JP2556252B2 - 薄膜電界効果型トランジスタアレイ - Google Patents
薄膜電界効果型トランジスタアレイInfo
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Description
などに用いる薄膜電界効果型トランジスタアレイに関す
る。
を用いて薄膜トランジスタ(以下TFTと記す)を構成
する技術は、アクティブマトリクス液晶表示装置(以下
AMLCDと記す)を構成する中心的技術として重要で
ある。
よびその交差点近傍に配した薄膜トランジスタに接続し
た画素電極を設けた構造のTFT基板と、透明電極を全
面に形成した対向基板との間に液晶を挟み込み、制御し
た画素電極と対向電極の間に電圧を印加することにより
液晶中の光の透過状態を制御する。
ンジスタにより制御する画素電極は、同一時刻に書き込
みを行なわせるためにこの書込電圧を供給する信号線は
走査線がオンするタイミングより少し手前で書込電圧に
設定されなければならない。
が起こる。このため、各画素電極の電位は対向電極電位
に対して正負交互に印加される。このとき、正に印加す
る場合と負に印加する場合とでトランジスタ動作が非対
称になるため完全に同一の電位が印加されることはな
い。この正負の切り替えを広い領域で行うと、この非対
称性が認識されフリッカとなり、表示の認識の妨げとな
る。
逆の電圧を印加することが考えられているが、一般に画
素間のパリティの組合わせにより駆動方式がいくつかに
区分されている。同一信号線により制御する画素電極に
同一パリティで、隣合う信号線により制御する画素電極
に反対パリティで電位を印加する方法はドレインライン
反転法と呼ばれている。これに対して、同一走査線によ
り制御する画素電極に同一パリティで、隣合う走査線で
制御する画素電極に反転パリティで電圧を印加する方法
はゲートライン反転法と呼ばれる。また隣合う画素電極
を逆パリティで駆動する方法を画素反転法と呼ぶ。
間中に外部からシリアルで転送される。ドレインライン
反転および画素反転で駆動するためには、高速で正負の
切り替えを行う駆動ICが必要になる。このため、通常
この方法は消費電圧・コストの面から余り用いられな
い。一般的に最も多く用いられているのはゲートライン
反転法である。
用いる場合、同一走査線で制御する画素電極に同一パリ
ティの電位が供給され、次の走査線で制御する画素電極
には逆パリティの電位が供給される。この時、すべての
信号線は同一時刻で同時に正負が切り替わる。
ロセスのコストと安定性の面から逆スタガード構造の薄
膜電界効果型トランジスタが選択されることが多い。こ
のTFTの場合、絶縁基板側からゲート電極・ゲート絶
縁膜・島状非晶質シリコン層・ソース/ドレイン電極が
配されている。この構造では通常、ゲート電極に接続す
る走査線が基板側に、ドレイン電極に接続する信号線が
上側に配される。
合、信号線はすべての領域で対向電極と容量的に結合す
る。この容量は配線幅を一定とした場合、配線長にほぼ
比例して増加する。対応電極の電位を安定に保つために
は、この容量に十分対応できるような対向電極のコンダ
クタンスが必要になる。しかし、画面サイズが拡大する
と周辺と中央部との距離が拡大し、対向電極のコンダク
タンスも小さくなっていく。
一定にできなくなった場合、このふれ量は信号線の電位
の関係では異なってくるため、図4に示すように、ディ
スプレイ上の黒表示部11内にウインドウ白表示部12
を表示した場合、ウインドウ白表示部12の横の部分が
それ以外のところと輝度が異なるいわゆるクロストーク
現象発生部13が現れる〔例えば、1992年、エス・
アイ・ディー・インターナショナル・シンポジウム・ダ
イジェスト・オブ・テクニカル・ペーパーズ(1992
SID INTERNATIONAL SYMPOS
IUM DIGEST OF TECHNICAL P
APERS)第23巻、59〜62頁参照〕。
ト抵抗を減ずる方法がとられていた。しかしながら、現
在のところ特性の安定した透明電極で低抵抗な材料は限
られており、これ以上大面積化した場合対向電極の電位
を一定に保つことが困難になる。
Dの表示性能を安定させるために、対向電極と信号線と
の間の結合容量を減じてクロストークを抑止した薄膜電
界効果型トランジスタアレイを提供することにある。
トランジスタアレイは、絶縁基板上に格子状に配置して
交差させた走査線および信号線と、前記走査線と信号線
の各交点の近傍の前記絶縁基板上に設け且つ前記走査線
に接続するゲート電極と、前記ゲート電極上にゲート絶
縁膜を介して設けた島状の半導体層と、前記半導体膜上
に設けて前記信号線と接続するソース電極(又はドレイ
ン電極)および画素電極と接続するドレイン電極(又は
ソース電極)とを有する逆スタガード型薄膜電界効果ト
ランジスタアレイにおいて、前記信号線が前記ゲート電
極と同一層に形成され、前記走査線が前記ソース・ドレ
イン電極と同一層に、前記信号線との交点から延在して
薄膜電界効果トランジスタ近傍以外の信号線上を被覆し
て形成されている。
に変化する量が最も大きい信号線と対向電極との間の容
量結合を減ずることが必要である。信号線の面積は主と
して、信号線の遅延と接続の信頼性の問題からある値よ
り小さくすることはできない。信号線の面積を一定とし
たままで、結合容量を減ずるためには、信号線と対向電
極との間に電位の安定した電極を設けることが効果的で
ある。
配し、信号線・走査線の交点から延在して薄膜電界効果
トランジスタ近傍以外の信号線を被覆して形成すること
により、信号線・走査線の交差部で信号線が走査線で覆
われることとなり、この分、対向電極と信号線との容量
結合が減ずる効果がある。
ート電極を同一層で形成し、さらに走査線とソース/ド
レイン電極を同一層で形成し、信号線とドレイン電極お
よび走査線とゲート電極とをコンタクトホールを用いて
接続することにより、実現することができる。
る。
果型トランジスタアレイを示す平面図、図1(b)は図
1(a)のA−A′線断面図、図1(c)は図1(a)
のB−B′線断面図である。
板等の透光性絶縁基板7の上に走査線1と信号線2とを
交差させて格子状に配置し、これら走査線1と信号線2
の各交点近傍の絶縁基板7の上に設けたゲート電極4
と、ゲート電極4上に絶縁膜8を介して設けた島状の非
晶質シリコン膜10と、非晶質シリコン膜10を含む表
面に設けたソース電極9およびドレイン電極3とを有す
るTFTアレイを構成している。ここで、TFTのドレ
イン電極3をゲート電極4と同一層に設けた信号線2に
絶縁膜8に設けたコンタクトホール6を介して接続し、
ゲート電極4をソース電極9およびドレイン電極3と同
一層に設けた走査線1に接続し、ソース電極9を画素電
極5に接続してTFT基板を構成する。
膜電界効果型トランジスタアレイの製造方法を説明する
ための工程順に示した平面図である。
絶縁基板の上にスパッタ法でクロム膜を150nmの厚
さに堆積してパターニングし、絶縁基板上に想定した仮
想格子線14上に信号線2と信号線2に沿って配置した
ゲート電極4とのそれぞれを形成する。次に、信号線2
およびゲート電極4を含む表面にゲート絶縁膜となる窒
化シリコン膜を400nmの厚さに堆積した後、厚さ3
50nmのノンドープ非晶質シリコン膜および厚さ50
nmのn型非晶質シリコン膜を順次堆積してパターニン
グし、ゲート電極4の上に島状の非晶質シリコン膜10
を形成する。
コン膜を選択的にエッチングして信号線2およびゲート
電極4上にコンタクトホール6を形成した後、コンタク
トホール6を含む表面にクロム膜を堆積してパターニン
グし、コンタクトホール6を介して信号線2に接続する
ドレイン電極3およびソース電極9のそれぞれを形成す
る。次に、全面にアレミニウム膜を堆積してパターニン
グし走査線1のクロム膜と積層させ、2層構造の走査線
を形成する。
極9およびドレイン電極3をマスクとして非晶質シリコ
ン膜10のチャネル領域上のn型非晶質シリコン膜をプ
ラズマエッチングで除去し、ITO膜によりソース電極
9と接続する画素電極5を選択的に形成した後、プラズ
マCVD法によりパッシベーション膜として窒化シリコ
ン膜を堆積し、TFT基板を構成する。
である。
の交差点から隣接するTFTの近傍までの信号線2の上
に走査線1を延在させて形成し、信号線1の上部の大半
を被覆した以外は図1を参照して説明した薄膜電界効果
トランジスタアレイと同様の構成を有しており、信号線
2と対向電極との容量結合を更に低く抑えることができ
るという利点がある。
上に走査線を配置することにより、信号線と走査線との
交差部で信号線が走査線により覆われるため、対向電極
と信号線との容量結合を減ずることができ、クロストー
クを抑止できる。
アレイを示す平面図およびA−A′線断面図並びにB−
B′線断面図。
アレイの製造方法を説明するための工程順に示した平面
図。
用した液晶表示装置の課題を説明するための模式図。
Claims (1)
- 【請求項1】 絶縁基板上に格子状に配置して交差させ
た走査線および信号線と、前記走査線と信号線の各交点
の近傍の前記絶縁基板上に設け且つ前記走査線に接続す
るゲート電極と、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を介
して設けた島状の半導体層と、前記半導体膜上に設けて
前記信号線と接続するソース電極(又はドレイン電極)
および画素電極と接続するドレイン電極(又はソース電
極)とを有する逆スタガード型薄膜電界効果トランジス
タアレイにおいて、前記信号線が前記ゲート電極と同一
層に形成され、前記走査線が前記ソース・ドレイン電極
と同一層に、前記信号線との交点から延在して薄膜電界
効果トランジスタ近傍以外の信号線上を被覆して形成さ
れたことを特徴とする薄膜電界効果型トランジスタアレ
イ。
Priority Applications (1)
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JP11256893A JP2556252B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | 薄膜電界効果型トランジスタアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
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JP11256893A JP2556252B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | 薄膜電界効果型トランジスタアレイ |
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Family Applications (1)
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JP11256893A Expired - Lifetime JP2556252B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | 薄膜電界効果型トランジスタアレイ |
Country Status (1)
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