JP2002357818A

JP2002357818A - 薄膜トランジスタアレイ基板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002357818A
Application number: JP2001164534A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Furuta; 守古田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2002-12-13

Abstract

(57)【要約】【課題】容易に製造することが可能な半透過型液晶表
示装置用ＴＦＴアレイ基板およびその製造方法を提供す
る。【解決手段】透明基板１０上に、複数の薄膜トランジ
スタと、前記薄膜トランジスタの各々と電気的に接続さ
れた複数の画素電極２１とを備えた薄膜トランジスタア
レイ基板であって、更に、前記透明基板１０上に、前記
薄膜トランジスタの少なくともチャネル領域１２ａと重
なり合うように形成された遮光層２２ｂと、前記画素電
極２１の一部と重なり合うように形成された反射層２２
ａとを備え、前記遮光層２２ｂと前記反射層２２ａとを
同一材料で形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に用
いられる薄膜トランジスタアレイ基板およびその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、主要な表示デバイスと
して、小型および軽量性が要求される用途を中心に広く
利用されている。特に、各画素にスイッチング素子とし
て薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」ともいう。）を
設けたアクティブマトリクス型液晶表示装置は、高画質
化に対応することができるため、その応用範囲が拡大し
ている。アクティブマトリクス型液晶表示装置は、ＴＦ
Ｔアレイ基板と対向基板との間に液晶を挟持した構造を
有している。

【０００３】図８は、従来のＴＦＴアレイ基板の構造を
示す断面図である。このＴＦＴアレイ基板においては、
透明基板１０上に遮光層２２ｂが形成されており、この
遮光層２２ｂを被覆するように絶縁膜１１が形成され、
この絶縁膜１１上にＴＦＴが形成されている。ＴＦＴ
は、絶縁膜１１上に形成された活性層１２と、この活性
層１２内に形成されたチャネル領域１２ａ、ソース領域
およびドレイン領域１２ｃと、チャネル領域１２ａ上に
ゲート絶縁膜１４を介して形成されたゲート電極１５
と、ソース領域と電気的に接続されたソース電極と、ド
レイン領域１２ｃと電気的に接続されたドレイン電極１
８とを有している。また、ＴＦＴの少なくともチャネル
領域１２ａは、遮光層２２ｂと重なり合うような位置に
形成されている。更に、ＴＦＴを被覆するように、保護
絶縁膜１９および平坦化膜２０が形成されており、その
上には画素電極２１が形成されている。この画素電極２
１は、ＴＦＴのドレイン電極１８と電気的に接続されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したようなＴＦＴ
アレイ基板は、透過型液晶表示装置に用いられるもので
ある。しかしながら、透過型液晶表示装置は屋外での視
認性が悪く、バックライトの消費電力が大きなため、携
帯機器用表示装置としては課題がある。低消費電力、屋
外視認性の向上を目的に反射型もしくは半透過型液晶表
示装置の開発が行われている。しかし、反射型液晶表示
装置は反射電極の反射効率が低く輝度やコントラストに
課題がある。このため、携帯機器用表示デバイスとし
て、半透過型液晶表示装置の要望が急速に高まってきて
いる。

【０００５】半透過型液晶表示装置は、画素電極を反射
電極および透明電極という二種の電極で構成することに
より、自然光または室内照明などが存在する明環境にお
いては外光を反射させることにより表示を行い、暗環境
においてはバックライト光を透過させることにより表示
をおこなうものである。このように、半透過型液晶表示
装置に用いられるＴＦＴアレイ基板には、画素電極とし
て、反射電極と透明電極という二種の電極が必要となる
が、その結果、半透過型液晶表示装置に使用されるＴＦ
Ｔアレイ基板は、透過型液晶表示装置に使用されるもの
に比べて、その製造工程が増加するという問題があっ
た。

【０００６】本発明は、容易に製造することが可能な半
透過型液晶表示装置用ＴＦＴアレイ基板およびその製造
方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の薄膜トランジスタアレイ基板は、透明基板
上に、複数の薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジス
タの各々と電気的に接続された複数の画素電極とを備え
た薄膜トランジスタアレイ基板であって、前記透明基板
上に、前記薄膜トランジスタの少なくともチャネル領域
と重なり合うように形成された遮光層と、前記画素電極
の一部と重なり合うように形成された反射層とを備え、
前記遮光層と前記反射層とが同一材料で形成されている
ことを特徴とする。

【０００８】このようなＴＦＴアレイ基板によれば、液
晶表示装置を構成した場合に、ＴＦＴが遮光層により裏
面からのバックライト光照射から保護されるため、光リ
ーク電流によるフリッカの低減、クロストークの低減な
どを実現することができる。また、画素電極の一部と重
なり合うように反射層が形成されているため、画素電極
において、反射層と重なり合う部分を反射電極として機
能させ、その他の部分を透明電極として機能させること
ができ、その結果、このＴＦＴアレイ基板を半透過型液
晶表示装置に使用することが可能となる。更に、反射層
は遮光層と同一材料で形成されているため、反射層と遮
光層とを同一の成膜工程およびパターニング工程で形成
することが可能であり、その製造が容易である。

【０００９】前記ＴＦＴアレイ基板においては、前記反
射層および前記遮光層が、前記薄膜トランジスタと電気
的に分離されていることが好ましい。

【００１０】また、前記ＴＦＴアレイ基板においては、
前記反射層表面および前記遮光層表面に陽極酸化膜が形
成されていることが好ましい。

【００１１】また、前記ＴＦＴアレイ基板においては、
前記反射層および前記遮光層が、Ａｌ、Ａｇ、Ｔａ、Ｍ
ｏ、ＣｒおよびＷからなる群より選ばれる少なくとも一
種を含むことが好ましい。

【００１２】前記目的を達成するため、本発明のＴＦＴ
アレイ基板の製造方法は、透明基板上に反射層および遮
光層を形成する工程と、前記透明基板上に薄膜トランジ
スタを形成する工程と、前記薄膜トランジスタと電気的
に接続された画素電極を形成する工程とを含み、前記遮
光層が、前記薄膜トランジスタの少なくともチャネル領
域と重なり合うように形成され、前記反射層が、前記画
素電極の一部と重なり合うように形成され、且つ、前記
遮光層と前記反射層とが、同一の成膜工程およびパター
ニング工程により形成されることを特徴とする。このよ
うな製造方法によれば、半透過型液晶表示装置用ＴＦＴ
アレイ基板を容易に製造することが可能である。

【００１３】前記製造方法においては、更に、前記反射
層および前記遮光層を被覆するように絶縁膜を形成する
工程を含み、前記薄膜トランジスタを前記絶縁膜上に形
成することが好ましい。

【００１４】また、前記製造方法においては、前記反射
層および前記遮光層が、Ａｇ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｒおよび
Ｗからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが
好ましい。これらの材料を使用することにより、ＴＦＴ
形成時において遮光層および反射層が受ける熱的ダメー
ジを軽減することができる。

【００１５】また、前記製造方法においては、更に、前
記反射層表面および前記遮光層表面に陽極酸化膜を形成
する工程を含むことが好ましい。ＴＦＴアレイ基板製造
時の熱履歴による反射層および遮光層の変形などのダメ
ージを軽減することが可能となるからである。

【００１６】この好ましい例においては、前記反射層お
よび前記遮光層がＡｌを含むことが好ましく、Ａｌに加
えて、Ｎｂ、Ｔａ、ＺｒおよびＮｄから選ばれる少なく
とも一種を含むことが更に好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本実施
形態に係る薄膜トランジスタアレイ基板の一例を示す断
面図である。この薄膜トランジスタアレイ基板において
は、画素電極および薄膜トランジスタを含む画素領域
と、画素領域の周辺に設けられた周辺領域とが存在す
る。

【００１８】画素領域においては、透明基板上に複数の
画素電極が行列状に配置され、各画素電極に対応するよ
うに薄膜トランジスタが配置されている（以下、この薄
膜トランジスタを「画素用ＴＦＴ」という。）。

【００１９】画素用ＴＦＴの構造については、特に限定
するものではないが、例えば、次のような構造を採用す
ることができる。多結晶シリコン薄膜である活性層１２
内に、高濃度不純物注入領域であるソース領域およびド
レイン領域１２ｃと、これらの領域の間に形成されたチ
ャネル領域１２ａとが存在している。更に、活性層内に
は、ソース領域およびドレイン領域１２ｃとチャネル領
域１２ａとの間に、ソース領域およびドレイン領域より
も低濃度の不純物注入領域である、ＬＤＤ領域１２ｂが
形成されている。活性層のチャネル領域１２ａ上には、
ゲート絶縁膜１４を介してゲート電極１５が形成されて
いる。更に、ゲート電極１５および活性層１２を被覆す
るように層間絶縁膜１７が形成されており、この層間絶
縁膜１７上にはソース電極およびドレイン電極１８が形
成され、これらの電極は、それぞれ、コンタクトホール
を介してソース領域およびドレイン領域１２ｃと接続さ
れている。

【００２０】画素用ＴＦＴを被覆するように、保護絶縁
膜１９および平坦化膜２０が形成されており、その上に
は画素電極２１が形成されている。画素電極２１は、保
護絶縁膜１９および平坦化膜２０に形成されたコンタク
トホールを介して、画素用ＴＦＴのドレイン電極１８と
電気的に接続されている。

【００２１】更に、画素領域においては、透明基板１０
上に遮光層２２ｂおよび反射層２２ａが形成されてい
る。遮光層２２ｂは、画素用ＴＦＴの少なくともチャネ
ル領域１２ｃと重なり合うように形成されており、反射
層２２ａは、画素電極２１の少なくとも一部と重なり合
うように形成されている。また、図１に示すように、遮
光層２２ｂおよび反射層２２ａは絶縁膜１１で被覆され
ており、この絶縁膜１１上に画素用ＴＦＴが形成される
ことにより、遮光層２２ｂおよび反射層２２ａと画素用
ＴＦＴとの間が電気的に分離されていることが好まし
い。

【００２２】この遮光層２２ｂおよび反射層２２ａは同
一材料で構成されている。更には、遮光層２２ｂおよび
反射層２２ａは同一レイヤー、すなわち同一の成膜工程
およびパターニング工程により形成されたものであるこ
とが好ましい。

【００２３】一方、周辺領域においては、透明基板１０
上に薄膜トランジスタを含む駆動回路が形成されてい
る。この駆動回路は、好ましくは、ｎチャネルトランジ
スタおよびｐチャネルトランジスタの両方を用いた、い
わゆるＣＭＯＳトランジスタを含む（以下、ＣＭＯＳを
構成する各薄膜トランジスタを、「回路用ｎ−ＴＦＴ」
および「回路用ｐ−ＴＦＴ」とする。）。

【００２４】回路用ｎ−ＴＦＴの構造については、特に
限定するものではなく、例えば、活性層１３内に高濃度
不純物注入領域であるソース領域およびドレイン領域１
３ｃと、これらの領域の間に形成されたチャネル領域１
３ａとが存在し、チャネル領域１３ａ上にはゲート絶縁
膜１４を介してゲート電極１６ａが形成されており、ソ
ース領域およびドレイン領域は層間絶縁膜上に形成され
たソース電極およびドレイン電極とそれぞれ接続された
構造を有している。また、回路用ｎ−ＴＦＴについて
は、活性層内において、ソース領域およびドレイン領域
１３ｃとチャネル領域１３ａとの間に、ＬＤＤ領域１３
ｂが形成されていることが好ましい。

【００２５】また、回路用ｐ−ＴＦＴの構造について
も、特に限定するものではなく、例えば、活性層１３内
に高濃度不純物注入領域であるソース領域およびドレイ
ン領域１３ｅと、これらの領域の間に形成されたチャネ
ル領域１３ｄとが存在し、チャネル領域１３ｄ上にはゲ
ート絶縁膜１４を介してゲート電極１６ｂが形成されて
おり、ソース領域およびドレイン領域は層間絶縁膜上に
形成されたソース電極およびドレイン電極とそれぞれ接
続された構造を有している。

【００２６】前記薄膜トランジスタアレイ基板は、例え
ば、次にようにして製造することができる。図２〜図５
は、本発明に係る薄膜トランジスタアレイ基板の製造方
法の一例を説明するための工程断面図である。

【００２７】まず、透明基板１０上に遮光層２２ｂおよ
び反射層２２ａを形成する（図２（ａ）および
（ｂ））。この工程は、例えば、次のようにして実施さ
れる。まず、透明基板１０上に金属膜２２を成膜する
（図２（ａ））。続いて、この金属膜２２上にレジスト
を形成した後、フォトリソグラフィー法によりレジスト
に遮光層パターンおよび反射層パターンを転写し、これ
をマスクとして金属膜２２をエッチングすることによ
り、遮光層２２ｂおよび反射層２２ａを形成する（図２
（ｂ））。このように、遮光層２２ｂおよび反射層２２
ａは、同一の成膜工程およびパターニング工程により形
成される。

【００２８】透明基板１０としては、例えば、ガラス基
板を使用することができる。また、本実施形態におい
て、遮光層２２ｂおよび反射層２２ａとしては、高融点
材料を使用することが好ましい。このような高融点材料
としては、例えば、Ａｇ、Ｔａ、Ｍｏ、ＣｒおよびＷか
らなる群より選ばれる少なくとも一種を含む金属を使用
することができる。また、遮光層２２ｂおよび反射層２
２ａの膜厚は、特に限定するものではないが、例えば１
００ｎｍである。

【００２９】遮光層２２ｂおよび反射層２２ａ形成のた
めの成膜工程は、例えば、スパッタリング法により実施
することができる。また。パターニング工程は、前述し
たように、フォトリソグラフィー法およびエッチングに
より実施することができ、このエッチングとしては、例
えば、ドライエッチングを採用することができる。

【００３０】続いて、透明基板１０上に、遮光層２２ｂ
および反射層２２ａを被覆するように、絶縁膜１１を形
成する。絶縁膜１１としては、例えば、シリコン酸化膜
を使用することができ、その形成方法としては、例え
ば、プラズマ化学気相成長法（以下、「ｐ−ＣＶＤ法」
という。）を採用することができる。また、絶縁膜１１
の膜厚は、例えば６００ｎｍである。

【００３１】絶縁膜１１上に非晶質シリコン薄膜を形成
する。形成方法としては、例えば、ｐ−ＣＶＤ法を採用
することができる。また、非晶質シリコン薄膜の膜厚
は、例えば５０ｎｍである。その後、非晶質シリコン薄
膜を結晶化させ、多結晶シリコン薄膜を形成する。この
工程は、例えば、窒素雰囲気中において非晶質シリコン
薄膜に熱処理を施すことにより膜中の水素濃度を低減さ
せた後、エキシマレーザーを照射することにより実施す
ることができる。この場合、熱処理温度は、例えば４５
０℃とすることができる。

【００３２】続いて、多結晶シリコン薄膜を所望の形状
に加工する（図２（ｃ））。これにより、画素用ＴＦＴ
の活性層１２と、回路用ｎ−ＴＦＴおよび回路用ｐ−Ｔ
ＦＴの活性層１３とを形成する。このとき、画素用ＴＦ
Ｔの活性層１２は、少なくともチャネル領域となる部分
が遮光層２２ｂと重なり合うように形成される。

【００３３】透明基板１０上に、活性層１２および１３
を被覆するようにゲート絶縁膜１４を形成した後、画素
用ＴＦＴのゲート電極１５と、回路用ｎ−ＴＦＴのゲー
ト電極１６ａと、回路用ｐ−ＴＦＴのゲート電極１６ｂ
をそれぞれ形成する。ゲート絶縁膜１４としては、例え
ば、シリコン酸化膜を使用することができ、その形成方
法としては、例えば、ｐ−ＣＶＤ法を採用することがで
きる。ゲート電極１５、１６ａおよび１６ｂとしては、
例えば、モリブデンに３５原子％のタングステンを混合
した合金を使用することができ、その形成方法として
は、例えば、スパッタリング法により成膜した後、フォ
トリソグラフィーおよびエッチングによりパターニング
する方法を採用することができる。また、このエッチン
グは、ドライエッチングにより実施することができ、例
えば、六弗化硫黄（ＳＦ₆）と酸素（Ｏ₂）の混合ガスを
用いたＩＣＰ（Induced Coupled Plasma）方式ドライエ
ッチングにて、ＳＦ₆およびＯ₂の流量をそれぞれ３００
ｃｃ／分および１０ｃｃ／分とし、圧力９．３Ｐａ（７
０ｍＴｏｒｒ）、ＩＣＰ電力１．５Ｗ／ｃｍ²、バイア
ス電力０．２Ｗ／ｃｍ²の条件で行うことができる。

【００３４】その後、回路用ｐ−ＴＦＴとなる領域上に
マスク３０を形成し、この状態で、画素用ＴＦＴの活性
層１２および回路用ｎ−ＴＦＴの活性層１３内にｎ型不
純物を注入し、低濃度ｎ型不純物注入領域１２ｂおよび
１３ｂを形成する（図３（ｄ））。この低濃度ｎ型不純
物注入領域１２ｂおよび１３ｂは、それぞれ、画素用Ｔ
ＦＴおよび回路用ｎ−ＴＦＴのＬＤＤ領域となる領域を
含む。また、このとき、ゲート電極１５および１６ａ下
の領域には不純物は注入されず、この領域が、それぞ
れ、画素用ＴＦＴのチャネル領域１２ａおよび回路用ｎ
−ＴＦＴのチャネル領域１３ａとなる。このｎ型不純物
注入は、例えば、イオンドーピング法により実施するこ
とができる。また、注入条件については、特に限定する
ものではないが、例えば、不純物としてリンイオンを用
いて、加速電圧８０ｋＶ、ドーズ量１×１０¹³ｃｍ^-2と
することができる。

【００３５】続いて、画素用ＴＦＴおよび回路用ｎ−Ｔ
ＦＴとなる領域上にマスク３１を形成し、この状態で、
回路用ｐ−ＴＦＴの活性層１３内にｐ型不純物を注入す
る（図３（ｅ））。これにより、回路用ｐ−ＴＦＴのソ
ース領域およびドレイン領域１３ｅが形成される。ま
た、このとき、ゲート電極１６ｂ下の領域には不純物は
注入されず、この領域が回路用ｐ−ＴＦＴのチャネル領
域１３ｄとなる。このｐ型不純物注入は、イオンドーピ
ング法により実施することができる。また、注入条件に
ついては、特に限定するものではないが、例えば、不純
物としてホウ素イオンを用いて、加速電圧６０ｋＶ、ド
ーズ量８×１０¹⁴ｃｍ^-2とすることができる。

【００３６】ｐ型不純物注入後、回路用ｐ−ＴＦＴとな
る領域上、並びに、画素用ＴＦＴおよび回路用ｎ−ＴＦ
ＴのＬＤＤ領域となる領域上に、マスク３２を形成す
る。その後、ｎ型不純物注入により、画素用ＴＦＴの活
性層および回路用ｎ−ＴＦＴの活性層内に、それぞれ、
ソース領域およびドレイン領域となる高濃度ｎ型不純物
注入領域１２ｃおよび１３ｃを形成する（図４
（ｆ））。このｎ型不純物注入は、例えば、イオンドー
ピング法により実施することができる。また、注入条件
については、特に限定するものではないが、例えば、不
純物としてリンイオンを用いて、加速電圧８０ｋＶ、ド
ーズ量１×１０¹⁵ｃｍ^-2とすることができる。

【００３７】マスク３２を除去した後、注入した不純物
の活性化処理が行われる。活性化処理は、例えば、窒素
雰囲気中で熱処理することにより実施できる。処理温度
は、特に限定するものではないが、遮光層２２ｂおよび
反射層２２ａとして用いた金属の耐熱性などに応じて適
宜設定することができ、例えば６００℃とすることがで
きる。また、処理時間は、例えば１時間である。

【００３８】活性化処理後、層間絶縁膜１７を形成し、
コンタクトホールを開口する。層間絶縁膜１７として
は、例えば、シリコン酸化膜を使用することができ、そ
の形成方法としては、例えば、テトラエチルオルソシリ
ケート（ＴＥＯＳ）を用いたプラズマＣＶＤ法を採用す
ることができる。また、コンタクトホールの開口は、ド
ライエッチングにより実施することができ、例えば、四
弗化炭素（ＣＦ₄）と三弗化炭素（ＣＨＦ₃）の混合ガス
をエッチングガスとして用い、真空度１３．３Ｐａ（１
００ｍＴｏｒｒ）、放電電力１．２Ｗ／ｃｍ²の条件で
行うことができる。

【００３９】続いて、画素用ＴＦＴ、回路用ｎ−ＴＦＴ
および回路用ｐ−ＴＦＴのソース電極およびドレイン電
極１８を形成する（図４（ｇ））。ソース電極およびド
レイン電極１８としては、例えば、チタン／アルミニウ
ム／チタンの３層構造の金属層を使用することができ
る。その形成方法としては、例えば、スパッタリング法
を採用することができる。

【００４０】次に、保護絶縁膜１９を形成した後、好ま
しくは薄膜トランジスタの水素化処理を行う。保護絶縁
膜１９としては、例えば、シリコン窒化膜を使用するこ
とができ、その形成方法としては、例えば、ＣＶＤ法を
採用することができる。また、保護絶縁膜１９の膜厚
は、例えば４００ｎｍである。薄膜トランジスタの水素
化処理は、例えば、水素雰囲気において、３５０℃、１
時間の熱処理を行うことにより実施できる。更に、保護
絶縁膜１９の一部を開口し、平坦化膜２０を形成した
後、平坦化膜２０上に画素電極２１を形成することによ
り、アクティブマトリクスアレイ基板が作製される（図
５（ｈ））。このとき、画素電極２１は、少なくとも一
部が反射層２２ａと重なり合うように形成される。平坦
化膜２０としては、例えば、透光性および感光性を有す
る有機樹脂を使用することができ、画素電極２１として
は、例えば、インジウム錫酸化物（Indium-Tin-Oxide；
ＩＴＯ)を使用することができる。

【００４１】本実施形態の薄膜トランジスタアレイ基板
を用いることにより、半透過型液晶表示装置を構成する
ことができる。図６は、本実施形態の薄膜トランジスタ
アレイ基板を用いた液晶表示装置の一例を示す断面図で
ある。

【００４２】この液晶表示装置においては、薄膜トラン
ジスタアレイ基板とカラーフィルタ基板とが互いに対向
するように配置されており、これらの基板の間に液晶４
１が封入されている。薄膜トランジスタアレイ基板は、
前述したように、本実施形態に係る薄膜トランジスタア
レイ基板である。カラーフィルタ基板は、透光性基板４
０上にカラーフィルタ４４およびブラックマトリクス４
５が形成されており、その上に対向電極４６が形成され
て構成されている。また、前記両基板の内側表面（液晶
と接する表面）には液晶配向膜４２が形成されており、
前記両基板の外側表面には偏光板４３が積層されてい
る。更に、薄膜トランジスタアレイ基板の外側には、バ
ックライトが配置されている。

【００４３】この液晶表示装置においては、薄膜トラン
ジスタをスイッチング素子として画素電極を駆動させ、
画素電極と対向電極との間に電圧を印加し、液晶に基板
面に対して垂直に電界を印加することにより、液晶を通
過する光を変調して画像を表示する。

【００４４】前記液晶表示装置においては、暗環境で
は、バックライトを用いて、その照射光を液晶に透過さ
せることにより、画像表示を行うことができる。このと
き、バックライト光は遮光層により遮蔽され、画素用Ｔ
ＦＴのチャネル領域に直接照射されない。そのため、画
素用ＴＦＴの光リーク電流を低減することができ、クロ
ストークやフリッカなど表示品位の劣化を抑制すること
ができる。また、明環境では、環境光を反射層で反射さ
せ、その反射光を液晶に透過させることにより、画像表
示を行うことができる。そのため、屋外などにおける視
認性を改善することができる。

【００４５】（実施の形態２）実施の形態１において
は、遮光層および反射層として高融点材料を使用した場
合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、比較的耐熱性の低い材料を使用することも可能であ
る。このような例について、以下に説明する。

【００４６】図７は、本実施形態に係る薄膜トランジス
タアレイ基板の一例を示す断面図である。この薄膜トラ
ンジスタアレイ基板は、実施の形態１と同様に、画素電
極および薄膜トランジスタを含む画素領域と、画素領域
の周辺に設けられた周辺領域とが存在する。

【００４７】画素領域においては、透明基板１０上に複
数の画素電極２１が行列状に配置され、各画素電極２１
に対応するように画素用ＴＦＴが形成されている。な
お、画素ＴＦＴの構造については、特に限定するもので
はなく、例えば、実施の形態１と同様の構造を採用する
ことができる。

【００４８】更に、実施の形態１と同様に、画素領域に
おいては、透明基板１０上に遮光層２２ｂおよび反射層
２２ａが形成されており、この遮光層２２ｂおよび反射
層２２ａは同一材料で構成されている。遮光層２２ｂ
は、画素用ＴＦＴの少なくともチャネル領域１２ａと重
なり合うように形成されており、反射層２２ａは、画素
電極２１の少なくとも一部と重なり合うように形成され
ている。また、本実施形態においては、図７に示すよう
に、遮光層２２ｂおよび反射層２２ａの表面に陽極酸化
膜２４が形成されている。更に、この陽極酸化膜２４を
備えた遮光層２２ａおよび反射層２２ａは絶縁膜１１で
被覆されており、この絶縁膜１１上に画素用ＴＦＴが形
成されることにより、遮光層２２ｂおよび反射層２２ａ
と画素用ＴＦＴとの間が電気的に分離されていることが
好ましい。

【００４９】前記薄膜トランジスタアレイ基板は、例え
ば、次にようにして製造することができる。まず、透明
基板上に遮光層および反射層を形成する。実施の形態１
と同様に、遮光層および反射層は、同一の成膜工程およ
びパターニング工程により形成される。

【００５０】本実施形態において、遮光層および反射層
としては、例えば、Ａｌを含む合金が使用でき、好まし
くは、Ａｌを主成分として含み、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒおよ
びＮｄからなる群より選ばれる少なくとも一種を副成分
として含む合金が使用できる。このような合金を使用す
る場合、各成分の割合について特に限定するものではな
いが、Ａｌを９０重量％以上とし、前記副成分を１０重
量％以下とすることが好ましい。また、遮光層および反
射層の膜厚は、特に限定するものではないが、例えば２
００ｎｍである。

【００５１】遮光層および反射層形成のための成膜工程
は、例えば、スパッタリング法により実施することがで
きる。また。パターニング工程は、フォトリソグラフィ
ー法およびエッチングにより実施することができ、この
エッチングとしては、例えば、リン酸、硝酸および酢酸
の混合液をエッチング液として用いたウェットエッチン
グを採用することができる。

【００５２】続いて、遮光層および反射層を陽極酸化
し、その表面に陽極酸化膜を形成する。なお、陽極酸化
の条件については、特に限定するものではない。

【００５３】更に、陽極酸化膜を備えた遮光膜および反
射膜を被覆するように、絶縁膜を形成する。絶縁膜とし
ては、例えば、シリコン酸化膜を使用することができ、
その形成方法としては、例えば、プラズマ化学気相成長
法（以下、「ｐ−ＣＶＤ法」という。）を採用すること
ができる。また、絶縁膜の膜厚は、例えば６００ｎｍで
ある。

【００５４】その後、絶縁膜上に、画素用ＴＦＴ、回路
用ｎ−ＴＦＴおよび回路用ｐ−ＴＦＴを形成する。更
に、保護絶縁膜、平坦化膜および画素電極を形成し、薄
膜トランジスタアレイ基板が作製される。なお、これら
の工程は、実施の形態１と同様に実施することができ
る。但し、本実施形態においては、ＴＦＴ形成時の不純
物の活性化処理に関して、処理温度を、遮光層および反
射層として用いたＡｌ合金の耐熱温度を考慮して、４５
０℃とすることが好ましい。

【００５５】本実施形態の薄膜トランジスタアレイ基板
を用いることにより、半透過型液晶表示装置を構成する
ことができる。このような液晶表示装置の構造として
は、例えば、本実施形態に係る薄膜トランジスタアレイ
基板を用いること以外は、実施形態１で説明したものと
同様の構造を採用することができる。

【００５６】この液晶表示装置においては、実施形態１
と同様に、明環境では、バックライトの照射光を液晶に
透過させることにより、画像表示を行うことができる。
このとき、バックライト光は遮光層により遮蔽されるた
め、画素用ＴＦＴの光リーク電流を低減することがで
き、クロストークやフリッカなど表示品位の劣化を抑制
することができる。また、明環境では、環境光を反射層
で反射させ、その反射光を液晶に透過させることによ
り、画像表示を行うことができ、屋外などにおける視認
性を改善することができる。

【００５７】また、本実施形態によれば、遮光層および
反射層表面に陽極酸化膜が形成されているため、遮光層
および反射層として比較的耐熱性の低い材料を使用した
場合であっても、ＴＦＴ作製工程における熱による遮光
層および反射層表面へのヒロック発生を防止することが
可能となる。すなわち、反射層を構成する材料として、
その耐熱性に関わらず、反射率の高い材料を選択するこ
とが可能となる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄膜トラ
ンジスタアレイ基板によれば、画素電極において、反射
層と重なり合う部分を反射電極として機能させ、その他
の部分を透明電極として機能させることができるため、
半透過型液晶表示装置に使用することが可能となる。更
に、反射層は遮光層と同一材料で形成されているため、
反射層と遮光層とを同一の成膜工程およびパターニング
工程で形成することが可能であり、その製造が容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜トランジスタアレイ基板の一例
を示す断面図である。

【図２】本発明の薄膜トランジスタアレイ基板の製造
方法を説明するための工程図である。

【図３】本発明の薄膜トランジスタアレイ基板の製造
方法を説明するための工程図である。

【図４】本発明の薄膜トランジスタアレイ基板の製造
方法を説明するための工程図である。

【図５】本発明の薄膜トランジスタアレイ基板の製造
方法を説明するための工程図である。

【図６】本発明の薄膜トランジスタアレイ基板を用い
た液晶表示装置の一例を示す断面図である。

【図７】本発明の薄膜トランジスタアレイ基板の別の
一例を示す断面図である。

【図８】従来の薄膜トランジスタアレイ基板を示す断
面図である。

【符号の説明】

１０透明基板１１絶縁膜１２，１３活性層１４ゲート絶縁膜１５，１６ａ，１６ｂゲート電極１７層間絶縁膜１８ドレイン電極１９保護絶縁膜２０平坦化膜２１画素電極２２ａ反射層２２ｂ遮光層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H091 FA02Y FA34Y FA41Z FB08 GA01 GA13 LA12 2H092 GA29 JA24 JA37 JA41 JA46 KA04 KA10 MA05 MA07 MA08 MA13 MA19 MA24 MA27 MA30 NA27 PA01 PA08 PA09 PA13 5F110 AA16 AA21 BB02 BB04 CC02 DD02 DD13 EE06 EE28 EE44 FF02 FF30 GG02 GG13 GG25 HJ01 HJ12 HL03 HL04 HL07 HL12 HL23 HM15 NN04 NN23 NN24 NN27 NN35 NN46 NN47 NN54 NN55 NN58 NN72 PP03 PP35 QQ24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に、複数の薄膜トランジスタ
と、前記薄膜トランジスタの各々と電気的に接続された
複数の画素電極とを備えた薄膜トランジスタアレイ基板
であって、前記透明基板上に、前記薄膜トランジスタの
少なくともチャネル領域と重なり合うように形成された
遮光層と、前記画素電極の一部と重なり合うように形成
された反射層とを備え、前記遮光層と前記反射層とが同
一材料で形成されていることを特徴とする薄膜トランジ
スタアレイ基板。
【請求項２】前記反射層および前記遮光層が、前記薄
膜トランジスタと電気的に分離されている請求項１に記
載の薄膜トランジスタアレイ基板。
【請求項３】前記反射層表面および前記遮光層表面に
陽極酸化膜が形成されている請求項１または２に記載の
薄膜トランジスタアレイ基板。
【請求項４】前記反射層および前記遮光層が、Ａｌ、
Ａｇ、Ｔａ、Ｍｏ、ＣｒおよびＷからなる群より選ばれ
る少なくとも一種を含む請求項１〜３のいずれかに記載
の薄膜トランジスタアレイ基板。
【請求項５】透明基板上に反射層および遮光層を形成
する工程と、前記透明基板上に薄膜トランジスタを形成
する工程と、前記薄膜トランジスタと電気的に接続され
た画素電極を形成する工程とを含み、前記遮光層が、前
記薄膜トランジスタの少なくともチャネル領域と重なり
合うように形成され、前記反射層が、前記画素電極の一
部と重なり合うように形成され、且つ、前記遮光層と前
記反射層とが、同一の成膜工程およびパターニング工程
により形成されることを特徴とする薄膜トランジスタア
レイ基板の製造方法。
【請求項６】更に、前記反射層および前記遮光層を被
覆するように絶縁膜を形成する工程を含み、前記薄膜ト
ランジスタを前記絶縁膜上に形成する請求項５に記載の
薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法。
【請求項７】前記反射層および前記遮光層が、Ａｇ、
Ｔａ、Ｍｏ、ＣｒおよびＷからなる群より選ばれる少な
くとも一種を含む請求項５または６に記載の薄膜トラン
ジスタアレイ基板の製造方法。
【請求項８】更に、前記反射層表面および前記遮光層
表面に陽極酸化膜を形成する工程を含む請求項５〜７の
いずれかに記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製造方
法。
【請求項９】前記反射層および前記遮光層が、Ａｌを
含む請求項８に記載の薄膜トランジスタアレイ基板の製
造方法。
【請求項１０】前記反射層および前記遮光層が、更
に、Ｎｂ、Ｔａ、ＺｒおよびＮｄから選ばれる少なくと
も一種を含む請求項９に記載の薄膜トランジスタアレイ
基板の製造方法。