JP2827570B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタをス
イッチング素子とする液晶ディスプレイに関わるもの
で、開口率を低下させることなく、大きな保持容量を得
られる構造を有する液晶ディスプレイに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display using a thin film transistor as a switching element, and more particularly to a liquid crystal display having a structure capable of obtaining a large storage capacity without lowering an aperture ratio.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１１は、従来公知の非晶質珪素（アモ
ルファスＳｉ）薄膜トランジスタをスイッチング素子と
する液晶ディスプレイにおいて、各画素毎に保持容量を
付加したことに関する従来技術の一例の１画素の断面図
である（特開平１−１４０１２９号公報参照）。図１１
において、２０１はガラス基板、２０２ａ，２０２ｂは
ゲート配線、２０３はゲート絶縁膜、２０４，２０５は
アモルファスＳｉｉ層およびアモルファスＳｉｎ層、２
０６は透明画素電極、２０７はデータ線、２０８は保持
容量下部電極、２０９はトランジスタの保護膜である。
従来の薄膜トランジスタＴＦＴをスイッチング素子とす
る液晶ディスプレイでは、上記のように透明画素電極２
０６と対向して保持容量下部電極２０８を形成し、その
間にゲート絶縁膜２０３を挟んで保持容量Ｃを構成して
いる。2. Description of the Related Art FIG. 11 is a cross-sectional view showing one example of the prior art relating to the addition of a storage capacitor for each pixel in a conventionally known liquid crystal display using an amorphous silicon (amorphous Si) thin film transistor as a switching element. It is a figure (refer to Unexamined-Japanese-Patent No. 1-140129). FIG.
In the figure, 201 is a glass substrate, 202a and 202b are gate wirings, 203 is a gate insulating film, 204 and 205 are amorphous Sii layers and amorphous Sin layers,
06 is a transparent pixel electrode, 207 is a data line, 208 is a lower electrode of a storage capacitor, and 209 is a protective film of a transistor.
In a conventional liquid crystal display using a thin film transistor TFT as a switching element, as described above, the transparent pixel electrode 2
6, a storage capacitor lower electrode 208 is formed, and a storage capacitor C is formed with the gate insulating film 203 interposed therebetween.
【０００３】上記した薄膜トランジスタＴＦＴをスイッ
チング素子とする液晶ディスプレイにおいて、保持容量
Ｃを付加することにより、液晶の放電や薄膜トランジス
タＴＦＴのオフ電流に起因する保持特性の低下を補い、
また、薄膜トランジスタＴＦＴの寄生容量を介した液晶
への直流成分印加に起因する残像，焼き付きやフリッカ
などの画質低下を防止できる。In a liquid crystal display using the above-described thin film transistor TFT as a switching element, by adding a storage capacitor C, the deterioration of the storage characteristic caused by the discharge of the liquid crystal and the off current of the thin film transistor TFT is compensated.
Further, it is possible to prevent image quality deterioration such as afterimages, image sticking, and flicker caused by application of a DC component to the liquid crystal through the parasitic capacitance of the thin film transistor TFT.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記の画質低下を防止
するためには、画素部の液晶容量の３倍から４倍の保持
容量Ｃを付加しなければならないことがわかっている。
例えば、画素面積２４０μｍ×１４０μｍの画素に、液
晶の画素部の容量の４倍の保持容量Ｃを付加するとする
と、１．７ｐＦの保持容量Ｃが必要となる。保持容量Ｃ
を構成する誘電体膜（ゲート絶縁膜２０３）に窒化珪素
を用い、窒化珪素の誘電率７．０，膜厚を０．３μｍと
すると、保持容量Ｃの面積は、９０μｍ×９０μｍ必要
となり、これは画素面積の２４％に相当する。このよう
な大面積の保持容量Ｃを１画素内に作ると開口率が低下
し、薄膜トランジスタＴＦＴをスイッチング素子とする
液晶ディスプレイの輝度が低下する。It has been found that in order to prevent the above-mentioned deterioration in image quality, a storage capacitor C of three to four times the liquid crystal capacitance of the pixel portion must be added.
For example, if a storage capacitor C that is four times the capacitance of the liquid crystal pixel portion is added to a pixel having a pixel area of 240 μm × 140 μm, a storage capacitor C of 1.7 pF is required. Retention capacity C
Assuming that silicon nitride is used for the dielectric film (gate insulating film 203) constituting silicon and the dielectric constant of silicon nitride is set to 7.0 and the film thickness is set to 0.3 μm, the area of the storage capacitor C is required to be 90 μm × 90 μm. Corresponds to 24% of the pixel area. When such a large storage capacitor C is formed in one pixel, the aperture ratio decreases, and the luminance of a liquid crystal display using the thin film transistor TFT as a switching element decreases.
【０００５】従来の保持容量Ｃを付加した薄膜トランジ
スタＴＦＴをスイッチング素子とする液晶ディスプレイ
は、図１１のようにゲート絶縁膜２０３が保持容量Ｃの
誘電体膜を兼ねている。また、保持容量Ｃを構成する誘
電体膜が保持容量下部電極２０８を覆うように形成され
ている。従来の保持容量Ｃを付加した薄膜トランジスタ
ＴＦＴをスイッチング素子とする液晶ディスプレイは、
以上のような構造となっているため、保持容量Ｃを構成
する誘電体膜によって、保持容量下部電極２０８と透明
画素電極２０６を完全に絶縁する必要があり、保持容量
Ｃを構成する誘電体膜を薄膜化できない。このため、保
持容量Ｃを大きくするには保持容量Ｃの面積を大きくし
なければならず、１画素の開口率が低下し、透過光が減
少するため液晶ディスプレイの輝度が低下する。さら
に、ハイビジョンＴＶなどの高解像度を要求されるディ
スプレイに対応するためには画素面積を小さくしなけれ
ばならず、従来の構造では必要な容量値をもつ保持容量
Ｃを１画素内に形成することができない。In a conventional liquid crystal display using a thin film transistor TFT having a storage capacitor C as a switching element, the gate insulating film 203 also serves as a dielectric film of the storage capacitor C as shown in FIG. Further, a dielectric film constituting the storage capacitor C is formed so as to cover the storage capacitor lower electrode 208. A conventional liquid crystal display using a thin film transistor TFT with a storage capacitor C as a switching element is:
With the above-described structure, it is necessary to completely insulate the storage capacitor lower electrode 208 and the transparent pixel electrode 206 by the dielectric film forming the storage capacitor C. Cannot be made thinner. Therefore, in order to increase the storage capacitor C, the area of the storage capacitor C must be increased, so that the aperture ratio of one pixel decreases and the transmitted light decreases, so that the brightness of the liquid crystal display decreases. Furthermore, in order to correspond to a display requiring a high resolution such as a high-definition TV, the pixel area must be reduced. In the conventional structure, a storage capacitor C having a required capacitance value must be formed in one pixel. Can not.
【０００６】本発明は、上記のような問題点を解決し、
開口率を低下させることなく、大きな保持容量を得られ
る液晶ディスプレイを提供することを目的とする。[0006] The present invention solves the above problems,
It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display capable of obtaining a large storage capacity without lowering the aperture ratio.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の液晶ディスプレ
イは、保持容量を構成する誘電体膜と、保持容量下部電
極と透明画素電極を絶縁するための誘電体膜を異なる工
程で形成し、保持容量を構成する誘電体膜を任意の薄い
膜厚で形成できるようにしたものである。そして、保持
容量を構成する誘電体膜は、二酸化珪素，酸化アルミニ
ウム，酸化クロムのいずれか単層、あるいは窒化珪素，
二酸化珪素，酸化タンタル，酸化アルミニウム，酸化ク
ロムを積層したものを用いることができる。さらに、半
導体素子として多結晶珪素を用いることができ、また、
保持容量下部電極をゲート線と共通化してもよい。According to the liquid crystal display of the present invention, a dielectric film constituting a storage capacitor and a dielectric film for insulating a lower electrode of the storage capacitor and a transparent pixel electrode are formed in different steps, and the liquid crystal display is formed. The dielectric film constituting the capacitor can be formed with an arbitrary thin film thickness. Then, the dielectric film constituting the storage capacitor is silicon dioxide, acid aluminum, either a single layer of chromium oxide or silicon nitride,
Silicon dioxide, tantalum oxide, aluminum oxide, oxide
What laminated | stacked ROM can be used. Further, polycrystalline silicon can be used as a semiconductor element,
The storage capacitor lower electrode may be shared with the gate line.
【０００８】[0008]
【作用】本発明において、保持容量を構成する誘電体膜
と、保持容量下部電極と透明画素電極を絶縁する誘電体
膜を異なる工程で形成するため、保持容量を構成する誘
電体膜を任意の膜厚で形成でき、保持容量を構成する誘
電体膜を薄くすることができる。これにより、保持容量
の専有面積を大きくしなくても保持容量を大きくするこ
とが可能となるため、薄膜トランジスタをスイッチング
素子とする液晶ディスプレイの開口率が大きくなり、高
輝度が得られる。In the present invention, the dielectric film forming the storage capacitor and the dielectric film insulating the lower electrode of the storage capacitor and the transparent pixel electrode are formed in different steps. It can be formed with a film thickness, and the dielectric film constituting the storage capacitor can be made thin. This makes it possible to increase the storage capacity without increasing the area occupied by the storage capacity, so that the aperture ratio of a liquid crystal display using a thin film transistor as a switching element is increased, and high luminance is obtained.
【０００９】また、最適の保持容量を選べるため、残
像，焼き付きやフリッカのない高画質の薄膜トランジス
タをスイッチング素子とする液晶ディスプレイが得られ
る。さらに、ハイビジョンＴＶなどの高解像度を要求さ
れるディスプレイに対応するために１画素の面積を小さ
くしても所望の保持容量を形成できる。また、大容量の
保持容量が作成できるため、比抵抗が１０10Ω・ｃｍ以
下の液晶材料でも使用できる。そして、窒化珪素，二酸
化珪素，酸化タンタル，酸化アルミニウム，酸化クロム
等の誘電体膜を用いたことにより、液晶ディスプレイを
構成する他の膜との選択エッチング性が十分な絶縁体が
得られる。また、多結晶珪素を半導体素子に用いること
により、高精細，高密度液晶ディスプレイにおいて、高
移動度で微細加工ができる。さらに、保持容量下部電極
をゲート線と共通化したことにより、配線の交差個所が
減少し、配線短絡確率が下がる。Further, since the optimum storage capacity can be selected, a liquid crystal display using a high-quality thin film transistor as a switching element without afterimage, image sticking or flicker can be obtained. Furthermore, a desired storage capacitor can be formed even if the area of one pixel is reduced in order to support a display requiring a high resolution such as a high-definition TV. Further, since a large storage capacitor can be formed, a liquid crystal material having a specific resistance of 10 10 Ω · cm or less can be used. By using a dielectric film of silicon nitride, silicon dioxide, tantalum oxide, aluminum oxide, chromium oxide, or the like, an insulator having a sufficient selective etching property with other films constituting the liquid crystal display can be obtained. In addition, by using polycrystalline silicon for a semiconductor element, fine processing can be performed with high mobility in a high-definition, high-density liquid crystal display. Further, by sharing the storage capacitor lower electrode with the gate line, the number of intersections of wirings is reduced, and the probability of wiring short-circuit is reduced.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。 （実施例１）図１は本発明の実施例１の１画素の断面を
示すもので、図２のＡーＡ′線による断面図、図２はそ
の模式的平面図である。以下、実施例１の製造方法につ
いて説明する。はじめに、透明基板１を洗浄後、ゲート
電極２、例えばクロミニウム（Ｃｒ）をスパッタ法によ
り形成する。この時、同時に次段のゲート電極２を画素
内にのばして保持容量下部電極１０を形成する。次に保
持容量Ｃを構成する誘電体膜３、例えば二酸化珪素（Ｓ
ｉＯ2 ）をＰＣＶＤ法により形成する。次いで、ゲート
絶縁膜４、例えば窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、半導体膜
５、例えばアモルファスＳｉ、チャネル保護膜６、例え
ば窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）をＰＣＶＤ法により１００Å
〜３０００Åの厚さで連続成膜した後、保持容量下部電
極１０の端面を絶縁する部分にゲート絶縁膜４を残して
除去し、さらに、トランジスタとなる部分を残して半導
体膜５、チャネル絶縁膜６を除去する。次に、透明画素
電極８、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を形成す
る。ソース・ドレイン電極９とオーミックコンタクトを
取るために、半導体膜５上のチャネル保護膜６の一部を
除去し、その上に不純物をドープした半導体膜７、例え
ばリンをドープしたアモルファスＳｉを形成する。さら
に、ソース・ドレイン電極９、例えばアルミニウム（Ａ
ｌ）を形成し、本発明の実施例１の構造が完成する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 shows a cross section of one pixel of Embodiment 1 of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG. 2, and FIG. 2 is a schematic plan view thereof. Hereinafter, the manufacturing method of the first embodiment will be described. First, after cleaning the transparent substrate 1, a gate electrode 2, for example, chromium (Cr) is formed by a sputtering method. At this time, the gate electrode 2 of the next stage is simultaneously extended in the pixel to form the storage capacitor lower electrode 10. Next, the dielectric film 3 constituting the storage capacitor C, for example, silicon dioxide (S
iO 2 ) is formed by the PCVD method. Next, a gate insulating film 4, for example, silicon nitride (Si 3 N 4 ), a semiconductor film 5, for example, amorphous Si, and a channel protective film 6, for example, silicon nitride (Si 3 N 4 ) are formed at a thickness of 100 ° by PCVD.
After continuously forming a film having a thickness of about 3000 °, the gate insulating film 4 is removed in a portion that insulates the end face of the storage capacitor lower electrode 10, and the semiconductor film 5 and the channel insulating film are left except for a portion to be a transistor. 6 is removed. Next, a transparent pixel electrode 8, for example, ITO (Indium Tin Oxide) is formed. In order to make ohmic contact with the source / drain electrodes 9, a part of the channel protection film 6 on the semiconductor film 5 is removed, and a semiconductor film 7 doped with impurities, for example, amorphous Si doped with phosphorus is formed thereon. . Further, a source / drain electrode 9, for example, aluminum (A
1) is formed to complete the structure of the first embodiment of the present invention.
【００１１】上記のように構成される保持容量Ｃを付加
した薄膜トランジスタＴＦＴをスイッチング素子とする
液晶ディスプレイにおいては、保持容量下部電極１０の
端面と透明画素電極８との絶縁をゲート絶縁膜４で行う
ため、保持容量Ｃを構成する誘電体膜３を任意の膜厚で
形成できる。このため、保持容量Ｃの専有面積を大きく
せずに、保持容量値を大きくすることが可能となる。ま
た、絶縁破壊の主な原因は断差部での電界集中である
が、断差部を保持容量Ｃを形成する誘電体膜３とは別の
ゲート絶縁膜４で絶縁するので、絶縁破壊の確率は低く
なる。In a liquid crystal display using the thin film transistor TFT having the storage capacitance C added as described above as a switching element, the gate insulating film 4 insulates the end face of the storage capacitance lower electrode 10 from the transparent pixel electrode 8. Therefore, the dielectric film 3 constituting the storage capacitor C can be formed with an arbitrary thickness. For this reason, it is possible to increase the storage capacitance value without increasing the occupation area of the storage capacitor C. Although the main cause of the dielectric breakdown is the electric field concentration at the gap, the gap is insulated by the gate insulating film 4 different from the dielectric film 3 forming the storage capacitor C. The probability is lower.
【００１２】（実施例２）図３は本発明の実施例２の１
画素の断面図である。実施例１において、ソース・ドレ
イン電極９を形成した後に透明画素電極８の形成を行う
以外は実施例１と同じである。このような構成でも効果
は実施例１と同等である。(Embodiment 2) FIG. 3 shows one of Embodiment 2 of the present invention.
It is sectional drawing of a pixel. Example 1 is the same as Example 1 except that the transparent pixel electrode 8 is formed after the source / drain electrodes 9 are formed. Even with such a configuration, the effect is equivalent to that of the first embodiment.
【００１３】（実施例３）図４は本発明の実施例３の１
画素の断面を示すもので、図５のＡ−Ａ′線による断面
図、図５はその模式的平面図を示す。実施例１と製造方
法，順序は同じであるが、保持容量下部電極１０を次段
（ｉ＋１）のゲート電極２とは別に形成する。このよう
な構成でも効果は実施例１と同等である。(Embodiment 3) FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows a cross section of the pixel, and is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 5, and FIG. Although the manufacturing method and the order are the same as those of the first embodiment, the storage capacitor lower electrode 10 is formed separately from the gate electrode 2 of the next stage (i + 1). Even with such a configuration, the effect is equivalent to that of the first embodiment.
【００１４】（実施例４）図６は本発明の実施例４の１
画素の断面図である。実施例１から実施例３までとは薄
膜トランジスタＴＦＴの構造が異なる。はじめに、透明
基板１を洗浄後、ゲート電極２、例えばＣｒをスパッタ
法により形成する。この時、同時に次段のゲート電極２
を画素内にのばして保持容量下部電極１０を形成する。
次に、保持容量Ｃを構成する誘電体膜３、例えば二酸化
珪素（ＳｉＯ2 ）をＰＣＶＤ法により形成する。次い
で、ゲート絶縁膜４、例えば窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、
半導体膜５、例えばアモルファスＳｉ、不純物をドープ
した半導体膜７、例えば燐をドープしたアモルファスＳ
ｉをＰＣＶＤ法で連続成膜した後、保持容量下部電極１
０の端面を絶縁する部分にゲート絶縁膜４を残して除去
し、さらにトランジスタとなる部分を残して半導体膜
５、不純物をドープした半導体膜７を除去する。次に、
透明画素電極８、例えばＩＴＯを形成する。ソース・ド
レイン電極９、例えばＡｌを形成し、チャネル部分の不
要な不純物をドープした半導体膜７を除去し、実施例４
の構造が完成する。このような薄膜トランジスタＴＦＴ
の構造でも本発明の効果が得られる。また、実施例２と
同様に、透明画素電極８とソース・ドレイン電極９の形
成順序を変えた構造でも本発明の効果が得られる。(Embodiment 4) FIG. 6 shows Embodiment 4 of the present invention.
It is sectional drawing of a pixel. The structure of the thin film transistor TFT is different from the first to third embodiments. First, after cleaning the transparent substrate 1, a gate electrode 2, for example, Cr is formed by a sputtering method. At this time, the gate electrode 2 of the next stage is
Is extended into the pixel to form the storage capacitor lower electrode 10.
Next, a dielectric film 3 constituting the storage capacitor C, for example, silicon dioxide (SiO 2 ) is formed by the PCVD method. Next, a gate insulating film 4, for example, silicon nitride (Si 3 N 4 ),
Semiconductor film 5, for example, amorphous Si, impurity-doped semiconductor film 7, for example, phosphorus-doped amorphous S
i is continuously formed by the PCVD method, and then the storage capacitor lower electrode 1 is formed.
The gate insulating film 4 is removed except for the portion that insulates the end face of the transistor 0, and the semiconductor film 5 and the impurity-doped semiconductor film 7 are removed except for the portion that becomes a transistor. next,
A transparent pixel electrode 8, for example, ITO is formed. Example 4 A source / drain electrode 9, for example, Al was formed, and a semiconductor film 7 doped with unnecessary impurities in a channel portion was removed.
The structure of is completed. Such a thin film transistor TFT
The effect of the present invention can also be obtained with the above structure. Further, similarly to the second embodiment, the effect of the present invention can be obtained by a structure in which the order of forming the transparent pixel electrode 8 and the source / drain electrode 9 is changed.
【００１５】（実施例５）図７は本発明の実施例５の１
画素の断面を示すもので、第８図のＡ−Ａ′線による断
面図、図８はその模式的平面図である。この実施例は薄
膜トランジスタＴＦＴの半導体膜として多結晶質珪素を
用いた場合の製造方法である。はじめに、透明基板１０
１を洗浄後、多結晶Ｓｉ１０５を、例えばＬＰＣＶＤ法
により形成する。次に、ゲート絶縁膜１０４、例えば二
酸化珪素（ＳｉＯ2 ）を、例えば熱酸化法により形成す
る。次に、ゲート電極１０２、例えば不純物をドープし
た多結晶Ｓｉ膜を、例えばＬＰＣＶＤ法により形成す
る。この時、同時に保持容量下部電極１１０を形成す
る。ゲート電極１０２をマスクとして、例えばイオン注
入法により多結晶Ｓｉ１０５に不純物を拡散させ、ソー
ス・ドレイン領域１０７を形成する。多結晶Ｓｉ１０
５、ソース・ドレイン領域１０７上以外のゲート絶縁膜
１０４を除去した後、保持容量Ｃを構成する誘電体膜１
０３、例えば二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）を形成し、端面保
護膜１０６、例えば窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を形成す
る。透明画素電極１０８、例えば窒化珪素ＩＴＯを形成
した後、ソース・ドレイン電極１０９とコンタクトする
部分のゲート絶縁膜１０４を除去し、ソース・ドレイン
電極１０９、例えばＡｌを形成し、実施例５の構造が完
成する。(Embodiment 5) FIG. 7 shows one of Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 8, showing a cross section of a pixel, and FIG. 8 is a schematic plan view thereof. This embodiment is a manufacturing method when polycrystalline silicon is used as a semiconductor film of a thin film transistor TFT. First, the transparent substrate 10
After cleaning 1, polycrystalline Si 105 is formed by, for example, an LPCVD method. Next, a gate insulating film 104, for example, silicon dioxide (SiO 2 ) is formed by, for example, a thermal oxidation method. Next, a gate electrode 102, for example, a polycrystalline Si film doped with impurities is formed by, for example, an LPCVD method. At this time, the storage capacitor lower electrode 110 is formed at the same time. Using the gate electrode 102 as a mask, impurities are diffused into the polycrystalline Si 105 by, for example, ion implantation to form source / drain regions 107. Polycrystalline Si10
5. After removing the gate insulating film 104 other than on the source / drain regions 107, the dielectric film 1 forming the storage capacitor C
03, for example, silicon dioxide (SiO 2 ) is formed, and the end face protective film 106, for example, silicon nitride (Si 3 N 4 ) is formed. After a transparent pixel electrode 108, for example, silicon nitride ITO is formed, a portion of the gate insulating film 104 in contact with the source / drain electrode 109 is removed, and a source / drain electrode 109, for example, Al is formed. Complete.
【００１６】（実施例６）図９は本発明の実施例６の１
画素の断面を示すもので、図１０のＡ−Ａ′線による断
面図、図１０はその模式的平面図を示す。実施例５と製
造方法，順序は同じであるが、保持容量下部電極１０を
次段のゲート電極とは別に形成する。このような構成で
も他の実施例と同等である。(Embodiment 6) FIG. 9 shows a sixth embodiment of the present invention.
It shows a cross section of a pixel, and is a cross-sectional view taken along line AA 'in FIG. 10, and FIG. 10 is a schematic plan view thereof. Although the manufacturing method and the order are the same as those of the fifth embodiment, the storage capacitor lower electrode 10 is formed separately from the gate electrode of the next stage. Such a configuration is equivalent to the other embodiments.
【００１７】なお、上記実施例では、保持容量Ｃを構成
する誘電体膜３，１０３は二酸化珪素を用いたが、Ａ
ｌ，Ｃｒなどの金属の酸化膜を用いても同様の効果が得
られる。さらに、窒化珪素，二酸化珪素，酸化タンタ
ル，酸化アルミニウム，酸化クロムの膜を多層に積層し
たものでもよい。また、ソース・ドレイン電極９，１０
９としてＡｌを用いたが、Ｃｒ，チタニウム（Ｔｉ），
Ｔａ，Ａｌ−銅（Ｃｕ）合金，Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金，
あるいはこれらを積層したものでもよい。さらに、透明
画素電極８，１０８としてＩＴＯを用いたが、酸化錫，
酸化インジュウムを用いてもよい。In the above embodiment, the storage capacitor C is formed.
Dielectric films 3 and 103 are made of silicon dioxide., A
The same effect can be obtained by using an oxide film of a metal such as l or Cr.
Can be further,Silicon nitride, silicon dioxide, tantalum oxide
, Aluminum oxide, chromium oxideLayered in multiple layers
May be used. In addition, source / drain electrodes 9 and 10
Although Al was used as 9, Cr, titanium (Ti),
Ta, Al-copper (Cu) alloy, Al-Si-Cu alloy,
Alternatively, these may be laminated. More transparent
Although ITO was used for the pixel electrodes 8 and 108, tin oxide,
Indium oxide may be used.
【００１８】本発明の実施例１から実施例４では、ゲー
ト電極２としてＣｒを用いたが、Ａｌ，チタニウム（Ｔ
ｉ），Ｔａ，Ａｌ−Ｃｕ合金，Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金，
あるいはこれらを積層したものでもよい。また、実施例
５，実施例６ではゲート電極１０２として不純物をドー
プした多結晶Ｓｉを用いたが、Ｃｒ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｔ
ａ，Ａｌ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金，あるいは
これらを積層したものでもよい。In the first to fourth embodiments of the present invention, Cr was used as the gate electrode 2, but Al, titanium (T
i), Ta, Al-Cu alloy, Al-Si-Cu alloy,
Alternatively, these may be laminated. In the fifth and sixth embodiments, polycrystalline Si doped with impurities is used as the gate electrode 102. However, Cr, Al, Ti, T
a, an Al-Cu alloy, an Al-Si-Cu alloy, or a laminate thereof.
【００１９】さらに、実施例１から実施例４は、ゲート
絶縁膜４として窒化珪素を用いたが、二酸化珪素を用い
てもよい。また、Ｔａ，Ａｌ，Ｃｒなどの酸化膜を用い
ても同様の効果が得られる。さらに、これらの膜を多層
に積層したものでもよい。また、実施例５，実施例６で
は、ゲート酸化膜１０４として二酸化珪素を熱酸化法に
より形成したが、二酸化珪素，窒化珪素をＰＣＶＤ法あ
るいはスパッタ法により形成してもよい。Further, in the first to fourth embodiments, silicon nitride is used as the gate insulating film 4, but silicon dioxide may be used. The same effect can be obtained by using an oxide film of Ta, Al, Cr or the like. Further, these films may be stacked in multiple layers. In the fifth and sixth embodiments, silicon dioxide is formed by thermal oxidation as the gate oxide film 104. However, silicon dioxide and silicon nitride may be formed by PCVD or sputtering.
【００２０】さらに、本発明の実施例では、保持容量Ｃ
を構成する誘電体膜３，１０３を保持容量下部電極１
０，１１０よりも内側の範囲に形成した例を示したが、
保持容量下部電極１０，１１０よりも大きくしても、あ
るいは半導体素子の一部を構成するようにしても効果は
変わらない。さらに、保持容量下部電極１０，１１０の
端面と透明画素電極８，１０８の絶縁を、ゲート絶縁膜
４，１０４で兼ねた例を示したが、その他の絶縁膜で行
っても本発明の効果が得られる。Further, in the embodiment of the present invention, the storage capacitor C
Of the storage capacitor lower electrode 1
Although the example formed in the range inside from 0,110 was shown,
The effect remains the same even if it is larger than the storage capacitor lower electrodes 10 and 110 or if it constitutes a part of the semiconductor element. Further, the example has been described in which the end surfaces of the storage capacitor lower electrodes 10 and 110 and the transparent pixel electrodes 8 and 108 are also insulated by the gate insulating films 4 and 104. However, the effects of the present invention can be achieved by using other insulating films. can get.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上のように本発明は、保持容量を構成
する誘電体膜と、保持容量下部電極と透明画素電極を絶
縁する誘電体膜を異なる工程で形成するため、保持容量
を構成する誘電体膜を任意の膜厚で形成でき、保持容量
の専有面積を大きくしなくても保持容量値を大きくする
ことが可能となるため、薄膜トランジスタをスイッチン
グ素子とする液晶ディスプレイの開口率が大きくなり高
輝度が得られる。As described above, according to the present invention, the dielectric film forming the storage capacitor and the dielectric film insulating the lower electrode of the storage capacitor and the transparent pixel electrode are formed in different steps, so that the storage capacitor is formed. Since the dielectric film can be formed at an arbitrary thickness and the storage capacitance value can be increased without increasing the occupation area of the storage capacitor, the aperture ratio of the liquid crystal display using the thin film transistor as a switching element is increased. High brightness can be obtained.
【００２２】また、最適の保持容量値を選べるため、残
像，焼き付きやフリッカのない高画質の薄膜トランジス
タをスイッチング素子とする液晶ディスプレイが得られ
る。さらに、ハイビジョンＴＶなどの高解像度を要求さ
れるディスプレイに対応するために１画素の面積を小さ
くしても所望の保持容量を形成できる。In addition, since an optimum storage capacitance value can be selected, a liquid crystal display using a high quality thin film transistor as a switching element free from afterimages, image sticking and flicker can be obtained. Furthermore, a desired storage capacitor can be formed even if the area of one pixel is reduced in order to support a display requiring a high resolution such as a high-definition TV.
【００２３】さらに、大容量の保持容量が作成できるた
め、比抵抗が１０10Ω・ｃｍ以下の液晶材料を使用でき
る。Further, since a large storage capacitor can be formed, a liquid crystal material having a specific resistance of 10 10 Ω · cm or less can be used.
【００２４】また、保持容量を構成する誘電体膜が、二
酸化珪素，酸化アルミニウム，酸化クロム等の単層ある
いは窒化珪素，二酸化珪素，酸化タンタル，酸化アルミ
ニウム，酸化クロムを積層したものを用いたので、液晶
ディスプレイを構成する他の膜との選択エッチング性が
十分な絶縁体を得ることができる。さらに、半導体素子
に多結晶質珪素を用いたので、高移動度で微細な加工を
施すことができる。また、保持容量下部電極をゲート電
極と共通化したことにより、配線の交差個所が減少し、
配線短絡確率が下がり、歩留りの向上がはかれる。Further, the dielectric film constituting the storage capacitor, the two <br/> silicon oxide, acid aluminum, is a single layer, such as chromium oxide
Or silicon nitride, silicon dioxide, tantalum oxide, aluminum oxide
Since a layer obtained by stacking nickel and chromium oxide is used, it is possible to obtain an insulator having a sufficient selective etching property with respect to other films constituting the liquid crystal display. Furthermore, since polycrystalline silicon is used for the semiconductor element, fine processing can be performed with high mobility. In addition, since the lower electrode of the storage capacitor is shared with the gate electrode, intersections of the wiring are reduced,
The probability of wiring short-circuit is reduced, and the yield is improved.
【図１】本発明の実施例１を示す１画素の断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view of one pixel showing a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例１を示す１画素の平面図であ
る。FIG. 2 is a plan view of one pixel according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施例２を示す１画素の断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view of one pixel showing a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施例３を示す１画素の断面図であ
る。FIG. 4 is a cross-sectional view of one pixel showing a third embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施例３を示す１画素の平面図であ
る。FIG. 5 is a plan view of one pixel showing a third embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施例４を示す１画素の断面図であ
る。FIG. 6 is a cross-sectional view of one pixel showing Example 4 of the present invention.
【図７】本発明の実施例５を示す１画素の断面図であ
る。FIG. 7 is a cross-sectional view of one pixel showing Example 5 of the present invention.
【図８】本発明の実施例５を示す１画素の平面図であ
る。FIG. 8 is a plan view of one pixel showing a fifth embodiment of the present invention.
【図９】本発明の実施例６を示す１画素の断面図であ
る。FIG. 9 is a sectional view of one pixel, showing Example 6 of the present invention.
【図１０】本発明の実施例６を示す１画素の平面図であ
る。FIG. 10 is a plan view of one pixel showing a sixth embodiment of the present invention.
【図１１】薄膜トランジスタをスイッチング素子とする
液晶ディスプレイにおいて、各画素毎に保持容量を付加
したことに関する従来技術の１画素の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of one pixel in the related art relating to addition of a storage capacitor for each pixel in a liquid crystal display using a thin film transistor as a switching element.
１ 透明基板 ２ ゲート電極 ３ 保持容量を構成する誘電体膜 ４ ゲート絶縁膜 ５ 半導体膜 ６ チャネル保護膜 ７ 不純物をドープした半導体膜 ８ 透明画素電極 ９ ソース・ドレイン電極 １０ 保持容量下部電極 REFERENCE SIGNS LIST 1 transparent substrate 2 gate electrode 3 dielectric film constituting storage capacitor 4 gate insulating film 5 semiconductor film 6 channel protection film 7 semiconductor film doped with impurities 8 transparent pixel electrode 9 source / drain electrode 10 lower electrode of storage capacitor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/136 500──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G02F 1/136 500
Claims (4)
のデータ線を有し、前記ゲート線と前記データ線の各交
点に、透明画素電極およびこの透明画素電極に接続され
る半導体素子を有し、かつ前記透明画素電極およびこの
透明画素電極と対向する保持容量下部電極で誘電体膜を
挟んで形成される電荷の保持容量を有する第１の基板
と、基板面に表示電極を有する第２の基板とを対向して
その間に液晶を挟持してなる液晶ディスプレイにおい
て、前記保持容量を構成する誘電体膜を形成する工程と
は異なる工程で、前記透明画素電極と対向する保持容量
下部電極の端面と前記透明画素電極を絶縁する誘電体膜
を前記保持容量を構成する誘電体膜より厚く形成したこ
とを特徴とする液晶ディスプレイ。1. A semiconductor device comprising a plurality of gate lines and a plurality of data lines intersecting the plurality of gate lines, and a transparent pixel electrode and a semiconductor element connected to the transparent pixel electrode at each intersection of the gate line and the data line. A first substrate having a charge storage capacitor formed between the transparent pixel electrode and a storage capacitor lower electrode opposed to the transparent pixel electrode with a dielectric film interposed therebetween, and a display electrode on the substrate surface In a liquid crystal display in which a liquid crystal is sandwiched between a second substrate and a second substrate, a lower portion of the storage capacitor facing the transparent pixel electrode is formed in a step different from the step of forming a dielectric film forming the storage capacitor. A liquid crystal display, wherein a dielectric film for insulating an end face of an electrode and the transparent pixel electrode is formed thicker than a dielectric film constituting the storage capacitor.
素，酸化アルミニウム，酸化クロムのいずれか単層、あ
るいは窒化珪素，二酸化珪素，酸化タンタル，酸化アル
ミニウム，酸化クロムを積層した構造であることを特徴
とする請求項１記載の液晶ディスプレイ。2. A dielectric film constituting the storage capacitor, silicon dioxide, acid aluminum, either a single layer of chromium oxide or silicon nitride, silicon dioxide, tantalum oxide, Al
The liquid crystal display according to claim 1, wherein the liquid crystal display has a structure in which minium and chromium oxide are laminated.
多結晶質珪素からなることを特徴とする請求項１記載の
液晶ディスプレイ。3. A semiconductor device formed on a first substrate, comprising:
2. The liquid crystal display according to claim 1, wherein the liquid crystal display is made of polycrystalline silicon.
を、ゲート線と共通としたことを特徴とする請求項１記
載の液晶ディスプレイ。4. The liquid crystal display according to claim 1, wherein a lower electrode of the storage capacitor facing the transparent pixel electrode is shared with a gate line.
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- 1991-05-14 JP JP10790991A patent/JP2827570B2/en not_active Expired - Lifetime
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