JP2596949B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
液晶表示装置の製造方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66742—Thin film unipolar transistors
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- H01L29/66765—Lateral single gate single channel transistors with inverted structure, i.e. the channel layer is formed after the gate
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
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- G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
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Description
【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置の
製造方法に関し、特にその薄膜トランジスタと絵素電極
を形成する方法に関する。
製造方法に関し、特にその薄膜トランジスタと絵素電極
を形成する方法に関する。
(ロ)従来の技術 近年、アクティブマトリックス表示の液晶表示装置に
おいて、絶縁性基板上に薄膜トランジスタ(以下TFTと
記す)をマトリックス状に形成したアクティブ・マトリ
ックス基板の研究が活発に行なわれている。TFTの半導
体材料として、ポリSi,a−Si(アモルファスシリコ
ン),Te,CdSeなどがある。
おいて、絶縁性基板上に薄膜トランジスタ(以下TFTと
記す)をマトリックス状に形成したアクティブ・マトリ
ックス基板の研究が活発に行なわれている。TFTの半導
体材料として、ポリSi,a−Si(アモルファスシリコ
ン),Te,CdSeなどがある。
液晶表示装置に用いられるa−Siを用いた電界効果型
のTFTの構造の一例を、第4図の平面図および第5図の
断面図にて示す。第5図は、第4図のB−B線での断面
を示す。ガラス基板などの透明絶縁性基板20上に1000〜
4000Å厚のゲート電極21を形成し、プラズマCVDにより1
000〜5000Åのゲート絶縁膜22、100〜2000Å厚のa−Si
膜23、1000〜6000Å厚の保護絶縁膜24を真空を破ること
なく連続的に積層する。つぎに、保護絶縁膜24をパター
ニングし、100〜1000Å厚のリン(P)ドープのn+-a-Si
膜25、ソース・ドレイン金属膜。26を積層し、パターニ
ングしてソース電極27及びドレイン電極28とする(保護
絶縁膜24は、n+-a-Si膜25のこのパターニングの際にエ
ッチャントからa−Si膜23を保護するために設けられ
る)。さらに、絵素電極29がドレイン電極28に接して形
成される。このようにして、第4図からもわかるよう
に、ゲートバー30とソース電極27との交点ごとにTFTお
よび絵素がアレイ状に形成される。
のTFTの構造の一例を、第4図の平面図および第5図の
断面図にて示す。第5図は、第4図のB−B線での断面
を示す。ガラス基板などの透明絶縁性基板20上に1000〜
4000Å厚のゲート電極21を形成し、プラズマCVDにより1
000〜5000Åのゲート絶縁膜22、100〜2000Å厚のa−Si
膜23、1000〜6000Å厚の保護絶縁膜24を真空を破ること
なく連続的に積層する。つぎに、保護絶縁膜24をパター
ニングし、100〜1000Å厚のリン(P)ドープのn+-a-Si
膜25、ソース・ドレイン金属膜。26を積層し、パターニ
ングしてソース電極27及びドレイン電極28とする(保護
絶縁膜24は、n+-a-Si膜25のこのパターニングの際にエ
ッチャントからa−Si膜23を保護するために設けられ
る)。さらに、絵素電極29がドレイン電極28に接して形
成される。このようにして、第4図からもわかるよう
に、ゲートバー30とソース電極27との交点ごとにTFTお
よび絵素がアレイ状に形成される。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 一般に、TFTを用いたアクティブ・マトリックス基板
においては、各交点は線順次方式で駆動される。すなわ
ち、走査される一本のゲートバー(配線)から走査信号
を入力し、各ソース配線からデータ信号を入力する。入
力したそれぞれの信号によりTFTは動作し、ドレイン電
極に流れるON・OFFの電流を制御し、ドレイン電極に接
続した絵素電極の点滅状態の選択を行なう。絵素電極に
接続されたTFTの数は多数であり、たとえば250×350マ
トリックスにおいては87500ケ所存在する。この多数のT
FTに欠陥を生じると必然的に点欠陥が発生し、表示装置
としての歩留りは低下する。
においては、各交点は線順次方式で駆動される。すなわ
ち、走査される一本のゲートバー(配線)から走査信号
を入力し、各ソース配線からデータ信号を入力する。入
力したそれぞれの信号によりTFTは動作し、ドレイン電
極に流れるON・OFFの電流を制御し、ドレイン電極に接
続した絵素電極の点滅状態の選択を行なう。絵素電極に
接続されたTFTの数は多数であり、たとえば250×350マ
トリックスにおいては87500ケ所存在する。この多数のT
FTに欠陥を生じると必然的に点欠陥が発生し、表示装置
としての歩留りは低下する。
点欠陥の原因としては、ソース電極からドレイン電極
までの途中で、電気的な断線が生じているか、逆にチャ
ンネル部で電気的なショートが生じてTFTの制御ができ
なくなり正常な表示が不能になっていることが考えられ
る。
までの途中で、電気的な断線が生じているか、逆にチャ
ンネル部で電気的なショートが生じてTFTの制御ができ
なくなり正常な表示が不能になっていることが考えられ
る。
上記の構造のTFTにおいては、たとえばTiを用いて形
成されたソース電極27あるいはドレイン電極28がパター
ニング後、ゲート・バー30上にかかる段差部(第4図の
X印で示す)でオーバーエッチングすることにより、ソ
ース電極27あるいはドレイン電極28の抵抗が上昇した
り、パターン切れによりソース電極27、ドレイン電極28
の電気的断線となって点欠陥を生じやすいという欠点が
あった。
成されたソース電極27あるいはドレイン電極28がパター
ニング後、ゲート・バー30上にかかる段差部(第4図の
X印で示す)でオーバーエッチングすることにより、ソ
ース電極27あるいはドレイン電極28の抵抗が上昇した
り、パターン切れによりソース電極27、ドレイン電極28
の電気的断線となって点欠陥を生じやすいという欠点が
あった。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、TFT
の歩留りおよび信頼性の向上を図れる液晶表示装置を提
供しようとするものである。
の歩留りおよび信頼性の向上を図れる液晶表示装置を提
供しようとするものである。
(ニ)問題点を解決するための手段 この発明の構成は、透明絶縁性基板上に形成されるゲ
ート電極と、ゲート電極上にゲート絶縁膜を介して積層
されるアモルファスシリコン半導体膜と、アモルファス
シリコン半導体膜上に積層される保護絶縁膜と、保護絶
縁膜上に積層されるTi膜及び透明導電膜によって形成さ
れるソース電極部とドレイン電極部とからなる薄膜トラ
ンジスタと前記薄膜トランジスタに連結される絵素電極
とを備えてなる液晶表示装置の製造方法において、Ti膜
を保護絶縁膜上に積層した後、Ti膜をパターニングして
ソース電極部及びドレイン電極部に分割する工程と、透
明導電膜を絵素電極の領域まで延長して前記Ti膜上に積
層した後、透明導電膜をパターニングして前記ソース電
極部とドレイン電極部との間に位置する透明導電膜を除
去することによりソース電極、ドレイン電極を形成し、
前記透明導電膜をパターニングするときと同時に絵素電
極の領域を残して透明導電膜を除去することにより絵素
電極を形成する工程とを具備してなる液晶表示装置の製
造方法である。
ート電極と、ゲート電極上にゲート絶縁膜を介して積層
されるアモルファスシリコン半導体膜と、アモルファス
シリコン半導体膜上に積層される保護絶縁膜と、保護絶
縁膜上に積層されるTi膜及び透明導電膜によって形成さ
れるソース電極部とドレイン電極部とからなる薄膜トラ
ンジスタと前記薄膜トランジスタに連結される絵素電極
とを備えてなる液晶表示装置の製造方法において、Ti膜
を保護絶縁膜上に積層した後、Ti膜をパターニングして
ソース電極部及びドレイン電極部に分割する工程と、透
明導電膜を絵素電極の領域まで延長して前記Ti膜上に積
層した後、透明導電膜をパターニングして前記ソース電
極部とドレイン電極部との間に位置する透明導電膜を除
去することによりソース電極、ドレイン電極を形成し、
前記透明導電膜をパターニングするときと同時に絵素電
極の領域を残して透明導電膜を除去することにより絵素
電極を形成する工程とを具備してなる液晶表示装置の製
造方法である。
(ホ)作用 ソース電極とドレイン電極とが、Ti膜とそのTi膜の上
に積層される透明導電膜とで形成されるので、ソース電
極およびドレイン電極の電気的断線が減少し、歩留りの
低下を防止する。
に積層される透明導電膜とで形成されるので、ソース電
極およびドレイン電極の電気的断線が減少し、歩留りの
低下を防止する。
(ヘ)実施例 以下この発明の実施例を図面に基づいて詳述するが、
この発明は以下の実施例に限定されるものではない。
この発明は以下の実施例に限定されるものではない。
第1図はこの発明の実施例の要部を示す平面図であ
り、第2図は第1図A−A線断面図である。
り、第2図は第1図A−A線断面図である。
1は透明絶縁性基板で、たとえばガラス基板である。
2はゲート電極で、透明絶縁性基板1上に所定の幅寸法
たとえば15μmを有して帯状に形成されるゲートバー18
の一部に形成される。ゲート電極2上には、ゲート電極
2を被覆するように設けられるゲート絶縁膜3を介し
て、アモルファスシリコン膜(以下a−Si膜と記す)
4、保護絶縁膜5がそれぞれ前記の順に積層される。6
はソース電極で、保護絶縁膜5上に設けられ、ソース配
線7と一体に形成される。ソース電極6は保護絶縁膜5
上に積層されるリンドープのn*-a-Si膜8上に、Ti膜
9、透明導電膜10がそれぞれ前記の順に積層されて形成
される。同様にしてドレイン電極11が、ソース電極6に
対向して保護絶縁膜5上に積層されるリンドープのn+-a
-Si膜12上に、Ti膜13、透明導電膜14がそれぞれ前記の
順に積層されて形成される。それぞれの透明導電膜10,1
4としては、ITO(Indium Tin Oxide)膜が好適である。
以上のようにして薄膜トランジスタ15が形成される。16
は絵素電極で、ドレイン電極11を構成する透明導電膜14
が絵素領域まで延長されて、同じく絵素領域まで延長さ
れたゲート絶縁膜3上に積層される。17はソース配線7
とゲートバー18との間に設けられる保護絶縁膜である。
2はゲート電極で、透明絶縁性基板1上に所定の幅寸法
たとえば15μmを有して帯状に形成されるゲートバー18
の一部に形成される。ゲート電極2上には、ゲート電極
2を被覆するように設けられるゲート絶縁膜3を介し
て、アモルファスシリコン膜(以下a−Si膜と記す)
4、保護絶縁膜5がそれぞれ前記の順に積層される。6
はソース電極で、保護絶縁膜5上に設けられ、ソース配
線7と一体に形成される。ソース電極6は保護絶縁膜5
上に積層されるリンドープのn*-a-Si膜8上に、Ti膜
9、透明導電膜10がそれぞれ前記の順に積層されて形成
される。同様にしてドレイン電極11が、ソース電極6に
対向して保護絶縁膜5上に積層されるリンドープのn+-a
-Si膜12上に、Ti膜13、透明導電膜14がそれぞれ前記の
順に積層されて形成される。それぞれの透明導電膜10,1
4としては、ITO(Indium Tin Oxide)膜が好適である。
以上のようにして薄膜トランジスタ15が形成される。16
は絵素電極で、ドレイン電極11を構成する透明導電膜14
が絵素領域まで延長されて、同じく絵素領域まで延長さ
れたゲート絶縁膜3上に積層される。17はソース配線7
とゲートバー18との間に設けられる保護絶縁膜である。
次に第3図を交えて、この実施例における製造工程の
一例を説明する。
一例を説明する。
まず、透明絶縁性基板1上に1000〜4000Å厚のゲート
電極2を形成する。そしてプラズマCVDにより1000〜500
0Å厚のゲート絶縁膜3、100〜2000Å厚のa−Si膜4、
1000〜6000Å厚の保護絶縁膜5をそれぞれ真空を破るこ
となく連続してゲート電極2上に積層し、その後保護絶
縁膜5をエッチングによってパターニングする(第3図
の(a))。
電極2を形成する。そしてプラズマCVDにより1000〜500
0Å厚のゲート絶縁膜3、100〜2000Å厚のa−Si膜4、
1000〜6000Å厚の保護絶縁膜5をそれぞれ真空を破るこ
となく連続してゲート電極2上に積層し、その後保護絶
縁膜5をエッチングによってパターニングする(第3図
の(a))。
次に第3図の(b)に示すように、100〜1000Å厚の
リンドープのn+-a-Si膜8とソース電極6およびドレイ
ン電極11形成のためにTiのソース・ドレイン金属層19が
積層される。
リンドープのn+-a-Si膜8とソース電極6およびドレイ
ン電極11形成のためにTiのソース・ドレイン金属層19が
積層される。
この後、第3図の(c)に示すように、n*-a-Si膜8
とソース・ドレイン金属層19とをパターニングして、ソ
ース電極7とドレイン電極11とをそれぞれ構成するTi膜
9,13に形成する。
とソース・ドレイン金属層19とをパターニングして、ソ
ース電極7とドレイン電極11とをそれぞれ構成するTi膜
9,13に形成する。
最後に第3図の(d)に示すように、透明導電膜を積
層したのちパターニングして、ソース電極7とドレイン
電極11とをそれぞれ構成する透明導電膜10,14に形成す
るとともに、絵素電極16が形成される。この工程は絵素
電極形成工程である。
層したのちパターニングして、ソース電極7とドレイン
電極11とをそれぞれ構成する透明導電膜10,14に形成す
るとともに、絵素電極16が形成される。この工程は絵素
電極形成工程である。
以上のようにして薄膜トランジスタ15のソース電極7
およびドレイン電極11を、Ti及び絵素電極16に使う透明
導電膜の2層膜で形成することにより、ゲート・バー18
上にかかる段差部(第1図中にX印にて示す)でそれぞ
れのTi膜9,13がパターン切れを起こしても、次の絵素電
極形成工程で、ソース電極7とドレイン電極11とのパタ
ーニングにより修復され、点欠陥になる確率を減少させ
る。
およびドレイン電極11を、Ti及び絵素電極16に使う透明
導電膜の2層膜で形成することにより、ゲート・バー18
上にかかる段差部(第1図中にX印にて示す)でそれぞ
れのTi膜9,13がパターン切れを起こしても、次の絵素電
極形成工程で、ソース電極7とドレイン電極11とのパタ
ーニングにより修復され、点欠陥になる確率を減少させ
る。
なお、上記実施例で1つの薄膜トランジスタおよび絵
素電極について説明したが、アクティブマトリックス表
示のために、上記構成がマトリックス状に形成されて液
晶表示装置が構成されることは言うまでもない。
素電極について説明したが、アクティブマトリックス表
示のために、上記構成がマトリックス状に形成されて液
晶表示装置が構成されることは言うまでもない。
(ト)発明の効果 この発明は、Ti膜と透明導電膜を別々にエッチングに
よってパターニングしているので、Ti膜が透明導電膜に
酸化されて酸化層が生じない。従ってエッチング加工に
際してのスレッシュホールド現象がなく安定したエッチ
ングが可能であり、薄膜トランジスタのソース電極部の
端部とドレイン電極部の端部との間の寸法を予め定めた
寸法値に正確にパターニングできるため得られる薄膜ト
ランジスタそれぞれの電気的特性が安定して液晶表示パ
ネルの表示ムラが生じない。またTi膜の積層後に行うソ
ース・ドレイン電極のパターニング時にTi膜がパターン
切れを起こしても、その後透明導電膜をソース電極部と
ドレイン電極部のTi膜上に積層することによって、この
透明導電膜がパターン切れの部分に入りこみ、このパタ
ーン切れが修復されるので薄膜トランジスタとしての歩
留りが向上する。
よってパターニングしているので、Ti膜が透明導電膜に
酸化されて酸化層が生じない。従ってエッチング加工に
際してのスレッシュホールド現象がなく安定したエッチ
ングが可能であり、薄膜トランジスタのソース電極部の
端部とドレイン電極部の端部との間の寸法を予め定めた
寸法値に正確にパターニングできるため得られる薄膜ト
ランジスタそれぞれの電気的特性が安定して液晶表示パ
ネルの表示ムラが生じない。またTi膜の積層後に行うソ
ース・ドレイン電極のパターニング時にTi膜がパターン
切れを起こしても、その後透明導電膜をソース電極部と
ドレイン電極部のTi膜上に積層することによって、この
透明導電膜がパターン切れの部分に入りこみ、このパタ
ーン切れが修復されるので薄膜トランジスタとしての歩
留りが向上する。
第1図はこの発明の実施例要部拡大平面図、第2図は第
1図におけるA−A線断面図、第3図は製造工程を示す
工程図、第4図は従来例の第1図相当図、第5図は第4
図におけるB−B線断面図である。 1……透明絶縁性基板、2……ゲート電極、3……ゲー
ト絶縁膜、4……アモルファスシリコン膜、5……保護
絶縁膜、6……ソース電極、9,13……Ti膜、10,14……
透明導電膜、15……薄膜トランジスタ。
1図におけるA−A線断面図、第3図は製造工程を示す
工程図、第4図は従来例の第1図相当図、第5図は第4
図におけるB−B線断面図である。 1……透明絶縁性基板、2……ゲート電極、3……ゲー
ト絶縁膜、4……アモルファスシリコン膜、5……保護
絶縁膜、6……ソース電極、9,13……Ti膜、10,14……
透明導電膜、15……薄膜トランジスタ。
Claims (1)
- 【請求項1】透明絶縁性基板上に形成されるゲート電極
と、ゲート電極上にゲート絶縁膜を介して積層されるア
モルファスシリコン半導体膜と、アモルファスシリコン
半導体膜上に積層される保護絶縁膜と、保護絶縁膜上に
積層されるTi膜及び透明導電膜によって形成されるソー
ス電極部とドレイン電極部とからなる薄膜トランジスタ
と前記薄膜トランジスタに連結される絵素電極とを備え
てなる液晶表示装置の製造方法において、Ti膜を保護絶
縁膜上に積層した後、Ti膜をパターニングしてソース電
極及びドレイン電極部に分割する工程と、透明導電膜を
絵素電極の領域まで延長して前記Ti膜上に積層した後、
透明導電膜をパターニングして前記ソース電極部とドレ
イン電極部との間に位置する透明導電膜を除去すること
によりソース電極、ドレイン電極を形成し、前記透明導
電膜をパターニングするときと同時に絵素電極の領域を
残して透明導電膜を除去することにより絵素電極を形成
する工程とを具備してなる液晶表示装置の製造方法。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
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