JP2002122883A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

液晶表示装置の製造方法

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JP2002122883A JP2000316617A JP2000316617A JP2002122883A JP 2002122883 A JP2002122883 A JP 2002122883A JP 2000316617 A JP2000316617 A JP 2000316617A JP 2000316617 A JP2000316617 A JP 2000316617A JP 2002122883 A JP2002122883 A JP 2002122883A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、薄膜トランジスタを備えた液晶表示
装置の製造方法に関し、表示輝度の高い高品質の超高精
細表示が得られる液晶表示装置の製造方法を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】蓄積容量配線6及び画素電極28の間に誘
電体層7を挟んで構成される蓄積容量を透明ガラス基板
2上に形成する液晶表示装置の製造方法において、全面
に金属層と誘電体形成層とを連続成膜する工程と、金属
層と誘電体形成層とをほぼ同一形状にパターニングして
蓄積容量配線6と誘電体層7とを形成する工程と、画素
電極28を誘電体層7に直接接続して形成する工程とを
有するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
を備えた液晶表示装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶表示装置の高精細化に伴い、
小型化した各画素内の遮光領域を狭くして開口率を向上
させるために、液晶を駆動する素子の小型化の要求が高
まっている。各画素は、ある走査タイミングで印加され
た信号電圧を次の走査タイミングまで十分保持できるよ
うに、2つの電極で誘電体層を挟んだ蓄積容量を有して
いるが、遮光領域を狭くするためには、この蓄積容量の
電極の面積も縮小する必要がある。所定の容量を確保し
た上で蓄積容量素子の面積を縮小するには、誘電体層を
薄くするか、誘電体層の形成材料を比誘電率の高い材料
に換える必要がある。
【0003】ここで、従来の液晶表示装置におけるアレ
イ基板の構造について、図11を用いて説明する。図1
1は、従来の液晶表示装置におけるアレイ基板の概略の
構造を示す部分断面図である。図11(a)は薄膜トラ
ンジスタ(TFT)152を示しており、図11(b)
は蓄積容量154を示している。
【0004】図11(a)に示すTFT152は、絶縁
性基板である透明ガラス基板102上に、ゲート電極1
04を有している。ゲート電極104上には、ゲート絶
縁膜として機能する絶縁膜108が形成されている。絶
縁膜108上には、動作半導体膜110、ソース/ドレ
イン電極等を形成する際のエッチングから動作半導体膜
110を保護するチャネル保護膜130、オーミックコ
ンタクト層となるn+a−Si層112、ソース電極1
24及びドレイン電極122が形成されている。ソース
電極124及びドレイン電極122はチタン(Ti)層
114、アルミニウム(Al)層116、Ti層118
の3層で形成されている。ソース電極124及びドレイ
ン電極122上には保護膜126と、保護膜126の一
部を開口してソース電極124と接続している画素電極
128が形成されている。
【0005】図11(b)に示す蓄積容量154は、透
明ガラス基板102上に、蓄積容量154の一方の電極
となる蓄積容量配線106を有している。蓄積容量配線
106は、ゲート電極104を形成する金属層で、ゲー
ト電極104の形成と同時に形成されている。蓄積容量
配線106上には誘電体層として機能する絶縁膜108
が形成されている。絶縁膜108上には、動作半導体膜
110、n+a−Si層112、蓄積容量154の他方
の電極となる中間電極120がこの順に積層されて形成
されている。中間電極120は、ソース電極124及び
ドレイン電極122を形成する金属層で、ソース電極1
24及びドレイン電極122の形成と同時に形成され、
Ti層114、Al層116、Ti層118の3層の積
層構造で形成されている。中間電極120上には保護膜
126と、保護膜126の一部を開口して中間電極12
0と接続する画素電極128が形成されている。このよ
うに中間電極120を設けることにより、誘電体層を実
質的に絶縁膜108だけにして誘電体層厚を薄くするこ
とができ、蓄積容量154の電極の面積を縮小すること
ができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
式を採用しても近年の超高精細の液晶表示装置では画素
の開口面積が不足する問題が生じている。さらに、蓄積
容量154に所定の容量を確保したまま蓄積容量154
の電極の面積を縮小するには、誘電体層として機能して
いる絶縁膜108をさらに薄くする必要があるが、絶縁
膜108はTFT152においてゲート絶縁膜として機
能しており、あまり薄くしてしまうと絶縁耐圧の劣化を
招くという問題も生ずる。これに対して、ゲート電極1
04を陽極酸化することにより、ゲート電極104表面
を不導体化して絶縁耐圧を向上させることや、あるいは
陽極酸化膜自体を蓄積容量154の誘電体層として用い
ることが考えられているが、そのためには新たに陽極酸
化のための装置が必要になり、工程増になってしまうと
いう問題が生ずる。
【0007】本発明の目的は、所定の容量を確保した上
で蓄積容量の電極の面積を縮小し、開口率を向上させる
ことにより、表示輝度の高い高品質の超高精細表示が得
られる液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、第1及び第
2の電極間に誘電体層を挟んで構成される蓄積容量を絶
縁性基板上に形成する液晶表示装置の製造方法におい
て、全面に金属層と誘電体形成層とを連続成膜する工程
と、前記金属層と前記誘電体形成層とをほぼ同一形状に
パターニングして前記第1の電極と前記誘電体層とを形
成する工程と、前記第2の電極を前記誘電体層に直接接
続して形成する工程とを有することを特徴とする液晶表
示装置の製造方法によって達成される。
【0009】また、上記目的は、第1及び第2の電極間
に誘電体層を挟んで構成される蓄積容量を絶縁性基板上
に形成する液晶表示装置の製造方法において、前記絶縁
性基板上に前記第2の電極を形成する工程と、全面に誘
電体形成層と金属層とをこの順に連続成膜し、前記第2
の電極上に形成された前記誘電体形成層と前記金属層と
をほぼ同一形状にパターニングして、前記第2の電極に
直接接続された前記誘電体層と、前記第1の電極とを形
成する工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の
製造方法によって達成される。
【0010】上記本発明の液晶表示装置の製造方法であ
って、前記第1の電極は画素電極に接続して形成され、
前記第2の電極は蓄積容量配線であることを特徴とす
る。
【0011】上記本発明の液晶表示装置の製造方法であ
って、前記誘電体層上に形成された絶縁膜を開口して前
記誘電体層を露出させる工程を有し、前記誘電体層上に
前記第2の電極が直接接続されることを特徴とする。
【0012】また、上記目的は、絶縁性基板全面に金属
層と誘電体形成層とをこの順に連続成膜する工程と、前
記金属層と前記誘電体形成層とをほぼ同一形状にパター
ニングして、ゲート電極及び蓄積容量配線を形成し、前
記蓄積容量配線上に誘電体層を形成する工程と、全面に
絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に動作半導体膜
を形成する工程と、前記動作半導体膜上にチャネル保護
膜を形成する工程と、前記チャネル保護膜を挟んで前記
動作半導体膜に接続されたソース電極及びドレイン電極
を形成する工程と、全面に保護膜を形成する工程と、前
記ソース電極上及び前記誘電体層上の前記保護膜を開口
し、前記誘電体層上の前記絶縁膜を開口して、前記ソー
ス電極表面及び前記誘電体層表面を露出させる工程と、
前記ソース電極及び前記誘電体層に直接接続される画素
電極を形成する工程とを有することを特徴とする液晶表
示装置の製造方法によって達成される。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態による
液晶表示装置について、図1乃至図5を用いて説明す
る。まず、本実施の形態による液晶表示装置の構成につ
いて、図1乃至図3を用いて説明する。図1は、本実施
の形態による液晶表示装置の全体構成を示している。ア
レイ基板81上には、TFT52と、例えばITO(イ
ンジウム・ティン・オキサイド)等の透明電極からなる
画素電極を有する画素領域84とがマトリクス状に多数
配置された表示領域86が画定されている。なお、図1
では画素領域84内に1画素分の液晶表示装置の等価回
路を示している。表示領域86の周囲には、図中左方に
はゲートバスライン駆動回路88が配置され、図中上方
にデータバスライン駆動回路90が配置されている。
【0014】また、システム側からのドットクロック
や、水平同期信号(Hsync)、垂直同期信号(Vs
ync)、及びRGBデータが入力する入力端子92が
図中パネル上方に設けられている。アレイ基板81は図
示しないシール剤を介して対向基板94と対向して貼り
合わされている。アレイ基板81と対向基板94との間
のセルギャップに液晶lcが封入されている。アレイ基
板81上の表示電極と対向基板94上の対向電極、及び
それらに挟まれた液晶lcで液晶容量Clcが形成され
ている。一方、アレイ基板81側で表示電極と蓄積容量
電極が形成されて蓄積容量54が形成されている。
【0015】表示領域86内には図中上下方向に延びる
データバスライン96が図中左右方向に平行に複数形成
されている。複数のデータバスライン96のそれぞれ
は、液晶駆動回路としてのデータバスライン駆動回路9
0に接続されており、データバスライン96毎に所定の
階調電圧が印加されるようになっている。
【0016】また、データバスライン96とほぼ直交す
る方向に延びるゲートバスライン98が図中上下方向に
平行に複数形成されている。複数のゲートバスライン9
8のそれぞれは、液晶駆動回路としてのゲートバスライ
ン駆動回路88に接続されている。ゲートバスライン駆
動回路88は、内蔵したシフトレジスタから出力される
ビット出力に同期して、複数のゲートバスライン98に
対して順にゲートパルスを出力するようになっている。
【0017】ゲートバスライン駆動回路88により複数
のゲートバスライン98のいずれか1つにゲートパルス
が出力されると、当該ゲートバスライン98に接続され
ている複数のTFT52がオン状態になる。これによ
り、データバスライン駆動回路90から複数のデータバ
スライン96のそれぞれに印加されている階調電圧が各
画素電極に印加される。
【0018】図2は、本実施の形態による液晶表示装置
における蓄積容量の基本構成を説明するアレイ基板の概
略断面図である。透明ガラス基板2上に金属層と誘電体
形成層とを連続成膜し、ほぼ同一形状にパターニングす
ることにより、第1の電極である蓄積容量配線6と誘電
体層7とが形成されている。誘電体層7の上部の絶縁膜
8が開口され、第2の電極として作用する画素電極28
が直接接続している。
【0019】誘電体層7の上部の絶縁膜8を開口する
際、誘電体層7がエッチングされてしまうと蓄積容量が
形成できない。そのため誘電体層7は、アルミニウムの
窒化物(AlN)やAl合金の窒化物、あるいはシリコ
ン酸化物(SiOX)等の、絶縁膜8の形成材料である
シリコン窒化物(SiNX)をエッチングする際にエッ
チングされない材料で形成する必要がある。
【0020】AlNは、誘電体として優れた特性を有し
ている。表1は、誘電体として用いられる材料の比誘電
率を示している。表1に示すように、AlNの比誘電率
は7〜9であり、SiOXの3.9、SiNXの6.7と
比較して高い比誘電率を有している。そのため、他の材
料を誘電体として用いるよりも小さい電極面積で所望の
蓄積容量を確保することができる。なお、AlNの比誘
電率の値が範囲を有しているのは、窒化の度合いによっ
て値が変化するためである。
【0021】
【表1】
【0022】第1の電極である蓄積容量配線6と誘電体
層7とを、AlとAlNとで、あるいはAl合金とAl
合金の窒化物とで形成すれば、蓄積容量配線6と誘電体
層7とを同一装置を用いて連続成膜することが可能であ
る。また、塩素系ガスを用いたドライエッチング法によ
り一括してエッチングすることが可能である。さらに、
誘電体層7上を開口する工程は、端子部を開口する工程
と兼ねることが可能である。そのため、工程は増加しな
いという利点を有する。
【0023】図3は、本実施の形態による液晶表示装置
におけるアレイ基板の概略断面図である。図中左側にT
FT52を示し、図中右側が蓄積容量54を示してい
る。以下、TFT52と蓄積容量54とに分けて説明す
る。なお、図3は画素領域内のTFT及び蓄積容量以外
の領域を省略して示している。
【0024】TFT52は、絶縁性基板である透明ガラ
ス基板2上に、例えば膜厚150nmのAl又はAl合
金からなる金属層により形成されたゲート電極4を有し
ている。ゲート電極4上には、ゲート電極4とほぼ同一
形状にパターニングされた誘電体層5が形成されてい
る。ゲート電極4及び誘電体層5上には、ゲート絶縁膜
として機能する絶縁膜8が形成されている。絶縁膜8
は、例えば膜厚400nmのSiNX層により形成され
る。絶縁膜8上には、例えば膜厚30nmのアモルファ
スシリコン(a−Si)層により動作半導体膜10が形
成されている。
【0025】動作半導体膜10上には、ソース/ドレイ
ン形成金属層をエッチングする際に動作半導体膜10を
保護するチャネル保護膜30が、例えば膜厚150nm
のSiNX層により形成されている。チャネル保護膜3
0上には、所定の間隙で対向する例えば膜厚30nmの
+a−Si層12が形成されている。n+a−Si層1
2上には、例えば膜厚50nmのTi層、100nmの
Al層、80nmのTi層がこの順に積層された3層構
造によりソース電極24及びドレイン電極22が形成さ
れている。ソース電極24及びドレイン電極22上には
保護膜26が形成されており、保護膜26の一部を開口
してソース電極24と接続している画素電極28が、例
えばITO層により形成されている。
【0026】蓄積容量54は、透明ガラス基板2上に、
蓄積容量54の第1の電極となる蓄積容量配線6を有し
ている。蓄積容量配線6は、ゲート電極4のと同一の金
属層で、ゲート金属4の形成と同時に形成されており、
例えば膜厚150nmのAl層又はAl合金層からな
る。蓄積容量配線6上には、蓄積容量配線6とほぼ同一
形状にパターニングされた誘電体層7が形成されてい
る。誘電体層7は、例えば膜厚150nmのAlN層又
はAl合金の窒化物層で形成されている。誘電体層7上
には絶縁膜8と保護膜26が形成されており、絶縁膜8
と保護膜26を開口して、蓄積容量54の第2の電極と
して作用する画素電極28が、誘電体層7上面に直接接
続されて形成されている。
【0027】次に、本実施の形態による液晶表示装置の
製造方法について、図4及び図5を用いて説明する。図
4は、本実施の形態による液晶表示装置におけるアレイ
基板の概略の製造工程を示す工程断面図である。なお、
図4は画素領域内のTFT及び蓄積容量以外の領域を省
略して示している。まず、透明ガラス基板2全面に、金
属層及び誘電体形成層として、例えばAl層及びAlN
層、あるいはAl合金層及びAl合金の窒化物層をスパ
ッタ法により連続成膜する。金属層と誘電体形成層の膜
厚は、例えばそれぞれ150nmである。誘電体形成層
はアルゴン(Ar)と窒素(N2)の混合ガス雰囲気中
で成膜され、N2の混合比は例えば60%である。図5
は、スパッタ法を用いてAl層(AlN層)を成膜する
際のArとN2との混合比の変化によるAlN層の比抵
抗の変化を示している。横軸はN2の混合比(%)を表
しており、縦軸はAlN層の比抵抗(μΩ・cm)を対
数で表している。図5に示すように、N2の混合比が約
50%までは導電性を有しているが、55%以上になる
とほぼ導電性を失い、成膜される層は透明になる。
【0028】図4に戻り、誘電体形成層上にレジストを
塗布し、露光工程を経て所定のレジストパターンを形成
する。例えば塩素系ガスを用いたドライエッチングによ
り誘電体形成層と金属層を一括エッチングしてほぼ同一
形状にパターニングし、ゲート電極4及びその上部の誘
電体層5と、蓄積容量を構成する第1の電極となる蓄積
容量配線6及びその上部の誘電体層7とを形成する(図
4(a))。
【0029】次に、図4(b)に示すように、全面に例
えば膜厚400nmのSiNX層からなる絶縁膜8と、
例えば膜厚30nmのa−Si層9と、例えば膜厚15
0nmのSiNX層とをCVD法によりこの順に連続成
膜する。次いで、上層のSiNX層を所定の形状にパタ
ーニングしてチャネル保護膜30を形成する。
【0030】次に、例えば膜厚30nmのn+a−Si
層12と、例えば膜厚50nmのTi層、100nmの
Al層、80nmのTi層をスパッタ法によりこの順に
全面に形成する。次に、チャネル保護膜30をエッチン
グストッパとして、n+a−Si層12、Ti/Al/
Ti層、及びa−Si層9を一括エッチングして所定の
形状にパターニングし、動作半導体膜10と、n+a−
Si層12と、3層構造のソース電極24及びドレイン
電極22とを形成する(図4(c))。
【0031】次に、図4(d)に示すように、例えば膜
厚300nmのSiNX層により保護膜26を形成す
る。次いで、ソース電極24及び誘電体層7上の保護膜
26をフッ素系ガスを用いたドライエッチングにより開
口する。この際、フッ素系ガスを用いることによって、
誘電体層7上のSiNX層で形成された絶縁膜8は除去
されるが、AlNで形成された誘電体層7は除去されな
い。このため誘電体層7は、成膜時の膜厚を維持するこ
とができる。すなわち、誘電体層7の形成材料を適切に
選択することにより、エッチング分布に左右されない均
一な蓄積容量を透明ガラス基板2上に形成することがで
きる。
【0032】次に、例えば膜厚70nmのITO層によ
り画素電極28を形成する。画素電極28の一部は誘電
体層7上面に直接接続されて、蓄積容量配線(第1の電
極)6、誘電体層7と共に蓄積容量を構成する第2の電
極として機能する。以上説明した工程を経て、本実施の
形態による液晶表示装置におけるアレイ基板が完成す
る。この後対向基板と貼り合せ、液晶を封止して本実施
の形態による液晶表示装置が完成する。
【0033】本実施の形態によれば、蓄積容量配線(第
1の電極)6及び画素電極(第2の電極)28と共に蓄
積容量を構成する誘電体層7は、絶縁膜8と異なる層で
形成されているため、絶縁耐圧を考慮せずに薄くするこ
とができる。また、誘電体層7を形成しているAlN
は、SiNX等と比較して高い比誘電率を有するため、
小さい電極面積で蓄積容量を確保することができる。し
たがって、所定の容量を確保した上で蓄積容量の電極の
面積を縮小することが可能である。よって、開口率を向
上させることにより、表示輝度の高い高品質の超高精細
表示が得られる液晶表示装置を製造できる。
【0034】次に、本発明の第2の実施の形態による液
晶表示装置について、図6乃至図8を用いて説明する。
まず、本実施の形態による液晶表示装置の構成について
図6を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装
置の全体構成は、図1に示した第1の実施の形態と同様
の構成を有するので、その説明は省略する。図6は、本
実施の形態による液晶表示装置におけるアレイ基板の概
略断面図である。図3に示した第1の実施の形態におけ
る構成要素と同一の機能作用を有する構成要素について
は、同一の符号を付してその説明は省略又は簡略化す
る。
【0035】本実施の形態による液晶表示装置は、画素
電極28がガラス基板2の直上に形成されている点に特
徴を有している。図6は、ガラス基板2上の隣接する2
つの画素に跨る領域近傍を示しており、ガラス基板2の
直上の図中左右に2つの画素電極28がそれぞれ形成さ
れている。隣接する2つの画素電極の間隙には、図中右
側の画素を駆動するTFTが形成されている。このTF
Tは、ガラス基板2上に形成された誘電体層5と、誘電
体層5上に形成されたゲート電極4とを有している。ゲ
ート電極4は、誘電体層5の成膜に引き続いて連続成膜
された後、誘電体層5とほぼ同一形状にパターニングさ
れている。誘電体層5及びその上のゲート電極4の図中
左方端部は、図中右方にある前段の隣接画素の画素電極
28の右端部に乗り上げて形成されている。これによ
り、ゲート電極4が第1の電極となり、右方の画素電極
28の右端部が第2の電極となって誘電体層5を挟んで
蓄積容量が形成されている。このように、本実施の形態
による液晶表示装置の蓄積容量は、ゲート電極(第1の
電極)4及び誘電体層5が画素電極(第2の電極)28
上に形成されている。
【0036】ゲート電極4上にはゲート絶縁膜8を介し
て例えばa−Siからなる動作半導体膜10が形成され
ている。動作半導体膜10上層にはチャネル保護膜30
が形成され、チャネル保護膜30の両端に乗り上げてド
レイン電極22とソース電極24とが対向して形成され
ている。ドレイン電極22とソース電極24は下層に設
けられたn+a−Si層12を介して動作半導体膜10
と電気的に接続されている。また、TFTの右方には絶
縁膜8を含めて他の層は形成されておらず、ソース電極
24は、n+a−Si層12、動作半導体膜10、及び
絶縁膜8の側壁を下って画素電極28端部にまで延びて
画素電極28と電気的に接続されている。
【0037】次に、本実施の形態による液晶表示装置の
製造方法について、図7を用いて説明する。図7は、本
実施の形態による液晶表示装置におけるアレイ基板の概
略の製造工程を示す工程断面図である。図4に示した第
1の実施の形態における構成要素と同一の機能作用を有
する構成要素については、同一の符号を付してその説明
は省略又は簡略化する。まず、透明ガラス基板2全面
に、例えば膜厚70nmのITO層を成膜した後、エッ
チングして所定の形状にパターニングし、図中右端部が
第2の電極となる画素電極28を形成する。次に、誘電
体形成層及び金属層として、例えばAl層及びAlN
層、あるいはAl合金層及びAl合金の窒化物層をスパ
ッタ法により連続成膜する。誘電体形成層及び金属層の
膜厚は、例えばそれぞれ150nmである。次に、金属
層上にレジストを塗布し、露光工程を経て所定のレジス
トパターンを形成する。例えば塩素系ガスを用いたドラ
イエッチングにより金属層と誘電体形成層とを一括エッ
チングしてほぼ同一形状にパターニングし、第1の電極
となるゲート電極4と誘電体層5とを形成する。このパ
ターニングにおいて、図6(a)に示すように、誘電体
層5及びその上層のゲート電極4の一端部は、例えば前
段の画素領域の画素電極28端部に乗り上げるように形
成する。
【0038】次に、図7(b)に示すように、全面に例
えば膜厚400nmのSiNX層からなる絶縁膜8と、
例えば膜厚30nmのa−Si層9と、例えば膜厚15
0nmのSiNX層とをCVD法によりこの順に連続成
膜する。次いで、上層のSiNX層を所定の形状にパタ
ーニングしてチャネル保護膜30を形成する。
【0039】次に、例えば膜厚30nmのn+a−Si
層12をスパッタ法により形成する。次に、n+a−S
i層12、a−Si層9、及び絶縁膜8を一括エッチン
グしてパターニングし、画素開口領域の画素電極28上
面を広く露出させる(図7(c))。
【0040】次に、図7(d)に示すように、例えば膜
厚50nmのTi層、100nmのAl層をスパッタ法
によりこの順に形成する。次に、チャネル保護膜30を
エッチングストッパとしてn+a−Si層12、Ti/
Al層、及びa−Si層9を一括エッチングして所定の
形状にパターニングし、動作半導体膜10と、n+a−
Si層12と、2層構造のソース電極24及びドレイン
電極22とを形成する。以上説明した工程を経て、本実
施の形態による液晶表示装置におけるアレイ基板が完成
する。この後対向基板と貼り合せ、液晶を封止して本実
施の形態による液晶表示装置が完成する。
【0041】本実施の形態によれば、ゲート電極(第1
の電極)4及び画素電極(第2の電極)28と共に蓄積
容量を構成する誘電体層5は、絶縁膜8と異なる層で形
成されているため、絶縁耐圧を考慮せずに薄くすること
ができる。また、誘電体層5を形成しているAlNは、
SiNX等と比較して高い比誘電率を有するため、小さ
い電極面積で蓄積容量を確保することができる。したが
って、容量を確保した上で蓄積容量の電極の面積を縮小
することが可能である。よって、開口率を向上させるこ
とにより、表示輝度の高い高品質の超高精細表示が得ら
れる液晶表示装置を製造できる。
【0042】ところで、図6及び図7に示した画素電極
28とゲート電極4のように、複数の導体層を一平面上
で絶縁膜を介さずに順次形成すると、一般に隣接短絡の
懸念が生ずる。これに対し本実施の形態では、画素電極
28を形成した後、基板全面に誘電体形成層を成膜して
からゲート電極4を形成するので、蓄積容量の形成だけ
でなく画素電極28とゲート電極4と間の隣接短絡を確
実に防止することができるようになる。特に、蓄積容量
を本方法により形成する場合には、工程を増加させずに
隣接短絡も確実に防止することができる。
【0043】図8は本実施の形態による液晶表示装置の
変形例におけるアレイ基板の概略断面図である。なお、
図8は画素領域内のTFT及び蓄積容量以外の領域を省
略して示している。本変形例において、図6に示した上
記実施の形態における構成要素と同一の機能作用を有す
る構成要素については、同一の符号を付してその説明は
省略する。図6及び図7に示した液晶表示装置は、画素
電極28と隣接する画素領域のゲート電極(図示せず)
との間で蓄積容量を形成しているが、図8に示す液晶表
示装置は、TFTで駆動される画素に蓄積容量配線6を
形成し、誘電体層7を挟んで画素電極28との間に蓄積
容量を形成するようにしている。本変形例によっても、
上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0044】次に、本発明の第3の実施の形態による液
晶表示装置を図9及び図10を用いて説明する。まず、
本実施の形態による液晶表示装置の構成について図9を
用いて説明する。液晶表示装置の全体構成は、図1に示
した第1の実施の形態とほぼ同様の構成を有するので、
その説明は省略する。図9は、本実施の形態による液晶
表示装置におけるアレイ基板の概略断面図である。な
お、図9は画素領域内のTFT及び蓄積容量以外の領域
を省略して示している。図3に示した第1の実施の形態
における構成要素と同一の機能作用を有する構成要素に
ついては、同一の符号を付してその説明は省略又は簡略
化する。
【0045】TFT52は、透明ガラス基板2上に、例
えば膜厚150nmのAl層からなるゲート電極4を有
している。ゲート電極4上には、絶縁膜8を介して動作
半導体膜10、チャネル保護膜30、n+a−Si層1
2が形成されている。TFT52の左側には、絶縁膜8
上に、例えば膜厚150nmのAlN層からなる誘電体
層5と、例えば膜厚100nmのAl層38と例えば膜
厚50nmのTi層40からなるソース電極42とが形
成されている。誘電体層5とソース電極42は、ほぼ同
一形状にパターニングされて形成されている。ソース電
極42及びn+a−Si層12上には画素電極28が形
成されている。
【0046】蓄積容量54は、透明ガラス基板2上に、
蓄積容量54の第2の電極となる蓄積容量配線6を有し
ている。蓄積容量配線6は、ゲート電極4を形成してい
る金属層でゲート電極4の形成と同時に形成されてい
る。蓄積容量配線6上には、例えば膜厚150nmのA
lNからなる誘電体層44が形成されている。誘電体層
44上には、蓄積容量54の第1の電極となる蓄積容量
電極46が形成されている。蓄積容量電極46は、ソー
ス電極42を形成している金属層でソース電極42の形
成と同時に形成されている。蓄積容量電極46上には画
素電極28が形成されている。
【0047】次に、本実施の形態による液晶表示装置の
製造方法について、図10を用いて説明する。図10は
本実施の形態による液晶表示装置におけるアレイ基板の
概略の製造工程を示す工程断面図である。なお、図10
は画素領域内のTFT及び蓄積容量以外の領域を省略し
て示している。図4に示した第1の実施の形態における
構成要素と同一の機能作用を有する構成要素について
は、同一の符号を付してその説明は省略又は簡略化す
る。まず、透明ガラス基板2全面に、例えば膜厚150
nmのAl層を成膜し、所定の形状にパターニングし
て、ゲート電極4と蓄積容量54の第2の電極となる蓄
積容量配線6とを形成する。次に、全面に例えば膜厚4
00nmのSiNX層からなる絶縁膜8と、例えば膜厚
30nmのa−Si層9と、例えば膜厚150nmのS
iNX層とをCVD法によりこの順に連続成膜する。次
いで、上層のSiNX層を所定の形状にパターニングし
てチャネル保護膜30を形成する(図10(a))。
【0048】次に、図10(b)に示すように、n+
−Si層12を形成し、n+a−Si層12と動作半導
体膜10を所定の形状にパターニングする。次いで、図
10(c)に示すように、蓄積容量配線6上の絶縁膜8
を開口してコンタクトホールを形成する。
【0049】次に、誘電体形成層として、例えば膜厚1
50nmのAlN層を成膜し、金属層として、例えば膜
厚100nmのAl層と例えば膜厚50nmのTi層と
の2層を順に成膜する。次いで、例えば塩素系ガスを用
いたドライエッチング法により誘電体形成層と金属層を
ほぼ同一形状にパターニングし、誘電体層5と、Al層
38及びTi層40からなるソース電極42と、誘電体
層44と、蓄積容量54の第1の電極となる蓄積容量電
極46とを形成する(図10(d))。次に、例えば膜
厚70nmのITO層を全面に成膜した後、エッチング
して、画素電極28及びn+a−Si層12をパターニ
ングする(図10(e))。以上説明した工程を経て、
本実施の形態による液晶表示装置におけるアレイ基板が
完成する。この後対向基板と貼り合せ、液晶を封止して
本実施の形態による液晶表示装置が完成する。
【0050】本実施の形態によれば、蓄積容量電極(第
1の電極)46及び蓄積容量配線(第2の電極)6と共
に蓄積容量を構成する誘電体層44は、絶縁膜8と異な
る層で形成されているため、絶縁耐圧を考慮せずに薄く
することができる。また、誘電体層44を形成している
AlNは、SiNX等と比較して高い比誘電率を有する
ため、小さい電極面積で蓄積容量を確保することができ
る。したがって、容量を確保した上で蓄積容量の電極の
面積を縮小することが可能である。よって、開口率を向
上させることにより、表示輝度の高い高品質の超高精細
表示が得られる液晶表示装置を製造できる。
【0051】本発明は、上記実施の形態に限らず種々の
変形が可能である。例えば、上記実施の形態において
は、チャネルプロテクト型のTFTを備えた液晶表示装
置の製造方法を例に挙げて説明したが、本発明はこれに
限らず、チャネルエッチ型のTFTを備えた液晶表示装
置の製造方法にも適用可能である。また、上記実施の形
態においては、透過型の液晶表示装置の製造方法を例に
挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、ITOに代
えて例えばAlを画素電極に用いることにより、反射型
の液晶表示装置の製造方法にも適用可能である。
【0052】以上説明した実施の形態に基づき、本発明
は以下のようにまとめられる。 (付記1)第1及び第2の電極間に誘電体層を挟んで構
成される蓄積容量を絶縁性基板上に形成する液晶表示装
置の製造方法において、全面に金属層と誘電体形成層と
を連続成膜する工程と、前記金属層と前記誘電体形成層
とをほぼ同一形状にパターニングして前記第1の電極と
前記誘電体層とを形成する工程と、前記第2の電極を前
記誘電体層に直接接続して形成する工程とを有すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【0053】(付記2)第1及び第2の電極間に誘電体
層を挟んで構成される蓄積容量を絶縁性基板上に形成す
る液晶表示装置の製造方法において、前記絶縁性基板上
に前記第2の電極を形成する工程と、全面に誘電体形成
層と金属層とをこの順に連続成膜し、前記第2の電極上
に形成された前記誘電体形成層と前記金属層とをほぼ同
一形状にパターニングして、前記第2の電極に直接接続
された前記誘電体層と、前記第1の電極とを形成する工
程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方
法。
【0054】(付記3)付記1記載の液晶表示装置の製
造方法において、前記第1の電極は画素電極に接続して
形成され、前記第2の電極は蓄積容量配線であることを
特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【0055】(付記4)付記1記載の液晶表示装置の製
造方法において、前記誘電体層上に形成された絶縁膜を
開口して前記誘電体層を露出させる工程を有し、前記誘
電体層上に前記第2の電極が直接接続されることを特徴
とする液晶表示装置の製造方法。
【0056】(付記5)絶縁性基板全面に金属層と誘電
体形成層とをこの順に連続成膜する工程と、前記金属層
と前記誘電体形成層とをほぼ同一形状にパターニングし
て、ゲート電極及び蓄積容量配線を形成し、前記蓄積容
量配線上に誘電体層を形成する工程と、全面に絶縁膜を
形成する工程と、前記絶縁膜上に動作半導体膜を形成す
る工程と、前記動作半導体膜上にチャネル保護膜を形成
する工程と、前記チャネル保護膜を挟んで前記動作半導
体膜に接続されたソース電極及びドレイン電極を形成す
る工程と、全面に保護膜を形成する工程と、前記ソース
電極上及び前記誘電体層上の前記保護膜を開口し、前記
誘電体層上の前記絶縁膜を開口して、前記ソース電極表
面及び前記誘電体層表面を露出させる工程と、前記ソー
ス電極及び前記誘電体層に直接接続される画素電極を形
成する工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の
製造方法。
【0057】(付記6)付記1乃至5のいずれか1項に
記載の液晶表示装置の製造方法において、前記金属層は
Al又はAl合金で形成され、前記誘電体層はAlN又
はAl合金の窒化物で形成されていることを特徴とする
液晶表示装置の製造方法。
【0058】(付記7)付記6記載の液晶表示装置の製
造方法において、前記AlN又はAl合金の窒化物は、
ArとN2との混合ガスを用いたスパッタ法により形成
され、前記混合ガスは前記N2の混合比が55%以上で
あることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【0059】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、容量を確
保した上で蓄積容量の電極の面積を縮小し、開口率を向
上させることにより、表示輝度の高い高品質の超高精細
表示が得られる液晶表示装置を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置
の全体構成を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置
における蓄積容量の基本構成を説明するアレイ基板の概
略断面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置
におけるアレイ基板の構成を示す概略断面図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置
におけるアレイ基板の概略の製造工程を示す工程断面図
である。
【図5】スパッタ法を用いてAlを成膜する際のArと
2との混合比の変化による比抵抗の変化を示すグラフ
である。
【図6】本発明の第2の実施の形態による液晶表示装置
におけるアレイ基板の構成を示す概略断面図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態による液晶表示装置
におけるアレイ基板の概略の製造工程を示す工程断面図
である。
【図8】本発明の第2の実施の形態による液晶表示装置
の変形例におけるアレイ基板の構成を示す概略断面図で
ある。
【図9】本発明の第3の実施の形態による液晶表示装置
におけるアレイ基板の構成を示す概略断面図である。
【図10】本発明の第3の実施の形態による液晶表示装
置におけるアレイ基板の概略の製造工程を示す工程断面
図である。
【図11】従来の液晶表示装置におけるアレイ基板の構
造を示す概略断面図である。
【符号の説明】
2 透明ガラス基板 4 ゲート電極 5、7、44 誘電体層 6 蓄積容量配線 8 絶縁膜 9 a−Si層 10 動作半導体膜 12 n+a−Si層 22、42 ドレイン電極 24 ソース電極 26 保護膜 28 画素電極 30 チャネル保護膜 38 Al層 40 Ti層 46 蓄積容量電極 52 TFT 54 蓄積容量 81 アレイ基板 84 画素領域 86 表示領域 88 ゲートバスライン駆動回路 90 データバスライン駆動回路 92 入力端子 94 対向基板 96 データバスライン 98 ゲートバスライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H092 JA26 JA29 JA38 JA40 JA42 JA44 JB13 JB23 JB24 JB32 JB33 JB38 JB51 JB57 JB63 JB69 KA05 KA07 KA16 KA18 KA22 MA05 MA08 MA14 MA15 MA16 MA18 MA19 MA20 MA27 MA35 MA37 MA41 NA01 NA22 NA25 PA02 PA06 QA07 5F110 AA04 BB02 CC07 DD02 EE03 EE06 EE44 FF01 FF02 FF03 FF09 FF12 FF28 FF29 GG02 GG15 GG25 GG44 HK03 HK04 HK09 HK16 HK22 HK33 HL07 NN04 NN14 NN24 NN35 NN73 QQ09

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1及び第2の電極間に誘電体層を挟んで
    構成される蓄積容量を絶縁性基板上に形成する液晶表示
    装置の製造方法において、 全面に金属層と誘電体形成層とを連続成膜する工程と、 前記金属層と前記誘電体形成層とをほぼ同一形状にパタ
    ーニングして前記第1の電極と前記誘電体層とを形成す
    る工程と、 前記第2の電極を前記誘電体層に直接接続して形成する
    工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造方
    法。
  2. 【請求項2】第1及び第2の電極間に誘電体層を挟んで
    構成される蓄積容量を絶縁性基板上に形成する液晶表示
    装置の製造方法において、 前記絶縁性基板上に前記第2の電極を形成する工程と、 全面に誘電体形成層と金属層とをこの順に連続成膜し、
    前記第2の電極上に形成された前記誘電体形成層と前記
    金属層とをほぼ同一形状にパターニングして、前記第2
    の電極に直接接続された前記誘電体層と、前記第1の電
    極とを形成する工程とを有することを特徴とする液晶表
    示装置の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1記載の液晶表示装置の製造方法に
    おいて、 前記第1の電極は画素電極に接続して形成され、 前記第2の電極は蓄積容量配線であることを特徴とする
    液晶表示装置の製造方法。
  4. 【請求項4】請求項1記載の液晶表示装置の製造方法に
    おいて、 前記誘電体層上に形成された絶縁膜を開口して前記誘電
    体層を露出させる工程を有し、 前記誘電体層上に前記第2の電極が直接接続されること
    を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  5. 【請求項5】絶縁性基板全面に金属層と誘電体形成層と
    をこの順に連続成膜する工程と、 前記金属層と前記誘電体形成層とをほぼ同一形状にパタ
    ーニングして、ゲート電極及び蓄積容量配線を形成し、
    前記蓄積容量配線上に誘電体層を形成する工程と、 全面に絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜上に動作半導体膜を形成する工程と、 前記動作半導体膜上にチャネル保護膜を形成する工程
    と、 前記チャネル保護膜を挟んで前記動作半導体膜に接続さ
    れたソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、 全面に保護膜を形成する工程と、 前記ソース電極上及び前記誘電体層上の前記保護膜を開
    口し、前記誘電体層上の前記絶縁膜を開口して、前記ソ
    ース電極表面及び前記誘電体層表面を露出させる工程
    と、 前記ソース電極及び前記誘電体層に直接接続される画素
    電極を形成する工程とを有することを特徴とする液晶表
    示装置の製造方法。
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