及共 通電極12在同一層形成，該上層2b與金屬覆蓋膜13及金屬覆蓋膜14在同一層形成。同 樣地，柵極端子電極18也形成為下層18a和上層18b的雙層構造，該下層18a與引出配線 11及共通電極12在同一層形成，該上層18b與金屬覆蓋膜13及金屬覆蓋膜14在同一層形 成。另外，共通配線3形成為下層3a和上層3b的雙層構造，該下層3a與半導體層5在同 一層形成，該上層3b與源極電極7及漏極電極8在同一層形成。同樣地，源極端子電極19 也形成為下層19a和上層19b的雙層構造，該下層19a與半導體層5在同一層形成，該上層 19b與源極電極7及漏極電極8在同一層形成。
[0119] 下面，對實施方式3所涉及的TFT陣列基板的製造方法進行說明。
[0120] 首先，在由玻璃構成的透明絕緣性基板1的上方，形成作為半導體層5的材料的氧 化物半導體膜41。在本實施方式中，使用In :Zn :Sn :0的原子組成比為2 :6 :2 :13的In - 2]1 - 511 - 0祀材(^3找61:)[預203 *(2110)6*(31102)2]，通過0(]磁控溉射法而形成5〇111]1的 In - Zn - Sn - 0膜。此時，如果使用Ar氣體進行濺鍍，則通常氧的原子組成比少於化學 計量組成，導致形成氧離子不足狀態(上述例子中，〇的組成比小於13)的氧化膜，因此，優 選在Ar氣體中混合氧氣而進行濺鍍。在本實施方式中，使用相對於Ar氣體而添加有分壓 比為5%的0 2氣體後的混合氣體而實施溉鍍。剛成膜後的In - Zn - Sn - 0膜為非晶質 構造，在含有草酸的藥液中表現出可溶性。另一方面，在PAN類藥液中，在液體溫度20°C至 40°C的範圍內浸泡5分鐘後，也幾乎沒有發現膜減少，無法進行蝕刻加工。
[0121] 在氧化物半導體膜41的上方形成作為源極配線52、源極電極7及漏極電極8的材 料的金屬膜42。在本實施方式中，通過DC磁控溉射法而形成使各為100nm的MoNb合金和 A1 - Ni - Nd合金重疊的層疊構造。
[0122] 然後，如圖18所示，在氧化物半導體膜41及金屬膜42的上方塗敷由酚醛樹脂類 的正型感光性樹脂構成的光致抗蝕劑材料，形成厚度大約1. 5 μ m的光致抗蝕劑43。並且， 使用預先準備的光掩模44進行光致抗蝕劑43的曝光。在光掩模44上形成有用於形成源 極電極7、漏極電極8、共通配線3、源極端子電極19的圖案的遮光膜圖案。另外，在光掩模 44的與TFT元件50的溝道區域(源極電極7的形成區域與漏極電極8的形成區域之間)相 對應的部分，設置有半透過性的圖案(半色調掩膜44a)。
[0123] 在使用光掩模44進行光致抗蝕劑43的曝光後，使用含有四甲基氫氧化銨（TMAH) 的有機鹼類的顯影液進行顯影。由此，如圖19所示，除了與源極電極7、漏極電極8、溝道區 域、共通配線3、源極端子電極19相對應的部分以外的氧化物半導體膜41及金屬膜42被去 除。此時，在與使用半色調掩膜44a曝光後的溝道區域相對應的部分中，殘留比未曝光區域 薄的光致抗蝕劑43。在本實施方式中，在該部分中殘存有厚度大約0. 2 μ m的薄的光致抗蝕 劑43。
[0124] 然後，使用PAN類蝕刻液(磷酸、硝酸、乙酸的混合液）對A1合金膜和MoNb膜進行 蝕刻。接下來，利用同一光致抗蝕劑43,使用草酸對氧化物半導體膜41 (In - Zn - Sn - 〇膜)進行蝕刻而進行圖案化。由此，形成源極電極7、漏極電極8、半導體層5、共通配線3、 源極端子電極19。但在該時刻，源極電極7沒有與漏極電極8分離。
[0125] 然後，使用02灰化，使整個光致抗蝕劑43的膜厚減少，去除TFT元件50的溝道區 域上的光致抗蝕劑43。並且，再次使用磷酸、硝酸、乙酸的混合液，將溝道區域上方的Mo合 金及A1合金去除，使源極電極7與漏極電極8分離。此時，通過灰化使抗蝕層減退而露出 的A1合金、Mo合金也被去除（圖20)。然後，將光致抗蝕劑43去除。
[0126] 如以上所述，能夠由同一層的材料一起形成源極電極7、漏極電極8、半導體層5、 共通配線3、源極端子電極19。
[0127] 然後，使用等離子CVD法，以覆蓋透明絕緣性基板1的整個上表面的方式形成 250nm厚度的矽氧化膜，作為柵極絕緣膜4。氧化物半導體由於易於被氫還原，因此此時氧 化物半導體層5有可能被還原而成為氧不足狀態。如果半導體層5處於氧不足狀態，則產 生導電率上升、TFT元件50的關態洩漏電流上升的問題。因此，在此使用氫較少的矽氧化 膜即可。或者可以使用氧化鎵或氧化鋁這樣的金屬絕緣膜。在本實施方式中，在200°C的溫 度下，以SiH 4 (矽烷)和隊0 (-氧化二氮)為主要成分而形成矽氧化膜。如果在小於或等於 200°C下成膜，則能夠使得由於SiH4分解產生的氫自由基不會熱擴散至氧化物半導體層5。
[0128] 然後，在氧與氫的混合氣體氣氛中，在250°C?350°C的溫度下進行退火處理。能 夠通過退火處理而使在之前的製造工序中對溝道層造成的等離子體損傷等恢復。另外，除 了等離子體損傷以外，例如在形成源極電極7及漏極電極8時，由於與氧化物半導體層5的 界面反應而導致形成還原層（氧不足層)。該還原層是由於金屬在界面處形成氧化層時，氧 化物半導體中的氧被奪取而產生的。還原層成為導電率變高、關態洩漏電流增大的原因，但 通過退火而供給氧，能夠使不足狀態得到恢復。
[0129] 然後，塗敷感光性的有機絕緣材料而形成有機絕緣膜10,並開設漏極電極接觸孔 31、共通配線接觸孔32、柵極端子接觸孔33、源極端子接觸孔34,並且，將TFT元件50的形 成區域上方的有機絕緣膜10去除。然後，使用由ΙΤ0構成的透明導電膜和由A1合金構成的 金屬膜，一起形成引出配線11、柵極電極2、共通電極12、柵極端子電極18、金屬覆蓋膜14。 並且，形成層間絕緣膜15及引出配線接觸孔35,形成像素電極16。上述有機絕緣膜10的 形成及其以後的工序由於與實施方式2相同，因此在此省略說明。
[0130] 此外，在本實施方式中，優選層間絕緣膜15使用SiN膜，也對TFT元件50進行包 覆。柵極絕緣膜4由於是氧化矽膜，因此對水分（H 20)、鈉（Na)、鉀（K)這樣的會影響TFT特 性的雜質元素的阻擋性(遮擋性）較弱。特別是氧化物半導體膜易於受到上述雜質的影響。 通過將上層設置為阻擋性優良的SiN膜，從而能夠使特性穩定化。
[0131] 如上所述，根據本實施方式，能夠通過5次的照相製版製造出接觸電阻穩定、且遷 移率高、功耗低、開口率高的FFS模式的TFT陣列基板。
[0132] 在本實施方式中，氧化物半導體膜使用了 In - Zn - Sn - 0靶材[ΙΝ203 · (ZnO) 6 · (Sn02)2]，但也可以使用In :Ga :Zn :0的原子組成比為1 :1 :1 :4的In - Ga - Zn - 0 靶材[ΙΝ203 ·6&203 ?(ΖηΟ)」。In - Ga - Zn - 0通常不僅在含有草酸的藥液中可溶，相對 於上述PAN類藥液也可溶。在該情況下，在源極?漏極電極中以單層使用A1合金，使用有 機鹼類的藥液進行蝕刻即可。例如，即使是含有四甲基氫氧化銨（TMAH)的有機鹼類的顯影 液，也能夠對A1合金進行蝕刻。In - Ga - Zn - 0由於具有相對於鹼類藥液的耐受性，因 此能夠選擇性地進行蝕刻。
[0133] 另外，也可以使用向上述組成的材料中添加 Hf (鉿)或Zr (鋯)等並將帶隙提高後 的氧化物半導體。如果帶隙增大，則由光引起的產生載流子的現象進一步被抑制，TFT的關 態洩漏電流降低。由此，能夠獲得與顯示不均勻、串擾這樣的問題相對的裕量。
[0134] 另外，在本實施方式中，在一起形成源極電極、漏極電極、溝道區域、共通配線3、源 極端子電極後，形成有柵極絕緣膜4,但也可以在形成柵極絕緣膜4前，進行大氣壓等離子 處理或使用N20、0 2這樣的氧元素類氣體的等離子處理。能夠更高效地修復源極電極7及漏 極電極8形成時的還原層(氧不足層)。該處理的等離子體損傷能夠通過之後的退火處理進 行恢復，不存在問題。
[0135]
[0136] 在實施方式2 (圖6)及實施方式3 (圖16)中，共通電極12以各像素為單位分離， 但在相鄰的像素之間也可以是相連接的。圖21是表示使相鄰像素的共通電極12電連接的 變形例的俯視圖。另外，圖22是沿圖21所示的W1 - W2線的剖面圖。
[0137] 在圖21中，共通電極12以跨過源極配線52及共通配線3的方式形成。即，在柵 極配線51的延伸方向上相鄰的各像素的共通電極12 -體地形成。例如，即使在共通配線 接觸孔32內存在異物，使得共通電極12與共通配線3沒有電連接，由於從相鄰像素的共通 電極12供給共通電位，因此，也能夠消除像素單位的顯示不良。
[0138] 另外，在圖21中，以越過柵極配線51的方式，形成有使相鄰像素的共通電極12之 間連接的橋接配線30。橋接配線30使用與像素電極16同一層形成。
[0139] 橋接配線30通過在層間絕緣膜15上形成的接觸孔36而與相鄰的2個像素的共 通電極12連接。由此，從在源極配線52的延伸方向上相鄰的像素的共通電極12也能夠供 給電位，具有更好的效果。特別是如果顯示裝置大型化，則對於從顯示區域外的電源供給的 電位，位置越靠近顯示區域中央越容易發生電壓下降。通過使用本變形例，從而能夠在顯示 區域內均勻地供給共通電位，能夠減輕顯示不均勻。
[0140] 另外，如圖22所示，在接觸孔36的形成部位處，也優選在共通電極12的上方配置 金屬覆蓋層45。由此，能夠在接觸孔36形成時，防止在其底部的緣部處形成缺口。
[0141] 此外，本發明能夠在該發明的範圍內將各實施方式自由組合、或者對各實施方式 進行適當地變形、省略。
【權利要求】
1. 一種TFT陣列基板，其特徵在於，具有： TFT元件； 共通配線，其被供給共通電位； 有機絕緣膜，其使用感光性的有機樹脂材料形成，覆蓋所述TFT元件的漏極電極及共 通配線； 第1接觸孔，其形成在所述有機絕緣膜內，到達至所述漏極電極； 第2接觸孔，其形成在所述有機絕緣膜內，到達至所述共通配線； 第1電極及引出配線，它們在所述有機絕緣膜的上方延伸；以及 第2電極，其在所述第1電極的上方隔著層間絕緣膜延伸，通過在所述層間絕緣膜上形 成的第3接觸孔而與所述引出配線連接， 所述第1電極及所述引出配線的一方通過所述第1接觸孔而與所述漏極電極連接， 所述第1電極及所述引出配線的另一方通過所述第2接觸孔而與所述共通配線連接， 在所述第1接觸孔及所述第2接觸孔內，在所述第1電極及所述引出配線的上方形成 有金屬覆蓋膜。
2. 根據權利要求1所述的TFT陣列基板，其中， 所述引出配線上方的所述金屬覆蓋膜還形成在所述第3接觸孔的底部。
3. 根據權利要求2所述的TFT陣列基板，其中， 所述第3接觸孔的底部的所述金屬覆蓋膜具有比所述第3接觸孔的底部的內徑小的開 □。
4. 一種TFT陣列基板的製造方法，其特徵在於，具有下述工序： (a) 在基板上方形成遮光膜及共通配線的工序； (b) 形成對所述遮光膜及共通配線進行覆蓋的絕緣膜的工序； (c) 在所述遮光膜的上方形成TFT元件的半導體層，並在所述半導體層的上方形成所 述TFT元件的源極電極及漏極電極的工序； (d) 在所述工序（c)之後，在所述基板的整個上表面形成柵極絕緣膜的工序； (e) 在所述工序（d)之後，在所述基板的整個上表面塗敷感光性的有機樹脂材料，通過 使用半色調法進行曝光並顯影，從而將所述漏極電極上方及所述共通配線上方的所述有機 樹脂材料去除，並且，在所述TFT元件的形成區域上方形成薄有機樹脂材料的工序； (f) 以所述有機樹脂材料為掩模，將所述漏極電極上方及共通配線上方的所述絕緣膜 及所述柵極絕緣膜去除而形成接觸孔的工序； (g) 通過灰化而使所述有機樹脂材料變薄，從而將所述薄有機樹脂材料去除後，在所述 有機樹脂材料上方依次形成透明導電膜及金屬膜的工序； (h) 在所述金屬膜上方塗敷光致抗蝕劑，通過使用半色調法進行曝光並顯影，從而形成 具有所述TFT元件的柵極電極、引出配線及共通電極的圖案的抗蝕層，並且，在除了所述接 觸孔內以外的所述共通電極的區域內形成薄抗蝕層的工序； (i) 以所述抗蝕層為掩模，通過對所述金屬膜及所述透明導電膜進行蝕刻，從而同時形 成所述柵極電極、所述引出配線、所述共通電極的工序；以及 (j )在通過灰化而使所述抗蝕層變薄，將所述薄抗蝕層去除後，通過對所述金屬膜進行 蝕刻，從而將除了所述接觸孔內以外的所述共通電極上方的所述金屬膜去除的工序。
5. -種TFT陣列基板的製造方法，其特徵在於，具有下述工序： (a) 在基板上方依次形成氧化物半導體及第1金屬膜的工序； (b) 在所述第1金屬膜上方塗敷光致抗蝕劑，通過使用半色調法進行曝光並顯影，從而 形成TFT元件的源極電極及漏極電極、共通配線的圖案的抗蝕層，與此同時，在與TFT元件 的溝道區域相對應的區域上方形成薄抗蝕層的工序； (c) 以所述抗蝕層為掩模，通過對所述第1金屬膜及氧化物半導體進行蝕刻，從而同時 形成所述源極電極、所述漏極電極及所述共通配線的工序；以及 (d) 在通過灰化而使所述抗蝕層變薄，將所述薄抗蝕層去除後，以所述抗蝕層為掩模而 對所述第1金屬膜進行蝕刻，從而將所述TFT元件的溝道區域上方的第1金屬膜去除的工 序。
6. 根據權利要求5所述的TFT陣列基板的製造方法，其中， 還具有下述工序： (e) 在所述工序（d)之後，在所述基板的整個上表面形成柵極絕緣膜的工序； (f) 在所述工序（e)之後，在所述基板的整個上表面塗敷感光性的有機樹脂材料，通過 使用半色調法進行曝光並顯影，從而將所述漏極電極上方及所述共通配線上方的所述有機 樹脂材料去除，並且，在所述TFT元件的形成區域上方形成薄有機樹脂材料的工序； (g) 以所述有機樹脂材料為掩模，將所述漏極電極上方及共通配線上方的所述柵極絕 緣膜去除而形成接觸孔的工序； (h) 在通過灰化而使所述有機樹脂材料變薄，從而將所述薄有機樹脂材料去除後，在所 述有機樹脂材料上方依次形成透明導電膜及第2金屬膜的工序； (i )在所述第2金屬膜上方塗敷光致抗蝕劑，通過使用半色調法進行曝光並顯影，從而 形成具有所述TFT元件的柵極電極、引出配線及共通電極的圖案的抗蝕層，並且，在除了所 述接觸孔內以外的所述共通電極的區域形成薄抗蝕層的工序； (j)以所述抗蝕層為掩模，通過對所述第2金屬膜及所述透明導電膜進行蝕刻，從而同 時形成所述柵極電極、所述引出配線、所述共通電極的工序；以及 (k )在通過灰化而使所述抗蝕層變薄，將所述薄抗蝕層去除後，通過對所述第2金屬膜 進行蝕刻，從而將除了所述接觸孔內以外的所述共通電極上方的所述第2金屬膜去除的工 序。
【文檔編號】G02F1/1333GK104102059SQ201410131136
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月2日 優先權日:2013年4月3日
【發明者】小田耕治, 井上和式, 石賀展昭, 宮川修 申請人:三菱電機株式會社