JP2002341381A - Thin film transistor array and liquid crystal display device using the same - Google Patents

Thin film transistor array and liquid crystal display device using the same

Info

Publication number
JP2002341381A
JP2002341381A JP2001149084A JP2001149084A JP2002341381A JP 2002341381 A JP2002341381 A JP 2002341381A JP 2001149084 A JP2001149084 A JP 2001149084A JP 2001149084 A JP2001149084 A JP 2001149084A JP 2002341381 A JP2002341381 A JP 2002341381A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
auxiliary capacitance
film transistor
display device
wiring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001149084A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Furuta
守 古田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2001149084A priority Critical patent/JP2002341381A/en
Publication of JP2002341381A publication Critical patent/JP2002341381A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve the high-speed response of a liquid crystal display device using a polycrystalline silicon-thin film transistor array. SOLUTION: Wirings made of the same material as that of a data line of thin film transistors for displaying a picture 103 are connected electrically to an auxiliary capacitance formation electrode wiring 106 via contact holes formed on the auxiliary capacitance formation electrode wiring 106.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は多結晶シリコン薄膜
トランジスタ(以下TFTと略す)をマトリックス状に集
積化した画像表示装置用アクティブマトリックスアレイ
に関する。
The present invention relates to an active matrix array for an image display device in which polycrystalline silicon thin film transistors (hereinafter abbreviated as TFTs) are integrated in a matrix.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5に液晶表示装置を例に従来の薄膜ト
ランジスタアレイに関して説明する。
2. Description of the Related Art A conventional thin film transistor array will be described with reference to FIG.

【0003】図5(a)は液晶表示装置用アクティブマト
リックスアレイの各画素における等価回路図である。図
5(a)に示すように液晶101は各画素毎に設けた薄膜トラ
ンジスタ103にて駆動される。薄膜トランジスタにはゲ
ート電極配線104より走査信号が入力され、ソース電極
配線105よりデータ信号が入力され、液晶ならびに補助
容量102を充電する。補助容量は薄膜トランジスタがオ
フ状態の間、画素に充電された電圧を保持する目的で液
晶容量と並列に形成されており、各画素の補助容量は同
一電位(図5(a)ではVdd)に接続される。
FIG. 5A is an equivalent circuit diagram of each pixel of an active matrix array for a liquid crystal display device. As shown in FIG. 5A, the liquid crystal 101 is driven by a thin film transistor 103 provided for each pixel. A scanning signal is input to the thin film transistor from a gate electrode wiring 104 and a data signal is input from a source electrode wiring 105 to charge the liquid crystal and the auxiliary capacitor 102. The auxiliary capacitance is formed in parallel with the liquid crystal capacitance to hold the voltage charged in the pixel while the thin film transistor is off, and the auxiliary capacitance of each pixel is connected to the same potential (Vdd in FIG. 5A). Is done.

【0004】図5(b)は多結晶シリコン薄膜トランジス
タを画素電極駆動素子に用いた場合の各画素の断面構造
を示す。補助容量102は共通電位(図5(a)ではVdd)に接
続された電極配線106と薄膜トランジスタのドレイン電
極105との間で層間絶縁膜16により形成される容量と、
ドレイン電極に接続された多結晶シリコン13との間でゲ
ート絶縁膜15により形成される容量を並列に接続して形
成している。
FIG. 5B shows a sectional structure of each pixel when a polycrystalline silicon thin film transistor is used as a pixel electrode driving element. The auxiliary capacitance 102 is a capacitance formed by the interlayer insulating film 16 between the electrode wiring 106 connected to the common potential (Vdd in FIG. 5A) and the drain electrode 105 of the thin film transistor.
The capacitance formed by the gate insulating film 15 is connected in parallel with the polycrystalline silicon 13 connected to the drain electrode.

【0005】補助容量下の多結晶シリコン薄膜13は薄膜
トランジスタのソースおよびドレイン領域形成時にゲー
ト電極をマスクに不純物を注入するため不純物が注入さ
れず高抵抗となる。
The polycrystalline silicon thin film 13 under the storage capacitor has a high resistance without being implanted because impurities are implanted using the gate electrode as a mask when forming the source and drain regions of the thin film transistor.

【0006】このように補助容量下の多結晶シリコン薄
膜が高抵抗の場合、充分な容量を形成するには補助容量
配線電位を補助容量配線下の多結晶シリコン薄膜が反転
状態となり低抵抗化し補助容量部のMOS容量が最大化す
るよう設定(通常はVddもしくはVssに設定)することで対
応している。
As described above, when the polycrystalline silicon thin film under the auxiliary capacitance has a high resistance, in order to form a sufficient capacitance, the potential of the auxiliary capacitance wiring is changed to an inversion state of the polycrystalline silicon thin film under the auxiliary capacitance wiring to lower the resistance and reduce the auxiliary resistance. This is supported by setting (usually, Vdd or Vss) such that the MOS capacitance of the capacitance section is maximized.

【0007】図6は図5記載のpチャネル薄膜トランジ
スタアレイを用いた液晶表示装置の駆動波形を図6(a)
に、それに伴う画素電位変化を図6(b)に示す。
FIG. 6 shows a driving waveform of a liquid crystal display device using the p-channel thin film transistor array shown in FIG.
FIG. 6B shows a change in pixel potential accompanying the change.

【0008】図6(a)に示すようにゲート電位は+9V(Vd
d:Vgoff)から-6V(Vgon)、ソース電位は-2.5V(Vs+)から
7.5V(Vs−)まで変化させている。画素電位はゲート電位
が-6V(Vgon)の期間で充電され、補助容量により次にゲ
ート電位が-6VになるまでのOFF期間の間保持される。1
フィールド期間後のゲート電位がON状態では画素電位は
対向電位(Vcom)に対して逆極性に書き込まれ液晶に直流
成分が重畳され焼きつきが発生するのを防止している。
補助容量配線は全画素特定電位、この場合-9V(Vss)に固
定される。この駆動方法は1フィールド反転駆動と呼ば
れる一般的な駆動方法である。
As shown in FIG. 6A, the gate potential is +9 V (Vd
d: Vgoff) to -6V (Vgon), source potential from -2.5V (Vs +)
It is changed to 7.5V (Vs-). The pixel potential is charged during the period when the gate potential is -6 V (Vgon), and is held by the auxiliary capacitance during the OFF period until the gate potential next reaches -6 V. 1
When the gate potential is in the ON state after the field period, the pixel potential is written in a polarity opposite to the opposite potential (Vcom), and a DC component is superimposed on the liquid crystal to prevent burn-in.
The auxiliary capacitance line is fixed to a specific potential for all pixels, in this case, -9 V (Vss). This driving method is a general driving method called one-field inversion driving.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】容量結合駆動は詳細は
実施例中で記載しているが、薄膜トランジスタアレイに
おいて補助容量配線電位を各ライン毎に変調する駆動方
法である。補助容量配線電位を変調することでソース信
号振幅を低減することができ、消費電力低減に有効な駆
動法である。
Although the details of the capacitive coupling drive are described in the embodiments, this is a drive method for modulating the potential of the auxiliary capacitance line in each thin film transistor array. By modulating the auxiliary capacitance wiring potential, the source signal amplitude can be reduced, which is an effective driving method for reducing power consumption.

【0010】ところが補助容量電位を変調した場合MOS-
CV効果にて補助容量配線電位に依存して容量値が大きく
変動し表示品位に大きな影響を与えるといった課題が存
在する。一方、多結晶シリコン薄膜トランジスタは非晶
質シリコン薄膜トランジスタに比較してプロセス温度が
高いため、補助容量配線材料として低抵抗なAl配線を用
いることが困難である。このため多結晶シリコン薄膜ト
ランジスタのゲートおよび補助容量配線には高融点で、
かつ比較的抵抗率の小さなMoやW、Cr、Ta等の材料、も
しくはその合金を用いるのが一般的である。
However, when the storage capacitor potential is modulated, the MOS-
There is a problem that the capacitance value largely fluctuates depending on the auxiliary capacitance wiring potential due to the CV effect, which greatly affects display quality. On the other hand, since a polycrystalline silicon thin film transistor has a higher process temperature than an amorphous silicon thin film transistor, it is difficult to use a low-resistance Al wiring as an auxiliary capacitance wiring material. Therefore, the gate and the auxiliary capacitance wiring of the polycrystalline silicon thin film transistor have a high melting point,
In addition, it is common to use a material such as Mo, W, Cr, or Ta having a relatively small resistivity, or an alloy thereof.

【0011】しかしながら低抵抗な高融点金属といえど
もAlに比較すると配線抵抗は3倍以上となる。特に多結
晶シリコン薄膜トランジスタを用いた大画面パネルに関
して前記容量結合駆動法を用いて容量配線電位を変調す
る場合、容量配線の配線抵抗に起因するクロストーク等
表示品位が課題となる。
[0011] However, even a low-resistance high-melting-point metal has a wiring resistance three times or more that of Al. In particular, in the case of modulating the capacitance wiring potential using the capacitive coupling driving method for a large screen panel using a polycrystalline silicon thin film transistor, display quality such as crosstalk caused by the wiring resistance of the capacitance wiring becomes a problem.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、多結晶シリコン薄膜を活性層とする画像表
示用薄膜トランジスタアレイにおいて、各画素にゲート
電極と同一材料にて形成される補助容量形成電極配線を
有し、上記補助容量形成電極配線下にゲート絶縁膜を介
して多結晶シリコン薄膜を有し、上記補助容量形成電極
配線に対して上記補助容量形成電極配線上に形成したコ
ンタクトホールを介して電気的に接続された上記画像表
示用薄膜トランジスタのデータ配線と同一材料からなる
配線を有することを特徴とする画像表示装置用アクティ
ブマトリックスアレイを用いる。
According to the present invention, there is provided an image display thin film transistor array having a polycrystalline silicon thin film as an active layer. A contact formed on the auxiliary capacitance forming electrode wiring with respect to the auxiliary capacitance forming electrode wiring; An active matrix array for an image display device is provided, which has a wiring made of the same material as the data wiring of the thin film transistor for image display electrically connected through a hole.

【0013】上記ゲート電極と同一材料にて形成される
補助容量形成電極配線がMo,W,Cr,Ta,Niを主成分と
する高融点材料からなる、また上記補助容量形成電極配
線に対して上記補助容量形成電極配線上に形成したコン
タクトホールを介して電気的に接続された上記画像表示
用薄膜トランジスタのデータ配線と同一材料からなる配
線としてAlを主成分とすることでプロセス温度に対する
耐熱性と配線抵抗の両立を図る。
The auxiliary capacitance forming electrode wiring formed of the same material as the gate electrode is made of a high melting point material containing Mo, W, Cr, Ta, Ni as a main component. By using Al as a main component as a wiring made of the same material as the data wiring of the image display thin film transistor electrically connected through a contact hole formed on the auxiliary capacitance forming electrode wiring, heat resistance to process temperature and Improve wiring resistance.

【0014】上記補助容量形成電極配線下に形成する多
結晶シリコン薄膜に、上記画像表示用薄膜トランジスタ
のソースおよびドレイン領域と同一導電型の不純物を注
入することで補助容量形成電極配線の電位が外部より変
調された場合に発生する補助容量値の電圧依存性を解消
する。
By implanting impurities of the same conductivity type as the source and drain regions of the image display thin film transistor into the polycrystalline silicon thin film formed under the auxiliary capacitance forming electrode wiring, the potential of the auxiliary capacitance forming electrode wiring is changed from the outside. Eliminates the voltage dependence of the auxiliary capacitance value that occurs when modulation is performed.

【0015】上記補助容量形成電極配線はゲート電極配
線方向に各画素接続されており、かつ上記補助容量形成
電極配線の両端に多結晶シリコン薄膜トランジスタから
なる上記補助容量形成電極配線を駆動する回路を同一基
板上に形成することで補助容量形成電極配線抵抗の影響
による波形のなまりを防止し、駆動回路を同一基板上に
集積化することで部品点数を削減する。また上記画像表
示装置用アクティブマトリックスアレイは酸化物透明導
電体からなる表示電極を有し、かつ上記表示電極はコン
タクトホールを介して上記補助容量形成電極配線下に形
成する多結晶シリコン薄膜と直接接続することにより薄
膜トランジスタアレイの開口率を改善する。
The auxiliary capacitance forming electrode wiring is connected to each pixel in the direction of the gate electrode wiring, and a circuit for driving the auxiliary capacitance forming electrode wiring composed of a polycrystalline silicon thin film transistor is provided at both ends of the auxiliary capacitance forming electrode wiring. Forming on the substrate prevents waveform distortion due to the influence of the wiring resistance of the auxiliary capacitance forming electrode, and reduces the number of components by integrating the drive circuit on the same substrate. Further, the active matrix array for an image display device has a display electrode made of an oxide transparent conductor, and the display electrode is directly connected to a polycrystalline silicon thin film formed below the auxiliary capacitance forming electrode wiring via a contact hole. By doing so, the aperture ratio of the thin film transistor array is improved.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1から図4を用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0017】(実施の形態1)図1に本発明を用いた液
晶表示装置用アクティブマトリックスアレイを例に説明
する。
(Embodiment 1) An active matrix array for a liquid crystal display device using the present invention will be described with reference to FIG.

【0018】図1(a)は液晶表示装置用アクティブマト
リックスアレイの各画素における等価回路図である。図
1(a)に示すように液晶101は各画素毎に設けた薄膜トラ
ンジスタ103にて駆動される。薄膜トランジスタにはゲ
ート駆動回路108にて形成された信号がゲート電極配線1
04を介して入力され、一方ソース駆動回路107にて形成
された信号がソース電極配線105を介して入力され、液
晶ならびに補助容量102を充電する。ソース駆動回路お
よびゲート駆動回路は多結晶シリコン薄膜トランジスタ
を用いて同一基板上に形成されている。補助容量は薄膜
トランジスタがオフ状態の間、画素に充電された電圧を
保持する目的で液晶容量と並列に形成されているが、本
発明では補助容量を介して液晶に印加する電位を設定す
る容量結合駆動法を用いるため、各走査線毎に接続され
た補助容量配線は配線の両端に形成された容量配線駆動
回路109に接続される。
FIG. 1A is an equivalent circuit diagram of each pixel of an active matrix array for a liquid crystal display device. As shown in FIG. 1A, the liquid crystal 101 is driven by a thin film transistor 103 provided for each pixel. A signal formed by the gate drive circuit 108 is applied to the thin film transistor on the gate electrode wiring 1.
A signal input from the source driver circuit 107 is input via the source electrode wiring 105 to charge the liquid crystal and the auxiliary capacitor 102. The source drive circuit and the gate drive circuit are formed over the same substrate using a polycrystalline silicon thin film transistor. The auxiliary capacitance is formed in parallel with the liquid crystal capacitance for the purpose of holding the voltage charged in the pixel while the thin film transistor is off, but in the present invention, the capacitive coupling that sets the potential applied to the liquid crystal through the auxiliary capacitance Since the driving method is used, the auxiliary capacitance wiring connected for each scanning line is connected to the capacitance wiring driving circuit 109 formed at both ends of the wiring.

【0019】補助容量配線の両端に駆動回路を形成する
目的は、等価的に容量配線の配線抵抗を低減し、液晶表
示装置の表示面積が拡大した場合に課題となる容量配線
の配線抵抗に起因するクロストーク等の表示品位の低下
を防止するためである。この容量配線駆動回路も多結晶
シリコン薄膜トランジスタを用いて同一基板上に形成し
ている。
The purpose of forming the driving circuits at both ends of the auxiliary capacitance wiring is to reduce the wiring resistance of the capacitance wiring equivalently and to cause the wiring resistance of the capacitance wiring which becomes a problem when the display area of the liquid crystal display device is enlarged. This is to prevent display quality deterioration such as crosstalk. This capacitance wiring drive circuit is also formed on the same substrate using a polycrystalline silicon thin film transistor.

【0020】図1(b)は多結晶シリコン薄膜トランジス
タを画素電極駆動素子に用いた場合の各画素の断面構造
を示す。補助容量102は各走査ライン毎に接続された電
極配線106と薄膜トランジスタのドレイン電極に接続さ
れた多結晶シリコン13との間でゲート絶縁膜15により形
成される容量にて形成している。補助容量下の多結晶シ
リコン薄膜13cは補助容量線の電位を変調した場合でも
容量変化が起きないように多結晶シリコン薄膜トランジ
スタのソースおよびドレイン領域と同一不純物が導入さ
れ低抵抗化している。
FIG. 1B shows a sectional structure of each pixel when a polycrystalline silicon thin film transistor is used as a pixel electrode driving element. The auxiliary capacitance 102 is formed by a capacitance formed by the gate insulating film 15 between the electrode wiring 106 connected for each scanning line and the polycrystalline silicon 13 connected to the drain electrode of the thin film transistor. The same impurity as the source and drain regions of the polycrystalline silicon thin film transistor is introduced into the polycrystalline silicon thin film 13c under the auxiliary capacitance to reduce the resistance so that the capacitance does not change even when the potential of the auxiliary capacitance line is modulated.

【0021】図2(a)は図1記載の薄膜トランジスタア
レイを用いた容量結合駆動の駆動波形を、図2(b)はそ
れに伴う画素電位の変化を示す。図2(a)に示すように
ゲート電位は従来例同様+9V(Vdd:Vgoff)から-6V(Vgon)
まで変化させているが、ソース電位は0V(Vs+)から5V(V
s−)と振幅電圧が従来例の半分に設定している。これに
より周波数の高いソース電圧振幅が半分となり、消費電
力が大幅に低減する。
FIG. 2A shows a driving waveform of capacitive coupling driving using the thin film transistor array shown in FIG. 1, and FIG. 2B shows a change in pixel potential accompanying the driving waveform. As shown in FIG. 2A, the gate potential is from +9 V (Vdd: Vgoff) to -6 V (Vgon) as in the conventional example.
Source potential from 0V (Vs +) to 5V (V
s-) and the amplitude voltage are set to half those of the conventional example. As a result, the amplitude of the source voltage having a high frequency is halved, and the power consumption is significantly reduced.

【0022】しかしながらそのままでは画素電位も半分
となるため、不足分を容量配線電位(Vcs)を変調するこ
とで供給している。容量配線電位を図2(a)に示す例の
ようにΔVcs(|Vdd−Vsc|)変化させると、画素電位は
式1の電位分変化する。ΔVlc = Cst/(Cst+Clc)
×ΔVcs・・(式1)従ってソース電圧振幅を減少した
分をΔVlcで補償できるようCst値を設定することで消費
電力を低減しつつ、液晶にかかる実効電圧を従来駆動法
と同じにすることが可能となる。また容量結合駆動にお
いてはCstとClcの比率を1:1程度に設定することで液
晶の応答速度を改善できることがすでに報告されてお
り、この比率にCstを設定することで消費電力低減と液
晶の応答速度改善を両立可能となる。
However, since the pixel potential is halved as it is, the shortfall is supplied by modulating the capacitance wiring potential (Vcs). When the capacitance wiring potential is changed by ΔVcs (| Vdd−Vsc |) as in the example shown in FIG. 2A, the pixel potential is changed by the potential of Expression 1. ΔVlc = Cst / (Cst + Clc)
× ΔVcs (Equation 1) Therefore, by setting the Cst value so that ΔVlc can compensate for the reduced source voltage amplitude, the power consumption is reduced and the effective voltage applied to the liquid crystal is the same as that of the conventional driving method. Becomes possible. It has been reported that in the capacitive coupling drive, the response speed of the liquid crystal can be improved by setting the ratio of Cst and Clc to about 1: 1. By setting Cst to this ratio, the power consumption can be reduced and the liquid crystal can be improved. The response speed can be improved.

【0023】図1(b)に示した本発明の液晶表示装置用
薄膜トランジスタアレイは補助容量配線の配線抵抗を低
減し、かつ補助容量下の多結晶シリコン薄膜に不純物を
導入し容量配線電位変化に伴う容量変化を防止すること
ができ、結果として高融点金属をゲート電極に使用した
多結晶シリコン薄膜トランジスタアレイを用いた液晶表
示装置の消費電力を低減しつつ応答速度を改善すること
ができた。
The thin-film transistor array for a liquid crystal display device of the present invention shown in FIG. 1B reduces the wiring resistance of the auxiliary capacitance line, and introduces impurities into the polycrystalline silicon thin film under the auxiliary capacitance to change the capacitance line potential. As a result, the change in capacitance can be prevented, and as a result, the response speed can be improved while reducing the power consumption of the liquid crystal display device using the polycrystalline silicon thin film transistor array using the high melting point metal for the gate electrode.

【0024】(実施の形態2)図3はp型薄膜トランジ
スタを画素電極駆動素子に用いた場合の前記薄膜トラン
ジスタアレイの作製工程断面図の一例である。まず、図
3(1)に示すように酸化シリコン14を表面コートしたガ
ラス基板11上に非晶質シリコン薄膜をプラズマCVD
法により50nmの膜厚で形成する。非晶質シリコンを
窒素中にて450℃、90分の熱処理を行い膜中の水素
濃度を低減した後、エキシマレーザー照射にて非晶質シ
リコン薄膜を結晶化し多結晶シリコン薄膜を形成し、薄
膜トランジスタの形状に加工する。
(Embodiment 2) FIG. 3 is an example of a sectional view of a manufacturing process of the thin film transistor array when a p-type thin film transistor is used for a pixel electrode driving element. First, as shown in FIG. 3A, an amorphous silicon thin film is formed on a glass substrate 11 coated with silicon oxide 14 by plasma CVD.
It is formed with a thickness of 50 nm by the method. After heat-treating amorphous silicon in nitrogen at 450 ° C. for 90 minutes to reduce the hydrogen concentration in the film, the amorphous silicon thin film is crystallized by excimer laser irradiation to form a polycrystalline silicon thin film. Process into the shape of

【0025】次に図3(2)に示すようにフォトレジスト2
5を注入マスクに用い、補助容量配線下の多結晶シリコ
ン薄膜に選択的に不純物を導入する13c。不純物はホウ
素をイオンドーピング法にて加速電圧10kV,ドーズ量量
5x1015/cm2にて注入した。不純物導入後、プラズ
マCVD法にてゲート絶縁膜14である酸化シリコンを1
00nm形成する。酸化シリコン上にゲート電極104を
形成する。ゲート電極はモリブデンとタングステンの合
金(Mo-35%W)を250nmの膜厚で形成した。
Next, as shown in FIG.
Using 5 as an implantation mask, selectively introduce impurities into the polycrystalline silicon thin film under the auxiliary capacitance line 13c. As an impurity, boron was implanted by an ion doping method at an acceleration voltage of 10 kV and a dose of 5 × 10 15 / cm 2 . After the introduction of the impurities, silicon oxide as the gate insulating film 14 is
It is formed to a thickness of 00 nm. A gate electrode 104 is formed over silicon oxide. The gate electrode was formed of an alloy of molybdenum and tungsten (Mo-35% W) with a thickness of 250 nm.

【0026】なお補助容量形成部には、ゲート電極形成
と同時に同一材料にて補助容量配線106を形成する。ゲ
ート電極形成後、図3(3)に示すようにイオンドーピン
グ法を用いホウ素を加速電圧70KV、注入ドーズ量2
x1015/cm2注入し画素用薄膜トランジスタのソース
およびドレイン領域を形成する。イオンドーピング法は
水素ガスに15%濃度のホウ素を混合したガスを高周波
放電にてプラズマ分解し、生成したイオンを質量分離工
程なく薄膜トランジスタに注入している。
In the auxiliary capacitance forming portion, an auxiliary capacitance wiring 106 is formed of the same material at the same time as the formation of the gate electrode. After the gate electrode is formed, as shown in FIG. 3 (3), boron is ion-doped at an acceleration voltage of 70 KV and an implantation dose of 2
X 10 15 / cm 2 is implanted to form source and drain regions of the pixel thin film transistor. In the ion doping method, a gas obtained by mixing hydrogen gas with boron at a concentration of 15% is plasma-decomposed by high-frequency discharge, and generated ions are injected into a thin film transistor without a mass separation step.

【0027】不純物注入後、注入した不純物の活性化処
理を水素雰囲気中、450℃、1時間の熱処理にて行った。
この活性化処理はバッチ方式の熱処理炉を用い、処理後
の降温過程で炉内温度が300℃になった時点で高周波電
力を印加し水素プラズマを生成した状態で1時間保持し
た後、取り出しを行った。活性化処理後、プラズマCVD
法にて酸化シリコンからなる層間絶縁膜:16を500nm
形成する。層間絶縁膜形成後、図3(4)に示すようにフ
ッ化水素酸を含むウエットエッチングにてコンタクトホ
ールを開口する。
After the impurity implantation, the implanted impurity was activated by a heat treatment at 450 ° C. for 1 hour in a hydrogen atmosphere.
This activation treatment uses a batch-type heat treatment furnace. When the temperature in the furnace reaches 300 ° C. during the temperature drop process after the treatment, high-frequency power is applied and hydrogen plasma is generated for one hour, and then taken out. went. After activation treatment, plasma CVD
Inter-layer insulating film of silicon oxide: 16 to 500 nm
Form. After forming the interlayer insulating film, a contact hole is opened by wet etching containing hydrofluoric acid as shown in FIG.

【0028】コンタクトホール開口後、モリブデン(Mo)
薄膜上にアルミニウム(Al)とモリブデン(Mo)を積層した
ソース電極:105および補助容量配線を低抵抗化する目
的で補助容量配線106上にも配線を形成する(図3(5))。
ソースおよび補助容量配線形成後、図3(6)に示したよ
うに有機材料からなる平坦化膜51を形成し、平坦化膜上
にITO膜からなる表示電極52を形成することで液晶表示
装置用薄膜トランジスタアレイが完成する。
After opening the contact hole, molybdenum (Mo)
A source electrode 105 in which aluminum (Al) and molybdenum (Mo) are laminated on a thin film and a wiring is also formed on the auxiliary capacitance wiring 106 for the purpose of lowering the resistance of the auxiliary capacitance wiring (FIG. 3 (5)).
After forming the source and the auxiliary capacitance wiring, a flattening film 51 made of an organic material is formed as shown in FIG. 3 (6), and a display electrode 52 made of an ITO film is formed on the flattening film. The thin film transistor array for use is completed.

【0029】本実施例では表示電極と薄膜トランジスタ
との電気的接続には直接コンタクトする手法を用いてい
る。これにより非透光性材料であるソース電極を前記表
示電極と薄膜トランジスタとの接続に介在させる必要が
なくなり薄膜トランジスタアレイの開口率が増大し消費
電力の低減、表示輝度の向上が図れた。
In this embodiment, a direct contact method is used for electrical connection between the display electrode and the thin film transistor. This eliminates the need for a source electrode, which is a non-translucent material, to be interposed between the display electrode and the thin film transistor, thereby increasing the aperture ratio of the thin film transistor array, reducing power consumption, and improving display luminance.

【0030】(実施の形態3)図4は実施の形態1およ
び2で記載したアクティブマトリックスアレイを用いて
作製した液晶表示装置の構成断面図の一例で、画素部を
拡大表示す。透光性基板11上に形成したアクティブマ
トリックスアレイ基板と対向基板43の間に配向膜46
を介して液晶47が保持されており薄膜トランジスタを
スイッチング素子として画素電極17を駆動して液晶を
充電し画像表示を行っている。
(Embodiment 3) FIG. 4 is an example of a configuration sectional view of a liquid crystal display device manufactured using the active matrix array described in Embodiments 1 and 2, and a pixel portion is enlarged and displayed. An alignment film 46 is provided between the active matrix array substrate formed on the light-transmitting substrate 11 and the opposing substrate 43.
A liquid crystal 47 is held via the TFT, and the pixel electrode 17 is driven by using the thin film transistor as a switching element to charge the liquid crystal and display an image.

【0031】本発明の液晶表示装置はpチャネル薄膜ト
ランジスタを直列に接続して画素駆動用に用いている。
補助容量配線はMo-W合金で形成しているが、コンタクト
ホールを介してソース配線材料と同じMo/Al/Moの3層
配線でバックアップしているため低抵抗となり、結果と
して図2に示した容量結合駆動により補助容量配線電位
を変化させたときの配線遅延や波形なまりが解消され表
示品位が大幅に改善した。
The liquid crystal display device of the present invention is used for driving pixels by connecting p-channel thin film transistors in series.
Although the auxiliary capacitance wiring is formed of a Mo-W alloy, it has a low resistance because it is backed up by a three-layer wiring of Mo / Al / Mo same as the source wiring material through a contact hole, and as a result, as shown in FIG. In addition, wiring delay and waveform rounding when the potential of the auxiliary capacitance wiring is changed by the capacitive coupling drive are eliminated, and the display quality is greatly improved.

【0032】なお、本実施例では画素駆動用薄膜トラン
ジスタにpチャネル薄膜トランジスタを用いたが、通常
のLDD構造を有するnチャネル薄膜トランジスタを用
いても同様の効果が得られる。
Although a p-channel thin film transistor is used as the pixel driving thin film transistor in this embodiment, the same effect can be obtained by using an n-channel thin film transistor having a normal LDD structure.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上実施例に示したように本発明の液晶
表示装置用薄膜トランジスタアレイは補助容量配線の配
線抵抗を低減し、かつ補助容量下の多結晶シリコン薄膜
に不純物を導入し容量配線電位変化に伴う容量変化を防
止することで容量結合駆動を適用し、結果として高融点
金属をゲート電極に使用した多結晶シリコン薄膜トラン
ジスタアレイを用いた液晶表示装置の消費電力を低減し
つつ応答速度を改善することができた。
As described in the above embodiments, the thin film transistor array for a liquid crystal display device of the present invention reduces the wiring resistance of the auxiliary capacitance line, and introduces impurities into the polycrystalline silicon thin film under the auxiliary capacitance to reduce the capacitance line potential. Capacitance-coupling drive is applied by preventing the capacitance change due to the change, resulting in improved response speed while reducing power consumption of liquid crystal display device using polycrystalline silicon thin film transistor array using high melting point metal for gate electrode We were able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)本発明の液晶表示装置用薄膜トランジス
タアレイの等価回路図の一例を示す図 (b)本発明の液晶表示装置用薄膜トランジスタアレイ
の画素構成断面図の一例を示す図
FIG. 1A shows an example of an equivalent circuit diagram of a thin film transistor array for a liquid crystal display device of the present invention. FIG. 1B shows an example of a cross-sectional view of a pixel structure of the thin film transistor array for a liquid crystal display device of the present invention.

【図2】(a)本発明の薄膜トランジスタアレイを用い
た液晶表示装置の駆動波形図の一例を示す図 (b)本発明の薄膜トランジスタアレイを用いた液晶表
示装置の画素電位図の一例を示す図
2A shows an example of a driving waveform diagram of a liquid crystal display device using the thin film transistor array of the present invention. FIG. 2B shows an example of a pixel potential diagram of a liquid crystal display device using the thin film transistor array of the present invention.

【図3】本発明の薄膜トランジスタアレイの作製断面工
程図の一例を示す図
FIG. 3 is a diagram showing an example of a cross-sectional process drawing of manufacturing a thin film transistor array of the present invention.

【図4】本発明の薄膜トランジスタアレイを用いた液晶
表示装置の一例を示す図
FIG. 4 is a diagram showing an example of a liquid crystal display device using the thin film transistor array of the present invention.

【図5】(a)従来の液晶表示装置用薄膜トランジスタ
アレイの等価回路図の一例を示す図 (b)従来の液晶表示装置用薄膜トランジスタアレイの
画素構成断面図の一例を示す図
5A is a diagram showing an example of an equivalent circuit diagram of a conventional thin film transistor array for a liquid crystal display device. FIG. 5B is a diagram showing an example of a pixel configuration cross-sectional view of a conventional thin film transistor array for a liquid crystal display device.

【図6】(a)従来の液晶表示装置の駆動波形図の一例
を示す図 (b)従来の液晶表示装置における画素電位図の一例を
示す図
6A is a diagram illustrating an example of a driving waveform diagram of a conventional liquid crystal display device. FIG. 6B is a diagram illustrating an example of a pixel potential diagram of the conventional liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ガラス基板 13 多結晶シリコン 13c 高濃度不純物注入領域(ソース及びドレイン領
域) 14 アンダーコート 15 ゲート絶縁膜 16 層間絶縁膜(酸化シリコン) 25 フォトレジスト 41 ブラックマトリックス 42 偏光板 43 対向基板 44 カラーフィルター 45 透明導電層 46 配向膜 47 液晶 51 有機平坦化膜 52 表示電極 101 液晶 102 補助容量 103 薄膜トランジスタ 104 ゲート電極配線 105 ソース電極配線 106 補助容量配線 107 ソース駆動回路 108 ゲート駆動回路 109 容量配線駆動回路
Reference Signs List 11 glass substrate 13 polycrystalline silicon 13c high-concentration impurity implantation region (source and drain region) 14 undercoat 15 gate insulating film 16 interlayer insulating film (silicon oxide) 25 photoresist 41 black matrix 42 polarizing plate 43 counter substrate 44 color filter 45 Transparent conductive layer 46 Alignment film 47 Liquid crystal 51 Organic planarization film 52 Display electrode 101 Liquid crystal 102 Auxiliary capacitance 103 Thin film transistor 104 Gate electrode wiring 105 Source electrode wiring 106 Auxiliary capacitance wiring 107 Source driving circuit 108 Gate driving circuit 109 Capacitor wiring driving circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/786 Fターム(参考) 2H092 JA25 JA28 JA46 JA49 JB63 JB66 JB68 KA04 KA16 KA22 KB12 NA23 NA28 5F048 AB10 AC10 BA16 BB03 BB09 BC06 BF02 BF07 5F110 AA03 AA09 BB02 CC02 DD02 DD13 EE02 EE04 EE06 EE29 FF02 FF30 GG02 GG13 GG25 GG45 HJ01 HJ04 HJ12 HJ18 HJ23 HL03 HL04 HL07 HL12 HM02 HM12 HM15 HM19 NN03 NN04 NN23 NN27 NN35 NN72 NN73 PP03 PP13 PP35 QQ08 QQ11 QQ19 QQ25 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/786 F-term (Reference) 2H092 JA25 JA28 JA46 JA49 JB63 JB66 JB68 KA04 KA16 KA22 KB12 NA23 NA28 5F048 AB10 AC10 BA16 BB03 BB09 BC06 BF02 BF07 5F110 AA03 AA09 BB02 CC02 DD02 DD13 EE02 EE04 EE06 EE29 FF02 FF30 GG02 GG13 GG25 GG45 HJ01 HJ04 HJ12 HJ18 HJ23 HL03 HL04 HL07 HL12 NN13 NN02 NN13 NN02 NN12 NN03

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透光性基板上に多結晶シリコン薄膜を活
性層とする画像表示用薄膜トランジスタアレイにおい
て、各画素にゲート電極と同一材料にて形成される補助
容量形成電極配線を有し、前記補助容量形成電極配線下
にゲート絶縁膜を介して多結晶シリコン薄膜を有し、前
記補助容量形成電極配線に対して前記補助容量形成電極
配線上に形成したコンタクトホールを介して前記画像表
示用薄膜トランジスタのデータ配線と同一材料からなる
配線と電気的に接続されていることを有することを特徴
とする画像表示装置用アクティブマトリックスアレイ。
1. An image display thin film transistor array having a polycrystalline silicon thin film as an active layer on a light-transmitting substrate, wherein each pixel has an auxiliary capacitance forming electrode wiring formed of the same material as a gate electrode, An image display thin film transistor having a polycrystalline silicon thin film below the auxiliary capacitance forming electrode wiring via a gate insulating film, and a contact hole formed on the auxiliary capacitance forming electrode wiring with respect to the auxiliary capacitance forming electrode wiring; An active matrix array for an image display device, wherein the active matrix array is electrically connected to a wiring made of the same material as the data wiring.
【請求項2】 前記ゲート電極と同一材料にて形成され
る補助容量形成電極配線がMo,W,Cr,Ta,Niを主成分
とする高融点材料からなることを特徴とする、請求項1
に記載の画像表示装置用アクティブマトリックスアレ
イ。
2. An auxiliary capacitance forming electrode wiring formed of the same material as the gate electrode is made of a high melting point material containing Mo, W, Cr, Ta, Ni as a main component.
4. The active matrix array for an image display device according to item 1.
【請求項3】 前記補助容量形成電極配線に対して前記
補助容量形成電極配線上に形成したコンタクトホールを
介して電気的に接続された前記画像表示用薄膜トランジ
スタのデータ配線と同一材料からなる配線として、Alを
主成分とする請求項1または2のいずれかに記載の画像
表示装置用アクティブマトリックスアレイ。
3. A wiring made of the same material as a data wiring of the image display thin film transistor electrically connected to the auxiliary capacitance forming electrode wiring via a contact hole formed on the auxiliary capacitance forming electrode wiring. The active matrix array for an image display device according to claim 1, wherein the active matrix array is mainly composed of Al.
【請求項4】 前記補助容量形成電極配線下に形成する
多結晶シリコン薄膜として前記画像表示用薄膜トランジ
スタのソースおよびドレイン領域と同一導電型の不純物
が注入されていることを特徴とする請求項1から3のい
ずれかに記載の画像表示装置用アクティブマトリックス
アレイ。
4. The method according to claim 1, wherein an impurity of the same conductivity type as a source and drain region of the image display thin film transistor is implanted as a polycrystalline silicon thin film formed under the auxiliary capacitance forming electrode wiring. 4. The active matrix array for an image display device according to any one of 3.
【請求項5】 前記補助容量形成電極配線はゲート電極
配線方向に各画素接続されており、かつ前記補助容量形
成電極配線の両端に多結晶シリコン薄膜トランジスタか
らなる前記補助容量形成電極配線を駆動する回路を同一
基板上に形成していることを特徴とする請求項1から4
のいずれかに記載の画像表示装置用アクティブマトリッ
クスアレイ。
5. A circuit for driving said auxiliary capacitance forming electrode wiring, comprising a polycrystalline silicon thin film transistor at both ends of said auxiliary capacitance forming electrode wiring, each pixel being connected in the direction of a gate electrode wiring. Are formed on the same substrate.
The active matrix array for an image display device according to any one of the above.
【請求項6】 前記画像表示装置用アクティブマトリッ
クスアレイは酸化物透明導電体からなる表示電極を有
し、かつ前記表示電極はコンタクトホールを介して前記
補助容量形成電極配線下に形成する多結晶シリコン薄膜
と直接接続されていることを特徴とする請求項1から5
のいずれかに記載の画像表示装置用アクティブマトリッ
クスアレイ。
6. The active matrix array for an image display device has a display electrode made of a transparent conductive oxide, and the display electrode is formed under the auxiliary capacitance forming electrode wiring via a contact hole. 6. The device according to claim 1, wherein the film is directly connected to the thin film.
The active matrix array for an image display device according to any one of the above.
【請求項7】 前記画像表示装置用アクティブマトリッ
クスアレイを用い、かつ前記補助容量形成電極配線の両
端に形成した多結晶シリコン薄膜トランジスタからなる
前記補助容量形成電極配線駆動回路を用い、前記補助容
量形成電極配線電位を各表示フィールド期間内で変化さ
せることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載
の薄膜トランジスタアレイを用いた液晶表示装置。
7. The auxiliary capacitance forming electrode using the active matrix array for an image display device and using the auxiliary capacitance forming electrode wiring driving circuit composed of a polycrystalline silicon thin film transistor formed at both ends of the auxiliary capacitance forming electrode wiring. 7. The liquid crystal display device using a thin film transistor array according to claim 1, wherein a wiring potential is changed within each display field period.
【請求項8】 前記画像表示装置用アクティブマトリッ
クスアレイを用い、かつ前記補助容量Cstと液晶容量Clc
との比率を0.8〜1.2の間で設定することを特徴とする請
求項1から7のいずれかに記載の薄膜トランジスタアレ
イを用いた液晶表示装置。
8. An image display device comprising an active matrix array, wherein said auxiliary capacitance Cst and a liquid crystal capacitance Clc are used.
The liquid crystal display device using the thin film transistor array according to any one of claims 1 to 7, wherein the ratio of (1) to (2) is set between 0.8 and 1.2.
JP2001149084A 2001-05-18 2001-05-18 Thin film transistor array and liquid crystal display device using the same Pending JP2002341381A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001149084A JP2002341381A (en) 2001-05-18 2001-05-18 Thin film transistor array and liquid crystal display device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001149084A JP2002341381A (en) 2001-05-18 2001-05-18 Thin film transistor array and liquid crystal display device using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002341381A true JP2002341381A (en) 2002-11-27

Family

ID=18994299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001149084A Pending JP2002341381A (en) 2001-05-18 2001-05-18 Thin film transistor array and liquid crystal display device using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002341381A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005024901A (en) * 2003-07-02 2005-01-27 Pioneer Electronic Corp Method for driving display panel
WO2019169809A1 (en) * 2018-03-08 2019-09-12 惠科股份有限公司 Display panel and method for reducing capacitive load thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005024901A (en) * 2003-07-02 2005-01-27 Pioneer Electronic Corp Method for driving display panel
JP4490656B2 (en) * 2003-07-02 2010-06-30 パナソニック株式会社 Driving method of display panel
WO2019169809A1 (en) * 2018-03-08 2019-09-12 惠科股份有限公司 Display panel and method for reducing capacitive load thereof
US10782577B2 (en) 2018-03-08 2020-09-22 HKC Corporation Limited Display panel and method for reducing capacitive load

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100418536B1 (en) Display apparatus and driving method of the same
JP5292451B2 (en) Semiconductor display device
US6778162B2 (en) Display apparatus having digital memory cell in pixel and method of driving the same
US7116302B2 (en) Process of operating active matrix display device having thin film transistors
US6759680B1 (en) Display device having thin film transistors
KR19980024399A (en) Active matrix display
JP2000039628A (en) Semiconductor display device
JPH07199150A (en) Liquid crystal display device
JPH04241326A (en) Active matrix substrate and driving method thereof and production thereof
US20040119672A1 (en) Liquid crystal display device and driving method thereof
JP5051942B2 (en) Semiconductor device
US7071910B1 (en) Electrooptical device and method of driving and manufacturing the same
JP4187027B2 (en) Display device
JP2002341381A (en) Thin film transistor array and liquid crystal display device using the same
US7253440B1 (en) Semiconductor device having at least first and second thin film transistors
JP4469469B2 (en) Flat panel display
JPH05119352A (en) Device and method for electric and optical display
JP2002006341A (en) Liquid crystal device and manufacturing method therefor
JP4167796B2 (en) LIQUID CRYSTAL DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND ELECTRONIC DEVICE
JP3538093B2 (en) Display device
JP3688699B2 (en) Electrical equipment
JP3423666B2 (en) Display device
JP3547687B2 (en) Method for manufacturing display device
JP2006203241A (en) Semiconductor device
JP3540228B2 (en) Electrical equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20061109