JP3647543B2

JP3647543B2 - 半導体装置

Info

Publication number: JP3647543B2
Application number: JP5833196A
Authority: JP
Inventors: 達也大堀; 美智子竹井; 宏勇張; 広樹安達
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1996-02-20
Filing date: 1996-02-20
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2016-02-20
Also published as: JPH09230384A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本明細書で開示する発明は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の画素領域の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、アクティブマトリクス型の液晶表示装置が知られている。これは、ガラス基板または石英基板上にマトリクス状に画素を配置し、この画素のそれぞれに薄膜トランジスタを配置し、この薄膜トランジスタでもって画素電極に出入りする電荷を制御する構成を有している。
【０００３】
このような構成においては、格子状に配置されたソース線とゲイト線に薄膜トランジスタのソース領域とゲイト電極とを接続する構成が必要とされる。
【０００４】
また、画素電極の縁を覆って設けられたＢＭ（ブラックマトリクス）という遮光膜が必要とされる。
【０００５】
ＢＭは、金属膜で構成されており、画素領域においては、画素電極の部分以外を遮光するような配置される。
【０００６】
このゆうな構成において、ソース線の薄膜トランジスタとの接続部とＢＭとがショートしてしまう問題が生じる。
【０００７】
図２（Ｂ）に薄膜トランジスタの活性層２０２の一部とソース線２０６とが重なる分の断面の概要を示す。図２（Ａ）に示すのは、図２（Ｂ）に示す断面を上から見た状態である。
【０００８】
図２において、２０１がガラス基板また石英基板であり、２０２が下地膜である酸化珪素膜である。そして２０３が薄膜トランジスタの活性層であり、図に示されているのは、そのソース領域の部分である。
【０００９】
そして２０４がゲイト絶縁膜として機能する酸化珪素膜であり、２０５が第１の層間絶縁膜膜である。そしてゲイト絶縁膜２０４と第１の層間絶縁膜２０５に開口が形成され、そこでソース線２０６が活性層２０３の一部にコンタクトしている。
【００１０】
コンタクト部は、通常図２（Ａ）の２０９で示されるような四角形、または円形形状を有している。
【００１１】
ソース線２０６上には第２の層間絶縁膜２０７が設けられており、その上にブラックマトリクス２０８が設けられている。
【００１２】ここで、コンタクト部２０９の寸法は２μｍ角乃至５μｍ角程度である。そしてその深さは第１の層間絶縁膜の厚さ分である３００ｎｍ〜５００ｎｍ程度である。また、ソース線２０６の厚さは３００ｎｍ程度である。さらに、第２の層間絶縁物絶縁膜の厚さは３００ｎｍ程度である。
【００１３】
このような構成において、ソース線２０６および第２の層間絶縁膜２０７の被覆性が必ずしも良くないことから、２１０で示される領域において、ＢＭ２０８とソース線２０６とのショートが発生してしまう。
【００１４】
特に第２の層間絶縁膜のコンタクト開口内部における被覆性が悪く、開口内部の側面においては、その膜厚は極端に薄くなってしまっている領域も存在する。このような領域では、ＢＭ２０８を構成する材料とソース線２０６とがコンタクトしてしまう自体は生じてしまう。
【００１５】
この現象は確率の問題ではあるが、数十万以上のコンタクト部を形成する必要のあるアクティブマトリクス型の液晶表示装置においては、不良の発生の大きな原因となる。
【００１６】
この問題を解決するには、第２の層間絶縁膜２０７の膜厚を厚くすることが考えられる。しかし、２１０の領域にはピンホールは形成されやすく、そこを伝わってソース線２０６とＢＭ２０８とのショートが生じやすい。
【００１７】
従って、第２の層間絶縁膜２０７の膜厚を厚くすることは、それほど効果的なことではない。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本明細書で開示する発明は、多層配線が必要とされるアクティブマトリクスが型の液晶表示装置の構成において、ＢＭと配線とが意図しないコンタクトを形成してしまうことを防ぐ構成を提供することを課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本明細書で開示する発明の一つは、図１にその具体的な構成を示すように、
第１の配線または電極または半導体１０３上に形成された第１の絶縁膜１０４および／または１０５と、
前記第１の絶縁膜上に形成された第２の配線１０６と、
前記第１の絶縁膜に形成された第１の開口と、
前記第２の配線上に形成された第２の絶縁膜１１０と、
前記第２の絶縁膜上に形成された金属膜１０８と、
を有し、
前記第１の絶縁膜に形成された第１の開口を介して前記第１の配線または電極または半導体と前記第２の配線とが接続されており、
前記金属膜の前記第１の開口に対応する領域には、第２の開口１０７が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
他の発明の構成は、図１にその具体的な例を示すように、
薄膜トランジスタの活性層１０３上に形成された第１の絶縁膜１０４および／または１０５と、
前記第１の絶縁膜上に形成されたソース線１０６と、
前記第１の絶縁膜に形成された第１の開口と、
前記第ソース線上に形成された第２の絶縁膜１１０と、
前記第２の絶縁膜上に形成されたブラックマトリクスを構成する金属膜１０８と、
を有し、
前記第１の絶縁膜に形成された第１の開口を介して前記活性層と前記ソース線とが接続されており、
前記ブラックマトリクスを構成する金属膜の第１の開口に対応する領域には、第２の開口１０７が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
【実施例】
〔実施例１〕
図１に本実施例の構成の概略を示す。図１（Ａ）はコンタクト部を上面から見た図であり、図１（Ｂ）はコンタクト部の断面を示したものである。
【００２２】
図１（Ｂ）には、ガラス基板１０１上に下地膜として酸化珪素膜１０２は成膜され、さらにその上に結晶性珪素膜でなる薄膜トランジスタの活性層１０３が形成され、この活性層１０３にゲイト絶縁膜１０４と第１の層間絶縁膜１０５に開けた開口を介してソース１０６がコンタクトしている構成が示されている。
【００２３】
１１０はソース線１０６を覆って設けられただ第２の層間絶縁膜であり、その上にＢＭ１０８が設けられている。
【００２４】
ここで重要なのは、コンタクト１１１が形成される領域に合わせて、ＢＭ１０８に開口１０７が形成されていることである。なおこの開口１０７の縁が１０９で示される。
【００２５】
この開口１０７は、ＢＭを各画素に対応したものにパターニングする際に同時に行われる。従って、従来の構成に比較して特にマスクが増えるというようなことはない。
【００２６】
このような構成とすることにより、ＢＭ１０８とソース線１０６はショートするような問題を解決することができる。なお、ソース線の部分にＢＭが一部存在していなくても特に問題とはならない。
【００２７】
〔実施例２〕
本実施例は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の他部の構造に関する。アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、ゲイト線とソース線とが格子状に配置された構成を有している。
【００２８】
ここでゲイト線がマトリクス状の行方向に配置された薄膜トランジスタのゲイト電極に接続される。そしてソース線は、マトリクス状に配置された列方向の薄膜トランジスタのソースに接続される。
【００２９】
従って、完成後においては、ゲイト線とソース線とは直接接続されていない。しかし、装置の作製過程においては、両者を同電位とするためにゲイト線とソース線とは接続されている。（液晶パネルの完成後に切断される）
【００３０】
ソース線とゲイト線とは層間絶縁膜を介して上下に分離絶縁されている。しかし、この場合も図２で示したようにブラックマトリクスとソース線とのショートが問題となる。これは、ソース線とゲイト線とのコンタクト部分の断面形状が複雑になることに起因する。
【００３１】
図３の本実施例の概略の構成を示す。図３に示されるのは、ガラス基板１０１上に形成された下地膜１０２とゲイト絶縁膜１０３、さたにゲイト絶縁膜上に形成されたゲイト線３０１である。
【００３２】
ゲイト線３０１はゲイト電極を兼ねる構成、またはその一部が延在してゲイト電極を構成している。
【００３３】
ゲイト線３０１はアルミニウムで構成されており、その表面には保護膜として陽極酸化膜３０２が形成されている。
【００３４】
そして陽極酸化膜３０２と第１の層間絶縁膜１０５に開口が形成され、ソース線１０６がゲイト線３０１にコンタクトしている。
【００３５】
ここで第２の層間絶縁膜１１０のコンタクト付近での断面形状が複雑なものとなり、その上に形成されるＢＭ１０８とソース線１０６とのショートが懸念される。
【００３６】
しかし、本実施例に示す構成においては、図３に示すようにコンタクト付近におけるＢＭ１０８に開口を形成し、上記の問題が生じないようにしている。
【００３７】
【発明の効果】
本明細書で開示する発明を利用することで、多層配線が必要とされるアクティブマトリクスが型の液晶表示装置の構成において、ＢＭと配線とが意図しないコンタクトを形成してしまうことを防ぐ構成を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のコンタクト付近の断面を示す図。
【図２】従来例のコンタクト付近の断面を示す図。
【図３】実施例のコンタクト付近の断面を示す図。
【符号の説明】
１０１ガラス基板
１０２下地膜（酸化珪素膜）
１０３活性層（結晶性珪素膜）
１０４ゲイト絶縁膜（酸化珪素膜）
１０５層間絶縁膜
１０６ソース線
１０７ＢＭ（ブラックマトリクス）に形成された開口
１０８ＢＭ（ブラックマトリクス）
１０９ＢＭ（ブラックマトリクス）に形成された開口の縁
１１０層間絶縁膜

Claims

基板上にマトリクス状に配置された画素と、
前記画素それぞれに配置され、画素電極を制御する薄膜トランジスタと、
ソース線と、ゲイト線と、を有する半導体装置であって、
前記薄膜トランジスタの半導体上に形成された第１の開口を有する第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上に前記第１の開口を介して前記半導体と接続するように形成された前記ソース線と、
前記第１の絶縁膜及び前記ソース線上に形成された第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上に前記画素電極の部分以外を遮光するように、且つ前記画素電極の縁を覆うように形成されたブラックマトリクスと、を有し、
前記画素電極の縁を覆うように形成されたブラックマトリクスには、前記第１の開口に対応して且つ前記ソース線上の領域内に、前記第１の開口を介して前記半導体と前記ソース線がコンタクトする領域に形成されている前記ソース線と前記ブラックマトリクスとのショートを防止する第２の開口が形成されていることを特徴とする半導体装置。
請求項１において、前記第１の開口の寸法は、２μｍ角乃至５μｍ角であることを特徴とする半導体装置。
請求項１または請求項２において、前記第１の絶縁膜の厚さは、３００ｎｍ〜５００ｎｍであることを特徴とする半導体装置。