JP2004325627A - Active matrix substrate and display device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明はアクティブマトリクス基板に関し、特に、薄膜トランジスタおよび容量素子を備えるアクティブマトリクス基板等に関する。
【0002】
【従来の技術】
アクティブマトリクス型液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板には、一般に、画素毎に薄膜トランジスタ(TFT)および容量素子が設けられる。TFTはスイッチング素子として機能し、オン状態にあるTFTを介して表示信号が画素電極に伝達される。容量素子は、液晶容量と並列に保持容量が付加されるように設けられ、不要な信号が液晶層に漏れるのを防いで、画素電位を保持し、表示品位の低下を防止する。
【0003】
以下、図12および図13を参照しながら、従来のアクティブマトリクス基板1200の構成を説明する。図12はアクティブマトリクス基板1200の断面図を示し、図13は部分平面図を示す。なお、図12は、図13のB―B’に対応している。
【0004】
アクティブマトリクス基板1200では、石英基板1101上に所定形状の下部遮光膜1103aが設けられ、この下部遮光膜1103a上に第1絶縁膜1106を介してTFT半導体層1107が設けられている。TFT半導体層1107は、チャネル領域1107c、ソース領域1107a、およびドレイン領域1107bを含んでいる。TFT半導体層1107上にはゲート酸化膜1108が設けられ、ゲート酸化膜1108上にゲート電極1109が設けられている。このゲート電極1109、ソース領域1107a、およびドレイン領域1107bにより、TFTが構成されている。
【0005】
アクティブマトリクス基板1200では、このTFTに隣接して、画素電位を保持するための容量素子が設けられている。容量素子は、上記TFT半導体層1107と同層の一部で構成される下部容量電極1103と、下部容量電極1103上のゲート酸化膜1108と、ゲート酸化膜1108を挟んで下部容量電極1103と対向するように設けられた上部容量電極1105とで構成されている。
【0006】
ゲート電極1109および上部容量電極1105を覆うように第2絶縁膜1110が設けられている。第2絶縁膜1110およびゲート酸化膜1108の所定の部分には、ソースコンタクトホール1111およびドレインコンタクトホール1112が設けられている。第2絶縁膜1110上にはソース電極1114およびドレイン電極1115が設けられている。ソース電極1114は、上記ソースコンタクトホール1111を介してTFTのソース領域1107aと電気的に接続されており、また、ドレイン電極1115は、上記ドレインコンタクトホール1112を介してTFTのドレイン領域1107bと電気的に接続されている。
【0007】
ソース電極1114およびドレイン電極1115の上には、第3絶縁膜1116が設けられている。また、第3絶縁膜1116において、ドレイン電極1115上の所定の領域に画素コンタクトホール1117が設けられている。第3絶縁膜1116上には透明画素電極1118が設けられており、透明画素電極1118は上記画素コンタクトホール1117を通じてドレイン電極1115と電気的に接続されている。
【0008】
一般に、入射光や、基板の裏面からの反射光が、TFT半導体層のチャネル領域に入射した場合、光励起によってオフ時にリーク電流が発生し、液晶表示装置の表示品位が劣化するという問題があるため、表示品位を向上させるためには、高遮光化が要求される。また、表示品位を向上させるためには、容量素子の高容量化も求められる。一方、上記の要求を満たすためには、画素間遮光領域が拡大し、画素開口率が低下してしまうという問題がある。従って、画素開口率の向上と、表示品位の向上とを両立できないという問題がある。
【0009】
この問題を解決するために、特許文献1は、容量素子とTFT半導体層のチャネル領域とを重畳させるとともに、TFT半導体層の下層に容量素子が設けられた液晶表示装置を開示している。この液晶表示装置では、容量素子によってTFT半導体層のチャネル領域が遮光されるため、画素開口率の低下を抑制しながら、チャネル領域を遮光し、表示品位の低下を抑制できる。
【0010】
【特許文献1】
特開2001−66638号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、表示品位を低下させないで、画素開口率をより高くすることが求められており、特許文献1のアクティブマトリクス基板ではこの要求に十分に応えることができない。
【0012】
以上では、液晶表示装置に関する問題を例に説明したが、上記の要求は液晶表示装置に限られず、有機EL素子などその他の表示装置に共通である。
【0013】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、表示品位を低下させないで、画素開口率を向上できるアクティブマトリクス基板を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明のアクティブマトリクス基板は、基板と、前記基板の主面上に設けられた薄膜トランジスタおよび容量素子とを備えるアクティブマトリクス基板であって、前記薄膜トランジスタはチャネル領域を含む半導体層を有し、前記容量素子は、容量用誘電膜と、前記容量用誘電膜を挟んで互いに対向するように配置された下部容量電極および上部容量電極とを有し、前記基板は、前記主面に凹部を有し、前記主面は、上面と、前記凹部を規定する、底面、および、前記底面と前記上面とに連続する側面とを有し、前記容量素子は、前記基板方向からみたときに、前記薄膜トランジスタの前記チャネル領域と重畳するように、前記薄膜トランジスタよりも前記基板側に配置されており、前記容量素子は、前記凹部の前記底面の少なくとも一部から前記側面の少なくとも一部まで延設されており、これにより上記の課題が解決される。
【0015】
前記基板は石英で形成されてもよい。
【0016】
前記基板は、前記凹部を有しない板と、前記板上に設けられた絶縁膜とを含み、前記凹部は前記絶縁膜に設けられてもよい。
【0017】
前記薄膜トランジスタのチャネル層は、前記凹部の内部に配置されており、かつ、前記凹部の前記側面の少なくとも一部に設けられた前記容量素子の上端よりも前記底面側に配置されてもよい。
【0018】
前記容量素子は、前記凹部の前記底面の少なくとも一部から、前記側面を介して、前記上面の少なくとも一部まで延設されてもよい。
【0019】
前記薄膜トランジスタの前記チャネル領域は、前記容量素子上に絶縁層を介して配置され、前記凹部の前記底面から前記基板の前記上面までの高さは、前記容量素子と、前記半導体層と、前記絶縁層との厚さの和よりも大きいことが好ましい。
【0020】
前記凹部の前記底面および前記側面の全面に、前記容量素子が形成されることが好ましい。
【0021】
前記上部容量電極および前記下部容量電極の少なくとも一方は遮光性を有することが好ましい。
【0022】
前記上部容量電極および前記下部容量電極の少なくとも一方は、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル、クロム、チタン、ケイ化タングステン、ケイ化モリブデン、ケイ化タンタル、ケイ化クロム、ケイ化チタン、タングステン合金、モリブデン合金、タンタル合金、クロム合金、チタン合金、不純物がドーピングされた非晶質シリコン、不純物がドーピングされた多結晶シリコンからなる群より選択された少なくとも1つを含む、単層、または2以上の積層膜で構成される。
【0023】
前記容量用誘電膜は、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、および酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層膜のうちいずれかの膜により構成される。
【0024】
ある実施形態では、前記半導体層は、前記チャネル領域を挟んで対向して配置されたソース領域およびドレイン領域を含み、さらに、前記チャネル領域と前記ソース領域との間、および、前記チャネル領域と前記ドレイン領域との間に、低濃度不純物領域を有している。
【0025】
本発明の表示装置は、上記アクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板上に配置された表示媒体層とを備え、これにより、上記課題が解決される。
【0026】
前記表示媒体層は、例えば液晶材料を含む。
【0027】
本発明の表示装置は、例えば投射型液晶表示装置である。
【0028】
【発明の実施の形態】
本発明のアクティブマトリクス基板は、基板と、基板の主面上に設けられた、薄膜トランジスタ、および容量素子とを備えている。アクティブマトリクス基板は表示装置を作製するために利用され、表示の単位となる複数の画素を有している。薄膜トランジスタおよび容量素子は、典型的に、画素ごとに設けられる。
【0029】
薄膜トランジスタは、チャネル領域を含む半導体層を有している。例えば、本発明のアクティブマトリクス基板を液晶表示装置用のアクティブマトリクス基板として利用する場合、上記薄膜トランジスタは、スイッチング素子として機能し、オン状態にある薄膜トランジスタを介して表示信号が画素電極に伝達される。
【0030】
容量素子は、容量用誘電膜と、容量用誘電膜を挟んで互いに対向するように配置される下部容量電極および上部容量電極とを有している。例えば、本発明のアクティブマトリクス基板を液晶表示装置用のアクティブマトリクス基板として利用する場合、容量素子は、液晶容量と並列に保持容量が付加されるように設けられ、不要な信号が液晶層に漏れるのを防いで、画素電位を保持し、表示品位の低下を防止する。なお、容量素子は、基板法線に対する、上部容量電極と下部容量電極と容量用誘電膜との重畳領域で構成される。
【0031】
容量素子は、基板法線と略平行な方向に対して(基板方向からみたときに)、薄膜トランジスタのチャネル領域が容量素子の少なくとも一部と互いに重畳するように、薄膜トランジスタよりも基板側に配置される。
【0032】
一般に、薄膜トランジスタのチャネル領域に光が入射すると、薄膜トランジスタのオフ時のリーク電流が高くなってしまうという問題があるため、上記チャネル領域を遮光する必要がある。本発明では、薄膜トランジスタのチャネル領域が容量素子に重畳するように、容量素子が配置されている。 従って、チャネル領域を遮光するために遮光層を設けた場合であっても、遮光層は上記容量素子と重畳するように配置されるので、基板面内において、容量素子によって透過率が低下する領域と遮光層の領域とが重畳する。結果として、基板面内において、容量素子によって透過率が低下する面積の増大を抑制し、画素開口率の低下を抑制できる。
【0033】
容量素子の上部容量電極および下部容量電極の少なくとも一方が、遮光性を有していれば、チャネル領域を遮光するための遮光層を別途設ける必要がないという利点があるので好ましい。
【0034】
本発明のアクティブマトリクス基板では、基板の主面に凹部が設けられている。凹部は、底面と、この底面に連続する側面とによって規定される。基板の主面は、凹部を規定する底面および側面と、側面に連続する上面とを有している。容量素子は、上記基板の凹部の底面の少なくとも一部から側面の少なくとも一部まで延設されている。
【0035】
容量素子の容量を大きくできれば、表示品位を向上できるという効果が得られるが、容量素子の容量を大きくするために容量面積を大きくすれば、画素開口率が低下してしまうという問題がある。特に、容量素子が遮光性を有する構成要素を含む場合、画素開口率の低下が顕著になる。
【0036】
本発明では、基板の主面に凹部が設けられており、容量素子が、凹部の底面の少なくとも一部から側面の少なくとも一部まで延設されているので、平坦な基板面に容量素子を設ける場合に比べて、画素開口率の低下を抑制しながら、効率よく容量面積を大きくできる。
【0037】
本発明のアクティブマトリクス基板は、従来よりも高遮光化を実現できるので、特に、投射型液晶表示装置に用いられる液晶素子用の基板に好適に利用される。投射型液晶表示装置に用いられる液晶素子では、通常の液晶表示装置に比べて強力な光を入射させる必要があるため、入射光や基板裏面からの反射光がチャネル領域に入射しやすく、表示品位の劣化が顕著であるという問題があったが、本発明のアクティブマトリクス基板は高遮光化を実現できるので、上記問題を解決できる。
【0038】
以下、図面を参照しながら、実施形態を説明する。なお、以下の実施形態では、液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板を例示するが、本発明のアクティブマトリクス基板は、液晶表示装置に限られず、有機ELなど様々な表示装置に用いられる。また、以下の実施形態は本発明の例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されることはない。
【0039】
(実施形態1)
図1は、実施形態1のアクティブマトリクス基板20の模式的な断面図であり、図2(a)および(b)は、アクティブマトリクス基板20の模式的な平面図である。図1および図2では、1画素内における、TFTおよび容量素子が形成された領域を図示している。なお、図1は、図2(a)および(b)のA―A’に対応する断面図である。
【0040】
アクティブマトリクス基板20は、例えば石英で形成された絶縁基板1を有しており、絶縁基板1の主面には凹部2が設けられている。凹部2は、底面2aと、底面2aに連続する側面2bとで規定される。すなわち、基板1の主面は、この底面2aおよび側面2bと、上面1aとを有する。
【0041】
基板1の所定の領域には、下部容量電極3と、容量用誘電膜4と、上部容量電極5とがこの順で基板1側から配置されており、これらによって容量素子19が形成されている。上述したように、基板法線に対する、上部容量電極5と下部容量電極3と容量用誘電膜4との重畳領域が容量素子19を構成する。容量素子19は、凹部2の底面2aの少なくとも一部から側面2bの少なくとも一部まで延設されるように配置される。本実施形態では図1に示すように、下部容量電極3、容量用誘電膜4および上部容量電極5はいずれも、凹部2の底面2aおよび側面2bの全面を覆い、さらに基板1の上面1aの一部まで延設されるように形成されているため、容量素子19は、凹部2の底面2aおよび側面2bの全面と、基板1の上面1aの一部とにわたって形成されている。
【0042】
絶縁基板1の主面に凹部2を設け、容量素子19を凹部2の底面2aおよび側面2bに形成することにより、基板面内(基板1の上面1aと平行な面内)で、容量素子19が占める面積を増大させることなく、凹部2の側面2bに形成された容量素子19の面積分だけ、容量面積を大きくすることができる。すなわち、図12に示したように同一の基板面内に容量素子を形成する場合に比べて、画素開口率の低下を抑制しながら、効率よく容量素子の容量を大きくすることができる。
【0043】
なお、本実施形態では、例えば、下部容量電極3はリン等の不純物が高濃度にドーピングされた多結晶シリコン膜で形成され、容量用誘電膜4はSiO2膜で形成され、上部容量電極5はリン等の不純物が高濃度にドーピングされた多結晶シリコン膜とWSi膜との積層膜で形成されている。
【0044】
上部容量電極5上には、例えばSiO2膜で形成される第1絶縁膜6を挟んで、TFT半導体層7が配置される。TFT半導体層7は、チャネル領域7c、ソース領域7aおよびドレイン領域7bを含む。TFT半導体層7のうち少なくともチャネル領域7cは、基板法線1cと略平行な方向に対して容量素子19と互いに重畳するように配置される。
【0045】
本実施形態では、上部容量電極5が遮光性を有しているので、容量素子19は遮光機能を有している。従って、チャネル領域7cを容量素子19に重畳させることによって、容量素子19によってチャネル領域7cが遮光される。なお、本発明では必ずしも容量素子が遮光性材料で形成された構成要素を有している必要はないが、容量素子19が遮光機能を有している場合、別途遮光層を設ける必要がないという利点があるため、より好ましい。
【0046】
チャネル領域7cは、凹部2の内部に配置されるように、かつ、容量素子2の上端部よりも低い位置に配置されることが好ましい。ここで、チャネル領域7cが凹部2の内部に配置されるとは、チャネル領域7cが、凹部2の底面2aと対向し、かつ、凹部2の底面2aから、基板1の上面1aの高さ以下の位置に配置されることを示す。また、容量素子2の上端部とは、凹部2の底面2aから上面1aに向かって最も高い位置に存在する容量素子2の端部をいう。本実施形態のように容量素子2が遮光性を備えている場合、チャネル領域7cを、凹部2の内部、かつ、容量素子2の上端部よりも低い位置に配置することにより、凹部2の底面2aおよび側面2bに形成された容量素子2によってチャネル領域7cを遮光できるという効果が得られる。
【0047】
TFT半導体層7上には、ゲート酸化膜8と、ゲート電極9と、第2絶縁膜10とがこの順で基板1側から形成される。第2絶縁膜10上には、ソース電極14およびドレイン電極15が設けられ、ソース電極14およびドレイン電極15を覆うように第3絶縁膜16が設けられる。さらに、第3絶縁膜16上の所定の領域に透明画素電極18が形成される。
【0048】
第2絶縁膜10およびゲート酸化膜8には、ソースコンタクトホール11およびドレインコンタクトホール12が形成される。また、第2絶縁膜10、ゲート酸化膜8、第1絶縁膜6および容量誘電膜4には、容量コンタクトホール13が形成される。ソース電極14は、ソースコンタクトホール11を介してTFTのソース領域7aに接続される。ドレイン電極15は、ドレインコンタクトホール12を介してTFTのドレイン領域7bに接続されると共に、容量コンタクトホール13を介して下部容量電極3に接続されるため、容量素子19とドレイン領域7bとが電気的に接続され、かつ、容量素子19と透明画素電極18とが電気的に接続される。
【0049】
次に、図3(a )〜(d)、および図4(a)〜(b)を参照しながら、アクティブマトリクス基板20の製造方法を説明する。
【0050】
まず、石英で形成された絶縁基板1を用意し、フォトエッチング技術を用いて、図3(a)に示すように基板1の主面に凹部2を形成する。凹部2の深さ(底面2aから上面1aまでの距離h1)は、例えば1μmとした。凹部2の深さは、後の工程で凹部2内に形成される容量素子19と、TFT半導体層7と、第1絶縁膜6との厚さの和よりも大きくなるように設定されている。
【0051】
次に、図3(b)に示すように、リン等の不純物が高濃度にドーピングされた多結晶シリコン膜を膜厚100nmで成膜した後、フォトエッチング技術を用いて下部容量電極3を形成する。下部容量電極3は、凹部2の底面2aおよび側面2bの全面を覆い、さらに、基板1の上面1aの一部まで延設されるように形成した。
【0052】
次に、図3(b)に示すように、下部容量電極3上に、膜厚40nmのSiO2膜からなる容量用誘電膜4を成膜した後、O2雰囲気、900℃の条件の下で、酸化アニール処理を行う。酸化アニール処理により、容量用誘電膜4を耐圧に優れた膜にできる。続いて、容量用誘電膜4上に、リン等の不純物が高濃度にドーピングされた多結晶シリコン膜(膜厚100nm)および、WSi膜(膜厚100nm)が順次積層された積層膜を成膜する。成膜後、フォトエッチング技術を用いて上記積層膜をパターニングし、上部容量電極5を形成する。
【0053】
本実施形態では、容量用配線5a(図2(a)および(b))の一部分が上部容量電極5として作用する。容量用配線5aは図2(a)および(b)に示すように、表示領域全体に格子状に形成されている。格子状の容量用配線5aにおいて、一方向に延びる容量用配線5aはゲート配線9aと重畳して配置され、他方向に延びる容量用配線5aは、ソース配線と重畳して配置される。容量用配線5aは、外部から電圧を直接印加できるように形成されている。なお、容量用配線5aの形状は上記に限定されることはなく、表示領域全体に線状に形成されていてもよい。
【0054】
以上により、上部容量電極5と、下部容量電極3と、容量用誘電膜4とで構成される容量素子19が形成される。容量素子19は図3(b)に示すように、凹部2の底面2aおよび側面2bの全面と、さらに、基板1の上面1aの一部まで延設されるように形成される。
【0055】
上部容量電極5、下部容量電極3および容量用誘電膜4は、上記で例示した材料以外を用いても形成可能である。上部容量電極3および下部容量電極5の少なくとも一方は、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル、クロム、チタン、ケイ化タングステン、ケイ化モリブデン、ケイ化タンタル、ケイ化クロム、ケイ化チタン、タングステン合金、モリブデン合金、タンタル合金、クロム合金、チタン合金、不純物がドーピングされた非晶質シリコン、不純物がドーピングされた多結晶シリコンからなる群より選択された少なくとも1つを含む、単層、または2以上の積層膜で構成される。また、容量用誘電膜4は、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、および酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層膜のうちいずれかの膜により構成される。
【0056】
次に、図3(c)に示すように、上部容量電極5上に、膜厚400nmのSiO2膜からなる第1絶縁膜6を成膜し、成膜後、LPCVD法を用いて第1絶縁膜6上に厚さ70nmの非晶質シリコン膜を成膜する。続いて、600℃、20時間の条件下で熱処理を行って非晶質シリコン膜を結晶化した後、所定の形状にエッチングし、TFT半導体層7を形成する。TFT半導体層7のうち、後にチャネル領域7cになる領域は、基板法線1cと略平行な方向に対して、容量素子19と互いに重畳するように形成される。
【0057】
上述したように本実施形態では、凹部2の深さh1を1μmとしている。また、容量素子19の膜厚を340nm(膜厚100nmの下部容量電極3と、膜厚40nmの容量誘電膜4と、膜厚200nmの上部容量電極5との合計膜厚)とし、第1絶縁膜6の膜厚を400nmとし、TFT半導体層7の膜厚を70nmとしており、これらの合計膜厚810nmは、凹部2の深さh1(1μm)よりも小さく、TFT半導体層7のうち、後にチャネル領域7cになる領域は、凹部2の内部に配置される。本実施形態では、凹部2の底面2aの全面と、側面2bの全面とを覆うように容量素子19が形成されているので、凹部2の底面2aおよび側面2bの容量素子19によって、基板1の下方または側面からチャネル領域7cに入射する光を高い効率で遮光できる。
【0058】
次に、図3(d)に示すように、TFT半導体層7上に膜厚80nmのSiO2膜からなるゲート酸化膜8を成膜し、ゲート酸化膜8上に、リン等の不純物が高濃度にドーピングされた多結晶シリコン膜(膜厚150nm)および、WSi膜(膜厚150nm)が順次積層された積層膜を成膜する。成膜後、フォトエッチング技術を用いて、上記積層膜をパターニングし、ゲート電極9を形成する。さらに、TFT半導体層7にゲート電極9をマスクとして、リン等の不純物を3×1015原子/cm2、75Kevの条件で注入する。これにより、高濃度不純物領域であるソース領域7aおよびドレイン領域7bおよびゲート電極9の下に位置するチャネル領域7cが形成される。
【0059】
なお、図2(b)は、図3(d)に対応する平面図である。
【0060】
次に、図4(a)に示すように、ゲート電極9を覆うように第2絶縁膜10を形成する。第2絶縁膜10を形成した後、ソース領域7aおよびドレイン領域7bの所定部分が露出するように、第2絶縁膜10およびゲート酸化膜8に、ソースコンタクトホール11およびドレインコンタクトホール12を形成する。また、下部容量電極3の所定部分が露出するように、第2絶縁膜10、ゲート酸化膜8、第1絶縁膜6および容量誘電膜4に、容量コンタクトホール13を形成する。
【0061】
コンタクトホール11〜13を形成した後、膜厚80nmのTiW膜および、膜厚400nmのAl−Si膜および、膜厚150nmのTiW膜を順次積層した積層膜を成膜する。フォトエッチング技術を用いて、上記積層膜をパターニングし、ソース電極14およびドレイン電極15を形成する。ソース電極14は、ソースコンタクトホール11を介してTFTのソース領域7aに接続される。ドレイン電極15は、ドレインコンタクトホール12を介してTFTのドレイン領域7bに接続されると共に、容量コンタクトホール13を介して下部容量電極3に接続される。各コンタクトホールに導電材料を付与することにより、容量素子19とドレイン領域7bとを電気的に接続でき、かつ、容量素子19と後述の透明画素電極18とを電気的に接続できる。
【0062】
次に図4(b)に示すように、ソース電極14およびドレイン電極15を覆うように、第3絶縁膜16を成膜する。成膜後、ドレイン電極15の所定部分が露出するように第3絶縁膜16に画素コンタクトホール17を形成する。さらに、第3絶縁膜16上に膜厚120nmのインジウム錫酸化膜(ITO)を成膜する。成膜後、フォトエッチング技術を用いて、上記ITOをパターニングし、ドレイン電極15と接続された透明画素電極18を形成する。
【0063】
以上の工程により、実施形態1のアクティブマトリクス基板20が作製される。得られたアクティブマトリクス基板20は例えば、公知の方法を用いて液晶材料を挟んで対向基板と貼り合わせられ、液晶表示素子が構成される。
【0064】
以下、実施形態2〜実施形態8を説明する。実施形態2〜実施形態8のアクティブマトリクス基板の構成要素のうち、実施形態1のアクティブマトリクス基板20と同様の作用を有する構成要素には同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
【0065】
(実施形態2)
次に、実施形態2のアクティブマトリクス基板30を説明する。図5は、アクティブマトリクス基板30の部分断面図である。
【0066】
アクティブマトリクス基板30は、TFT半導体層7のチャネル領域7cとソース領域7aの間、および、チャネル領域7cとドレイン領域7bとの間の両方に、低濃度不純物領域7dが形成されている点で、実施形態1のアクティブマトリクス基板20と異なる。アクティブマトリクス基板30では低濃度不純物領域7dが設けられていることにより、TFTに抵抗成分を付加することになり、液晶表示装置のオフ状態でのリーク電流の増加をより抑制できる。
【0067】
以下、アクティブマトリクス基板30の製造方法を説明する。
【0068】
実施形態1のアクティブマトリクス基板20で説明した製造方法と同様のプロセスを用いて、ゲート電極9まで作製する。
【0069】
上記ゲート電極9の形成後、ゲート電極9をマスクとして、リン等の不純物を2×1013原子/cm2、75Kevの条件でTFT半導体層7に注入する。注入後、TFT半導体層7にフォトレジストを形成し、リン等の不純物を3×1015原子/cm2、75Kevの条件で注入する。この工程により、高濃度不純物領域であるソース領域7a、ドレイン領域7bおよびゲート電極9の下に位置するチャネル領域7cを形成する。これにより、チャネル領域7cとソース領域7aとの間、および、チャネル領域7cとドレイン領域7bとの間の両方に、同時に、低濃度不純物領域7dが形成される。
【0070】
この後、実施形態1のアクティブマトリクス基板20で説明した製造方法と同様のプロセスを用いて、透明画素電極18まで形成し、アクティブマトリクス基板30が作製される。
【0071】
(実施形態3)
次に、実施形態3のアクティブマトリクス基板40を説明する。図6は、アクティブマトリクス基板40の部分断面図である。
【0072】
アクティブマトリクス基板40は、石英基板41が凹部2を有しておらず、石英基板41上に設けられた絶縁膜(第4絶縁膜41a)に凹部2が設けられている点で、実施形態1のアクティブマトリクス基板20と異なる。アクティブマトリクス基板40では、第4絶縁膜41aが石英基板501上に形成されているため、石英基板41からの不純物汚染を防ぐことができる。
【0073】
以下、アクティブマトリクス基板40の製造方法を説明する。
【0074】
まず、石英で形成された絶縁基板41に、膜厚1.3μmの第4絶縁膜41aを成膜する。次に、フォトエッチング技術を用い、第4絶縁膜41aに深さ1μmの凹部2を形成する。実施形態1のアクティブマトリクス基板20と異なり、本実施形態では絶縁基板41に凹部2を形成するのではなく、絶縁基板41上に形成する第4絶縁膜41aに凹部2を形成する。
【0075】
以降、実施形態1のアクティブマトリクス基板20で説明した製造方法と同様のプロセスを用いて、透明画素電極18まで形成し、実施形態3のアクティブマトリクス基板40が作製される。
【0076】
(実施形態4)
次に、実施形態4のアクティブマトリクス基板50を説明する。図7は、アクティブマトリクス基板50の部分断面図である。
【0077】
アクティブマトリクス基板50は、石英基板41が凹部2を有しておらず、石英基板41上に設けられた更なる絶縁膜(第4絶縁膜41a)に凹部2が設けられている点、および、TFT半導体層7のチャネル領域7cとソース領域7aの間、および、チャネル領域7cとドレイン領域7bとの間の両方に、低濃度不純物領域7dが形成されている点で、実施形態1のアクティブマトリクス基板20と異なる。アクティブマトリクス基板50は、実施形態1、2および3の組み合わせであり、実施形態1、2および3で説明した効果を同時に得ることができる。
【0078】
以下、アクティブマトリクス基板50の製造方法を説明する。
【0079】
まず、石英で形成された絶縁基板41に、膜厚1.3μmの第4絶縁膜41aを成膜する。次に、フォトエッチング技術を用い、第4絶縁膜41aに深さ1μmの凹部2を形成する。実施形態1のアクティブマトリクス基板20と異なり、本実施形態では絶縁基板41に凹部2を形成するのではなく、絶縁基板41上に形成する第4絶縁膜41aに凹部2を形成する。
【0080】
以降、実施形態1のアクティブマトリクス基板20で説明した製造方法と同様のプロセスを用い、下部容量電極3からゲート電極9まで作製する。
【0081】
ゲート電極9の形成後、ゲート電極9をマスクとして、リン等の不純物を2×1013原子/cm2、75Kevの条件でTFT半導体層7に注入する。注入後、TFT半導体層7にフォトレジストを形成し、リン等の不純物を3×1015原子/cm2、75Kevの条件で注入する。この工程により、高濃度不純物領域であるソース領域7a、ドレイン領域7bおよびゲート電極9の下に位置するチャネル領域7cを形成する。これにより、チャネル領域7cとソース領域7aとの間、および、チャネル領域7cとドレイン領域7bとの間の両方に、同時に、低濃度不純物領域7dが形成される。
【0082】
この後、実施形態1のアクティブマトリクス基板20で説明した製造方法と同様のプロセスを用いて透明画素電極18まで形成し、実施形態4のアクティブマトリクス基板50が作製される。
【0083】
(実施形態5)
次に、実施形態5のアクティブマトリクス基板60を説明する。図8は、アクティブマトリクス基板60の部分断面図である。
【0084】
アクティブマトリクス基板60は、ドレイン電極67と上部容量電極65とが容量コンタクトホール66によって接続されている点、および、容量用配線の一部を下部容量電極63として作用させている点で実施形態1のアクティブマトリクス基板20と異なる。容量用配線は、例えば、実施形態1の容量用配線5aと同様に表示領域全体に格子状に形成される。また、外部から電圧を直接印加できるように形成される。なお、容量用配線は線状に形成されてもよい。
【0085】
アクティブマトリクス基板60では、ドレイン電極67と上部容量電極65とを接続するため、容量コンタクトホール66を形成するための領域を確保するために上部容量電極65の一部を除去する必要がない。従って、上部容量電極65の面積をより大きくできるので、容量素子19の容量面積をより大きくして、容量を増加させることができる。
【0086】
以下、アクティブマトリクス基板60の製造方法を説明する。
【0087】
実施形態1のアクティブマトリクス基板20で説明した製造方法と同様のプロセスを用いて、第2絶縁膜10まで形成する。第2絶縁膜10を形成した後、実施形態1と同様に、ソースコンタクトホール11およびドレインコンタクトホール12を形成する。
【0088】
本実施形態では、ドレイン電極67と上部容量電極65とを容量コンタクトホール66で接続するため、上部容量電極65の所定の領域が露出するように、第2絶縁膜10、ゲート酸化膜8および第1絶縁膜6に容量コンタクトホール66を形成する。次に、ドレイン電極67およびソース電極14を形成し、ドレイン電極67と上部容量電極65とを容量コンタクトホール66によって接続する。
【0089】
この後、実施形態1のアクティブマトリクス基板20で説明した製造方法と同様のプロセスを用いて透明画素電極18まで形成し、実施形態5のアクティブマトリクス基板60が作製される。
【0090】
(実施形態6)
次に、実施形態6のアクティブマトリクス基板70を説明する。図9は、アクティブマトリクス基板70の部分断面図である。
【0091】
アクティブマトリクス基板70は、TFT半導体層7のチャネル領域7cとソース領域7aの間、および、チャネル領域7cとドレイン領域7bとの間の両方に低濃度不純物領域7dが形成されている点、ドレイン電極67と上部容量電極65とが容量コンタクトホール66によって接続されている点、および、容量用配線の一部を下部容量電極63として作用させている点で実施形態1のアクティブマトリクス基板20と異なる。容量用配線は、例えば、実施形態1の容量用配線5aと同様に表示領域全体に格子状に形成される。また、外部から電圧を直接印加できるように形成される。なお、容量用配線は線状に形成されてもよい。
【0092】
アクティブマトリクス基板70は、実施形態1、2および5の組み合わせであり、実施形態1、2および5で説明した効果を同時に得ることができる。
【0093】
以下、アクティブマトリクス基板70の製造方法を説明する。
【0094】
実施形態1のアクティブマトリクス基板20で説明した製造方法と同様のプロセスを用いて、ゲート電極9まで作製する。
【0095】
上記ゲート電極9の形成後、ゲート電極9をマスクとして、リン等の不純物を2×1013原子/cm2、75Kevの条件でTFT半導体層7に注入する。注入後、TFT半導体層7にフォトレジストを形成し、リン等の不純物を3×1015原子/cm2、75Kevの条件で注入する。この工程により、高濃度不純物領域であるソース領域7a、ドレイン領域7bおよびゲート電極9の下に位置するチャネル領域7cを形成する。これにより、チャネル領域7cとソース領域7aとの間、および、チャネル領域7cとドレイン領域7bとの間の両方に、同時に、低濃度不純物領域7dが形成される。
【0096】
続いて、実施形態1のアクティブマトリクス基板20で説明した製造方法と同様のプロセスを用いて、第2絶縁膜10まで形成する。第2絶縁膜10を形成した後、実施形態1と同様に、ソースコンタクトホール11およびドレインコンタクトホール12を形成する。
【0097】
本実施形態では、ドレイン電極67と上部容量電極65とを容量コンタクトホール66で接続するため、上部容量電極65の所定の領域が露出するように、第2絶縁膜10、ゲート酸化膜8および第1絶縁膜6に容量コンタクトホール66を形成する。次に、ドレイン電極67およびソース電極14を形成し、ドレイン電極67と上部容量電極65とを容量コンタクトホール66によって接続する。
【0098】
この後、実施形態1のアクティブマトリクス基板20で説明した製造方法と同様のプロセスを用いて透明画素電極18まで形成し、アクティブマトリクス基板70が作製される。
【0099】
(実施形態7)
次に、実施形態7のアクティブマトリクス基板80を説明する。図10は、アクティブマトリクス基板80の部分断面図である。
【0100】
アクティブマトリクス基板80は、石英基板41が凹部2を有しておらず、石英基板41上に設けられた更なる絶縁膜(第4絶縁膜41a)に凹部2が設けられている点、および、ドレイン電極67と上部容量電極65とが容量コンタクトホール66によって接続されている点、および、容量用配線の一部を下部容量電極63として作用させている点で実施形態1のアクティブマトリクス基板20と異なる。容量用配線は、例えば、実施形態1の容量用配線5aと同様に表示領域全体に格子状に形成される。また、外部から電圧を直接印加できるように形成される。なお、容量用配線は線状に形成されてもよい。
【0101】
アクティブマトリクス基板80は、実施形態1、3および5の組み合わせであり、実施形態1、3および5で説明した効果を同時に得ることができる。
【0102】
アクティブマトリクス基板80は、実施形態1、3および5で説明した製造方法を組み合わせて作製される。
【0103】
(実施形態8)
次に、実施形態8のアクティブマトリクス基板90を説明する。図11は、アクティブマトリクス基板90の部分断面図である。
【0104】
アクティブマトリクス基板90は、TFT半導体層7のチャネル領域7cとソース領域7aの間、および、チャネル領域7cとドレイン領域7bとの間の両方に、低濃度不純物領域7dが形成されている点、石英基板41が凹部2を有しておらず、石英基板41上に設けられた更なる絶縁膜(第4絶縁膜41a)に凹部2が設けられている点、および、ドレイン電極67と上部容量電極65とが容量コンタクトホール66によって接続されている点、および、容量用配線の一部を下部容量電極63として作用させている点で実施形態1のアクティブマトリクス基板20と異なる。容量用配線は、例えば、実施形態1の容量用配線5aと同様に表示領域全体に格子状に形成される。また、外部から電圧を直接印加できるように形成される。なお、容量用配線は線状に形成されてもよい。
【0105】
アクティブマトリクス基板80は、実施形態1、2、3および5の組み合わせであり、実施形態1、2、3および5で説明した効果を同時に得ることができる。
【0106】
アクティブマトリクス基板80は、実施形態1、2、3および5で説明した製造方法を組み合わせて作製される。
【0107】
【発明の効果】
本発明により、表示品位を低下させないで、画素開口率を向上できるアクティブマトリクス基板が提供される。本発明のアクティブマトリクス基板を用いることにより、表示品質の高い表示装置を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1のアクティブマトリクス基板の模式的な断面図であり、図2(a)および(b)のA―A’に対応する。
【図2】(a)および(b)は、実施形態1のアクティブマトリクス基板の模式的な平面図である。
【図3】(a )〜(d)は、実施形態1のアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図である。
【図4】(a)および(b)は、実施形態1のアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図である。
【図5】実施形態2のアクティブマトリクス基板の断面図である。
【図6】実施形態3のアクティブマトリクス基板の断面図である。
【図7】実施形態4のアクティブマトリクス基板の断面図である。
【図8】実施形態5のアクティブマトリクス基板の断面図である。
【図9】実施形態6のアクティブマトリクス基板の断面図である。
【図10】実施形態7のアクティブマトリクス基板の断面図である。
【図11】実施形態8のアクティブマトリクス基板の断面図である。
【図12】従来のアクティブマトリクス基板の断面図であり、図13のB―B’に対応している。
【図13】従来のアクティブマトリクス基板の部分平面図である。
【符号の説明】
1 基板
1a 上面
2 凹部
2a 底面
2b 側面
3 下部容量電極
4 容量誘電膜
5 上部容量電極
5a 容量用配線
6 第1絶縁膜
7 TFT半導体層
7a ソース領域
7b ドレイン領域
7c チャネル領域
8 ゲート酸化膜
9 ゲート電極
10 第2絶縁膜
11 ソースコンタクトホール
12 ドレインコンタクトホール
13 容量コンタクトホール
14 ソース電極
15 ドレイン電極
16 第3絶縁膜
17 画素コンタクトホール
18 透明画素電極
19 容量素子
20 アクティブマトリクス基板
30 アクティブマトリクス基板
40 アクティブマトリクス基板
41 石英基板
41a 第4絶縁膜
50 アクティブマトリクス基板
60 アクティブマトリクス基板
63 下部容量電極
65 上部容量電極
66 容量コンタクトホール
67 ドレイン電極
70 アクティブマトリクス基板
80 アクティブマトリクス基板
90 アクティブマトリクス基板
1101 石英基板
1103 下部容量電極
1103a 下部遮光膜
1105 上部容量電極
1106 第1絶縁膜
1107 TFT半導体層
1107a ソース領域
1107b ドレイン領域
1107c チャネル領域
1108 ゲート酸化膜
1109 ゲート電極
1110 第2絶縁膜
1111 ソースコンタクトホール
1112 ドレインコンタクトホール
1114 ソース電極
1115 ドレイン電極
1116 第3絶縁膜
1117 画素コンタクトホール
1118 透明画素電極
1200 アクティブマトリクス基板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an active matrix substrate, and more particularly, to an active matrix substrate including a thin film transistor and a capacitor.
[0002]
[Prior art]
An active matrix substrate used in an active matrix liquid crystal display device is generally provided with a thin film transistor (TFT) and a capacitor for each pixel. The TFT functions as a switching element, and a display signal is transmitted to the pixel electrode via the TFT in an ON state. The capacitor is provided so that a storage capacitor is added in parallel with the liquid crystal capacitor, prevents an unnecessary signal from leaking to the liquid crystal layer, holds a pixel potential, and prevents deterioration of display quality.
[0003]
Hereinafter, the configuration of the conventional
[0004]
In the
[0005]
In the
[0006]
A second
[0007]
A third
[0008]
In general, when incident light or reflected light from the back surface of the substrate enters the channel region of the TFT semiconductor layer, there is a problem that a leakage current is generated at the time of off due to light excitation, thereby deteriorating the display quality of the liquid crystal display device. In order to improve display quality, high light shielding is required. Further, in order to improve the display quality, it is required to increase the capacitance of the capacitor. On the other hand, in order to satisfy the above requirements, there is a problem that the inter-pixel light-shielding region is enlarged and the pixel aperture ratio is reduced. Therefore, there is a problem that the improvement of the pixel aperture ratio and the improvement of the display quality cannot be achieved at the same time.
[0009]
In order to solve this problem,
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2001-66638 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is required to increase the pixel aperture ratio without deteriorating the display quality, and the active matrix substrate disclosed in
[0012]
In the above, the problem relating to the liquid crystal display device has been described as an example, but the above requirements are not limited to the liquid crystal display device, but are common to other display devices such as organic EL elements.
[0013]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an active matrix substrate that can improve the pixel aperture ratio without lowering display quality.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
An active matrix substrate of the present invention is an active matrix substrate including a substrate, a thin film transistor provided on a main surface of the substrate, and a capacitor, wherein the thin film transistor has a semiconductor layer including a channel region, The element has a dielectric film for capacitance, a lower capacitance electrode and an upper capacitance electrode arranged to face each other with the dielectric film for capacitance interposed therebetween, and the substrate has a concave portion on the main surface, The main surface has a top surface, a bottom surface that defines the recess, and a side surface that is continuous with the bottom surface and the top surface, and the capacitor element is, when viewed from the substrate direction, the thin film transistor of the thin film transistor. The capacitor is disposed closer to the substrate than the thin film transistor so as to overlap with a channel region, and the capacitor is at least a part of the bottom surface of the recess. And it extends to at least a portion of the side surface, thereby the above problems can be solved.
[0015]
The substrate may be formed of quartz.
[0016]
The substrate may include a plate having no concave portion and an insulating film provided on the plate, and the concave portion may be provided in the insulating film.
[0017]
The channel layer of the thin film transistor may be disposed inside the concave portion, and may be disposed closer to the bottom surface than an upper end of the capacitive element provided on at least a part of the side surface of the concave portion.
[0018]
The capacitive element may extend from at least a part of the bottom surface of the concave portion to at least a part of the upper surface via the side surface.
[0019]
The channel region of the thin film transistor is disposed on the capacitor with an insulating layer interposed therebetween, and a height from the bottom surface of the concave portion to the top surface of the substrate is the capacitance, the semiconductor layer, and the insulating layer. It is preferably larger than the sum of the thicknesses of the layers.
[0020]
It is preferable that the capacitance element is formed on the entire bottom surface and the side surface of the concave portion.
[0021]
It is preferable that at least one of the upper capacitance electrode and the lower capacitance electrode has a light shielding property.
[0022]
At least one of the upper capacitor electrode and the lower capacitor electrode is, for example, tungsten, molybdenum, tantalum, chromium, titanium, tungsten silicide, molybdenum silicide, tantalum silicide, chromium silicide, titanium silicide, tungsten alloy, molybdenum. A single layer or a stack of two or more layers including at least one selected from the group consisting of an alloy, a tantalum alloy, a chromium alloy, a titanium alloy, amorphous silicon doped with impurities, and polycrystalline silicon doped with impurities. Consists of a membrane.
[0023]
The capacitor dielectric film is formed of, for example, one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a stacked film of a silicon oxide film and a silicon nitride film.
[0024]
In one embodiment, the semiconductor layer includes a source region and a drain region arranged to face each other with the channel region interposed therebetween, and further, between the channel region and the source region, and between the channel region and the channel region. A low-concentration impurity region is provided between the region and the drain region.
[0025]
A display device according to the present invention includes the above-described active matrix substrate and a display medium layer disposed on the active matrix substrate.
[0026]
The display medium layer includes, for example, a liquid crystal material.
[0027]
The display device of the present invention is, for example, a projection type liquid crystal display device.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The active matrix substrate of the present invention includes a substrate, and a thin film transistor and a capacitor provided on a main surface of the substrate. The active matrix substrate is used for manufacturing a display device, and has a plurality of pixels serving as a display unit. The thin film transistor and the capacitor are typically provided for each pixel.
[0029]
The thin film transistor has a semiconductor layer including a channel region. For example, when the active matrix substrate of the present invention is used as an active matrix substrate for a liquid crystal display device, the thin film transistor functions as a switching element, and a display signal is transmitted to the pixel electrode via the thin film transistor in an on state.
[0030]
The capacitive element has a capacitive dielectric film, and a lower capacitive electrode and an upper capacitive electrode arranged to face each other with the capacitive dielectric film interposed therebetween. For example, when the active matrix substrate of the present invention is used as an active matrix substrate for a liquid crystal display device, the capacitor is provided so that a storage capacitor is added in parallel with the liquid crystal capacitor, and unnecessary signals leak to the liquid crystal layer. , The pixel potential is maintained, and a decrease in display quality is prevented. The capacitive element is formed of a region where the upper capacitive electrode, the lower capacitive electrode, and the capacitive dielectric film overlap with the substrate normal.
[0031]
The capacitor is disposed closer to the substrate than the thin film transistor such that a channel region of the thin film transistor overlaps at least a part of the capacitor with respect to a direction substantially parallel to a substrate normal line (when viewed from the substrate direction). You.
[0032]
In general, when light enters a channel region of a thin film transistor, there is a problem that a leak current when the thin film transistor is turned off is increased. Therefore, it is necessary to shield the channel region from light. In the present invention, the capacitor is provided so that the channel region of the thin film transistor overlaps the capacitor. Therefore, even when a light-shielding layer is provided to shield the channel region, the light-shielding layer is disposed so as to overlap with the capacitor, and thus, in the substrate surface, a region where the transmittance is reduced by the capacitor. And the region of the light shielding layer overlap. As a result, an increase in the area where the transmittance is reduced by the capacitive element in the substrate surface can be suppressed, and a decrease in the pixel aperture ratio can be suppressed.
[0033]
It is preferable that at least one of the upper capacitor electrode and the lower capacitor electrode of the capacitor has a light-blocking property, because there is an advantage that it is not necessary to separately provide a light-blocking layer for blocking the channel region.
[0034]
In the active matrix substrate of the present invention, a concave portion is provided on the main surface of the substrate. The recess is defined by a bottom surface and a side surface continuous with the bottom surface. The main surface of the substrate has a bottom surface and side surfaces that define the concave portion, and an upper surface that is continuous with the side surfaces. The capacitive element extends from at least a part of the bottom surface of the concave portion of the substrate to at least a part of the side surface.
[0035]
If the capacitance of the capacitor can be increased, the effect of improving the display quality can be obtained. However, if the capacitance area is increased to increase the capacitance of the capacitor, there is a problem that the pixel aperture ratio decreases. In particular, when the capacitor element includes a light-blocking component, the pixel aperture ratio is significantly reduced.
[0036]
In the present invention, since the concave portion is provided on the main surface of the substrate, and the capacitive element extends from at least a part of the bottom surface of the concave portion to at least a part of the side surface, the capacitive element is provided on the flat substrate surface. Compared with the case, the capacitance area can be increased efficiently while suppressing a decrease in the pixel aperture ratio.
[0037]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The active matrix substrate of the present invention can realize higher light shielding than ever before, and is therefore suitably used particularly as a substrate for a liquid crystal element used in a projection type liquid crystal display device. In a liquid crystal element used in a projection-type liquid crystal display device, it is necessary to make the light more intense than in a normal liquid crystal display device. However, since the active matrix substrate of the present invention can realize high light shielding, the above problem can be solved.
[0038]
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, an active matrix substrate used for a liquid crystal display device will be described as an example. However, the active matrix substrate of the present invention is not limited to a liquid crystal display device but is used for various display devices such as an organic EL. The following embodiments are exemplifications of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.
[0039]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the
[0040]
The
[0041]
In a predetermined region of the
[0042]
By forming the
[0043]
In the present embodiment, for example, the
[0044]
On the
[0045]
In the present embodiment, since the
[0046]
It is preferable that the channel region 7c be arranged inside the
[0047]
On the
[0048]
[0049]
Next, with reference to FIGS. 3A to 3D and FIGS. 4A and 4B, a method of manufacturing the
[0050]
First, an insulating
[0051]
Next, as shown in FIG. 3B, after forming a polycrystalline silicon film having a thickness of 100 nm doped with impurities such as phosphorus at a high concentration, the
[0052]
Next, as shown in FIG. 3B, a 40 nm-thick SiO 2 After the
[0053]
In the present embodiment, a part of the capacitance wiring 5a (FIGS. 2A and 2B) functions as the
[0054]
As described above, the
[0055]
The
[0056]
Next, as shown in FIG. 3C, a 400 nm-
[0057]
As described above, in the present embodiment, the depth h1 of the
[0058]
Next, as shown in FIG. 3D, an 80 nm-
[0059]
FIG. 2B is a plan view corresponding to FIG. 3D.
[0060]
Next, as shown in FIG. 4A, a second insulating
[0061]
After forming the contact holes 11 to 13, a laminated film is formed by sequentially laminating an 80-nm-thick TiW film, a 400-nm-thick Al-Si film, and a 150-nm-thick TiW film. The stacked film is patterned using a photoetching technique to form a
[0062]
Next, as shown in FIG. 4B, a third insulating
[0063]
Through the above steps, the
[0064]
Hereinafter,
[0065]
(Embodiment 2)
Next, an
[0066]
The
[0067]
Hereinafter, a method for manufacturing the
[0068]
The
[0069]
After the formation of the
[0070]
Thereafter, by using the same process as the manufacturing method described for the
[0071]
(Embodiment 3)
Next, an
[0072]
The
[0073]
Hereinafter, a method for manufacturing the
[0074]
First, a fourth
[0075]
Thereafter, by using the same process as the manufacturing method described for the
[0076]
(Embodiment 4)
Next, an
[0077]
The
[0078]
Hereinafter, a method for manufacturing the
[0079]
First, a fourth
[0080]
Thereafter, the processes from the
[0081]
After the formation of the
[0082]
Thereafter, the
[0083]
(Embodiment 5)
Next, an
[0084]
The
[0085]
In the
[0086]
Hereinafter, a method for manufacturing the
[0087]
By using the same process as the manufacturing method described for the
[0088]
In the present embodiment, since the
[0089]
Thereafter, the
[0090]
(Embodiment 6)
Next, an
[0091]
The
[0092]
The
[0093]
Hereinafter, a method for manufacturing the
[0094]
The
[0095]
After the formation of the
[0096]
Subsequently, the processes up to the second insulating
[0097]
In the present embodiment, since the
[0098]
Thereafter, the
[0099]
(Embodiment 7)
Next, an
[0100]
The
[0101]
The
[0102]
The
[0103]
(Embodiment 8)
Next, an
[0104]
The
[0105]
The
[0106]
The
[0107]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is provided an active matrix substrate capable of improving a pixel aperture ratio without deteriorating display quality. By using the active matrix substrate of the present invention, a display device with high display quality can be configured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an active matrix substrate according to a first embodiment of the present invention, and corresponds to AA ′ in FIGS. 2 (a) and (b).
FIGS. 2A and 2B are schematic plan views of the active matrix substrate according to the first embodiment.
FIGS. 3A to 3D are views for explaining a method of manufacturing the active matrix substrate according to the first embodiment.
FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating a method for manufacturing the active matrix substrate according to the first embodiment.
FIG. 5 is a sectional view of an active matrix substrate according to a second embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an active matrix substrate according to a third embodiment.
FIG. 7 is a sectional view of an active matrix substrate according to a fourth embodiment.
FIG. 8 is a sectional view of an active matrix substrate according to a fifth embodiment.
FIG. 9 is a sectional view of an active matrix substrate according to a sixth embodiment.
FIG. 10 is a sectional view of an active matrix substrate according to a seventh embodiment.
FIG. 11 is a sectional view of an active matrix substrate according to an eighth embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a conventional active matrix substrate, and corresponds to BB ′ in FIG.
FIG. 13 is a partial plan view of a conventional active matrix substrate.
[Explanation of symbols]
1 substrate
1a Top surface
2 recess
2a bottom
2b side view
3 Lower capacitance electrode
4 Capacitive dielectric film
5 Upper capacitance electrode
5a Capacity wiring
6 First insulating film
7 TFT semiconductor layer
7a Source area
7b Drain region
7c channel region
8 Gate oxide film
9 Gate electrode
10 Second insulating film
11 Source contact hole
12 Drain contact hole
13 Capacitance contact hole
14 Source electrode
15 Drain electrode
16 Third insulating film
17 Pixel contact hole
18 Transparent pixel electrode
19 Capacitance element
20 Active matrix substrate
30 Active matrix substrate
40 Active matrix substrate
41 quartz substrate
41a fourth insulating film
50 Active matrix substrate
60 Active matrix substrate
63 Lower capacitance electrode
65 Upper capacitance electrode
66 capacity contact hole
67 Drain electrode
70 Active matrix substrate
80 Active matrix substrate
90 Active matrix substrate
1101 Quartz substrate
1103 Lower capacitance electrode
1103a Lower light shielding film
1105 Upper capacitance electrode
1106 First insulating film
1107 TFT semiconductor layer
1107a Source area
1107b Drain region
1107c Channel region
1108 Gate oxide film
1109 Gate electrode
1110 Second insulating film
1111 Source contact hole
1112 Drain contact hole
1114 Source electrode
1115 Drain electrode
1116 Third insulating film
1117 Pixel contact hole
1118 Transparent pixel electrode
1200 active matrix substrate
Claims (14)
前記薄膜トランジスタはチャネル領域を含む半導体層を有し、
前記容量素子は、容量用誘電膜と、前記容量用誘電膜を挟んで互いに対向するように配置された下部容量電極および上部容量電極とを有し、
前記基板は、前記主面に凹部を有し、前記主面は、上面と、前記凹部を規定する、底面、および、前記底面と前記上面とに連続する側面とを有し、
前記容量素子は、前記基板方向からみたときに、前記薄膜トランジスタの前記チャネル領域と重畳するように、前記薄膜トランジスタよりも前記基板側に配置されており、
前記容量素子は、前記凹部の前記底面の少なくとも一部から前記側面の少なくとも一部まで延設されている、アクティブマトリクス基板。A substrate, an active matrix substrate including a thin film transistor and a capacitor provided on a main surface of the substrate,
The thin film transistor has a semiconductor layer including a channel region,
The capacitive element has a capacitive dielectric film, and a lower capacitive electrode and an upper capacitive electrode that are arranged to face each other with the capacitive dielectric film interposed therebetween,
The substrate has a concave portion on the main surface, the main surface has an upper surface, a bottom surface defining the concave portion, and a side surface continuous with the bottom surface and the upper surface,
The capacitance element is disposed closer to the substrate than the thin film transistor so as to overlap the channel region of the thin film transistor when viewed from the substrate direction,
The active matrix substrate, wherein the capacitance element extends from at least a part of the bottom surface of the recess to at least a part of the side surface.
前記凹部の前記底面から前記基板の前記上面までの高さは、前記容量素子と、前記半導体層と、前記絶縁層との厚さの和よりも大きい、請求項1から5のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板。The channel region of the thin film transistor is disposed on the capacitor via an insulating layer,
The height from the bottom surface of the concave portion to the upper surface of the substrate is larger than the sum of the thicknesses of the capacitor, the semiconductor layer, and the insulating layer. Active matrix substrate.
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