JP2940689B2 - Thin film transistor array of active matrix display device and method of manufacturing the same - Google Patents

Thin film transistor array of active matrix display device and method of manufacturing the same

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JP2940689B2 JP7443390A JP7443390A JP2940689B2 JP 2940689 B2 JP2940689 B2 JP 2940689B2 JP 7443390 A JP7443390 A JP 7443390A JP 7443390 A JP7443390 A JP 7443390A JP 2940689 B2 JP2940689 B2 JP 2940689B2
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【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、アクティブマトリクス型表示装置の薄膜ト
ランジスタアレイ(以下TFTと称する)に関する。
The present invention relates to a thin film transistor array (hereinafter, referred to as TFT) of an active matrix display device.

(ロ)従来の技術 近年、アクティブマトリクス型の表示装置、特にアク
ティブマトリクス型液晶表示装置が開発され、この装置
を用いた液晶TVが実用化されている。
(B) Conventional technology In recent years, an active matrix type display device, particularly an active matrix type liquid crystal display device, has been developed, and a liquid crystal TV using this device has been put to practical use.

このようなアクティブマトリクス型の液晶表示装置
は、液晶セルの一方のセル基板を画素電極対応の薄膜ト
ランジスタアレイ基板とし、他方のセル基板を対向電極
基板としたものである。
In such an active matrix type liquid crystal display device, one cell substrate of a liquid crystal cell is a thin film transistor array substrate corresponding to a pixel electrode, and the other cell substrate is a counter electrode substrate.

従来のアクティブマトリクス型表示装置の薄膜トラン
ジスタアレイの1画素単位の断面構造を第3図に示す。
FIG. 3 shows a sectional structure of one pixel unit of a thin film transistor array of a conventional active matrix display device.

同図の従来装置は、絶縁基板1上にゲート電極2、ゲ
ート絶縁膜4、非結晶半導体膜5、ソース及びドレイン
コンタクト領域をなす不純物非結晶半導体膜6、6、ソ
ース電極8、ドレイン電極9を積層構成してなるTFT
と、該TFTから延在したゲート絶縁膜4上に形成してTFT
のソース電極8に結合した透明導電材料からなる画素電
極7と、この画素電極7の下層に絶縁膜(ゲート絶縁膜
4、非結晶半導体膜5)及び不純物非結晶半導体膜6を
介して存在する透明導電材料からなる補助容量電極3と
で1画素単位を構成している。
In the conventional device shown in FIG. 1, a gate electrode 2, a gate insulating film 4, an amorphous semiconductor film 5, impurity amorphous semiconductor films 6 and 6, forming source and drain contact regions, a source electrode 8, and a drain electrode 9 are formed on an insulating substrate 1. TFT with stacked configuration
And a TFT formed on the gate insulating film 4 extending from the TFT.
And a pixel electrode 7 made of a transparent conductive material bonded to the source electrode 8 of FIG. 1 and an insulating film (gate insulating film 4 and amorphous semiconductor film 5) and an impurity amorphous semiconductor film 6 under the pixel electrode 7. One pixel unit is constituted by the auxiliary capacitance electrode 3 made of a transparent conductive material.

このような従来の薄膜トランジスタアレイは、画素電
極7と補助容量電極3とを容量電極とした容量素子を付
加したものであるので、TFTのオフ期間の画像信号の保
持特性が向上し、表示品質の高い表示装置が実現でき
る。
Since such a conventional thin film transistor array is provided with a capacitance element using the pixel electrode 7 and the auxiliary capacitance electrode 3 as capacitance electrodes, the holding characteristic of the image signal during the OFF period of the TFT is improved, and the display quality is improved. A high display device can be realized.

また一方、TFTのオフ期間の画像信号の保持特性が向
上を図る容量素子を隣接ゲート配線と画素電極からこの
隣接ゲート配線上に絶縁膜を介して延在した電極とを容
量電極とした容量素子を付加したものが存在する。この
ような容量素子の誘電材料としては、特開平1−102525
号公報に開示されているように、酸化タンタルと窒化シ
リコンの2重層を構成要素とする事が提案されている。
On the other hand, a capacitor for improving the image signal retention characteristics during the off-period of the TFT is a capacitor having an adjacent gate line and an electrode extending from the pixel electrode over the adjacent gate line via an insulating film as a capacitor electrode. Exists. JP-A-1-102525 discloses a dielectric material for such a capacitor.
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-163, it has been proposed to use a double layer of tantalum oxide and silicon nitride as a constituent element.

特開平1−102525号公報に開示の如き2重誘電材料を
用いた容量素子は、酸化タンタルの比誘電率が高い値
(22)であっても、窒化シリコンのその値が低い値(6.
4)であるので、実効比誘電率の値が10程度となり、さ
ほど誘電率の向上が望めないものであったが、上述の如
く画素電極自体を容量電極として用いていないので、容
量素子の実効面積を極端に狭くする必要がないため、隣
接ゲート配線と画素電極からこの隣接ゲート配線上に絶
縁膜を介して延在した電極との重なり面積を十分広く設
定することで容量値を補うことができる。
In a capacitor using a double dielectric material as disclosed in JP-A-1-102525, even if the relative dielectric constant of tantalum oxide is high (22), the value of silicon nitride is low (6.
4), the value of the effective relative permittivity was about 10, and the improvement of the permittivity could not be expected so much. However, since the pixel electrode itself was not used as the capacitor electrode as described above, the effective Since it is not necessary to make the area extremely small, it is possible to supplement the capacitance value by setting the overlapping area between the adjacent gate wiring and the electrode extending from the pixel electrode on the adjacent gate wiring via the insulating film to be sufficiently large. it can.

しかしながら、第3図の如き容量素子の補助容量電極
3をゲート電極2と同1の不透明の金属材料で形成して
製造工程の簡略化を図る場合には、この補助容量電極を
できるだけ狭く設計しないと透過型の表示装置、例えば
液晶表示装置を実現することはできないので、従来以上
に容量値の高い容量素子が必要となる。
However, when the auxiliary capacitance electrode 3 of the capacitance element as shown in FIG. 3 is formed of the same opaque metal material as the gate electrode 2 to simplify the manufacturing process, the auxiliary capacitance electrode is not designed to be as narrow as possible. Therefore, a transmissive display device such as a liquid crystal display device cannot be realized, so that a capacitance element having a higher capacitance value than before is required.

(ハ)発明が解決しようとする課題 本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、容
量値の高い容量素子を組み込んで、狭い実効面積の容量
素子でも、TFTのオフ期間の画像信号の保持特性の高い
アクティブマトリクス型表示装置の薄膜トランジスタア
レイ及びその製造方法を提供するものである。
(C) Problems to be Solved by the Invention The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and incorporates a high-capacitance capacitive element so that even a capacitive element having a small effective area can display an image during a TFT off period. An object of the present invention is to provide a thin film transistor array of an active matrix type display device having high signal holding characteristics and a method of manufacturing the same.

(ニ)課題を解決するための手段 本発明のアクティブマトリクス型表示装置の薄膜トラ
ンジスタアレイは、絶縁基板上に、ゲート電極、ゲート
絶縁膜、半導体膜、ソース電極及びドレイン電極からな
る薄膜トランジスタと、上記ソース電極に結合した画素
電極と、該画素電極に容量絶縁膜を介して積層される補
助容量電極とを備え、上記補助容量電極は、表面酸化処
理が可能な金属膜にて形成され、該金属表面には酸化処
理による金属酸化膜が被覆されており、上記ゲート絶縁
膜は、上記補助容量電極の上面を除く上記基板の表面を
被覆し、上記ゲート絶縁膜の上に上記画素電極が形成さ
れ、上記補助容量電極と画素電極との間の上記容量絶縁
膜を上記金属酸化膜のみで形成したことをその要旨とす
る。
(D) Means for Solving the Problems A thin film transistor array of an active matrix display device according to the present invention includes a thin film transistor including a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor film, a source electrode, and a drain electrode on an insulating substrate; A pixel electrode coupled to the electrode; and an auxiliary capacitance electrode stacked on the pixel electrode via a capacitance insulating film, wherein the auxiliary capacitance electrode is formed of a metal film that can be subjected to a surface oxidation treatment. Is coated with a metal oxide film by oxidation treatment, the gate insulating film covers the surface of the substrate except the upper surface of the auxiliary capacitance electrode, the pixel electrode is formed on the gate insulating film, The gist is that the capacitance insulating film between the auxiliary capacitance electrode and the pixel electrode is formed only of the metal oxide film.

また、本発明の薄膜トランジスタアレイの製造方法
は、絶縁基板上に第1金属膜からなるゲート電極とこれ
につながるゲート配線、並びに補助容量電極とこれにつ
ながる補助容量配線を同時形成する第1金属膜パターン
形成工程、上記第1金属膜の内、ゲート配線の端子部を
除き、且つ少なくとも補助容量電極の表面を酸化処理し
て、該電極を被覆する金属酸化膜を形成する第1金属表
面酸化処理工程、該酸化処理工程後に、基板全面にゲー
ト絶縁膜を成膜する絶縁膜成膜工程、上記ゲート電極位
置のゲート絶縁膜上に、所定パターンの半導体膜を形成
する半導体膜パターン形成工程、上記金属酸化膜で被覆
されていないゲート配線端子部、及び金属酸化膜で被覆
されている補助容量電極の上面の上記ゲート絶縁膜を除
去する絶縁膜除去工程、上記半導体膜上に第2金属から
なるソース電極とドレイン電極を形成すると同時に、上
記ゲート絶縁膜から露出した上記ゲート配線端子部上に
該第2金属からなるゲート配線端子を形成する第2金属
パターン形成工程、上記第2金属パターン形成工程前、
またはその後に、ソース電極と結合されるべく設けられ
る透明導電膜からなる画素電極を少なくとも上記ゲート
電極上とこのゲート絶縁膜から露出した金属酸化膜被覆
を有する補助容量電極上に形成する透明導電膜パターン
形成工程、を備えたことをその要旨とする。
The method of manufacturing a thin film transistor array according to the present invention is also directed to a method of manufacturing a thin film transistor array, comprising: forming a gate electrode made of a first metal film and a gate wiring connected thereto on an insulating substrate; A pattern forming step, a first metal surface oxidation treatment for forming a metal oxide film covering the electrode by oxidizing at least a surface of the auxiliary capacitance electrode except for a terminal portion of the gate wiring in the first metal film; An insulating film forming step of forming a gate insulating film on the entire surface of the substrate after the oxidation step; a semiconductor film pattern forming step of forming a semiconductor film of a predetermined pattern on the gate insulating film at the position of the gate electrode; An insulating film removing step of removing the gate insulating film on the gate wiring terminal portion not covered with the metal oxide film and the upper surface of the auxiliary capacitance electrode covered with the metal oxide film A second metal pattern for forming a source electrode and a drain electrode made of a second metal on the semiconductor film and simultaneously forming a gate wiring terminal made of the second metal on the gate wiring terminal exposed from the gate insulating film; Forming step, before the second metal pattern forming step,
Or, thereafter, a transparent conductive film in which a pixel electrode made of a transparent conductive film provided to be coupled to the source electrode is formed on at least the above-mentioned gate electrode and an auxiliary capacitance electrode having a metal oxide film coating exposed from the gate insulating film. The gist is that a pattern forming step is provided.

(ホ)作用 本発明のアクティブマトリクス型表示装置の薄膜トラ
ンジスタアレイによれば、画素電極自体を一方の容量電
極として用いていながらも、その誘電材料に高誘電率の
金属酸化膜のみを採用しているので、他方の容量電極で
ある補助容量電極の占有面積を狭くでき、画素電極位置
でのこの補助容量電極の存在による実効的な光透過率の
低下を抑制できる。
(E) Function According to the thin film transistor array of the active matrix display device of the present invention, while using the pixel electrode itself as one of the capacitor electrodes, only a metal oxide film having a high dielectric constant is used as a dielectric material thereof. Therefore, the area occupied by the auxiliary capacitance electrode, which is the other capacitance electrode, can be reduced, and a reduction in effective light transmittance due to the presence of the auxiliary capacitance electrode at the pixel electrode position can be suppressed.

又、本発明のアクティブマトリクス型表示装置の薄膜
トランジスタアレイの製造方法によれば、TFTのゲート
と同時に形成した金属材料からなる補助容量電極の表面
を酸化処理するだけで、容量素子の誘電材料層を形成で
き、しかも工程中でこの誘電材料層上に形成されるTFT
のゲート絶縁膜は、ゲート配線の端子部をゲート絶縁膜
から露出させるための絶縁膜除去工程で同時に除去でき
るので、酸化処理工程の付加だけで容量素子を得ること
ができる。
Further, according to the method of manufacturing a thin film transistor array of the active matrix display device of the present invention, the dielectric material layer of the capacitive element can be formed only by oxidizing the surface of the auxiliary capacitive electrode made of a metal material formed simultaneously with the gate of the TFT. TFT that can be formed and formed on this dielectric material layer during the process
The gate insulating film can be removed at the same time in the insulating film removing step for exposing the terminal portion of the gate wiring from the gate insulating film, so that the capacitor can be obtained only by adding the oxidation treatment step.

(ヘ)実施例 第1図に、本発明のアクティブマトリクス型表示装置
の薄膜トランジスタアレイの画素単位の平面図を示す。
更に、第2図(a)に第1図のII−II線に沿った断面図
を示し、同図(b)に該アレイ基板端部に於けるゲート
配線端子構造に断面図を示す。
(F) Embodiment FIG. 1 shows a plan view of a pixel unit of a thin film transistor array of an active matrix display device of the present invention.
FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view of a gate wiring terminal structure at the end of the array substrate.

これらの図の構造を製造工程に従って、以下に解説す
る。
The structure of these figures will be described below according to the manufacturing process.

ゲート電極2及び補助容量電極3の形成 第1金属膜(タンタル)をガラスからなる絶縁基板1
上に成膜し、これをパターニングする第1金属膜パター
ン形成工程によって、TFTのゲート電極2とこれにつな
がるゲート配線2′、並びに容量素子の一方の電極をな
す補助容量電極3とこれにつながる補助容量配線3′を
同時に形成する。
Formation of Gate Electrode 2 and Storage Capacitance Electrode 3 The first metal film (tantalum) is an insulating substrate 1 made of glass.
A first metal film pattern forming step of forming a film thereon and patterning the same, and a TFT gate electrode 2 and a gate wiring 2 'connected thereto, and an auxiliary capacitor electrode 3 forming one electrode of the capacitor and connected thereto The auxiliary capacitance line 3 'is formed at the same time.

ゲート電極表面酸化膜21及び補助容量電極表面酸化膜
31の形成 上記第1金属膜の内、ゲート配線2′の端子部を除
き、その表面を陽極酸化処理する第1金属表面酸化処理
工程によって、2000Å程度の膜厚の酸化タンタルからな
るゲート電極表面酸化膜21及び容量素子の誘電材料層を
なす補助容量電極表面酸化膜31を形成する。尚、第2図
(b)のゲート配線2′の端子部Pの酸化処理回避は、
この部分にあらかじめレジストなどのマスクを施してお
く事で可能になる。
Gate electrode surface oxide film 21 and auxiliary capacitance electrode surface oxide film
Formation of 31 A gate electrode surface made of tantalum oxide having a film thickness of about 2000 mm by a first metal surface oxidation treatment step of anodizing the surface of the first metal film except for the terminal portion of the gate wiring 2 '. An oxide film 21 and an auxiliary capacitance electrode surface oxide film 31 forming a dielectric material layer of the capacitor are formed. Incidentally, the avoidance of the oxidation treatment of the terminal portion P of the gate wiring 2 'in FIG.
This becomes possible by applying a mask such as a resist in advance to this portion.

ゲート絶縁膜成膜4の成膜 プラズマCVD法による窒化シリコンの絶縁膜成膜工程
によって、TFT用のゲート絶縁膜4を基板全面に成膜す
る。
Formation of Gate Insulating Film Deposition 4 A gate insulating film 4 for TFT is formed on the entire surface of the substrate by a silicon nitride insulating film forming step by a plasma CVD method.

非結晶半導体膜5の形成 上記絶縁膜成膜工程に連続して、プラズマCVD法でア
モルファスシリコン膜を成膜し、さらにこれに連続し
て、同じくプラズマCVD法で燐などのN型不純物を導入
したN型不純物アモルファスシリコン膜を成膜する。こ
の様に積層成膜された両アモルファスシリコン膜をパタ
ーニングする半導体パターン形成工程によって、TFTの
上記ゲート電極2位置のゲート絶縁膜4上に、TFT用非
結晶半導体膜5と不純物非結晶半導体膜6(この不純物
非結晶半導体膜6は後工程で図示の如くソース及びドレ
インコンタクト領域に分離される)との積層構造体を形
成する。
Formation of amorphous semiconductor film 5 An amorphous silicon film is formed by a plasma CVD method in succession to the insulating film formation step, and an N-type impurity such as phosphorus is also introduced by a plasma CVD method. The formed N-type impurity amorphous silicon film is formed. The amorphous semiconductor film for TFT 5 and the impurity amorphous semiconductor film 6 are formed on the gate insulating film 4 at the position of the gate electrode 2 of the TFT by the semiconductor pattern forming step of patterning the two amorphous silicon films laminated in this manner. (This impurity amorphous semiconductor film 6 is separated into source and drain contact regions as shown in the drawing in a later step) to form a laminated structure.

ゲート絶縁膜4の部分的除去 窒化シリコンからなる上記ゲート絶縁膜4をパターニ
ングする絶縁膜除去工程によって、酸化タンタルで被覆
されていない第2図(b)のゲート配線2′の端子部P
上のゲート絶縁膜4を除去してこの端子部Pを露出され
ると同時に、酸化タンタルの補助容量電極表面酸化膜31
で被覆されたタンタルの補助容量電極3上のゲート絶縁
膜4を除去して第1図のハッチングで示した領域Cに渡
って補助容量電極表面酸化膜31を露出させる。
Partial removal of gate insulating film 4 By the insulating film removing step of patterning the gate insulating film 4 made of silicon nitride, the terminal portion P of the gate wiring 2 'in FIG.
The terminal portion P is exposed by removing the upper gate insulating film 4 and, at the same time, the surface oxide film 31 of the auxiliary capacitance electrode of tantalum oxide is formed.
Then, the gate insulating film 4 on the tantalum auxiliary capacitance electrode 3 covered with is removed to expose the auxiliary capacitance electrode surface oxide film 31 over the region C shown by hatching in FIG.

画素電極7の形成 ITOなどの透明導電材料膜を成膜し、これをパターン
ニングする透明導電膜パーン形成工程によって、透明な
画素電極を上記ゲート絶縁膜4とこの絶縁膜4から露出
した補助容量電極表面酸化膜31との上に形成する。これ
によって、補助容量電極表面酸化膜31上に存在する第1
図の領域Cに該当した画素電極7の領域が他方の容量電
極となる。
Formation of Pixel Electrode 7 A transparent conductive material film such as ITO is formed, and the transparent pixel electrode is formed by a transparent conductive film forming process for patterning the transparent conductive material film. The auxiliary capacitor exposed from the gate insulating film 4 and the insulating film 4 is formed. It is formed on the electrode surface oxide film 31. As a result, the first electrode existing on the auxiliary capacitance electrode surface oxide film 31 is removed.
The area of the pixel electrode 7 corresponding to the area C in the figure becomes the other capacitance electrode.

ソース電極8及びドレイン電極9の形成 第2金属膜(アルミ)を全面被着し、これをパターニ
ングする第2金属パターン形成工程によって、TFT用の
上記不純物非結晶半導体膜6上にソース電極とドレイン
電極を形成すると同時に、上記ゲート絶縁膜4から露出
した第2図(b)の上記ゲート配線端子部P上に該第2
金属からなるゲート配線端子10を形成する。
Formation of Source Electrode 8 and Drain Electrode 9 A second metal pattern (aluminum) is deposited on the entire surface, and a source electrode and a drain are formed on the impurity amorphous semiconductor film 6 for TFT by a second metal pattern forming step of patterning the second metal film (aluminum). Simultaneously with the formation of the electrode, the second electrode is formed on the gate wiring terminal portion P shown in FIG.
The gate wiring terminal 10 made of metal is formed.

不純物非結晶半導体膜6、6の分離 上記半導体膜パターン形成工程で非結晶半導体膜5と
ともにパターニングされた不純物非結晶半導体膜6をソ
ース電極8、ドレイン電極9をマスクとしてエッチング
除去することによって、両電極下で非結晶半導体膜5に
対するソース及びドレインコンタクト領域となる分離さ
れた不純物非結晶半導体膜6、6が得られる。
Separation of impurity amorphous semiconductor films 6 and 6 The impurity amorphous semiconductor film 6 patterned together with the amorphous semiconductor film 5 in the semiconductor film pattern forming step is removed by etching using the source electrode 8 and the drain electrode 9 as masks. Separated impurity amorphous semiconductor films 6 and 6 serving as source and drain contact regions for the amorphous semiconductor film 5 under the electrodes are obtained.

以上の工程順の説明では、画素電極7を形成した後
に、ソース電極8及びドレイン電極9を形成したが、こ
の工程順は逆でもよく、結果として、ソース電極8の一
部と画素電極7の一部が重畳して電気的に結合できれば
良い。また、この実施例では、単にオーミックコンタク
トを図るために不純物非結晶半導体膜6、6を設けた
が、必ずしも必要でない。
In the above description of the process order, the source electrode 8 and the drain electrode 9 are formed after the pixel electrode 7 is formed. However, the process order may be reversed, and as a result, a part of the source electrode 8 and the pixel electrode 7 may be formed. It suffices if some of them can be overlapped and electrically connected. Further, in this embodiment, the impurity amorphous semiconductor films 6 and 6 are provided merely for achieving the ohmic contact, but this is not always necessary.

以上の如くして得られた第1図の領域Cの容量素子
は、不透明なタンタル金属からなる補助容量電極3が画
素電極8の画素領域内に存在するものの、この補助容量
電極3と画素電極8とを各電極として容量素子の誘電材
料を高誘電率(比誘電率が22)の酸化タンタルからなる
補助容量電極表面酸化膜31の一層のみで構成したことに
より、この容量素子の容量値を大幅に高めることが可能
になるので、その面積を非常に狭く設計でき、これによ
って、画素領内の実効的な光透過率の低下を抑制でき
る。例えば、特開平1−102525号公報開示の容量素子
(酸化タンタル膜と窒化シリコン膜の2層構造の比誘電
率:10)に比べて本発明実施例の容量素子は、比誘電率
が22の酸化タンタル膜のみを誘電材料を用いているの
で、誘電率の厚みが半減し、比誘電率が倍増しているた
め、4倍以上の容量値を持ち、これによって、1/4以下
の面積の容量素子でこの従来素子と同等の画像信号の保
持能力を発揮できる。
The capacitor in the region C shown in FIG. 1 obtained as described above has an auxiliary capacitance electrode 3 made of opaque tantalum metal in the pixel region of the pixel electrode 8. 8 is used as each electrode, and the dielectric material of the capacitive element is composed of only one layer of the auxiliary capacitive electrode surface oxide film 31 made of tantalum oxide having a high dielectric constant (relative dielectric constant: 22). Since the area can be greatly increased, the area can be designed to be very small, thereby suppressing a decrease in the effective light transmittance in the pixel area. For example, the capacitance element of the present embodiment has a relative dielectric constant of 22 as compared with the capacitance element disclosed in JP-A-1-102525 (relative dielectric constant of a two-layer structure of a tantalum oxide film and a silicon nitride film: 10). Since only the tantalum oxide film is made of a dielectric material, the thickness of the dielectric constant is halved, and the relative dielectric constant is doubled, so that the capacitance value is four times or more, and as a result, the area of the area is 1/4 or less. The capacitance element can exhibit the same image signal holding ability as the conventional element.

また、以上の如くして得られたTFTは、ゲート電極2
上にゲート電極表面酸化膜21とゲート絶縁膜4との2層
の絶縁膜を備える事になるが、ゲート電極表面酸化膜21
は必ずしも必要とはいえない。しかしながら、窒化シリ
コンからなるゲート絶縁膜4にクラックなどの歪みが生
じる危惧がある場合には、安定した膜質を持つ酸化タン
タルからなるゲート電極表面酸化膜21を介在させる事に
よって、TFTの信頼性の向上が望める。但し、窒化シリ
コンからなるゲート絶縁膜4は、プラズマCVD法により
この上に連続形成されるアモルファスシリコンの比結晶
半導体膜5の膜質の安定化に必要である。即ち、もし酸
化タンタル膜上にアモルファスシリコン膜を直接形成す
るとアモルファスシリコン膜の酸化タンタル膜との接合
面でのアモルファス構造に歪みが生じ、電子移動度に変
調を来してTFT特性を劣化させる惧れがあるので、上記
ゲート絶縁膜4を備えるのが好ましい。
The TFT obtained as described above has a gate electrode 2
The gate electrode surface oxide film 21 and the gate insulating film 4 are provided with a two-layer insulating film thereon.
Is not always necessary. However, when there is a possibility that a distortion such as a crack may occur in the gate insulating film 4 made of silicon nitride, the reliability of the TFT is improved by interposing the gate electrode surface oxide film 21 made of tantalum oxide having a stable film quality. Improvement can be expected. However, the gate insulating film 4 made of silicon nitride is necessary for stabilizing the film quality of the amorphous silicon specific crystal semiconductor film 5 continuously formed thereon by the plasma CVD method. In other words, if an amorphous silicon film is directly formed on a tantalum oxide film, the amorphous structure at the junction surface of the amorphous silicon film and the tantalum oxide film will be distorted, and the electron mobility will be modulated, thereby deteriorating the TFT characteristics. Therefore, it is preferable to provide the gate insulating film 4.

更に、上述の実施例に於ては、第1金属としてタンタ
ルを用いたが、本発明製造方法では、これに限定される
ことなく、表面酸化処理が可能な金属、例えばアルミニ
ウムが使用でき、この場合にはゲート電極2及び補助容
量電極3がアルミニウム、ゲート電極表面酸化膜21及び
補助容量電極表面酸化膜がアルミニウムを陽極酸化した
アルミナで構成できる。アルミナの比誘電率は、8.6程
度であるが、陽極酸化処理電圧制御によって、100〜500
Åに薄膜成形できるので、容量値の高い容量素子が得ら
れる。
Furthermore, in the above embodiment, tantalum was used as the first metal. However, in the manufacturing method of the present invention, a metal that can be subjected to surface oxidation treatment, for example, aluminum can be used without being limited to this. In this case, the gate electrode 2 and the auxiliary capacitance electrode 3 can be made of aluminum, and the gate electrode surface oxide film 21 and the auxiliary capacitance electrode surface oxide film can be made of alumina obtained by anodizing aluminum. The relative dielectric constant of alumina is about 8.6, but depending on the anodizing voltage control, 100 to 500.
Since a thin film can be formed, a capacitor having a high capacitance value can be obtained.

(ト)発明の効果 本発明によれば、占有面積の極めて小さい容量素子を
画素領域に形成することが可能なアクティブマトリクス
型表示装置の薄膜トランジスタアレイを実現でき、その
ための製造工程に於ける負担増加も少なくてよい。
(G) Effects of the Invention According to the present invention, a thin film transistor array of an active matrix type display device in which a capacitance element having an extremely small occupied area can be formed in a pixel region can be realized, and a load on a manufacturing process for that purpose increases. May be less.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明のアクティブマトリクス型表示装置の薄
膜トランジスタアレイの画素単位の平面図、第2図は第
1図のII−II線に沿った断面図、第3図は従来装置の断
面図である。 1……絶縁基板、2……ゲート電極、3……補助容量電
極、4……ゲート絶縁膜、5……非結晶半導体膜、7…
…画素電極、8……ソース電極、9……ドレイン電極、
10……ゲート端子、21……ゲート電極表面酸化膜、31…
…補助容量電極表面酸化膜。
FIG. 1 is a plan view of a pixel unit of a thin film transistor array of an active matrix display device of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. is there. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating substrate, 2 ... Gate electrode, 3 ... Storage capacitance electrode, 4 ... Gate insulating film, 5 ... Amorphous semiconductor film, 7 ...
... Pixel electrode, 8 ... Source electrode, 9 ... Drain electrode,
10 ... gate terminal, 21 ... gate electrode surface oxide film, 31 ...
... Auxiliary capacitance electrode surface oxide film.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】絶縁基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁
膜、半導体膜、ソース電極及びドレイン電極からなる薄
膜トランジスタと、上記ソース電極に結合した画素電極
と、該画素電極に容量絶縁膜を介して積層される補助容
量電極とを備え、 上記補助容量電極は、表面酸化処理が可能な金属膜にて
形成され、該金属表面には酸化処理による金属酸化膜が
被覆されており、上記ゲート絶縁膜は、上記補助容量電
極の上面を除く上記基板の表面を被覆し、上記ゲート絶
縁膜の上に上記画素電極の一部が形成され、上記補助容
量電極と画素電極との間の上記容量絶縁膜を上記金属酸
化膜のみで形成したことを特徴とするアクティブマトリ
クス型表示装置の薄膜トランジスタアレイ。
A thin film transistor including a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor film, a source electrode and a drain electrode, a pixel electrode coupled to the source electrode, and a capacitor insulating film interposed between the pixel electrode and the pixel electrode. A storage capacitor electrode to be laminated, wherein the storage capacitor electrode is formed of a metal film that can be subjected to a surface oxidation process, and the metal surface is covered with a metal oxide film formed by an oxidation process; Covers the surface of the substrate except for the upper surface of the auxiliary capacitance electrode, a part of the pixel electrode is formed on the gate insulating film, and the capacitance insulating film between the auxiliary capacitance electrode and the pixel electrode Formed of only the metal oxide film described above.
【請求項2】絶縁基板上に第1金属膜からなるゲート電
極とこれにつながるゲート配線、並びに補助容量電極と
これにつながる補助容量配線を同時形成する第1金属膜
パターン形成工程、 上記第1金属膜の内、ゲート配線の端子部を除き、且つ
少なくとも補助容量電極の表面を酸化処理して、該電極
を被覆する金属酸化膜を形成する第1金属表面酸化処理
工程、 該酸化処理工程後に、基板全面にゲート絶縁膜を成膜す
る絶縁膜成膜工程、 上記ゲート電極位置のゲート絶縁膜上に、所定パターン
の半導体膜を形成する半導体膜パターン形成工程、 上記金属酸化膜で被覆されていないゲート配線端子部、
及び金属酸化膜で被覆されている補助容量電極の上面の
上記ゲート絶縁膜を除去する絶縁膜除去工程、 上記半導体膜上に第2金属からなるソース電極とドレイ
ン電極を形成すると同時に、上記ゲート絶縁膜から露出
した上記ゲート配線端子部上に該第2金属からなるゲー
ト配線端子を形成する第2金属パターン形成工程、 上記第2金属パターン形成工程前、またはその後に、ソ
ース電極と結合されるべく設けられる透明導電膜からな
る画素電極を少なくとも上記ゲート電極上とこのゲート
絶縁膜から露出した金属酸化膜被覆を有する補助容量電
極上に形成する透明導電膜パターン形成工程、 を備えたことを特徴とする薄膜トランジスタアレイの製
造方法。
2. A first metal film pattern forming step of simultaneously forming a gate electrode made of a first metal film and a gate wiring connected thereto, and an auxiliary capacitance electrode and an auxiliary capacitance wiring connected thereto on an insulating substrate. A first metal surface oxidation step of oxidizing at least the surface of the auxiliary capacitance electrode to form a metal oxide film covering the electrode, excluding the terminal portion of the gate wiring in the metal film; An insulating film forming step of forming a gate insulating film on the entire surface of the substrate; a semiconductor film pattern forming step of forming a semiconductor film having a predetermined pattern on the gate insulating film at the position of the gate electrode; No gate wiring terminal,
An insulating film removing step of removing the gate insulating film on the upper surface of the auxiliary capacitance electrode covered with the metal oxide film; forming a source electrode and a drain electrode made of a second metal on the semiconductor film; A second metal pattern forming step of forming a gate wiring terminal made of the second metal on the gate wiring terminal exposed from the film, before or after the second metal pattern forming step, to be coupled to a source electrode; A transparent conductive film pattern forming step of forming a pixel electrode made of a transparent conductive film to be provided on at least the gate electrode and an auxiliary capacitor electrode having a metal oxide film coating exposed from the gate insulating film. Of manufacturing a thin film transistor array.
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