JP4674293B2 - Manufacturing method of MOS transistor - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体の製造方法に係り、特に、高耐圧のMOSトランジスタと低耐圧MOSトランジスタを混在させた液晶表示装置のドライバ、あるいはフラシュメモリ用等に好適なMOSトランジスタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置のドライバやフラシュメモリ用のMOSトランジスタは、高耐圧のMOSトランジスタと低耐圧MOSトランジスタを混在させて形成している。
従来、この種のMOSトランジスタの製造におけるイオン打ち込みによる不純物領域の形成は、半導体基板にレジストを塗布し、イオンを打ち込みたい領域のみレジストを除去して開口部を形成し、その他の領域はレジストを被せてイオン打ち込みを行っている。
【0003】
図37は従来の不純物領域の形成プロセスの一例を説明する処理工程図である。先ず、(a)半導体基板SUBに酸化膜INSを成膜し、(b)その上にホトレジストREGを塗布して、ホトマスクPMSKを塗布した後、露光・現像処理によりイオンを打ち込みたい領域のレジストを除去する。(c)レジストを除去した開口を介して酸化膜INSを通してイオンIONを打ち込み、不純物濃度の低いイオン打ち込み層または不純物濃度の高いイオン打ち込み層IONL/Rを形成する。最後に、(d)残ったレジストを除去する。
【0004】
このように、従来は、不純物領域ごとに1つのホトマスクを必要とし、不純物領域の異なる領域を2つ形成するには2枚のホトマスクを必要としていた。
【0005】
また、図38は従来の不純物領域の形成プロセスの他例を説明する処理工程図である。このプロセスでは、先ず、(a)半導体基板SUBに酸化膜INSを成膜し、その全面にイオンを打ち込んで(b)不純物濃度の低いイオン打ち込み層IONLを形成した後、(c)酸化膜の上にレジストREGを塗布し、不純物濃度の高い領域に開口を有するホトマスクPMSKを介した露光・現像処理によりイオンを打ち込みたい領域のレジストを除去する。(d)レジストを除去した開口を介して酸化膜INSを通してイオンIONを打ち込み、(e)不純物濃度の高い領域IONRを形成する。
【0006】
この処理では、ホトマスク1枚で2種類のイオン濃度の異なる不純物領域を形成することができるが、2回のイオン打ち込み工程が必要となると共に、最初のイオン打ち込みでは、半導体基板SUBの全面にイオンが打ち込まれてしまう。
【0007】
図34と図35は高耐圧系MOSトランジスタを有するアクティブマトリクス型液晶パネルのドライバの製造プロセスを説明する概略工程図であり、SUBは半導体基板、HNWは高耐圧系PMOSトランジスタのウエル、HPWは高耐圧系NMOSトランジスタのウエル、NWは低耐圧系PMOSトランジスタのウエル、PWは低耐圧系NMOSトランジスタのウエル,PFは高耐圧系PMOSトランジスタのウエルHNWおよび低耐圧系PMOSトランジスタのウエルNWのフィールド領域のチャネルストッパー、NPは高耐圧系NMOSトランジスタのウエルHPWおよび低耐圧系NMOSトランジスタのウエルPWのフィールド領域のチャネルストッパー、FRは厚い酸化膜で被覆したフィールド領域、HPMは高耐圧系PMOSトランジスタのドレイン・ソース部の電界緩和層、HNMは高耐圧系NMOSトランジスタのドレイン・ソース部の電界緩和層、PPG,PNGは高耐圧系MOSトランジスタのゲート電極、LPG,LNGは低耐圧系MOSトランジスタのゲート電極を示す。
【0008】
このプロセスを図39および図40を順に参照して説明する。先ず、(a)半導体基板SUB上に高耐圧系MOSトランジスタのウエルHNW,HPWをホトマスク1枚で形成する。その後、(b)低耐圧系MOSトランジスタのウエルNW,PWをそれぞれのホトマスクを用いて形成する。この工程ではホトマスクは2枚用いる。
【0009】
次に、(c)フィールド領域およびチャネルストッパーNF,PFを形成する。この工程では、3枚のホトマスクを用いる。
【0010】
そして、(d)高耐圧系MOSトランジスタの電界緩和層HNM,HPMをそれぞれのホトマスクを用いて形成した後、(e)ゲート電極PPG,PNG、LPG,LNGを形成して、高耐圧系PMOSトランジスタ、高耐圧系NMOSトランジスタ、低耐圧系PMOSトランジスタ、低耐圧系NMOSトランジスタを得る。
【0011】
以上の全プロセスに使用されるホトマスクは、ウエル形成だけで3枚、チャネルストッパーの形成に2枚、高耐圧系MOSトランジスタのドレイン・ソース部の電界緩和層形成に2枚必要とし、フィールド領域の形成用を含めると全部で8枚のフォトマスクが必要となる。
【0012】
また、前記図38で説明した従来のプロセスでは異なる不純物濃度ごとにイオン打ち込みを必要とする。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、異なるイオン濃度の不純物領域を形成する場合、従来の不純物領域の形成プロセスでは、それぞれにホトマスクを必要とし、また、イオン打ち込みも濃度の異なる不純物領域の数に相当する回数だけ必要としていた。
【0014】
すなわち、高耐圧系MOSトランジスタと低耐圧系MOSトランジスタが混在する場合、高耐圧系MOSトランジスタのドレイン・ソース間のショートチャネル効果の問題から、高耐圧系MOSトランジスタのウエルは不純物濃度が低く、低耐圧系MOSトランジスタのウエルの不純物濃度は高くする必要がある。このため、上記従来の製造プロセスでは、高価なホトマスクを多数枚使用して複数回のイオン打ち込みを行っている。
【0015】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、MOSトランジスタの製造に要するホトマスクの数を削減し、かつイオン打ち込み回数も削減して製造工程数を低減してコスト低減を図ったMOSトランジスタの製造方法を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、酸化膜の厚みの差を利用してイオン打ち込み深さを制御し、濃度の異なる複数種類のイオン打ち込み層を形成するようにした点に特徴を有する。
【0017】
図1は本発明のMOSトランジスタの製造方法におけるイオン打ち込みの原理を説明する模式図である。本発明では、半導体基板SUBの表面に厚さの異なる酸化膜を形成する。酸化膜INSの厚さをフィールド領域で厚くし、アクティブ領域で薄く形成する。
【0018】
この酸化膜INSを通過するようイオン打ち込みを行うと、酸化膜が厚いフィールド領域の半導体基板SUBの表面には高濃度のイオン打ち込み層が形成され、酸化膜INSが薄いアクティブ領域では半導体基板SUBの深い部分にイオン打ち込み層が形成される。
【0019】
その結果、表面の不純物濃度はフィールド領域より低くなり、濃度の異なる2種類のイオン打ち込み層を形成することができる。
【0020】
本発明の典型的な構成例を例示すれば、以下の(1)および(2)に記載の通りである。
【0021】
(1)半導体基板にイオン打ち込みにより不純物濃度の異なるウエル領域を形成する工程を含むMOSトランジスタの製造方法において、
前記半導体基板の上層に厚みの異なる酸化膜を被覆し、一回のイオン打ち込みで前記酸化膜の厚みの違いにより不純物濃度の異なる領域を形成することを特徴とする。
【0022】
(2)使用電圧の違いにより高電圧で使用する高耐圧MOSトランジスタと低電圧で使用する低耐圧MOSトランジスタとが同一半導体基板に混在させ、使用電圧の違いにより不純物濃度の異なるウエル領域を形成するMOSトランジスタの製造方法において、
不純物濃度の低い高耐圧MOSトランジスタのウエルを最初に形成し、次にMOSトランジスタ同士を電気的に分離するフィールド酸化膜を形成してから不純物濃度の高い低耐圧MOSトランジスタのウエルを形成することにより、低耐圧MOSトランジスタのウエル用イオン打ち込み工程で高耐圧MOSトランジスタのドレイン・ソース部の電界緩和層および寄生MOSトランジスタ用のチャネルストッパーを同時に形成したことを特徴とする。
【0023】
なお、本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、かつ以下の実施例にこだわることなく、種々の変更が可能である。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、図示した実施例を参照して詳細に説明する。
【0025】
図2と図3は本発明によるMOSトランジスタの製造方法の1実施例を模式的に示す処理工程図である。なお、図2において、前記図34と図35と同一の符号は同一部分に対応する。
【0026】
先ず、(a)半導体基板SUBに1枚のホトマスクで高耐圧系MOSトランジスタのウエルHNW,HPWを形成する。(b)高耐圧系MOSトランジスタのウエルHNW,HPWの境界上に厚い酸化膜でフィールド領域FRを形成する。
このフィールド領域の形成には1枚のホトマスクを用いる。
【0027】
次に、(c)低耐圧系MOSトランジスタのウエルNWを(チャネルストッパー及び電界緩和層)をホトマスク2枚で形成する((c−1),(c−2))。
以下はゲート電極形成工程に行く。
【0028】
このように、本発明では、従来の製造工程の順序を変更して高耐圧系MOSトランジスタのウエルを形成した後にフィールド領域を形成し、その後に低耐圧系のウエルを形成する。このウエル形成用イオン打ち込みは、フィールド領域とアクティブ領域の酸化膜の厚さの違いを利用してイオンを打ち込むため、低耐圧系のウエル用ホトマスクがチャネルストッパーおよび電界緩和層用のホトマスクの代用となるため、ホトマスク4枚で従来と同じ構造を形成することが可能となり、ホトマスク4枚分(N領域とP領域それぞれのチャネルストッパーと電界緩和層)を削除することができる。
【0029】
図4、図5、図6および図7は本発明を液晶パネルのドライバの製造プロセスに適用した実施例を説明する工程図である。この工程は、高耐圧系MOSトランジスタのウエル形成プロセス(a)、フィールド領域の形成プロセス(b)、低耐圧系MOSトランジスタのウエル形成プロセス(c)およびゲート電極形成プロセス(d)から構成される。
【0030】
先ず、(a)高耐圧系MOSトランジスタのウエル形成プロセスでは、(a−1)半導体基板SUBの表面にイオン打ち込み用のスルー酸化膜INS及び窒化膜SINを成膜する。レジスト膜REGの塗布とパターニングでPMOSトランジスタのウエルHNWとなる領域のSINを除去して開口部を形成し、この開口部を通して当該領域にイオンを打ち込む。そして、(a−2)イオン打ち込み後、レジスト膜REGを除去し、熱酸化を行う。この熱酸化時に窒化膜SINが存在する領域は酸化されないため、熱酸化後に窒化膜SINを除去すると、窒化膜SINの存在していた領域の酸化膜は薄膜のままとなるため、PMOSトランジスタのウエルHNW領域で厚い酸化膜INS(TINS)、NMOSトランジスタのウエルHPW領域で薄い酸化膜INS(SINS)が得られる。この厚い酸化膜INS(熱酸化膜TINS)をレジスト膜の代用としてNMOSトランジスタのウエルHPWの領域にイオン打ち込みを行う。
【0031】
次に、(b)フィールド領域の形成プロセスでは、(b−1)長時間の熱拡散によりウエル領域の引延しを行い、再度、半導体基板SUBの表面に熱酸化膜TINSおよび窒化膜SINを成膜し、図示しないレジスト膜を形成後、フィールド領域形成用のホトマスクを用いて窒化膜のエッチングを行う。(b−2)窒化膜のエッチング後に熱酸化を行うと、窒化膜SINが存在しない領域には厚いフィールド酸化膜FINSが形成される。
【0032】
(c)低耐圧系MOSトランジスタのウエル形成では、(c−1)低耐圧系PMOSトランジスタのウエルNW形成では、レジスト膜を塗布し、ホトマスクを用いてパターニングして低耐圧系PMOSトランジスタのウエル領域に開口を形成する。このレジスト膜の開口を介してイオン打ち込みを行うことで、低耐圧系PMOSトランジスタのウエル領域NWと共に高耐圧系PMOSトランジスタのウエルHNW領域のチャネルストッパーNW(CS)、高耐圧系NMOSトランジスタの電界緩和領域NW(FD)として形成される。
【0033】
このイオン打ち込みは酸化膜の膜厚の差を利用しているため、チャネルストッパーNW(CS)は高濃度、ウエル領域NWと電界緩和領域FDは低濃度としてイオンが打ち込まれる。
【0034】
同様にして、(c−2)低耐圧系NMOSトランジスタのウエルPW形成では、上記と同様のレジスト膜のパターニングで低耐圧系NMOSトランジスタのウエルPW領域に開口を形成後、イオン打ち込みを行うことにより、低耐圧系NMOSトランジスタのウエルPWと共に、高耐圧系NMOSトランジスタのウエル領域HPWのチャネルストッパーPW(FD)が形成される。その後、(c−3)熱拡散により、低耐圧系MOSトランジスタのウエル、高耐圧系MOSトランジスタの電界緩和層の引延しを行う。
【0035】
以降は、(d)ゲート電極形成プロセスに行き、高耐圧系MOSトランジスタのゲート電極PPG,PNG、低耐圧系MOSトランジスタのゲート電極LPG,LNGを形成して液晶パネルに好適なドライバ(IC)を得る。
【0036】
本発明の適用において、上記プロセスフローでは、最初に高耐圧系MOSトランジスタのウエルを形成し、その後にMOSトランジスタ間を電気的に分離するフィールド酸化膜を形成しているが、図8、図9に示すように、最初にマスク一枚を用いてフィールド酸化膜を形成し、その後に高耐圧系のウエル用イオン打ち込みを厚い酸化膜を通過するような高エネルギーで打ち込み、長時間の熱拡散によるウエル引延し後に低耐圧系のウエル形成用イオン打ち込みで高耐圧MOSトランジスタの電界緩和層とチャネルストッパーを同時に形成するプロセスフローにおいても、本発明の適用が可能である。
【0037】
また、高耐圧系MOSトランジスタも、図10に示すプレーナ型MOSトランジスタのみでなく、図11に示すLOCOSオフセット型MOSトランジスタの製造にも本発明を適用することができ、この場合のMOSトランジスタ構造は図12に示したようになる。
【0038】
上記した実施例で説明したように、本発明によるプロセスを採用した製造方法によれば、従来のプロセスに対し、ホトマスクを4枚削減でき、かつイオン打ち込み回数も低減できる。
【0039】
次に、本発明により製造したMOSトランジスタを採用したドライバを適用したアクティブ・マトリクス方式のカラー液晶表示装置について説明する。
【0040】
図13は本発明を適用したアクティブ・マトリクス方式液晶表示装置の一画素とその周辺の構成を説明する平面図、図14は図13の3−3線に沿って切断した断面図、図15は図13の4−4線に沿って切断した断面図、図16は図13に示した画素を複数配置した状態を示す平面図である。
【0041】
図13に示したように、各画素は隣接する2本の走査信号線(ゲート信号線または水平信号線)GLと、隣接する2本の映像信号線(ドレイン信号線または垂直信号線)DLとの交差領域内(4本の信号線で囲まれた領域内)に配置されている。
【0042】
各画素は薄膜トランジスタTFT、透明画素電極ITO1および保持容量素子Caddを含む。走査信号線GLは列方向に延在し、行方向に複数本配置されている。映像信号線DLは行方向に延在し、列方向に複数本八されている。
【0043】
図14に示したように、液晶LCを基準の下部透明ガラス基板SUB1側には薄膜トランジスタTFTおよび透明画素電極ITO1が形成され、上部透明ガラス基板SUB2側にはカラーフィルタFIL、遮光用ブラックマトリクスのパターンBMが形成されている。上下の部透明ガラス基板SUB2,1は例えば1.1mm程度の厚さを有し、それらの各両面にはディップ処理等によって酸化シリコン膜SIOが形成されている。このため、透明ガラス基板SUB1,SUB2の表面に細かい傷があっても、この酸化シリコン膜SIOの被覆で平坦化され、その上に形成される走査信号線GL、遮光膜(ブラックマトリクス)BM等の膜質を均質に保つことができる。
【0044】
上部透明ガラス基板SUB2の内側(液晶LC側)の表面には、遮光膜BM、カラーフィルタFIL、および上部配向膜ORI2が順次積層して設けられている。
【0045】
《マトリクス周辺の概要》
図17は上下の透明ガラス基板SUB2,SUB1を含む液晶パネルPNLのマトリクスAR周辺の要部平面図、図18は図17に示したマトリクスARの周辺部を更に誇張して示した平面図、図19は図17および図18の液晶パネルの左上角部に対応するシール部SL付近の拡大平面図である。また、図20は図14の断面を中央にして左側に図19の線19a−19aに沿った断面図を、右側に映像信号線駆動回路が接続されるべき外部接続端子DTM付近の断面図、図21は左側に走査回路が接続されるべき外部接続端子GTM付近の断面図を、右側に外部接続端子が無いところのシール部付近の断面図である。
【0046】
この液晶パネルの製造では、小さいサイズであればスループット向上のため1枚のガラス基板で複数個分を同時に加工してから分離し、大きいサイズであれば製造設備の共用のため、どの品種でも標準化された大きさのガラス基板を加工して各品種に合ったサイズに小さくし、いずれの場合も一通りの工程を経てからガラス基板を切断する。
【0047】
図17〜図19は後者の例を示すもので、図17と図18の両図とも、上下のガラス基板SUB2,SUB1の切断後を、図19は切断前を示しており、LNはガラス基板の切断線の縁を、CT1とCT2はそれぞれガラス基板SUB1,SUB2の切断すべき位置を示す。
【0048】
いずれの場合も、完成状態では外部接続端子群Tg、Td(添字略)が存在する部分(図では上下辺と左辺)は、それらを露出するように上側ガラス基板SUB2の大きさが下側ガラス基板SUB1よりも内側に制限されている。
【0049】
外部接続端子群Tg、Tdはそれぞれ後述する走査回路接続用端子GTM、映像信号回路接続用端子DTMとそれらの引出配線部を集積回路チップCHIが搭載されたテープキャリアパッケージTCP(図22、図23参照)の単位に複数本まとめて名付けたものである。各群のマトリクス部から外部接続端子部に至るまでの引出配線は、両端に近づくにつれて傾斜している。これは、テープキャリアパッケージTCPの配列ピッチ及び各テープキャリアパッケージTCPにおける接続端子ピッチに液晶パネルPNLの端子DTM、GTMを合わせるためである。
【0050】
透明ガラス基板SUB1,SUB2の間には、その縁に沿って液晶封入口INJを除き、液晶LCを封止するようにシールパターンSL(以下、シール材とも言う)が形成されている。このシールパターンの材料は、例えばエポキシ樹脂からなる。上部透明ガラス基板SUB2側の共通透明画素電極ITO2は、少なくとも一箇所において、ここでは液晶パネルの四隅で銀ペースト材AGPによって下部透明ガラス基板SUB1側に形成された引出配線INTに接続されている。この引出配線INTは後述するゲート端子GTM、ドレン端子DTMと同一製造工程で形成される。
【0051】
配向膜ORI1,ORI2、透明画素電極ITO1、共通透明画素電極ITO2、それぞれの層は、シールパターンSLの内側に形成される。偏光板POL1,POL2はそれぞれ下部透明ガラス基板SUB1、上部透明ガラス基板SUB2の外側の表面に形成されている。
【0052】
液晶LCは液晶分子の向きを設定する下部配向膜ORI1と上部配向膜ORI2との間でシールパターンSLで仕切られた領域に封入されている。下部配向膜ORI1は下部透明ガラス基板SUB1側の保護膜PSV1の上部に形成されている。
【0053】
この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板SUB1側、上部透明ガラス基板SUB2側で別個に種々の層を積み重ね、シールパターンSLを上部透明ガラス基板SUB2側に形成し、下部透明ガラス基板SUB1と上部透明ガラス基板SUB2とを重ね合わせ、シール材SLの開口部INJ(注入口)から液晶を注入し、注入口INJをエポキシ樹脂などで封止し、上下の透明ガラス基板を切断することによって組立られる。
【0054】
《薄膜トランジスタTFT》
薄膜トランジスタTFTは、ゲート電極GTに正のバイアスを印加すると、ソース−ドレイン間のチャネル抵抗が小さくなり、バイアスを零にするとチャネル抵抗は大きくなるように動作する。
【0055】
各画素の薄膜トランジスタTFTは、画素内において2つ(複数)に分割され、薄膜トランジスタ(分割薄膜トランジスタ)TFT1およびTFT2で構成されている。薄膜トランジスタTFT1およびTFT2のそれぞれは、実質的に同一サイズ(チャネル長、チャネル幅が同じ)で構成されている。この分割された薄膜トランジスタTFT1およびTFT2のそれぞれは、ゲート電極GT、ゲート絶縁膜GI、i型(真性、intrinsic、導電型決定不純物がドープされていない)非晶質シリコン(Si)からなるi型半導体層AS、一対のソース電極SD1、ドレイン電極SD2を有する。なお、ソース、ドレインは本来その間のバイアス極性によって決まるもので、この液晶表示装置の回路では、その極性は動作中反転するので、ソース、ドレインは動作中入れ替わると理解されたい。しかし、以下の説明では、便宜上、一方をソース、他方をドレインと固定して表現する。
【0056】
《ゲート電極GT》
ゲート電極GTは図25は図14の第2導電膜g2およびi型半導体層ASのみを描いた平面図)に示すように、走査信号線GLから垂直方向(図13および図24において上方向)に突出する形状で構成されている(T字形状に分岐されている)。
【0057】
ゲート電極GTは薄膜トランジスタTFT1,TFT2のそれぞれの能動領域を越えるように突出している。薄膜トランジスタTFT1,TFT2のそれぞれのゲート電極GTは連続して形成されている。ここでは、ゲート電極GTは、単層の第2導電膜g2で形成されている。第2導電膜g2は、例えばスパッタで形成されたアルミニウム(Al)膜を用い、1000〜5500Å程度の膜厚で形成する。また、ゲート電極GTの上にはアルミニウムの陽極酸化膜AOFが設けられている。
【0058】
このゲート電極GTは、図13、図14および図26に示したように、i型半導体層ASを完全に覆うように(下方から見て)それより大きめに形成される。したがって、下部透明ガラス基板SUB1の下方に蛍光管等のバックライトBLを取り付けた場合、この不透明なアルミニウム膜からなるゲート電極GTが影となってi型半導体層ASにはバックライトからの光が当たらず、光照射による導電現象すなわち薄膜トランジスタTFTのオフ特性劣化は起き難くなる。なお、ゲート電極GTの本来の大きさは、ソース電極SD1とドレイン電極SD2との間に跨がるのに最低限必要な(ゲート電極GTとソース電極SD1、ドレイン電極SD2との位置合わせ余裕分も含めて)幅を持ち、チャネル幅Wを決めるその奥行き長さはソース電極SD1とドレイン電極SD2との間の距離(チャネル長)Lとの比、すなわち相互コンダクタンスgmを決定するファクタW/Lをいくつにするかによって決められる。この液晶表示装置におけるゲート電極GTの大きさは、もちろん、上述した本来の大きさよりも大きくされる。
【0059】
《走査信号線GL》
走査信号線GLは第2導電膜g2で構成されている。この走査信号線GLの第2導電膜g2はゲート電極GTの第2導電膜g2と同一製造工程で形成され、かつ一体に形成されている。また、走査信号線GL上にもアルミニウムAlの陽極酸化膜AOFが設けられている。
【0060】
《絶縁膜GI》
絶縁膜GIは薄膜トランジスタTFT1,TFT2のそれぞれのゲート絶縁膜として使用される。絶縁膜GIはゲート電極GTおよび走査信号線GLの上層に形成されている。絶縁膜GIは、例えばプラズマCVDで形成された窒化シリコン膜を用い、1200〜2700Åの膜厚(この液晶表示装置では、2000Å程度の膜厚)で形成する。ゲート絶縁膜GIは図19に示したように、マトリクス部ARの全体を囲むように形成され、周辺部は外部接続端子DTM,GTMを露出するように除去されている。
【0061】
《i型半導体層AS》
i型半導体層ASは、図24に示したように、複数に分割された薄膜トランジスタTFT1,TFT2のそれぞれのチャネル形成領域として使用される。i型半導体層ASは非晶質シリコン膜または多結晶シリコン膜で形成し、200〜220Åの膜厚(この液晶表示装置では、200Å程度の膜厚)で形成する。
【0062】
このi型半導体層ASは、供給ガスの成分を変えてSi2 4 からなるゲート絶縁膜として使用される絶縁膜GIの形成に連続して、同じプラズマCVD装置で、しかもそのプラズマCVD装置から外部に露出することなく形成される。
【0063】
また、オーミックコンタクト用のリン(P)を2.5%ドープしたN(+)型半導体層d0(図14)も同様に連続して200〜500Åの膜厚(この液晶表示装置では、300Å程度の膜厚)で形成する。しかる後、下部透明ガラス基板SUB1はCVD装置から外部に取り出され、写真処理技術によりN(+)型半導体層d0およびi型半導体層ASは図13、図14および図24に示したように独立した島状にパターニングされる。
【0064】
i型半導体層ASは、図13および図24に示したように、走査信号線GLと映像信号線DLとの交差部(クロスオーバ部)の両者間にも設けられている。この交差部のi型半導体層ASは交差部における走査信号線GLと映像信号線DLとの短絡を低減する。
【0065】
《透明画素電極ITO1》
透明画素電極ITO1は液晶パネルの画素電極の一方を構成する。透明画素電極ITO1は薄膜トランジスタTFT2のソース電極SD1および薄膜トランジスタTFT2のソース電極SD1の両方に接続されている。このため、薄膜トランジスタTFT1,TFT2のうちの1つに欠陥が発生しても、その欠陥が副作用をもたらす場合はレーザ光等によって適切な箇所を切断し、そうでない場合は他方の薄膜トランジスタが正常に動作しているので放置すればよい。なお、2つの薄膜トランジスタTFT1,TFT2に同時に欠陥が発生することは稀であり、このような冗長方式により点欠陥や線欠陥の発生確率を極めて小さくすることができる。
【0066】
透明画素電極ITO1は第1導電膜d1によって構成されている。この第1導電膜d1はスパッタリングで形成された透明導電膜(Indium−Tin−Oxide ITO:ネサ膜)からなり、1000〜2000Åの膜厚(この液晶表示装置では、1400Å程度の膜厚)で形成される。
【0067】
《ソース電極SD1、ドレイン電極SD2》
複数に分割された薄膜トランジスタTFT1,TFT2のそれぞれのソース電極SD1とドレイン電極SD2とは、図13、図14および図25(図13の第1〜第3導電膜d1〜d3のみを描いた平面図)に示したように、i型半導体層AS上にそれぞれ離隔して設けられている。
【0068】
ソース電極SD1、ドレイン電極SD2のそれぞれは、N(+)型半導体層d0に接触する下層側から、第2導電膜d2、第3導電膜d3を順次重ね合わせて構成されている。ソース電極SD1の第2導電膜d2および第3導電膜d3は、ドレイン電極SD2の第2導電膜d2および第3導電膜d3と同一製造工程で形成される。
【0069】
第2導電膜d2はスパッタで形成したクロム(Cr)膜を用い、500〜1000Åの膜厚(この液晶表示装置では、600Å程度の膜厚)で形成される。Cr膜は後述する第3導電膜d3のアルミニウムAlがN(+)型半導体層d0に拡散することを防止する所謂バリア層を構成する。第2導電膜d2として、Cr膜の他に、高融点金属(Mo、Ti、Ta、W等)の膜、高融点金属シリサイド(MoSi2 、TiSi2 、TaSi2 、WSi2 等)の膜を用いることもできる。
【0070】
第3導電膜d3はアルミニウムAlのスパッタリングで3000〜5000Åの膜厚(この液晶表示装置では、4000Å程度の膜厚)で形成される。アルミニウムAl膜はクロムCr膜に比べてストレスが小さく、厚い膜厚に形成することが可能で、ソース電極SD1、ドレイン電極SD2および映像信号線DLの抵抗値を低減するように構成されている。第3導電膜d3として順アルミニウムの他に、シリコンや銅(Cu)を添加物として含有させたアルミニウム膜を用いることもできる。
【0071】
第2導電膜d2、第3導電膜d3を同じマスクパターンでパターニングした後、同じマスクを用いて、あるいは第2導電膜d2、第3導電膜d3をマスクとして、N(+)型半導体層d0が除去される。つまり、i型半導体層AS上に残っていたN(+)型半導体層d0は第2導電膜d2、第3導電膜d3以外の部分がセルファラインで除去される。このとき、N(+)型半導体層d0はその厚さ分は全て除去されるようにエッチングされるので、i型半導体層ASも若干その表面部分がエッチングされるが、そのエッチング程度はエッチングの処理時間で制御すればよい。
【0072】
ソース電極SD1は透明画素電極ITO1に接続されている。ソース電極SD1は、i型半導体層ASの段差(第2導電膜d2の膜厚、陽極酸化膜AOFの膜厚、i型半導体層ASの膜厚およびN(+)型半導体層d0の膜厚を加算した膜厚に相当する段差)に沿って構成されている。具体的には、ソース電極SD1はi型半導体層ASの段差に沿って形成された第2導電膜d2と、この第2導電膜d2の上部に形成した第3導電膜d3とで構成されている。ソース電極SD1の第3導電膜d3は第2導電膜d2のCr膜がストレスの増大から厚くできず、i型半導体層ASの段差を乗り越えられないので、このi型半導体層ASを乗り越えるために構成されている。つまり、第3導電膜d3は厚くするとことでステップカバレッジを向上している。第3導電膜d3は厚く形成できるので、ソース電極SD1の抵抗値(ドレイン電極SD2や映像信号線DLについても同様)の低減に大きく寄与している。
【0073】
《保護膜PSV1》
薄膜トランジスタTFTおよび透明画素電極ITO1上には保護膜PSV1が設けられている。保護膜PSV1は主に薄膜トランジスタTFTを湿気から保護するために形成されており、透明性が高く、しかも耐湿性の良いものを使用する。保護膜PSV1は、例えばプラズマCVD装置で形成した酸化シリコン膜や窒化シリコン膜で形成されており、1μm程度の膜厚で形成される。
【0074】
保護膜PSV1は、図19に示したように、マトリクス部ARの全体を囲むように形成され、周辺部は外部接続端子DTM,GTMを露出するように除去され、また上側透明ガラス基板SUB2の共通電極COMを下側透明ガラス基板SUB1の外部接続端子接続用引出配線INTに銀ペーストAGPで接続する部分も除去されている。保護膜PSV1とゲート絶縁膜GIの厚さ関係に関しては、前者は保護効果を考えて厚くされ、後者はトランジスタの相互コンダクタンスgmを考慮して薄くされる。従って、図14に示したように、保護効果の高い保護膜PSV1は周辺部もできるだけ広い範囲にわたって保護するようゲート絶縁膜GIより大きく形成されている。
【0075】
《遮光膜BM》
上部透明ガラス基板SUB2側には、外部光(図14では上方からの光)がチャネル形成領域として使用されるi型半導体層ASに入射しないように遮光膜BMが設けられている。遮光膜BMは図26にハッチングで示したようなパターンとされている。なお、図26は図13におけるITO膜からなる第1導電膜d1、カラーフィルタFILおよび遮光膜BMのみを描いた平面図である。
【0076】
遮光膜BMは光に対する遮光性が高い膜、例えばアルミニウム膜やクロム膜等で形成される。この液晶表示装置では、クロム膜がスパッタリングで1300Å程度の膜厚に形成される。
【0077】
したがって、薄膜トランジスタTFT1,TFT2のi型半導体層ASは上下にある遮光膜BMおよび大きめのゲート電極GTによってサンドイッチにされ、その部分は外部の自然光やバックライト光が当たらなくなる。遮光膜BMは図21にハッチングで示したように、画素の周囲に形成され、つまり遮光膜BMは格子状に形成され(所謂、ブラックマトリクス)、この格子で一画素の有効表示領域が仕切られている。この遮光膜BMにより、各画素の輪郭がハッキリとし、コントラストが向上する。つまり、遮光膜BMはi型半導体層ASに対する遮光とブラックマトリクスとの2つの機能をもつ。
【0078】
また、透明画素電極ITO1のラビング方向の根本側のエッジ部に対向する部分(図13の右下部分)が遮光膜BMによって遮光されているから、上記部分にドメインが発生したとしても、ドメインが見えないので、表示特性が劣化することはない。
【0079】
なお、バックライトを上部透明ガラス基板SUB2側に取り付け、下部透明ガラス基板SUB1を観察側(外部露出側)とすることもできる。
【0080】
遮光膜BMは周辺部にも図19に示したように額縁状のパターンに形成され、そのパターンはドット状に複数の開口を設けた図26に示したマトリクス部のパターンと連続して形成されている。周辺部の遮光膜BMは図18〜図21に示したように、シール部SLの外側に延長され、パソコン等の実装機器に起因する反射光等の漏れ光がマトリクス部に入り込むのを防いでいる。他方、この遮光膜BMは上側透明ガラス基板SUB2の縁よりも約0.3〜1.0mm程内側に留められ、上側透明ガラス基板SUB2の切断領域を避けて形成されている。
【0081】
《カラーフィルタFIL》
カラーフィルタFILはアクリル樹脂等の樹脂材料で形成される染色基材に染料を着色して構成されている。カラーフィルタFILは画素に対向する位置にストライプ状に形成され(図27)、染め分けられている(図27は図16の第1導電膜d1、遮光膜BMおよびカラーフィルタFILのみを描いたもので、R,G,Bの各カラーフィルタFILはそれぞれ45°、135°クロスのハッチングを施してある。カラーフィルタFILは図26、図27に示したように、透明画素電極ITO1の全てを覆うように大きめに形成され、遮光膜BMはカラーフィルタFILおよび透明画素電極ITO1のエッジ部分と重なるよう透明画素電極ITO1の周縁より内側に形成されている。
【0082】
カラーフィルタFILは次のように形成することもできる。先ず、上部透明ガラス基板SUB2の表面に染色基材を形成し、フォトリソグラフィ技術で赤色フィルタ形成領域以外の染色基材を除去する。この後、染色基材を赤色染料で染め、固着処理を施し、赤色フィルタRを形成する。次に、同様な工程を施すことによって、緑色フィルタG、青色フィルタBを順次形成する。
【0083】
《保護膜PSV2》
保護膜PSV2はカラーフィルタFILを異なる色に染め分けた染料が液晶LCに漏れることを防止するために設けられている。保護膜PSV2は、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料で形成されている。
【0084】
《共通透明画素電極ITO2》
共通透明画素電極ITO2は、下部透明ガラス基板SUB1側に画素毎に設けられた透明画素電極ITO1に対向し、液晶LCの光学的な状態は各画素電極ITO1と共通透明画素電極ITO2との間の電位差(電界)に応答して変化する。この共通透明画素電極ITO2にはコモン電圧Vcomが印加されるように構成されている。このでは、コモン電圧Vcomは映像信号線DLに印加されるローレベルの駆動電圧Vdminとハイレベルの駆動電圧Vdmaxとの中間電位に設定されるが、映像信号駆動回路で使用される集積回路の電源電圧を約半分に低減したい場合は、交流電圧を印加すればよい。なお、共通透明画素電極ITO2の平面形状は図18、図19を参照されたい。
【0085】
《ゲート端子部》
図28は液晶パターンの表示マトリクス部の走査信号線GLから外部接続端子GTMまでの接続構造の説明図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のB−B線に沿った断面図である。なお、この図は図19の下方付近に対応し、斜め配線の部分は便宜上一直線状で表した。
【0086】
AOは写真処理用のマスクパターン、言い換えれば選択的陽極酸化のホトレジストパターンである。従って、このホトレジストは陽極酸化後に除去され、図に示したパターンAOは完成品としては残らないが、ゲート配線GLには(B)の断面図に示したように酸化膜AOFが選択的に形成されるので、その軌跡が残る。(A)の平面図において、ホトレジストの境界線AOを基準にして左側はレジストで覆って陽極酸化をしない領域、右側はレジストから露出されて陽極酸化される領域である。陽極酸化されたアルミニウムAl層g2は表面にその酸化物AAl2 3 膜AOFが形成され、下方の導電部は体積が減少する。勿論、陽極酸化はその導電部が残るように適切な時間、電圧などを設定して行われる。マスクパターンAOは走査信号線GLに単一の直線では交差せず、クランク状に折れ曲がって交差させている。
【0087】
図中、アルミニウムAl層g2は、分かり易くするためにハッチングを施してあるが、陽極酸化されない領域は櫛状にパターニングされている。これは、アルミニウムAl層の幅が広いと、表面にホイスカが発生するので、一本一本の幅は狭くし、それらを複数本並列に束ねた構成とすることにより、ホイスカの発生を防ぎつつ、断線の確率や導電率の犠牲を最低限に抑える狙いである。従って、ここでは櫛の根本に相当する部分もマスクAOに沿ってずらしている。
【0088】
ゲート端子GTMは酸化珪素SIO層と接着性が良く、アルミニウムAlよりも耐電蝕性の高いクロームCr層g1と、更にその表面を保護し画素電極ITO1と同レベル(同層、同時形成)の透明導電層d1とで構成されている。なお、ゲート絶縁膜GI上およびその側面部に形成された導電層d2およびd3は、導電層d2およびd3のエッチング時のピンホール等が原因で導電層g2やg1が一緒にエッチングされないようにその領域をホトレジストで覆っていた結果として残っているものである。又、ゲート絶縁膜GIを乗り越えて右方向に延長されたITO層d1は同様な対策を更に万全とさせたものである。
【0089】
図28の(A)の平面図において、ゲート絶縁膜GIはその境界線よりも右側に、保護膜PSV1もその境界線よりも右側に形成されており、左側に位置する端子部GTMはそれらから露出し外部回路との電気的接触ができるようになっている。同図では、ゲート線GLとゲート端子の一つの対のみが示されているが、実際はこのような対が図12に示したように上下に複数本並べられて端子群Tg(図13、図14)が構成され、ゲート端子の左側は、製造過程では基板の切断領域CT1を越えて延長され、配線SHgによって短絡される。製造過程におけるこのような短絡線SHgは陽極化成時(陽極酸化処理時)の給電と、配向膜ORI1のラビング時等に発生する静電破壊を防止する効果を持つ。
【0090】
《ドレイン端子DTM》
図29は映像信号線DLからその外部接続端子DTMまでの接続の説明図であって、(A)は平面図、(B)は(A)のB−B線に沿った断面図を示す。なお、図29は図19の右上付近に対応し、図面の向きは便宜上変えてあるが右端方向が下側透明ガラス基板SUB1の上端部(又は下端部)に該当する。
【0091】
TSTdは検査端子であり、ここには外部回路は接続されないが、プローブ針等を接触できるように配線部より幅が広げられている。同様に、ドレイン端子DTMも外部回路との接続ができるように配線部より幅が広げられている。検査端子TSTdと外部接続端子DTMは上下方向に千鳥状に複数交互に配列され、検査端子TSTdは図に示したとおり下側透明ガラス基板SUB1の端部に到達することなく終端しているが、ドレイン端子DTMは図14に示したように端子群Td(添字省略)を構成し、下側透明ガラス基板SUB1の切断線CT1を越えて更に延長され、製造過程中は静電気破壊防止のためその全てが互いに配線SHdによって短絡される。検査端子TSTdが存在する映像信号線DLのマトリクスを挟んで反対側にドレイン接続端子が接続され、逆にドレイン端子DTMが存在する映像信号線DLのマトリクスを挟んで反対側には検査端子が接続される。
【0092】
ドレイン端子DTMは前述したゲート端子GTMと同様な理由でクロムCr層g1およびITO層d1の2層で形成されており、ゲート絶縁膜GIを除去した部分で映像信号線DLと接続されている。ゲート絶縁膜GIの端部上に形成された半導体層ASはゲート絶縁膜GIの縁をテーパ状に映像信号エッチングするためのものである。ドレイン端子DTM上では外部回路との接続を行うため保護膜PSV1は勿論、取り除かれている。AOは前述した陽極酸化マスクであり、その境界線から左側がマスクで覆われるが、この図で覆われない部分には層g2が存在しないので、このパターンは直接関係しない。
【0093】
マトリクス部からドレイン端子DTM部までの引出配線は図20の(C)部にも示したように、ドレイン端子DTM部と同じレベルの層d1,g1のすぐ上に映像信号線DLと同じレベルの層d2,d3がシールパターンSLの途中まで積層された構造になっているが、これは断線の確率を最小限に抑え、電蝕し易いアルミニウムAl層d3を保護膜PSV1やシールパターンSLで出来るだけ保護する狙いである。
【0094】
《保持容量素子Caddの構造》
透明画素電極ITO1は、薄膜トランジスタTFTと接続される端部ト反対側の端部において、隣の走査信号線GLと重なるように形成されている。この重ね合わせは、図13、図17からも明らかなように、透明画素電極ITO1を一方の電極PL2とし、隣りの走査信号線GLを他方の電極PL1とする保持容量素子(静電容量素子)Caddを構成する。この保持容量素子Caddの誘電体膜は薄膜トランジスタTFTのゲート絶縁膜として使用される絶縁膜GIおよび陽極酸化膜AOFで構成されている。
【0095】
保持容量素子Caddは、図24からも明らかなように、走査信号線GLの第2導電膜g2の幅を広げた部分に形成されている。なお、映像信号線DLと交差する部分の第2導電膜g2が映像信号線DLとその短絡の確率を小さくするために細くされている。
【0096】
保持容量素子Caddの電極PL1の段差部において、透明画素電極ITO1が断線しても、その段差に跨がるように形成された第2導電膜d2および第3導電膜d3で構成された島領域によってその不良は補償される。
【0097】
《表示装置全体等価回路》
図30は表示マトリクス部の等価回路とその周辺回路の結線図である。この図は回路図であるが、実際の幾何学的配置に対応して描かれている。ARは複数の画素を二次元状に配列したマトリクスアレイである。
【0098】
図中、Xは映像信号線DLを意味し、添字G,BおよびRはそれぞれ緑、青および赤の画素に対応して付加されている。Yは走査信号線GLを意味し、添字1,2,3,・・・,endは走査タイミングの順序に従って付加されている。
【0099】
映像信号線X(添字省略)は上側の映像信号駆動回路Heに接続されている。すなわち、映像信号線Xは、走査信号線Yと同様に、映像信号パネルPNLの片側のみに端子が引き出されている。走査信号線Y(添字省略)は垂直走査回路Vに接続されている。
【0100】
SUPは1つの電圧源から複数に分圧して安定化された電圧源を得るための電源回路やホスト(上位演算処理装置)からのCRT(陰極線管)用の情報をTFT液晶表示装置用の情報に交換する回路を含む回路である。
【0101】
《保持容量素子Caddの等価回路とその動作》
図31は図13に示した画素の等価回路図である。図31において、Cgsは薄膜トランジスタTFTのゲート電極GTとソース電極SD1との間に形成される寄生容量である。寄生容量素子Cgsの誘電体膜は絶縁膜GIおよび陽極酸化膜AOFである。Cpixは透明画素電極ITO1(PIX)と共通透明画素電極ITO2(COM)との間に形成される液晶容量である。液晶容量Cpixの誘電体膜は液晶LC、保護膜PSV1および配向膜ORI1,ORI2である。V1cは中点電位である。
【0102】
保持容量素子Caddの容量(保持容量Cadd)は、薄膜トランジスタTFTがスイッチングするとき、中点電位(画素電極電位)V1cに対するゲート電位変化ΔVgの影響を低減するように働く。この様子を式で表すと、次式のようになる。
【0103】
ΔV1c={Cgs/(Cgs+Cadd+Cpix)}×ΔVg
ここで、ΔV1cはΔVgによる中点電位の変化分を表す。この変化分ΔV1cは液晶LCに加わる直流成分の原因となるが、保持容量Caddを大きくすればする程、その値を小さくすることができる。また、保持容量素子Caddは放電時間を長くする作用もあり、薄膜トランジスタTFTがオフした後の映像情報を長く蓄積する。液晶LCに印加される直流成分の低減は、液晶LCの寿命を向上し、液晶表示画面の切替え時に前の画像が残る、所謂焼付きを低減することができる。
【0104】
前述したように、ゲート電極GTはi型半導体層ASを完全に覆うよう大きくされている分、ソース電極SD1、ドレイン電極SD2とのオーバーラップ面積が増え、従って寄生容量Cgsが大きくなり、中点電位V1cはゲート(走査)信号Vgの影響を受け易くなるという逆効果が生じる。しかし、保持容量素子Caddを設けることにより、このデメリットも解消できる。
【0105】
保持容量素子Caddの保持容量Caddは画素の書込み特性から、液晶容量Cpixに対して4〜8倍(4・Cpix<Cadd<8・Cpix)、寄生容量Cgsに対して8〜32倍(8・Cgs<Cadd<32・Cgs)程度の値に設定する。
【0106】
《保持容量素子Cadd電極線の結線方法》
保持容量電極線としてのみ使用される初段の走査信号線GL(Y0 )は、図30に示したように、共通透明画素電極ITO2(Vcom)と同じ電位にする。図19に示した例では、初段の走査信号線は端子GTO、引出線INT、端子DT0および外部配線を通じて共通電極COMに短絡される。或いは、初段の保持容量電極線Y0 は最終段の走査信号線Yendに接続、Vcom以外の直流電位点(交流接地点)に接続するか、または垂直走査回路Vから1つ余分に走査パルスY0 を受けるように接続してもよい。
【0107】
《外部回路との接続構造》
図22に示したように、テープキャリアパッケージTCPは、走査信号駆動回路V、映像信号駆動回路He,Hoを構成する集積回路チップCHIをフレキシブル配線基板(通称TAB;Tape,Automated Bonding)であり、図20はこれを映像信号パネルPNLの、ここでは映像信号回路用端子DTMに接続した状態を示したものである。これら映像信号駆動回路Heや垂直走査回路Vを構成する液晶パネルの駆動用集積回路(液晶ドライバ)は前記した本発明の製造方法により製造したMOSトランジスタを用いている。
【0108】
TBは集積回路CHIの入力端子・配線部であり、TMは集積回路CHIの出力端子・配線部で、それぞれの内側の先端部(通称インナーリード)には集積回路CHIのボンディングパッドPADが所謂フェースダウンボンディング法により接続されている。端子TB、TMの外側の先端部(通称アウターリード)はそれぞれ半導体集積回路チップCHIの入力及び出力に対応し、半田付け等によりCRT/TFT変換回路・電源回路SUPに異方性導電膜ACFによって液晶パネルPNL側の接続端子DTMを露出した保護膜PSV1を覆うように液晶パネルに接続されている。従って、外部接続端子DTM(GTM)は保護膜PSV1かテープキャリアパッケージTCPの少なくとも一方で覆われるので、電蝕に対して強くなる。
【0109】
BF1はポリイミド等からなるベースフィルムであり、SRSは半田付けの際、半田が余計なところへ付かないようマスクするためのソルダレジスト膜である。シールパターンSLの外側の上下ガラス基板の間隙は洗浄後にエポキシ樹脂EPX等により保護され、テープキャリアパッケージTCPと上側透明ガラス基板SUB2の間には更にシリコーン樹脂SILが充填されて保護が多重化されている。
【0110】
《製造方法》
次に、上記した液晶表示装置の下側透明ガラス基板SUB1側の製造方法について図32〜図34を参照して説明する。なお、各図において、中央の文字は工程名の略称であり、左側は図14に示した画素部分、右側は図28に示したゲート端子付近の断面形状で見た加工の流れを示す。また、工程Dを除き、工程A〜工程Iは各写真処理に対応して区分けしたもので、各工程のいずれの断面図も写真処理後の加工が終わり、フォトレジストを除去した段階を示している。なお、写真処理とは、フォトレジストの塗布からマスクを使用した選択露光を経てそれを現像するまでの一連の作業を示すものとし、繰り返しの説明は避ける。以下、区分けした工程に従って説明する。
【0111】
工程A(図32)
7059ガラス(商品名)からなる下側透明ガラス基板SUB1の両面に酸化シリコン膜SIOをディップ処理により設けた後、500°C、60分間のベークを行う。下側透明ガラス基板SUB1の上に膜厚が1100ÅのクロムCrからなる第1導電膜g1をスパッタリングにより設け、写真処理後、エッチング液として硝酸第2セリウムアンモニウム溶液で第1導電膜g1を選択的にエッチングし、ゲート端子GTM、ドレイン端子DTM、ゲート端子GTMを接続する陽極酸化バスラインSHg、ドレイン端子DTMを短絡するバスラインSHd、陽極酸化バスラインSHgに接続された陽極酸化パッド(図示せず)を形成する。
工程B(図32)
膜厚が2800ÅのAl−Pd、Al−Si、Al−Si−Ta、Al−Si−Cu等からなる第2導電膜g2をスパッタリングにより設ける。写真処理後、リン酸と硝酸および氷酢酸の混酸液で第2導電膜g2をエッチングする。
【0112】
工程C(図32)
写真処理後(前述した陽極酸化マスクAO形成後)、3%酒石酸をアンモニアによりPH6.25±0.05に調整した溶液をエチレングリコール液で1:9に希釈した液からなる陽極酸化液中に下側透明ガラス基板SUB1を浸漬し、化成電流密度が0.5mA/cm2 になるように調整(定電流化成)する。次に、所定のAl2 3 膜厚が得られるのに必要な化成電圧125Vに達するまで陽極酸化を行う。その後、この状態で数10分保持するのが望ましい(定電圧化成)。これは、均一なAl2 3 膜を得る上で大事なことである。それによって、導電膜g2は陽極酸化され、走査信号線GL、ゲート電極GTおよび電極PL1上に膜厚が1800Åの陽極酸化膜AOFが形成される。
【0113】
工程D(図33)
プラズマCVD装置にアンモニアガス、シランガス、窒素ガスを導入して、膜厚が2000Åの窒化Si膜を設け、プラズマCVD装置にシランガス、水素ガスを導入して、膜厚が2000Åのi型非晶質Si膜を設けたのち、プラズマCVD装置に水素ガス、ホスフィンガスを導入して、膜厚が300ÅのN(+)型非晶質Si膜を形成する。
【0114】
工程E(図33)
写真処理後、ドライエッチングガスとしてSF6 、CCl4 を使用してN(+)型非晶質Si膜、i型非晶質Si膜を選択的にエッチングすることにより、i型半導体層ASの島を形成する。
【0115】
工程F(図33)
写真処理後、ドライエッチングガスとしてSF6 を使用して窒化Si膜を選択的にエッチングする。
【0116】
工程G(図34)
膜厚が1400ÅのITO膜からなる第1導電膜d1をスパッタリングにより設ける。写真処理後、エッチング液として塩酸と硝酸との混酸液で第1導電膜d1を選択的にエッチングすることにより、ゲート端子GTM、ドレイン端子DTMの最上層および透明画素電極ITO1を形成する。
【0117】
工程H(図34)
膜厚が600ÅのクロムCrからなる第2導電膜d2をスパッタリングにより設け、さらに膜厚が4000ÅのAl−Pd、Al−Si、Al−Si−Ti、Al−Si−Cu等からなる第3導電膜d3をスパッタリングにより設ける。写真処理後、第3導電膜d3を工程Bと同様な液でエッチングし、第2導電膜d2を工程Aと同様な液でエッチングし、映像信号線DL、ソース電極SD1、ドレイン電極SD2を形成する。次に、ドライエッチング装置にCCl4 、SF6 を導入して、N(+)型非晶質Si膜をエッチングすることにより、ソースとドレイン間のN(+)型半導体層d0を選択的に除去する。
【0118】
工程I(図34)
プラズマCVD装置にアンモニアガス、シランガス、窒素ガスを導入して、膜厚が1μmの窒化Si膜を設ける。写真処理後、ドライエッチングガスとしてSF6 を使用した写真蝕刻技術(フォトリソグラフィ技術)で窒化Si膜を選択的にエッチングすることによって、保護膜PSV1を形成する。
【0119】
このようにして製造した下側透明ガラス基板SUB1の内側最表面に配向膜を形成し、別途の製造工程で制作した上側透明ガラス基板SUB2とを貼り合わせ、貼り合わせギャップに液晶LCを挟持し、シール材で封止すると共に、両面に偏向板(POL1,2)を貼付して液晶パネルPNLを得る。
【0120】
この液晶パネルPNLを、バックライト、その他の光学フィルム等と共に積層し、各種の駆動回路基板を組み込んで液晶表示装置(液晶表示モジュール)に一体化する。
【0121】
図35は液晶パネルと駆動回路基板とを接続した状態を示す平面図である。CHIは液晶パネルPNLを駆動する集積回路(IC)チップ(下側の5個は垂直走査回路側のIC、左側の10個は映像信号駆動回路側のICである。なお、おれらの集積回路の数は液晶パネルの解像度により異なり、高精細化されるほどその数は多く必要となる。
【0122】
TCPは図22、図23に示したように、駆動回路のICチップCHIがテープオートメーティッドボンディング(TAB)法により実装されたテープキャリアパッケージ(TCP)、PCB1は上記TCPやコンデンサ等が実装された駆動回路基板で、映像信号駆動回路用と走査信号駆動回路用の2つに分割されている。
【0123】
FGPはフレームグランドパッドであり、シールドケースSHDに切り込んで設けられたバネ状の破片が半田付けされる。FCは下側の駆動回路基板PCB1と左側の駆動回路基板PCB1を電気的に接続するフラットケーブルである。
【0124】
フラットケーブルFCとしては、図に示したように、複数のリード線(りん青銅の素材にSn鍍金を施したもの)をストライプ状のポリエチレン層とポリビニルアルコール層とでサンドイッチして支持したものを使用する。
【0125】
《TCPの接続構造》
前記図22は走査信号駆動回路Vや映像信号駆動回路Hを構成する集積回路チップCHIがフレキシブル配線基板に搭載されたテープキャリアパッケージの断面図であり、図23はそれを液晶パネルの、ここでは走査信号回路用端子GTMに接続した状態を示す要部断面図である。
【0126】
TTBは集積回路チップCHIの入力端子・配線部であり、TTMは集積回路チップCHIの出力端子・配線部であって、例えばCuからなり、それぞれの内側の先端部(インナーリード)には集積回路チップCHIのボンディングパッドPADが所謂フェースダウンボンディング法により接続されることは前記した通りである。
【0127】
また、端子TTB、TTMの外側の先端部(アウターリード)は、それぞれ半導体集積回路チップCHIの入力および出力に対応し、半田付け等によりCRT/TFT変換回路・電源回路SUPに異方性導電膜ACFによって液晶パネルPNLに接続されることも前記したとおりである。
【0128】
パッケージTCPは、その先端部が液晶パネルPNL側の接続端子GTMを露出した保護膜PSV1を覆うように液晶パネルPNLに接続されている。従って、外側接続端子GTM(DTM)は保護膜PSV1はパッケージTCPの少なくとも一方で覆われるので電蝕に対して強くなる。
【0129】
前記したように、BF1はポリイミド等の樹脂からなるベースフィルムであり、SRSは半田付けの際に半田が余計なところに付着しないようにマスクするためのソルダレジスト膜である。シールパターンSLの外側の上下の透明ガラス基板の隙間は、洗浄後にエポキシ樹脂EPX等で保護され、パッケージTCPと上側透明ガラス基板SUB2の間には更にシリコン樹脂SILが充填されて保護が多重化されている。
【0130】
《駆動回路基板PCB2》
駆動回路基板PCB2には、IC、コンデンサ、抵抗等の電子部品が搭載されている。前記したように、この駆動回路基板PCB2には1つの電圧源から分圧して安定化した複数の電圧源を得るための電源回路や、ホストからのCRT用の情報を液晶表示装置用の情報に変換する回路を含む回路SUPが搭載されている。なお、CJは外部と接続される図示しないコネクタのためのコネクタ接続部である。
【0131】
駆動回路基板PCB1と駆動回路基板PCB2とはフラットケーブルFC等のジョイナーJNにより電気的に接続される。
【0132】
図36は本発明による液晶表示装置を実装した電子機器の一例であるノートパソコンの外観図である。
【0133】
このノートパソコンは、キーボード部と表示部とをヒンジで接続してなり、キーボード部にはCPU等からなるホストコンピュータが搭載され、表示部には前記した本発明にかかる液晶表示装置が液晶表示モジュール(MDL)として実装されている。
【0134】
この液晶表示モジュールを構成する液晶パネルPNLの周辺には駆動回路基板PCB1,PCB2,PCB3、バックライト用のインバータ電源IV等が搭載されている。なお、CTはホスト側と接続するコネクタ、TCONはホスト側から入力する表示信号に基づいて液晶パネルPNLに画像を表示するための信号処理、タイミング信号等を生成する制御回路である。
【0135】
本発明による液晶表示装置は、図36に示したようなノート型等の可搬型パソコンに限らず、ディスクトップ型モニター等の据え置き型パソコン、その他の機器の表示デバイスにも使用できることは言うまでもない。
【0136】
なお、本発明は上記したTCPにドライバを搭載した形式に限らず、液晶パネルを構成する絶縁基板(ガラス基板)の周辺に直接トランジスタを形成する方式にも同様に適用できる。また、本発明は、縦電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置に限って適用されるものではなく、横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置、あるいは単純マトリクス方式の液晶表示装置にも同様に適用できる。
【0137】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来はイオン打ち込み層ごとに別々のホトマスクを容易していたのに対し、イオン打ち込み用のスルー酸化膜の膜厚の違いと、MOSトランジスタの製造プロセスの順序を変更することによって一回のイオン打ち込みで濃度の異なる不純物領域を形成することができ、ホトマスクの数が低減されると共に、工程数を大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のMOSトランジスタの製造方法におけるイオン打ち込みの原理を説明する模式図である。
【図2】本発明によるMOSトランジスタの製造方法の1実施例を模式的に示す処理工程図である。
【図3】本発明によるMOSトランジスタの製造方法の1実施例を模式的に示す図2に続く処理工程図である。
【図4】本発明を液晶パネルのドライバの製造プロセスに適用した実施例を説明する工程図である。
【図5】本発明を液晶パネルのドライバの製造プロセスに適用した実施例を説明する図4に続く工程図である。
【図6】本発明を液晶パネルのドライバの製造プロセスに適用した実施例を説明する図5に続く工程図である。
【図7】本発明を液晶パネルのドライバの製造プロセスに適用した実施例を説明する図6に続く工程図である。
【図8】本発明によるMOSトランジスタの製造方法の他の実施例を模式的に示す処理工程図である。
【図9】本発明によるMOSトランジスタの製造方法の他の実施例を模式的に示す図8に続く処理工程図である。
【図10】本発明の適用が可能なプレーナ型MOSトランジスタの模式的な構造図である。
【図11】本発明の適用が可能なLOCOSオフセット型MOSトランジスタの模式的な構造図である。
【図12】本発明を適用したLOCOSオフセット型MOSトランジスタの模式的な構造図である。
【図13】本発明による縦電界方式のアクティブ・マトリクス方式カラー液晶表示装置を構成する一画素とブラックマトリクスBMの遮光領域およびその周辺を示す平面図である。
【図14】図8の3−3切断線における一画素とその周辺を示す断面図である。
【図15】図8の4ー4切断線における付加容量素子Caddの断面図である。
【図16】図8の画素を複数配置した液晶表示部の要部平面図である。
【図17】表示パネルのマトリクス周辺部の構成を説明するための平面図である。
【図18】図12の周辺部をやや誇張し更に具体的に説明するための平面図である。
【図19】上下の透明ガラス基板の電気的接続部を含む液晶パネルの角部の拡大平面図である。
【図20】マトリクスの画素部を中央に、両側に液晶パネルの角付近と映像信号端子付近を示す断面図である。
【図21】左側に走査信号端子を、右側に外部接続端子の無い液晶パネル縁部分を示す断面図である。
【図22】駆動回路を構成する集積回路チップがフレキシブル配線基板に搭載されたテープキャリアパッケージの構造を示す断面図である。
【図23】テープキャリアパッケージを液晶パネルの映像信号回路用端子に接続した状態を示す要部断面図である。
【図24】図8に示した画素の導電層g2とi型半導体層ASのみを描いた平面図である。
【図25】図8に示した画素の導電層d1、d2、d3のみを描いた平面図である。
【図26】図8に示した画素の画素電極層、遮光膜およびカラーフィルタ層のみを描いた平面図である。
【図27】図11に示した画素配列の画素電極層、遮光膜およびカラーフィルタ層のみを描いた要部平面図である。
【図28】ゲート端子とゲート配線の接続部近辺の説明図である。
【図29】ドレイン端子と映像信号線との接続部付近の説明図である。
【図30】アクティブ・マトリクス方式のカラー液晶表示装置の液晶表示部を示す等価回路図である。
【図31】図8に示した画素の等価回路図である。
【図32】下側透明ガラス基板側の製造工程の説明図である。
【図33】下側透明ガラス基板側の製造工程の図32に続く説明図である。
【図34】下側透明ガラス基板側の製造工程の図33に続く説明図である。
【図35】液晶パネルと駆動回路基板とを接続した状態を示す平面図である。
【図36】本発明の液晶表示装置を実装した電子機器の一例を説明するノートパソコンの外観図である。
【図37】従来の不純物領域の形成プロセスの一例を説明する処理工程図である。
【図38】従来の不純物領域の形成プロセスの他例を説明する処理工程図である。
【図39】高耐圧系MOSトランジスタを有するアクティブマトリクス型液晶パネルのドライバの製造プロセスを説明する概略工程図である。
【図40】高耐圧系MOSトランジスタを有するアクティブマトリクス型液晶パネルのドライバの製造プロセスを説明する図39に続く概略工程図である。
【符号の説明】
HNW 高耐圧系PMOSトランジスタのウエル
HPW 高耐圧系NMOSトランジスタのウエル
NW 低耐圧系PMOSトランジスタのウエル
PW 低耐圧系NMOSトランジスタのウエル
HNM 高耐圧系NMOSトランジスタのドレイン・ソース部の電界緩和層
HPM 高耐圧系PMOSトランジスタのドレイン・ソース部の電界緩和層
NF 高耐圧系NMOSトランジスタのウエルおよび低耐圧系NMOSトランジスタのウエルのフィールド領域のチャネルストッパー
PF 高耐圧系PMOSトランジスタのウエルおよび低耐圧系PMOSトランジスタのウエルのフィールド領域のチャネルストッパー。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor, and more particularly to a method for manufacturing a MOS transistor suitable for a driver of a liquid crystal display device in which a high voltage MOS transistor and a low voltage MOS transistor are mixed, or for a flash memory.
[0002]
[Prior art]
A driver of a liquid crystal display device and a flash memory MOS transistor are formed by mixing a high voltage MOS transistor and a low voltage MOS transistor.
Conventionally, in the manufacture of this type of MOS transistor, the formation of impurity regions by ion implantation is performed by applying a resist to a semiconductor substrate, removing the resist only in the regions where ions are to be implanted, and forming openings in the other regions. Ion implantation is performed.
[0003]
FIG. 37 is a process chart for explaining an example of a conventional impurity region forming process. First, (a) an oxide film INS is formed on a semiconductor substrate SUB, (b) a photoresist REG is applied thereon, a photomask PMSK is applied, and a resist in a region where ions are to be implanted by exposure / development processing. Remove. (C) Ion ION is implanted through the oxide film INS through the opening from which the resist has been removed to form an ion implanted layer having a low impurity concentration or an ion implanted layer IONL / R having a high impurity concentration. Finally, (d) the remaining resist is removed.
[0004]
Thus, conventionally, one photomask is required for each impurity region, and two photomasks are required to form two regions having different impurity regions.
[0005]
FIG. 38 is a process chart for explaining another example of the conventional impurity region forming process. In this process, first, (a) an oxide film INS is formed on the semiconductor substrate SUB, ions are implanted into the entire surface thereof, (b) an ion implantation layer IONL having a low impurity concentration is formed, and (c) an oxide film is formed. A resist REG is applied thereon, and the resist in a region where ions are to be implanted is removed by exposure / development processing through a photomask PMSK having an opening in a region having a high impurity concentration. (D) An ion ION is implanted through the oxide film INS through the opening from which the resist is removed, and (e) a region IONR having a high impurity concentration is formed.
[0006]
In this process, two types of impurity regions having different ion concentrations can be formed with one photomask. However, two ion implantation steps are required, and in the first ion implantation, ions are formed on the entire surface of the semiconductor substrate SUB. Will be driven in.
[0007]
FIG. 34 and FIG. 35 are schematic process diagrams for explaining a manufacturing process of an active matrix liquid crystal panel driver having a high breakdown voltage MOS transistor. SUB is a semiconductor substrate, HNW is a well of a high breakdown voltage PMOS transistor, and HPW is high. The well of the breakdown voltage NMOS transistor, NW is the well of the low breakdown voltage PMOS transistor, PW is the well of the low breakdown voltage NMOS transistor, PF is the well HNW of the high breakdown voltage PMOS transistor and the well NW of the low breakdown voltage PMOS transistor. A channel stopper, NP is a channel stopper in the field region of the well HPW of the high breakdown voltage NMOS transistor and a well PW of the low breakdown voltage NMOS transistor, FR is a field region covered with a thick oxide film, and HPM is a high breakdown voltage PMOS transistor. The field relaxation layer of the drain / source part of the transistor, HNM is the field relaxation layer of the drain / source part of the high breakdown voltage NMOS transistor, PPG and PNG are the gate electrodes of the high breakdown voltage MOS transistor, and LPG and LNG are the low breakdown voltage MOS transistor. The gate electrode is shown.
[0008]
This process will be described with reference to FIGS. 39 and 40 in order. First, (a) the wells HNW and HPW of the high breakdown voltage MOS transistor are formed on the semiconductor substrate SUB with one photomask. Thereafter, (b) wells NW and PW of the low breakdown voltage MOS transistor are formed using respective photomasks. In this step, two photomasks are used.
[0009]
Next, (c) field regions and channel stoppers NF and PF are formed. In this step, three photomasks are used.
[0010]
Then, (d) after forming the electric field relaxation layers HNM and HPM of the high voltage MOS transistor using the respective photomasks, (e) forming the gate electrodes PPG, PNG, LPG and LNG to form the high voltage PMOS transistor A high breakdown voltage NMOS transistor, a low breakdown voltage PMOS transistor, and a low breakdown voltage NMOS transistor are obtained.
[0011]
The photomasks used in all the processes described above are required only for well formation, three for mask formation, two for channel stopper formation, and two for formation of the electric field relaxation layer in the drain / source portion of the high voltage MOS transistor. Including the formation, 8 photomasks are required in total.
[0012]
Further, the conventional process described with reference to FIG. 38 requires ion implantation for each different impurity concentration.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when impurity regions having different ion concentrations are formed, the conventional impurity region forming process requires a photomask for each, and ion implantation is also performed a number of times corresponding to the number of impurity regions having different concentrations. I was trying.
[0014]
That is, when a high breakdown voltage MOS transistor and a low breakdown voltage MOS transistor are mixed, due to the short channel effect between the drain and source of the high breakdown voltage MOS transistor, the well of the high breakdown voltage MOS transistor has a low impurity concentration and a low impurity concentration. It is necessary to increase the impurity concentration of the well of the breakdown voltage MOS transistor. For this reason, in the conventional manufacturing process described above, ion implantation is performed a plurality of times using a large number of expensive photomasks.
[0015]
The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems of the prior art, reduce the number of photomasks required for the manufacture of MOS transistors, reduce the number of ion implantations, reduce the number of manufacturing steps, and reduce the cost. It is to provide a method for manufacturing a transistor.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the ion implantation depth is controlled using the difference in thickness of the oxide film to form a plurality of types of ion implantation layers having different concentrations.
[0017]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the principle of ion implantation in the method of manufacturing a MOS transistor of the present invention. In the present invention, oxide films having different thicknesses are formed on the surface of the semiconductor substrate SUB. The oxide film INS is formed thick in the field region and thin in the active region.
[0018]
When ion implantation is performed so as to pass through the oxide film INS, a high concentration ion implantation layer is formed on the surface of the semiconductor substrate SUB in the field region where the oxide film is thick, and in the active region where the oxide film INS is thin, the semiconductor substrate SUB. An ion implantation layer is formed in a deep portion.
[0019]
As a result, the surface impurity concentration is lower than that of the field region, and two types of ion implantation layers having different concentrations can be formed.
[0020]
Examples of typical configurations of the present invention are as described in the following (1) and (2).
[0021]
(1) In a manufacturing method of a MOS transistor including a step of forming well regions having different impurity concentrations by ion implantation in a semiconductor substrate,
An oxide film having a different thickness is coated on the upper layer of the semiconductor substrate, and regions having different impurity concentrations are formed by a difference in thickness of the oxide film by one ion implantation.
[0022]
(2) A high breakdown voltage MOS transistor used at a high voltage and a low breakdown voltage MOS transistor used at a low voltage are mixed on the same semiconductor substrate due to a difference in use voltage, and a well region having a different impurity concentration is formed due to a difference in use voltage. In a method for manufacturing a MOS transistor,
First, a well of a high breakdown voltage MOS transistor having a low impurity concentration is formed, then a field oxide film for electrically isolating the MOS transistors is formed, and then a well of a low breakdown voltage MOS transistor having a high impurity concentration is formed. In the well ion implantation process of the low breakdown voltage MOS transistor, the electric field relaxation layer of the drain / source portion of the high breakdown voltage MOS transistor and the channel stopper for the parasitic MOS transistor are formed at the same time.
[0023]
The present invention is not limited to the above configuration, and various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention and without sticking to the following embodiments.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated examples.
[0025]
2 and 3 are process charts schematically showing one embodiment of a method of manufacturing a MOS transistor according to the present invention. In FIG. 2, the same reference numerals as in FIGS. 34 and 35 correspond to the same parts.
[0026]
First, (a) the wells HNW and HPW of the high voltage MOS transistor are formed on the semiconductor substrate SUB with a single photomask. (B) A field region FR is formed of a thick oxide film on the boundary between the wells HNW and HPW of the high voltage MOS transistor.
A single photomask is used to form this field region.
[0027]
Next, (c) the well NW of the low breakdown voltage MOS transistor (channel stopper and electric field relaxation layer) is formed with two photomasks ((c-1), (c-2)).
The following goes to the gate electrode formation process.
[0028]
As described above, in the present invention, the field region is formed after the well of the high voltage MOS transistor is formed by changing the order of the conventional manufacturing process, and then the low voltage well is formed. In this ion implantation for forming wells, ions are implanted by utilizing the difference in thickness between the oxide film in the field region and the active region. Therefore, a low-voltage well photomask is used as a substitute for the photomask for the channel stopper and the electric field relaxation layer. Therefore, it is possible to form the same structure as the conventional one with four photomasks, and it is possible to delete the four photomasks (the channel stopper and the electric field relaxation layer in each of the N region and the P region).
[0029]
4, 5, 6 and 7 are process diagrams for explaining an embodiment in which the present invention is applied to a liquid crystal panel driver manufacturing process. This step includes a well formation process (a) for a high breakdown voltage MOS transistor, a field region formation process (b), a well formation process (c) for a low breakdown voltage MOS transistor, and a gate electrode formation process (d). .
[0030]
First, (a) in a well formation process of a high voltage MOS transistor, (a-1) a through oxide film INS and a nitride film SIN for ion implantation are formed on the surface of the semiconductor substrate SUB. By applying and patterning the resist film REG, the SIN in the region that becomes the well HNW of the PMOS transistor is removed to form an opening, and ions are implanted into the region through the opening. Then, (a-2) after ion implantation, the resist film REG is removed and thermal oxidation is performed. Since the region where the nitride film SIN exists during this thermal oxidation is not oxidized, if the nitride film SIN is removed after the thermal oxidation, the oxide film in the region where the nitride film SIN existed remains a thin film, so that the well of the PMOS transistor A thick oxide film INS (TINS) is obtained in the HNW region, and a thin oxide film INS (SINS) is obtained in the well HPW region of the NMOS transistor. Using this thick oxide film INS (thermal oxide film TINS) as a resist film, ions are implanted into the well HPW region of the NMOS transistor.
[0031]
Next, in (b) the formation process of the field region, (b-1) the well region is stretched by long-time thermal diffusion, and the thermal oxide film TINS and the nitride film SIN are again formed on the surface of the semiconductor substrate SUB. After forming a film and forming a resist film (not shown), the nitride film is etched using a photomask for field region formation. (B-2) When thermal oxidation is performed after the nitride film is etched, a thick field oxide film FINS is formed in a region where the nitride film SIN does not exist.
[0032]
(C) In the well formation of the low breakdown voltage MOS transistor, (c-1) In the formation of the well NW of the low breakdown voltage PMOS transistor, a resist film is applied and patterned using a photomask to form a well region of the low breakdown voltage PMOS transistor. An opening is formed in By performing ion implantation through the opening of the resist film, the channel stopper NW (CS) in the well HNW region of the high breakdown voltage PMOS transistor as well as the well region NW of the low breakdown voltage PMOS transistor and the electric field relaxation of the high breakdown voltage NMOS transistor The region NW (FD) is formed.
[0033]
Since this ion implantation utilizes the difference in thickness of the oxide film, ions are implanted with a high concentration in the channel stopper NW (CS) and a low concentration in the well region NW and the electric field relaxation region FD.
[0034]
Similarly, in (c-2) forming the well PW of the low breakdown voltage NMOS transistor, ion implantation is performed after forming an opening in the well PW region of the low breakdown voltage NMOS transistor by patterning the resist film in the same manner as described above. The channel stopper PW (FD) of the well region HPW of the high breakdown voltage NMOS transistor is formed together with the well PW of the low breakdown voltage NMOS transistor. Thereafter, (c-3) the well of the low breakdown voltage MOS transistor and the electric field relaxation layer of the high breakdown voltage MOS transistor are extended by thermal diffusion.
[0035]
Thereafter, (d) go to the gate electrode formation process, and form the gate electrodes PPG and PNG of the high voltage MOS transistor and the gate electrodes LPG and LNG of the low voltage MOS transistor to provide a driver (IC) suitable for the liquid crystal panel. obtain.
[0036]
In the application of the present invention, in the above process flow, the well of the high voltage MOS transistor is formed first, and then the field oxide film for electrically separating the MOS transistors is formed. As shown in FIG. 1, a field oxide film is first formed by using a single mask, and then a high-voltage well ion implantation is performed with a high energy that passes through a thick oxide film. The present invention can also be applied to a process flow in which an electric field relaxation layer and a channel stopper of a high voltage MOS transistor are simultaneously formed by ion implantation for forming a low voltage well after forming a well.
[0037]
Further, the present invention can be applied not only to the planar type MOS transistor shown in FIG. 10 but also to the production of the LOCOS offset type MOS transistor shown in FIG. As shown in FIG.
[0038]
As described in the above embodiment, according to the manufacturing method employing the process according to the present invention, four photomasks can be reduced and the number of ion implantations can be reduced as compared with the conventional process.
[0039]
Next, an active matrix type color liquid crystal display device to which a driver employing a MOS transistor manufactured according to the present invention is applied will be described.
[0040]
13 is a plan view for explaining the configuration of one pixel of an active matrix liquid crystal display device to which the present invention is applied and its periphery, FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 13, and FIG. FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 13, and FIG. 16 is a plan view showing a state where a plurality of pixels shown in FIG. 13 are arranged.
[0041]
As shown in FIG. 13, each pixel includes two adjacent scanning signal lines (gate signal line or horizontal signal line) GL and two adjacent video signal lines (drain signal line or vertical signal line) DL. In the intersection region (in the region surrounded by four signal lines).
[0042]
Each pixel includes a thin film transistor TFT, a transparent pixel electrode ITO1, and a storage capacitor element Cadd. The scanning signal lines GL extend in the column direction, and a plurality of scanning signal lines GL are arranged in the row direction. The video signal lines DL extend in the row direction, and a plurality of video signal lines DL are formed in the column direction.
[0043]
As shown in FIG. 14, a thin film transistor TFT and a transparent pixel electrode ITO1 are formed on the side of the lower transparent glass substrate SUB1 with reference to the liquid crystal LC, and a color filter FIL and a light-shielding black matrix pattern are formed on the upper transparent glass substrate SUB2 side. A BM is formed. The upper and lower transparent glass substrates SUB2,1 have a thickness of about 1.1 mm, for example, and a silicon oxide film SIO is formed on each of both surfaces by dipping or the like. For this reason, even if there are fine scratches on the surfaces of the transparent glass substrates SUB1 and SUB2, the scanning signal lines GL, the light shielding film (black matrix) BM, etc., which are flattened by the coating of the silicon oxide film SIO and formed thereon, etc. The film quality can be kept uniform.
[0044]
A light shielding film BM, a color filter FIL, and an upper alignment film ORI2 are sequentially stacked on the inner surface (liquid crystal LC side) of the upper transparent glass substrate SUB2.
[0045]
<Outline of the matrix area>
FIG. 17 is a plan view of the main part around the matrix AR of the liquid crystal panel PNL including the upper and lower transparent glass substrates SUB2 and SUB1, and FIG. 18 is a plan view showing the peripheral part of the matrix AR shown in FIG. 19 is an enlarged plan view of the vicinity of the seal portion SL corresponding to the upper left corner of the liquid crystal panel of FIGS. 20 is a cross-sectional view taken along line 19a-19a in FIG. 19 on the left side with the cross section in FIG. 14 being the center, and a cross-sectional view in the vicinity of the external connection terminal DTM to which the video signal line drive circuit is to be connected FIG. 21 is a cross-sectional view of the vicinity of the external connection terminal GTM to which the scanning circuit is to be connected on the left side, and a cross-sectional view of the vicinity of the seal portion where there is no external connection terminal on the right side.
[0046]
In the manufacture of this liquid crystal panel, if it is a small size, a plurality of glass substrates are processed at the same time and separated to improve the throughput. The glass substrate having a size as described above is processed to be reduced to a size suitable for each type, and in each case, the glass substrate is cut after going through one process.
[0047]
FIGS. 17 to 19 show the latter example. In both FIGS. 17 and 18, the upper and lower glass substrates SUB2 and SUB1 are cut, FIG. 19 shows the state before cutting, and LN is the glass substrate. Numerals CT1 and CT2 indicate positions at which the glass substrates SUB1 and SUB2 should be cut, respectively.
[0048]
In either case, the size of the upper glass substrate SUB2 is lower glass so that the portions (upper and lower sides and left side in the figure) where the external connection terminal groups Tg and Td (subscript omitted) exist in the completed state are exposed. It is limited to the inner side than the substrate SUB1.
[0049]
The external connection terminal groups Tg and Td are respectively a scanning circuit connection terminal GTM and a video signal circuit connection terminal DTM, which will be described later, and a tape carrier package TCP (FIGS. 22 and 23) on which an integrated circuit chip CHI is mounted. (Refer to the unit). The lead-out wiring from the matrix portion of each group to the external connection terminal portion is inclined as it approaches both ends. This is because the terminals DTM and GTM of the liquid crystal panel PNL are matched with the arrangement pitch of the tape carrier package TCP and the connection terminal pitch of each tape carrier package TCP.
[0050]
A seal pattern SL (hereinafter also referred to as a sealing material) is formed between the transparent glass substrates SUB1 and SUB2 so as to seal the liquid crystal LC except for the liquid crystal sealing inlet INJ along the edge. The material of the seal pattern is made of, for example, an epoxy resin. The common transparent pixel electrode ITO2 on the upper transparent glass substrate SUB2 side is connected to the lead-out wiring INT formed on the lower transparent glass substrate SUB1 side by silver paste material AGP at least at four points here in the liquid crystal panel. The lead-out wiring INT is formed in the same manufacturing process as a gate terminal GTM and a drain terminal DTM described later.
[0051]
The alignment films ORI1 and ORI2, the transparent pixel electrode ITO1, and the common transparent pixel electrode ITO2 are formed on the inner side of the seal pattern SL. The polarizing plates POL1 and POL2 are formed on the outer surfaces of the lower transparent glass substrate SUB1 and the upper transparent glass substrate SUB2, respectively.
[0052]
The liquid crystal LC is sealed in a region partitioned by a seal pattern SL between the lower alignment film ORI1 and the upper alignment film ORI2 that set the direction of liquid crystal molecules. The lower alignment film ORI1 is formed on the protective film PSV1 on the lower transparent glass substrate SUB1 side.
[0053]
In this liquid crystal display device, various layers are separately stacked on the lower transparent glass substrate SUB1 side and the upper transparent glass substrate SUB2 side, and a seal pattern SL is formed on the upper transparent glass substrate SUB2 side. The glass substrate SUB2 is overlaid, liquid crystal is injected from the opening INJ (injection port) of the sealing material SL, the injection port INJ is sealed with an epoxy resin or the like, and the upper and lower transparent glass substrates are cut.
[0054]
<< Thin Film Transistor TFT >>
The thin film transistor TFT operates such that when a positive bias is applied to the gate electrode GT, the channel resistance between the source and the drain decreases, and when the bias is set to zero, the channel resistance increases.
[0055]
The thin film transistor TFT of each pixel is divided into two (plural) in the pixel, and is composed of thin film transistors (divided thin film transistors) TFT1 and TFT2. Each of the thin film transistors TFT1 and TFT2 has substantially the same size (the channel length and the channel width are the same). Each of the divided thin film transistors TFT1 and TFT2 includes a gate electrode GT, a gate insulating film GI, an i-type semiconductor made of i-type (intrinsic, intrinsic, conductivity type-determining impurity is not doped) amorphous silicon (Si). It has a layer AS, a pair of source electrodes SD1, and a drain electrode SD2. It should be understood that the source and drain are originally determined by the bias polarity between them, and in this circuit of the liquid crystal display device, the polarity is inverted during operation, so that the source and drain are switched during operation. However, in the following description, for convenience, one is fixed as a source and the other is fixed as a drain.
[0056]
<< Gate electrode GT >>
The gate electrode GT is perpendicular to the scanning signal line GL (upward in FIGS. 13 and 24) as shown in FIG. 25 is a plan view illustrating only the second conductive film g2 and the i-type semiconductor layer AS in FIG. It is comprised by the shape which protrudes in (it is branched by the T-shape).
[0057]
The gate electrode GT protrudes beyond the active regions of the thin film transistors TFT1 and TFT2. The gate electrodes GT of the thin film transistors TFT1 and TFT2 are continuously formed. Here, the gate electrode GT is formed of a single-layer second conductive film g2. The second conductive film g2 is formed with a film thickness of about 1000 to 5500 mm using, for example, an aluminum (Al) film formed by sputtering. An aluminum anodic oxide film AOF is provided on the gate electrode GT.
[0058]
As shown in FIGS. 13, 14 and 26, the gate electrode GT is formed larger than the i-type semiconductor layer AS (as viewed from below). Therefore, when a backlight BL such as a fluorescent tube is attached below the lower transparent glass substrate SUB1, the gate electrode GT made of this opaque aluminum film is shaded and light from the backlight is applied to the i-type semiconductor layer AS. Therefore, the conductive phenomenon due to light irradiation, that is, the deterioration of the OFF characteristics of the thin film transistor TFT hardly occurs. Note that the original size of the gate electrode GT is the minimum necessary for straddling between the source electrode SD1 and the drain electrode SD2 (the alignment margin between the gate electrode GT, the source electrode SD1, and the drain electrode SD2). And the depth length that determines the channel width W is the ratio of the distance (channel length) L between the source electrode SD1 and the drain electrode SD2, that is, the factor W / L that determines the mutual conductance gm. It is decided by how many. Of course, the size of the gate electrode GT in this liquid crystal display device is larger than the original size described above.
[0059]
<< Scanning signal line GL >>
The scanning signal line GL is composed of the second conductive film g2. The second conductive film g2 of the scanning signal line GL is formed in the same manufacturing process as the second conductive film g2 of the gate electrode GT and is integrally formed. Also, an aluminum anodic oxide film AOF is provided on the scanning signal line GL.
[0060]
<Insulating film GI>
The insulating film GI is used as the gate insulating film of each of the thin film transistors TFT1 and TFT2. The insulating film GI is formed above the gate electrode GT and the scanning signal line GL. The insulating film GI is formed using, for example, a silicon nitride film formed by plasma CVD, and has a thickness of 1200 to 2700 mm (in this liquid crystal display device, a thickness of about 2000 mm). As shown in FIG. 19, the gate insulating film GI is formed so as to surround the entire matrix part AR, and the peripheral part is removed so as to expose the external connection terminals DTM and GTM.
[0061]
<< i-type semiconductor layer AS >>
As shown in FIG. 24, the i-type semiconductor layer AS is used as a channel formation region of each of the thin film transistors TFT1 and TFT2 divided into a plurality of parts. The i-type semiconductor layer AS is formed of an amorphous silicon film or a polycrystalline silicon film, and has a thickness of 200 to 220 mm (in this liquid crystal display device, a thickness of about 200 mm).
[0062]
This i-type semiconductor layer AS is made of Si by changing the components of the supply gas.2NFourIn succession to the formation of the insulating film GI used as the gate insulating film, it is formed by the same plasma CVD apparatus and without being exposed to the outside from the plasma CVD apparatus.
[0063]
Similarly, the N (+) type semiconductor layer d0 (FIG. 14) doped with 2.5% of phosphorus (P) for ohmic contact is continuously 200 to 500 mm thick (about 300 mm in this liquid crystal display device). Film thickness). Thereafter, the lower transparent glass substrate SUB1 is taken out from the CVD apparatus, and the N (+) type semiconductor layer d0 and the i type semiconductor layer AS are independent as shown in FIG. 13, FIG. 14 and FIG. It is patterned into an island shape.
[0064]
As shown in FIGS. 13 and 24, the i-type semiconductor layer AS is also provided between both of the intersections (crossover portions) between the scanning signal lines GL and the video signal lines DL. This crossing portion i-type semiconductor layer AS reduces a short circuit between the scanning signal line GL and the video signal line DL at the crossing portion.
[0065]
<< Transparent pixel electrode ITO1 >>
The transparent pixel electrode ITO1 constitutes one of the pixel electrodes of the liquid crystal panel. The transparent pixel electrode ITO1 is connected to both the source electrode SD1 of the thin film transistor TFT2 and the source electrode SD1 of the thin film transistor TFT2. For this reason, even if a defect occurs in one of the thin film transistors TFT1 and TFT2, if the defect causes a side effect, an appropriate portion is cut by a laser beam or the like. Otherwise, the other thin film transistor operates normally. You can just leave it. It is rare that two thin film transistors TFT1 and TFT2 have defects at the same time, and the occurrence probability of point defects and line defects can be extremely reduced by such a redundancy method.
[0066]
The transparent pixel electrode ITO1 is composed of a first conductive film d1. The first conductive film d1 is made of a transparent conductive film (Indium-Tin-Oxide ITO: Nesa film) formed by sputtering and has a thickness of 1000 to 2000 mm (in this liquid crystal display device, a thickness of about 1400 mm). Is done.
[0067]
<< Source electrode SD1, drain electrode SD2 >>
The source electrode SD1 and the drain electrode SD2 of each of the thin film transistors TFT1 and TFT2 divided into a plurality are shown in FIGS. 13, 14 and 25 (a plan view illustrating only the first to third conductive films d1 to d3 in FIG. As shown in FIG. 3, the i-type semiconductor layer AS is provided separately from each other.
[0068]
Each of the source electrode SD1 and the drain electrode SD2 is configured by sequentially superposing a second conductive film d2 and a third conductive film d3 from the lower layer side in contact with the N (+) type semiconductor layer d0. The second conductive film d2 and the third conductive film d3 of the source electrode SD1 are formed in the same manufacturing process as the second conductive film d2 and the third conductive film d3 of the drain electrode SD2.
[0069]
The second conductive film d2 uses a chromium (Cr) film formed by sputtering and is formed with a thickness of 500 to 1000 mm (in this liquid crystal display device, a thickness of about 600 mm). The Cr film constitutes a so-called barrier layer that prevents aluminum Al of a third conductive film d3 described later from diffusing into the N (+) type semiconductor layer d0. As the second conductive film d2, in addition to the Cr film, a film of a refractory metal (Mo, Ti, Ta, W, etc.), a refractory metal silicide (MoSi)2TiSi2, TaSi2, WSi2Etc.) can also be used.
[0070]
The third conductive film d3 is formed to a thickness of 3000 to 5000 mm (in this liquid crystal display device, a thickness of about 4000 mm) by sputtering of aluminum Al. The aluminum Al film is less stressed than the chromium Cr film, can be formed thick, and is configured to reduce the resistance values of the source electrode SD1, the drain electrode SD2, and the video signal line DL. In addition to forward aluminum, an aluminum film containing silicon or copper (Cu) as an additive can also be used as the third conductive film d3.
[0071]
After the second conductive film d2 and the third conductive film d3 are patterned with the same mask pattern, the N (+) type semiconductor layer d0 is used by using the same mask or by using the second conductive film d2 and the third conductive film d3 as a mask. Is removed. That is, the N (+) type semiconductor layer d0 remaining on the i type semiconductor layer AS is removed by self-alignment except for the second conductive film d2 and the third conductive film d3. At this time, since the N (+) type semiconductor layer d0 is etched so that the entire thickness thereof is removed, the surface portion of the i type semiconductor layer AS is also slightly etched. What is necessary is just to control by processing time.
[0072]
The source electrode SD1 is connected to the transparent pixel electrode ITO1. The source electrode SD1 is a step of the i-type semiconductor layer AS (the thickness of the second conductive film d2, the thickness of the anodic oxide film AOF, the thickness of the i-type semiconductor layer AS, and the thickness of the N (+)-type semiconductor layer d0). (Step corresponding to the film thickness obtained by adding). Specifically, the source electrode SD1 includes a second conductive film d2 formed along the step of the i-type semiconductor layer AS and a third conductive film d3 formed on the second conductive film d2. Yes. The third conductive film d3 of the source electrode SD1 cannot be thickened due to the increase in stress of the Cr film of the second conductive film d2 and cannot overcome the step of the i-type semiconductor layer AS. It is configured. That is, step coverage is improved by increasing the thickness of the third conductive film d3. Since the third conductive film d3 can be formed thick, it greatly contributes to the reduction of the resistance value of the source electrode SD1 (the same applies to the drain electrode SD2 and the video signal line DL).
[0073]
<< Protective film PSV1 >>
A protective film PSV1 is provided on the thin film transistor TFT and the transparent pixel electrode ITO1. The protective film PSV1 is formed mainly to protect the thin film transistor TFT from moisture, and a film having high transparency and good moisture resistance is used. The protective film PSV1 is formed of, for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film formed by a plasma CVD apparatus, and has a thickness of about 1 μm.
[0074]
As shown in FIG. 19, the protective film PSV1 is formed so as to surround the entire matrix part AR, the peripheral part is removed so as to expose the external connection terminals DTM and GTM, and the upper transparent glass substrate SUB2 is shared. A portion where the electrode COM is connected to the external connection terminal connection lead line INT of the lower transparent glass substrate SUB1 by the silver paste AGP is also removed. Regarding the thickness relationship between the protective film PSV1 and the gate insulating film GI, the former is thickened in consideration of the protective effect, and the latter is thinned in consideration of the mutual conductance gm of the transistor. Therefore, as shown in FIG. 14, the protective film PSV1 having a high protective effect is formed larger than the gate insulating film GI so as to protect the peripheral portion over as wide a range as possible.
[0075]
<< Light shielding film BM >>
On the upper transparent glass substrate SUB2 side, a light shielding film BM is provided so that external light (light from above in FIG. 14) does not enter the i-type semiconductor layer AS used as a channel formation region. The light shielding film BM has a pattern as shown by hatching in FIG. FIG. 26 is a plan view illustrating only the first conductive film d1, the color filter FIL, and the light shielding film BM made of the ITO film in FIG.
[0076]
The light shielding film BM is formed of a film having a high light shielding property, for example, an aluminum film or a chromium film. In this liquid crystal display device, the chromium film is formed to a thickness of about 1300 mm by sputtering.
[0077]
Therefore, the i-type semiconductor layer AS of the thin film transistors TFT1 and TFT2 is sandwiched between the upper and lower light shielding films BM and the large gate electrode GT, and the portion is not exposed to external natural light or backlight light. As shown by hatching in FIG. 21, the light shielding film BM is formed around the pixels, that is, the light shielding film BM is formed in a lattice shape (so-called black matrix), and the effective display area of one pixel is partitioned by this lattice. ing. By this light shielding film BM, the outline of each pixel is clear and the contrast is improved. That is, the light shielding film BM has two functions of light shielding for the i-type semiconductor layer AS and a black matrix.
[0078]
Further, since the portion (the lower right portion in FIG. 13) facing the edge portion on the base side in the rubbing direction of the transparent pixel electrode ITO1 is shielded by the light shielding film BM, even if the domain is generated in the above portion, the domain is not Since it cannot be seen, display characteristics are not deteriorated.
[0079]
In addition, a backlight can be attached to the upper transparent glass substrate SUB2 side, and the lower transparent glass substrate SUB1 can be used as an observation side (external exposure side).
[0080]
As shown in FIG. 19, the light shielding film BM is also formed in a frame-like pattern as shown in FIG. 19, and the pattern is formed continuously with the pattern of the matrix portion shown in FIG. 26 provided with a plurality of dots. ing. As shown in FIGS. 18 to 21, the light shielding film BM in the peripheral portion is extended to the outside of the seal portion SL to prevent leakage light such as reflected light caused by mounting equipment such as a personal computer from entering the matrix portion. Yes. On the other hand, the light-shielding film BM is held about 0.3 to 1.0 mm inside from the edge of the upper transparent glass substrate SUB2, and is formed so as to avoid the cutting region of the upper transparent glass substrate SUB2.
[0081]
<Color filter FIL>
The color filter FIL is configured by coloring a dye on a dyeing substrate formed of a resin material such as an acrylic resin. The color filters FIL are formed in stripes at positions facing the pixels (FIG. 27) and dyed separately (FIG. 27 shows only the first conductive film d1, the light shielding film BM, and the color filter FIL in FIG. The color filters FIL of R, G, B are hatched at 45 ° and 135 °, respectively, so that the color filter FIL covers all of the transparent pixel electrode ITO1 as shown in FIGS. The light shielding film BM is formed inside the periphery of the transparent pixel electrode ITO1 so as to overlap the edge portions of the color filter FIL and the transparent pixel electrode ITO1.
[0082]
The color filter FIL can also be formed as follows. First, a dyeing base material is formed on the surface of the upper transparent glass substrate SUB2, and the dyeing base material other than the red filter forming region is removed by a photolithography technique. Thereafter, the dyeing substrate is dyed with a red dye, and a fixing process is performed to form a red filter R. Next, a green filter G and a blue filter B are sequentially formed by performing the same process.
[0083]
<< Protective film PSV2 >>
The protective film PSV2 is provided to prevent the dyes obtained by dyeing the color filter FIL into different colors from leaking into the liquid crystal LC. The protective film PSV2 is formed of a transparent resin material such as an acrylic resin or an epoxy resin.
[0084]
<< Common transparent pixel electrode ITO2 >>
The common transparent pixel electrode ITO2 faces the transparent pixel electrode ITO1 provided for each pixel on the lower transparent glass substrate SUB1 side, and the optical state of the liquid crystal LC is between each pixel electrode ITO1 and the common transparent pixel electrode ITO2. Changes in response to potential difference (electric field). A common voltage Vcom is applied to the common transparent pixel electrode ITO2. In this case, the common voltage Vcom is set to an intermediate potential between the low-level drive voltage Vdmin and the high-level drive voltage Vdmax applied to the video signal line DL, but the power supply of the integrated circuit used in the video signal drive circuit. When it is desired to reduce the voltage to about half, an AC voltage may be applied. For the planar shape of the common transparent pixel electrode ITO2, see FIGS.
[0085]
<Gate terminal section>
28A and 28B are explanatory diagrams of a connection structure from the scanning signal line GL to the external connection terminal GTM in the display matrix portion of the liquid crystal pattern, in which FIG. 28A is a plan view and FIG. FIG. This figure corresponds to the vicinity of the lower part of FIG. 19, and the diagonal wiring portion is shown in a straight line for convenience.
[0086]
AO is a mask pattern for photographic processing, in other words, a selective anodic oxidation photoresist pattern. Accordingly, the photoresist is removed after the anodic oxidation, and the pattern AO shown in the drawing does not remain as a finished product, but the oxide film AOF is selectively formed on the gate wiring GL as shown in the sectional view of FIG. The trajectory remains. In the plan view of (A), the left side is a region where the resist is covered with resist and not anodized with reference to the photoresist boundary line AO, and the right side is a region exposed from the resist and anodized. The anodized aluminum Al layer g2 has an oxide AAl on its surface.2OThreeThe film AOF is formed, and the volume of the lower conductive portion is reduced. Of course, the anodic oxidation is performed by setting an appropriate time and voltage so that the conductive portion remains. The mask pattern AO does not intersect with the scanning signal line GL on a single straight line, but bends and intersects with a crank shape.
[0087]
In the drawing, the aluminum Al layer g2 is hatched for easy understanding, but the region not anodized is patterned in a comb shape. This is because whisker is generated on the surface when the aluminum Al layer is wide, so that the width of each one is narrowed and a plurality of them are bundled in parallel to prevent whisker generation. The aim is to minimize the probability of disconnection and the sacrifice of conductivity. Accordingly, here, the portion corresponding to the root of the comb is also shifted along the mask AO.
[0088]
The gate terminal GTM has a good adhesion to the silicon oxide SIO layer, and has a higher resistance to corrosion than aluminum Al. Further, the gate terminal GTM protects the surface and is transparent at the same level (same layer and simultaneous formation) as the pixel electrode ITO1. It is comprised with the conductive layer d1. Note that the conductive layers d2 and d3 formed on the gate insulating film GI and on the side surfaces thereof are so formed that the conductive layers g2 and g1 are not etched together due to pinholes or the like when the conductive layers d2 and d3 are etched. It remains as a result of covering the area with photoresist. Further, the ITO layer d1 extending over the gate insulating film GI and extending in the right direction is one in which the same measures are further taken.
[0089]
In the plan view of FIG. 28A, the gate insulating film GI is formed on the right side of the boundary line, the protective film PSV1 is formed on the right side of the boundary line, and the terminal portion GTM located on the left side is formed from them. It is exposed and can be in electrical contact with external circuits. In the figure, only one pair of the gate line GL and the gate terminal is shown, but actually, a plurality of such pairs are arranged vertically as shown in FIG. 12, and a terminal group Tg (FIG. 13, FIG. 14), and the left side of the gate terminal is extended beyond the cutting region CT1 of the substrate in the manufacturing process and short-circuited by the wiring SHg. Such a short-circuit line SHg in the manufacturing process has an effect of preventing electrostatic breakdown that occurs during power feeding during anodization (during anodization) and rubbing of the alignment film ORI1.
[0090]
<< Drain terminal DTM >>
FIG. 29 is an explanatory diagram of the connection from the video signal line DL to the external connection terminal DTM. FIG. 29A is a plan view, and FIG. 29B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. Note that FIG. 29 corresponds to the vicinity of the upper right in FIG. 19, and the orientation of the drawing is changed for convenience, but the right end direction corresponds to the upper end (or lower end) of the lower transparent glass substrate SUB1.
[0091]
TSTd is an inspection terminal, to which no external circuit is connected, but is wider than the wiring portion so that a probe needle or the like can be contacted. Similarly, the drain terminal DTM is also wider than the wiring portion so that it can be connected to an external circuit. A plurality of inspection terminals TSTd and external connection terminals DTM are alternately arranged in a staggered manner in the vertical direction, and the inspection terminals TSTd terminate without reaching the end of the lower transparent glass substrate SUB1, as shown in the figure. As shown in FIG. 14, the drain terminal DTM constitutes a terminal group Td (subscript omitted), is further extended beyond the cutting line CT1 of the lower transparent glass substrate SUB1, and all of them are used for preventing electrostatic breakdown during the manufacturing process. Are short-circuited to each other by the wiring SHd. A drain connection terminal is connected to the opposite side across the matrix of video signal lines DL where the inspection terminals TSTd exist, and conversely, an inspection terminal is connected to the opposite side across the matrix of video signal lines DL where the drain terminals DTM exist. Is done.
[0092]
The drain terminal DTM is formed of two layers of the chromium Cr layer g1 and the ITO layer d1 for the same reason as the gate terminal GTM described above, and is connected to the video signal line DL at a portion where the gate insulating film GI is removed. The semiconductor layer AS formed on the end portion of the gate insulating film GI is used for etching the video signal in a tapered shape at the edge of the gate insulating film GI. Of course, the protective film PSV1 is removed on the drain terminal DTM in order to connect to an external circuit. AO is the anodic oxidation mask described above, and the left side of the boundary line is covered with the mask. However, since the layer g2 does not exist in the portion not covered in this figure, this pattern is not directly related.
[0093]
As shown in FIG. 20C, the lead-out wiring from the matrix portion to the drain terminal DTM portion has the same level as that of the video signal line DL immediately above the layers d1 and g1 at the same level as the drain terminal DTM portion. The layers d2 and d3 are laminated to the middle of the seal pattern SL, but this can minimize the probability of disconnection, and the aluminum Al layer d3 that is susceptible to electrolytic corrosion can be formed with the protective film PSV1 or the seal pattern SL. It is only an aim to protect.
[0094]
<< Structure of Retention Capacitance Element Cadd >>
The transparent pixel electrode ITO1 is formed so as to overlap the adjacent scanning signal line GL at the end opposite to the end connected to the thin film transistor TFT. As is apparent from FIGS. 13 and 17, this superposition is performed by a storage capacitor element (capacitance element) in which the transparent pixel electrode ITO1 is one electrode PL2 and the adjacent scanning signal line GL is the other electrode PL1. Configure Cadd. The dielectric film of the storage capacitor element Cadd is composed of an insulating film GI used as a gate insulating film of the thin film transistor TFT and an anodic oxide film AOF.
[0095]
As is apparent from FIG. 24, the storage capacitor element Cadd is formed in a portion where the width of the second conductive film g2 of the scanning signal line GL is increased. Note that the portion of the second conductive film g2 that intersects the video signal line DL is thinned in order to reduce the probability of the video signal line DL and its short circuit.
[0096]
In the step portion of the electrode PL1 of the storage capacitor element Cadd, even if the transparent pixel electrode ITO1 is disconnected, the island region configured by the second conductive film d2 and the third conductive film d3 formed so as to straddle the step. The failure is compensated by.
[0097]
<< Equivalent circuit for the entire display device >>
FIG. 30 is a connection diagram of an equivalent circuit of the display matrix section and its peripheral circuits. Although this figure is a circuit diagram, it is drawn corresponding to the actual geometric arrangement. AR is a matrix array in which a plurality of pixels are arranged two-dimensionally.
[0098]
In the figure, X means a video signal line DL, and subscripts G, B, and R are added corresponding to green, blue, and red pixels, respectively. Y means the scanning signal line GL, and subscripts 1, 2, 3,..., End are added according to the order of scanning timing.
[0099]
The video signal line X (subscript omitted) is connected to the upper video signal drive circuit He. That is, as with the scanning signal line Y, the video signal line X has a terminal drawn only on one side of the video signal panel PNL. The scanning signal line Y (subscript omitted) is connected to the vertical scanning circuit V.
[0100]
SUP is a power supply circuit for dividing a single voltage source into a plurality of voltage sources and a CRT (cathode ray tube) information from a host (high-order processing unit) to obtain information for a TFT liquid crystal display device. This is a circuit including a circuit to be replaced.
[0101]
<< Equivalent Circuit and Operation of Retention Capacitance Element Cadd >>
FIG. 31 is an equivalent circuit diagram of the pixel shown in FIG. In FIG. 31, Cgs is a parasitic capacitance formed between the gate electrode GT and the source electrode SD1 of the thin film transistor TFT. The dielectric films of the parasitic capacitance element Cgs are the insulating film GI and the anodic oxide film AOF. Cpix is a liquid crystal capacitance formed between the transparent pixel electrode ITO1 (PIX) and the common transparent pixel electrode ITO2 (COM). The dielectric films of the liquid crystal capacitor Cpix are the liquid crystal LC, the protective film PSV1, and the alignment films ORI1 and ORI2. V1c is a midpoint potential.
[0102]
The capacitance of the storage capacitor element Cadd (retention capacitor Cadd) serves to reduce the influence of the gate potential change ΔVg on the midpoint potential (pixel electrode potential) V1c when the thin film transistor TFT is switched. This situation is expressed by the following equation.
[0103]
ΔV1c = {Cgs / (Cgs + Cadd + Cpix)} × ΔVg
Here, ΔV1c represents a change in the midpoint potential due to ΔVg. The change ΔV1c causes a direct current component applied to the liquid crystal LC, but the value can be reduced as the storage capacitor Cadd is increased. In addition, the storage capacitor element Cadd also has an action of extending the discharge time, and accumulates video information after the thin film transistor TFT is turned off. Reduction of the direct current component applied to the liquid crystal LC can improve the life of the liquid crystal LC and reduce the so-called burn-in in which the previous image remains when the liquid crystal display screen is switched.
[0104]
As described above, since the gate electrode GT is enlarged so as to completely cover the i-type semiconductor layer AS, the overlap area with the source electrode SD1 and the drain electrode SD2 is increased, so that the parasitic capacitance Cgs is increased. The potential V1c has the adverse effect of being easily affected by the gate (scanning) signal Vg. However, this disadvantage can be eliminated by providing the storage capacitor element Cadd.
[0105]
The storage capacitor Cadd of the storage capacitor element Cadd is 4 to 8 times the liquid crystal capacitor Cpix (4 · Cpix <Cadd <8 · Cpix) and 8 to 32 times (8 · 32 times) the parasitic capacitance Cgs from the pixel writing characteristics. A value of about Cgs <Cadd <32 · Cgs) is set.
[0106]
<< Connection Method of Retention Capacitance Element Cadd Electrode Line >>
First-stage scanning signal line GL (Y used only as a storage capacitor electrode line0) Is set to the same potential as the common transparent pixel electrode ITO2 (Vcom), as shown in FIG. In the example shown in FIG. 19, the first-stage scanning signal line is short-circuited to the common electrode COM through the terminal GTO, the lead-out line INT, the terminal DT0, and the external wiring. Alternatively, the first stage storage capacitor electrode line Y0Is connected to the scanning signal line Yend at the final stage, connected to a DC potential point (AC grounding point) other than Vcom, or one extra scanning pulse Y from the vertical scanning circuit V0You may connect to receive.
[0107]
<Connection structure with external circuit>
As shown in FIG. 22, the tape carrier package TCP is a flexible wiring board (commonly referred to as TAB; Tape, Automated Bonding) in which an integrated circuit chip CHI constituting the scanning signal driving circuit V and the video signal driving circuits He, Ho is formed. FIG. 20 shows a state in which this is connected to the video signal circuit terminal DTM of the video signal panel PNL. The liquid crystal panel driving integrated circuit (liquid crystal driver) constituting the video signal driving circuit He and the vertical scanning circuit V uses the MOS transistor manufactured by the manufacturing method of the present invention described above.
[0108]
TB is an input terminal / wiring portion of the integrated circuit CHI, TM is an output terminal / wiring portion of the integrated circuit CHI, and a bonding pad PAD of the integrated circuit CHI is a so-called face at each inner tip (commonly referred to as inner lead). Connected by down bonding method. The outer tips (commonly referred to as outer leads) of the terminals TB and TM correspond to the input and output of the semiconductor integrated circuit chip CHI, respectively, and are soldered to the CRT / TFT conversion circuit / power supply circuit SUP by an anisotropic conductive film ACF. The connection terminal DTM on the liquid crystal panel PNL side is connected to the liquid crystal panel so as to cover the protective film PSV1 exposed. Accordingly, since the external connection terminal DTM (GTM) is covered with at least one of the protective film PSV1 and the tape carrier package TCP, it is strong against electric corrosion.
[0109]
BF1 is a base film made of polyimide or the like, and SRS is a solder resist film for masking the solder so that it does not stick to an extra portion during soldering. The gap between the upper and lower glass substrates outside the seal pattern SL is protected by an epoxy resin EPX or the like after cleaning, and a silicone resin SIL is further filled between the tape carrier package TCP and the upper transparent glass substrate SUB2 to multiplex the protection. Yes.
[0110]
"Production method"
Next, a manufacturing method on the lower transparent glass substrate SUB1 side of the liquid crystal display device described above will be described with reference to FIGS. In each figure, the central letter is an abbreviation of the process name, the left side shows the pixel portion shown in FIG. 14, and the right side shows the processing flow as seen in the cross-sectional shape near the gate terminal shown in FIG. In addition, except for the step D, the steps A to I are divided according to each photographic processing, and any cross-sectional view of each step shows a stage where the processing after the photographic processing is finished and the photoresist is removed. Yes. Note that the photographic processing refers to a series of operations from application of a photoresist to selective exposure using a mask and development thereof, and repeated description is avoided. Hereinafter, it demonstrates according to the divided process.
[0111]
Process A (FIG. 32)
After the silicon oxide film SIO is provided on both surfaces of the lower transparent glass substrate SUB1 made of 7059 glass (trade name) by dipping, baking is performed at 500 ° C. for 60 minutes. A first conductive film g1 made of chromium Cr having a thickness of 1100 mm is provided on the lower transparent glass substrate SUB1 by sputtering, and after the photographic processing, the first conductive film g1 is selectively used with a second cerium ammonium nitrate solution as an etching solution. The gate terminal GTM, the drain terminal DTM, the anodized bus line SHg connecting the gate terminal GTM, the bus line SHd short-circuiting the drain terminal DTM, and the anodized pad connected to the anodized bus line SHg (not shown) ).
Process B (FIG. 32)
A second conductive film g2 made of Al—Pd, Al—Si, Al—Si—Ta, Al—Si—Cu, or the like having a thickness of 2800 mm is provided by sputtering. After the photographic processing, the second conductive film g2 is etched with a mixed acid solution of phosphoric acid, nitric acid and glacial acetic acid.
[0112]
Process C (FIG. 32)
After photographic processing (after the formation of the anodic oxidation mask AO described above), a solution in which 3% tartaric acid was adjusted to pH 6.25 ± 0.05 with ammonia was diluted 1: 9 with an ethylene glycol liquid into an anodic oxidation liquid. The lower transparent glass substrate SUB1 is immersed, and the formation current density is 0.5 mA / cm.2Adjust (constant current formation). Next, predetermined Al2OThreeAnodization is performed until the formation voltage of 125 V necessary to obtain the film thickness is reached. Then, it is desirable to hold for several tens of minutes in this state (constant voltage formation). This is a uniform Al2OThreeIt is important for obtaining a film. Thereby, the conductive film g2 is anodized, and an anodic oxide film AOF having a thickness of 1800 mm is formed on the scanning signal line GL, the gate electrode GT, and the electrode PL1.
[0113]
Process D (FIG. 33)
Ammonia gas, silane gas, and nitrogen gas are introduced into the plasma CVD apparatus to provide a silicon nitride film having a thickness of 2000 mm, and silane gas and hydrogen gas are introduced into the plasma CVD apparatus to form an i-type amorphous film having a thickness of 2000 mm. After providing the Si film, hydrogen gas and phosphine gas are introduced into the plasma CVD apparatus to form an N (+) type amorphous Si film having a thickness of 300 mm.
[0114]
Process E (FIG. 33)
After photo processing, SF as dry etching gas6, CClFourIs used to selectively etch the N (+) type amorphous Si film and the i type amorphous Si film, thereby forming an island of the i type semiconductor layer AS.
[0115]
Process F (FIG. 33)
After photo processing, SF as dry etching gas6Is used to selectively etch the Si nitride film.
[0116]
Process G (FIG. 34)
A first conductive film d1 made of an ITO film having a thickness of 1400 mm is provided by sputtering. After the photographic processing, the first conductive film d1 is selectively etched with a mixed acid solution of hydrochloric acid and nitric acid as an etching solution, thereby forming the gate terminal GTM, the uppermost layer of the drain terminal DTM, and the transparent pixel electrode ITO1.
[0117]
Process H (FIG. 34)
A second conductive film d2 made of chromium Cr with a thickness of 600 mm is provided by sputtering, and a third conductive film made of Al-Pd, Al-Si, Al-Si-Ti, Al-Si-Cu, etc. with a thickness of 4000 mm. The film d3 is provided by sputtering. After the photographic processing, the third conductive film d3 is etched with the same liquid as in the process B, and the second conductive film d2 is etched with the same liquid as in the process A to form the video signal line DL, the source electrode SD1, and the drain electrode SD2. To do. Next, in the dry etching apparatus, CClFour, SF6Then, the N (+) type amorphous Si film is etched to selectively remove the N (+) type semiconductor layer d0 between the source and drain.
[0118]
Step I (FIG. 34)
Ammonia gas, silane gas, and nitrogen gas are introduced into the plasma CVD apparatus to provide a 1 μm-thick Si nitride film. After photo processing, SF as dry etching gas6The protective film PSV1 is formed by selectively etching the Si nitride film by a photo-etching technique (photolithographic technique) using the above.
[0119]
An alignment film is formed on the innermost surface of the lower transparent glass substrate SUB1 manufactured in this way, and the upper transparent glass substrate SUB2 produced in a separate manufacturing process is bonded, and the liquid crystal LC is sandwiched between the bonding gaps. A liquid crystal panel PNL is obtained by sealing with a sealing material and attaching polarizing plates (POL1, 2) on both sides.
[0120]
This liquid crystal panel PNL is laminated together with a backlight, other optical films, etc., and various drive circuit boards are incorporated to be integrated into a liquid crystal display device (liquid crystal display module).
[0121]
FIG. 35 is a plan view showing a state in which the liquid crystal panel and the drive circuit board are connected. CHI is an integrated circuit (IC) chip for driving the liquid crystal panel PNL (the lower five are ICs on the vertical scanning circuit side, and the ten on the left are ICs on the video signal drive circuit side. The number depends on the resolution of the liquid crystal panel, and the higher the resolution, the greater the number required.
[0122]
As shown in FIGS. 22 and 23, TCP is a tape carrier package (TCP) in which an IC chip CHI of a drive circuit is mounted by a tape automated bonding (TAB) method, and PCB 1 is mounted with the above TCP, a capacitor, and the like. The driving circuit board is divided into two for the video signal driving circuit and for the scanning signal driving circuit.
[0123]
FGP is a frame ground pad, and a spring-shaped piece cut into the shield case SHD is soldered. FC is a flat cable that electrically connects the lower drive circuit board PCB1 and the left drive circuit board PCB1.
[0124]
As shown in the figure, the flat cable FC uses a plurality of lead wires (phosphor bronze material plated with Sn plating) sandwiched between a striped polyethylene layer and a polyvinyl alcohol layer. To do.
[0125]
<< TCP connection structure >>
FIG. 22 is a cross-sectional view of a tape carrier package in which an integrated circuit chip CHI constituting the scanning signal driving circuit V and the video signal driving circuit H is mounted on a flexible wiring board, and FIG. It is principal part sectional drawing which shows the state connected to the terminal GTM for scanning signal circuits.
[0126]
TTB is an input terminal / wiring part of the integrated circuit chip CHI, and TTM is an output terminal / wiring part of the integrated circuit chip CHI, which is made of, for example, Cu, and an integrated circuit is provided at each inner tip (inner lead). As described above, the bonding pads PAD of the chip CHI are connected by the so-called face-down bonding method.
[0127]
Further, the outer end portions (outer leads) of the terminals TTB and TTM correspond to the input and output of the semiconductor integrated circuit chip CHI, respectively, and an anisotropic conductive film is connected to the CRT / TFT conversion circuit / power supply circuit SUP by soldering or the like. As described above, the ACF is connected to the liquid crystal panel PNL.
[0128]
The package TCP is connected to the liquid crystal panel PNL so that the tip thereof covers the protective film PSV1 exposing the connection terminal GTM on the liquid crystal panel PNL side. Accordingly, the outer connection terminal GTM (DTM) is strong against electric corrosion because the protective film PSV1 is covered with at least one of the packages TCP.
[0129]
As described above, BF1 is a base film made of a resin such as polyimide, and SRS is a solder resist film for masking the solder so that it does not adhere to extra portions during soldering. The gap between the upper and lower transparent glass substrates outside the seal pattern SL is protected with an epoxy resin EPX after cleaning, and the protection between the package TCP and the upper transparent glass substrate SUB2 is further filled with a silicon resin SIL to multiplex the protection. ing.
[0130]
<< Drive circuit board PCB2 >>
Electronic components such as an IC, a capacitor, and a resistor are mounted on the drive circuit board PCB2. As described above, the drive circuit board PCB2 includes a power supply circuit for obtaining a plurality of voltage sources stabilized by dividing from one voltage source, and information for a CRT from a host as information for a liquid crystal display device. A circuit SUP including a circuit to be converted is mounted. CJ is a connector connection portion for a connector (not shown) connected to the outside.
[0131]
The drive circuit board PCB1 and the drive circuit board PCB2 are electrically connected by a joiner JN such as a flat cable FC.
[0132]
FIG. 36 is an external view of a notebook personal computer which is an example of an electronic apparatus in which the liquid crystal display device according to the present invention is mounted.
[0133]
This notebook personal computer has a keyboard part and a display part connected by a hinge, a host computer comprising a CPU or the like is mounted on the keyboard part, and the liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display module on the display part. (MDL).
[0134]
Around the liquid crystal panel PNL constituting the liquid crystal display module, drive circuit boards PCB1, PCB2, and PCB3, an inverter power supply IV for backlight, and the like are mounted. CT is a connector connected to the host side, and TCON is a control circuit that generates signal processing, timing signals, and the like for displaying an image on the liquid crystal panel PNL based on a display signal input from the host side.
[0135]
It goes without saying that the liquid crystal display device according to the present invention can be used not only for portable computers such as notebook computers as shown in FIG. 36, but also for stationary personal computers such as desktop monitors and other display devices.
[0136]
Note that the present invention is not limited to the above-described type in which a driver is mounted on the TCP, but can be similarly applied to a method in which a transistor is directly formed around an insulating substrate (glass substrate) constituting a liquid crystal panel. Further, the present invention is not limited to a vertical electric field type active matrix liquid crystal display device, and similarly applied to a horizontal electric field type active matrix liquid crystal display device or a simple matrix type liquid crystal display device. it can.
[0137]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a conventional photomask for each ion implantation layer has been facilitated. On the other hand, the difference in the thickness of the through oxide film for ion implantation and the manufacturing process of the MOS transistor By changing the order, the impurity regions having different concentrations can be formed by one ion implantation, the number of photomasks can be reduced, and the number of processes can be greatly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the principle of ion implantation in a method for producing a MOS transistor of the present invention.
FIG. 2 is a process diagram schematically showing one embodiment of a method of manufacturing a MOS transistor according to the present invention.
FIG. 3 is a process diagram subsequent to FIG. 2, schematically showing one embodiment of a method of manufacturing a MOS transistor according to the present invention.
FIG. 4 is a process diagram illustrating an embodiment in which the present invention is applied to a manufacturing process of a driver of a liquid crystal panel.
FIG. 5 is a process drawing subsequent to FIG. 4 for explaining an embodiment in which the present invention is applied to a manufacturing process of a driver of a liquid crystal panel.
6 is a process drawing subsequent to FIG. 5 for explaining an embodiment in which the present invention is applied to a manufacturing process of a driver of a liquid crystal panel. FIG.
FIG. 7 is a process drawing subsequent to FIG. 6 for explaining an embodiment in which the present invention is applied to a manufacturing process of a driver of a liquid crystal panel.
FIG. 8 is a process chart schematically showing another embodiment of the MOS transistor manufacturing method according to the present invention.
FIG. 9 is a process diagram following FIG. 8 schematically showing another embodiment of the method for manufacturing a MOS transistor according to the present invention.
FIG. 10 is a schematic structural diagram of a planar type MOS transistor to which the present invention can be applied.
FIG. 11 is a schematic structural diagram of a LOCOS offset MOS transistor to which the present invention can be applied.
FIG. 12 is a schematic structural diagram of a LOCOS offset MOS transistor to which the present invention is applied.
FIG. 13 is a plan view showing a light shielding region of a pixel and a black matrix BM and a periphery thereof constituting a vertical electric field type active matrix color liquid crystal display device according to the present invention.
14 is a cross-sectional view showing one pixel and its periphery along a section line 3-3 in FIG.
15 is a cross-sectional view of the additional capacitance element Cadd taken along the line 4-4 in FIG.
16 is a plan view of a main part of a liquid crystal display unit in which a plurality of the pixels of FIG. 8 are arranged.
FIG. 17 is a plan view for explaining the configuration of the periphery of the matrix of the display panel.
FIG. 18 is a plan view illustrating the peripheral portion of FIG. 12 slightly exaggerated and more specifically.
FIG. 19 is an enlarged plan view of a corner portion of a liquid crystal panel including electrical connection portions of upper and lower transparent glass substrates.
FIG. 20 is a cross-sectional view showing the vicinity of a corner of a liquid crystal panel and the vicinity of a video signal terminal on both sides with the pixel portion of the matrix at the center.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing an edge portion of a liquid crystal panel without a scanning signal terminal on the left side and an external connection terminal on the right side.
FIG. 22 is a cross-sectional view showing a structure of a tape carrier package in which an integrated circuit chip constituting a drive circuit is mounted on a flexible wiring board.
FIG. 23 is a cross-sectional view of the principal part showing a state in which the tape carrier package is connected to the video signal circuit terminals of the liquid crystal panel.
24 is a plan view illustrating only a conductive layer g2 and an i-type semiconductor layer AS of the pixel illustrated in FIG. 8;
25 is a plan view illustrating only conductive layers d1, d2, and d3 of the pixel shown in FIG.
26 is a plan view illustrating only a pixel electrode layer, a light shielding film, and a color filter layer of the pixel illustrated in FIG. 8;
27 is a plan view of relevant parts depicting only a pixel electrode layer, a light shielding film, and a color filter layer of the pixel array shown in FIG. 11. FIG.
FIG. 28 is an explanatory diagram in the vicinity of a connection portion between a gate terminal and a gate wiring;
FIG. 29 is an explanatory diagram in the vicinity of a connection portion between a drain terminal and a video signal line.
FIG. 30 is an equivalent circuit diagram showing a liquid crystal display section of an active matrix type color liquid crystal display device.
31 is an equivalent circuit diagram of the pixel shown in FIG.
FIG. 32 is an explanatory diagram of a manufacturing process on the lower transparent glass substrate side.
FIG. 33 is an explanatory diagram following FIG. 32 of the manufacturing process on the lower transparent glass substrate side.
34 is an explanatory diagram of the manufacturing process on the lower transparent glass substrate side, following FIG. 33. FIG.
FIG. 35 is a plan view showing a state in which the liquid crystal panel and the drive circuit board are connected to each other.
FIG. 36 is an external view of a notebook computer for explaining an example of an electronic device on which the liquid crystal display device of the present invention is mounted.
FIG. 37 is a process diagram illustrating an example of a conventional impurity region formation process.
FIG. 38 is a process diagram illustrating another example of a conventional impurity region formation process.
FIG. 39 is a schematic process diagram illustrating the manufacturing process of the driver of the active matrix type liquid crystal panel having the high breakdown voltage MOS transistor.
FIG. 40 is a schematic process diagram following FIG. 39 for explaining the manufacturing process of the driver of the active matrix liquid crystal panel having the high voltage MOS transistor.
[Explanation of symbols]
HNW High-voltage PMOS transistor well
HPW High voltage NMOS transistor well
NW Well of low voltage PMOS transistor
PW Low breakdown voltage NMOS transistor well
HNM High-voltage NMOS transistor drain / source field relaxation layer
HPM High-voltage PMOS transistor drain / source field relaxation layer
NF Channel stopper for field region of well of high breakdown voltage NMOS transistor and well of low breakdown voltage NMOS transistor
PF A channel stopper for the field region of the well of the high breakdown voltage PMOS transistor and the well of the low breakdown voltage PMOS transistor.

Claims (2)

高電圧で使用する高耐圧MOSトランジスタと低電圧で使用する低耐圧MOSトランジスタとが同一半導体基板に混在するMOSトランジスタの製造方法において、
不純物濃度の低い高耐圧MOSトランジスタのウエルを最初に形成し、
次にMOSトランジスタ同士を電気的に分離する厚いフィールド酸化膜を形成し、
一回の低耐圧MOSトランジスタのウエル用イオン打ち込み工程で、高耐圧MOSトランジスタのドレイン・ソース部の電界緩和層および、前記厚いフィールド酸化膜の下に寄生MOSトランジスタ用のチャネルストッパーを同時に形成し、
前記電界緩和層の不純物濃度は低濃度とし、前記チャネルストッパーの不純物濃度は高濃度としたことを特徴とするMOSトランジスタの製造方法。
In a method of manufacturing a MOS transistor in which a high voltage MOS transistor used at a high voltage and a low voltage MOS transistor used at a low voltage are mixed on the same semiconductor substrate,
First, the well of a high voltage MOS transistor with a low impurity concentration is formed,
Next, a thick field oxide film that electrically isolates the MOS transistors is formed,
In a single ion implantation process for a well of a low breakdown voltage MOS transistor, a channel stopper for a parasitic MOS transistor is simultaneously formed under the electric field relaxation layer of the drain / source portion of the high breakdown voltage MOS transistor and the thick field oxide film,
A method of manufacturing a MOS transistor, wherein the electric field relaxation layer has a low impurity concentration, and the channel stopper has a high impurity concentration.
高電圧で使用する高耐圧MOSトランジスタと低電圧で使用する低耐圧MOSトランジスタとが同一半導体基板に混在するMOSトランジスタの製造方法において、
不純物濃度の低い高耐圧MOSトランジスタのウエルを最初に形成し、
次にMOSトランジスタ同士を電気的に分離する厚いフィールド酸化膜を形成し、
低耐圧PMOSトランジスタのウエル用イオン打ち込み工程で、高耐圧NMOSトランジスタのドレイン・ソース部の電界緩和層および、前記厚いフィールド酸化膜の下に高耐圧PMOSトランジスタの寄生MOSトランジスタ用のチャネルストッパーを同時に形成し、
低耐圧NMOSトランジスタのウエル用イオン打ち込み工程で、高耐庄MOSトランジスタのドレイン・ソース部の電界緩和層および、前記厚いフィールド酸化膜の下に高耐圧MOSトランジスタの寄生MOSトランジスタ用のチャネルストッパーを同時に形成し、
前記電界緩和層の不純物濃度は低濃度とし、前記チャネルストッパーの不純物濃度は高濃度としたことを特徴とするMOSトランジスタの製造方法。
In a method of manufacturing a MOS transistor in which a high voltage MOS transistor used at a high voltage and a low voltage MOS transistor used at a low voltage are mixed on the same semiconductor substrate,
First, the well of a high voltage MOS transistor with a low impurity concentration is formed,
Next, a thick field oxide film that electrically isolates the MOS transistors is formed,
In the step of ion implantation for the well of the low breakdown voltage PMOS transistor, a channel stopper for the parasitic MOS transistor of the high breakdown voltage PMOS transistor is simultaneously formed under the electric field relaxation layer of the drain / source portion of the high breakdown voltage NMOS transistor and the thick field oxide film. And
In the well ion implantation step of the low voltage NMOS transistor, the high耐庄P MOS field relaxation layer of the drain-source section of the transistors and the channel stopper for the parasitic MOS transistor of the high voltage N MOS transistors under the thick field oxide film Forming at the same time,
A method of manufacturing a MOS transistor, wherein the electric field relaxation layer has a low impurity concentration, and the channel stopper has a high impurity concentration.
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