JP2005215276A - 液晶表示装置とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来の製造工程数を削減した製造方法では製造裕度(マージン)が小さくソース・ドレイン配線間の距離が短くなると歩留が低下する。
【解決手段】 公知技術である絵素電極と走査線を同時に形成する合理化技術にハーフトーン露光技術を導入し走査線の断面形状をテーパ化して歩留を上げる新規技術と、ゲート絶縁層への開口部形成工程と半導体層の島化工程または保護絶縁層の形成工程をハーフトーン露光技術の導入により合理化する新規技術と、公知技術であるソース・ドレイン配線の陽極酸化工程にハーフトーン露光技術を導入することで電極端子の保護層形成工程を合理化する新規技術との組合せによりTN型液晶表示装置の4枚マスク・プロセス案と3枚マスク・プロセス案を構築する。
【選択図】 図2
【解決手段】 公知技術である絵素電極と走査線を同時に形成する合理化技術にハーフトーン露光技術を導入し走査線の断面形状をテーパ化して歩留を上げる新規技術と、ゲート絶縁層への開口部形成工程と半導体層の島化工程または保護絶縁層の形成工程をハーフトーン露光技術の導入により合理化する新規技術と、公知技術であるソース・ドレイン配線の陽極酸化工程にハーフトーン露光技術を導入することで電極端子の保護層形成工程を合理化する新規技術との組合せによりTN型液晶表示装置の4枚マスク・プロセス案と3枚マスク・プロセス案を構築する。
【選択図】 図2
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。
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。
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。
図13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を有するTCPフィルム4を信号線の電極端子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。
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14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13では7)は走査線、12(図13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の共通母線となる蓄積容量線である。
図15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。
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。
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。
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。現在絶縁ゲート型トランジスタには2種類のものが多用されており、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。図16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16(e)のA−A’、B−B’およびC−C’線上の断面図を図17に示し、その製造工程を以下に簡単に説明する。
先ず図16(a)と図17(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。
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。
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16(b)と図17(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保護絶縁層(エッチストップ層あるいはチャネル保護層)32Dとし、第1の非晶質シリコン層31を露出する。
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16(c)と図17(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等の薄膜層34と、低抵抗配線層として膜厚0.3μm程度のAL薄膜層35と、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種の薄膜層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。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。
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は保護絶縁層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。
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16(d)と図17(d)に示したようにドレイン電極21上と走査線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を除去して開口部63内に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。
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16(e)と図17(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。同様に番号は付与しないが開口部65を含んで蓄積容量線16への電極端子が形成される。
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,MoW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を用いて第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り、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16(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を介して平面的に重なっている領域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。
特開平7−74368号公報
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18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18(e)のA−A’、B−B’およびC−C’線上の断面図を図19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。
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18(a)と図19(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を選択的に形成する。
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と、膜厚0.3μm程度の低抵抗配線層としてAL薄膜層35と、さらに膜厚0.1μm程度の中間導電層として例えばTi薄膜層36を、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18(b)と図19(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)の膜厚の3μmよりも薄い感光性樹脂パターン80A,80Bを形成する点が合理化された4枚マスク・プロセスの大きな特徴である。
このような感光性樹脂パターン80A,80Bは、アクティブ基板2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19(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。
上記感光性樹脂パターン80A,80Bをマスクとして図19(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18(c)と図19(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を1.5μm以上膜減りさせ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)をそのまま残すことができる。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。
さらに上記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18(d)と図19(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程度の膜厚の第2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上と走査線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を除去して開口部63内に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を露出する。走査線11と同様に蓄積容量線16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。
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18(e)と図19(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。
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。
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、材質によってはドレイン電極21(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Ti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。
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。
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。
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。
本発明においては、まず先行技術である特願平5−268726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、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絵素電極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。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半導体層の島化工程または保護絶縁層の形成工程と、走査線へのコンタクト形成工程に適用することで更なる製造工程の削減を実現している。そしてエッチストップ型の絶縁ゲート型トランジスタのソース・ドレイン配線にパシベーション機能を付与するために先行技術である特開平2−275925号公報に開示されている感光性有機絶縁層をソース・ドレイン配線形成のための感光性樹脂として用いている。あるいはチャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタにチャネル保護層を付与するために先行技術である特開平4−302438号公報に開示されている不純物を含む半導体層を陽極酸化により酸化シリコン層に変換する技術と、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を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。加えて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。
特開平5−268726号公報
特開平2−275925号公報
特開平4−302438号公報
特開平2−216129号公報
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透明導電層と前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極が形成され、
ゲート電極上にプラズマ保護層とゲート絶縁層を介して不純物を含まない第1の半導体層がゲート電極よりも幅太く島状に形成され、
前記第1の半導体層上にゲート電極と一部重なり合って絶縁ゲート型トランジスタのソース・ドレインとなる1対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
前記絵素電極上のプラズマ保護層とゲート絶縁層に開口部が形成されて絵素電極が露出し、
前記第2の半導体層上とゲート絶縁層上に耐熱金属層を含む1層以上の金属層よりなるソース配線(信号線)と、前記第2の半導体層上とゲート絶縁層上と前記開口部内の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。
第1の透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層と前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極が形成され、
ゲート電極上にプラズマ保護層とゲート絶縁層を介して不純物を含まない第1の半導体層がゲート電極よりも幅太く島状に形成され、
前記第1の半導体層上にゲート電極と一部重なり合って絶縁ゲート型トランジスタのソース・ドレインとなる1対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
前記絵素電極上のプラズマ保護層とゲート絶縁層に開口部が形成されて絵素電極が露出し、
前記第2の半導体層上とゲート絶縁層上に耐熱金属層を含む1層以上の金属層よりなるソース配線(信号線)と、前記第2の半導体層上とゲート絶縁層上と前記開口部内の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。
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ガラス基板上に形成される。そして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チャネルエッチ型の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おり、電極端子は透明導電性または金属性の何れでも選択可能なTN型の液晶表示装置が得られる。
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透明導電層と前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極が形成され、
ゲート電極上にプラズマ保護層とゲート絶縁層を介して不純物を含まない第1の半導体層がゲート電極よりも幅太く島状に形成され、
前記第1の半導体層上にゲート電極と一部重なり合って絶縁ゲート型トランジスタのソース・ドレインとなる1対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
前記絵素電極上のプラズマ保護層とゲート絶縁層に開口部が形成されて絵素電極が露出し、
前記第2の半導体層上とゲート絶縁層上に耐熱金属層を含む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の半導体層上とゲート絶縁層上と前記開口部内の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。
第1の透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層と前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極が形成され、
ゲート電極上にプラズマ保護層とゲート絶縁層を介して不純物を含まない第1の半導体層がゲート電極よりも幅太く島状に形成され、
前記第1の半導体層上にゲート電極と一部重なり合って絶縁ゲート型トランジスタのソース・ドレインとなる1対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
前記絵素電極上のプラズマ保護層とゲート絶縁層に開口部が形成されて絵素電極が露出し、
前記第2の半導体層上とゲート絶縁層上に耐熱金属層を含む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の半導体層上とゲート絶縁層上と前記開口部内の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。
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ガラス基板上に形成される。そしてソース・ドレイン間のチャネル上には不純物を含む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)が形成されてチャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタにパシベーション機能が付与されている。この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。加えてチャネルを保護する絶縁層は不純物を含む非晶質シリコン層を陽極酸化で酸化シリコン層に変換することで得られるので、チャネル層となる不純物を含まない非晶質シリコン層を厚く製膜する必要が無いTN型の液晶表示装置が実現する。電極端子は透明導電性または金属性の何れでも選択可能であるが、金属性の方がプロセスへの制約は少ない。
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前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極と信号線の電極端子が形成され、
プラズマ保護層とゲート絶縁層と不純物を含まない第1の半導体層を介してゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上と信号線の電極端子上のプラズマ保護層とゲート絶縁層と第1の半導体層に夫々開口部が形成され、各開口部内に透明導電層よりなる絵素電極と走査線の電極端子と信号線の電極端子が露出し、
前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上に不純物を含む第2の半導体層と耐熱金属層を含む1層以上の金属層との積層よりなるソース(信号線)配線と、前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上に同じくドレイン配線が形成され、
耐熱金属層を含む1層以上の金属層よりなる前記信号線の一部は信号線の電極端子の一部上と、同じく前記ドレイン配線の一部は前記開口部内の絵素電極の一部上に形成され、
前記ソース・ドレイン配線領域を除いて第1の半導体層が除去されて前記第1の透明性絶縁基板上にゲート絶縁層が露出し、
前記ソース・ドレイン配線上に感光性有機絶縁層が形成されていることを特徴とする。
第1の透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層と前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極と信号線の電極端子が形成され、
プラズマ保護層とゲート絶縁層と不純物を含まない第1の半導体層を介してゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上と信号線の電極端子上のプラズマ保護層とゲート絶縁層と第1の半導体層に夫々開口部が形成され、各開口部内に透明導電層よりなる絵素電極と走査線の電極端子と信号線の電極端子が露出し、
前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上に不純物を含む第2の半導体層と耐熱金属層を含む1層以上の金属層との積層よりなるソース(信号線)配線と、前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上に同じくドレイン配線が形成され、
耐熱金属層を含む1層以上の金属層よりなる前記信号線の一部は信号線の電極端子の一部上と、同じく前記ドレイン配線の一部は前記開口部内の絵素電極の一部上に形成され、
前記ソース・ドレイン配線領域を除いて第1の半導体層が除去されて前記第1の透明性絶縁基板上にゲート絶縁層が露出し、
前記ソース・ドレイン配線上に感光性有機絶縁層が形成されていることを特徴とする。
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ガラス基板上に形成される。そしてソース・ドレイン間のチャネル上には保護絶縁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感光性有機絶縁層が形成されてエッチストップ型の絶縁ゲート型トランジスタにパシベーション機能が付与されている。この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。電極端子は透明導電性に限定されたTN型の液晶表示装置が得られる。
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前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と透明導電性の絵素電極と同じく信号線の電極端子が形成され、
プラズマ保護層とゲート絶縁層と不純物を含まない第1の半導体層を介してゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上と信号線の電極端子上のプラズマ保護層とゲート絶縁層と第1の半導体層に夫々開口部が形成され、各開口部内に透明導電層よりなる走査線の電極端子と信号線の電極端子と絵素電極が露出し、
前記保護絶縁層の一部と重なり信号線の電極端子の一部上と前記第1の半導体層上に不純物を含む第2の半導体層と耐熱金属層を含む1層以上の金属層との積層よりなるソース(信号線)配線と、前記保護絶縁層の一部と重なり前記開口部内の絵素電極の一部上と前記第1の半導体層上に同じくドレイン配線が形成され、
前記ソース・ドレイン配線領域を除いて第1の半導体層が除去されて前記第1の透明性絶縁基板上にゲート絶縁層が露出し、
前記ソース・ドレイン配線上に感光性有機絶縁層が形成されていることを特徴とする。
第1の透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層と前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と透明導電性の絵素電極と同じく信号線の電極端子が形成され、
プラズマ保護層とゲート絶縁層と不純物を含まない第1の半導体層を介してゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上と信号線の電極端子上のプラズマ保護層とゲート絶縁層と第1の半導体層に夫々開口部が形成され、各開口部内に透明導電層よりなる走査線の電極端子と信号線の電極端子と絵素電極が露出し、
前記保護絶縁層の一部と重なり信号線の電極端子の一部上と前記第1の半導体層上に不純物を含む第2の半導体層と耐熱金属層を含む1層以上の金属層との積層よりなるソース(信号線)配線と、前記保護絶縁層の一部と重なり前記開口部内の絵素電極の一部上と前記第1の半導体層上に同じくドレイン配線が形成され、
前記ソース・ドレイン配線領域を除いて第1の半導体層が除去されて前記第1の透明性絶縁基板上にゲート絶縁層が露出し、
前記ソース・ドレイン配線上に感光性有機絶縁層が形成されていることを特徴とする。
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ガラス基板上に形成される。そしてソース・ドレイン間のチャネル上には保護絶縁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感光性有機絶縁層が形成されてエッチストップ型の絶縁ゲート型トランジスタにパシベーション機能が付与されている。この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。電極端子は透明導電性に限定されるTN型の液晶表示装置が得られる。請求項3に記載の液晶表示装置との差異はドレイン配線と絵素電極及び信号線の電極端子との間に第2の非晶質シリコン層が介在することである。
請求項5に記載の液晶画像表示装置は、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前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極(と画像表示部外の領域に同じく透明導電性の信号線の電極端子)が形成され、
プラズマ保護層とゲート絶縁層と不純物を含まない第1の半導体層を介してゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
前記絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上(または走査線の電極端子上と信号線の電極端子上)のプラズマ保護層とゲート絶縁層と第1の半導体層に夫々開口部が形成され、各開口部内に透明導電性の絵素電極と透明導電性の走査線の一部(または走査線の電極端子と信号線の電極端子)が露出し、
前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上(と信号線の電極端子の一部上)に不純物を含む第2の半導体層と耐熱金属層を含む1層以上の金属層との積層よりなるソース(信号線)配線と、前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上と前記開口部内の絵素電極の一部上に同じくドレイン配線と、走査線の一部を含んで走査線の電極端子(または透明導電性の走査線の電極端子)と、信号線の一部よりなる信号線の電極端子(または透明導電性の信号線の電極端子)が形成され、
前記ソース・ドレイン配線領域を除いて第1の半導体層が除去されて前記第1の透明性絶縁基板上にゲート絶縁層が露出し、
前記信号線の電極端子上を除いて信号線上に感光性有機絶縁層が形成されていることを特徴とする。
第1の透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層と前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極(と画像表示部外の領域に同じく透明導電性の信号線の電極端子)が形成され、
プラズマ保護層とゲート絶縁層と不純物を含まない第1の半導体層を介してゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
前記絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上(または走査線の電極端子上と信号線の電極端子上)のプラズマ保護層とゲート絶縁層と第1の半導体層に夫々開口部が形成され、各開口部内に透明導電性の絵素電極と透明導電性の走査線の一部(または走査線の電極端子と信号線の電極端子)が露出し、
前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上(と信号線の電極端子の一部上)に不純物を含む第2の半導体層と耐熱金属層を含む1層以上の金属層との積層よりなるソース(信号線)配線と、前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上と前記開口部内の絵素電極の一部上に同じくドレイン配線と、走査線の一部を含んで走査線の電極端子(または透明導電性の走査線の電極端子)と、信号線の一部よりなる信号線の電極端子(または透明導電性の信号線の電極端子)が形成され、
前記ソース・ドレイン配線領域を除いて第1の半導体層が除去されて前記第1の透明性絶縁基板上にゲート絶縁層が露出し、
前記信号線の電極端子上を除いて信号線上に感光性有機絶縁層が形成されていることを特徴とする。
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ガラス基板上に形成される。そしてソース・ドレイン間のチャネル上には保護絶縁層が形成されてチャネルを保護するとともに信号線の表面には感光性有機絶縁層が形成されてエッチストップ型の絶縁ゲート型トランジスタに最低限のパシベーション機能が付与されている。この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。電極端子には透明導電性または金属性の何れでも選択可能なTN型の液晶表示装置が得られる。
請求項6に記載の液晶画像表示装置は、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前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極(と画像表示部外の領域に同じく透明導電性の信号線の電極端子)が形成され、
プラズマ保護層とゲート絶縁層と不純物を含まない第1の半導体層を介してゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
前記絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上(または走査線の電極端子上と信号線の電極端子上)のプラズマ保護層とゲート絶縁層と第1の半導体層に夫々開口部が形成され、各開口部内に透明導電性の絵素電極と透明導電性の走査線の一部(または走査線の電極端子と信号線の電極端子)が露出し、
前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上(と信号線の電極端子の一部上)に不純物を含む第2の半導体層と耐熱金属層を含む1層以上の陽極酸化可能な金属層との積層よりなるソース(信号線)配線と、前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上と前記開口部内の絵素電極の一部上に同じくドレイン配線と、走査線の一部を含んで走査線の電極端子(または透明導電性の走査線の電極端子)と、信号線の一部よりなる信号線の電極端子(または透明導電性の信号線の電極端子)が形成され、
前記ソース・ドレイン配線領域を除いて第1の半導体層が除去されて前記第1の透明性絶縁基板上にゲート絶縁層が露出し、
前記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ていることを特徴とする。
第1の透明性絶縁基板の一主面上に透明導電層と前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極(と画像表示部外の領域に同じく透明導電性の信号線の電極端子)が形成され、
プラズマ保護層とゲート絶縁層と不純物を含まない第1の半導体層を介してゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
前記絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上(または走査線の電極端子上と信号線の電極端子上)のプラズマ保護層とゲート絶縁層と第1の半導体層に夫々開口部が形成され、各開口部内に透明導電性の絵素電極と透明導電性の走査線の一部(または走査線の電極端子と信号線の電極端子)が露出し、
前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上(と信号線の電極端子の一部上)に不純物を含む第2の半導体層と耐熱金属層を含む1層以上の陽極酸化可能な金属層との積層よりなるソース(信号線)配線と、前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上と前記開口部内の絵素電極の一部上に同じくドレイン配線と、走査線の一部を含んで走査線の電極端子(または透明導電性の走査線の電極端子)と、信号線の一部よりなる信号線の電極端子(または透明導電性の信号線の電極端子)が形成され、
前記ソース・ドレイン配線領域を除いて第1の半導体層が除去されて前記第1の透明性絶縁基板上にゲート絶縁層が露出し、
前記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ていることを特徴とする。
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ガラス基板上に形成される。そしてソース・ドレイン間のチャネル上には保護絶縁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)が形成されてエッチストップ型の絶縁ゲート型トランジスタにパシベーション機能が付与されている。この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。電極端子には透明導電性または金属性の何れでも選択可能であるTN型の液晶表示装置が得られるが、金属性の方がプロセスへの制約は少ない。
請求項7は請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法であって、ハーフトーン露光技術により走査線と絵素電極を1枚のフォトマスクを用いて形成する工程と、ハーフトーン露光技術によりコンタクトと半導体層を1枚のフォトマスクを用いて形成する工程と、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後、絵素電極上に開口部を形成して開口部内のパシベーション絶縁層を除去する工程を有することを特徴とする。
この構成により走査線の形成工程と絵素電極の形成工程を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。さらに半導体層の島化工程とゲート絶縁層への開口部形成工程を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もあいまって4枚のフォトマスクでTN型の液晶表示装置の作製が可能となる。
請求項8は請求項2に記載の液晶表示装置の製造方法であって、ハーフトーン露光技術により走査線と絵素電極を1枚のフォトマスクを用いて形成する工程と、ハーフトーン露光技術によりコンタクトと半導体層を1枚のフォトマスクを用いて形成する工程と、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チャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタのソース・ドレイン配線と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。
この構成により走査線の形成工程と絵素電極の形成工程を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。さらにハーフトーン露光技術を採用してソース・ドレイン配線の形成と、チャネルとソース・ドレイン配線の陽極酸化にあたり信号線の電極端子を保護する工程を1枚のフォトマスクを用いて処理しているので写真食刻工程数の増加を阻止できて4枚のフォトマスクでTN型の液晶表示装置の作製が可能となる。
請求項9は請求項3に記載の液晶表示装置の製造方法であって、ハーフトーン露光技術により走査線と絵素電極を1枚のフォトマスクを用いて形成する工程と、保護絶縁層を形成する工程と、走査線と絵素電極へのコンタクトを形成する工程と、感光性有機絶縁層を用いてソース・ドレイン配線を形成する工程を有することを特徴とする。
この構成により走査線の形成工程と絵素電極の形成工程を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。さらにソース・ドレイン配線の形成に用いた感光性有機絶縁層をソース・ドレイン配線上にそのまま残すことでエッチストップ型の絶縁ゲート型トランジスタに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。
請求項10は請求項4に記載の液晶表示装置の製造方法であって、ハーフトーン露光技術により走査線と絵素電極を1枚のフォトマスクを用いて形成する工程と、ハーフトーン露光技術により走査線と絵素電極へのコンタクトと保護絶縁層を1枚のフォトマスクを用いて形成する工程と、感光性有機絶縁層を用いてソース・ドレイン配線を形成する工程を有することを特徴とする。
この構成により走査線の形成工程と絵素電極の形成工程を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。さらに保護絶縁層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、ソース・ドレイン配線の形成に用いた感光性有機絶縁層をソース・ドレイン配線上にそのまま残すことでエッチストップ型の絶縁ゲート型トランジスタに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あいまって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。
請求項11は請求項5に記載の液晶表示装置の製造方法であって、ハーフトーン露光技術により走査線と絵素電極を1枚のフォトマスクを用いて形成する工程と、ハーフトーン露光技術により走査線と絵素電極へのコンタクトと保護絶縁層を1枚のフォトマスクを用いて形成する工程と、ハーフトーン露光技術により感光性有機絶縁層を用いてソース・ドレイン配線を形成するともに信号線上にのみに感光性有機絶縁層を残す工程を有することを特徴とする。
この構成により走査線の形成工程と絵素電極の形成工程を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。さらに保護絶縁層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、ソース・ドレイン配線の形成時にハーフトーン露光技術を用いて信号線上にのみ選択的に感光性有機絶縁層を残すことでエッチストップ型の絶縁ゲート型トランジスタに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あいまって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。
請求項12は請求項6に記載の液晶表示装置の製造方法であって、ハーフトーン露光技術により走査線と絵素電極を1枚のフォトマスクを用いて形成する工程と、ハーフトーン露光技術により走査線と絵素電極へのコンタクトと保護絶縁層を1枚のフォトマスクを用いて形成する工程と、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・ドレイン配線を陽極酸化する工程を有することを特徴とする。
この構成により走査線の形成工程と絵素電極の形成工程を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。さらに保護絶縁層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、ソース・ドレイン配線の形成時にハーフトーン露光技術を用いてソース・ドレイン配線上に選択的に陽極酸化層を形成することでエッチストップ型の絶縁ゲート型トランジスタに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あいまって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。
以上述べたように本発明はハーフトーン露光技術の導入により走査線と絵素電極を1枚のフォトマスクで処理する合理化技術を核とし、この構成に基づいて様々なアクティブ基板を提案している。本発明に記載の液晶表示装置の一部は陽極酸化可能なソース・ドレイン配線材よりなるソース・ドレイン配線とチャネルエッチ型の絶縁ゲート型トランジスタのチャネルを同時に陽極酸化してソース・ドレイン配線上とチャネル上に絶縁層を形成するので格別の加熱工程を伴わず、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。
そして絶縁ゲート型トランジスタのソース・ドレインとなる1対の不純物を含む非晶質シリコン層の絶縁分離が不純物を含む非晶質シリコン層を陽極酸化で変質させる電気化学的な手法でなされるため、従来のようにチャネル半導体層の食刻時の損傷によって絶縁ゲート型トランジスタの電気的な特性が劣化する恐れも無く、またチャネルとなる不純物を含まない非晶質シリコン層を最適の膜厚まで減じて製膜することができるので、PCVD装置の稼働率とパーティクル発生状況に関しても著しい改善が実現する。
さらに本発明に記載の液晶表示装置の他の一部では絶縁ゲート型トランジスタはエッチストップ型でチャネル上に保護絶縁層を有しているので、画像表示部内のソース・ドレイン配線上にのみ、または信号線上にのみ感光性有機絶縁層を選択的に形成するか、あるいは上述したように陽極酸化可能なソース・ドレイン配線材よりなるソース・ドレイン配線を陽極酸化して絶縁層を形成することでエッチストップ型の絶縁ゲート型トランジスタにパシベーション機能が与えられる。このため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も付加されている。
加えて半導体層の島化工程または保護絶縁層の形成工程とゲート絶縁層への開口部形成工程をハーフトーン露光技術の導入により同一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もあいまって写真食刻工程数が減少し、4枚あるいは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特筆される特徴である。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。
なお本発明の要件は上記の説明からも明らかなように走査線と絵素電極の形成に当たり、透明導電層と走査線用金属薄膜とからなる積層上にハーフトーン露光技術により絵素電極形成領域上の膜厚が走査線形成領域上の膜厚よりも薄い感光性樹脂パターンを形成し、前記感光性樹脂パターンをマスクとして走査線用金属薄膜と透明導電層を食刻し、前記感光性樹脂パターンの膜厚を減少せしめて走査線用金属薄膜を露出し、膜厚を現ぜられた感光性樹脂パターンをマスクとして再び走査線用金属薄膜を食刻することで走査線と絵素電極を1枚のフォトマスクで処理することを可能ならしめた点にあり、それ以外の構成に関しては走査線、信号線、絵素電極、ゲート絶縁層等の材質や膜厚等が異なった液晶表示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。
本発明の実施例を図1〜図12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(f)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。
第1の実施例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として例えばCr,Ta,MoW合金等の耐熱性の高い金属薄膜層や合金薄膜層を被着する。走査線の低抵抗化のためにはITOとアルカリ性の現像液やレジスト剥離液で電池反応を起こさないように耐熱金属層でサンドイッチされたアルミニウム層あるいはNdを含むアルミニウム合金層の採用も可能である。その後図1(a)と図2(a)に示したように走査線に対応した感光性樹脂パターン81Aの膜厚が例えば2μmで、絵素電極と走査線の電極端子と信号線の電極端子に対応した感光性樹脂パターン81B(93〜95)の膜厚が例えば1μmであるような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する。走査線11の線幅は最小でも通常10μm以上の大きさを有するので感光性樹脂パターン81A,81Bの仕上がり寸法の精度管理は容易である。
そして感光性樹脂パターン81A,81Bをマスクとして第1の金属層92と透明導電層91を順次食刻してガラス基板2を露出し、透明導電層91Aと第1の金属層92Aとの積層よりなりゲート電極11Aも兼ねる走査線11及び走査線の擬似電極端子94と、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91Cと第1の金属層92Cとの積層よりなる信号線の擬似電極端子95を選択的に形成する。ゲート絶縁層を介して走査線と信号線との絶縁耐圧を向上させて歩留を高めるためにはこれらの電極は乾式食刻(ドライエッチ)による断面形状のテーパ制御を行うことが望ましいが、本発明では先願例とは異なり以下に記載する理由で必ずしもこの段階で走査線11の断面がテーパ形状を確保する必要は無い。
次に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(b)と図2(b)に示したように感光性樹脂パターン81Bが消失して擬似絵素電極93、擬似電極端子94及び擬似電極端子95が露出するとともに走査線11上には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。そこで感光性樹脂パターン81Cをマスクとして図1(c)と図2(c)に示したように露出している第1の金属層92A〜92Cを除去すると透明導電層91A〜91Cが露出し、夫々走査線の電極端子5A、絵素電極22、信号線の電極端子6Aが得られる。感光性樹脂パターン81A,81Bの膜厚を減少させる工程で感光性樹脂パターン81Cは感光性樹脂パターン81Aよりも膜厚が減少した分パターン幅が細くなって走査線11を構成する第1の金属層92Aが部分的に露出するので、第1の金属層92A〜92Cの除去時に部分的に露出している第1の金属層92Aも除去されて第1の金属層92Aもパターン幅が細くなる。すなわち走査線11を構成する積層の上部の第1の金属層92Aが下部の透明導電層91Aよりもパターン幅が細いので走査線11の断面形状が確実にテーパ化される。これによって後続のプラズマ保護層とゲート絶縁層の段差被覆性が高まり、走査線と信号線との間の絶縁耐圧を高めることができる。
感光性樹脂パターン81Cを除去した後、ガラス基板2の全面にプラズマ保護層となる例えばTaOxやSiO2等の透明絶縁層を0.1μm程度の膜厚で被着して71とする。このプラズマ保護層71は後続のPCVD装置によるゲート絶縁層であるSiNxの形成時に走査線11のエッジ部に露出している透明導電層91Aと、露出している走査線の電極端子5A、絵素電極22及び信号線の電極端子6Aが還元されてSiNxの膜質が変動して絶縁耐圧が低下する、あるいは透明度が低下するのを防止するために必要で、詳細は先行例特開昭59−9962号公報を参照されたい。
特開昭59−9962号公報
プラズマ保護層71の被着後は従来例と同様にPCVD装置を用いてゲート絶縁層となる第1のSiNx層30、不純物を殆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0.2−0.1−0.05μm程度の膜厚で順次被着する。ここではゲート絶縁層がプラズマ保護層と第1のSiNx層との積層になるため第1のSiNx層30は従来例よりも薄く形成して良い副次的な効果もある。
その後、番号は付与しないが画像表示部外の領域に形成された擬似短絡線上に開口部63Bと、走査線11の電極端子5A上に開口部63Aと、信号線の電極端子6A上に開口部64Aと、絵素電極93上に開口部74を有するとともに絶縁ゲート型トランジスタの半導体層領域、すなわちゲート電極11A上の領域82Aの膜厚が例えば2μmと他の領域82Bの膜厚の1μmよりも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する。そして図1(d)と図2(d)に示したように感光性樹脂パターン82A,82Bをマスクとして上記開口部内の第2の非晶質シリコン層33と第1の非晶質シリコン層31とゲート絶縁層30とプラズマ保護層71を順次食刻し、走査線11の電極端子5Aと信号線の電極端子6Aの大部分を露出し、絵素電極22を露出する。同様に擬似短絡線も透明導電層を露出して40とする。電極端子5A,6Aは最大で駆動用LSIの電極ピッチの半分程度まで、通常20μm以上の大きさを有するので開口部63A,64A(白領域)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極めて容易である。
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感光性樹脂パターン82Bが消失して第2の非晶質シリコン層33Bが露出すると共にゲート電極11A上にのみ膜減りした感光性樹脂パターン82Cを選択的に形成することができる。感光性樹脂パターン82Cすなわち島状半導体層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10〜12μmとなり寸法精度としては厳しいものではない。しかしながらレジストパターン82Aから82C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82A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。
そして図1(e)と図2(e)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33Bと第1の非晶質シリコン層31Bをゲート11電極Aよりも幅広く選択的に残して島状33A,31Aとし、ゲート絶縁層30Aを露出する。島状半導体層33A,31A、すなわち感光性樹脂パターン82C(黒領域)の大きさは最小寸法でも10μmの大きさを有し、白領域と黒領域以外の領域をハーフトーン露光領域とするフォトマスクの作製が容易なだけでなく、島状半導体層31A,33Aの寸法精度が変動しても絶縁ゲート型トランジスタの電気特性の変動はほとんど無いのでソース・ドレイン配線形成時のマスク合わせ精度を除いてプロセス管理が容易となることを理解されたい。
この時ガラス基板2上に露出している透明導電層よりなる電極端子5Aと6A、短絡線40及び絵素電極22は食刻ガスに晒されるが、非晶質シリコン層33B,31Bの食刻ガスである弗素系のガスではこれらの透明導電層の膜厚が減少するとか、抵抗値が変化するとか、透明度が変化すると言った不具合は生じないのは極めて好都合である。
膜減りした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を、そして膜厚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1(f)と図2(f)に示したように微細加工技術により感光性樹脂パターンを用いてこれらの薄膜層を順次食刻し、開口部74内の絵素電極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。ソース・ドレイン配線12,21の形成と同時に走査線11の一部5A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。
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SiNx層を被着してパシベーション絶縁層37とし、図1(g)と図2(g)に示したように絵素電極22上と走査線11と信号線12の電極端子5,6上にそれぞれ開口部38,63,64を選択的に形成し、絵素電極22と電極端子5,6の大部分を露出する。
このようにソース・ドレイン配線材と同一の金属性の電極端子5,6を形成するのであれば信号線の電極端子6Aは不要であるが、信号線12を静電気対策線40に接続するために機能する部位は必要である。同様に走査線11の電極端子5Aも不要であるが、走査線11と電極端子5を接続するために機能する部位として透明導電層よりなる走査線の一部は必要であることは言うまでも無い。
なお図1(h)と図2(h)に示したように透明導電性の走査線の電極端子5A上に金属性の電極端子5を形成せず、かつ信号線12の電極端子6Aの一部を含んでソース・ドレイン配線12,21を形成するパターン設計の変更により、ソース・ドレイン配線材よりなる電極端子5,6に変えて透明導電層よりなる電極端子5A,6Aを得る事も可能であり、画像表示部内のデバイス構成は不変である。
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1が完了する。蓄積容量15の構成に関しては、図1(g)に示したように絵素電極22を含んでドレイン配線21と同時に形成された蓄積電極72と前段の走査線11がプラズマ保護層71Aとゲート絶縁層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、走査線と同時に形成される蓄積容量線とドレイン電極との間にゲート絶縁層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をソース・ドレイン配線材よりなる電極端子5,6または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30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。
実施例1では上記のように透明導電層と走査線用の金属薄膜層を積層し、ハーフトーン露光技術により1枚のフォトマスクを用いて走査線と絵素電極を形成し、さらにハーフトーン露光技術により1枚のフォトマスクを用いて島状の半導体層とコンタクトを形成し、ソース・ドレイン配線の形成を経てパシベーション絶縁層の付与を行い4枚のフォトマスクでアクティブ基板を得ているが、ソース・ドレイン配線の形成とチャネルの絶縁化をハーフトーン露光技術と陽極酸化技術を用いることにより1枚のフォトマスクで同時に処理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。
実施例2では図3(e)と図4(e)に示したように半導体層の島化工程とコンタクト形成工程までは実施例1と同一のプロセスで進行する。ただし誌面の関係で図3(b)と図4(b)は記載を省略する。膜厚を減ぜられた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。なお、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、その場合には陽極酸化により得られる陽極酸化層が絶縁性を有する耐熱金属材料としてTa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。
続いて図3(f)と図4(f)に示したようにこれら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、開口部74内の絵素電極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、同じくソース電極も兼ねる信号線12を選択的に形成する。ソース・ドレイン配線12,21の形成と同時に透明導電層よりなる走査線の一部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も同時に形成するが、この時電極端子5,6に対応した87A(5),87A(6)(黒領域)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87B(12),87B(21)(中間調領域)の膜厚の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。電極端子5,6に対応した領域87A,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、ソース・ドレイン配線12,21に対応した領域87B(12),87B(21)の最小寸法は4〜8μmと比較的寸法精度が高いのでハーフトーン領域としては細いスリットパターンを必要とする。しかしながら実施例2においてソース・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、従来のハーフトーン露光技術のように1回の露光処理と2回の食刻処理で形成される場合とを比較すると、パターン幅が変動する要因が少ないのでソース・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。
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。電極端子5,6の大きさからも容易に理解できるようにここでは酸素プラズマ処理によるパターン寸法の影響は殆ど無いのも本発明の特徴である。そこで図3(g)と図4(g)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(SiO2)66と不純物を含まない酸化シリコン層67(図示せず)を形成する。
ソース・ドレイン配線12,21の上面にはALが、また側面にはAL,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、そしてALは絶縁層であるアルミナ(AL2O3)69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。
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。
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。
陽極酸化で形成されるアルミナ69、酸化チタン68の各酸化層の膜厚は配線のパシベーションとしては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。
陽極酸化終了後、感光性樹脂パターン87C(5),87C(6)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薄膜層よりなる電極端子5,6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。
実施例2ではこのようにソース・ドレイン配線12,21と第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も同時に陽極酸化される。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上と蓄積電極72上に信号線12上と同等の膜質と膜厚の陽極酸化層69(21),69(72)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電極21上と蓄積電極72上に形成される陽極酸化層69(21),69(72)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9上の対向電極14と絵素電極22(ドレイン電極21)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からで(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からである。
なお図3(i)と図4(i)に示したように透明導電性の走査線の電極端子5A上に金属性の電極端子5を形成せず、かつ透明導電性の信号線12の電極端子6Aの一部を含んでソース・ドレイン配線12,21を形成するパターン設計の変更により、ソース・ドレイン配線材よりなる電極端子5,6に変えて透明導電層よりなる電極端子5A,6Aを得る事も可能である。この場合にはソース・ドレイン配線12,21の形成にあたりハーフトーン露光技術も不要となるが、透明導電層よりなる電極端子5A,6Aの抵抗値の増大には注意が必要である。電極端子の構成が変わっても画像表示部内のデバイス構成は不変である。
実施例1と実施例2において採用された絶縁ゲート型トランジスタはチャネルエッチ型であったが、エッチストップ型のものを用いても同様にアクティブ基板製造工程の削減が可能であるのでそれを以降の実施例で説明する。
実施例3でも図5(c)と図6(c)に示したように走査線11と、走査線の電極端子5A、絵素電極22及び信号線の電極端子6Aを得るまでは実施例1と同一の製造工程で進行する。そして膜減りした感光性樹脂パターン81Cを除去した後、0.1μm程度の膜厚のTaOxやSiO2等のプラズマ保護層71を被着し、さらに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0.2−0.05−0.1μm程度の膜厚で順次被着する。ここでもゲート絶縁層がプラズマ保護層71と第1のSiNx層30との積層になるため第1のSiNx層は従来よりも薄く形成して良い。
続いて図5(d)と図6(d)に示したよう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保護絶縁層32Dとして第1の非晶質シリコン層31を露出する。そしてPCVD装置を用いてガラス基板2の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程度の膜厚で被着する。
引き続き微細加工技術により図5(e)と図6(e)に示したように絵素電極22上と走査線11の電極端子5A上及び信号線の電極端子6A上に夫々開口部74,63A及び64Aを形成し、各開口部内の第2の非晶質シリコン層33、第1の非晶質シリコン層31、ゲート絶縁層30及びプラズマ保護層71を選択的に除去し、絵素電極22と走査線の電極端子5A及び信号線の電極端子6Aの大部分を露出する。
さらにソース・ドレイン配線の形成工程ではガラス基板2の全面にSPT等の真空製膜装置を用いて膜厚0.1μm程度の耐熱金属層として例えばTi,Ta等の薄膜層34を、そして膜厚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。そしてこれら2層の薄膜層よりなるソース・ドレイン配線材と第2の非晶質シリコン層33Bと第1の非晶質シリコン層31Bを微細加工技術により感光性有機絶縁層パターン85(12),85(12)を用いて順次食刻してゲート絶縁層30Aと保護絶縁層32Dを露出し、図5(f)と図6(f)に示したように34Aと35Aとの積層よりなり保護絶縁層32Dと一部重なるように信号線の電極端子6Aの一部を含んで絶縁ゲート型トランジスタのソース配線も兼ねる信号線12と、同じく開口部74内の絵素電極22の一部を含んで絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極21を選択的に形成する。透明導電性の電極端子5A,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上に露出す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。
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。実施例3では感光性有機絶縁層パターン85は液晶に接しているので、感光性有機絶縁層はノボラック系の樹脂を主成分とする通常の感光性樹脂ではなく、純度が高く主成分にアクリル樹脂やポリイミド樹脂を含む耐熱性の高い感光性有機絶縁層を用いることが大切であり、材質によっては加熱することで流動化してソース・ドレイン配線12,21の側面を覆うように構成することも可能で、この場合には液晶パネルとして信頼性が一段と向上する。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プラズマ保護層71A、ゲート絶縁層30A、第1の非晶質シリコン層31E(図示せず)及び第2の非晶質シリコン層33E(図示せず)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、走査線11と同時に形成される蓄積容量線16とドレイン電極21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。
実施例3では上記のように透明導電層と走査線用の金属薄膜層を積層し、ハーフトーン露光技術により1枚のフォトマスクを用いて走査線と絵素電極を形成し、引き続き保護絶縁層とコンタクトを形成し、感光性有機絶縁層を用いてソース・ドレイン配線を形成することにより4枚のフォトマスクでアクティブ基板を得ているが、ハーフトーン露光技術により1枚のフォトマスクを用いて保護絶縁層とコンタクトを形成して更なる工程削減を行う事も可能であるのでそれを実施例4〜実施例6として説明する。
実施例4でも図7(c)と図8(c)に示したように走査線11と、走査線の電極端子5A、絵素電極22及び信号線の電極端子6Aを得るまでは実施例1と同一の製造工程で進行する。そして膜減りした感光性樹脂パターン81Cを除去した後、0.1μm程度の膜厚のTaOxやSiO2等のプラズマ保護層71を被着し、さらに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0.2−0.05−0.1μm程度の膜厚で順次被着する。そして絵素電極22上に開口部74と、画像表示部外の領域で走査線の電極端子5A上に開口部63Aと、信号線の電極端子6A上に開口部64Aを有するとともに保護絶縁層形成領域、すなわちゲート電極11A上の領域83Aの膜厚が例えば2μmと他の領域83Bの膜厚の1μmよりも厚い感光性樹脂パターン83A,83Bをハーフトーン露光技術により形成する。そして感光性樹脂パターン83A,83Bをマスクとして図7(d)と図8(d)に示したように上記開口部内の第2のSiNx層32、第1の非晶質シリコン層31、ゲート絶縁層30及びプラズマ保護層71を順次食刻し、絵素電極22と走査線の電極端子5A及び信号線の電極端子6Aの大部分を露出する。
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83A,83Bを1μm以上膜減りさせると感光性樹脂パターン83Bが消失し、第2のSiNx層32Aが露出すると共に保護絶縁層形成領域上にのみ膜減りした感光性樹脂パターン83C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・ドレイン配線形成工程におけるマスク合わせ精度が厳しくならないよう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。そして図7(e)と図8(e)に示したように膜減りした感光性樹脂パターン83Cをマスクとして第2のSiNx層32Aを選択的に食刻してゲート電極11Aよりもパターン幅の細い保護絶縁層32Dとするとともに第1の非晶質シリコン層31Bを露出する。この時に上記開口部63A,64A及び74内に露出している透明導電性の走査線の電極端子5A、信号線の電極端子6A及び絵素電極22は第2のSiNx層32Aの食刻ガスに晒されるが、弗素系の食刻ガスでこれらの透明導電層の膜厚が減少するとか、抵抗値が変化するとか、透明度が変化すると言った不具合は生じないのは極めて好都合である。
引き続き前記感光性樹脂パターン83Cを除去し、PCVD装置を用いてガラス基板2の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、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。そして実施例3と同様にこれら2層の薄膜よりなるソース・ドレイン配線材と第2の非晶質シリコン層33と第1の非晶質シリコン層31Bを微細加工技術により感光性有機絶縁層パターン85(12),85(21)を用いて順次食刻してゲート絶縁層30Aと保護絶縁層32Dを露出し、図7(f)と図8(f)に示したように開口部74内の絵素電極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の一部を含んでソース電極も兼ねる信号線12を選択的に形成する。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。
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。実施例4でも感光性有機絶縁層パターン85は液晶に接しているので、感光性有機絶縁層はノボラック系の樹脂を主成分とする通常の感光性樹脂ではなく、純度が高く主成分にアクリル樹脂やポリイミド樹脂を含む耐熱性の高い感光性有機絶縁層を用いることが大切である。蓄積容量15の構成に関しては実施例3と同一である。
実施例4ではこのように走査線の電極端子と信号線の電極端子がともに透明導電層であるデバイス構成上の制約が生ずるが、その制約を解除するデバイス・プロセスも可能であり、それを実施例5、実施例6として説明する。
実施例5では図9(e)と図10(e)に示したように感光性樹脂パターン83Cをマスクとして第2のSiNx層32Aを選択的に食刻してゲート電極11Aよりもパターン幅の細い保護絶縁層32Dとするとともに第1の非晶質シリコン層31Bを露出するまでは実施例4と同一の製造工程で進行する。ただし後述する理由で透明導電性の信号線の電極端子6Aは必ずしも必要ではない。
前記感光性樹脂パターン83Cを除去し、PCVD装置を用いてガラス基板2の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、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。そしてこれら2層の薄膜よりなるソース・ドレイン配線材と第2の非晶質シリコン層33と第1の非晶質シリコン層31Bを微細加工技術により感光性有機絶縁層パターン86A,86Bを用いて順次食刻してゲート絶縁層30Aと保護絶縁層32Dを露出し、図9(f)と図10(f)に示したように開口部74内の絵素電極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も同時に形成する。すなわち実施例4のように透明導電性の信号線の電極端子6Aは必ずしも必要ではない。この時に信号線12上の86A(12)の膜厚が例えば3μmと、ドレイン電極21上の86B(21)と電極端子5,6上の86B(5),86B(6)と蓄積電極72上の86B(72)の膜厚の1.5μmよりも厚い感光性有機絶縁層パターン86A,86B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86B(5),86B(6)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86A(12)の最小寸法は4〜8μmと比較的寸法精度が高いので黒領域としては細いスリット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。またチャネルエッチ型の絶縁ゲートトランジスタと比較するとエッチストップ型の絶縁ゲート型トランジスタのON電流を決定するのはチャネルを保護する保護絶縁層32Dの寸法であってソース・ドレイン配線12,21間の寸法ではないことからもプロセス管理がさらに容易となることを理解されたい。
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有機絶縁層パターン86A,86Bを1.5μm以上膜減りさせると感光性有機絶縁層パターン86Bが消失し、図9(g)と図10(g)に示したようにドレイン電極21と電極端子5,6と蓄積電極72が露出すると共に信号線12上にのみ膜減りした感光性有機絶縁層パターン86C(12)をそのまま残すことができるが、上記酸素プラズマ処理で感光性有機絶縁層パターン86C(12)のパターン幅が細くなると信号線12の上面が露出して信頼性が低下するので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。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。
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。実施例5でも感光性有機絶縁層パターン86Cは液晶に接しているので感光性有機絶縁層はノボラック系の樹脂を主成分とする通常の感光性樹脂ではなく、純度が高く主成分にアクリル樹脂やポリイミド樹脂を含む耐熱性の高い感光性有機絶縁層を用いることが大切である。蓄積容量15の構成に関しては実施例3、実施例4と同一である。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とアクティブ基板2の外周部に配置された短絡線40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。
実施例5ではこのように信号線12上のみに有機絶縁層86Cを形成してドレイン電極21は絵素電極22と同様に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9上の対向電極14と絵素電極22(ドレイン電極21)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いう基本原理に基づいているからである。
なお図9(h)と図10(h)に示したように透明導電性の走査線の電極端子5A上に金属性の電極端子5を形成せず、かつ透明導電性の信号線12の電極端子6Aの一部を含んでソース・ドレイン配線12,21を形成するパターン設計の変更により、ソース・ドレイン配線材よりなる電極端子5,6に変えて実施例4と同様に透明導電層よりなる電極端子5A,6Aを得る事も可能であり、画像表示部内のデバイス構成は不変である。
本発明の実施例3,実施例4と実施例5では有機絶縁層を夫々ソース・ドレイン配線上と信号線上にのみ形成することで製造工程の削減を推進しているが、有機絶縁層の厚みが通常は1μm以上あるのでラビング布を用いた配向膜の配向処理でその段差が非配向状態をもたらす、あるいは液晶セルのギャップ精度の確保に支障が出る恐れもある。そこで実施例6では最小限度の工程数の追加で有機絶縁層に変わるパシベーション技術を具備させるものである。
実施例6では図11(e)と図12(e)に示したようにコンタクト形成工程と保護絶縁層層32Dの形成工程までは実施例4、実施例5とほぼ同一の製造工程を進行する。ただし誌面の関係で図11(b)と図12(b)は記載を省略する。感光性樹脂パターン83Cを除去し、PCVD装置を用いてガラス基板2の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、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・ドレイン配線材と第2の非晶質シリコン層33と第1の非晶質シリコン層31B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と保護絶縁層32Dを露出し、図11(f)と図12(f)に示したように開口部74内の絵素電極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。この時に実施例2と同様に電極端子5,6に対応した87A(5),87A(6)の膜厚が例えば3μmと、ソース・ドレイン配線12,21と蓄積電極72に対応した87B(12),87B(21)及び87B(72)の膜厚の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6の重要な特徴である。
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(5),87C(6)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、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(5),87C(6)をマスクとして光を照射しながら図11(g)と図12(g)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の下側面に露出している第2の非晶質シリコン層33Aと第1の非晶質シリコン層31Aを陽極酸化して絶縁層である酸化シリコン層(SiO2)66,67を形成する。
陽極酸化終了後、感光性樹脂パターン87C(5),87C(6)を除去すると図11(h)と図12(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薄膜層よりなる電極端子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5と比べると側面に形成された絶縁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6が完了する。蓄積容量15の構成に関しては実施例3〜実施例5と同一である。
実施例6では実施例2と同様にソース・ドレイン配線12,21と第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も同時に陽極酸化されるので、透明導電層の抵抗値の増大には注意が必要である。同じくドレイン電極21と絵素電極22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(21),69(72)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上と蓄積電極72上に形成される陽極酸化層69(21),69(72)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。なぜならば実施例6ではエッチストップ型の絶縁ゲート型トランジスタを採用しているのでチャネル上には保護絶縁層が陽極酸化工程以前に形成されており、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。
なお図11(i)と図12(i)に示したように実施例2、実施例5と同様に透明導電性の走査線の電極端子5A上に金属性の電極端子5を形成せず、かつ透明導電性の信号線12の電極端子6Aの一部を含んでソース・ドレイン配線12,21を形成するパターン設計の変更により、ソース・ドレイン配線材よりなる電極端子5,6に変えて透明導電層よりなる電極端子5A,6Aを得る事も可能である。この場合にはソース・ドレイン配線12,21の形成にあたりハーフトーン露光技術も不要となるが、透明導電層よりなる電極端子5A,6Aの抵抗値の増大には注意が必要である。電極端子の構成が変わっても画像表示部内のデバイス構成は不変である。
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:金属性の走査線の一部または電極端子
5A:透明導電性の走査線の一部または電極端子
6:金属性の信号線の一部または電極端子
6A:透明導電性の信号線の一部または電極端子
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
17:液晶
19:偏光板
20:配向膜
21:ドレイン電極(ドレイン配線、ドレイン電極)
22:透明導電性の絵素電極
30:ゲート絶縁層
31:不純物を含まない(第1の)非晶質シリコン層
32D:保護絶縁層(エッチストップ層あるいはチャネル保護層)
33:不純物を含む(第2の)非晶質シリコン層
34:(陽極酸化可能な)耐熱金属層
35:(陽極酸化可能な)低抵抗金属層(AL)
36:中間導電層
37:パシベーション絶縁層
50,52:蓄積容量形成領域
62:(ドレイン電極上の)開口部
63,63A:(走査線の一部または走査線の電極端子上の)開口部
64,64A:(信号線の一部または信号線の電極端子上の)開口部
65:(対向電極上の)開口部
66:不純物を含む酸化シリコン層
67:不純物を含まない酸化シリコン層
68:陽極酸化層(酸化チタン,TiO2)
69:陽極酸化層(アルミナ,Al2O3)
71:プラズマ保護層
72:蓄積電極
74:(絵素電極上の)開口部
81A,81B,82A ,82B,83A,83B,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
85:感光性有機絶縁層パターン
86A,86B:(ハーフトーン露光で形成された)感光性有機絶縁層パターン
91:透明導電層
92:第1の金属層
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:金属性の走査線の一部または電極端子
5A:透明導電性の走査線の一部または電極端子
6:金属性の信号線の一部または電極端子
6A:透明導電性の信号線の一部または電極端子
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
17:液晶
19:偏光板
20:配向膜
21:ドレイン電極(ドレイン配線、ドレイン電極)
22:透明導電性の絵素電極
30:ゲート絶縁層
31:不純物を含まない(第1の)非晶質シリコン層
32D:保護絶縁層(エッチストップ層あるいはチャネル保護層)
33:不純物を含む(第2の)非晶質シリコン層
34:(陽極酸化可能な)耐熱金属層
35:(陽極酸化可能な)低抵抗金属層(AL)
36:中間導電層
37:パシベーション絶縁層
50,52:蓄積容量形成領域
62:(ドレイン電極上の)開口部
63,63A:(走査線の一部または走査線の電極端子上の)開口部
64,64A:(信号線の一部または信号線の電極端子上の)開口部
65:(対向電極上の)開口部
66:不純物を含む酸化シリコン層
67:不純物を含まない酸化シリコン層
68:陽極酸化層(酸化チタン,TiO2)
69:陽極酸化層(アルミナ,Al2O3)
71:プラズマ保護層
72:蓄積電極
74:(絵素電極上の)開口部
81A,81B,82A ,82B,83A,83B,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
85:感光性有機絶縁層パターン
86A,86B:(ハーフトーン露光で形成された)感光性有機絶縁層パターン
91:透明導電層
92:第1の金属層
Claims (12)
- 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透明導電層と前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極が形成され、
ゲート電極上にプラズマ保護層とゲート絶縁層を介して不純物を含まない第1の半導体層がゲート電極よりも幅太く島状に形成され、
前記第1の半導体層上にゲート電極と一部重なり合って絶縁ゲート型トランジスタのソース・ドレインとなる1対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
前記絵素電極上のプラズマ保護層とゲート絶縁層に開口部が形成されて絵素電極が露出し、
前記第2の半導体層上とゲート絶縁層上に耐熱金属層を含む1層以上の金属層よりなるソース配線(信号線)と、前記第2の半導体層上とゲート絶縁層上と前記開口部内の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。 - 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透明導電層と前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極が形成され、
ゲート電極上にプラズマ保護層とゲート絶縁層を介して不純物を含まない第1の半導体層がゲート電極よりも幅太く島状に形成され、
前記第1の半導体層上にゲート電極と一部重なり合って絶縁ゲート型トランジスタのソース・ドレインとなる1対の不純物を含む第2の半導体層が形成され、
前記絵素電極上のプラズマ保護層とゲート絶縁層に開口部が形成されて絵素電極が露出し、
前記第2の半導体層上とゲート絶縁層上に耐熱金属層を含む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の半導体層上とゲート絶縁層上と前記開口部内の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。 - 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透明導電層と前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極と信号線の電極端子が形成され、
プラズマ保護層とゲート絶縁層と不純物を含まない第1の半導体層を介してゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上と信号線の電極端子上のプラズマ保護層とゲート絶縁層と第1の半導体層に夫々開口部が形成され、各開口部内に透明導電層よりなる絵素電極と走査線の電極端子と信号線の電極端子が露出し、
前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上に不純物を含む第2の半導体層と耐熱金属層を含む1層以上の金属層との積層よりなるソース(信号線)配線と、前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上に同じくドレイン配線が形成され、
耐熱金属層を含む1層以上の金属層よりなる前記信号線の一部は信号線の電極端子の一部上と、同じく前記ドレイン配線の一部は前記開口部内の絵素電極の一部上に形成され、
前記ソース・ドレイン配線領域を除いて第1の半導体層が除去されて前記第1の透明性絶縁基板上にゲート絶縁層が露出し、
前記ソース・ドレイン配線上に感光性有機絶縁層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 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透明導電層と前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極と信号線の電極端子が形成され、
プラズマ保護層とゲート絶縁層と不純物を含まない第1の半導体層を介してゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上と信号線の電極端子上のプラズマ保護層とゲート絶縁層と第1の半導体層に夫々開口部が形成され、各開口部内に透明導電層よりなる走査線の電極端子と信号線の電極端子と絵素電極が露出し、
前記保護絶縁層の一部と重なり信号線の電極端子の一部上と前記第1の半導体層上に不純物を含む第2の半導体層と耐熱金属層を含む1層以上の金属層との積層よりなるソース(信号線)配線と、前記保護絶縁層の一部と重なり前記開口部内の絵素電極の一部上と前記第1の半導体層上に同じくドレイン配線が形成され、
前記ソース・ドレイン配線領域を除いて第1の半導体層が除去されて前記第1の透明性絶縁基板上にゲート絶縁層が露出し、
前記ソース・ドレイン配線上に感光性有機絶縁層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 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透明導電層と前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極(と画像表示部外の領域に同じく透明導電性の信号線の電極端子)が形成され、
プラズマ保護層とゲート絶縁層と不純物を含まない第1の半導体層を介してゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
前記絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上(または走査線の電極端子上と信号線の電極端子上)のプラズマ保護層とゲート絶縁層と第1の半導体層に夫々開口部が形成され、各開口部内に透明導電性の絵素電極と透明導電性の走査線の一部(または走査線の電極端子と信号線の電極端子)が露出し、
前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上(と信号線の電極端子の一部上)に不純物を含む第2の半導体層と耐熱金属層を含む1層以上の金属層との積層よりなるソース(信号線)配線と、前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上と前記開口部内の絵素電極の一部上に同じくドレイン配線と、走査線の一部を含んで走査線の電極端子(または透明導電性の走査線の電極端子)と、信号線の一部よりなる信号線の電極端子(または透明導電性の信号線の電極端子)が形成され、
前記ソース・ドレイン配線領域を除いて第1の半導体層が除去されて前記第1の透明性絶縁基板上にゲート絶縁層が露出し、
前記信号線の電極端子上を除いて信号線上に感光性有機絶縁層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 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透明導電層と前記透明導電層よりわずかに幅細い金属層との積層よりなる走査線と、透明導電性の絵素電極(と画像表示部外の領域に同じく透明導電性の信号線の電極端子)が形成され、
プラズマ保護層とゲート絶縁層と不純物を含まない第1の半導体層を介してゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層が形成され、
前記絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上(または走査線の電極端子上と信号線の電極端子上)のプラズマ保護層とゲート絶縁層と第1の半導体層に夫々開口部が形成され、各開口部内に透明導電性の絵素電極と透明導電性の走査線の一部(または走査線の電極端子と信号線の電極端子)が露出し、
前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上(と信号線の電極端子の一部上)に不純物を含む第2の半導体層と耐熱金属層を含む1層以上の陽極酸化可能な金属層との積層よりなるソース(信号線)配線と、前記保護絶縁層の一部と重なり前記第1の半導体層上と前記開口部内の絵素電極の一部上に同じくドレイン配線と、走査線の一部を含んで走査線の電極端子(または透明導電性の走査線の電極端子)と、信号線の一部よりなる信号線の電極端子(または透明導電性の信号線の電極端子)が形成され、
前記ソース・ドレイン配線領域を除いて第1の半導体層が除去されて前記第1の透明性絶縁基板上にゲート絶縁層が露出し、
前記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ていることを特徴とする液晶表示装置。 - 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透明導電層と第1の金属層を順次被着する工程と、
走査線に対応し、絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上(または走査線の擬似電極端子上と信号線の擬似電極端子上)の膜厚が前記走査線上の膜厚よりも薄い第1の感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記第1の感光性樹脂パターンをマスクとして第1の金属層と透明導電層を食刻する工程と、
前記第1の感光性樹脂パターンの膜厚を減少して第1の金属層を露出した後、前記第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一部(または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、
プラズマ保護層と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、
前記絵素電極上と透明導電性の走査線の一部上(または走査線の電極端子上と信号線の電極端子上)に開口部を有し、ゲート電極上の半導体層形成領域の膜厚が他の領域よりも厚い第2の感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記第2の感光性樹脂パターンをマスクとして前記開口部内の第2の非晶質シリコン層と第1の非晶質シリコン層とゲート絶縁層とプラズマ保護層を除去して絵素電極と透明導電性の走査線の一部(または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、
前記第2の感光性樹脂パターンの膜厚を減少して第2の非晶質シリコン層を露出する工程と、
前記膜厚を減ぜられた第2の感光性樹脂パターンをマスクとしてゲート電極上にゲート電極よりも幅太く第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、
耐熱金属層を含んで1層以上の金属層を被着後、ゲート電極と一部重なりゲート絶縁層上と第2の非晶質シリコン層上にソース(信号線)配線と、同じく前記開口部内の絵素電極の一部を含んでドレイン配線と、前記走査線の一部を含んで走査線の電極端子と、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、
(またはゲート電極と一部重なりゲート絶縁層上と第2の非晶質シリコン層上と透明導電性の信号線の電極端子の一部上にソース配線と、同じく前記開口部内の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)、
前記ソース・ドレイン配線間の第2の非晶質シリコン層を除去する工程と、
前記第1の透明性絶縁基板上にパシベーション絶縁層を形成する工程と、
前記走査線と信号線の電極端子上と絵素電極上のパシベーション絶縁層に開口部を形成してパシベーション絶縁層を選択的に除去する工程を有する液晶表示装置の製造方法。 - 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透明導電層と第1の金属層を順次被着する工程と、
走査線に対応し、絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上(または走査線の擬似電極端子上と信号線の擬似電極端子上)の膜厚が前記走査線上の膜厚よりも薄い第1の感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記第1の感光性樹脂パターンをマスクとして第1の金属層と透明導電層を食刻する工程と、
前記第1の感光性樹脂パターンの膜厚を減少して第1の金属層を露出した後、前記第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一部(または走査線の電極端子上と信号線の電極端子)を露出する工程と、
プラズマ保護層と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、
前記絵素電極上と透明導電性の走査線の一部上(または走査線の電極端子上と信号線の電極端子上)に開口部を有し、ゲート電極上の半導体層形成領域の膜厚が他の領域よりも厚い第2の感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記第2の感光性樹脂パターンをマスクとして前記開口部内の第2の非晶質シリコン層と第1の非晶質シリコン層とゲート絶縁層とプラズマ保護層を除去して絵素電極と透明導電性の走査線の一部(または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、
前記第2の感光性樹脂パターンの膜厚を減少して第2の非晶質シリコン層を露出する工程と、
前記膜厚を減ぜられた第2の感光性樹脂パターンをマスクとしてゲート電極上にゲート電極よりも幅太く第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、
耐熱金属層を含む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りゲート絶縁層上にソース(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、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、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第3の感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記第3の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の電極端子と信号線の電極端子を形成する工程と、
前記第3の感光性樹脂パターンの膜厚を減少してソース・ドレイン配線を露出する工程と、
前記膜厚を減ぜられた第3の感光性樹脂パターンをマスクとして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(またはゲート電極と一部重なりゲート絶縁層上と透明導電性の信号線の電極端子の一部を含んでソース配線と、同じく絵素電極の一部を含んでドレイン配線を形成後、前記ソース・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。 - 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透明導電層と第1の金属層を順次被着する工程と、
走査線に対応し、絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の擬似電極端子上と信号線の擬似電極端子上の膜厚が前記走査線上の膜厚よりも薄い第1の感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記第1の感光性樹脂パターンをマスクとして第1の金属層と透明導電層を食刻する工程と、
前記第1の感光性樹脂パターンの膜厚を減少して第1の金属層を露出した後、前記第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、
プラズマ保護層と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保護絶縁層を順次被着する工程と、
前記保護絶縁層をゲート電極上にゲート電極よりも幅細く残して第1の非晶質シリコン層を露出する工程と、
不純物を含む第2の非晶質シリコン層を被着する工程と、
走査線と信号線の擬似電極端子上と擬似絵素電極上に開口部を形成し、前記開口部内の第2の非晶質シリコン層と第1の非晶質シリコン層とゲート絶縁層とプラズマ保護層を除去して透明導電性の走査線と信号線の電極端子と同じく絵素電極を露出する工程と、
耐熱金属層を含む1層以上の金属層を被着後、前記保護絶縁層と一部重なり信号線の電極端子の一部を含んでその表面に感光性有機絶縁層を有するソース配線(信号線)と、同じく絵素電極の一部を含んでその表面に感光性有機絶縁層を有するドレイン配線を形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法。 - 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透明導電層と第1の金属層を順次被着する工程と、
走査線に対応し、擬似絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の擬似電極端子上と信号線の擬似電極端子上の膜厚が前記走査線上の膜厚よりも薄い第1の感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記第1の感光性樹脂パターンをマスクとして第1の金属層と透明導電層を食刻する工程と、
前記第1の感光性樹脂パターンの膜厚を減少して第1の金属層を露出した後、前記第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、
プラズマ保護層と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保護絶縁層を順次被着する工程と、
走査線と信号線の電極端子上と絵素電極上に開口部を有しゲート電極上の保護絶縁層形成領域の膜厚が他の領域よりも厚い第2の感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記第2の感光性樹脂パターンをマスクとして前記開口部内の保護絶縁層と第1の非晶質シリコン層とゲート絶縁層とプラズマ保護層を除去して透明導電性の走査線と信号線の電極端子と同じく絵素電極を露出する工程と、
前記第2の感光性樹脂パターンの膜厚を減少して保護絶縁層を露出する工程と、
前記膜厚を減ぜられた第2の感光性樹脂パターンをマスクとしてゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層を残して第1の非晶質シリコン層を露出する工程と、
不純物を含む第2の非晶質シリコン層を被着する工程と、
耐熱金属層を含む1層以上の金属層を被着後、第2の非晶質シリコン層と金属層との積層よりなり前記保護絶縁層と一部重なり信号線の電極端子の一部を含んでその表面に感光性有機絶縁層を有するソース配線(信号線)と、同じく絵素電極の一部を含んでその表面に感光性有機絶縁層を有するドレイン配線を形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法。 - 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透明導電層と第1の金属層を順次被着する工程と、
走査線に対応し、絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上(または走査線の擬似電極端子上と信号線の擬似電極端子上)の膜厚が前記走査線上の膜厚よりも薄い第1の感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記第1の感光性樹脂パターンをマスクとして第1の金属層と透明導電層を食刻する工程と、
前記第1の感光性樹脂パターンの膜厚を減少して第1の金属層を露出した後、前記第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一部(または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、
プラズマ保護層と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保護絶縁層を順次被着する工程と、
前記走査線の一部上(または走査線の電極端子上と信号線の電極端子上)と絵素電極上に開口部を有しゲート電極上の保護絶縁層形成領域の膜厚が他の領域よりも厚い第2の感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記第2の感光性樹脂パターンをマスクとして前記開口部内の保護絶縁層と第1の非晶質シリコン層とゲート絶縁層とプラズマ保護層を除去して前記走査線の一部(または走査線の電極端子と信号線の電極端子)と絵素電極を露出する工程と、
前記第2の感光性樹脂パターンの膜厚を減少して保護絶縁層を露出する工程と、
前記膜厚を減ぜられた第2の感光性樹脂パターンをマスクとしてゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層を残して第1の非晶質シリコン層を露出する工程と、
不純物を含む第2の非晶質シリコン層を被着する工程と、
耐熱金属層を含む1層以上の金属層を被着後、前記保護絶縁層と一部重なりソース配線(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、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、信号線上の膜厚が他の領域よりも厚い感光性有機絶縁層パターンを形成する工程(または前記保護絶縁層と一部重なり透明導電性の信号線の電極端子の一部を含んでソース配線と、同じく絵素電極の一部を含んでドレイン配線に対応し、信号線上の膜厚が他の領域よりも厚い感光性有機絶縁層パターンを形成する工程)と、
前記感光性有機絶縁層パターンをマスクとして金属層と第2の非晶質シリコン層と第1の非晶質シリコン層を選択的に除去して金属性(または透明導電性)の走査線と信号線の電極端子と、ソース・ドレイン配線を形成する工程と、
前記感光性有機絶縁層パターンの膜厚を減少して金属性(または透明導電性)の走査線と信号線の電極端子と、ドレイン配線を露出する工程を有する液晶表示装置の製造方法。 - 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透明導電層と第1の金属層を順次被着する工程と、
走査線に対応し、絵素電極上と画像表示部外の領域で走査線の一部上(または走査線の擬似電極端子上と信号線の擬似電極端子上)の膜厚が前記走査線上の膜厚よりも薄い第1の感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記第1の感光性樹脂パターンをマスクとして第1の金属層と透明導電層を食刻する工程と、
前記第1の感光性樹脂パターンの膜厚を減少して第1の金属層を露出した後、前記第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一部(または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、
プラズマ保護層と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保護絶縁層を順次被着する工程と、
前記走査線の一部上(または走査線の電極端子上と信号線の電極端子上)と絵素電極上に開口部を有しゲート電極上の保護絶縁層形成領域の膜厚が他の領域よりも厚い第2の感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記第2の感光性樹脂パターンをマスクとして前記開口部内の保護絶縁層と第1の非晶質シリコン層とゲート絶縁層とプラズマ保護層を除去して前記走査線の一部(または走査線の電極端子と信号線の電極端子)と絵素電極を露出する工程と、
前記第2の感光性樹脂パターンの膜厚を減少して保護絶縁層を露出する工程と、
前記膜厚を減ぜられた第2の感光性樹脂パターンをマスクとしてゲート電極上にゲート電極よりも幅細く保護絶縁層を残して第1の非晶質シリコン層を露出する工程と、
不純物を含む第2の非晶質シリコン層を被着する工程と、
耐熱金属層を含む1層以上の陽極酸化可能な金属層を被着後、前記保護絶縁層と一部重なりソース配線(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、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、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第3の感光性樹脂パターンを形成する工程と、
前記第3の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と第2の非晶質シリコン層と第1の非晶質シリコン層を選択的に除去し、走査線と信号線の電極端子とソース・ドレイン配線を形成する工程と、
前記第3の感光性樹脂パターンの膜厚を減少してソース・ドレイン配線を露出する工程と、
前記膜厚を減ぜられた第3の感光性樹脂パターンをマスクとして前記電極端子上を保護しながら前記ソース・ドレイン配線を陽極酸化する工程(または微細加工技術により前記保護絶縁層と一部重なり透明導電性の信号線の電極端子の一部を含んでソース配線と、同じく絵素電極の一部を含んでドレイン配線を形成後、前記ソース・ドレイン配線を陽極酸化する工程)を有する液晶表示装置の製造方法。
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