JP3089718B2 - 駆動回路一体型アクティブマトリクスアレイおよびその製造方法 - Google Patents
駆動回路一体型アクティブマトリクスアレイおよびその製造方法Info
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Description
られる駆動回路一体型アクティブマトリクスアレイおよ
びその製造方法に関する。
が増加し、ゲート線およびデータ線数が増加する。この
時、表示部であるアクティブマトリクスアレイの外部に
走査回路、あるいはサンプルホールド回路およびシフト
レジスタからなる信号回路を構成するLSIチップをボ
ンディング等により接続するのは非常に困難となり、液
晶表示素子のコストアップにつながる。そこでこの問題
を解決するために、図2に示すようにアクティブマトリ
クスアレイと同一基板上に、走査回路21あるいは信号
回路22を形成する方法が提案され実用化されている
(SIDシンポジウムダイジェスト’84pp.316
−319)。
路に用いられるTFTは高速動作が要求され、アクティ
ブマトリクスアレイ内のTFTは特性の均一性が第一に
要求される。これらの条件を満足するTFTとしてこれ
までのところ多結晶シリコンTFTが主流を占めてお
り、盛んに研究開発が行われている。この駆動回路一体
型アクティブマトリクスアレイを構成する多結晶シリコ
ンTFTのチャネルとなる多結晶シリコン薄膜(活性
層)を形成する方法として従来次のような方法が用いら
れてきた。すなわち、(1)LPCVD法により620
℃程度の温度で形成する。(2)CVD法等により低温
でアモルファスシリコン(a−Si)薄膜を形成した
後、固相成長法により多結晶化する。(3)CVD法等
によりa−Siあるいは多結晶シリコン(Poly−S
i)薄膜を形成した後、レーザを照射し溶融再結晶化す
る。上記3つの方法のうち(3)のレーザアニール法は
基本素子性能では現在最も性能の高いTFTが得られ
る。
多結晶シリコンを形成する方法には、材料に関して次の
2つの方法がある。(1)a−Si薄膜をレーザアニー
ルする。(2)Poly−Si薄膜をレーザアニールす
る。
スアレイをレーザアニールする場合、レーザを照射する
領域に関して、次の2つの方法がある。(ァ)駆動回路
部およびアクティブマトリクスアレイ部をレーザアニー
ルする。(ィ)駆動回路部のみをレーザアニールする。
(1)の方法の方が粒径の大きな多結晶シリコン薄膜が
形成されるので、特性が良好なTFTが得られる。また
照射する領域に関しては、駆動回路部はマトリクス部に
比べ面積が小さいので(ィ)の方法を用いた方が、スル
ープットが格段に良い。ところが、上記(1)と(ィ)
の方法を同時に選択した場合、即ちa−Si薄膜を形成
した後、駆動回路部のみをレーザアニールした場合を考
えると、マトリクス部に形成されるTFTはa−SiT
FTとなり、良好なTFT特性は得られないという問題
が生じる。
工程と、駆動回路部のみをレーザアニールする工程を同
時に選択しながらも、良好な特性を有する駆動回路一体
型アクティブマトリクスアレイを提供することである。
性基板上に形成された複数のゲート線と複数のデータ線
と前記各配線の交点に形成されたスイッチング用TFT
と前記スイッチング用TFTのソース電極に接続された
透明画素電極とからなるアクティブマトリクスアレイ
と、前記ゲート線に接続された走査回路および前記デー
タ線に接続された信号回路のうち少なくとも一方をアク
ティブマトリクスアレイと同一基板上に形成した駆動回
路一体型アクティブマトリクスアレイにおいて、少なく
とも前記スイッチング用TFTの活性層は固相成長法に
より形成され、前記走査回路または信号回路を構成する
TFTの活性層はレーザアニール法により形成されてい
ることを特徴とする駆動回路一体型アクティブマトリク
スアレイである。第2の発明は、透明絶縁性基板上に形
成された複数のゲート線と複数のデータ線と前記各配線
の交点に形成されたスイッチング用TFTと前記スイッ
チング用TFTのソース電極に接続された透明画素電極
とからなるアクティブマトリクスアレイと、前記ゲート
線に接続された走査回路および前記データ線に接続され
た信号回路のうち少なくとも一方をアクティブマトリク
スアレイと同一基板上に形成した駆動回路一体型アクテ
ィブマトリクスアレイの製造方法において、a−Si膜
を形成する工程と前記走査回路または信号回路を構成す
るTFTの活性層となるa−Si膜をレーザアニール結
晶化する工程とアニール工程後、前記スイッチング用T
FTの活性層となるa−Si膜を固相成長法により結晶
化する工程を有することを特徴とする駆動回路一体型ア
クティブマトリクスアレイの製造方法である。
トリクスアレイにおいて、大部分の面積を占めるアクテ
ィブマトリクスアレイを固相成長法により形成し、占有
面積の小さい駆動回路のみをレーザアニールするため、
基板全面をレーザアニールするのに比べ高いスループッ
トが得られる。しかも、a−Si薄膜をレーザアニール
するため、Poly−Si薄膜をレーザアニールする場
合に比べ良好な特性を有するTFTを形成することがで
きる。また、アクティブマトリクスアレイ部のTFTの
活性層はa−Si薄膜を形成した後に固相成長法を用い
て多結晶化するために、アレイ内で均一な特性を有する
多結晶シリコンTFTが形成できる。この固相成長時
に、すでにレーザアニールにより結晶化された領域は膜
質の変化を生じない。このため駆動回路部のみレーザア
ニールを行い、この後固相成長を行うことにより、駆動
回路部のTFTの高い性能を維持したまま画素部TFT
の性能を向上できる。この結果、高いTFT性能とスル
ープット均一性を両立でき、表示特性が均一な液晶表示
素子を形成することができる。さらにCVD法のみで形
成した多結晶シリコンTFTに比べ特性が優れているた
めTFTのサイズを小さくすることができ、開口率を高
くすることができる。
する。図1(f)に本発明により作製した2種類のTF
Tの概略図を示す。図1(f)中のTFT9は活性層を
レーザアニールして形成したTFTで、TFT10は活
性層を固相成長法により多結晶化して形成したTFTで
ある。なおTFT9は駆動回路に用いられるTFTを表
し、TFT10はマトリクス部に用いられるTFTを示
す。このように同一基板上に製造法の異なる2種類のT
FTを形成している点を特徴とするTFT9、10の構
成について説明すると、図1(f)に示すようにガラス
基板1上にMo薄膜2及びn+ Poly−Si薄膜3か
らなるソース・ドレイン電極が形成されており、さらに
ソース・ドレイン電極を覆うようにしてレーザアニール
法により多結晶化したPoly−Si薄膜5及び固相成
長法により多結晶化したPoly−Si薄膜6が形成さ
れている。さらにガラス基板1及びPoly−Si薄膜
5、6上に二酸化シリコン(SiO2 )からなるゲート
絶縁膜7が形成されており、ゲート絶縁膜上にAlから
なるゲート電極8が形成されている。
(a)に示すように透明なガラス基板1上にスパッタ法
によりMo薄膜2を100nm成膜した後、LPCVD
法によりリンをドープしたn+ Poly−Si薄膜3を
50nm形成し、フォトリソグラフィ法によりソース・
ドレイン電極を形成する。次に図1(b)に示すように
ガラス基板1及びソース・ドレイン電極2、3上にLP
CVD法によりアモルファスシリコン(a−Si)薄膜
4を50nmの厚さに形成する。次に図1(c)に示す
ように走査回路部のa−Si薄膜4にキセノンクロライ
ド(XeCl)エキシマレーザを照射し多結晶化し、P
oly−Si薄膜5を形成する。次に、図1(d)に示
すように窒素雰囲気中600℃で24時間加熱して固相
成長を行いa−Si薄膜4のレーザアニールを施してい
ない領域を多結晶化しPoly−Si薄膜6を形成す
る。この時すでにレーザアニールにより結晶化された領
域の膜質の変化はない。
ラフィ法によりPoly−Si薄膜5、6をソース・ド
レイン電極を覆うようにパターニングして島状構造を形
成する。
及びPoly−Si薄膜5、6上に、LPCVD法によ
りSiO2 のゲート絶縁膜7を150nmの厚さに形成
した後、スパッタ法によりAlを300nmの厚さに成
膜しフォトリソグラフィ法によりパターニングしてゲー
ト電極8を形成する。
るTFTの活性層をレーザアニール法により多結晶化
し、マトリクス部に用いるTFTの活性層を固相成長法
により多結晶化することにより、特性の異なる2種類の
TFTを同一基板上に形成することができ、駆動回路部
及びマトリクス部共にそれぞれの要求性能を満足するT
FTを形成することができる。
したものであるが、逆スタガ型構造、プレーナ構造等、
基本素子構造の異なるものについても同様に実現が可能
であった。
ーザアニールしマトリクス部を固相成長により多結晶シ
リコン薄膜を形成することにより、開口率が高くしかも
表示特性が良好で均一な駆動回路一体型液晶表示素子を
作製することができた。
クスアレイの製造工程(a)〜(f)を示す断面図であ
る。
コン薄膜 6 固相成長法により多結晶化した多結晶シリコン薄
膜 7 ゲート絶縁膜 8 ゲート電極 9 活性層をレーザアニールして形成したTFT 10 活性層を固相成長により形成したTFT 21 走査回路 22 信号回路 23 スイッチング用TFT 24 蓄積容量 25 液晶容量 26 ゲート線 27 データ線
Claims (2)
- 【請求項1】 透明絶縁性基板上に形成された複数のゲ
ート線と複数のデータ線と前記各配線の交点に形成され
たスイッチング用TFTと前記スイッチング用TFTの
ソース電極に接続された透明画素電極とからなるアクテ
ィブマトリクスアレイと、前記ゲート線に接続された走
査回路および前記データ線に接続された信号回路のうち
少なくとも一方をアクティブマトリクスアレイと同一基
板上に形成した駆動回路一体型アクティブマトリクスア
レイにおいて、少なくとも前記スイッチング用TFTの
活性層は固相成長法により形成され、前記走査回路また
は信号回路を構成するTFTの活性層はレーザアニール
法により形成されていることを特徴とする駆動回路一体
型アクティブマトリクスアレイ。 - 【請求項2】 透明絶縁性基板上に形成された複数のゲ
ート線と複数のデータ線と前記各配線の交点に形成され
たスイッチング用TFTと前記スイッチング用TFTの
ソース電極に接続された透明画素電極とからなるアクテ
ィブマトリクスアレイと、前記ゲート線に接続された走
査回路および前記データ線に接続された信号回路のうち
少なくとも一方をアクティブマトリクスアレイと同一基
板上に形成した駆動回路一体型アクティブマトリクスア
レイの製造方法において、a−Si膜を形成する工程と
前記走査回路または信号回路を構成するTFTの活性層
となるa−Si膜をレーザアニール結晶化する工程とア
ニール工程後、前記スイッチング用TFTの活性層とな
るa−Si膜を固相成長法により結晶化する工程を有す
ることを特徴とする駆動回路一体型アクティブマトリク
スアレイの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19633291A JP3089718B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 駆動回路一体型アクティブマトリクスアレイおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19633291A JP3089718B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 駆動回路一体型アクティブマトリクスアレイおよびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0540278A JPH0540278A (ja) | 1993-02-19 |
JP3089718B2 true JP3089718B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=16356071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19633291A Expired - Lifetime JP3089718B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 駆動回路一体型アクティブマトリクスアレイおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3089718B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101682288B1 (ko) | 2015-02-02 | 2016-12-05 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | 쓰레기 분리수거 장치 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6723590B1 (en) | 1994-03-09 | 2004-04-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for laser-processing semiconductor device |
KR100321541B1 (ko) | 1994-03-09 | 2002-06-20 | 야마자끼 순페이 | 능동 매트릭스 디스플레이 장치의 작동 방법 |
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JP2003163221A (ja) | 2001-11-28 | 2003-06-06 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
JP4387258B2 (ja) * | 2004-07-06 | 2009-12-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体集積回路およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-08-06 JP JP19633291A patent/JP3089718B2/ja not_active Expired - Lifetime
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