JP3270361B2 - 薄膜トランジスタアレイ及びその製造方法 - Google Patents
薄膜トランジスタアレイ及びその製造方法Info
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Description
レイに関し、特に、アクティブマトリクス液晶表示パネ
ルに用いて好適とされる薄膜トランジスタアレイに関す
る。
記する)をスイッチング素子として用いるアクティブマ
トリクス型液晶表示装置は、TFT及び画素電極がマト
リクス状に配置されたTFT基板と、遮光膜(いわゆる
ブラックマトリクス)、カラーフィルタおよび共通電極
が形成された対向基板電極と、を対向配置して、その間
に液晶材料を挾持して構成される。
イの1画素分の構成を示す平面図であり、図16は、そ
のG−G′線の断面図である(「第一の従来技術」とい
う)。
技術の構成について説明する。
ティブマトリクス型液晶表示装置は、ゲートドライバか
ら水平方向に配線されるゲートバスライン101とソー
スドライバから垂直方向に配線されるドレインバスライ
ン112とを、それぞれTFT素子のゲート電極10
1、ドレイン電極103に接続し、TFT素子のソース
電極104には画素電極106を接続した構造を有して
いる。
ルになると、該ゲートバスライン111に接続されたT
FTは一斉にオン状態になる。そして、当該TFTに接
続された画素電極106は、そのとき、ドレインバスラ
イン112に印加されている信号電圧に充電される。
レベルに駆動されると、オン状態にあったTFTがオフ
されるが、画素電極106は、その充電電圧を保持し続
ける。この保持電圧は、該当するTFTが再びオン状態
になった時に、次の信号電圧によって書き換えられる。
クス型液晶表示装置に良好な品質の表示を行わせるに
は、画素電極106が、その充電電圧を、次回の書き換
え時まで充分に保持できるようにする必要がある。
ランジスタアレイ(第一の従来技術)の製造工程を工程
順に示した工程断面図である。以下、図17を参照し
て、第一の従来技術の製造方法について説明する。
属膜からなるゲート電極101をパターニングした後
(図17(a)参照)、ゲート絶縁膜114、真性半導
体非晶質シリコン(以下、「a−Si(I)」という)
からなるチャネル層102、n+型半導体非晶質シリコ
ン(以下、「a−Si(n+)」という)からなるコン
タクト層107を順次形成する。
17(b)参照)、ゲート層とドレイン層を接続するコ
ンタクト領域のゲート絶縁膜114を除去するパターニ
ング工程を行い、ゲート電極101を形成している下層
の金属膜とドレイン電極103、ソース電極104及び
ドレインバスライン112を形成している上層の金属膜
とを導通させるためのスルーホール(図示せず)を形成
する。
r、Al等の金属膜にて形成されるドレイン電極10
3、ソース電極104、ドレインバスライン112及び
画素電極106を形成し(図17(c)、図17(d)
参照)、その後、パッシベーション膜115を形成して
TFTアレイ基板とする(図17(e)参照)。
01を形成するパターニング工程で同時に形成する。蓄
積容量電極108と画素電極106とが、蓄積容量用絶
縁膜として作用するゲート絶縁膜114を介して対向す
ることにより蓄積容量を形成している。
ガラス基板上に対向電極を形成して製造する。
れぞれ配向膜(図示せず)を形成して配向処理を行い、
シールパターンを形成してから重ね合わせてこれを焼成
し、液晶(図示せず)を注入、封孔して液晶パネルが完
成する。
体などを付加し、液晶表示装置となる。
極との間で形成したことを特徴とする代表的な薄膜トラ
ンジスタアレイの1画素分の構成を示す平面図である
(「第二の従来技術」という)。なお、この構造におけ
るパターニング工程の数および製造方法は、図17を参
照して説明した第一の従来技術と同じである。
造のTFTにおいては、ドレインバスライン112と画
素電極106とは、共にゲート絶縁膜114上、つま
り、同一平面上に続けて設けられる導電層であり、一定
以上の間隔を有しているが、いずれかのパターニング工
程において、残留パターニング不良が発生すると、ドレ
インバスライン112と画素電極106との短絡が発生
しやすい。
6との短絡があると画素電極106の充放電がTFTの
オン/オフで制御できなくなり、その画素は明点欠陥と
して視認される。
ば特開平7−325314号公報には、図19(a)に
示すように、蓄積容量電極108の段差起因による、a
−Si残留物116に対して、図19(b)に示すよう
に、蓄積容量電極108付近の画素電極106をくびら
せる構造とすることにより、a−Si残留物116によ
るドレインバスライン112と画素電極106を導通し
難い構造とした液晶表示装置が提案されている。しか
し、この構造は、蓄積容量電極108の段差に起因する
a−Siエッチング残り以外の場合には、適用できない
という問題を有している。
極106とを絶縁膜を挟んで積層し短絡の発生を低減す
るTFTの構造が提案されている。図20は、ドレイン
バスライン112と画素電極106とのショートを低減
することを目的としたTFTアレイの1画素分の構成を
示す平面図であり、図21は、そのH−H′線の断面図
である(「第三の従来技術」という)。
技術の構成について説明する。
スライン112はゲート絶縁膜114上に設けられてお
り、一方、画素電極106はパッシベーション膜115
上に形成されている。ドレインバスライン112と画素
電極106とはパッシベーション膜115により層間分
離されている。
イン112と画素電極106とのショートを低減するこ
とを目的とした薄膜トランジスタアレイ(第三の従来技
術)の製造工程を工程順に示した工程図である。以下図
22を参照して、この第三の従来技術の製造方法につい
て説明する。
属膜からなるゲート電極101をパターニングした後
(図22(a)参照)、ゲート絶縁膜114、a−Si
(I)からなるチャネル層102、a−Si(n+)か
らなるコンタクト層107を順次形成する。
22(b)参照)、ゲート層とドレイン層を接続するコ
ンタクト領域のゲート絶縁膜114を除去するパターニ
ング工程を行い、ゲート電極101を形成している金属
膜とドレイン電極103、ソース電極104及びドレイ
ンバスライン112を形成している金属膜とを導通させ
るためのスルーホール(図示せず)を形成する。
r、Al等の金属膜にて形成されるドレイン電極10
3、ソース電極104、ドレインバスライン112を設
ける(図22(c)参照)。
5を形成し、ソース電極104と画素電極106とを導
通させるスルーホール110を設けた後(図22(d)
参照)、画素電極106を形成して、TFTアレイ基板
とする(図22(e)参照)。
はゲート電極101を形成するパターニング工程で同時
に形成する。なお、この構造におけるパターニング工程
の数は第一の従来技術と同じである。
バスライン112と画素電極106との短絡を低減し、
且つ前記蓄積容量電極がゲート電極を兼ねていることを
特徴とした従来技術(「第四の従来技術」という)の平
面図を、図23に、そのD−D′線の断面図を図9に示
す。なお、この構造におけるパターニング工程の数およ
び製造方法は第三の従来技術(図22参照)と同じであ
る。
て、画素上に、a−Si残留物が発生したときの平面図
を図24に示し、そのI−I′線の断面図を図25に示
す。
2と画素電極106とはパッシベーション膜115によ
り層間分離されているので、それぞれのパターニング工
程においてパターニング不良が発生しても、ドレインバ
スライン112と画素電極106との短絡が発生しな
い。このため、明、暗点の点欠陥の発生は低減される。
12と画素電極106が層間分離された構造でも、図2
6に示すように、パターニング不良発生時に画素領域に
a−Si等の導電性異物が残り、更にドレインバスライ
ン112と接しているとドレインバスライン112と画
素電極106との間の寄生容量Caが増大する。ドレイ
ンバスラインと画素電極間に寄生容量が存在すると、画
素保持電圧Vpは、次式(1)に示すような変調(ΔV
p)を受ける。
容量Caが増大すると、正常な画素に比べて、画素の電
圧が2×ΔVp低下するため、半明点の点欠陥不良が増
加する可能性がある。
うに、ドレインバスラインと画素電極との短絡を抑える
ために、上記第三及び第四の従来技術のように、ドレイ
ンバスラインと画素電極とを絶縁膜で層間分離した構成
では、図24及び図25に示すように、a−Si残留物
が発生した場合、そのa−Si残留物は、ドレインバス
ライン112と導通しているため、ドレインバスライン
112と画素電極106との間の寄生容量が増大し、適
切な明るさにならない半明点の点欠陥が増加する、とい
う問題点を有している。
てなされたものであって、その目的は、ドレインバスラ
インと画素電極との間での短絡に起因する明、暗点の点
欠陥の発生を低減すると共に、パターニング不良で生じ
たa−Si残留物をパターニング工程数を増やすことな
く除去し、a−Si残留物がドレインバスラインと導通
して画素電極との間の寄生容量が増大するために生じる
半明点の点欠陥不良の発生も低減して、生産ロスが少な
く歩留りを向上し高品質化を達成するトランジスタアレ
イを提供することにある。
め、本発明の第一の薄膜トランジスタアレイは、透明ガ
ラス基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、チャネル
層、コンタクト層、ドレイン電極、ソース電極、及びパ
ッシベーション膜から構成されている薄膜トランジスタ
と、 パッシベーション膜上に設けられ、かつ前記ソー
ス電極と前記パッシベーション膜の開口部を通し電気的
に接続された画素電極と、がマトリクス状に配置され、
前記各画素電極に対向して前記ゲート電極と同層に蓄積
容量電極が設けられてなる薄膜トランジスタアレイにお
いて、各画素の前記画素電極と前記ガラス基板との間に
介在し、ゲート絶縁膜とパッシベーション膜とからなる
画素電極用絶縁膜が、前記ゲート電極と蓄積容量電極に
架からないように画素電極下にあたるの領域で、前記ゲ
ート絶縁膜が除去されており、前記画素電極下の前記ガ
ラス基板の直上は前記パッシベーション膜のみで形成さ
れている、ことを特徴とする。
は、透明ガラス基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、
チャネル層、コンタクト層、ドレイン電極、ソース電
極、及びパッシベーション膜から構成されている薄膜ト
ランジスタと、 パッシベーション膜上に設けられ、か
つ前記ソース電極と前記パッシベーション膜の開口部を
通し電気的に接続された画素電極と、がマトリクス状に
配置され、前記各画素電極と、前段のゲートバスライン
と間に、蓄積容量が設けられてなる薄膜トランジスタア
レイにおいて、前記各画素の画素電極と前記ガラス基板
との間に介在し、ゲート絶縁膜とパッシベーション膜と
からなる画素電極用絶縁膜が、前記ゲート電極と蓄積容
量電極に架からないように画素電極下にあたるの領域
で、前記ゲート絶縁膜が除去されており、前記画素電極
下の前記ガラス基板の直上はパッシベーション膜のみで
形成されている、ことを特徴とする。
は、前記第一、第二の薄膜トランジスタアレイにおい
て、前記画素電極の辺に沿ったスリット領域において、
前記画素電極用絶縁膜がパッシベーション膜のみで形成
されることを特徴とする。
は、透明ガラス基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、
チャネル層、コンタクト層、ドレイン電極、ソース電
極、及びパッシベーション膜から構成されている薄膜ト
ランジスタと、パッシベーション膜上に設けられ、かつ
前記ソース電極と前記パッシベーション膜の開口部を通
し電気的に接続された画素電極とがマトリクス状に配置
され、各画素電極に対向して前記ゲート電極と同層に蓄
積容量電極が設けられている薄膜トランジスタアレイに
おいて、各画素の前記画素電極と前記ガラス基板との間
に介在し、ゲート絶縁膜と前記パッシベーション膜とか
らなる画素電極用絶縁膜が、前記画素電極の辺に沿った
スリット領域において、ゲート絶縁膜のみで形成されて
いることを特徴とする。
は、透明ガラス基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、
チャネル層、コンタクト層、ドレイン電極、ソース電
極、及び、パッシベーション膜から構成されている薄膜
トランジスタと、パッシベーション膜上に設けられ、か
つ前記ソース電極とパッシベーション膜の開口部を通し
電気的に接続された画素電極とがマトリクス状に配置さ
れ、各画素電極と前段ゲートバスライン間に蓄積容量が
設けられている薄膜トランジスタアレイにおいて、各画
素の画素電極とガラス基板の間に介在し、ゲート絶縁膜
とパッシベーション膜とからなる画素電極用絶縁膜が前
記画素電極の辺に沿ったスリット領域において、ゲート
絶縁膜のみで形成されていることを特徴とする。
は、透明ガラス基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、
チャネル層、コンタクト層、ドレイン電極、ソース電
極、及びパッシベーション膜から構成されている薄膜ト
ランジスタと、パッシベーション膜上に設けられ、かつ
前記ソース電極と前記パッシベーション膜の開口部を通
し電気的に接続された画素電極と、 がマトリクス状に
配置され、各画素電極に対向して前記ゲート電極と同層
に蓄積容量電極が設けられている薄膜トランジスタアレ
イにおいて、各画素の前記画素電極と前記ガラス基板と
の間に介在し、ゲート絶縁膜と前記パッシベーション膜
とからなる画素電極用絶縁膜が、前記ソース電極と蓄積
容量電極に架からないように画素電極下にあたる領域で
前記パッシベーション膜が除去されておりゲート絶縁膜
のみで形成されている、ことを特徴とする。
は、透明ガラス基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、
チャネル層、コンタクト層、ドレイン電極、ソース電
極、及び、パッシベーション膜から構成されている薄膜
トランジスタと、パッシベーション膜上に設けられ、か
つ前記ソース電極とパッシベーション膜の開口部を通し
電気的に接続された画素電極とがマトリクス状に配置さ
れ、各画素電極と前段ゲートバスライン間に蓄積容量が
設けられている薄膜トランジスタアレイにおいて、各画
素の画素電極とガラス基板の間に介在し、ゲート絶縁膜
とパッシベーション膜とからなる画素電極用絶縁膜が、
前記ソース電極と蓄積容量電極に架からないように画素
電極下にあたる領域で前記パッシベーション膜が除去さ
れておりゲート絶縁膜のみで形成されていることを特徴
とする。
は、前記第六、第7の薄膜トランジスタアレイにおい
て、前記画素電極の辺に沿ったスリット領域において、
前記画素電極用絶縁膜がゲート絶縁膜のみで形成される
ことを特徴とする。
電極との間に存在し、画素電極用絶縁膜として作用して
いたゲート絶縁膜をエッチング除去することにより、ド
レインバスラインやゲートバスラインと画素電極間にオ
ーバーラップしたa−Si残留物を同時に除去すること
が可能であり、点欠陥の不良率を抑制し、製造歩留まり
を向上させることができる。
に説明する。
は、その好ましい実施の形態において、透明ガラス基板
上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、チャネル層、コンタ
クト層、ドレイン電極、ソース電極及びパッシベーショ
ン膜から構成されている逆スタガ型a−Si薄膜トラン
ジスタと、該パッシベーション膜上に設けられ、かつ前
記ソース電極とパッシベーション膜の開口部を通し電気
的に接続された画素電極とがマトリクス状に配置され、
各画素電極に対向して前記ゲート電極と同層に蓄積容量
電極が設けられており、各画素の画素電極とガラス基板
の間に介在し、ゲート絶縁膜(図1の114)とパッシ
ベーション膜(図1の115)とからなる画素電極用絶
縁膜が、少なくとも一部の領域で、パッシベーション膜
(図2の115)のみで形成されている。
は、その好ましい実施の形態の形態において、透明ガラ
ス基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、チャネル層、
コンタクト層、ドレイン電極、ソース電極及びパッシベ
ーション膜から構成されている薄膜トランジスタと、該
パッシベーション膜上に設けられ、かつ前記ソース電極
とパッシベーション膜の開口部を通し電気的に接続され
た画素電極とがマトリクス状に配置され、各画素電極
(図6の106)と前段ゲートバスライン(図6の11
1)との間に蓄積容量が設けられており、各画素の画素
電極とガラス基板の間に介在し、ゲート絶縁膜とパッシ
ベーション膜とからなる画素電極用絶縁膜が少なくとも
一部の領域でパッシベーション膜のみで形成されている
(図7参照)。
は、その好ましい実施の形態において、前記第一、第二
の薄膜トランジスタアレイの実施の形態において、前記
画素電極の(ドレインバスラインに隣接する)辺に沿っ
たスリット領域において(図8の117参照)、前記画
素電極用絶縁膜がパッシベーション膜のみで形成されて
いる。
は、その好ましい実施の形態において、透明ガラス基板
上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、チャネル層、コンタ
クト層、ドレイン電極、ソース電極及びパッシベーショ
ン膜から構成されている薄膜トランジスタと、該パッシ
ベーション膜上に設けられ、かつ前記ソース電極とパッ
シベーション膜の開口部を通し電気的に接続された画素
電極とがマトリクス状に配置され、各画素電極に対向し
て前記ゲート電極と同層に蓄積容量電極が設けられてお
り、各画素の画素電極とガラス基板の間に介在し、ゲー
ト絶縁膜とパッシベーション膜とからなる画素電極用絶
縁膜が前記画素電極の辺に沿ったスリット領域において
ゲート絶縁膜のみで形成されている(図13参照)。
は、その好ましい実施の形態において、透明ガラス基板
上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、チャネル層、コンタ
クト層、ドレイン電極、ソース電極及びパッシベーショ
ン膜から構成されている薄膜トランジスタと、該パッシ
ベーション膜上に設けられ、かつ前記ソース電極とパッ
シベーション膜の開口部を通し電気的に接続された画素
電極とがマトリクス状に配置され、各画素電極と前段ゲ
ートバスライン間に蓄積容量が設けられており、各画素
の画素電極とガラス基板の間に介在し、ゲート絶縁膜と
パッシベーション膜とからなる画素電極用絶縁膜が前記
画素電極の辺に沿ったスリット領域においてゲート絶縁
膜のみで形成した構成としてもよい。
は、その好ましい実施の形態において、透明ガラス基板
上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、チャネル層、コンタ
クト層、ドレイン電極、ソース電極、及びパッシベーシ
ョン膜から構成されている薄膜トランジスタと、 パッ
シベーション膜上に設けられ、かつ前記ソース電極と前
記パッシベーション膜の開口部を通し電気的に接続され
た画素電極と、がマトリクス状に配置され、各画素電極
に対向して前記ゲート電極と同層に蓄積容量電極が設け
られており、各画素の前記画素電極と前記ガラス基板と
の間に介在し、ゲート絶縁膜と前記パッシベーション膜
とからなる画素電極用絶縁膜が、前記ソース電極と蓄積
容量電極に架からないように画素電極下にあたる領域で
前記パッシベーション膜が除去されておりゲート絶縁膜
のみで形成されている。
は、その好ましい実施の形態において、透明ガラス基板
上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、チャネル層、コンタ
クト層、ドレイン電極、ソース電極、及び、パッシベー
ション膜から構成されている薄膜トランジスタと、パッ
シベーション膜上に設けられ、かつ前記ソース電極とパ
ッシベーション膜の開口部を通し電気的に接続された画
素電極とがマトリクス状に配置され、各画素電極と前段
ゲートバスライン間に蓄積容量が設けられており、各画
素の画素電極とガラス基板の間に介在し、ゲート絶縁膜
とパッシベーション膜とからなる画素電極用絶縁膜が、
前記ソース電極と蓄積容量電極に架からないように画素
電極下にあたる領域で前記パッシベーション膜が除去さ
れておりゲート絶縁膜のみで形成されている。
は、その好ましい実施の形態において、 前記第六、第
七の薄膜トランジスタアレイにおいて、前記画素電極の
辺に沿ったスリット領域において、前記画素電極用絶縁
膜がゲート絶縁膜のみで形成される。
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。
ジスタアレイの第一の実施例の平面図を示し、また図2
に、図1のA−A′線の断面図を示す。
実施例の構成について説明する。
イン111及びゲート電極101の上層膜としては、ゲ
ート絶縁膜114とパッシベーション膜115の2層が
存在するものの、画素電極106の下にある画素電極用
絶縁膜は、パッシベーション膜115のみで構成されて
いる。除去パターン117はゲート絶縁膜114を除去
した部分を示す。
極106の間には、絶縁膜であるパッシベーション膜1
15が存在する構造となっている。即ち、ドレインバス
ライン112はパッシベーション膜115の下に、一方
画素電極106はパッシベーション膜115の上に配さ
れている。
例の薄膜トランジスタアレイの製造工程を工程順に示し
た工程断面図である。図3を参照して、本発明の第一の
実施例の製造方法について説明する。
膜からなるゲートバスライン111及びゲート電極10
1をパターニングをすると同時に、蓄積容量電極108
を同じパターニング工程で形成する(図3(a)参
照)。
(I)からなるチャネル層102、a−Si(n+)か
らなるコンタクト層107を順次形成した後、半導体層
のエッチングを施し(図3(b)参照)、ゲート層とド
レイン層を接続するコンタクト領域下のゲート絶縁膜1
14を除去し、ゲート電極101を形成している下層の
金属膜とドレイン電極103、ソース電極104及びド
レインバスライン112を形成している上層の金属膜と
を導通させるためのスルーホール(図示せず)を設ける
パターニング工程において、ゲート電極101と蓄積容
量電極108に架からないように、各単位素子の画素電
極下にあたる領域117のゲート絶縁膜114を同時に
除去する(図3(c)参照)。
残りがある場合に、ゲート絶縁膜114のエッチング後
に、ゲート金属のエッチング液に浸すことにより、ゲー
ト金属のパターン残りを除去することが可能であり、寄
生容量増加やショート等を同時に防ぐこともできる。
r、Al等の金属膜にて形成されるドレイン電極10
3、ソース電極104、ドレインバスライン112を形
成する(図3(d)参照)。
し、ソース電極104と画素電極106とを導通させる
スルーホール110を設ける(図3(e)参照)。
に画素電極106を形成してTFTアレイ基板とする
(図3(f)参照)。
ず)上に、Cr等の金属膜からなるブラックマトリクス
層(図示せず)を設けた後、対向電極(図示せず)を形
成して製造する。
れぞれ配向膜(図示せず)を形成して配向処理を行い、
シールパターンを形成してから重ね合わせてこれを焼成
し、液晶を注入、封孔して液晶パネルが完成する。
して、画素上に、a−Si残留物が発生したときの平面
図を図4に示し、図4のB−B′線断面図を図5に示
す。
ある領域117のゲート絶縁膜114をコンタクト工程
で除去することで、図4の平面図及び図5の断面図に示
すように、アイランド工程時のパターニング不良で発生
したa−Si残留物116を同時に除去することが可能
である。かくて、図5のとおり、パッシベーション膜1
15が画素電極106の端でその下側から上側に延びて
境界層を成し、ドレインバスライン112の上方へとさ
らに延在する。
導通して画素電極106との間の寄生容量が増大するた
めに生じる半明点の点欠陥不良の発生を低減して不良率
を抑制し、製造歩留まりを向上させることができる。
電極101を形成している下層の金属膜とドレイン電極
103、及びドレインバスライン112を形成している
上層の金属膜とを接続させるためのスルーホール(図示
せず)を設けるパターニング工程と同じパターニング工
程を用いて、画素電極下のゲート絶縁膜114をエッチ
ング除去しているので、パターニング工程の数は、従来
の製造方法の工程と同じであり、工程が煩雑化すること
はない。
金属の薄いパターン残りがある場合にゲート絶縁膜のエ
ッチング後にゲート金属のエッチング液を下層のゲート
配線が大きくエッチングされない程度に短時間浸すこと
で、ある程度除去することができる。
電極106の間には絶縁膜であるパッシベーション膜1
15が境界分離膜として存在するので、ドレインバスラ
イン112と画素電極106との間での短絡に起因する
明、暗点の点欠陥等の発生を低減する構造となってお
り、また、ドレインバスライン112と画素電極106
が別々の層に形成されるため、画素電極106の面積を
増加することができるので、開口率も同時に増やすこと
ができる。
ジスタアレイの第二の実施例の構成を示す平面図でる。
図7は、図6のC−C′線の断面を示す図である。
実施例の構成及び製造方法について説明する。
08がゲート電極101を兼ねていることを特徴として
おり、それ以外の構造及び製造方法は、前記第一の実施
例と同様に形成する。
施例と同様に、画素電極106の下にある部分領域11
7の画素電極用絶縁膜は、パッシベーション膜115の
みで構成されているので、アイランド工程時のパターニ
ング不良で発生したa−Si残留物を同時に除去するこ
とが可能である。これにより、ドレインバスライン11
2と導通して画素電極106との間の寄生容量が増大す
るために生じる半明点の点欠陥の発生を低減して不良率
を抑制し、製造歩留まりを向上させることができる。
インバスライン112と画素電極106の間には、絶縁
膜であるパッシベーション膜115が境界分離膜として
存在するので、ドレインバスライン112と画素電極1
06との間での短絡に起因する、明、暗点の点欠陥等の
発生を低減する構造となっており、且つ、蓄積容量電極
108がゲート電極101を兼ねている構造であるた
め、蓄積容量電極の金属膜の面積を最小限に抑えること
が可能である。
極106とが別々の層に形成されているため、画素電極
106の面積を増加することができるので、開口率も同
時に増やすことができる。
ジスタアレイの第三の実施例の構成を示す平面図であ
る。図9は、図8のD−D′線の断面を示す図である。
実施例の構成及び製造方法について説明する。
素電極下にあたるゲート絶縁膜114を除去する際に、
ドレインバスライン112沿いに、数μm幅のスリット
状の除去パターン117を形成することを特徴としてい
る。これ以外の構成及び製造方法は、前記第一の実施例
或いは前記第二の実施例と同様とされる。
して、画素上にa−Si残留物が発生したときの平面図
を図10、図10のE−E′線の断面図を図11に示
す。
ゲート絶縁膜114をドレインバスライン112沿いに
数μm幅のスリット状にコンタクト工程で除去すること
で、アイランド工程時のパターニング不良で発生したa
−Si残留物を同時に除去することが可能である。これ
により、ドレインバスライン112と導通して画素電極
106との間の寄生容量が増大するために生じる半明点
の点欠陥の発生を低減し、不良率を抑制し、製造歩留ま
りを向上させることができる。
物除去パターンがスリット状になっているため、TFT
の画素電極引き出し部で画素電極が、前記第一、第二の
実施例のように、段を越える必要がないので、画素電極
引き出し部の切断を抑えることができる。
物除去パターンを、ドレインバスライン112沿いにス
リット状に形成した構造となっているが、ドレインバス
ライン112と同時にゲートバスライン111沿いにも
同様にしてスリットを形成して画素電極を取り囲む構造
にも適用可能である。
量電極はゲート電極101を兼ねているが、独立タイプ
にも適用可能である。
いる構造の場合は、蓄積容量電極の金属膜の面積を最小
限に抑えることが可能であり、また、ドレインバスライ
ン112と画素電極106が別々の層に形成されるた
め、画素電極106の面積を増加することができるの
で、開口率も同時に増やすことができる。
ンジスタアレイの第四の実施例の構成を示す平面図であ
る。図13は、図12のF−F′線の断面を示す図であ
る。
の実施例の構成について説明する。
ン111及びゲート電極101の上層膜としてはゲート
絶縁膜114とパッシベーション膜115の2層が存在
するものの、画素電極106の下領域(除去パターン
域)118にある画素電極用絶縁膜は、ゲート絶縁膜1
14のみで構成されていることを特徴としている。
実施例の製造工程を工程順に示した工程断面図である。
以下図14を参照して、本発明の第四の実施例の製造方
法について説明する。
属膜からなるゲートバスライン111及びゲート電極1
01をパターニングをすると同時に、蓄積容量電極10
8を同じパターニング工程で形成する(図14(a)参
照)。
(I)からなるチャネル層102、a−Si(n+)か
らなるコンタクト層107を順次形成した後、半導体層
のエッチングを施し(図14(b)参照)、ゲート層と
ドレイン層を接続するコンタクト領域のゲート絶縁膜1
14を除去する(図示せず)。
r、Al等の金属膜にて形成されるドレイン電極10
3、ソース電極104、ドレインバスライン112を形
成する(図14(c)参照)。
し、ソース電極104と画素電極106とを導通させる
スルーホール110を設けるパターニング工程におい
て、ゲート電極101と蓄積容量電極108に架からな
いように、各単位素子の画素電極下にあたる領域118
のパッシベーション膜のみをエッチングレートを調整し
て同時に除去する(図14(d)、(e)参照)。
に画素電極106を形成してTFTアレイ基板とする
(図14(f)参照)。上記以外の構成および製造方法
は、前記第一の実施例と同様である。
6の下にある画素電極用絶縁膜はゲート絶縁膜114の
みで構成されているので、アイランド工程時のパターニ
ング不良で発生したa−Si残留物を同時に除去するこ
とが可能である。これにより、ドレインバスライン11
2を導通して画素電極106との間の寄生容量が増大す
るために生じる半明点の点欠陥不良の発生を低減して不
良率を抑制し、製造歩留まりを向上させることができ
る。
の薄いパターニング残りがある場合に、パッシベーショ
ン膜のエッチング後に、ドレイン金属のエッチング液
を、ドレイン層が大きくエッチングされない程度に短時
間に浸すことで、ある程度除去することができる。
ベーション膜にソース電極104と画素電極106とを
導通させるためのスルーホール110を設けるパターニ
ング工程と同じパターニング工程を用いて、画素電極下
の領域118のパッシベーション膜のみをエッチング除
去しているので、パターニング工程の数は、従来の工程
と同じであり、工程が煩雑化することはない。
インバスライン112と画素電極106の間には絶縁膜
であるパッシベーション膜115が存在するので、ドレ
インバスライン112と画素電極106との間での短絡
に起因する明、暗点の点欠陥等の発生を低減する構造と
なっている。
蓄積容量電極方式に適用しているが、当然ゲート電極を
兼ねた蓄積容量電極タイプにも適用できる。その場合に
は、蓄積容量電極の金属膜の面積を最小限に抑えること
が可能であり、また、ドレインバスライン112と画素
電極106が別々の層に形成されるため、画素電極10
6の面積を増加することができるので、開口率も同時に
増やすことができる。
が、本発明は、これらの実施例に限定されるものではな
く、各種の変更が可能である。例えば、ゲート電極、蓄
積容量電極、ソース・ドレイン電極等を他の金属材料や
複合膜で構成することができ、ゲート絶縁膜やパッシベ
ーション膜を種々の絶縁膜や複合膜によって形成するよ
うにしてもよい。
以下に記載する通りの顕著な効果を奏する。
をエッチングにより形成する工程で、同時に画素電極下
のほぼ全面あるいはドレインバスライン沿いのスリット
状にゲート絶縁膜を除去することで、アイランド工程時
のパターニング不良で発生したa−Si残留物を同時に
除去することが可能である。このため、本発明によれ
ば、ドレインバスラインと導通して画素電極との間に容
量結合が発生して生じる、半明点の点欠陥の発生を低減
して不良率を抑制し、製造歩留まりを向上させることが
できる。
形成している下層の金属膜と、ドレイン電極、及びドレ
インバスラインを形成している上層の金属膜とを接続さ
せるためのスルーホールを設けるパターニング工程と同
じパターニング工程を用いて画素電極下のゲート絶縁膜
を全面あるいはドレインバスライン沿いのスリット状に
エッチング除去しているので、パターニング工程の数は
従来の工程と同じであり、工程の煩雑化を回避すること
ができる。
バスラインと画素電極の間には絶縁膜として、パッシベ
ーション膜が存在するので、ドレインバスラインと画素
電極との間での短絡に起因する明、暗点の点欠陥等の発
生を低減する構造となっており、また、ドレインバスラ
インと画素電極が別々の層に形成されるため、画素電極
の面積を増加することができるので、開口率も同時に増
やすことができる。
イの平面図である。
ある。
イの製造工程を示す断面図である。
イの平面図で、a−Si残留物が発生した場合を示す図
である。
ある。
イの平面図である。
ある。
イの平面図である。
す断面図である。
残留物が発生した場合を示す図である。
図である。
レイの平面図である。
図である。
レイの製造工程を示す断面図である。
表示装置の一画素分の平面図である(第一の従来技
術)。
図である。
る。
表示装置の一画素分の平面図である(第二の従来技
術)。
説明図である。
表示装置の一画素分の平面図である(第三の従来技
術)。
図である。
である。
表示装置の一画素分の平面図である(第四の従来技
術)。
が発生した場合を示す図である。
図である。
明する説明図である。
Claims (8)
- 【請求項1】透明ガラス基板上に、ゲート電極、ゲート
絶縁膜、チャネル層、コンタクト層、ドレイン電極、ソ
ース電極、及びパッシベーション膜から構成されている
薄膜トランジスタと、 パッシベーション膜上に設けられ、かつ前記ソース電極
と前記パッシベーション膜の開口部を通し電気的に接続
された画素電極と、 がマトリクス状に配置され、 前記各画素電極に対向して前記ゲート電極と同層に蓄積
容量電極が設けられてなる薄膜トランジスタアレイにお
いて、 各画素の前記画素電極と前記ガラス基板との間に介在
し、ゲート絶縁膜とパッシベーション膜とからなる画素
電極用絶縁膜が、前記ゲート電極と蓄積容量電極に架か
らないように画素電極下にあたる領域で、前記ゲート絶
縁膜が除去されており、前記画素電極下の前記ガラス基
板の直上は前記パッシベーション膜のみで形成されてい
る、ことを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。 - 【請求項2】透明ガラス基板上に、ゲート電極、ゲート
絶縁膜、チャネル層、コンタクト層、ドレイン電極、ソ
ース電極、及びパッシベーション膜から構成されている
薄膜トランジスタと、 パッシベーション膜上に設けられ、かつ前記ソース電極
と前記パッシベーション膜の開口部を通し電気的に接続
された画素電極と、 がマトリクス状に配置され、 前記各画素電極と、前段のゲートバスラインと間に、蓄
積容量が設けられてなる薄膜トランジスタアレイにおい
て、 前記各画素の画素電極と前記ガラス基板との間に介在
し、ゲート絶縁膜とパッシベーション膜とからなる画素
電極用絶縁膜が、前記ゲート電極と蓄積容量電極に架か
らないように画素電極下にあたるの領域で、前記ゲート
絶縁膜が除去されており、前記画素電極下の前記ガラス
基板の直上はパッシベーション膜のみで形成されてい
る、ことを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。 - 【請求項3】請求項1または2に記載の薄膜トランジス
タアレイにおいて、 前記画素電極の辺に沿ったスリット領域において、前記
画素電極用絶縁膜がパッシベーション膜のみで形成され
ている、ことを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。 - 【請求項4】透明ガラス基板上に、ゲート電極、ゲート
絶縁膜、チャネル層、コンタクト層、ドレイン電極、ソ
ース電極、及びパッシベーション膜から構成されている
薄膜トランジスタと、 パッシベーション膜上に設けられ、かつ前記ソース電極
と前記パッシベーション膜の開口部を通し電気的に接続
された画素電極と、 がマトリクス状に配置され、 各画素電極に対向して前記ゲート電極と同層に蓄積容量
電極が設けられている薄膜トランジスタアレイにおい
て、 各画素の前記画素電極と前記ガラス基板との間に介在
し、ゲート絶縁膜と前記パッシベーション膜とからなる
画素電極用絶縁膜が、前記画素電極の辺に沿ったスリッ
ト領域において、ゲート絶縁膜のみで形成されている、
ことを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。 - 【請求項5】透明ガラス基板上に、ゲート電極、ゲート
絶縁膜、チャネル層、コンタクト層、ドレイン電極、ソ
ース電極、及びパッシベーション膜から構成されている
薄膜トランジスタと、 パッシベーション膜上に設けられ、かつ前記ソース電極
とパッシベーション膜の開口部を通し電気的に接続され
た画素電極とがマトリクス状に配置され、各画素電極と
前段ゲートバスライン間に蓄積容量が設けられている薄
膜トランジスタアレイにおいて、 各画素の画素電極とガラス基板の間に介在し、ゲート絶
縁膜とパッシベーション膜とからなる画素電極用絶縁膜
が、前記画素電極の辺に沿ったスリット領域において、
ゲート絶縁膜のみで形成されている、ことを特徴とする
薄膜トランジスタアレイ。 - 【請求項6】透明ガラス基板上に、ゲート電極、ゲート
絶縁膜、チャネル層、コンタクト層、ドレイン電極、ソ
ース電極、及びパッシベーション膜から構成されている
薄膜トランジスタと、 パッシベーション膜上に設けられ、かつ前記ソース電極
と前記パッシベーション膜の開口部を通し電気的に接続
された画素電極と、 がマトリクス状に配置され、 各画素電極に対向して前記ゲート電極と同層に蓄積容量
電極が設けられている薄膜トランジスタアレイにおい
て、 各画素の前記画素電極と前記ガラス基板との間に介在
し、ゲート絶縁膜と前記パッシベーション膜とからなる
画素電極用絶縁膜が、前記ソース電極と蓄積容量電極に
架からないように画素電極下にあたる領域で前記パッシ
ベーション膜が除去されておりゲート絶縁膜のみで形成
されている、ことを特徴とする薄膜トランジスタアレ
イ。 - 【請求項7】透明ガラス基板上に、ゲート電極、ゲート
絶縁膜、チャネル層、コンタクト層、ドレイン電極、ソ
ース電極、及び、パッシベーション膜から構成されてい
る薄膜トランジスタと、 パッシベーション膜上に設けられ、かつ前記ソース電極
とパッシベーション膜の開口部を通し電気的に接続され
た画素電極とがマトリクス状に配置され、 各画素電極と前段ゲートバスライン間に蓄積容量が設け
られている薄膜トランジスタアレイにおいて、 各画素の画素電極とガラス基板の間に介在し、ゲート絶
縁膜とパッシベーション膜とからなる画素電極用絶縁膜
が、前記ソース電極と蓄積容量電極に架からないように
画素電極下にあたる領域で前記パッシベーション膜が除
去されておりゲート絶縁膜のみで形成されている、こと
を特徴とする薄膜トランジスタアレイ。 - 【請求項8】請求項6または7記載の薄膜トランジスタ
アレイにおいて、前記画素電極の辺に沿ったスリット領
域において、前記画素電極用絶縁膜がゲート絶縁膜のみ
で形成されることを特徴とする薄膜トランジスタアレ
イ。
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