JP2007033786A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置に関する。 The present invention relates to a display device.
近年、液晶表示装置や有機EL表示装置において、ガラス基板上に多結晶シリコンを用いて、表示領域に複数の画素薄膜トランジスタ(以下、TFTと称する)と、その周辺の領域に周辺駆動回路とを一体的に形成することで、外付け部品点数の削減による低コスト化、モジュールの小型実装化が可能なSystem On Glass(以下、SOGと称する)技術が注目されている。 In recent years, in a liquid crystal display device or an organic EL display device, a plurality of pixel thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) are integrated in a display region using a polycrystalline silicon on a glass substrate, and a peripheral drive circuit is integrated in a peripheral region. System On Glass (hereinafter, referred to as SOG) technology that can reduce costs by reducing the number of external parts and can be miniaturized to form modules has attracted attention.
一般に、SOG化された表示装置において、表示領域の画素TFTと、周辺駆動回路を構成するTFTとでは、その用途が異なるために、TFTの動作特性や微細化に対する要求が異なる。 In general, in a display device using SOG, the pixel TFTs in the display area and the TFTs constituting the peripheral driver circuit have different uses, and therefore require different operating characteristics and miniaturization of TFTs.
これに対し、最近では、画素TFT及び周辺駆動回路を構成するTFTそれぞれの活性層に適切な濃度の不純物を注入することで、最適なTFTの動作特性を得ることが可能な技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, recently, a technique has been disclosed that can obtain optimum TFT operating characteristics by injecting impurities of appropriate concentrations into the active layers of the pixel TFT and the TFT constituting the peripheral drive circuit. (For example, refer to Patent Document 1).
一方で、高精細、狭額縁を維持しつつ、更なる高集積化を実現するためには、特に、周辺駆動回路のTFT及び配線を、表示領域よりも微細化する必要がある。このため、周辺駆動回路ではTFT及び配線の占める割合が増え、それに伴い上層配線層と下層配線層とを接続するコンタクトプラグの数が多くなる。 On the other hand, in order to realize further high integration while maintaining high definition and a narrow frame, it is particularly necessary to make the TFTs and wirings of the peripheral drive circuit smaller than the display area. For this reason, in the peripheral drive circuit, the proportion of the TFT and the wiring increases, and accordingly, the number of contact plugs connecting the upper wiring layer and the lower wiring layer increases.
次に、コンタクトプラグについて、図13及び図14を用いて説明する。 Next, the contact plug will be described with reference to FIGS.
図13及び図14は、コンタクトプラグの形成過程を示す断面図である。まず、図13に示すように、絶縁性基板101上に形成された下層配線層102上の層間膜103にコンタクトホール104を設ける。
13 and 14 are cross-sectional views showing the process of forming the contact plug. First, as shown in FIG. 13, a
次に、図14に示すように、物理気相成長法(以下、PVD法と称する)であるスパッタリング法により、コンタクトホール104内及び層間膜103上に金属膜を成膜させ、コンタクトプラグ105および上層配線層106が形成される。
しかしながら、表示領域よりも微細化された周辺駆動回路領域においては、配線幅が狭いためにコンタクトホールのホール径が小さくなる。このため、コンタクトホールのホール径と深さとの比で定義されるコンタクトホールのアスペクト比が低下する。 However, in the peripheral drive circuit region that is made finer than the display region, the hole diameter of the contact hole is reduced because the wiring width is narrow. For this reason, the aspect ratio of the contact hole defined by the ratio between the hole diameter and the depth of the contact hole is lowered.
一般に、アスペクト比の値が低いコンタクトホールにおいて、スパッタリング法を用いて金属膜を成膜すると、層間膜上に成膜される上層配線層の膜厚に対し、コンタクトホールの内部に成膜されるコンタクトプラグの膜厚が非常に薄くなる、或いは成膜されない場合があり、このため、上層配線層と下層配線層とを接続するコンタクトプラグにおいて、接触不良が生じ、表示装置の歩留まりや信頼性が低下するという問題がある。 Generally, when a metal film is formed using a sputtering method in a contact hole having a low aspect ratio, the film is formed inside the contact hole with respect to the film thickness of the upper wiring layer formed on the interlayer film. The contact plug may be very thin or may not be formed. For this reason, contact failure occurs in the contact plug connecting the upper wiring layer and the lower wiring layer, and the yield and reliability of the display device are reduced. There is a problem of lowering.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、表示装置における表示領域よりも配線幅の狭い周辺駆動回路領域において、互いに異なる配線層間を接続するコンタクトプラグの接触不良による歩留りや信頼性の低下を防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and in a peripheral drive circuit region where the wiring width is narrower than the display region in the display device, the yield and reliability decrease due to contact failure of contact plugs connecting different wiring layers. The purpose is to prevent.
本発明に係る表示装置は、絶縁性基板上に、下層配線層及び上層配線層の間に配置された第1の層間絶縁膜に設けられた第1のコンタクトホール内部に、下層配線層と上層配線層とを接続する第1のコンタクトプラグが埋設された表示領域と、表示領域の周辺において、表示領域よりも配線幅が狭く設定され、下層配線層及び上層配線層の間に配置された第2の層間絶縁膜に設けられた第2のコンタクトホール内部に、下層配線層と上層配線層とを接続する第2のコンタクトプラグが埋設された周辺回路を備えた周辺回路領域と、を有する表示装置であって、第1の層間絶縁膜の膜厚よりも、第2の層間絶縁膜の膜厚が薄いことを特徴とする。 In the display device according to the present invention, a lower wiring layer and an upper layer are formed in a first contact hole provided in a first interlayer insulating film disposed between a lower wiring layer and an upper wiring layer on an insulating substrate. The display area in which the first contact plug for connecting the wiring layer is embedded, and the periphery of the display area, the wiring width is set narrower than the display area, and the first contact plug is disposed between the lower wiring layer and the upper wiring layer. And a peripheral circuit region having a peripheral circuit in which a second contact plug for connecting the lower wiring layer and the upper wiring layer is embedded in a second contact hole provided in the second interlayer insulating film. An apparatus is characterized in that the film thickness of the second interlayer insulating film is smaller than the film thickness of the first interlayer insulating film.
本発明にあっては、表示領域よりも配線幅が狭い周辺回路領域における第2の層間絶縁膜の膜厚を、表示領域における第1の層間絶縁膜の膜厚よりも薄くすることで、周辺回路領域における第2のコンタクトホールのアスペクト比を、表示領域における第1のコンタクトホールのアスペクト比に近づけることができ、PVD法により形成された第2のコンタクトプラグが上層配線層と下層配線層とを接続しやすくなる。 In the present invention, the thickness of the second interlayer insulating film in the peripheral circuit region having a wiring width narrower than that of the display region is made smaller than the thickness of the first interlayer insulating film in the display region. The aspect ratio of the second contact hole in the circuit region can be made close to the aspect ratio of the first contact hole in the display region, and the second contact plug formed by the PVD method is connected to the upper wiring layer and the lower wiring layer. Makes it easier to connect.
また、上記表示装置において、第2のコンタクトホールのアスペクト比が、第1のコンタクトホールのアスペクト比と同一になるように第2の層間絶縁膜の膜厚を薄くすることを特徴とする。 In the above display device, the thickness of the second interlayer insulating film is reduced so that the aspect ratio of the second contact hole is the same as the aspect ratio of the first contact hole.
本発明にあっては、周辺回路領域におけるコンタクトホールのアスペクト比が、表示領域におけるコンタクトホールのアスペクト比と同一になるように第2の層間絶縁膜の膜厚を薄くすることで、第2のコンタクトプラグが上層配線層と下層配線層とをより接続しやすくなる。 In the present invention, the second interlayer insulating film is made thin so that the aspect ratio of the contact hole in the peripheral circuit region is the same as the aspect ratio of the contact hole in the display region. The contact plug makes it easier to connect the upper wiring layer and the lower wiring layer.
上記表示領域においては、上層配線層及び更に上層の配線層の間に配置された第3の層間絶縁膜に設けられた第3のコンタクトホール内部に、上層配線層と更に上層の配線層とを接続する第3のコンタクトプラグが埋設され、上記周辺回路領域においては、表示領域よりも配線幅が狭く設定され、上層配線層及びさらに上層の配線層の間に配置された第4の層間絶縁膜に設けられた第4のコンタクトホール内部に、上層配線層と更に上層の配線層とを接続する第4のコンタクトプラグが埋設され、第3の層間絶縁膜の膜厚よりも、第4の層間絶縁膜の膜厚が薄いことを特徴とする。 In the display region, the upper wiring layer and the upper wiring layer are disposed in the third contact hole provided in the third interlayer insulating film disposed between the upper wiring layer and the upper wiring layer. A third contact plug to be connected is buried, and in the peripheral circuit region, a wiring width is set narrower than that of the display region, and a fourth interlayer insulating film disposed between the upper wiring layer and the upper wiring layer. A fourth contact plug for connecting the upper wiring layer and a further upper wiring layer is embedded in the fourth contact hole provided in the fourth contact hole, and the fourth interlayer contact hole has a thickness greater than that of the third interlayer insulating film. The insulating film is thin.
本発明にあっては、表示領域よりも配線幅が狭い周辺回路領域における第4の層間絶縁膜の膜厚を、表示領域における第3の層間絶縁膜の膜厚よりも薄くすることで、周辺回路領域における第4のコンタクトホールのアスペクト比を適切な値とすることができ、PVD法により形成された第4のコンタクトプラグが異なる配線層同士を接続しやすくなる。 In the present invention, the thickness of the fourth interlayer insulating film in the peripheral circuit region having a wiring width narrower than that of the display region is made smaller than the thickness of the third interlayer insulating film in the display region. The aspect ratio of the fourth contact hole in the circuit region can be set to an appropriate value, and the fourth contact plug formed by the PVD method can easily connect different wiring layers.
また、上記表示装置において、第4のコンタクトホールのアスペクト比が、第3のコンタクトホールのアスペクト比と同一になるように第4の層間絶縁膜の膜厚を薄くすることを特徴とする。 In the above display device, the thickness of the fourth interlayer insulating film is reduced so that the aspect ratio of the fourth contact hole is the same as the aspect ratio of the third contact hole.
本発明にあっては、周辺回路領域におけるコンタクトホールのアスペクト比が、表示領域におけるコンタクトホールのアスペクト比と同一になるように第4の層間絶縁膜の膜厚を薄くすることで、第4のコンタクトプラグが上層配線層と下層配線層とをより接続しやすくなる。 In the present invention, the thickness of the fourth interlayer insulating film is reduced so that the aspect ratio of the contact hole in the peripheral circuit region is the same as the aspect ratio of the contact hole in the display region. The contact plug makes it easier to connect the upper wiring layer and the lower wiring layer.
本発明の表示装置によれば、表示領域よりも配線幅の狭い周辺回路領域において、互いに異なる配線層間を接続するコンタクトプラグの接触不良による歩留りや信頼性の低下を防止することが可能となる。 According to the display device of the present invention, it is possible to prevent a decrease in yield and reliability due to contact failure of contact plugs connecting different wiring layers in a peripheral circuit region having a wiring width narrower than that of the display region.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態に係る液晶表示装置の表示パネルを上から見た平面図である。同図に示すように、表示パネル1は、表示領域2と、周辺駆動回路領域3とを有する。
FIG. 1 is a plan view of the display panel of the liquid crystal display device according to the present embodiment as viewed from above. As shown in the figure, the display panel 1 has a
表示領域2は、画像を表示するための複数の画素TFTを有する。周辺駆動回路領域3は、表示領域2の周囲に位置し、駆動回路用素子であるTFTで構成された周辺駆動回路を有する。これら画素TFT及び周辺駆動回路は同一のガラス基板上に一体的に形成されている。
The
ここで周辺駆動回路とは、走査線駆動回路、信号線駆動回路、インターフェース回路、タイミングジェネレータ、リファレンスドライバ、対向電極ドライバ、DC/DCコンバータ、メモリなど、液晶表示を行うために必要な回路群を示す。 Here, the peripheral driver circuit is a circuit group necessary for performing liquid crystal display such as a scanning line driver circuit, a signal line driver circuit, an interface circuit, a timing generator, a reference driver, a counter electrode driver, a DC / DC converter, and a memory. Show.
次に、本発明の表示パネルが有する表示領域及び周辺駆動回路領域の構成について図2の断面図を用いて説明する。尚、周辺駆動回路領域3においては、表示領域2よりも微細な設計ルールが用いられ、例えば、表示領域2に設けられるコンタクトホールのホール径4μmに対して、周辺駆動回路領域3に設けられるコンタクトホールのホール径は2μmとする。
Next, the structure of the display region and the peripheral driver circuit region included in the display panel of the present invention will be described with reference to the cross-sectional view of FIG. In the peripheral
図2は、図1の表示パネル1の表示領域2及び周辺駆動回路領域3の一部断面図である。同図に示すように、表示領域2は、絶縁性基板4と、絶縁性基板4上に形成されたアンダーコート膜5と、アンダーコート膜5上に形成された多結晶シリコン膜6上にさらに形成されたゲート絶縁膜7と、ゲート絶縁膜7上に形成されたゲート電極8とを備えるTFTを有する。尚、ここでは表示パネル1において、絶縁性基板4と対向して配置される対向基板及び両基板間に配置される液晶層等の構成部材に関する説明は省略する。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the
さらにTFTは、ゲート絶縁膜7及びゲート電極8を含む全面に形成された第1の層間絶縁膜9と、第1の層間絶縁膜9及びゲート絶縁膜7に設けられたコンタクトホールを通じて、ソース領域に接続するように形成されたソース電極13と、ドレイン領域に接続するように形成されたドレイン電極14とを備えている。ここで第1の層間絶縁膜9の膜厚t1を、例えば800nmとする。
The TFT further includes a first
すなわち、800nmの膜厚t1を有する第1の層間絶縁膜9に設けられたコンタクトホール内部に、多結晶シリコン膜6と接続するソース電極13及びドレイン電極14がコンタクトプラグとして埋設される。
That is, the
さらにTFTは、ソース電極13とドレイン電極14とを含む全面に形成された第3の層間絶縁膜11と、第3の層間絶縁膜11に設けられたコンタクトホールを通じてドレイン電極14に接続するように形成された画素電極15とを備えている。ここでも第3の層間絶縁膜11の膜厚t3を、800nmとする。
Further, the TFT is connected to the
すなわち、ここでも800nmの膜厚t3を有する第3の層間絶縁膜11に設けられたコンタクトホール内部に、ドレイン電極14と接続する画素電極15がコンタクトプラグとして埋設される。
That is, the
周辺駆動回路領域3は、絶縁性基板4と、絶縁性基板4上に形成されたアンダーコート膜5と、アンダーコート膜5上に形成された多結晶シリコン膜6上に更に形成されたゲート絶縁膜7と、ゲート絶縁膜7上に形成されたゲート電極8とを備えるTFTを有する。尚、ここでも表示パネル1において、絶縁性基板4と対向して配置される対向基板及び両基板間に配置される液晶層等の構成部材に関する説明は省略する。
The peripheral
さらにTFTは、ゲート絶縁膜7及びゲート電極8を含む全面に形成された第2の層間絶縁膜10と、第2の層間絶縁膜10及びゲート絶縁膜7に設けられたコンタクトホールを通じて、ソース領域に接続するように形成されたソース電極13と、ドレイン領域に接続するように形成されたドレイン電極14とを備えている。ここで例えば、ドライエッチング処理により絶縁膜の一部を除去することで、第2の層間絶縁膜10の膜厚t2を500nmに設定する。
The TFT further includes a source region through a second
すなわち、500nmの膜厚t2を有する第2の層間絶縁膜10に設けられたコンタクトホール内部に、多結晶シリコン膜6と接続するソース電極13及びドレイン電極14がコンタクトプラグとして埋設される。
That is, the
さらにTFTは、ソース電極13とドレイン電極14とを含む全面に形成された第4の層間絶縁膜12と、第4の層間絶縁膜12に設けられたコンタクトホールを通じてドレイン電極14とを接続するように形成された更に上層の配線層17とを備えている。ここでも例えば、ドライエッチング処理により絶縁膜の一部を除去することで、第4の層間絶縁膜12の膜厚t4を500nmに設定する。
Further, the TFT connects the fourth
すなわち、ここでも500nmの膜厚t4を有する第4の層間絶縁膜12に設けられたコンタクトホール内部に、ドレイン電極14と接続するさらに上層の配線層17がコンタクトプラグとして埋設される。
That is, an
次に、本発明の効果について説明する。まず、各領域におけるコンタクトホールのアスペクト比を計算する。アスペクト比Rはホール径φとホールの深さdを用いて、次式(1)で表される。 Next, the effect of the present invention will be described. First, the aspect ratio of the contact hole in each region is calculated. The aspect ratio R is expressed by the following equation (1) using the hole diameter φ and the hole depth d.
R = φ / d ・・・ (1)
ここで、ホールの深さdは、ホールが設けられている層間絶縁膜の膜厚tにほぼ等しい。
R = φ / d (1)
Here, the depth d of the hole is substantially equal to the film thickness t of the interlayer insulating film in which the hole is provided.
表示領域2におけるコンタクトホールのホール径φAは4μm、第1の層間絶縁膜9の膜厚t1及び第3の層間絶縁膜11の膜厚t3は800nmなので、アスペクト比は5(=4μm/800nm)となる。
Since the hole diameter φA of the contact hole in the
周辺駆動回路領域3におけるコンタクトホールのホール径φBは2μm、第2の層間絶縁膜10の膜厚t2又は第4の層間絶縁膜12の膜厚t4は500nmなので、アスペクト比は式(1)より、4(=2μm/500nm)となる。
Since the hole diameter φB of the contact hole in the peripheral
このように、周辺駆動回路領域3における層間絶縁膜の膜厚を、表示領域2における層間絶縁膜の膜厚よりも薄くすることで、周辺駆動回路領域3のコンタクトホールのアスペクト比を、表示領域2のアスペクト比に近づけることができる。
Thus, by making the film thickness of the interlayer insulating film in the peripheral
図3は、図1の断面図の周辺駆動回路領域3におけるドレイン電極14付近を拡大した断面図である。同図に示すように、ドレイン電極14は、主配線25と上下のバリアメタル26で構成される。主配線25にはAl,Cu等の金属材料又はそれらの合金が使用される。上下のバリアメタル26は、主配線25を構成する金属材料と、第1の層間絶縁膜9との密着性の向上及び金属材料が第1の層間絶縁膜9中へ拡散するのを防止する。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the
バリアメタル26は主配線25に比べて抵抗値が高く、できるだけ膜厚を薄くする必要があるので、例えば、膜厚は20〜100nmの間で設定するのが望ましい。 The barrier metal 26 has a higher resistance value than the main wiring 25 and needs to be as thin as possible. Therefore, for example, the film thickness is desirably set between 20 and 100 nm.
同図では、コンタクトホール内部のドレイン電極14が、第1の層間絶縁膜9上のドレイン電極14と、多結晶シリコン膜6とを接続するコンタクトプラグとして機能する。周辺駆動回路領域3において、コンタクトホールのアスペクト比が改善されているので、コンタクトホール内部において、スパッタリング法により成膜された金属膜であるドレイン電極14が多結晶シリコン膜6と接続しやすくなる。これは他のコンタクトプラグであるソース電極13、更に上層の配線層17においても同様の効果を有する。
In the drawing, the
したがって、本実施の形態によれば、表示領域2よりも配線幅が狭い周辺駆動回路領域3における第2の層間絶縁膜10の膜厚を、表示領域2における第1の層間絶縁膜9の膜厚よりも薄くしたことで、周辺駆動回路領域3におけるコンタクトホールのアスペクト比を、表示領域2におけるアスペクト比に近づけることができ、スパッタリング法によりコンタクトホール内部に形成されたソース電極13及びドレイン電極14が、多結晶シリコン膜6と接続しやすくなる。
Therefore, according to the present embodiment, the film thickness of the second
同様に、周辺駆動回路領域3における第4の層間絶縁膜12の膜厚を、表示領域2における第3の層間絶縁膜11の膜厚よりも薄くしたことで、コンタクトホール内部に形成された更に上層の配線層17が、上層の配線層16と接続しやすくなる。
Similarly, the thickness of the fourth
また、本実施の形態においては、周辺駆動回路領域における第2の層間絶縁膜10及び第4の層間絶縁膜12の膜厚を500nmとしたことで、コンタクトホールのアスペクト比(4=2μm/500nm)が、表示領域2におけるコンタクトホールのアスペクト比(5=4μm/800nm)に近くなるように設定したが、これに限られるものではない。
In the present embodiment, the thickness of the second
例えば、表示領域と周辺駆動回路領域におけるコンタクトホールのアスペクト比が同一となるように、周辺駆動回路領域において、ドライエッチングの処理時間を調節することで、第2の層間絶縁膜10の膜厚を400nmに設定してもよい。これにより、コンタクトホール内部に形成されたソース電極13及びドレイン電極14が、多結晶シリコン膜6とより接続しやすくなる。
For example, the film thickness of the second
同様に、第4の層間絶縁膜12の膜厚を400nmに設定することで、コンタクトホール内部に形成された更に上層の配線層17が、上層の配線層16とより接続しやすくなる。
Similarly, by setting the thickness of the fourth
尚、本実施の形態においては、表示領域2及び周辺駆動回路領域3それぞれにおいて、層間絶縁膜と配線層とを2層を有する多層配線構造としたが、これに限られるものではなく、例えば、層間絶縁膜と配線層とをさらに増やし、2層以上の3層の層間絶縁膜及び配線層を有する多層配線構造であってもよい。
In the present embodiment, each of the
また、本実施の形態において、層間絶縁膜の膜厚は、ドライエッチングの処理時間によって任意の膜厚に設定するようにしたが、これに限られるものではない。第1の例として、積層膜の一部の除去をドライエッチングではなく、ウェットエッチングによって行ってもよい。 In the present embodiment, the film thickness of the interlayer insulating film is set to an arbitrary film thickness depending on the processing time of dry etching, but is not limited to this. As a first example, part of the laminated film may be removed by wet etching instead of dry etching.
また、第2の例として、層間絶縁膜を積層構造にして、ドライエッチング時に上層側の層間絶縁膜のみを選択的に除去することで膜厚を設定してもよい。通常、ドライエッチングのエッチングレートは、エッチング条件(ガスの種類、圧力、電力など)やエッチングの対象となる膜(例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜)によって異なってくる。 As a second example, the interlayer insulating film may have a laminated structure, and the film thickness may be set by selectively removing only the upper interlayer insulating film during dry etching. Usually, the etching rate of dry etching differs depending on the etching conditions (gas type, pressure, power, etc.) and the film to be etched (for example, silicon oxide film, silicon nitride film).
図4は、層間絶縁膜を積層構造にした場合の膜厚の調整方法を説明する断面図である。同図に示すように、エッチングレートが速いエッチング条件や膜を上層側の層間絶縁膜23とし、エッチングレートの遅いエッチング条件や膜を下層側の層間絶縁膜24とすることで、上層側の層間絶縁膜23除去時にオーバーエッチングがかけやすくなる。このため、エッチング時の処理時間や面内分布のばらつきを低減できるので、層間絶縁膜の膜厚調整を容易に行うことができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a method for adjusting the film thickness when the interlayer insulating film has a laminated structure. As shown in the figure, an etching condition or film having a high etching rate is used as the upper
また、第3の例として、最初に、表示領域にのみ膜厚300nmの層間絶縁膜を形成し、その後、基板全面に膜厚500nmの層間絶縁膜を形成するようにしてもよい。 As a third example, an interlayer insulating film having a thickness of 300 nm may be formed first only in the display region, and then an interlayer insulating film having a thickness of 500 nm may be formed on the entire surface of the substrate.
本実施の形態においては、スパッタリング法により、コンタクトプラグを薄膜形成したが、PVD法を用いた薄膜形成法であれば、これに限られるものではなく、例えば、真空蒸着法による薄膜形成法であっても、本発明を適用することで、同様の効果を得ることができる。 In the present embodiment, the contact plug is formed into a thin film by a sputtering method. However, the present invention is not limited to this as long as it is a thin film forming method using the PVD method. However, the same effect can be obtained by applying the present invention.
本実施の形態においては、表示装置を液晶表示装置としたが、これに限られるものではなく、有機ELを用いた表示装置であっても、本発明を適用することで、同様の効果を得ることができる。 In this embodiment mode, the display device is a liquid crystal display device. However, the present invention is not limited to this, and a similar effect can be obtained by applying the present invention to a display device using an organic EL. be able to.
次に、本実施の形態に係る表示装置の表示パネルの製造工程について図面を用いて説明する。まず、化学気相成長法(以下、CVD法と称する)を用いて絶縁性基板上に薄膜を形成する。図5は、表示装置の製造方法を説明する第1の工程図である。同図に示すように、低融点ガラスなどから構成される絶縁性基板4上にアンダーコート膜5を形成する。アンダーコート膜5は、例えば、膜厚が50nmのシリコン窒化膜(絶縁性基板側)と、膜厚が100nmのシリコン酸化膜との積層膜又はシリコン窒化膜、シリコン酸化膜などとする。これらの膜は、プラズマCVD法やLow Pressure Chemical Vapor Deposition法(以下、LPCVD法と称する)などを用いて連続的に形成することができる。次に、アンダーコート膜5上に、プラズマCVD法やLPCVD法などを用いて膜厚が50nmのアモルファスシリコン膜18を形成する。
Next, the manufacturing process of the display panel of the display device according to this embodiment will be described with reference to the drawings. First, a thin film is formed on an insulating substrate using chemical vapor deposition (hereinafter referred to as CVD). FIG. 5 is a first process diagram for explaining the manufacturing method of the display device. As shown in the figure, an
次に、TFTを形成する。図6は、第2の工程図である。同図に示すように、第1の工程で形成されたアモルファスシリコン膜18に、エキシマレーザアニール法(以下、ELAと称する)などのアニール処理を施すことにより、結晶化させ多結晶シリコン膜6に改質させる。その後、多結晶シリコン膜6をエッチングしてパターニングする。
Next, a TFT is formed. FIG. 6 is a second process diagram. As shown in the figure, the
次に、絶縁性基板4全面にシリコン酸化膜からなる膜厚が100nmのゲート絶縁膜7を成膜する。ここでゲート絶縁膜7はシリコン酸化膜に限定されるものではなく、シリコン窒化膜、若しくはこれらの積層膜でもよい。また、必要に応じてイオン注入法などを用いて、フォトリソグラフィ法によるレジストをマスクとして、多結晶シリコン膜6の一部にリン(P)やボロン(B)などの不純物を注入する。
Next, a
次に、膜厚が300nmのMoWからなるゲート電極8を形成する。ここでゲート電極8の材料は、MoWに限定されるものではなく、Al,Ti,W,Co,Mo,Cr,ドープド多結晶シリコンなど、若しくはこれらの合金を用いてもよい。
Next, a
次に、イオン注入法などを用いて、フォトリソグラフィ法によるレジスト又はゲート電極8をマスクとして、多結晶シリコン膜6の一部にリンやボロンなどの不純物を注入する。これにより、P型及びN型TFTがそれぞれ形成される。
Next, by using an ion implantation method or the like, impurities such as phosphorus or boron are implanted into a part of the
ここで多結晶シリコン膜6に注入したドーパント(ここではリンとボロン)の活性化処理を行う。活性化処理は、炉又はランプアニールなどを用いて、400〜600℃の熱処理にて行う。その後水素プラズマ処理を行い、拡散された水素は多結晶シリコン膜6に供給される。
Here, activation processing of dopants (phosphorus and boron in this case) implanted into the
次に、エッチングにより、表示領域と周辺駆動回路領域とで異なる膜厚の層間絶縁膜を形成する。図7は第3の工程図である。同図に示すように、ゲート電極8とゲート絶縁膜7を含む基板全面に膜厚が800nmの絶縁膜を形成する。絶縁膜は、例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜とする。形成方法としては、例えばプラズマCVD法やLPCVD法、Spin On Glass(以下、SOGと称する)などの塗布法を用いる。
Next, interlayer insulating films having different thicknesses are formed in the display region and the peripheral driver circuit region by etching. FIG. 7 is a third process diagram. As shown in the figure, an insulating film having a thickness of 800 nm is formed on the entire surface of the substrate including the
次に、表示領域2の絶縁膜上にレジストを形成して、ドライエッチングを実施する。尚、ドライエッチング処理は、絶縁膜すべてを除去するのではなく、ハーフエッチングとし、層間膜の一部(例えば、膜厚300nm分)を除去する。尚、用いたレジスト19は、ドライエッチング後に、アッシング処理により除去する。このようにして、周辺駆動回路領域3における第2の層間絶縁膜10の膜厚を、表示領域2における第1の層間絶縁膜9の膜厚よりも薄く形成する。ここで表示領域2と周辺駆動回路領域3の境界領域の形状は、例えば階段状であり、第1の層間絶縁膜9と第2の層間絶縁膜10との膜厚差300nmの段差を有する。
Next, a resist is formed on the insulating film in the
次に、図8の第4の工程図に示すように、第1の層間絶縁膜9及びゲート絶縁膜7に第1のコンタクトホール20を設け、第2の層間絶縁膜10及びゲート絶縁膜7に第2のコンタクトホール21を設ける。
Next, as shown in the fourth step diagram of FIG. 8, a
次に、図9の第5の工程図に示すように、第1の層間絶縁膜9上及び第1のコンタクトホール20内部、第2の層間絶縁膜10上及び第2のコンタクトホール21内部に、スパッタリング法により、同一材料の金属膜22を同時に成膜する。
Next, as shown in the fifth process diagram of FIG. 9, on the first
次に、図10の第6の工程図に示すように、例えばドライエッチングを用いて、金属膜22を加工し、ソース電極13、ドレイン電極14、その他の上層配線層16を形成する。
Next, as shown in the sixth step diagram of FIG. 10, the
次に、図11の第7の工程図に示すように、図7から図10で説明した工程と同様の製造方法により、第3の層間絶縁膜11及び第4の層間絶縁膜12を形成し、さらにスパッタリング法により成膜した金属膜を加工し、画素電極15及び更に上層の配線層17を形成する。ここで画素電極15には、ITO、IZOなどの透明導電膜を用いる。
Next, as shown in the seventh step diagram of FIG. 11, a third
尚、上記表示装置の製造工程において形成される表示領域及び周辺駆動回路領域の境界の形状は、階段状としたが、これに限られるものではない。例えば、両領域の境界の形状は傾斜状であってもよい。 In addition, although the shape of the boundary between the display region and the peripheral drive circuit region formed in the manufacturing process of the display device is a staircase shape, it is not limited to this. For example, the shape of the boundary between both regions may be inclined.
図12は、表示領域と周辺駆動回路領域の境界付近の断面図である。同図に示すように、層間絶縁膜27は、表示領域2と周辺駆動回路領域3の境界面で傾斜している。これにより層間絶縁膜27上の配線28は、両領域間を段差により切れることなくスムーズに接続することができる。また、傾斜をつける方法については、例えば、層間絶縁膜27の形成時に、レジスト形成条件(例えば、レジスト材料、露光条件、ベーキング条件)を変化させることで端部に傾斜をつけたレジストを採用して、エッチングを行う。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the vicinity of the boundary between the display area and the peripheral drive circuit area. As shown in the figure, the
1…表示パネル
2…表示領域
3…周辺駆動回路領域
4…絶縁性基板
5…アンダーコート膜
6…多結晶シリコン膜
7…ゲート絶縁膜
8…ゲート電極
9…第1の層間絶縁膜
10…第2の層間絶縁膜
11…第3の層間絶縁膜
12…第4の層間絶縁膜
13…ソース電極
14…ドレイン電極
15…画素電極
16…ソース電極及びドレイン電極と同層の上層配線層
17…更に上層の配線層
18…アモルファスシリコン膜
19…レジスト
20…第1のコンタクトホール
21…第2のコンタクトホール
22…金属膜
23…上層側の層間絶縁膜
24…下層側の層間絶縁膜
25…主配線
26…バリアメタル
27…層間絶縁膜
28…配線
101…絶縁性基板
102…下層配線層
103…層間膜
104…コンタクトホール
105…コンタクトプラグ
106…上層配線層
φA…表示領域のコンタクトホールのホール径
φB…周辺駆動回路領域のコンタクトホールのホール径
t1…第1の層間絶縁膜の膜厚
t2…第2の層間絶縁膜の膜厚
t3…第3の層間絶縁膜の膜厚
t4…第4の層間絶縁膜の膜厚
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
当該表示領域の周辺において、前記表示領域よりも配線幅が狭く設定され、下層配線層及び上層配線層の間に配置された第2の層間絶縁膜に設けられた第2のコンタクトホール内部に、当該下層配線層と当該上層配線層とを接続する第2のコンタクトプラグが埋設された周辺回路を備えた周辺回路領域と、を有する表示装置であって、
前記第1の層間絶縁膜の膜厚よりも、前記第2の層間絶縁膜の膜厚が薄いことを特徴とする表示装置。 The lower wiring layer and the upper wiring layer are connected to each other inside the first contact hole provided in the first interlayer insulating film disposed between the lower wiring layer and the upper wiring layer on the insulating substrate. A display area in which the first contact plug is embedded;
In the periphery of the display area, the wiring width is set narrower than the display area, and in the second contact hole provided in the second interlayer insulating film disposed between the lower wiring layer and the upper wiring layer, A peripheral circuit region including a peripheral circuit in which a second contact plug for connecting the lower wiring layer and the upper wiring layer is embedded;
The display device, wherein the thickness of the second interlayer insulating film is smaller than the thickness of the first interlayer insulating film.
前記周辺回路領域においては、前記表示領域よりも配線幅が狭く設定され、前記上層配線層及び更に上層の配線層の間に配置された第4の層間絶縁膜に設けられた第4のコンタクトホール内部に、当該上層配線層と当該更に上層の配線層とを接続する第4のコンタクトプラグが埋設され、
前記第3の層間絶縁膜の膜厚よりも、前記第4の層間絶縁膜の膜厚が薄いことを特徴とする請求項1若しくは請求項2に記載の表示装置。 In the display region, the upper wiring layer and the upper wiring are provided in a third contact hole provided in a third interlayer insulating film disposed between the upper wiring layer and the upper wiring layer. A third contact plug connecting the layers is embedded;
In the peripheral circuit region, a wiring width is set narrower than that of the display region, and a fourth contact hole provided in a fourth interlayer insulating film disposed between the upper wiring layer and a further upper wiring layer. A fourth contact plug for connecting the upper wiring layer and the upper wiring layer is embedded therein,
3. The display device according to claim 1, wherein the thickness of the fourth interlayer insulating film is smaller than the thickness of the third interlayer insulating film.
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- 2005-07-26 JP JP2005215915A patent/JP2007033786A/en active Pending
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