JP3810247B2 - アクティブマトリクス基板とその製造方法、および電気光学装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス基板とその製造方法、および電気光学装置に関し、特に、半導体層のパターン残りによる欠陥を防ぐために好適なものに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下適宜TFTと略称する)駆動によるアクティブマトリクス駆動方式の電気光学装置(例えば、液晶装置)においては、縦横に夫々配列された多数の走査線及びデータ線並びにこれらの各交点に対応して多数のTFTがTFTアレイ基板であるアクティブマトリクス基板上に設けられている。
【0003】
従来のアクティブマトリクス基板を、TFTのゲート電極をソース領域およびドレイン領域間に1個のみ配置したシングルゲート構造に対して、これらの間に2個以上の走査線を配置した複数ゲート構造のTFTを有するTFTアレイ基板において説明する。例えば、図9に示すように、TFTアレイ基板107の画素電極101を制御するTFT102では、ポリシリコン膜からなる半導体層108(輪郭を1点鎖線で示す)が、データ線103(輪郭を2点鎖線で示す)と走査線104(輪郭を実線で示す)の交差点の近傍でU字状に形成され、そのU字状部108aの一端が隣接するデータ線103の方向(紙面右方向)および当該データ線103に沿う方向(紙面上方向)に長く延びている。したがって、TFT102は、半導体層108のU字状部108aで走査線104と交差しており、半導体層108と走査線104が2回交差していることになるため、1つの半導体層上に2つのゲートを有するTFT、いわゆるデュアルゲート型TFTを構成する。なお、図中の符号105は蓄積容量、106は容量線、109および110はコンタクトホール、111はドレイン電極、112は画素コンタクトホールを示している。
【0004】
このような複数ゲート構造の場合、それぞれのゲート電極となる走査線には同一の信号が印加されるようになっており、デュアルゲートあるいはトリプルゲート以上でTFTを構成すれば、チャネルとソース−ドレイン領域接合部のリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することができるものである。
このように従来のアクティブマトリクス基板では、通常、走査線に対して全て同じゲート構造(チャネル構造)を有したTFTが用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の薄膜トランジスタに関する技術では、以下の課題が残されている。すなわち、チャネル領域、ドレイン領域およびソース領域となる上記半導体層は、パターニングされて必要な領域以外はエッチングにより除去されることになるが、この際にパターン残りが生じてしまい、一部に半導体層が残存してしまう場合がある。特に、段差部分となる走査線近傍において半導体層のパターン残りが生じやすく、このパターン残りによって隣接データ線間等がショートしてしまう欠陥が発生するおそれがあった。特に、従来の構造のように、全て同様のゲート構造を有したTFTでは、各ソースコンタクトホールが走査線に対して全て同じ側に形成されることになり、隣接データ線間にわたって半導体層のパターン残りが生じた際にショートし易いとともに隣接したTFTが両方とも不良になってしまうおそれがあった。
【0006】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、半導体層のパターン残りが発生してもショート等の欠陥の発生を防止すると共にTFTの不良を極力抑えることができるアクティブマトリクス基板とその製造方法、および電気光学装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のアクティブマトリクス基板は、マトリクス状に形成された複数の走査線及び複数のデータ線と、前記走査線および前記データ線に接続された薄膜トランジスタと、前記走査線と前記データ線で区画された画素領域に形成され前記薄膜トランジスタのドレイン領域に導電接続された画素電極とを有するアクティブマトリクス基板であって、前記薄膜トランジスタは、前記走査線にゲート絶縁膜を介して対向する少なくとも一つのチャネル領域と該チャネル領域を挟むソース領域及びドレイン領域とが形成される半導体層と、前記ドレイン領域に接続されるドレインコンタクトホールと、前記走査線に交差するデータ線上に配され前記ソース領域に接続されるソースコンタクトホールとを有し、前記走査線方向に互いに隣接する前記薄膜トランジスタのソースコンタクトホールは、前記データ線毎に走査線を挟んで互いに反対側に交互に配設されていることを特徴とする。
【0008】
また、本発明のアクティブマトリクス基板の製造方法は、マトリクス状に形成された複数の走査線及び複数のデータ線と、前記走査線および前記データ線に接続された薄膜トランジスタと、前記走査線と前記データ線で区画された画素領域に形成され前記薄膜トランジスタのドレイン領域に導電接続された画素電極とを有するアクティブマトリクス基板の製造方法であって、基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層上に前記薄膜トランジスタのゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に前記走査線を形成する工程と、前記走査線をマスクにして前記半導体層に不純物を導入して前記薄膜トランジスタのソース領域およびドレイン領域を形成する工程と、前記走査線上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜に対して前記薄膜トランジスタのソースコンタクトホールを開孔する工程と、前記ゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜に対して前記ドレインコンタクトホールを開孔する工程と、前記ソースコンタクトホールを介して前記半導体層のソース領域に接続されるように前記層間絶縁膜上に前記データ線を形成する工程とを含み、前記ソースコンタクトホールを開孔する工程は、前記走査線方向に互いに隣接する前記薄膜トランジスタのソースコンタクトホールを、前記データ線毎に走査線を挟んで互いに反対側に交互に配設させることを特徴とする。
【0009】
これらのアクティブマトリクス基板およびアクティブマトリクス基板の製造方法では、走査線方向に互いに隣接する薄膜トランジスタのソースコンタクトホールを、データ線毎に走査線を挟んで互いに反対側に交互に配設させるので、同じ側に配設した場合に比べてソースコンタクトホール間距離を離すことができ、パターン残りによる隣接データ線間ショートを低減することができると共に、両ソースコンタクトホールにわたってパターン残りが存在しても、少なくとも一方のTFTはトランジスタ構造が壊れず、機能を維持することができる。
【0010】
例えば、走査線方向に互いに隣接する薄膜トランジスタを、データ線に交差する走査線と半導体層との交差する回数がデータ線毎に奇数回と偶数回とに交互に配設されるようにする。すなわち、このアクティブマトリクス基板では、前記奇数回のTFTのソースコンタクトホールが、走査線を挟んで前記偶数回のTFTのソースコンタクトホールの反対側に配設されることになる。
【0011】
また、本発明のアクティブマトリクス基板は、前記走査線方向に互いに隣接する薄膜トランジスタが、互いに同数の前記チャネル領域を有していることが好ましい。すなわち、このアクティブマトリクス基板では、各TFTのチャネル領域(ゲート数)が同数であるので、各TFTのトランジスタ特性が揃ってTFTの良好な動作バランスが得られる。
【0012】
さらに、本発明のアクティブマトリクス基板は、前記走査線方向に互いに隣接する薄膜トランジスタが、前記チャネル領域のゲート長の合計が互いに同一であることが好ましい。すなわち、このアクティブマトリクス基板では、TFTのチャネル領域が単数(単数ゲート構造)または複数(複数ゲート構造)にかかわらず、各ゲート長を合わせた長さが同一とされるので、電流−電圧特性やしきい値電圧等の各TFTのトランジスタ特性を合わせることができ、液晶装置等に適用した場合に表示品質を向上させることができる。
【0013】
また、本発明のアクティブマトリクス基板では、前記走査線方向に互いに隣接する薄膜トランジスタが、前記各チャネル領域のゲート長が互いに同一であることが好ましい。すなわち、このアクティブマトリクス基板では、TFTのチャネル領域が単数または複数であっても、構成される各チャネル領域のゲート長が全て同じに設定されているので、各チャネル領域毎に形成されるTFTの特性が均一になり全体としてのTFTのトランジスタ特性をさらに合わせることができ、液晶装置等に適用した場合に表示品質を向上させることができる。
【0014】
本発明の電気光学装置は、互いに対向する一対の基板間に電気光学材料を有する電気光学装置であって、前記一対の基板のうちの一方が、上記本発明のアクティブマトリクス基板であることを特徴とする。
【0015】
この電気光学装置によれば、一対の基板のうちの一方が、上記本発明のアクティブマトリクス基板とされることにより、ショート等の欠陥が低減された画素TFTを有する表示品位の高い液晶装置等の電気光学装置を実現することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る第1実施形態を、図1から図6を参照しながら説明する。図1は、本実施形態の液晶装置(電気光学装置)の画像表示領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。図2はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板(アクティブマトリクス基板)における隣接する複数の画素群の平面図である。
【0017】
[液晶装置要部の構成]
本実施形態のTFTアレイ基板(アクティブマトリクス基板)7は、TFT駆動によるアクティブマトリクス駆動方式の電気光学装置である液晶装置に用いられるものである。このTFTアレイ基板7は、図1に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、画素電極1と当該画素電極1を制御するためのデュアルゲート構造のTFT2A、2Bがマトリクス状に複数形成されており、画像信号を供給するデータ線3が当該TFT2A、2Bのソース領域に電気的に接続されている。データ線3に書き込む画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線3同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。また、TFT2A、2Bのゲート電極に走査線4が電気的に接続されており、所定のタイミングで走査線4に対してパルス的に走査信号G1、G2、…、Gmを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極1は、TFT2A、2Bのドレイン領域に電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT2A、2Bを一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線3から供給される画像信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。
【0018】
なお、TFT2Aは、2つのTFT2a、2bが互いのソース領域およびドレイン領域を共通にして直列に接続されているとともに、同様に、TFT2Bは、2つのTFT2c、2dが互いのソース領域およびドレイン領域を共通にして直列に接続されている。すなわち、TFT2AおよびTFT2Bは、互いに異なるチャネル領域構造のデュアルゲート構造を有するものである。また、TFT2AおよびTFT2Bは、データ線3毎に交互に配設されている。
【0019】
画素電極1を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、対向基板(後述する)に形成された対向電極(後述する)との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光が変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極1と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量5を付加する。例えば画素電極1の電圧は、蓄積容量5によりソース電圧が印加された時間よりも3桁も長い時間だけ保持される。これにより、保持特性はさらに改善され、コントラスト比の高い液晶装置が実現できる。なお、本実施の形態では、蓄積容量5を形成する方法として、半導体層との間で容量を形成するための配線である容量線6を設けている。また、容量線6を設ける代わりに、画素電極1と前段の走査線4との間で容量を形成しても良い。
【0020】
図2に示すように、TFTアレイ基板7上には、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide, 以下、ITOと略記する)等の透明導電膜からなる複数の画素電極1(輪郭を破線で示す)がマトリクス状に配置されており、画素電極1の紙面縦方向に延びる辺に沿ってデータ線3(輪郭を2点鎖線で示す)が設けられ、紙面横方向に延びる辺に沿って走査線4および容量線6(ともに輪郭を実線で示す)が設けられている。
【0021】
本実施の形態において、走査線4は、複数のデータ線3に交差する主走査線4aと、該主走査線4aから分岐して延びた分岐走査線4bとを備え、ポリシリコン膜からなる半導体層8(輪郭を1点鎖線で示す)には、分岐走査線4bおよび主走査線4aに交差するL字状部8aと、データ線3と主走査線4aとの交差点の近傍でU字状に形成されたU字状部8bとが形成されている。すなわち、このL字状部8aは、主走査線4aおよび分岐走査線4bと交差して、2つのチャネル領域を形成している。また、U字状部8bは、主走査線4aと2度交差して、2つのチャネル領域を形成している。そして、L字状部8aおよびU字状部8bの一端が隣接するデータ線3の方向(紙面左方向)および当該データ線3に沿う方向(紙面下方向)に長く延びている。
【0022】
半導体層8のL字状部8aおよびU字状部8bの両端にコンタクトホール9,10が形成され、一方のコンタクトホール9はデータ線3と半導体層8のソース領域とを電気的に接続するソースコンタクトホールとなり、他方のコンタクトホール10はドレイン電極11(輪郭を2点鎖線で示す)と半導体層8のドレイン領域とを電気的に接続するドレインコンタクトホールとなっている。すなわち、L字状部8aの両側に形成されるソースコンタクトホール9とドレインコンタクトホール10とは、走査線4を挟んで互いに反対側に配設されている。そして、U字状部8bの両側に形成されるソースコンタクトホール9とドレインコンタクトホール10とは、どちらもL字状部8aのソースコンタクトホール9に対して走査線4を挟んで反対側に配設されている。すなわち、主走査線4a方向に互いに隣接するTFT2AとTFT2Bとのソースコンタクトホール9は、データ線3毎に主走査線4aを挟んで互いに反対側に交互に配設されている。この配置は、TFT2AとTFT2Bとにおいて、データ線3に交差する主走査線4aと半導体層8との交差する回数がデータ線3毎に奇数回(TFT2AがL字状部8aにより1回)と偶数回(TFT2BがU字状部8bにより2回)とに交互に配設させておくことにより実現される。また、TFT2AとTFT2Bとは、チャネル領域のゲート長の合計が互いに同一に設定されているとともに、TFT2a、2b、2c、2dの各チャネル領域におけるゲート長は全て同じに設定されている。
【0023】
また、ドレイン電極11上のドレインコンタクトホール10が設けられた側と反対側の端部には、ドレイン電極11と画素電極1とを電気的に接続するための画素コンタクトホール12が形成されている。
【0024】
本実施の形態におけるTFT2Aは、半導体層8のL字状部8aで主走査線4aおよび分岐走査線4bに交差しているとともに、TFT2Bは、半導体層8のU字状部8bで主走査線4を2回交差しており、前述したように、1つの半導体層上に2つのゲートを有するTFT、いわゆるデュアルゲート型TFTを構成する。また、容量線6は走査線4に沿って紙面横方向に並ぶ画素を貫くように延びるとともに、分岐した一部6aがデータ線3に沿って紙面縦方向に延びている。そこで、ともにデータ線3に沿って長く延びる半導体層8と容量線6とによって蓄積容量5が形成されている。
【0025】
[液晶装置の全体構成]
次に、本実施形態のTFTアレイ基板7を用いた液晶装置40の全体構成について図3および図4を用いて説明する。
【0026】
図3および図4において、TFTアレイ基板7の上には、シール材28がその縁に沿って設けられており、その内側に並行して額縁としての遮光膜29が設けられている。シール材28の外側の領域には、データ線駆動回路30および外部回路接続端子31がTFTアレイ基板7の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路32がこの一辺に隣接する2辺に沿って設けられている。走査線4に供給される走査信号遅延が問題にならないのならば、走査線駆動回路32は片側だけでも良いことは言うまでもない。また、データ線駆動回路30を画像表示領域の辺に沿って両側に配列してもよい。例えば、奇数列のデータ線3は画像表示領域の一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給し、偶数列のデータ線3は前記画像表示領域の反対側の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給するようにしてもよい。このようにデータ線3を櫛歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回路の占有面積を拡張することができるため、複雑な回路を構成することが可能となる。さらに、TFTアレイ基板7の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路32間をつなぐための複数の配線33が設けられている。また、対向基板15のコーナー部の少なくとも1箇所には、TFTアレイ基板7と対向基板15との間で電気的導通をとるための導通材34が設けられている。そして、シール材28とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板15が当該シール材28によりTFTアレイ基板7に固着されている。
【0027】
[液晶装置要部の製造プロセス]
次に、本実施形態における液晶装置要部の製造プロセスについて、図5を参照して説明する。
【0028】
図5においては、画素内のTFT2A、2B(NチャネルTFT)及び蓄積容量5の製造工程を説明するものである。
図5の(a)に示されるように、第1工程として、ガラス基板41上に絶縁層42を形成し、その上に、アモルファスのシリコン層を積層する。その後、シリコン層に対して例えばレーザアニール処理等の加熱処理を施すことにより、アモルファスのシリコン層を再結晶させ、結晶性のポリシリコン層である半導体層8を形成する。
【0029】
次に、図2および図5の(b)に示されるように、第2工程として、第1工程で形成された半導体層8をパターニングする。このとき、半導体層8には、図2に示すように、後述する工程で形成するソースコンタクトホール9とドレインコンタクトホール10との間に、TFT2Aの場合、後述する工程で形成する主走査線4aおよび分岐走査線4bに交差するL字状部8aを形成し、TFT2Bの場合、主走査線4aを2度交差するU字状部8bを形成しておく。さらに、半導体層8の上に上記ゲート絶縁層44を積層する。このゲート絶縁層44の厚さは、例えば100〜150nm程度である。
【0030】
次に、図5の(c)に示されるように、第3工程として、表示領域のうち、接続部45及び蓄積容量の下部電極46となるべき領域以外の領域をレジスト47でマスク処理する。一方、周辺領域においては、その全面をレジスト47でマスク処理する。そして、双方の領域におけるマスク処理の後、例えば、ドナーとしてのPH3/H2イオンをゲート絶縁層44を介して半導体層8にドーピングする。このときのドーピング条件は、例えば、31Pのドーズ量が3×1014〜5×1014/cm2程度であり、エネルギーとしては、80keV程度が必要とされる。この第3工程により、上記接続部45及び下部電極46が形成される。
【0031】
次に、図5の(d)に示されるように、第4工程として、上記PH3/H2イオンをドーピング後、レジスト47を剥離し、その後、夫々のTFTにおけるゲート電極である走査線4(主走査線4aおよび分岐走査線4b)および容量線6を形成する。これらの形成は、例えば、金属をスパッタ又は真空蒸着した後、レジストで当該走査線等のパターンを形成し、走査線等に供される部分以外をドライエッチングすることにより行う。
【0032】
そして、走査線4(主走査線4aおよび分岐走査線4b)および容量線6の形成後、表示領域内の下部電極46に相当する領域に夫々レジスト48を塗布してマスク処理した後、再度、PH3/H2イオンをドーピングする。このときのドーピング条件は、例えば、31Pのドーズ量が5×1014〜7×1014/cm2程度であり、エネルギーとしては、80keV程度必要とされる。上側電極へのドーピングは下部電極への注入量に比べて少ない。以上の第4工程により、TFT2A、2Bとしてのソース領域49とチャネル領域50とドレイン領域51とが形成される。
【0033】
最後に、図5の(e)に示されるように、第5工程として、レジスト48を剥離した後、第1層間絶縁層52を積層し、その後、コンタクトホール9及び10となる位置を開孔し、アルミニウムを蒸着した後に、各電極のパターンをレジストでパターニングしてドライエッチングにより、ドレイン電極11並びにデータ線3を形成する。
【0034】
上記のコンタクトホールを開孔する工程においては、図2に示すように、TFT2Aの場合、ソースコンタクトホール9及びドレインコンタクトホール10を、主走査線4aを挟んで互いに反対側に配設させておくとともに、TFT2Bの場合、ソースコンタクトホール9及びドレインコンタクトホール10を、隣接するTFT2Aのソースコンタクトホール9に対して主走査線4aを挟んで両方とも反対側に配設しておく。
【0035】
その後、第2層間絶縁層53を積層して画素コンタクトホール12となる位置を開孔し、その上の所定の領域に画素電極1を蒸着等により形成して図1および図2に示すTFT2A、2Bが完成する。その後は、対向基板15に対向電極を形成し、図4に示すように、当該TFTアレイ基板7と対向基板15との間に液晶16を充填する等の処理を経て液晶装置40が完成する。
【0036】
また、第3工程において、ゲート絶縁膜44形成後にPH3/H2イオンを注入するので、半導体層8がイオン注入により破損することが少なく、更に高いエネルギーでイオン注入を行うので短時間で接続部45及び下部電極46を製造することができる。
更にコンタクトホール12及び10により画素電極1との導通を図るのでドレイン領域51と接続部45と画素電極1とを電気的に確実に接続することができる。
【0037】
本実施形態では、上述した半導体層8をパターニングして選択的に除去する際に、図6に示すように、画素領域60における隣接するデータ線3のソースコンタクトホール9間に半導体層8のパターン残り8p(図中の破線領域)が生じてしまっても、主走査線4a方向に互いに隣接するTFT2A、2Bのソースコンタクトホール9を、データ線3毎に主走査線4aを挟んで互いに反対側に交互に配設させるので、少なくとも一方のTFT(図6では、TFT2A)はトランジスタ構造が壊れず、機能を維持することができる。
【0038】
また、図9に示す従来例では、半導体層108のパターン残りが図6のように残った場合、パターン残りがn型にドーピングされて低抵抗になり、隣り合うデータ線103がソースコンタクトホール109を介して電気的に接続されてしまい、データ線間ショートとなる。さらに、隣の画素のソースコンタクトホール109とドレインコンタクトホール110とが電気的に接続しても、同様にデータ線間ショートになってしまう。これに対して、本実施形態では、半導体層8のパターン残り8pが図6に示すように残った場合、走査線4下はドーピングされていないので、主走査線4a下のパターン残り8pはn型にドーピングされず、高抵抗となるため、電気的に導通することはなく、データ線間ショートになることがないとともに、隣の画素のソースコンタクトホール9とドレインコンタクトホール10とが電気的に接続しても同様にデータ線間ショートになることがなくなる。
【0039】
また、隣接するTFT2A、2Bのソースコンタクトホール9を主走査線4aに対して同じ側に配設した場合に比べてソースコンタクトホール9間距離を離すことができ、パターン残りによる隣接データ線間ショートを低減することができる。
【0040】
また、TFT2AとTFT2Bとは、互いにダブルゲート構造、すなわち同数のチャネル領域(2つのチャネル領域)を有しているので、各TFTのトランジスタ特性が揃ってTFT2A、2Bの良好な動作バランスが得られる。
【0041】
さらに、TFT2AとTFT2Bとは、チャネル領域のゲート長の合計が互いに同一に設定されているとともに、TFT2a、2b、2c、2dの各チャネル領域におけるゲート長は全て同じに設定されているので、各画素毎のTFTおよび各チャネル領域毎に形成されるTFTの特性が均一になり全体としてTFTのトランジスタ特性を均一化することができ、液晶装置等に適用した場合に表示品質を向上させることができる。
【0042】
次に、本発明に係る第2実施形態および第3実施形態を、図7および図8を参照しながら説明する。
【0043】
第2実施形態と第1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、TFT2BがU字状部8bと主走査線4aとを2度交差させてデュアルゲート構造としているのに対し、第2実施形態では、図7に示すように、分岐走査線4bとは別に主走査線4aから分岐した分岐走査線4c、4dと交差するように半導体層8のL字状部8cを形成したTFT2CをTFT2Bの代わりに備えている点である。
【0044】
すなわち、第2実施形態では、TFT2AのL字状部8aと異なって主走査線4aと交差しないL字状部8cが形成され、L字状部8cの一端にはTFT2Aのソースコンタクトホール9に対して主走査線4aを挟んで反対側にTFT2Cのソースコンタクトホール9が形成されている。したがって、TFT2Cは、分岐走査線4c、4dにL字状部8cが交差して2つのチャネル領域が形成されることにより、2つのTFT2e、2fが互いのソース領域およびドレイン領域を共通にして直列に接続されたデュアルゲート構造を有するものである。
【0045】
また、第3実施形態と第1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、TFT2A、2BのL字状部8aおよびU字状部8bが走査線4をそれぞれ2度交差しているのに対し、第2実施形態では、図8に示すように、主走査線4aと1度交差すると共に分岐走査線4bと2度交差するように半導体層8のカギ状部8dを形成したTFT2DをTFT2Aの代わりに備え、さらに、主走査線4aから分岐走査線4bに対して反対側に分岐した別の分岐走査線4eに3度交差するように半導体層8の逆S字状部8eを形成したTFT2EをTFT2Bの代わりに備えている点である。
【0046】
すなわち、TFT2Dは、主走査線4aおよび分岐走査線4bにカギ状部8dが交差して3つのチャネル領域が形成されることにより、3つのTFT2g、2h、2iが互いのソース領域およびドレイン領域を共通にして直列に接続されたトリプルゲート構造を有するものである。また、TFT2Eは、分岐走査線4eに逆S字状部8eが交差して3つのチャネル領域が形成されることにより、3つのTFT2j、2k、2lが互いのソース領域およびドレイン領域を共通にして直列に接続されたトリプルゲート構造を有するものである。
【0047】
なお、第2、第3実施形態では、主走査線4aと半導体層8との交差する回数がTFT2AおよびTFT2Eの場合は1回(奇数回)であるとともに、TFT2CおよびTFT2Dの場合は0回(偶数回)となっている。
【0048】
また、第2実施形態のTFT2AとTFT2Cとは、チャネル領域のゲート長の合計が互いに同一に設定されているとともに、TFT2a、2b、2e、2fの各チャネル領域におけるゲート長は全て同じに設定されている。同様に、第3実施形態のTFT2EとTFT2Dとは、チャネル領域のゲート長の合計が互いに同一に設定されているとともに、TFT2g、2h、2i、2j、2k、2lの各チャネル領域におけるゲート長は全て同じに設定されている。
【0049】
これらの第2、第3実施形態においても、隣接するデータ線3のTFT2A、2EとTFT2C、2Dとのソースコンタクトホール9が、互いに主走査線4aを挟んで互いに反対側に配設されているので、第1実施形態と同様に、半導体層8のパターン残りが生じてしまっても、少なくとも一方のTFTはトランジスタ構造が壊れず、機能を維持することができ、また、隣接するデータ線3のソースコンタクトホール9間距離を離すことができ、パターン残りによる隣接データ線間ショートを低減することができる。
【0050】
また、第2実施形態では、TFT2AおよびTFT2Cがどちらも2つのチャネル領域を有するデュアルゲート構造であり、また第3実施形態では、TFT2EおよびTFT2Dがどちらも3つのチャネル領域を有するトリプルゲート構造であるので、第2,第3実施形態ともトランジスタの良好な動作バランスが得られる。さらに、第2,第3実施形態とも、第1実施形態と同様に、チャネル領域のゲート長の合計が同じに設定されていると共に、各チャネル領域のゲート長が全て同一に設定されているので、各TFTの特性ばらつきを低減することができる。
【0051】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、走査線方向に互いに隣接する薄膜トランジスタのソースコンタクトホールを、データ線毎に走査線を挟んで互いに反対側に交互に配設させるので、同じ側に配設した場合に比べてソースコンタクトホール間距離を離すことができ、パターン残りによる隣接データ線間ショートを低減することができると共に、両ソースコンタクトホールにわたってパターン残りが存在しても、少なくとも一方のTFTはトランジスタ構造が壊れず、機能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る第1実施形態における液晶装置の等価回路図である。
【図2】 本発明に係る第1実施形態における液晶装置の画素構成を示す要部の拡大平面図である。
【図3】 本発明に係る第1実施形態における液晶装置の全体構成を示す平面図である。
【図4】 図3のH−H線矢視断面図である。
【図5】 本発明に係る第1実施形態における液晶装置の画素内のTFT及び蓄積容量の製造工程を示す図2のA−A線矢視断面図である。
【図6】 本発明に係る第1実施形態における液晶装置の画素構成を示すパターン残りが生じた際の要部の拡大平面図である。
【図7】 本発明に係る第2実施形態における液晶装置の画素構成を示す要部の拡大平面図である。
【図8】 本発明に係る第3実施形態における液晶装置の画素構成を示す要部の拡大平面図である。
【図9】 本発明に係る従来例におけるTFTアレイ基板の画素構成を示す要部の拡大平面図である。
【符号の説明】
1 画素電極
2A、2B TFT(薄膜トランジスタ)
3 データ線
4 走査線
4a 主走査線
4b、4c、4d、4e 分岐走査線
5 蓄積容量
6 容量線
7 TFTアレイ基板(アクティブマトリクス基板)
8 半導体層
8a、8c L字状部
8d カギ状部
8e 逆S字状部
8p パターン残り
9 ソースコンタクトホール
10 ドレインコンタクトホール
11 ドレイン電極
12 画素コンタクトホール
15 対向基板
16 液晶
40 液晶装置(電気光学装置)
44 ゲート絶縁層(ゲート絶縁膜)
49 ソース領域
50 チャネル領域
51 ドレイン領域
52 第1層間絶縁層(層間絶縁膜)
60 画素領域
Claims (7)
- マトリクス状に形成された複数の走査線及び複数のデータ線と、前記走査線および前記データ線に接続された薄膜トランジスタと、前記走査線と前記データ線で区画された画素領域に形成され前記薄膜トランジスタのドレイン領域に導電接続された画素電極とを有するアクティブマトリクス基板であって、
前記薄膜トランジスタは、前記走査線にゲート絶縁膜を介して対向する少なくとも一つのチャネル領域と該チャネル領域を挟むソース領域及びドレイン領域とが形成される半導体層と、前記ドレイン領域に接続されるドレインコンタクトホールと、前記走査線に交差するデータ線上に配され前記ソース領域に接続されるソースコンタクトホールとを有し、
前記チャネル領域は不純物を含まない領域であり、
前記走査線方向に互いに隣接する前記画素領域に形成された前記薄膜トランジスタのソースコンタクトホールは、前記データ線毎に走査線を挟んで互いに反対側に交互に配設されていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。 - 前記走査線方向に互いに隣接する前記薄膜トランジスタは、前記データ線に交差する前記走査線と前記半導体層との交差する回数がデータ線毎に奇数回と偶数回とに交互に配設されていることを特徴とする請求項1記載のアクティブマトリクス基板。
- 前記走査線方向に互いに隣接する薄膜トランジスタは、互いに同数の前記チャネル領域を有していることを特徴とする請求項1または2記載のアクティブマトリクス基板。
- 前記走査線方向に互いに隣接する薄膜トランジスタは、前記チャネル領域のゲート長の合計が互いに同一であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板。
- 前記走査線方向に互いに隣接する薄膜トランジスタは、前記各チャネル領域のゲート長が互いに同一であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板。
- 互いに対向する一対の基板間に電気光学材料を有する電気光学装置であって、前記一対の基板のうちの一方が、請求項1から5のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板であることを特徴とする電気光学装置。
- マトリクス状に形成された複数の走査線及び複数のデータ線と、前記走査線および前記データ線に接続された薄膜トランジスタと、前記走査線と前記データ線で区画された画素領域に形成され前記薄膜トランジスタのドレイン領域に導電接続された画素電極とを有するアクティブマトリクス基板の製造方法であって、
基板上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層上に前記薄膜トランジスタのゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に前記走査線を形成する工程と、前記走査線をマスクにして前記半導体層に不純物を導入して前記薄膜トランジスタのソース領域およびドレイン領域を形成する工程と、前記走査線上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜に対して前記薄膜トランジスタのソースコンタクトホールを開孔する工程と、前記ゲート絶縁膜及び前記層間絶縁膜に対して前記ドレインコンタクトホールを開孔する工程と、前記ソースコンタクトホールを介して前記半導体層のソース領域に接続されるように前記層間絶縁膜上に前記データ線を形成する工程とを含み、
前記ソースコンタクトホールを開孔する工程は、前記走査線方向に互いに隣接する隣接する前記画素領域に形成された前記薄膜トランジスタのソースコンタクトホールを、前記データ線毎に走査線を挟んで互いに反対側に交互に配設させることを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
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