JP3265073B2 - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents

表示装置及びその製造方法

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JP3265073B2 JP22257993A JP22257993A JP3265073B2 JP 3265073 B2 JP3265073 B2 JP 3265073B2 JP 22257993 A JP22257993 A JP 22257993A JP 22257993 A JP22257993 A JP 22257993A JP 3265073 B2 JP3265073 B2 JP 3265073B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は表示装置及びその製造方
法に係り、特に液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッ
センス等において、各画素のスイッチング用のみなら
ず、シフトレジスタやラッチ等の駆動回路用にもTFT
(薄膜トランジスタ)を用いている駆動回路一体型のア
クティブマトリクス基板を有する表示装置及びその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の駆動回路一体型のアクティブマト
リクス基板を有する表示装置には、駆動回路を構成する
TFTに高い移動度が必要なため、各画素のスイッチン
グ用のTFT(以下、「画素用TFT」と呼ぶ)及び走
査線及び信号線に接続された駆動回路用TFT(以下、
「駆動回路用TFT」と呼ぶ)の両方とも、p−Si
(多結晶シリコン)層を活性層とする多結晶シリコンT
FT(以下、「p−SiTFT」と略す)が用いられて
いた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の駆
動回路一体型のアクティブマトリクス基板を有する表示
装置において、駆動回路用TFTの高速化のために用い
るp−Si TFTはオフ電流が大きいため、駆動回路
用TFTのみならず、画素用TFTにもp−SiTFT
を用いると、表示品質が低下するという問題点があっ
た。
【0004】従って、駆動回路用TFTには、p−Si
TFTを用いてその高速化を図る一方で、画素用TF
Tには、オフ電流は充分小さいa−Si(アモルファス
シリコン)層を活性層とするアモルファスシリコンTF
T(以下、「a−Si TFT」と略す)を用いて、良
好な表示品質が得られるようにした表示装置が提案され
ている。
【0005】しかし、このような同一基板上に、p−S
i TFTとa−Si TFTとを作り分けることは容
易ではない。例えば、通常のp−Si層の形成工程は6
00℃以上であり、a−Si層の形成工程は350℃以
下であることから、p−SiTFTとa−Si TFT
とが混在した表示装置を形成するには、まずp−Si
TFTの高温プロセスを完了した後に、a−Si TF
Tを形成しなければならないため、工程数が増大すると
いう問題が生ずる。
【0006】また、まず駆動回路用TFT及び画素用T
FTの双方ともにa−Si層を形成した後、レーザアニ
ール法を用いて、駆動回路用TFTのa−Si層のみを
選択的に多結晶シリコン化する方法もあるが、基板全体
にわたって均一な多結晶シリコン化を行うには充分な再
現性を確保することが困難であり、またスループットも
低いという問題がある。
【0007】そこで本発明は、同一の基板上に、画素用
TFT及び駆動回路用TFTとしてa−Si TFT及
びp−Si TFTを容易に作り分け、画素用TFTの
オフ電流の低減と駆動回路用TFTの高速化を同時に達
成する駆動回路一体型のアクティブマトリクス基板を有
する表示装置及びその製造方法を提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題は、各画素に設
けられたスイッチング用の薄膜トランジスタと走査線及
び信号線に接続された駆動回路用の薄膜トランジスタと
が同一の絶縁基板上に形成されているアクティブマトリ
クス基板を有し、前記スイッチング用の薄膜トランジス
タが、前記絶縁基板上に形成されたアモルファスシリコ
ン膜を活性層とするアモルファスシリコン薄膜トランジ
スタであり、前記駆動回路用の薄膜トランジスタが、前
記絶縁基板上に結晶性高抵抗膜を介して形成された多結
晶シリコン膜を活性層とする多結晶シリコン薄膜トラン
ジスタであることを特徴とする表示装置によって達成さ
れる。
【0009】また、上記の表示装置において、前記スイ
ッチング用の薄膜トランジスタが、前記絶縁基板上に形
成されたアモルファスシリコン膜からなる活性層と、前
記活性層表面に相対して形成されたソース領域及びドレ
イン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間
に挟まれた前記活性層上にゲート絶縁膜を介して形成さ
れたゲート電極と、前記ソース領域及び前記ドレイン領
域にそれぞれ接続されたソース電極及びドレイン電極と
を有するアモルファスシリコン薄膜トランジスタであ
り、前記駆動回路用の薄膜トランジスタが、前記絶縁基
板上に結晶性高抵抗膜を介して形成された多結晶シリコ
ン膜からなる活性層と、前記活性層表面に相対して形成
されたソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域
と前記ドレイン領域との間に挟まれた前記活性層上にゲ
ート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記ソー
ス領域及び前記ドレイン領域にそれぞれ接続されたソー
ス電極及びドレイン電極とを有する多結晶シリコン薄膜
トランジスタであることを特徴とする表示装置によって
達成される。
【0010】また、上記の表示装置において、前記スイ
ッチング用の薄膜トランジスタが、前記絶縁基板上に相
対して形成されたソース電極及びドレイン電極と、前記
ソース電極及び前記ドレイン電極にそれぞれ接続される
と共に、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に挟
まれた前記絶縁基板上に形成されたアモルファスシリコ
ン膜からなる活性層と、前記活性層上にゲート絶縁膜を
介して形成されたゲート電極とを有するアモルファスシ
リコン薄膜トランジスタであり、前記駆動回路用の薄膜
トランジスタが、前記絶縁基板上に結晶性高抵抗膜を介
して相対して形成されたソース電極及びドレイン電極
と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極にそれぞれ接
続されると共に、前記ソース電極と前記ドレイン電極と
の間に挟まれた前記結晶性高抵抗膜上に形成された多結
晶シリコン膜からなる活性層と、前記活性層上にゲート
絶縁膜を介して形成されたゲート電極とを有する多結晶
シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とする表示
装置によって達成される。
【0011】また、上記の表示装置において、前記結晶
性高抵抗膜が、シリコンの格子定数と近い格子定数をも
つ材料からなることが望ましい。また、上記の表示装置
において、前記結晶性高抵抗膜が、ZnS膜であること
が望ましい。更に、上記課題は、各画素に設けられたス
イッチング用の薄膜トランジスタと走査線及び信号線に
接続された駆動回路用の薄膜トランジスタとが同一の絶
縁基板上に形成されているアクティブマトリクス基板を
有する表示装置の製造方法において、前記駆動回路用の
薄膜トランジスタ形成予定領域の前記絶縁基板上に、結
晶性高抵抗膜を形成する第1の工程と、気相成長法を用
いて、前記スイッチング用の薄膜トランジスタ形成予定
領域の前記絶縁基板上に、アモルファスシリコン膜から
なる活性層を形成すると同時に、前記駆動回路用の薄膜
トランジスタ形成予定領域の前記結晶性高抵抗膜上に、
多結晶シリコン膜からなる活性層を形成する第2の工程
と、前記アモルファスシリコン膜からなる活性層上及び
前記多結晶シリコン膜からなる活性層上に、それぞれゲ
ート絶縁膜を介してゲート電極を形成する第3の工程
と、前記ゲート電極をマスクとして、前記アモルファス
シリコン膜からなる活性層及び前記多結晶シリコン膜か
らなる活性層に所定の不純物を注入して、前記アモルフ
ァスシリコン膜からなる活性層表面及び前記多結晶シリ
コン膜からなる活性層表面にそれぞれソース領域及びド
レイン領域を相対して形成する第4の工程とを有するこ
とを特徴とする表示装置の製造方法によって達成され
る。
【0012】また、各画素に設けられたスイッチング用
の薄膜トランジスタと走査線及び信号線に接続された駆
動回路用の薄膜トランジスタとが同一の絶縁基板上に形
成されているアクティブマトリクス基板を有する表示装
置の製造方法において、前記駆動回路用の薄膜トランジ
スタ形成予定領域の前記絶縁基板上に、結晶性高抵抗膜
を形成する第1の工程と、前記スイッチング用の薄膜ト
ランジスタ形成予定領域の前記絶縁基板上及び前記駆動
回路用の薄膜トランジスタ形成予定領域の前記結晶性高
抵抗膜上に、それぞれソース電極及びドレイン電極を相
対して形成する第2の工程と、気相成長法を用いて、前
記スイッチング用の薄膜トランジスタ形成予定領域の前
記ソース電極上、前記ドレイン電極上、及び前記ソース
電極と前記ドレイン電極との間に挟まれた前記絶縁基板
上に、アモルファスシリコン膜からなる活性層を形成す
ると同時に、前記駆動回路用の薄膜トランジスタ形成予
定領域の前記ソース電極上、前記ドレイン電極上、及び
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に挟まれた前
記結晶性高抵抗膜上に、多結晶シリコン膜からなる活性
層を形成する第3の工程と、前記アモルファスシリコン
膜からなる活性層上及び前記多結晶シリコン膜からなる
活性層上に、それぞれゲート絶縁膜を介してゲート電極
を形成する第4の工程とを有することを特徴とする表示
装置の製造方法によって達成される。
【0013】また、上記の表示装置の製造方法におい
て、前記結晶性高抵抗膜が、シリコンの格子定数と近い
格子定数をもつ材料からなることが望ましい。また、上
記の表示装置の製造方法において、前記結晶性高抵抗膜
が、(111)面に配向しているZnS膜であることが
望ましい。また、上記の表示装置の製造方法において、
前記絶縁基板上に、前記アモルファスシリコン膜からな
る活性層を形成すると同時に、前記結晶性高抵抗膜上
に、前記多結晶シリコン膜からなる活性層を形成する気
相成長法が、温度350℃以下の条件で行うプラズマ気
相成長法であることを特徴とする表示装置の製造方法に
よって達成される。
【0014】
【作用】温度350℃以下の条件で、絶縁基板上に直接
にシリコン膜を形成すると、画素用TFTとして充分な
特性のa−Si層を得ることができる。また、シリコン
の格子定数と近い格子定数をもち、例えば(111)面
に配向しているZnS膜のような結晶性高抵抗膜を下地
としてシリコン膜を形成すれば、350℃程度の低温で
も、良質なp−Si層を得ることができる。
【0015】従って、駆動回路用TFT形成予定領域の
絶縁基板上にのみ結晶性高抵抗膜を形成しておき、この
結晶性高抵抗膜上と絶縁基板上とに同時にシリコン膜を
形成することにより、下地の違いによって、結晶性高抵
抗膜上にはp−Si層を、絶縁基板上にはa−Si層を
同時に形成できる。こうして、工程を増加させることな
く、同一基板上に、画素用TFTとしてのa−Si T
FT及び駆動回路用TFTとしてのp−Si TFTを
容易に作り分けることができ、画素用TFTのオフ電流
の低減と駆動回路用TFTの高速化を同時に達成する駆
動回路一体型のアクティブマトリクス基板を有する表示
装置を実現することができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明を図示する実施例を用いて詳細
に説明する。図1(a)は本発明の第1の実施例による
液晶表示装置のプレーナー型TFTマトリクス基板を示
す概略平面図、図1(b)はその一部断面図である。こ
の液晶表示装置のプレーナー型TFTマトリクス基板に
は、図1(a)に示されるように、画素用TFTが形成
されたA領域と駆動回路用TFTが形成されたB領域と
がある。
【0017】A領域においては、図1(b)の左側に示
されるように、共通の透明絶縁性基板10上に、厚さ1
50nmのa−Si活性層14aが形成され、このa−
Si活性層14a表面に、n+ 型ソース領域20a及び
n+ 型ドレイン領域22aが相対して形成されている。
また、これらn+ 型ソース領域20aとn+ 型ドレイン
領域22aとに挟まれたa−Si活性層14a上には、
例えば厚さ200nmのSiO2 (酸化シリコン)膜か
らなるゲート絶縁膜16aを介して、例えば厚さ300
nmのAl(アルミニウム)膜からなるゲート電極18
aが形成されている。
【0018】また、全面に、例えば厚さ500nmのS
iO2 膜からなる層間絶縁膜24が形成されている。更
に、この層間絶縁膜24に開口されたコンタクトホール
を介して、n+ 型ソース領域20a及びn+ 型ドレイン
領域22aにそれぞれ接続する例えばAl膜からなるソ
ース電極26a及びドレイン電極28aが形成されてい
ると共に、ゲート電極18aに接続する例えばAl膜か
らなる配線層30aが形成されている。このようにし
て、画素用TFT32aが形成されている。
【0019】他方、B領域においては、図1(b)の右
側に示されるように、共通の透明絶縁性基板10上に、
(111)方向に強く配向した結晶性高抵抗膜である厚
さ150nmのZnS膜12が形成されている。そして
Siと格子定数が近いZnS膜12上には、厚さ150
nmのp−Si活性層14bが形成されている。また、
このp−Si活性層14b表面には、A領域と同様に、
n+ 型ソース領域20b及びn+ 型ドレイン領域22b
が相対して形成され、これらn+ 型ソース領域20bと
n+ 型ドレイン領域22bとに挟まれたp−Si活性層
14b上には、厚さ200nmのSiO2 膜からなるゲ
ート絶縁膜16bを介して、厚さ300nmのAl膜か
らなるゲート電極18bが形成されている。
【0020】また、全面に、厚さ500nmのSiO2
膜からなる層間絶縁膜24が形成され、この層間絶縁膜
24に開口されたコンタクトホールを介して、n+ 型ソ
ース領域20b及びn+ 型ドレイン領域22bにそれぞ
れ接続するAl膜からなるソース電極26b及びドレイ
ン電極28bが形成されていると共に、ゲート電極18
bに接続する例えばAl膜からなる配線層30bが形成
されている。このようにして、駆動回路用TFT32b
が形成されている。
【0021】即ち、図1に示す液晶表示装置のプレーナ
ー型TFTマトリクス基板は、同一の透明絶縁性基板1
0上に、a−Si活性層14aを用いたa−Si TF
Tからなる画素用TFT32a及びp−Si活性層14
bを用いたp−Si TFTからなる駆動回路用TFT
32bが形成されている駆動回路一体型のアクティブマ
トリクス基板である。
【0022】次に、図1の液晶表示装置のプレーナー型
TFTマトリクス基板の製造方法を、図2に示す工程図
を用いて説明する。尚、図1(b)に対応して、図2
(a)〜(d)の左側には画素用TFTの形成予定領域
であるA領域の工程断面を、その右側には駆動回路用T
FTの形成予定領域であるB領域の工程断面をそれぞれ
示す。
【0023】まず、透明絶縁性基板10上に、例えばA
LD法(原子層堆積法)を用いて、ZnS膜12を厚さ
150nmに堆積する。このときの形成条件は、基板温
度270℃で、流量5sccmの(C2 5 2 Zn(ジエ
チルジンク)と流量40sccmのH2 S(硫化水素)とを
パージ時間5秒を間に挟んで交互に5秒間だけ供給する
サイクルを500サイクル行う。こうして形成したZn
S膜12は(111)方向に強く配向した多結晶膜にな
っている。
【0024】続いて、ZnS膜12膜を希塩酸溶液を用
いて選択的に除去し、画素用TFT形成予定領域である
A領域においては、透明絶縁性基板10を露出させると
共に、駆動回路用TFT形成予定領域であるB領域にお
いては、透明絶縁性基板10上にZnS膜12膜を残存
させる(図2(a)参照)。これ以降の工程は、A領域
及びB領域において、同一のプロセスで進行する。即
ち、P−CVD(プラズマ気相成長)法を用い、全面に
Si(シリコン)層を厚さ150nmに形成する。この
ときの形成条件は、基板温度350℃、圧力1Torr、放
電電力50Wで、流量1sccmのSiH4 (シラン)ガス
及び流量20sccmのH2 (水素)ガスを用いる。
【0025】こうして形成したSi層は、A領域におい
ては、透明絶縁性基板10上に成長するためにa−Si
活性層14aとなり、B領域においては、Siと格子定
数が近いZnS膜12上に成長するためにp−Si活性
層14bとなる。続いて、P−CVD法を用い、全面に
SiO2 膜を厚さ200nmに形成する。このときの形
成条件は、基板温度300℃、圧力0.1Torr、放電電
力30Wで、流量1sccmのSiH4 ガス及び流量20sc
cmのN2 Oガスを用いる。こうして、A領域におけるa
−Si活性層14a上及びB領域におけるp−Si活性
層14b上に、それぞれSiO2 膜からなるゲート絶縁
膜16a、16bを形成する(図2(b)参照)。
【0026】次いで、スパッタ法を用い、ゲート絶縁膜
16a、16b上に、それぞれ厚さ300nmのAl膜
からなるゲート電極18a、18bを形成した後、フォ
トリソグラフィ技術を用いて、これらゲート電極18
a、18b及びゲート絶縁膜16a、16bを所定の形
状にパターニングする。続いて、ゲート電極18a、1
8bをマスクとするイオンドーピング法により、例えば
P(燐)をドーピングして、a−Si活性層14a表面
にn+ 型ソース領域20a及びn+ 型ドレイン領域22
aを、p−Si活性層14b表面にn+型ソース領域2
0b及びn+ 型ドレイン領域22bを、それぞれ形成す
る(図2(c)参照)。
【0027】次いで、P−CVD法を用い、厚さ500
nmのSiO2 膜からなる層間絶縁膜24を全面に形成
する。そしてこの層間絶縁膜24に所定のコンタクトホ
ールを開口した後、スパッタ法によりAl膜を形成し、
更にこのAl膜を所定の形状にパターニングして、n+
型ソース領域20a、20bにそれぞれ接続するソース
電極26a、26b、n+ 型ドレイン領域22a、22
bにそれぞれ接続するドレイン電極28a、28b、ゲ
ート電極18a、18bにそれぞれ接続する配線層30
a、30bを形成する。
【0028】こうして、A領域にはa−Si活性層14
aを用いたa−Si TFTからなる画素用TFT32
aが形成され、B領域にはp−Si活性層14bを用い
たp−Si TFTからなる駆動回路用TFT32bが
形成された駆動回路一体型のプレーナー型TFTマトリ
クス基板が完成する(図2(d)参照)。次に、図1の
液晶表示装置のプレーナー型TFTマトリクス基板にお
ける画素用TFT32aとしてのa−Si TFT及び
駆動回路用TFT32bとしてのp−Si TFTのド
レイン電流ID 特性を、図3のグラフに示す。
【0029】このグラフから明らかなように、画素用T
FT32aをなすa−Si TFTは、その画素用TF
T32aを動作させるゲート電圧VG =−5V近傍にお
いて、10-13 A以下のドレイン電流ID となり、p−
Si TFTのドレイン電流ID よりも遥かに小さくな
るため、オフ電流が低くなる。また、駆動回路用TFT
をなすp−Si TFTは、その駆動回路用TFT32
bを動作させるゲート電圧VG =10V近傍において、
a−Si TFTよりも大きいドレイン電流ID となる
ため、オン電流が大きくなる。
【0030】このように本実施例によれば、B領域の透
明絶縁性基板10上に、Siの格子定数に近い格子定数
をもち(111)方向に強く配向したZnS膜12を選
択的に形成した後、同一のP−CVDプロセスで、A領
域の透明絶縁性基板10上にa−Si活性層14aを成
長させ、同時にB領域のZnS膜12上にp−Si活性
層14bを成長させることにより、工程を増加させるこ
となく、同一の透明絶縁性基板10上に、a−Si T
FTからなる画素用TFT32aとp−SiTFTから
なる駆動回路用TFT32bとを容易に作り分けること
ができる。
【0031】従って、この駆動回路一体型のアクティブ
マトリクス基板において、画素用TFT32aのオフ電
流の低減と駆動回路用TFT32bのオン電流の増大に
よる高速化を同時に達成することができ、良好な表示特
性を得ることができる。次に、本発明の第2の実施例に
よる液晶表示装置のスタガー型TFTマトリクス基板
を、図4を用いて説明する。
【0032】図4(a)は第2の実施例による液晶表示
装置のスタガー型TFTマトリクス基板を示す概略平面
図、図4(b)はその一部断面図である。尚、上記図1
のプレーナー型TFTマトリクス基板と同一の構成要素
には同一の符号を付して説明を省略する。この液晶表示
装置のスタガー型TFTマトリクス基板にも、図4
(a)に示されるように、画素用TFTが形成されたA
領域と駆動回路用TFTが形成されたB領域とがある。
【0033】A領域においては、図4(b)の左側に示
されるように、共通の透明絶縁性基板10上に、厚さ5
0nmのCr膜34a及び厚さ30nmのn+ −Si膜
36aが順に積層されたソース電極38a及びドレイン
電極40aが相対して形成されている。また、これらソ
ース電極38aとドレイン電極40aとの間の透明絶縁
性基板10上には、厚さ150nmのa−Si活性層4
2aが形成され、それぞれソース電極38a及びドレイ
ン電極40aに接続している。
【0034】更に、このa−Si活性層42a上には、
例えば厚さ300nmのSiN(窒化シリコン)膜から
なるゲート絶縁膜44aを介して、例えば厚さ300n
mのAl膜からなるゲート電極46aが形成されてい
る。他方、B領域においては、図4(b)の右側に示さ
れるように、共通の透明絶縁性基板10上に、(11
1)方向に強く配向した結晶性高抵抗膜である厚さ15
0nmのZnS膜12が形成されている。そしてこのZ
nS膜12上には、厚さ50nmのCr(クロム)膜3
4b及び厚さ30nmのn+ −Si膜36bが順に積層
されたソース電極38b及びドレイン電極40bが相対
して形成されている。
【0035】また、これらソース電極38bとドレイン
電極40bとの間のZnS膜12上には、厚さ150n
mのp−Si活性層42bが形成され、それぞれソース
電極38b及びドレイン電極40bに接続している。更
に、このp−Si活性層42b上には、例えば厚さ30
0nmのSiN膜からなるゲート絶縁膜44bを介し
て、例えば厚さ300nmのAl膜からなるゲート電極
46bが形成されている。
【0036】即ち、図4に示す液晶表示装置のスタガー
型TFTマトリクス基板は、同一の透明絶縁性基板10
上に、a−Si活性層42aを用いたa−Si TFT
からなる画素用TFT48a及びp−Si活性層42b
を用いたp−Si TFTからなる駆動回路用TFT4
8bが形成されている駆動回路一体型のアクティブマト
リクス基板である。
【0037】次に、図4の液晶表示装置のスタガー型T
FTマトリクス基板の製造方法を、図5に示す工程図を
用いて説明する。尚、図4(b)に対応して、図5
(a)〜(d)の左側には画素用TFTの形成予定領域
であるA領域の工程断面を、その右側には駆動回路用T
FTの形成予定領域であるB領域の工程断面をそれぞれ
示す。
【0038】まず、上記図2(a)に示す工程と同様に
して、透明絶縁性基板10上に、ALD法を用いて、Z
nS膜12を厚さ150nmに堆積した後、希塩酸溶液
を用いて選択的に除去して、A領域では、透明絶縁性基
板10を露出させると共に、B領域では、透明絶縁性基
板10上にZnS膜12を残存させる(図5(a)参
照)。
【0039】これ以降の工程は、A領域及びB領域にお
いて、同一のプロセスで進行する。即ち、スパッタ法を
用いて、全面にCr膜を厚さ50nmに形成し、更にこ
のCr膜上に、P−CVD法を用いて、n+ −Si膜を
厚さ30nmに形成した後、これらn+ −Si膜及びC
r膜を所定の形状にパターニングして、A領域の透明絶
縁性基板10上に、Cr膜34a及びn+ −Si膜36
aが順に積層されたソース電極38a及びドレイン電極
40aを、B領域のZnS膜12上に、Cr膜34b及
びn+ −Si膜36bが順に積層されたソース電極38
b及びドレイン電極40bを、それぞれ形成する(図5
(b)参照)。
【0040】次いで、P−CVD法により、基板温度3
50℃、圧力1Torr、放電電力50Wの条件で、流量1
sccmのSiH4 ガス及び流量20sccmのH2 ガスを用い
て、全面に、Si層を厚さ150nmに形成する。そし
てこのSi層は、A領域のソース電極38aとドレイン
電極40aとの間の透明絶縁性基板10上においては、
a−Si活性層42aとなり、B領域のソース電極38
bとドレイン電極40bとの間のZnS膜12上におい
ては、p−Si活性層42bとなる。
【0041】続いて、P−CVD法を用い、これらa−
Si活性層42a上及びp−Si活性層42b上に、そ
れぞれ厚さ300nmのSiN膜からなるゲート絶縁膜
44a、44bを形成する(図5(c)参照)。次い
で、スパッタ法を用い、このゲート絶縁膜44a、44
b上に、それぞれ厚さ300nmのAl膜からなるゲー
ト電極46a、46bを形成した後、フォトリソグラフ
ィ技術を用いて、これらゲート電極46a、46b、ゲ
ート絶縁膜44a、44b、並びにa−Si活性層42
a及びp−Si活性層42bを所定の形状にパターニン
グする。
【0042】こうして、A領域にはa−Si活性層42
aを用いたa−Si TFTからなる画素用TFT48
aが形成され、B領域にはp−Si活性層42bを用い
たp−Si TFTからなる駆動回路用TFT48bが
形成された駆動回路一体型のスタガー型TFTマトリク
ス基板が完成する(図5(d)参照)。このように本実
施例によれば、A領域の透明絶縁性基板10上に、Si
の格子定数に近い格子定数をもち(111)方向に強く
配向したZnS膜12を選択的に形成した後、同一のP
−CVDプロセスで、A領域の透明絶縁性基板10上に
a−Si活性層42aを成長させ、同時にB領域のZn
S膜12上にp−Si活性層42bを成長させることに
より、工程を増加させることなく、同一の透明絶縁性基
板10上に、a−Si TFTからなる画素用TFT4
8aとp−SiTFTからなる駆動回路用TFT48b
とを容易に作り分けることができるため、上記第1の実
施例による液晶表示装置のアクティブマトリクス基板の
場合と同様の効果を奏することができる。
【0043】尚、上記第1及び第2の実施例において
は、P−CVD法を用いて基板温度350℃の条件でp
−Si活性層14b、42bを成長させる下地として、
ZnS膜12を用いているが、これに限定する必要はな
い。現状では再現性よく形成することが困難ではある
が、例えば(012)面をもつAl2 3 膜又は(00
1)面をもつAlN膜を用いてもよい。
【0044】また、上記第1及び第2の実施例において
は、液晶表示装置のアクティブマトリクス基板について
説明したが、液晶表示装置に限定されることなく、エレ
クトロルミネッセンス等の表示装置のアクティブマトリ
クス基板にも本発明を適用することができる。
【0045】
【発明の効果】各画素に設けられたスイッチング用の薄
膜トランジスタと走査線及び信号線に接続された駆動回
路用の薄膜トランジスタとが同一の絶縁基板上に形成さ
れているアクティブマトリクス基板を有する表示装置の
製造方法において、駆動回路用の薄膜トランジスタ形成
予定領域の絶縁基板上に、結晶性高抵抗膜を選択的に形
成した後、同一の気相成長プロセスにより、スイッチン
グ用の薄膜トランジスタ形成予定領域の絶縁基板上に、
アモルファスシリコン膜からなる活性層を形成すると同
時に、駆動回路用の薄膜トランジスタ形成予定領域の結
晶性高抵抗膜上に、多結晶シリコン膜からなる活性層を
形成することにより、工程を増加させることなく、同一
の透明絶縁性基板10上に、アモルファスシリコン膜を
活性層とするスイッチング用の薄膜トランジスタと多結
晶シリコン膜を活性層とする駆動回路用の薄膜トランジ
スタとを容易に作り分けることができる。
【0046】また、このようにして形成されたアクティ
ブマトリクス基板を有する表示装置は、スイッチング用
の薄膜トランジスタが、絶縁基板上に形成されたアモル
ファスシリコン膜を活性層とするアモルファスシリコン
薄膜トランジスタであり、駆動回路用の薄膜トランジス
タが、絶縁基板上に結晶性高抵抗膜を介して形成された
多結晶シリコン膜を活性層とする多結晶シリコン薄膜ト
ランジスタであるため、スイッチング用の薄膜トランジ
スタのオフ電流の低減と駆動回路用の薄膜トランジスタ
のオン電流の増大による高速化を同時に達成することが
でき、良好な表示特性を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例によるプレナー型TFT
マトリクス基板を示す平面図及び断面図である。
【図2】図1のプレナー型TFTマトリクス基板の製造
方法を説明するための工程図である。
【図3】図1の画素用TFT及び駆動回路用TFTのI
D −VG 特性を示すグラフである。
【図4】本発明の第2の実施例によるスタガー型TFT
マトリクス基板を示す平面図及び断面図である。
【図5】図4のスタガー型TFTマトリクス基板の製造
方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】 10…透明絶縁性基板 12…ZnS膜 14a…a−Si活性層 14b…p−Si活性層 16a、16b…ゲート絶縁膜 18a、18b…ゲート電極 20a、20b…n+ 型ソース領域 22a、22b…n+ 型ドレイン領域 24…層間絶縁膜 26a、26b…ソース電極 28a、28b…ドレイン電極 30a、30b…配線層 32a…画素用TFT 32b…駆動回路用TFT 34a、34b…Cr膜 36a、36b…n+ 型Si膜 38a、38b…ソース電極 40a、40b…ドレイン電極 42a…a−Si活性層 42b…p−Si活性層 44a、44b…ゲート絶縁膜 46a、46b…ゲート電極 48a…画素用TFT 48b…駆動回路用TFT
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−184424(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1368 G09F 9/30 338 H01L 29/786

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各画素に設けられたスイッチング用の薄
    膜トランジスタと走査線及び信号線に接続された駆動回
    路用の薄膜トランジスタとが同一の絶縁基板上に形成さ
    れているアクティブマトリクス基板を有し、 前記スイッチング用の薄膜トランジスタが、前記絶縁基
    板上に形成されたアモルファスシリコン膜を活性層とす
    るアモルファスシリコン薄膜トランジスタであり、 前記駆動回路用の薄膜トランジスタが、前記絶縁基板上
    に結晶性高抵抗膜を介して形成された多結晶シリコン膜
    を活性層とする多結晶シリコン薄膜トランジスタである
    ことを特徴とする表示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の表示装置において、 前記スイッチング用の薄膜トランジスタが、前記絶縁基
    板上に形成されたアモルファスシリコン膜からなる活性
    層と、前記活性層表面に相対して形成されたソース領域
    及びドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領
    域との間に挟まれた前記活性層上にゲート絶縁膜を介し
    て形成されたゲート電極と、前記ソース領域及び前記ド
    レイン領域にそれぞれ接続されたソース電極及びドレイ
    ン電極とを有するアモルファスシリコン薄膜トランジス
    タであり、 前記駆動回路用の薄膜トランジスタが、前記絶縁基板上
    に結晶性高抵抗膜を介して形成された多結晶シリコン膜
    からなる活性層と、前記活性層表面に相対して形成され
    たソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域と前
    記ドレイン領域との間に挟まれた前記活性層上にゲート
    絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記ソース領
    域及び前記ドレイン領域にそれぞれ接続されたソース電
    極及びドレイン電極とを有する多結晶シリコン薄膜トラ
    ンジスタであることを特徴とする表示装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の表示装置において、 前記スイッチング用の薄膜トランジスタが、前記絶縁基
    板上に相対して形成されたソース電極及びドレイン電極
    と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極にそれぞれ接
    続されると共に、前記ソース電極と前記ドレイン電極と
    の間に挟まれた前記絶縁基板上に形成されたアモルファ
    スシリコン膜からなる活性層と、前記活性層上にゲート
    絶縁膜を介して形成されたゲート電極とを有するアモル
    ファスシリコン薄膜トランジスタであり、 前記駆動回路用の薄膜トランジスタが、前記絶縁基板上
    に結晶性高抵抗膜を介して相対して形成されたソース電
    極及びドレイン電極と、前記ソース電極及び前記ドレイ
    ン電極にそれぞれ接続されると共に、前記ソース電極と
    前記ドレイン電極との間に挟まれた前記結晶性高抵抗膜
    上に形成された多結晶シリコン膜からなる活性層と、前
    記活性層上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電
    極とを有する多結晶シリコン薄膜トランジスタであるこ
    とを特徴とする表示装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の表示
    装置において、 前記結晶性高抵抗膜が、シリコンの格子定数と近い格子
    定数をもつ材料からなることを特徴とする表示装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の表示装置において、 前記結晶性高抵抗膜が、ZnS膜であることを特徴とす
    る表示装置。
  6. 【請求項6】 各画素に設けられたスイッチング用の薄
    膜トランジスタと走査線及び信号線に接続された駆動回
    路用の薄膜トランジスタとが同一の絶縁基板上に形成さ
    れているアクティブマトリクス基板を有する表示装置の
    製造方法において、 前記駆動回路用の薄膜トランジスタ形成予定領域の前記
    絶縁基板上に、結晶性高抵抗膜を形成する第1の工程
    と、 気相成長法を用いて、前記スイッチング用の薄膜トラン
    ジスタ形成予定領域の前記絶縁基板上に、アモルファス
    シリコン膜からなる活性層を形成すると同時に、前記駆
    動回路用の薄膜トランジスタ形成予定領域の前記結晶性
    高抵抗膜上に、多結晶シリコン膜からなる活性層を形成
    する第2の工程と、 前記アモルファスシリコン膜からなる活性層上及び前記
    多結晶シリコン膜からなる活性層上に、それぞれゲート
    絶縁膜を介してゲート電極を形成する第3の工程と、 前記ゲート電極をマスクとして、前記アモルファスシリ
    コン膜からなる活性層及び前記多結晶シリコン膜からな
    る活性層に所定の不純物を注入して、前記アモルファス
    シリコン膜からなる活性層表面及び前記多結晶シリコン
    膜からなる活性層表面にそれぞれソース領域及びドレイ
    ン領域を相対して形成する第4の工程とを有することを
    特徴とする表示装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 各画素に設けられたスイッチング用の薄
    膜トランジスタと走査線及び信号線に接続された駆動回
    路用の薄膜トランジスタとが同一の絶縁基板上に形成さ
    れているアクティブマトリクス基板を有する表示装置の
    製造方法において、 前記駆動回路用の薄膜トランジスタ形成予定領域の前記
    絶縁基板上に、結晶性高抵抗膜を形成する第1の工程
    と、 前記スイッチング用の薄膜トランジスタ形成予定領域の
    前記絶縁基板上及び前記駆動回路用の薄膜トランジスタ
    形成予定領域の前記結晶性高抵抗膜上に、それぞれソー
    ス電極及びドレイン電極を相対して形成する第2の工程
    と、 気相成長法を用いて、前記スイッチング用の薄膜トラン
    ジスタ形成予定領域の前記ソース電極上、前記ドレイン
    電極上、及び前記ソース電極と前記ドレイン電極との間
    に挟まれた前記絶縁基板上に、アモルファスシリコン膜
    からなる活性層を形成すると同時に、前記駆動回路用の
    薄膜トランジスタ形成予定領域の前記ソース電極上、前
    記ドレイン電極上、及び前記ソース電極と前記ドレイン
    電極との間に挟まれた前記結晶性高抵抗膜上に、多結晶
    シリコン膜からなる活性層を形成する第3の工程と、 前記アモルファスシリコン膜からなる活性層上及び前記
    多結晶シリコン膜からなる活性層上に、それぞれゲート
    絶縁膜を介してゲート電極を形成する第4の工程とを有
    することを特徴とする表示装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項6又は7に記載の表示装置の製造
    方法において、 前記結晶性高抵抗膜が、シリコンの格子定数と近い格子
    定数をもつ材料からなることを特徴とする表示装置の製
    造方法。
  9. 【請求項9】 請求項8記載の表示装置の製造方法にお
    いて、 前記結晶性高抵抗膜が、(111)面に配向しているZ
    nS膜であることを特徴とする表示装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 請求項6乃至9のいずれかに記載の表
    示装置の製造方法において、 前記絶縁基板上に、前記アモルファスシリコン膜からな
    る活性層を形成すると同時に、前記結晶性高抵抗膜上
    に、前記多結晶シリコン膜からなる活性層を形成する気
    相成長法が、温度350℃以下の条件で行うプラズマ気
    相成長法であることを特徴とする表示装置の製造方法。
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