[发明专利]薄膜晶体管阵列衬底、其制造方法以及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管阵列衬底、其制造方法以及显示装置。

背景技术

采用了液晶的显示装置作为代替CRT的平板显示器(flat-panel display)的一种，正在应用于有效利用了低功耗或薄型的特征的制品。

在液晶显示装置(Liquid Crystal Display：以下表示为LCD)中，存在单纯矩阵(matrix)型LCD、将薄膜晶体管(Thin Film Transistors：以下表示为TFT)用作开关(switching)元件的TFT-LCD。TFT-LCD在便携性、显示质量方面优于CRT或单纯矩阵型LCD，广泛应用于笔记本型(laptop)个人计算机(personal computer)等。一般，在TFT-LCD中，在呈阵列状形成有TFT的TFT阵列衬底与对置衬底之间夹持液晶层。另外，分别在TFT阵列衬底和对置衬底的外侧设置偏振片，另外，在一侧设置光源。根据这样的结构，TFT-LCD获得良好的显示。

在这样的TFT-LCD中，在制作TFT衬底时，需要采用半导体技术在玻璃(glass)衬底上呈阵列状形成TFT，需要较多的步骤数。由此，容易产生各种缺陷或不良，导致成品率降低。另外，存在制造所所需的装置的数量增加、制造成本(cost)增加的问题。

作为以往广泛使用的TFT阵列衬底的制造方法，公知采用专利文献1这样的5次光刻(photolithography)工艺(process)(以下称为5个掩模(mask)工艺)的方法。在专利文献1和专利文献2中，公开了采用5个掩模工艺的制造方法和其TFT阵列衬底的结构。

另一方面，在专利文献3中，公开了利用4次光刻工艺(以下称为4个掩模工艺)制造TFT阵列衬底的方法。在专利文献3中，将专利文献1的第2次和第3次的光刻工艺集中于1次光刻工艺，由此，实现4个掩模工艺。即，采用半色调(halftone)曝光技术，部分地改变光致抗蚀剂(photoresist)的膜厚，由此，通过1次光刻形成TFT的半导体层、源、漏电极以及沟道(channel)区域。

专利文献1：JP特开平8-50308号文献

专利文献2：JP特开平2001-244467号文献

专利文献3：JP特开平2005-283689号文献

在这样的4个掩模工艺中，采用半色调曝光技术，形成膜厚不同的抗蚀剂图形。在半导体层和源、漏电极的形成区域上，形成膜厚较厚的抗蚀剂图形，在沟道形成区域上，形成膜厚较薄的抗蚀剂图形。但是，控制膜厚较薄的抗蚀剂图形的尺寸非常难，根据各种参数(parameter)而变化。于是，在4个掩模工艺中，作为源电极和漏电极之间的距离的半导体层的宽度，即，沟道长度的控制非常困难。

需要正确控制例如曝光前的抗蚀剂膜厚均匀性、抗蚀剂膜质均匀性、最佳半色调曝光量、抗蚀剂显影特性的均匀性、减小抗蚀剂的膜厚的步骤的均匀性等所谓的参数。特别是，目前的情况是，较薄地残留抗蚀剂，形成膜厚较薄的抗蚀剂图形的光刻技术以及均匀地减小该抗蚀剂的工艺技术的控制非常难。在这样的以往的4个掩模工艺中，在面板内存在多个沟道长度不同的TFT。由于沟道长度不同的TFT的特性产生差异，所以，存在产生显示不均匀(non-uniformity)或点缺陷，导致显示品质、成品率的降低的问题。

发明内容

本发明是为了解决这样的问题而提出的，其目的在于提供不增加光刻步骤数量而能够容易进行TFT的沟道长度的控制的薄膜晶体管阵列衬底、其制造方法以及显示装置。

本发明的薄膜晶体管阵列衬底具有：形成在衬底上的栅电极；形成在上述栅电极上的栅极绝缘膜；源电极以及漏电极，包括透明导电膜以及形成在该透明导电膜上的金属膜，形成在上述栅极绝缘膜上；半导体膜，形成在上述源电极以及上述漏电极上，与上述源电极以及上述漏电极电连接；从上述漏极延伸形成的像素电极。

根据本发明，能够提供不增加光刻步骤数量而可容易进行TFT的沟道长度的控制的薄膜晶体管阵列衬底、其制造方法以及显示装置。

附图说明

图1是表示液晶显示装置所采用的TFT阵列衬底的结构的主视图。

图2是实施方式1的TFT阵列衬底的俯视图。

图3是表示实施方式1的TFT阵列衬底的剖面结构的图，是图2的A-A线的剖视图。

图4是表示实施方式1的TFT阵列衬底的制造步骤流程的流程图。

图5是表示实施方式1的TFT阵列衬底的制造步骤的剖视图。

图6是表示实施方式1的TFT阵列衬底的制造步骤的剖视图。