JP2005157016A - Liquid crystal display and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はカラー画像表示機能を有する液晶表示装置、とりわけアクティブ型の液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device having a color image display function, and more particularly to an active liquid crystal display device.
近年の微細加工技術、液晶材料技術および高密度実装技術等の進歩により、5〜50cm対角の液晶表示装置でテレビジョン画像や各種の画像表示機器が商用ベースで大量に提供されている。また、液晶パネルを構成する2枚のガラス基板の一方にRGBの着色層を形成しておくことによりカラー表示も容易に実現している。特にスイッチング素子を絵素毎に内蔵させた、いわゆるアクティブ型の液晶パネルではクロストークも少なく、応答速度も早く高いコントラスト比を有する画像が保証されている。 With recent advances in microfabrication technology, liquid crystal material technology, high-density packaging technology, and the like, television images and various image display devices are provided in large quantities on a commercial basis in 5 to 50 cm diagonal liquid crystal display devices. Further, color display is easily realized by forming an RGB colored layer on one of the two glass substrates constituting the liquid crystal panel. In particular, so-called active liquid crystal panels in which switching elements are built in for each picture element have little crosstalk, fast response speed, and an image having a high contrast ratio.
これらの液晶表示装置(液晶パネル)は走査線としては200〜1200本、信号線としては300〜1600本程度のマトリクス編成が一般的であるが、最近は表示容量の増大に対応すべく大画面化と高精細化とが同時に進行している。 These liquid crystal display devices (liquid crystal panels) generally have a matrix organization of 200 to 1200 scanning lines and 300 to 1600 signal lines, but recently, a large screen is required to cope with an increase in display capacity. And high definition are progressing simultaneously.
図18は液晶パネルへの実装状態を示し、液晶パネル1を構成する一方の透明性絶縁基板、例えばガラス基板2上に形成された走査線の電極端子群5に駆動信号を供給する半導体集積回路チップ3を導電性の接着剤を用いて接続するCOG(Chip−On−Glass)方式や、例えばポリイミド系樹脂薄膜をベースとし、金または半田メッキされた銅箔の端子(図示せず)を有するTCPフィルム4を信号線の電極端子群6に導電性媒体を含む適当な接着剤で圧接して固定するTCP(Tape−Carrier−Package)方式などの実装手段によって電気信号が画像表示部に供給される。ここでは便宜上二つの実装方式を同時に図示しているが実際には何れかの方式が適宜選択される。
FIG. 18 shows a state of mounting on a liquid crystal panel, and a semiconductor integrated circuit for supplying a drive signal to an
液晶パネル1のほぼ中央部に位置する画像表示部内の画素と走査線及び信号線の電極端子5,6との間を接続する配線路が7、8で、必ずしも電極端子群5,6と同一の導電材で構成される必要はない。9は全ての液晶セルに共通する透明導電性の対向電極を対向面上に有するもう1枚の透明性絶縁基板である対向ガラス基板またはカラーフィルタである。
図19はスイッチング素子として絶縁ゲート型トランジスタ10を絵素毎に配置したアクティブ型液晶表示装置の等価回路図を示し、11(図18では7)は走査線、12(図18では8)は信号線、13は液晶セルであって、液晶セル13は電気的には容量素子として扱われる。実線で描かれた素子類は液晶パネルを構成する一方のガラス基板2上に形成され、点線で描かれた全ての液晶セル13に共通な対向電極14はもう一方のガラス基板9の対向する主面上に形成されている。絶縁ゲート型トランジスタ10のOFF抵抗あるいは液晶セル13の抵抗が低い場合や表示画像の階調性を重視する場合には、負荷としての液晶セル13の時定数を大きくするための補助の蓄積容量15を液晶セル13に並列に加える等の回路的工夫が加味される。なお16は蓄積容量15の共通母線である。
FIG. 19 shows an equivalent circuit diagram of an active liquid crystal display device in which an insulated
図20は液晶表示装置の画像表示部の要部断面図を示し、液晶パネル1を構成する2枚のガラス基板2,9は樹脂性のファイバ、ビーズあるいはカラーフィルタ9上に形成された柱状スペーサ等のスペーサ材(図示せず)によって数μm程度の所定の距離を隔てて形成され、その間隙(ギャップ)はガラス基板9の周縁部において有機性樹脂よりなるシール材と封口材(何れも図示せず)とで封止された閉空間になっており、この閉空間に液晶17が充填されている。
FIG. 20 is a cross-sectional view of the main part of the image display unit of the liquid crystal display device, and the two
カラー表示を実現する場合には、ガラス基板9の閉空間側に着色層18と称する染料または顔料のいずれか一方もしくは両方を含む厚さ1〜2μm程度の有機薄膜が被着されて色表示機能が与えられるので、その場合にはガラス基板9は別名カラーフィルタ(Color Filter 略語はCF)と呼称される。そして液晶材料17の性質によってはガラス基板9の上面またはガラス基板2の下面の何れかもしくは両面上に偏光板19が貼付され、液晶パネル1は電気光学素子として機能する。現在、市販されている大部分の液晶パネルでは液晶材料にTN(ツイスト・ネマチック)系の物を用いており、偏光板19は通常2枚必要である。図示はしないが、透過型液晶パネルでは光源として裏面光源が配置され、下方より白色光が照射される。
In the case of realizing color display, an organic thin film having a thickness of about 1 to 2 μm containing either or both of a dye and a pigment called a
液晶17に接して2枚のガラス基板2,9上に形成された例えば厚さ0.1μm程度のポリイミド系樹脂薄膜20は液晶分子を決められた方向に配向させるための配向膜である。21は絶縁ゲート型トランジスタ10のドレインと透明導電性の絵素電極22とを接続するドレイン電極(配線)であり、信号線(ソース線)12と同時に形成されることが多い。信号線12とドレイン電極21との間に位置するのは半導体層23であり詳細は後述する。カラーフィルタ9上で隣り合った着色層18の境界に形成された厚さ0.1μm程度のCr薄膜層24は半導体層23と走査線11及び信号線12に外部光が入射するのを防止するための光遮蔽部材で、いわゆるブラックマトリクス(Black Matrix 略語はBM)として定着化した技術である。
The polyimide resin
ここでスイッチング素子として絶縁ゲート型トランジスタの構造と製造方法に関して説明する。絶縁ゲート型トランジスタには2種類のものが現在多用されており、そのうちの一つのエッチストップ型と呼称されるものを従来例として紹介する。ドライエッチ技術の導入により、当初は8枚程度必要であったフォトマスクも現時点では5枚に減少してプロセスコストの削減に大きく寄与している。図21は従来の液晶パネルを構成するアクティブ基板(表示装置用半導体装置)の単位絵素の平面図であり、図21(e)のA−A’、B−B’およびC−C’線上の断面図を図22に示し、その製造工程を以下に簡単に説明する。 Here, a structure and a manufacturing method of an insulated gate transistor as a switching element will be described. Two types of insulated gate transistors are currently widely used, and one of them called etch stop type is introduced as a conventional example. With the introduction of the dry etch technology, the number of photomasks that were originally required to be about eight is reduced to five at the present time, greatly contributing to the reduction of process costs. FIG. 21 is a plan view of unit picture elements of an active substrate (semiconductor device for display device) that constitutes a conventional liquid crystal panel, on the lines AA ′, BB ′, and CC ′ of FIG. FIG. 22 shows a cross-sectional view of this, and the manufacturing process will be briefly described below.
先ず、図21(a)と図22(a)に示したように耐熱性と耐薬品性と透明性が高い絶縁性基板として厚さ0.5〜1.1mm程度のガラス基板2、例えばコーニング社製の商品名1737の一主面上にSPT(スパッタ)等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1〜0.3μm程度の第1の金属層を被着し、微細加工技術によりゲート電極11Aも兼ねる走査線11と蓄積容量線16とを選択的に形成する。走査線の材質は耐熱性と耐薬品性と耐弗酸性と導電性とを総合的に勘案して選択するが一般的にはCr,Ta,MoW合金等の耐熱性の高い金属または合金が使用される。
First, as shown in FIGS. 21A and 22A, a
液晶パネルの大画面化や高精細化に対応して走査線の抵抗値を下げるためには走査線の材料としてAL(アルミニウム)を用いるのが合理的であるが、ALは単体では耐熱性が低いので上記した耐熱金属であるCr,Ta,Moまたはそれらのシリサイドと積層化する、あるいはALの表面に陽極酸化で酸化層(Al2O3)を付加することも現在では一般的な技術である。すなわち走査線11は1層以上の金属層で構成される。
It is reasonable to use AL (aluminum) as the scanning line material to reduce the resistance value of the scanning line in response to the increase in the screen size and resolution of the liquid crystal panel. Since it is low, it is a common technique to stack with Cr, Ta, Mo or their silicides as mentioned above, or to add an oxide layer (Al 2 O 3) by anodic oxidation on the surface of AL. That is, the
次に、ガラス基板2の全面にPCVD(プラズマ・シーブイディ)装置を用いてゲート絶縁層となる第1のSiNx(シリコン窒化)層30、不純物をほとんど含まず絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる第1の非晶質シリコン(a−Si)層31、及びチャネルを保護する絶縁層となる第2のSiNx層32と3種類の薄膜層を例えば、0.3−0.05−0.1μm程度の膜厚で順次被着し、図21(b)と図22(b)に示したように微細加工技術によりゲート電極11A上の第2のSiNx層をゲート電極11Aよりも幅細く選択的に残してチャネル保護層32Dとして第1の非晶質シリコン層31を露出する。
Next, a first SiNx (silicon nitride)
続いて同じくPCVD装置を用いて全面に不純物として例えば燐を含む第2の非晶質シリコン層33を例えば0.05μm程度の膜厚で被着した後、図21(c)と図22(c)に示したようにSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1μm程度の耐熱金属層として例えばTi,Cr,Mo等の耐熱金属薄膜層34を、低抵抗配線層として膜厚0.3μm程度のAL薄膜層35を、さらに膜厚0.1μm程度の中間導電層として例えばTi薄膜層36を順次被着し、微細加工技術によりソース・ドレイン配線材であるこれら3種の薄膜34A,35A及び36Aの積層よりなる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極21とソース電極も兼ねる信号線12とを選択的に形成する。この選択的パターン形成は、ソース・ドレイン配線の形成に用いられる感光性樹脂パターンをマスクとしてTi薄膜層36、AL薄膜層35、Ti薄膜層34を順次食刻した後、ソース・ドレイン電極12,21間の第2の非晶質シリコン層33を除去して第2のSiNx層32Dを露出するとともに、その他の領域では第1の非晶質シリコン層31をも除去してゲート絶縁層30を露出することによってなされる。このようにチャネルの保護層である第2の層SiNx層32Dが存在して第2の非晶質シリコン層33の食刻が自動的に終了することからこの製法はエッチストップと呼称される。
Subsequently, a second
絶縁ゲート型トランジスタがオフセット構造とならぬようソース・ドレイン電極12,21はエッチストップ層32Dと一部(数μm)平面的に重なって形成される。この重なりは寄生容量として電気的に作用するので小さいほど良いが、露光機の合わせ精度とフォトマスクの精度とガラス基板の膨張係数及び露光時のガラス基板温度で決定され、実用的な数値は精々2μm程度である。
The source /
さらに上記感光性樹脂パターンを除去した後、ガラス基板2の全面に透明性の絶縁層としてゲート絶縁層と同様にPCVD装置を用いて0.3μm程度の膜厚のSiNx層を被着してパシベーション絶縁層37とし、図21(d)と図22(d)とに示したようにパシベーション絶縁層37を微細加工技術により選択的に除去してドレイン電極21上に開口部62と、画像表示部外の領域で走査線11の電極端子5が形成される位置上に開口部63と、信号線12の電極端子6が形成される位置上に開口部64を形成してドレイン電極21と走査線11と信号線12の一部分を露出する。蓄積容量線16(を平行に束ねた電極パターン)上には開口部65を形成して蓄積容量線16の一部を露出する。
Further, after removing the photosensitive resin pattern, a SiNx layer having a thickness of about 0.3 μm is deposited on the entire surface of the
最後にSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1〜0.2μm程度の透明導電層として例えばITO(Indium−Tin−Oxide)あるいはIZO(Indium−Zinc−Oxide)を被着し、図21(e)と図22(e)に示したように微細加工技術により開口部62を含んでパシベーション絶縁層37上に絵素電極22を選択的に形成してアクティブ基板2として完成する。開口部63内の露出している走査線11の一部を電極端子5とし、開口部64内の露出している信号線12の一部を電極端子6としても良く、図示したように開口部63,64を含んでパシベーション絶縁層37上にITOよりなる電極端子5A,6Aを選択的に形成しても良いが、通常は電極端子5A,6A間を接続する透明導電性の短絡線40も同時に形成される。その理由は、図示はしないが電極端子5A,6Aと短絡線40との間を細長いストライプ状に形成することにより高抵抗化して静電気対策用の高抵抗とすることが出来るからである。同様に開口部65を含んで蓄積容量線16への電極端子が形成される。
Finally, for example, ITO (Indium-Tin-Oxide) or IZO (Indium-Zinc-Oxide) is applied as a transparent conductive layer having a film thickness of about 0.1 to 0.2 μm using a vacuum film forming apparatus such as SPT. As shown in FIGS. 21 (e) and 22 (e), the
信号線12の配線抵抗が問題とならない場合にはALよりなる低抵抗配線層35は必ずしも必要ではなく、その場合にはCr,Ta,Mo等の耐熱金属材料を選択すればソース・ドレイン配線12,21を単層化して簡素化することが可能である。このようにソース・ドレイン配線は耐熱金属層で第2の非晶質シリコン層と電気的な接続を確保することが重要である。なお、絶縁ゲート型トランジスタの耐熱性については先行例である特開平7−74368号公報に詳細が記載されている。なお、図21(c)において蓄積容量線16とドレイン電極21とがゲート絶縁層30を介して重なっている領域50(右下がり斜線部)が蓄積容量15を形成しているが、ここではその詳細な説明は省略する。
以上述べた5枚マスク・プロセスは詳細な経緯は省略するが、半導体層の島化工程の合理化とコンタクト形成工程が1回削減された結果得られたもので、当初は7〜8枚程度必要であったフォトマスクもドライエッチ技術の導入により、現時点では5枚に減少してプロセスコストの削減に大きく寄与している。液晶表示装置の生産コストを下げるためにはアクティブ基板の作製工程ではプロセスコストを、またパネル組立工程とモジュール実装工程では部材コストを下げることが有効であることは周知の開発目標である。プロセスコストを下げるためにはプロセスを短くする工程削減と、安価なプロセス開発またはプロセスへの置き換えとがあるが、ここでは4枚のフォトマスクでアクティブ基板が得られる4枚マスク・プロセスを工程削減の一例として説明する。4枚マスク・プロセスはハーフトーン露光技術の導入により写真食刻工程を削減するもので、図23は4枚マスク・プロセスに対応したアクティブ基板の単位絵素の平面図で、図23(e)のA−A’、B−B’およびC−C’線上の断面図を図24に示す。既に述べたように絶縁ゲート型トランジスタには2種類のものが現在多用されているが、ここではチャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタを採用している。 Although the detailed process of the five-mask process described above is omitted, it was obtained as a result of streamlining the semiconductor layer islanding process and reducing the contact formation process once. The photomask, which has been reduced to 5 at the present time due to the introduction of dry etching technology, has greatly contributed to the reduction of process costs. In order to reduce the production cost of the liquid crystal display device, it is a well-known development target that it is effective to reduce the process cost in the manufacturing process of the active substrate and the member cost in the panel assembly process and the module mounting process. In order to lower the process cost, there are a process reduction that shortens the process and a cheap process development or replacement with a process. Here, the process is reduced to a four-mask process where an active substrate can be obtained with four photomasks. An example will be described. The four-mask process reduces the number of photo-etching steps by introducing halftone exposure technology. FIG. 23 is a plan view of unit picture elements of an active substrate corresponding to the four-mask process. FIG. FIG. 24 is a cross-sectional view taken along the lines AA ′, BB ′, and CC ′ of FIG. As already described, two types of insulated gate transistors are currently widely used. Here, a channel-etched insulated gate transistor is used.
先ず、5枚マスク・プロセスと同様にガラス基板2の一主面上にSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1〜0.3μm程度の第1の金属層を被着し、図23(a)と図24(a)に示したように微細加工技術によりゲート電極11Aも兼ねる走査線11と蓄積容量線16とを選択的に形成する。
First, a first metal layer having a film thickness of about 0.1 to 0.3 μm is deposited on one main surface of the
次に、ガラス基板2の全面にPCVD装置を用いてゲート絶縁層となるSiNx層30、不純物をほとんど含まず絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる第1の非晶質シリコン層31、及び不純物を含み絶縁ゲート型トランジスタのソース・ドレインとなる第2の非晶質シリコン層33と3種類の薄膜層を、例えば0.3−0.2−0.05μm程度の膜厚で順次被着する。引き続き、SPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1μm程度の耐熱金属層として例えばTi薄膜層34を、膜厚0.3μm程度の低抵抗配線層としてAL薄膜層35を、膜厚0.1μm程度の中間導電層として例えばTi薄膜層36、すなわちソース・ドレイン配線材を順次被着し、微細加工技術により絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極21とソース電極も兼ねる信号線12とを選択的に形成するのであるが、この選択的パターン形成に当たりハーフトーン露光技術により図23(b)と図24(b)に示したようにソース・ドレイン間のチャネル形成領域80B(斜線部)の膜厚が例えば1.5μmで、ソース・ドレイン配線形成領域80A(12),80A(21)の膜厚3μmよりも薄い感光性樹脂パターン80A,80Bを形成する点が大きな特徴である。
Next, a
このような感光性樹脂パターン80A,80Bは、液晶表示装置用基板の作製には通常ポジ型の感光性樹脂を用いるので、ソース・ドレイン配線形成領域80Aが黒、すなわちCr薄膜が形成されており、チャネル領域80Bは灰色、たとえば幅0.5〜1μm程度のラインアンドスペースのCrパターンが形成されており、その他の領域は白、すなわちCr薄膜が除去されているようなフォトマスクを用いれば良い。灰色領域は露光機の解像力が不足しているためにラインアンドスペースが解像されることはなく、ランプ光源からのフオトマスク照射光を半分程度透過させることが可能であるので、ポジ型感光性樹脂の残膜特性に応じて図24(b)に示したような断面形状を有する感光性樹脂パターン80A,80Bを得ることができる。
Since the
上記感光性樹脂パターン80A,80Bをマスクとして図24(b)に示したようにTi薄膜層36、AL薄膜層35、Ti薄膜層34、第2の非晶質シリコン層33及び第1の非晶質シリコン層31を順次食刻してゲート絶縁層30を露出した後、図23(c)と図24(c)に示したように酸素プラズマ等の灰化手段により感光性樹脂パターン80A,80Bの膜厚を例えば3μmから1.5μm以上減少せしめると感光性樹脂パターン80Bが消失してチャネル領域が露出するとともに、ソース・ドレイン配線形成領域上にのみ80C(12),80C(21)を残すことができる。そこで膜減りした感光性樹脂パターン80C(12),80C(21)をマスクとして、再びソース・ドレイン配線間(チャネル形成領域)のTi薄膜層,AL薄膜層,Ti薄膜層,第2の非晶質シリコン層33A及び第1の非晶質シリコン層31Aを順次食刻し、第1の非晶質シリコン層31Aは0.05〜0.1μm程度残して食刻する。ソース・ドレイン配線が金属層をエッチングした後に第1の非晶質シリコン層31Aを0.05〜0.1μm程度残して食刻することによりなされるので、このような製法で得られる絶縁ゲート型トランジスタはチャネル・エッチと呼称されている。なお上記酸素プラズマ処理ではパターン寸法の変化を抑制するため異方性を強めることが望ましいがその理由は後述する。
With the
さらに膜減りした感光性樹脂パターン80C(12),80C(21)を除去した後は、5枚マスク・プロセスと同じく図23(d)と図24(d)に示したようにガラス基板2の全面に透明性の絶縁層として0.3μm程度の膜厚のSiNx層を被着してパシベーション絶縁層37とし、ドレイン電極21と走査線11と信号線12の電極端子が形成される領域にそれぞれ開口部62,63,64を形成し、開口部63内のパシベーション絶縁層37とゲート絶縁層30とを除去して走査線の一部を露出するとともに、開口部62,64内のパシベーション絶縁層37を除去してドレイン電極21の一部と信号線の一部とを露出する。
Further, after the photosensitive resin patterns 80C (12) and 80C (21) having been reduced in thickness are removed, the
最後にSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1〜0.2μm程度の透明導電層として例えばITOあるいはIZOを被着し、図23(e)と図24(e)に示したように微細加工技術によりパシベーション絶縁層37上に開口部62を含んで透明導電性の絵素電極22を選択的に形成してアクティブ基板2として完成する。電極端子に関してはここでは開口部63,64を含んでパシベーション絶縁層37上にITOよりなる透明導電性の電極端子5A,6Aを選択的に形成している。
Finally, for example, ITO or IZO was deposited as a transparent conductive layer having a film thickness of about 0.1 to 0.2 μm using a vacuum film forming apparatus such as SPT, and the results are shown in FIGS. 23 (e) and 24 (e). As described above, the transparent conductive
このように5枚マスク・プロセスと4枚マスク・プロセスにおいてはドレイン電極21と走査線11へのコンタクト形成工程が同時になされるため、それらに対応した開口部62,63内の絶縁層の厚さと種類が異なっている。パシベーション絶縁層37はゲート絶縁層30に比べると製膜温度が低く膜質が劣悪で、弗酸系のエッチング液による食刻では食刻速度が夫々数1000Å/分、数100Å/分と1桁も異なり、ドレイン電極21上の開口部62の断面形状は上部に余りにも過食刻が生じて穴径が制御できない理由から弗素系のガスを用いた乾式食刻(ドライエッチ)を採用している。
In this way, in the five-mask process and the four-mask process, the contact formation process to the
ドライエッチを採用してもドレイン電極21上の開口部62はパシベーション絶縁層37のみであるので、走査線11上の開口部63と比較して過食刻になるのは避けられず、材質によっては中間導電層36Aが食刻ガスによって膜減りすることがある。また、食刻終了後の感光性樹脂パターンの除去に当たり、まずは弗素化された表面のポリマー除去のために酸素プラズマ灰化で感光性樹脂パターンの表面を0.1〜0.3μm程度削り、その後に有機剥離液、例えば東京応化製の剥離液106等を用いた薬液処理がなされるのが一般的であるが、中間導電層36Aが膜減りして下地のアルミニウム層35Aが露出した状態になっていると、酸素プラズマ灰化処理でアルミニウム層35Aの表面に絶縁体であるAL2O3が形成されて、絵素電極22との間でオーミック接触が得られなくなる。そこで中間導電層36Aが膜減りしてもいいように、その膜厚を例えば0.2μmと厚く設定することでこの問題から逃れようとしている。あるいは開口部62〜65の形成時、アルミニウム層35Aを除去して下地の耐熱金属層である薄膜層34Aを露出してから絵素電極22を形成する回避策も可能であり、この場合には当初から中間導電層36Aは不要となるメリットもある。
Even if dry etching is employed, since the
しかしながら、前者の対策ではこれら薄膜の膜厚の面内均一性が良好でないとこの取組みも必ずしも有効に作用するわけではなく、また食刻速度の面内均一性が良好でない場合にも全く同様である。後者の対策では中間導電層36Aは不要となるが、アルミニウム層35Aの除去工程が増加し、また開口部62の断面制御が不十分であると絵素電極22が段切れを起こす恐れがあった。
However, if the in-plane uniformity of the film thickness of these thin films is not good in the former measure, this approach does not necessarily work effectively, and the same is true when the in-plane uniformity of the etching speed is not good. is there. The latter measure eliminates the need for the intermediate
また4枚マスク・プロセスにおいて適用されているチャネル形成工程はソース・ドレイン配線12,21間のソース・ドレイン配線材と不純物を含む半導体層とを選択的に除去するので、絶縁ゲート型トランジスタのON特性を大きく左右するチャネルの長さ(現在の量産品で4〜6μm)を決定する工程である。このチャネル長の長さの変動は絶縁ゲート型トランジスタのON電流値を大きく変化させるので、通常は厳しい製造管理を要求されるが、チャネル長、すなわちハーフトーン露光領域のパターン寸法は露光量(光源強度とフォマスクのパターン精度、特にライン&スペース寸法)、感光性樹脂の塗布厚、感光性樹脂の現象処理、および当該のエッチング工程における感光性樹脂の膜減り量等多くのパラメータに左右され、加えてこれら諸量の面内均一性もあいまって必ずしも歩留高く安定して生産できるわけではなく、従来の製造管理よりも一段と厳しい製造管理が必要となり、決して高度に完成したレベルにあるとは言えないのが現状である。特にチャネル長が6μm以下ではレジストパターンの膜厚減少に伴って発生するパターン寸法の影響が大きくその傾向が顕著となる。
In addition, the channel forming process applied in the four-mask process selectively removes the source / drain wiring material between the source /
本発明はかかる現状に鑑みなされたもので、従来の5枚マスク・プロセスや4枚マスク・プロセスに共通するコンタクト形成時の不具合を回避するだけでなく、製造マージンの大きいハーフトーン露光技術を採用して製造工程の削減を実現するものである。また液晶パネルの低価格化を実現し、需要の増大に対応していくためにも製造工程数の更なる削減を鋭意追求していく必要性があることは明白であり、他の主要な製造工程を簡略化あるいは低コスト化する技術を付与することによりさらに本発明の価値を高めんとするものである。 The present invention has been made in view of the current situation, and not only avoids the troubles in forming contacts common to the conventional 5-mask process and 4-mask process, but also adopts a halftone exposure technique with a large manufacturing margin. Thus, the manufacturing process can be reduced. In addition, it is clear that there is a need to pursue further reductions in the number of manufacturing processes in order to reduce the price of liquid crystal panels and respond to the increase in demand. The value of the present invention is further enhanced by providing a technique for simplifying the process or reducing the cost.
本発明においては、先ず半導体層の形成を行い、次にハーフトーン露光技術をパターン精度管理が容易な走査線の形成工程と走査線への電気的接続のためのコンタクトの形成工程に適用することで製造工程の削減を実現している。そしてソース・ドレイン配線のみを有効にパシベーションするために先行技術である特開平2−216129号公報に開示されているアルミニウムよりなるソース・ドレイン配線の表面に絶縁層を形成する陽極酸化技術と融合させてプロセスの合理化と低温化を実現せんとするものである。さらに先行技術である特開平8−136951号公報に開示されている絵素電極の形成工程を合理化したものを本発明に適合させて採用している。また更なる工程削減のためにソース・ドレイン配線の陽極酸化層形成にもハーフトーン露光技術を適用して電極端子の保護層形成工程を合理化している。
請求項1に記載の液晶表示装置は、一主面上に少なくとも絶縁ゲート型トランジスタと、前記絶縁ゲート型トランジスタのゲート電極も兼ねる走査線とソース配線も兼ねる信号線と、ドレイン配線に接続された絵素電極とを有する単位絵素が二次元のマトリクスに配列された第1の透明性絶縁基板と、前記第1の透明性絶縁基板と対向する第2の透明性絶縁基板またはカラーフィルタとの間に液晶を充填してなる液晶表示装置において、
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に1層以上の第1の金属層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線が形成され、
前記走査線上に1層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に前記ゲート絶縁層よりもわずかに小さい不純物を含まない第1の半導体層が島状に形成され、
前記第1の半導体層上に一対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に走査線の一部が露出し、
前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上に耐熱金属層を含んで1層以上の陽極酸化可能な金属層よりなるソース(信号線)・ドレイン配線と、前記開口部を含んで同じく走査線の電極端子が形成され、
前記ドレイン配線の一部上と第1の透明性絶縁基板上に透明導電性の絵素電極と、画像表示部外の領域で信号線上に透明導電性の電極端子が形成され、
前記ドレイン配線の絵素電極と重なった領域と信号線の電極端子領域を除いてソース・ドレイン配線の表面に陽極酸化層が形成され、
前記ソース・ドレイン配線間の第1の半導体層上に酸化シリコン層が形成されていることを特徴とする。
The liquid crystal display device according to
A scanning line comprising at least one first metal layer on one main surface of the first transparent insulating substrate and having an insulating layer on its side surface is formed,
One or more gate insulating layers are formed on the scanning lines;
A first semiconductor layer that does not contain impurities slightly smaller than the gate insulating layer is formed in an island shape over the gate insulating layer on the gate electrode,
A second semiconductor layer including a pair of impurities is formed on the first semiconductor layer;
An opening is formed in the gate insulating layer on the scanning line in a region outside the image display portion, and a part of the scanning line is exposed in the opening,
Source (signal line) / drain wiring comprising one or more anodizable metal layers including a refractory metal layer on the second semiconductor layer and the first transparent insulating substrate, and the opening. Similarly, the electrode terminal of the scanning line is formed,
A transparent conductive pixel electrode is formed on a part of the drain wiring and the first transparent insulating substrate, and a transparent conductive electrode terminal is formed on the signal line in a region outside the image display unit,
An anodic oxide layer is formed on the surface of the source / drain wiring except for the area overlapping the pixel electrode of the drain wiring and the electrode terminal area of the signal line,
A silicon oxide layer is formed on the first semiconductor layer between the source / drain wirings.
この構成によりゲート絶縁層は走査線と同一のパターン幅で形成され、走査線の側面にはゲート絶縁層とは別の絶縁層が付与されて、走査線と信号線との交差が可能となる。これは本発明の液晶表示装置に共通する構造的な特徴である。また透明導電性の絵素電極はガラス基板上に形成され、ソース・ドレイン間のチャネル上には酸化シリコン層が形成されてチャネルを保護するとともに信号線とドレイン配線の表面には絶縁性の陽極酸化層である5酸化タンタル(Ta2O5)または酸化アルミニウム(Al2O3)が形成されてパシベーション機能が付与されるためパシベーション絶縁層をガラス基板の全面に被着する必要はなくなり、絶縁ゲート型トランジスタの耐熱性が問題となることはなくなる。そして透明導電性の電極端子を有するTN型の液晶表示装置が得られる。 With this configuration, the gate insulating layer is formed with the same pattern width as the scanning line, and an insulating layer different from the gate insulating layer is provided on the side surface of the scanning line, so that the scanning line and the signal line can intersect. . This is a structural feature common to the liquid crystal display device of the present invention. A transparent conductive pixel electrode is formed on a glass substrate, and a silicon oxide layer is formed on the channel between the source and drain to protect the channel and an insulating anode is formed on the surface of the signal line and drain wiring. Since a tantalum pentoxide (Ta 2 O 5) or aluminum oxide (Al 2 O 3) that is an oxide layer is formed to provide a passivation function, it is not necessary to deposit the passivation insulating layer on the entire surface of the glass substrate, and the heat resistance of the insulated gate transistor No longer becomes a problem. Thus, a TN liquid crystal display device having a transparent conductive electrode terminal is obtained.
請求項2に記載の液晶表示装置は、同じく
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に1層以上の第1の金属層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線と、透明導電性の絵素電極が形成され、
前記走査線上に1層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に前記ゲート絶縁層よりもわずかに小さい不純物を含まない第1の半導体層が島状に形成され、
前記第1の半導体層上に一対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に走査線の一部が露出し、
前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上に耐熱金属層を含んで1層以上の陽極酸化可能な金属層よりなるソース配線(信号線)と、前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上と前記絵素電極の一部上に同じくドレイン配線と、前記開口部を含んで同じく走査線の電極端子と、信号線の一部よりなる信号線の電極端子が形成され、
前記信号線の電極端子上を除いてソース・ドレイン配線の表面に陽極酸化層が形成され、
前記ソース・ドレイン配線間の第1の半導体層上に酸化シリコン層が形成されていることを特徴とする。
The liquid crystal display device according to
One or more gate insulating layers are formed on the scanning lines;
A first semiconductor layer that does not contain impurities slightly smaller than the gate insulating layer is formed in an island shape over the gate insulating layer on the gate electrode,
A second semiconductor layer including a pair of impurities is formed on the first semiconductor layer;
An opening is formed in the gate insulating layer on the scanning line in a region outside the image display portion, and a part of the scanning line is exposed in the opening,
A source wiring (signal line) made of one or more anodizable metal layers including a heat-resistant metal layer on the second semiconductor layer and the first transparent insulating substrate; and on the second semiconductor layer Also on the first transparent insulating substrate and on part of the pixel electrode, the drain wiring, the electrode terminal of the scanning line including the opening, and the electrode terminal of the signal line comprising a part of the signal line Formed,
An anodic oxidation layer is formed on the surface of the source / drain wiring except on the electrode terminal of the signal line,
A silicon oxide layer is formed on the first semiconductor layer between the source / drain wirings.
この構成により透明導電性の絵素電極はガラス基板上に形成され、ソース・ドレイン間のチャネル上には酸化シリコン層が形成されてチャネルを保護するとともにソース・ドレイン配線の表面には絶縁性の陽極酸化層である5酸化タンタル(Ta2O5)または酸化アルミニウム(Al2O3)が形成されてパシベーション機能が付与されており、請求項1に記載の液晶表示装置と同様の効果が得られる。そして信号線と同一の金属性の電極端子を有するTN型の液晶表示装置が得られる。
With this configuration, a transparent conductive pixel electrode is formed on the glass substrate, and a silicon oxide layer is formed on the channel between the source and drain to protect the channel and the surface of the source / drain wiring is insulated. The tantalum pentoxide (Ta2O5) or aluminum oxide (Al2O3), which is an anodized layer, is formed to provide a passivation function, and the same effect as the liquid crystal display device according to
請求項3に記載の液晶表示装置は、同じく
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層と第1の金属層との積層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線と、透明導電性の絵素電極と信号線の電極端子が形成され、
前記走査線上に1層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に前記ゲート絶縁層よりもわずかに小さい不純物を含まない第1の半導体層が島状に形成され、
前記第1の半導体層上に一対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成され、前記開口部内のゲート絶縁層と第1の金属層が除去されて走査線の電極端子となる透明導電層が露出し、
前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上と前記信号線の電極端子の一部上に耐熱金属層を含んで1層以上の第2の金属層よりなるソース配線(信号線)と、前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上と前記絵素電極の一部上に同じくドレイン配線が形成され、
前記絵素電極上と、前記走査線と信号線の電極端子上に開口部を有するパシベーション絶縁層が前記第1の透明性絶縁基板上に形成されていることを特徴とする。
The liquid crystal display device according to
One or more gate insulating layers are formed on the scanning lines;
A first semiconductor layer that does not contain impurities slightly smaller than the gate insulating layer is formed in an island shape over the gate insulating layer on the gate electrode,
A second semiconductor layer including a pair of impurities is formed on the first semiconductor layer;
An opening is formed in the gate insulating layer on the scanning line in a region outside the image display portion, and the transparent insulating layer serving as the electrode terminal of the scanning line is exposed by removing the gate insulating layer and the first metal layer in the opening. ,
A source wiring (signal line) including one or more second metal layers including a refractory metal layer on the second semiconductor layer, the first transparent insulating substrate, and a part of the electrode terminal of the signal line. ), Drain wiring is also formed on the second semiconductor layer, the first transparent insulating substrate, and a part of the pixel electrode,
A passivation insulating layer having openings on the pixel electrodes and on the scanning line and signal line electrode terminals is formed on the first transparent insulating substrate.
この構成により透明導電性の絵素電極は走査線と同時に形成されるので自動的にガラス基板上に形成され、アクティブ基板上には従来通りのパシベーション絶縁層が形成されて絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとソース・ドレイン配線を保護している。そして透明導電性の電極端子を有するTN型の液晶表示装置が得られる。 With this configuration, a transparent conductive pixel electrode is formed at the same time as the scanning line, so it is automatically formed on the glass substrate, and a conventional passivation insulating layer is formed on the active substrate to form the channel of the insulated gate transistor. And source / drain wiring are protected. Thus, a TN liquid crystal display device having a transparent conductive electrode terminal is obtained.
請求項4に記載の液晶表示装置は、同じく
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層と第1の金属層との積層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線と、その周辺に第1の金属層を積層された透明導電性の絵素電極と、同じくその周辺に第1の金属層を積層された透明導電性の信号線の電極端子が形成され、
前記走査線上に1層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に前記ゲート絶縁層よりもわずかに小さい不純物を含まない第1の半導体層が島状に形成され、
前記第1の半導体層上に一対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成され、前記開口部内のゲート絶縁層と第1の金属層が除去されて走査線の電極端子となる透明導電層が露出し、
前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上と前記信号線の電極端子の周辺の第1の金属層の一部上に耐熱金属層を含んで1層以上の第2の金属層よりなるソース配線(信号線)と、前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上と前記絵素電極の周辺の第1の金属層の一部上に同じくドレイン配線が形成され、
前記透明導電性の絵素電極上と、前記透明導電性の走査線と信号線の電極端子上に開口部を有するパシベーション絶縁層が前記第1の透明性絶縁基板上に形成されていることを特徴とする。
5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the scanning line is formed of a laminate of a transparent conductive layer and a first metal layer on at least one main surface of the first transparent insulating substrate, and has an insulating layer on its side surface. A transparent conductive pixel electrode having a first metal layer laminated on its periphery, and a transparent conductive signal line electrode terminal having a first metal layer laminated on its periphery,
One or more gate insulating layers are formed on the scanning lines;
A first semiconductor layer that does not contain impurities slightly smaller than the gate insulating layer is formed in an island shape over the gate insulating layer on the gate electrode,
A second semiconductor layer including a pair of impurities is formed on the first semiconductor layer;
An opening is formed in the gate insulating layer on the scanning line in a region outside the image display portion, and the transparent insulating layer serving as the electrode terminal of the scanning line is exposed by removing the gate insulating layer and the first metal layer in the opening. ,
One or more second metals including a refractory metal layer on the second semiconductor layer, on the first transparent insulating substrate, and on a part of the first metal layer around the electrode terminal of the signal line. Similarly, a drain wiring is formed on the source wiring (signal line) composed of layers, on the second semiconductor layer, on the first transparent insulating substrate, and on a part of the first metal layer around the pixel electrode. And
A passivation insulating layer having openings on the transparent conductive pixel electrodes and on the electrode terminals of the transparent conductive scanning lines and signal lines is formed on the first transparent insulating substrate. Features.
この構成により透明導電性の絵素電極は走査線と同時に形成されるので自動的にガラス基板上に形成され、アクティブ基板上には従来通りのパシベーション絶縁層が形成されて絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとソース・ドレイン配線を保護している。そして透明導電性の電極端子を有するTN型の液晶表示装置が得られるが請求項3に記載の液晶表示装置との構成上の差異は極めて小さい。
With this configuration, a transparent conductive pixel electrode is formed at the same time as the scanning line, so it is automatically formed on the glass substrate, and a conventional passivation insulating layer is formed on the active substrate to form the channel of the insulated gate transistor. And source / drain wiring are protected. A TN type liquid crystal display device having a transparent conductive electrode terminal can be obtained, but the structural difference from the liquid crystal display device according to
請求項5に記載の液晶表示装置は、同じく
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層と第1の金属層との積層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線と透明導電性の絵素電極が形成され、
前記走査線上に1層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に前記ゲート絶縁層よりもわずかに小さい不純物を含まない第1の半導体層が島状に形成され、
前記第1の半導体層上に一対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成され、前記開口部内のゲート絶縁層と第1の金属層が除去されて走査線の一部である透明導電層が露出し、
前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上に耐熱金属層を含んで1層以上の陽極酸化可能な金属層よりなるソース配線(信号線)と、前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上と前記絵素電極の一部上に同じくドレイン配線と、前記開口部を含んで同じく走査線の電極端子と、信号線の一部よりなる信号線の電極端子が形成され、
前記信号線の電極端子上を除いてソース・ドレイン配線の表面に陽極酸化層が形成され、
前記ソース・ドレイン配線間の第1の半導体層上に酸化シリコン層が形成されていることを特徴とする。
The liquid crystal display device according to
One or more gate insulating layers are formed on the scanning lines;
A first semiconductor layer that does not contain impurities slightly smaller than the gate insulating layer is formed in an island shape over the gate insulating layer on the gate electrode,
A second semiconductor layer including a pair of impurities is formed on the first semiconductor layer;
An opening is formed in the gate insulating layer on the scanning line in a region outside the image display portion, and the gate insulating layer and the first metal layer in the opening are removed to expose the transparent conductive layer that is part of the scanning line. ,
A source wiring (signal line) made of one or more anodizable metal layers including a heat-resistant metal layer on the second semiconductor layer and the first transparent insulating substrate; and on the second semiconductor layer Also on the first transparent insulating substrate and on part of the pixel electrode, the drain wiring, the electrode terminal of the scanning line including the opening, and the electrode terminal of the signal line comprising a part of the signal line Formed,
An anodic oxidation layer is formed on the surface of the source / drain wiring except on the electrode terminal of the signal line,
A silicon oxide layer is formed on the first semiconductor layer between the source / drain wirings.
この構成により透明導電性の絵素電極は走査線と同時に形成されるので自動的にガラス基板上に形成され、ソース・ドレイン間のチャネル上には酸化シリコン層が形成されてチャネルを保護するとともに信号線とドレイン配線の表面には絶縁性の陽極酸化層である5酸化タンタル(Ta2O5)または酸化アルミニウム(Al2O3)が形成されてパシベーション機能が付与されており、請求項1に記載の液晶表示装置と同様の効果が得られる。そして信号線と同一の金属性の電極端子を有するTN型の液晶表示装置が得られる。
With this configuration, the transparent conductive pixel electrode is formed simultaneously with the scanning line, so it is automatically formed on the glass substrate, and a silicon oxide layer is formed on the channel between the source and drain to protect the channel. 2. The liquid crystal display device according to
請求項6に記載の液晶表示装置は、一主面上に少なくとも絶縁ゲート型トランジスタと、前記絶縁ゲート型トランジスタのゲート電極も兼ねる走査線とソース配線も兼ねる信号線と、前記絶縁ゲート型トランジスタのドレインに接続された絵素電極と、前記絵素電極とは所定の距離を隔てて形成された対向電極とを有する単位絵素が二次元のマトリクスに配列された第1の透明性絶縁基板と、前記第1の透明性絶縁基板と対向する第2の透明性絶縁基板またはカラーフィルタとの間に液晶を充填してなる液晶表示装置において、
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に1層以上の第1の金属層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線と対向電極が形成され、
前記走査線上と対向電極上に1層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に前記ゲート絶縁層よりもわずかに小さい不純物を含まない第1の半導体層が島状に形成され、
前記第1の半導体層上に一対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて走査線の一部が露出し、
前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上に耐熱金属層を含んで1層以上の第2の金属層よりなるソース配線(信号線)・ドレイン配線(絵素電極)と、前記開口部を含んで同じく走査線の電極端子と、画像表示部外の領域で信号線の一部よりなる信号線の電極端子が形成され、
前記走査線と信号線の電極端子上に開口部を有するパシベーション絶縁層が前記第1の透明性絶縁基板上に形成されていることを特徴とする。
The liquid crystal display device according to
A scanning line and a counter electrode, which are composed of at least one first metal layer on one main surface of the first transparent insulating substrate and have an insulating layer on its side surface, are formed,
One or more gate insulating layers are formed on the scanning line and the counter electrode,
A first semiconductor layer that does not contain impurities slightly smaller than the gate insulating layer is formed in an island shape over the gate insulating layer on the gate electrode,
A second semiconductor layer including a pair of impurities is formed on the first semiconductor layer;
An opening is formed in the gate insulating layer on the scanning line in a region outside the image display part, and a part of the scanning line is exposed,
A source wiring (signal line) / drain wiring (picture element electrode) composed of one or more second metal layers including a refractory metal layer on the second semiconductor layer and the first transparent insulating substrate; Similarly, the electrode terminal of the scanning line including the opening, and the electrode terminal of the signal line formed of a part of the signal line in the region outside the image display unit,
A passivation insulating layer having openings on the electrode terminals of the scanning lines and signal lines is formed on the first transparent insulating substrate.
この構成により絵素電極と対向電極はガラス基板上に形成され、アクティブ基板上には従来通りのパシベーション絶縁層が形成されて絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとソース配線(信号線)とドレイン配線(絵素電極)を保護している。そして信号線と同一の金属性の電極端子を有するIPS型の液晶表示装置が得られる。 With this configuration, the pixel electrode and the counter electrode are formed on a glass substrate, and a conventional passivation insulating layer is formed on the active substrate to provide a channel, source wiring (signal line) and drain wiring (picture) of the insulated gate transistor. Elementary electrode) is protected. Thus, an IPS liquid crystal display device having the same metallic electrode terminal as the signal line can be obtained.
請求項7に記載の液晶表示装置は、同じく
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に1層以上の第1の金属層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線と対向電極が形成され、
前記走査線上と対向電極上に1層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に前記ゲート絶縁層よりもわずかに小さい不純物を含まない第1の半導体層が島状に形成され、
前記第1の半導体層上に一対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて走査線の一部が露出し、
前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上に耐熱金属層を含んで1層以上の陽極酸化可能な金属層よりなるソース配線(信号線)・ドレイン配線(絵素電極)と、前記開口部を含んで同じく走査線の電極端子と、画像表示部外の領域で信号線の一部よりなる信号線の電極端子が形成され、
前記信号線の電極端子上を除いてソース・ドレイン配線上に陽極酸化層が形成され、
前記ソース・ドレイン配線間の第1の半導体層上に酸化シリコン層が形成されていることを特徴とする。
The liquid crystal display device according to claim 7 is provided with a scanning line and a counter electrode, each having at least one first metal layer on one main surface of the first transparent insulating substrate and having an insulating layer on its side surface. Formed,
One or more gate insulating layers are formed on the scanning line and the counter electrode,
A first semiconductor layer that does not contain impurities slightly smaller than the gate insulating layer is formed in an island shape over the gate insulating layer on the gate electrode,
A second semiconductor layer including a pair of impurities is formed on the first semiconductor layer;
An opening is formed in the gate insulating layer on the scanning line in a region outside the image display part, and a part of the scanning line is exposed,
A source wiring (signal line) / drain wiring (picture element electrode) made of one or more anodizable metal layers including a refractory metal layer on the second semiconductor layer and the first transparent insulating substrate; The electrode terminal of the scanning line, including the opening, and the electrode terminal of the signal line formed of a part of the signal line in the region outside the image display unit are formed,
An anodized layer is formed on the source / drain wiring except on the electrode terminal of the signal line,
A silicon oxide layer is formed on the first semiconductor layer between the source / drain wirings.
この構成により絵素電極と対向電極はガラス基板上に形成され、ソース・ドレイン間のチャネル上には酸化シリコン層が形成されてチャネルを保護するとともに信号線とドレイン配線(絵素電極)の表面には絶縁性の陽極酸化層である5酸化タンタル(Ta2O5)または酸化アルミニウム(Al2O3)が形成され、また対向電極上にはゲート絶縁層が形成されてパシベーション機能が付与されているので請求項1に記載の液晶表示装置と同様の効果が得られる。そして信号線と同一の金属性の電極端子を有するIPS型の液晶表示装置が得られる。 With this configuration, the pixel electrode and the counter electrode are formed on the glass substrate, and a silicon oxide layer is formed on the channel between the source and drain to protect the channel, and the surface of the signal line and drain wiring (picture element electrode) Since tantalum pentoxide (Ta 2 O 5) or aluminum oxide (Al 2 O 3), which is an insulating anodic oxide layer, is formed, and a gate insulating layer is formed on the counter electrode to provide a passivation function. The same effect as the liquid crystal display device described in (1) can be obtained. Thus, an IPS liquid crystal display device having the same metallic electrode terminal as the signal line can be obtained.
請求項8記載の液晶画像表示装置は走査線の側面に形成された絶縁層が有機絶縁層であることを特徴とする特徴とする請求請1、請求項2、請求項、3、請求項4、請求項5、請求項6及び請求項7に記載の液晶表示装置である。この構成により走査線の材質や構成によらず走査線の側面に電着法により有機絶縁層を形成する事ができて、ハーフトーン露光技術を用いて走査線の形成工程とコンタクトの形成工程を1枚のフォトマスクで連続して処理する事が可能となる。
8. The liquid crystal image display device according to
請求項9に記載の液晶画像表示装置は第1の金属層が陽極酸化可能な金属層よりなり走査線の側面に形成された絶縁層が陽極酸化層であることを特徴とする請求請1、請求請2、請求項6及び請求項7に記載の液晶表示装置である。この構成により走査線の側面に陽極酸化により絶縁層を形成する事ができて、ハーフトーン露光技術を用いて走査線の形成工程とコンタクトの形成工程を1枚のフォトマスクで連続して処理する事が可能となる。
The liquid crystal image display device according to claim 9, wherein the first metal layer is made of an anodizable metal layer, and the insulating layer formed on the side surface of the scanning line is an anodized layer. A liquid crystal display device according to
請求項10は請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法であって、半導体層を形成する工程と、走査線の形成とコンタクトの形成をハーフトーン露光技術により同一のフォトマスクを用いて処理する工程と、ソース・ドレイン配線を形成する工程と、透明導電性の絵素電極の形成と同時にソース・ドレイン配線を陽極酸化する工程を有することを特徴とする。
A method of manufacturing a liquid crystal display device according to
この構成により走査線の形成工程と走査線への電気的接続に必要なコンタクトの形成工程を1枚のフォトマスクを用いて処理することができて写真食刻工程数の削減が実現する。しかもコンタクトは走査線と自己整合的に形成され、走査線の側面にはゲート絶縁層とは別の絶縁層が付与されて、走査線と信号線との交差が可能となる。これは本発明の液晶表示装置に共通する製法的な特徴である。また絵素電極の形成時にソース・ドレイン配線を陽極酸化することでソース・ドレイン間のチャネル上には酸化シリコン層が形成されてチャネルを保護するのでパシベーション絶縁層の形成を不要とする製造工程の削減もなされる結果、4枚のフォトマスクを用いてTN型の液晶表示装置を作製する事ができる。 With this configuration, the scanning line forming process and the contact forming process necessary for electrical connection to the scanning line can be processed using a single photomask, and the number of photolithography steps can be reduced. Moreover, the contact is formed in a self-aligned manner with the scanning line, and an insulating layer different from the gate insulating layer is provided on the side surface of the scanning line, so that the scanning line and the signal line can intersect. This is a manufacturing characteristic common to the liquid crystal display device of the present invention. In addition, since the silicon oxide layer is formed on the channel between the source and drain to protect the channel by anodizing the source / drain wiring when the pixel electrode is formed, the manufacturing process does not require the formation of a passivation insulating layer. As a result of the reduction, a TN liquid crystal display device can be manufactured using four photomasks.
請求項11は請求項2に記載の液晶表示装置の製造方法であって、半導体層を形成する工程と、走査線の形成とコンタクトの形成をハーフトーン露光技術により同一のフォトマスクを用いて処理する工程と、透明導電性の絵素電極を形成する工程と、ハーフトーン露光技術を用いてソース・ドレイン配線を形成するとともにソース・ドレイン配線と絶縁ゲート型トランジスタのチャネルを陽極酸化する工程を有することを特徴とする。
11. A method of manufacturing a liquid crystal display device according to
この構成により走査線の形成工程とコンタクトの形成工程を1枚のフォトマスクを用いて処理する写真食刻工程数の削減が同時に実現する。またソース・ドレイン配線の形成時にソース・ドレイン配線を陽極酸化することでソース・ドレイン間のチャネル上には酸化シリコン層が形成されてチャネルを保護するのでパシベーション絶縁層の形成を不要とする製造工程の削減もなされる結果、4枚のフォトマスクを用いてTN型の液晶表示装置を作製する事ができる。 With this configuration, it is possible to simultaneously reduce the number of photo-etching processes in which the scanning line forming process and the contact forming process are performed using a single photomask. In addition, since the silicon oxide layer is formed on the channel between the source and drain to protect the channel by anodizing the source / drain wiring when forming the source / drain wiring, the manufacturing process eliminates the need for forming a passivation insulating layer. As a result, a TN liquid crystal display device can be manufactured using four photomasks.
請求項12は請求項3に記載の液晶表示装置の製造方法であって、半導体層を形成する工程と、透明導電層と第1の金属層との積層よりなる走査線の形成とコンタクトの形成をハーフトーン露光技術により同一のフォトマスクを用いて処理する工程と、コンタクト形成時にコンタクト内の第1の金属層を除去して透明導電層を露出する工程と、ソース・ドレイン配線を形成する工程と、パシベーション絶縁層を形成する工程を有することを特徴とする。
この構成により絵素電極と走査線を1枚のフォトマスクを用いて処理する写真食刻工程数の削減と、走査線の形成工程とコンタクトの形成工程を1枚のフォトマスクを用いて処理する写真食刻工程数の削減とが同時に実現し、4枚のフォトマスクを用いてTN型の液晶表示装置を製造することが可能となる。 With this configuration, the number of photo-etching steps in which the pixel electrodes and the scanning lines are processed using one photomask is reduced, and the scanning line forming step and the contact forming step are processed using one photomask. A reduction in the number of photolithography steps can be realized at the same time, and a TN type liquid crystal display device can be manufactured using four photomasks.
請求項13は追加請求項4に記載の液晶表示装置の製造方法であって、半導体層を形成する工程と、透明導電層と第1の金属層との積層よりなる走査線の形成とコンタクトの形成をハーフトーン露光技術により同一のフォトマスクを用いて処理する工程と、ソース・ドレイン配線を形成する工程と、パシベーション絶縁層を形成し、パシベーション絶縁層への開口部形成時に第1の金属層を除去する工程を有することを特徴とする。
この構成により絵素電極と走査線を1枚のフォトマスクを用いて処理する写真食刻工程数の削減と、走査線の形成工程とコンタクトの形成工程を1枚のフォトマスクを用いて処理する写真食刻工程数の削減とが同時に実現し、4枚のフォトマスクを用いてTN型の液晶表示装置を製造することが可能となる。 With this configuration, the number of photo-etching steps in which the pixel electrodes and the scanning lines are processed using one photomask is reduced, and the scanning line forming step and the contact forming step are processed using one photomask. A reduction in the number of photolithography steps can be realized at the same time, and a TN type liquid crystal display device can be manufactured using four photomasks.
請求項14は請求項5に記載の液晶表示装置の製造方法であって、半導体層を形成する工程と、透明導電層と第1の金属層との積層よりなる走査線の形成とコンタクトの形成をハーフトーン露光技術により同一のフォトマスクを用いて処理する工程と、コンタクト形成時にコンタクト内の第1の金属層を除去して透明導電層を露出する工程と、ハーフトーン露光技術を用いてソース・ドレイン配線を形成するとともにソース・ドレイン配線と絶縁ゲート型トランジスタのチャネルを陽極酸化する工程を有することを特徴とする。
14. A method of manufacturing a liquid crystal display device according to
この構成により絵素電極と走査線を1枚のフォトマスクを用いて処理する写真食刻工程数の削減と、走査線の形成工程とコンタクトの形成工程を1枚のフォトマスクを用いて処理する写真食刻工程数の削減とが同時に実現する。またソース・ドレイン配線の形成時にソース・ドレイン配線を陽極酸化することでソース・ドレイン間のチャネル上には酸化シリコン層が形成されてチャネルを保護するのでパシベーション絶縁層の形成を不要とする製造工程の削減もなされる結果、3枚のフォトマスクを用いてTN型の液晶表示装置を作製する事ができる。 With this configuration, the number of photo-etching steps in which the pixel electrodes and the scanning lines are processed using one photomask is reduced, and the scanning line forming step and the contact forming step are processed using one photomask. Simultaneously reduce the number of photo-etching processes. In addition, since the silicon oxide layer is formed on the channel between the source and drain to protect the channel by anodizing the source / drain wiring when forming the source / drain wiring, the manufacturing process eliminates the need for forming a passivation insulating layer. As a result, a TN liquid crystal display device can be manufactured using three photomasks.
請求項15は請求項6に記載の液晶表示装置の製造方法であって、半導体層を形成する工程と、走査線及び対向電極の形成とコンタクトの形成をハーフトーン露光技術により同一のフォトマスクを用いて処理する工程と、ソース配線も兼ねる信号線とドレイン配線も兼ねる絵素電極を形成する工程と、パシベーション絶縁層を形成する工程を有することを特徴とする。
15. A method of manufacturing a liquid crystal display device according to
この構成により走査線及び対向電極の形成工程とコンタクトの形成工程を1枚のフォトマスクを用いて処理する写真食刻工程数の削減が実現し、4枚のフォトマスクを用いてIPS型の液晶表示装置を作製する事ができる。 With this configuration, it is possible to reduce the number of photo-etching steps in which the scanning line and counter electrode forming process and the contact forming process are performed using one photomask, and an IPS type liquid crystal using four photomasks. A display device can be manufactured.
請求項16は請求項7に記載の液晶表示装置の製造方法であって、半導体層を形成する工程と、走査線及び対向電極の形成とコンタクトの形成をハーフトーン露光技術により同一のフォトマスクを用いて処理する工程と、ハーフトーン露光技術を用いてソース配線も兼ねる信号線とドレイン配線も兼ねる絵素電極を形成するとともにソース・ドレイン配線と絶縁ゲート型トランジスタのチャネルを陽極酸化する工程を有することを特徴とする。 16. A method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 7, wherein the step of forming the semiconductor layer, the formation of the scanning line and the counter electrode, and the formation of the contact are performed using the same photomask by a halftone exposure technique. And a step of forming a pixel electrode also serving as a source line and a drain line using a halftone exposure technique and anodizing a source / drain line and a channel of an insulated gate transistor. It is characterized by that.
この構成により走査線及び対向電極の形成工程とコンタクトの形成工程を1枚のフォトマスクを用いて処理する写真食刻工程数の削減が実現する。またソース配線も兼ねる信号線とドレイン配線も兼ねる絵素電極の形成時にソース・ドレイン配線を陽極酸化することでソース・ドレイン間のチャネル上には酸化シリコン層が形成されてチャネルを保護するのでパシベーション絶縁層の形成を不要とする製造工程の削減もなされる結果、3枚のフォトマスクを用いてIPS型の液晶表示装置を作製する事ができる。 With this configuration, it is possible to reduce the number of photo-etching steps in which the scanning line and counter electrode forming step and the contact forming step are processed using a single photomask. In addition, a silicon oxide layer is formed on the channel between the source and drain to protect the channel by anodizing the source / drain wiring when forming the pixel electrode that also functions as the source wiring and the drain wiring. As a result of reducing the number of manufacturing steps that do not require the formation of an insulating layer, an IPS liquid crystal display device can be manufactured using three photomasks.
本発明に記載の一部の液晶表示装置ではチャネル上に陽極酸化により酸化シリコン層が形成されるので陽極酸化可能な金属層よりなるソース・ドレイン配線をチャネルと同時に陽極酸化してその表面に絶縁層を形成することでアクティブ基板にはパシベーション機能が与えられる。したがって液晶表示装置を構成するアクティブ基板の作製に当たり格別な加熱工程を伴わず、非晶質シリコン層を半導体層とする絶縁ゲート型トランジスタに過度の耐熱性を必要としない。換言すればパシベーション形成で電気的な性能の劣化を生じない効果が付加されている。また、ソース・ドレイン配線の陽極酸化にあたり、ハーフトーン露光技術の導入により走査線や信号線の電極端子上を選択的に保護することが可能となり写真食刻工程数の増加を阻止できる効果が得られる。 In some liquid crystal display devices described in the present invention, since a silicon oxide layer is formed on the channel by anodization, the source / drain wiring made of an anodizable metal layer is anodized simultaneously with the channel and insulated on the surface. By forming the layer, the active substrate is given a passivation function. Therefore, no special heating step is involved in the production of the active substrate constituting the liquid crystal display device, and the insulated gate transistor having the amorphous silicon layer as the semiconductor layer does not require excessive heat resistance. In other words, an effect of not causing deterioration of electrical performance by forming a passivation is added. In addition, when anodizing the source / drain wiring, it is possible to selectively protect the scanning line and signal line electrode terminals by introducing a halftone exposure technique, and the effect of preventing an increase in the number of photolithography steps can be obtained. It is done.
半導体層の形成を最初に行い、次に走査線の形成工程と走査線への電気的接続のためのコンタクトの形成工程をハーフトーン露光技術の導入により1枚のフォトマスクで処理することを可能ならしめる工程削減は本発明の主眼点であり、露出した走査線の側面に有機絶縁層または陽極酸化層を形成することで、走査線と信号線との交差が可能になるという構造的な特徴が生まれる。 The semiconductor layer can be formed first, and then the scanning line forming process and the contact forming process for electrical connection to the scanning line can be processed with a single photomask by introducing halftone exposure technology. The reduction in the leveling process is the main point of the present invention. By forming an organic insulating layer or an anodized layer on the side surface of the exposed scanning line, it is possible to cross the scanning line and the signal line. Is born.
加えて擬似絵素電極の導入により絵素電極と走査線を1枚のフォトマスクで処理する等の合理化もあいまって、写真食刻工程数を従来の5回よりさらに削減できて4枚さらには3枚のフォトマスクを用いて液晶表示装置を作製することが可能となり、液晶表示装置のコスト削減の観点からも工業的な価値は極めて大きい。しかもこれらの工程のパターン精度はさほど高くないので歩留や品質に大きな影響を与えない事も生産管理を容易なものとしてくれる。 In addition, the introduction of pseudo-picture element electrodes, combined with rationalization such as processing of picture element electrodes and scanning lines with a single photomask, can further reduce the number of photo-etching steps from the conventional five times to four or more. A liquid crystal display device can be manufactured using three photomasks, and the industrial value is extremely large from the viewpoint of cost reduction of the liquid crystal display device. Moreover, since the pattern accuracy of these processes is not so high, the production control is also facilitated by not greatly affecting the yield and quality.
実施例7によるIPS型の液晶表示装置においては対向電極と絵素電極との間に生ずる電界は対向電極上のゲート絶縁層と液晶層と絵素電極の陽極酸化層に印加されるので従来の欠陥の多い劣悪なパシベーション絶縁層が介在せず、表示画像の焼付現象が生じにくい利点も見逃せないものである。なぜならばドレイン配線(絵素電極)の陽極酸化層は絶縁層というよりも高抵抗層として機能するため電荷の蓄積が生じないからである。 In the IPS type liquid crystal display device according to Example 7, the electric field generated between the counter electrode and the pixel electrode is applied to the gate insulating layer on the counter electrode, the liquid crystal layer, and the anodized layer of the pixel electrode. The advantage that the display image is not easily burned out without the presence of a defective passivation insulating layer with many defects is not to be overlooked. This is because the anodic oxide layer of the drain wiring (picture element electrode) functions as a high resistance layer rather than an insulating layer, so that charge accumulation does not occur.
なお本発明の要件は上記の説明からも明らかなようにアクティブ基板の作製に当たり半導体層の形成を最初に行い、次に走査線(と対向電極)の形成工程とコンタクトの形成工程をハーフトーン露光技術の導入により1枚のフォトマスクで処理することを可能ならしめるとともに露出した走査線(と対向電極)の側面に絶縁層である有機絶縁層または陽極酸化層を形成した点にあり、それ以外の構成に関しては絵素電極、ゲート絶縁層等の材質や膜厚等が異なった表示装置用半導体装置、あるいはその製造方法の差異も本発明の範疇に属することは自明であり、垂直配向の液晶を用いた液晶表示装置や反射型の液晶表示装置においても本発明の有用性は変らず、また絶縁ゲート型トランジスタの半導体層も非晶質シリコンに限定されるものでないことも明らかである。 As is clear from the above description, the requirement of the present invention is that the semiconductor layer is formed first in the production of the active substrate, and then the scanning line (and counter electrode) forming process and the contact forming process are performed by halftone exposure. The introduction of technology makes it possible to process with a single photomask and the organic insulating layer or anodic oxide layer, which is an insulating layer, is formed on the side surface of the exposed scanning line (and the counter electrode). It is obvious that the difference in the material of the pixel electrode, the gate insulating layer, and the like, and the manufacturing method of the display device semiconductor device or the manufacturing method thereof belong to the category of the present invention. The usefulness of the present invention does not change even in a liquid crystal display device using LCD and a reflective liquid crystal display device, and the semiconductor layer of the insulated gate transistor is also limited to amorphous silicon. Ikoto is also apparent.
本発明の実施例を図1〜図17に基づいて説明する。図1に本発明の実施例1に係る表示装置用半導体装置(アクティブ基板)の平面図を示し、図2に図1のA−A’線上とB−B’線上及びC−C’線上の製造工程の断面図を示す。同様に実施例2は図3と図4、実施例3は図5と図6、実施例4は図7と図8、実施例5は図9と図10、実施例6は図11と図12、実施例7は図13と図14とで夫々アクティブ基板の平面図と製造工程の断面図を示す。なお従来例と同一の部位については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view of a semiconductor device for display device (active substrate) according to
実施例1では従来例と同様に先ずガラス基板2の一主面上にSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1〜0.3μm程度の第1の金属層92として例えばCr,Ta,Mo等の耐熱金属あるいはそれらの合金やシリサイドを被着する。以降の説明で明確になるが本発明においては走査線の側面に形成される絶縁層に有機絶縁層を選択する場合には走査線材料がもたらす制約はほとんど無いが、走査線の側面に形成される絶縁層に陽極酸化層を選択する場合にはその陽極酸化層が絶縁性を保有する必要があり、その場合にはTa単体では抵抗が高いこととAL単体では耐熱性が乏しいことを考慮すると、走査線の低抵抗化のために走査線の構成としては耐熱性の高いAL(Zr,Ta,Nd)合金等の単層構成あるいはAL/Ta,Ta/AL/Ta,AL/AL(Ta,Zr,Nd)合金等の積層構成が選択可能である。なおAL(Ta,Zr,Nd)は数%以下のTa,ZrあるいはNd等が添加された耐熱性の高いAL合金を意味している。
In Example 1, as in the conventional example, first, a
次にガラス基板2の全面にPCVD装置を用いてゲート絶縁層となる第1のSiNx層30、不純物をほとんど含まず絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる第1の非晶質シリコン層31、及びソース・ドレインとなる不純物を含む第2の非晶質シリコン層33と3種類の薄膜層を例えば、0.3−0.1−0.05μm程度の膜厚で順次被着し、そして微細加工技術により図1(a)と図2(a)に示したように第2の非晶質シリコン層33Aと第1の非晶質シリコン層31Aとの積層よりなる半導体層領域を選択的に形成してゲート絶縁層30を露出する。
Next, a
続いて図1(b)と図2(b)に示したようにコンタクト形成領域81Bである開口部63A,65Aの膜厚が例えば1μmで、走査線11と蓄積容量線16に対応した領域81A上の膜厚2μmより薄い感光性樹脂パターン81A,81Bをハーフトーン露光技術により形成し、感光性樹脂パターン81A,81Bをマスクとしてゲート絶縁層30及び第1の金属層92を選択的に除去してガラス基板2を露出する。コンタクトの大きさは電極端子に匹敵する通常10μm以上の大きさを有するので81B(中間調領域)を形成するためのフォトマスクの作製もその仕上がり寸法の精度管理も容易である。第2の非晶質シリコン層33Aと第1の非晶質シリコン層31Aとの積層よりなる半導体層領域よりも若干パターン幅を大きく設定して感光性樹脂パターン81Aのパターン幅を設定すると合理的であるが、絶縁ゲート型トランジスタのサイズが若干大きくなる不具合が生じる。逆に上記の積層よりなる半導体層領域よりも若干パターン幅を小さくして感光性樹脂パターン81Aのパターン幅を設定しても、ゲート絶縁層30及び第1の金属層92の食刻時に上記の積層よりなる半導体層がマスクとなり半導体層も食刻されてその断面形状がテーパ加工されるので、結局何れにしても上記の積層よりなる半導体層はゲート絶縁層30Aとゲート電極11Aよりもパターン幅が若干小さくなる。
Subsequently, as shown in FIGS. 1B and 2B, the thickness of the
引き続き酸素プラズマ等の灰化手段により上記感光性樹脂パターン81A,81Bを1μm以上膜減りさせると図1(c)と図2(c)に示したように感光性樹脂パターン81Bが消失して開口部63A,65A内のゲート絶縁層30A,30Bが露出すると共に走査線11上と蓄積容量線16上に膜減りした感光性樹脂パターン81Cをそのまま残すことができる。感光性樹脂パターン81C(黒領域)、すなわちゲート電極11Aのパターン幅はソース・ドレイン配線間の寸法にマスク合わせ精度を加算したものであるから、ソース・ドレイン配線間を4〜6μm、合わせ精度を±3μmとすると最小でも10〜12μmとなり寸法精度としては厳しいものではない。また走査線11と蓄積容量線16のパターン幅も抵抗値の関係から通常10μm以上に設定される。しかしながら本発明では従来例とは異なり半導体層の形成後に走査線を形成するため、半導体層はゲート電極11Aと同一か若干細い幅で形成されるためにレジストパターン81Aから81Cへの変換時にレジストパターンが等方的に1μm膜減りすると、寸法が2μm小さくなるだけでなく、後続のソース・ドレイン配線形成時のマスク合わせ精度が1μm小さくなって±2μmとなり、前者よりも後者の影響がプロセス的には厳しいものとなる。したがって上記酸素プラズマ処理ではパターン寸法の変化を抑制するため異方性を強めることが望ましい。具体的にはRIE(Reactive Ion Etching)方式、さらに高密度のプラズマ源を有するICP(Inductive Coupled Plasama)方式やTCP(Transfer Coupled Plasama)方式の酸素プラズマ処理がより望ましい。あるいはレジストパターンの寸法変化量を見込んでレジストパターン81Aのパターン寸法をあらかじめ大きく設計することでプロセス的な対応を図る等の処置が望ましい。
Subsequently, when the
その後、図2(c)に示したようにゲート電極11Aの側面に絶縁層76を形成する。このためには図15に示したように、走査線11(蓄積容量線16も同様であるがここでは図示を略す)を並列に束ねる配線77とガラス基板2の外周部で電着または陽極酸化時に電位を与えるための接続パターン78が必要であり、さらにプラズマCVDによる非晶質シリコン層31,33とシリコン窒化層30の適当なマスク手段を用いた製膜領域79が接続パターン78より内側に限定され、少なくとも接続パターン78が露出している必要がある。接続パターン78に鋭い刃先を有する鰐口クリップ等の接続手段を用いて接続パターン78上の感光性樹脂パターン81C(78)を突き破り走査線11に+(プラス)電位を与えてエチレングリコールを主成分とする化成液中にガラス基板2を浸透させて陽極酸化を行うと、走査線11がAL系の合金であれば、例えば化成電圧200Vで0.3μmの膜厚を有するアルミナ(AL2O3)が形成される。電着の場合には文献、月間「高分子加工」2002年11月号にも示されているようにペンダントカルボシキル基含有ポリイミド電着液を用いて電着電圧数Vで0.3μmの膜厚を有するポリイミド樹脂層が形成される。走査線11と蓄積容量線16の露出している側面への絶縁層形成に当たって留意すべき事項は、後に続く製造工程の何処かで少なくとも走査線11の直並列を解除しないとアクティブ基板2の電気検査のみならず、液晶表示装置としての実動作に支障があることは言うまでもないだろう。解除手段としてはレーザ光の照射による蒸散、またはスクライブによる機械的切除が簡易的であるが詳細な説明は省略する。
絶縁層76の形成後、図1(d)と図2(d)に示したように膜減りした感光性樹脂パターン81Cをマスクとして開口部63A,65A内のゲート絶縁層30A,30Bを選択的に食刻して夫々走査線11の一部73と蓄積容量線16の一部75を露出する。
After the formation of the insulating
膜減りした感光性樹脂パターン81Cを除去した後、ソース・ドレイン配線の形成工程ではSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1μm程度の陽極酸化可能な耐熱金属層として例えばTi,Ta等の薄膜層34と、膜厚0.3μm程度の同じく陽極酸化可能な低抵抗配線層としてAL薄膜層35と、さらに膜厚0.1μm程度の同じく陽極酸化可能な中間導電層としてTa等の薄膜層36を順次被着する。そしてこれら3層の薄膜よりなるソース・ドレイン配線材を微細加工技術により感光性樹脂パターンを用いて順次食刻してゲート絶縁層30A,30Bを露出し、図1(e)と図2(e)に示したように34A,35A及び36Aの積層よりなる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極21とソース電極も兼ねる信号線12を選択的に形成する。不純物を含む第2の非晶質シリコン層33Aと不純物を含まない第1の非晶質シリコン層31Aの食刻は不要である。ソース・ドレイン配線12,21はオフセットして動作不能とならないためにゲート電極11A(半導体層33A)と一部重なって形成されるのは言うまでも無い。なお、通常は電池作用に伴う副作用を回避するためソース・ドレイン配線12,21の形成と同時に露出している走査線の一部73を含んで走査線の電極端子5も同時に形成するが、電極端子5は必須ではないので後続工程で透明導電性の電極端子5Aを直接形成しても良い。同様に蓄積容量線16の一部75を含んで番号は付与しないが蓄積容量線16の電極端子も形成するが、これは以降の説明では省略する。ソース・ドレイン配線12,21の構成としては抵抗値の制約が緩いのであれば簡素化してTa単層とすることが合理的であり、またNdを添加したAL合金では化学的電位が下がりアルカリ溶液中でのITOとの化学腐食反応が抑制されるので、この場合には中間導電層36が不要となりソース・ドレイン配線12,21の積層構造を2層構成とすることが可能で、ソース・ドレイン配線12,21の構成が若干ではあるが簡素化される。これは透明導電層であるITOに換えてIZOを採用しても同様である。
After removing the reduced
ソース・ドレイン配線12,21の形成後、ガラス基板2の全面にSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1〜0.2μm程度の透明導電層として例えばITOを被着し、図1(f)と図2(f)に示したように微細加工技術によりドレイン電極21の中間導電層36Aの一部を含んでガラス基板2上に絵素電極22を選択的に形成する。この時、画像表示部外の領域で走査線の電極端子5上と信号線の一部である電極端子6上にも透明導電層パターンを形成して透明導電性の電極端子5A,6Aとする。先述したように電極端子5を形成せず、この時に開口部63Aを含んで直接電極端子5Aを形成しても良い。なおここでは従来例と同様に透明導電性の短絡線40を設け、電極端子5A,6Aと短絡線40との間を細長いストライプ状に形成することにより高抵抗化して静電気対策用の高抵抗としている。
After the formation of the source /
引き続き、図1(g)と図2(g)に示したように絵素電極22の選択的パターン形成に用いられた感光性樹脂パターン83Aをマスクとして光を照射しながらソース・ドレイン配線12,21を陽極酸化してその表面に酸化層を形成するとともにソース・ドレイン配線12,21間に露出している第2の非晶質シリコン層33Aと厚み方向に隣接する第1の非晶質シリコン層31Aの一部を陽極酸化して絶縁層である不純物を含む酸化シリコン層66と不純物を含まない酸化シリコン層(図示せず)を形成する。この時に電極端子5A,6Aは感光性樹脂パターン83B,83Cで保護される。ソース・ドレイン配線12,21の上面にはTaが、また側面にはTa,AL及びTiの積層が露出しており、陽極酸化によってTiは半導体である酸化チタン(TiO2)68に、ALは絶縁層であるアルミナまたは酸化アルミニウム(AL2O3)69に、そしてTaは絶縁層である5酸化タンタル(Ta2O5)70に夫々変質する。酸化チタン層68は絶縁層ではないが膜厚が極めて薄く露出面積も小さいのでパシベーション上はまず問題とならないが、耐熱金属薄膜層34AもTaを選択しておくことが望ましい。しかしながらTaはTiと異なり下地の表面酸化層を吸収してオーミック接触を容易にする機能に欠ける特性に注意する必要がある。
Subsequently, as shown in FIGS. 1 (g) and 2 (g), the source /
チャネル間の不純物を含む第2の非晶質シリコン層33Aは厚み方向に全て完全に絶縁層化しないと絶縁ゲート型トランジスタのリーク電流の増大をもたらす。そこで光を照射しながら陽極酸化を実施することが陽極酸化工程の重要なポイントとなることは先行例にも開示されている。具体的には1万ルックス程度の十分強力な光を照射して絶縁ゲート型トランジスタのリーク電流がμAを越えれば、ソース・ドレイン配線12,21間のチャネル部とドレイン電極21の面積から計算して10mA/cm2程度の陽極酸化で良好な膜質を得るための電流密度が得られる。
If the second
また不純物を含む第2の非晶質シリコン層33Aを陽極酸化して絶縁層である酸化シリコン層66に変質させるに足る化成電圧100V超より10V程度、化成電圧を高く設定することで形成された不純物を含む酸化シリコン層66に接する不純物を含まない第1の非晶質シリコン層31Aの一部(100Å程度)まで不純物を含まない酸化シリコン層(図示せず)に変質させることで、チャネルの電気的な純度が高まりソース・ドレイン配線12,21間の電気的な分離は完全なものとすることができる。すなわち、絶縁ゲート型トランジスタのOFF電流が十分に減少して高いON/OFF比が得られる。
Further, the second
陽極酸化で形成される5酸化タンタル70、アルミナ69、酸化チタン68、酸化シリコン層66の各酸化層の膜厚はパシベーション絶縁層としては0.1〜0.2μm程度で十分であり、エチレングリコール等の化成液を用いて印可電圧は同じく100V超で実現する。ソース・ドレイン配線12,21の陽極酸化に当たって留意すべき事項は、図示はしないが全ての信号線12は電気的に並列または直列に形成されている必要があり、後に続く製造工程の何処かでこの直並列を解除しないとアクティブ基板2の電気検査のみならず、液晶表示装置としての実動作に支障があることは言うまでもないだろう。解除手段としてはレーザ光の照射による蒸散、またはスクライブによる機械的切除が簡易的であるが詳細な説明は省略する。
The thickness of each
絵素電極22を感光性樹脂パターン83Aで覆っておくのは絵素電極22を陽極酸化する必要が無いだけでなく、絶縁ゲート型トランジスタを経由してドレイン電極21に流れる化成電流を必要以上に大きく確保しなくて済むためである。
Covering the
最後に前記感光性樹脂パターン83A〜83Dを除去して図1(h)と図2(h)に示したようにアクティブ基板2(表示装置用半導体装置)として完成する。このようにして得られたアクティブ基板2とカラーフィルタとを貼り合わせて液晶パネル化し、本発明の実施例1が完了する。蓄積容量15の構成に関しては、図1(h)に示したように蓄積容量線16と絵素電極22とがゲート絶縁層30Bを介して平面的に重なることで(右下がり斜線部51)構成している例を例示しているが、蓄積容量15の構成はこれに限られるものではなく、絵素電極22と前段の走査線11との間にゲート絶縁層30Aを含む絶縁層を介して構成しても良い。またその他の構成も可能であるが詳細な説明は省略する。静電気対策は図1(h)に示したようにアクティブ基板2の外周に静電気対策用の透明導電層パターン40を配置し、透明導電層パターン40を透明導電性の電極端子5A,6Aに接続して構成する従来例の静電気対策でも良いが、ゲート絶縁層30A,30Bへの開口部形成工程が付与されているのでその他の静電気対策も容易である。
Finally, the
実施例1では信号線12上のみに陽極酸化層69(12)を形成して絵素電極22は導電性を保ったまま露出しているが、これでも十分な信頼性が得られる理由は液晶セルに印可される駆動信号は基本的に交流であり、カラーフィルタの対向面上に形成された対向電極14と絵素電極22との間には直流電圧成分が少なくなるように対向電極14の電圧は画像検査時に調整されるので(フリッカ低減調整)、従って信号線12上にのみ直流成分が流れないように絶縁層を形成しておけば良いと言う基本原理に基づいている。
In the first embodiment, the anodic oxide layer 69 (12) is formed only on the
実施例1では先ず絶縁ゲート型トランジスタの半導体層を形成し、次に走査線の形成工程と走査線への電気的接続のためのコンタクト(開口部)形成工程というパターン精度の低いレイヤにハーフトーン露光技術を適用して写真食刻工程の削減を行い、ソース・ドレイン配線の形成後、透明導電性の絵素電極の形成と同時にソース・ドレイン配線とチャネルを陽極酸化してその表面に絶縁層を付与することでパシベーション形成を行い4枚のフォトマスクでアクティブ基板を作製しているが、絵素電極の形成工程とソース・ドレイン配線の形成工程とを入れ替えても類似のアクティブ基板を作製する事が可能であるのでそれを実施例2として説明する。 In the first embodiment, a semiconductor layer of an insulated gate transistor is first formed, and then a halftone is formed on a layer with low pattern accuracy such as a scanning line forming step and a contact (opening) forming step for electrical connection to the scanning line. Apply photolithographic technology to reduce photo-etching process, after forming source / drain wiring, simultaneously with transparent conductive pixel electrode, source / drain wiring and channel are anodized and insulating layer on the surface The active substrate is fabricated with four photomasks by providing passivation, but a similar active substrate is fabricated even if the pixel electrode forming step and the source / drain wiring forming step are interchanged. Since this is possible, this will be described as a second embodiment.
実施例2では図3(d)と図4(d)に示したようにコンタクト形成工程、すなわち開口部63A,65A内のゲート絶縁層30A,30Bを選択的に食刻し、夫々走査線11の一部73と蓄積容量線16の一部75を露出するまでは実施例1と同一の製造工程で進行する。第1の非晶質シリコン層31の膜厚はここでも0.1μmと薄く製膜してよい。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 3D and 4D, the contact formation process, that is, the
続いて、ガラス基板2の全面にSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1〜0.2μm程度の透明導電層として例えばITOを被着し、図3(e)と図4(e)に示したように微細加工技術によりガラス基板2上に絵素電極22を選択的に形成する。この時、画像表示部外の領域で信号線の電極端子6Aと走査線の一部73を含んで走査線の電極端子55Aも同時に形成する。ここでも従来例と同様に透明導電性の短絡線40を設け、電極端子5A,6Aと短絡線40との間を細長いストライプ状に形成することにより高抵抗化して静電気対策用の高抵抗としているが、走査線の電極端子5Aと信号線の電極端子6Aは必須の構成要素ではないので省略しても支障無い。
Subsequently, for example, ITO is deposited on the entire surface of the
ソース・ドレイン配線の形成工程ではSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1μm程度の陽極酸化可能な耐熱金属層として例えばTi,Ta等の薄膜層34と、膜厚0.3μm程度の同じく陽極酸化可能な低抵抗配線層としてAL薄膜層35を順次被着する。そしてこれら2層の薄膜よりなるソース・ドレイン配線材を微細加工技術により感光性樹脂パターン87を用いて順次食刻してゲート絶縁層30A,30Bを露出し、図3(f)と図4(f)に示したように絵素電極22の一部を含んで34Aと35Aの積層よりなる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極21と同じくソース配線も兼ねる信号線12を選択的に形成し、ソース・ドレイン配線12,21の形成と同時に露出している走査線の電極端子5Aまたは走査線の一部73を含んで走査線の電極端子5と(信号線の電極端子6Aを含んで)信号線の一部よりなる電極端子6も形成する。不純物を含む第2の非晶質シリコン層33Aと不純物を含まない第1の非晶質シリコン層31Aの食刻は不要である。この時に電極端子5,6上の領域87A(黒領域)の膜厚が例えば3μmとソース・ドレイン配線12,21上の領域87B(中間調領域)の膜厚1.5μmよりも厚い感光性樹脂パターン87A,87Bをハーフトーン露光技術により形成しておくことが実施例2の重要な特徴である。
In the source / drain wiring formation process, a heat-resistant metal layer having a film thickness of about 0.1 μm and a thin film layer 34 of, for example, Ti, Ta, and the like, and a film thickness of about 0.3 μm, using a vacuum film forming apparatus such as SPT. Similarly, the AL thin film layer 35 is sequentially deposited as a low resistance wiring layer that can be anodized. Then, the source / drain wiring material composed of these two layers of thin films is sequentially etched using a
ソース・ドレイン配線12,21の形成後、酸素プラズマ等の灰化手段により上記感光性樹脂パターン87A,87Bを1.5μm以上膜減りさせると感光性樹脂パターン87Bが消失してソース・ドレイン配線12,21が露出すると共に電極端子5,6上に膜減りした感光性樹脂パターン87Cをそのまま残すことができる。上記酸素プラズマ処理で感光性樹脂パターン87Cのパターン幅が細くなっても大きなパターン寸法を有するドレイン電極も兼ねる絵素電極22と電極端子5,6の周囲に陽極酸化層が形成されるだけで、電気特性と歩留及び品質に与える影響は殆ど無いのは特筆すべき特徴である。そして図3(g)と図4(g)に示したように膜減りした感光性樹脂パターン87Cをマスクとして実施例1と同様に光を照射しながらソース・ドレイン配線12,21を陽極酸化して酸化層68,69を形成するとともにソース・ドレイン配線12,21間に露出している第2の非晶質シリコン層33Aと厚み方向に隣接する第1の非晶質シリコン層31Aの一部を陽極酸化して絶縁層である不純物を含む酸化シリコン層66と不純物を含まない酸化シリコン層(図示せず)を形成する。
After the source /
陽極酸化終了後、感光性樹脂パターン87Cを除去すると図3(h)と図4(h)に示したようにその側面に陽極酸化層を形成された低抵抗金属層35A,35Cよりなる電極端子6,5が露出する。このようにして得られたアクティブ基板2とカラーフィルタとを貼り合わせて液晶パネル化し、本発明の実施例2が完了する。蓄積容量15の構成に関しては実施例1と同一である。
After the anodic oxidation, the
実施例1と実施例2ではソース・ドレイン配線の形成工程と透明導電性の絵素電極の形成工程が独立しており、4枚のフォトマスクでアクティブ基板を作製しているが、絵素電極と走査線の形成を1枚のフォトマスクで処理することによりさらに工程削減を推進して4枚と3枚のフォトマスクでアクティブ基板を作製する事が可能であるので、それを実施例3、実施例4及び実施例5として説明する。 In Example 1 and Example 2, the source / drain wiring forming process and the transparent conductive pixel electrode forming process are independent, and an active substrate is manufactured using four photomasks. By processing the formation of the scanning line with one photomask, it is possible to further reduce the number of processes and produce an active substrate with four and three photomasks. This will be described as Example 4 and Example 5.
実施例3では先ずガラス基板2の一主面上にSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1〜0.2μm程度の透明導電層91として例えばITOと、膜厚0.1〜0.3μm程度の第1の金属層92を被着する。以降の説明で明確になるが実施例3〜実施例5においては走査線が透明導電層と金属層との積層で構成されるため、陽極酸化では走査線の側面に絶縁層を形成することは不可能である。そこで絶縁層には電着より有機絶縁層を形成するので走査線材料としては透明導電層であるITOと電池反応を生じないような第1の金属層として例えばCr,Ta,Mo等の高融点金属あるいはそれらの合金やシリサイドが選ばれる。低抵抗化のためにALを採用するならば耐熱性のあるAL(Nd)合金の単層が最もシンプルで、次にTaを介在させてTa/AL(Zr,Hf)さらにはTa/Al/Taの積層と構成が複雑になる。
In Example 3, first, as a transparent
次にガラス基板2の全面にPCVD装置を用いてゲート絶縁層となる第1のSiNx層30、不純物をほとんど含まず絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる第1の非晶質シリコン層31、及びソース・ドレインとなる不純物を含む第2の非晶質シリコン層33と3種類の薄膜層を例えば、0.3−0.2−0.05μm程度の膜厚で順次被着し、そして微細加工技術により図5(a)と図6(a)に示したように第2の非晶質シリコン層33Aと第1の非晶質シリコン層31Aとの積層よりなる半導体層領域を選択的に形成してゲート絶縁層30を露出する。
Next, a
続いて図5(b)と図6(b)に示したようにゲート電極11Aも兼ねる走査線11上の領域82Aの膜厚が例えば2μmで、透明導電層91Bと第1の金属層92Bとの積層よりなる擬似絵素電極93と、透明導電層91Aと第1の金属層92Aとの積層よりなる擬似電極端子94及び透明導電層91Cと第1の金属層92Cとの積層よりなる擬似電極端子95に対応した感光性樹脂パターン82Bの膜厚1μmより厚い感光性樹脂パターン82A,82Bをハーフトーン露光技術により形成し、感光性樹脂パターン82A,82Bをマスクとしてゲート絶縁層30及び第1の金属層92に加えて透明導電層91をも順次除去してガラス基板2を露出する。
Subsequently, as shown in FIGS. 5B and 6B, the film thickness of the
このようにしてゲート電極11Aも兼ねる走査線11と擬似絵素電極93と擬似電極端子94,95に対応した多層膜パターンを得た後、続いて酸素プラズマ等の灰化手段により上記感光性樹脂パターン82A,82Bを1μm以上膜減りさせると図5(c)と図6(c)に示したように感光性樹脂パターン82Bが消失し、擬似絵素電極93上と擬似電極端子94,95上のゲート絶縁層30A〜30Cが露出すると共に走査線11上にのみ膜減りした感光性樹脂パターン82Cをそのまま残すことができる。上記酸素プラズマ処理では後続のソース・ドレイン配線の形成工程におけるマスク合わせ精度が低下しないように異方性を強めてパターン寸法の変化を抑制することが望ましいことは既に述べた通りである。あるいはレジストパターンの寸法変化量を見込んでレジストパターン82Aのパターン寸法をあらかじめ大きく設計しても良い。
Thus, after obtaining a multilayer film pattern corresponding to the
続いて図6(c)に示したようにゲート電極11Aの側面に有機絶縁層76を形成する。このためには図16に示した接続パターン78に鋭い刃先を有する鰐口クリップ等の接続手段を用いて接続パターン78上の感光性樹脂パターン82C(78)を突き破り走査線11に+(プラス)電位を与えるようにするが電着液の組成によっては−(マイナス)電位を与えても良い。そして有機絶縁層として例えば電着電圧数Vで0.3μmの膜厚を有するポリイミド樹脂層を形成する。擬似絵素電極93は電気的に孤立しているので擬似絵素電極93の周囲には有機絶縁層76は形成されない。
Subsequently, as shown in FIG. 6C, an organic insulating
引き続き図5(d)と図6(d)に示したように膜減りした感光性樹脂パターン82Cをマスクとしてゲート絶縁層30A〜30Cと第1の金属層92A〜92Cを順次除去して透明導電層91A〜91Cを露出すると夫々透明導電層よりなる走査線の電極端子5Aと絵素電極22と信号線の電極端子6Aが得られる。
Subsequently, as shown in FIGS. 5D and 6D, the
前記感光性樹脂パターン82Cを除去した後、ソース・ドレイン配線の形成工程ではSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1μm程度の耐熱金属層として例えばTi,Ta等の薄膜層34と、膜厚0.3μm程度の低抵抗配線層としてAL薄膜層35を順次被着する。そして微細加工技術により感光性樹脂パターンを用いて図5(e)と図6(e)に示したように絵素電極22の一部を含んで34Aと35Aとの積層よりなる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極21と信号線の電極端子6Aの一部を含んで同じくソース電極も兼ねる信号線12を選択的に形成してゲート絶縁層30Aを露出するが、ここでは従来例と同様に第2の非晶質シリコン層33A及び第1の非晶質シリコン層31Aを順次食刻し、第1の非晶質シリコン層31Aは0.05〜0.1μm程度残して食刻する。走査線の電極端子5Aと信号線の電極端子6Aは絵素電極22と同様にソース・ドレイン配線12,21の食刻が終るとガラス基板2上に露出して形成されることが理解されよう。なおソース・ドレイン配線12,21の構成としては抵抗値の制約が緩いのであれば簡素化してTa,Cr,MoW合金等の単層とすることも可能である。
After removing the
ソース・ドレイン配線12,21の形成後、ガラス基板2の全面に透明性の絶縁層としてPCVD装置を用いて0.3μm程度の膜厚の第2のSiNx層を被着してパシベーション絶縁層37とし、図5(f)と図6(f)に示したように透明導電性の絵素電極22上と透明導電性の電極端子5A,6A上にそれぞれ開口部38,63,64を形成し、各開口部内のパシベーション絶縁層を選択的に除去して絵素電極22と電極端子5A,6Aの大部分を露出する。
After the formation of the source /
このようにして得られたアクティブ基板2とカラーフィルタとを貼り合わせて液晶パネル化し、本発明の実施例3が完了する。蓄積容量15の構成に関しては図5(f)に示したように、ソース・ドレイン配線12,21と同時に絵素電極22の一部を含んで形成された蓄積電極72と前段の走査線11に設けられた突起部とがゲート絶縁層30Aを介して平面的に重なることで構成している例(右下がり斜線部52)を例示しているが、蓄積容量15の構成はこれに限られるものではなく、実施例1と同じように走査線11と同時に形成される蓄積容量線16と絵素電極22との間にゲート絶縁層30Bを含む絶縁層を介して構成しても良い。静電気対策線40は実施例1、実施例2と同一である。
The
実施例3では走査線の電極端子と信号線の電極端子を共に透明導電層で構成したが、走査線の一部である透明導電性の電極端子5A上にソース・ドレイン配線材と同一の金属性の電極端子5と信号線12の一部をソース・ドレイン配線材と同一の金属性の電極端子6とすることも可能であり、必要に応じてパターン設計を行えば良い。
In Example 3, the electrode terminal of the scanning line and the electrode terminal of the signal line are both formed of a transparent conductive layer, but the same metal as the source / drain wiring material is formed on the transparent
実施例3ではコンタクト形成時に透明導電性の絵素電極22がガラス基板2上に露出するので、ソース・ドレイン配線12,21の形成時に耐熱金属層34にピンホールが発生すると低抵抗金属層35にアルミニウムを用いた場合、ソース・ドレイン配線12,21の形成のための感光性樹脂の現像工程においてアルカリ性現像液がピンホールを介してアルミニウムと透明導電層であるITOとの電池反応を生じてITOが消失することが公知である。この電池効果を回避するためにはITOに換えてIZOを採用する、あるいはアルミニウムにニオジウム(Nd)を数%添加する等の材料的な対策が有効であるが、次に述べる実施例4では透明導電層が露出する時期を製造工程の最後とすることでアルミニウムとITOとの化学反応を回避するプロセス的な対応も可能である。
In Example 3, the transparent
実施例4では図7(c)と図8(c)に示したように擬似絵素電極93と擬似電極端子94,95上のゲート絶縁層30A〜30Cを露出すると共に走査線11上にのみ膜減りした感光性樹脂パターン82Cをそのまま残し、ゲート電極11Aの側面に有機絶縁層76を形成するまでは実施例3と同一の製造工程で進行する。
In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 7C and 8C, the pseudo
続いて図7(d)と図8(d)に示したように膜減りした感光性樹脂パターン82Cをマスクとしてゲート絶縁層30A〜30Cを除去して第1の金属層92A〜92Cを露出すると夫々走査線の擬似電極端子94と擬似絵素電極93と信号線の擬似電極端子95が得られる。
Subsequently, as shown in FIGS. 7D and 8D, the
前記感光性樹脂パターン82Cを除去した後、ソース・ドレイン配線の形成工程ではSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1μm程度の耐熱金属層として例えばTi,Ta等の薄膜層34と、膜厚0.3μm程度の低抵抗配線層としてAL薄膜層35を順次被着する。そして微細加工技術により感光性樹脂パターンを用いて図7(e)と図8(e)に示したように擬似絵素電極93の一部を含んで34Aと35Aとの積層よりなる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極21と信号線の擬似電極端子95の一部を含んで同じくソース電極も兼ねる信号線12を選択的にして形成ゲート絶縁層30Aを露出するが、ここでは従来例と同様に第2の非晶質シリコン層33A及び第1の非晶質シリコン層31Aを順次食刻し、第1の非晶質シリコン層31Aは0.05〜0.1μm程度残して食刻する。走査線の擬似電極端子94と信号線の擬似電極端子95は擬似絵素電極93と同様にソース・ドレイン配線12,21の食刻が終るとガラス基板2上に露出して形成されることが理解されよう。なおソース・ドレイン配線12,21の構成としては抵抗値の制約が緩いのであれば簡素化してTa,Cr,MoW等の単層とすることも可能である。
After removing the
ソース・ドレイン配線12,21の形成後、ガラス基板2の全面に透明性の絶縁層としてPCVD装置を用いて0.3μm程度の膜厚の第2のSiNx層を被着してパシベーション絶縁層37とし、図7(f)と図8(f)に示したように擬似絵素電極93上と走査線の擬似電極端子94上と信号線の擬似電極端子95上にそれぞれ開口部38,63,64を形成し、各開口部内のパシベーション絶縁層と第1の金属層92A〜92Cを選択的に除去して透明導性の絵素電極22と透明導性の電極端子5A,6Aの大部分を露出する。
After the formation of the source /
このようにして得られたアクティブ基板2とカラーフィルタとを貼り合わせて液晶パネル化し、本発明の実施例4が完了する。蓄積容量15の構成に関しては図7(f)に示したように、ソース・ドレイン配線12,21と同時に擬似絵素電極93の一部を含んで形成された蓄積電極72と前段の走査線11に設けられた突起部とがゲート絶縁層30Aを介して平面的に重なることで構成している例(右下がり斜線部52)を例示している。
The
実施例3と実施例4では走査線の形成工程とコンタクトの形成工程とをハーフトーン露光技術により1枚のフォトマスクで処理して製造工程の削減を推進しているが、パシベーション絶縁層には従来通りのSiNxを用いているのでアクティブ基板の製造には4枚のフォトマスクが必要である。SiNxを用いたパシベーション形成に代えて実施例2のようにソース・ドレイン配線材に陽極酸化可能な金属薄膜を用い、ソース・ドレイン配線の形成時に陽極酸化により絶縁性の陽極酸化層を形成してソース・ドレイン配線のパシベーション形成を行うことが可能であり、チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタでは同時にチャネル表面に酸化シリコン層を形成してチャネルのパシベーション形成を行うことも可能であり、これによって写真食刻工程数の削減も推進されるのでそれを実施例5として説明する。 In Example 3 and Example 4, the scanning line forming process and the contact forming process are processed with a single photomask by the halftone exposure technique to promote the reduction of the manufacturing process. Since conventional SiNx is used, four photomasks are required for manufacturing the active substrate. Instead of the passivation using SiNx, a metal thin film capable of anodization is used for the source / drain wiring material as in Example 2, and an insulating anodic oxidation layer is formed by anodic oxidation when forming the source / drain wiring. It is possible to form passivation of source / drain wiring, and in channel-etched insulated gate transistors, it is also possible to form a silicon oxide layer on the surface of the channel and form the passivation of the channel. Since the reduction of the number of etching steps is also promoted, this will be described as Example 5.
実施例5では図9(d)と図10(d)に示したように膜減りした感光性樹脂パターン82Cをマスクとして第2の非晶質シリコン層33A〜33Cと第1の非晶質シリコン層31A〜31Cとゲート絶縁層30A〜30Cと第1の金属層92A〜92Cを順次除去して透明導電層91A〜91Cを露出し、夫々透明導電層よりなる走査線の一部5Aと絵素電極22と信号線の電極端子6Aを得るまでは実施例3とほぼ同一の製造工程で進行する。ただし後述する理由で電極端子6A(擬似電極端子95)は必ずしも必要ではなく、また第1の非晶質シリコン層31の膜厚は0.1μmと薄く製膜してよい。
In the fifth embodiment, the second
続いてソース・ドレイン配線の形成工程ではSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1μm程度の陽極酸化可能な耐熱金属層として例えばTi,Ta等の薄膜層34と、膜厚0.3μm程度の同じく陽極酸化可能な低抵抗配線層としてAL薄膜層35を順次被着する。そしてこれら2層の薄膜よりなるソース・ドレイン配線材を微細加工技術により感光性樹脂パターン87A,87Bを用いて順次食刻してゲート絶縁層30Aを露出し、図9(e)と図10(e)に示したように絵素電極22の一部を含んで34Aと35Aの積層よりなる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極21とソース配線も兼ねる信号線12を選択的に形成し、ソース・ドレイン配線12,21の形成と同時に露出している走査線の一部5Aを含んで走査線の電極端子5と信号線の一部よりなる電極端子6も形成する。すなわち実施例4のように擬似電極端子95は必ずしも必要ではない。なお不純物を含む第2の非晶質シリコン層33Aと不純物を含まない第1の非晶質シリコン層31Aの食刻は不要である。この時に実施例2と同様に電極端子5,6上の領域87Aの膜厚が例えば3μmとソース・ドレイン配線12,21上の領域87Bの膜厚1.5μmよりも厚い感光性樹脂パターン87A,87Bをハーフトーン露光技術により形成しておくことが実施例5の重要な特徴である。電極端子5,6に対応した87Aの最小寸法は数10μmと大きく、フォトマスク製作もまたその仕上がり寸法管理も極めて容易であるが、信号線12に対応した領域87Bの最小寸法は4〜8μmと比較的寸法精度が高いので中間調領域としては細いパターンを必要とする。しかしながら従来例で説明したように1回の露光処理と2回の食刻処理で形成するソース・ドレイン配線12,21と比較すると本発明のソース・ドレイン配線12,21は1回の露光処理と1回の食刻処理で形成されるためにパターン幅の変動する要因が少なく、ソース・ドレイン配線12,21の寸法管理も、ソース・ドレイン配線12,21間すなわちチャネル長の寸法管理も従来のハーフトーン露光技術よりはパターン精度の管理が容易である。
Subsequently, in the source / drain wiring formation process, a heat-resistant metal layer having a thickness of about 0.1 μm, for example, a thin film layer 34 of Ti, Ta, etc., and a film thickness of 0. The AL thin film layer 35 is sequentially deposited as a low resistance wiring layer of about 3 μm that can also be anodized. Then, the source / drain wiring material composed of these two thin films is sequentially etched using the
ソース・ドレイン配線12,21の形成後、酸素プラズマ等の灰化手段により上記感光性樹脂パターン87A,87Bを1.5μm以上膜減りさせると感光性樹脂パターン87Bが消失してソース・ドレイン配線12,21と蓄積電極72が露出すると共に電極端子5,6上にのみ膜減りした感光性樹脂パターン87Cをそのまま残すことができる。上記酸素プラズマ処理で感光性樹脂パターン87Cのパターン幅が細くなっても大きなパターン寸法を有する電極端子5,6の周囲に陽極酸化層が形成されるだけで、液晶表示装置の電気特性と歩留及び品質に与える影響は殆ど無いのは特筆すべき特徴である。そして感光性樹脂パターン87Cをマスクとして光を照射しながら図9(f)と図10(f)に示したようにソース・ドレイン配線12,21を陽極酸化して酸化層68,69を形成するとともにソース・ドレイン配線12,21間に露出している第2の非晶質シリコン層33Aと厚み方向に隣接する第1の非晶質シリコン層31Aの一部を陽極酸化して絶縁層である不純物を含む酸化シリコン層66と不純物を含まない酸化シリコン層(図示せず)を形成する。
After the formation of the source /
陽極酸化終了後、感光性樹脂パターン87Cを除去すると図9(g)と図10(g)に示したようにその側面に陽極酸化層を形成された低抵抗薄膜層35Aよりなる電極端子5,6が露出する。走査線の電極端子5の側面は静電気対策用の高抵抗短絡線40(91C)を経由して陽極酸化電流が流れるので信号線の電極端子6と比べると側面に形成された陽極酸化層の厚みは薄くなることを理解されたい。なおソース・ドレイン配線12,21の構成としては抵抗値の制約が緩いのであれば簡素化して陽極酸化可能なTa単層とすることも可能である。このようにして得られたアクティブ基板2とカラーフィルタとを貼り合わせて液晶パネル化し、本発明の実施例5が完了する。蓄積容量15の構成に関しては実施例3と同一である。
When the
実施例5ではこのように、ソース・ドレイン配線12,21とソース・ドレイン配線12,21間に露出している第2の非晶質シリコン層33Aの陽極酸化時にドレイン電極21と電気的に繋がっている絵素電極22も露出しているために絵素電極22も同時に陽極酸化される点が実施例1と大きく異なる。このため絵素電極22を構成する透明導電層の膜質によっては陽極酸化によって抵抗値の増大することもあり、その場合には透明導電層の製膜条件を適宜変更して酸素不足の膜質としておく必要があるが陽極酸化で透明導電層の透明度が低下することはない。また、ドレイン電極21と絵素電極22と蓄積電極72を陽極酸化するための電流も絶縁ゲート型トランジスタのチャネルを通って供給されるが、絵素電極22の面積が大きいために大きな化成電流または長時間の化成が必要となり、いくら強い外光を照射してもチャネル部の抵抗が障害となり、ドレイン電極21と蓄積電極72上に信号線12上と同等の膜質と膜厚の陽極酸化層69を形成することは化成時間の延長だけでは対応困難である。しかしながらドレイン配線21上に形成される陽極酸化層69が多少不完全であっても実用上は支障の無い信頼性が得られることが多い。なぜならば先述したように基本的には信号線12上にのみ直流成分が流れないように絶縁層を形成しておけば良いからである。
In the fifth embodiment, the
実施例5では電極端子5,6は信号線12と同一の金属材で構成したが、実施例3のように擬似電極端子94,95を導入して信号線12が透明導電性の電極端子6Aの一部を含んで形成されれば透明導電性の電極端子5A,6Aを具備させる事も容易である。この場合はソース・ドレイン配線の形成にハーフトーン露光技術を採用する必要はないが、透明導電性の電極端子5A,6Aの抵抗値の増大には留意する必要がある。なお、走査線の一部5A及び信号線12下に形成された透明導電性のパターン6A(91C)と短絡線40とを接続する透明導電層パターンはその形状を細長い線状とすることで静電気対策における高抵抗配線とすることが可能であるが、その他の導電性部材を用いた静電気対策も勿論可能である。
In the fifth embodiment, the
以上説明した液晶表示装置はTN型の液晶セルを用いたものであったが、絵素電極とは所定の距離を隔てて形成された一対の対向電極と絵素電極とで横方向の電界を制御するIPS(In−Plain−Swticing)方式の液晶表示装置においても本発明で提案する工程削減は有用であるので、それを以降の実施例で説明する。 The liquid crystal display device described above uses a TN type liquid crystal cell. However, a horizontal electric field is generated between a pair of counter electrodes and a pixel electrode formed at a predetermined distance from the pixel electrode. The process reduction proposed in the present invention is also useful in a liquid crystal display device of an IPS (In-Plain-Switting) system to be controlled, and will be described in the following examples.
実施例6では従来例と同様に先ずガラス基板2の一主面上にSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1〜0.3μm程度の第1の金属層92として例えばCr,Ta,Mo等あるいはそれらの合金やシリサイドを被着する。さらにガラス基板2の全面にPCVD装置を用いてゲート絶縁層となる第1のSiNx層30、不純物をほとんど含まず絶縁ゲート型トランジスタのチャネルとなる第1の非晶質シリコン層31、及びソース・ドレインとなる不純物を含む第2の非晶質シリコン層33と3種類の薄膜層を例えば、0.3−0.2−0.05μm程度の膜厚で順次被着し、そして微細加工技術により図11(a)と図12(a)に示したように第2の非晶質シリコン層33Aと第1の非晶質シリコン層31Aとの積層よりなる半導体層領域を選択的に形成してゲート絶縁層30を露出する。
In Example 6, as in the conventional example, first, a
次に図11(b)と図12(b)に示したようにコンタクト形成領域84Bである開口部63A,65Aの膜厚が例えば1μmで、ゲート電極11Aも兼ねる走査線11と蓄積容量線も兼ねる対向電極16に対応した領域84A上の膜厚2μmより薄い感光性樹脂パターン84A,84Bをハーフトーン露光技術により形成し、感光性樹脂パターン84A,84Bをマスクとしてゲート絶縁層30及び第1の金属層を順次除去してガラス基板2を露出する。
Next, as shown in FIGS. 11B and 12B, the
続いて酸素プラズマ等の灰化手段により上記感光性樹脂パターン84A,84Bを1μm以上膜減りさせると、図11(c)と図12(c)に示したように感光性樹脂パターン84Bが消失して開口部63A,65A内には夫々ゲート絶縁層30A,30Bが露出する共に走査線11と対向電極16上に膜減りした感光性樹脂パターン84Cをそのまま残すことができる。
Subsequently, when the
引き続き図11(c)に示したようにゲート電極11Aと対向電極16の側面に絶縁層76を形成する。このためには図17に示したように走査線11(対向電極16も同様であるがここでは図示を略す)を並列に束ねる配線77とガラス基板2の外周部で電着または陽極酸化時に電位を与えるための接続パターン78が必要であり、さらにプラズマCVDによる非晶質シリコン層31,33とシリコン窒化層30,32の適当なマスク手段を用いた製膜領域79が接続パターン78より内側に限定され、少なくとも接続パターン78が露出している必要がある。接続パターン78に鋭い刃先を有する鰐口クリップ等の接続手段を用いて接続パターン78上の感光性樹脂パターン84C(78)を突き破り走査線11に電位を与えて電着または陽極酸化を行い、絶縁層76には有機絶縁層または陽極酸化層の何れかを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 11C, an insulating
さらに図11(d)と図12(d)に示したように膜減りした感光性樹脂パターン84Cをマスクとして開口部63A,65A内のゲート絶縁層30A,30Bを食刻して夫々走査線11の一部73と対向電極16の一部75を露出する。
Further, as shown in FIGS. 11D and 12D, the
前記感光性樹脂パターン84Cを除去した後、ソース・ドレイン配線の形成工程ではSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1μm程度の耐熱金属層として例えばTi,Ta等の耐熱金属薄膜層34と、膜厚0.3μm程度の低抵抗配線層としてAL薄膜層35を順次被着する。そして図11(e)と図12(e)に示したように、これら2層の薄膜よりなるソース・ドレイン配線材を微細加工技術により感光性樹脂パターンを用いて順次食刻して34Aと35Aの積層よりなり絵素電極となる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極21とソース配線も兼ねる信号線12を選択的に形成するが、ここでは従来例と同様に第2の非晶質シリコン層33A及び第1の非晶質シリコン層31Aを順次食刻し、第1の非晶質シリコン層31Aは0.05〜0.1μm程度残して食刻する。なお、ソース・ドレイン配線12,21の形成と同時に画像表示部外の領域で開口部63A内の走査線11の一部73を含んで走査線の電極端子5と信号線12の一部よりなる電極端子6も同時に形成する。なおここでもソース・ドレイン配線12,21の構成としては抵抗値の制約が緩いのであれば簡素化してTa,Cr,Mo等の単層とすることも可能である。
After the
ソース・ドレイン配線12,21の形成後は、従来の5枚マスク・プロセスと同様にガラス基板2の全面に透明性の絶縁層として0.3μm程度の膜厚の第2のSiNx層を被着してパシベーション絶縁層37とし、図11(f)と図12(f)に示したように走査線11と信号線12の電極端子5,6上にそれぞれ開口部63,64を選択的に形成して電極端子5,6の大部分を露出し、アクティブ基板2として完成する。
After the source /
このようにして得られたアクティブ基板2とカラーフィルタとを貼り合わせて液晶パネル化し、本発明の実施例6が完了する。IPS型の液晶表示装置では以上の説明からも明らかなようにアクティ基板2上に透明導電性の絵素電極22は不要であり、したがってソース・ドレイン配線上の中間導電層36Aも不要となる。積容量15の構成に関しては対向電極(蓄積容量線)16と絵素電極(ドレイン電極)21とがゲート絶縁層30Bを介して構成している(右下がり斜線部50)例を図11(f)に例示しているが、蓄積容量15の構成はこれに限られるものではなく、絵素電極21と前段の走査線11との間にゲート絶縁層30Aを含む絶縁層を介して構成しても良い。なお、図11(f)において走査線の電極端子5と信号線の電極端子6との間を高抵抗性部材、例えばOFF状態の絶縁ゲート型トランジスタや細長い導電性線路で接続する静電気対策は特に図示しなかったが、開口部63Aが設けられ走査線11の一部73を露出する工程が付与されているので高抵抗性の部位を用いた静電気対策は容易である。
The
実施例6ではアクティブ基板2のパシベーションに従来例と同様にPCVD装置を用いて作製したシリコン窒化層(SiNx)が採用されているので現存する量産工場においてプロセスの変更点が少なく導入が容易となるメリットが大きいが、ここでも実施例2及び実施例5と同様にソース・ドレイン配線の陽極酸化によるパシベーション技術を付与することによって更なる工程削減と低コスト化が可能で、それを実施例7として説明する。
In the sixth embodiment, the silicon nitride layer (SiNx) produced by using the PCVD apparatus is employed for the passivation of the
実施例7では図13(d)と図14(d)に示したように膜減りした感光性樹脂パターン84Cをマスクとして開口部63A,65A内のゲート絶縁層30A,30Bを食刻して夫々走査線11の一部73と対向電極16の一部75を露出するまでは実施例6とほぼ同一の製造工程で進行する。ただし、第1の非晶質シリコン層31の膜厚は0.1μmと薄く製膜してよい。
In Example 7, the
続いてソース・ドレイン配線12,21の形成工程ではSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1μm程度の陽極酸化可能な耐熱金属層として例えばTi,Ta等の耐熱金属薄膜層34を、そして膜厚0.3μm程度の同じく陽極酸化可能な低抵抗配線層としてAL薄膜層35を順次被着する。そして図13(e)と図14(e)に示したようにこれら2層の薄膜よりなるソース・ドレイン配線材を微細加工技術により感光性樹脂パターン87A,87Bを用いて順次食刻して34Aと35Aの積層よりなり絵素電極となる絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極21とソース電極も兼ねる信号線12を選択的に形成する。不純物を含む第2の非晶質シリコン層33Aと不純物を含まない第1の非晶質シリコン層31Aの食刻は不要である。ソース・ドレイン配線12,21の形成と同時に開口部63A内の走査線11の一部73を含んで走査線の電極端子5と信号線の一部よりなる電極端子6も同時に形成するが、この時に実施例5と同様に電極端子5,6上の領域87A(5),87A(6)の膜厚が例えば3μmとソース・ドレイン配線12,21に対応した領域87B(12),87B(21)の膜厚1.5μmよりも厚い感光性樹脂パターン87A,87Bをハーフトーン露光技術により形成する。
Subsequently, in the process of forming the source /
ソース・ドレイン配線12,21の形成後、酸素プラズマ等の灰化手段により上記感光性樹脂パターン87A,87Bを1.5μm以上膜減りさせると感光性樹脂パターン87Bが消失してソース・ドレイン配線12,21が露出すると共に電極端子5上と電極端子6上にのみ膜減りした感光性樹脂パターン87C(5),87C(6)をそのまま残すことができる。そこで図13(f)と図14(f)に示したように感光性樹脂パターン87C(5),87C(6)をマスクとして光を照射しながらソース・ドレイン配線12,21を陽極酸化してその表面に陽極酸化層69,68を形成するとともに、ソース・ドレイン配線12,21間に露出している第2の非晶質シリコン層33Aと第1の非晶質シリコン層31Aの一部を陽極酸化して絶縁層である不純物を含む酸化シリコン層66と不純物を含まない酸化シリコン層(図示せず)を形成する。
After the formation of the source /
陽極酸化終了後、感光性樹脂パターン感光性樹脂パターン87C(5),87C(6)を除去すると図13(g)と図14(g)に示したように低抵抗薄膜層35A,35Cよりなる電極端子5と電極端子6が露出する。信号線12の電極端子6の側面には信号線12と同様に陽極酸化層69,68が形成されているが、走査線の電極端子5の側面には陽極酸化層は形成されていない点に注意されたい。これは走査線の電極端子5を独立させて陽極酸化したためで、実施例5のように静電気対策のために抵抗性部材で走査線の電極端子5と信号線の電極端子6とを接続して陽極酸化すると、走査線の電極端子5の側面にもわずかではあるが陽極酸化層が形成される。抵抗性部材としてはIPS型液晶表示装置の場合透明導電層が不要なので走査線材料、信号線材料および半導体層の何れかが必要であるが、走査線11への接続のための開口部63Aが存在するので何れを選択するにも制約は無いが詳細な説明は省略する。このようにして得られたアクティブ基板2とカラーフィルタとを貼り合わせて液晶パネル化し、本発明の実施例7が完了する。蓄積容量15の構成に関しては対向電極(蓄積容量線)16と絵素電極(ドレイン電極)21とがゲート絶縁層30Bを介して構成している(右下がり斜線部50)例を図13(g)に例示している。
After the anodic oxidation, the
1:液晶パネル
2:アクティブ基板(ガラス基板)
3:半導体集積回路チップ
4:TCPフィルム
5:走査線の電極端子
6:信号線の電極端子
9:カラーフィルタ(対向するガラス基板)
10:絶縁ゲート型トランジスタ
11:走査線
11A:(ゲート配線、ゲート電極)
12:信号線(ソース配線、ソース電極)
16:蓄積容量線(IPS型においては対向電極)
17:液晶
19:偏光板
20:配向膜
21:ドレイン電極(IPS型液晶表示装置においては絵素電極)
22:(透明導電性の)絵素電極
30,30A,30B,30C:ゲート絶縁層(第1のSiNx層)
31,31A,31B,31C:(不純物を含まない)第1の非晶質シリコン層
32,32A,32B,32C:第2のSiNx層
32D:チャネル保護絶縁層(エッチストップ層)
33,33A,33B,33C:(不純物を含む)第2の非晶質シリコン層
34,34A:(陽極酸化可能な)耐熱金属層
35,35A:(陽極酸化可能な)低抵抗金属層(AL)
36,36A:(陽極酸化可能な)中間導電層
37:パシベーション絶縁層
50,51,52:蓄積容量形成領域
62:(ドレイン電極上の)開口部
63,63A:(走査線上の)開口部
64,64A:(信号線上の)開口部
65,65A:(対向電極上の)開口部
66:不純物を含む酸化シリコン層
68:陽極酸化層(酸化チタン,TiO2)
69:陽極酸化層(アルミナ,Al2O3)
70:陽極酸化層(5酸化タンタル、Ta2O5)
72:蓄積電極
73:走査線の一部
75:蓄積容量線の一部
76:走査線の側面に形成された絶縁層
81A,81B,82A,82B,84A,84B,87A,87B
:(ハーフトーン露光で形成された)感光性樹脂パターン
83A:(絵素電極形成のための通常の)感光性樹脂パターン
91:透明導電層
92:第1の金属層
1: Liquid crystal panel 2: Active substrate (glass substrate)
3: Semiconductor integrated circuit chip 4: TCP film 5: Scanning line electrode terminal 6: Signal line electrode terminal 9: Color filter (opposing glass substrate)
10: Insulated gate transistor 11: Scanning
12: Signal line (source wiring, source electrode)
16: Storage capacitor line (counter electrode in IPS type)
17: Liquid crystal
19: Polarizing plate 20: Alignment film 21: Drain electrode (pixel electrode in IPS liquid crystal display device)
22: (transparent conductive)
31, 31A, 31B, 31C: first amorphous silicon layer (without impurities) 32, 32A, 32B, 32C: second SiNx layer 32D: channel protective insulating layer (etch stop layer)
33, 33A, 33B, 33C: second amorphous silicon layer (including impurities) 34, 34A: refractory metal layer (anodizable) 35, 35A: low resistance metal layer (AL) )
36, 36A: (Anodically oxidizable) intermediate conductive layer 37:
69: Anodized layer (alumina, Al2O3)
70: Anodized layer (tantalum pentoxide, Ta2O5)
72: Storage electrode 73: Part of the scanning line 75: Part of the storage capacitor line 76: Insulating layer formed on the side surface of the
: Photosensitive resin pattern (formed by halftone exposure) 83A: Photosensitive resin pattern (ordinary for pixel electrode formation) 91: Transparent conductive layer 92: First metal layer
Claims (16)
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に1層以上の第1の金属層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線が形成され、
前記走査線上に1層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に前記ゲート絶縁層よりもわずかに小さい不純物を含まない第1の半導体層が島状に形成され、
前記第1の半導体層上に一対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に走査線の一部が露出し、
前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上に耐熱金属層を含んで1層以上の陽極酸化可能な金属層よりなるソース(信号線)・ドレイン配線と、前記開口部を含んで同じく走査線の電極端子が形成され、
前記ドレイン配線の一部上と第1の透明性絶縁基板上に透明導電性の絵素電極と、画像表示部外の領域で信号線上に透明導電性の電極端子が形成され、
前記ドレイン配線の絵素電極と重なった領域と信号線の電極端子領域を除いてソース・ドレイン配線の表面に陽極酸化層が形成され、
前記ソース・ドレイン配線間の第1の半導体層上に酸化シリコン層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 Two unit picture elements each having at least an insulated gate transistor, a scanning line also serving as a gate electrode of the insulated gate transistor, a signal line also serving as a source wiring, and a picture element electrode connected to the drain wiring on one main surface. A liquid crystal display device in which a liquid crystal is filled between a first transparent insulating substrate arranged in a three-dimensional matrix and a second transparent insulating substrate or a color filter facing the first transparent insulating substrate. In
A scanning line comprising at least one first metal layer on one main surface of the first transparent insulating substrate and having an insulating layer on its side surface is formed,
One or more gate insulating layers are formed on the scanning lines;
A first semiconductor layer that does not contain impurities slightly smaller than the gate insulating layer is formed in an island shape over the gate insulating layer on the gate electrode,
A second semiconductor layer including a pair of impurities is formed on the first semiconductor layer;
An opening is formed in the gate insulating layer on the scanning line in a region outside the image display portion, and a part of the scanning line is exposed in the opening,
Source (signal line) / drain wiring comprising one or more anodizable metal layers including a refractory metal layer on the second semiconductor layer and the first transparent insulating substrate, and the opening. Similarly, the electrode terminal of the scanning line is formed,
A transparent conductive pixel electrode is formed on a part of the drain wiring and the first transparent insulating substrate, and a transparent conductive electrode terminal is formed on the signal line in a region outside the image display unit,
An anodic oxide layer is formed on the surface of the source / drain wiring except for the area overlapping the pixel electrode of the drain wiring and the electrode terminal area of the signal line,
A liquid crystal display device, wherein a silicon oxide layer is formed on a first semiconductor layer between the source / drain wirings.
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に1層以上の第1の金属層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線と透明導電性の絵素電極が形成され、
前記走査線上に1層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に前記ゲート絶縁層よりもわずかに小さい不純物を含まない第1の半導体層が島状に形成され、
前記第1の半導体層上に一対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて開口部内に走査線の一部が露出し、
前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上に耐熱金属層を含んで1層以上の陽極酸化可能な金属層よりなるソース配線(信号線)と、前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上と前記絵素電極の一部上に同じくドレイン配線と、前記開口部を含んで同じく走査線の電極端子と、信号線の一部よりなる信号線の電極端子が形成され、
前記信号線の電極端子上を除いてソース・ドレイン配線の表面に陽極酸化層が形成され、
前記ソース・ドレイン配線間の第1の半導体層上に酸化シリコン層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 Two unit picture elements each having at least an insulated gate transistor, a scanning line also serving as a gate electrode of the insulated gate transistor, a signal line also serving as a source wiring, and a picture element electrode connected to the drain wiring on one main surface. A liquid crystal display device in which a liquid crystal is filled between a first transparent insulating substrate arranged in a three-dimensional matrix and a second transparent insulating substrate or a color filter facing the first transparent insulating substrate. In
A scanning line comprising at least one first metal layer on one main surface of the first transparent insulating substrate and having an insulating layer on its side surface and a transparent conductive pixel electrode are formed,
One or more gate insulating layers are formed on the scanning lines;
A first semiconductor layer that does not contain impurities slightly smaller than the gate insulating layer is formed in an island shape over the gate insulating layer on the gate electrode,
A second semiconductor layer including a pair of impurities is formed on the first semiconductor layer;
An opening is formed in the gate insulating layer on the scanning line in a region outside the image display portion, and a part of the scanning line is exposed in the opening,
A source wiring (signal line) made of one or more anodizable metal layers including a heat-resistant metal layer on the second semiconductor layer and the first transparent insulating substrate; and on the second semiconductor layer Also on the first transparent insulating substrate and on part of the pixel electrode, the drain wiring, the electrode terminal of the scanning line including the opening, and the electrode terminal of the signal line comprising a part of the signal line Formed,
An anodic oxidation layer is formed on the surface of the source / drain wiring except on the electrode terminal of the signal line,
A liquid crystal display device, wherein a silicon oxide layer is formed on a first semiconductor layer between the source / drain wirings.
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層と第1の金属層との積層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線と、透明導電性の絵素電極と信号線の電極端子が形成され、
前記走査線上に1層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に前記ゲート絶縁層よりもわずかに小さい不純物を含まない第1の半導体層が島状に形成され、
前記第1の半導体層上に一対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成され、前記開口部内のゲート絶縁層と第1の金属層が除去されて走査線の電極端子となる透明導電層が露出し、
前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上と前記信号線の電極端子の一部上に耐熱金属層を含んで1層以上の第2の金属層よりなるソース配線(信号線)と、前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上と前記絵素電極の一部上に同じくドレイン配線が形成され、
前記絵素電極上と、前記走査線と信号線の電極端子上に開口部を有するパシベーション絶縁層が前記第1の透明性絶縁基板上に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 Two unit picture elements each having at least an insulated gate transistor, a scanning line also serving as a gate electrode of the insulated gate transistor, a signal line also serving as a source wiring, and a picture element electrode connected to the drain wiring on one main surface. A liquid crystal display device in which a liquid crystal is filled between a first transparent insulating substrate arranged in a three-dimensional matrix and a second transparent insulating substrate or a color filter facing the first transparent insulating substrate. In
A scanning line comprising a laminate of a transparent conductive layer and a first metal layer on at least one main surface of the first transparent insulating substrate and having an insulating layer on its side surface; a transparent conductive pixel electrode; and a signal line Electrode terminals are formed,
One or more gate insulating layers are formed on the scanning lines;
A first semiconductor layer that does not contain impurities slightly smaller than the gate insulating layer is formed in an island shape over the gate insulating layer on the gate electrode,
A second semiconductor layer including a pair of impurities is formed on the first semiconductor layer;
An opening is formed in the gate insulating layer on the scanning line in a region outside the image display portion, and the transparent insulating layer serving as the electrode terminal of the scanning line is exposed by removing the gate insulating layer and the first metal layer in the opening. ,
A source wiring (signal line) including one or more second metal layers including a refractory metal layer on the second semiconductor layer, the first transparent insulating substrate, and a part of the electrode terminal of the signal line. ), Drain wiring is also formed on the second semiconductor layer, the first transparent insulating substrate, and a part of the pixel electrode,
A liquid crystal display device, wherein a passivation insulating layer having openings on the pixel electrodes and on the electrode terminals of the scanning lines and signal lines is formed on the first transparent insulating substrate.
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層と第1の金属層との積層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線と、その周辺に第1の金属層を積層された透明導電性の絵素電極と、同じくその周辺に第1の金属層を積層された透明導電性の信号線の電極端子が形成され、
前記走査線上に1層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に前記ゲート絶縁層よりもわずかに小さい不純物を含まない第1の半導体層が島状に形成され、
前記第1の半導体層上に一対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成され、前記開口部内のゲート絶縁層と第1の金属層が除去されて走査線の電極端子となる透明導電層が露出し、
前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上と前記信号線の電極端子の周辺の第1の金属層の一部上に耐熱金属層を含んで1層以上の第2の金属層よりなるソース配線(信号線)と、前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上と前記絵素電極の周辺の第1の金属層の一部上に同じくドレイン配線が形成され、
前記透明導電性の絵素電極上と、前記透明導電性の走査線と信号線の電極端子上に開口部を有するパシベーション絶縁層が前記第1の透明性絶縁基板上に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 Two unit picture elements each having at least an insulated gate transistor, a scanning line also serving as a gate electrode of the insulated gate transistor, a signal line also serving as a source wiring, and a picture element electrode connected to the drain wiring on one main surface. A liquid crystal display device in which a liquid crystal is filled between a first transparent insulating substrate arranged in a three-dimensional matrix and a second transparent insulating substrate or a color filter facing the first transparent insulating substrate. In
A scanning line comprising a transparent conductive layer and a first metal layer on at least one main surface of the first transparent insulating substrate and having an insulating layer on its side surface, and a first metal layer on the periphery thereof. The transparent conductive picture element electrode and the electrode terminal of the transparent conductive signal line formed by laminating the first metal layer on the periphery thereof are formed,
One or more gate insulating layers are formed on the scanning lines;
A first semiconductor layer that does not contain impurities slightly smaller than the gate insulating layer is formed in an island shape over the gate insulating layer on the gate electrode,
A second semiconductor layer including a pair of impurities is formed on the first semiconductor layer;
An opening is formed in the gate insulating layer on the scanning line in a region outside the image display portion, and the transparent insulating layer serving as the electrode terminal of the scanning line is exposed by removing the gate insulating layer and the first metal layer in the opening. ,
One or more second metals including a refractory metal layer on the second semiconductor layer, on the first transparent insulating substrate, and on a part of the first metal layer around the electrode terminal of the signal line. Similarly, a drain wiring is formed on the source wiring (signal line) composed of layers, on the second semiconductor layer, on the first transparent insulating substrate, and on a part of the first metal layer around the pixel electrode. And
A passivation insulating layer having openings on the transparent conductive pixel electrodes and on the electrode terminals of the transparent conductive scanning lines and signal lines is formed on the first transparent insulating substrate. A characteristic liquid crystal display device.
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層と第1の金属層との積層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線と透明導電性の絵素電極が形成され、
前記走査線上に1層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に前記ゲート絶縁層よりもわずかに小さい不純物を含まない第1の半導体層が島状に形成され、
前記第1の半導体層上に一対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成され、前記開口部内のゲート絶縁層と第1の金属層が除去されて走査線の一部である透明導電層が露出し、
前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上に耐熱金属層を含んで1層以上の陽極酸化可能な金属層よりなるソース配線(信号線)と、前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上と前記絵素電極の一部上に同じくドレイン配線と、前記開口部を含んで同じく走査線の電極端子と、信号線の一部よりなる信号線の電極端子が形成され、
前記信号線の電極端子上を除いてソース・ドレイン配線の表面に陽極酸化層が形成され、
前記ソース・ドレイン配線間の第1の半導体層上に酸化シリコン層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 Two unit picture elements each having at least an insulated gate transistor, a scanning line also serving as a gate electrode of the insulated gate transistor, a signal line also serving as a source wiring, and a picture element electrode connected to the drain wiring on one main surface. A liquid crystal display device in which a liquid crystal is filled between a first transparent insulating substrate arranged in a three-dimensional matrix and a second transparent insulating substrate or a color filter facing the first transparent insulating substrate. In
A scanning line comprising a transparent conductive layer and a first metal layer on at least one main surface of the first transparent insulating substrate and having an insulating layer on its side surface and a transparent conductive pixel electrode are formed,
One or more gate insulating layers are formed on the scanning lines;
A first semiconductor layer that does not contain impurities slightly smaller than the gate insulating layer is formed in an island shape over the gate insulating layer on the gate electrode,
A second semiconductor layer including a pair of impurities is formed on the first semiconductor layer;
An opening is formed in the gate insulating layer on the scanning line in a region outside the image display portion, and the gate insulating layer and the first metal layer in the opening are removed to expose the transparent conductive layer that is part of the scanning line. ,
A source wiring (signal line) made of one or more anodizable metal layers including a heat-resistant metal layer on the second semiconductor layer and the first transparent insulating substrate; and on the second semiconductor layer Also on the first transparent insulating substrate and on part of the pixel electrode, the drain wiring, the electrode terminal of the scanning line including the opening, and the electrode terminal of the signal line comprising a part of the signal line Formed,
An anodic oxidation layer is formed on the surface of the source / drain wiring except on the electrode terminal of the signal line,
A liquid crystal display device, wherein a silicon oxide layer is formed on a first semiconductor layer between the source / drain wirings.
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に1層以上の第1の金属層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線と対向電極が形成され、
前記走査線上と対向電極上に1層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に前記ゲート絶縁層よりもわずかに小さい不純物を含まない第1の半導体層が島状に形成され、
前記第1の半導体層上に一対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて走査線の一部が露出し、
前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上に耐熱金属層を含んで1層以上の第2の金属層よりなるソース配線(信号線)・ドレイン配線(絵素電極)と、前記開口部を含んで同じく走査線の電極端子と、画像表示部外の領域で信号線の一部よりなる信号線の電極端子が形成され、
前記走査線と信号線の電極端子上に開口部を有するパシベーション絶縁層が前記第1の透明性絶縁基板上に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 At least an insulated gate transistor on one main surface, a scanning line also serving as a gate electrode of the insulated gate transistor and a signal line also serving as a source line, a pixel electrode connected to a drain of the insulated gate transistor, A first transparent insulating substrate in which unit picture elements each having a counter electrode formed at a predetermined distance from the pixel electrode are arranged in a two-dimensional matrix, and opposed to the first transparent insulating substrate In a liquid crystal display device in which liquid crystal is filled between the second transparent insulating substrate or the color filter,
A scanning line and a counter electrode, which are composed of at least one first metal layer on one main surface of the first transparent insulating substrate and have an insulating layer on its side surface, are formed,
One or more gate insulating layers are formed on the scanning line and the counter electrode,
A first semiconductor layer that does not contain impurities slightly smaller than the gate insulating layer is formed in an island shape over the gate insulating layer on the gate electrode,
A second semiconductor layer including a pair of impurities is formed on the first semiconductor layer;
An opening is formed in the gate insulating layer on the scanning line in a region outside the image display part, and a part of the scanning line is exposed,
A source wiring (signal line) / drain wiring (picture element electrode) composed of one or more second metal layers including a refractory metal layer on the second semiconductor layer and the first transparent insulating substrate; Similarly, the electrode terminal of the scanning line including the opening, and the electrode terminal of the signal line formed of a part of the signal line in the region outside the image display unit,
A liquid crystal display device, wherein a passivation insulating layer having openings on electrode terminals of the scanning lines and signal lines is formed on the first transparent insulating substrate.
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に1層以上の第1の金属層よりなりその側面に絶縁層を有する走査線と対向電極が形成され、
前記走査線上と対向電極上に1層以上のゲート絶縁層が形成され、
ゲート電極上のゲート絶縁層上に前記ゲート絶縁層よりもわずかに小さい不純物を含まない第1の半導体層が島状に形成され、
前記第1の半導体層上に一対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
画像表示部外の領域で走査線上のゲート絶縁層に開口部が形成されて走査線の一部が露出し、
前記第2の半導体層上と第1の透明性絶縁基板上に耐熱金属層を含んで1層以上の陽極酸化可能な金属層よりなるソース配線(信号線)・ドレイン配線(絵素電極)と、前記開口部を含んで同じく走査線の電極端子と、画像表示部外の領域で信号線の一部よりなる信号線の電極端子が形成され、
前記信号線の電極端子上を除いてソース・ドレイン配線上に陽極酸化層が形成され、
前記ソース・ドレイン配線間の第1の半導体層上に酸化シリコン層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 At least an insulated gate transistor on one main surface, a scanning line also serving as a gate electrode of the insulated gate transistor and a signal line also serving as a source line, a pixel electrode connected to a drain of the insulated gate transistor, A first transparent insulating substrate in which unit picture elements each having a counter electrode formed at a predetermined distance from the pixel electrode are arranged in a two-dimensional matrix, and opposed to the first transparent insulating substrate In a liquid crystal display device in which liquid crystal is filled between the second transparent insulating substrate or the color filter,
A scanning line and a counter electrode, which are composed of at least one first metal layer on one main surface of the first transparent insulating substrate and have an insulating layer on its side surface, are formed,
One or more gate insulating layers are formed on the scanning line and the counter electrode,
A first semiconductor layer that does not contain impurities slightly smaller than the gate insulating layer is formed in an island shape over the gate insulating layer on the gate electrode,
A second semiconductor layer including a pair of impurities is formed on the first semiconductor layer;
An opening is formed in the gate insulating layer on the scanning line in a region outside the image display part, and a part of the scanning line is exposed,
A source wiring (signal line) / drain wiring (picture element electrode) made of one or more anodizable metal layers including a refractory metal layer on the second semiconductor layer and the first transparent insulating substrate; The electrode terminal of the scanning line, including the opening, and the electrode terminal of the signal line formed of a part of the signal line in the region outside the image display unit are formed,
An anodized layer is formed on the source / drain wiring except on the electrode terminal of the signal line,
A liquid crystal display device, wherein a silicon oxide layer is formed on a first semiconductor layer between the source / drain wirings.
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に1層以上の第1の金属層と1層以上のゲート絶縁層と不純物を含まない第1の非晶質シリコン層と不純物を含む第2の非晶質シリコン層を順次被着する工程と、
半導体層形成領域に第2の非晶質シリコン層と第1の非晶質シリコン層を島状に形成してゲート絶縁層を露出する工程と、
走査線に対応し、画像表示部外の領域で走査線のコンタクト形成領域上の膜厚が他の領域よりも薄い感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして少なくとも前記ゲート絶縁層と第1の金属層を順次食刻する工程と、
前記感光性樹脂パターンの膜厚を減少してコンタクト形成領域のゲート絶縁層を露出する工程と、
走査線の側面に絶縁層を形成する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性樹脂パターンをマスクとして前記コンタクト領域のゲート絶縁層を食刻して走査線の一部を露出する工程と、
耐熱金属層を含んで1層以上の陽極酸化可能な金属層を被着後、微細加工技術により陽極酸化可能な金属層を選択的に除去してゲート電極と一部重なるようにソース(信号線)・ドレイン配線と、前記走査線の一部を含んで走査線の電極端子を形成する工程と、
前記第1の透明性絶縁基板上とドレイン配線の一部上に透明導電性の絵素電極と、画像表示部外の領域で信号線上に透明導電性の電極端子と、前記走査線の電極端子上に透明導電性の電極端子を形成する工程と、
前記絵素電極と電極端子の選択的パターン形成に用いられた感光性樹脂パターンをマスクとして透明導電性の絵素電極と透明導電性の電極端子を保護しながらソース・ドレイン配線とソース・ドレイン配線間の非晶質シリコン層を陽極酸化する工程を有する液晶表示装置の製造方法。 Two unit picture elements each having at least an insulated gate transistor, a scanning line also serving as a gate electrode of the insulated gate transistor, a signal line also serving as a source wiring, and a picture element electrode connected to the drain wiring on one main surface. A liquid crystal display device in which a liquid crystal is filled between a first transparent insulating substrate arranged in a three-dimensional matrix and a second transparent insulating substrate or a color filter facing the first transparent insulating substrate. In
At least one first metal layer, one or more gate insulating layers, a first amorphous silicon layer not containing impurities, and a second containing impurities on at least one main surface of the first transparent insulating substrate. Sequentially depositing the amorphous silicon layers;
Forming a second amorphous silicon layer and a first amorphous silicon layer in an island shape in the semiconductor layer formation region to expose the gate insulating layer;
A step of forming a photosensitive resin pattern corresponding to the scanning line and having a film thickness on the contact formation region of the scanning line that is thinner than other regions in a region outside the image display unit;
Sequentially etching at least the gate insulating layer and the first metal layer using the photosensitive resin pattern as a mask;
Reducing the film thickness of the photosensitive resin pattern to expose the gate insulating layer in the contact formation region; and
Forming an insulating layer on a side surface of the scanning line;
Etching the gate insulating layer of the contact region using the photosensitive resin pattern having a reduced thickness as a mask to expose a part of the scanning line; and
After depositing one or more anodizable metal layers including a refractory metal layer, the source layer (signal line) is selectively removed by microfabrication technology so as to partially overlap the gate electrode. A step of forming an electrode terminal of the scanning line including a part of the scanning line;
A transparent conductive pixel electrode on the first transparent insulating substrate and a part of the drain wiring, a transparent conductive electrode terminal on the signal line in a region outside the image display unit, and an electrode terminal of the scanning line Forming a transparent conductive electrode terminal thereon;
Source / drain wiring and source / drain wiring while protecting the transparent conductive pixel electrode and transparent conductive electrode terminal using the photosensitive resin pattern used for selective pattern formation of the pixel electrode and electrode terminal as a mask A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising a step of anodizing an amorphous silicon layer therebetween.
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に1層以上の第1の金属層と1層以上のゲート絶縁層と不純物を含まない第1の非晶質シリコン層と不純物を含む第2の非晶質シリコン層を順次被着する工程と、
半導体層形成領域に第2の非晶質シリコン層と第1の非晶質シリコン層を島状に形成してゲート絶縁層を露出する工程と、
走査線に対応し、画像表示部外の領域で走査線のコンタクト形成領域上の膜厚が他の領域よりも薄い感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして少なくとも前記ゲート絶縁層と第1の金属層を順次食刻する工程と、
前記感光性樹脂パターンの膜厚を減少してコンタクト形成領域のゲート絶縁層を露出する工程と、
走査線の側面に絶縁層を形成する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性樹脂パターンをマスクとして前記コンタクト領域のゲート絶縁層を食刻して走査線の一部を露出する工程と、
前記第1の透明性絶縁基板上に少なくとも透明導電性の絵素電極を形成する工程と、
耐熱金属層を含んで1層以上の陽極酸化可能な金属層を被着後、ゲート電極と一部重なるようにソース配線(信号線)と、同じく絵素電極の一部を含んでドレイン配線と、同じく前記走査線の一部を含んで走査線の電極端子と、画像表示部外の領域で信号線の一部よりなる信号線の電極端子に対応し、走査線と信号線の電極端子上の膜厚が他の領域よりも厚い感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして陽極酸化可能な金属層を選択的に除去してソース・ドレイン配線と、走査線と信号線の電極端子を形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンの膜厚を減少して前記ソース・ドレイン配線を露出する工程と、
前記電極端子上を保護しながらソース・ドレイン配線とソース・ドレイン配線間の非晶質シリコン層を陽極酸化する工程を有する液晶表示装置の製造方法。 Two unit picture elements each having at least an insulated gate transistor, a scanning line also serving as a gate electrode of the insulated gate transistor, a signal line also serving as a source wiring, and a picture element electrode connected to the drain wiring on one main surface. A liquid crystal display device in which a liquid crystal is filled between a first transparent insulating substrate arranged in a three-dimensional matrix and a second transparent insulating substrate or a color filter facing the first transparent insulating substrate. In
At least one first metal layer, one or more gate insulating layers, a first amorphous silicon layer not containing impurities, and a second containing impurities on at least one main surface of the first transparent insulating substrate. Sequentially depositing the amorphous silicon layers;
Forming a second amorphous silicon layer and a first amorphous silicon layer in an island shape in the semiconductor layer formation region to expose the gate insulating layer;
A step of forming a photosensitive resin pattern corresponding to the scanning line and having a film thickness on the contact formation region of the scanning line that is thinner than other regions in a region outside the image display unit;
Sequentially etching at least the gate insulating layer and the first metal layer using the photosensitive resin pattern as a mask;
Reducing the film thickness of the photosensitive resin pattern to expose the gate insulating layer in the contact formation region; and
Forming an insulating layer on a side surface of the scanning line;
Etching the gate insulating layer of the contact region using the photosensitive resin pattern having a reduced thickness as a mask to expose a part of the scanning line; and
Forming at least a transparent conductive pixel electrode on the first transparent insulating substrate;
After depositing one or more anodizable metal layers including a refractory metal layer, a source wiring (signal line) so as to partially overlap the gate electrode, and a drain wiring including a part of the pixel electrode, And corresponding to the electrode terminal of the scanning line including a part of the scanning line and the electrode terminal of the signal line formed of a part of the signal line in the region outside the image display portion, on the electrode terminal of the scanning line and the signal line. Forming a photosensitive resin pattern whose film thickness is thicker than other regions;
Selectively removing an anodizable metal layer using the photosensitive resin pattern as a mask to form source / drain wirings, and scanning and signal line electrode terminals;
Reducing the film thickness of the photosensitive resin pattern to expose the source / drain wiring;
A method of manufacturing a liquid crystal display device comprising a step of anodizing a source / drain wiring and an amorphous silicon layer between the source / drain wiring while protecting the electrode terminal.
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層と第1の金属層と1層以上のゲート絶縁層と不純物を含まない第1の非晶質シリコン層と不純物を含む第2の非晶質シリコン層を順次被着する工程と、
半導体層形成領域に第2の非晶質シリコン層と第1の非晶質シリコン層を島状に形成してゲート絶縁層を露出する工程と、
走査線と絵素電極及び走査線と信号線の電極端子に対応し、絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線と信号線の電極端子形成領域上の膜厚が他の領域よりも薄い感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして少なくとも前記ゲート絶縁層と第1の金属層と透明導電層を順次食刻する工程と、
前記感光性樹脂パターンの膜厚を減少して絵素電極上と走査線と信号線の電極端子形成領域上のゲート絶縁層を露出する工程と、
走査線の側面に絶縁層を形成する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性樹脂パターンをマスクとして絵素電極上と走査線と信号線の電極端子上のゲート絶縁層と第1の金属層を食刻して透明導電性の絵素電極と透明導電性の走査線の電極端子と信号線の電極端子を露出する工程と、
耐熱金属層を含んで1層以上の第2の金属層を被着後、微細加工技術により第2の金属層と第2の非晶質シリコン層を選択的に除去してゲート電極と一部重なるように信号線の電極端子の一部を含んでソース配線(信号線)と、同じく絵素電極の一部を含んでドレイン配線を形成する工程と、
前記透明導電性の絵素電極上及び透明導電性の走査線と信号線の電極端子上に開口部を有するパシベーション絶縁層を前記第1の透明性絶縁基板上に形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法。 Two unit picture elements each having at least an insulated gate transistor, a scanning line also serving as a gate electrode of the insulated gate transistor, a signal line also serving as a source wiring, and a picture element electrode connected to the drain wiring on one main surface. A liquid crystal display device in which a liquid crystal is filled between a first transparent insulating substrate arranged in a three-dimensional matrix and a second transparent insulating substrate or a color filter facing the first transparent insulating substrate. In
A transparent conductive layer, a first metal layer, one or more gate insulating layers, a first amorphous silicon layer containing no impurities, and a second containing impurities on at least one main surface of the first transparent insulating substrate. Sequentially depositing the amorphous silicon layers;
Forming a second amorphous silicon layer and a first amorphous silicon layer in an island shape in the semiconductor layer formation region to expose the gate insulating layer;
Corresponding to the electrode terminals of the scanning line and the pixel electrode and the scanning line and the signal line, the film thickness on the electrode terminal forming area of the scanning line and the signal line in the area outside the image display part and the image display part is larger than that in the other areas Forming a thin photosensitive resin pattern,
Etching at least the gate insulating layer, the first metal layer, and the transparent conductive layer sequentially using the photosensitive resin pattern as a mask;
Reducing the film thickness of the photosensitive resin pattern to expose the gate insulating layer on the pixel electrode and on the electrode terminal formation region of the scanning line and the signal line;
Forming an insulating layer on a side surface of the scanning line;
The transparent conductive picture element is etched by etching the gate insulating layer and the first metal layer on the picture element electrode, the scanning line, and the electrode terminal of the signal line using the photosensitive resin pattern having the reduced thickness as a mask. Exposing the electrode and the electrode terminal of the transparent conductive scanning line and the electrode terminal of the signal line;
After depositing one or more second metal layers including the refractory metal layer, the second metal layer and the second amorphous silicon layer are selectively removed by a microfabrication technique to partially remove the gate electrode Forming a source wiring (signal line) including a part of the electrode terminal of the signal line so as to overlap, and forming a drain wiring also including a part of the pixel electrode;
Forming a passivation insulating layer having openings on the transparent conductive picture element electrodes and on the electrode terminals of the transparent conductive scanning lines and signal lines on the first transparent insulating substrate; Manufacturing method.
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層と第1の金属層と1層以上のゲート絶縁層と不純物を含まない第1の非晶質シリコン層と不純物を含む第2の非晶質シリコン層を順次被着する工程と、
半導体層形成領域に第2の非晶質シリコン層と第1の非晶質シリコン層を島状に形成してゲート絶縁層を露出する工程と、
走査線と絵素電極及び走査線と信号線の電極端子に対応し、絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線と信号線の電極端子形成領域上の膜厚が他の領域よりも薄い感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして少なくとも前記ゲート絶縁層と第1の金属層と透明導電層を順次食刻する工程と、
前記感光性樹脂パターンの膜厚を減少して絵素電極上と走査線と信号線の電極端子形成領域上のゲート絶縁層を露出する工程と、
走査線の側面に絶縁層を形成する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性樹脂パターンをマスクとして絵素電極上と走査線と信号線の電極端子上のゲート絶縁層を食刻して透明導電層と第1の金属層との積層よりなる擬似絵素電極と走査線と信号線の擬似電極端子を露出する工程と、
耐熱金属層を含んで1層以上の第2の金属層を被着後、微細加工技術により第2の金属層と第2の非晶質シリコン層を選択的に除去してゲート電極と一部重なるように信号線の擬似電極端子の一部を含んでソース配線(信号線)と、同じく擬似絵素電極の一部を含んでドレイン配線を形成する工程と、
前記擬似絵素電極上及び擬似電極端子上に開口部を有するパシベーション絶縁層を前記第1の透明性絶縁基板上に形成する工程と、
前記開口部内の第1の金属層を除去する工程を有する液晶表示装置の製造方法。 Two unit picture elements each having at least an insulated gate transistor, a scanning line also serving as a gate electrode of the insulated gate transistor, a signal line also serving as a source wiring, and a picture element electrode connected to the drain wiring on one main surface. A liquid crystal display device in which a liquid crystal is filled between a first transparent insulating substrate arranged in a three-dimensional matrix and a second transparent insulating substrate or a color filter facing the first transparent insulating substrate. In
A transparent conductive layer, a first metal layer, one or more gate insulating layers, a first amorphous silicon layer containing no impurities, and a second containing impurities on at least one main surface of the first transparent insulating substrate. Sequentially depositing the amorphous silicon layers;
Forming a second amorphous silicon layer and a first amorphous silicon layer in an island shape in the semiconductor layer formation region to expose the gate insulating layer;
Corresponding to the electrode terminals of the scanning line and the pixel electrode and the scanning line and the signal line, the film thickness on the electrode terminal forming area of the scanning line and the signal line in the area outside the image display part and the image display part is larger than that in the other areas Forming a thin photosensitive resin pattern,
Etching at least the gate insulating layer, the first metal layer, and the transparent conductive layer sequentially using the photosensitive resin pattern as a mask;
Reducing the film thickness of the photosensitive resin pattern to expose the gate insulating layer on the pixel electrode and on the electrode terminal formation region of the scanning line and the signal line;
Forming an insulating layer on a side surface of the scanning line;
The transparent conductive layer and the first metal layer are stacked by etching the gate insulating layer on the picture element electrode and on the electrode terminal of the scanning line and the signal line using the photosensitive resin pattern having the reduced thickness as a mask. Exposing the pseudo picture element electrode and the pseudo electrode terminal of the scanning line and the signal line,
After depositing one or more second metal layers including the refractory metal layer, the second metal layer and the second amorphous silicon layer are selectively removed by a microfabrication technique to partially remove the gate electrode Forming a source wiring (signal line) including a part of the pseudo electrode terminal of the signal line so as to overlap, and forming a drain wiring also including a part of the pseudo pixel electrode;
Forming a passivation insulating layer having an opening on the pseudo-pixel electrode and the pseudo-electrode terminal on the first transparent insulating substrate;
A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising a step of removing the first metal layer in the opening.
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層と第1の金属層と1層以上のゲート絶縁層と不純物を含まない第1の非晶質シリコン層と不純物を含む第2の非晶質シリコン層を順次被着する工程と、
半導体層形成領域に第2の非晶質シリコン層と第1の非晶質シリコン層を島状に形成してゲート絶縁層を露出する工程と、
走査線と絵素電極及び走査線の電極端子に対応し、絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線のコンタクト形成領域上の膜厚が他の領域よりも薄い感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして少なくとも前記ゲート絶縁層と第1の金属層と透明導電層を順次食刻する工程と、
前記感光性樹脂パターンの膜厚を減少して絵素電極上と走査線のコンタクト形成領域のゲート絶縁層を露出する工程と、
走査線の側面に絶縁層を形成する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性樹脂パターンをマスクとして絵素電極上と走査線のコンタクト領域のゲート絶縁層と第1の金属層を食刻して透明導電性の絵素電極と走査線の一部を露出する工程と、
耐熱金属層を含んで1層以上の陽極酸化可能な金属層を被着後、ゲート電極と一部重なるようにソース配線(信号線)と、同じく絵素電極の一部を含んでドレイン配線と、同じく前記走査線の一部を含んで走査線の電極端子と、画像表示部外の領域で信号線の一部よりなる信号線の電極端子に対応し、走査線と信号線の電極端子上の膜厚が他の領域よりも厚い感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして陽極酸化可能な金属層を選択的に除去してソース・ドレイン配線と、走査線と信号線の電極端子を形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンの膜厚を減少して前記ソース・ドレイン配線を露出する工程と、
前記電極端子上を保護しながらソース・ドレイン配線とソース・ドレイン配線間の非晶質シリコン層を陽極酸化する工程を有する液晶表示装置の製造方法。 Two unit picture elements each having at least an insulated gate transistor, a scanning line also serving as a gate electrode of the insulated gate transistor, a signal line also serving as a source wiring, and a picture element electrode connected to the drain wiring on one main surface. A liquid crystal display device in which a liquid crystal is filled between a first transparent insulating substrate arranged in a three-dimensional matrix and a second transparent insulating substrate or a color filter facing the first transparent insulating substrate. In
A transparent conductive layer, a first metal layer, one or more gate insulating layers, a first amorphous silicon layer containing no impurities, and a second containing impurities on at least one main surface of the first transparent insulating substrate. Sequentially depositing the amorphous silicon layers;
Forming a second amorphous silicon layer and a first amorphous silicon layer in an island shape in the semiconductor layer formation region to expose the gate insulating layer;
A photosensitive resin pattern corresponding to the scanning line, the pixel electrode, and the electrode terminal of the scanning line, with a thinner film thickness on the contact formation area of the scanning line on the pixel electrode and in the area outside the image display area than other areas. Forming, and
Etching at least the gate insulating layer, the first metal layer, and the transparent conductive layer sequentially using the photosensitive resin pattern as a mask;
Reducing the film thickness of the photosensitive resin pattern to expose the gate insulating layer on the pixel electrode and the contact formation region of the scanning line;
Forming an insulating layer on a side surface of the scanning line;
The transparent conductive pixel electrode and the scanning line are etched by etching the gate insulating layer and the first metal layer on the pixel electrode, the contact region of the scanning line, using the photosensitive resin pattern having the reduced thickness as a mask. A step of exposing a portion of
After depositing one or more anodizable metal layers including a refractory metal layer, a source wiring (signal line) so as to partially overlap the gate electrode, and a drain wiring including a part of the pixel electrode, And corresponding to the electrode terminal of the scanning line including a part of the scanning line and the electrode terminal of the signal line formed of a part of the signal line in the region outside the image display portion, on the electrode terminal of the scanning line and the signal line. Forming a photosensitive resin pattern whose film thickness is thicker than other regions;
Selectively removing an anodizable metal layer using the photosensitive resin pattern as a mask to form source / drain wirings, and scanning and signal line electrode terminals;
Reducing the film thickness of the photosensitive resin pattern to expose the source / drain wiring;
A method of manufacturing a liquid crystal display device comprising a step of anodizing a source / drain wiring and an amorphous silicon layer between the source / drain wiring while protecting the electrode terminal.
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に1層以上の第1の金属層と1層以上のゲート絶縁層と不純物を含まない第1の非晶質シリコン層と不純物を含む第2の非晶質シリコン層を順次被着する工程と、
半導体層形成領域に第2の非晶質シリコン層と第1の非晶質シリコン層を島状に形成してゲート絶縁層を露出する工程と、
走査線と対向電極に対応し、画像表示部外の領域で走査線のコンタクト形成領域上の膜厚が他の領域よりも薄い感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして少なくとも前記ゲート絶縁層と第1の金属層を順次食刻する工程と、
前記感光性樹脂パターンの膜厚を減少して前記コンタクト形成領域のゲート絶縁層を露出する工程と、
走査線と対向電極の側面に絶縁層を形成する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性樹脂パターンをマスクとして前記コンタクト領域のゲート絶縁層を食刻して走査線の一部を露出する工程と、
耐熱金属層を含んで1層以上の第2の金属層を被着後、微細加工技術により第2の金属層と第2の非晶質シリコン層を選択的に除去してゲート電極と一部重なるようにソース配線(信号線)・ドレイン配線(絵素電極)と、前記走査線の一部を含んで走査線の電極端子と、画像表示部外の領域で信号線の一部よりなる信号線の電極端子を形成する工程と、
走査線と信号線の電極端子上に開口部を有するパシベーション絶縁層を前記第1の透明性絶縁基板上に形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法。 At least an insulated gate transistor on one main surface, a scanning line also serving as a gate electrode of the insulated gate transistor and a signal line also serving as a source line, a pixel electrode connected to a drain of the insulated gate transistor, A first transparent insulating substrate in which unit picture elements each having a counter electrode formed at a predetermined distance from the pixel electrode are arranged in a two-dimensional matrix, and opposed to the first transparent insulating substrate In a liquid crystal display device in which liquid crystal is filled between the second transparent insulating substrate or the color filter,
At least one first metal layer, one or more gate insulating layers, a first amorphous silicon layer not containing impurities, and a second containing impurities on at least one main surface of the first transparent insulating substrate. Sequentially depositing the amorphous silicon layers;
Forming a second amorphous silicon layer and a first amorphous silicon layer in an island shape in the semiconductor layer formation region to expose the gate insulating layer;
A step of forming a photosensitive resin pattern corresponding to the scanning line and the counter electrode and having a film thickness on the contact formation region of the scanning line that is thinner than other regions in the region outside the image display unit;
Sequentially etching at least the gate insulating layer and the first metal layer using the photosensitive resin pattern as a mask;
Reducing the film thickness of the photosensitive resin pattern to expose the gate insulating layer in the contact formation region; and
Forming an insulating layer on the side surfaces of the scanning line and the counter electrode;
Etching the gate insulating layer of the contact region using the photosensitive resin pattern having a reduced thickness as a mask to expose a part of the scanning line; and
After depositing one or more second metal layers including the refractory metal layer, the second metal layer and the second amorphous silicon layer are selectively removed by a microfabrication technique to partially remove the gate electrode A source line (signal line) / drain line (pixel electrode) so as to overlap, an electrode terminal of the scan line including a part of the scan line, and a signal composed of a part of the signal line in an area outside the image display unit Forming a wire electrode terminal;
A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising: forming a passivation insulating layer having openings on electrode terminals of scanning lines and signal lines on the first transparent insulating substrate.
少なくとも第1の透明性絶縁基板の一主面上に1層以上の第1の金属層と1層以上のゲート絶縁層と不純物を含まない第1の非晶質シリコン層と不純物を含む第2の非晶質シリコン層を順次被着する工程と、
半導体層形成領域に第2の非晶質シリコン層と第1の非晶質シリコン層を島状に形成してゲート絶縁層を露出する工程と、
走査線と対向電極に対応し、画像表示部外の領域で走査線のコンタクト形成領域上の膜厚が他の領域よりも薄い感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして少なくとも前記ゲート絶縁層と第1の金属層を順次食刻する工程と、
前記感光性樹脂パターンの膜厚を減少してコンタクト形成領域のゲート絶縁層を露出する工程と、
走査線と対向電極の側面に絶縁層を形成する工程と、
前記膜厚を減ぜられた感光性樹脂パターンをマスクとして前記コンタクト領域のゲート絶縁層を食刻して走査線の一部を露出する工程と、
耐熱金属層を含んで1層以上の陽極酸化可能な金属層を被着後、ゲート電極と一部重なるようにソース配線(信号線)・ドレイン配線(絵素電極)と、前記走査線の一部を含んで走査線の電極端子と、信号線の一部よりなる信号線の電極端子に対応し、前記電極端子上の膜厚が他の領域よりも厚い感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンをマスクとして陽極酸化可能な金属層を選択的に除去してソース・ドレイン配線と、走査線と信号線の電極端子を形成する工程と、
前記感光性樹脂パターンの膜厚を減少して前記ソース・ドレイン配線を露出する工程と、
前記電極端子上を保護しながらソース・ドレイン配線とソース・ドレイン配線間の非晶質シリコン層を陽極酸化する工程を有する液晶表示装置の製造方法。
At least an insulated gate transistor on one main surface, a scanning line also serving as a gate electrode of the insulated gate transistor and a signal line also serving as a source line, a pixel electrode connected to a drain of the insulated gate transistor, A first transparent insulating substrate in which unit picture elements each having a counter electrode formed at a predetermined distance from the pixel electrode are arranged in a two-dimensional matrix, and opposed to the first transparent insulating substrate In a liquid crystal display device in which liquid crystal is filled between the second transparent insulating substrate or the color filter,
At least one first metal layer, one or more gate insulating layers, a first amorphous silicon layer not containing impurities, and a second containing impurities on at least one main surface of the first transparent insulating substrate. Sequentially depositing the amorphous silicon layers;
Forming a second amorphous silicon layer and a first amorphous silicon layer in an island shape in the semiconductor layer formation region to expose the gate insulating layer;
A step of forming a photosensitive resin pattern corresponding to the scanning line and the counter electrode and having a film thickness on the contact formation region of the scanning line that is thinner than other regions in the region outside the image display unit;
Sequentially etching at least the gate insulating layer and the first metal layer using the photosensitive resin pattern as a mask;
Reducing the film thickness of the photosensitive resin pattern to expose the gate insulating layer in the contact formation region; and
Forming an insulating layer on the side surfaces of the scanning line and the counter electrode;
Etching the gate insulating layer of the contact region using the photosensitive resin pattern having a reduced thickness as a mask to expose a part of the scanning line; and
After depositing one or more anodizable metal layers including a refractory metal layer, a source wiring (signal line) / drain wiring (pixel electrode) and one of the scanning lines so as to partially overlap the gate electrode Forming a photosensitive resin pattern including a portion corresponding to the electrode terminal of the scanning line and the electrode terminal of the signal line formed of a part of the signal line, the film thickness on the electrode terminal being thicker than other regions; ,
Selectively removing an anodizable metal layer using the photosensitive resin pattern as a mask to form source / drain wirings, and scanning and signal line electrode terminals;
Reducing the film thickness of the photosensitive resin pattern to expose the source / drain wiring;
A method of manufacturing a liquid crystal display device comprising a step of anodizing a source / drain wiring and an amorphous silicon layer between the source / drain wiring while protecting the electrode terminal.
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