JP3617800B2 - Tftアレイ基板とその製造方法それを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Tftアレイ基板とその製造方法それを用いた液晶表示装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に使用するTFTアレイ基板の新規な構造およびその製造方法並びにそれを用いた液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、カラー液晶表示装置用のTFT(Thin Film Transistor) アレイ基板の製造には、5〜9枚のホトマスクが使用されている。然るに、ホトマスクの使用枚数が多いと、その分、製造工程が煩雑になるため、製造コストの低減を図り難い。
【0003】
一方、ダイオードアレイ基板の製造プロセスにおいて、ホトマスクの使用枚数を2枚にまで減らすことのできる技術が提案されている(特表昭62−502361号公報)。しかし、この技術はそのままTFTアレイ基板には適用できないとともに、ダイオードアレイ基板はTFTアレイ基板に比較し性能が劣るため、カラーテレビジョン用には適さないという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はホトマスクの使用枚数を減らし、製造ステップの簡素化と製造コストの低減を図ることのできるTFTアレイ基板の構造とそのような基板を生産性よく製造することのできる製造方法を提供することを目的とする。また、このような基板を用いて安価で高性能な液晶表示装置を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は次のように構成されている。
【0006】
〔1〕トップゲート型TFTアレイ基板に関する発明
絶縁性基板(1)上に画素電極(14')と画素電極を駆動するTFT(16)とがマトリックス状に形成されたトップゲート型TFTアレイ基板であって、前記TFTは、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜(3’)と、前記シリコン半導体膜(3’)のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(4')と、前記ゲート絶縁膜(4')の上に形成されたゲート電極(5')と、前記ゲート電極(5')の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(12)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うように形成されたドレイン電極(13)と、を有し、
前記画素電極(14')は、前記TFT(16)が形成された部位以外の基板の部位に形成され、かつ前記ドレイン電極(13)を介して前記シリコン半導体膜のドレイン領域に電気接続されていることを特徴とする。
【0007】
上記構成のトップゲート型TFTアレイ基板であると、従来と同等以上の性能のTFTアレイ基板を3枚のフォトマスクの使用で製造できる。具体的には次の構成の製造方法により製造することができる。
【0008】
絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜(3’)と、前記シリコン半導体膜(3’)のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(4')と、前記ゲート絶縁膜(4')の上に形成されたゲート電極(5')と、前記ゲート電極(5')の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(12)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うように形成されたドレイン電極(13)と、を少なくも有するTFT群と、
前記TFT(16)の形成された部位以外の基板の部位に形成され、かつ前記ドレイン電極(13)を介して前記シリコン半導体膜のドレイン領域に電気接続された画素電極群とを備えたトップゲート型TFTアレイ基板を製造する方法であって、
絶縁性基板(1)上に不純物を混入しないi型シリコン半導体膜層(3)と、ゲート絶縁膜層(4)と、ゲート金属膜層(5)とを順次積層する第1積層ステップと、第1のレジストパターン(6)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記ゲート金属膜層(5)をエッチングしゲート電極(5')及びこれに電気接続するゲート金属配線パターンを形成する第1フォトリソステップと、
前記ゲート電極(5')およびゲート金属配線パターンの表面を酸化し、前記ゲート電極(5')の上面及び側面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、ゲート金属配線パターンの上面及び側面を覆うゲート金属配線酸化膜とを形成する金属酸化膜形成ステップと、前記酸化膜をマスクに前記ゲート絶縁膜層(4)をエッチングしゲート絶縁膜(4')を形成するゲート絶縁膜形成ステップと、
前記ゲート絶縁膜形成ステップの後、不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(8)とコンタクト金属膜層(9)とソース・ドレイン金属膜層(10)とを順次積層する第2積層ステップと、第2のレジストパターン(11)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記第2積層ステップで積層したソース・ドレイン金属膜層(10)とコンタクト金属膜層(9)と不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(8)と不純物を混入させないi型シリコン半導体膜層(3)とを順次エッチングし、基板上にTFT(16)を形成する第2フォトリソステップと、前記TFT(16)の上に画素電極膜層(14)を堆積し、しかる後、第3のレジストパターン(15)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記画素電極膜層(14)をエッチングして前記ドレイン電極(13)に接続された画素電極(14')群を形成する画素電極形成第3フォトリソステップと、を少なくとも備えるトップゲート型TFTアレイ基板の製造方法により製造することができる。
【0009】
上記製造方法においては、前記金属酸化膜形成ステップにおける酸化方法として、陽極酸化法を用いることができる。ここで、陽極酸化とは、電極金属を電解液に浸漬した状態で電流を流し、電極金属表面を酸化する方法をいうが、この方法であると、ゲート電極表面とゲート電極に電気接続するゲート金属配線の表面にセルフアラインで金属酸化膜からなる絶縁膜を形成することができる。しかも、この方法であると、低温で効率よく金属酸化膜を形成することができる。
【0010】
また、上記製造方法における前記i型シリコン半導体膜層(3)を、不純物を混入しないi型アモルファスシリコン膜層(なお、不純物を混入しない低温ポリシリコン膜をも同様に使用できる)で構成し、前記不純物シリコン半導体膜層(8)を、不純物を混入させた不純物アモルファスシリコン膜層で構成することができる。アモルファスシリコンであると、CVD法(chemical vapor deposition)を用いる等して生産効率よく半導体膜層を形成することができる。しかも、アモルファスシリコンを用いた上記製造方法であると、i型アモルファスシリコン膜からなるチャネル領域と、i型アモルファスシリコン膜と不純物アモルファスシリコン膜の二層(混合層)からなるソース領域およびドレイン領域を容易に形成できる。また、ソース領域およびドレイン領域を形成するための不純物打ち込む工程が不要になる。よって、TFTの生産性が高まる。
【0011】
また、上記構成の製造方法であると、ゲート電極金属酸化膜(7)とソース・ドレイン電極、またはコンタクト電極(9’)との間に、不純物シリコン半導体膜(8’)が介在する構造のTFTを形成できる。この構造であると、ゲート電極(5’)とソース・ドレイン電極、またはゲート電極(5’)とコンタクト電極(9’)とが、ゲート電極金属酸化膜(7)と不純物シリコン半導体膜(8’)の2層で絶縁されることになる。よって、ゲートリークが減少する。
【0012】
上記製造方法の前記第2フォトリソステップにおいては、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上に積層された各層を前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面に到達するまで順次エッチングし、ソース電極(12)とドレイン電極(13)を形成するのがよい。この方法によると、容易にゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間されたソース電極とドレイン電極を有するTFTを製造することができる。
【0013】
また、少なくとも前記i型シリコン半導体膜層(3)とゲート絶縁膜層(4)とゲート金属膜層(5)とを連続して形成するのがよい。上記各層を連続的に形成することにより、各層間の界面準位を小さくすることができるからである。
【0014】
また、前記ソース・ドレイン金属膜層(10)とコンタクト金属膜層(9)とを同一の材料で1層で形成することもできる。この構成であると、更に製造工程を簡略化することができ、一層生産効率を向上させることができる。
【0015】
また、前記第1積層ステップにおいて、絶縁性基板(1)表面にアンダーコート膜を積層した後、前記i型シリコン半導体膜層を形成するようにするのもよい。アンダーコート膜を積層すると、基板中に含まれる不純物が半導体膜層に拡散・混入するのを防止できるからである。
【0016】
さらに、上記製造方法によると、前記ゲート電極金属酸化膜(7)と前記ソース電極(12)の間、および前記ゲート電極金属酸化膜(7)と前記ドレイン電極(13)の間にコンタクト電極(9')が介在され、前記画素電極(14')が前記ドレイン電極(13)とコンタクト電極(9')を介してシリコン半導体膜のドレイン領域に電気接続され、前記ソース電極(12)がコンタクト電極(9')を介してシリコン半導体膜のソース領域に電気接続された構成のトップゲート型TFTアレイ基板を製造することができる。この構造のTFTアレイ基板では、コンタクト電極がソース電極またはドレイン電極中の金属(例えばアルミニウム)の半導体膜層へのマイグレーションを阻止するので、安定なトランジスタ特性が得られる。
【0017】
また上記製造方法によると、ゲート電極(5’)に電気接続されたゲート金属配線の表面が、ゲート金属が酸化されたゲート金属酸化膜で覆われる。よって、ソース電極(12)に電気接続されたソース金属配線とゲート金属配線とが、上記ゲート金属酸化膜とこの上に積層された不純物シリコン半導体膜を介して交差する構造が容易に実現できる。このような構造であると、両配線間の絶縁性がよいので内部短絡の恐れが少ない。
【0018】
なお、ソース金属配線とゲート金属配線とは、必ずゲート金属酸化膜とこの上に積層された不純物シリコン半導体膜を介して交差することになるが、この理由は、上記交差部分においては交差部上方に位置する金属配線の金属酸化膜(ソース金属配線またはゲート金属配線の何れか一方の金属酸化膜)がマスクとして機能するので、画素電極形成第3フォトリソステップの際に、下方金属配線上の不純物シリコン半導体膜層がエッチングされないからである。
【0019】
また、上記製造方法においては、前記ソース電極(12)に電気接続されたソース金属配線と前記コンタクト電極(9’)とが、前記絶縁性基板(1)上に堆積された一層かつ同一材料からなる金属膜層をパターンニングして形成されたものとすることができる。この構成であると、更に工程を簡素化できる。
【0020】
また、上記製造方法によると、不純物シリコン半導体膜とコンタクト金属膜とソース金属膜とが順次積層された3層構造のソース配線積層層を容易に形成することができる。このソース配線積層層では、主としてソース金属膜層が導電リードの役割を担うソース金属配線を構成することになるが、3層構造であるのでソース金属配線とソース電極との高低差がないか又は少ないので、液晶配向膜を形成する場合等において都合がよい。
【0021】
〔2〕上記トップゲート型TFTアレイ基板を用いた液晶表示装置に関する発明。
絶縁性基板上に画素電極と画素電極を駆動するTFTとがマトリックス状に形成されたトップゲート型TFTアレイ基板の表面に、さらに液晶配向膜が形成されてなる第1の基板と、カラーフィルターと対向画素電極とを有する第2の基板とが電極面を内側にして対向され、両基板の隙間に液晶が封入された構造の液晶表示装置において、
前記トップゲート型TFTアレイ基板が、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(4’)と、前記ゲート絶縁膜(4’)の上に形成されたゲート電極(5’)と、前記ゲート電極の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(12)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(13)と、を有するトップゲート型TFTと、前記TFT(16)の形成された部位以外の基板の部位に形成され、かつ前記ドレイン電極(13)を介して前記シリコン半導体膜のドレイン領域に電気接続された画素電極(14’)とを有するものである、ことを特徴とする液晶表示装置。
【0022】
上記構成において、トップゲート型TFTアレイ基板上のTFT(16)および画素電極(14’)が、保護膜で覆われたものとすることができる。また、前記保護膜を、無機物で構成することができる。TFTと画素電極が保護膜で覆われていると、TFT等の損傷が防止され、特に無機物(例えばシリカ)からなる保護膜は保護機能に優れるので、TFTアレイ基板の耐久性が向上する。
【0023】
上記液晶表示装置は、次の構成の製造方法により製造することができる。すなわち、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(4’)と、前記ゲート絶縁膜(4’)の上に形成されたゲート電極(5’)と、前記ゲート電極(5’)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(12)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(13)と、を有するTFT群と、前記TFT(16)の形成された部位以外の基板部位に形成され、かつ前記ドレイン電極(13)を介して前記シリコン半導体膜のドレイン領域に電気接続された画素電極群とを備えたトップゲート型TFTアレイ基板を製造するTFTアレイ基板製造工程と、前記TFTアレイ基板の表面に液晶配向膜を形成し第1の基板となす配向膜形成工程と、前記第1の基板と、カラーフィルター群と対向電極とを有する第2の基板とを、電極面を内側にして重ね合わせ、両基板の間隙に液晶を封入して液晶表示装置となす装置組立工程と、を備える液晶表示装置の製造方法であって、前記TFTアレイ基板製造工程が、
絶縁性基板(1)上に不純物を混入しないi型シリコン半導体膜層(3)と、ゲート絶縁膜層(4)と、ゲート金属膜層(5)とを順次積層する第1積層ステップと、第1のレジストパターン(6)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記ゲート金属膜層(5)をエッチングしゲート電極(5’)及びこれに電気接続するゲート金属配線パターンを形成する第1フォトリソステップと、前記ゲート電極(5’)およびゲート金属配線パターンの表面を酸化し、前記ゲート電極(5’)の上面及び側面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、ゲート金属配線パターンの上面及び側面を覆うゲート金属配線酸化膜とを形成する金属酸化膜形成ステップと、前記酸化膜をマスクに前記ゲート絶縁膜層(4)をエッチングしゲート絶縁膜(4’)を形成するゲート絶縁膜形成ステップと、前記ゲート絶縁膜形成ステップの後、不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(8)とコンタクト金属膜層(9)とソース・ドレイン金属膜層(10)とを順次積層する第2積層ステップと、第2のレジストパターン(11)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記第2積層ステップで積層した各層およびi型シリコン半導体膜層(3)を順次エッチングしTFT(16)を形成する第2フォトリソステップと、
前記第2フォトリソステップの後、基板表面にさらに画素電極膜層(14)を堆積し、しかる後、第3のレジストパターン(15)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記画素電極膜層(14)をエッチングして前記ドレイン電極(13)に接続された画素電極(14’)群を形成する画素電極形成第3フォトリソステップと、を少なくとも備える、ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法により製造することができる。
【0024】
上記製造方法においては、前記画素電極形成ステップと配向膜形成ステップとの間に、基板上に形成されたTFTと画素電極を保護膜で覆う保護膜積層ステップを付加することができる。TFTと画素電極とを保護膜で覆うと、保護膜がTFT等の損傷を防止する。よって、TFTアレイ基板の耐久性が高まる。また、この保護膜はマスクとして利用できる効果もある。具体的には保護膜をマスクとしてTFTアレイ基板の周辺のゲート金属配線表面の酸化膜をエッチングすることにより、簡単に出入力端子部を形成することができる。
【0025】
なお、この液晶表示装置は上記〔1〕で説明したトップゲート型TFTアレイ基板を主要構成要素としている。よって、この液晶表示装置およびその製造方法には当然に前記〔1〕に記載した内容をも含まれるが、重複説明を避けるためここでの説明を省略する。
【0026】
〔3〕反射型のTFTアレイ基板に関する発明
絶縁性基板上にTFTと、前記TFTで駆動される反射型画素電極とがマトリックス状に形成された反射型のTFTアレイ基板であって、
前記TFTは、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(4’)と、前記ゲート絶縁膜(4’)の上に形成されたゲート電極(5’)と、前記ゲート電極(5’)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(42)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うように形成されたドレイン電極(43)と、を有してなるものであり、かつ前記ドレイン電極(43)が反射型画素電極を兼ねることを特徴とする反射型のTFTアレイ基板。
【0027】
上記構成の反射型のTFTアレイ基板であると、2枚のフォトマスクの使用で製造できる。具体的には次の構成の製造方法により製造することができる。
【0028】
絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(4’)と、前記ゲート絶縁膜(4’)の上に形成されたゲート電極(5’)と、前記ゲート電極(5’)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(42)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(43)とを有し、前記ドレイン電極(43)が反射型画素電極(47)を兼ねることを特徴とする反射型TFTアレイ基板の製造方法であって、
少なくとも、絶縁性基板(1)上に不純物を混入しないi型シリコン半導体膜層(3)と、ゲート絶縁膜層(4)と、ゲート金属膜層(5)とを順次積層する第1積層ステップと、第1のレジストパターン(6)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記ゲート金属膜層(5)をエッチングしゲート電極(5’)及びこれに電気接続するゲート金属配線パターンを形成する第1フォトリソステップと、前記ゲート電極(5’)およびゲート金属配線パターンの表面を酸化し、前記ゲート電極(5’)の上面及び側面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、ゲート金属配線パターンの上面及び側面を覆うゲート金属配線酸化膜とを形成する金属酸化膜形成ステップと、前記酸化膜をマスクに前記ゲート絶縁膜層(4)をエッチングしゲート絶縁膜(4’)を形成するゲート絶縁膜形成ステップと、前記ゲート絶縁膜形成ステップの後、不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(8)とコンタクト金属膜層(9)と光反射性を有するソース・ドレイン金属膜層(10)とを順次積層する第2積層ステップと、第2のレジストパターン(41)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記第2積層ステップで積層したソース・ドレイン金属膜層(10)とコンタクト金属膜層(9)と不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(8)と不純物を混入させないi型シリコン半導体膜層(3)とを順次エッチングして、TFTと、ドレイン電極と一体化した反射型画素電極(47)とを形成する第2フォトリソステップと、を備える反射型のTFTアレイ基板の製造方法により製造することができる。
【0029】
ここで、上記製造方法は、さらに次のように構成することができる。
前記金属酸化膜形成ステップにおいて、陽極酸化法を用いてゲート電極およびゲート金属配線パターンの表面を酸化することができる。陽極酸化法を用いると、ゲート電極およびゲート金属配線パターンの表面にセルフアラインで金属酸化膜からなる絶縁膜を形成することができ、しかも低温で形成することができるので、製造作業性がよい。
【0030】
また、前記i型シリコン半導体膜層(3)を、不純物を混入しないi型アモルファスシリコン膜層とし、前記不純物シリコン半導体膜層(8)を、n型不純物を混入させたn型不純物アモルファスシリコン膜層とすることができる。アモルファスシリコン膜層であると、CVD法(chemical vapor deposition)を用いる等して生産効率よく半導体膜層を形成することができる。しかも、上記製造方法に従うとi型アモルファスシリコン膜からなるチャネル領域と、i型アモルファスシリコン膜と不純物アモルファスシリコン膜の二層(混合層)からなるソース領域およびドレイン領域が容易に形成できる。よって、ソース領域およびドレイン領域を形成するために、半導体膜層に不純物を打ち込む工程が不要になる。また、この製造方法によると、ゲート電極金属酸化膜(7)とソース・ドレイン電極、またはコンタクト電極(9’)との間に、不純物シリコン半導体膜(8’)が介在する構造のTFTを形成できる。
【0031】
また、前記第2フォトリソステップにおいて、前記ゲート電極金属酸化膜(7)上に積層された各層を前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面に到達するまで順次エッチングし、少なくともソース電極(42)と反射型画素電極を兼ねるドレイン電極(43)とを形成することができる。この方法によると、ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間されたソース電極とドレイン電極を有するTFTを生産効率よく製造することができる。しかも、ドレイン電極が反射型画素電極を兼ねる簡素化された構造が採用されているので、都合2枚のフォトマスクを用いることにより、反射型のTFTアレイ基板を製造することができる。
【0032】
また、前記ソース・ドレイン金属膜層(10)を、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成することができる。アルミニウムまたはアルミニウム合金は導電性に優れるとともに、光反射性にも優れるので、この構成によると、反射特性に優れた反射型のTFTアレイ基板を更に生産性よく製造することができる。
【0033】
また、前記ソース・ドレイン金属膜層(10)とコンタクト金属膜層(9)とを1層かつ同一の材質で形成することができる。この構成であると、積層工程を更に簡略化できるとともに、エッチングが容易になるので、一層生産性を高めることができる。
【0034】
また、第1積層ステップにおいて、絶縁性基板表面とシリコン半導体膜の間にアンダーコート膜を形成するのもよい。基板と半導体膜層の間にアンダーコート膜を介在させると、基板中に含まれる不純物が半導体膜層に拡散・混入するのを防止できるので、半導体特性が安定化するからである。
【0035】
更に、以上のような反射型のTFTアレイ基板の製造方法によると、例えば次のような構造の反射型TFTアレイ基板を製造することができる。
i)前記ゲート電極金属酸化膜(7)と前記ソース電極(42)の間、および前記ゲート電極金属酸化膜(7)と画素電極を兼ねる前記ドレイン電極(43)の間にコンタクト電極(44)が介在された構造の反射型TFTアレイ基板。
【0036】
ii) 前記ゲート電極金属酸化膜(7)とコンタクト電極(44)との間には、不純物を混入した不純物シリコン半導体膜(45)が介在された構造の反射型TFTアレイ基板。
【0037】
iii) ゲート電極(5’)に電気接続されたゲート金属配線の表面は、ゲート金属が酸化されたゲート金属酸化膜で覆われており、これらの膜を介して、ソース電極(42)に電気接続されたソース金属配線とゲート金属配線とが交差した構造の反射型TFTアレイ基板。
【0038】
iv)前記ソース電極(42)とこれに電気接続されたソース金属配線、および反射型画素電極を兼ねる前記ドレイン電極(43)とこれに電気接続されたドレイン金属配線、並びにコンタクト電極(44)とが、前記絶縁性基板(1)上に堆積された一層かつ同一材料からなる金属膜層をパターンニングして形成された構造の反射型TFTアレイ基板。
【0039】
v) 前記一層かつ同一材料からなる金属膜層が、アルミニウムまたはアルミニウム合金である反射型TFTアレイ基板。
【0040】
vi) 前記i型シリコン半導体膜が、不純物を混入させないi型アモルファスシリコン膜であり、前記不純物シリコン半導体膜が、n型不純物を混入させたn型アモルファスシリコン膜である反射型TFTアレイ基板。
【0041】
vii) 前記ソース金属配線を含むソース配線積層層は、シリコン半導体膜とコンタクト金属膜とソース金属膜とが順次積層された3層構造である反射型TFTアレイ基板。
【0042】
viii) 絶縁性基板(1)表面と前記不純物を混入させないi型シリコン半導体膜の間に、アンダーコート膜(2)が積層された反射型TFTアレイ基板。
【0043】
〔4〕上記反射型のTFTアレイ基板を用いた反射型液晶表示装置に関する発明
絶縁性基板上に反射型画素電極と反射型画素電極を駆動するTFTとがマトリックス状に形成された反射型のTFTアレイ基板の表面に、更に液晶配向膜の形成された第1の基板と、カラーフィルターとこのカラーフィルター上に対向電極が載置された第2の基板とが、電極面を内側にして対向し、両基板の隙間に液晶が封入された構造の反射型の液晶表示装置において、
前記反射型TFTアレイ基板が、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(4’)と、前記ゲート絶縁膜(4’)の上に形成されたゲート電極(5’)と、前記ゲート電極(5’)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(42)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(43)とを有し、前記ドレイン電極(43)が反射型画素電極を兼ねる構造であることを特徴とする反射型の液晶表示装置。
【0044】
上記装置は、次の構成の製造方法により製造することができる。すなわち、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(4’)と、前記ゲート絶縁膜(4’)の上に形成されたゲート電極(5’)と、前記ゲート電極(5’)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(42)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(43)とを有し、前記ドレイン電極(43)が反射型画素電極を兼ねる構造の反射型TFTアレイ基板を作製する工程と、前記反射型TFTアレイ基板の表面に液晶配向膜を形成する第1の基板作製工程と、前記第1の基板と、カラーフィルター群と対向電極とが載置された第2の基板とを、電極面を内側にして重ね合わせ、両基板の間隙に液晶を封入し液晶セルとなす液晶セル組立工程と、を備える液晶表示装置の製造方法であって、前記反射型TFTアレイ基板作製工程が、
少なくとも、絶縁性基板(1)上に不純物を混入しないi型シリコン半導体膜層(3)と、ゲート絶縁膜層(4)と、ゲート金属膜層(5)とを順次積層する第1積層ステップと、第1のレジストパターン(6)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記ゲート金属膜層(5)をエッチングしゲート電極(5’)及びこれに電気接続するゲート金属配線パターンを形成する第1フォトリソステップと、前記ゲート電極(5’)およびゲート金属配線パターンの表面を酸化し、前記ゲート電極(5’)の上面及び側面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、ゲート金属配線パターンの上面及び側面を覆うゲート金属配線酸化膜とを形成する金属酸化膜形成ステップと、前記酸化膜をマスクに前記ゲート絶縁膜層(4)をエッチングしゲート絶縁膜(4’)を形成するゲート絶縁膜形成ステップと、前記ゲート絶縁膜形成ステップの後、不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(8)とコンタクト金属膜層(9)と光反射性のソース・ドレイン金属膜層(10)とを順次積層する第2積層ステップと、第2のレジストパターン(41)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記第2積層ステップで積層した各層およびi型シリコン半導体膜層(3)を順次エッチングし、ソース電極と、反射型画素電極を兼ねるドレイン電極とを形成する第2フォトリソステップと、を有することを特徴とする反射型の液晶表示装置の製造方法により製造することができる。
【0045】
この製造方法において、前記反射型TFTアレイ基板作製工程と配向膜形成工程との間に、前記反射型TFTアレイ基板の表面を保護膜で覆う保護膜形成ステップを追加したことができ、この保護膜として、シリカ等の無機物を使用することができる。
【0046】
なお、上記構成の反射型液晶表示装置の主要要素は、反射型TFTアレイ基板であり、反射型TFTアレイ基板については既に説明した。よって、ここでの説明を省略する。
【0047】
〔5〕インプレインスイッチング方式のTFTアレイ基板(A)に関する発明
絶縁性基板(1)上に第2の櫛形画素電極部(80)と、対向電極としての第1の櫛形画素電極部(79)と、前記第2の櫛形画素電極(80)を駆動するTFT(78)とがマトリックス状に形成されたインプレーンスイッチング方式TFTアレイ基板であって、
前記TFT(78)は、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(73)と、前記ゲート絶縁膜(73)の上に形成されたゲート電極(71)と、前記ゲート電極(71)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(76')と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(76")と、を有する構造であり、前記第1の櫛形画素電極部(79)は、前記TFT(78)の形成された部位以外の基板部位に形成され、前記絶縁性基板(1)上に堆積された第1画素シリコン半導体膜(3")と、前記第1画素シリコン半導体膜(3")上に形成された第1画素絶縁膜(73')と、前記第1画素絶縁膜(73')の上に形成された第1画素電極(71')と、前記第1画素電極(71')の上面および側面を覆う第1画素電極酸化膜(72')とで構成されている、ことを特徴とするインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
【0048】
上記インプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板は、2枚のフォトマスクを使用する次の構成の製造方法により製造することができる。すなわち、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(73)と、前記ゲート絶縁膜(73)の上に形成されたゲート電極(71)と、前記ゲート電極(71)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(76')と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(76")と、を有する構造のTFT(78)と、前記TFT(78)の形成された部位以外の基板部位に形成され、前記絶縁性基板(1)上に堆積された第1画素シリコン半導体膜(3")と、前記第1画素シリコン半導体膜(3")上に形成された第1画素絶縁膜(73')と、前記第1画素絶縁膜(73')の上に形成された第1画素電極(71')と、前記第1画素電極(71')の上面および側面を覆う第1画素電極酸化膜(72')とで構成された対向電極部としての第1の櫛形画素電極部(79)と、第2の櫛形画素電極部(80)と、が同一基板上に形成されてなるインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板を製造する方法であって、
絶縁性基板(1)上に不純物を混入しないi型シリコン半導体膜層(3)と、ゲート絶縁膜層(4)と、ゲート金属膜層(5)とを順次積層する第1積層ステップと、第1のレジストパターン(70)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記ゲート金属膜層(5)をエッチングしゲート電極(71)及びこれに電気接続するゲート金属配線パターン、並びに第1画素電極(71')を形成する第1フォトリソステップと、前記ゲート電極(71)およびゲート金属配線パターン並びに第1画素電極(71')の表面を酸化し、ゲート電極(71)の上面及び側面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、ゲート金属配線パターンの上面及び側面を覆うゲート金属配線酸化膜と、第1画素電極(71')の上面及び側面を覆う第1画素電極酸化膜(72')を形成する金属酸化膜形成ステップと、
前記酸化膜をマスクにゲート絶縁膜層(4)をエッチングしゲート絶縁膜(73)及び第1画素絶縁膜(73')を形成する絶縁膜形成ステップと、前記ゲート絶縁膜形成ステップの後、不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(74)とコンタクト金属膜層(75)とソース・ドレイン金属膜層(76)とを順次積層する第2積層ステップと、第2のレジストパターン(77)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記第2積層ステップで積層したソース・ドレイン金属膜層(76)とコンタクト金属膜層(75)と不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(74)と不純物を混入させないi型シリコン半導体膜層(3)とを順次エッチングし、TFT(78)と第2の櫛形画素電極部(80)と第1の櫛形画素電極部(79)とを形成する第2フォトリソステップと、を少なくとも備えるインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板の製造方法により製造することができる。
【0049】
ここで、上記製造方法における前記酸化膜形成ステップにおいて、陽極酸化法を用いることができる。
【0050】
また、前記i型シリコン半導体膜層(3)を、不純物を混入しないi型アモルファスシリコン膜層とし、前記不純物シリコン半導体膜層(74)を、n型不純物を混入させたn型不純物アモルファスシリコン膜層とすることができる。
【0051】
また、前記第2の櫛形画素電極部(80)は、シリコン半導体膜層を含むソース領域の各層からなる積層構造と同一に形成することができる。
【0052】
また、前記第2積層ステップにおいて、コンタクト金属膜層(75)とソース・ドレイン金属膜層(76)とを同一材料で1層で形成することができる。
【0053】
また、前記第1積層ステップにおいて、絶縁性基板(1)とシリコン半導体膜の間にアンダーコート膜を形成することができる。
【0054】
更に、上記インプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板の製造方法によると、例えば次のような構造のTFTアレイ基板を製造することができる。
i)前記ゲート電極金属酸化膜(72)および第1画素電極酸化膜(72’)は、電極金属の表面を陽極酸化法で酸化した陽極酸化膜であることを特徴とする、インプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
【0055】
ii) 前記シリコン半導体膜のチャネル領域は、不純物を混入しないi型シリコン半導体膜(3’)で構成され、ソース領域およびドレイン領域は、不純物を混入しないi型シリコン半導体膜(3’)と不純物を混入した不純物シリコン半導体膜(74’)の二層で構成されていることを特徴とするインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
【0056】
iii) 前記不純物シリコン半導体膜(74’)は、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の側面を直接覆っていることを特徴とするインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
【0057】
iv)前記不純物シリコン半導体膜(74’)とソース電極(76’)の間、および前記不純物シリコン半導体膜とドレイン電極(76”)の間に、更にコンタクト電極(75’)が介在されていることを特徴とするインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
【0058】
v) 前記第2の櫛形画素電極部(80)は、TFT(78)および第1の櫛形画素電極部(79)の形成された基板部位以外の絶縁性基板(1)上に形成され、少なくとも前記シリコン半導体膜と同質のシリコン半導体膜の層と、前記ソース電極(76’)と同質の金属膜の層とが積層された構造であることを特徴とするインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
【0059】
〔6〕上記インプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板(A)を用いたインプレーンスイッチング方式の液晶表示装置(A)に関する発明
絶縁性基板(1)上に第2の櫛形画素電極部(80)と、対向電極としての第1の櫛形画素電極部(79)と、前記第2の櫛形画素電極部(80)を駆動するTFT(78)とがマトリックス状に形成されたインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板の表面に更に液晶配向膜が形成された第1の基板と、少なくともカラーフィルターを備えた第2の基板とが、画素電極及びカラーフィルター面を内側にして対向し、両基板の隙間に液晶が封入された構造のインプレーンスイッチング方式の液晶表示装置であって、
前記TFT(78)が、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(73)と、前記ゲート絶縁膜(73)の上に形成されたゲート電極(71)と、前記ゲート電極(71)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(76')と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(76")と、を有する構造であり、前記第1の櫛形画素電極部(79)が、前記TFT(78)の形成された部位以外の基板部位に形成され、前記絶縁性基板(1)上に堆積された第1画素シリコン半導体膜(3")と、前記第1画素シリコン半導体膜(3")上に形成された第1画素絶縁膜(73')と、前記第1画素絶縁膜(73')の上に形成された第1画素電極(71')と、前記第1画素電極(71')の上面および側面を覆う第1画素電極酸化膜(72')とで構成されている、ことを特徴とするインプレーンスイッチング方式の液晶表示装置。
【0060】
上記構成において、前記ゲート電極金属酸化膜(72)および第1画素電極酸化膜(72’)は、電極金属の表面を陽極酸化法で酸化した陽極酸化膜とすることができる。
【0061】
また、前記第2の櫛形画素電極部(80)の構造は、ソース領域のシリコン半導体膜層を含む各層からなる積層構造と同一とすることができる。
【0062】
また、前記インプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板表面と液晶配向膜との間に保護膜が介在されている構造とすることができる。
【0063】
なお、以上の構成を採用した場合における作用効果は他の発明の構成で説明した内容と同様である。
【0064】
〔7〕インプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板(B)に関する発明ここで、上記したインプレーンスイッチング方式TFTアレイ基板とここに記載するインプレーンスイッチング方式TFTアレイ基板を区別する必要があるときには、上記基板をインプレーンスイッチング方式TFTアレイ基板(A)とし、ここで説明するアレイ基板をインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板(B)と表記する。
【0065】
絶縁性基板(1)上に第の櫛形画素電極部(104)と、対向電極としての第の櫛形画素電極部(103)と、前記第2の櫛形画素電極部(104)を駆動するTFT(78)とがマトリックス状に形成されたインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板であって、
前記TFT(78)は、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(73)と、前記ゲート絶縁膜(73)の上に形成されたゲート電極(71)と、前記ゲート電極(71)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(76')と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(76")と、を有する構造であり、前記第の櫛形画素電極部(104)は、前記TFT(78)の形成された部位以外の基板部位に形成され、前記TFT(78)および前記第の櫛形画素電極部(104)の表面は、保護膜(101)で覆われており、
前記第1の櫛形画素電極部(79)は、前記保護膜(101)上でかつ前記TFT(78)および前記第の櫛形画素電極部(104)の形成された部位以外の基板部位に形成されている、ことを特徴とするインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
【0066】
この構成のインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板(B)は、例えば次の製造方法により製造することができる。
すなわち、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(73)と、前記ゲート絶縁膜(73)の上に形成されたゲート電極(71)と、前記ゲート電極(71)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(76')と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(76")と、を有する構造のTFT(78)と、前記TFT(78)の形成された部位以外の基板部位に形成された第の櫛形画素電極部(104)と、前記TFT(78)および前記第の櫛形画素電極部(104)を含む基板表面を覆う保護膜(101)と、前記TFT(78)および前記第の櫛形画素電極部(104)の形成された部位以外の基板の表面で、かつ前記保護膜(101)上に形成された対向電極としての第1の櫛形画素電極(103)と、を有するインプレーンスイッチング方式TFTアレイ基板の製造方法であって、前記製造方法は、
絶縁性基板(1)上に不純物を混入しないi型シリコン半導体膜層(3)と、ゲート絶縁膜層(4)と、ゲート金属膜層(5)とを順次積層する第1積層ステップと、第1のレジストパターン(100)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記ゲート金属膜層(5)をエッチングしゲート電極(71)及びこれに電気接続するゲート金属配線パターンを形成する第1フォトリソステップと、前記ゲート電極(71)およびゲート金属配線パターンの表面を酸化し、ゲート電極(71)の上面及び側面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、ゲート金属配線パターンの上面及び側面を覆うゲート金属配線酸化膜とを形成する金属酸化膜形成ステップと、前記酸化膜をマスクにゲート絶縁膜層(4)をエッチングしゲート絶縁膜(73)を形成する絶縁膜形成ステップと、前記ゲート絶縁膜形成ステップの後、不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(74)とコンタクト金属膜層(75)とソース・ドレイン金属膜層(76)とを順次積層する第2積層ステップと、第2のレジストパターン(102)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記第2積層ステップで積層したソース・ドレイン金属膜層(76)とコンタクト金属膜層(75)と不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(74)と不純物を混入させないi型シリコン半導体膜層(3)とを順次エッチングし、TFT(78)と第の櫛形画素電極部(104)とを形成する第2フォトリソステップと、前記第2フォトリソステップ後、基板表面に形成された前記TFT(78)および前記第の櫛形画素電極部(104)の表面を覆う保護膜層(101)を堆積する保護膜堆積ステップと、前記保護膜層(101)上に第1の櫛形画素電極形成用の金属膜層を堆積する金属膜堆積ステップと、前記金属膜堆積ステップの後、第3のレジストパターン(106)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記金属膜層をエッチングし、対向電極としての第1の櫛形画素電極(103)を形成する第1櫛形画素電極形成第3フォトリソステップと、を少なくとも備えるインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板の製造方法により製造することができる。
【0067】
上記インプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板の製造方法においては、前記金属酸化膜形成ステップにおける酸化方法を、陽極酸化法とすることができる。
【0068】
また、前記i型シリコン半導体膜層(3)を、不純物を混入しないi型アモルファスシリコン膜層とし、前記不純物シリコン半導体膜層(74)を、n型不純物を混入させたn型不純物アモルファスシリコン膜層とすることができる。
【0069】
また、前記第の櫛形画素電極部(104)は、シリコン半導体膜層を含むドレイン領域の各層からなる積層構造と同一の構造とすることができる。
【0070】
また、前記第2積層ステップにおいて、コンタクト金属膜層(75)とソース・ドレイン金属膜層(76)とを同一材料で1層で形成することができる。
【0071】
また、前記第1積層ステップにおいて、絶縁性基板(1)とシリコン半導体膜の間にアンダーコート膜を形成することができる。
【0072】
更に、上記インプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板の製造方法によると、例えば次のような構造のインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板を製造することができる。
【0073】
i)前記ゲート電極金属酸化膜(72)は、電極金属の表面を陽極酸化法で酸化した陽極酸化膜であることを特徴とするインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
【0074】
ii) 前記第の櫛形画素電極部(104)は、ソース領域のシリコン半導体膜層を含む積層構造と同一の積層構造で形成されていることを特徴とするインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
【0075】
iii)前記第の櫛形画素電極部(103)は、ソース電極(76')と同質の金属で構成されていることを特徴とするインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
【0076】
iv) 前記i型シリコン半導体膜層(3)が、不純物を混入しないi型アモルファスシリコン膜層であり、前記不純物シリコン半導体膜層(74)が、n型不純物を混入させたn型不純物アモルファスシリコン膜層であることを特徴とするインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
【0077】
〔8〕上記インプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板(B)を用いたインプレーンスイッチング方式の液晶表示装置(B)に関する発明
の櫛形画素電極部(104)と、前記第2の櫛形画素電極部(104)を駆動するTFT(78)と、少なくとも前記第の櫛形画素電極部(104)とTFT(78)の表面を覆うシリコン保護膜の上に形成された対向電極としての第の櫛形画素電極部(103)と、を有するインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板の表面に更に液晶配向膜の形成された第1の基板と、少なくともカラーフィルターを備える第2の基板とが、画素電極及びカラーフィルター面を内側にして対向し、両基板の隙間に液晶が封入された構造のインプレーンスイッチング方式の液晶表示装置であって、
前記TFT(78)が、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(73)と、前記ゲート絶縁膜(73)の上に形成されたゲート電極(71)と、前記ゲート電極(71)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(76')と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(76")と、を有する構造であり、前記第の櫛形画素電極部(104)が、前記TFT(78)の形成された部位以外の基板部位に形成され、前記TFT(78)および前記第の櫛形画素電極部(104)の表面が、保護膜(101)で覆われており、
前記第1の櫛形画素電極部(79)が、前記保護膜(101)上でかつ前記TFT(78)および前記第の櫛形画素電極部(104)の形成された部位以外の基板部位に形成されている、ことを特徴とするインプレーンスイッチング方式の液晶表示装置。
【0078】
上記構成において、前記ゲート電極金属酸化膜(72)および第1画素電極酸化膜(72’)は、電極金属の表面を陽極酸化法で酸化した陽極酸化膜とすることができる。
【0079】
また、前記第の櫛形画素電極部(104)の構造が、ソース領域のシリコン半導体膜層を含む各層からなる積層構造と同一とすることができる。
【0080】
また、前記インプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板表面と液晶配向膜との間に第2の保護膜が介在された構造とすることができる。
なお、これらの構成における作用効果については、他の発明の構成で説明したと同様である。
【0081】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例に基づいて具体的に説明する。
(実施例1)
良く洗浄した透明ガラス基板からなる絶縁性基板1の表面にアンダーコート膜2として、SiO膜をCVD法で400nm厚に堆積した。次ぎに、不純物を混入しないi型シリコン半導体膜層3として、不純物を混入させないi型アモルファスシリコン膜(a− Si膜)をプラズマCVD法で50nm厚に堆積した。更にゲート絶縁膜層4として、プラズマCVD法を用いてSiNx膜を150nm厚に堆積した。更にゲート電極およびゲート金属配線用のゲート金属膜層5として、スパッタリング法を用いてAl−Zr(97:3)合金からなるAl−Zr金属膜を200nm程度の膜厚に堆積した(図1a)。これらの操作は真空中で連続して行った。
【0082】
次に、ゲート金属膜層5上に通常の方法で第1のホトマスクを用いて第1回目のホトリソ用の第1レジストパターン6を形成し(図1b)、ゲート金属膜層5を選択的にエッチングし、ゲート電極5’(図1c)およびゲート電極5’に接続するゲート金属配線パターン(不図示)を形成した。次いで、前記第1レジストパターン6を除去した後、硼酸アンモニアを用いて調製したpH約7の電解液に基板を漬け、前記ゲート金属配線に通電する方法(以下、陽極酸化法という)によりゲート電極5’とゲート金属配線の表面(上面および側面)を陽極酸化し、Alを主成分とする絶縁性の金属酸化膜でゲート電極5’とゲート金属配線の表面を覆った。
【0083】
次いで、ゲート電極5’の表面に形成されたゲート電極金属酸化膜7をマスクに、ゲート絶縁膜層(SiNx膜)4をエッチングしゲート絶縁膜4’を形成した(図2a)。
【0084】
更に、不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層8として、プラズマCVD法を用いn型不純物であるリンを含むアモルファスシリコン(n・a− Si)を基板上に50nm厚に堆積し、更にコンタクト金属膜層9として、スパッタリング法を用いてTi金属膜を100nm程度蒸着した。更にソース・ドレイン金属膜層10として、Al−Zr合金からなるAl−Zr金属膜を200nmの膜厚に蒸着した(図2b)。
【0085】
次ぎに、ソース・ドレイン金属膜層10上に、第2のホトマスクを用いて第2回目のホトリリソ用レジストパターン11を形成し、これをマスクに、ソース・ドレイン金属膜層10、コンタクト金属膜層9、不純物シリコン半導体膜層8、i型シリコン半導体膜層3を順次エッチングし、Al−Zr金属膜からなるソース電極12およびドレイン電極13とこれらに接続されたソース・ドレイン金属配線、Ti金属膜からなるコンタクト電極9’、不純物シリコン半導体膜8’と不純物を混入しないi型シリコン半導体膜3’の二層からなるソース・ドレイン領域、i型シリコン半導体膜3’からなるチャネル領域を有するTFTを形成した(図2c)。
【0086】
この後、さらに透明電極用として100nm程度の膜厚のインジュウム錫酸化膜層14をスパッタリング法を用いて積層した。そして、この上に通常の方法で第3のホトマスクを用いて第3回目のホトリソ用第3レジストパターン15を形成し(図3a)、これをマスクにインジュウム錫酸化膜層14をエッチングし透明画素電極14’を形成した(図3b)。
【0087】
更に、シラザン系の熱分解性シリカを用いた印刷焼成法により、TFT16と画素電極14’を覆う300nm厚の保護膜層17を形成し(図3c)、このシリカ保護膜層17をマスクに基板周囲のソース・ゲート金属配線表面の金属酸化膜をエッチング除去し、外部駆動回路と接続するための出入力端子を形成した。
【0088】
以上により図3cに示す構造のTFTアレイ基板18を製造した。この製造方法によると、透過型液晶表示装置に好適に使用することのできるTFTアレイ基板を、3枚のホトマスクの使用で製造することができる。
【0089】
ここで、上記製造方法においては、ゲート電極およびゲート金属配線の表面(上面および側面)を陽極酸化法で酸化したが、この方法によると、確実かつ効率的にゲート電極およびゲート金属配線の表面を絶縁膜で覆うことができる。また、上記製造方法では、陽極酸化法で形成したゲート電極金属酸化膜7をマスクにしてゲート絶縁膜層4をエッチングしゲート絶縁膜4’を形成したが、この方法であるとゲート電極金属酸化膜7の下部にアンダーカット部を生じない。
【0090】
なお、ゲート電極金属酸化膜7を形成する前に、レジストパターン6、ゲート電極5’およびゲート金属配線をマスクにゲート絶縁膜層4をエッチングする方法によりゲート絶縁膜4’を形成し、しかる後にゲート電極5’およびゲート金属配線を陽極酸化してもよい。但し、この方法であると、陽極酸化により金属膜が膨張するために、ゲート電極金属酸化膜7の下部にアンダーカット部を生じる。
【0091】
上記実施例1のTFTアレイ基板では、ソース電極およびソース金属配線を含む層(以下ソース配線層という)が、半導体膜(n・a− Si膜)とコンタクト電極(Ti金属膜)とソース金属配線としてのソース・ドレイン金属膜(Al−Zr金属膜)の3層構造となっている。この構造であるとソース金属配線のみの一層構造のソース配線層に比較しソース配線抵抗を小さくできる。
【0092】
また、実施例1のTFTアレイ基板は、ゲート電極5’とコンタクト電極9’との間にゲート電極金属酸化膜7と不純物シリコン半導体膜(n・a− Si膜)8’との二層が介在する構造となっているので、ゲート電極−ドレイン電極間の絶縁耐圧がよい。更にこの構造では、ソース・ドレイン電極12・13(Al−Zr金属膜)と不純物シリコン半導体膜8’の間にTi金属膜からなるコンタクト電極9’が介在されているが、このコンタクト電極9’は、Al−Zr金属膜中のAlのチャネル層への侵入(マイグレーション)を抑制する。よって、この構成であると、Alの混入に起因するトランジスター特性の劣化を防止できる。
【0093】
さらにソース金属配線とゲート金属配線が、絶縁性の金属酸化膜とn・a− Si膜を介して交差する構造であるので、ゲート金属配線とソース金属配線間の絶縁耐圧に優れる。
【0094】
また、実施例1の製造方法によると、チャネル領域以外の部分では、i型シリコン半導体膜(i型a−Si膜、なおi型の低温ポリシリコン膜でもよい)に不純物シリコン半導体膜(n・a−Si膜)が積層された構造となるので、ソース・ドレイン領域を形成するための不純物拡散工程が不要となる。また、ゲート電極上のn・a−Si膜は、ゲート電極表面の酸化膜に到達するまでエッチングする方法により容易に除去できるので、上記製造方法によると、n−チャネルTFTアレイ基板の製造コストを低減できる。
【0095】
また、上記製造方法では、ガラス基板(1)表面にアンダーコート膜(2)を形成し、その上に半導体膜(i型a−Si膜)とゲート絶縁膜とを連続して形成するので、界面準位の発生の少ないチャネル部を構成できる。またアンダーコート膜が、ガラス基板中の不純物の半導体膜(3)への拡散を阻止するので、駆動安定性に優れたTFTが実現する。
【0096】
更に、上記製造方法において、ソース金属配線とコンタクト電極とを同一の材質、例えばTi金属膜で一層で形成するようにすると、更に工程数を減らすことができる。
【0097】
(実施例2)
実施例2は、上記実施例1と同様にして作製したTFTアレイ基板を用いた液晶表示装置に関する。実施例2にかかる装置の概要を表した断面図を図4に示す。先ず実施例1と同様にして3枚のマスクを用いて、第1の透明画素電極群21とこの電極を駆動するトランジスター群22とこれらを覆うシリカ保護膜17(図4には図示されていない)を有するTFTアレイ基板(第1の基板23)を製造した。なお、このTFTアレイ基板は、前記実施例1のTFTアレイ基板18と実質的に同じである。
【0098】
他方、対向基板として、ガラス基板上にカラーフィルター群24と第2の透明電極(共通電極)25と保護膜17(この保護膜としては、シリカ保護膜またはチッ化シリコン保護膜が好適に使用できる)を有する第2の基板26を公知の方法で作成した。
【0099】
次ぎに、上記第1および第2の基板の表面に、それぞれポリイミド樹脂を塗布し加熱硬化して被膜となし、この被膜の表面を一定方向にラビングして液晶配向膜27となした。この後、第1の基板23と第2の基板26とを、電極が対向するように位置合わせし、液晶の配向方向が90度ねじれるようにし、スペーサー28と接着剤29で約5ミクロンのギャップを保った空セルを作製した。この空セルのギャップ内にTN液晶(ZLI14792;メルク社製)30を注入し封口した後、セルの両外側に偏光板31、32をクロスニコルに配置し、図4に示す透過型液晶表示装置を完成させた。
【0100】
この装置の外側にバックライト33を配置し基板23の全面に光を照射しながら、ビデオ信号を用いて各々のトランジスタを駆動させたところ、矢印Aの方向に鮮明なカラー映像を表示できることが確認された。
【0101】
なお、保護膜材料としては、無機物であるシリカ膜やチッ化珪素膜が好適に使用でき、特にゾルゲル型のシリカ系無機物を用いると印刷法で選択的にシリカ膜を形成できるので都合がよい。但し、保護膜を設けることなく、直接、TFT面に液晶配向膜を形成してもよいことは勿論である。
【0102】
(実施例3)
実施例3では、2枚のマスクを使用する製造方法により、反射型液晶表示装置を作製した。実施例3にかかる反射型液晶表示装置の製造方法においては、ガラス基板上に順次堆積層を形成するステップ、すなわち前記図1a〜c、図2a〜bに示すステップについては実施例1と同様に行った。よって、これらのステップについての説明を省略し、実施例1と内容の異なる図5a〜b(図2b以降のステップ)を中心にして説明する。また、実施例1と同様の部材については同一の符号を付しその説明を省略する。
【0103】
実施例1では、図2bのソース・ドレイン金属膜層10から、ソース電極、ドレイン電極、及びソース金属配線、ドレイン金属配線を形成したが、実施例3ではこのソース・ドレイン金属膜層10からソース電極等のみならず、反射型の画素電極をも形成した。より具体的には、次のように行った。
【0104】
図2bのソース・ドレイン金属膜層10の上にホトリソ用レジストを塗布し、第2ホトリソ用レジストパターン41を形成し(図5a)、これをマスクに、ソース・ドレイン金属膜層(Al−Zr金属膜)10、コンタクト金属膜層(Ti金属膜)9、不純物シリコン半導体膜層(n・a− Si膜)8、i型シリコン半導体膜層(i型a− Si膜)3を順次エッチングし、Al−Zr金属膜からなるソース電極42と、ドレイン電極と反射型画素電極とが一体化したドレイン電極・反射型画素電極43・47と、これらに接続されたソース・ドレイン金属配線(不図示)、Ti金属膜からなるコンタクト電極44、不純物シリコン半導体膜45とi型シリコン半導体膜46の二層構造のソース・ドレイン領域、i型シリコン半導体膜46からなるチャネル領域を有するTFTおよび反射型画素電極群を形成した(図5b)。
【0105】
次いで、シラザン系の熱分解性シリカを用い印刷焼成法により前記TFT群および反射型画素電極群47(43)を覆うようにシリカ保護膜48を300nm形成し、このシリカ保護膜パターンをマスクに外部駆動回路と接続する部分のゲート電極用金属膜上の陽極酸化膜をエッチング除去した。これにより、反射型液晶表示装置に使用可能なTFTアレイ基板49(図5b)が完成した。
【0106】
本実施例では、ソース電極、ゲート電極、ソース金属配線、ゲート金属配線、および反射型画素電極が、同一の材質からなる一層の堆積層より形成した。よって、実施例1に比較し更にマスク枚数を1枚削減でき、都合2枚のマスクで液晶表示装置を製造することができた。
【0107】
さらに、本実施例では、反射型画素電極をAl−Zr金属膜で形成したが、Al−Zr金属膜からなる電極は反射特性に優れるので好ましい。但し、反射型画素電極の材料はAl−Zr金属膜に限れるものではなく、導電性と反射性を有する種々の金属または合金が使用可能である。
【0108】
なお、本実施例ではソース・ドレイン金属膜層をAl−Zr金属膜層とし、コンタクト金属膜層をTi金属膜層としたが、これらの層を一層とし同一の材料で形成することもできる。このようにすると膜形成ステップとエッチングステップを更に簡素化できる。
【0109】
(実施例4)
上記実施例3と同様な構造の反射型のTFTアレイ基板を用いて、図6に示す構造の反射型液晶表示装置を製造した。
【0110】
まず、実施例3と同様にしてマスク2枚を用いて、反射型電極群51とこの電極を駆動するトランジスター群52とがマトリックス状に配置された第1の基板53を製造した。他方、第1のTFTアレイ基板53の対向電極として、カラーフィルター群54と透明電極55を有する第2の基板56を公知の方法で作製した。そして、第1および第2の基板の表面に、それぞれポリイミド樹脂を塗布し加熱硬化させて被膜となし、被膜面を一定方向にラビングして液晶配向膜57を形成した。
【0111】
前記第1の基板53と第2の基板56とを、電極面を内側にし、スペーサー58と接着剤59で約5ミクロンのギャップを保ち、かつ液晶の配向方向が90度ねじれるように位置合わせした空セルを構成し、この空セルのギャップ内にTN液晶(ZLI14792;メルク社製)60を注入して液晶表示装置となした。そして、第2の基板56の外側に偏光板61を配置し、反射型液晶表示装置を完成させた。
【0112】
この反射型液晶表示装置に外部駆動回路を接続し、ビデオ信号を用いて各々のトランジスタを駆動したところ、矢印Aの方向に鮮明なカラー映像が表示された。この装置では、矢印Bの方向から入射した光が反射型電極群51で反射されて矢印A方向に戻ることになる。なお、上記第1、第2の基板の液晶配向膜57と電極との間にはシリカ保護膜が介在されているが、図6ではこのシリカ保護膜が省略されている。
【0113】
(実施例5)
実施例5では、インプレーンスイッチング(IPS)方式の液晶表示装置を作製した。この装置の製造方法および構造を図7〜9に基づいて説明する。なお、図7aのステップ(ガラス基板上に順次堆積層を形成するステップ)は、実施例1における図1aと使用材料および製法が同様である。
【0114】
実施例1と同様、良く洗浄した透明ガラス基板からなる絶縁性基板1の表面にアンダーコート膜2として、SiO膜をCVD法で400nm厚に堆積した。次ぎに、半導体膜層3として、不純物を混入させないi型アモルファスシリコン膜(i型a− Si膜)をプラズマCVD法で50nm厚に堆積した。更にゲート絶縁膜層4とし、プラズマCVD法を用いてSiNx膜を150nm厚に堆積した。更にゲート電極およびゲート配線用のゲート金属膜層5として、スパッタリング法を用いてAl−Zr(97:3)合金からなるAl−Zr膜を200nm程度の膜厚に堆積した(図7a)。これらの操作は真空中で連続して行った。
【0115】
次に、ゲート金属膜層5上に通常の方法で第1のホトマスクを用いて第1回目のホトリソ用のレジストパターン70・70を形成し(図7b)、ゲート金属膜層5をこのホトリソ用レジストパターン70・70で選択的にエッチングし、ゲート電極71・71’(図7b)およびゲート金属配線パターン(不図示)を形成した。レジストパターン70・70を除去した後、硼酸アンモニアを用いて調製したpH約7の電解液に基板を漬け、前記ゲート金属配線に通電する方法によりゲート電極71・71’およびゲート金属配線の表面(上面および側面)を陽極酸化した。これにより、ゲート電極71・71’およびゲート金属配線の上面および側面がAlを主成分とするゲート電極金属酸化膜72・72’で覆われるので、このゲート電極金属酸化膜72・72’をマスクにゲート絶縁膜層4をエッチングしゲート絶縁膜73・73’を形成した(図7c)。
【0116】
次いで、プラズマCVD法を用いてゲート電極金属酸化膜72・72’の上からn型不純物であるリンを含むアモルファスシリコンを堆積し50nm厚のn・a− Si膜からなるn型不純物シリコン半導体膜層74を形成し、更にスパッタリング法を用いてコンタクト金属膜層75としてTi金属膜を100nm程度蒸着した。更にソース・ドレイン金属膜層76としてAl−Zr合金からなるAl−Zr膜を200nmの膜厚に蒸着した(図8a)。
【0117】
次ぎに、ソース・ドレイン金属膜層76上に、第2のホトマスクを用いて第2回目のホトリリソ用レジストパターン77を形成し、これをマスクに、ソース・ドレイン金属膜層76、コンタクト金属膜層75、不純物シリコン半導体膜層74、i型シリコン半導体膜層3を順次エッチングした。これにより、Al−Zr金属膜からなるソース電極76’およびドレイン電極76”とこれらに接続されたソース・ドレイン金属配線、Ti金属膜からなるコンタクト電極75’、i型シリコン半導体膜3’と不純物シリコン半導体膜74’の二層構造のソース・ドレイン領域、i型シリコン半導体膜3’からなるチャネル領域を有するTFT(78)、およびi型シリコン半導体膜3”とゲート絶縁膜73’とゲート電極71’とゲート電極金属酸化膜72’とが順次積層された第1の櫛形画素電極(79)、並びにi型シリコン半導体膜3”’(a− Si膜)と不純物シリコン半導体膜74”(n・a− Si膜)とコンタクト金属膜75”(Ti金属膜)とソース・ドレイン金属膜75”’(Al−Zr金属膜)とが順次4層に積層された構造の第2の櫛形画素電極(80)とを形成した(図8b)。
【0118】
この後、シラザン系の熱分解性シリカを用いた印刷焼成法により、TFTと第1および第2の櫛形画素電極を覆うようにして300nm厚のシリカ保護膜81を形成し(図8c)、このシリカ保護膜81をマスクに外部駆動回路と接続する部分のソース・ゲート金属配線の表面の陽極酸化膜をエッチング除去した。
【0119】
以上によりIPS方式の液晶表示装置に使用できるTETアレイを完成させた。このIPS方式TFTアレイ基板の平面概念図を図9に示す。図9中、90はソース配線、91はゲート配線、92は第1櫛形電極(画素電極)、93は第2櫛形電極(共通電極)、94はTFT部分を表す。上記製造方法によると、図7bおよび図9に示す構造のIPS方式TFTアレイ基板を2枚のホトマスクの使用で製造することができる。
【0120】
なお、本実施例におけるソース配線層と第2の櫛形画素電極層は、Al−Zr金属膜(ソース・ドレイン金属膜膜)とTi金属膜(コンタクト金属膜)の二種類の金属膜が積層された構造であるが、コンタクト金属膜を無くし、かつソース電極と櫛形画素電極を同一の金属からなる一層(例えばAl−Zr合金膜)より形成するのもよい。このようにすると製造工程(蒸着またはスパッタリング)を一つ少なくすることができ、更に生産性が向上する。
【0121】
また本実施例では、ゲート電極および第1の櫛形画素電極の表面を同時に陽極酸化し上面および側面を陽極酸化膜で覆うが、この方法であると生産性よく金属導体の表面を絶縁膜で覆うことができ、ゲート電極と第1の櫛形画素電極間における電流リークの少ないTFTアレイ基板を作製することができる。また、上記製造方法であると、第1の櫛形電極部分が半導体膜層とゲート絶縁膜層とゲート金属膜層と陽極酸化膜層の4層構造となり、電極高さが第2の櫛形電極の高さとほぼ同じになるので、ラビング処理がし易い等の効果が得られる。
【0122】
また、本実施例では、ゲート電極とコンタクト電極との間に金属酸化膜と半導体膜の二層が介在しているので、ゲート電極とドレイン電極との間におけるピンホールに起因するショートが大幅に減少する。さらに、ソース金属配線とゲート金属配線および第1の櫛形画素電極とが、金属酸化膜と半導体膜とを介して交差する構造であるので、各配線間のショートが大幅に減少し、この結果として、BT(bias temperature )信頼性の高いTFTアレイ基板が得られることになる。
【0123】
なお、上記実施例(他の実施例も同様)ではTFT等を保護膜で保護する構成を採用したが、保護膜を省略することもできる。
【0124】
(実施例6)
実施例6では、上記実施例5と同様にして2枚のマスクを用いて作製したIPS方式のTFTアレイ基板を用いて、IPS方式液晶表示装置を作製した。
先ず実施例5と同様にして作製したIPS方式TFTアレイ基板の表面にポリイミイド樹脂を塗布し、加熱硬化して被膜となし、この被膜の表面をラビングして液晶配向膜となした。なお、このものを第1の基板とする。
【0125】
他方、ガラス基板の上にカラーフィルター群を載置し、その上にシリカ保護膜を形成した後、上記と同様にして液晶配向膜を形成する方法により第2の基板を作製した。そして、第1の基板と第2の基板をスペーサーと接着剤で約5ミクロンのギャップとし、かつ液晶の配向方向が90°捩じれるように、両基板の配向膜を位置合わせし対向させた。この後、セルギャップ内(空セル)にネマティック液晶を注入し、基板の外側に偏光板をクロスニコルに組み合わせてIPS方式液晶表示装置を完成した。
【0126】
この装置の外側にバックライトを配置し第1の基板全面にバックライトを照射しながら、ビデオ信号を用いて各々のトランジスタを駆動したところ、第2の基板側に鮮明なカラー映像が表示された。そして、この装置のコントラスト比10における視野角は上下左右160°であり、この実施例によると視野角特性に優れた液晶表示装置を生産性よく製造することができることが確認できた。
【0127】
(実施例7)
実施例7では、3枚のマスクを使用する製造方法により、IPS方式TFTアレイ基板作製した。この実施例7は、第1および第2の櫛形画素電極の構造が異なることを除き概ね上記実施例5と同様である。よって、実施例6と同様な部材については同一の符号を付し詳細な説明を省略する。また、実施例7の製造プロセスのうち、実施例1の図1a〜cおよび図2a〜bに示す工程については実施例1と同様である。以下、図10および図11を参照しながら、実施例7のIPS方式のTFTアレイ基板の作製方法を説明する。
【0128】
アンダーコート膜2、i型シリコン半導体膜層3、ゲート絶縁性膜層4、ゲート金属膜層5が順次積層された絶縁性基板1を用い、第1のレジストパターン100を用いたフォトグラフィ法でゲート電極71を形成し、実施例1と同様な手順でゲート電極の表面(上面および側面)を陽極酸化してゲート電極金属酸化膜72を形成した。次いで、ゲート電極金属酸化膜72の上に不純物シリコン半導体膜層74、コンタク金属膜層75、ソース・ドレイン金属膜層76を積層させた(図10a〜c)。これらの工程の詳細な内容は、実施例1の図1a〜cおよび図2aの各工程で説明したと同様である。
【0129】
次ぎに、図10cに示すように、ソース・ドレイン金属膜層76の上にホトリソ用レジストを塗布し、第2レジストパターン102を形成し(図10c)、これをマスクに、ソース・ドレイン金属膜層76、コンタクト金属膜層75、不純物シリコン半導体膜層(n+ ・a- Si膜)74、i型シリコン半導体膜層(i型a- Si膜)3を順次エッチングした。これにより、Al−Zr金属膜からなるソース電極76'とドレイン電極76"とこれらにそれぞれ接続したソース・ドレイン金属配線、Ti金属膜からなるコンタクト電極75"、および不純物シリコン半導体膜(n+ ・a- Si膜)とi型シリコン半導体膜(i型a- Si膜)の二層構造のソース・ドレイン領域、i型シリコン半導体膜(i型a- Si膜)からなるチャネル領域を有するTFTと、i型シリコン半導体膜3"'(i型a- Si膜)、不純物シリコン半導体膜74"(n+ ・a- Si膜)、コンタクト金属膜75"(Ti金属膜)、およびソース・ドレイン金属膜76"'(Al−Zr膜)が順次積層された4層構造の第2の櫛形画素電極104が形成された(図11a)。
【0130】
この後、シラザン系の熱分解性シリカを用い印刷焼成法により前記基板表面の全面を覆うようにシリカ保護膜101を300nm形成し、さらにこのシリカ保護膜101上に画素電極用としてAl−Zr合金膜をスパッタリング法を用いて100nm程度堆積した。次いで、第3回目として、第3レジストパターン106を用いたフォトグラフィ法を適用し、前記Al−Zr合金膜をエッチングして対向電極としての第1の櫛形画素電極103を形成した(図11b)。
【0131】
さらにシリカ保護膜101をマスクに外部駆動回路と接続する部分のゲート電極金属上の陽極酸化膜をエッチング除去し:出入力端子を形成した。これにより、透過型液晶表示装置用のIPS方式TFTアレイ基板が完成した。
【0132】
実施例7のIPS方式TFTアレイ基板は、シリカ保護膜を形成した後、シリカ保護膜の上に第1の櫛形画素電極を形成したが、この構造であると、第1の櫛形画素電極と第2の櫛形画素電極間の電流リークや短絡を防止することができるという効果が得られる。
【0133】
また、上記実施例において、ソース電極、ゲート電極、ソース・ゲート金属配線、および第2の櫛形画素電極を同一の材質で1層で形成すると、さらに製造工程を簡素化できる。
【0134】
ここで、TFTアレイ基板の表示画素121部分をシリカ保護膜で覆い、このシリカ保護膜をマスクに金属酸化膜をエッチング除去して出入力端子を形成する工程について説明する。図12にTFTアレイ基板の概念図を示した。図12中、120は基板、121(斜線部分)は保護膜が形成されている領域(表示画素部分)、122はソース配線またはゲート配線、123はゲート配線またはソース配線である。この図から明らかであるが、保護膜をマスクにエッチングを行うと、保護膜領域121の外側に位置する金属配線表面の酸化膜が除去される。つまり、この方法によると、新たなマスクを用いることなく、外部駆動回路との導通をはかるための出入力端子を形成することができる。
【0135】
(実施例8)
上記実施例7のIPS方式TFTアレイ基板を用いて、液晶表示装置を作製した。作製方法については、実施例5のIPS方式TFTアレイ基板に代えて実施例7のIPS方式TFTアレイ基板を用いたこと以外は、上記実施例6と同様であるので説明を省略する。
【0136】
実施例8のIPS方式液晶表示装置をビデオ信号を用いて駆動したところ、実施例6の場合と同様、広視野角の鮮明なカラー映像が表示された。
【0137】
【発明の効果】
以上に説明した通り、本発明によるとTFTアレイ基板の製造工程の簡素化を図ることができ、2または3枚のホトマスクの使用でもって従来と同等の性能を有する液晶表示装置用TFTアレイ基板を製造できる。したがって、本発明は、TFT液晶表示装置の製造コストの低減に資する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例1にかかる製造工程を説明するためのTFTアレイ基板の断面模式図である。
【図2】本発明実施例1にかかる製造工程を説明するためのTFTアレイ基板の断面模式図である。
【図3】本発明実施例1にかかる製造工程を説明するためのTFTアレイ基板の断面模式図である。
【図4】本発明実施例2にかかる液晶表示装置の断面模式図である。
【図5】本発明実施例3にかかる製造工程を説明するためのTFTアレイ基板の断面模式図である。
【図6】本発明実施例4にかかる製造工程を説明するためのTFTアレイ基板の断面模式図である。
【図7】本発明実施例5にかかる製造工程を説明するためのTFTアレイ基板の断面模式図である。
【図8】本発明実施例5にかかる製造工程を説明するためのTFTアレイ基板の断面模式図である。
【図9】本発明実施例5にかかるインプレインスイッチング方式のTFTアレイ基板の平面模式図である。
【図10】本発明実施例7にかかる製造工程を説明するためのTFTアレイ基板の断面模式図である。
【図11】本発明実施例7にかかる製造工程を説明するためのTFTアレイ基板の断面模式図である。
【図12】保護膜をマスクにして出入力端子を形成する工程を説明するための平面模式図である。
【符号の説明】
1 絶縁性基板
2 アンダーコート膜
3 i型シリコン半導体膜層
3'、3"、3"' i型シリコン半導体膜
4 ゲート絶縁膜層
4' ゲート絶縁膜
5 ゲート金属膜層
5' ゲート電極
6 第1レジストパターン
7 ゲート電極金属酸化膜
8 不純物シリコン半導体膜層
8' 不純物シリコン半導体膜
9 コンタクト金属膜層
9' コンタクト電極
10 ソース・ドレイン金属膜層
11 第2レジストパターン
12 ソース電極
13 ドレイン電極
14 インジュウム錫酸化膜層
14' 画素電極
15 第3レジストパターン
16 TFT
17 シリカ保護膜
18 TFTアレイ基板
21 第1の透明画素電極群
22 トランジスター群
23 第1の基板
24 カラーフィルター群
25 第2の透明電極
26 第2の基板
27 液晶配向膜
28 スペーサー
29 接着剤
30 液晶
31、 32 偏光板
33 バックライト
41 第2レジストパターン
42 ソース電極
43 ドレイン電極
44 コンタクト電極
45 不純物シリコン半導体膜
46 i型シリコン半導体膜
47 反射型画素電極
48 シリカ保護膜
49 TFTアレイ基板
51 反射型電極群
52 トランジスター群
53 第1の基板
54 カラーフィルター群
55 透明電極
56 第2の基板
57 液晶配向膜
58 スペーサー
59 接着剤
60 液晶
61 偏光板
70 第1レジストパターン
71、71' ゲート電極
72、72' ゲート電極金属酸化膜
73、73' ゲート絶縁膜
74 n型不純物シリコン半導体膜層
74'、74" 不純物シリコン半導体膜
75 コンタクト金属膜層
75' コンタクト電極
75" コンタクト金属膜
76、76"' ソース・ドレイン金属膜層
76' ソース電極
76" ドレイン電極
77 第2レジストパターン
78 TFT
79 第1の櫛形画素電極
80 第2の櫛形画素電極
81 シリカ保護膜
90 ソース配線
91 ゲート配線
92 第1櫛形電極
93 第2櫛形電極
94 TFT部分
100 第1レジストパターン
101 シリカ保護膜
102 第2レジストパターン
103 第1櫛形画素電極
104 第2櫛形画素電極
106 第3レジストパターン
120 基板
121 保護膜形成領域
122、123 ソース配線又はゲート配線

Claims (47)

  1. 絶縁性基板(1)上に画素電極(14')と画素電極(14')を駆動するTFT(16)とがマトリックス状に形成されたトップゲート型TFTアレイ基板であって、
    前記TFTは、
    絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜(3’)と、
    前記シリコン半導体膜(3’)のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(4')と、
    前記ゲート絶縁膜(4')の上に形成されたゲート電極(5')と、
    ゲート電極金属の表面が陽極酸化されてなる酸化膜であって、前記ゲート電極(5')の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、
    前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(12)と、
    前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うように形成されたドレイン電極(13)と、
    前記ゲート電極金属酸化膜(7)と前記ソース電極(12)の間、および前記ゲート電極金属酸化膜(7)と前記ドレイン電極(13)の間に介在されたコンタクト電極(9')と、を有し
    前記画素電極(14')は、前記TFT(16)が形成された部位以外の基板の部位に形成され、かつ前記ドレイン電極(13)とコンタクト電極(9')を介してシリコン半導体膜のドレイン領域に電気接続され、
    前記ソース電極(12)は、コンタクト電極(9')を介して前記シリコン半導体膜(3’)のソース領域に電気接続され、
    前記シリコン半導体膜(3’)のチャネル領域は、不純物を混入させないi型シリコン半導体膜で構成され、ソース領域およびドレイン領域は、上記i型シリコン半導体膜の上に不純物を混入させた不純物半導体膜(8’)を積層した複合層で構成されている、
    ことを特徴とするトップゲート型TFTアレイ基板。
  2. 前記ゲート電極金属酸化膜(7)とコンタクト電極(9')との間に、不純物シリコン半導体膜(8')が介在されていることを特徴とする、
    請求項1に記載のトップゲート型TFTアレイ基板。
  3. ゲート電極(5')に電気接続されたゲート金属配線の表面は、ゲート金属が酸化されたゲート金属酸化膜(7)で覆われており、
    ソース電極(12)に電気接続されたソース金属配線と上記ゲート金属配線とが、上記ゲート金属酸化膜とこの上に積層された不純物シリコン半導体膜(8’)を介して交差していることを特徴とする、
    請求項2に記載のトップゲート型TFTアレイ基板。
  4. 前記ソース金属配線を含むソース配線積層層は、不純物シリコン半導体膜とコンタクト金属膜とソース金属膜とが順次積層された3層構造であることを特徴とする、
    請求項に記載のトップゲート型TFTアレイ基板。
  5. 前記i型シリコン半導体膜が、不純物を混入させないi型アモルファスシリコン膜であり、前記不純物シリコン半導体膜が、n型不純物を混入させたn型アモルファスシリコン膜であることを特徴とする、
    請求項1ないし4のいずれかに記載のトップゲート型TFTアレイ基板。
  6. 絶縁性基板(1)表面と前記不純物を混入させないi型シリコン半導体膜の間に、アンダーコート膜(2)が積層されていることを特徴とする、
    請求項に記載のトップゲート型TFTアレイ基板。
  7. 絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜(3’)と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(4')と、前記ゲート絶縁膜(4')の上に形成されたゲート電極(5')と、前記ゲート電極(5')の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(12)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うように形成されたドレイン電極(13)と、を少なくも有するTFT群と、
    前記TFT(16)の形成された部位以外の基板の部位に形成され、かつ前記ドレイン電極(13)を介して前記シリコン半導体膜のドレイン領域に電気接続された画素電極群と
    を備えたトップゲート型TFTアレイ基板を製造する方法であって、
    絶縁性基板(1)上に不純物を混入しないi型シリコン半導体膜層(3)と、ゲート絶縁膜層(4)と、ゲート金属膜層(5)とを順次積層する第1積層ステップと、
    第1のレジストパターン(6)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記ゲート金属膜層(5)をエッチングしゲート電極(5')及びこれに電気接続するゲート金属配線パターンを形成する第1フォトリソステップと、
    前記ゲート電極(5')およびゲート金属配線パターンの表面を陽極酸化法を用いて酸化し、前記ゲート電極(5')の上面及び側面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)とゲート金属配線パターンの上面及び側面を覆うゲート金属配線酸化膜とを形成する金属酸化膜形成ステップと、
    前記酸化膜をマスクに前記ゲート絶縁膜層(4)をエッチングしゲート絶縁膜(4')を形成するゲート絶縁膜形成ステップと、
    前記ゲート絶縁膜形成ステップの後、不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(8)とコンタクト金属膜層(9)とソース・ドレイン金属膜層(10)とを順次積層する第2積層ステップと、
    第2のレジストパターン(11)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記第2積層ステップで積層したソース・ドレイン金属膜層(10)とコンタクト金属膜層(9)と不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(8)と不純物を混入させないi型シリコン半導体膜層(3)とを順次エッチングし、基板上にTFT(16)を形成する第2フォトリソステップと、
    前記TFT(16)の上に画素電極膜層(14)を堆積し、しかる後、第3のレジストパターン(15)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記画素電極膜層(14)をエッチングして前記ドレイン電極(13)に接続された画素電極(14')群を形成する画素電極形成第3フォトリソステップと、
    を少なくとも備えるトップゲート型TFTアレイ基板の製造方法。
  8. 前記i型シリコン半導体膜層(3)が、不純物を混入しないi型アモルファスシリコン膜層であり、
    前記不純物シリコン半導体膜層(8)が、不純物を混入させた不純物アモルファスシリコン膜層であることを特徴とする、
    請求項に記載のトップゲート型TFTアレイ基板の製造方法。
  9. 前記第2フォトリソステップにおいて、前記ゲート電極金属酸化膜(7)上に積層された各層を前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面に到達するまで順次エッチングし、ソース電極(12)とドレイン電極(13)を形成することを特徴とする、
    請求項に記載のトップゲート型TFTアレイ基板の製造方法。
  10. 少なくとも前記i型シリコン半導体膜層(3)と前記ゲート絶縁膜層(4)と前記ゲート金属膜層(5)とを連続して形成することを特徴とする、
    請求項ないしのいずれかに記載のトップゲート型TFTアレイ基板の製造方法。
  11. 前記第1積層ステップにおいて、絶縁性基板(1)表面にアンダーコート膜を積層した後、前記i型シリコン半導体膜層を形成することを特徴とする、
    請求項10に記載のトップゲート型TFTアレイ基板の製造方法。
  12. 絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜(3’)と、前記シリコン半導体膜(3’)のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(4')と、前記ゲート絶縁膜(4')の上に形成されたゲート電極(5')と、前記ゲート電極(5')の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(12)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(13)と、を有するTFT群と、前記TFT(16)の形成された部位以外の基板部位に形成され、かつ前記ドレイン電極(13)を介して前記シリコン半導体膜のドレイン領域に電気接続された画素電極群とを備えたトップゲート型TFTアレイ基板を製造するTFTアレイ基板製造工程と、
    前記TFTアレイ基板の表面に液晶配向膜を形成し第1の基板となす配向膜形成工程と、
    前記第1の基板と、カラーフィルター群と対向電極とを有する第2の基板とを、電極面を内側にして重ね合わせ、両基板の間隙に液晶を封入して液晶表示装置となす装置組立工程と、
    を備える液晶表示装置の製造方法であって、
    前記TFTアレイ基板製造工程が、
    絶縁性基板(1)上に不純物を混入しないi型シリコン半導体膜層(3)と、ゲート絶縁膜層(4)と、ゲート金属膜層(5)とを順次積層する第1積層ステップと、
    第1のレジストパターン(6)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記ゲート金属膜層(5)をエッチングしゲート電極(5')及びこれに電気接続するゲート金属配線パターンを形成する第1フォトリソステップと、
    前記ゲート電極(5')およびゲート金属配線パターンの表面を陽極酸化法を用いて酸化し、前記ゲート電極(5')の上面及び側面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)とゲート金属配線パターンの上面及び側面を覆うゲート金属配線酸化膜とを形成する金属酸化膜形成ステップと、
    前記酸化膜をマスクに前記ゲート絶縁膜層(4)をエッチングしゲート絶縁膜(4')を形成するゲート絶縁膜形成ステップと、
    前記ゲート絶縁膜形成ステップの後、不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(8)とコンタクト金属膜層(9)とソース・ドレイン金属膜層(10)とを順次積層する第2積層ステップと、
    第2のレジストパターン(11)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記第2積層ステップで積層した各層およびi型シリコン半導体膜層(3)を順次エッチングしTFT(16)を形成する第2フォトリソステップと、
    前記第2フォトリソステップの後、基板表面にさらに画素電極膜層(14)を堆積し、しかる後、第3のレジストパターン(15)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記画素電極膜層(14)をエッチングして前記ドレイン電極(13)に接続された画素電極(14')群を形成する画素電極形成第3フォトリソステップと、を少なくとも備える、
    ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  13. 前記画素電極形成ステップと配向膜形成ステップとの間に、基板上に形成されたTFTと画素電極を保護膜で覆う保護膜積層ステップを備えることを特徴とする、
    請求項12に記載の液晶表示装置の製造方法。
  14. 絶縁性基板上にTFTと、前記TFTで駆動される反射型画素電極とがマトリックス状に形成された反射型のTFTアレイ基板であって、
    前記TFTは、
    絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、
    前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(4')と、
    前記ゲート絶縁膜(4')の上に形成されたゲート電極(5')と、
    ゲート電極金属の表面が陽極酸化されてなる酸化膜であって、前記ゲート電極(5')の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、
    前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(42)と、
    前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うように形成された、反射型画素電極を兼ねるドレイン電極(43)と、を有し、
    更に前記ゲート電極金属酸化膜(7)と前記ソース電極(42)の間、および前記ゲート電極金属酸化膜(7)と前記ドレイン電極(43)の間には、不純物を混入した不純物シリコン半導体膜(45)と、コンタクト電極(44)とが順次介在されており、
    前記シリコン半導体膜のチャネル領域は、不純物を混入させないi型シリコン半導体膜で構成され、ソース領域およびドレイン領域は、上記i型シリコン半導体膜の上に不純物を混入させた不純物半導体膜を積層した複合層で構成されている、
    ことを特徴とする反射型のTFTアレイ基板。
  15. ゲート電極(5')に電気接続されたゲート金属配線の表面は、ゲート金属が酸化されたゲート金属酸化膜で覆われており、これらの膜を介して、ソース電極(42)に電気接続されたソース金属配線とゲート金属配線とが交差していることを特徴とする、
    請求項14に記載の反射型のTFTアレイ基板。
  16. 前記i型シリコン半導体膜が、不純物を混入させないi型アモルファスシリコン膜であり、前記不純物シリコン半導体膜が、n型不純物を混入させたn型アモルファスシリコン膜であることを特徴とする、
    請求項14または15に記載の反射型のTFTアレイ基板。
  17. 前記ソース金属配線を含むソース配線積層層は、不純物シリコン半導体膜とコンタクト金属膜とソース金属膜とが順次積層された3層構造であることを特徴とする、
    請求項14ないし16のいずれかに記載の反射型のTFTアレイ基板。
  18. 絶縁性基板(1)表面と前記不純物を混入させないi型シリコン半導体膜の間に、アンダーコート膜(2)が積層されていることを特徴とする、
    請求項16または17に記載の反射型のTFTアレイ基板。
  19. 絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(4')と、前記ゲート絶縁膜(4')の上に形成されたゲート電極(5')と、前記ゲート電極(5')の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(42)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(43)とを有し、前記ドレイン電極(43)が反射型画素電極(47)を兼ねることを特徴とする反射型TFTアレイ基板の製造方法であって、
    少なくとも、絶縁性基板(1)上に不純物を混入しないi型シリコン半導体膜層(3)と、ゲート絶縁膜層(4)と、ゲート金属膜層(5)とを順次積層する第1積層ステップと、
    第1のレジストパターン(6)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記ゲート金属膜層(5)をエッチングしゲート電極(5')及びこれに電気接続するゲート金属配線パターンを形成する第1フォトリソステップと、
    前記ゲート電極(5')およびゲート金属配線パターンの表面を陽極酸化法を用いて酸化し、前記ゲート電極(5')の上面及び側面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、ゲート金属配線パターンの上面及び側面を覆うゲート金属配線酸化膜とを形成する金属酸化膜形成ステップと、
    前記酸化膜をマスクに前記ゲート絶縁膜層(4)をエッチングしゲート絶縁膜(4')を形成するゲート絶縁膜形成ステップと、
    前記ゲート絶縁膜形成ステップの後、不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(8)とコンタクト金属膜層(9)と光反射性を有するソース・ドレイン金属膜層(10)とを順次積層する第2積層ステップと、
    第2のレジストパターン(41)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記第2積層ステップで積層したソース・ドレイン金属膜層(10)とコンタクト金属膜層(9)と不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(8)と不純物を混入させないi型シリコン半導体膜層(3)とを順次エッチングして、TFTと、ドレイン電極と一体化した反射型画素電極(47)とを形成する第2フォトリソステップと、
    を備える反射型のTFTアレイ基板の製造方法。
  20. 前記i型シリコン半導体膜層(3)が、不純物を混入しないi型アモルファスシリコン膜層であり、
    前記不純物シリコン半導体膜層(8)が、n型不純物を混入させたn型不純物アモルファスシリコン膜層であることを特徴とする、
    請求項19に記載の反射型のTFTアレイ基板の製造方法。
  21. 前記第2フォトリソステップにおいて、前記ゲート電極金属酸化膜(7)上に積層された各層を前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面に到達するまで順次エッチングし、少なくともソース電極(42)と反射型画素電極を兼ねるドレイン電極(43)とを形成することを特徴とする、
    請求項20に記載の反射型のTFTアレイ基板の製造方法。
  22. 前記ソース・ドレイン金属膜層(10)を、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成することを特徴とする、
    請求項21に記載の反射型のTFTアレイ基板の製造方法。
  23. 第1積層ステップにおいて、絶縁性基板表面とシリコン半導体膜の間にアンダーコート膜を形成することを特徴とする、
    請求項項19ないし22のいずれかに記載の反射型のTFTアレイ基板の製造方法。
  24. 絶縁性基板上に反射型画素電極と反射型画素電極を駆動するTFTとがマトリックス状に形成された反射型のTFTアレイ基板の表面に、更に液晶配向膜の形成された第1の基板と、
    カラーフィルターとこのカラーフィルター上に対向電極が載置された第2の基板とが、電極面を内側にして対向し、両基板の隙間に液晶が封入された構造の反射型の液晶表示装置において、
    前記反射型TFTアレイ基板が、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、
    前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(4')と、
    前記ゲート絶縁膜(4')の上に形成されたゲート電極(5')と、
    ゲート電極金属の表面が陽極酸化されてなる酸化膜であって、前記ゲート電極(5')の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、
    前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(42)と、
    前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うように形成された、反射型画素電極を兼ねるドレイン電極(43)と、を有し、
    更に前記ゲート電極金属酸化膜(7)と前記ソース電極(42)の間、および前記ゲート電極金属酸化膜(7)と前記ドレイン電極(43)の間には、不純物を混入した不純物シリコン半導体膜(45)と、コンタクト電極(44)とが順次介在されており、
    前記シリコン半導体膜のチャネル領域は、不純物を混入させないi型シリコン半導体膜で構成され、ソース領域およびドレイン領域は、上記i型シリコン半導体膜の上に不純物を混入させた不純物半導体膜を積層した複合層で構成されている、
    ことを特徴とする反射型の液晶表示装置。
  25. 前記反射型TFTアレイ基板の表面が保護膜で覆われており、この保護膜の上に前記液晶配向膜が形成されていることを特徴とする、
    請求項24に記載の反射型の液晶表示装置。
  26. 前記保護膜は、無機物で構成されていることを特徴とする、
    請求項25に記載の反射型の液晶表示装置。
  27. 絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(4')と、前記ゲート絶縁膜(4')の上に形成されたゲート電極(5')と、前記ゲート電極(5')の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(42)と、前記ゲート電極金属酸化膜(7)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(43)とを有し、前記ドレイン電極(43)が反射型画素電極を兼ねる構造の反射型TFTアレイ基板を作製する工程と、
    前記反射型TFTアレイ基板の表面に液晶配向膜を形成する第1の基板作製工程と、
    前記第1の基板と、カラーフィルター群と対向電極とが載置された第2の基板とを、電極面を内側にして重ね合わせ、両基板の間隙に液晶を封入し液晶セルとなす液晶セル組立工程と、を備える液晶表示装置の製造方法であって、
    前記反射型TFTアレイ基板作製工程が、
    少なくとも、絶縁性基板(1)上に不純物を混入しないi型シリコン半導体膜層(3)と、ゲート絶縁膜層(4)と、ゲート金属膜層(5)とを順次積層する第1積層ステップと、
    第1のレジストパターン(6)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記ゲート金属膜層(5)をエッチングしゲート電極(5')及びこれに電気接続するゲート金属配線パターンを形成する第1フォトリソステップと、
    前記ゲート電極(5')およびゲート金属配線パターンの表面を陽極酸化法を用いて酸化し、前記ゲート電極(5')の上面及び側面を覆うゲート電極金属酸化膜(7)と、ゲート金属配線パターンの上面及び側面を覆うゲート金属配線酸化膜とを形成する金属酸化膜形成ステップと、
    前記酸化膜をマスクに前記ゲート絶縁膜層(4)をエッチングしゲート絶縁膜(4')を形成するゲート絶縁膜形成ステップと、
    前記ゲート絶縁膜形成ステップの後、不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(8)とコンタクト金属膜層(9)と光反射性のソース・ドレイン金属膜層(10)とを順次積層する第2積層ステップと、
    第2のレジストパターン(41)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記第2積層ステップで積層した各層およびi型シリコン半導体膜層(3)を順次エッチングし、ソース電極と、反射型画素電極を兼ねるドレイン電極とを形成する第2フォトリソステップと、
    を有することを特徴とする反射型の液晶表示装置の製造方法。
  28. 前記反射型TFTアレイ基板作製工程と配向膜形成工程との間に、前記反射型TFTアレイ基板の表面を保護膜で覆う保護膜形成ステップを追加したことを特徴とする、
    請求項27に記載の反射型の液晶表示装置。
  29. 絶縁性基板(1)上に第2の櫛形画素電極部(80)と、対向電極としての第1の櫛形画素電極部(79)と、前記第2の櫛形画素電極(80)を駆動するTFT(78)とがマトリックス状に形成されたインプレーンスイッチング方式TFTアレイ基板であって、
    前記TFT(78)は、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、
    前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(73)と、
    前記ゲート絶縁膜(73)の上に形成されたゲート電極(71)と、
    ゲート電極金属の表面が陽極酸化されてなる酸化膜であって、前記ゲート電極(71)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、
    前記ゲート電極金属酸化膜(72)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(76')と、
    前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(76")と、を有し、
    前記シリコン半導体膜のチャネル領域が、不純物を混入しないi型シリコン半導体膜(3')で構成され、
    ソース領域およびドレイン領域は、不純物を混入しないi型シリコン半導体膜(3')と不純物を混入した不純物シリコン半導体膜(74')の二層で構成され、
    前記不純物シリコン半導体膜(74')が、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の側面を直接覆い、かつ前記不純物シリコン半導体膜(74 ' )と前記ソース電極(76 ' )の間、および前記不純物シリコン半導体膜(74 ' )とドレイン電極(76 " )の間には、コンタクト電極(75 ' )が介在された構造であり、
    前記第1の櫛形画素電極部(79)は、前記TFT(78)の形成された部位以外の基板部位に形成され、前記絶縁性基板(1)上に堆積された第1画素シリコン半導体膜(3")と、前記第1画素シリコン半導体膜(3")上に形成された第1画素絶縁膜(73')と、前記第1画素絶縁膜(73')の上に形成された第1画素電極(71')と、前記第1画素電極(71')の上面および側面を覆う陽極酸化膜からなる第1画素電極酸化膜(72')とで構成されている、
    ことを特徴とするインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
  30. 前記第2の櫛形画素電極部(80)は、TFT(78)および第1の櫛形画素電極部(79)の形成された基板部位以外の絶縁性基板(1)上に形成され、少なくとも前記シリコン半導体膜と同質のシリコン半導体膜の層と、前記ソース電極(76')と同質の金属膜の層とが積層された構造である、
    請求項29に記載のインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
  31. 前記第2の櫛形画素電極部(80)は、ソース領域のシリコン半導体膜層を含む積層構造と同一の積層構造で形成されていることを特徴とする、
    請求項29または30に記載のインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
  32. 絶縁性基板(1)と前記シリコン半導体膜の間にアンダーコート膜(2)が形成されていることを特徴とする、
    請求項29ないし31のいずれかに記載のインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
  33. 絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(73)と、前記ゲート絶縁膜(73)の上に形成されたゲート電極(71)と、前記ゲート電極(71)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(76')と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(76")と、を有する構造のTFT(78)と、
    前記TFT(78)の形成された部位以外の基板部位に形成され、前記絶縁性基板(1)上に堆積された第1画素シリコン半導体膜(3")と、前記第1画素シリコン半導体膜(3")上に形成された第1画素絶縁膜(73')と、前記第1画素絶縁膜(73')の上に形成された第1画素電極(71')と、前記第1画素電極(71')の上面および側面を覆う第1画素電極酸化膜(72')とで構成された対向電極部としての第1の櫛形画素電極部(79)と、第2の櫛形画素電極部(80)と、が同一基板上に形成されてなるインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板を製造する方法であって、
    絶縁性基板(1)上に不純物を混入しないi型シリコン半導体膜層(3)と、ゲート絶縁膜層(4)と、ゲート金属膜層(5)とを順次積層する第1積層ステップと、
    第1のレジストパターン(70)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記ゲート金属膜層(5)をエッチングしゲート電極(71)及びこれに電気接続するゲート金属配線パターン、並びに第1画素電極(71')を形成する第1フォトリソステップと、
    前記ゲート電極(71)およびゲート金属配線パターン並びに第1画素電極(71')の表面を陽極酸化法を用いて酸化し、ゲート電極(71)の上面及び側面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、ゲート金属配線パターンの上面及び側面を覆うゲート金属配線酸化膜と、第1画素電極(71')の上面及び側面を覆う第1画素電極酸化膜(72')を形成する金属酸化膜形成ステップと、
    前記酸化膜をマスクにゲート絶縁膜層(4)をエッチングしゲート絶縁膜(73)及び第1画素絶縁膜(73')を形成する絶縁膜形成ステップと、
    前記ゲート絶縁膜形成ステップの後、不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(74)とコンタクト金属膜層(75)とソース・ドレイン金属膜層(76)とを順次積層する第2積層ステップと、
    第2のレジストパターン(77)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記第2積層ステップで積層したソース・ドレイン金属膜層(76)とコンタクト金属膜層(75)と不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(74)と不純物を混入させないi型シリコン半導体膜層(3)とを順次エッチングし、TFT(78)と第2の櫛形画素電極部(80)と第1の櫛形画素電極部(79)とを形成する第2フォトリソステップと、
    を少なくとも備えるインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板の製造方法。
  34. 前記i型シリコン半導体膜層(3)が、不純物を混入しないi型アモルファスシリコン膜層であり、
    前記不純物シリコン半導体膜層(74)が、n型不純物を混入させたn型不純物アモルファスシリコン膜層であることを特徴とする、
    請求項33に記載のインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板の製造方法。
  35. 前記第2の櫛形画素電極部(80)は、シリコン半導体膜層を含むソース領域の各層からなる積層構造と同一に形成されていることを特徴とする、
    請求項33または34のいずれかに記載のインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
  36. 前記第1積層ステップにおいて、絶縁性基板(1)とシリコン半導体膜の間にアンダーコート膜を形成することを特徴とする、
    請求項33ないし35のいずれかに記載のインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板の製造方法。
  37. 絶縁性基板(1)上に第2の櫛形画素電極部(80)と、対向電極としての第1の櫛形画素電極部(79)と、前記第2の櫛形画素電極を駆動するTFT(78)とがマトリックス状に形成されたインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板の表面に更に液晶配向膜が形成された第1の基板と、少なくともカラーフィルターを備えた第2の基板とが、画素電極及びカラーフィルター面を内側にして対向し、両基板の隙間に液晶が封入された構造のインプレーンスイッチング方式の液晶表示装置であって、
    前記TFT(78)が、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(73)と、前記ゲート絶縁膜(73)の上に形成されたゲート電極(71)と、ゲート電極金属の表面が陽極酸化されてなる酸化膜であって、前記ゲート電極(71)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(76')と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(76")と、を有する構造であり、
    前記第1の櫛形画素電極部(79)が、前記TFT(78)の形成された部位以外の基板部位に形成され、前記絶縁性基板(1)上に堆積された第1画素シリコン半導体膜(3")と、前記第1画素シリコン半導体膜(3")上に形成された第1画素絶縁膜(73')と、前記第1画素絶縁膜(73')の上に形成された第1画素電極(71')と、第1画素電極金属の表面が陽極酸化されてなる酸化膜であって前記第1画素電極(71')の上面および側面を覆う第1画素電極酸化膜(72')とで構成され、
    前記第2の櫛形画素電極部(80)の構造が、ソース領域のシリコン半導体膜層を含む各層からなる積層構造と同一である、
    ことを特徴とするインプレーンスイッチング方式の液晶表示装置。
  38. 前記インプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板表面と液晶配向膜との間に保護膜が介在されていることを特徴とする、
    請求項37に記載のインプレーンスイッチング方式の液晶表示装置。
  39. 絶縁性基板(1)上に第2の櫛形画素電極部(104)と、対向電極としての第1の櫛形画素電極部(103)と、前記第2の櫛形画素電極部(104)を駆動するTFT(78)とがマトリックス状に形成されたインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板であって、
    前記TFT(78)は、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(73)と、前記ゲート絶縁膜(73)の上に形成されたゲート電極(71)と、ゲート電極金属の表面が陽極酸化されてなる酸化膜であって、前記ゲート電極(71)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(76')と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(76")と、を有する構造であり、
    前記第2の櫛形画素電極部(104)は、ソース領域のシリコン半導体膜層を含む積層構造と同一の積層構造であり、前記TFT(78)の形成された部位以外の基板部位に形成されており、
    前記TFT(78)および前記第2の櫛形画素電極部(104)の表面は、保護膜(101)で覆われ、
    前記第1の櫛形画素電極部(103)は、前記保護膜(101)上でかつ前記TFT(78)および前記第2の櫛形画素電極部(104)の形成された部位以外の基板部位に形成されている、
    ことを特徴とするインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
  40. 前記第1の櫛形画素電極部(103)は、ソース電極(76')と同質の金属で構成されていることを特徴とする、
    請求項39に記載のインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
  41. 前記i型シリコン半導体膜層(3)が、不純物を混入しないi型アモルファスシリコン膜層であり、
    前記不純物シリコン半導体膜層(74)が、n型不純物を混入させたn型不純物アモルファスシリコン膜層であることを特徴とする、
    請求項39または40に記載のインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
  42. 絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(73)と、前記ゲート絶縁膜(73)の上に形成されたゲート電極(71)と、前記ゲート電極(71)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(76')と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(76")と、を有する構造のTFT(78)と、
    前記TFT(78)の形成された部位以外の基板部位に形成された第の櫛形画素電極部(104)と、
    前記TFT(78)および前記第2の櫛形画素電極部(104)を含む基板表面を覆う保護膜(101)と、
    前記TFT(78)および前記第2の櫛形画素電極部(104)の形成された部位以外の基板の表面で、かつ前記保護膜(101)上に形成された対向電極としての第1の櫛形画素電極(103)と、
    を有するインプレーンスイッチング方式TFTアレイ基板の製造方法であって、
    前記製造方法は、
    絶縁性基板(1)上に不純物を混入しないi型シリコン半導体膜層(3)と、ゲート絶縁膜層(4)と、ゲート金属膜層(5)とを順次積層する第1積層ステップと、
    第1のレジストパターン(100)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記ゲート金属膜層(5)をエッチングしゲート電極(71)及びこれに電気接続するゲート金属配線パターンを形成する第1フォトリソステップと、
    前記ゲート電極(71)およびゲート金属配線パターンの表面を陽極酸化法を用いて酸化し、ゲート電極(71)の上面及び側面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、ゲート金属配線パターンの上面及び側面を覆うゲート金属配線酸化膜とを形成する金属酸化膜形成ステップと、
    前記酸化膜をマスクにゲート絶縁膜層(4)をエッチングしゲート絶縁膜(73)を形成する絶縁膜形成ステップと、
    前記ゲート絶縁膜形成ステップの後、不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(74)とコンタクト金属膜層(75)とソース・ドレイン金属膜層(76)とを順次積層する第2積層ステップと、
    第2のレジストパターン(102)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記第2積層ステップで積層したソース・ドレイン金属膜層(76)とコンタクト金属膜層(75)と不純物を混入させた不純物シリコン半導体膜層(74)と不純物を混入させないi型シリコン半導体膜層(3)とを順次エッチングし、TFT(78)と第2の櫛形画素電極部(104)とを形成する第2フォトリソステップと、
    前記第2フォトリソステップ後、基板表面に形成された前記TFT(78)および前記第2の櫛形画素電極部(104)の表面を覆う保護膜層(101)を堆積する保護膜堆積ステップと、
    前記保護膜層(101)上に第1の櫛形画素電極形成用の金属膜層を堆積する金属膜堆積ステップと、
    前記金属膜堆積ステップの後、第3のレジストパターン(106)を用いたフォトリソグラフィ法で、前記金属膜層をエッチングし、対向電極としての第1の櫛形画素電極(103)を形成する第1櫛形画素電極形成第3フォトリソステップと、
    を少なくとも備えるインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板の製造方法。
  43. 前記i型シリコン半導体膜層(3)が、不純物を混入しないi型アモルファスシリコン膜層であり、
    前記不純物シリコン半導体膜層(74)が、n型不純物を混入させたn型不純物アモルファスシリコン膜層であることを特徴とする、
    請求項42に記載のインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板の製造方法。
  44. 前記第2の櫛形画素電極部(104)は、シリコン半導体膜層を含むドレイン領域の各層からなる積層構造と同一の構造に形成されていることを特徴とする、
    請求項43に記載のインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板。
  45. 前記第1積層ステップにおいて、絶縁性基板(1)とシリコン半導体膜の間にアンダーコート膜を形成することを特徴とする、
    請求項42ないし44のいずれかに記載のインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板の製造方法。
  46. 第2の櫛形画素電極部(104)と、前記第2の櫛形画素電極部を駆動するTFT(78)と、少なくとも前記第2の櫛形画素電極部(104)とTFT(78)の表面を覆うシリコン保護膜の上に形成された対向電極としての第1の櫛形画素電極部(103)と、を有するインプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板の表面に更に液晶配向膜の形成された第1の基板と、少なくともカラーフィルターを備える第2の基板とが、画素電極及びカラーフィルター面を内側にして対向し、両基板の隙間に液晶が封入された構造のインプレーンスイッチング方式の液晶表示装置であって、
    前記TFT(78)が、絶縁性基板(1)上に堆積されたシリコン半導体膜と、
    前記シリコン半導体膜のチャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜(73)と、
    前記ゲート絶縁膜(73)の上に形成されたゲート電極(71)と、
    ゲート電極金属の表面が陽極酸化されてなる酸化膜であって、前記ゲート電極(71)の表面を覆うゲート電極金属酸化膜(72)と、
    前記ゲート電極金属酸化膜(72)の上面において互いに離間する電極であって、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともソース領域側の側面とソース領域を覆うソース電極(76')と、前記ゲート電極金属酸化膜(72)の少なくともドレイン領域側の側面とドレイン領域を覆うドレイン電極(76")と、を有する構造であり、
    前記第2の櫛形画素電極部(104)が、ソース領域のシリコン半導体膜層を含む各層からなる積層構造と同一の構造であり、前記TFT(78)の形成された部位以外の基板部位に形成されており、
    前記TFT(78)および前記第の櫛形画素電極部(104)の表面が、保護膜(101)で覆われ、
    前記第1の櫛形画素電極部(103)が、前記保護膜(101)上でかつ前記TFT(78)および前記第2の櫛形画素電極部(104)の形成された部位以外の基板部位に形成されている、
    ことを特徴とするインプレーンスイッチング方式の液晶表示装置。
  47. 前記インプレーンスイッチング方式のTFTアレイ基板表面と液晶配向膜との間に第2の保護膜が介在されていることを特徴とする、
    請求項46に記載のインプレーンスイッチング方式の液晶表示装置。
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